(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024096773
(43)【公開日】2024-07-17
(54)【発明の名称】マイクロ発光ダイオードパッケージ構造
(51)【国際特許分類】
H01L 33/48 20100101AFI20240709BHJP
H01L 33/62 20100101ALI20240709BHJP
H01L 33/60 20100101ALI20240709BHJP
H01L 33/58 20100101ALI20240709BHJP
G09F 9/30 20060101ALI20240709BHJP
G09F 9/33 20060101ALI20240709BHJP
【FI】
H01L33/48
H01L33/62
H01L33/60
H01L33/58
G09F9/30 349D
G09F9/30 349C
G09F9/33
G09F9/30 348A
G09F9/30 308Z
【審査請求】有
【請求項の数】10
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2024060512
(22)【出願日】2024-04-04
(62)【分割の表示】P 2022168758の分割
【原出願日】2022-10-21
(31)【優先権主張番号】63/270,654
(32)【優先日】2021-10-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】111136672
(32)【優先日】2022-09-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW
(71)【出願人】
【識別番号】314014379
【氏名又は名称】隆達電子股▲ふん▼有限公司
(74)【代理人】
【識別番号】110003166
【氏名又は名称】弁理士法人山王内外特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】郭 修邑
(72)【発明者】
【氏名】許 國翊
(72)【発明者】
【氏名】林 志豪
(72)【発明者】
【氏名】蔡 旻哲
(72)【発明者】
【氏名】梁 建欽
(57)【要約】
【課題】 マイクロ発光ダイオードパッケージ構造の発光効率が増加し、コントラストを改善し、サイズをさらに減少させることができるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を提供する。
【解決手段】 マイクロ発光ダイオードパッケージ構造は、再分配層、制御装置、マイクロ発光ダイオード、および、可撓性材料層を有する。再分配層は、第一側面、および、第一側面とは反対の第二側面を有する。制御装置、および、マイクロ発光ダイオードは、再分配層上に設置されるとともに、再分配層に電気的に接続される。可撓性材料層は、制御装置、および、マイクロ発光ダイオードを被覆し、マイクロ発光ダイオードは、可撓性材料層と接触する。制御装置は、再分配層の第一側面に配置され、マイクロ発光ダイオードは、再分配層の第二側面に配置されている。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
マイクロ発光ダイオードパッケージ構造であって、
第一側面、および、前記第一側面とは反対の第二側面を有する再分配層と、
前記再分配層上に設けられ、前記再分配層に電気的に接続される制御装置と、
前記再分配層上に設けられ、前記再分配層に電気的に接続される複数のマイクロ発光ダイオードと、
前記制御装置および前記マイクロ発光ダイオードを覆い、前記マイクロ発光ダイオードが接触している可撓性材料層と、を備え、
前記制御装置は、前記再分配層の前記第一側面に設けられ、
複数の前記マイクロ発光ダイオードは、前記再分配層の前記第二側面に設けられている
マイクロ発光ダイオードパッケージ構造。
【請求項2】
複数の前記マイクロ発光ダイオードは、複数の側壁と、複数の電極とを有し、
前記可撓性材料層は、複数の前記側壁および複数の電極と接触している
ことを特徴とする請求項1に記載のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造。
【請求項3】
複数の前記マイクロ発光ダイオードは、部分的に前記制御装置を被覆している
ことを特徴とする請求項1に記載のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造。
【請求項4】
前記制御装置と接触し、前記再分配層の前記第一側面に設けられた第一絶縁層を有する
ことを特徴とする請求項1に記載のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造。
【請求項5】
前記制御装置は、前記第一絶縁層と複数の前記マイクロ発光ダイオードとの間に設けられている
ことを特徴とする請求項4に記載のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造。
【請求項6】
前記再分配層の前記第一側面に接触し、かつ、前記第一絶縁層をコンフォーマルに被覆する分布ブラッグ反射層と、
前記第一絶縁層と前記分布ブラッグ反射層との間に設けられ、前記再分配層と電気的に接続されている複数のボンディングパッドと、を有する
ことを特徴とする請求項4に記載のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造。
【請求項7】
前記再分配層の前記第二側面に設けられ、かつ、前記再分配層をコンフォーマルに被覆する遮光層を有する
ことを特徴とする請求項4に記載のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造。
【請求項8】
前記可撓性材料層は、前記遮光層に接触している
ことを特徴とする請求項7に記載のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造。
【請求項9】
前記制御装置は、背面と接触パッドを有し、
前記背面は、前記接触パッドから離れ、かつ、前記第一絶縁層から露出している
ことを特徴とする請求項1に記載のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造。
【請求項10】
発光面を有し、
複数の前記マイクロ発光ダイオードは、前記制御装置よりも前記発光面に近い
ことを特徴とする請求項1に記載のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造に関するものであって、特に、制御装置とマイクロ発光ダイオードを一体化させたマイクロ発光ダイオードパッケージ構造に関するものである。
【背景技術】
【0002】
発光ダイオード(LED)は、低電力消耗の長所を有するので、発光ダイオードディスプレイは、ディスプレイ技術分野の主流になっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかし、発光ダイオード自身の素子の厚さとサイズをさらに減少させることは難しいので、現有のパッケージ技術は、小さいピッチサイズと低コストの目標を達成することが困難である。
よって、発光ダイオードパッケージ構造、および、その形成方法をさらに改善して、製造要求を満たす発光ダイオードディスプレイ装置を製造する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明の一実施形態は、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造を提供する。マイクロ発光ダイオードパッケージ構造は、再分配層、制御装置、マイクロ発光ダイオード、および、可撓性材料層を有する。再分配層は、第一側面、および、第一側面とは反対の第二側面を有する。制御装置、および、マイクロ発光ダイオードは、再分配層上に設置されるとともに、再分配層に電気的に接続される。可撓性材料層は、制御装置、および、マイクロ発光ダイオードを被覆し、マイクロ発光ダイオードは、可撓性材料層と接触する。制御装置は、再分配層の第一側面に設けられ、マイクロ発光ダイオードは、再分配層の第二側面に設けられている。
【発明の効果】
【0005】
マイクロ発光ダイオードパッケージ構造の発光効率が増加し、コントラストを改善し、サイズをさらに減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0006】
本発明は、添付図面を参照しながら後続の詳細な説明および実施例を参照することによってさらに十分に理解され得る。
【
図1】本発明のいくつかの実施形態によるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造の断面図である。
【
図2】本発明のいくつかの実施形態によるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造の断面図である。
【
図3】本発明のいくつかの実施形態によるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造の断面図である。
【
図4】本発明のいくつかの実施形態によるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造の断面図である。
【
図5】本発明のいくつかの実施形態によるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造の断面図である。
【
図6】本発明のいくつかの実施形態によるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造の断面図である。
【
図7】本発明のいくつかの実施形態によるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造の断面図である。
【
図8】本発明のいくつかの実施形態によるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造の断面図である。
【
図9】本発明のいくつかの実施形態によるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造の断面図である。
【
図10】本発明のいくつかの実施形態によるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造の断面図である。
【
図11】本発明のいくつかの実施形態によるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造の断面図である。
【
図12】本発明のいくつかの実施形態によるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造の断面図である。
【
図13】本発明のいくつかの実施形態によるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造の断面図である。
【
図14】本発明のいくつかの実施形態によるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造の断面図である。
【
図15】本発明のいくつかの実施形態によるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造の底面図であり、分布ブラッグ反射器(DBR)層の面積(AD)とマイクロ発光ダイオードパッケージ構造の総面積(AT)間の関係を示す。
【
図16】本発明のいくつかの実施形態によるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造のマイクロ発光ダイオードの断面図であり、マイクロ発光ダイオードの背面の形状を示す。
【
図17A】本発明のいくつかの実施形態による
図1のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図17B】本発明のいくつかの実施形態による
図1のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図17C】本発明のいくつかの実施形態による
図1のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図17D】本発明のいくつかの実施形態による
図1のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図17E】本発明のいくつかの実施形態による
図1のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図17F】本発明のいくつかの実施形態による
図1のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図17G】本発明のいくつかの実施形態による
図1のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図17H】本発明のいくつかの実施形態による
図1のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図17I】本発明のいくつかの実施形態による
図1のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図17J】本発明のいくつかの実施形態による
図1のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図17K】本発明のいくつかの実施形態による
図1のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図18A】本発明のいくつかの実施形態による
図1のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図18B】本発明のいくつかの実施形態による
図1のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図18C】本発明のいくつかの実施形態による
図1のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図18D】本発明のいくつかの実施形態による
図1のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図18E】本発明のいくつかの実施形態による
図1のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図19A】本発明のいくつかの実施形態による
図2のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図19B】本発明のいくつかの実施形態による
図2のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図19C】本発明のいくつかの実施形態による
図2のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図19D】本発明のいくつかの実施形態による
図2のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図19E】本発明のいくつかの実施形態による
