JP2022190184A - ディスプレイパネル作製方法 - Google Patents

ディスプレイパネル作製方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2022190184A
JP2022190184A JP2022135603A JP2022135603A JP2022190184A JP 2022190184 A JP2022190184 A JP 2022190184A JP 2022135603 A JP2022135603 A JP 2022135603A JP 2022135603 A JP2022135603 A JP 2022135603A JP 2022190184 A JP2022190184 A JP 2022190184A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
layer
led chip
gan
led
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022135603A
Other languages
English (en)
Inventor
伯仁 ▲呉▼
Wu Bor-Jen
家彬 曾
Tsen Chia-Bin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to JP2022135603A priority Critical patent/JP2022190184A/ja
Publication of JP2022190184A publication Critical patent/JP2022190184A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Optical Filters (AREA)

Abstract

【課題】マイクロＬＥＤディスプレイ製造方法、マイクロＬＥＤディスプレイ、マイクロＬＥＤディスプレイ製造装置のための商業的、工業的に有効な解決策を提供する。【解決手段】チップ毎の技術、主にチップ毎の剥離技術を用いて、マイクロＬＥＤディスプレイを精密かつ効率的に製造することができる。まず、エピタキシャルプロセスの後に、ＬＥＤエピウェーハ１０をマイクロＬＥＤへと加工する。次に、ＬＥＤエピウェーハに対して、駆動回路を備えた接合基板５０を準備する。すると、各ＬＥＤチップを、チップ毎、同時または順次に、基板に固定可能となる。同時または順次に剥離技術を用いて、各ＬＥＤチップを転写してもよい。ＬＥＤエピウェーハ自体をＬＥＤディスプレイ基板として提供することもできる。光変換層およびカラー規定層をパターニングし、順次、個々に各ＬＥＤチップ上に形成して、ＬＥＤディスプレイを得ることができる。【選択図】図３Ａ

