特許 7514777 マイクロＬＥＤを基板に組み付けるための方法及びシステム

(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】2024-07-03

(45)【発行日】2024-07-11

(54)【発明の名称】マイクロＬＥＤを基板に組み付けるための方法及びシステム

(51)【国際特許分類】

   G09F 9/33 20060101AFI20240704BHJP

   G09F 9/00 20060101ALI20240704BHJP

   G09F 9/30 20060101ALI20240704BHJP

   H01L 33/48 20100101ALI20240704BHJP

【ＦＩ】

G09F9/33

G09F9/00 338

G09F9/30 338

H01L33/48

【請求項の数】 23

(21)【出願番号】P 2021015246

(22)【出願日】2021-02-02

(65)【公開番号】P2021140144

(43)【公開日】2021-09-16

【審査請求日】2024-02-02

(31)【優先権主張番号】16/805,911

(32)【優先日】2020-03-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】504407000

【氏名又は名称】パロ アルト リサーチ センター，エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100067013

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 文昭

(74)【代理人】

【識別番号】100086771

【弁理士】

【氏名又は名称】西島 孝喜

(74)【代理人】

【氏名又は名称】上杉 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100120525

【弁理士】

【氏名又は名称】近藤 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100139712

【弁理士】

【氏名又は名称】那須 威夫

(72)【発明者】

【氏名】ヨンダ・ワン

(72)【発明者】

【氏名】チョンピン・ル

(72)【発明者】

【氏名】チャン・ワン

(72)【発明者】

【氏名】ソウラブ、レイチャウドフリ

【審査官】村上 遼太

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１９－５３６２６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１９－５３０２０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１９－５２７４６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１４０４００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１３８９４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１６２２３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０３９３０６９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０１８９４７７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１９／１４７５８９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０２１－１１０８７５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０９Ｆ９／００－９／４６

Ｈ０１Ｌ３３／００

３３／４８－３３／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エピタキシーウェハから第１のクーポン基板にマイクロＬＥＤチップを移送することであって、前記第１のクーポン基板は、前記マイクロＬＥＤチップを一時的に保持する第１の軟質接着層を有する、ことと、
１つ以上の移送基板を介して、前記マイクロＬＥＤチップのサブセットを前記第１のクーポン基板から、前記マイクロＬＥＤチップの前記サブセットを一時的に保持する第２の軟質接着層を有する第２のクーポン基板に移送することと、
前記１つ以上の移送基板を介して、マイクロＬＥＤチップのパターンを別の基板から前記第２のクーポン基板に移送して、前記マイクロＬＥＤチップの前記サブセット内の空孔を充填することであって、前記１つ以上の移送基板は、前記マイクロＬＥＤチップの前記サブセット及び前記マイクロＬＥＤチップの前記パターンをグループとして保持し、解放するように個別に作動する複数の移送要素を有する、ことと、を含む、方法。

【請求項2】

前記第１のクーポン基板から前記第２のクーポン基板への前記マイクロＬＥＤチップの前記サブセットは、前記第１のクーポン基板上の前記マイクロＬＥＤチップのピッチと比較して、前記第２のクーポン基板上で増加したピッチを有する、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記第１のクーポン基板上で不良マイクロＬＥＤを検出することを更に含み、前記マイクロＬＥＤチップの前記サブセットは、前記不良マイクロＬＥＤを除外するように選択される、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記不良マイクロＬＥＤを検出することは、フォトルミネッセンス検査、エレクトロルミネッセンス検査、及び顕微鏡を用いた目視検査のうちの１つ以上を含む、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記移送要素のそれぞれ１つは、前記移送要素の接着性及びヤング率のうちの少なくとも１つを変化させるそれぞれの加熱要素を介して起動させられる、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記第１の軟質接着層及び前記第２の軟質接着層は、前記移送要素のそれぞれ１つの保持力よりも小さく、かつ前記移送要素のそれぞれ１つの剥離力よりも大きい接着力を及ぼす、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記空孔は、前記第１のクーポン基板から前記第２のクーポン基板に１つ以上のマイクロＬＥＤチップが移送されなかったことから生じる、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

前記空孔は、前記第１のクーポン基板から前記第２のクーポン基板に不良マイクロＬＥＤチップを意図的に移送しないことから生じる、請求項１に記載の方法。

【請求項9】

前記第２のクーポン基板から１つ以上の不良マイクロＬＥＤチップを選択的に除去して、前記第２のクーポン基板上に前記空孔をもたらすことを更に含む、請求項１に記載の方法。

