JP7194183B2 - マイクロ発光デバイス、マイクロ発光ダイオード及びその転写方法 - Google Patents

マイクロ発光デバイス、マイクロ発光ダイオード及びその転写方法 Download PDF

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Description

本発明は半導体製造分野に関し、具体的にはマイクロ発光デバイス、マイクロ発光ダイオード及びその転写方法に関する。
マイクロ型ＬＥＤ（ｍＬＥＤ）は現在鋭意研究されている次世代のディスプレイ光源である。それは低消費電力、高輝度、超高解像度及び超高彩度、応答速度の速さ、低消費電力、長寿命などの長所を有する。他に、電力消費量は約ＬＣＤの１０％、ＯＬＥＤの５０％である。同じく自発光のＯＬＥＤと比べると、輝度が３０倍高く、且つ、解像度は１５００ＰＰＩ（ピクセル密度）に達する。ｍＬＥＤはその長所により、現在のＯＬＥＤとＬＣＤとを取って代わる可能性がある。現在、数多くの技術課題を克服する必要があるため、ｍＬＥＤは量産できない。その内の１つの重要の技術課題は如何に転写の成功率を上げるかである。
図１に参照し、現在のマイクロ発光デバイスのマイクロ発光ダイオードに対して転写を行う過程において、マイクロ発光デバイスは通常、マイクロ発光ダイオード１１０、凹槽１２０、基板１３１と接着層１３２とにより構成されたベースフレーム１３０と、ブリッジアーム１４０と、を有する。マイクロ発光ダイオードは第１の電極１１１と、第２の電極１１２と、半導体エピタキシャル層１１３とを含む。マイクロ発光ダイオード１１０はサイズが微小のため、転写膜２００に対する精度要求が高く、例えば、転写を行う過程において、転写膜２００が圧力を受けて凹むこと、又は転写膜２００の精度不良などの原因で、転写膜２００がマイクロ発光デバイスのブリッジアーム１４０を押圧して、例えば図中の破線枠に示されるようにブリッジアーム１４０が破損又は断裂し、マイクロ発光ダイオード１１０が外されてベースフレーム１３０の凹槽１２０に落ちるなどの異常状況が生じて、転写の成功率が下がる。
本発明は、背景技術の問題点に対して有効な解決方案を提案し、該方案により、高成功率のマイクロ発光デバイスの転写を実現できる。
本発明は、少なくとも１つのマイクロ発光ダイオードと、マイクロ発光ダイオードを収容する凹槽を有するベースフレームと、マイクロ発光ダイオードとベースフレームとを連接するためのブリッジアームと、を含み、ブリッジアームは、マイクロ発光ダイオードの上表面に位置するマイクロ発光ダイオードの上表面にブリッジアームより高い突起を有し、即ち、突起の頂部が位置する水平面は、ブリッジアームの最高点が位置する水平面より高く、又は、マイクロ発光ダイオードと連接するブリッジアームの上表面に突起を有するマイクロ発光デバイスを提供する。
本発明によると、突起の高さは、０．５μｍ～１μｍ、１μｍ～３μｍ又は３μｍ～５μｍにあることが好ましい。
本発明によると、マイクロ発光ダイオードは、半導体エピタキシャル層を含み、突起の材料は、少なくとも、半導体エピタキシャル層のうちの１層の成分と同じであることが好ましい。
本発明によると、突起の材料は、半導体エピタキシャル層、波長転換材料、透明絶縁材料又はこれらの組み合わせを含むことが好ましい。
本発明によると、突起の材料は、Ｎ型半導体、多重量子井戸、Ｐ型半導体、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、シリコーン、樹脂、紫外線硬化樹脂、ＴｉＯ２又はこれらの組み合わせを含むことが好ましい。
本発明によると、マイクロ発光デバイスは、マトリクス配列されているマイクロ発光ダイオードを有することが好ましい。
本発明によると、マイクロ発光ダイオードは、２μｍ～５μｍ、５μｍ～１０μｍ、１０μｍ～２０μｍ、２０μｍ～５０μｍ又は５０μｍ～１００μｍにある幅を有することが好ましい。
本発明によると、マイクロ発光ダイオードは、２μｍ～５μｍ、５μｍ～１０μｍ、１０μｍ～２０μｍ、２０μｍ～５０μｍ又は５０μｍ～１００μｍにある長さを有することが好ましい。
本発明によると、マイクロ発光ダイオードは、２μｍ～５μｍ、５μｍ～１０μｍ、１０μｍ～２０μｍ、２０μｍ～５０μｍ又は５０μｍ～１００μｍにある高さを有することが好ましい。
