JP2023092015A - マイクロｌｅｄディスプレイ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】色毎に異なる種類のマイクロＬＥＤを用いることなく、かつ、発光効率を向上させたマイクロＬＥＤディスプレイ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】マイクロＬＥＤディスプレイは、複数のマイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１と、マイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１からの紫外光をそれぞれ赤色、緑色、青色に波長変換する蛍光体２８Ｒ，２０Ｇ、２８Ｂを備えるフィルム状の波長変換層３２を備える。マイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１の側面は傾斜面が形成され、マイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１は、側面から出射した紫外光を反射する反射障壁材２４で囲まれる。
【選択図】図２Ａ
【解決手段】マイクロＬＥＤディスプレイは、複数のマイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１と、マイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１からの紫外光をそれぞれ赤色、緑色、青色に波長変換する蛍光体２８Ｒ，２０Ｇ、２８Ｂを備えるフィルム状の波長変換層３２を備える。マイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１の側面は傾斜面が形成され、マイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１は、側面から出射した紫外光を反射する反射障壁材２４で囲まれる。
【選択図】図２Ａ
Description
本発明は、マイクロＬＥＤディスプレイ及びその製造方法に関する。
近年、ＡＲ（拡張現実）やＶＲ（仮想現実）用の次世代ディスプレイとしてマイクロＬＥＤディスプレイが期待されている。マイクロＬＥＤは、チップサイズが１００μｍ以下と極めて小さいため、ウェハ面内で発光強度を均一にすることが困難である。
特許文献１には、画像表示素子の隣接画素への光漏洩を防止し、画像表示素子の正面方向の光出力を強化することで発光効率を向上することを課題として、アレイ状に配列されたマイクロ発光素子と、マイクロ発光素子に電流を供給して発光させる駆動回路を含む駆動回路基板と、マイクロ発光素子の光放出面上に配置された配光制御部（７０）とを含み、配光制御部の周囲に、マイクロ発光素子が放出する光を透過しない隔壁を配置する構成が開示されている。
ところで、チップサイズが１００μｍ以下のマイクロＬＥＤディスプレイでは、
（１）微細化したマイクロＬＥＤチップは、チップサイズが５０μｍ以下になると、特にＧａＰ系材料を使用する赤色ＬＥＤチップの発光効率が急激に劣化する
（２）赤色にＧａＰ系材料、青色、緑色にＩｎＧａＮ系材料を使用すると、駆動電圧と電流が異なるため、制御が複雑になるだけでなく、電気特性がばらつくので色むらが発生する
（３）赤色、緑色、青色の３色のマイクロＬＥＤチップを色毎にピックアンドプレイスで実装するのに時間を要し、製造コストが増大する
という課題がある。
（１）微細化したマイクロＬＥＤチップは、チップサイズが５０μｍ以下になると、特にＧａＰ系材料を使用する赤色ＬＥＤチップの発光効率が急激に劣化する
（２）赤色にＧａＰ系材料、青色、緑色にＩｎＧａＮ系材料を使用すると、駆動電圧と電流が異なるため、制御が複雑になるだけでなく、電気特性がばらつくので色むらが発生する
（３）赤色、緑色、青色の３色のマイクロＬＥＤチップを色毎にピックアンドプレイスで実装するのに時間を要し、製造コストが増大する
という課題がある。
本発明は、かかる課題に鑑みなされたものであり、その目的は、色毎に異なる種類のマイクロＬＥＤを用いることなく、かつ、発光効率を向上させたマイクロＬＥＤディスプレイ及びその製造方法を提供することにある。