Description

本開示は、マイクロＬＥＤディスプレイパネルおよびマイクロＬＥＤディスプレイパネル作製方法に関する。さらに、本開示は、マイクロＬＥＤパネル作製装置に関する。ただし、本開示は、さらに広範な利用可能性を有するものと認識される。
従来のＴＦＴ－ＬＣＤディスプレイやＯＬＥＤディスプレイに続くマイクロＬＥＤは、次世代のハイテクディスプレイであると考えられている。従来のＬＥＤから引き継がれるマイクロＬＥＤの長所としては、低電力消費、高輝度、短応答時間、長寿命がある。マイクロＬＥＤで組み立てられた５５インチ結晶ＬＥＤ(Crystal LED)テレビが、２０１２年にソニーにより公表されて製造されている。この結晶ＬＥＤテレビでは、６００万を超えるマイクロＬＥＤが高精細ピクセルとして使用され、１００万階調のコントラストおよび１４０％を超えるＮＴＳＣを有し、ＬＣＤディスプレイと比較すると応答時間の問題が無く、ＯＬＥＤディスプレイと比較すると寿命の問題が無い。マイクロＬＥＤディスプレイの技術により、ＬＥＤチップサイズを従来のＬＥＤチップの１％に減縮し、高精細ディスプレイにマイクロＬＥＤ単体を適用し、２つのマイクロＬＥＤ間のピッチをミリメートル規模からマイクロメートル規模に低減し、各ピクセルを個々にアドレス指定し、マイクロＬＥＤアレイの個々のマイクロＬＥＤを駆動する。
しかし、大量生産において従来の製造プロセスを各マイクロＬＥＤ単体に適用することはできない。なぜなら、１つのディスプレイ内の数百万のマイクロＬＥＤを効率的に基板からディスプレイに転写するのは困難だからである。これが、大量転写問題である。
この問題を解決するために、幾つかの方策が提案されている。Ａｎｄｒｅａｓ Ｂｉｂｌらによる特許文献１には、エピ基板上のすべてのマイクロＬＥＤを一時基板または接合基板に同時に完全に転写し、その後、相転移を用いて各マイクロＬＥＤ単体を個々に接合基板からディスプレイパネルの受側基板にピックアップすることが記載されている。数百万のマイクロＬＥＤを接合基板から受側基板へと個々にピックアップしなければならないので、依然として、大量転写問題が存在する。すなわち、あまりにも時間がかかり、歩留まりが低くなる。その他の解決策、たとえば、流体フィルタの利用や重力による落下などは、未だ、工業的、商業的に利用できない。
大量転写問題を解決するため、特にＲＧＢのＬＥＤチップを接合基板に転写するための一つの解決策としては、窒化物系ＬＥＤチップのみを接合基板に転写する方法がある。しかし、窒化物系ＬＥＤは、赤色光を発生することができず、したがって、フルカラーのマイクロ／ミニＬＥＤディスプレイを実現できない。
したがって、マイクロＬＥＤ製造のために大量転写問題に対する工業的、商業的に有効な解決策を提供する必要がある。
米国特許第８,７９４,５０１号明細書 米国特許第７,８２５,００６号明細書 米国特許出願公開第２００６／０２８６６９４号明細書
本開示は、マイクロＬＥＤディスプレイ製造方法、マイクロＬＥＤディスプレイ、マイクロＬＥＤディスプレイ製造装置のための商業的、工業的に有効な解決策を提供する。
したがって、本発明の一実施形態は、ディスプレイパネルを作製する方法を提供する。このディスプレイパネル作製方法は、第１の複数の発光ダイオードチップを備え、前記第１の複数の発光ダイオードチップの各第１の発光ダイオードチップのために、前記各第１の発光ダイオードチップ上にオーミック電極対が形成され、前記各発光ダイオードが第１の波長の光を発光するようにした第１の基板を準備する工程と、前記ディスプレイパネル用の駆動回路および複数の接合パッド対を備えた第２の基板を準備する工程と、前記第１の基板を反転して、前記第１の複数の発光ダイオードチップを前記複数の接合パッド対上に接合する工程と、前記第１の複数の発光ダイオードチップを前記第１の基板から剥離する工程と、前記第２の基板を再加熱（リフロー）して、前記第２の基板上に前記第１の複数の発光ダイオードチップを固定する工程とを含む。
好適な一実施形態において、前記第１の基板は、サファイアまたはＳｉＣとすることができ、前記第１の複数の発光ダイオードチップは、ＵＶ光、青色光または緑色光を発光するためのIII族窒化物を含む。前記第１の基板がサファイアまたはＳｉＣである場合、前記剥離工程は、レーザ露光を用いて実施される。
好適な一実施形態において、前記第１の基板は、テープとすることもでき、前記第１の複数の発光ダイオードチップは、赤色光を発光するためのIII族砒化物またはIII族燐化物を含む。前記第１の基板がテープである場合、前記剥離工程は、前記複数の発光ダイオードチップが設けられていない前記第１の基板の表側面を加圧することによって実施される。
好適な一実施形態において、前記第２の基板は、ＰＣＢ、珪素、炭化珪素またはセラミックとすることができる。前記セラミック基板は、ＡｌＮまたは酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を含んでいてもよい。
好適な一実施形態において、前記第２の基板は、ＧａＡｓとすることができ、第２の複数の発光ダイオードチップを備え、前記第２の複数の発光ダイオードチップの各第２の発光ダイオードチップは、前記第１の波長よりも長い第２の波長の光を発光する。
好適な一実施形態において、前記駆動回路は、能動回路アレイまたは受動回路アレイとすることができる。前記能動回路は、前記複数の発光ダイオードチップを駆動するための複数のトランジスタを備えている。
好適な一実施形態において、前記第１の基板上の前記第１の複数の発光ダイオードチップにおける第１のピッチは、前記第２の基板上の前記複数の接合パッド対における第２のピッチと等しい。前記反転工程は、前記第１の複数の発光ダイオードチップを前記複数のオーミック電極対と整合させるように実施される。前記剥離工程は、前記第１の基板上の前記各第１の発光ダイオードチップに対してブロック毎に実施される。
好適な一実施形態において、前記第１の基板上の前記第１の複数の発光ダイオードチップにおける第１のピッチは、前記第２の基板上の前記複数の接合パッド対における第２のピッチよりも小さい。前記反転工程は、前記第１の複数の発光ダイオードチップの１つを前記複数のオーミック電極対の１つと整合させるように実施され、その後、前記剥離工程が実施される。
好適な一実施形態において、前記ＬＥＤチップを前記接合基板に転写した後、第１の波長光よりも長い第３の波長を有する光を提供するために、燐光物質層が、前記第１の複数の発光ダイオードチップ上に形成される。
好適な一実施形態において、前記第３の波長の光と前記第１の波長の光により白色光を提供する。前記方法は、前記再加熱（リフロー(reflowing)）工程の後、カラーフィルタを備えた第３の透明基板を前記第２の基板上に設ける工程をさらに含む。
本発明の一実施形態は、さらにディスプレイパネルを提供する。このディスプレイパネルは、前記ディスプレイパネル用の駆動回路および複数の接合パッド対を備え、複数の赤色発光ダイオードチップを備えたＧａＡｓ基板と、前記複数の接合パッド対に電気的に固定された複数のＧａＮ発光ダイオードチップとを含む。
本発明の一実施形態は、さらにディスプレイパネルを提供する。このディスプレイパネルは、駆動回路および複数の接合電極対を備えた接合基板と、前記複数の接合電極対にそれぞれ電気的に固定された複数のＧａＮ発光ダイオードチップと、前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップをそれぞれ適切に被覆する複数の領域としてパターン形成された燐光物質層と、前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップとそれぞれ整合するカラーフィルタ層を備えた透明基板とを含む。
好適な一実施形態において、前記接合基板は、ＰＣＢ、珪素、炭化珪素またはセラミックとすることができる。前記セラミック基板は、ＡｌＮまたは酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を含んでいてもよい。
好適な一実施形態において、前記駆動回路は、能動回路アレイまたは受動回路アレイとすることができる。前記能動回路は、前記複数の発光ダイオードチップを駆動するための複数のトランジスタを備えている。
本発明の一実施形態は、さらにディスプレイパネルを作製する方法を提供する。このディスプレイパネル作製方法は、それぞれ第１の電極および第２の電極を有する複数のＧａＮ発光ダイオードチップを備えたサファイア基板を準備する工程と、駆動回路および複数の接合電極対を備えた接合基板を準備する工程と、前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップを前記複数の接合電極対に転写する工程と、燐光物質層を前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップ上にそれぞれ設ける工程と、カラーフィルタを備えた透明基板を、前記カラーフィルタが前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップと整合するように、前記接合基板に取り付ける工程とを含む。
好適な一実施形態において、前記接合基板は、ＰＣＢ、珪素、炭化珪素またはセラミックとすることができる。前記セラミック基板は、ＡｌＮまたは酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を含んでいてもよい。
好適な一実施形態において、前記駆動回路は、能動回路アレイまたは受動回路アレイとすることができる。前記能動回路は、前記複数の発光ダイオードチップを駆動するための複数のトランジスタを備えている。
本発明の一実施形態は、さらにディスプレイパネルを提供する。このディスプレイパネルは、それぞれ第１の電極および第２の電極を有する複数のＧａＮ発光ダイオードチップを備えたサファイア基板と、前記第１の電極および前記第２の電極を露出するように前記サファイア基板上に設けられた第１の誘電層と、前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップの前記第１の電極の行に電気的に接続するために、前記第１の誘電層上で第１の複数の信号ラインとしてパターン形成された第１の透明導電層と、前記第２の電極を露出するように前記第１の誘電層および前記第１の透明導電層上に設けられた第２の誘電層と、前記複数のＧａＮ発光ダイオードの前記第２の電極の列に電気的に接続するために、前記第２の誘電層上で第２の複数の信号ラインとしてパターン形成された第２の透明導電層と、前記第２の誘電層および前記第２の透明導電層を被覆するパッシベーション層ブランケットと、前記パッシベーション層上で前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップを適切に被覆する複数の領域としてパターン形成された燐光物質層と、前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップと整合してそれらを被覆するカラーフィルタ層を備えた透明基板とを含む。
本発明の一実施形態は、さらにディスプレイパネルを作製する方法を提供する。このディスプレイパネル作製方法は、それぞれ第１の電極および第２の電極を有する複数のＧａＮ発光ダイオードチップを備えたサファイア基板を準備する工程と、前記サファイア基板および前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップ上に第１の誘電層を形成する工程と、前記第１の電極および前記第２の電極を露出する工程と、前記第１の誘電層上に第１の透明導電層を形成する工程と、前記第１の透明導電層を第１の複数の信号ラインへとパターニングして、前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップの前記第１の電極の行に電気的に接続する工程と、前記第１の誘電層および前記第１のパターン形成透明導電層上に第２の誘電層を形成する工程と、前記第２の電極を露出する工程と、上記第２の誘電層上に第２の透明導電層を形成する工程と、前記第２の透明導電層を第２の複数の信号ラインへとパターニング、前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップの前記第２の電極の列に電気的に接続する工程と、パッシベーション層を形成して、前記第２のパターン形成透明導電層および前記第２の誘電層を被覆する工程と、前記パッシベーション層上に燐光物質層を設ける工程と、カラーフィルタ層を備えた透明基板を、前記カラーフィルタが前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップと整合するように、前記サファイア基板に取り付ける工程とを含む。
本発明の一実施形態は、さらに装置を提供する。この装置は、複数の発光ダイオードチップを備えた第１の基板を載置するためのプラットホームと、互いに直交する２つの水平方向を有する第１の動作を提供するための第１のステージと、駆動回路および複数の接合パッド対を備えた第２の基板を、前記複数の発光ダイオードチップが前記複数の接合パッド対に対向するように固定するために前記第１のステージ上に設けられた載置ステージと、前記複数の発光ダイオードチップを前記第１の基板から剥離するための手段と、ディスプレイパネルが作製されるように、前記プラットホーム、前記第１のステージ、前記載置ステージおよび剥離手段を制御するための制御装置とを含む。
好適な一実施形態において、前記装置は、前記第１のステージと前記載置ステージとの間に設けられた、垂直動作を提供するための第２のステージをさらに含んでいてもよい。
好適な一実施形態において、前記第１の基板がサファイアまたはＳｉＣである場合、前記剥離手段は、エキシマレーザである。
好適な一実施形態において、前記第１の基板がテープである場合、前記剥離手段は、前記複数の発光ダイオードチップを前記複数の接合パッド対に押し付けるための押圧装置である。
本発明の一実施形態は、さらにディスプレイパネルを提供する。このディスプレイパネルは、駆動回路および複数の接合電極対を備えた接合基板と、前記複数の接合電極対にそれぞれ電気的に固定された複数のＧａＮ発光ダイオードチップと、前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップをそれぞれ適切に被覆する複数の領域としてパターン形成された光変換層と、前記光変換層上に設けられ、それぞれ前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップと整合するパターン形成カラー規定層とを含む。
本発明の一実施形態は、さらにディスプレイパネルを提供する。このディスプレイパネルは、複数のＧａＮ発光ダイオードチップを備えたサファイア基板と、前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップの第１の導電型に電気的に接続する第１のパターン形成オーミックコンタクト透明導電層と、前記第１のパターン形成オーミックコンタクト透明導電層および前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップを被覆し、前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップの第２の導電型を露出するパターン形成パッシベーション層と、前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップの前記第２の導電型に電気的に接続する第２のパターン形成オーミックコンタクト透明導電層とを含む。
好適な一実施形態において、前記パターン形成パッシベーション層は、光変換材料と混合されている。
好適な一実施形態において、前記ディスプレイパネルは、前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップの上方に設けられたカラー規定層をさらに含む。
好適な一実施形態において、前記カラー規定層は、ピクセル内のＲＧＢを規定するためのカラーフィルタである。
好適な一実施形態において、前記ディスプレイパネルは、前記第１のオーミックコンタクト透明導電層上に設けられた第１の金属ラインと、前記第２のオーミックコンタクト透明導電層上に設けられた第２の金属ラインとをさらに含む。
本発明の一実施形態は、さらにディスプレイパネルを作製する方法を提供する。このディスプレイパネル作製方法は、それぞれ第１の電極および第２の電極を有する複数のＧａＮ発光ダイオードチップを備えたサファイア基板を準備する工程と、駆動回路および複数の接合電極対を備えた接合基板を準備する工程と、前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップを前記複数の接合電極対に転写する工程と、前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップ上にそれぞれ光変換層を設ける工程と、前記光変換層上に、前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップと整合するパターン形成カラー規定層を形成する工程とを含む。
本発明の一実施形態は、さらにディスプレイパネルを作製する方法を提供する。このディスプレイパネル作製方法は、複数のＧａＮ発光ダイオードチップを備えたサファイア基板を準備する工程と、前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップの第１の導電型上に第１のパターン形成オーミックコンタクト透明導電層を形成する工程と、前記第１のパターン形成オーミックコンタクト透明導電層および前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップ上に、前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップの第２の導電型を露出させて、パターン形成共形パッシベーション層を形成する工程と、前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップの前記第２の導電型に電気的に接続する第２のオーミックコンタクト透明導電層を形成する工程とを含む。
好適な一実施形態において、前記方法は、前記パターン形成共形パッシベーション層を形成する前記工程の前に、前記パッシベーション層に光変換材料を混合する工程をさらに含む。
好適な一実施形態において、前記方法は、第２のオーミックコンタクト透明導電層を形成する前記工程の後に、前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップの上方にカラー規定層を形成する工程をさらに含む。
好適な一実施形態において、前記カラー規定層は、ピクセルにおけるＲＧＢを規定するためのカラーフィルタである。
好適な一実施形態において、前記方法は、前記第１のオーミックコンタクト透明導電層を形成する前記工程の後に、前記第１のオーミックコンタクト透明導電層上に第１のパターン形成金属ラインを形成する工程と、前記第２のオーミックコンタクト透明導電層を形成する前記工程の後に、前記第２のオーミックコンタクト透明導電層上に第２のパターン形成金属ラインを形成する工程とをさらに含む。
本発明の他の利点は、添付図面とともに以下の記述から明らかになるであろう。これらの図面に、本発明の実施形態が例示されている。
本発明は、添付図面とともに以下の詳細な説明から容易に理解されるであろう。これらの図面において、同様の参照番号は同様の構成部材を示す。
