特表 2024-526199 発光ダイオードを移載するための装置および方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-07-17

(54)【発明の名称】発光ダイオードを移載するための装置および方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/48 20100101AFI20240709BHJP

【ＦＩ】

H01L33/48

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023579356

(86)(22)【出願日】2022-06-21

(85)【翻訳文提出日】2024-02-08

(86)【国際出願番号】 US2022034240

(87)【国際公開番号】W WO2022271627

(87)【国際公開日】2022-12-29

(31)【優先権主張番号】63/214,445

(32)【優先日】2021-06-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】521535962

【氏名又は名称】ナノシス， インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＮＡＮＯＳＹＳ， ＩＮＣ．

【住所又は居所原語表記】２３３ Ｓ． Ｈｉｌｌｖｉｅｗ Ｄｒｉｖｅ， Ｍｉｌｐｉｔａｓ， ＣＡ ９５０３５， Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】110003281

【氏名又は名称】弁理士法人大塚国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】フアン， イヴァン

(72)【発明者】

【氏名】マーティネッリ， マッシモ

(72)【発明者】

【氏名】ストラシッラ， エリック

【テーマコード（参考）】

5F142

【Ｆターム（参考）】

5F142BA32

5F142CA13

5F142CB14

5F142CD02

5F142CD15

5F142CD16

5F142FA32

5F142GA02

(57)【要約】

発光ダイオード（ＬＥＤ）を移載する装置は、バックプレーンを支持するためのバッキングボードと、前記バックプレーンの周囲の周りにおける前記バッキングボード上に形成された封止部材と、透明パネルであって、前記バッキングボードと前記透明パネルとの間に空間が形成されるように前記封止部材上に形成された透明パネルと、前記空間を真空引きするための真空源と、を含む。
【選択図】図４Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

発光ダイオード（ＬＥＤ）を移載する装置であって、
バックプレーンを支持するように構成されたバッキングボードと、
前記バックプレーンの位置の周囲の周りにおける前記バッキングボード上に配置された封止部材と、
透明パネルであって、前記バッキングボードと前記透明パネルとの間に空間が形成されるように前記封止部材上に配置された、透明パネルと、
前記空間を真空引きするように構成された真空源と、
前記空間内における前記バッキングボード上のＬＥＤクーポンを照射するように前記透明パネルを通してレーザ放射を導くように構成されたレーザ放射源と、
を備える装置。

【請求項2】

前記バッキングボード上に配置された前記バックプレーンと、
前記バックプレーン上に配置された前記ＬＥＤクーポンと、
を更に備える、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記空間の真空引きは、前記透明パネルを前記バックプレーンに向かって引っ張り、前記透明パネルに前記ＬＥＤクーポンを前記バックプレーンに向かって押圧させる、請求項２に記載の装置。

【請求項4】

前記透明パネルは、前記透明パネルの全体にわたって実質的に均一に加えられる１４．７ｐｓｉ以下の圧力で前記ＬＥＤクーポンを押圧する、請求項２に記載の装置。

【請求項5】

前記バックプレーン上にアレイ上で配置された複数のＬＥＤクーポンを更に備え、前記透明パネルが前記複数のＬＥＤクーポンを押圧する圧力は前記複数のＬＥＤクーポンにわたって実質的に均一である、請求項２に記載の装置。

【請求項6】

前記ＬＥＤクーポンは、基板と前記基板上に形成されて前記基板から前記バックプレーンに移載される複数のマイクロＬＥＤとを含むマイクロＬＥＤクーポンを含む、請求項２に記載の装置。

【請求項7】

前記バッキングボードは貫通チャネルを含み、前記真空源は、前記バッキングボードに接続され、前記貫通チャネルを通じて前記空間を真空引きするように構成されている、請求項１に記載の装置。

【請求項8】

前記真空源は、前記バッキングボード、前記封止部材および前記透明パネルの周りに形成された透明真空バッグを更に含み、前記真空源は、前記透明真空バッグを真空引きすることによって前記空間を真空引きするように構成されている、請求項１に記載の装置。

【請求項9】

前記透明パネルは、約５ｍｍ以下の厚さを有するガラスパネルを含む、請求項１に記載の装置。

【請求項10】

前記バッキングボードは、剛性バッキングボードを含み、前記透明パネルは、前記バッキングボードよりも低い剛性を有する柔軟な透明パネルを含む、請求項９に記載の装置。

【請求項11】

発光ダイオード（ＬＥＤ）を移載する方法であって、
バッキングボード上にバックプレーンを配置することであって、封止部材が前記バックプレーンの周囲の周りに配置される、ことと、
前記バックプレーン上に複数の第１ＬＥＤクーポンを配置することと、
透明パネルを、前記バッキングボードと前記透明パネルとの間に空間が形成されるように前記複数の第１ＬＥＤクーポンにわたって前記封止部材上に配置することと、
前記透明パネルが前記複数の第１ＬＥＤクーポンを前記バックプレーンに向かって押圧するように前記空間を真空引きすることと、
前記バックプレーン上に配置された前記複数の第１ＬＥＤクーポンを照射するように前記透明パネルを通してレーザ放射を導くことと、
を含む方法。

【請求項12】

前記複数の第１ＬＥＤクーポンの各々は、基板と前記基板上に形成された複数のＬＥＤとを含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記レーザ放射を導く工程は、レーザリフトオフを用いて各第１ＬＥＤクーポンの前記基板からＬＥＤを少なくとも部分的にリフトオフすることと、少なくとも部分的にリフトオフされた前記ＬＥＤをレーザ接合を用いて前記バックプレーンに接合することとを含む、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

レーザ放射を導く工程の後に真空を解放することと、
接合された前記ＬＥＤが前記バックプレーンに接合されたままで、前記複数の第１ＬＥＤクーポンの残りの部分を除去することと、
前記バックプレーン上に複数の第２ＬＥＤクーポンを配置することと、
前記透明パネルを、前記バッキングボードと前記透明パネルとの間に前記空間が形成されるように前記複数の第２ＬＥＤにわたって前記封止部材上に配置することと、
前記透明パネルが前記複数の第２ＬＥＤクーポンを前記バックプレーンに向かって押圧するように前記空間を真空引きすることと、
前記バックプレーン上に配置された前記複数の第２ＬＥＤクーポンを照射するように前記透明パネルを通してレーザ放射を導くことと、
を更に含む、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記真空引きする工程は、前記透明パネルを用いて前記複数の第１ＬＥＤクーポンに１４．７ｐｓｉ以下の圧力を加えることを含み、前記圧力は、前記透明パネルの全体にわたって実質的に均一である、請求項１１に記載の方法。

【請求項16】

前記バッキングボードは貫通チャネルを含み、前記真空引きする工程は、前記貫通チャネルを通じて前記空間を真空引きすることを含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項17】