【請求項10】

前記不良マイクロＬＥＤチップを選択的に除去すること及び前記空孔を充填することは、前記クーポン基板上の全てのマイクロＬＥＤチップが収率閾値を満たすまで繰り返される、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記エピタキシーウェハから前記第１のクーポン基板に前記マイクロＬＥＤチップを移送することは、
キャリア基板上に接着剤をコーティングすることと、
前記マイクロＬＥＤチップが前記接着剤に接合されるように、前記エピタキシーウェハを移動して前記キャリア基板に接触させることと、
前記エピタキシーウェハを前記マイクロＬＥＤチップから熱的又は光学的に解放することと、
前記マイクロＬＥＤチップが前記第１の軟質接着層に付着するように、前記キャリア基板を移動して前記第１のクーポン基板に接触させることと、
前記マイクロＬＥＤチップを前記キャリア基板から前記第１のクーポン基板に移送することと、を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項12】

前記エピタキシーウェハから前記キャリア基板に前記マイクロＬＥＤチップを移送することは、前記キャリア基板及び前記エピタキシーウェハのうちの１つを介してレーザ光を当てることを含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記キャリア基板から前記第１のクーポン基板に前記マイクロＬＥＤチップを移送することは、前記キャリア基板を反転させて前記第１のクーポン基板と向き合わせることを含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項14】

前記キャリア基板から前記第１のクーポン基板に前記マイクロＬＥＤチップを移送することは、紫外線、熱、又は機械的力を適用することのうちの少なくとも１つを含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項15】

前記キャリア基板上の前記マイクロＬＥＤチップを試験することを更に含み、前記試験することは、前記マイクロＬＥＤチップのエレクトロルミネッセンス測定及びフォトルミネッセンス測定のうちの１つ以上を含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項16】

前記第１の軟質接着層及び前記第２の軟質接着層は、シリコーンゲル及びポリジメチルシロキサンのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項17】

前記第２のクーポン基板からバックプレーン基板に前記マイクロＬＥＤチップの全てを移送してディスプレイを形成することを更に含む、請求項１に記載の方法。

【請求項18】

前記バックプレーン基板は、薄膜トランジスタが上に形成されている基板を含む、請求項１７に記載の方法。

【請求項19】

前記バックプレーン基板は、ＰＣＢ基板又はシリコン基板を含む、請求項１７に記載の方法。

【請求項20】

前記マイクロＬＥＤチップは、１マイクロメートル～１ミリメートルの最大寸法を有する、請求項１に記載の方法。

【請求項21】

前記他の基板は、前記マイクロＬＥＤチップのパターンを保持する第３の軟質接着層を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項22】

複数のマイクロＬＥＤチップをグループとして保持し、解放するように個々に作動する複数の移送要素をそれぞれ有する１つ以上の移送基板と、
複数のマイクロＬＥＤチップが形成されるエピタキシーウェハと、
それぞれの第１の軟質接着層及び第２の軟質接着層を含む、第１のクーポン基板及び第２のクーポン基板と、
前記１つ以上の移送基板に連結されたコントローラであって、
前記エピタキシーウェハから前記第１のクーポン基板の前記第１の軟質接着層に複数の前記マイクロＬＥＤチップを移送し、
前記１つ以上の移送基板を介して、前記第１のクーポン基板から前記第２のクーポン基板の前記第２の軟質接着層に前記複数のマイクロＬＥＤチップのサブセットを移送し、
前記１つ以上の移送基板を介して、別の基板から前記第２のクーポン基板にマイクロＬＥＤチップのパターンを移送して、前記マイクロＬＥＤチップのサブセット内の空孔を充填するように動作可能である、コントローラと、を備える、システム。

【請求項23】

ディスプレイのバックプレーン基板を更に備え、前記コントローラは、前記第２のクーポン基板から前記バックプレーン基板に前記マイクロＬＥＤチップの全てを移送して、前記ディスプレイを形成するように更に動作可能である、請求項２２に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、マイクロＬＥＤを基板に組み付けるための方法及びシステムを対象とする。一実施形態では、マイクロＬＥＤチップは、エピタキシーウェハから第１のクーポン基板に移送される。第１のクーポン基板は、マイクロＬＥＤチップを一時的に保持する、第１の軟質接着層を有する。マイクロＬＥＤチップのサブセットは、第１の移送基板を介して、第１のクーポン基板から、マイクロＬＥＤチップのサブセットを一時的に保持する、第２の軟質接着層を有する第２のクーポン基板に移送される。マイクロＬＥＤチップのパターンは、第２の移送基板を介して、別の基板から第２のクーポン基板に移送されて、マイクロＬＥＤチップのサブセット内の空孔を充填する。第１の移送基板及び第２の移送基板は、複数の微小物体を同時に保持し、解放するように動作可能である。

