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(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】2024-11-21
(45)【発行日】2024-11-29
(54)【発明の名称】マイクロＬＥＤ用の青色コンバータ
(51)【国際特許分類】
C08F 2/44 20060101AFI20241122BHJP
H01L 33/50 20100101ALI20241122BHJP
C08F 2/50 20060101ALI20241122BHJP
【ＦＩ】
C08F2/44 B
H01L33/50
C08F2/50
【請求項の数】
18
(21)【出願番号】P 2023513136
(86)(22)【出願日】2021-08-26
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-09-13
(86)【国際出願番号】 US2021047712
(87)【国際公開番号】W WO2022047005
(87)【国際公開日】2022-03-03
【審査請求日】2023-04-19
(31)【優先権主張番号】17/006,663
(32)【優先日】2020-08-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】390040660
【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【住所又は居所原語表記】３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．
(74)【代理人】
【識別番号】110002077
【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】ルオ， インドン
(72)【発明者】
【氏名】シュ， リソン
(72)【発明者】
【氏名】ガナパティアッパン， シヴァパキア
(72)【発明者】
【氏名】ウン， ホウ ティ－．
(72)【発明者】
【氏名】クワク， ビョン スン
(72)【発明者】
【氏名】チュー， ミンウェイ
(72)【発明者】
【氏名】パティバンドラ， ナグ ビー．
【審査官】佐藤 貴浩
(56)【参考文献】
【文献】特開平１１－１７６３３０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－１７４６２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－１７３６７７（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１４／１９６６３８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１１－０１４６９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－２５３７４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１７４５６２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０３１３９８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１４－５２５６８３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－１５６４２２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ０８Ｆ ２／００－２／６０
Ｈ０１Ｌ３３／５０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
約３００ｎｍから約４３０ｎｍの範囲の最大波長を有する紫外線を吸収し、約４２０ｎｍから約４８０ｎｍの範囲の発光ピークを有する青色光を発するように選択された青色フォトルミネッセンス材料であって、前記発光ピークの最大半量における全幅が１００ｎｍ未満であり、フォトルミネッセンス量子収率が５％から１００％の範囲である、前記青色フォトルミネッセンス材料、１つ又は複数のモノマー、及び
前記紫外線の吸収に応答して前記１つ又は複数のモノマーの重合を開始する光開始剤
を含み、
前記青色フォトルミネッセンス材料が、有機材料、有機金属材料、又はポリマー材料である、光硬化性組成物。
【請求項2】
約０．１ｗｔ％から約１０ｗｔ％の前記青色フォトルミネッセンス材料、約０．５ｗｔ％から約５ｗｔ％の前記光開始剤、及び
約１ｗｔ％から約９０ｗｔ％の前記１つ又は複数のモノマー
を含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項3】
溶媒をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項4】
約０．１ｗｔ％から約１０ｗｔ％の前記青色フォトルミネッセンス材料、約０．５ｗｔ％から約５ｗｔ％の前記光開始剤、
約１ｗｔ％から約９０ｗｔ％の前記１つ又は複数のモノマー、及び
約１０ｗｔ％から約９０ｗｔ％の前記溶媒
を含む、請求項３に記載の組成物。
【請求項5】
前記青色フォトルミネッセンス材料が有機材料であり、前記有機材料がフリーラジカルである、請求項１に記載の組成物。
【請求項6】
前記青色フォトルミネッセンス材料が蛍光性である、請求項１に記載の組成物。
【請求項7】
前記青色フォトルミネッセンス材料が青の熱活性化遅延蛍光（ＴＡＤＦ）分子を含む、請求項６に記載の組成物。
【請求項8】
前記青色フォトルミネッセンス材料がリン光性である、請求項１に記載の組成物。
【請求項9】
前記１つ又は複数のモノマーが（メタ）アクリレートモノマーを含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項10】
ポリマーマトリックス、前記ポリマーマトリックスに混合された青色フォトルミネッセンス材料であって、約３００ｎｍから約４３０ｎｍの範囲の最大波長を有する紫外線を吸収し、約４２０ｎｍから約４８０ｎｍの範囲の発光ピークを有する青色光を発するように選択されており、前記発光ピークの最大半量における全幅が１００ｎｍ未満であり、フォトルミネッセンス量子収率が５％から１００％の範囲である、前記青色フォトルミネッセンス材料、
１つ又は複数のモノマー、及び
重合を開始して前記ポリマーマトリックスを形成する光開始剤の成分
を含み、
前記青色フォトルミネッセンス材料が、有機材料、有機金属材料、又はポリマー材料である、光硬化組成物。
【請求項11】
ポリマーマトリックス、