本発明によると、ベースフレームは、基板と、接着層とを含むことが好ましい。
本発明によると、接着層の材料は、ＢＣＢ接着剤、シリコーン、紫外線硬化樹脂又は樹脂であることが好ましい。
本発明によると、ブリッジアームの材料は、誘電体、金属又は半導体材料であることが好ましい。
本発明によると、マイクロ発光ダイオードの下表面に、第１の電極と第２の電極とを有することが好ましい。
本発明によると、マイクロ発光ダイオードは、フリップ構造であることが好ましい。
本発明によると、マイクロ発光ダイオードは、転写膜で転写することによりベースフレームと分離することが好ましい。
本発明によると、転写膜の材料は、ＰＤＭＳジメチルポリシロキサン、シリコーン、熱剥離接着剤又は紫外線硬化樹脂であることが好ましい。
一部の実施例において、マイクロ発光デバイスは、高さが異なる突起を有することが好ましい。
これらの実施例によると、高さが異なる突起の下方には、異なる規格のマイクロ発光ダイオードがあることが好ましい。
これらの実施例によると、異なるマイクロ発光ダイオードは、異なる寸法、異なる形状、異なる波長、異なる輝度又は異なる色温度を有することが好ましい。
一部の実施例において、マイクロ発光ダイオードと凹槽の間に、犠牲材料を有し、少なくとも特定の状況において、犠牲材料の除去効率がマイクロ発光ダイオードの除去効率より高く、特定の状況には、化学分解又は物理分解が含まれることが好ましい。
本発明によると、突起の形は、矩形台、筒状、円台、円柱又は錐体であることが好ましい。
本発明が提供するマイクロ発光デバイスにより、本発明は、マイクロ発光ダイオードを更に提供する。該マイクロ発光ダイオードは、上記のマイクロ発光デバイスから転写により分離されたチップレットである。
本発明は、具体的に、少なくとも半導体エピタキシャル層とブリッジアームとを有し、ブリッジアームは、マイクロ発光ダイオードの上表面に位置し、マイクロ発光ダイオードの上表面にブリッジアームより高い突起を有するか、又は、マイクロ発光ダイオードと連接するブリッジアームの上表面に突起を有するマイクロ発光ダイオードを提供する。
本発明によると、突起の高さは、０．５μｍ～１μｍ、１μｍ～３μｍ又は３μｍ～５μｍにあることが好ましい。
本発明によると、突起の材料は、少なくとも、半導体エピタキシャル層のうちの１層の成分と同じであることが好ましい。
本発明によると、突起の材料は、半導体エピタキシャル層、波長転換材料、透明絶縁材料又はこれらの組み合わせを含むことが好ましい。
本発明によると、突起の材料は、Ｎ型半導体、多重量子井戸、Ｐ型半導体、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、シリコーン、樹脂、紫外線硬化樹脂、ＴｉＯ２又はこれらの組み合わせを含むことが好ましい。
本発明によると、突起の形は、矩形台、筒状、円台、円柱又は錐体であることが好ましい。
本発明によると、マイクロ発光ダイオードは、フリップ構造であることが好ましい。
本発明によると、マイクロ発光ダイオードは、２μｍ～５μｍ、５μｍ～１０μｍ、１０μｍ～２０μｍ、２０μｍ～５０μｍ又は５０μｍ～１００μｍにある幅を有することが好ましい。
本発明によると、マイクロ発光ダイオードは、２μｍ～５μｍ、５μｍ～１０μｍ、１０μｍ～２０μｍ、２０μｍ～５０μｍ又は５０μｍ～１００μｍにある長さを有することが好ましい。
本発明によると、マイクロ発光ダイオードは、２μｍ～５μｍ、５μｍ～１０μｍ、１０μｍ～２０μｍ、２０μｍ～５０μｍ又は５０μｍ～１００μｍにある高さを有することが好ましい。
本発明は、以下のステップを含むマイクロ発光ダイオードの転写方法を提供する
ステップ（１）マイクロ発光デバイスを用意し、マイクロ発光デバイスは、少なくとも１つのマイクロ発光ダイオードと、マイクロ発光ダイオードを収容する凹槽を有するベースフレームと、マイクロ発光ダイオードとベースフレームとを連接するためのブリッジアームと、を含み、マイクロ発光ダイオードのブリッジアーム側の上表面にブリッジアームより高い突起を有するか、又は、マイクロ発光ダイオードと連接するブリッジアームの上表面に突起を有する。