【0002】

様々な実施形態のこれら及び他の特徴及び態様は、以下の詳細な考察及び添付の図面を考慮して理解され得る。

【図面の簡単な説明】

【0003】

以下の考察は、以下の図を参照するが、同じ参照番号は、多数の図において類似の／同じ構成要素を識別するために使用されてもよい。図面は必ずしも縮尺どおりではない。

【0004】

【図1】例示的な実施形態によるアセンブリプロセスを示すブロック図である。

【図2】例示的な実施形態によるアセンブリプロセスを示すブロック図である。

【0005】

【図3】例示的な実施形態による装置及びシステムのブロック図である。

【0006】

【図4】例示的な実施形態による高次のアセンブリプロセスを示すブロック図である。

【0007】

【図5】図４に示すプロセスの詳細な処理工程を示すブロック図である。

【図6】図４に示すプロセスの詳細な処理工程を示すブロック図である。

【図7】図４に示すプロセスの詳細な処理工程を示すブロック図である。

【0008】

【図8】例示的な実施形態による方法を示すフロー図である。

【図9】例示的な実施形態による方法を示すフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本開示は、個々の微小物体の高度な位置合わせを維持しつつ、ドナー基板から別の基板に多数の微小物体（例えば、粒子、チップレット、ミニ／マイクロＬＥＤダイ）を並行して移送するためのシステム及び方法に関する。この方法及びシステムにより、移送基板から微小物体を選択的に移送し、微小物体を宛先、つまりターゲット基板に選択的に配置することが可能になる。この方法及びシステムは、マイクロＬＥＤディスプレイ及び類似のデバイスを組み立てるために使用することができる。

【0010】

マイクロＬＥＤは、より薄い、より明るい、より軽い、低電力ディスプレイとなる可能性があるために、次世代ディスプレイ技術として登場している。マイクロＬＥＤディスプレイは、それぞれ画素を形成する、微小ＬＥＤのアレイで作製される。ＯＬＥＤディスプレイ及びマイクロＬＥＤディスプレイの両方は、従来のＬＣＤシステムと比較して、大幅に低減されたエネルギー要件を提供する。ＯＬＥＤとは異なり、マイクロＬＥＤは、従来のＧａＮ ＬＥＤ技術に基づくものであり、これは、ＯＬＥＤが生成するものよりも高い総輝度のみならず、単位出力発光に関してより高い効率を提供する。これはまた、ＯＬＥＤのより短い寿命に悩まされない。

【0011】

マイクロＬＥＤを利用する単一の４Ｋテレビは、次に組み立てられる必要がある約２５００万の小型ＬＥＤサブピクセルを有する。チップレットの大量移送は、マイクロＬＥＤ製造に使用され得る１つの技術である。大量移送技術に依存するディスプレイアセンブリプロセスは、マイクロＬＥＤ製造プロセスにおけるボトルネックのうちの１つである。ディスプレイは、通常、単一のエピタキシーウェハが達成し得るよりも高い画素収率を必要とする。したがって、アセンブリ技術は、機能しないＬＥＤがディスプレイ基板に移送されることを回避する方法を提供するべきである。例えば、ウェハ及びドナーキャリア上の不良マイクロＬＥＤは、大量移送プロセス中に効率的な方法で除去され、正常なものと交換され得、低製造コストで全体的な収率向上をもたらす。

【0012】

本開示では、このような種類の選択的移送ヘッドを活用して、効率的な方法で高画素収率のマイクロＬＥＤディスプレイを組み立てることができる、大量移送方法及びシステムについて説明する。このシステム及び方法は、Ｋｎｏｗｎ Ｇｏｏｄ Ｄｉｅ（ＫＧＤ）チップ移送及び大量移送プロセス中の並行ピクセル修理をサポートする。

