特許 7045390 マイクロＬＥＤのマストランスファー方法および処理

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-03-23

(45)【発行日】2022-03-31

(54)【発明の名称】マイクロＬＥＤのマストランスファー方法および処理

(51)【国際特許分類】

   G09F 9/00 20060101AFI20220324BHJP

   G09F 9/33 20060101ALI20220324BHJP

   H01L 21/52 20060101ALI20220324BHJP

   H01L 33/48 20100101ALI20220324BHJP

   H05K 13/04 20060101ALI20220324BHJP

【ＦＩ】

G09F9/00 338

G09F9/33

H01L21/52 C

H01L33/48

H05K13/04 B

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2019550638

(86)(22)【出願日】2018-03-16

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-05-21

(86)【国際出願番号】 US2018022785

(87)【国際公開番号】W WO2018170352

(87)【国際公開日】2018-09-20

【審査請求日】2021-03-16

(31)【優先権主張番号】62/472,121

(32)【優先日】2017-03-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】397068274

【氏名又は名称】コーニング インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100073184

【弁理士】

【氏名又は名称】柳田 征史

(74)【代理人】

【識別番号】100123652

【弁理士】

【氏名又は名称】坂野 博行

(74)【代理人】

【識別番号】100175042

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 秀明

(72)【発明者】

【氏名】オースリー，ティモシー ジェイムズ

【審査官】川俣 郁子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０６０９９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／０３１７１３２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／００８２５３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０１１８５０６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００３－３４７５２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２５１３６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０９Ｆ９／００－９／４６

Ｈ０１Ｌ２１／５２

２１／５８

３３／００

３３／４８－３３／６４

Ｈ０５Ｋ３／３０

１３／００－１３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

マイクロＬＥＤディスプレイの形成方法において、
複数のマイクロＬＥＤ材料ウエハーを、ハンドリング基板の第１の主表面に移載する工程であって、第１の面積は、前記ハンドリング基板の前記第１の主表面の周縁部によって画定され、複数のマイクロＬＥＤが、各前記マイクロＬＥＤ材料ウエハーから形成されるものである工程と、
前記複数のマイクロＬＥＤの部分集合を、前記ハンドリング基板からディスプレイバックプレーンの第１の主表面に移載する工程であって、前記ディスプレイバックプレーンは、該複数の移載された各マイクロＬＥＤに連結される電気接触部を有し、前記移載されたマイクロＬＥＤの部分集合は、各前記複数のマイクロＬＥＤ材料ウエハーからの少なくとも１つのマイクロＬＥＤを含み、前記第１の面積は、該ディスプレイバックプレーンの前記第１の主表面の周縁部によって画定される第２の面積以上である工程と
前記マイクロＬＥＤ材料ウエハーが前記ハンドリング基板によって支持されたまま、該マイクロＬＥＤ材料ウエハーの全てをエッチングして、前記複数のマイクロＬＥＤを形成する工程と
を含む方法。

【請求項2】

マイクロＬＥＤディスプレイの形成方法において、
複数のマイクロＬＥＤ材料ウエハーを、ハンドリング基板の第１の主表面に移載する工程であって、第１の面積は、前記ハンドリング基板の前記第１の主表面の周縁部によって画定され、複数のマイクロＬＥＤが、各前記マイクロＬＥＤ材料ウエハーから形成されるものである工程と、
前記複数のマイクロＬＥＤの部分集合を、前記ハンドリング基板からディスプレイバックプレーンの第１の主表面に移載する工程であって、前記ディスプレイバックプレーンは、該複数の移載された各マイクロＬＥＤに連結される電気接触部を有し、前記移載されたマイクロＬＥＤの部分集合は、各前記複数のマイクロＬＥＤ材料ウエハーからの少なくとも１つのマイクロＬＥＤを含み、前記第１の面積は、該ディスプレイバックプレーンの前記第１の主表面の周縁部によって画定される第２の面積以上である工程と
を含み、
前記マイクロＬＥＤの部分集合を、前記ハンドリング基板から前記ディスプレイバックプレーンに移載する工程は、
前記ハンドリング基板を、前記マイクロＬＥＤが前記ディスプレイバックプレーンの前記第１の主表面に対向するように移動する工程と、
前記ハンドリング基板を、前記マイクロＬＥＤが前記ディスプレイバックプレーンの前記第１の主表面に対向する状態で配置させたまま、ｎ個の隣接しないマイクロＬＥＤを、該ハンドリング基板から該ディスプレイバックプレーンの該第１の主表面へと分離する工程と
を更に含み、
但し、ｎは、前記ディスプレイバックプレーンによって支持されるべきＬＥＤの総数の５％以上である、方法。

【請求項3】

マイクロＬＥＤディスプレイの形成方法において、
複数のマイクロＬＥＤ材料ウエハーを、ハンドリング基板の第１の主表面に移載する工程であって、第１の面積は、前記ハンドリング基板の前記第１の主表面の周縁部によって画定され、複数のマイクロＬＥＤが、各前記マイクロＬＥＤ材料ウエハーから形成されるものである工程と、
前記複数のマイクロＬＥＤの部分集合を、前記ハンドリング基板からディスプレイバックプレーンの第１の主表面に移載する工程であって、前記ディスプレイバックプレーンは、該複数の移載された各マイクロＬＥＤに連結される電気接触部を有し、前記移載されたマイクロＬＥＤの部分集合は、各前記複数のマイクロＬＥＤ材料ウエハーからの少なくとも１つのマイクロＬＥＤを含み、前記第１の面積は、該ディスプレイバックプレーンの前記第１の主表面の周縁部によって画定される第２の面積以上である工程と
を含み、
垂直向きの間隙が各マイクロＬＥＤ材料ウエハーと水平方向に隣接したマイクロＬＥＤ材料ウエハーとの間に位置し、更に、水平向きの間隙が各マイクロＬＥＤ材料ウエハーと垂直方向に隣接したマイクロＬＥＤ材料ウエハーとの間に位置するように、前記マイクロＬＥＤ材料ウエハーは、前記ハンドリング基板の前記第１の主表面上に配置されるものである、方法。

【請求項4】

複数の隣接せずに離間したマイクロＬＥＤを、第２のハンドリング基板から、前記ディスプレイバックプレーンの前記第１の主表面に、該ディスプレイバックプレーン上の全ての垂直な列の中の領域へと移載する工程と、
複数の隣接せずに離間したマイクロＬＥＤを、第３のハンドリング基板から、前記ディスプレイバックプレーンの前記第１の主表面に、該ディスプレイバックプレーン上の全ての水平な行の中の領域へと移載する工程と、
複数の隣接せずに離間したマイクロＬＥＤを、第４のハンドリング基板から、前記ディスプレイバックプレーンの前記第１の主表面に、該ディスプレイバックプレーン上の全ての前記水平な行と前記垂直な列との交差部の中の領域へと移載する工程と
を更に含む、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記ハンドリング基板の前記第１の面積は、前記マイクロＬＥＤ材料ウエハーの１つの周縁部によって画定される第３の面積より広いものである、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。

【請求項6】

マイクロＬＥＤ装置の形成方法において、
エッチングされていないマイクロＬＥＤ材料ウエハーを、ハンドリング基板の第１の主表面に接合する工程であって、多数のマイクロＬＥＤ材料ウエハーが１つのハンドリング基板に配置されるように、前記ハンドリング基板の前記第１の主表面の長さおよび幅の少なくとも１つは、前記マイクロＬＥＤ材料ウエハーの長さおよび幅より長いものである工程と、
前記マイクロＬＥＤ材料ウエハーを、前記ハンドリング基板によって支持したまま、エッチングして、マイクロＬＥＤアレイを形成する工程と
を含む方法。