図2のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図19F】本発明のいくつかの実施形態による
図2のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図19G】本発明のいくつかの実施形態による
図2のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図19H】本発明のいくつかの実施形態による
図2のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図19I】本発明のいくつかの実施形態による
図2のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図19J】本発明のいくつかの実施形態による
図2のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図20A】本発明のいくつかの実施形態による
図3のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図20B】本発明のいくつかの実施形態による
図3のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図20C】本発明のいくつかの実施形態による
図3のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図20D】本発明のいくつかの実施形態による
図3のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図20E】本発明のいくつかの実施形態による
図3のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図20F】本発明のいくつかの実施形態による
図3のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図20G】本発明のいくつかの実施形態による
図3のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図20H】本発明のいくつかの実施形態による
図3のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図20I】本発明のいくつかの実施形態による
図3のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図21A】本発明のいくつかの実施形態による
図4のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図21B】本発明のいくつかの実施形態による
図4のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図21C】本発明のいくつかの実施形態による
図4のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図21D】本発明のいくつかの実施形態による
図4のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図21E】本発明のいくつかの実施形態による
図4のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図21F】本発明のいくつかの実施形態による
図4のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図21G】本発明のいくつかの実施形態による
図4のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図21H】本発明のいくつかの実施形態による
図4のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図21I】本発明のいくつかの実施形態による
図4のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図22A】本発明のいくつかの実施形態による
図5のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図22B】本発明のいくつかの実施形態による
図5のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図22C】本発明のいくつかの実施形態による
図5のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図22D】本発明のいくつかの実施形態による
図5のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図22E】本発明のいくつかの実施形態による
図5のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図22F】本発明のいくつかの実施形態による
図5のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図22G】本発明のいくつかの実施形態による
図5のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図22H】本発明のいくつかの実施形態による
図5のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図22I】本発明のいくつかの実施形態による
図5のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図23A】本発明のいくつかの実施形態による
図6のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図23B】本発明のいくつかの実施形態による
図6のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図23C】本発明のいくつかの実施形態による
図6のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図23D】本発明のいくつかの実施形態による
図6のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図23E】本発明のいくつかの実施形態による
図6のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図23F】本発明のいくつかの実施形態による
図6のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図23G】本発明のいくつかの実施形態による
図6のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図23H】本発明のいくつかの実施形態による
図6のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図24A】本発明のいくつかの実施形態による
図7のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図24B】本発明のいくつかの実施形態による
図7のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図24C】本発明のいくつかの実施形態による
図7のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図24D】本発明のいくつかの実施形態による
図7のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図24E】本発明のいくつかの実施形態による
図7のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図24F】本発明のいくつかの実施形態による
図7のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図24G】本発明のいくつかの実施形態による
図7のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図24H】本発明のいくつかの実施形態による
図7のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図25A】本発明のいくつかの実施形態による
図8のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図25B】本発明のいくつかの実施形態による
図8のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図25C】本発明のいくつかの実施形態による
図8のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図25D】本発明のいくつかの実施形態による
図8のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図26A】本発明のいくつかの実施形態による
図9のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図26B】本発明のいくつかの実施形態による
図9のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図26C】本発明のいくつかの実施形態による
図9のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図26D】本発明のいくつかの実施形態による
図9のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図26E】本発明のいくつかの実施形態による
図9のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図26F】本発明のいくつかの実施形態による
図9のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図26G】本発明のいくつかの実施形態による
図9のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図27A】本発明のいくつかの実施形態による
図10のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図27B】本発明のいくつかの実施形態による
図10のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図27C】本発明のいくつかの実施形態による
図10のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図27D】本発明のいくつかの実施形態による
図10のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図28A】本発明のいくつかの実施形態による
図11のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図28B】本発明のいくつかの実施形態による
図11のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図28C】本発明のいくつかの実施形態による
図11のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図28D】本発明のいくつかの実施形態による
図11のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図28E】本発明のいくつかの実施形態による
図11のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図28F】本発明のいくつかの実施形態による
図11のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図29A】本発明のいくつかの実施形態による
図12のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図29B】本発明のいくつかの実施形態による
図12のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図29C】本発明のいくつかの実施形態による
図12のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図29D】本発明のいくつかの実施形態による
図12のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図29E】本発明のいくつかの実施形態による
図12のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図30A】本発明のいくつかの実施形態による
図13のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図30B】本発明のいくつかの実施形態による
図13のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図30C】本発明のいくつかの実施形態による
図13のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図31A】本発明のいくつかの実施形態による
図14のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図31B】本発明のいくつかの実施形態による
図14のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【
図31C】本発明のいくつかの実施形態による
図14のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する異なる段階の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下の記述は本発明を実施する最良の態様を説明するものである。この説明は、本発明の一般的な原理を説明することを目的としてなされているものであって、限定的な意味で参酌されるべきではない。図面中の層と領域の厚さは、はっきりとさせるために拡大されるとともに、各図面中の同じ、または、類似する参照符号は、同じ、または、類似する素子を表示する。
【0008】
本発明のいくつかの実施形態は、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造、および、その形成方法を提供する。マイクロ発光ダイオードパッケージ構造は、制御装置とマイクロ発光ダイオードを、同じパッケージ構造に一体化させて、画素パッケージを形成し、それは、個別で/独立して制御され、且つ、パッケージ構造の体積を縮小させて、小ピッチのディスプレイ、たとえば、ウェアラブルディスプレイデバイス、または、特殊なトーテムのマイクロ光源に応用される。
【0009】
図1~
図14は、本発明のいくつかの実施形態によるマイクロ発光ダイオード(LED)パッケージ構造500を示す図であり、マイクロ発光ダイオード(LED)パッケージ構造500は、マイクロ発光ダイオード(LED)パッケージ構造500aー500i、500kー500n、および、500pを有する。