本発明は、第１導電型の電極と、前記第１導電型の電極上に離間形成され、それぞれ波長４０５ｎｍ以下の紫外光を発光する複数のマイクロＬＥＤと、前記複数のマイクロＬＥＤ上のそれぞれに形成された第２導電型の電極と、前記複数のマイクロＬＥＤの間に立設され、前記マイクロＬＥＤの側面からの光を反射する反射障壁材と、前記複数のマイクロＬＥＤのうち互いに隣接する３個のマイクロＬＥＤで１画素となるように、前記３個のマイクロＬＥＤの前記第２導電型の電極と接続される配線構造を有するフィルム状の配線基板と、前記配線基板上に設けられ、前記３個のマイクロＬＥＤからの光をそれぞれ赤色、緑色、青色に波長変換する蛍光体を備えるフィルム状の波長変換層と、を有し、前記マイクロＬＥＤの側面は、前記第１導電型の電極から前記第２導電型の電極に向けて前記マイクロＬＥＤの幅が順次狭くなるように傾斜面が形成され、前記反射障壁材は、前記複数のマイクロＬＥＤの積層方向に平行に、かつ前記マイクロＬＥＤと等しい高さまで立設される、マイクロＬＥＤディスプレイである。
本発明の１つの実施形態では、前記マイクロＬＥＤと前記反射障壁層の間に充填された、蛍光体を分散させた樹脂をさらに有する。
本発明の他の実施形態では、前記第１導電型の電極は、銅タングステンの導電性基板である。
本発明の他の実施形態では、前記第１導電型の電極は、銅タングステンの導電性基板である。
また、本発明は、サファイア基板上に、ＧａＮバッファ層、ｎ型層、発光層、ｐ型層の順に結晶成長させる工程と、前記ｐ層上に透明電極を蒸着形成する工程と、前記透明電極上に導電性基板をボンディングする工程と、前記サファイア基板と前記ＧａＮバッファ層をリフトオフする工程と、前記ｎ型層側からエッチングすることで複数のマイクロＬＥＤを形成するとともに、前記マイクロＬＥＤの側面に傾斜面を形成する工程と、前記複数のマイクロＬＥＤのそれぞれにｎ電極を蒸着形成する工程と、前記複数のマイクロＬＥＤの前記ｎ電極以外の部分にパッシベーション層を形成する工程と、前記複数のマイクロＬＥＤの間に反射障壁材を立設形成する工程と、前記複数のマイクロＬＥＤのうち互いに隣接する３個のマイクロＬＥＤで１画素となるように、前記ｎ電極上にフィルム状の配線基板を形成する工程と、前記配線基板上に前記３個のマイクロＬＥＤからの光をそれぞれ赤色、緑色、青色に波長変換する蛍光体を備えるフィルム状の波長変換層を形成する工程と、を備え、前記マイクロＬＥＤの側面は、前記導電性基板から前記ｎ型層に向けて前記マイクロＬＥＤの幅が順次狭くなるように傾斜面が形成され、前記反射障壁材は、前記複数のマイクロＬＥＤの積層方向に平行に、かつ前記マイクロＬＥＤと等しい高さまで立設される、マイクロＬＥＤディスプレイの製造方法である。
本発明の１つの実施形態では、前記複数のマイクロＬＥＤの間に反射障壁材を立設形成する工程と、前記複数のマイクロＬＥＤのうち互いに隣接する３個のマイクロＬＥＤで１画素となるように、前記ｎ電極上にフィルム状の配線基板を形成する工程は同時に実施される。
本発明の他の実施形態では、前記複数のマイクロＬＥＤの間に反射障壁材を立設形成する工程の後に、前記マイクロＬＥＤと前記反射障壁層の間に、蛍光体を分散させた樹脂を充填する工程をさらに有する。
本発明のさらに他の実施形態では、前記導電性基板は、銅タングステンである。
本発明によれば、色毎に異なる種類のマイクロＬＥＤを用いることなく、かつ、発光効率を向上させたマイクロＬＥＤディスプレイ及びその製造方法を提供できる。
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
図１に、本実施形態におけるマイクロＬＥＤディスプレイに用いられるマイクロＬＥＤの基本的な模式的断面図を示す。
マイクロＬＥＤ１は、そのチップサイズが矩形状の平面形状において少なくともその一辺が１００μｍ以下、より好ましくは５０μｍ以下であり、波長４０５ｎｍ以下の紫外光（ＵＶ）を発光するＬＥＤである。本実施形態のマイクロＬＥＤ１は、電極配置が並行するフリップチップ構造ではなく、電極配置が上下に位置する縦型（Vertical）のＶチップ構造である。
マイクロＬＥＤ１は、厚さ１００μｍ程度の導電性の、例えば銅タングステン（ＣｕＷ）の基板１０上に、ＩＴＯの透明電極１２、ｐ型層１４、発光層１６、ｎ型層１８、ｎ電極２０が順次積層される。基板１０は第１導電型の電極に相当し、ｎ電極２０は第２導電型の電極に相当する。
ｐ型層１４は、ｐ－ＧａＮ（ＧａＮ；Ｍｇ）コンタクト層、及び（ＡｌＧａＮ；Ｍｇ／ＧａＮ；Ｍｇ）ｐ－ＳＬＳ（超格子構造）層から構成される。すなわち、ｐ―ＧａＮコンタクト層は、ＩＴＯの透明電極１２を介して放熱性のある基板１０に形成される。