ステップ（２）転写膜でマイクロ発光デバイスのマイクロ発光ダイオードに対してを印圧を行い、印圧の過程において、転写膜が突起と接触しながら突起に圧力を伝達し、圧力を受けた後、マイクロ発光ダイオードがマイクロ発光デバイスから脱離する。
本方法の一部に実施例において、マイクロ発光デバイスは、高さが異なる突起を有することが好ましい。
本発明の有利な効果は、少なくとも以下を含む。
（１）マイクロ発光ダイオードのブリッジアーム側の上表面にブリッジアームより高い突起を有するか、又は、マイクロ発光ダイオードと連接するブリッジアームの上表面に突起を有するので、転写の過程において、転写膜が加圧する時にブリッジアームを接触押圧することによりブリッジアームが破損することが避けられる。
（２）突起の材料は、半導体エピタキシャル層のうちの１層の成分と同じであるので、例えば半導体エピタキシャル層から直接に突起を形成することにより、突起が光を吸収することによる発光効率の損失が減少する。
（３）マイクロ発光ダイオードの上表面に波長転換用の突起を設けることによって、ディスプレイの各発光波長に対する需要を満足し、上記の突起の効果も発揮でき、生産ステップが簡単化される。
（４）高さが異なる突起の下方に、異なるマイクロ発光ダイオードがあることにより、選択的転写の可能性が実現される。
本発明の他の特徴及び利点は以下の明細書の中に説明される。また、部分的に明細書の中から明らかとなり、もしくは本発明を実施することにより理解できる。本発明の目的及び他の利点は、明細書、特許請求の範囲及び添付の図面に特別に示した構造により実現及び獲得することができる。
添付の図面は本発明に対する更なる理解を提供し、そして明細書の一部を構成し、本発明の実施形態と共に本発明の解釈に用いられるが、本発明に対して制限するものではない。この他、添付図面のデータは概要を説明するものであり、実物のスケールに対応するものではない。
従来技術のマイクロ発光ダイオードの転写過程を示す図である。 実施例１のマイクロ発光デバイスを示す図である。 実施例１のマイクロ発光デバイスが転写膜でマイクロ発光ダイオードを転写することを示す図である。 実施例１のマイクロ発光デバイスのマイクロ発光ダイオードマトリクスを示す図である。 実施例２のマイクロ発光デバイスを示す図である。 実施例２の一部の実施例において、翼状構造のマイクロ発光ダイオードを有するマイクロ発光デバイスを示す図である。 実施例４のマイクロ発光デバイスが転写膜でマイクロ発光ダイオードを選択的転写することを示す図である。 実施例５のマイクロ発光ダイオードを示す図である。 実施例６のマイクロ発光ダイオードを示す図である。 実施例６の一部の実施方式におけるマイクロ発光ダイオードを示す図である。 実施例８のマイクロ発光ダイオードの転写を示す図である。
以下は図面及び実施例を合わせて本発明の実施方式について詳しく説明する。それにより、本発明が如何に技術手段を利用して技術問題を解決し且つ技術的効果を実現する過程を充分に理解して、それを基づいて実施することができるようにする。説明すべきなのは、矛盾が生じない限り、本発明における各実施例及び各実施例の特徴を互いに結合でき、それにより形成された技術方案のいずれも本発明の保護範囲内にある。
本発明に使用した用語は、具体的な実施方式を説明することのみを目的とし、本発明を限定するものではないことを理解すべきである。更に、本発明において、用語「含有」、「含む」を使用する時に、陳述の特徴、全体、ステップ、デバイス、「及び／又は」の存在を示すためであり、１つ又は複数の他の特徴、全体、ステップ、デバイス、及び／又はこれらの組み合わせの存在又は増加を排除しない。
他に定義がない限り、本発明で使用した全ての用語（技術用語及び科学用語を含む）は、当該技術分野における通常の知識を有する者が一般的に理解される意味と同じである。更に理解すべきなのは、本発明で使用した用語は、その用語が本明細書の前後文及び関連分野にある意味と同じ意味に理解すべきであり、本発明で明確に定義した場合を除いて、理想化又は正式すぎる意味で理解されるべきではない。