図1は、本発明のいくつかの実施形態によるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造500aの断面図である。マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500aは、再分配層(RDL)220、制御装置212、マイクロ発光ダイオード205(マイクロ発光ダイオード206、208、210を有する)、および、可撓性材料層250を有する。
図1に示されるように、再分配層220は、互いに反対側の第一側面220ー1、および、第二側面220-2を有し、マイクロ発光ダイオード206、208、210、および、制御装置212上に設置されるとともに、マイクロ発光ダイオード206、208、210、および、制御装置212に電気的に接続される。再分配層220は、マイクロ発光ダイオード205と制御装置212の電気ノードの元の位置を、ファンアウトルーティングとして用いて、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造の指定位置にルート変更する。いくつかの実施形態において、再分配層220は、たとえば、クロム(Cr)、アルミニウム(Al)、ニッケル(Ni)、金(Au)、プラチナ(Pt)、スズ(Sn)、銅(Cu)、または、それらの組み合わせからなる導電材料層の積層を有し、且つ、再分配層220は、蒸着、または、電気めっき等のメッキ工程を用いて形成される。
【0010】
図1に示されるように、互いに隔てられる制御装置212、および、マイクロ発光ダイオード205は、並んで、再分配層220の第一側面220ー1上に設置されるとともに、再分配層220に電気的に接続される。制御装置212は、接触パッド212p、および、接触パッド212pから離れて位置する背面212bを有する。このほか、マイクロ発光ダイオード206、208、210はそれぞれ、電極206p、208p、210p、および、電極206p、208p、210pから離れて位置する背面206b、208b、210bを有する。いくつかの実施形態において、マイクロ発光ダイオード206、208、210の背面206b、208b、210bは、マイクロ発光ダイオード206、208、210の発光面でもある。再分配層220は、マイクロ発光ダイオード206、208、210の電極206p、208p、210p、および、制御装置212の接触パッド212p上に設置されとともに、マイクロ発光ダイオード206、208、210の電極206p、208p、210p、および、制御装置212の接触パッド212pと接触する。いくつかの実施形態において、制御装置212の背面212bは、マイクロ発光ダイオード206、208、210の背面206b、208b、210bと同じ高さである。いくつかの実施形態において、制御装置212は、マイクロドライバ集積回路(IC)装置、マイクロ制御集積回路(IC)装置、または、それらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態において、マイクロ発光ダイオード205は、異なる波長光線を発射して、画素ユニットを形成するマイクロ発光ダイオード206、208、210を有する。たとえば、異なる色の光線を発射するマイクロ発光ダイオード205は、赤色光を発射するマイクロ発光ダイオード206、緑色光を発射するマイクロ発光ダイオード208、および、青色光を発射するマイクロ発光ダイオード210を有する。しかし、本発明のいくつかの実施形態は、その限りではない。いくつかの実施形態において、マイクロ発光ダイオード205は、同じ波長の光線、たとえば、青色光、または、紫外線(UV)光の光線を発射するマイクロ発光ダイオード206、208、210を有し、且つ、それぞれ、異なる成分の蛍光体、または、量子ドット材料によりコートされ、マイクロ発光ダイオード206、208、210から発射される光線を吸収するとともに、赤色光、緑色光、または、青色光に変換して、画素ユニットを形成する。
【0011】
図1に示されるように、可撓性材料層250は、制御装置212の背面212b、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210の背面206b、208b、210bを被覆して、接触する。制御装置と可撓性材料層250間の界面251は、マイクロ発光ダイオード206、208、210の電極から離れて位置する。マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500aの発光面260は、可撓性材料層250と界面251の反対表面上にある。いくつかの実施形態において、可撓性材料層250は、良い光線透過率(たとえば、光線透過率は90%より大きい)を有する可撓性材料、たとえば、ポリ(メタクリル酸メチル)(PMMA)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリスチレン(PS)、ポリプロピレン(PP)、ポリアミド(PA)、ポリカーボネート(PC)、ポリイミド(PI)、エポキシ、シリコン、ポリジメチルシロキサン(PDMS)、または、任意の二種、または、それ以上の上記の材料の組み合わせを含み、且つ、たとえば、膜ペースト、吹き付け塗装等の形式で形成される。
【0012】
図1に示されるように、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500aはさらに、再分配層220の第一側面220ー1と可撓性材料層250との間に設置される絶縁層216を有する。絶縁層216は、再分配層220、および、可撓性材料層250と接触する。このほか、絶縁層216は、制御装置212、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210を囲むとともに、電極206p、208p、210p、および、接触パッド212pを被覆して、制御装置212とマイクロ発光ダイオード206、208、210との間の電気絶縁を提供する。
図1に示されるように、再分配層220は、制御装置212、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210上方に位置する一部の絶縁層216を通過して、マイクロ発光ダイオード206、208、210の電極206p、208p、210p、および、制御装置212の接触パッド212pに電気的に接続される。
図1に示されるように、制御装置212の背面212b、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210背面206b、208b、210bは、絶縁層216から露出する。いくつかの実施形態において、再分配層220と可撓性材料層250との間の絶縁層216の高さは、マイクロ発光ダイオード206、208、210、および、制御装置212の高さより高く、好適な電気絶縁を提供する。いくつかの実施形態において、絶縁層216は、ポリイミド(PI)、エポキシ、ベンゾシクロブテン(BCB)等の、低誘電率、および、好適な段差被覆性を有する絶縁材料を含み、且つ、たとえば、スピンコーティング、吹き付け塗装等のコーティングプロセスにより形成される。
【0013】
図1に示されるように、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500aはさらに、相互接続構造となる絶縁層222とボンディングパッド224を有する。
図1に示されるように、絶縁層222は、再分配層220の第二側面220-2上に設置されるとともに、再分配層220を被覆して、再分配層220間において電気的に絶縁する特徴として機能する。
図1に示されるように、ボンディングパッド224は、絶縁層222上に設置され、絶縁層222を貫通するとともに、再分配層220に電気的に接続され、且つ、外部回路に電気的に接続するのに用いられる。いくつかの実施形態において、絶縁層216、および、絶縁層222は、同じ、または、類似する材料とプロセスを有する。いくつかの実施形態において、ボンディングパッド224、および、再分配層220は、同じ、または、類似する材料、および、形成プロセスを有する。
【0014】
図2は、本発明のいくつかの実施形態によるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造500bの断面図であり、図面中、
図1と同じ、または、類似した素子の符号は、同じ、または、類似した素子を表す。
図2に示されるように、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500bとマイクロ発光ダイオードパッケージ構造500aとの差異は、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500bが、再分配層220と可撓性材料層250との間に設置される遮光層236を有して、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500bのコントラストを改善することである。
図2に示されるように、遮光層236は、絶縁層216、および、可撓性材料層250と接触し、マイクロ発光ダイオード206、208、210を囲み、且つ、マイクロ発光ダイオード206、208、210の背面206b、208b、210bに近接することである。マイクロ発光ダイオード206、208、210が、背面206b、208b、210bから、光線を発射するとき、遮光層236は、ブラックマトリクスを含む。いくつかの実施形態において、遮光層236は、コロイド材料、および、無機材料を含み、コロイド材料は、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、ポリカーボネート(PC)、ジエチレングリコールビス(炭酸アリル)(CR-39)、ポリスチレン(PS)、エポキシ、ポリアミド、アクリレート、シリコン、または、それらの組み合わせを含む。無機材料は、カーボンパウダー、または、ペロブスカイト等を含む。いくつかの実施形態において、遮光層236は、別のコロイド材料、および、別の有機材料を含み、有機材料は、黒色顔料、または、染料を添加したポリイミド、ポリビニルアルコール樹脂、および/または、アクリル樹脂を含む。いくつかの実施形態において、遮光層236は、たとえば、スピンコーティング、鋳造等により形成される。
【0015】
図3は、本発明のいくつかの実施形態によるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造500cの断面図であり、図面中、
図1、および、
図2と同じ、または、類似した素子の符号は、同じ、または、類似した素子を表す。
図3に示されるように、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500cとマイクロ発光ダイオードパッケージ構造500aとの差異は、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500cが、再分配層220と可撓性材料層250との間に遮光層246を有することである。
図3に示されるように、遮光層246が用いられることにより、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500aの絶縁層216を代替し、それは、同時に、電気絶縁を提供し、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500cのコントラストを改善する。いくつかの実施形態において、遮光層236、および、遮光層246は、同じ、または、類似する材料、および、形成プロセスを有する。
【0016】
図4は、本発明のいくつかの実施形態によるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造500dの断面図であり、図面中、
図1~
図3と同じ、または、類似した素子の符号は、同じ、または、類似した素子を表す。
図4に示されるように、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500dとマイクロ発光ダイオードパッケージ構造500aとの差異は、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500dが、マイクロ発光ダイオード206、208、210の電極206p、208p、210pに近接して、再分配層220と接触する分布ブラッグ反射器(DBR)層240を有して、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500dの発光効率を向上させることである。いくつかの実施形態において、分布ブラッグ反射層240は、マイクロ発光ダイオード206、208、210を囲み、且つ、マイクロ発光ダイオード206、208、210の側壁に沿って延伸して、電極206p、208p、210pに近接する。分布ブラッグ反射層240は、再分配層220、および、絶縁層216と接触し、且つ、マイクロ発光ダイオード206、208、210の電極206p、208p、210pは、分布ブラッグ反射層240から露出する。分布ブラッグ反射層240は、絶縁層216から、マイクロ発光ダイオード206、208、210の側壁を分離する。いくつかの実施形態において、分布ブラッグ反射層240は、二種以上の異なる屈折率の均質物質または不均質物質の薄膜を交互に積層して構成される。たとえば、分布ブラッグ反射層240は、二酸化ケイ素(SiO
2)層と二酸化チタン(TiO
2)層を交互に積層、二酸化ケイ素(SiO
2)層、酸化アルミニウム(Al2O3)層、および、二酸化チタン(TiO
2)層を交互に積層、または、二酸化チタン(TiO
2)層、二酸化ケイ素(SiO
2)層と五酸化タンタル(Ta
2O
5)層を交互に積層して構成される。いくつかの実施形態において、分布ブラッグ反射層240は、蒸着、原子層堆積(ALD)、有機金属気相成長法(MOCVD)等の蒸着プロセス、および、後続のパターン化プロセスにより形成される。
【0017】
図5は、本発明のいくつかの実施形態によるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造500eの断面図であり、図面中、
図1~
図4と同じ、または、類似した素子の符号は、同じ、または、類似した素子を表す。
図5に示されるように、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500eとマイクロ発光ダイオードパッケージ構造500aとの差異は、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500eが、再分配層220と可撓性材料層250との間に設置される遮光層236、および、分布ブラッグ反射層240を有し、同時に、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500eのコントラストと発光効率を改善することである。
図5に示されるように、遮光層236は、マイクロ発光ダイオード206、208、210を囲むとともに、マイクロ発光ダイオード206、208、210の側壁に沿って延伸する分布ブラッグ反射層240と接触する。分布ブラッグ反射層240は、絶縁層216、および、遮光層236から、マイクロ発光ダイオード206、208、210を分離する。