発光層１６は、（ＩｎＧａＮ／ＡｌＧａＮ）ＭＱＷ（多重量子井戸）層から構成される。
ｎ型層１８は、（ＡｌＩｎＧａＮ）／（ＩｎＧａＮ；Ｓｉ）ｎ―ＳＬＳ（超格子構造）層、及び（ＧａＮ；Ｓｉ）コンタクト層から構成される。
ここで、例えば（ＧａＮ；Ｓｉ）は、ＳｉがドープされたＧａＮであることを示す。かかる構成における発光波長は具体的には３８５ｎｍであるが、それ以外、例えば４００ｎｍとしてもよい。３８５ｎｍ及び４００ｎｍともに基本的なエピタキシャル構造は同じであるが、バンドギャップエネルギの関係から３８５ｎｍの方が４００ｎｍに比べて（ＩｎＧａＮ／ＡｌＩｎＧａＮ）ＭＱＷ発光層１６のＡｌ含有量が多く、Ｉｎ含有量が少ない。
また、マイクロＬＥＤ１の側面は、基板１０からｎ電極２０までの積層方向に対してマイクロＬＥＤ１の幅が順次狭くなるように傾斜面（テーパ）が形成されており、この傾斜面が形成された側面はＳｉＯ２のパッシベーション層２２が形成される。傾斜面のなす角度は任意であるが、例えば４５度とすることが取り出し効率を極大化する観点から好ましい。
マイクロＬＥＤ１では、一般にマイクロサイズ化に伴って相対的に側面の面積比が増大することになるところ、本実施形態ではフリップチップ構造ではなくＶチップ構造とすることで、側面からの光取り出し効率が向上する。また、当該側面の形状を傾斜面形状とすることで、発光層１６の側面の面積を側面が垂直の場合と比較して大きくとることができ、側面からの光取り出し効率がさらに向上する。
また、ｐ電極側に銅タングステン等の放熱特性に優れた基板１０を用いることで、放熱性を向上し、より大きな電流を投入することが可能となるので発熱による発光効率の低下を抑制できる。
図２Ａに、図１に示すマイクロＬＥＤ１（以下では、これをマイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１と称する）を用いたマイクロＬＥＤディスプレイの模式的断面図を示す。
共通の銅タングステン（ＣｕＷ）の基板１０上に複数（図では３個のみ示す）のマイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１が互いに離間して形成される。なお、平面上では複数のマイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１は２次元アレイ状に配置される。
共通の銅タングステン（ＣｕＷ）の基板１０上に複数（図では３個のみ示す）のマイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１が互いに離間して形成される。なお、平面上では複数のマイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１は２次元アレイ状に配置される。
隣接するマイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１の間には、マイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１の積層方向に平行に、言い換えれば基板１０の表面の法線方向に平行に反射障壁材２４が立設される。反射障壁材２４は、隣接するマイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１からの光の他のマイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１への漏洩を防止するとともに、マイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１の横方向からの光を反射して光取り出し方向（図における上方向）への光取り出し効率を増大させる機能を有し、このためマイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１の側面からの光（波長４０５ｎｍ以下の紫外光）を反射する材料、例えばアルミニウムで構成される。また、反射障壁材２４の高さは、マイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１の高さと同一である。複数のマイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１は、それぞれその周囲が反射障壁材２４で囲まれて互いに分割される。