【請求項7】

前記ハンドリング基板の前記第１の主表面の前記長さおよび前記幅の両方が、前記マイクロＬＥＤ材料ウエハーの前記長さおよび前記幅より長く、少なくとも１０枚のマイクロＬＥＤウエハーが、該ハンドリング基板の該第１の主表面に接合されるものである、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

ＬＥＤ装置の形成方法において、
前記ＬＥＤ装置は、選択的導電性基板上にアレイ状に配列された平均分離ピッチＰ２を有する総数ｍのマイクロＬＥＤを含むものであり、
前記方法は、
平均分離ピッチＰ１を有し、密に詰まったマイクロＬＥＤアレイを、非導電性支持基板の第１の主表面上に支持する工程であって、但し、Ｐ２≧１０×Ｐ１である工程と、
前記非導電性支持基板を、前記密に詰まったマイクロＬＥＤアレイが前記選択的導電性基板の第１の主表面に対向して配置されるように、移動する工程と、
前記非導電性支持基板を、前記密に詰まったマイクロＬＥＤアレイが前記選択的導電性基板の前記第１の主表面に対向した状態で配置させたまま、ｎ個の隣接しないマイクロＬＥＤの群を、該支持基板上の該密に詰まったアレイから前記導電性基板へと分離する工程であって、但し、ｎ≧０．０５×ｍである工程と
を含む方法。

【請求項9】

前記密に詰まったマイクロＬＥＤアレイを形成する工程を、
更に含み、
その工程は、
各々がマイクロＬＥＤ材料層および成長基板を有する少なくとも１０枚のマイクロＬＥＤウエハーを、前記非導電性支持基板に接合する工程と、
前記マイクロＬＥＤウエハーを前記非導電性支持基板に接合した後に、前記成長基板を、各該マイクロＬＥＤウエハーから取り除く工程と、
前記成長基板を取り除いた後に、前記密に詰まったマイクロＬＥＤアレイを、前記非導電性支持基板に支持されたままの前記接合されたマイクロＬＥＤ材料層から形成する工程と
を含むものである、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

マイクロＬＥＤ支持装置において、
ガラスまたはガラスセラミック基板と、
少なくとも１０層のマイクロＬＥＤ材料層のアレイと
を含み、
前記ガラスまたはガラスセラミック基板は、第１の主表面、前記第１の主表面と反対側の第２の主表面、少なくとも５０モル％のＳｉＯ_２、２００ｍｍより広い幅、および、２００ｍｍより長い長さを有するものであり、
前記少なくとも１０層のマイクロＬＥＤ材料層のアレイは、前記ガラスまたはガラスセラミック基板の前記第１の主表面に接合され、各前記マイクロＬＥＤ材料層は、１００μｍ以下の平均分離ピッチを有する密に詰められたマイクロＬＥＤアレイへと形成され、各マイクロＬＥＤは１００μｍ以下の幅を有するものであり、
１枚の前記ガラスまたはガラスセラミック基板によって支持されるマイクロＬＥＤの総数は、１０，０００，０００より多数である装置。

【請求項11】

前記マイクロＬＥＤ材料層のアレイは、前記ガラスまたはガラスセラミック基板の前記第１の主表面に接合された少なくとも３０層のマイクロＬＥＤ材料層を含み、
１枚の前記ガラスまたはガラスセラミック基板によって支持されたマイクロＬＥＤの総数は、８００，０００，０００より多数である、請求項１０に記載のマイクロＬＥＤ支持装置。

【請求項12】

前記ガラスまたはガラスセラミック基板は、０．２５ｍｍと１ｍｍの間である前記第１の主表面と前記第２の主表面の間の平均厚さを有し、
前記該ガラスまたはガラスセラミック基板は、６７と７０モル％の間のＳｉＯ_２を有するものである、請求項１０または１１に記載のマイクロＬＥＤ支持装置。

【請求項13】

各マイクロＬＥＤ材料層と水平方向に隣接したマイクロＬＥＤ材料層との間に位置する複数の長さ方向に向いた間隙と、
各マイクロＬＥＤ材料層と垂直方向に隣接したマイクロＬＥＤ材料層との間に位置する複数の幅方向に向いた間隙と
を更に含む、請求項１０から１２のいずれか１項に記載のマイクロＬＥＤ支持装置。

【請求項14】

前記長さ方向に向いた間隙、および、前記幅方向に向いた間隙の両方の幅が、少なくとも０．５ｍｍである、請求項１３に記載のマイクロＬＥＤ支持装置。

【発明の詳細な説明】

【関連出願の相互参照】

【0001】

本願は、米国特許法第１１９条の下、２０１７年３月１６日出願の米国仮特許出願第６２／４７２，１２１号の優先権の利益を主張し、その内容は依拠され、全体として参照により本明細書に組み込まれる。

【技術分野】

【0002】

本開示は、概して、マイクロＬＥＤ装置製造分野に関し、特に、マイクロＬＥＤを、ディスプレイバックプレーンなどの装置にマストランスファーする処理に関する。

【背景技術】

【0003】

概して、マイクロＬＥＤ材料は、サファイアなどの成長基板上で成長する。次に、マイクロＬＥＤ材料は、典型的には、成長基板上に置かれたままで、エッチングされて、マイクロＬＥＤが形成される。マイクロＬＥＤを、ディスプレイ利用などの利用例で使用するには、マイクロＬＥＤは、ディスプレイバックプレーンに移載される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

エッチング後のマイクロＬＥＤは、密に詰まっていること、および、ディスプレイバックプレーン上のマイクロＬＥＤは、疎に詰められる必要があることから、特に、面積が広いディスプレイについて、マイクロＬＥＤの効率的な移載は難しいことが立証されている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一実施形態は、マイクロＬＥＤディスプレイの形成方法に関する。方法は、複数のマイクロＬＥＤ材料ウエハーを、ハンドリング基板の第１の主表面に移載する工程を含む。第１の面積は、ハンドリング基板の第１の主表面の周縁部によって画定され、複数のマイクロＬＥＤが、各マイクロＬＥＤ材料ウエハーから形成される。方法は、複数のマイクロＬＥＤの部分集合を、ハンドリング基板から、ディスプレイバックプレーンの第１の主表面に移載する工程を含み、ディスプレイバックプレーンは、複数の移載された各マイクロＬＥＤに連結される電気接触部を有するものである。移載されたマイクロＬＥＤの部分集合は、各複数のマイクロＬＥＤ材料ウエハーからの少なくとも１つのマイクロＬＥＤを含み、第１の面積は、ディスプレイバックプレーンの第１の主表面の周縁部によって画定される第２の面積以上である。

【0006】

本開示の更なる実施形態は、ＬＥＤ装置の形成方法に関し、ＬＥＤ装置は、選択的導電性基板上にアレイ状に配列された平均分離ピッチＰ２を有する総数ｍのマイクロＬＥＤを含む。方法は、密に詰まったマイクロＬＥＤアレイを、非導電性支持基板の第１の主表面上に支持する工程を含む。密に詰まったマイクロＬＥＤアレイは、平均分離ピッチＰ１を有し、但し、Ｐ２≧１０×Ｐ１である。方法は、非導電性支持基板を、密に詰まったマイクロＬＥＤアレイが選択的導電性基板の第１の主表面に対向して配置されるように、移動する工程を含む。非導電性支持基板を、密に詰まったマイクロＬＥＤアレイが選択的導電性基板の第１の主表面に対向した状態で配置させたまま、方法は、ｎ個の隣接しないマイクロＬＥＤの群を、支持基板上の密に詰まったアレイから導電性基板へと分離する工程を含み、但し、ｎ≧０．０５×ｍである。