【0013】

要望に応じて任意のパターンでチップレットを選択的に移送することが可能であることは、マイクロＬＥＤディスプレイ製造のために効果的な移送プロセス、画素修理、孔／空孔の再充填を容易にするのに有用であり、高いプロセス収率をもたらすであろう。エラストマースタンプは、この種類の用途のための微小スケールのＬＥＤチップを決定的に移送するために使用されてきた。しかしながら、エラストマースタンプは、固定パターンを有し、チップレットの任意のパターンを移送することができない。必然的に、チップレットの一部のサブセットは不良になり、したがって、そのようなスタンプを使用してそれらのいくつかの選択を置き換えることは困難になる。

【0014】

図１及び図２では、例示的な実施形態によるデバイス、システム、及び方法を使用して達成することができるアセンブリプロセスの例を示す。図１では、基板１００上に成長又は配置した可能性があるチップレット１０１のアレイを含むドナーウェハ／基板１００が示されている。アレイ１０１内の陰影付きチップレットは不良であると識別されており、チップレットがターゲット基板１０２に移送されると、チップレットアレイのサブセット１０１ａ、すなわち、陰影付けられていない良好なチップレットのみが移送される。これは、特定されると、ドナー基板１００からサブセット１０１ａのみを選択的にピックアップすることができる、図２に示すような移送基板２０２によって達成され得る。図２に示されるように、移送基板２０２はその後、（例えば、異なるドナー基板から）チップレット２００の第２のセットをピックアップする。セット２００内のチップレットの位置は、第１のドナー基板１００上の不良チップレットの位置に対応する。移送基板２０２は、このセット２００をターゲット基板１０２に移動させ、結果として、ターゲット基板１０２上に位置する動作チップレットの完全なセット２０１が得られる。

【0015】

１組の移送要素（例えば、移送画素）を有する移送基板は、微小物体のサブセットを選択的に保持することができる。したがって、全ての移送要素がサブセットよりも大きい微小物体のアレイと接触している場合であっても、サブセットのみが接着及び移送され、サブセットの外側の物体は、取り残されるか、又はさもなければ影響を受けない。同様に、移送要素の全てが微小物体を現在保持していても、サブセットのみがターゲットに移送されるように、移送基板は、基板に現在取り付けられている微小物体のサブセットを選択的に解放することができ得る。このプロセスは、物体の選択的な保持又は解放に影響を及ぼす恒久的な結合が必要とされないように、反復可能かつ可逆的である。

【0016】

図３の側面図は、例示的な実施形態による装置３００の詳細を示す。装置は、２つ以上の移送要素３０４を有する移送基板３０２を含む。移送要素３０４は、剛性を変化させるために選択的に作製することができ、これは、要素が作製される材料のヤング率として表すことができる。ヤング率は、線状弾性レジームの材料におけるひずみ（比例変形）で割った応力（単位面積当たりの力）の尺度である。一般に、より高いヤング率（応力σに対するより低いひずみ）を有する材料は、より低いヤング率（同じσに対するより高いひずみ）を有する材料よりも剛性である。また、材料の動的性能も考慮する貯蔵弾性率などの材料の剛性を表すために他の尺度を使用してもよい。部品の性能を定義する際に機能的に同等であり得るばね定数などの部品の剛性を表すためにいくつかの尺度を使用してもよい。剛性は定義されるけれども、移送要素３０４は、以下に記載されるようにデバイスの移送に利用することができる温度に応じて、剛性に変化がある。

【0017】

移送要素３０４のそれぞれは、より低い温度で６ＭＰａを超えるより高いヤング率、及びより高い温度で１ＭＰａ未満のより低いヤング率を有する接着要素３０６を含む。移送要素３０４のそれぞれはまた、例えば入力３１０を介して、入力に応じて接着要素３０６の温度を変化させるように動作可能な熱要素３０８を含む。コントローラ３１２は、入力３１０を熱要素３０８に提供するように結合され、それによって、移送要素３０４のサブセットが物体３１４を選択的にピックアップし、保持し、（任意選択的に）物体３１４を移送基板３０２から解放する。具体的には、物体３１４は、より低い温度で移送要素３０４に固着しないが、より高い温度で固着する。接着の信頼性を高めるために、移送要素は、移送基板３０２から物体３１４を引き離すことを試みる前に冷却されてもよい。温度の変化は、粘着性（tackiness）、粘着性（stickiness）、多孔性、流体含有量、密度など物体３１４の選択的接着及び解放を支援し得る接着要素３０６の他の特性に影響を及ぼし得ることに留意されたい。