【0018】
図6は、本発明のいくつかの実施形態によるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造500fの断面図であり、図面中、
図1~
図5と同じ、または、類似した素子の符号は、同じ、または、類似した素子を表す。
図6に示されるように、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500fとマイクロ発光ダイオードパッケージ構造500cとの差異は、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500fが、マイクロ発光ダイオード206、208、210を囲む分布ブラッグ反射層240を有して、さらに、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500fの発光効率を向上させることである。いくつかの実施形態において、分布ブラッグ反射層240は、遮光層246から、マイクロ発光ダイオード206、208、210を分離する。
【0019】
図7は、本発明のいくつかの実施形態によるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造500gの断面図であり、図面中、
図1~
図6と同じ、または、類似した素子の符号は、同じ、または、類似した素子を表す。
図7に示されるように、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500gは、再分配層320、制御装置312、マイクロ発光ダイオード305(マイクロ発光ダイオード306、308、310を有する)、および、可撓性材料層350を有する。いくつかの実施形態において、制御装置312は、制御装置212と同じ、または、類似する構造を有する。マイクロ発光ダイオード305(マイクロ発光ダイオード306、308、310を有する)は、マイクロ発光ダイオード205(マイクロ発光ダイオード206、208、210を有する)と同じ、または、類似する構造を有する。再分配層320は、再分配層220と同じ、または、類似する材料、および、形成方法を有する。可撓性材料層350は、可撓性材料層250と同じ、または、類似する材料、および、形成方法を有する。
【0020】
図7に示されるように、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500aとマイクロ発光ダイオードパッケージ構造500gとの差異は、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500gの再分配層320が、互いに反対の第一側面320ー1、および、第二側面320ー2を有することである。制御装置312は、再分配層320の第一側面320ー1上に設置されるとともに、マイクロ発光ダイオード306、308、310は、再分配層320の第二側面320ー2上に設置される。詳細には、制御装置312の接触パッド312pは、再分配層320の第一側面320ー1と接触し、マイクロ発光ダイオード306、308、310の電極306p、308p、および、310pは、再分配層320の第二側面320ー2と接触する。マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500gのマイクロ発光ダイオード306、308、310は、制御装置312よりも、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500gの発光面360に近い。
【0021】
図7に示されるように、絶縁層316は、再分配層320の第一側面320ー1上に設置されるとともに、制御装置312と接触する。絶縁層316は、再分配層320と制御装置312との間に位置する。このほか、再分配層320は、制御装置312上方の絶縁層316の一部分を貫通して、制御装置312の接触パッド312pに電気的に接続される。制御装置312の背面312bは、接触パッド312pから離れて位置し、且つ、絶縁層316から露出する。このほか、絶縁層316は、再分配層320を露出する開口部を有して、再分配層320と外部回路を電気的に接続する。いくつかの実施形態において、絶縁層216、および、絶縁層316は、同じ、または、類似する材料、および、形成方法を有する。
【0022】
図7に示されるように、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500gの可撓性材料層350は、再分配層320の第二側面320ー2上に設置され、再分配層320、マイクロ発光ダイオード306、308、310の側壁、電極306p、308p、310pおよび背面306b、308b、310b、ならびに、再分配層320により被覆されない絶縁層316を被覆し、接触する。
【0023】
図7に示されるように、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500gはさらに、制御装置312の背面312bを被覆する接着層304Rを有する。いくつかの実施形態において、接着層304Rは、ベンゾシクロブテン(BCB)、ポリイミド(PI)、エポキシ、シリコン等の接着剤を含む。
【0024】
図8は、本発明のいくつかの実施形態によるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造500hの断面図であり、図面中、
図1~
図7と同じ、または、類似した素子の符号は、同じ、または、類似した素子を表す。
図8に示されるように、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500hとマイクロ発光ダイオードパッケージ構造500gとの差異は、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500hが、再分配層320と可撓性材料層350との間に、遮光層336を有して、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500hのコントラストを改善することである。
図8に示されるように、遮光層336は、再分配層320の第二側面320ー2上に設置されるとともに、コンフォーマルに、再分配層320を被覆する。遮光層336は、絶縁層316、再分配層320、および、可撓性材料層350と接触する。遮光層336は、制御装置312を被覆するとともに、マイクロ発光ダイオード306、308、310を囲む。このほか、遮光層336は、マイクロ発光ダイオード306、308、310の電極306p、308p、および、310pに近接する。いくつかの実施形態において、遮光層236、および、遮光層336は、同じ、または、類似する材料を有する。遮光層336は、スピンコーティング、吹き付け塗装等のコーティングプロセスを用いて形成される。
【0025】
図9は、本発明のいくつかの実施形態によるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造500iの断面図であり、図面中、
図1~
図8と同じ、または、類似した素子の符号は、同じ、または、類似した素子を表す。
図9に示されるように、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500gとマイクロ発光ダイオードパッケージ構造500iとの差異は、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500iが、マイクロ発光ダイオード306、308、310の電極306p、308p、および、310pに近接し、且つ、再分配層320と接触する分布ブラッグ反射層340を有して、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500iの発光効率を向上させることである。分布ブラッグ反射層340は、可撓性材料層350と絶縁層316との間に位置し、コンフォーマルに、絶縁層316を被覆するとともに、再分配層320の第一側面320ー1と接触する。このほか、分布ブラッグ反射層340は、制御装置312を部分的に被覆する。いくつかの実施形態において、分布ブラッグ反射層240、および、分布ブラッグ反射層340は、同じ、または、類似する材料、および、形成方法を有する。
【0026】
図9に示されるように、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500iはさらに、ボンディングパッド324を有する。ボンディングパッド324は、絶縁層316と分布ブラッグ反射層340との間に設置されるとともに、再分配層320に電気的に接続される。ボンディングパッド324は、絶縁層316の開口部から露出して、外部回路に電気的に接続される。いくつかの実施形態において、ボンディングパッド224、および、324は、同じ、または、類似する材料、および、形成方法を有する。
【0027】
図10は、本発明のいくつかの実施形態によるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造500kの断面図であり、図面中、
図1~
図9と同じ、または、類似した素子の符号は、同じ、または、類似した素子を表す。
図10に示されるように、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500kとマイクロ発光ダイオードパッケージ構造500gとの差異は、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500kが、再分配層320の第一側面320ー1上に設置される分布ブラッグ反射層340、および、再分配層320の第二側面320ー2上に設置される遮光層336を有して、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500eのコントラストと発光効率を改善することである。
図10に示されるように、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500kの端部に近接する分布ブラッグ反射層340と、マイクロ発光ダイオード306、308、310の電極306p、308p、および、310pに近接する遮光層336とは、互いに接触する。
【0028】
図11は、本発明のいくつかの実施形態によるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造500lの断面図であり、図面中、
図1~
図10と同じ、または、類似した素子の符号は、同じ、または、類似した素子を表す。
図11に示されるように、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500lは、再分配層420、制御装置412、マイクロ発光ダイオード405(マイクロ発光ダイオード406、408、および、410を有する)、および、可撓性材料層450を有する。いくつかの実施形態において、マイクロ発光ダイオード405(マイクロ発光ダイオード406、408、および、410を有する)は、マイクロ発光ダイオード205(マイクロ発光ダイオード206、208、210を有する)、および、マイクロ発光ダイオード305(マイクロ発光ダイオード306、308、310を有する)と同じ、または、類似する構造を有する。再分配層420は、再分配層220、および、320と同じ、または、類似する構造、および、形成方法を有する。可撓性材料層450は、可撓性材料層250、および、350と同じ、または、類似する材料、および、形成方法を有する。
【0029】
図11に示されるように、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500aとマイクロ発光ダイオードパッケージ構造500lとの差異は、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500lの再分配層420が、互いに反対の第一側面420-1、および、第二側面420-2を有することである。制御装置412は、再分配層420の第一側面420ー1上に設置され、且つ、マイクロ発光ダイオード406、408、および、410は、再分配層420の第二側面420-2上に設置される。詳細には、制御装置412は、再分配層420の第一側面420ー1と接触、且つ、電気的に接続される。マイクロ発光ダイオード406、408、および、410の電極406p、408p、および、410pは、再分配層420の第二側面420-2と接触する。このほか、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500lのマイクロ発光ダイオード406、408、および、410は、制御装置412の真上に位置するとともに、制御装置412と部分的に重なる。
図11に示されるように、マイクロ発光ダイオード406、408、および、410は、制御装置412よりも、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500lの発光面460に近接する。いくつかの実施形態において、制御装置412は、薄膜トランジスタ装置を有する。その他の実施形態において、制御装置412は、マイクロドライバICデバイス、マイクロ制御ICデバイス、または、それらの組み合わせを含む。
【0030】
図11に示されるように、絶縁層416は、再分配層420の第一側面420ー1上に設置されるとともに、制御装置412と接触する。絶縁層416は、制御装置412の背面412bを被覆するので、制御装置412は、絶縁層416と再分配層420との間にある。このほか、制御装置412は、絶縁層416とマイクロ発光ダイオード406、408、および、410との間に位置する。このほか、絶縁層416は、再分配層420を露出する開口部を有して、再分配層420と外部回路を電気的に接続する。いくつかの実施形態において、絶縁層416は、支持層として機能して、薄膜トランジスタ装置等の制御装置412を支持する。
【0031】
図11に示されるように、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500lの可撓性材料層450は、再分配層420の第二側面420-2上に設置され、再分配層420、マイクロ発光ダイオード406、408、410の側壁および背面406b、408b、410b、ならびに再分配層420により被覆されない制御装置412を被覆し、且つ、これらに接触する。可撓性材料層450は、制御装置412、および、再分配層420により、絶縁層416から分離される。
【0032】
図12は、本発明のいくつかの実施形態によるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造500mの断面図であり、図面中、
図1~
図11と同じ、または、類似した素子の符号は、同じ、または、類似した素子を表す。
図12に示されるように、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500mとマイクロ発光ダイオードパッケージ構造500lとの差異は、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500mがさらに、マイクロ発光ダイオード406、408、および、410の電極406p、408p、および、410pに近接し、且つ、再分配層420と接触する分布ブラッグ反射層440を有して、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500mの発光効率を増加させることである。分布ブラッグ反射層440は、可撓性材料層450と絶縁層416との間に位置し、コンフォーマルに、制御装置412、および、絶縁層416を被覆するとともに、再分配層420の第一側面420ー1と接触する。このほか、分布ブラッグ反射層440は、制御装置412を部分的に被覆する。