図１Ａ～図１Ｄは、本発明の一実施形態に係る、エピ基板上にＬＥＤチップを形成する際の様々な段階における構造を示す模式図である。 図１Ａ～図１Ｄは、本発明の一実施形態に係る、エピ基板上にＬＥＤチップを形成する際の様々な段階における構造を示す模式図である。 図１Ａ～図１Ｄは、本発明の一実施形態に係る、エピ基板上にＬＥＤチップを形成する際の様々な段階における構造を示す模式図である。 図１Ａ～図１Ｄは、本発明の一実施形態に係る、エピ基板上にＬＥＤチップを形成する際の様々な段階における構造を示す模式図である。 図２Ａおよび図２Ｂは、本発明の一実施形態に係る、エピ基板からディスプレイにマイクロＬＥＤチップを転写する準備の際の様々な段階における構造を示す模式図である。 図２Ａおよび図２Ｂは、本発明の一実施形態に係る、エピ基板からディスプレイにマイクロＬＥＤチップを転写する準備の際の様々な段階における構造を示す模式図である。 図３Ａ～図３Ｃは、本発明の一実施形態に係る、レーザリフトオフプロセスの際の様々な段階における構造を示す模式図である。 図３Ａ～図３Ｃは、本発明の一実施形態に係る、レーザリフトオフプロセスの際の様々な段階における構造を示す模式図である。 図３Ａ～図３Ｃは、本発明の一実施形態に係る、レーザリフトオフプロセスの際の様々な段階における構造を示す模式図である。 図４Ａおよび図４Ｂは、本発明の一実施形態に係る、エピ基板と接合基板とを離間する際の様々な段階における構造を示す模式図である。 図４Ａおよび図４Ｂは、本発明の一実施形態に係る、エピ基板と接合基板とを離間する際の様々な段階における構造を示す模式図である。 図５Ａ～図５Ｄは、本発明の一実施形態に係る、接合基板上に別のＬＥＤチップを形成する際の様々な段階における構造を示す模式図である。 図５Ａ～図５Ｄは、本発明の一実施形態に係る、接合基板上に別のＬＥＤチップを形成する際の様々な段階における構造を示す模式図である。 図５Ａ～図５Ｄは、本発明の一実施形態に係る、接合基板上に別のＬＥＤチップを形成する際の様々な段階における構造を示す模式図である。 図５Ａ～図５Ｄは、本発明の一実施形態に係る、接合基板上に別のＬＥＤチップを形成する際の様々な段階における構造を示す模式図である。 図６Ａ～図６Ｃは、本発明の一実施形態に係る、ＬＥＤチップ上の燐光物質の模式図である。 図６Ａ～図６Ｃは、本発明の一実施形態に係る、ＬＥＤチップ上の燐光物質の模式図である。 図６Ａ～図６Ｃは、本発明の一実施形態に係る、ＬＥＤチップ上の燐光物質の模式図である。 図７Ａ～図７Ｇは、本発明の他の実施形態に係る、接合基板上にＬＥＤチップを形成する際の様々な段階における構造を示す模式図である。 図７Ａ～図７Ｇは、本発明の他の実施形態に係る、接合基板上にＬＥＤチップを形成する際の様々な段階における構造を示す模式図である。 図７Ａ～図７Ｇは、本発明の他の実施形態に係る、接合基板上にＬＥＤチップを形成する際の様々な段階における構造を示す模式図である。 図７Ａ～図７Ｇは、本発明の他の実施形態に係る、接合基板上にＬＥＤチップを形成する際の様々な段階における構造を示す模式図である。 図７Ａ～図７Ｇは、本発明の他の実施形態に係る、接合基板上にＬＥＤチップを形成する際の様々な段階における構造を示す模式図である。 図７Ａ～図７Ｇは、本発明の他の実施形態に係る、接合基板上にＬＥＤチップを形成する際の様々な段階における構造を示す模式図である。 図７Ａ～図７Ｇは、本発明の他の実施形態に係る、接合基板上にＬＥＤチップを形成する際の様々な段階における構造を示す模式図である。 図８Ａ～図８Ｅは、本発明の一実施形態に係る、一時基板に転写されるＬＥＤチップを形成する際の様々な段階における構造を示す模式図である。 図８Ａ～図８Ｅは、本発明の一実施形態に係る、一時基板に転写されるＬＥＤチップを形成する際の様々な段階における構造を示す模式図である。 図８Ａ～図８Ｅは、本発明の一実施形態に係る、一時基板に転写されるＬＥＤチップを形成する際の様々な段階における構造を示す模式図である。 図８Ａ～図８Ｅは、本発明の一実施形態に係る、一時基板に転写されるＬＥＤチップを形成する際の様々な段階における構造を示す模式図である。 図８Ａ～図８Ｅは、本発明の一実施形態に係る、一時基板に転写されるＬＥＤチップを形成する際の様々な段階における構造を示す模式図である。 図９は、本発明の一実施形態に係る、接合基板上に赤色ＬＥＤチップおよび駆動回路を作製する工程を示すフローチャートである。 図１０Ａ～図１０Ｍは、本発明の他の実施形態に係る、赤色ＬＥＤチップおよび駆動回路を作製し、接合基板上に青色／緑色ＬＥＤチップを転写する際の様々な段階における構造を示す模式図である。 図１０Ａ～図１０Ｍは、本発明の他の実施形態に係る、赤色ＬＥＤチップおよび駆動回路を作製し、接合基板上に青色／緑色ＬＥＤチップを転写する際の様々な段階における構造を示す模式図である。 図１０Ａ～図１０Ｍは、本発明の他の実施形態に係る、赤色ＬＥＤチップおよび駆動回路を作製し、接合基板上に青色／緑色ＬＥＤチップを転写する際の様々な段階における構造を示す模式図である。 図１０Ａ～図１０Ｍは、本発明の他の実施形態に係る、赤色ＬＥＤチップおよび駆動回路を作製し、接合基板上に青色／緑色ＬＥＤチップを転写する際の様々な段階における構造を示す模式図である。 図１０Ａ～図１０Ｍは、本発明の他の実施形態に係る、赤色ＬＥＤチップおよび駆動回路を作製し、接合基板上に青色／緑色ＬＥＤチップを転写する際の様々な段階における構造を示す模式図である。 図１０Ａ～図１０Ｍは、本発明の他の実施形態に係る、赤色ＬＥＤチップおよび駆動回路を作製し、接合基板上に青色／緑色ＬＥＤチップを転写する際の様々な段階における構造を示す模式図である。 図１０Ａ～図１０Ｍは、本発明の他の実施形態に係る、赤色ＬＥＤチップおよび駆動回路を作製し、接合基板上に青色／緑色ＬＥＤチップを転写する際の様々な段階における構造を示す模式図である。 図１０Ａ～図１０Ｍは、本発明の他の実施形態に係る、赤色ＬＥＤチップおよび駆動回路を作製し、接合基板上に青色／緑色ＬＥＤチップを転写する際の様々な段階における構造を示す模式図である。 図１０Ａ～図１０Ｍは、本発明の他の実施形態に係る、赤色ＬＥＤチップおよび駆動回路を作製し、接合基板上に青色／緑色ＬＥＤチップを転写する際の様々な段階における構造を示す模式図である。 図１０Ａ～図１０Ｍは、本発明の他の実施形態に係る、赤色ＬＥＤチップおよび駆動回路を作製し、接合基板上に青色／緑色ＬＥＤチップを転写する際の様々な段階における構造を示す模式図である。 図１０Ａ～図１０Ｍは、本発明の他の実施形態に係る、赤色ＬＥＤチップおよび駆動回路を作製し、接合基板上に青色／緑色ＬＥＤチップを転写する際の様々な段階における構造を示す模式図である。 図１０Ａ～図１０Ｍは、本発明の他の実施形態に係る、赤色ＬＥＤチップおよび駆動回路を作製し、接合基板上に青色／緑色ＬＥＤチップを転写する際の様々な段階における構造を示す模式図である。 図１０Ａ～図１０Ｍは、本発明の他の実施形態に係る、赤色ＬＥＤチップおよび駆動回路を作製し、接合基板上に青色／緑色ＬＥＤチップを転写する際の様々な段階における構造を示す模式図である。 図１１Ａおよび図１１Ｂは、本発明の２つの実施形態に係る、ＬＥＤディスプレイ回路の模式図である。 図１１Ａおよび図１１Ｂは、本発明の２つの実施形態に係る、ＬＥＤディスプレイ回路の模式図である。 図１２Ａおよび図１２Ｂは、本発明の２つの実施形態に係る、ＬＥＤディスプレイレイアウトの模式図である。 図１２Ａおよび図１２Ｂは、本発明の２つの実施形態に係る、ＬＥＤディスプレイレイアウトの模式図である。 図１３Ａは、本発明の一実施形態における、ＬＥＤチップ上でカラーフィルタおよび燐光物質を用いたＬＥＤディスプレイの模式的な横断面図である。 図１３Ｂは、本発明の一実施形態における、透明基板上でカラーフィルタおよび燐光物質を用いたＬＥＤディスプレイの別の模式的な横断面図である。 図１３Ｃは、本発明の一実施形態における、カラーフィルタを用いたＬＥＤディスプレイを示す別の模式的な横断面図である。 図１４Ａは、本発明の一実施形態における、カラーフィルタを使用したＬＥＤディスプレイの模式的な上面図である。 図１４Ｂは、本発明の一実施形態における、黒色マトリックスを備えたカラーフィルタを用いたＬＥＤディスプレイの模式的な上面図である。 図１５Ａ～図１５Ｅは、本発明の一実施形態に係る、燐光物質被覆およびカラーフィルタ基板を設け、サファイア上に受動ＧａＮ系ＬＥＤディスプレイを作製する際の様々な段階における構造を示す模式図である。 図１５Ａ～図１５Ｅは、本発明の一実施形態に係る、燐光物質被覆およびカラーフィルタ基板を設け、サファイア上に受動ＧａＮ系ＬＥＤディスプレイを作製する際の様々な段階における構造を示す模式図である。 図１５Ａ～図１５Ｅは、本発明の一実施形態に係る、燐光物質被覆およびカラーフィルタ基板を設け、サファイア上に受動ＧａＮ系ＬＥＤディスプレイを作製する際の様々な段階における構造を示す模式図である。 図１５Ａ～図１５Ｅは、本発明の一実施形態に係る、燐光物質被覆およびカラーフィルタ基板を設け、サファイア上に受動ＧａＮ系ＬＥＤディスプレイを作製する際の様々な段階における構造を示す模式図である。 図１５Ａ～図１５Ｅは、本発明の一実施形態に係る、燐光物質被覆およびカラーフィルタ基板を設け、サファイア上に受動ＧａＮ系ＬＥＤディスプレイを作製する際の様々な段階における構造を示す模式図である。 図１６は、本発明の一実施形態に係る、マイクロレンズアレイを備えた受動ＧａＮ系ＬＥＤディスプレイの模式的な横断面図である。 図１７は、本発明の一実施形態に係る、接合基板上にＬＥＤチップを作製するための装置の模式図である。 図１８は、本発明の他の実施形態に係る、接合基板上にＬＥＤチップを作製するための装置の模式図である。 図１９Ａ～図１９Ｅは、本発明の他の実施形態に係る、燐光物質被覆およびカラーフィルタ基板を設け、接合基板上にＧａＮ系ＬＥＤディスプレイを作製する際の様々な段階における横断構造を示す模式図である。 図１９Ａ～図１９Ｅは、本発明の他の実施形態に係る、燐光物質被覆およびカラーフィルタ基板を設け、接合基板上にＧａＮ系ＬＥＤディスプレイを作製する際の様々な段階における横断構造を示す模式図である。 図１９Ａ～図１９Ｅは、本発明の他の実施形態に係る、燐光物質被覆およびカラーフィルタ基板を設け、接合基板上にＧａＮ系ＬＥＤディスプレイを作製する際の様々な段階における横断構造を示す模式図である。 図１９Ａ～図１９Ｅは、本発明の他の実施形態に係る、燐光物質被覆およびカラーフィルタ基板を設け、接合基板上にＧａＮ系ＬＥＤディスプレイを作製する際の様々な段階における横断構造を示す模式図である。 図１９Ａ～図１９Ｅは、本発明の他の実施形態に係る、燐光物質被覆およびカラーフィルタ基板を設け、接合基板上にＧａＮ系ＬＥＤディスプレイを作製する際の様々な段階における横断構造を示す模式図である。 図２０Ａ～図２０Ｈは、本発明の一実施形態に係る、燐光物質被覆およびカラー規定を設け、サファイア上にＧａＮ系ＬＥＤディスプレイを作製する際の様々な段階における横断構造を示す模式図である。 図２０Ａ～図２０Ｈは、本発明の一実施形態に係る、燐光物質被覆およびカラー規定を設け、サファイア上にＧａＮ系ＬＥＤディスプレイを作製する際の様々な段階における横断構造を示す模式図である。 図２０Ａ～図２０Ｈは、本発明の一実施形態に係る、燐光物質被覆およびカラー規定を設け、サファイア上にＧａＮ系ＬＥＤディスプレイを作製する際の様々な段階における横断構造を示す模式図である。 図２０Ａ～図２０Ｈは、本発明の一実施形態に係る、燐光物質被覆およびカラー規定を設け、サファイア上にＧａＮ系ＬＥＤディスプレイを作製する際の様々な段階における横断構造を示す模式図である。 図２０Ａ～図２０Ｈは、本発明の一実施形態に係る、燐光物質被覆およびカラー規定を設け、サファイア上にＧａＮ系ＬＥＤディスプレイを作製する際の様々な段階における横断構造を示す模式図である。 図２０Ａ～図２０Ｈは、本発明の一実施形態に係る、燐光物質被覆およびカラー規定を設け、サファイア上にＧａＮ系ＬＥＤディスプレイを作製する際の様々な段階における横断構造を示す模式図である。 図２０Ａ～図２０Ｈは、本発明の一実施形態に係る、燐光物質被覆およびカラー規定を設け、サファイア上にＧａＮ系ＬＥＤディスプレイを作製する際の様々な段階における横断構造を示す模式図である。 図２０Ａ～図２０Ｈは、本発明の一実施形態に係る、燐光物質被覆およびカラー規定を設け、サファイア上にＧａＮ系ＬＥＤディスプレイを作製する際の様々な段階における横断構造を示す模式図である。 図２１Ａ～図２１Ｇは、本発明の他の実施形態に係る、燐光物質被覆およびカラー規定を設け、サファイア上にＧａＮ系ＬＥＤディスプレイを作製する際の様々な段階における横断構造を示す模式図である。 図２１Ａ～図２１Ｇは、本発明の他の実施形態に係る、燐光物質被覆およびカラー規定を設け、サファイア上にＧａＮ系ＬＥＤディスプレイを作製する際の様々な段階における横断構造を示す模式図である。 図２１Ａ～図２１Ｇは、本発明の他の実施形態に係る、燐光物質被覆およびカラー規定を設け、サファイア上にＧａＮ系ＬＥＤディスプレイを作製する際の様々な段階における横断構造を示す模式図である。 図２１Ａ～図２１Ｇは、本発明の他の実施形態に係る、燐光物質被覆およびカラー規定を設け、サファイア上にＧａＮ系ＬＥＤディスプレイを作製する際の様々な段階における横断構造を示す模式図である。 図２１Ａ～図２１Ｇは、本発明の他の実施形態に係る、燐光物質被覆およびカラー規定を設け、サファイア上にＧａＮ系ＬＥＤディスプレイを作製する際の様々な段階における横断構造を示す模式図である。 図２１Ａ～図２１Ｇは、本発明の他の実施形態に係る、燐光物質被覆およびカラー規定を設け、サファイア上にＧａＮ系ＬＥＤディスプレイを作製する際の様々な段階における横断構造を示す模式図である。 図２１Ａ～図２１Ｇは、本発明の他の実施形態に係る、燐光物質被覆およびカラー規定を設け、サファイア上にＧａＮ系ＬＥＤディスプレイを作製する際の様々な段階における横断構造を示す模式図である。 図２２Ａは、本発明の単純化実施形態に係る、ディスプレイにおけるサファイア基板上のＧａＮ系ＬＥＤチップを示すための横断構造の模式図である。 図２２Ｂは、図２２Ａの実施形態に係る、ディスプレイにおいて第１の透明オーミックコンタクト導電層を備えたサファイア基板上のＧａＮ系ＬＥＤチップを示す模式的な横断面図である。 図２２Ｃは、図２２Ｂの実施形態に係る、ディスプレイにおいて第２の透明オーミックコンタクト導電層を備えたサファイア基板上のＧａＮ系ＬＥＤチップを示すための模式的な横断面図である。 図２３Ａは、図２２Ａの実施形態に係る、ディスプレイにおけるサファイア基板上のＧａＮ系ＬＥＤチップを示すための模式的な上面図である。 図２３Ｂは、図２３Ａの実施形態に係る、ディスプレイにおいて第１の透明オーミックコンタクト導電層を備えたサファイア基板上のＧａＮ系ＬＥＤチップを示す模式的な上面図である。 図２３Ｃは、図２３Ｂの実施形態に係る、ディスプレイにおいて第２の透明オーミックコンタクト導電層を備えたサファイア基板上のＧａＮ系ＬＥＤチップを示す模式的な上面図である。 図２４Ａは、本発明の他の単純化実施形態に係る、ディスプレイにおけるサファイア基板上のＧａＮ系ＬＥＤチップを示すための横断構造の模式図である。 図２４Ｂは、図２４Ａの実施形態に係る、ディスプレイにおけるサファイア基板上のＧａＮ系ＬＥＤチップを示すための模式的な上面図である。 図２５Ａは、本発明の他の単純化実施形態に係る、ディスプレイにおけるサファイア基板上のＧａＮ系ＬＥＤチップを示すための横断構造の模式図である。 図２５Ｂは、図２５Ａの実施形態に係る、ディスプレイにおけるサファイア基板上のＧａＮ系ＬＥＤチップを示すための模式的な上面図である。
本発明は、様々な変更態様、代替態様で実施可能であるが、具体的な実施形態を図面に例示し、本明細書において詳細に説明する。図面は、縮尺どおりではない。ただし、図面および詳細な説明は、開示された特定の形態に本発明を限定する意図はなく、それとは逆に、添付の請求項により定義される本発明の趣旨および範囲内の変更態様、均等態様、代替態様を網羅する意図であると理解すべきである。
ここで使用されているように、「基板」という用語は、通常、半導体または非半導体材料で形成された板状体を指す。この様な半導体または非半導体材料としては、単結晶珪素、炭化珪素、砒化ガリウム、燐化インジウム、サファイア、セラミック、ガラスおよびＰＣＢが例示される。この様な基板は、半導体製造設備において一般的に見出され、加工されている。エピ基板は、半導体製造設備においてエピタキシャル成長に供される板状体を指す。接合基板は、電子デバイスを受けるために回路や接合パッドを備えた板状体を指す。
基板に関して、１以上の層が、基板上に形成されていてもよい。多数の様々なタイプのこの様な層がこの技術において公知であり、ここで使用される基板という用語は、すべてのタイプのこの様な層が形成されるウェーハを含むことを意図している。基板上に形成される１以上の層は、パターン形成されていてもよい。例えば、基板は、それぞれ繰り返しパターン構造を有する複数のダイス／チップを備えていてもよい。この様な材料層を形成、加工することによって、最終的に完成された半導体装置を得ることができる。この様に、基板は、完全な半導体装置のすべての層が形成されているわけではない板状体や、完全な半導体装置のすべての層が形成されている基板を含んでいてもよい。
基板は、集積回路（ＩＣ）や、ＬＥＤチップなどの光電デバイスの少なくとも一部をさらに含むものであってもよい。
「ＬＥＤ」という用語は、一般的に、パッケージの有無にかかわらず、特定の直流電流を駆動することによって赤色光、緑色光、青色光またはＵＶ光を発光可能な発光ダイオードを指す。
「ＬＥＤチップ」という用語は、一般的に、エピ基板からの剥離の有無にかかわらず、オーミックコンタクト電極対を備えた基板上でエピタキシャル成長を用いて形成されたＬＥＤを指す。本発明におけるＬＥＤチップは、エピ基板上に形成することもできるし、接合基板上に接合することもできる。
典型的なＬＥＤチップの寸法は、１４×１４ｍｉｌ２（３５５.６×３５５.６μｍ２）であり、マイクロＬＥＤチップの寸法は、一般的に、１００×１００μｍ２未満の範囲であり、好ましくは、５０×５０μｍ２未満の範囲である。
本発明における「回路」という用語は、レジスタ、ダイオードまたはトランジスタを含んでいてもよい。
本発明における「インデックス」という用語は、エピ基板または接合基板上の２つのＬＥＤチップ間のピッチを指す。
「カラーフィルタ」という用語は、複数の波長帯域の光をフィルタリングするために使用する。本発明において、カラーフィルタは、赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ通過させるＲＧＢフィルタを指す。
本発明におけるプロセスフローの各工程は、論理シーケンス要件がない限り、一般的に入れ替え可能とすべきである。
本発明における半導体の導電型、例えば、半導体層におけるｎ型またはｐ型導電性は、入れ替え可能とすべきである。
以下、本発明の幾つかの例示的な実施形態を示す添付図面を参照して、本発明の様々な例示的な実施形態をさらに詳細に説明する。本発明の保護範囲を限定することなく、実施形態の説明および図面は、すべて例示的にマイクロＬＥＤディスプレイとその製造方法に適用される。ただし、本発明をマイクロＬＥＤ転写方法に限定するために、これらの実施形態を使用すべきではない。
図面において、各部材の相対的な寸法および各部材間の相対的な寸法は、明確化のために誇張されている。以下の図面の説明において、同様の参照番号は、同様の構成部材または実体を示し、個々の実施形態の違いのみを説明する。
したがって、本発明の例示的な実施形態は、様々な変更態様や代替態様が可能であるが、図面において実施形態を例示し、詳細に説明する。ただし、開示されている特定の態様に本発明の例示的な実施形態を限定する意図はなく、それとは逆に、本発明の例示的な実施形態は、本発明の範囲内の変更態様、均等態様、代替態様を網羅するものであると理解すべきである。