図２Ｂに、マイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１と反射障壁材２４との位置関係を示す模式的平面図を示す。反射障壁材２４は、平面形状が矩形状のマイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１を囲むようにその周囲に形成される。なお、図２Ａから分かるように、反射障壁材２４は、ＳｉＯ２のパッシベーション層２２の上に形成される。マイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１の周囲は反射障壁材２４で囲まれているので、発光層１６の側面から出射した光は、全て反射障壁材２４で反射される。
再び図２Ａに戻り、複数のマイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１上には、フィルム状の配線基板２６が形成される。フィルム状の配線基板２６には、隣接する３個のマイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１のそれぞれのｎ電極２０と対向する３つのｎ型電極が形成されており、隣接する３個のマイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１のそれぞれのｎ電極２０と３つのｎ型電極とが接合するようにフィルム状の配線基板２６を貼り合わせる。このとき、反射障壁材２４の高さとマイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１の高さは同一であるため、フィルム状の配線基板２６の貼り合わせが容易化・均一化される。配線基板２６は、複数のマイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１を駆動する駆動回路を備える。駆動回路は、２次元アレイ状に配置されたマイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１の各行を選択する行選択回路、各列を選択する列選択回路、入力信号から発光信号を生成する画像処理回路を含む。
フィルム状の配線基板２６上には、さらに、Ｒ蛍光体２８Ｒ、Ｇ蛍光体２８Ｇ、Ｂ蛍光体２８Ｂを施し、これらの蛍光体２８Ｒ、２８Ｇ、２８Ｂを互いに仕切る障壁材３０を備えた紫外線透過性の高いフィルム状の波長変換層３２が形成される。Ｒ蛍光体２８Ｒは、例えば透明樹脂硬化物中にマイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１からの紫外光を受光して、当該紫外光よりも波長の長い赤色の光を発光する蛍光体粉末を分散させて構成される。赤色蛍光体粉末としては、例えばＬＯＳ：Ｅｕである。また、緑色蛍光体粉末としては、例えばＢＡＭ：Ｅｕ，Ｍｎであり、青色蛍光体粉末としては、例えばＢＡＭ：Ｅｕであるが、これに限定されない。ここで、ＬＯＳは、Ｌａ２Ｏ２Ｓであり、ＢＡＭは、（Ｂａ，Ｍｇ）Ａｌ１０Ｏ１７である。
図２Ａにおいて、隣接する３個のマイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１のうちの左側に位置するマイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１上にはＲ蛍光体２８Ｒが配置され、中央に位置するマイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１上にはＧ蛍光体２８Ｇが配置され、右側に位置するマイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１上にはＢ蛍光体２８Ｂが配置され、これら隣接する３個のマイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１及び蛍光体２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂで１つの画素が構成される。隣接する３個のマイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１のうちの左側に位置するマイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１からの紫外光は、Ｒ蛍光体２８Ｒで赤色の波長に変換されて外部に出射する。中央に位置するマイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１からの紫外光は、Ｇ蛍光体２８Ｇで緑色の波長に変換されて外部に出射する。右側に位置するマイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１からの紫外光は、Ｂ蛍光体２８Ｂで青色の波長に変換されて外部に出射する。
