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DE102020125857A1 - System and method for fabricating a micro LED display - Google Patents

System and method for fabricating a micro LED display Download PDF

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DE102020125857A1
DE102020125857A1 DE102020125857.7A DE102020125857A DE102020125857A1 DE 102020125857 A1 DE102020125857 A1 DE 102020125857A1 DE 102020125857 A DE102020125857 A DE 102020125857A DE 102020125857 A1 DE102020125857 A1 DE 102020125857A1
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Germany
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layer
substrate
emitting diode
light emitting
diode chips
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DE102020125857.7A
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German (de)
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Bor-Jen Wu
Chia-Bin Tsen
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Original Assignee
Individual
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Abstract

Durch die Verwendung von Chip-für-Chip insbesondere Trenntechnik können Mikro-LED-Anzeigen sehr genau und effizient hergestellt werden. Als erstes wird nach einem Epitaxieprozess der LED-Epi-Wafer zu Mikro-LEDs verarbeitet. Als zweites werden Bindungssubstrate mit Treiberschaltungen für die LED-Epi-Wafer bereitgestellt. Dann kann jeder LED-Chip Chip-für-Chip gleichzeitig oder nacheinander auf dem Substrat befestigt werden, und jeder LED-Chip kann mit Hilfe der Trenntechnik gleichzeitig oder nacheinander übertragen werden. Der LED-Epi-Wafer an sich kann auch als LED-Anzeigesubstrat bereitgestellt werden. Eine Lichtumwandlungsschicht und eine farbbestimmende Schicht können strukturiert und nacheinander auf jedem LED-Chip einzeln ausgebildet werden, um eine LED-Anzeige bereitzustellen.Using chip-by-chip separation technology in particular, micro LED displays can be manufactured very accurately and efficiently. First, after an epitaxy process, the LED epi wafer is processed into micro LEDs. Second, bonding substrates with driver circuits for the LED epi-wafers are provided. Then, each LED chip can be mounted on the substrate chip-by-chip simultaneously or sequentially, and each LED chip can be transferred simultaneously or sequentially using the separation technique. The LED epi wafer itself can also be provided as an LED display substrate. A light-conversion layer and a color-determining layer can be patterned and formed individually on each LED chip in sequence to provide an LED display.

Description

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die Erfindung bezieht sich auf ein Mikro-LED-Anzeigefeld und ein Verfahren zur Herstellung des Mikro-LED-Anzeigefelds. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Herstellung des Mikro-LED-Felds. Jedoch ist zur Kenntnis zu nehmen, dass die Erfindung einen viel breiteren Anwendungsbereich hat.The invention relates to a micro LED display panel and a method for manufacturing the micro LED display panel. The invention also relates to an apparatus for manufacturing the micro LED array. However, it is to be appreciated that the invention has a much broader scope of application.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Die Mikro-LED, nach der konventionellen TFT-LCD-Anzeige und der OLED-Anzeige, gilt als die nächste hochtechnologische Anzeige. Zu den Vorteilen der Mikro-LED, die von der konventionellen LED übernommen wurden, gehören ein niedriger Stromverbrauch, hohe Helligkeit, kurze Reaktionszeit und lange Lebensdauer. Der 55-Zoll-Kristall-LED-Fernseher, der mit Mikro-LEDs bestückt ist, wurde 2012 von Sony angekündigt und hergestellt, in dem mehr als sechs Millionen Mikro-LEDs als hochauflösende Pixel verwendet wurden mit Millionen von Kontraststufen, mehr als 140% NTSC, kein Problem mit der Reaktionszeit im Vergleich zu LCD-Anzeigen und auch kein Problem mit der Lebensdauer im Vergleich zu OLED-Anzeigen. Die Technologien der Mikro-LED-Anzeige bestehen darin, die Größe des LED-Chips auf 1% des konventionellen LED-Chips zu verkleinern, einzelne Mikro-LEDs in hochauflösende Anzeigen zu integrieren, den Pitch zwischen zwei Mikro-LEDs vom mm in den Mikro-Meter-Maßstab zu verkleinern, jedes Pixel einzeln anzusprechen und jede einzelne Mikro-LED eines Mikro-LED-Arrays anzusteuern.The micro-LED, after the conventional TFT-LCD display and the OLED display, is considered to be the next high-tech display. The advantages of micro-LED, inherited from conventional LED, include low power consumption, high brightness, short response time and long lifespan. The 55-inch crystal LED TV equipped with micro-LEDs was announced and manufactured by Sony in 2012, in which more than six million micro-LEDs were used as high-definition pixels with millions of levels of contrast, more than 140% NTSC, no response time issue compared to LCD displays, and also no lifespan issue compared to OLED displays. The technologies of micro LED display are reducing the size of LED chip to 1% of conventional LED chip, integrate single micro LED into high definition display, change the pitch between two micro LED from mm to micro -meter scale, address each pixel individually, and drive each individual micro-LED in a micro-LED array.