【0007】

本開示の更なる実施形態は、マイクロＬＥＤ支持装置に関する。マイクロＬＥＤ支持装置は、ガラスまたはガラスセラミック基板を含む。ガラスまたはガラスセラミック基板は、第１の主表面、第１の主表面と反対側の第２の主表面、少なくとも５０モル％のＳｉＯ_２、２００ｍｍより広い幅、および、２００ｍｍより長い長さを有する。マイクロＬＥＤ支持装置は、ガラスまたはガラスセラミック基板の第１の主表面に接合された少なくとも１０層のマイクロＬＥＤ材料層のアレイを含み、各マイクロＬＥＤ材料層は、密に詰められたマイクロＬＥＤアレイへと形成される。密に詰められたマイクロＬＥＤアレイは、１００μｍ以下の平均分離ピッチを有し、各マイクロＬＥＤは１００μｍ以下の幅を有する。ガラス基板によって支持されるマイクロＬＥＤの総数は、１０，０００，０００より多数である。

【0008】

更なる特徴および利点は、次の詳細な記載に示され、部分的には、当業者には、その記載から容易に明らかであるか、詳細な記載および請求項に記載し、更に、添付の図面に示したような実施形態を実施することによって、分かるだろう。

【0009】

ここまでの概略的記載、および、次の詳細な記載の両方が、例示的なものにすぎず、請求項の本質および特徴を理解するための概観または枠組みを提供することを意図すると理解すべきである。

【0010】

添付の図面は、更なる理解のために含められて、本明細書に組み込まれ、その一部を形成する。図面は、１つ以上の実施形態を示し、明細書の記載と共に、様々な実施形態の原理および動作を説明する役割を果たす。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】マイクロＬＥＤウエハーがハンドリング基板へ接合される例示的な実施形態による処理を示す概略図である。

【図2】ハンドリング基板への接合後に、成長基板をマイクロＬＥＤ材料層から分離させる例示的な実施形態による処理を示す概略図である。

【図3】エッチング前に、ハンドリング基板が多数のウエハーからのマイクロＬＥＤ材料層を支持する例示的な実施形態による様子を概略的に示す斜視図である。

【図4】多数のウエハーからのマイクロＬＥＤ材料が、ハンドリング基板によって支持されたまま、マイクロＬＥＤへとエッチングされる例示的な実施形態による処理を概略的に示す斜視図である。

【図5】ハンドリング基板が、多数のウエハーからなる材料からエッチングされたマイクロＬＥＤを支持する例示的な実施形態による様子を概略的に示す平面図である。

【図6】例示的な実施形態によるディスプレイバックプレーンに隣接して位置する図５のハンドリング基板を示す概略図である。

【図7】選択した隣接しないマイクロＬＥＤを、ハンドリング基板から分離させて、ディスプレイバックプレーンに接合する例示的な実施形態による処理を示す概略図である。

【図8】例示的な実施形態により、選択した隣接しないマイクロＬＥＤを分離後のハンドリング基板を、概略的に示す平面図である。

【図9】例示的な実施形態により、選択した隣接しないマイクロＬＥＤをハンドリング基板から受け取った後のディスプレイバックプレーンを概略的に示す平面図である。

【図10】例示的な実施形態によるディスプレイバックプレーン上の間隙の配置分布を概略的に示す平面図である。

【図11】例示的な実施形態により、エッチングされて狭い分離ピッチを有するハンドリング基板上のマイクロＬＥＤを示している。

【図12】例示的な実施形態により、広い分離ピッチを有するディスプレイバックプレーン上の３つのマイクロＬＥＤの群を示している。

【発明を実施するための形態】

【0012】

図面を概略的に参照して、マイクロＬＥＤディスプレイバックプレーンの形成システムおよび方法の様々な実施形態を示し、記載する。様々な実施形態において、本明細書に記載のシステムおよび方法は、マイクロＬＥＤバックプレーンの配置分布について、比較的少数の工程を用いて、望まれるマイクロＬＥＤの全てをディスプレイバックプレーンに移載する処理を提供する。マイクロＬＥＤは、典型的には、積層／成長したマイクロＬＥＤ材料を成長基板（例えば、サファイア成長基板）によって支持したまま、マイクロＬＥＤ材料から高密度のアレイへと個々のマイクロＬＥＤをエッチングすることによって形成される。エッチングされたマイクロＬＥＤは、非常に小さく（例えば、１００μｍ未満、更に、１２．５μｍ×１２．５μｍ以下のこともある寸法）、更に、形成された状態の隣接したマイクロＬＥＤ同士の間隔（つまり、ピッチ）も非常に狭い（例えば、１００μｍ未満、１５μｍ未満、または、それより狭いピッチ）。

【0013】

ディスプレイバックプレーンでは、典型的には、隣接したマイクロＬＥＤ同士の間隔が、成長ウエハー上に形成された状態の隣接したマイクロＬＥＤ同士の間隔より何倍も広い。マイクロＬＥＤを、エッチング後の密な状態から、ディスプレイバックプレーン上の疎な状態へと効率的に移載するのは、面積が広いマイクロＬＥＤ装置またはディスプレイの開発における主要課題であり、本出願人が知っている従来の移載方法の殆どが、大型のディスプレイバックプレーン（例えば、約３００ｍｍ×３００ｍｍより大きい寸法を有するディスプレイ）の配置分布には、何百もの独立した移載工程を必要とする。

【0014】

本明細書に記載するように、本明細書に記載のシステムおよび方法は、疎なバックプレーンの配置分布を、比較的少数の移載工程（例えば、２０以下、更に、特定の実施形態において、１２の移載工程、更に、他の実施形態において、４つの移載工程）で、実現する。以下に、更に詳細に記載するように、本明細書に記載の高効率バックプレーン配置分布システムおよび方法は、多数の成長ウエハーからのマイクロＬＥＤ材料を、（例えば、タイル状の）アレイへと、ディスプレイバックプレーンのサイズ以上である大きいハンドリング基板に接合する処理を含む。

【0015】

多数のウエハーからのマイクロＬＥＤ材料は、ハンドリング基板によって支持された状態で、マイクロＬＥＤのアレイへとエッチングされる。本出願人は、多数のウエハーからのマイクロＬＥＤ材料をバックプレーンによって支持したまま、多数のウエハーからのマイクロＬＥＤを同時にエッチングすることによって、マイクロＬＥＤは、（少なくとも、マイクロＬＥＤが成長基板上でエッチング形成されて、エッチング後に、共通のハンドリング基板に移載される処理と比べて、）全ハンドリング基板に亘って、ピッチ変動が非常に低いレベルになると考える。この処理は、ディスプレイバックプレーンと同じ大きさの（または、それより大きいことがありうる）ハンドリング基板が、密に詰まったマイクロＬＥＤアレイを支持する状態を生じる。

【0016】

次に、マイクロＬＥＤを支持する大きいハンドリング基板は、ディスプレイバックプレーンと位置合わせされて、多数の隣接しないマイクロＬＥＤが、（例えば、レーザ分離を介して、）支持基板からディスプレイバックプレーンへと分離される。マイクロＬＥＤを、ディスプレイバックプレーン上に疎に配置分布させるには、望ましいディスプレイバックプレーンピッチで互いに分離され隣接しないマイクロＬＥＤを、ハンドリング基板から分離して、ディスプレイバックプレーンに接合する。

【0017】

したがって、本実施形態において、１つの移載工程で、非常に多数のマイクロＬＥＤ（例えば、そのディスプレイのマイクロＬＥＤの総数の少なくとも５％）が、ディスプレイバックプレーン上に積層される。分かるように、殆どのマイクロＬＥＤディスプレイは、ディスプレイバックプレーン上の各位置で、赤色マイクロＬＥＤ、青色マイクロＬＥＤ、および、緑色マイクロＬＥＤを含むマイクロＬＥＤの群を含み、更に、そのような実施形態において、完全に配置分布されたディスプレイバックプレーンが、各マイクロＬＥＤ色についての異なるハンドリング基板からの少なくとも１つの移載工程で形成される。