また、隣接する３個のマイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１のうちの左側に位置するマイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１の傾斜側面から出射した紫外光は、マイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１を囲むように形成された反射障壁材２４により反射され、その一部がＲ蛍光体２８Ｒで赤色の波長に変換されて外部に出射する。他のマイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１についても同様である。
このように、本実施形態では、同一種類のマイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１で赤色、緑色、青色の蛍光体を励起することでフルカラーを得るので、ピックアンドプレイスではなく、転写によるマストランスファーが可能となる。
また、マイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１のスペクトルは可視光成分が微弱であるので、仮にＵＶ－ＬＥＤの特性にばらつきがあったとしても、蛍光体の発光色に影響が少ない。
また、マイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１のマイクロサイズ化に伴って相対的に側面の面積比が増大するので、Ｖチップ化により側面からの光取り出し効率を向上させることができる。そして、このような光取り出し効率の向上は、マイクロＵＶ－ＬＥＤチップ１の側面の傾斜面化と反射障壁材２４との併用によってさらに顕著なものとなる。
また、銅タングステン（ＣｕＷ）の基板１０を用いることにより放熱特性が向上し、より大きな駆動電流を投入することができる。また、駆動時の発熱による発光効率の低下も抑制できる。
次に、本実施形態におけるマイクロＬＥＤディスプレイの製造方法について説明する。
図３～図１１は、マイクロＬＥＤディスプレイの製造方法を示す模式的断面図である。まず、図３に示すように、サファイア基板３０上に、ＧａＮバッファ層３２、ｎ型層１８、発光層１６、ｐ型層１４の順に有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）を用いて結晶成長し、ＬＥＤ構造を形成する。ここで、ｎ型層１８にはＳＬＳ（超格子構造）層が含まれ、ｐ型層１４にもＳＬＳ（超格子構造）層が含まれる。また、発光層１６には（ＩｎＧａＮ／ＡｌＧａＮ）のＭＱＷ層が含まれる。
そして、ｐ型層の上にＩＴＯの透明電極１２を蒸着形成し、その上に厚さ１００μｍ程度の導電性のある基板１０、例えば銅タングステン（ＣｕＷ）の基板１０をボンディングする。
次に、図４に示すように、サファイア基板３０とＧａＮバッファ層３２をリフトオフした後、図５に示すように、ｎ層側からアイソレーションエッチングすることでサイズ１００μｍ以下、より好ましくは５０μｍ以下の複数のマイクロＬＥＤチップを形成する。このアイソレーションエッチングの工程では、マイクロＬＥＤチップの側面が傾斜面（テーパ面）となるようにエッチングする。エッチングによる傾斜面の形成技術は公知である。傾斜面の角度、すなわちマイクロＬＥＤチップの積層方向に対してなす角度は、例えば４５度とする。
次に、図６に示すように、アイソレーションされた複数のマイクロＬＥＤチップのそれぞれのｎ型層表面にｎ電極２０を蒸着形成する。
次に、図７に示すように、全てのマイクロＬＥＤチップのｎ層側のｎ電極２０以外の領域にＳｉＯ２のパッシベーション層２２を形成して不動態化する。