Für jede einzelne Mikro-LED kann der konventionelle Herstellungsprozess jedoch nicht für die Massenproduktion angepasst werden, da Millionen von Mikro-LEDs in einer Anzeige nur schwer effizient vom Substrat auf die Anzeige übertragen werden können; das ist das Massentransferproblem.However, for each individual micro-LED, the conventional manufacturing process cannot be adapted for mass production, as millions of micro-LEDs in a display are difficult to efficiently transfer from the substrate to the display; this is the mass transfer problem.

Um dieses Problem zu lösen, wurden mehrere Ansätze vorgeschlagen. In einem US-Patent mit der Patentnummer US 8,794,501 von Andreas Bibl et al. heißt es, dass alle Mikro-LED auf einem Epi-Substrat auf einmal vollständig auf ein temporäres oder ein Bindungssubstrat übertragen werden und dann jede einzelne Mikro-LED einzeln vom Bindungssubstrat auf das Empfangssubstrat einer Anzeigetafel mittels Phasenübergang aufgenommen wird. Das Massentransferproblem, dass Millionen von Mikro-LEDs einzeln vom Bindungssubstrat [Bonding substrat] auf das Empfangssubstrat übertragen werden müssen, besteht nach wie vor; das ist zu zeitaufwändig, und eine geringe Ausbeute [yield] fällt an. Einige andere Lösungen, wie z.B. die Verwendung von Flüssigkeitsfiltern oder Fallen durch Schwerkraft [drop by gravity], sind immer noch nicht industriell und kommerziell verfügbar.To solve this problem, several approaches have been proposed. In a US patent with patent number U.S. 8,794,501 by Andreas Bibl et al. states that all of the micro-LEDs on an epi-substrate are completely transferred to a temporary or bonding substrate at one time, and then each individual micro-LED is phase-transformed from the bonding substrate to the receiving substrate of a display panel. The mass transfer problem of individually transferring millions of micro-LEDs from the bonding substrate to the receiving substrate remains; this is too time consuming and the yield is low. Some other solutions, such as the use of liquid filters or drop by gravity traps, are still not industrially and commercially available.

Um das Massentransferproblem zu lösen, insbesondere um RGB-LED-Chips auf ein Bindungssubstrat zu übertragen, besteht eine Lösung darin, nur LED-Chips auf Nitridbasis auf das Bindungssubstrat zu übertragen. Allerdings können LEDs auf Nitridbasis kein rotes Licht liefern, so dass die volle Farbe einer Mikro/Mini-LED-Anzeige nicht erreicht werden kann.To solve the mass transfer problem, especially to transfer RGB LED chips to a bonding substrate, one solution is to transfer only nitride-based LED chips to the bonding substrate. However, nitride-based LEDs cannot provide red light, so the full color of a micro/mini LED display cannot be achieved.

Dementsprechend ist es notwendig, eine industriell und kommerziell praktikable Lösung für das Massentransferproblem für die Herstellung von Mikro-LEDs zu finden.Accordingly, there is a need to find an industrially and commercially viable solution to the mass transfer problem for the fabrication of micro LEDs.

KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION

Das Ziel dieser Erfindung ist es, eine kommerziell und industriell praktikable Lösung für die Herstellungsverfahren einer Mikro-LED-Anzeige, eine Mikro-LED-Anzeige und eine Vorrichtung zur Herstellung einer Mikro-LED-Anzeige bereitzustellen.The aim of this invention is to provide a commercially and industrially practical solution for the manufacturing processes of a micro LED display, a micro LED display and an apparatus for manufacturing a micro LED display.