【0018】

装置３００は、移送基板３０２からターゲット基板３１６に微小物体（例えば、１μｍ～１ｍｍ）を移送するために使用されるシステムである微小移送システム３１９の一部であってよい。接着要素３０６は、ステアリルアクリレート系（ＳＡ）を含有するマルチポリマーで形成されてもよい。そのような場合、より高い温度とより低い温度との間の差は、接着要素３０６の粘着性を調節するために２０℃未満（又は他の場合では５０℃未満）であってもよく、これにより、例えば、より高い温度で１ＭＰａ未満からより高い温度で６ＭＰａ超えまで、表面接着とヤング率に顕著な違いがある。システムなどの中のコントローラ３１２は、本明細書に記載されるように、物体の移送を容易にするために、基板間の相対運動を誘導するアクチュエータに結合されてもよい。

【0019】

熱要素３０８は、加熱要素及び冷却要素の一方又は両方を含んでもよい。入力３１０は、電気信号及び／又はレーザ光を含んでもよい。入力３１０は、移送要素３０４の総数よりもコントローラ３１２に進むラインが少ないように（例えば、マトリックス回路を使用して）構成されてもよい。移送要素３０４は、接着要素３０６と移送基板３０２との間に断熱材３０９を更に含んでもよい。断熱材３０９は、基板３０２への熱伝達を防止するのに役立ち、それによって接着要素３０６における温度変化に影響を及ぼし、応答時間を減少させるために必要なエネルギーの量を減少させる。

【0020】

一般に、移送要素３０４は、温度に応じてコンプライアンスを調節する（例えば、急な剛性から軟質への転移を有する）ことができる中間移送表面を形成する。このような表面を使用して、制御された及び選択可能な方法で微小物体のグループをピックアップ及び解放することができる。各移送要素３０４は、１マイクロメートル以上～数百マイクロメートルの横方向寸法Ｗを有して、同様の寸法のマイクロオブジェクトをピックアップし得る。各移送要素３０４は、１マイクロメートル未満～数百マイクロメートルの総厚さＴを有し得る。移送アレイのピッチは、数マイクロメートル～数ミリメートルで変動し得る。いくつかの実施形態では、熱要素３０８及び絶縁層３０９は、互いに物理的に分離されていない連続層である。したがって、移送要素「画素」は、加熱／冷却要素が個別にアドレス指定され、制御され得る領域である。基板３０２材料としては、ガラス、石英、シリコン、ポリマー、及び炭化ケイ素（ＳｉＣ）が挙げられ得るが、これらに限定されない。基板３０２は、数十マイクロメートル～数ミリメートルの厚さ範囲、及び数ミリメートル～１メートルの横方向寸法を有してもよい。

【0021】

上記のように、移送基板３０２は、マイクロコンポーネントからデバイスを構築するために使用される自動システムの一部であり得る。例えば、マイクロＬＥＤは、移送基板３０２を使用してディスプレイへと組み立てられ得る。コントローラ３１２（複数のプロセッサ及び装置を含み得る）を使用して他のデバイスを制御し、この自動アセンブリを実行することができる。例として、微小物体の反転、接合、選択的除去、及び追加などウェハ３２２上での動作を実行することができるロボットアーム３２０及びコンベヤ３２４を示す。マイクロデバイスアセンブリのためのこれらのデバイス及び他の自動デバイスの構成及び動作は、当該技術分野において十分に確立されている。

【0022】

図３に示す移送基板３０２の構造には、多くの可能な変形例が存在する。また、移送要素に使用され得る異なる材料が存在する。これらの代替実施形態のより完全な説明は、その内容が参照により本明細書に組み込まれる、２０１９年１１月１２日に出願された同一所有者の米国特許出願第１６／６８１，２１５号に示され、記載されている。これらの実施形態の多くは、以下により詳細に記載するように、マイクロＬＥＤデバイスの製造に適用可能であり得る。

【0023】

図４では、図は、例示的な実施形態によるマイクロＬＥＤデバイス（例えば、ディスプレイ）の製造プロセスの高次の工程を示す。第１の工程４００は、チップが製造されたエピタキシーウェハから移送基板にマイクロＬＥＤチップ（の全て又はサブセット、例えばＫＧＤ）を移送することを含む。移送基板は、チップを一時的に保持するための接着面を有する。