本発明は、駆動回路を備え、ディスプレイに供される接合基板に、マイクロＬＥＤチップを直接的に転写することができる方法を提供する。まず、III族窒化物系化合物として、緑色光、青色光またはＵＶ光を提供するために、ＧａＮ系をエピタキシャル成長によりサファイア、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＧａＮまたはＺｎＯ基板上に形成する。III族砒化物またはIII族燐化物化合物として、赤色光を提供するために、ＧａＡｓ系またはＡｌＩｎＧａＰをエピタキシャル成長によりＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＧａＰまたはＩｎＰ基板上に形成する。エピタキシャル成長プロセスの後、エピ層をチップパターンで加工し、オーミックコンタクト電極をそれぞれｐ／ｎエピ層上に形成する。マイクロＬＥＤチップを受けるために、駆動回路および接合パッドが形成された接合基板を準備する。サファイア基板上のIII族窒化物マイクロＬＥＤチップは、レーザリフトオフ技術を用いて転写することができ、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＺｎＯ基板上のIII族砒化物、III族燐化物マイクロＬＥＤチップまたはIII族窒化物マイクロＬＥＤチップは、機械的加圧法を利用して転写することができる。大量転写手順は、等インデックスに対しては、ブロック毎に同時に実施され、不等インデックスに対しては、チップ毎に順次実施され、または基板全体を直接転写する。そして、マイクロＬＥＤチップが転写された接合基板は、共融接合、半田接合または銀エポキシ焼成を用いることにより、接合パッドとマイクロＬＥＤチップを接着可能に再加熱（リフロー）される。したがって、工業的、商業的な課題において、大量転写問題を解決することができる。
一実施形態において、ディスプレイの１つのピクセルは、青色マイクロＬＥＤチップと、緑色マイクロＬＥＤチップと、赤色マイクロＬＥＤチップとを含むことができる。別の実施形態において、ディスプレイの１つのピクセルは、青色マイクロＬＥＤチップと、緑色燐光物質で被覆された青色マイクロＬＥＤチップと、赤色燐光物質で被覆された青色マイクロＬＥＤチップとを含んでいてもよい。他の実施形態において、ディスプレイの１つのピクセルは、青色マイクロＬＥＤチップと、緑色マイクロＬＥＤチップと、赤色燐光物質で被覆された青色マイクロＬＥＤチップとを含んでいてもよい。他の実施形態において、ディスプレイの１つのピクセルは、それぞれＲＧＢ燐光物質で被覆された３つのＵＶマイクロＬＥＤチップを含んでいてもよい。他の実施形態において、ディスプレイの１つのピクセルは、単色ディスプレイのための１つの青色マイクロＬＥＤチップを含んでいてもよい。一実施形態において、ディスプレイの１つのピクセルは、黄色燐光物質で被覆された３つのマイクロＬＥＤチップを含んでいてもよく、その後、ＲＧＢカラーフィルタにより白色光をフィルタリングしてフルカラー画像を提供する。この実施形態においては、ＲＧＢフィルタの機能は、ＴＦＴ－ＬＣＤにおける機能と同様である。この実施形態において、広色域を達成するために、赤色燐光物質または量子ドット技術をこの実施形態で採用することができる。赤色燐光物質は、窒化物燐光物質を含んでいてもよい。あるいは、強化赤色光を有する白色燐光物質、例えば、ＫＳＦ（珪弗化カリウム）燐光物質やＧＥにより開発されたＴｒｉＧａｉｎ燐光物質などを含んでいてもよい。シャープもβ－ＳｉＡｌＯＮ緑色燐光物質およびＫＳＦ燐光物質を含むＷＣＧ燐光物質を開発している。
一実施形態において、接合基板はＧａＡｓとすることができ、赤色マイクロＬＥＤチップおよび駆動回路をＧａＡｓ上に形成することができる。したがって、青色および緑色マイクロＬＥＤチップのみを接合基板に転写する必要がある。あるいは、珪酸塩／エステル燐光物質またはβ－ＳｉＡｌＯＮ緑色燐光物質などの緑色燐光物質を青色マイクロＬＥＤチップ上に備えた青色マイクロＬＥＤチップを接合基板に転写する。
次に、図面を参照して、本発明を図面と共にさらに明確に説明する。
図１Ａにおいて、エピタキシャル成長のための基板１０を準備する。基板１０は、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＺｎＯ、ＧａＮ、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＧａＰまたはＩｎＰとしてもよい。ただし、本発明の一実施形態においては、ＧａＡｓおよびサファイアがエピ基板として好適である。III族窒化物化合物に対しては、エピ基板１０をサファイア、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＺｎＯまたはＧａＮとし、III族砒化物化合物に対しては、基板１０をＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＧａＰまたはＩｎＰとする。基板１０の配向は、III族砒化物、III族燐化物またはIII族窒化物化合物のエピタキシャル成長に適合するように選択される。一実施形態において、輝度向上のために、サファイア基板をパターン形成サファイア基板とすることもできる。
図１Ｂにおいて、エピ層を形成するためにエピタキシャル成長プロセスを実施する。第１の導電性を有する第１のエピ層１２をエピ基板１０上に形成し、第２の導電性を有する第２のエピ層１６を第１のエピ層１２上に形成する。第２の導電性は、第１の導電性の反対である。好適な実施形態において、第１の導電性はｎ型であり、第２の導電性はｐ型である。第１のエピ層１２と第２のエピ層１６との間には、従来技術を用いて常に単一の量子ウェル層または複数の量子ウェル層（図１Ｂには図示せず）が形成されている。第１のエピ層１２を形成する前に、２次元成長を促進するためにサファイア、ＳｉＣおよびＳｉエピ基板１０に対して、低温緩衝層２２を形成する。本発明においては、III族窒化物化合物により緑色光、青色光またはＵＶ光を発光し、III族砒化物化合物またはIII族燐化物化合物により赤色光を発光することができる。一実施形態において、エピ層１２および１６をＡｌｘＧａ（１－ｘ）Ａｓ、（ＡｌｘＧａ（１－ｘ））ｙＩｎ（１－ｙ）Ｐ、ｙ～０．５（ＧａＡｓに格子整合）またはＡｌｘＩｎｙＧａ（１－ｘ－ｙ）Ｎとすることができる。一実施形態において、エピ層１２および１６は、青色光を発光する。
図１Ｃにおいて、２つの電極を第１のエピ層および第２のエピ層上にそれぞれ形成する。リソグラフィ工程およびエッチング工程を含む従来のパターニング法を用いて、第２のエピ層１６の一部を取り除く。エッチング工程としては、異方性エッチング法が好適である。そして、リフトオフ法、または、第１のエピ層１２上にオーミックコンタクト材料層を堆積し、従来のリソグラフィ工程およびエッチング工程を含む従来のパターニング法を用いてオーミックコンタクト層の不要部分を取り除くことにより、第１のエピ層１２上に第１のオーミックコンタクト電極１４を形成する。第１のオーミックコンタクト電極１４の材料は、III族窒化物、III族燐化物またはIII族砒化物化合物に対して、それぞれ、Ｇｅ／Ａｕ、Ｐｄ／Ｇｅ、ＣｒＡｕ、ＣｒＡｌ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｔｉ／Ａｌ、Ｔｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕ、Ｔａ／Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕ、Ｖ／Ａｌ／Ｖ／Ａｕ、Ｖ／Ｔｉ／Ａｕ、Ｖ／Ａｌ／Ｖ／Ａｇ、ＩＺＯまたはＩＴＯとすることができる。リフトオフ法、または、第２のエピ層１６上にオーミックコンタクト材料層を堆積し、リソグラフィ法およびエッチング法を含む従来のパターニング／エッチング法を用いてオーミックコンタクト層の不要部分を取り除くことにより、第２のエピ層１６上に第２のオーミックコンタクト電極１８を形成する。第２の電極１８の材料は、III族窒化物、III族燐化物またはIII族砒化物化合物に対して、それぞれ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、ＡｕＢｅ、ＡｕＺｎ、ＰｄＢｅ、ＮｉＢｅ、ＮｉＺｎ、ＰｄＺｎ、ＡｕＺｎ、Ｒｕ／Ｎｉ／ＩＴＯ、Ｎｉ／Ａｇ／Ｒｕ／Ｎｉ／Ａｕ、Ｎｉ／ＡｕまたはＩＴＯなどの高仕事関数金属としてもよい。この実施形態のオーミックコンタクト電極形成プロセスにおけるリフトオフ法は、フォトレジスト層をまずエピ層１２または１６上に堆積する工程と、フォトレジスト層をパターンで露光および現像する工程と、フォトレジスト層と露出しているエピ層１２または１６上にオーミックコンタクト材料層を堆積する工程と、フォトレジスト層を直接的に除去する工程とを含む。フォトレジスト層上のオーミックコンタクト材料層も同時に除去される。リフトオフ法は、エッチング工程を１工程省略できるという利点がある。
図１Ｄにおいて、メサエッチングプロセスを実施し、従来のパターニング／エッチング方法を用いてスクライブライン２０を同時に形成して、各ＬＥＤチップ４０を分離する。オーミックコンタクト電極およびメサの形成は、いわゆるチッププロセスであり、図１Ｃにおけるオーミックコンタクト電極形成と図１Ｄにおけるメサ形成の一連の工程は、順序を入れ替えたり逆にしたりすることができる。本発明に焦点を当てるために図示しないが、すべてのマイクロＬＥＤチップを保護するために、第１／第２のオーミックコンタクト電極用の開口部を有するパッシベーション層をマイクロＬＥＤチップ上に形成することができる。
図２Ａにおいて、駆動回路６０および接合パッド対５２を備えた接合基板５０を準備する。接合基板５０は、ＰＣＢ、珪素、炭化珪素、ＡｌＮセラミックまたは酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）セラミック、ガラスまたはＧａＡｓとすることができる。駆動回路６０および接合パッド対５２の形成方法は、従来からのいずれの技術であってもよい。接合基板５０の裏面は、平坦であることが好ましい。ＬＬＯを後で実施する場合は、接合基板５０の裏面を研磨しなければならない。
マイクロＬＥＤチップを接合基板に転写する。図２Ｂにおいて、エピ基板のインデックスが接合基板のインデックスと等しいので、図１Ｄの加工済みエピ基板１０を反転し、各ＬＥＤチップ４０を各接合パッド対５２と整合させる。接合パッド３０は、共融接合、半田接合および銀エポキシペーストを含んでいてもよい。
そして、図３Ａにおいて、チップ毎のレーザ露光を導入する。この実施形態において、特定のＬＥＤ色に関して、一度に１つのチップしか転写されない。しかし、他の用途または実施形態において、すべてのＬＥＤが同色光を発光する場合は、１ブロックのＬＥＤを同時に転写することもできる。ＧａＮエピ層１２がサファイアエピ基板１０から剥離するように、低温緩衝層２２へのレーザ露光３２により第１のＬＥＤチップに照射する。この様にして、第１のＬＥＤチップをエピ基板１０から剥離する。図３Ａにおいて、オーミックコンタクト電極は接合パッド対に非常に近接しているが、厳密には接触していないことに留意されたい。第１のＬＥＤチップをレーザ露光すると、第１のＬＥＤチップがエピ基板１０から剥離して接合基板５０に直接転写されるように、エピ基板１０は、接合基板５０に充分近接していなければならない。従来の他のレーザリフトオフプロセスの場合、まず、マイクロＬＥＤチップを接合パッド対に接合した後、レーザ露光照射する。本発明においては、レーザ露光は、まず、マイクロＬＥＤチップを選択的に接合基板５０に接合可能なように実施される。波長、レーザパワー、ビームサイズ、露光時間などの条件は、従来技術とすることができる。一実施形態において、ＫｒＦエキシマレーザを波長２４８ｎｍ、パルス約３～１０ｎｓ、エネルギー密度約１２０～６００ｍＪ／ｃｍ２で適用することができる。他の実施形態において、Ｎｄ：ＹＡＧレーザを波長３５５ｎｍ、パルス約２０～５０ｎｓ、エネルギー密度約２５０～３５０ｍＪ／ｃｍ２で適用することができる。この実施形態において、サファイアエピ基板を使用しているが、炭化珪素エピ基板をレーザリフトオフにおいて適用することができる。詳細は、Ｎａｋａｍｕｒａらの特許文献２を参照することができる。
図３Ｂにおいて、低温緩衝層２２へのレーザ露光３２により第２のＬＥＤチップに照射する。この様にして、第２のＬＥＤチップをエピ基板１０から剥離して、接合基板上に落下させる。図３Ｃにおいて、低温緩衝層２２へのレーザ露光３２により第３のＬＥＤチップに照射する。この様にして、第３のＬＥＤチップをエピ基板１０から剥離して、接合基板上に転写する。図３においては、他のエピ基板からの、異なる光を発光可能な他のマイクロＬＥＤチップをこの接合基板に接合することができるので、第１、第２および第３のマイクロＬＥＤチップは、隣り合っているわけではないことに留意する。一実施形態において、第１、第２および第３のマイクロＬＥＤチップは、青色光を発光可能であり、緑色光を発光可能な他のマイクロＬＥＤチップは、他のエピ基板上のものをこの接合基板に接合しなければならない。接合基板がＧａＡｓである場合は、赤色ＬＥＤチップが既に接合基板に形成されていてもよい。赤色マイクロＬＥＤチップを接合基板に接合すべきであって、接合基板自体がＧａＡｓではない場合、青色マイクロＬＥＤチップ間の間隔は、図３における間隔の２倍にしなければならない。
すべての選択青色マイクロＬＥＤチップにレーザ露光照射した後、選択青色マイクロＬＥＤチップを接合基板に転写する。エピ基板上の残りの青色マイクロＬＥＤチップは、次の接合基板で処理することができる。
図３において、各マイクロＬＥＤチップを順次チップ毎に転写することもできるし、ブロック毎に転写することもできる。
図４Ａにおいて、レーザ露光照射した幾つかのマイクロＬＥＤチップを接合基板５０上に載置し、レーザ露光照射していない他のＬＥＤチップをエピ基板１０上に留置しながら、３４で示すようにエピ基板１０を外に移動する。
図４Ｂにおいて、転写されたマイクロＬＥＤチップを接合パッド対に接合するために、共融接合、半田接合または銀エポキシ焼成を用いて、接合基板５０を再加熱（リフロー）する。すべてのマイクロＬＥＤチップの転写を完了したときに、この工程を実施することが好ましい。
図５Ａにおいて、緑色ＬＥＤチップなどの他のマイクロＬＥＤチップ４５を備えた第２のエピ基板１０－１を反転し、すべてのマイクロＬＥＤチップ４５を残りの接合パッド対と整合させる。この実施形態において、エピ基板上の幾つかの緑色マイクロＬＥＤチップ４５は、他の接合基板上で加工したものであってもよい。そして、図５Ｂに示すように、エピ基板１０－１は、接合基板５０に充分に近接して配置されるが、チップクリアランスを配慮して、エピ基板１０－１と接合基板５０との距離をチップ厚よりも大きくしなければならない（例えば、数マイクロメートル離間しなければならない）。１つのＬＥＤチップ４５をレーザ露光３２で照射する。図５Ｃにおいて、低温緩衝層へのレーザ露光３２で他のＬＥＤチップ４５に照射する。この様にして、すべてのマイクロＬＥＤチップをエピ基板１０－１から剥離して、接合基板５０にチップ毎に転写する。図５Ｄにおいて、３４で示すように、エピ基板１０－１を遠ざけ、すべてのＬＥＤチップを転写する。そして、接合基板５０を再加熱（リフロー）する。便宜上、すべてのマイクロＬＥＤチップを接合基板に転写した後に、再加熱（リフロー）工程を実施すべきである。
接合基板のサイズが小さい場合または大きい場合は、ディスプレイパネルにおいて、接合基板５０を結合、分割または単一化することができる。例えば、接合基板が２×２インチの板状体であり、ディスプレイ装置が６×２インチである場合、３つの接合基板を結合して単一のディスプレイパネルとする必要がある。接合基板が１０×１２インチの板状体であり、ディスプレイが６×３インチである場合、接合基板を分割または単一化して９つのディスプレイパネルとする必要がある。
すべてのＬＥＤチップをＵＶ光ＬＥＤとすることができる場合、図６Ａに示すように、赤色燐光物質７０、緑色燐光物質７１および青色燐光物質７２をマイクロＬＥＤチップの裏面に形成することができる。図６Ｂにおいては、青色ＬＥＤチップのみを設ける一方、緑色燐光物質７１および赤色燐光物質７０をＬＥＤチップ上に形成または塗工する。燐光物質７０は、噴霧、リソグラフィ、テーピングまたは印刷により形成可能である。図６Ｃに示す他の実施形態においては、青色および緑色マイクロＬＥＤチップを設ける場合、赤色燐光物質７０のみを幾つかの青色ＬＥＤチップ上に形成または塗工する。この様にして、ディスプレイを製造する。
他の実施形態において、エピ基板上のマイクロＬＥＤチップのインデックスが接合基板のインデックスと等しくない場合、エピ基板上のＬＥＤチップを１つずつ転写しなければならない。まず、図７Ａに示すように、エピ基板上の第１のマイクロＬＥＤチップを特定の接合パッド対と整合させる。そして、図７Ｂにおいて、エピ基板を接合基板に充分に近接移動する。
そして、図７Ｃにおいて、第１のマイクロＬＥＤチップをレーザ露光３２で照射する。この様にして、図７Ｄおいて、第１のマイクロＬＥＤチップをエピ基板１０から剥離して接合基板５０に取り付ける一方、他のマイクロＬＥＤチップをエピ基板上に留置する。
そして、図７Ｅにおいて、第２のＬＥＤチップを他の接合パッド対と整合させてレーザ露光３２で照射するために、エピ基板１０および接合基板を移動する。図７Ｆにおいて、第２のＬＥＤチップを接合基板５０に転写する。図７Ｇにおいて、第３のＬＥＤチップを他の接合パッド対と整合させて再度レーザ露光３２で照射するために、エピ基板１０および接合基板を移動する。この様にして、すべての特定のマイクロＬＥＤチップを接合基板に転写するまで、このプロセスを継続することができる。この実施形態において、エピ基板上のマイクロＬＥＤチップのインデックスは、接合基板上の接合パッド対のインデックスよりも小さい。
本発明において、レーザリフトオフ法を用いて、サファイア基板を分離することができる。しかし、珪素、炭化珪素およびＧａＡｓなどの他のエピ基板については、レーザリフトオフを用いてエピ基板をエピ層から分離するのは容易ではない。したがって、他の方法を提供する。一実施形態において、赤色マイクロＬＥＤチップをＧａＡｓ基板上に形成することができ、その後、赤色マイクロＬＥＤチップを一時基板に転写する。選択的エッチング法を用いることによってＧａＡｓ基板を取り除いた後、すべてのマイクロＬＥＤチップを基板としてのテープに再度転写する。テープは柔軟であり、マイクロＬＥＤチップとテープとの接着性はあまり強くないので、工具チップを用いて直接的にマイクロＬＥＤチップを接合基板に対して加圧することができる。したがって、前出のレーザリフトオフ法を機械的加圧法に置換することができる。テープの接着性は、転写を最適化できるように調整可能である。
この実施形態を説明するために、さらなる明確化のため幾つかの図面を導入する。
一実施形態において、まず、ＧａＡｓエピ基板１０を準備する。そして、図８Ａに示すように、従来のエピタキシャル成長法を用いて、ＡｌＡｓなどのエッチング選択層２３をＧａＡｓ基板上に形成する。そして、第１のエピ層１２および第２のエピ層１６を順次エピタキシャル成長により形成し、個々のＬＥＤチップパターンをその後に形成する。蒸着法を用いて、ｐ型オーミックコンタクト層１８を第２のエピ層１６上に形成する。そして、図８Ｂに示すように、ＵＶを照射したり特定温度に加熱したりすると接着性を失う特殊な接着剤を用いて、エピ基板１０の上側を一時基板８０に固定する。
次に、エッチング選択層２３をエッチングすることによって、エピ基板１０を取り除き（このプロセスの詳細な手順については、特許文献３を参照することができる）、図８Ｃに示すように、ｎ型オーミックコンタクト電極１４およびｐ型オーミックコンタクト電極１８を有するＬＥＤチップをエピ層上に形成し、一時基板８０を反転する。そして、図８Ｄに示すように、ｎ型オーミックコンタクト電極１４の上面をテープ８１に固定する。テープの接着性は、あまり強くなく、粘着性がないので、後で各マイクロＬＥＤチップを単純な機械的な加圧により落下させることができる。そして、図８Ｅに示すように、一時基板８０を加熱またはＵＶ光照射により取り除き、ＬＥＤチップを備えたテープを反転する。ＧａＡｓ基板を取り除く他の実施形態では、ＧａＡｓ基板上に直接形成されたＡｌＡｓなどのエッチングストップ層を用いて直接的にＧａＡｓ基板をエッチングする。この実施形態のプロセスフローは、上記と同様である。
Ｓｉ、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＺｎＯ、ＧａＰおよびＧａＳｂなどの他のエピ基板の場合は、エピ層を形成する前に各選択エッチング層を形成しなければならないが、前者の方法を適用することができる。炭化珪素エピ基板の場合は、遷移金属窒化物層が選択エッチング層として適切である。