Dementsprechend bietet die Erfindung daher ein Verfahren zum Herstellen eines Anzeigefelds, das Schritte umfasst zur Bereitstellung eines ersten Substrats mit einer ersten Vielzahl von Leuchtdiodenchips darauf, wobei für jeden ersten Leuchtdiodenchip der ersten Vielzahl von Leuchtdiodenchips ein Paar ohmscher Elektroden auf jedem der ersten Leuchtdiodenchips gebildet wird, wobei jede Leuchtdiode Licht mit einer ersten Wellenlänge emittiert; Bereitstellen eines zweiten Substrats mit darauf befindlichen Treiberschaltungen [driving circuits] für die Anzeigetafel und einer Vielzahl von gepaarten Bondkontaktstellen; Wenden des ersten Substrats, um die erste Vielzahl von Leuchtdiodenchips mit der Vielzahl der gepaarten Bondkontaktstellen zu verbinden; Trennen der ersten Vielzahl von Leuchtdiodenchips von dem ersten Substrat; und Aufheizen des zweiten Substrats, so dass die erste Vielzahl von Leuchtdiodenchips auf dem zweiten Substrat befestigt wird.Accordingly, the invention therefore provides a method of manufacturing a display panel, comprising the steps of providing a first substrate having a first plurality of light emitting diode chips thereon, wherein for each first light emitting diode chip of the first plurality of light emitting diode chips, a pair of ohmic electrodes is formed on each of the first light emitting diode chips, each light emitting diode emitting light at a first wavelength; providing a second substrate having display panel driving circuits thereon and a plurality of mating bond pads; flipping the first substrate to connect the first plurality of light emitting diode chips to the plurality of mating bond pads; separating the first plurality of light emitting diode chips from the first substrate; and heating the second substrate such that the first plurality of light emitting diode chips are mounted on the second substrate.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann das erste Substrat Saphir oder SiC sein, und die erste Vielzahl von Leuchtdiodenchips enthält III-Nitrid zur Emission von UV-, blauem oder grünem Licht. Der Trennschritt wird durch LASER-Belichtung durchgeführt, wenn das erste Substrat Saphir oder SiC ist.In a preferred embodiment, the first substrate may be sapphire or SiC and the first plurality of light emitting diode chips contains III-Nitride for UV, blue or green light emission. The separation step is performed by LASER exposure when the first substrate is sapphire or SiC.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann das erste Substrat auch ein Band sein, und die erste Vielzahl von Leuchtdiodenchips enthält III-Arsenid oder III-Phosphid zur Emission von rotem Licht. Der Trennschritt wird durch Drücken der Vorderseite des ersten Substrats ohne die Vielzahl von Leuchtdiodenchips durchgeführt, wenn das erste Substrat das Band ist.In a preferred embodiment, the first substrate may also be a tape and the first plurality of light emitting diode chips contains III arsenide or III phosphide to emit red light. the Separating step is performed by pressing the front side of the first substrate without the plurality of light emitting diode chips when the first substrate is the tape.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann das zweite Substrat PCB, Silizium, Siliziumkarbid oder Keramik sein. Das Keramiksubstrat kann AlN oder Aluminiumoxid (Al2O3) enthalten.In a preferred embodiment, the second substrate may be PCB, silicon, silicon carbide, or ceramic. The ceramic substrate can contain AlN or aluminum oxide (Al2O3).