【0033】
図13は、本発明のいくつかの実施形態によるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造500nの断面図であり、図面中、
図1~
図12と同じ、または、類似した素子の符号は、同じ、または、類似した素子を表す。
図13に示されるように、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500nとマイクロ発光ダイオードパッケージ構造500lとの差異は、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500nがさらに、再分配層420と可撓性材料層450との間に遮光層436を有して、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500nのコントラストを改善することである。
図13に示されるように、遮光層436は、再分配層420の第二側面420-2上に設置されるとともに、コンフォーマルに、再分配層420を被覆する。遮光層436は、絶縁層416、再分配層420、および、可撓性材料層450と接触する。遮光層436は、マイクロ発光ダイオード406、408、および、410を囲むとともに、制御装置412を被覆する。このほか、遮光層436は、マイクロ発光ダイオード406、408、および、410の電極406p、408p、および、410pに近接する。
【0034】
図14は、本発明のいくつかの実施形態によるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造500pの断面図であり、図面中、
図1~
図13と同じ、または、類似した素子の符号は、同じ、または、類似した素子を表す。
図14に示されるように、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500pとマイクロ発光ダイオードパッケージ構造500lとの差異は、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500pがさらに、再分配層420の第一側面420ー1上に設置される分布ブラッグ反射層440、および、再分配層420の第二側面420-2上に設置される遮光層436を有して、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500pのコントラストと発光効率を、同時に改善することである。
図14に示されるように、マイクロ発光ダイオード(LED)パッケージ構造500pの端部およびマイクロ発光ダイオード406、408および410の電極406p、408pおよび410pに近接する分布ブラッグ反射層440と遮光層436とは、互いに接触する。
【0035】
図15は、本発明のいくつかの実施形態によるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造500の底面図であり、分布ブラッグ反射器(DBR)層の面積(AD)とマイクロ発光ダイオードパッケージ構造の上表面の総面積(AT)との関係を示す。
図15はさらに、再分配層(再分配層220、320、および、420を有する)、マイクロ発光ダイオード(マイクロ発光ダイオード205、305、および、405を有する)、制御装置(制御装置212、312、412を有する)、および、分布ブラッグ反射層(分布ブラッグ反射層240、340、および、440を有する)間の配置関係を示す。マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500の四隅の再分配層の部分は、各マイクロ発光ダイオードの陽極、コモン陰極および外部回路間の電気接続部分となり、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500のボンディングパッドとしてみなされる。このほか、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500の左上隅に位置するボンディングパッドと各マイクロ発光ダイオードとおよび制御装置との間の狭い幅を有する再分配層の部分は、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500の導電線の一つであるとみなされ、制御装置の接触パッド、および、各自マイクロ発光ダイオードの陰極を、同時に、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500の左上隅のボンディングパッドに接続する。このほか、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500の上右隅、右下隅、および、左下隅に位置する三個のボンディングパッドと制御装置との間の狭い幅を有する再分配層の部分は、それぞれ、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500の別の導電線であるとみなされる。導電線は、制御装置の接触パッド、および、各自マイクロ発光ダイオードの陽極を、それぞれ、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500の上右隅、右下隅および左下隅に位置する三個のボンディングパッドに接続することができる。
図15に示されるように、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500の発光面(たとえば、発光面260、360、および、460)とは反対の底表面の平面において、分布ブラッグ反射層240、340、および、440の面積ADは、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500の上表面の総面積ATの10%~95%である。分布ブラッグ反射層の面積ADが、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500の上表面の総面積ATの10%より小さい場合、分布ブラッグ反射層は、完全に、マイクロ発光ダイオードから発射される底表面に散乱する光線を発光面に反射することができず、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500の反射効果が悪くなる。分布ブラッグ反射層の面積ADが、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500の総面積ATの95%より大きい場合、マイクロ発光ダイオード(LED)パッケージ構造500の端部で、再分配層と外部回路との間のスクライブラインおよび電気的接続部分の空間を確保することが困難である。
【0036】
図16は、本発明のいくつかの実施形態によるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造500のマイクロ発光ダイオード(マイクロ発光ダイオード205、305、および、405を有する)の拡大断面図であり、マイクロ発光ダイオード205、305、および、405の背面205b、305b、および、405bの外形、および、マイクロ発光ダイオード205、305、および、405の例示的な構造を示す。
図16に示されるように、マイクロ発光ダイオードの製造プロセスにおいて、レーザーリフトオフ(LLO)方法が用いられて、成長基板(たとえば、サファイヤ基板)とその上に形成される半導体エピタキシャルスタック構造(p型半導体層、n型半導体層、および、発光層を有する)とを分離して、マイクロメートル(μm)スケールのマイクロ発光ダイオードを形成する。これにより、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500中の少なくとも一つのマイクロ発光ダイオード205、305、405の背面205b、305b、405b(発光面としてもみなされる)は、粗い表面であり、これは、可撓性材料層(
図1~
図14に示される)とマイクロ発光ダイオード205、305、405の背面205b、305b、405bとの間の界面で発生する全反射(total internal reflection)により生じる損失を減少させ、これにより、マイクロ発光ダイオードの光取り出し効率を改善する。
【0037】
マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500の形成方法が以下で記述される。説明を簡単にするために、
図17A~
図17Kから
図31A~
図31Cは、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造(単一の画素ユニット)を形成する方法を説明しているが、本発明の実施形態は、その限りではない。いくつかのその他の実施形態において、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500の形成方法は、周期的な配列のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する。
【0038】
図17A~
図17Kは、本発明のいくつかの実施形態による
図1のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造500aを形成する異なる段階の断面図である。
図17Aに示されるように、まず、キャリア200が提供される。マイクロ発光ダイオードおよび制御装置が後にキャリア200の表面201に転写されるようにマイクロ発光ダイオードおよび制御装置を担持するためにキャリア200が用いられる。いくつかの実施形態において、キャリア200の材料は、ガラス、サファイヤ、透明高分子、または、それらの組み合わせを含む。次に、接着剤層204が、キャリア200の表面201にコーティングされる。マイクロ発光ダイオードと制御装置が後にキャリア200の表面201に転写されるように、マイクロ発光ダイオードを接着し、制御装置を接着するために接着剤層204が用いられる。いくつかの実施形態において、接着剤層204は、たとえば、ポリイミド(PI)、エポキシ、シリコン等の、接着力を有し、且つ、後続の除去プロセス(たとえば、レーザーリフトオフ(LLO))において、キャリア200の界面で、解離、および、破壊されやすいポリマー材を含む。
【0039】
次に、
図17Bに示されるように、制御装置212が、キャリア200の表面201上に設置され、且つ、マイクロ発光ダイオード205(マイクロ発光ダイオード206、208、210を有する)が、キャリア200の表面201に転写される。このほか、制御装置212、および、マイクロ発光ダイオード205は、並んで設置される。さらに、制御装置212の背面212b、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210の背面206b、208b、210bは、接着剤層204に接続される。制御装置212の接触パッド212p、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210の電極206p、208p、210pは、キャリア200、および、接着剤層204から離れて位置する。いくつかの実施形態において、制御装置212、および、マイクロ発光ダイオード205は、マストランスファー技術、たとえば、スタンプ転写(stamp transferring)、および、レーザー転写(laser transferring)により、キャリア200に転写される。
【0040】
次に、
図17Cに示されるように、コーティングプロセス、および、後続のパターン化プロセスが実行されて、キャリア200上に、絶縁層216を形成する。いくつかの実施形態において、絶縁層216は、制御装置212、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210を囲み、且つ、部分的に被覆する。このほか、絶縁層216は、開口部216a、216b、216c、216dを有して、それぞれ、制御装置212の接触パッド212p、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210の電極206p、208p、210pを露出する。
【0041】
次に、
図17Dに示されるように、制御装置212、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210がキャリア200に転写された後、メッキ工程、および、後続のパターン化プロセスが実行されて、再分配層220を、制御装置212、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210上に形成する。再分配層220は、絶縁層216の開口部216a、216b、216c、216d(
図17Cに示される)を通過するとともに、それぞれ、制御装置212の接触パッド212p、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210の電極206p、208p、210pに電気的に接続される。
図17Dに示されるように、制御装置212、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210は、再分配層220の第一側面220ー1上に設置される。
【0042】
次に、
図17Eに示されるように、再分配層220の形成後、コーティングプロセス、および、後続のパターン化プロセスが実行されて、再分配層220を被覆する絶縁層222を形成する。絶縁層222は、一部の再分配層220を露出する開口部222aを有して、後続のボンディングパッドの形成位置を定める。
【0043】
次に、
図17Fに示されるように、メッキ工程、および、後続のパターン化プロセスが実行されて、絶縁層222上に、ボンディングパッド224を形成する。ボンディングパッド224は、絶縁層222の開口部222a(
図17Eに示される)を通過するとともに、再分配層220に電気的に接続される。
【0044】
次に、
図17Gに示されるように、フィルム貼り付け装置を用いて、取り付けプロセスが実行され、薄膜層226を、再分配層220の第二側面220-2に取り付ける。いくつかの実施形態において、薄膜層226は、キャリア200と接触せず、ボンディングパッド224と接触する。いくつかの実施形態において、薄膜層226は、基板上に、接着剤層をコーティングすることにより形成される構造、たとえば、UVテープ等を含む。基板の材料は、エポキシ、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリイミド(PI)、または、それらの組み合わせを含む。
【0045】
次に、
図17Hに示されるように、除去プロセスが実行されて、接着剤層204から、キャリア200を除去する。いくつかの実施形態において、除去プロセスは、レーザー剥離、または、その他の適当な除去プロセスを含む。
【0046】
次に、