図２～図４を参照すると、本発明の第１の実施例を提供する。マイクロ発光デバイスは、少なくとも１つのマイクロ発光ダイオード１１０と、マイクロ発光ダイオード１１０を収容する凹槽１２０を有するベースフレーム１３０と、マイクロ発光ダイオード１１０とベースフレーム１３０とを連接するためのブリッジアーム１４０と、を含む。ブリッジアーム１４０は、凹槽１２０の開口方向のマイクロ発光ダイオード１１０の上表面に位置する。ブリッジアーム１４０の数量は、１つ又は複数である。ベースフレーム１３０は、基板１３１と、接着層１３２とを含む。接着層１３２の材料は、ＢＣＢ接着剤、シリコーン、紫外線硬化樹脂又は樹脂である。ブリッジアーム１４０の材料は、誘電体、金属又は半導体材料である。マイクロ発光ダイオード１１０は、転写膜２００で転写することによりベースフレーム１３０と分離する。転写膜の材料は、ＰＤＭＳ、シリコーン、熱剥離接着剤又は紫外線硬化樹脂である。一部の状況において、マイクロ発光ダイオード１１０と凹槽１２０の間には、犠牲材料１５０を有し、少なくとも特定の状況において、犠牲材料１５０の除去効率がマイクロ発光ダイオード１１０より高い。特定の状況とは、化学分解又は物理分解を含み、例えば紫外線分解、エッチング除去又は衝撃力除去などである。
マイクロ発光デバイス内に大量のマイクロ発光ダイオード１１０を収容できる。マイクロ発光ダイオード１１０は、例えばマトリクス配列が採用される。通常、マイクロ発光ダイオード１１０は、２μｍ～５μｍ、５μｍ～１０μｍ、１０μｍ～２０μｍ、２０μｍ～５０μｍ又は５０μｍ～１００μｍにある幅を有し、２μｍ～５μｍ、５μｍ～１０μｍ、１０μｍ～２０μｍ、２０μｍ～５０μｍ又は５０μｍ～１００μｍにある長さを有し、２μｍ～５μｍ、５μｍ～１０μｍ、１０μｍ～２０μｍ、２０μｍ～５０μｍ又は５０μｍ～１００μｍにある高さを有する。本実施例のマイクロ発光ダイオード１１０は、下表面に第１の電極１１１と第２の電極１１２を有し、フリップ構造を採用することが勧められる。フリップ構造を採用すると、優れた輝度を有し、転写後も直接にパッケージ結合を行いでき、生産がより簡単になる。
マイクロ発光ダイオード１１０のブリッジアーム１４０側の上表面に、ブリッジアーム１４０より高い突起１６０を有する。本実施例において、突起１６０の高さは、０．５μｍ～１μｍ、１μｍ～３μｍ又は３μｍ～５μｍにある。突起の材料は、例えば二酸化ケイ素、窒化ケイ素などの透明絶縁材料から選ばれる。突起１６０の形は、正方又は長方台、筒状、円台、円柱又は錐体であり得る。図３からも見て取れるように、該マイクロ発光デバイスは転写膜２００の製造に対する要求が低く、平面型の転写膜２００で印刷作業を完成できる。転写膜２００の表面の質による生産上の制限がなくなり、従来技術と比べでも、転写膜からブリッジアームまでの距離を保障できる。
第１の実施例の一部の実施方式において、突起１６０の材料は、シリコーン、樹脂、紫外線硬化樹脂、ＴｉＯ２を含むことができ、例えばシリコーン、樹脂又は紫外線硬化樹脂に蛍光粉を添加した波長転換材料、或は、ＴｉＯ２のような反射材料を使用して光の経路を変換する。
図５を参照すると、第２の実施例において、第１の実施例においては上表面にブリッジアーム１４０より高い突起１６０を有するのと違って、本実施例ではマイクロ発光ダイオード１１０と連接するブリッジアーム１４０の上表面に突起１６０を有する。
第２の実施例の一部の実施方式において、マイクロ発光ダイオード１１０は、半導体エピタキシャル層１１３を含む。半導体エピタキシャル層１１３は、例えばＮ型半導体、多重量子井戸、Ｐ型半導体又は例えば緩衝、阻止、拡大、応力調整などの機能層を追加する。突起１６０の材料は、少なくとも、半導体エピタキシャル層１１３のうちの１つの成分と同じである。
図６を参照すると、これらの実施方法において、Ｎ型半導体又はＰ型半導体を翼状構造に形成した。該翼状構造は、マイクロ発光ダイオード１１０とベースフレーム１３０との連接ブリッジアーム１４０とすることができる。
第３の実施例における、第１の実施例及び第２の実施例との差異は、本実施例においては突起１６０に波長転換材料を採用し、上記の実施例の転写成功率が向上する効果を兼ね備える上、各波長の自由な組み合わせを実現して、例えばディスプレイの色彩要求を満足する。
第１の実施例～第３の実施例において、突起１６０の材料は、Ｎ型半導体、多重量子井戸、Ｐ型半導体、二酸化ケイ素、窒化ケイ素又はこれらの組み合わせであり得る。