In einer bevorzugten Ausführungsform kann das zweite Substrat GaAs sein und enthält eine zweite Vielzahl von Leuchtdiodenchips, wobei jeder zweite Leuchtdiodenchip der zweiten Vielzahl von Leuchtdiodenchips, Licht mit einer zweiten Wellenlänge emittiert, die länger als die erste Wellenlänge ist.In a preferred embodiment, the second substrate may be GaAs and includes a second plurality of light emitting diode chips, wherein each second light emitting diode chip of the second plurality of light emitting diode chips emits light at a second wavelength that is longer than the first wavelength.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Treiberschaltung ein aktives Schaltungsarray oder ein passives Schaltungsarray sein. Die aktive Schaltung enthält eine Vielzahl von Transistoren zur Ansteuerung der Vielzahl von Leuchtdiodenchips.In a preferred embodiment, the driver circuit can be an active circuit array or a passive circuit array. The active circuit contains a multiplicity of transistors for driving the multiplicity of light-emitting diode chips.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein erster Pitch in der ersten Vielzahl von Leuchtdiodenchips auf dem ersten Substrat gleich einem zweiten Pitch in der Vielzahl von gepaarten Bondkontakten auf dem zweiten Substrat. Der Wende-Schritt wird durchgeführt, um die erste Vielzahl von Leuchtdiodenchips auf die Vielzahl von gepaarten ohmschen Elektroden auszurichten. Der Trennschritt wird blockweise bei jedem der ersten Leuchtdiodenchips durchgeführt.In a preferred embodiment, a first pitch in the first plurality of light emitting diode chips on the first substrate is equal to a second pitch in the plurality of mating bond pads on the second substrate. The flipping step is performed to align the first plurality of light emitting diode chips with the plurality of paired ohmic electrodes. The separating step is performed in blocks for each of the first light-emitting diode chips.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein erster Pitch in der ersten Vielzahl von Leuchtdiodenchips auf dem ersten Substrat kleiner als ein zweiter Pitch in der Vielzahl von gepaarten Bondkontaktstellen auf dem zweiten Substrat. Der Wendeschritt wird durchgeführt, um einen der ersten Vielzahl von Leuchtdiodenchips auf eine der Vielzahl von gepaarten ohmschen Elektroden auszurichten, und dann wird der Trennschritt durchgeführt.In a preferred embodiment, a first pitch in the first plurality of light emitting diode chips on the first substrate is smaller than a second pitch in the plurality of mating bond pads on the second substrate. The turning step is performed to align one of the first plurality of light emitting diode chips with one of the plurality of paired ohmic electrodes, and then the separating step is performed.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Leuchtstoffschicht [phosphor layer] auf der ersten Vielzahl von Leuchtdiodenchips gebildet, um Licht mit einer dritten Wellenlänge, die länger als die erste Wellenlänge ist, zu liefern, nachdem die LED-Chips auf das Bindungssubstrat übertragen wurden.In a preferred embodiment, a phosphor layer is formed on the first plurality of light emitting diode chips to provide light having a third wavelength longer than the first wavelength after the LED chips have been transferred to the bonding substrate.

In einer bevorzugten Ausführungsform, liefert Licht mit der dritten Wellenlänge und der ersten Wellenlänge weißes Licht. Das Verfahren kann ferner einen Schritt umfassen, ein drittes transparentes Substrat auf dem zweiten Substrat aufzubringen, mit einem Farbfilter daurauf, nach dem genannten Umformungsschritt [reflowing step].In a preferred embodiment, light having the third wavelength and the first wavelength provides white light. The method may further comprise a step of depositing a third transparent substrate on the second substrate, with a color filter on top, after said reflowing step.

Die vorliegende Erfindung sieht auch eine Anzeigetafel vor, die ein GaAs-Substrat mit einer darauf befindlichen Treiberschaltung für die Anzeigetafel und eine Vielzahl von gepaarten Bondkontaktstellen umfasst, wobei das genannte GaAs-Substrat eine Vielzahl von Chips mit roten Leuchtdioden und eine Vielzahl von Chips mit GaN-Leuchtdioden enthält, die elektrisch an der Vielzahl von gepaarten Bondkontaktstellen angebunden sind.The present invention also provides a display panel comprising a GaAs substrate having display panel drive circuitry thereon and a plurality of mating bond pads, said GaAs substrate having a plurality of red light emitting diode chips and a plurality of GaN chips includes light emitting diodes electrically coupled to the plurality of mating bond pads.

Die vorliegende Erfindung bietet auch eine Anzeigetafel, umfassend ein Bindungssubstrat mit Treiberschaltungen und einer Vielzahl von gepaarten Kontaktierungselektroden darauf; eine Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips, die jeweils an der Vielzahl von gepaarten Kontaktierungselektroden elektrisch angebunden sind; eine Leuchtstoffschicht, strukturiert als eine Vielzahl von Bereichen, wobei diese geeignet sind, die Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips jeweils zu bedecken; und ein transparentes Substrat mit einer Farbfilterschicht darauf, um sich an der Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips jeweils auszurichten.The present invention also provides a display panel comprising a bonding substrate having driver circuits and a plurality of paired bonding electrodes thereon; a plurality of GaN light emitting diode chips electrically connected to the plurality of paired bonding electrodes, respectively; a phosphor layer structured as a plurality of regions capable of covering the plurality of GaN light emitting diode chips, respectively; and a transparent substrate having a color filter layer thereon to align with the plurality of GaN light emitting diode chips, respectively.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Bindungssubstrat PCB, Silizium, Siliziumkarbid oder Keramik sein. Das Keramiksubstrat kann AlN oder Aluminiumoxid (Al2O3) enthalten.In a preferred embodiment, the bonding substrate may be PCB, silicon, silicon carbide, or ceramic. The ceramic substrate can contain AlN or aluminum oxide (Al2O3).