図17Iに示されるように、別の除去プロセスが実行されて、接着剤層204を除去し、制御装置212の背面212b、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210の背面206b、208b、210bが、絶縁層216から露出して、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造の光取り出し効率を改善する。いくつかの実施形態において、除去プロセスは、化学エッチング、プラズマエッチング、または、その他の適当な除去プロセスを含む。
【0047】
次に、
図17Jに示されるように、キャリア200、および、接着剤層204を除去後、膜ペーストプロセス、または、コーティングプロセスが実行されて、制御装置212、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210を被覆する可撓性材料層250を形成する。いくつかの実施形態において、可撓性材料層250は、制御装置212の背面212b、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210の背面206b、208b、210bと接触する。
【0048】
次に、
図17Kに示されるように、ダイシングプロセスが実行されて、スクライブライン252Lに沿って、可撓性材料層250、および、再分配層220を切断して、複数の個別のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する。いくつかの実施形態において、切断プロセスは、レーザー切断、ダイシング鋸切断、または、その他の適切なダイシングプロセスを含む。最後に、薄膜層226が除去されて、
図1に示されるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造500aを形成する。
【0049】
いくつかの実施形態において、制御装置212、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210が、直接、可撓性材料層上に設置されて、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500aを形成する。
図18A~
図18Eは、本発明のいくつかの実施形態による
図1に示されるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造500aを形成する異なる段階の断面図であり、図面中、
図1~
図16、および、
図17A~
図17Kと同じ、または、類似した素子の符号は、同じ、または、類似した素子を表す。
【0050】
図18Aに示されるように、まず、可撓性材料層250が提供される。次に、
図18Bに示されるように、制御装置212が、可撓性材料層250上に設置され、且つ、マイクロ発光ダイオード205(マイクロ発光ダイオード206、208、210を有する)が、可撓性材料層250上に大量に転写され、これにより、制御装置212の背面212b、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210の背面206b、208b、210bが、可撓性材料層250と接触する。制御装置212およびマイクロ発光ダイオード206、208、210と可撓性材料層250との間の界面251は、制御装置212の接触パッド212p、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210の電極206p、208p、210pから離れて位置する。
【0051】
次に、
図18Cに示されるように、コーティングプロセス、および、後続のパターン化プロセスが実行されて、絶縁層216を、可撓性材料層250上に形成する。絶縁層216は、制御装置212、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210を囲む。絶縁層216の開口部216a、216b、216c、216dは、それぞれ、制御装置212の接触パッド212p、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210の電極206p、208p、210pを露出する。
【0052】
次に、
図18Dに示されるように、メッキ工程、および、後続のパターン化プロセスが実行されて、再分配層220を、制御装置212、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210上に形成する。再分配層220は、絶縁層216の開口部216a、216b、216c、216d(
図18Cに示される)を通過するとともに、それぞれ、制御装置212の接触パッド212p、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210の電極206p、208p、210pに接続される。
【0053】
図18Eに示されるように、再分配層220の形成後、コーティングプロセス、および、後続のパターン化プロセスが実行されて、再分配層220を被覆する絶縁層222を形成する。絶縁層222は、一部の再分配層220を露出する開口部222aを有して、後続のボンディングパッドの形成位置を定める。
【0054】
次に、
図1に示されるように、メッキ工程、および、後続のパターン化プロセスが実行されて、絶縁層222を貫通するボンディングパッド224を形成するとともに、再分配層220に電気的に接続される。上述の工程を実行後、
図1に示されるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造500aが形成される。
【0055】
【0056】
図19Aに示されるように、
図17A、および、
図17Bに示されるプロセス(または、
図18Aに示されるプロセス)を実行後、スピンコーティング、または、鋳造等により、遮光層236がキャリア200上に形成される。遮光層236は、制御装置212、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210を囲む。
【0057】
次に、
図19Bに示されるように、
図17Cと類似するプロセスが実行されて、絶縁層216を遮光層236上に形成する。いくつかの実施形態において、絶縁層216は、制御装置212、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210を囲み、遮光層236を被覆する。
【0058】
次に、
図19C~
図19Gに示されるように、
図17D~
図17Hと類似する工程が、順に実行されて、再分配層220を、制御装置212、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210上に形成する。次に、再分配層220を被覆する絶縁層222が形成される。その後、ボンディングパッド224が、絶縁層222上に形成されて、再分配層220に電気的に接続され、その後、薄膜層226が、再分配層220の第二側面220-2に取り付けられ、その後、キャリア200が、接着剤層204から除去される。
【0059】
次に、
図19Hに示されるように、
図17Iと類似するプロセスが実行されて、接着剤層204を除去することにより、制御装置212の背面212b、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210の背面206b、208b、210bが、遮光層236から露出する。
【0060】
次に、
図19Iに示されるように、
図17Jと類似するプロセスが実行されて、遮光層236、制御装置212の背面212b、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210の背面206b、208b、210bを被覆する可撓性材料層250を形成する。
【0061】
次に、
図19Jに示されるように、
図17Kに類似するプロセスが実行されて、スクライブライン252Lに沿って、遮光層236、可撓性材料層250、および、再分配層220を切断して、個別のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する。最後に、薄膜層226が除去されて、
図2に示されるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造500bを形成する。マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500bは、絶縁層216、および、再分配層220の形成前に、遮光層236が形成される。遮光層236が、再分配層220と可撓性材料層250との間に形成されるとともに、制御装置212、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210を囲む。
【0062】
【0063】
図20Aに示されるように、
図17A、および、
図17Bで示されるプロセス(
図18Aで示されるプロセス)の実行後、
図19Aに類似するプロセス、および、後続のパターン化プロセスが実行されて、遮光層246をキャリア200上に形成する。遮光層246は、制御装置212、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210を囲むとともに、部分的に被覆する。このほか、遮光層246は、開口部を有して、それぞれ、制御装置212の接触パッド212p、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210の電極206p、208p、210pを露出する。
【0064】
次に、
図20Bに示されるように、
図17Dに類似するプロセスが実行されて、再分配層220を、遮光層246、制御装置212、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210上に形成する。
【0065】
次に、
図20C~
図20Fに示されるように、
図17E~
図17Hに類似するプロセスが、順に実行されて、再分配層220を被覆する絶縁層222を形成する。次に、ボンディングパッド224が、絶縁層222上に形成され、次に、薄膜層226が、再分配層220の第二側面220-2に取り付けられ、その後、キャリア200が、接着剤層204から除去される。
【0066】
次に、
図20Gに示されるように、
図17Iに類似するプロセスが実行されて、接着剤層204を除去し、これにより、制御装置212の背面212b、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210の背面206b、208b、210bが、遮光層246から露出する。
【0067】
次に、
図20Hに示されるように、
図17Jに類似するプロセスが実行されて、遮光層246、制御装置212の背面212b、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210の背面206b、208b、210bを被覆する可撓性材料層250を形成する。
【0068】
次に、
図20Iに示されるように、
図17Kに類似するプロセスが実行されて、スクライブライン252Lに沿って、可撓性材料層250、および、再分配層220を切断して、個別のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する。最後に、薄膜層226が除去されて、
図3に示されるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造500cを形成する。マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500cは、再分配層220の形成前に、遮光層246が形成される。遮光層246が、再分配層220と可撓性材料層250との間に形成されるとともに、制御装置212、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210を囲む。
【0069】
【0070】
図21Aに示されるように、
図17A、および、
図17Bに示されるプロセス(または、
図18Aに示されるプロセス)の実行後、蒸着プロセス、および、後続のパターン化プロセスが実行されて、分布ブラッグ反射層240を、マイクロ発光ダイオード206、208、210上に形成する。分布ブラッグ反射層240は、マイクロ発光ダイオード206、208、210の側壁から延伸して、電極206p、208p、210pに近接する。このほか、分布ブラッグ反射層240は、開口部240a、240b、および、240cを有して、それぞれ、制御装置212の接触パッド212p、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210の電極206p、208p、210pを露出する。
【0071】
次に、
図21Bに示されるように、
図17C、および、
図17Dに示されるプロセスが、順に実行されて、絶縁層216を、キャリア200、および、分布ブラッグ反射層240上に形成するとともに、分布ブラッグ反射層240、制御装置212、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210を囲む。このほか、再分配層220が、絶縁層216、分布ブラッグ反射層240、制御装置212、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210上に形成され、且つ、再分配層220は、分布ブラッグ反射層240と接触する。
【0072】
次に、
図21C~
図21Gに示されるように、
図17E~
図17Iに類似するプロセスが、順に実行されて、絶縁層222、および、ボンディングパッド224を、再分配層220上に形成し、その後、薄膜層226が、再分配層220の第二側面220-2に取り付けられ、その後、キャリア200が、接着剤層204から除去され、次に、接着剤層204が除去され、これにより、制御装置212の背面212b、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210の背面206b、208b、210bは、絶縁層216、および、分布ブラッグ反射層240から露出する。
【0073】
次に、
図21Hに示されるように、
図17Jに類似するプロセスが実行されて、分布ブラッグ反射層240、制御装置212の背面212b、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210の背面206b、208b、210bを被覆する可撓性材料層250を形成する。
【0074】
次に、
図21Iに示されるように、
図17Kに類似するプロセスが実行されて、スクライブライン252Lに沿って、可撓性材料層250、および、再分配層220を切断して、複数の個別のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する。最後に、薄膜層226が除去されて、
図4に示されるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造500dを形成する。マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500dは、再分配層220の形成前に、分布ブラッグ反射層240が形成される。分布ブラッグ反射層240が、再分配層220と可撓性材料層250との間に形成されるとともに、制御装置212、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210を囲む。