前記ポリマーマトリックスに混合された青色フォトルミネッセンス材料であって、約３００ｎｍから約４３０ｎｍの範囲の最大波長を有する紫外線を吸収し、約４２０ｎｍから約４８０ｎｍの範囲の発光ピークを有する青色光を発するように選択されており、前記発光ピークの最大半量における全幅が１００ｎｍ未満であり、フォトルミネッセンス量子収率が５％から１００％の範囲である、前記青色フォトルミネッセンス材料、
１つ又は複数のモノマー、及び
重合を開始して前記ポリマーマトリックスを形成する光開始剤の成分
を含み、
前記ポリマーマトリックスがポリアクリレートを含む、光硬化組成物。
【請求項12】
前記青色フォトルミネッセンス材料が蛍光性である、請求項１０又は１１に記載の組成物。
【請求項13】
前記青色フォトルミネッセンス材料がリン光性である、請求項１０又は１１に記載の組成物。
【請求項14】
背面配線板と、前記背面配線板の背面配線板回路網と電気的に統合された紫外線発光ダイオードのアレイとを有するディスプレイの上に第１の光硬化性流体を分配することであって、前記第１の光硬化性流体が、約３００ｎｍから約４３０ｎｍの範囲の最大波長を有する紫外線を吸収し、約４２０ｎｍから約４８０ｎｍの範囲の発光ピークを有する青色光を発するように選択された青色フォトルミネッセンス材料であって、前記発光ピークの最大半量における全幅が１００ｎｍ未満であり、フォトルミネッセンス量子収率が５％から１００％の範囲である、前記青色フォトルミネッセンス材料、
１つ又は複数のモノマー、及び
前記紫外線の吸収に応答して前記１つ又は複数のモノマーの重合を開始する光開始剤
を含む、前記第１の光硬化性流体を分配すること、
前記紫外線発光ダイオードのアレイ内の第１の複数の発光ダイオードを活性化して前記１つ又は複数のモノマーを照明及び重合し、前記第１の複数の発光ダイオードの各々の上に、前記第１の複数の発光ダイオードからの光を青色光に変換するための第１の色変換層を形成することであって、各色変換層が、ポリマーマトリックスに混合された前記青色フォトルミネッセンス材料を含む、前記第１の複数の発光ダイオードを活性化すること、並びに
前記第１の光硬化性流体の未硬化の残部を除去すること
を含む、発光デバイスを製造する方法。
【請求項15】
前記１つ又は複数のモノマーが（メタ）アクリレートモノマーを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項16】
前記第１の光硬化性流体が、約０．１ｗｔ％から約１０ｗｔ％の前記青色フォトルミネッセンス材料、
約０．５ｗｔ％から約５ｗｔ％の前記光開始剤、及び
約１ｗｔ％から約９０ｗｔ％の前記１つ又は複数のモノマー
を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項17】
前記第１の光硬化性流体が溶媒をさらに含み、前記方法が、前記溶媒を蒸発させることを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項18】
前記青色フォトルミネッセンス材料が、有機材料、有機金属材料、又はポリマー材料である、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、概して、マイクロＬＥＤの自己整合インシトゥ硬化によって取り付けられる青色コンバータの製造方法、並びに青色コンバータを含むシステム及びデバイスに関する。
【背景技術】
【0002】
発光ダイオード（ＬＥＤ）パネルはＬＥＤのアレイを使用し、個々のＬＥＤは個別に制御可能なピクセル要素を提供する。このようなＬＥＤパネルは、コンピュータ、タッチパネルデバイス、携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯電話、及びテレビのモニタなどに使用することができる。
【0003】
ＩＩＩ－Ｖ族半導体技術に基づくミクロンスケールのＬＥＤを使用するＬＥＤパネル（マイクロＬＥＤとも呼ばれる）は、ＯＬＥＤと比較して様々な利点、例えば、より高いエネルギー効率、輝度、及び寿命、並びに製造を単純化することのできるディスプレイスタック内のより少ない材料層を有する。しかしながら、マイクロＬＥＤパネルの製造には課題が存在する。異なる発色を有するマイクロＬＥＤ（例えば、赤、緑及び青のピクセル）は、別個のプロセスを通して異なる基板上で製造する必要がある。マイクロＬＥＤデバイスの複数の色を単一のパネルへと統合することは、一般的に、マイクロＬＥＤデバイスをその元のドナー基板から移送先基板へと移送するピックアンドプレースステップを必要とする。これには多くの場合、ダイの放出を容易にするための犠牲層の導入といったＬＥＤ構造又は製造プロセスの修正が伴う。加えて、配置の精度に対するストリンジェントな要件は、スループット、最終収率、又はそれら両方を制限し得る。
【0004】
ピックアンドプレースステップを回避する代替的な手法は、モノクロＬＥＤを用いて製造された基板上の特定のピクセル位置に、色変換剤（例えば、量子ドット、ナノ構造、フォトルミネッセンス材料、又は有機物質）を選択的に堆積させることである。モノクロＬＥＤは、比較的短い波長の光、例えば、紫又は青色光を生成することができ、色変換剤は、この短い波長の光をより長い波長の光、例えば、赤又は緑のピクセルのための赤色光又は緑色光へと変換することができる。色変換剤の選択的堆積は、高解像度のシャドウマスク又は制御可能なインクジェット若しくはエアロゾルジェットプリンティングを使用して実施することができる。
【0005】
しかしながら、シャドウマスクには、位置合わせの精度及びスケーラビリティに関する問題が生じやすく、インクジェット及びエアロゾルジェット技術は、解像度（インクジェット）、精度（インクジェット）及びスループット（エアロゾルジェット）の問題を有する。マイクロＬＥＤディスプレイを製造するために、大面積基板又はフレキシブル基板などの基板上の異なるピクセル上に、異なる色の色変換剤を精密にかつ費用効率的に提供する新しい技術が必要とされている。
【発明の概要】
【0006】
本開示は、概して、マイクロＬＥＤの自己整合インシトゥ硬化によって取り付けられる青色コンバータの製造方法、並びに青色コンバータを含むシステム及びデバイスに関する。
【0007】
一般的な態様では、光硬化性組成物は、青色フォトルミネッセンス材料、１つ又は複数のモノマー、及び紫外線の吸収に応答しての吸収に応答して１つ又は複数のモノマーの重合を開始する光開始剤を含む。青色フォトルミネッセンス材料は、約３００ｎｍから約４３０ｎｍの範囲の最大波長を有する紫外線を吸収し、青色光を発するように選択される。青色フォトルミネッセンス材料はまた、約４２０ｎｍから約４８０ｎｍの範囲の発光ピークを有する。発光ピークの最大半量における全幅は１００ｎｍ未満であり、フォトルミネッセンス量子の収率は５％から１００％の範囲である。
【0008】