図７を参照すると、第４の実施例における、他の実施例との主な差異は、マイクロ発光デバイスは高さが異なる突起を有することにある。高さが異なる突起の下方は、異なる規格のマイクロ発光ダイオード１１０に対応して、例えば異なる寸法、異なる形状、異なる波長、異なる輝度又は異なる色温度を有する。
図８を参照すると、第５の実施例において、本発明が提供するマイクロ発光デバイスにより、本発明は、マイクロ発光ダイオード１１０を更に提供する。該マイクロ発光ダイオード１１０は、上記マイクロ発光デバイスから分離されたチップレットである。
本発明は、具体的には、カプラによる発光に使用する半導体エピタキシャル層１１３とブリッジアーム１４０とを有するマイクロ発光ダイオード１１０を提供する。該ブリッジアーム１４０は、マイクロ発光デバイスから分離された時にマイクロ発光ダイオード１１０に残留されたものである。ブリッジアーム１４０はマイクロ発光ダイオード１１０の上表面に位置する。ブリッジアーム１４０の数量は、１つ又は複数である。ブリッジアーム１４０の材料は、誘電体、金属又は半導体材料である。マイクロ発光ダイオード１１０は、転写膜２００で転写することによりベースフレーム１３０から分離される。
マイクロ発光ダイオード１１０は、マイクロ発光ダイオード１１０が２μｍ～５μｍ、５μｍ～１０μｍ、１０μｍ～２０μｍ、２０μｍ～５０μｍ又は５０μｍ～１００μｍにある幅を有し、２μｍ～５μｍ、５μｍ～１０μｍ、１０μｍ～２０μｍ、２０μｍ～５０μｍ又は５０μｍ～１００μｍにある長さを有し、２μｍ～５μｍ、５μｍ～１０μｍ、１０μｍ～２０μｍ、２０μｍ～５０μｍ又は５０μｍ～１００μｍにある高さを有することを指す。本実施例のマイクロ発光ダイオード１１０は、下表面に第１の電極１１１と第２の電極１１２を有し、且つ、フリップ構造を採用することが勧められる。
マイクロ発光ダイオード１１０のブリッジアーム１４０側の上表面に、ブリッジアーム１４０より高い突起１６０を有する。突起１６０の高さは、０．５μｍ～１μｍ、１μｍ～３μｍ又は３μｍ～５μｍにある。突起１６０の材料は、二酸化ケイ素、窒化ケイ素などの透明絶縁材料から選ばれる。突起１６０の形状は、矩形台、筒状、円台、円柱又は錐体である。
第５の実施例の一部の実施方式において、突起１６０の材料は、シリコーン、樹脂、紫外線硬化樹脂、ＴｉＯ２を含むことができ、例えばシリコーン、樹脂又は紫外線硬化樹脂に蛍光粉を添加した波長転換材料、或は、ＴｉＯ２のような反射材料を使用して光の経路を変換する。
図９を参照すると、第６の実施例において、第５の実施例においては上表面にブリッジアーム１４０より高い突起１６０を有するのと違って、本実施例ではマイクロ発光ダイオード１１０と連接するブリッジアーム１４０の上表面に突起１６０を有する。該ブリッジアーム１４０の全部又は一部は、転写の後にマイクロ発光ダイオード１１０のチップレットの表面に残留する。
第６の実施例の一部の実施方式において、マイクロ発光ダイオード１１０は、半導体エピタキシャル層１１３を含む。半導体エピタキシャル層１１３は、例えばＮ型半導体、多重量子井戸、Ｐ型半導体又は例えば緩衝、阻止、拡大、応力調整などの機能層を追加する。突起１６０の材料は、少なくとも、半導体エピタキシャル層１１３のうちの１つの成分と同じである。
図１０を参照すると、これらの実施方法において、Ｎ型半導体又はＰ型半導体を翼状構造に形成し、翼状構造は、複数の突出部又は突出円環を含む。該翼状構造は、マイクロ発光ダイオード１１０の連接ブリッジアーム１４０とすることができる。
第７の実施例における、第５の実施例及び第６の実施例との差異は、本実施例では突起１６０に波長転換材料を採用し、上記の実施例の転写成功率が向上する効果を兼ね備える上、各波長の自由な組み合わせを実現して、例えばディスプレイの色彩要求を満足する。
第５の実施例～第７の実施例において、突起１６０の材料は、Ｎ型半導体、多重量子井戸、Ｐ型半導体、二酸化ケイ素、窒化ケイ素又はこれらの組み合わせであり得る。
図１１を参照すると、第８の実施例において、上記のマイクロ発光デバイス及びマイクロ発光ダイオードに基づいて、本発明は、以下のステップを含むマイクロ発光ダイオードの転写方法を提供する。