【0024】

移送基板からチップのサブセットを選択的に移送することにより、高収率クーポンが生成される（４０１）。これは、（１）クーポン基板からチップのサブセットを選択的に除去すること、（２）移送基板又は別のクーポン基板からのチップで空孔を充填することの２つの活動のうちの少なくとも１つを介してクーポン画素を修理することを含み得る。工程４０１は、クーポンの画素収率が、例えば、ＫＧＰ閾値の９９．９９９９％などある要件を達成するまで繰り返され得る。次いで、チップは、クーポン基板から、バックプレーンに電気的に相互接続される最終基板に移送される（４０２）。

【0025】

図５では、図は、図４に示す工程４００を含む、より詳細なプロセスを示す。これらのプロセスの一部は任意であってもよく、プロセス工程の完全なリストは、例示の目的で提供されるものであり、限定するものではない。複数のマイクロＬＥＤチップ５０２を含むエピタキシーウェハ５００が形成される（５２０）。ウェハ５００上の陰影付き矩形によって示すように、チップ５０２の一部は、例えば、目視検査（例えば、顕微鏡）、エレクトロルミネッセンス測定、及び／又はフォトルミネッセンス測定によって不良が判定され得る。マイクロＬＥＤチップ５０２の全て又はサブセットは、（これらが製造される）エピタキシーウェハ５００から、接着剤コーティング５０６を有するキャリア基板５０４（本明細書ではキャリアウェハとも称する）へと移送される（５２１）。一実施形態では、この移送は、エピタキシーウェハ５００を反転させ、キャリア基板５０４の接着剤コーティング５０６に押し付けることを含む。エピタキシーウェハ５００は、次いで、レーザを使用して、例えば、エピタキシーウェハ５００及び／又はキャリア基板５０４を通してレーザ光を当てることによって、解放される（工程５２１に示す）。

【0026】

接着剤コーティング５０６は、紫外線（ＵＶ）剥離性接着剤及び熱剥離性接着剤を含むが、これらに限定されない。これらの場合、接着剤は、加熱又はＵＶ照明で処理されたときに接着性を失う。５２２に示すように、キャリア基板５０４は反転させられ、チップ５０２を保持して修理プロセスを容易にする、軽度の接着力を有する基板であるクーポン基板５０８と接触するように配置される。クーポン基板５０８（ガラス、シリコン、石英などであり得る）は、ＰＤＭＳ及び／又はシリコーンゲルなど材料の少なくとも軟質接着層５１０でコーティングされる。軟質接着層５１０はまた、軽度接着層及び／又は弱接着層と称し得る。５２３に見られるように、キャリア基板５０４は熱剥離されている。

【0027】

一般に、軟質接着層５１０は、チップ５０２を定位置に保持するのに十分な接着力を有するが、図３の装置３００に示すような移送基板３０２を使用して、チップを選択的に除去することを可能にする。例えば、１～９ＭＰａの引張強度を有する材料を、この除去層及び本明細書に記載の他の軟質接着層に使用することができる。軟質接着材料５１０に選択される極限引張強度は、保持状態及び解放状態にある移送要素の引張強度に依存し得る。一般に、軟質接着層５１０によって及ぼされる接着力は、（移送要素を保持状態にするために信号が印加されるときには）移送要素の保持力未満であり、（移送要素を解放状態にするために信号が印加されるときには）移送要素の解放力未満である。例えば、移送要素の解放／保持ヤング率が１ＭＰａ～６ＭＰａの範囲である場合、軟質接着層５１０のヤング率は、３．５ＭＰａ前後であるように選択され得る。

【0028】

いくつかの実施形態では、図４に示す動作は、工程５２４に見られるように、アレイ内のチップ５０２のピッチを調整するプロセスを更に含んでよい。これは、残りのチップが新しいピッチ仕様を満たすように、チップのサブセットをクーポン基板５０８から除去することを含み得る。あるいは、図３に示すように、チップ５０２のサブセットは、第２のクーポン基板５１２に移送され得る。第２のクーポン基板５１２は、材料層５１０に類似の特性を有する材料層５１４を有する。移送プロセス、例えば、あるクーポン基板５０８から第２のクーポン基板５１２へとチップ５０２のサブセットを除去することは、図３の装置３００に示すような移送基板３０２を使用して達成され得る。