前記真空引きする工程は、前記バッキングボード、前記封止部材および前記透明パネルの周りに透明真空バッグを配置することと、前記透明真空バッグを真空引きすることとを含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項18】

前記透明パネルは、約５ｍｍ以下の厚さを有するガラスパネルを含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項19】

前記バッキングボードは、剛性バッキングボードを含み、前記透明パネルは、前記バッキングボードよりも低い剛性を有する柔軟な透明パネルを含み、
前記透明パネルは、前記真空引きの後、前記複数の第１ＬＥＤクーポンを前記バックプレーンに向かって押圧するように前記バックプレーンに向かって撓む、請求項１８に記載の方法。

【請求項20】

前記複数の第１ＬＥＤクーポンは複数のマイクロＬＥＤクーポンを含み、前記複数のマイクロＬＥＤクーポンの各々は、基板と前記基板上に形成された複数のマイクロＬＥＤとを含む、請求項１１に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願
本出願は、２０２１年６月２４日に出願された米国仮特許出願第６３／２１４，４４５号からの優先権の利益を主張しており、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

本発明の実施形態は、概して、発光ダイオード（ＬＥＤ）を移載するための装置、および、透明パネルが複数のＬＥＤクーポンをバックプレーンに向けて押圧するように空間を真空引きすることを含む、ＬＥＤを移載する方法に関する。

【背景技術】

【0003】

発光ダイオード（ＬＥＤ）は、ラップトップまたはＬＥＤテレビの液晶ディスプレイなどの電子ディスプレイに使用される。しかしながら、ＬＥＤをバックプレーン（例えば、ディスプレイバックプレーン）に高歩留まりで取り付けることは困難である。

【発明の概要】

【0004】

本開示の一態様によれば、発光ダイオード（ＬＥＤ）を移載する装置は、バックプレーンを支持するように構成されたバッキングボードと、前記バックプレーンの位置の周囲の周りにおける前記バッキングボード上に配置された封止部材と、透明パネルであって、前記バッキングボードと前記透明パネルとの間に空間が形成されるように前記封止部材上に配置された、透明パネルと、前記空間を真空引きするように構成された真空源と、前記空間内における前記バッキングボード上のＬＥＤクーポンを照射するように前記透明パネルを通してレーザ放射を導くように構成されたレーザ放射源と、を含む。

【0005】

本開示の更に別の態様によれば、発光ダイオード（ＬＥＤ）を移載する方法は、バッキングボード上にバックプレーンを配置することであって、封止部材が前記バックプレーンの周囲の周りに配置される、ことと、前記バックプレーン上に複数の第１ＬＥＤクーポンを配置することと、透明パネルを、前記バッキングボードと前記透明パネルとの間に空間が形成されるように前記複数の第１ＬＥＤクーポンにわたって前記封止部材上に配置することと、前記透明パネルが前記複数の第１ＬＥＤクーポンを前記バックプレーンに向かって押圧するように前記空間を真空引きすることと、前記バックプレーン上に配置された前記複数の第１ＬＥＤクーポンを照射するように前記透明パネルを通してレーザ放射を導くことと、を含む。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】図１は、いくつかの実施形態による、ＬＥＤ１０のダイを含む成長基板８を含むＬＥＤクーポン（例えば、第１ソースクーポン）１の上面図を示す。

【0007】

【図2】図２は、いくつかの実施形態による、ＬＥＤクーポン１の側断面図を示す。

【0008】

【図3】図３は、いくつかの実施形態による、ＬＥＤクーポン１からバックプレーン３２にＬＥＤ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを移載する準備におけるＬＥＤクーポン１の配置の側断面図を示す。

【0009】

【図4A】図４Ａは、いくつかの実施形態による、ＬＥＤクーポン１からバックプレーン３２にＬＥＤ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを移載するために使用されうる装置４００の側断面図を示す。

【0010】

【図4B】図４Ｂは、いくつかの実施形態による、真空源４４０によって空間Ｓを真空引きした後の装置４００の側断面図を示す。

【0011】

【図5】図５は、いくつかの実施形態による、ＬＥＤを移載するための装置４５０の側断面図を示す。

【0012】

【図6A】図６Ａは、いくつかの実施形態による、バッキングボード４１０上に配置されたバックプレーン３２、バックプレーン３２上に配置されたＬＥＤクーポン１、および、ＬＥＤクーポン１上に配置された透明パネル４３０の側断面図を示す。

【0013】

【図6B】図６Ｂは、いくつかの実施形態による、バックプレーン３２に移載されるＬＥＤ１０Ａのバッファ層１１に分離レーザビームＬＤを照射するために行われる逐次レーザ照射処理の側断面図を示す。

【0014】

【図6C】図６Ｃは、いくつかの実施形態による、照射後に固体ガリウムリッチ材料部（例えば、純ガリウムまたはガリウムリッチ合金粒子または領域）２１１に固化する液体ガリウムリッチドロップ１１１の側断面図を示す。

【0015】

【図6D】図６Ｄは、いくつかの実施形態による、接合材料部（１７、３７）の変形を引き起こすように互いに対して押圧されたバックプレーン３２およびＬＥＤクーポン１の側断面図を示す。

【0016】

【図6E】図６Ｅは、いくつかの実施形態による、ＬＥＤ１０Ａの下にあるダイオード側接合材料部１７とバックプレーン側接合材料部３７との嵌合対のリフローおよび接合を引き起こすために行われる局所レーザ照射処理の側断面図を示す。

【0017】

【図6F】図６Ｆは、いくつかの実施形態による、透明パネル４３０がＬＥＤクーポン１に下向きの圧力を加えることを停止するように、バックプレーン３２とＬＥＤクーポン１との間の空間Ｓの真空引きを停止した真空源４４０の側断面図を示す。

【0018】

【図7】図７は、いくつかの実施形態による、ＬＥＤを移載する方法のフローチャートを示す。

【発明を実施するための形態】

【0019】

本開示の実施形態は、ＬＥＤを移載（transfer）するための装置および方法を対象としており、その様々な態様を以下に説明する。図面全体を通して、同様の要素は、同じ参照符号によって説明される。特に明記しない限り、同じ参照符号を有する要素は、同じ材料組成を有するものと仮定される。図面は、一定の縮尺で描かれていない。要素の重複がないことが明示的に記載されているか、或いは、別途明確に示されていない限り、要素の単一のインスタンスが示されている場合、要素の複数のインスタンスが重複することがある。「第１」、「第２」および「第３」などの順序は、単に同様の要素を識別するために使用されており、異なる順序が本開示の明細書および特許請求の範囲にわたって使用されてもよい。