駆動回路を備えた接合基板として、エピ基板を使用することができ、この実施形態を説明するために、ＧａＡｓ基板上で成長させたＡｌＧａＩｎＰ赤色ＬＥＤ構造を提供する。この実施形態を説明するために、図９にプロセスフローを示す。まず、ステップＳ９－１に示すように、赤色マイクロＬＥＤチップ構造をエピタキシャル成長させるために、青色／緑色マイクロＬＥＤチップのための接合基板として、ＧａＡｓまたはＩｎＰなどの基板を準備する。そして、任意のステップＳ９－２として、赤色光を反射するために基板上にＤＢＲ層を形成し、ステップＳ９－３として、ＤＢＲ層上に赤色ＬＥＤ構造をエピタキシャル成長させる。次に、ステップＳ９－４として、ＤＢＲ層上に赤色マイクロＬＥＤチップを形成する。その後、ステップＳ９－５として、従来のイオン注入および／または拡散を用いてｐ型ウェルをＧａＡｓ基板内に形成する。この実施形態において、基板はｎ型であるので、ｐ型ウェルを形成する。ｐ型ＭＩＳＦＥＴが好ましい場合は、このステップにおいて、ｎ型ウェルを形成しなければならない。そして、ステップＳ９－６として、次に形成されるトランジスタを接合パッド対から絶縁するために、複数の絶縁領域をｐ型ウェル内に形成する。絶縁領域は、例えば、窒化珪素、酸化珪素、酸化アルミニウムまたは窒化アルミニウムとすることができる。この実施形態において、トランジスタは、ＭＩＳＦＥＴ（金属－絶縁体－半導体電界効果トランジスタ）であり、ステップＳ９－７として、トランジスタをｐ型ウェル内に形成する。ＧａＡｓ基板をＭＩＳＦＥＴの半導体層として準備する。そして、ステップＳ９－８として、オーミックコンタクトマトリックスを形成してマイクロＬＥＤチップにオーミックコンタクトを設け、ステップＳ９－９として、接合パッド対を絶縁デバイス上に形成する。その後、ステップＳ９－１０として、青色および緑色マイクロＬＥＤチップを接合パッド対に転写することができる。ステップＳ９－１１として、酸化珪素または窒化珪素などのＩＬＤ（層間誘電）層を基板上に形成し、ステップＳ９－１２として、幾つかのコンタクトをＩＬＤ層内に形成する。そして、ステップＳ９－１３として、金属層をＩＬＤ層上に形成して、コンタクトに電気的に接続する。ステップＳ９－１４として、酸化珪素または窒化珪素などのパッシベーション層を形成して、トランジスタ、マイクロＬＥＤチップおよび金属層のすべてを被覆し、ステップＳ９－１５として、基板の裏面を任意にメタライズする。
図９に示すプロセスフローの詳細な工程は、図１０Ａ～図１０Ｍを参照することができる。まず、図１０Ａに示すように、ＧａＡｓまたはＩｎＰ基板５１を準備する。赤色光抽出を強化するために、基板５１上にＤＢＲ層５３を形成することができ、その後、ＭＯＣＶＤによりｎ型エピ層１２およびｐ型エピ層１６をＤＢＲ層５３上に形成する。図１０Ｂに示すように、従来のパターニングプロセスおよびエッチングプロセスを用いて基板５１上に個々の赤色マイクロＬＥＤチップ４７を形成するために、チッププロセスを採用する。駆動回路を形成するために、図１０Ｃに示すように、従来のイオン注入および／または拡散工程を用いてｐ型ウェル５５を形成する。このプロセスの一実施形態において、ドーパントをＭｇまたはＺｎとすることができる。そして、図１０Ｄに示すように、マイクロＬＥＤチップをトランジスタから電気的に絶縁するために、幾つかの絶縁領域５６を基板５１内に形成する。絶縁領域は、酸化珪素、窒化珪素、酸化アルミニウムまたは窒化アルミニウムなどの誘電体とすることができる。この工程において、絶縁領域の形成は、エッチングプロセス、およびエッチング領域に誘電層を再充填するプロセスを含む。
図１０Ｅにおいて、従来の方法を用いて、ｎ型ＭＩＳＦＥＴ９０をｐ型ウェル５５内とｐ型ウェル５５上に形成する。一実施形態において、その後、ゲート誘電層９２およびゲート９３を基板５１上に堆積してエッチングし、そして、珪素のドーピング、注入または拡散によって、ｐ型ウェル５５にソース／ドレイン領域９１を形成する。ゲート誘電層９２は、酸化珪素または窒化珪素などの誘電材料とすることができ、ゲート９３は、ポリシリコン、アルミニウムまたは適切な金属とすることができる。そして、図１０Ｆに示すように、ゲートおよび赤色マイクロＬＥＤチップ４７を保護するために、スペーサ９４（酸化珪素とすることができる）を任意にゲートおよび赤色マイクロＬＥＤチップ４７の側面に形成する。スペーサ９４の形成は、基板５１上に共形層（コンフォーマルレイヤ）を堆積することと、共形層を直接エッチングすることを含む。そして、透明オーミックコンタクト層１８を基板５１上に形成し、赤色マイクロＬＥＤチップ４７および後で転写する青色／緑色マイクロＬＥＤチップをトランジスタ９０に電気的に接触させる。透明オーミックコンタクト層１８は、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）、ＩＺＯ（酸化インジウム亜鉛）、ＩＧＯ（酸化インジウムガリウム）、ＡＺＯ（酸化アルミニウム亜鉛）またはＩＧＺＯ（酸化インジウムガリウム亜鉛）とすることができる。そして、図１０Ｇに示すように、絶縁デバイス５６上に接合パッド対５２を形成して、透明オーミックコンタクト層１８に電気的に接続する。そして、図１０Ｈに示すように、青色マイクロＬＥＤチップ４０および緑色マイクロＬＥＤチップ４５を接合パッド対に転写する。
図１０Ｉに示すように、従来のスピンオンコーティングを用いて、酸化珪素、ＴＥＯＳ（テトラエチルオルト珪酸エステル）、エポキシまたはシリコーンなどのＩＬＤ層６４を基板５１上に堆積する。そして、図１０Ｊに示すように、ＩＬＤ層６４内にコンタクト６８を形成し、トランジスタ９０のｎ型ウェル９１と電気的に接続する。コンタクト６８の形成は、まずＩＬＤ層６４をエッチングしてコンタクトホールを形成することと、その後にコンタクトホール内に金属を充填することを含む。図１０Ｋに示すように、従来の方法を用いて、ＩＬＤ層６４上に金属層６２を形成し、コンタクト６８に電気的に接続する。金属層６２は、トランジスタ９０を介してマイクロＬＥＤチップ４０、４５、４７に輝度信号を供給し、対応するトランジスタをオンすると、マイクロＬＥＤチップの１つが所定の輝度の光を発光する。そして、図１０Ｌに示すように、エポキシ、シリコーンまたはＭＥＭＳ材料などのパッシベーション層６５を形成して、トランジスタ９０、マイクロＬＥＤチップおよび金属層６２を被覆する。図１０Ｍに示すように、基板５１の裏面に金属層６６を任意に形成して、金属層６６を介してマイクロＬＥＤチップのすべてのｎ型電極を接地できるようにする。赤色マイクロＬＥＤチップ４７に関しては、基板５１を介してｎ型電極を接地でき、青色／緑色マイクロＬＥＤチップ４０／４５に関しては、基板５１のビアを介してｎ型電極を接地できる。ビアの形成は、基板５１を貫通エッチングしてビアホールを形成することと、従来の方法を用いてビアホールの内部を金属で充填することとを含む。
マイクロＬＥＤディスプレイのピクセル設計を理解するためには、本発明を図示する上面図があるとよい。図１１Ａにおいて、マイクロＬＥＤディスプレイパネルにおける２つのピクセルの能動電気回路図を提供する。ピクセル１００は、３つのマイクロＬＥＤチップ１０６および３つのトランジスタ１０４を備えている。トランジスタ１０４のすべてのゲート電極を制御信号１１０に接続し、トランジスタ１０４のすべてのソース電極を輝度信号１１２に接続する。制御信号１１０は、トランジスタ１０４を介してオン／オフすべきマイクロＬＥＤチップ１０６に信号を与える。輝度信号１１２は、特定の輝度を有すべきマイクロＬＥＤチップ１０６に信号を与える。トランジスタ１０４の機能は、ＬＣＤパネルにおけるＴＦＴ（薄層トランジスタ）と同様である。各ピクセル１００を取り囲む黒色マトリックス１０２により、コントラストを高めてもよいし、すべてのピクセル１００間の干渉を低減してもよい。マイクロＬＥＤチップ１０６のｐ型電極（陽極）をトランジスタ１０４のドレイン電極に接続し、マイクロＬＥＤチップのｎ型電極（陰極）を接地する。
図１１Ｂに、マイクロＬＥＤディスプレイの２つのピクセルの受動電気回路図を示す。１つのピクセル１００に単に３つのマイクロＬＥＤチップ１０６を設け、マイクロＬＥＤチップ１０６のすべてのｐ型電極（陽極）を画像走査信号１２０に接続し、マイクロＬＥＤチップ１０６のすべてのｎ型電極（陰極）をスイッチ信号１２２に接続する。画像走査信号１２０は、マイクロＬＥＤチップ１０６に直接的に画像情報を与え、スイッチ信号は、どのマイクロＬＥＤチップ１０６をオン／オフするかを決定する。スイッチ信号が開回路である場合には、接続するマイクロＬＥＤチップをオフする。スイッチ信号１２２は、画像信号１２０が各マイクロＬＥＤチップ１０６に正確な信号情報を与えるような順序で、開回路となる。画像や動画を表示するために、インタレース方式または非インタレース方式でマイクロＬＥＤアレイを駆動することができる。ただし、この実施形態においては、ＧａＡｓ基板を採用することはできない。
接合基板上の図１１Ａの能動電気回路図の１ピクセル設計レイアウトに関して、図１２Ａおよび図１２Ｂを参照することができる。図１２Ａにおいて、ＲＧＢレイアウトは連続配列であり、製造が容易である。領域１０８にマイクロＬＥＤチップを受け入れることとし、２つの接合パッド５２を設ける。保護回路としての駆動回路にツェナーダイオードを設けることもできる。トランジスタ１０４は、ＮＭＩＳ、ＰＭＩＳ、ＣＭＩＳトランジスタまたはＢＪＴとすることができる。好適な実施形態においては、ＮＭＩＳトランジスタを使用する。この実施形態において、共通陰極は任意である。図１２Ｂは、ＲＧＢマイクロＬＥＤチップをコントラスト強調のために緻密設計としたい場合の、１ピクセルの他の設計レイアウトを示す。
図１３Ａにおいて、本発明の他の実施形態をマイクロＬＥＤチップに供する。青色、緑色および赤色ＬＥＤチップに関して、駆動電圧や寿命は、これらのＬＥＤの構造および材料により異なる場合がある。マイクロＬＥＤディスプレイを製造するための単純かつ簡単な方式または方法は、燐光物質７３で被覆した青色マイクロＬＥＤチップのみを含むものであってもよい。燐光物質７３は、黄色光を発光し、黄色光がマイクロＬＥＤからの青色光と混合することにより、白色光を得ることができる。そして、カラーフィルタ１３０および黒色マトリックス１０２を備えた透明基板２００を準備する。したがって、各マイクロＬＥＤチップを画像信号により駆動すると、カラーフィルタ１３０を介して画像を表示することができる。燐光物質７３は、高色再現インデックスまたは色域を生成可能である。そして、図１３Ｃに示すように、カラーフィルタ１３０および黒色マトリックスを備えた基板２００をＬＥＤチップに取り付けまたは整合させて、ＬＥＤディスプレイを作製する。他の実施形態において、図１３Ｂに示すように、まず、燐光物質７３およびカラーフィルタ１３０を透明基板２００に形成することができる。そして、この実施形態において、図１３Ｃに示すように、カラーフィルタ１３０、燐光物質７３および黒色マトリックス１０２を備えた基板２００をＬＥＤチップに取り付けまたは整合させる。他の実施形態において、燐光物質７３は、緑色および赤色を共に発光するものであってもよい。他の実施形態において、マイクロＬＥＤチップはＵＶ光を発光するものであってもよく、燐光物質７３はＲＧＢ光を発光する。この実施形態において、カラーフィルタ１３０の機能は、ＴＦＴ－ＬＣＤディスプレイパネルにおけるカラーフィルタと同様であるが、液晶層ではない。ＴＦＴ－ＬＣＤディスプレイパネルに関しては、完全暗画像を提供するとしても、液晶は完全にバックライトをオフにすることができないので、ＬＣＤパネルから白色光が漏れる。しかし、本発明のＬＥＤディスプレイパネルについては、ＬＥＤを完全にオフすることができるので、暗画像は、従来の高品質のＣＲＴモニタやプラズマディスプレイに匹敵する。図１４Ａは、透明基板１００の上面図であり、４つのピクセル１００を示している。図１４Ｂに示すように、黒色マトリックス１０２をピクセルの周囲に形成することができる。
本発明において、受動モードＬＥＤディスプレイパネルの接合基板にすべてのＬＥＤチップを転写するわけではない他の実施形態を提供する。図１５Ａを参照して、ＬＥＤチップ４０が、サファイア基板１０上に既に形成されており、それぞれｎ型／ｐ型オーミックコンタクト電極１４／１８を有する。この実施形態において、ＬＥＤチップ４０は、青色光を発光する。ＬＥＤチップ構造の形成は、ディスプレイピクセルに応じて定義しなければならず、この実施形態においては、左側の３つのＬＥＤチップを１つのピクセルとしてグループ化し、右側の３つのＬＥＤチップをもう１つのピクセルとしてグループ化する。そして、図１５Ｂに示すように、誘電層２１０を形成してＬＥＤチップ４０を被覆し、ｎ型／ｐ型オーミックコンタクト電極１４／１８を露出する。誘電層２１０は、酸化珪素、窒化珪素、ＴＥＯＳ、エポキシまたはシリコーンとすることができる。ＩＴＯ、ＩＧＯ、ＩＺＯ、ＩＧＺＯまたはＡＺＯなどの透明導電層を形成し、画像走査信号ライン１２０としてパターン形成して、図１５Ｃに示すように、各ｐ型オーミックコンタクト電極を個々に電気的に接続する。画像走査信号ライン１２０については、図１１Ｂも参照することができる。そして、酸化珪素、窒化珪素、エポキシまたはシリコーンなどの別の誘電層２１２を形成して、ＬＥＤチップおよび画像走査信号ライン１２０を被覆する。図１５Ｄに示すように、誘電層２１２に幾つかの孔部を形成して各ｎ型オーミックコンタクト電極１４を露出し、ＩＴＯ、ＩＧＯ、ＩＺＯ、ＩＧＺＯまたはＡＺＯなどの別の透明導電層を各孔部内に充填し、誘電層２１２上にスイッチ信号ライン１２２としてパターン形成する。スイッチ信号ライン１２２については、図１１Ｂも参照する。パッシベーション層６５を形成してスイッチ信号ライン１２２をブランケット被覆し、高色再現インデックスを有する黄色光発光燐光物質７３を青色ＧａＮ系ＬＥＤチップ４０と組み合わせて白色光を生成する。ＬＥＤチップ４０がＵＶを発光する場合は、ＲＧＢ混合燐光物質を適用することができる。図１５Ｅに示すように、カラーフィルタ１３０および黒色マトリックス１０２で被覆された透明基板２００をエピ基板１０上のマイクロＬＥＤチップ４０に取り付ける。この様にして、ＧａＮ系ＬＥＤチップを有する受動ＬＥＤディスプレイ装置を作製する。
受動ＬＥＤディスプレイパネルに関する他の実施形態も提供する。図１６を参照して、ＬＥＤチップを備えたサファイア基板１０を形成して反転し、接合パッド対５２を備えた接合基板５０と接合する。前出の実施形態と同様に、ＬＥＤチップ構造は、ディスプレイピクセルに応じて定義しなければならない。そして、図１６に示すように、マイクロレンズアレイ２２０をエピ基板１０の裏面に形成する。マイクロレンズは、光を屈折させるための一球凸面と一平坦面とを有する単一の素子としてもよいし、焦点調整をレンズ全面にわたる屈折率変化により実現する、２つの平坦平行面を有する勾配屈折率レンズとしてもよい。マイクロレンズアレイ２２０は、金型成形またはマスターレンズアレイの型押しにより形成することができる。そして、燐光物質７３、カラーフィルタ１３０および黒色マトリックス１０２が順次形成された透明基板２００を各ＬＥＤチップに取り付ける。
図１７において、マイクロＬＥＤディスプレイを製造する装置を提供する。ｘ－ｙステージ３００は、互いに水平に直交する２方向を提供する。ｘ－ｙステージ３００を使用して、接合すべき接合パッドを特定の位置に移動できるように、接合基板のｘ－ｙ方向に沿う移動を提供する。ｘ－ｙステージ３００上のｚステージ３０２は、ｘ－ｙステージに直交する垂直方向を提供する。ｚステージ３０２を設ける目的は、レーザの焦点をエピ基板の所望の位置に合わせることができるように、接合基板の高さを調整することである。接合基板を固定するための静電チャックや真空チャックなどのチャック３０４が、ｚステージ３０２上に設けられている。そして、接合基板５０をチャック３０４上に保持する。ｘ－ｙプラットホーム３１０は、互いに水平方向に直交する同様の２方向を提供し、接合基板５０とレーザ３２０との間を移動する。エピ基板１０をｘ－ｙプラットホーム３１０上に載置し、ＬＥＤチップをレーザ３２０で照射して、エピ基板１０から剥離し、接合基板５０に転写できるように、所望のＬＥＤチップを特定の位置に移動可能とする。ｘ－ｙプラットホーム３１０は、ｚステージに対して同じピッチを保持する。エキシマレーザ３２０を使用して、単一のＬＥＤチップまたは複数のＬＥＤチップをエピ基板１０から剥離可能なようにエピ基板上に照射する。制御装置３００は、ｘ－ｙステージ３００、ｚステージ３０２、チャック３０４、ｘ－ｙプラットホーム３１０およびレーザ３２０と電気的に接続する。
図１８において、レーザリフトオフを適用不可能な場合に、ＬＥＤ転写装置を設ける実施形態を示す。図１７において、エキシマレーザ３２０を、工具チップ３２３を有する押圧装置３２２に置き換える。テープ上のマイクロＬＥＤチップを接合基板へと転写しなければならない場合、押圧装置から工具チップが延長または伸張して、マイクロＬＥＤチップを接合基板に打ち落とす。
さらに、本発明は、単純化されたディスプレイパネルを製造する実施形態を提供する。図１９Ａを参照して、接合パッド対５２を接合基板５０上に設ける。能動装置の有無にかかわらず、配線回路６０を接合基板５０上に形成する。接合基板５０は、剛性であっても可撓性であっても、ＰＣＢ、珪素、ＳｉＣ、セラミック、ガラスまたはポリイミドとすることができ、回路をレイアウト可能な任意の基板とすることができる。
図１９Ｂを参照して、上記のフリップチッププロセスを用いて、複数のＧａＮ系ＬＥＤチップ４０を対応する接合パッド対上に転写する。そして、図１９Ｃに示すように、黒色マトリックス１０２を接合基板５０上に形成する。必要であれば、黒色マトリックス１０２は、ピクセルを分離する代わりに、各ＧａＮ系ＬＥＤチップ４０を分離するように形成することもできる。
図１９Ｄに示すように、拡散装置の有無にかかわらず、白色光を提供するために、光変換層７２のパターンを各ＧａＮ系ＬＥＤチップを被覆するように形成する。光変換層７２は、燐光物質または量子ドット、黄色燐光物質（ＹＡＧまたはＴＡＧ）、赤色燐光物質、ＫＳＦ（珪弗化カリウム）燐光物質およびＴｒｉＧａｉｎ燐光物質、β－ＳｉＡｌＯＮ緑色燐光物質およびＫＳＦ燐光物質を含むＷＣＧ燐光物質を含んでいてもよい。一実施形態において、光変換層７４は、３つのＧａＮ系ＬＥＤチップを被覆したり、１つのピクセル内に形成したりすることができる。
図１９Ｅを参照して、１つのピクセル内でＲＧＢを規定するためのカラーフィルタなどのカラー規定層１３２を光変換層７２または７４上に直接的に形成し、各ＧａＮ系ＬＥＤチップ４０と整合させる。ある従来の技術においては、各色に対して３回のパターニング工程を使用することによりカラー規定層１３２を形成する。
従来のＬＣＤディスプレイ装置においては、バックライトモジュールから照射される光強度は、まず、液晶パネル、例えば、液晶、偏光子、アライメントフィルムなどにより変調されるが、本発明のこの実施形態においては、ＧａＮ系ＬＥＤチップからの光を変調するものはない。この実施形態においては、光強度は格段に高い。
この実施形態において、ＧａＮ系ＬＥＤチップは、エピ基板から接合基板に転写されるので、現在の大量転写問題を招く。したがって、大量転写問題を回避するために、他の実施形態を提供する。
図２０Ａを参照して、複数のＬＥＤチップ４０を形成したサファイアまたはＳｉＣなどのエピ基板１０を準備する。各ＬＥＤチップ４０は、ｎ型エピ層１２、ｐ型エピ層１６、ｎ型オーミックコンタクト電極１４およびｐ型オーミックコンタクト電極１８を備えている。ｎ型オーミックコンタクト電極１４およびｐ型オーミックコンタクト電極１８は、両方とも透明である。
そして、図２０Ｂに示すように、第１の絶縁層６４をエピ基板１０上に形成し、複数のコンタクトホールを形成して、前記複数のｐ型オーミックコンタクト電極１８を露出する。絶縁層６４は、酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素、ＢＰＳＧ（硼燐珪酸ガラス）、ＰＳＧ（燐珪酸ガラス）などの透明誘電材料とすることができる。絶縁層６４の形成は、絶縁層６４の材料に応じて、化学気相蒸着またはスピンオンコーティングとすることができる。前記複数のコンタクトホールは、従来のパターニング／エッチング法により形成することができる。