【0075】
【0076】
図22Aに示されるように、
図17A、および、
図17Bに示されるプロセス(または、
図18Aに示されるプロセス)が、順に実行された後、
図21Aに示されるプロセスが実行されて、分布ブラッグ反射層240を、マイクロ発光ダイオード206、208、210上に形成する。次に、
図19Aに示されるプロセスが実行されて、遮光層236を、キャリア200上に形成するとともに、分布ブラッグ反射層240、制御装置212、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210を囲む。
【0077】
次に、
図22B~
図22Gに示されるように、
図17C~
図17Iに類似するプロセスが、順に実行されて、絶縁層216を、遮光層236、および、分布ブラッグ反射層240上に形成する。次に、再分配層220が、絶縁層216上に形成される。次に、絶縁層222、および、ボンディングパッド224が、順に、再分配層220上に形成される。次に、薄膜層226が、再分配層220の第二側面220-2に取り付けられる。次に、キャリア200が、接着剤層204から除去される。その後、接着剤層204が除去されるので、制御装置212の背面212b、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210の背面206b、208b、210bが、遮光層236、および、分布ブラッグ反射層240から露出する。
【0078】
次に、
図22Hに示されるように、
図17Jに類似するプロセスが実行されて、遮光層236、分布ブラッグ反射層240、および、制御装置212の背面212b、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210の背面206b、208b、210bを被覆する可撓性材料層250を形成する。
【0079】
次に、
図22Iに示されるように、
図17Kに類似するプロセスが実行されて、スクライブライン252Lに沿って、遮光層236、可撓性材料層250、および、再分配層220を切断して、個別のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する。最後に、薄膜層226が除去されて、
図5に示されるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造500eを形成する。マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500eは、再分配層220を形成する前に、遮光層236、および、分布ブラッグ反射層240が形成される。遮光層236、および、分布ブラッグ反射層240が、再分配層220と可撓性材料層250との間に形成されるとともに、制御装置212、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210を囲む。
【0080】
【0081】
図23Aに示されるように、
図17A、および、
図17Bに示されるプロセス(または、
図18Aに示されるプロセス)が、順に実行される。次に、
図21Aに示されるプロセスが実行され、その後、
図20Aに示されるプロセスが実行されて、遮光層246を、キャリア200上に形成する。遮光層246は、分布ブラッグ反射層240、制御装置212、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210を囲む。次に、
図17Dに類似するプロセスが実行されて、再分配層220を、遮光層246、分布ブラッグ反射層240、制御装置212、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210上に形成する。
【0082】
次に、
図23B~
図23Fに示されるように、
図17E~
図17Iに類似するプロセスが、順に実行されて、絶縁層222、および、ボンディングパッド224を、順に、再分配層220上に形成し、次に、薄膜層226が、再分配層220の第二側面220-2に取り付けられ、その後、キャリア200が、接着剤層204から除去される。次に、接着剤層204が除去されて、これにより、制御装置212の背面212b、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210の背面206b、208b、210bが、遮光層246、および、分布ブラッグ反射層240から露出する。
【0083】
次に、
図23Gに示されるように、
図17Jに類似するプロセスが実行されて、遮光層246、分布ブラッグ反射層240、制御装置212の背面212b、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210の背面206b、208b、210bを被覆する可撓性材料層250を形成する。
【0084】
次に、
図23Hに示されるように、
図17Kに類似するプロセスが実行されて、スクライブライン252Lに沿って、遮光層246、可撓性材料層250、および、再分配層220を切断して、個別のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する。最後に、薄膜層226が除去されて、
図6に示されるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造500fを形成する。マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500fは、再分配層220の形成前に、遮光層246、および、分布ブラッグ反射層240が形成される。遮光層246、および、分布ブラッグ反射層240が、再分配層220と可撓性材料層250との間に形成されるとともに、制御装置212、および、マイクロ発光ダイオード206、208、210を囲む。
【0085】
【0086】
図24Aに示されるように、まず、キャリア300が提供される。いくつかの実施形態において、キャリア200、および、キャリア300は、同じ、または、類似する材料を有する。次に、接着剤層304が、キャリア300の表面301にコーティングされる。いくつかの実施形態において、接着剤層204、および、304は、同じ、または、類似する材料を有する。
【0087】
次に、
図24Bに示されるように、マストランスファー技術(mass transfer)、たとえば、スタンプ転写(stamp transferring)、および、レーザー転写(laser transferring)等により、制御装置312が、キャリア上に設置される。次に、除去プロセスが実行されて、制御装置312により被覆されない接着剤層304を除去する。制御装置312の背面312bとキャリア300との間の残りの接着剤層は、接着層304Rとして示されている。いくつかの実施形態において、除去プロセスは、化学エッチング、プラズマエッチング、または、その他の適当な除去プロセスを有する。
【0088】
次に、
図24Cに示されるように、制御装置312をキャリア300上に設置後、コーティングプロセス、および、後続のパターン化プロセスが実行されて、キャリア300、および、制御装置312を被覆する絶縁層316を形成する。絶縁層316は、コンフォーマルに、制御装置312を被覆するとともに、囲む。このほか、絶縁層316は、開口部316aを有して、制御装置312の接触パッド312pを露出する。
【0089】
次に、
図24Dに示されるように、制御装置312をキャリア300上に設置後、メッキ工程、および、後続のパターン化プロセスが実行されて、再分配層320を制御装置312上に形成する。再分配層320は、絶縁層316を部分的に被覆するとともに、開口部316a(
図24C)を通過して、制御装置312の接触パッド312pと電気的に接続される。
図24Dに示されるように、制御装置312は、再分配層320の第一側面320ー1上に設置される。
【0090】
次に、
図24Eに示されるように、再分配層320が形成された後、マイクロ発光ダイオード305(マイクロ発光ダイオード306、308、310を有する)が、キャリア300の表面301に転写される。制御装置312、および、マイクロ発光ダイオード305は、並んで設置される。このほか、マイクロ発光ダイオード305が、再分配層320の第二側面320ー2上に設置される。
図24Eに示されるように、マイクロ発光ダイオード306、308、310の電極306p、308p、310pが、再分配層320に電気的に接続される。このほか、制御装置312の接触パッド312p、および、マイクロ発光ダイオード306、308、310の背面306b、308b、310bは、キャリア300から離れて位置する。いくつかの実施形態において、マイクロ発光ダイオード205、および、305は、同じ、または、類似する配置、および、転写方法を有する。
【0091】
次に、
図24Fに示されるように、膜ペースト、または、コーティングプロセスが実行されて、制御装置312、および、マイクロ発光ダイオード306、308、310を被覆する可撓性材料層350を形成する。いくつかの実施形態において、可撓性材料層350は、マイクロ発光ダイオード306、308、310の背面306b、308b、310bと接触するとともに、絶縁層316、および、再分配層320により、制御装置312から分離される。
【0092】
次に、
図24Gに示されるように、フィルム貼り付け装置を用いて、取り付けプロセスを実行することにより、薄膜層326が、再分配層320の第二側面320ー2に取り付けられる。いくつかの実施形態において、薄膜層326は、キャリア300と接触せず、可撓性材料層350と接触する。いくつかの実施形態において、薄膜層226、および、326は、同じ、または、類似する材料を有する。次に、除去プロセスが実行されて、接着層304Rから、キャリア300を除去する。いくつかの実施形態において、除去プロセスは、レーザー剥離、または、その他の適当な除去プロセスを有する。
【0093】
次に、
図24Hに示されるように、絶縁層316上に、パターン化プロセスが実行されて、絶縁層316中に、一部の再分配層320を露出する開口部316b、および、316cを形成するので、再分配層320は、外部回路に電気的に接続することができる。その後、ダイシングプロセスが実行されて、スクライブライン352Lに沿って、可撓性材料層350、および、再分配層320を切断して、複数の個別のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する。いくつかの実施形態において、ダイシングプロセスは、レーザー切断、ダイシング鋸切断、または、その他の適当なダイシングプロセスを含む。最後に、
図7に示されるように、薄膜層326が除去されて、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500gを形成する。マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500a~500fと比較すると、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500gを形成する方法は、制御装置312を、キャリア300上に設置後、再分配層320を形成する工程を含み、また、再分配層320の形成後、マイクロ発光ダイオード305は、キャリア300に転写される。再分配層320の形成前に、キャリア300、および、制御装置312を被覆する絶縁層316が形成される。このほか、キャリア300の除去前に、可撓性材料層350が形成される。
【0094】
【0095】
図25Aに示されるように、
図24A~
図24Eに類似するプロセスを順に実行後、コーティングプロセスが実行されて、コンフォーマルに、再分配層320を被覆し、マイクロ発光ダイオード306、308、310を囲む遮光層336を形成する。
【0096】
次に、
図25B~
図25Dに示されるように、
図24F~
図24Hに類似するプロセスが、順に実行されて、遮光層336、制御装置312、および、マイクロ発光ダイオード306、308、310を被覆する可撓性材料層350を形成する。次に、薄膜層326が、再分配層320の第二側面320ー2に取り付けられる。次に、キャリア300が、接着層304Rから除去される。次に、可撓性材料層350、および、再分配層320が、スクライブライン352Lに沿って切断されて、複数の個別のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する。最後に、薄膜層326が除去されて、
図8に示されるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造500hを形成する。マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500gと比較して、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500hは、再分配層320を形成し、且つ、マイクロ発光ダイオード305をキャリア300に大量に転写した後、遮光層336が形成される。遮光層336が、再分配層320と可撓性材料層350との間に形成されるとともに、マイクロ発光ダイオード305を囲む。
【0097】
【0098】
図26Aに示されるように、
図24A~
図24Cに類似するプロセスを順に実行後、メッキ工程が実行されて、ボンディングパッド324を、絶縁層316上に形成する。ボンディングパッド324は、後にその上に形成される再分配層320を、外部回路に接続するために用いられる。
【0099】
次に、
図26Bに示されるように、蒸着プロセス、および、後続のパターン化プロセスが実行されて、分布ブラッグ反射層340を絶縁層316上に形成する。このほか、分布ブラッグ反射層340は、開口部340a、340b、および、340cを有して、それぞれ、制御装置312の接触パッド312p、および、ボンディングパッド324を露出する。
【0100】
次に、
図26C~
図26Gに示されるように、
図24D~
図24Hに類似するプロセスが、順に実行されて、再分配層320を、分布ブラッグ反射層340、および、制御装置312上に形成する。次に、マイクロ発光ダイオード305が、キャリア300に転写され、分布ブラッグ反射層340、制御装置312、および、マイクロ発光ダイオード306、308、310を被覆する可撓性材料層350が形成される。次に、薄膜層326が、再分配層320の第二側面320-2に取り付けられる。その後、接着層304Rが、キャリア300から除去され、可撓性材料層350、および、再分配層320が、スクライブライン352Lに沿って切断されて、複数の個別のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する。最後に、薄膜層326が除去されて、
図9に示されるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造500iを形成する。マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500gと比較して、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500iは、再分配層320の形成前に、マイクロ発光ダイオード306、308、310の電極306p、308p、および、310pに隣接する分布ブラッグ反射層340が形成される。このほか、再分配層320は、分布ブラッグ反射層340と接触する。