次に、図８に示すように、隣接するマイクロＬＥＤチップの間に、例えばアルミニウムのような反射率の高い材料からなる反射障壁材２４を形成する。
次に、図９に示すように、ｎ型電極２５を有するフィルム状の配線基板２６を、全てのマイクロＬＥＤチップのｎ電極２０とｎ型電極２５とが接合するように貼り合わせる。
図１０は、フィルム状の配線基板２６の一部平面図を示す。隣接する３つのマイクロＬＥＤチップに対応する１画素分の構成である。３つのｎ型電極２５が配置され、これら３つのｎ型電極２５は駆動回路２７に接続される。
そして、図１１に示すように、障壁材３０で互いに区切られたＲ蛍光体２８Ｒ、Ｇ蛍光体２８Ｇ、Ｂ蛍光体２８Ｂを施したフィルム状の波長変換層３２をマイクロＬＥＤチップの上に貼り合わせる。
以上のような工程でマイクロＬＥＤディスプレイを製造することにより、ピックアンドプレイスに代えてマストランスファーすることができ、実装に要する時間を短縮することができる。すなわち、ＲＧＢやＵＶのＬＥＤチップを個別に製造し、これらを画素に用いてディスプレイを製造する場合、５０μｍ以下の極めて小さいＬＥＤを大量かつ高精度に実装することが必須となるが、これらのＬＥＤチップを個別にピックアップし個別に実装していく場合と比較して大幅に時間を短縮化できる。
また、サファイア基板３０とＧａＮバッファ層３２をリフトオフして製造するので、サファイア基板３０をレーザにてダイシングする工程が無く、レーザ照射に起因する発熱によるＬＥＤチップ側面へのダメージが無く、これによる発光効率の低下を回避できる。すなわち、フリップチップ構造を採用し、赤色のＧａＰ系ＬＥＤを強度確保のためサファイア基板に貼り合わせ、緑色、青色のＩｎＧａＮ系ＬＥＤと同様にエキシマレーザによりダイシングする場合には、このダイシング工程によりチップ側面は熱による大きなダメージを受け、黒化する等によりチップの発光効率が低下するが、本実施形態の製造方法ではかかる熱によるダメージを防止して発光効率の低下を回避できる。
また、電極配置が並行するフリップチップ構造ではなくＶチップ構造を用いることで、フリップチップのｎ電極が配置されるべきスペースが不要化されるので、成長ウェハから製造できるチップ数が増大（約２倍）する。
さらに、アイソレーションエッチングの工程でＬＥＤチップ側面に傾斜面を形成することで発光層側面の面積を増大させ、ＬＥＤチップの積層方向に平行に立設する反射障壁材２４と相俟って、横方向からの光取り出し効率が向上する。
＜第１変形例＞
実施形態では、マイクロＬＥＤチップの間に反射障壁材２４を立設し、その後にフィルム状の配線基板２６を貼り合わせているが、反射障壁材２４を備えたフィルム状の配線基板２６を、当該反射障壁材２４がマイクロＬＥＤチップの間に位置するように位置決めしつつ貼り合わせてもよい。
実施形態では、マイクロＬＥＤチップの間に反射障壁材２４を立設し、その後にフィルム状の配線基板２６を貼り合わせているが、反射障壁材２４を備えたフィルム状の配線基板２６を、当該反射障壁材２４がマイクロＬＥＤチップの間に位置するように位置決めしつつ貼り合わせてもよい。
図１２に、第１変形例の断面図を示す。図７に示すように、ＳｉＯ２のパッシベーション層２２を形成した後、画素サイズに合わせて形成された反射障壁材２４を備えるフィルム状の配線基板２６を、反射障壁材２４がマイクロＬＥＤチップの間に挿入されるように貼り合わせ、マイクロＬＥＤチップのそれぞれのｎ電極２０と配線基板２６のｎ型電極２５とを接合する。
この製造方法によれば、配線基板２６と反射障壁材２４とが一体となっているので反射障壁材２４の配置位置をより強固に固定することができるとともに、製造工程をより簡易化できる。
＜第２変形例＞
また、本実施形態では、マイクロＬＥＤチップの間に反射障壁材２４を立設し、その後にフィルム状の配線基板２６を貼り合わせているが、反射障壁材２４を立設した後、マイクロＬＥＤチップと反射障壁材２４との間の隙間に蛍光体を分散させたシリコン系樹脂を充填し、その後にフィルム状の配線基板２６を貼り合わせてもよい。
また、本実施形態では、マイクロＬＥＤチップの間に反射障壁材２４を立設し、その後にフィルム状の配線基板２６を貼り合わせているが、反射障壁材２４を立設した後、マイクロＬＥＤチップと反射障壁材２４との間の隙間に蛍光体を分散させたシリコン系樹脂を充填し、その後にフィルム状の配線基板２６を貼り合わせてもよい。