【0018】

特定の実施形態において、本出願人は、ハンドリング基板上の隣接したウエハー間に、空の行および列の形態の空所または間隙が形成されて、これらの間隙が、形成された状態のマイクロＬＥＤのピッチより広くなるように、マイクロＬＥＤウエハーをハンドリング基板に接合しうると考える。以下に記載するように、そのような実施形態において、本明細書に記載のシステムおよび方法は、更なるマイクロＬＥＤが配置分布されたハンドリング基板の使用を含み、それらのハンドリング基板は、最初のハンドリング基板上のウエハー間の間隙の行および列により生じたディスプレイバックプレーン上の「間隙」に配置分布するのに用いられる。しかしながら、そのような実施形態において、要求されるＬＥＤ移載工程の総数は、２０未満で、具体的には、１２であり、それは、３つのマイクロＬＥＤ色の各々について、１つの最初の移載工程、３つのマイクロＬＥＤ色の各々について、間隙の行を埋める１つの移載工程、３つのマイクロＬＥＤ色の各々について、間隙の列を埋める１つの移載工程、および、３つのマイクロＬＥＤ色の各々について、間隙交差部を埋める１つの移載工程である。ハンドリング基板上でウエハー間の間隙を生じる実施形態においても、ディスプレイバックプレーンを、２０未満の工程で、配置分布させうるもので、これと比べて、典型的なバックプレーン配置分布処理の移載工程は、何百もの工程である。

【0019】

図１～１０を参照して、ディスプレイバックプレーンを効率的に配置分布させる方法を示し、記載する。図１に示したように、複数（例えば、少なくとも１０、少なくとも３０、少なくとも１００）のマイクロＬＥＤウエハー１０を、ハンドリング基板１２に、接合、接着、移載する。図１に示したように、各マイクロＬＥＤウエハー１０の外面は、ハンドリング基板１２の第１の主表面１４に接合される。特定の実施形態において、各マイクロＬＥＤウエハー１０は、（例えば、青色および緑色マイクロＬＥＤ用には、ＧａＮであり、赤色マイクロＬＥＤ用には、ＩｎＰである）マイクロＬＥＤ材料１６の層を含み、それは、成長基板１８よって支持される。本実施形態において、各ウエハーのマイクロＬＥＤ材料１６の層は、ハンドリング基板の主表面１４に、（例えば、接着材料を通して）接合される。図２に示したように、基板１２に接合した後に、各成長基板１８は、（例えば、矢印１９が表すレーザ分離処理、または、研削および研磨などの代わりの方法を介して）分離されて、各ウエハー１０からのマイクロＬＥＤ材料１６の各層が、ハンドリング基板１２に接合されたまま残る。

【0020】

図１は、例示のために、成長基板１８をマイクロＬＥＤ層１６から取り除く工程を１つの工程で示していると理解すべきである。しかしながら、いくつかの実施形態において、各成長基板１８は、マイクロＬＥＤ層１６がハンドリング基板１２に接着された後で、次の隣接したマイクロＬＥＤ層１６が取り付けられる前に、取り除かれうる。そのような実施形態において、本出願人は、成長基板１８を、隣接したマイクロＬＥＤ層１６の取付け前に取り除くことによって、隣接したマイクロＬＥＤ層１６間に形成される間隙を非常に狭くしうる（約１ｍｍ）と考える。

【0021】

特定の実施形態において、ハンドリング基板１２は、接着剤を含み、それは、最初は硬化されておらず、後で、マイクロＬＥＤ材料層１６が接着剤と接触するとすぐに、硬化される。一実施形態において、接着剤は、ＵＶ硬化接着剤であり、例えば、ハンドリング基板１２を透過するＵＶ光で、硬化させる。以下に、マイクロＬＥＤを選択的に取り除く処理を、より詳細に記載し、個々のマイクロＬＥＤを選択的に分離させる処理は、分離すべきマイクロＬＥＤの位置で、接着剤を加熱して液体状態に戻すレーザを用いて実現しうる。レーザからの熱は、（後述するように）ディスプレイバックプレーン上で半田を加熱するのにも用いうるもので、半田は、マイクロＬＥＤがディスプレイバックプレーンに接合されて、ハンドリング基板１２から分離可能となるように、後で冷却固結されるものである。

【0022】

図１～３を参照すると、マイクロＬＥＤウエハー１０は、（図面の向きにおける）幅および長さの両方の寸法に沿って接合され、マイクロＬＥＤウエハー１０からのＬＥＤ材料１６が、ハンドリング基板１２上に、アレイまたはタイル状の配列を形成する。図３から最もよく分かるように、成長基板１８を取り除いた後に、ウエハー１０からの多数のマイクロＬＥＤ材料層１６が、アレイまたはタイル状パターンで、ハンドリング基板１２の主表面１４に沿って配列される。

【0023】

図３に示したように、ハンドリング基板１２は、幅Ｗ１および長さＬ１の寸法を有する。図１および３から分かるように、ハンドリング基板１２は、多数のウエハー１０（および、多数のウエハー１０からなるマイクロＬＥＤ材料層１６）がハンドリング基板１２の周縁部より内側に入るように、それらのウエハー１０より実質的に大きい。そのような実施形態において、ハンドリング基板は、２Ｗ１＋２Ｌ１の周縁部長さを有し、特定の実施形態において、２Ｗ１＋２Ｌ１は、ウエハー１０の最外周縁部長さの３倍より長く、具体的には、５倍より長く、より具体的には、１０倍より長い。同様に、図３から分かるように、ハンドリング基板１２の第１の主表面１４の面積は、各マイクロＬＥＤ材料層１６の面積の少なくとも１０倍である。このような記載したようなサイズの差異は、多数のウエハー１０からのマイクロＬＥＤ材料層１６が、例えば、一体となって連続して接続した１つの材料のシート、または、そのようなシート同士が接続されて１つのハンドリング基板を形成したシート群などの１つのハンドリング基板１２上で支持されるのを可能にする。図３は、例示のために、ハンドリング基板１２に接合された２０のマイクロＬＥＤ材料層１６を示し、大きいディスプレイバックプレーン（例えば、５０インチディスプレイ（約１２７ｃｍ）、６５インチディスプレイ（約１６５ｃｍ）、７５インチディスプレイ（約１９１ｃｍ）など）、または、多数のディスプレイバックプレーンに配置分布させるためにハンドリング基板１２が構成された多数の利用例において、ハンドリング基板１２は、ディスプレイバックプレーン以上の大きさであり、表面１４の面積を満たすのに十分なマイクロＬＥＤ材料層１６を含むと理解すべきである。

【0024】

特定の実施形態において、ハンドリング基板１２は、比較的大きいディスプレイバックプレーンを、少数のマイクロＬＥＤ移載工程で配置分布するようなサイズを有する。特定の実施形態において、Ｗ１および／またはＬ１は、少なくとも２００ｍｍ、少なくとも３００ｍｍ、少なくとも７００ｍｍ、少なくとも１２７０ｍｍ、少なくとも１６５０ｍｍ、少なくとも１９００ｍｍ、少なくとも２２００ｍｍなどでありうる。これらの実施形態において、ハンドリング基板１２の主表面１４は、３００ｃｍ^２より広いか、１０００ｃｍ^２より広いか、５０００ｃｍ^２より広いか、１０００ｃｍ^２より広いかなどの面積を有する。

【0025】

特定の実施形態において、ハンドリング基板１２は、ディスプレイバックプレーン上に配置された時のマイクロＬＥＤに電力を供給する電気接続部を含まない非導電性支持基板である。様々な実施形態において、基板１２は、ガラスまたはガラスセラミック材料のシートである。いくつかのそのような実施形態において、基板１２の材料は、少なくとも５０モル％のＳｉＯ_２であり、特定の実施形態において、６７モル％と７０モル％の間のＳｉＯ_２である。特定の実施形態において、基板１２は、Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｉｎｃ．から入手可能なＥａｇｌｅ ＸＧガラスであってもよい。