【0101】
【0102】
図27Aに示されるように、
図24A~
図24C、および、
図26A~
図26Dに類似するプロセスが、順に実行された後、
図25Aに類似するプロセスが実行されて、コンフォーマルに、再分配層320、および、分布ブラッグ反射層340を被覆するとともに、マイクロ発光ダイオード306、308、310を囲む遮光層336が形成される。
【0103】
次に、
図27B~
図27Dに示されるように、
図24F~
図24Hに類似するプロセスが、順に実行されて、遮光層336、分布ブラッグ反射層340、制御装置312、および、マイクロ発光ダイオード306、308、310を被覆する可撓性材料層350を形成する。次に、薄膜層326が、再分配層320の第二側面320ー2に取り付けられる。次に、キャリア300が、接着層304Rから除去される。次に、遮光層336、分布ブラッグ反射層340、可撓性材料層350、および、再分配層320が、スクライブライン352Lに沿って切断されて、複数の個別のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する。最後に、薄膜層326が除去されて、
図10に示されるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造500kを形成する。マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500gと比較して、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500kは、再分配層320の形成前に、分布ブラッグ反射層340が形成される。このほか、再分配層320を形成するとともに、マイクロ発光ダイオード305をキャリア300に大量に転写した後、遮光層336が形成される。
【0104】
【0105】
図28Aに示されるように、まず、キャリア400が提供される。いくつかの実施形態において、キャリア200、300、および、400は、同じ、または、類似する材料を有する。次に、接着剤層404が、キャリア400の表面401上にコーティングされる。いくつかの実施形態において、接着剤層204、304、および、404は、同じ、または、類似する材料を有する。いくつかの実施形態において、キャリア400は、接着剤層404でコーティングされない。
【0106】
次に、
図28Bに示されるように、コーティングプロセス、および、後続のパターン化プロセスが実行されて、キャリア400の表面401を被覆する絶縁層416を形成する。絶縁層416は、制御装置412のサポート層として機能するとともに、開口部416a、416bを有して、後にその上に形成される再分配層420の接続部分を定める。絶縁層416の形成後、制御装置412が絶縁層416上に設置される。いくつかの実施形態において、制御装置412の背面412bは、絶縁層416と接触する。
【0107】
次に、
図28Cに示されるように、制御装置412をキャリア400上に設置後、メッキ工程、および、後続のパターン化プロセスが実行されて、再分配層420を制御装置412上に形成する。再分配層420は、絶縁層416を部分的に被覆するとともに、絶縁層416の開口部416a、および、416b(
図28Bに示される)を通過して、制御装置412に電気的に接続される。
図28Cに示されるように、制御装置412は、再分配層420の第一側面420-1上に設置される。
【0108】
次に、
図28Dに示されるように、再分配層420の形成後、マイクロ発光ダイオード405(マイクロ発光ダイオード406、408、および、410を有する)が、大量に、制御装置412の真上に転写する。このほか、マイクロ発光ダイオード405が、再分配層420の第二側面420-2上に設置される。
図28Dに示されるように、マイクロ発光ダイオード406、408、410の電極406p、408p、410pが、再分配層420に電気的に接続される。このほか、マイクロ発光ダイオード406、408、410の背面406b、408b、410bが、キャリア400から離れて位置する。いくつかの実施形態において、マイクロ発光ダイオード205、305、405は、同じ、または、類似する配置、および、転写方法を有する。
【0109】
次に、
図28Eに示されるように、膜ペースト、または、コーティングプロセスが実行されて、制御装置412、および、マイクロ発光ダイオード406、408、および、410を被覆する可撓性材料層450を形成する。いくつかの実施形態において、可撓性材料層450は、マイクロ発光ダイオード406、408、および、410の背面406b、408b、410bと接触するとともに、再分配層420により、制御装置412から分離される。
【0110】
次に、
図28Fに示されるように、除去プロセスが実行されて、接着剤層404から、キャリア400を除去する。いくつかの実施形態において、除去プロセスは、レーザー剥離、または、その他の適当な除去プロセスを有する。次に、ダイシングプロセスが実行されて、スクライブライン452Lに沿って、可撓性材料層450、および、再分配層420を切断して、複数の個別のマイクロ発光ダイオードパッケージ構造を形成する。いくつかの実施形態において、ダイシングプロセスは、レーザー切断、ダイシング鋸切断、または、その他の適当なダイシングプロセスを有する。最後に、
図11に示されるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造500lが形成される。マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500aー500i、および、500kと比較して、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500lの形成方法は、制御装置412をキャリア400上に設置後、再分配層420を形成する工程を有する。このほか、再分配層420の形成後、マイクロ発光ダイオード405が、制御装置412の真上に転写する。さらに、制御装置412の設置前、キャリア400を被覆する絶縁層416が形成される。さらに、キャリア400の除去前に、可撓性材料層450が形成される。
【0111】
【0112】
図29Aに示されるように、
図28A、および、
図28Bに類似するプロセスを順に実行した後、蒸着プロセス、および、後続のパターン化プロセスが実行されて、分布ブラッグ反射層440を、絶縁層416上に形成する。このほか、分布ブラッグ反射層440は、開口部416a、および、416b、ならびに、後にその上に転写するマイクロ発光ダイオード405の電極の位置に対応する開口部を有する。これにより、その後、形成された再分配層420は、開口部を通過して、制御装置412、および、マイクロ発光ダイオード405を、外部回路に電気的に接続する。
【0113】
次に、
図29B~
図29Eに示されるように、
図28C~
図28Fに類似するプロセスが、順に実行されて、再分配層420を、分布ブラッグ反射層440、および、制御装置412上に形成する。次に、マイクロ発光ダイオード405(マイクロ発光ダイオード406、408、および、410を有する)が、制御装置412の真上に、大量に転写する。次に、可撓性材料層450が形成されて、分布ブラッグ反射層440、制御装置412、ならびに、マイクロ発光ダイオード406、408、および、410を被覆する。次に、キャリア400が除去されて、接着剤層404を形成する。次に、分布ブラッグ反射層440、可撓性材料層450、および、再分配層420が、スクライブライン452Lに沿って切断される。最後に、
図12に示されるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造500mが形成される。マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500lと比較して、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500mは、再分配層420の形成前に、マイクロ発光ダイオード406、408、および、410の電極406p、408p、および、410pに近接する分布ブラッグ反射層440が形成される。このほか、再分配層420は、分布ブラッグ反射層440と接触する。
【0114】
【0115】
図30Aに示されるように、
図28A~
図28Dに類似するプロセスを順に実行した後、コーティングプロセスが実行されて、コンフォーマルに、再分配層420、および、制御装置412を被覆し、マイクロ発光ダイオード406、408、および、410を囲む遮光層436を形成する。
【0116】
次に、
図30B、および、
図30Cに示されるように、
図28E、および、
図28Fに類似するプロセスを順に実行して、遮光層436、制御装置412、ならびに、マイクロ発光ダイオード406、408、および、410を被覆する可撓性材料層450を形成する。次に、キャリア400が、接着剤層404から除去される。次に、遮光層436、可撓性材料層450、および、再分配層420が、スクライブライン452Lに沿って切断される。最後に、
図13に示されるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造500nが形成される。マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500lと比較して、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500nは、再分配層420を形成した後且つマイクロ発光ダイオード405をキャリア400上に大量に転写した後に、遮光層が形成される。
【0117】
【0118】
図31Aに示されるように、
図28A、
図28B、および、
図29A~
図29Cに類似するプロセスを順に実行した後、
図30Aに類似するプロセスが実行されて、コンフォーマルに、分布ブラッグ反射層440、再分配層420、および、制御装置412を被覆するとともに、マイクロ発光ダイオード406、408、および、410を囲む遮光層436を形成する。
【0119】
次に、
図31B、および、
図31Cに示されるように、
図28E、および、
図28Eに類似するプロセスが順に実行されて、遮光層436、分布ブラッグ反射層440、制御装置412、並びに、マイクロ発光ダイオード406、408、および、410を被覆する可撓性材料層450を形成する。次に、キャリア400が、接着剤層404から除去され、次に、遮光層436、分布ブラッグ反射層440、可撓性材料層450、および、再分配層420が、スクライブライン452Lに沿って切断される。最後に、
図14に示されるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造500pが形成される。マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500lと比較すると、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造500pは、再分配層420が形成される前に、マイクロ発光ダイオード406、408、および、410の電極406p、408p、410pに近接する分布ブラッグ反射層440を形成する。このほか、再分配層420が形成され、且つ、マイクロ発光ダイオード405が、キャリア400に大量に転写した後、遮光層436が形成される。
【0120】
本発明のいくつかの実施形態によるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造、および、その形成方法は、制御装置とマイクロ発光ダイオードを、同じパッケージ構造に一体化させて、個別で/独立して制御される画素パッケージを形成する。マイクロ発光ダイオードパッケージ構造は、再分配層、制御装置、マイクロ発光ダイオード、および、可撓性材料層を有する。制御装置、および、マイクロ発光ダイオードは、再分配層上に設置されるとともに、電気的に接続される。可撓性材料層は、制御装置、および、マイクロ発光ダイオードを被覆し、マイクロ発光ダイオードは、可撓性材料層と接触する。いくつかの実施形態において、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造はさらに、マイクロ発光ダイオードの電極に近接し、且つ、再分配層と接触する分布ブラッグ反射層を有して、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造の発光効率を増加させる。いくつかの実施形態において、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造はさらに、再分配層と可撓性材料層との間に設置される遮光層を有し、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造のコントラストを改善することができる。いくつかの実施形態において、制御装置、および、マイクロ発光ダイオードは、再分配層の同一側、または、反対側に設置される。または、マイクロ発光ダイオードは、たとえば、薄膜トランジスタ装置である制御装置の真上に設置され、マイクロ発光ダイオードパッケージ構造のサイズをさらに減少させる。本発明のいくつかの実施形態によるマイクロ発光ダイオードパッケージ構造はさらに、パッケージ構造の体積を縮小させ、小ピッチのディスプレイ、たとえば、ウェアラブルディスプレイデバイス、または、特殊なトーテムのマイクロ光源に応用される。
【0121】
本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の思想を脱しない範囲内で各種の変形を加えることができる。
【符号の説明】
【0122】
200,300,400 キャリア、201,301,401 表面、204,304,304R,404 接着剤層、205,206,208,210,305,306,308,310,405,406,408,410 マイクロ発光ダイオード、205b,206b,208b,210b,212b,305b,306b,308b,310b,405b,406b,408b,410b,412b 背面、206p,208p,210p,306p,308p,310p,406p,408p,410p 電極、212,312,412 制御装置、212p,312p 接触パッド、216,222,316 絶縁層、216a,216b,216c,216d,222a,240a,240b,240c,316a,316b,316c,340a,340b,340c,416a,416b 開口部、220,320,420 再分配層、220-1,320-1,420-1 第一側面、220-2,320-2,420-2 第二側面、224,324 ボンディングパッド、226,326 薄膜層、236,246,336,436 遮光層、240,340,440 分布ブラッグ反射層、250,350,450 可撓性材料層、251 界面、252L,352L,452L スクライブライン、260,360,460 発光面、500a,500b,500c,500d,500e,500f,500g,500h,500i,500k,500l,500m,500n,500p マイクロLED構造、AD 面積、AT 総面積。