【0020】

ＬＥＤは、ｐ側コンタクトとｎ側コンタクトとが構造体の反対側に位置する縦型構造（例えば、縦型ＬＥＤ）であってもよいし、または、ｐ側コンタクトとｎ側コンタクトとが構造体の同じ側に位置する横型構造であってもよい。本開示の実施形態では、成長基板からバックプレーンなどのターゲット基板にＬＥＤ（例えば、ＬＥＤのアレイ）を移載するための方法が提供される。例示的な例では、ターゲット基板は、ＬＥＤを駆動するためのアクティブまたはパッシブマトリクスバックプレーン基板などのバックプレーンでありうる。本明細書で使用される場合、「バックプレーン」は、その上に複数のＬＥＤを取り付けるように構成された任意の基板を指す。

【0021】

ＬＥＤは、赤色光を発する赤色ＬＥＤ、緑色光を発する緑色ＬＥＤ、および青色光を発する青色ＬＥＤなどの異なる「タイプ」を含みうる。同じタイプのＬＥＤは、それぞれの成長基板（例えば、初期成長基板）上に製造されうる。特に、ＬＥＤは、ＬＥＤ、センサデバイス（例えば、光検出器）などを含む様々な電子デバイスを、上または中に形成するように処理される成長基板上のアレイとして製造されうる。ＬＥＤは、例えば、縦型ＬＥＤ、横型ＬＥＤ、またはそれらの任意の組合せであってもよい。

【0022】

図１を参照すると、ＬＥＤ１０のダイを含む成長基板８を含むＬＥＤクーポン（例えば、第１ソースクーポン）１が示されている。成長基板８は、ＬＥＤ１０が形成されていないエッジ除外領域３００を周囲に含んでいてもよい。成長基板８は、第１アレイ１００に配置された同じタイプのＬＥＤ（例えば、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤなど）を含みうる。即ち、ＬＥＤ１０は、例えば、同じピーク波長で光を発する発光ダイオードでありうる、同じタイプのＬＥＤの複数のインスタンスを含んでもよい。

【0023】

第１アレイ１００は、それぞれの一次方向（即ち、第１アレイ１００の一次方向）に沿って一次方向ピッチＰｘ１を有し、それぞれの二次方向（即ち、第１アレイ１００の二次方向）に沿って二次方向ピッチＰｙ１を有する。本明細書で使用される場合、アレイの一次方向および二次方向は、アレイの単位セルが繰り返される２つの方向を指す。矩形アレイでは、一次方向と二次方向とが互いに垂直であってもよく、ｘ方向およびｙ方向と呼ばれる。

【0024】

成長基板８上のＬＥＤ１０は、第２アレイに構成された接合サイトを有する１以上のバックプレーンに移載されうる。ＬＥＤ１０の移載には、所定の移載パターンおよび所定の移載シーケンスが用いられうる。異なる成長基板から移載された異なるタイプのＬＥＤ（例えば、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤ）は、機能的な直視型ＬＥＤアセンブリを提供するためにＬＥＤ１０（例えば、赤色ＬＥＤ）と組み合わせて使用されうる。

【0025】

図２は、いくつかの実施形態による、ＬＥＤクーポン１の断面図を示す。図２に示されるように、ＬＥＤクーポン１は、成長基板８と、成長基板８上に配置された複数のＬＥＤ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃとを含む。成長基板８は、ＬＥＤ半導体層を成長させることができる単結晶基板など、ＬＥＤ層を成長させることができる任意の適切な基板でありうる。例えば、成長基板８は、サファイア基板を含みうる。

【0026】

ＬＥＤ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、バッファ層１１と第１導電型半導体層１２とを含みうる。バッファ層１１は、ガリウムと窒素とを含む非晶質ＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体層を含んでもよい。第１導電型半導体層１２は、ガリウムと窒素とを含む結晶質ＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体材料層を含んでもよい。例えば、バッファ層１１は、非晶質窒化ガリウム（ＧａＮ）、インジウム窒化ガリウム（ＩｎＧａＮ）、窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）または窒化アルミニウムインジウムガリウム（ＡｌＩｎＧａＮ）を含むことができ、第１導電型半導体層１２は、単結晶または多結晶ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮまたはＡｌＩｎＧａＮを含むことができる。第１導電型半導体層１２は、第１導電型を有し、それはｎ型であってもよいしｐ型であってもよい。例えば、第１導電型半導体層１２は、ｎ型半導体層を含んでもよい。バッファ層１１は、アンドープであってもよいし、第１導電型を有していてもよい。

【0027】

バッファ層１１は、第１導電型半導体層１２と成長基板８との間に位置する。バッファ層１１は、第１導電型半導体層１２と同じ材料組成を有していてもよい。

【0028】

例えば、一実施形態において、バッファ層１１および第１導電型半導体層１２は、共に窒化ガリウムを含むことができる。この場合、バッファ層１１は、本実施形態ではパターン化サファイア基板（ＰＳＳ）であってもよい成長基板８上への結晶質窒化ガリウムの第１導電型半導体層１２の初期堆積中に形成されうる。即ち、バッファ層１１は、窒化ガリウムの成長条件を非晶質から結晶質窒化ガリウム層の成長へ遷移させるために形成されうる。バッファ層１１の厚さは、１００ｎｍ～４００ｎｍ、例えば１５０ｎｍ～３００ｎｍの範囲内にすることができるが、より薄いまたはより厚い厚さを用いることもできる。第１導電型半導体層１２の厚さは、５００ｎｍ～５ミクロン、例えば１～３ミクロンとすることができるが、より薄いまたはより厚い厚さを用いることもできる。

【0029】

活性層１３は、第１導電型半導体層１２上に形成されうる。一実施形態では、活性層１３は、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、および／またはＡｌＩｎＧａＮから選択される少なくとも１つのバルク、準バルク、または量子井戸層を含みうる。例えば、活性層１３は、それぞれのＧａＮ障壁層および／またはＡｌＧａＮ障壁層の間に１以上のＩｎＧａＮ量子井戸層のスタックを備えていてもよい。一般に、活性層１３には、本技術分野で知られている任意の発光層スタックを使用することができる。

【0030】

第２導電型半導体層１４は、活性層１３上に形成されうる。第２導電型半導体層１４は、第２導電型のドーピングを有しうる。第２導電型は、第１導電型とは反対である。第１導電型がｎ型である場合、第２導電型はｐ型であり、その逆も同様である。一実施形態において、第１導電型はｎ型であり、第２導電型はｐ型である。各第２導電型半導体層１４は、結晶（例えば、単結晶または多結晶)ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮおよび／またはＡｌＩｎＧａＮ層を含みうる。これにより、活性層１３は、第１導電型半導体層１２と第２導電型半導体層１４との間に配置される。