図２０Ｃを参照して、パターン形成された第１の透明導電層６６を第１の絶縁層６４上に形成し、各ｐ型オーミックコンタクト電極１８を第１の透明導電層６６に電気的に接触可能なように、前記複数のコンタクトホール内部に充填する。パターン形成された第１の透明導電層６６は、第１の絶縁層上に第１の複数の信号ラインとしてパターン形成され、複数のＧａＮ発光ダイオードチップの第１の電極の行に電気的に接続される。この実施形態において、第１の電極は、ｐ型オーミックコンタクト電極１８である。第１の透明導電層６６の材料は、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）、ＩＧＯ（酸化インジウムゲルマニウム）、ＩＺＯ（酸化インジウム亜鉛）、ＡＺＯ（酸化アルミニウム亜鉛）とすることができ、第１の透明導電層６６は、スパッタリングまたは蒸着法の後、パターニングすることにより形成することができる。第１の透明導電層６６は、従来のパターニング／エッチング法よりも単純なリフトオフ法を用いてパターン形成することもできる。
図２０Ｄを参照して、第２の絶縁層６５を形成して、第１の絶縁層６４および第１の透明導電層６６を被覆する。第２の絶縁層６５の材料および形成は、第１の絶縁層６４と同様である。この実施形態においては、第２の絶縁層６５を共形（コンフォーマル）コーティングにより形成する。単純化した一実施形態において、第２の絶縁層の形成は、第１の絶縁層６４の形成と同一である。そして、複数のコンタクトホールを従来のパターニング／エッチング法を用いて形成することができる。その後、第２の透明導電層６７を第２の絶縁層６５上に形成して、複数のコンタクトホール６８内に充填し、各ｎ型オーミックコンタクト電極１４を第２の透明導電層に電気的に接触可能とする。第２の透明導電層６７を第２の絶縁層上に第２の複数の信号ラインとしてパターン形成し、複数のＧａＮ発光ダイオードの第２の電極の列に電気的に接続する。この実施形態において、第２の電極は、ｎ型オーミックコンタクト電極１４である。第２の透明導電層６７の材料および形成は、第１の透明導電層６６と同様とすることができる。単純化された実施形態において、第２の透明導電層６７の形成は、第１の透明導電層６６と同一とすることができる。
そして、図２０Ｅに示すように、化学気相蒸着法、蒸着またはスピンオンコーティングを用いて、パッシベーション層９０を第２の絶縁層６５および第２の透明導電層６７上に形成する。パッシベーション層９０の材料は、酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素としてもよい。この実施形態において、パッシベーション層９０の上面は平坦であり、これは以降の工程にとってより好適である。しかし、本発明において、共形（コンフォーマル）のパッシベーション層９０も許容可能である。
図２０Ｆを参照して、各ピクセルを規定し、ピクセル間の画像のにじみを防止するために、黒色マトリックス１０２をパッシベーション層９０上に形成する。黒色マトリックス１０２の材料および形成は、ＬＣＤ技術の従来のプロセスを参照することができる。この実施形態においては、ピクセルを分離するために黒色マトリックス層１０２を設ける。しかし、各ＧａＮ系ＬＥＤチップ４０を分離するように、黒色マトリックス層１０２を形成することもできる。
そして、図２０Ｇに示すように、各ＧａＮ系ＬＥＤチップ４０と整合するパターン形成された光変換層７０をパッシベーション層上に形成する。他の実施形態においては、各ＧａＮ系ＬＥＤチップ４０と整合させることなく、光変換層７２をパッシベーション層９０上に形成する。各ＧａＮ系ＬＥＤチップ４０と組み合わされた光変換層７０または７２は、拡散装置の有無にかかわらず、白色光を提供する。光変換層７０または７２は、燐光物質または量子ドット、黄色ガーネット燐光物質（ＹＡＧまたはＴＡＧ）、赤色燐光物質、ＫＳＦ（珪弗化カリウム）燐光物質およびＴｒｉＧａｉｎ燐光物質、β－ＳｉＡｌＯＮ緑色燐光物質およびＫＳＦ燐光物質を含むＷＣＧ燐光物質を含んでいてもよい。単純化した一実施形態において、黒色マトリックス１０２およびカラー規定層７０または７２が誘電性または絶縁性である場合、パッシベーション層９０を形成する必要はない。代替の実施形態において、燐光物質をエポキシまたはシリコーンと混合し、パッシベーション層９０として提供することもできる。この様にして、パッシベーション層９０を形成した後に光変換層７０または７２を形成する必要がなくなる。
図２０Ｈを参照して、例えばＬＣＤ技術における従来の方法を用いて、カラーフィルタなどのパターニングされたカラー規定層１３０をカラー変換層７０または７２上に形成して、１ピクセルにＲＧＢを１工程で規定する。この様にして、マイクロまたはミニＬＥＤチップを有するディスプレイを提供する。
他の実施形態においては、各ＧａＮ系ＬＥＤチップを形成した後、黒色マトリックスをサファイア基板上に形成することができる。図２１Ａを参照して、複数のＬＥＤチップ４０を形成したサファイアまたはＳｉＣなどのエピ基板１０を準備する。各ＬＥＤチップ４０は、ｎ型エピ層１２、ｐ型エピ層１６、ｎ型オーミックコンタクト電極１４およびｐ型オーミックコンタクト電極１８を備えている。各ピクセルを規定するために、黒色マトリックス１０２を形成する。
図２１Ｂを参照して、第１の絶縁層６４をエピ基板１０および各ＧａＮ系ＬＥＤチップ４０上に形成し、研磨法を用いて、ｎ型オーミックコンタクト電極１４およびｐ型オーミックコンタクト電極１８を露出させる。そして、図２１Ｃに示すように、各ｐ型オーミックコンタクト電極１８が第１の透明導電層６６と電気的に接触するように、第１の透明導電層６６を各ｐ型オーミックコンタクト電極１８上に形成する。
図２１Ｄを参照して、各ｎ型オーミックコンタクト電極１４を露出するための複数のコンタクトホール６８を有する第２の絶縁層６５を第１の絶縁層６４および第１の透明導電層６６上に形成する。第２の透明導電層６７を第２の絶縁層６５上に形成し、各コンタクトホール内に充填して、各ｎ型オーミックコンタクト電極１４を第２の透明導電層６７と電気的に接触させる。
そして、図２１Ｅに示すように、パッシベーション層９０を第２の絶縁層６５および第２の透明導電層６７上に形成する。カラー変換層７０をパッシベーション層９０上に形成し、各ＧａＮ系ＬＥＤチップ４０と整合させる。他の実施形態においては、各ＧａＮ系ＬＥＤチップ４０と整合させずに、カラー変換層７２をパッシベーション層９０上に形成する。次に、図２１Ｇに示すように、カラー規定層１３０をカラー変換層７０または７２上に形成する。
サファイア基板上のＧａＮ系ＬＥＤチップを示すための単純化された実施形態について、様々な段階における横断面図を示す図２２Ａ～図２２Ｃを参照することができる。他方、図２３Ａ～図２３Ｃは、図２２Ａ～図２２Ｃに示す実施形態に係る、様々な段階における上面図を示す。図２２Ａおよび図２３Ａに示すように、ＧａＮ系ＬＥＤチップは、順に形成されたｎ型エピ層１２およびｐ型エピ層１６を備えている。そして、図２２Ｂおよび図２３Ｂに示すように、パターニングされたｎ型オーミックコンタクト透明導電層１４をｎ型エピ層１２上に形成し、同じ列の他のＧａＮ系ＬＥＤチップに電気的に接続する。次に、図２２Ｃに示すように、ｐ型エピ層１６を露出するように、パターンニングされた共形（コンフォーマル）のパッシベーション層６４をＧａＮ系ＬＥＤチップおよびサファイア基板１０上に形成する。単純化された実施形態において、パッシベーション層６４は、燐光物質と混合した、または混合していないエポキシまたはシリコーンとすることができる。そして、図２２Ｃおよび図２３Ｃに示すように、パターニングされたｐ型オーミックコンタクト透明導電層１８をｐ型エピ層１６上に形成し、同じ行の他のＧａＮ系ＬＥＤチップを電気的に接続する。ｐ型オーミックコンタクト透明導電層１８の形成は、リフトオフ法またはパターニング／エッチング法とすることができる。この実施形態において、ｎ型オーミックコンタクト透明導電層１４およびｐ型オーミックコンタクト透明導電層１８は、両方ともＩＴＯ、ＩＺＯ、ＩＧＯ、ＩＧＺＯ、ＡＺＯまたはこれらの組み合わせとすることができる。ｎ型オーミックコンタクト透明導電層１４およびｐ型オーミックコンタクト透明導電層１８の関係を示すために、図２３Ｃには共形（コンフォーマル）パッシベーション層６４を図示していない。
サファイア基板上のＧａＮ系ＬＥＤチップを示すための他の実施形態について、図２４Ａおよび図２４Ｂを参照することができる。図２４Ａは横断面図を示し、図２４Ｂは図２４Ａの上面図を示す。この実施形態においては、ｎ型オーミックコンタクト透明層１４およびｐ型オーミックコンタクト透明層１８は、ＧａＮ系ＬＥＤチップ専用である。パターニングされた導電金属ライン６８をｎ型オーミックコンタクト透明導電層１４上に形成し、同じ列のＧａＮ系ＬＥＤチップの他のｎ型エピ層に電気的に接続する。他方、パターニングされた導電金属ライン６７をｐ型オーミックコンタクト透明導電層１８上に形成し、同じ行のＧａＮ系ＬＥＤチップの他のｐ型エピ層に電気的に接続する。この実施形態においては、２つの導電金属ライン６７、６８を形成することにより製造がより複雑になるが、導電性を改善することができる。
サファイア基板上のＧａＮ系ＬＥＤチップを示すための他の実施形態について、図２５Ａおよび図２５Ｂを参照することができる。図２５Ａは、横断面図を示し、図２５Ｂは、図２５Ａの上面図を示す。ｐ型オーミックコンタクト透明層１８をｐ型エピ層１６上に形成し、同じ列の他のＧａＮ系ＬＥＤチップに電気的に接続する。次に、パターニングされた共形（コンフォーマル）のパッシベーション層６４を形成して、ｎ型エピ層１２を露出するように、サファイア基板１０、ｐ型エピ層１６およびｐ型オーミック透明導電層１８を被覆する。単純化された実施形態において、パッシベーション層６４は、燐光物質と混合した、または混合していないエポキシまたはシリコーンとすることができる。そして、ｎ型オーミックコンタクト透明導電層１４を形成して、ｎ型エピ層１２と電気的に接続し、共形（コンフォーマル）パッシベーション層６４を被覆し、同じ行の他のＧａＮ系ＬＥＤチップと電気的に接続する。ｎ型オーミックコンタクト透明導電層の形成は、リフトオフ法またはパターニング／エッチング法とすることができる。この実施形態において、ｎ型オーミックコンタクト透明導電層１４およびｐ型オーミックコンタクト透明導電層１８は、両方ともＩＴＯ、ＩＺＯ、ＩＧＯ、ＩＧＺＯ、ＡＺＯまたはこれらの組み合わせとすることができる。この実施形態において、ｎ型オーミックコンタクト透明導電層１４およびｐ型オーミックコンタクト透明導電層１８の形成順序は、逆にすることができ、ディスプレイの性能に影響はない。カラー規定層が非導電性であり、パッシベーション層６４に燐光物質が混合されていない場合、カラー規定層１３０を直接的にｎ型オーミックコンタクト透明導電層１４上に形成することができる。
上記の実施形態において、このディスプレイパネルは、着用可能な（ウェアラブル）ディスプレイ装置に非常に適している。
本発明は、第一に大量転写マイクロＬＥＤを工業的、商業的に利用可能であるという利点を提供する。すべてのマイクロＬＥＤチップをエピ基板から接合基板に直接的に転写するので、処理効率を高めることができる。さらに、マイクロＬＥＤディスプレイの大量生産が可能となる。本発明においては、構造と製造を燐光物質に適合させることができる。さらに、接合基板がＧａＡｓの場合は、４元赤色ＬＥＤチップを接合基板上に直接的に形成することができる。カラーフィルタおよび燐光物質をＬＥＤディスプレイに適用可能な場合、ＬＥＤディスプレイはＧａＮ系ＬＥＤチップのみの構成となる。ある特定の構成に関して、ＧａＮ系ＬＥＤチップおよびサファイア基板上に信号ラインを直接的に形成した受動ＬＥＤディスプレイは、大量転写を必要としない。本発明において、パッケージプロセスは存在しない。
さらに、本発明は、従来のＬＣＤと比較して、このディスプレイの光強度を格段に向上する。これは、従来のＬＣＤにおいては、液晶層、拡散装置、偏光装置およびその他の透明フィルムによりバックライトモジュールの光強度を変調するのに対し、本発明においては、ＧａＮ系ＬＥＤチップを変調しないからである。
本発明におけるすべての材料を接合基板またはサファイア基板上に集積できるので、別の透明基板上で別個のカラーフィルタプロセスを実施しなくてもよい。サファイア基板上にＧａＮ系ＬＥＤチップを形成する実施形態に関しては、その他すべてのマイクロまたはミニＬＥＤディスプレイと比較して、大量転写問題を招くことはない。したがって、ディスプレイ製造の歩留まりを非常に高めることができる。
ディスプレイ製造プロセスを単純化しているので、製造コストを削減し、歩留まりを向上する。
本発明は、製造プロセスの全工程が成熟しており、装置や設備も成熟しているという利点を生かしている。したがって、他のプロセス、装置や設備を開発する必要がない。
上記の実施形態に従って本発明を説明したが、当業者は、実施形態の変形態様も可能であり、この様な変形態様も本発明の趣旨および範囲内であることを容易に認識するであろう。したがって、当業者は、添付の請求項の趣旨および範囲から逸脱することなく数々の変更態様を実施し得る。
この明細書および添付図面から抽出し得る特徴を以下に例示する。
項１．駆動回路および複数の接合電極対を備えた接合基板と、
前記複数の接合電極対にそれぞれ電気的に固定された複数のＧａＮ発光ダイオードチップと、
前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップをそれぞれ適切に被覆する複数の領域にパターン形成された光変換層と、
前記光変換層上に設けられ、それぞれ前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップと整合する、パターン形成されたカラー規定層と、を含むディスプレイパネル。
項２．複数のＧａＮ発光ダイオードチップを備えたサファイア基板と、
前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップの第１の導電型に電気的に接続する、パターン形成された第１のオーミックコンタクト透明導電層と、
前記パターン形成された第１のオーミックコンタクト透明導電層および前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップを被覆し、前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップの第２の導電型を露出する、パターン形成されたパッシベーション層と、
前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップの前記第２の導電型に電気的に接続する、パターン形成された第２のオーミックコンタクト透明導電層と、を含むディスプレイパネル。
項３．前記パターン形成されたパッシベーション層は、光変換材料と混合されている、項２に記載のディスプレイパネル。
項４．前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップの上方に設けられたカラー規定層をさらに含む、項３に記載のディスプレイパネル。
項５．前記カラー規定層は、ピクセル内のＲＧＢを規定するためのカラーフィルタである、項１または項４に記載のディスプレイパネル。
項６．前記第１のオーミックコンタクト透明導電層上に設けられた第１の金属ラインと、
前記第２のオーミックコンタクト透明導電層上に設けられた第２の金属ラインと、をさらに含む、項２に記載のディスプレイパネル。
項７．それぞれ第１の電極および第２の電極を有する複数のＧａＮ発光ダイオードチップを備えたサファイア基板を準備する工程と、
駆動回路および複数の接合電極対を備えた接合基板を準備する工程と、
前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップを前記複数の接合電極対に転写する工程と、
前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップ上にそれぞれ光変換層を設ける工程と、
前記光変換層上に、前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップと整合する、パターン形成カラー規定層を形成する工程と、を含む、ディスプレイパネル作製方法。
項８．複数のＧａＮ発光ダイオードチップを備えたサファイア基板を準備する工程と、
前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップの第１の導電型上に第１のパターン形成オーミックコンタクト透明導電層を形成する工程と、
前記第１のパターン形成オーミックコンタクト透明導電層および前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップ上に、前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップの第２の導電型を露出させて、パターン形成共形パッシベーション層を形成する工程と、
前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップの前記第２の導電型に電気的に接続する第２のオーミックコンタクト透明導電層を形成する工程と、を含む、ディスプレイパネル作製方法。
項９．前記パターン形成共形パッシベーション層を形成する前記工程の前に、前記パッシベーション層に光変換材料を混合する工程をさらに含む、項８に記載の方法。
項１０．前記第２のオーミックコンタクト透明導電層を形成する前記工程の後に、前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップの上方にカラー規定層を形成する工程をさらに含む、項８に記載の方法。
項１１．前記カラー規定層は、ピクセルにおけるＲＧＢを規定するためのカラーフィルタである、項７または項１０に記載の方法。
項１２．前記第１のオーミックコンタクト透明導電層を形成する前記工程の後に、前記第１のオーミックコンタクト透明導電層上に第１のパターン形成金属ラインを形成する工程と、
前記第２のオーミックコンタクト透明導電層を形成する前記工程の後に、前記第２のオーミックコンタクト透明導電層上に第２のパターン形成金属ラインを形成する工程と、をさらに含む、項８に記載の方法。
項Ａ１．駆動回路および複数の接合電極対を備えた接合基板と、
レーザリフトオフプロセスを用いて前記複数の接合電極対にそれぞれ電気的に固定された複数のＧａＮ発光ダイオードチップと、
前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップをそれぞれ適切に被覆する複数の領域にパターン形成された光変換層と、
前記光変換層上に設けられ、それぞれ前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップと整合する、パターン形成されたカラー規定層と、を含むディスプレイパネル。
項Ａ２．前記カラー規定層は、ピクセルにおけるＲＧＢを規定するためのカラーフィルタである、項Ａ１に記載のディスプレイパネル。
項Ａ３．それぞれ第１の電極および第２の電極を有する複数のＧａＮ発光ダイオードチップを備えたサファイア基板を準備する工程と、
駆動回路および複数の接合電極対を備えた接合基板を準備する工程と、
レーザリフトオフプロセスを用いて、前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップを前記サファイア基板から前記複数の接合電極対に転写する工程と、
前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップ上にそれぞれ光変換層を設ける工程と、
前記光変換層上に、前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップと整合する、パターン形成カラー規定層を形成する工程と、を含む、ディスプレイパネル作製方法。
項Ａ４．前記カラー規定層は、ピクセルにおけるＲＧＢを規定するためのカラーフィルタである、項Ａ３に記載の方法。