【0026】

様々な実施形態において、基板１２は、大きい周縁部および面積を有することに追加で、比較的薄く軽量で、本明細書に記載するような処理中の取扱いを容易にしうる。図２に示したように、基板１２は、第１の主表面１４と反対側の第２の主表面２６を有する。基板１２は、表面１４と２６の間に画定される厚さＴ１を有する。特定の実施形態において、Ｔ１は、０．２５ｍｍと１ｍｍの間である。

【0027】

図３に示したように、いくつかの実施形態において、マイクロＬＥＤウエハー１０をハンドリング基板１２上に配列することで、複数の水平向きの間隙の行２０、複数の垂直向きの間隙の列２２、および、行２０と列２２の交差部での複数の間隙交差部２４を生じる。いくつかの実施形態において、本出願人は、マイクロＬＥＤウエハー１０の寸法、並びに／若しくは、マイクロＬＥＤ材料層１６をハンドリング基板１２に接合するための接合および分離処理による制約により、マイクロＬＥＤウエハー１０をハンドリング基板１２に取り付ける際に、マイクロＬＥＤウエハー１０同士を近接させる程度には限界があると考える。この限界により、マイクロＬＥＤ材料層１６の隣接したゾーン同士の間に、間隙２０、２２、２４を生じる。

【0028】

図３から分かるように、間隙２０、２２、２４は、マイクロＬＥＤ材料層１６のサイズと比べて、かなり大きく、マイクロＬＥＤ材料層１６から形成されるマイクロＬＥＤのサイズと比べて、非常に大きい。様々な実施形態において、間隙２０、２２は、概して、Ｇ１として表した間隙サイズを有する。特定の実施形態において、Ｇ１は、０．５ｍｍより大きく、具体的には、０．５ｍｍと１．５ｍｍの間であり、より具体的には、約１ｍｍである。図３では、図示を容易にするために、間隙サイズＧ１を誇張していると理解すべきである。例として、マイクロＬＥＤ材料層の寸法は、典型的には、約１００ｍｍ程度で、そのような実施形態において、ハンドリング基板１２の表面積の少なくとも９０％、具体的には、少なくとも９５％、より具体的には、少なくとも９９％が、マイクロＬＥＤ材料層１６によって占められる。図１０について、より詳細に以下に記載するように、本明細書に記載の様々なディスプレイバックプレーン配置分布方法は、間隙２０、２２および交差部２４に対応するディスプレイバックプレーン上の空所に配置分布させるのに、各色のマイクロＬＥＤ用に３つの更なるハンドリング基板を用いる。

【0029】

図４に示したように、成長基板１８を取り除き、ハンドリング基板１２から支持されたマイクロＬＥＤ材料層１６が残ると、マイクロＬＥＤ３０が、基板１２上に位置する多数のマイクロＬＥＤ層１６から形成される。図４に示したように、マイクロＬＥＤ３０は、ハンドリング基板１２に支持された状態の多数のマイクロＬＥＤ材料層１６から形成され、特定の実施形態において、全てのマイクロＬＥＤ３０は、ハンドリング基板１２上に支持されたままの全てのマイクロＬＥＤ材料層１６から形成される。

【0030】

特定の実施形態において、マイクロＬＥＤ材料層１６がハンドリング基板１２によって支持されたまま、マイクロＬＥＤ材料層１６の全てを、複数のマイクロＬＥＤ３０を形成するようにエッチングすることによって、マイクロＬＥＤ３０が形成される。いくつかの実施形態において、マイクロＬＥＤ３０を形成するエッチングは、フォトレジスト膜を、ハンドリング基板１２の第１の主表面１４上に支持されたマイクロＬＥＤ材料層１６の全てに塗布する工程を含む。

【0031】

図４は、図示を容易にするために、各ウエハー１０からのマイクロＬＥＤ材料層１６を、１６のマイクロＬＥＤにエッチングするのを示していると理解すべきである。各マイクロＬＥＤ材料層１６から形成されるマイクロＬＥＤ３０の正確な数は、ウエハー１０のサイズ、および、各マイクロＬＥＤ３０の最終サイズに応じたものであるが、各マイクロＬＥＤ材料層１６は、多数のマイクロＬＥＤ３０を形成する。特定の実施形態において、各マイクロＬＥＤ材料層１６は、１，０００，０００より多数のマイクロＬＥＤ３０、少なくとも１０，０００，０００のマイクロＬＥＤ３０、少なくとも３０，０００，０００のマイクロＬＥＤ３０などを形成する。したがって、様々な実施形態において、各ハンドリング基板１２は、１０，０００，０００より多数のマイクロＬＥＤ、１００，０００，０００より多数のマイクロＬＥＤ３０、５００，０００，０００より多数のマイクロＬＥＤ、８００，０００，０００より多数のマイクロＬＥＤなどを支持しうる。

【0032】

更に、図４を参照して、各マイクロＬＥＤ材料層１６から形成されたマイクロＬＥＤ３０の数は、Ｗ２として表した各マイクロＬＥＤ３０のサイズ、Ｗ３として表した各マイクロＬＥＤ層１６のサイズ、および、Ｐ１として表した各マイクロＬＥＤ材料層１６内の隣接したマイクロＬＥＤ３０同士の分離距離またはピッチに応じる。様々な実施形態において、Ｗ２は、１００μｍ以下であり、Ｐ１は、１００μｍ以下である。様々な実施形態において、Ｗ３は、５０ｍｍと１５０ｍｍの間であり、より具体的には、約１００ｍｍである。いくつかの実施形態において、マイクロＬＥＤ３０は、非常に小さいか、または、密に詰まったマイクロＬＥＤである。具体的には、いくつかの実施形態において、マイクロＬＥＤ３０は、矩形で、約１１．５×１１．５μｍの寸法を有し、いくつかのそのような実施形態において、約１２．５μｍのピッチＰ１を有する。いくつかの実施形態において、Ｗ２は、５μｍもの小さいサイズである。

【0033】

図５～９を参照すると、ハンドリング基板１２を用いた１つ以上のディスプレイバックプレーン４０への配置分布を示している。本明細書に記載のシステムおよび方法を用いたディスプレイバックプレーンの配置分布を例示するために、図５は、マイクロＬＥＤ材料１６の更なる領域がマイクロＬＥＤ３０へとエッチングされた状態のハンドリング基板１２を示している。図示を容易にするために、図５は、間隙の行２０、および、間隙の列２２を、線で示している。

【0034】

概して、図６を参照すると、ディスプレイバックプレーン４０として示した、導電トレースを有する絶縁性基板などの選択的導電性基板は、マイクロＬＥＤ３０を受け付けて、表示利用例でマイクロＬＥＤ３０を支持するように構成された支持装置である。特定の利用例において、ディスプレイバックプレーン４０は、１つ以上の導電層／素子、および、ディスプレイバックプレーン４０に移載された各マイクロＬＥＤ４０に連結される電気接触部を含む支持装置である。

【0035】

図６および図７を参照すると、ハンドリング基板１２は、マイクロＬＥＤ３０がディスプレイバックプレーン４０の第１の主表面４２に対向するように、移動配置される。分かるように、ディスプレイバックプレーン４０上の望ましいマイクロＬＥＤ分離ピッチＰ２は、ハンドリング基板１２上でマイクロＬＥＤ３０が蜜でエッチングされた状態でのエッチングされた分離ピッチＰ１より広い。図７を参照すると、ディスプレイバックプレーン４０に必要なマイクロＬＥＤのより広い分離ピッチＰ２を提供するように、マイクロＬＥＤ３０の部分集合が、（例えば、選択的レーザ分離処理を介して）ハンドリング基板１２からディスプレイバックプレーン４０に移載される。図７に示したように、ディスプレイバックプレーン４０上で必要な分離ピッチは、望ましいバックプレーンピッチＰ２で互いに離間された隣接しないマイクロＬＥＤ４４を移載することによって、提供される。