【0031】

コンタクトレベル材料層１５は、第２導電型半導体層１４上に形成されうる。コンタクトレベル材料層１５は、電極（例えば、ｐ型側電極）として機能する少なくとも１つの導電層を含みうる。コンタクトレベル材料層１５は、下から上に、透明導電性酸化物層、反射体層、および／または接合パッド材料層を含む層スタックを含みうる。透明導電性酸化物層は、インジウムスズ酸化物またはアルミニウムドープ酸化亜鉛などの透明導電性酸化物材料を含むことができる。反射体層は、金、銀および／またはアルミニウムを含むことができる。接合パッド材料層は、金、銅、ニッケル、チタン、窒化チタン、タングステン、窒化タングステン、後に使用されるはんだ材料よりも高い融点を有する別の金属、それらの合金、および／またはそれらの層スタックなど、接合パッドとして機能することができる金属材料を含むことができる。

【0032】

各ＬＥＤ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ内の第２導電型半導体層１４、活性層１３、および任意選択的に第１導電型半導体層１２のスタックは、隣り合うＬＥＤ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの間に溝１９を形成するために、様々なパターニング方法を用いてパターニングされうる。誘電体マトリックス層１６は、第１ＬＥＤ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの間に形成することができる。溝１９は、各ＬＥＤ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの領域を画定する。具体的には、成長基板８の上にあり且つ一組の溝１９によって横方向に囲まれたパターン化材料層の各連続組は、ＬＥＤ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを構成しうる。一実施形態では、溝１９は、ＬＥＤの周期的アレイであってもよいＬＥＤのアレイを提供するために格子パターンで形成されうる。ＬＥＤ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、青色スペクトル範囲内の第１ピーク波長を有する青色光など、第１ピーク波長で光を発することができる。

【0033】

図２は、ＬＥＤ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを含むＬＥＤクーポン１の特定の実施形態を示しているが、本開示の実施形態は、接合材料部を取り付けるための構造が成長基板８と反対側に面するＬＥＤ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの側に設けられうるという条件で、ＬＥＤ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの任意の構成を採用して利用することができる。

【0034】

図３は、いくつかの実施形態による、ＬＥＤクーポン１からバックプレーン３２にＬＥＤ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを移載する準備におけるＬＥＤクーポン１の配置を示す。図３に示されるように、ダイオード側接合材料部１７は、ＬＥＤ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの各々におけるコンタクトレベル材料層１５上に形成されうる。一実施形態では、ダイオード側接合材料部１７は、純スズまたはスズとインジウムとの合金などのはんだ材料部とすることができる。

【0035】

バックプレーン３２は、単一の大型パネルバージョンの基板３８、または大型パネルの空間内に嵌合するように配置されたいくつかの基板３８、および基板３８の前側表面上に形成された金属相互接続層３２５でありうる。一実施形態では、基板３８は、プラスチック（例えば、ポリマー）基板、ガラス基板またはシリコン基板を含むことができる。バックプレーン３２はまた、大きいサイズ（例えば、Ｇｅｎ８以上）を有してもよい。一実施形態では、金属相互接続層３２５は、基板３８の表面上に配置され、および／または少なくとも１つの絶縁材料に埋め込まれた、バックプレーン３２上に接合されるＬＥＤとバックプレーン３２の入力／出力ピンとの間の電気接続を提供する複数の金属相互接続構造を含むことができる。

【0036】

接合パッド３４は、金属相互接続層３２５の上にあるバックプレーン３２の表面（たとえば、基板３８の表面）上に形成されうる。一実施形態では、接合パッド３４は、二次元周期的アレイとして、または一次元周期的アレイとして配置することができる。接合パッド３４は、金、銅、ニッケル、チタン、窒化チタン、タングステン、窒化タングステン、後に使用されるはんだ材料よりも高い融点を有する別の金属、それらの合金、および／またはそれらの層スタックなどの接合パッド材料を含むことができる。

【0037】

バックプレーン側接合材料部３７は、接合パッド３４上に形成されうる。一実施形態では、バックプレーン側接合材料部３７は、純スズまたはスズとインジウムとの合金などのはんだ材料部とすることができる。ＬＥＤクーポン１およびバックプレーン３２は、一対のダイオード側接合材料部１７とバックプレーン側接合材料部３７とが接合パッド３４の周期配列の格子点ごとに対向するように位置合わせされうる。

【0038】

図４Ａは、いくつかの実施形態による、ＬＥＤクーポン１からバックプレーン３２にＬＥＤ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを移載するために使用されうる装置４００を示す。以下、ＬＥＤ１０Ａについて本方法を具体的に説明するが、ＬＥＤ１０Ｂおよび１０Ｃは、同一の方法に従って同一のバックプレーン３２に逐次移載されうる。

【0039】

装置４００は、バックプレーン３２を支持するためのバッキングボード４１０と、バックプレーン３２の周囲におけるバッキングボード４１０上に形成された封止部材４２０と、バッキングボード４１０と透明パネル４３０との間に空間Ｓが形成されるように封止部材４２０上に配置された透明パネル４３０と、空間Ｓを真空引きするための真空源４４０とを含みうる。

【0040】

装置４００はまた、空間Ｓ内のバックプレーン３２上に形成されたＬＥＤクーポン１を照射するように、透明パネル４３０を通してレーザ放射Ｌを導くレーザ放射源（即ち、レーザ）４５０を含みうる。一実施形態では、レーザ放射源４５０は、ＬＥＤ１０Ａの部分的なレーザリフトオフ処理を行うようにＬＥＤ１０Ａのバッファ層１１を照射するレーザ放射Ｌを放出することができる。

【0041】

ＬＥＤをバックプレーン３２に移載する処理は、例えば室温で行われ、真空ラミネータ４４５内にあるバッキングボード４１０（例えば、非コンプライアントで剛性のバッキングボード）上にバックプレーン３２を配置し、次いで、複数のＬＥＤクーポン１をバックプレーン３２上に配置することによって開始しうる。ＬＥＤクーポン１は、例えば、基板（例えば、成長基板）と、基板上に形成されて当該基板からバックプレーン３２に移載される複数のマイクロＬＥＤとをそれぞれ含むマイクロＬＥＤクーポンを含むことができる。マイクロＬＥＤは、例えば、約１００ミクロンよりもはるかに小さいサイズを有することができ、１～２０ミクロン、例えば２～１０ミクロンと小さくすることができる。しかしながら、より大きなＬＥＤまたはＬＥＤのモノリシックアレイも移載されうる。