ステップ（１）マイクロ発光デバイスを用意する。マイクロ発光デバイスは、少なくとも１つのマイクロ発光ダイオード１１０と、マイクロ発光ダイオード１１０を収容する凹槽を有するベースフレーム１３０と、マイクロ発光ダイオード１１０とベースフレーム１３０とを連接するためのブリッジアーム１４０と、を含み、マイクロ発光ダイオード１１０のブリッジアーム１４０側の上表面に、ブリッジアーム１４０より高い突起１６０を有し、又は、マイクロ発光ダイオード１１０と連接するブリッジアーム１４０の上表面に、突起１６０を有する。
ステップ（２）転写膜２００でマイクロ発光デバイスのマイクロ発光ダイオード１１０に対して印圧を行う。印圧の過程において、転写膜２００が突起１６０と接触しながら突起１６０に圧力を伝達し、圧力を受けた後、マイクロ発光ダイオード１１０がマイクロ発光デバイスから脱離する。該ステップにおける脱離は、ブリッジアーム１４０の断裂によるマイクロ発光ダイオード１１０のマイクロ発光デバイスからの脱離、ブリッジアーム１４０がベースフレーム１３０から脱落することによるマイクロ発光ダイオード１１０のマイクロ発光デバイスからの脱離、マイクロ発光ダイオード１１０がブリッジアーム１４０から脱落することによるマイクロ発光ダイオード１１０のマイクロ発光デバイスからの脱離、マイクロ発光ダイオード１１０のブリッジアーム１４０に連接する部分断裂によるマイクロ発光ダイオード１１０のマイクロ発光デバイスからの脱離又は以上の状況の組み合わせによる脱離を含む。
ステップ（３）転写膜２００とマイクロ発光ダイオード１１０との間のファンデルワールス力、変形クランプ力又は他の吸着力により、マイクロ発光ダイオード１１０を取ってパッケージ基板に転写又は他の用途にする。
図７を参照すると、第９の実施例において、マイクロ発光デバイスは、高さが異なる突起を有し、選択的に大量にマイクロチップレットを転写する。
本実施例は、選択的転写方法を提供する。該方法において、マイクロ発光ダイオード１１０の発光波長は青色の光の範囲にあり、例えばその波長は４００ｎｍ～８００ｎｍにある。青色マイクロ発光ダイオードを３つの部分に分けて、青色マイクロ発光ダイオードの第１の部分の上表面に絶縁材料の突起１６１を設け、青色マイクロ発光ダイオードの第２の部分を取って、青色マイクロ発光ダイオードの第２の部分の上表面に例えば緑色蛍光層などの波長転換材料の突起１６２を設け（青色の光を緑色の光に転換）、該突起１６２は上記絶縁材料の突起１６１より高く、青色マイクロ発光ダイオードの第３の部分の上表面に例えば赤色蛍光層などの波長転換材料を設け（青色の光を赤色の光に転換）、該突起１６３は上記絶縁材料の突起１６１及び緑色蛍光層突起１６２より高い。
突起の高さの差を利用して、転写膜２００が先ず赤色蛍光層を有するマイクロ発光ダイオードに対して転写し、次いで緑色蛍光層を有するマイクロ発光ダイオードに対して転写し、最後に絶縁材料の突起１６１を有する青色マイクロ発光ダイオードに対して転写することにより、生産がより簡単なマイクロ発光ダイオードの選択的転写方法を実現できる。
第９の実施例の一部の実施方式において、同じ規格のマイクロ発光ダイオードに対して転写を行う技術を含む。高さが異なる突起を利用して、マイクロ発光ダイオードの部分のチップレットを選択的転写する。
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、当業者であれば本発明の主旨から離れないという前提の下、若干の変更や修飾が可能で有り、これら変更や修飾も本発明の保護範囲に含まれるものとされるべきである。
１１０ マイクロ発光ダイオード
１１１ 第１の電極
１１２ 第２の電極
１１３ 半導体エピタキシャル層１２０ 凹槽
１３０ ベースフレーム
１３１ 基板
１３２ 接着層
１４０ ブリッジアーム
１５０ 犠牲材料
１６０～１６３ 突起
２００ 転写膜
矢印 転写膜の移動方向
大括弧 デバイスの含有関係

Claims (33)