【0029】

図３では、故障／不良マイクロＬＥＤ５０２が第２のクーポン基板５１２に移送されていることを示すことに留意されたい。他の実施形態では、第１のクーポン基板５０８から第２のクーポン基板５１２への移送は、任意の不良マイクロＬＥＤを除外してよい。これは、移送されたマイクロＬＥＤ５０２のピッチの変化の有無によって達成され得る。不良マイクロＬＥＤが第２のクーポン基板５１２への移送から除外される場合であっても、以下に記載するように、第２のクーポン基板５１２に対する更なる追加／除外を不可能にするものではない。

【0030】

図６では、図は、図４に示す工程４０１を含む、より詳細なプロセスを示す。このプロセスは第２のクーポン基板５１２上で実施され得るが、第１のクーポン基板５０８を使用して示す。一般に、工程６００によって示すように、不良チップのサブセット（例えば、図５に示す陰影付きチップ５０２）が識別され、移送基板３０２を使用してクーポン基板５０８から持ち上げられる。この技術はまた、誤った位置に配置されるか、又は図５に示すピッチ調整プロセスにおいて除去されなかったチップを除去するために使用されてよい。

【0031】

例えば、適切に配置されたが、不良チップが配置された場合など、クーポン基板５０８からのチップ５０２のサブセットの除去は、空孔を形成し得る。これらの空孔は、工程６０１に示すように、新たなチップ６００で充填されて、高収率クーポンを形成する。これは、移送基板３０２を使用して、別のクーポン又は類似のドナー基板（例えば、ＰＤＭＳ、シリコーンゲルなどでコーティングされるガラス、シリコン、石英などの基板）からチップ６００を選択的に除去することを含み得る。除去されたチップ６００のパターン（移送基板３０２の移送要素３０４に適切な起動信号を印加することによって設定される）は、クーポン基板５０８上の空孔のパターンに対応し得る。次いで、除去されたチップ６００は、移送基板３０２によってクーポン基板５０８上に配置され、次いで、これらは、対応する移送要素３０４への信号の選択的印加（又は除去）によって解放される。

【0032】

いくつかの実施形態では、クーポン基板５０８に必要なチップ６００よりも多くのチップ６００が、移送基板３０２によってドナー基板から偶発的に又は意図的に除去される場合、空孔を充填するために必要なチップ６００のみが選択的に解放され得、その一方、他のチップは移送基板３０２に取り付けられたままである。これは、移送されるべきではないチップが移送基板３０２上に保持され、その一方、移送されるべきチップは、影響を受ける搬送要素３０４に異なる信号を送信することによって解放されるように、これらの移送要素３０４への信号の選択的な印加／除去によって達成することができる。これが生じた後、新しいチップ６００を、古いチップ６００と共にクーポン基板２０８上で試験して、クーポン収率が確実に十分に高いようにし得る。

【0033】

図７では、図は、図４に示す工程４０２を含む、より詳細なプロセスを示す。工程７１０に見られるように、図６の高収率画素クーポン基板５０８（代替的に高収率クーポン基板５１２であり得る）が反転され、次いでマイクロＬＥＤチップ５０２は、ディスプレイアセンブリの一部であるバックプレーン基板７００と位置合わせされ、これに押し付けられる。バックプレーン基板７００は、マイクロＬＥＤチップ５０２上の対応する電極と接続する表面電極７０２を含む。表面電極７０２は、他の部品（例えば、電気トレース、受動的又は能動的電気部品、例えば、抵抗器、コンデンサ、薄膜トランジスタなど）に連結されている。これらの他の部品（図示せず）は、電極７０２と同じ表面及び／若しくは別の表面（例えば、対向面）上にあり得る、並びに／又はバックプレーン基板７００の層内の内部に埋め込まれ得る。

【0034】

一実施形態では、このプロセスは、マイクロＬＥＤチップ５０２が、はんだ付け、インジウム、低融点融合金（low temperature metaling alloys）などを使用して、バックプレーン７００上の電極７０２に接合される永久接合プロセス（工程７１０の一部として実行され得る）を更に含む。この接合中、チップは、クーポン基板５０８とバックプレーン７００との間に挟まれてよい。いくつかの実施形態では、接合の形成後、クーポン基板５０８は除去（例えば、剥離）され得、工程７１１に示すように、マイクロＬＥＤチップをバックプレーン上に固定し、かつバックプレーンに電気的に接続したままにする。工程７１２に示すようないくつかの実施形態では、前面カバー７０４は、バックプレーン７００及びマイクロＬＥＤチップ５０２の積層体の上に配置され得る。