Claims (2)

  1. それぞれ第１の電極および第２の電極を有する複数のＧａＮ発光ダイオードチップを備えたサファイア基板を準備する工程と、
    駆動回路および複数の接合電極対を備えた接合基板を準備する工程と、
    レーザリフトオフプロセスを用いて、前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップを前記サファイア基板から前記複数の接合電極対に転写する工程と、
    前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップ上にそれぞれ光変換層を設ける工程と、
    前記光変換層上に、前記複数のＧａＮ発光ダイオードチップと整合する、パターン形成カラー規定層を形成する工程と、を含む、ディスプレイパネル作製方法。
  2. 前記カラー規定層は、ピクセルにおけるＲＧＢを規定するためのカラーフィルタである、請求項１に記載のディスプレイパネル作製方法。
JP2022135603A 2020-10-02 2022-08-29 ディスプレイパネル作製方法 Pending JP2022190184A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022135603A JP2022190184A (ja) 2020-10-02 2022-08-29 ディスプレイパネル作製方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020168030A JP2022060047A (ja) 2020-10-02 2020-10-02 ディスプレイパネルおよびディスプレイパネル作製方法
JP2022135603A JP2022190184A (ja) 2020-10-02 2022-08-29 ディスプレイパネル作製方法

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020168030A Division JP2022060047A (ja) 2020-10-02 2020-10-02 ディスプレイパネルおよびディスプレイパネル作製方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022190184A true JP2022190184A (ja) 2022-12-23