別の態様では、光硬化組成物は、ポリマーマトリックス、ポリマーマトリックスに混合された青色フォトルミネッセンス材料、及び重合を開始してポリマーマトリックスを形成する光開始剤の成分を含む。青色フォトルミネッセンス材料は、約３００ｎｍから約４３０ｎｍの範囲の最大波長を有する紫外線を吸収し、約４２０ｎｍから約４８０ｎｍの範囲の発光ピークを有する青色光を発するように選択され、発光ピークの最大半量における全幅は１００ｎｍ未満であり、フォトルミネッセンス量子の収率は５％から１００％の範囲である。
【0009】
別の態様では、発光デバイスを製造する方法は、背面配線板及び背面配線板の背面配線板回路網と電気的に統合された紫外線発光ダイオードのアレイを有するディスプレイの上に第１の光硬化性流体を分配することと、発光ダイオードのアレイ内の第１の複数の発光ダイオードを活性化して１つ又は複数のモノマーを照明及び重合し、第１の複数の発光ダイオードの各々の上に、第１の複数の発光ダイオードからの光を青色光へと変換するための第１の色変換層を形成することであって、各色変換層がポリマーマトリックスに混合された青色フォトルミネッセンス材料を含む、発光ダイオードを活性化することと、第１の光硬化性流体の未硬化の残部を除去することとを含む。第１の光硬化性流体は、約３００ｎｍから約４３０ｎｍの範囲の最大波長を有する紫外線を吸収し、約４２０ｎｍから約４８０ｎｍの範囲の発光ピークを有する青色光を発するように選択された青色フォトルミネッセンス材料であって、発光ピークの最大半量における全幅が１００ｎｍ未満であり、フォトルミネッセンス量子の収率が５％から１００％の範囲である、青色フォトルミネッセンス材料と、１つ又は複数のモノマーと、紫外線の吸収に応答して１つ又は複数のモノマーの重合を開始する光開始剤とを含む。
【0010】
これら態様の実装態様は、下記の特徴のうちの１つ又は複数を含み得る。
【0011】
組成物は、一般的に、約０．１ｗｔ％から約１０ｗｔ％の青色フォトルミネッセンス材料、約０．５ｗｔ％から約５ｗｔ％の光開始剤、及び約１ｗｔ％から約９０ｗｔ％の１つ又は複数のモノマーを含む。いくつかの事例では、組成物は溶媒を含む。溶媒を含む組成物は、一般的に、約０．１ｗｔ％から約１０ｗｔ％の青色フォトルミネッセンス材料、約０．５ｗｔ％から約５ｗｔ％の光開始剤、約１ｗｔ％から約９０ｗｔ％の１つ又は複数のモノマー、及び約１０ｗｔ％から約９０ｗｔ％の溶媒を含む。
【0012】
青色フォトルミネッセンス材料は、有機材料、有機金属材料、又はポリマー材料を含むことができる。いくつかの事例では、青色フォトルミネッセンス材料は有機材料であり、有機材料はフリーラジカルである。青色フォトルミネッセンス材料は、蛍光性又はリン光性とすることができる。
【0013】
青色コンバータ並びに青色コンバータを含むシステム及びデバイスの利点には、高いフォトルミネッセンス量子収率、長寿命、及び長い貯蔵寿命が含まれる。
【0014】
本開示の主題の１つ又は複数の実施形態の詳細は、添付図面及び記載に示される。主題の他の特徴、態様、及び利点は、記載、図面、及び特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1A】青色蛍光分子の構造式を示している。
【図1B-1】青色熱活性化遅延蛍光分子の構造式を示している。
【図1B-2】青色熱活性化遅延蛍光分子の構造式を示している。
【図1C】青色リン光性有機錯体及び有機金属錯体の構造式を示している。
【図2】背面配線板と既に統合されているマイクロＬＥＤアレイの概略上面図である。
【図4A-4D】マイクロＬＥＤアレイの上に色変換層を選択的に形成する方法を示している。
【図4E-4H】マイクロＬＥＤアレイの上に色変換層を選択的に形成する方法を示している。
【図5】光硬化性組成物の配合物を示している。
【図6】背面配線板上にマイクロＬＥＤアレイ及び隔離壁を製造する方法を示している。
【図7】背面配線板上にマイクロＬＥＤアレイ及び隔離壁を製造する別の方法を示している。
【0016】
種々の図面における同様の参照記号は、同様の要素を示す。
【発明を実施するための形態】
【0017】
量子ドットは、インクジェットプリンティングのためのアクリレート配合物中に分散させることができる。続いてＵＶ硬化が行われ、ポリアクリレートマトリックス中に閉じ込められた量子ドットは、進化型ディスプレイ用の色変換層として使用することができる。しかしながら、赤色光と緑色光は量子ドットによって達成することができる一方で、ＵＶ光を青色光へと変換する量子ドット（例えば、ＺｅＳ／Ｓｅ／Ｔｅ量子ドット）は一般的に、低いフォトルミネッセンス量子収率（ＰＬＱＹ）、短い耐用年数、及び短い貯蔵寿命という欠点を有している。
【0018】
ＵＶバックライトを備えたマイクロＬＥＤのための青色変換剤の欠如に伴う問題に対処し得る技法は、青色変換剤用の量子ドット以外の材料を使用することを含む。これら青色変換剤は、本開示に記載される自己整合硬化によって形成されるマイクロＬＥＤ青色変換層のための配合物に含めることができる。
【0019】
マイクロＬＥＤ青色変換層のための配合物は、一般的に、青色変換剤（例えば、量子ドットを含まない）、反応成分、及び光開始剤を含む。配合物は、任意選択的に、溶媒、機能性成分（例えば、高屈折率の添加物、界面活性剤、迷光吸収剤又はＵＶブロッカー）のうちの１つ又は複数を含んでもよい。
【0020】
適切な青色変換剤は、蛍光性及びリン光性の有機分子、有機ラジカル、有機金属錯体、及びこれら色変換剤のうちの１つ又は複数を含むポリマーを含む。青色変換剤は、約３００ｎｍから約４３０ｎｍの範囲の最大波長（λｍａｘ）を有するＵＶ光の強力な吸収を有し、約４２０ｎｍから約４８０ｎｍの範囲の発光ピークを有する青色光を発するように選択される。発光ピークの最大半量（ＦＷＨＭ）における全幅は、一般的に、１００ｎｍ未満であり、フォトルミネッセンス量子収率（ＰＬＱＹ）は、一般的に、５％から１００％の範囲である。
【0021】
適切な青色変換剤の例には、ＬＵＭＩＬＵＸ Ｂｌｕｅ ＣＤ ３１０、ＬＵＭＩＬＵＸ Ｂｌｕｅ ＣＤ ７１０、及びＬＵＭＩＬＵＸ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｂｌｕｅ ＣＤ ９１０（Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．から入手可能）が含まれる。図１Ａは、青色蛍光分子４Ｐ－ＮＰＤ、Ｂｅｐｐ２、ＴＰＡ－ＳＢＦＦ、ＤＰＡＦＶＦ、Ｂａｎ－（３，５）－ＣＦ３、ＴＢＰｅ、ＤＢｚＡ、ＢＩＴＰＩ、ＢｉＰＩ－１、４ＰＦ、ＴＰＩ－Ｐｙ、及びＰｈＩｍＡの構造式を示している。図１Ｂは、青色熱活性化遅延蛍光（ＴＡＤＦ）分子ν－ＤＡＢＮＡ、ＤＭＡＣ－ＤＰＳ、ＣＺ－ＰＳ、ＤＭＴＤＡｃ、ＤＭＡＣ－ＴＲＺ、Ｃａｂ－ペーハー－ＴＲＺ、Ｃａ－ＴＲＺ２、Ｃｚ－ＴＲＺ３、Ｃｚ－ＴＲＺ４、ＢＣＣ－ＴＰＴＡ、ＤＤＣｚＴｒｚ、ＤＰＣＣ－ＴＰＴＡ、ＤＣｚＴｒｚ、ＢＤＰＣＣ－ＴＰＴＡ、Ｐｈｅｎ－ＴＲＺ、ＴＣｚＴｒｚ、Ｃｚ－ＶＰＮ、ＣＰＣ、２ＰＸＺ－ＴＡＺ、及びＣＣ２ＢＰの構造式を示している。図１Ｃは、メタロイド（ホウ素）及び金属（ベリリウム及びイリジウム）を含む青色リン光性有機錯体並びに有機金属錯体の構造式を示している。