【0036】

更に、必要な移載工程の数を削減または最小にするために、ハンドリング基板１２の表面１４の面積は、ディスプレイバックプレーン４０の表面４２の面積以上である。したがって、基板１２はディスプレイバックプレーン４０以上の大きさなので、図６、７に示した対向配列の場合には、基板１２上の１つのマイクロＬＥＤ３０は、ディスプレイバックプレーン４０上の望ましいＬＥＤ位置の殆ど、または、全てに対向するものとなる。したがって、互いに表示ピッチＰ２で分離され隣接しない各マイクロＬＥＤ３０を選択的に分離することで、ディスプレイバックプレーン４０上に、ピッチＰ２を有する移載されたマイクロＬＥＤ４４を形成する。このように、マイクロＬＥＤ３０が、ディスプレイバックプレーン４０の殆ど、または、全体に、１つの移載工程で、必要に応じたように配置分布される。

【0037】

図７および図８を参照して、基板１２からのマイクロＬＥＤ３０の移載を、より詳細に記載する。マイクロＬＥＤ３０の部分集合を基板１２から分離して、整然としたパターンの空所４８を有する、部分的に配置分布されていない基板４６が形成されるが、それらの空所は、分離移載されてディスプレイバックプレーン４０上に位置するマイクロＬＥＤ４４となったマイクロＬＥＤ３０が占めていた領域である。図９に示したように、ディスプレイバックプレーン４０上に移載されたマイクロＬＥＤ４４は、基板１２からマイクロＬＥＤを移載することで空けられた空所４８の鏡像である。

【0038】

更に、図７～９に示したように、各マイクロＬＥＤ層１６から、少なくとも１つのマイクロＬＥＤ３０が、ディスプレイバックプレーン４０に移載され、そのような実施形態において、基板１２から、マイクロＬＥＤ３０の部分集合だけが移載されて、ディスプレイバックプレーン４０に配置分布されるので、基板１２を、多数のディスプレイバックプレーンに配置分布するのに用いうる。例えば、図７～９は、各マイクロＬＥＤ層１６から、２５％のマイクロＬＥＤ３０が移載されたのを示しており、したがって、基板１２を用いて、４つのディスプレイバックプレーン４０に配置分布しうる。しかしながら、上記のように、各マイクロＬＥＤ層１６は、典型的には、何百万ものマイクロＬＥＤ３０を含み、更に、Ｐ２のＰ１に対する比は非常に大きいので、各移載工程において、基板１２から、ＬＥＤの総数の小さい部分だけ（例えば、マイクロＬＥＤ３０の５％未満、マイクロＬＥＤ３０の３％未満、マイクロＬＥＤ３０の１％未満など）が、バックプレーン４０に移載される。したがって、多数のディスプレイバックプレーンに配置分布するために、各基板１２を、多数のバックプレーン４０を用いた多数の移載工程で用いうる。

【0039】

分かるように、多数のディスプレイバックプレーン４０は、各ＬＥＤ位置で、３つのマイクロＬＥＤ（赤色が１つ、青色が１つ、更に、緑色が１つ、図１２を参照）を含むので、図７～９について記載した処理を、各々が３色のうちの１色のマイクロＬＥＤを有する３つの異なる基板を用いて繰り返すことになる。更に、特定の実施形態において、処理は、ハンドリング基板から取り除く処理を、マイクロＬＥＤ３０によって占められるサイズおよび空所を考慮して順序付ける処理を含む。例えば、一実施形態において、緑色のマイクロＬＥＤが完全に詰まったハンドリング基板１２は、その完全に詰まった基板１２上のマイクロＬＥＤと、既にバックプレーン４０上に配置された青色マイクロＬＥＤとの干渉により、バックプレーン４０と相対的に図７に示したように配置しうるものではない。したがって、そのような実施形態において、青色マイクロＬＥＤ３０がバックプレーン４０上に既に配置されている場合には、部分的には配置分布されずに緑色マイクロＬＥＤを担持した基板１２を用いる。したがって、いくつかのバックプレーン４０に、最初に緑色マイクロＬＥＤを配置分布させて、部分的に配置分布されない基板１２を、最初に青色マイクロＬＥＤを受け付けたバックプレーン４０に配置分布するために提供し、更に、いくつかのバックプレーン４０に、最初に青色マイクロＬＥＤを配置分布させて、部分的に配置分布されない青色の基板１２を、最初に緑色マイクロＬＥＤを受け付けたバックプレーン４０に配置分布するために提供しうる。

【0040】

いくつかの実施形態において、赤色マイクロＬＥＤは、青色または緑色マイクロＬＥＤの材料の高さより厚い厚さ（例えば、基板１２からの高さ）を有する材料から形成される。したがって、そのような実施形態において、このように高さが高いことから、バックプレーン４０に、最初、または、２番目に、赤色マイクロＬＥＤ３０を配置分布させると、その後で、緑色または青色マイクロＬＥＤ３０をバックプレーンに配置分布させる時に、干渉を生じうる。したがって、そのような実施形態において、本明細書に記載の様々な方法では、赤色マイクロＬＥＤ３０は、全ての緑色および青色マイクロＬＥＤ３０がバックプレーン４０上に配置分布された後に、配置分布される。

【0041】

したがって、図５～９を参照すると、本明細書に記載の処理は、バックプレーン４０上にアレイ状に平均分離ピッチＰ２で配列された総数ｍのマイクロＬＥＤを有する表示装置などのＬＥＤ装置の形成を可能にする。マイクロＬＥＤ３０は、基板１２上では、平均分離ピッチＰ１を有する密に詰まったアレイ状に支持される。様々な実施形態において、Ｐ２は、Ｐ１の１０倍より大きく、より具体的には、Ｐ１の３０倍より大きい。そのような実施形態において、ディスプレイバックプレーン４０のマイクロＬＥＤの総数ｍの大きい部分は、１つの工程で移載される。様々な実施形態において、ｎ個のマイクロＬＥＤ３０は、各分離工程で分離され、バックプレーン４０上に分離されたマイクロＬＥＤ４４が形成される。特定の実施形態において、１つの移載工程で移載されるｎ個である多数のマイクロＬＥＤ３０は、以下の関係の１つ以上を満たす：ｎ≧０．０５×ｍ、ｎ≧０．１×ｍ、ｎ≧０．２×ｍ、または、ｎ≧０．３×ｍ。したがって、分かるように、間隙２０、２２、２４を有する基板を用いても、図５～９について記載した処理は、ディスプレイバックプレーン４０に最終的に必要な数のＬＥＤのうちの非常に大きい割合を、各移載工程で移載するのを可能にする。

【0042】

図１０を参照すると、基板１２が、間隙の行２０、間隙の列２２、および、間隙交差部２４を含む実施形態において、ディスプレイバックプレーン４０上に形成された対応する間隙への配置分布を行うのに、更なる移載工程を必要としうる。図１０に示したように、マイクロＬＥＤを基板１２から移載することで、ディスプレイバックプレーン４０上に、基板１２上に存在する間隙の行２０、列２２、および、交差部２４に対応する間隙が生じる。具体的には、基板１２からの最初の移載工程の後で、ディスプレイバックプレーン４０は、基板の間隙の行２０に対応する間隙の行５０、基板の間隙の列２２に対応する間隙の列５２、および、基板の間隙交差部２４に対応する間隙交差部５４を含む。分かるように、基板１２は間隙２０、２２、２４を含むので、マイクロＬＥＤが基板１２から分離される場合、ＬＥＤがない間隙２０、２２、２４の領域は、ＬＥＤをディスプレイバックプレーン４０の対向する部分に移載することが不可能であり、対応するバックプレーン間隙５０、５２、５４が生じる。