【0042】

複数のＬＥＤクーポン１は、例えば図３に示されるように、ＬＥＤ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ上に形成されたダイオード側接合材料部１７が、バックプレーン３２上にアレイ状に配置された接合パッド３４上のバックプレーン側接合材料部３７と位置合わせされるように、アレイ状にバックプレーン３２上に配置されうる。具体的には、ＬＥＤクーポン１は、バックプレーン３２の実質的に全体を覆うように、バックプレーン３２上に「タイル張り」されていてもよい。ＬＥＤクーポン１の位置合わせは、例えば、ＬＥＤクーポン１の正確な位置を決定する光学センサ（図示せず）と、ＬＥＤクーポン１を正確な位置に位置決めするロボットアーム（図示せず）とによって行われうる。

【0043】

次いで、透明パネル４３０は、バッキングボード４１０と透明パネル４３０との間に空間Ｓが形成されるように、複数のＬＥＤクーポン１および封止部材４２０にわたって配置されうる。次いで、真空源４４０は空間Ｓを真空引きし、空間の真空引きは、透明パネル４３０をバックプレーン３２に向かって引っ張り、透明パネル４３０に、ＬＥＤクーポン１をバックプレーン３２に向かって押圧させうる。具体的には、透明パネルが複数のＬＥＤクーポンを押圧する圧力は、複数のＬＥＤクーポンにわたって実質的に均一でありうる。

【0044】

いくつかの実施形態では、バッキングボード４１０は、例えば、金属または剛性ポリマー材料から作製される剛性バッキングボードを含みうる。バッキングボード４１０は、真空ラミネータバッキングボードを含んでもよく、真空源４４０が空間Ｓにアクセスすることを可能にし、真空源４４０がスリット４１１を通して空間Ｓを真空引きすることを可能にするための１以上のスリット４１１（例えば、貫通孔、チャネルなど）を含んでもよい。或いは、スリット４１１を通すことに加えてまたはその代わりに、バッキングボード４１０の側面を通してまたは側面に隣接して真空引きされてもよい。バッキングボード４１０はまた、大きなサイズ（例えば、Ｇｅｎ８以上）のバックプレーン３２を収容し、バックプレーン３２の周囲に形成されうる封止部材４２０を収容するのに十分なサイズ（例えば、面積）を有していなければならない。

【0045】

封止部材４２０は、エッジ効果を排除して透明パネル４３０との良好な封止を提供することができる周囲シムフレームであってもよい。いくつかの実施形態では、封止部材４２０は、バックプレーン３２の形状に近似する矩形形状に構成されうるＯリング型またはガスケット型の封止部材を含みうる。封止部材４２０は、封止部材４２０とバックプレーン３２の周囲との間のギャップ（例えば、図４ＡのＸ方向）が約２センチメートル以下となるように、バックプレーン３２の周囲の周りに連続的に形成されうる。封止部材４２０は、例えば、ポリウレタン、シリコーン、ネオプレン、ニトリルゴム、フルオロカーボン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、またはエチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）ゴムなどのポリマー材料から形成されうる。封止部材４２０の厚さ（例えば、図４ＡのＺ方向）は、バックプレーン３２およびＬＥＤクーポン１の厚さの合計と実質的に同じであるべきである。封止部材４２０の厚さが小さすぎる場合、透明パネル４３０は、ＬＥＤクーポン１上に載置されて封止部材４２０と接触せず、その結果、空間Ｓの周囲に封止を形成することができない。しかしながら、封止部材４３０の厚さが大きすぎる場合、透明パネル４３０とバックプレーン３２との間の距離が大きすぎて、透明パネル４３０が真空下でＬＥＤクーポン１をバックプレーン３２に向かって押すことができない場合がある。したがって、バックプレーンとＬＥＤクーポンとの厚さの合計をＴｂとすると、封止部材４２０の厚さＴｓは、０．９Ｔｂ≦Ｔｓ≦１．１Ｔｂの範囲とするとよい。

【0046】

透明パネル４３０は、バックプレーン３２の周囲全体の周りで封止部材４２０を覆うのに十分な大きさ（例えば、十分に大きい面積を有する）でありうる従順な（例えば、柔軟なまたは撓むことが可能な）透明パネルでありうる。換言すると、透明パネル４３０は、バッキングボード４１０よりも低い剛性（即ち、より低い硬さ、およびより低いヤング率）を有することができる。透明パネル４３０は、透明パネル４３０を通して空間Ｓ内のＬＥＤクーポン１に導かれるレーザ放射Ｌと干渉しないように、十分に透明であってもよい。一実施形態では、透明パネル４３０は、数ミリメートル以下（例えば、約５ミリメートル未満、例えば０．１～２ｍｍ、例えば０．５～１ｍｍ）の厚さを有することができる。厚さが大きすぎる場合、放射源４５０からのレーザ放射の焦点は、後続のレーザ照射工程の間、ＬＥＤクーポン１上の作業面から遠すぎる可能性がある。透明パネル４３０は、ホウケイ酸ガラスなどのガラスで形成されてもよいが、レーザ放射源４５０によって射出されるレーザ放射に対して透明である限り、他のガラスが使用されてもよい。

【0047】

真空源４４０は、真空ラミネータ４４５と、真空引きするための真空ポンプ４４２と、真空ポンプ４４２を真空ラミネータ４４５上の１以上の真空ポートに接続する配管４４４とを含みうる。真空ポンプ４４２は、透明パネル４３０がＬＥＤクーポン１を押圧する圧力を、大気圧１４．７ｐｓｉまでのあらゆる範囲の圧力に容易かつ非常に正確に制御することができ、且つ、透明パネル４３０の全体にわたって実質的に均一に適用することができるように、空間Ｓを十分に真空引きすることができる。

【0048】

レーザ放射源４５０は、異なる波長および出力でレーザ放射Ｌを生成するための１以上のタイプのレーザを含みうる。レーザ放射源４５０は、インサイチュレーザリフトオフ（ＬＬＯ）およびレーザ走査（ＬＳ）ラスタ（例えば、図４ＡのＹ方向）を実行するように構成されてもよく、一方、バッキングボード４１０は、垂直方向（例えば、図４ＡのＸ方向）にインデックスされる。具体的には、レーザ放射源４５０は、部分的なレーザリフトオフ処理においてＬＥＤクーポン１からＬＥＤ１０を分離させるための分離レーザビームＬＤを生成しうる。分離レーザビームＬＤは、紫外線波長を有していてもよいし、可視光領域の波長を有していてもよい。いくつかの実施形態では、レーザ放射源４５０は、分離レーザビームＬＤを生成するための、２４８ｎｍまたは１９３ｎｍの波長を有するエキシマ（ＵＶ）レーザを含んでもよい。レーザ放射源４５０は、接合レーザ照射処理中にレーザビームＬＢ(例えば、赤外レーザビーム）を生成することもできる。いくつかの実施形態では、レーザ放射源４５０は、９．４ミクロンまたは１０．６ミクロンの波長を有するレーザビームＬＢ(例えば、赤外レーザビーム）を生成するためのＣＯ２レーザを含んでもよい。つまり、レーザ放射源４５０は、２以上の異なるレーザを含んでいてもよい。