【0022】
マイクロＬＥＤの赤色変換層及び緑色変換層のための配合物は、一般的に、それぞれ赤色変換剤又は緑色変換剤、反応成分、及び光開始剤を含む。配合物は、任意選択的に、溶媒、機能性成分（例えば、高屈折率の添加物、界面活性剤、迷光吸収剤又はＵＶブロッカー）のうちの１つ又は複数を含んでもよい。
【0023】
赤色変換剤及び緑色変換剤は、ＵＶ照射又は第２の可視波長域の可視光の吸収に応答して、第１の可視波長域の可視光を発する物質である。ＵＶ照射は、一般的に、２００ｎｍから４００ｎｍの範囲の波長を有する。可視光は、一般的に、５００ｎｍから８００ｎｍの範囲の波長又は波長域を有する。第１の可視波長域は、第２の可視波長域とは異なる（例えば、エネルギーが高い）。つまり、色変換剤は、マイクロＬＥＤからのより短い波長光をより長い波長光へと変換することのできる材料である。
【0024】
赤色変換剤及び緑色変換剤は、フォトルミネッセンス材料、例えば有機分子又は無機分子、ナノ材料（例えば、ナノ粒子、ナノ構造、量子ドット）、又は他の適切な材料を含むことができる。適切なナノ材料には、一般的に、１つ又は複数のＩＩＩ－Ｖ族化合物が含まれる。適切なＩＩＩ－Ｖ族化合物の例には、ＣｄＳｅ、ＣｄＳ、ＩｎＰ、ＰｂＳ、ＣｕＩｎＰ、ＺｎＳｅＳ、及びＧａＡｓが含まれる。いくつかの事例では、ナノ材料は、カドミウム、インジウム、銅、銀、ガリウム、ゲルマニウム、ヒ化物、アルミニウム、ホウ素、ヨウ化物、臭化物、塩素、セレン、テルル、及びリンからなる群から選択される１つ又は複数の元素を含む。一部の事例では、ナノ材料は１つ又は複数のペロブスカイトを含む。
【0025】
量子ドットは、均一にすることができるか、又はコアシェル構造を有することができる。量子ドットは、約１ｎｍから約１０ｎｍの範囲の平均直径を有することができる。１つ又は複数の有機リガンドは、一般的に、量子ドットの外面に結合される。有機リガンドは、溶媒中での量子ドットの分散を促進する。適切な有機リガンドは、脂肪族アミン、チオール又は酸化合物を含み、その脂肪族部分は、一般的に、６から３０個の炭素原子を有する。適切なナノ構造の例には、ナノプレートレット、ナノ結晶、ナノロッド、ナノチューブ、及びナノヤワイヤが含まれる。
【0026】
反応成分は、モノマー、例えば（メタ）アクリレートモノマーを含み、１つ又は複数のモノ（メタ）アクリレート、ジ（メタ）アクリレート、トリ（メタ）アクリレート、テトラ（メタ）アクリレート、又はこれらの組み合わせを含むことができる。反応成分は、ネガティブフォトレジスト、例えば、ＳＵ－８ フォトレジストによって提供され得る。適切なモノ（メタ）アクリレートの例には、イソボルニル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、トリメチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、ジエチル（メタ）アクリルアミド、ジメチル（メタ）アクリルアミド、及びテトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレートが含まれる。反応成分は、架橋剤又は他の反応性化合物を含み得る。適切な架橋剤の例には、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート（例えば、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート又はトリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート）、Ｎ，Ｎ’－メチレンビス－（メタ）アクリルアミド、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、及びペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレートが含まれる。適切な反応性化合物の例には、ポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、スチレンスルホネート，（メタ）アクリルアミド、アルキル（メタ）アクリルアミド、ジアルキル（メタ）アクリルアミド）、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、モルホリノエチルアクリレート、及びビニルホルムアミドが含まれる。
【0027】
光開始剤は、ＵＶ照射、ＵＶ－ＬＥＤ照射、可視光、及び電子ビーム照射といった照射に応答して重合を開始する。いくつかの事例では、光開始剤は、ＵＶ照射又は可視光に応答性である。適切な光開始剤は、バルク硬化光開始剤及び表面硬化光開始剤といったフリーラジカル光開始剤を含む。
【0028】
バルク硬化光開始剤はＵＶ照射への曝露時に切断してフリーラジカルを産み、それにより重合が開始される。バルク硬化光開始剤は、分配された液滴の、表面硬化、及び全体又はバルク硬化の両方に有用である。バルク硬化光開始剤は、ベンゾインエーテル、ベンジルケタール、アセチルフェノン、アルキルフェノン、ホスフィンオキシド、ベンゾフェノン化合物、及びチオキサン化合物を含む。
【0029】
表面硬化光開始剤は、ＵＶ照射によって活性化され、第２の化合物からの水素引き抜きによってフリーラジカルを形成し、それが実際の開始フリーラジカルになる。この第２の化合物は、しばしば共開始剤又は重合相乗剤と呼ばれ、アミン相乗剤であってよい。アミン相乗剤は酸素阻害を減少させるために使用され、したがって、表面硬化光開始剤は迅速な表面硬化のために有用であり得る。表面硬化開始剤は、ベンゾフェノン化合物及びチオキサントン化合物を含む。アミン相乗剤は活性水素を含むアミンである。アミン含有アクリレートなどのアミン相乗剤は、樹脂前駆体組成配合物中でベンゾフェノン光開始剤と組み合わせられて、ａ）酸素阻害を制限し、ｂ）液滴又は層表面を迅速に硬化させて液滴又は層表面の寸法を固定し、ｃ）硬化プロセスを通して層の安定性を高めることができる。
【0030】