【0043】

図１０に示したように、間隙５０、５２、５４のサイズは、ディスプレイバックプレーン４０上の望ましいピッチＰ２より大きく、更に、その間隙５０、５２、５４のサイズは、間隙を埋める移載工程の前のディスプレイバックプレーン４０上で、マイクロＬＥＤ４４の不均一な分布を生じさせる。これらの間隙および不均一さを解消するために、基板６０、６２、６４として示した３つの更なるハンドリング基板を備える。基板６０、６２、６４は、上記基板１２と同じように形成され、同じ配列を有する。しかしながら、基板６０、６２、６４が、（図７に示したものと同様に）ディスプレイバックプレーン４０と位置合わせされた場合には、選択された離間したマイクロＬＥＤ３０だけが、間隙５０、５２、５４を埋めるために分離される。図１０に示したように、基板６０は、「交差部」基板であり、（番号１として表した）選択したマイクロＬＥＤが、ディスプレイバックプレーン４０へと分離されて、ディスプレイバックプレーン４０上の交差部５４の全てに配置分布される。基板６２は、「行」基板であり、（番号２として表した）選択したマイクロＬＥＤが、ディスプレイバックプレーン４０へと分離されて、間隙の行５０に配置分布される。基板６４は、「列」基板であり、（番号３として表した）選択したマイクロＬＥＤが、ディスプレイバックプレーン４０上へと分離されて、間隙の列５２に配置分布される。特定の実施形態において、交差部５４は、間隙の行５０、または、間隙の列５２の前に埋められる。

【0044】

したがって、図１０に示したように、本実施形態において、所定の色の全てのマイクロＬＥＤが、４つ移載工程で、ディスプレイバックプレーン４０上に配置分布され、その４つの工程は、「交差部」基板６０からの工程、「行」基板６２からの工程、「列」基板６４からの工程、および、基板１２からの工程である。特定の実施形態において、ディスプレイバックプレーン４０は、最初に、「交差部」基板６０からの移載で、最後に、基板１２からの移載で配置分布される。そのような実施形態において、バックプレーン４０を完全に配置分布させるには、４つの移載工程を３つのマイクロＬＥＤの色について繰り返すので、合計で１２の移載工程を必要とする。

【0045】

上記のように、図５～１０は、図示を容易にするために、基板１２、６０、６２、６４上のピッチＰ１は、バックプレーン４０上のピッチＰ２の半分のみであるとして示している。図１１および１２は、エッチングされたマイクロＬＥＤ３０とディスプレイバックプレーン４０の間での典型的なピッチの差異の例を示している。本実施形態において、基板１２上のマイクロＬＥＤ３０のピッチＰ１は、１２．５μｍであり、ディスプレイバックプレーン４０上のマイクロＬＥＤのピッチＰ２は、３７５μｍである。したがって、この例において、３０番目毎のマイクロＬＥＤ３０が、基板１２からディスプレイバックプレーン４０に移載されて、３７５μｍのディスプレイバックプレーンのピッチを提供する。

【0046】

更に、例として、図１２は、３つのマイクロＬＥＤを含む各ＬＥＤ群７０を示している。一実施形態において、各ＬＥＤ群７０は、青色マイクロＬＥＤ７２、緑色マイクロＬＥＤ７４、および、赤色マイクロＬＥＤ７６を含む。他の実施形態において、各ＬＥＤ群７０は、同じ色の３つのＬＥＤを含み、更に、そのような実施形態において、ディスプレイバックプレーン４０を、色変換装置と共に用いて、最終的な表示装置を形成しうる。

【0047】

上記のような取扱い、および、効率性についての利点に追加で、本明細書に記載の方法は、他のマイクロＬＥＤエッチングおよび移載方法と比べて、他の利点も提供しうる。例えば、格子不整合からの応力は、成長基板上でエッチングする間に緩和されるので、マイクロＬＥＤを成長ウエハーから分離させる際のマイクロＬＥＤの横方向のずれが報告されてきた。本出願人は、マイクロＬＥＤの横方向のずれは、成長基板上でエッチングするのではなく、本明細書に記載のように基板１２上でマイクロＬＥＤ３０をエッチングすることによって、軽減または防止しうると推測する。

【0048】

そうでないと明記しない限りは、本明細書に示した、いかなる方法も、その工程が特定の順序で行われることを要すると解釈されることを、全く意図しない。したがって、方法の請求項が、工程を行う順序を実際に記載しないか、または、そうではなく、請求項または明細書の記載で、工程は特定の順序に限定されると具体的に記載しない限りは、いかなる特定の順序が推定されることを、全く意図していない。更に、本明細書で用いるように、原文の英語の不定冠詞は、１つ以上の構成要素または要素を含むことを意図し、１つのみを意味すると解釈されることを意図していない。

【0049】

当業者には、開示した実施形態の精神および範囲を逸脱することなく、様々な変更および変形が可能なことが明らかだろう。当業者には、実施形態の精神および実質を組み込んで、開示した実施形態の変更、組合せ、部分組合せ、および、変形が可能なので、開示した実施形態は、添付の請求項、および、それらの等価物の範囲内の全てを含むと解釈されるべきである。

【0050】

以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。

【0051】

実施形態１
マイクロＬＥＤディスプレイの形成方法において、
複数のマイクロＬＥＤ材料ウエハーを、ハンドリング基板の第１の主表面に移載する工程であって、第１の面積は、前記ハンドリング基板の前記第１の主表面の周縁部によって画定され、複数のマイクロＬＥＤが、各前記マイクロＬＥＤ材料ウエハーから形成されるものである工程と、
前記複数のマイクロＬＥＤの部分集合を、前記ハンドリング基板からディスプレイバックプレーンの第１の主表面に移載する工程であって、前記ディスプレイバックプレーンは、該複数の移載された各マイクロＬＥＤに連結される電気接触部を有し、前記移載されたマイクロＬＥＤの部分集合は、各前記複数のマイクロＬＥＤ材料ウエハーからの少なくとも１つのマイクロＬＥＤを含み、前記第１の面積は、該ディスプレイバックプレーンの前記第１の主表面の周縁部によって画定される第２の面積以上である工程と
を含む方法。

【0052】

実施形態２
前記ハンドリング基板の前記第１の面積は、前記マイクロＬＥＤ材料ウエハーの１つの周縁部によって画定される第３の面積より広いものである、実施形態１に記載の方法。

【0053】

実施形態３
前記ハンドリング基板の前記第１の面積は、前記第３の面積の１０倍より広いものである、実施形態２に記載の方法。

【0054】

実施形態４
前記マイクロＬＥＤの部分集合を、前記ハンドリング基板から前記ディスプレイバックプレーンに移載する工程は、
前記ハンドリング基板を、前記マイクロＬＥＤが前記ディスプレイバックプレーンの前記第１の主表面に対向するように移動する工程と、
前記ハンドリング基板を、前記マイクロＬＥＤが前記ディスプレイバックプレーンの前記第１の主表面に対向する状態で配置させたまま、ｎ個の隣接しないマイクロＬＥＤを、該ハンドリング基板から該ディスプレイバックプレーンの該第１の主表面へと分離する工程と
を更に含み、
但し、ｎは、前記ディスプレイバックプレーンによって支持されるべきＬＥＤの総数の５％以上である、実施形態１に記載の方法。

【0055】

実施形態５
前記マイクロＬＥＤ材料ウエハーが前記ハンドリング基板によって支持されたまま、該マイクロＬＥＤ材料ウエハーの全てをエッチングして、前記複数のマイクロＬＥＤを形成する工程を、
更に含む、実施形態１に記載の方法。

【0056】

実施形態６
前記エッチング工程は、前記ハンドリング基板の前記第１の主表面上に支持されたままの前記全てのマイクロＬＥＤ材料ウエハーに、フォトレジスト膜を塗布してパターン形成を行う工程を含むものである、実施形態５に記載の方法。