図１３に、第２変形例の断面図を示す。図８に示すように、マイクロＬＥＤチップの間に反射障壁材２４を立設した後、マイクロＬＥＤチップと反射障壁材２４との間の隙間に蛍光体を分散させたシリコン系樹脂２９Ｒ、２９Ｇ、２９Ｂを充填する。そして、図１４に示すようにフィルム状の配線基板２６を貼り合わせる。
この構成によれば、蛍光体を分散させたシリコン系樹脂を充填するため、図１１のようにフィルム状の配線基板２６を貼り合わせたあとにさらに蛍光体をのせる必要がなくなり、工程の簡素化ができる効果がある。なお、必要に応じ、シリコン系樹脂を充填した後に、フィルム状の波長変換層３２をマイクロＬＥＤチップの上に貼り合わせてもよい。
１ マイクロＬＥＤ（マイクロＵＶ－ＬＥＤチップ）、１０ 基板、１６ 発光層、２０ ｎ電極、２２ パッシベーション層、２４ 反射障壁材、２６ 配線基板、２８Ｒ Ｒ（赤色）蛍光体、２８Ｇ Ｇ（緑色）蛍光体、２８Ｂ Ｂ（青色）蛍光体、３０ 障壁材、３２ 波長変換層。
本発明の１つの実施形態では、前記マイクロＬＥＤと前記反射障壁材の間に充填された、蛍光体を分散させた樹脂をさらに有する。本発明の他の実施形態では、前記第１導電型の電極は、銅タングステンの導電性基板である。
また、本発明は、サファイア基板上に、ＧａＮバッファ層、ｎ型層、発光層、ｐ型層の順に結晶成長させる工程と、前記ｐ型層上に透明電極を蒸着形成する工程と、前記透明電極上に導電性基板をボンディングする工程と、前記サファイア基板と前記ＧａＮバッファ層をリフトオフする工程と、前記ｎ型層側からエッチングすることで複数のマイクロＬＥＤを形成するとともに、前記マイクロＬＥＤの側面に傾斜面を形成する工程と、前記複数のマイクロＬＥＤのそれぞれにｎ電極を蒸着形成する工程と、前記複数のマイクロＬＥＤの前記ｎ電極以外の部分にパッシベーション層を形成する工程と、前記複数のマイクロＬＥＤの間に反射障壁材を立設形成する工程と、前記複数のマイクロＬＥＤのうち互いに隣接する３個のマイクロＬＥＤで１画素となるように、前記ｎ電極上にフィルム状の配線基板を形成する工程と、前記配線基板上に前記３個のマイクロＬＥＤからの光をそれぞれ赤色、緑色、青色に波長変換する蛍光体を備えるフィルム状の波長変換層を形成する工程と、を備え、前記マイクロＬＥＤの側面は、前記導電性基板から前記ｎ型層に向けて前記マイクロＬＥＤの幅が順次狭くなるように傾斜面が形成され、前記反射障壁材は、前記複数のマイクロＬＥＤの積層方向に平行に、かつ前記マイクロＬＥＤと等しい高さまで立設される、マイクロＬＥＤディスプレイの製造方法である。
本発明の他の実施形態では、前記複数のマイクロＬＥＤの間に反射障壁材を立設形成する工程の後に、前記マイクロＬＥＤと前記反射障壁材の間に、蛍光体を分散させた樹脂を充填する工程をさらに有する。
Claims (9)
- 第１導電型の電極と、
前記第１導電型の電極上に離間形成され、それぞれ波長４０５ｎｍ以下の紫外光を発光する複数のマイクロＬＥＤと、
前記複数のマイクロＬＥＤ上のそれぞれに形成された第２導電型の電極と、
前記複数のマイクロＬＥＤの間に立設され、前記マイクロＬＥＤの側面からの光を反射する反射障壁材と、
前記複数のマイクロＬＥＤのうち互いに隣接する３個のマイクロＬＥＤで１画素となるように、前記３個のマイクロＬＥＤの前記第２導電型の電極と接続される配線構造を有するフィルム状の配線基板と、
前記配線基板上に設けられ、前記３個のマイクロＬＥＤからの光をそれぞれ赤色、緑色、青色に波長変換する蛍光体を備えるフィルム状の波長変換層と、
を有し、
前記マイクロＬＥＤの側面は、前記第１導電型の電極から前記第２導電型の電極に向けて前記マイクロＬＥＤの幅が順次狭くなるように傾斜面が形成され、
前記反射障壁材は、前記複数のマイクロＬＥＤの積層方向に平行に、かつ前記マイクロＬＥＤと等しい高さまで立設される、
マイクロＬＥＤディスプレイ。 - 請求項１に記載のマイクロＬＥＤディスプレイにおいて、
前記マイクロＬＥＤと前記反射障壁層の間に充填された、蛍光体を分散させた樹脂
をさらに有するマイクロＬＥＤディスプレイ。 - 第１導電型の電極と、
前記第１導電型の電極上に離間形成され、それぞれ波長４０５ｎｍ以下の紫外光を発光する複数のマイクロＬＥＤと、
前記複数のマイクロＬＥＤ上のそれぞれに形成された第２導電型の電極と、
前記複数のマイクロＬＥＤの間に立設され、前記マイクロＬＥＤの側面からの光を反射する反射障壁材と、
前記複数のマイクロＬＥＤのうち互いに隣接する３個のマイクロＬＥＤで１画素となるように、前記３個のマイクロＬＥＤの前記第２導電型の電極と接続される配線構造を有するフィルム状の配線基板と、