適切な光開始剤の例には、１－ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、４－イソプロピルフェニル－２－ヒドロキシ－２－メチルプロパン－１－オン、１－［４－（２－ヒドロキシエトキシ）－フェニル］－２－ヒドロキシ－２－メチル－１－プロパン－１－オン、２，２－ジメチル－２－ヒドロキシ－アセトフェノン、２，２－ジメトキシ－２－フェニルアセトフェノン、２－ヒドロキシ－２－メチルプロピオンフェノン、ジフェニル（２，４，６－トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシド、ビス（２，６－ジメトキシ－ベンゾイル）－２，４，６トリメチルフェニルホスフィンオキシド、２－メチル－１－１［４－（メチルチオ）フェニル］－２－モルホリノ－プロパン－１－オン、３，６－ビス（２－メチル－２－モルホリノ－プロピオニル）－９－ｎ－オクチルカルバゾール、２－ベンジル－２－（ジメチルアミノ）－１－（４－モルホリニル）フェニル）－１－ブタノン、ベンゾフェノン、２，４，６－トリメチルベンゾフェノン、イソプロピルチオキサントン、フェニルビス（２，４，６－トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシド、２－ヒドロキシ－２－メチル－１フェニル－１－プロパノンが含まれる。市販されている光開始剤の適切なブレンド物は、Ｄａｒｏｃｕｒ ４２６５、Ｉｒｇａｃｕｒｅ １８４、Ｉｒｇａｃｕｒｅ ２５０、Ｉｒｇａｃｕｒｅ ２７０、Ｉｒｇａｃｕｒｅ ２９５、Ｉｒｇａｃｕｒｅ ３６９、Ｉｒｇａｃｕｒｅ ３７９、Ｉｒｇａｃｕｒｅ ５００、Ｉｒｇａｃｕｒｅ ６５１、Ｉｒｇａｃｕｒｅ ７５４、Ｉｒｇａｃｕｒｅ ７８４、Ｉｒｇａｃｕｒｅ ８１９、Ｉｒｇａｃｕｒｅ ９０７、Ｉｒｇａｃｕｒｅ １１７３、Ｉｒｇａｃｕｒｅ ２１００、Ｉｒｇａｃｕｒｅ ２０２２、Ｉｒｇａｃｕｒｅ ４２６５、Ｉｒｇａｃｕｒｅ ＴＰＯ、Ｉｒｇａｃｕｒｅ ＴＰＯ－Ｌ、Ｅｓａｃｕｒｅ ＫＴ３７、Ｅｓａｃｕｒｅ ＫＴ５５、Ｅｓａｃｕｒｅ ＫＴＯ０４６、Ｏｍｎｉｃａｔ ２５０、及びＯｍｎｉｃａｔ ５５０を含む。適切なアミン相乗剤は、アクリル基を含むか又は含まない二級及び三級アミン化合物、例えばジエタノールアミン、トリエタノールアミン、及びＧｅｎｏｍｅｒ ５１４２を含む。
【0031】
任意選択的に、光硬化性組成物は、溶媒を含むことができる。溶媒は、有機又は無機とすることができる。適切な溶媒の例には、水、エタノール、トルエン、ジメチルホルムアミド、メチルエチルケトン、又はこれらの組み合わせが含まれる。溶媒は、光硬化性組成物に所望の表面張力又は粘度を提供するように選択することができる。溶媒は、他の成分の化学安定性を向上させることもできる。
【0032】
任意選択的に、光硬化性組成物は、迷光吸収剤又はＵＶブロッカーを含むことができる。適切な迷光吸収剤の例には、Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｙｅｌｌｏｗ ３、Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｙｅｌｌｏｗ ７、Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｏｒａｎｇｅ １３、Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｏｒａｎｇｅ ３、Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｏｒａｎｇｅ ２５、Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｂｌａｃｋ ９、Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｒｅｄ １アクリレート、Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｒｅｄ １メタクリレート、Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｒｅｄ １９、Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｒｅｄ １、Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｒｅｄ １３、及びＤｉｓｐｅｒｓｅ Ｂｌｕｅ １が含まれる。適切なＵＶブロッカーの例には、ベンゾトリアゾリルヒドロキシフェニル化合物が含まれる。
【0033】
任意選択的に、第１の光硬化性組成物は、１つ又は複数の他の機能性成分を含むことができる。一例として、機能性成分は、色変換層の光学特性に影響を与えることができる。例えば、機能性成分は、十分に高い屈折率（例えば、少なくとも約１．７）を有するナノ粒子を含むことができるので、色変換層は、出力光の光路を調節する光学層として機能し、例えば、マイクロレンズを提供する。適切なナノ粒子の例には、ＴｉＯ２、ＺｎＯ２、ＺｒＯ２、ＣｅＯ２、又はこれら酸化物のうちの２つ以上の混合物が含まれる。代替的に、加えて、ナノ粒子は、色変換層が全反射損失を減少させる光学層として機能するように選択された屈折率を有することができ、それにより光取り出しを向上させる。他の例として、機能性成分は、光硬化性組成物の表面張力を調節する分散剤又は界面活性剤を含むことができる。適切な分散剤又は界面活性剤の例には、シロキサン及びポリエチレングリコールが含まれる。また別の例として、機能性成分は、可視光を発するフォトルミネッセンス顔料を含むことができる。適切なフォトルミネッセンス顔料の例には、硫化亜鉛及びアルミン酸ストロンチウムが含まれる。
【0034】
いくつかの事例では、光硬化性組成物は、凡そ最大約９０ｗｔ％の反応成分（例えば、約１０ｗｔ％から約９０ｗｔ％）、約０．５ｗｔ％から約５ｗｔ％の光開始剤、及び約０．１ｗｔ％から約１０ｗｔ％（例えば、約１ｗｔ％から約２ｗｔ％）の色変換剤を含む。光硬化性組成物は、溶媒（例えば、最大約１０ｗｔ％の溶媒）も含み得る。
【0035】
光硬化性組成物は、任意選択的に、最大約５ｗｔ％の界面活性剤又は分散剤、約０．０１ｗｔ％から約５ｗｔ％（例えば、約０．１ｗｔ％から約１ｗｔ％）の迷光吸収剤、又はこれらの任意の組み合わせを含むことができる。
【0036】
光硬化性組成物の粘度は、一般的に、室温で約１０ｃＰ（センチポアズ）から約２０００ｃＰ（例えば、約１０ｃＰから約１５０ｃＰ）の範囲である。光硬化性組成物の表面張力は、一般的に、約２０ミリニュートン／メートル（ｍＮ／ｍ）から約６０ｍＮ／ｍ（例えば、約４０ｍＮ／ｍから約６０ｍＮ／ｍ）の範囲である。硬化後、硬化した光硬化性組成物の破断の際の伸び率は、一般的に、約１％から約２００％の範囲である。硬化した光硬化性組成物の引張強さは、一般的に、約１メガパスカル（ＭＰａ）から約１ギガパスカル（ＧＰａ）の範囲である。光硬化性組成物は、１つ又は複数の層に適用することができ、硬化した光硬化性組成物の厚さは、一般的に、約１０ｎｍから約１００ミクロン（例えば、約１０ｎｍから約２０ミクロン、約１０ｎｍから約１０００ｎｍ、又は約１０ｎｍから約１００ｎｍ）の範囲である。
【0037】
本開示に記載される光硬化性組成物は、ディスプレイ、例えば図２～７を参照して記載されるマイクロＬＥＤディスプレイの色変換層として実装される。
【0038】