【0049】

図４Ｂは、いくつかの実施形態による、真空源４４０によって空間Ｓを真空引きした後の装置４００の側面図を示す。図４Ｂに示されるように、透明パネル４３０は、封止部材４２０によって封止された空間Ｓ内における真空源４４０による真空引きのもとで、下向き（例えば、図４ＢのＺ方向）に撓むように柔軟であってもよい。透明パネル４３０によってＬＥＤクーポン１上に加えられる下向きの圧力の量は、真空源４４０による真空引きの量を調節することによって調節することができ、したがって、真空ポンプ４４２に供給される電流の量によって調節することができる。即ち、下向きの圧力は、真空源４４０による真空引きを増加させることによって増加させることができ、真空源４４０による真空引きを減少させることによって減少させることができる。いくつかの実施形態では、透明パネル４３０によってＬＥＤクーポン１上に加えられる下向きの圧力は、１０～１５ｐｓｉであってもよく、透明パネル４３０の全体にわたって実質的に均一に加えられてもよい。

【0050】

図５は、いくつかの実施形態による、ＬＥＤを移載するための装置４５０の側面図を示す。図５に示されるように、装置４５０は、真空源４４０が異なっていてもよいことを除いて、図４Ａ～図４Ｂの装置４００の特徴を含みうる。装置４５０において、真空源４４０は、バッキングボード４１０、封止部材４２０および透明パネル４３０にわたって形成されうる真空バッグ４４６を含みうる。真空バッグ４４６は、プラスチック、または、レーザ放射源４５０から射出されたレーザ放射Ｌに対して透明であり、その影響を受けない別の材料から作製されてもよい。真空バッグ４４６はまた、真空配管４４４が接続されうる１以上のポート４４６ａを含みうる。動作中、真空源４４０は、図４Ｂに示される装置４００によって提供されるものと実質的に同じ結果で真空バッグ４４６を真空引きすることによって、空間Ｓを真空引きすることができる。即ち、真空は、透明パネル４３０によってＬＥＤクーポン１上に加えられる下向きの圧力をもたらし、その下向きの圧力は、１０～１５ｐｓｉであり、透明パネル４３０の全体にわたって実質的に均一に加えられうる。

【0051】

いくつかの実施形態において、装置４００および装置４５０は、マイクロＬＥＤ物質移載の目的のために、Ｇｅｎ８サイズ以上（例えば、対角２０インチ以上）などの非常に大面積のパネルにわたって均一なクランプ圧力を提供することができ、マルチ移載クーポンデザイン（例えば、異なる色のＬＥＤクーポン）でも同様に良好に動作しうる。具体的には、装置４００および装置４５０は、マイクロＬＥＤアレイの全体にわたって、および、ある処理工程から次の処理工程まで、ギャップおよび応力分布が許容範囲内に留まるように、高さ分布差を低減して中立応力点を上方にシフトさせることができる。したがって、バックプレーンおよび／またはＬＥＤクーポンにおける固有のミクロンサイズ範囲のうねり（例えば、表面粗さまたは反りによる）は、バックプレーン領域の全体にわたって装置によって加えられる均一な圧力によって低減または排除されうる。これにより接合の品質および精度が向上して表示装置の歩留まりが向上する。なぜならば、バックプレーンに対するクーポン高さが不均一であると質量ＬＥＤの移載を妨げて表示装置の歩留まりを低下させることとなるからである。

【0052】

装置４００では、ＬＥＤを移載する方法は、バックプレーン３２（例えば、ディスプレイバックプレーン）を真空ラミネータ４４５内のバッキングボード４１０（例えば、剛性バッキングボード）上に配置することで開始し、一方、装置４５０では、当該方法は、バックプレーン３２（例えば、ディスプレイバックプレーン）を真空バッグ４４６内のバッキングボード４１０（例えば、剛性バッキングボード）上に配置することで開始しうる。ＬＥＤクーポンは、バックプレーン３２の全体を覆うまで、バックプレーン３２（例えば、ディスプレイパネル、ＴＶパネルなど）上に配置（例えば、タイル張り）されうる。封止部材４２０（例えば、シムフレーム）は、エッジ効果を排除して良好な封止を提供するために、バックプレーン３２の周囲に配置されうる。次いで、透明パネル４３０（例えば、カバーガラス）は、封止部材４２０によって封止される空間Ｓを形成するように、ＬＥＤクーポン１の上部に配置されうる。次いで、真空源４４０は、所望のレベルの真空（例えば、圧力）に達するまで、空間Ｓを真空引きするために使用されうる。これらの処理工程は、異なる色のＬＥＤを含むＬＥＤクーポン１について繰り返されうる。

【0053】

再び図面を参照すると、図６Ａ～図６Ｆは、いくつかの実施形態による、ＬＥＤクーポン１からバックプレーン３２にＬＥＤ１０Ａを移載する方法を示す。上述したように、同じ方法は、ＬＥＤ１０Ｂおよび１０Ｃをバックプレーン３２に移載するためにも使用されうる。本方法は、上述された装置４００または装置４５０のいずれかを使用することによって実装されうる。図６Ａに示されるように、いくつかの実施形態によれば、バックプレーン３２はバッキングボード４１０上に配置され、ＬＥＤクーポン１はバックプレーン３２上に配置され、透明パネル４３０はＬＥＤクーポン１上に配置されうる。ＬＥＤクーポン１のＬＥＤ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、対向する一対のダイオード側接合材料部１７とバックプレーン側接合材料部３７とが互いに接触するようにバックプレーン３２に接触させてもよい。ダイオード側接合材料部１７の各々は、それぞれの下にあるバックプレーン側接合材料部３７との面積的な重なりを有することができる。一実施形態では、当該重なりの面積は、ダイオード側接合材料部１７の面積の少なくとも７０％、例えば８０％より大きい、および／または９０％より大きくてもよい。一実施形態では、各ダイオード側接合材料部１７の幾何学的中心は、下にあるバックプレーン側接合材料部３７の幾何学的中心の上に重なることができる。

【0054】

一般に、少なくとも１つの接合材料部（１７、３７）は、接合パッド３４のそれぞれ１つとＬＥＤ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのそれぞれ１つとの縦方向に隣り合う各対の間に配置されうる。一実施形態では、ダイオード側接合材料部１７とバックプレーン側接合材料部３７との対は、接合パッド３４のそれぞれ１つとＬＥＤ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのそれぞれ１つとの縦方向に隣り合う各対の間に設けられうる。一実施形態において、ダイオード側接合材料部１７は省略されてもよい。別の実施形態において、バックプレーン側接合材料部３７は省略されてもよい。