Family

ID=81125008

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020168030A Pending JP2022060047A (ja) 2020-10-02 2020-10-02 ディスプレイパネルおよびディスプレイパネル作製方法
JP2022066254A Pending JP2022093393A (ja) 2020-10-02 2022-04-13 ディスプレイパネルおよびディスプレイパネル作製方法
JP2022135603A Pending JP2022190184A (ja) 2020-10-02 2022-08-29 ディスプレイパネル作製方法

Family Applications Before (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020168030A Pending JP2022060047A (ja) 2020-10-02 2020-10-02 ディスプレイパネルおよびディスプレイパネル作製方法
JP2022066254A Pending JP2022093393A (ja) 2020-10-02 2022-04-13 ディスプレイパネルおよびディスプレイパネル作製方法

Country Status (1)

Country Link
JP (3) JP2022060047A (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114864709A (zh) * 2022-04-18 2022-08-05 华南理工大学 一种光电探测器及其制备方法和应用
CN114682910A (zh) * 2022-05-13 2022-07-01 东莞市中麒光电技术有限公司 采用透镜阵列的晶粒焊接装置及焊接方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017094461A1 (ja) * 2015-12-01 2017-06-08 シャープ株式会社 画像形成素子
US20200184884A1 (en) * 2018-12-11 2020-06-11 The Hong Kong University Of Science And Technology Monolithic full-color light-emitting diode display panel

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018070666A1 (ko) * 2016-10-11 2018-04-19 주식회사 루멘스 Led 디스플레이 모듈 및 그 제조방법
KR20180071743A (ko) * 2016-12-20 2018-06-28 엘지디스플레이 주식회사 발광 다이오드 칩 및 이를 포함하는 발광 다이오드 디스플레이 장치
KR102519929B1 (ko) * 2017-12-18 2023-04-10 삼성전자주식회사 디스플레이 장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017094461A1 (ja) * 2015-12-01 2017-06-08 シャープ株式会社 画像形成素子
US20200184884A1 (en) * 2018-12-11 2020-06-11 The Hong Kong University Of Science And Technology Monolithic full-color light-emitting diode display panel

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022060047A (ja) 2022-04-14
JP2022093393A (ja) 2022-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10903267B2 (en) System and method for making micro LED display
US20210013367A1 (en) System and Method for Making Micro LED Display
JP7248828B2 (ja) シリコン上のカラーｉｌｅｄディスプレイ
US10205055B2 (en) Light engine array
US10833220B2 (en) Micro light emitting diode device
US8642363B2 (en) Monolithic full-color LED micro-display on an active matrix panel manufactured using flip-chip technology
JP2022190184A (ja) ディスプレイパネル作製方法
JP2018538554A (ja) 照明フェイスプレート及びこのような照明フェイスプレートの製造方法
TW202046517A (zh) 發光裝置
US11387383B2 (en) Method of transferring light emitting device for display and display apparatus
US20220367429A1 (en) Light emitting device for display and display apparatus having the same
JP2002314052A (ja) 素子の転写方法及びこれを用いた素子の配列方法、画像表示装置の製造方法
US20240154067A1 (en) Unit pixel having light emitting device and displaying apparatus
TWI747327B (zh) 製造微發光二極體顯示器的系統與方法
CN109390368B (zh) 微显示器件及其制备方法、显示面板
TWI756858B (zh) 製造微發光二極體顯示器的系統與方法
TWI754283B (zh) 顯示面板的製備方法
JP2003005674A (ja) 表示素子及び画像表示装置
KR20220147565A (ko) 마이크로 led 디스플레이 제조 시스템 및 방법
TW202224178A (zh) 製造微發光二極體顯示器的系統與方法
CN114361149A (zh) 制造微发光二极管显示器的系统与方法
CN211088274U (zh) 显示装置
DE102020125857A1 (de) System und Verfahren zur Herstellung einer Mikro-LED-Anzeige
TW202401815A (zh) 用於平板顯示器的積體電路
KR20200007739A (ko) 발광소자의 제조방법 및 발광소자

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220829

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230706

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20240215