  1. 少なくとも１つのマイクロ発光ダイオードと、マイクロ発光ダイオードを収容する凹槽を有するベースフレームと、マイクロ発光ダイオードとベースフレームとを連接するためのブリッジアームと、を含み、ブリッジアームは、マイクロ発光ダイオードの上表面に位置するマイクロ発光デバイスにおいて、マイクロ発光ダイオードの上表面にブリッジアームより高い突起を有するか、又は、マイクロ発光ダイオードと連接するブリッジアームの上表面に突起を有することを特徴とするマイクロ発光デバイス。
  2. 突起の高さは、０．５μｍ～１μｍ、１μｍ～３μｍ又は３μｍ～５μｍにあることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ発光デバイス。
  3. マイクロ発光ダイオードは、半導体エピタキシャル層を含み、突起の材料は、少なくとも、半導体エピタキシャル層のうちの１層の成分と同じであることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ発光デバイス。
  4. 突起の材料は、半導体エピタキシャル層、波長転換材料、透明絶縁材料又はこれらの組み合わせを含むことを特徴とする請求項１に記載のマイクロ発光デバイス。
  5. 突起の材料は、Ｎ型半導体、多重量子井戸、Ｐ型半導体、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、シリコーン、樹脂、紫外線硬化樹脂、ＴｉＯ２又はこれらの組み合わせを含むことを特徴とする請求項１に記載のマイクロ発光デバイス。
  6. マイクロ発光デバイスは、マトリクス配列されているマイクロ発光ダイオードを有することを特徴とする請求項１に記載のマイクロ発光デバイス。
  7. マイクロ発光ダイオードは、２μｍ～５μｍ、５μｍ～１０μｍ、１０μｍ～２０μｍ、２０μｍ～５０μｍ又は５０μｍ～１００μｍにある幅を有することを特徴とする請求項１に記載のマイクロ発光デバイス。
  8. マイクロ発光ダイオードは、２μｍ～５μｍ、５μｍ～１０μｍ、１０μｍ～２０μｍ、２０μｍ～５０μｍ又は５０μｍ～１００μｍにある長さを有することを特徴とする請求項１に記載のマイクロ発光デバイス。
  9. マイクロ発光ダイオードは、２μｍ～５μｍ、５μｍ～１０μｍ、１０μｍ～２０μｍ、２０μｍ～５０μｍ又は５０μｍ～１００μｍにある高さを有することを特徴とする請求項１に記載のマイクロ発光デバイス。
  10. ベースフレームは、基板と、接着層とを含むことを特徴とする請求項１に記載のマイクロ発光デバイス。
  11. 接着層の材料は、ＢＣＢ接着剤、シリコーン、紫外線硬化樹脂又は樹脂であることを特徴とする請求項１０に記載のマイクロ発光デバイス。
  12. ブリッジアームの材料は、誘電体、金属又は半導体材料であることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ発光デバイス。
  13. マイクロ発光ダイオードの下表面に、第１の電極と第２の電極とを有することを特徴とする請求項１に記載のマイクロ発光デバイス。
  14. マイクロ発光ダイオードは、フリップ構造であることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ発光デバイス。
  15. マイクロ発光ダイオードは、転写膜によりベースフレームと分離することができるようにベースフレームに設置されていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ発光デバイス。
  16. マイクロ発光デバイスは、高さが異なる突起を有し、前記突起のそれぞれは、異なるマイクロ発光ダイオードの上表面に設置されており、又は、異なるブリッジアームの上表面に設置されていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ発光デバイス。
  17. 高さが異なる突起の下方には、異なる規格のマイクロ発光ダイオードがあることを特徴とする請求項１６に記載のマイクロ発光デバイス。
  18. 異なるマイクロ発光ダイオードは、異なる寸法、異なる形状、異なる波長、異なる輝度又は異なる色温度を有することを特徴とする請求項１６に記載のマイクロ発光デバイス。