【0055】

一実施形態において、はんだフラックス３５は、はんだフラックス３５が各接合材料部（１７、３７）を横方向に取り囲むように、バックプレーン３２とＬＥＤ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃとの間に塗布されうる。はんだフラックス３５は、酸化スズと反応して金属スズ接合材料部（１７、３７）を残す任意の適切な液体フラックスでありうる。

【0056】

図６Ａのようにバックプレーン３２上にＬＥＤクーポン１が形成されると、透明パネル４３０が第１圧力（例えば、第１量の下向きの圧力（例えば、下向きの力））をＬＥＤクーポン１に加えるように真空源４４０が連動し、横方向に滑ることなくＬＥＤクーポン１をバックプレーン３２上の所定の位置に保持させうる。具体的には、バックプレーン３２およびＬＥＤクーポン１は、透明パネル４３０によってＬＥＤクーポン１、接合材料部（１７、３７）およびバックプレーン３２に縦方向に沿って下向きの力が加えられている間、適所に保持されうる。下向きの力の大きさは、それぞれの接合材料部１７および３７を互いに接合させることなく、接合材料部（１７、３７）が著しく変形しないように、即ち、接合材料部（１７、３７）がクランプ前に提供された形状を維持するように選択されうる。例示的な例では、２，０００，０００対のダイオード側接合材料部１７とバックプレーン側接合材料部３７とが４平方メートルサイズのバックプレーン３２とタイル状ＬＥＤクーポン１との間に存在する場合、透明パネル４３０によって加えられる下向きの力の大きさは、ＬＥＤ当たり２５０Ｎ～４００Ｎまたは約０．１ｍＮ～０．２ｍＮの範囲内でありうる。

【0057】

図６Ｂを参照すると、逐次レーザ照射処理は、バックプレーン３２に移載されるＬＥＤ１０Ａのバッファ層１１に、レーザ放射源４５０から射出される分離レーザビームＬＤを照射するように行われうる。分離レーザビームＬＤは、ＬＥＤ１０Ａを部分的にリフトオフするために用いられる部分的なレーザリフトオフ処理を行ってもよく、本明細書では分離レーザ照射処理と称される。ＬＥＤ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの各バッファ層１１は、分離レーザビームＬＤが逐次１つずつ照射されうる。分離レーザビームＬＤの横寸法（例えば直径）は、ＬＥＤ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの横寸法とほぼ同じであってもよい。つまり、隣り合うバッファ層１１に大きな組成変化を生じさせることなく、各バッファ層１１を個別に照射することができる。

【0058】

分離レーザビームＬＤは、紫外線波長または可視光領域の波長を有することができ、照射されたバッファ層１１のガリウムおよび窒素を含有するＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体材料によって吸収されうる。特定の理論によって拘束されることを望むものではないが、バッファ層１１上への分離レーザビームＬＤの照射は、ガリウム原子を蒸発させることなく、またはガリウム原子の蒸発を最小限に抑えて、窒素原子を蒸発させると考えられる。したがって、当該照射は、残りの材料中の窒素の原子パーセントを減少させる。ＬＥＤクーポン１およびバックプレーン３２は、この工程の間およびその後に、透明パネル４３０によってＬＥＤクーポン１に加えられる圧力によって適所に保持されうる。

【0059】

一実施形態では、特定の理論によって拘束されることなく、ＬＥＤ１０Ａの照射されたバッファ層１１は、ガリウムリッチドロップ１１１に変換されうると考えられる。ガリウムリッチドロップ１１１は、純粋な液体ガリウムリッチドロップから構成されていてもよく、または、６０％～９９％など、５５％より大きい原子濃度でガリウムを含有するガリウムと窒素との合金を含んでいてもよい。

【0060】

図６Ｃに示されるように、液体ガリウムリッチドロップ１１１は、ＬＥＤクーポン１の温度がガリウムまたはその合金の融解温度（例えば、２９．７６℃）より低く維持される場合、照射後に固体ガリウムリッチ材料部（例えば、純ガリウムまたはガリウムリッチ合金粒子または領域）２１１に固化しうる。一実施形態では、ガリウムリッチ材料部２１１は、６０％～１００％など、５５％より大きい原子濃度でガリウム原子を含んでいてもよい。ガリウムリッチ材料部２１１は、１０ｎｍ～５０ｎｍなど、５ｎｍ～１００ｎｍの範囲の平均厚さを有しうるが、より薄い厚さおよびより厚い厚さが用いられてもよい。ガリウムリッチ材料部２１１は、連続材料層を含んでいてもよいし、または、ボール形状の材料部のクラスターを含んでいてもよい。レーザビームＬＤが照射されていないＬＥＤクーポン１上のＬＥＤ１０Ｂ、１０Ｃのバッファ層１１は、約５０原子パーセントのガリウムを有する窒化ガリウムバッファ層などのバッファ層１１として残り、したがって、ガリウムリッチ材料部２１１よりも高い融点を有する。

【0061】

また、隣り合う各対のバックプレーン側接合材料部３７およびダイオード側接合材料部１７は、レーザ照射中に互いに接触するだけで互いに接合されないため、レーザ照射による機械的衝撃は、比較的脆弱なポリマーを含みうるバックプレーン３２に伝達されない。したがって、ガリウムリッチ材料部２１１を形成する図６Ｂおよび図６Ｃに関して上述した部分レーザリフトオフは、バックプレーン３２とバックプレーン３２上の導電性要素（３４、３２５）とに殆どまたは全くダメージを与えない。さらに、部分レーザリフトオフ処理は、接合リフローが部分レーザリフトオフの後に起こるため、後続の処理工程において再固化された接合材料部へのダメージを防止する。

【0062】

図６Ｄを参照すると、バックプレーン３２およびＬＥＤクーポン１は、接合材料部（１７、３７）の変形を引き起こす（即ち、接合材料部を圧印して任意の粗い接合表面を滑らかにする）ように、より大きな力で互いに対して押圧されうる。したがって、各篏合対のそれぞれのダイオード側接合材料部１７とそれぞれのバックプレーン側接合材料部３７とは、ＬＥＤ１０Ａのバッファ層１１をガリウムリッチ材料部２１１に変換した後、第１圧力よりも大きい第２圧力で互いに対して押圧されうる。図６Ｄに示されるように、第２圧力は、ダイオード側接合材料部１７およびバックプレーン側接合材料部３７を変形させるのに十分な圧力であればよい。例示的な例では、１００，０００対のダイオード側接合材料部１７とバックプレーン側接合材料部３７とがバックプレーン３２とＬＥＤクーポン１との間に存在する場合、透明パネル４３０によって加えられる圧力の大きさは５００Ｎ～１，０００Ｎの範囲内でありうる。