図２は、背面配線板１６上に配置された単一のマイクロＬＥＤ１４（図３Ａ及び３Ｂ参照）のアレイ１２を含むマイクロＬＥＤディスプレイ１０を示している。マイクロＬＥＤ１４は、各マイクロＬＥＤ１４が個々にアドレス指定され得るように、背面配線板回路網１８と既に統合されている。例えば、背面配線板回路網１８は、各マイクロＬＥＤのための薄膜トランジスタ及びストレージキャパシタ（図示しない）、列アドレスライン及び行アドレスライン１８ａ、列ドライバ及び行ドライバ１８ｂなどを備えたＴＦＴアクティブマトリックスアレイを含み、マイクロＬＥＤ１４を駆動することができる。代替的に、マイクロＬＥＤ１４は、背面配線板回路網１８内のパッシブマトリックスによって駆動することができる。背面配線板１６は、従来のＣＭＯＳプロセスを使用して製造することができる。
【0039】
図３Ａ及び３Ｂは、個別のマイクロＬＥＤ１４を有するマイクロＬＥＤアレイ１２の一部分１２ａを示している。マイクロＬＥＤ１４のすべては、同じ波長範囲を生成するために同じ構造を有するように製造される（これは「モノクローム」マイクロＬＥＤと呼ぶことができる）。例えば、マイクロＬＥＤ１４は、紫外（ＵＶ）域、例えば、近紫外域の光を生成することができる。例えば、マイクロＬＥＤ１４は、３６５から４０５ｎｍの範囲の光を生成することができる。他の例として、マイクロＬＥＤ１４は、紫又は青の範囲の光を生成することができる。マイクロＬＥＤは、２０から６０ｎｍのスペクトルバンド幅を有する光を生成することができる。
【0040】
図３Ｂは、単一のピクセルを提供することのできるマイクロＬＥＤアレイの一部分を示している。マイクロＬＥＤディスプレイが三色ディスプレイであると仮定すると、各ピクセルは、各色に１つずつ、例えば、青色チャネル、緑色チャネル及び赤色のチャネルの各々に１つずつの、３つのサブピクセルを含んでいる。したがって、ピクセルは、３つのマイクロＬＥＤ１４ａ、１４ｂ、１４ｃを含むことができる。例えば、第１のマイクロＬＥＤ１４ａは、青のサブピクセルに対応することができ、第２のマイクロＬＥＤ１４ｂは、緑のサブピクセルに対応することができ、第３のマイクロＬＥＤ１４ｃは、赤のサブピクセルに対応することができる。しかしながら、以下に説明される技法は、多数の色、例えば、４色又は５色を使用するマイクロＬＥＤディスプレイに適用可能である。この場合、各ピクセルは、各マイクロＬＥＤがそれぞれの色に対応する４つ以上のマイクロＬＥＤを含むことができる。加えて、以下に説明される技法は、２色のみを使用するマイクロＬＥＤディスプレイに適用可能である。
【0041】
一般に、モノクロマイクロＬＥＤ１４は、ディスプレイに意図された最も高い周波数の色、例えば、紫色光又は青色光の波長以下の波長のピークを有する波長範囲の光を生成することができる。色変換剤は、この短い波長の光をそれよりも長い波長の光、例えば、赤又は緑のサブピクセルのための赤色光又は緑色光に変換することができる。マイクロＬＥＤがＵＶ光を生成する場合、色変換剤を使用してＵＶ光を青いサブピクセルのための青色光へと変換することができる。
【0042】
垂直隔離壁２０は、隣り合うマイクロＬＥＤ間に形成される。隔離壁は、重合を局在化して、後述されるインシトゥ重合中の光クロストークを低減することを助ける光学的アイソレーションを提供する。隔離壁２０は、フォトレジスト又は金属とすることができ、従来のリソグラフィプロセスによって堆積させることができる。図３Ａに示されるように、壁２０は、壁２０によって画定された個々の凹部２２内に各マイクロＬＥＤ１４を有する矩形のアレイを形成することができる。他のアレイ形状寸法、例えば、六角形又はオフセットされた矩形のアレイも可能である。背面配線板統合及び隔離壁形成のための可能なプロセスが、以下でさらに詳細に説明される。
【0043】
壁は、約３から２０μｍの高さＨを有し得る。壁は、約２から１０μｍの幅Ｗを有し得る。高さＨは、幅Ｗより大きくすることができ、例えば、壁は、１．５：１から５：１のアスペクト比を有することができる。壁の高さＨは、光が１つのマイクロＬＥＤから隣接するマイクロＬＥＤに到達することをブロックするために十分である。
【0044】
図４Ａ～４Ｈは、マイクロＬＥＤアレイの上に色変換層を選択的に形成する方法を示している。まず、図４Ａに示されるように、第１の光硬化性組成物３０ａが、背面配線板回路網と既に統合されているマイクロＬＥＤ１４のアレイの上に堆積される。第１の光硬化性組成物３０ａは、隔離壁２０の高さＨより大きな深さＤを有することができる。
【0045】
図５Ａ～５Ｃに示すように、光硬化性組成物（例えば、第１の光硬化性組成物３０ａ、第２の光硬化性組成物３０ｂ、第３の光硬化性組成物３０ｃなど）は、重合性成分３２、マイクロＬＥＤ１４の発光に対応する波長の照明下で重合をトリガーする光開始剤３４、及び色変換剤３６ａを含む。重合性成分３２は、本明細書に記載される抗酸素阻害添加物及び反応成分を含む。
【0046】
光硬化性組成物の硬化後、光開始剤３４の成分は、硬化した光硬化性組成物（光ポリマー）中に存在してよく、その場合この成分は、光開始プロセスにおいて光開始剤の結合が破断する間に形成された光開始剤の断片である。
【0047】
図４Ａに戻ると、第１の光硬化性組成物３０ａは、スピンオン法、浸漬、スプレー吹き付け、又はインクジェットプロセスによってマイクロＬＥＤアレイの上のディスプレイ上に堆積させることができる。インクジェットプロセスは、第１の光硬化性組成物３０ａの消費においてより効率的であり得る。
【0048】
次に、図４Ｂに示されるように、背面配線板１６の回路網は、第１の複数のマイクロＬＥＤ１４ａを選択的に活性化するために使用される。この第１の複数のマイクロＬＥＤ１４ａは、第１の色のサブピクセルに対応する。特に、第１の複数のマイクロＬＥＤ１４ａは、光硬化性組成物３０ａ中の色変換剤によって生成される光の色のためのサブピクセルに対応している。例えば、流体３０ａ中の色変換剤がマイクロＬＥＤ１４からの光を青色光へと変換すると仮定すると、青のサブピクセルに対応するこれらマイクロＬＥＤ１４ａのみがオンにされる。マイクロＬＥＤアレイが既に背面配線板回路網１８と統合されているので、電力をマイクロＬＥＤディスプレイ１０に供給することができ、マイクロプロセッサによって制御信号を適用してマイクロＬＥＤ１４ａを選択的にオンにすることができる。
【0049】
図４Ｂ及び４Ｃに示すように、第１の複数のマイクロＬＥＤ１４ａの活性化によって、第１の光硬化性組成物３０ａのインシトゥ硬化が引き起こされて、各活性化マイクロＬＥＤ１４ａの上に第１の固化された色変換層４０ａ（図４Ｃ参照）を形成する照明Ａ（図４Ｂ参照）が生成される。すなわち、流体３０ａは、硬化されて、色変換層４０ａを、ただし選択されたマイクロＬＥＤ１４ａ上にのみ形成する。例えば、青色光を変換するための色変換層４０ａは、各マイクロＬＥＤ１４ａ上に形成することができる。
【0050】