前記マイクロＬＥＤと前記反射障壁層の間に充填された、蛍光体を分散させた樹脂であり、前記蛍光体が前記３個のマイクロＬＥＤからの光をそれぞれ赤色、緑色、青色に波長変換する樹脂と、
を有し、
前記マイクロＬＥＤの側面は、前記第１導電型の電極から前記第２導電型の電極に向けて前記マイクロＬＥＤの幅が順次狭くなるように傾斜面が形成され、
前記反射障壁材は、前記複数のマイクロＬＥＤの積層方向に平行に、かつ前記マイクロＬＥＤと等しい高さまで立設される、
マイクロＬＥＤディスプレイ。 - 請求項１～３のいずれかに記載のマイクロＬＥＤディスプレイにおいて、
前記第１導電型の電極は、銅タングステンの導電性基板である、
マイクロＬＥＤディスプレイ。 - サファイア基板上に、ＧａＮバッファ層、ｎ型層、発光層、ｐ型層の順に結晶成長させる工程と、
前記ｐ層上に透明電極を蒸着形成する工程と、
前記透明電極上に導電性基板をボンディングする工程と、
前記サファイア基板と前記ＧａＮバッファ層をリフトオフする工程と、
前記ｎ型層側からエッチングすることで複数のマイクロＬＥＤを形成するとともに、前記マイクロＬＥＤの側面に傾斜面を形成する工程と、
前記複数のマイクロＬＥＤのそれぞれにｎ電極を蒸着形成する工程と、
前記複数のマイクロＬＥＤの前記ｎ電極以外の部分にパッシベーション層を形成する工程と、
前記複数のマイクロＬＥＤの間に反射障壁材を立設形成する工程と、
前記複数のマイクロＬＥＤのうち互いに隣接する３個のマイクロＬＥＤで１画素となるように、前記ｎ電極上にフィルム状の配線基板を形成する工程と、
前記配線基板上に前記３個のマイクロＬＥＤからの光をそれぞれ赤色、緑色、青色に波長変換する蛍光体を備えるフィルム状の波長変換層を形成する工程と、
を備え、
前記マイクロＬＥＤの側面は、前記導電性基板から前記ｎ型層に向けて前記マイクロＬＥＤの幅が順次狭くなるように傾斜面が形成され、
前記反射障壁材は、前記複数のマイクロＬＥＤの積層方向に平行に、かつ前記マイクロＬＥＤと等しい高さまで立設される、
マイクロＬＥＤディスプレイの製造方法。 - 請求項５に記載の製造方法において、
前記複数のマイクロＬＥＤの間に反射障壁材を立設形成する工程と、前記複数のマイクロＬＥＤのうち互いに隣接する３個のマイクロＬＥＤで１画素となるように、前記ｎ電極上にフィルム状の配線基板を形成する工程は同時に実施される、
マイクロＬＥＤディスプレイの製造方法。 - 請求項５に記載の製造方法において、
前記複数のマイクロＬＥＤの間に反射障壁材を立設形成する工程の後に、前記マイクロＬＥＤと前記反射障壁層の間に、蛍光体を分散させた樹脂を充填する工程をさらに有する、
マイクロＬＥＤディスプレイの製造方法。 - サファイア基板上に、ＧａＮバッファ層、ｎ型層、発光層、ｐ型層の順に結晶成長させる工程と、
前記ｐ層上に透明電極を蒸着形成する工程と、
前記透明電極上に導電性基板をボンディングする工程と、
前記サファイア基板と前記ＧａＮバッファ層をリフトオフする工程と、
前記ｎ型層側からエッチングすることで複数のマイクロＬＥＤを形成するとともに、前記マイクロＬＥＤの側面に傾斜面を形成する工程と、
前記複数のマイクロＬＥＤのそれぞれにｎ電極を蒸着形成する工程と、
前記複数のマイクロＬＥＤの前記ｎ電極以外の部分にパッシベーション層を形成する工程と、
前記複数のマイクロＬＥＤの間に反射障壁材を立設形成する工程と、
前記マイクロＬＥＤと前記反射障壁層の間に蛍光体を分散させた樹脂を充填する工程であり、前記蛍光体が前記３個のマイクロＬＥＤからの光をそれぞれ赤色、緑色、青色に波長変換する、工程と、
前記複数のマイクロＬＥＤのうち互いに隣接する３個のマイクロＬＥＤで１画素となるように、前記ｎ電極上にフィルム状の配線基板を形成する工程と、
を備え、
前記マイクロＬＥＤの側面は、前記導電性基板から前記ｎ型層に向けて前記マイクロＬＥＤの幅が順次狭くなるように傾斜面が形成され、
前記反射障壁材は、前記複数のマイクロＬＥＤの積層方向に平行に、かつ前記マイクロＬＥＤと等しい高さまで立設される、
マイクロＬＥＤディスプレイの製造方法。 - 請求項５～８のいずれかに記載の製造方法において、
前記導電性基板は、銅タングステンである、
マイクロＬＥＤディスプレイの製造方法。
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