【0063】

図６Ｅを参照すると、局所的なレーザ照射処理は、ＬＥＤ１０Ａの下にあるダイオード側接合材料部１７とバックプレーン側接合材料部３７との嵌合対のリフローおよび接合を引き起こすために行われうる。レーザ照射は、バックプレーン３２へのＬＥＤ１０Ａの接合を引き起こし、本明細書では接合レーザ照射処理と呼ばれる。接合レーザ照射処理中に使用されるレーザビームＬＢは、ＬＥＤ１０Ａ内のＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体材料（例えば、ガリウムおよび窒素を含有する材料）のバンドギャップよりも小さい光子エネルギーを有することができ、したがって、ＬＥＤ１０Ａを通過することができる。例えば、接合レーザ照射処理で用いられるレーザビームＬＢは、９．４ミクロンまたは１０．６ミクロンの波長を有する二酸化炭素レーザビームなどの赤外レーザビームであってもよい。

【0064】

照射された一対のダイオード側接合材料部１７とＬＥＤ１０Ａに接続されたバックプレーン側接合材料部３７とは、ダイオード側接合材料部１７とバックプレーン側接合材料部３７との対の接合材料（はんだ材でもよい）がリフローするリフロー温度に加熱されうる。ダイオード側接合材料部１７とバックプレーン側接合材料部３７との篏合対へのレーザビームＬＢの照射が終了すると、リフローされた材料が再固化して再固化接合材料部４７が得られる。つまり、再固化接合材料部４７は、ＬＥＤ１０Ａの接合パッド３４およびコンタクトレベル材料層１５に接合される。

【0065】

したがって、ＬＥＤ１０Ａは、リフローされて再固化されて再固化接合材料部４７を形成するようにリフローされて再固化する少なくとも１つの接合材料部（１７、３７）のそれぞれの下にあるセットへの局部的なレーザ照射によって、接合パッド３４のそれぞれの下にある１つに接合されうる。ＬＥＤ１０Ａを移載するための局所的なレーザ照射の間、ＬＥＤ１０Ｂ、１０Ｃについてのダイオード側接合材料部１７とバックプレーン側接合材料部３７との嵌合対は、第２圧力で互いに押圧されうる。したがって、ＬＥＤ１０Ａをバックプレーン３２に接合することができ、ＬＥＤクーポン１上のＬＥＤ１０Ｂ、１０Ｃをバックプレーン３２に接合しないままにすることができる。ガリウムリッチ材料部２１１は、成長基板８と第１導電型半導体層１２との間に弱い接着力を提供する。ＬＥＤ１０Ａは、ガリウムリッチ材料部２１１によって適所に保持されるため、従来技術の接合処理よりも低出力のレーザビームＬＢが使用されうる。これにより、バックプレーン３２へのダメージが更に低減される。はんだフラックス３５は、レーザビームＬＢの照射中に蒸発させてもよいし、この工程の後に流出させてもよい。

【0066】

図６Ｆを参照すると、真空源４４０は、バックプレーン３２とＬＥＤクーポン１との間の空間Ｓを真空引きすることを停止し、透明パネル４３０がＬＥＤクーポン１に下向きの圧力を加えることを停止する。次いで、バックプレーン３２は、ガリウムリッチ材料部２１１の溶融温度よりも高いがアモルファスバッファ層１１の溶融温度よりも低い（例えば、窒化ガリウムの溶融温度よりも低い）温度まで加熱されうる。例えば、ガリウムリッチ材料部２１１が純粋なガリウムを含む場合、ガリウムリッチ材料部２１１をガリウムリッチドロップ１１１に溶融させるために、少なくとも摂氏３０度（例えば、摂氏３５～５０度）に温度を上昇させうる。これにより、ＬＥＤ１０Ｂ、１０Ｃが影響を受けずに成長基板８に固定されたままである間に、ＬＥＤ１０Ａを、機械的な力を加えてまたは加えずに、成長基板８から分離することが可能になる。任意選択的に、ガリウムリッチ材料部３１１（再固化ガリウムリッチドロップ１１１または部分２１１の残部など）は、第１導電型半導体層１２の表面上に位置することができる。

【0067】

同じ方法は、ＬＥＤ１０Ｂおよび１０Ｃをバックプレーン３２に移載するために逐次使用されうる。具体的には、真空が解放され、第１色のＬＥＤ１０Ａを含むＬＥＤクーポン１の残りの部分が装置４００または４５０から除去され（即ち、透明パネル４３０が持ち上げられた後にバックプレーン３２から離れるように移動され）、一方、接合されたＬＥＤ１０Ａはバックプレーンに接合されたままである。次いで、異なる色のＬＥＤ１０Ｂを含む異なるＬＥＤクーポン１が、バックプレーン３２上に配置される。再び真空引きが行われ、ＬＥＤ１０Ｂについて図６Ａ～図６Ｆの処理工程が繰り返される。次いで、ＬＥＤ１０Ｃについて同じ工程が繰り返される。

【0068】

図７は、いくつかの実施形態による、ＬＥＤを移載する方法のフローチャートを示す。図７に示されるように、本方法は、バックプレーンをバッキングボード上に配置し、複数のＬＥＤクーポンをバックプレーン上に配置する工程６１０を含む。本方法はまた、バックプレーンの周囲の周りに封止部材を提供する工程６２０を含む。封止部材４２０は、バッキングボードに恒久的に取り付けられてもよく、或いは、工程６１０の前または後に装置内に配置されてもよい。本方法はまた、バッキングボードと透明パネルとの間に空間が形成されるように、複数のＬＥＤクーポンにわたって封止部材上に柔軟な透明パネルを配置する工程６３０を含む。本方法はまた、透明パネルが複数のＬＥＤクーポンをバックプレーンに向かって押圧するように当該空間を真空引きする工程６４０を含む。透明パネルは、真空引き後、複数のＬＥＤクーポンをバックプレーンに向かって押圧するようにバックプレーンに向かって撓む。本方法はまた、バックプレーン上に配置された複数の第１ＬＥＤクーポンを照射するように透明パネルを通してレーザ放射を導く工程６５０を含む。

【0069】

上記は特定の好ましい実施形態に言及しているが、本発明はそのように限定されないことが理解されたい。当業者であれば、開示された実施形態に様々な変更を加えることができ、そのような変更は本発明の範囲内であることが意図されていることが分かるであろう。特定の構造および／または構成を使用する実施形態が本開示において例示される場合、本発明はそのような置換が明示的に禁止されないか、または沿わなければ当業者に不可能であることが知られていない限り、機能的に均等物である任意の他の互換性のある構造および／または構成とともに実施されうることが理解される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図6E】

【図6F】

【図7】

【国際調査報告】