いくつかの実装態様では、選択されたマイクロＬＥＤ１４ａからの照明は、他のマイクロＬＥＤ１４ｂ、１４ｃに到達しない。このような状況では、隔離壁２０は不要である場合がある。しかしながら、マイクロＬＥＤ１４間の間隔が十分に小さい場合にも、隔離壁２０は、選択されたマイクロＬＥＤ１４ａからの照明Ａが、他のマイクロＬＥＤからの照明の浸透深さ内にあるそれら他のマイクロＬＥＤの上のエリアに到達することをうまくブロックすることができる。隔離壁２０も、例えば、単純に照明が他のマイクロＬＥＤの上のエリアに到達することを防ぐ保険として、含めることができる。
【0051】
第１の複数のマイクロＬＥＤ１４ａの駆動電流及び駆動時間は、光硬化性組成物３０ａのための適切な光子適用量のために選択することができる。流体３０ａを硬化させるためのサブピクセルあたりの電力は、マイクロＬＥＤディスプレイ１０の表示モードでのサブピクセルあたりの電力と必ずしも同じではない。例えば、硬化モードの場合のサブピクセルあたりの電力は、ディスプレイモードの場合のサブピクセルあたりの電力より高くすることができる。
【0052】
図４Ｄに示すように、硬化が完了して第１の固化された色変換層４０ａが形成されると、残った未硬化の第１の光硬化性組成物がディスプレイ１０から除去される。これにより、他のマイクロＬＥＤ１４ｂ、１４ｃが次の堆積ステップのために露出した状態で残る。いくつかの実装態様では、未硬化の第１の光硬化性組成物３０ａは、溶媒、例えば、水、エタノール、トルエン、ジメチルホルムアミド、若しくはメチルエチルケトン、又はこれらの組み合わせを用いてディスプレイから簡単に洗い流される。光硬化性組成物３０ａがネガティブフォトレジストを含む場合、洗い流し流体は、フォトレジスト用のフォトレジストデベロッパを含むことができる。
【0053】
図４Ｅ及び５Ｂに示すように、図４Ａ～４Ｄを参照して上述した処理が繰り返されるが、ただし第２の光硬化性組成物３０ｂが用いられ、第２の複数のマイクロＬＥＤ１４ｂが活性化される。洗い流しの後、第２の色変換層４０ｂが、第２の複数のマイクロＬＥＤ１４ｂの各々の上に形成される。
【0054】
第２の光硬化性組成物３０ｂは、第１の光硬化性組成物３０ａと類似であるが、マイクロＬＥＤ１４からのより短い波長光を異なる第２の色のより長い波長光へと変換する色変換剤３６ｂを含んでいる。第２の色は、例えば、緑とすることができる。
【0055】
第２の複数のマイクロＬＥＤ１４ｂは、第２の色のサブピクセルに対応する。特に、第２の複数のマイクロＬＥＤ１４ｂは、第２の光硬化性組成物３０ｂ中の色変換剤によって生成される光の色のためのサブピクセルに対応している。例えば、流体３０ａ中の色変換剤がマイクロＬＥＤ１４からの光を緑色光へと変換すると仮定すると、緑のサブピクセルに対応するこれらマイクロＬＥＤ１４ｂのみがオンにされる。
【0056】
図４Ｆ及び５Ｃに示すように、任意選択的に、図４Ａ～４Ｄを参照して上述した処理が繰り返されるが、ただし第３の光硬化性組成物３０ｃが用いられ、第３の複数のマイクロＬＥＤ１４ｃが活性化される。洗い流しの後、第３の色変換層４０ｃが、第３の複数のマイクロＬＥＤ１４ｃの各々の上に形成される。
【0057】
第３の光硬化性組成物３０ｃは、第１の光硬化性組成物３０ａと類似であるが、マイクロＬＥＤ１４からのより短い波長光を異なる第３の色のより長い波長光へと変換する色変換剤３６ｃを含む。第３の色は、例えば、赤とすることができる。
【0058】
第３の複数のマイクロＬＥＤ１４ｃは、第３の色のサブピクセルに対応する。特に、第３の複数のマイクロＬＥＤ１４ｃは、第３の光硬化性組成物３０ｃ中の色変換剤によって生成される光の色のためのサブピクセルに対応している。例えば、流体３０ｃ中の色変換剤がマイクロＬＥＤ１４からの光を赤色光へと変換すると仮定すると、赤のサブピクセルに対応するこれらマイクロＬＥＤ１４ｃのみがオンにされる。
【0059】
図４Ａ～４Ｆに示されるこの具体的な実施例では、色変換層４０ａ、４０ｂ、４０ｃは、各色のサブピクセルについて堆積されている。これは、例えば、マイクロＬＥＤが紫外線を生成するときに必要である。
【0060】
しかしながら、マイクロＬＥＤ１４は、ＵＶ光ではなく青色光を生成してもよい。この場合、青色変換剤を含有する光硬化性組成物によるディスプレイ１０のコーティングはスキップすることができ、プロセスは、緑及び赤のサブピクセルのための光硬化性組成物を使用して実施することができる。例えば、図４Ｅに示されるように、１組の複数のマイクロＬＥＤは色変換層なしで残される。図４Ｆによって示されるプロセスは実施されない。例えば、第１の光硬化性組成物３０ａが緑のＣＣＡを含んでマイクロＬＥＤの第１の複数の１４ａが緑のサブピクセルに対応することができ、第２の光硬化性組成物３０ｂが赤のＣＣＡを含んでマイクロＬＥＤの第２の複数の１４ｂが赤のサブピクセルに対応することができる。
【0061】
流体３０ａ、３０ｂ、３０ｃが溶媒を含むと仮定すると、いくつかの溶媒は色変換層４０ａ、４０ｂ、４０ｃ中に捕捉され得る。図４Ｇに示すように、この溶媒は、例えば、マイクロＬＥＤアレイを、ＩＲランプなどによる熱に曝露することにより、蒸発させることができる。色変換層４０ａ、４０ｂ、４０ｃからの溶媒の蒸発は、最終層がより薄くなるように、これらの層を収縮させることができる。
【0062】
溶媒の除去及び色変換層４０ａ、４０ｂ、４０ｃの収縮は、色変換剤、例えば、量子ドットの濃度を上昇させることができ、それにより色変換効率を高める。一方で、溶媒を含めることで、光硬化性組成物の他の成分の化学配合物、例えば、色変換剤又は架橋性成分の柔軟性を高めることができる。
【0063】
任意選択的に、図４Ｈに示されるように、ＵＶブロッキング層５０を、マイクロＬＥＤ１４のすべての上に堆積させることができる。ＵＶブロッキング層５０は、色変換層４０によって吸収されないＵＶ光をブロックすることができる。ＵＶブロッキング層５０は、ブラッグリフレクタとすることができるか、又は単純に、ＵＶ光を選択的に吸収する材料（例えば、ベンゾトリアゾリルヒドロキシフェニル化合物）とすることができる。ブラッグリフレクタは、ＵＶ光を反射してマイクロＬＥＤ１４へと戻すことができ、よってエネルギー効率を上昇させる。迷光吸収層、フォトルミネッセンス層、及び高屈折率層といった他の層は、任意選択的にやはりマイクロＬＥＤ１４上に堆積され得る材料を含む。
【0064】
したがって、本明細書に記載されるように、光硬化性組成物は、ＵＶ光又は可視光範囲の第２の波長域の照射の吸収に応答して可視光範囲の第１の波長域の照射を放出するように選択された色変換剤と、反応成分（例えば、１つ又は複数のモノマー）と、第２の波長域の照射の吸収に応答して活性成分の重合を開始する光開始剤とを含む。第２の波長域は、第１の波長域とは異なる。
【0065】