【0035】

図８において、フロー図は、例示的な実施形態による方法を示す。この方法は、エピタキシーウェハから第１のクーポン基板にマイクロＬＥＤチップを移送すること（８００）を含む。第１のクーポン基板は、マイクロＬＥＤチップを一時的に保持する第１の軟質接着層を有する。マイクロＬＥＤチップのサブセットは、第１の移送基板を使用して、第１のクーポン基板から、マイクロＬＥＤチップのサブセットを一時的に保持する第２の軟質接着層を有する第２のクーポン基板に移送される（８０１）。マイクロＬＥＤチップのパターンは、第２の移送基板を介して別の基板から第２のクーポン基板に移送されて、マイクロＬＥＤチップのサブセット内の空孔を充填する（８０２）。第２の移送基板は、第１移送基板と同じであり得ることに留意されたい。空孔は、例えば、１つ以上のマイクロＬＥＤが、第１の移送基板によってピックアップされなかった、又は第１の移送基板から解放されなかったなど、第１のクーポンから第２のクーポンへの移送の失敗に起因するものであり得る。空孔はまた、第２のクーポン基板から最初に選択的に除去された不良マイクロＬＥＤに起因するものであり得る。第１の移送基板及び第２の移送基板は、複数の微小物体を同時に保持し、解放するように動作可能であり、同じ移送基板であり得る。

【0036】

図９では、フロー図は、例示的な実施形態による、キャリア基板から第１のクーポン基板にマイクロＬＥＤチップを移送する方法８００を示す。この方法は、キャリア基板に接着剤をコーティングすること（９００）を含む。エピタキシーウェハは、マイクロＬＥＤチップが接着剤に接合されるように移動されて（例えば、反転させる）、キャリア基板に接触する（９０１）。エピタキシー層の基板は、例えば、キャリア基板及びエピタキシーウェハのうちの１つを介してレーザ光を当てることによって、マイクロＬＥＤチップから熱的又は光学的に解放される（９０２）。キャリア基板は、マイクロＬＥＤチップが第１の軟質接着層に付着するように移動されて、第１のクーポン基板に接触する（９０３）。マイクロＬＥＤチップはキャリア基板から第１のクーポン基板に移送される（９０４）。移送（９０４）は、紫外線、熱、又は機械的力（例えば、衝撃及び／又は振動）の適用によって生じ得る。

【0037】

特段の指示がない限り、本明細書及び特許請求の範囲で使用される特徴サイズ、量及び物理的特性を表す全ての数は、全ての場合において、「約」という用語によって修飾されるものとして理解されるべきである。したがって、それと異なる指示がない限り、前述の明細書及び添付の特許請求の範囲に記載される数値パラメータは、本明細書に開示される教示を利用して当業者が得ようとする所望の特性に応じて変化し得る近似値である。端点による数値範囲の使用は、その範囲内の全ての数（例えば、１～５は、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４及び５を含む）及びその範囲内の任意の範囲を含む。

【0038】

上記の様々な実施形態は、特定の結果を提供するために相互作用する回路、ファームウェア、及び／又はソフトウェアモジュールを使用して実装され得る。当業者は、当該技術分野において一般的に公知である知識を使用して、モジュール式レベル又は全体でのいずれかで、こうして記載された機能を容易に実装することができる。例えば、本明細書に例解されるフローチャート及び制御図は、プロセッサにより実行されるためのコンピュータ可読命令／コードを作成するために使用されてもよい。こうした命令は、非一時的コンピュータ可読媒体上に格納され、当該技術分野において既知であるように実行するためにプロセッサに転送されてもよい。上記の構造及び手順は、上述の機能を提供するために使用され得る実施形態の代表的な例に過ぎない。

【0039】

例示的な実施形態の前述の説明は、図解及び説明の目的のために提示される。これは、網羅的であること、又は実施形態を、開示される形態に厳密に限定することを意図するものではない。上記の教示に照らして、多くの修正及び変形が可能である。開示される実施形態の任意の又は全ての特徴は、個別に、又は任意の組み合わせで適用することができ、限定することを意図するものではなく、純粋に例示である。本発明の範囲は、この「発明を実施するための形態」に限定されるものではなく、むしろ本明細書に添付の「特許請求の範囲」によって決定されることが意図される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】