【0057】

実施形態７
前記ハンドリング基板は、１枚のガラスまたはガラスセラミック材料であり、前記第１の面積は、少なくとも３００ｃｍ^２である、実施形態１に記載の方法。

【0058】

実施形態８
前記ハンドリング基板は、少なくとも１０枚のマイクロＬＥＤウエハーを支持するものである、実施形態１に記載の方法。

【0059】

実施形態９
垂直向きの間隙が各マイクロＬＥＤ材料ウエハーと水平方向に隣接したマイクロＬＥＤ材料ウエハーとの間に位置し、更に、水平向きの間隙が各マイクロＬＥＤ材料ウエハーと垂直方向に隣接したマイクロＬＥＤ材料ウエハーとの間に位置するように、前記マイクロＬＥＤ材料ウエハーは、前記ハンドリング基板の前記第１の主表面上に配置されるものである、実施形態１に記載の方法。

【0060】

実施形態１０
複数の隣接せずに離間したマイクロＬＥＤを、第２のハンドリング基板から、前記ディスプレイバックプレーンの前記第１の主表面に、該ディスプレイバックプレーン上の全ての垂直な列の中の領域へと移載する工程と、
複数の隣接せずに離間したマイクロＬＥＤを、第３のハンドリング基板から、前記ディスプレイバックプレーンの前記第１の主表面に、該ディスプレイバックプレーン上の全ての水平な行の中の領域へと移載する工程と、
複数の隣接せずに離間したマイクロＬＥＤを、第４のハンドリング基板から、前記ディスプレイバックプレーンの前記第１の主表面に、該ディスプレイバックプレーン上の全ての前記水平な行と前記垂直な列との交差部の中の領域へと移載する工程と
を更に含む、実施形態９に記載の方法。

【0061】

実施形態１１
前記複数の隣接せずに離間したマイクロＬＥＤが前記第２の基板または前記第３の基板のいずれかから前記ディスプレイバックプレーンに移載される前に、前記第４のハンドリング基板からの前記複数の隣接せずに離間したマイクロＬＥＤが、該ディスプレイバックプレーンの前記第１の主表面に、前記交差部の中の前記領域へと、移載されるものである、実施形態１０に記載の方法。

【0062】

実施形態１２
マイクロＬＥＤ装置の形成方法において、
エッチングされていないマイクロＬＥＤ材料ウエハーを、ハンドリング基板の第１の主表面に接合する工程であって、多数のマイクロＬＥＤ材料ウエハーが１つのハンドリング基板に配置されるように、前記ハンドリング基板の前記第１の主表面の長さおよび幅の少なくとも１つは、前記マイクロＬＥＤ材料ウエハーの長さおよび幅より長いものである工程と、
前記マイクロＬＥＤ材料ウエハーを、前記ハンドリング基板によって支持したまま、エッチングして、マイクロＬＥＤアレイを形成する工程と
を含む方法。

【0063】

実施形態１３
前記ハンドリング基板の前記第１の主表面の前記長さおよび前記幅の両方が、前記マイクロＬＥＤ材料ウエハーの前記長さおよび前記幅より長く、少なくとも１０枚のマイクロＬＥＤウエハーが、該ハンドリング基板の該第１の主表面に接合されるものである、実施形態１２に記載の方法。

【0064】

実施形態１４
ＬＥＤ装置の形成方法において、
前記ＬＥＤ装置は、選択的導電性基板上にアレイ状に配列された平均分離ピッチＰ２を有する総数ｍのマイクロＬＥＤを含むものであり、
前記方法は、
平均分離ピッチＰ１を有し、密に詰まったマイクロＬＥＤアレイを、非導電性支持基板の第１の主表面上に支持する工程であって、但し、Ｐ２≧１０×Ｐ１である工程と、
前記非導電性支持基板を、前記密に詰まったマイクロＬＥＤアレイが前記選択的導電性基板の第１の主表面に対向して配置されるように、移動する工程と、
前記非導電性支持基板を、前記密に詰まったマイクロＬＥＤアレイが前記選択的導電性基板の前記第１の主表面に対向した状態で配置させたまま、ｎ個の隣接しないマイクロＬＥＤの群を、該支持基板上の該密に詰まったアレイから前記導電性基板へと分離する工程であって、但し、ｎ≧０．０５×ｍである工程と
を含む方法。

【0065】

実施形態１５
前記密に詰まったマイクロＬＥＤアレイを形成する工程を、
更に含み、
その工程は、
各々がマイクロＬＥＤ材料層および成長基板を有する少なくとも１０枚のマイクロＬＥＤウエハーを、前記非導電性支持基板に接合する工程と、
前記マイクロＬＥＤウエハーを前記非導電性支持基板に接合した後に、前記成長基板を、各該マイクロＬＥＤウエハーから取り除く工程と、
前記成長基板を取り除いた後に、前記密に詰まったマイクロＬＥＤアレイを、前記非導電性支持基板に支持されたままの前記接合されたマイクロＬＥＤ材料層から形成する工程と
を含むものである、実施形態１４に記載の方法。

【0066】

実施形態１６
マイクロＬＥＤ支持装置において、
ガラスまたはガラスセラミック基板と、
少なくとも１０層のマイクロＬＥＤ材料層のアレイと
を含み、
前記ガラスまたはガラスセラミック基板は、第１の主表面、前記第１の主表面と反対側の第２の主表面、少なくとも５０モル％のＳｉＯ_２、２００ｍｍより広い幅、および、２００ｍｍより長い長さを有するものであり、
前記少なくとも１０層のマイクロＬＥＤ材料層のアレイは、前記ガラスまたはガラスセラミック基板の前記第１の主表面に接合され、各前記マイクロＬＥＤ材料層は、１００μｍ以下の平均分離ピッチを有する密に詰められたマイクロＬＥＤアレイへと形成され、各マイクロＬＥＤは１００μｍ以下の幅を有するものであり、
前記ガラス基板によって支持されるマイクロＬＥＤの総数は、１０，０００，０００より多数である装置。

【0067】

実施形態１７
前記マイクロＬＥＤ材料層のアレイは、前記ガラスまたはガラスセラミック基板の前記第１の主表面に接合された少なくとも３０層のマイクロＬＥＤ材料層を含み、
前記ガラス基板によって支持されたマイクロＬＥＤの総数は、８００，０００，０００より多数である、実施形態１６に記載のマイクロＬＥＤ支持装置。

【0068】

実施形態１８
前記ガラスまたはガラスセラミック基板は、０．２５ｍｍと１ｍｍの間である前記第１の主表面と前記第２の主表面の間の平均厚さを有し、
前記該ガラスまたはガラスセラミック基板は、６７と７０モル％の間のＳｉＯ_２を有するものである、実施形態１６に記載のマイクロＬＥＤ支持装置。

【0069】

実施形態１９
各マイクロＬＥＤ材料層と水平方向に隣接したマイクロＬＥＤ材料層との間に位置する複数の長さ方向に向いた間隙と、
各マイクロＬＥＤ材料層と垂直方向に隣接したマイクロＬＥＤ材料層との間に位置する複数の幅方向に向いた間隙と
を更に含む、実施形態１６に記載のマイクロＬＥＤ支持装置。

【0070】

実施形態２０
前記長さ方向に向いた間隙、および、前記幅方向に向いた間隙の両方の幅が、少なくとも０．５ｍｍである、実施形態１９に記載のマイクロＬＥＤ支持装置。

【符号の説明】

【0071】

１０ ウエハー
１２ ハンドリング基板
１６ ＬＥＤ材料層
１８ 成長基板
２０、２２、２４ 間隙
３０ マイクロＬＥＤ
４０ ディスプレイバックプレーン
４４ 移載されたマイクロＬＥＤ
４８ 空所
５０、５２、５４ 間隙
６０、６２、６４ 基板
７０ ＬＥＤ群
７２ 青色ＬＥＤ
７４ 緑色ＬＥＤ
７６ 赤色ＬＥＤ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】