いくつかの実装態様では、発光デバイスは、複数の発光ダイオードと、発光ダイオードの各々から放出されたＵＶ光又は可視光範囲の第１の波長域の照射が通過する表面と接する硬化された組成物とを含む。硬化された組成物は、発光ダイオードの各々からの第１の波長域の照射の吸収に応答して可視光範囲の第２の波長域の照射を放出するように選択されたナノ材料と、光ポリマーと、第１の波長域の照射の吸収に応答して光ポリマーの重合を開始する光開始剤の成分（例えば、断片）とを含む。第２の波長域は、第１の波長域とは異なる。
【0066】
一部の実装態様では、発光デバイスは、追加の複数の発光ダイオードと、追加の発光ダイオードの各々から放出された第１の波長域の照射が通過する表面と接する追加の硬化された組成物とを含む。追加の硬化された組成物は、発光ダイオードの各々からの第１の波長域の照射の吸収に応答して可視光範囲の第３の波長域の照射を放出するように選択された追加のＣＣＡと、追加の光ポリマーと、第１の波長域の照射の吸収に応答して光ポリマーの重合を開始する追加の光開始剤の成分とを含む。第３の波長域は、第２の波長域とは異なってよい。
【0067】
図６Ａ～６Ｅは、背面配線板上にマイクロＬＥＤアレイ及び隔離壁を製造する方法を示している。図６Ａに示すように、プロセスは、マイクロＬＥＤアレイを提供するウエハ１００を用いて開始される。ウエハ１００は、上に第１のドーピングを有する第１の半導体層１０４、活性層１０６、及び第２の逆ドーピングを有する第２の半導体層１０８が堆積される基板１０２、例えば、シリコン又はサファイアのウエハを含む。例えば、第１の半導体層１０４は、Ｎ型ドープされた窒化ガリウム（ｎ－ＧａＮ）層とすることができ、活性層１０６は、多重量子井戸（ＭＱＷ）層１０６とすることができ、第２の半導体層１０７は、Ｐ型ドープされた窒化ガリウム（ｐ－ＧａＮ）層１０８とすることができる。
【0068】
図６Ｂに示すように、ウエハ１００は、エッチングされて、層１０４、１０６、１０８を、第１、第２、及び第３の色に対応する第１、第２、及び第３の複数のマイクロＬＥＤ１４ａ、１４ｂ、１４ｃを含む個別のマイクロＬＥＤ１４に分割する。加えて、導電コンタクト１１０を堆積させることができる。例えば、ｐ型コンタクト１１０ａ及びｎ型コンタクト１１０ｂは、それぞれｎ－ＧａＮ層１０４及びｐ－ＧａＮ層１０８の上に堆積させることができる。
【0069】
同様に、背面配線板１６は、回路網１８、並びに電気的コンタクト１２０を含むように製造される。電気的コンタクト１２０は、第１のコンタクト１２０ａ、例えば、駆動コンタクトと、第２のコンタクト１２０ｂ、例えば、接地コンタクトとを含むことができる。
【0070】
図６Ｃに示すように、マイクロＬＥＤウエハ１００は、背面配線板１６と整列されて、背面配線板１６と接触するように配置される。例えば、第１のコンタクト１１０ａは第１のコンタクト１２０ａと接することができ、第２のコンタクト１１０ｂは第２のコンタクト１２０ｂと接することができる。マイクロＬＥＤウエハ１００は、背面配線板と接触するように下げることができるか、又はその逆が可能である。
【0071】
次に、図６Ｄに示すように、基板１０２が除去される。例えば、シリコン基板は、基板１０２から研磨により、例えば、化学機械的研磨により取り去ることができる。別の実施例として、サファイア基板は、レーザリフトオフプロセスによって除去することができる。
【0072】
最後に、図６Ｅに示すように、隔離壁２０が、背面配線板１６（既にマイクロＬＥＤ１４が取り付けられている）上に形成される。隔離壁は、フォトレジストの堆積、フォトリソグラフィによるフォトレジストのパターン形成、及び凹部２２に対応するフォトレジストの部分を除去するためのディベロップメントといった従来のプロセスにより形成することができる。その結果得られる構造は、図４Ａ～４Ｈについて記載されたプロセスのためのディスプレイ１０として使用することができる。
【0073】
【0074】
図７Ａに示すように、プロセスは、上述のプロセスと同様に、マイクロＬＥＤアレイ及び背面配線板１６を提供するウエハ１００を用いて開始される。
【0075】
図７Ｂに示すように、隔離壁２０が、背面配線板１６（マイクロＬＥＤ１４がまだ取り付けられていない）上に形成される。
【0076】
加えて、ウエハ１００は、エッチングされて、層１０４、１０６、１０８を、第１、第２、及び第３の複数のマイクロＬＥＤ１４ａ、１４ｂ、１４ｃを含む個別のマイクロＬＥＤ１４に分割する。しかしながら、このエッチング処理によって形成された凹部１３０は、隔離壁２０を収容するために十分に深い。例えば、エッチングは、凹部１３０が基板１０２中へと延びるように継続することができる。
【0077】
次に、図７Ｃに示されるように、マイクロＬＥＤウエハ１００は、背面配線板１６と整列されて、背面配線板１６と接触するように配置される（又は逆も可能）。隔離壁２０は凹部１３０に嵌り込む。加えて、マイクロＬＥＤのコンタクト１１０は、背面配線板１６のコンタクト１２０に電気的に接続される。
【0078】
最後に、図７Ｄに示すように、基板１０２が除去される。これにより、マイクロＬＥＤ１４及び隔離壁２０が背面配線板１６に残る。その結果得られる構造は、図４Ａ～４Ｈについて記載されたプロセスのためのディスプレイ１０として使用することができる。
【0079】
垂直及び側方といった配置に関する用語が使用された。しかしながら、このような用語は相対的な配置に言及しているのであって、重力を基準とする絶対的な配置に言及しているのではない。例えば、側方にとは、基板表面に平行な方向であり、垂直にとは、基板表面に直角の方向である。
【0080】
前述した実施例は例示的なものであって限定的なものではないことが、当業者には認識されよう。例えば：
・上記の記載はマイクロＬＥＤに焦点を当てているが、本技法は、他の種類の発光ダイオードを備える他のディスプレイ、特に、他のマイクロスケール発光ダイオード、例えば、幅約１０ミクロン未満のＬＥＤを備えるディスプレイに適用することができる。
・上記の記載は、色変換層が形成される順序が青、緑、赤の順であると仮定しているが、他の順序、例えば、青、赤、緑の順も可能である。加えて、他の色、例えば、オレンジ及び黄が可能である。
・上記の記載はマイクロＬＥＤに焦点を当てているが、本技法は、他の種類の発光ダイオードを備える他のディスプレイ、特に、他のマイクロスケール発光ダイオード、例えば、幅約１０ミクロン未満のＬＥＤを備えるディスプレイに適用することができる。
・上記の記載は、色変換層が形成される順序が青、緑、赤の順であると仮定しているが、他の順序、例えば、青、赤、緑の順も可能である。加えて、他の色、例えば、オレンジ及び黄が可能である。
【0081】
本開示の精神及び範囲から逸脱せずに、様々な修正を行うことができることを理解されたい。
【図1A】
【図1B-1】
【図1B-2】
【図1C】
【図2】
【図3】
【図4A-4D】
【図4E-4H】
【図5】
【図6】
【図7】