  19. マイクロ発光ダイオードと凹槽の間に犠牲材料を有し、少なくとも特定の状況において、犠牲材料の除去効率がマイクロ発光ダイオードの除去効率より高く、特定の状況には、化学分解又は物理分解が含まれることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ発光デバイス。
  20. 突起の形は、矩形台、筒状、円台、円柱又は錐体であることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ発光デバイス。
  21. ベースフレームの凹槽に設置するためのものであって、少なくとも半導体エピタキシャル層とブリッジアームとを有し、ブリッジアームがマイクロ発光ダイオードの上表面に位置すると共にマイクロ発光ダイオードとベースフレームの連接に使用されているマイクロ発光ダイオードにおいて、マイクロ発光ダイオードの上表面にブリッジアームより高い突起を有するか、又は、マイクロ発光ダイオードと連接するブリッジアームの上表面に突起を有することを特徴とするマイクロ発光ダイオード。
  22. 突起の高さは、０．５μｍ～１μｍ、１μｍ～３μｍ又は３μｍ～５μｍにあることを特徴とする請求項２１に記載のマイクロ発光ダイオード。
  23. 突起の材料は、少なくとも、半導体エピタキシャル層のうちの１層の成分と同じであることを特徴とする請求項２１に記載のマイクロ発光ダイオード。
  24. 突起の材料は、半導体エピタキシャル層、波長転換材料、透明絶縁材料又はこれらの組み合わせを含むことを特徴とする請求項２１に記載のマイクロ発光ダイオード。
  25. 突起の材料は、Ｎ型半導体、多重量子井戸、Ｐ型半導体、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、シリコーン、樹脂、紫外線硬化樹脂、ＴｉＯ２又はこれらの組み合わせを含むことを特徴とする請求項２１に記載のマイクロ発光ダイオード。
  26. 突起の形は、矩形台、筒状、円台、円柱又は錐体であることを特徴とする請求項２１に記載のマイクロ発光ダイオード。
  27. マイクロ発光ダイオードは、フリップ構造であることを特徴とする請求項２１に記載のマイクロ発光ダイオード。
  28. マイクロ発光ダイオードは、２μｍ～５μｍ、５μｍ～１０μｍ、１０μｍ～２０μｍ、２０μｍ～５０μｍ又は５０μｍ～１００μｍにある幅を有することを特徴とする請求項２１に記載のマイクロ発光ダイオード。
  29. マイクロ発光ダイオードは、２μｍ～５μｍ、５μｍ～１０μｍ、１０μｍ～２０μｍ、２０μｍ～５０μｍ又は５０μｍ～１００μｍにある長さを有することを特徴とする請求項２１に記載のマイクロ発光ダイオード。
  30. マイクロ発光ダイオードは、２μｍ～５μｍ、５μｍ～１０μｍ、１０μｍ～２０μｍ、２０μｍ～５０μｍ又は５０μｍ～１００μｍにある高さを有することを特徴とする請求項２１に記載のマイクロ発光ダイオード。
  31. ステップ（１）マイクロ発光デバイスを用意し、マイクロ発光デバイスは、少なくとも１つのマイクロ発光ダイオードと、マイクロ発光ダイオードを収容する凹槽を有するベースフレームと、マイクロ発光ダイオードとベースフレームとを連接するためのブリッジアームと、を含み、マイクロ発光ダイオードのブリッジアーム側の上表面にブリッジアームより高い突起を有するか、又は、マイクロ発光ダイオードと連接するブリッジアームの上表面に突起を有し、
    ステップ（２）転写膜でマイクロ発光デバイスのマイクロ発光ダイオードに対してを印圧を行い、印圧の過程において、転写膜が突起と接触しながら突起に圧力を伝達し、圧力を受けた後、マイクロ発光ダイオードがマイクロ発光デバイスから脱離することを特徴とするマイクロ発光ダイオードの転写方法。
  32. マイクロ発光デバイスは、高さが異なる突起を有し、前記突起のそれぞれは、異なるマイクロ発光ダイオードの上表面に設置されており、又は、異なるブリッジアームの上表面に設置されていることを特徴とする請求項３１に記載のマイクロ発光ダイオードの転写方法。
  33. 転写膜の材料は、ＰＤＭＳ、シリコーン、熱剥離接着剤又は紫外線硬化樹脂であることを特徴とする請求項３１または請求項３２に記載のマイクロ発光ダイオードの転写方法。
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