In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Treiberschaltung ein aktives Schaltungsarray oder ein passives Schaltungsarray sein. Die aktive Schaltung umfasst eine Vielzahl von Transistoren zur Ansteuerung der Vielzahl von Leuchtdiodenchips.In a preferred embodiment, the driver circuit can be an active circuit array or a passive circuit array. The active circuit includes a multiplicity of transistors for driving the multiplicity of light-emitting diode chips.

Die vorliegende Erfindung bietet auch ein Verfahren zur Herstellung einer Anzeigetafel, das Schritte umfasst zur Bereitstellung eines Saphirsubstrats mit einer Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips darauf, wobei jeder der Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode aufweist; Bereitstellung eines Bindungssubstrats mit Treiberschaltungen und einer Vielzahl von gepaarten Kontaktierungselektroden darauf; Übertragung einer Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips auf die Vielzahl von gepaarten Kontaktierungselektroden; Bereitstellung einer Leuchtstoffschicht auf jede der Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips; und Aufbringen eines transparenten Substrats mit einem Farbfilter darauf auf das Bindungssubstrat, so dass der Farbfilter an der Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips ausgerichtet ist.The present invention also provides a method of manufacturing a display panel, comprising the steps of providing a sapphire substrate having a plurality of GaN light emitting diode chips thereon, each of the plurality of GaN light emitting diode chips having a first electrode and a second electrode; providing a bonding substrate having driver circuits and a plurality of paired bonding electrodes thereon; transferring a plurality of GaN light emitting diode chips onto the plurality of paired bonding electrodes; providing a phosphor layer on each of the plurality of GaN light emitting diode chips; and applying a transparent substrate having a color filter thereon to the bonding substrate such that the color filter is aligned with the plurality of GaN light emitting diode chips.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Bindungssubstrat PCB, Silizium, Siliziumkarbid oder Keramik sein. Das Keramiksubstrat kann AlN oder Aluminiumoxid (Al2O3) enthalten.In a preferred embodiment, the bonding substrate may be PCB, silicon, silicon carbide, or ceramic. The ceramic substrate can contain AlN or aluminum oxide (Al2O3).

In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Treiberschaltung ein aktives Schaltungsarray oder ein passives Schaltungsarray sein. Die aktive Schaltung enthält eine Vielzahl von Transistoren zur Ansteuerung der Vielzahl von Leuchtdiodenchips.In a preferred embodiment, the driver circuit can be an active circuit array or a passive circuit array. The active circuit contains a multiplicity of transistors for driving the multiplicity of light-emitting diode chips.

Die vorliegende Erfindung liefert auch eine Anzeigetafel, die ein Saphirsubstrat mit einer Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips darauf umfasst, wobei jeder der Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode aufweist; eine erste dielektrische Schicht auf dem genannten Saphirsubstrat, wobei die ersten Elektroden und die zweiten Elektroden freiliegen; eine erste transparente leitfähige Schicht, die als eine erste Vielzahl von Signalleitungen strukturiert ist, auf der ersten dielektrischen Schicht, um eine elektrische Verbindung mit einer Reihe der ersten Elektroden der Vielzahl der GaN-Leuchtdiodenchips herzustellen; eine zweite dielektrische Schicht auf der genannten ersten dielektrischen Schicht und der genannten ersten transparenten leitfähigen Schicht, wobei die zweite Elektrode freiliegt; eine zweite transparente leitfähige Schicht, strukturiert als eine zweite Vielzahl von Signalleitungen, auf der zweiten dielektrischen Schicht, um eine elektrische Verbindung mit einer Spalte der zweiten Elektroden der Vielzahl der GaN-Leuchtdioden herzustellen; eine Passivierungsschichtdecke, die die genannte zweite dielektrische Schicht und die genannte zweite transparente leitfähige Schicht bedeckt; eine Leuchtstoffschicht, die als eine Vielzahl von Bereichen strukturiert ist, die geeignet sind, die Vielzahl der GaN-Leuchtdiodenchips zu bedecken, auf der Passivierungsschicht; und ein transparentes Substrat mit einer Farbfilterschicht darauf, um die Vielzahl der GaN-Leuchtdiodenchips zu bedecken und auf diese auszurichten.The present invention also provides a display panel comprising a sapphire substrate having a plurality of GaN light emitting diode chips thereon, each of the plurality of GaN light emitting diode chips having a first electrode and a second electrode; a first dielectric layer on said sapphire substrate with the first electrodes and the second electrodes exposed; a first transparent conductive layer patterned as a first plurality of signal lines on the first dielectric layer to electrically connect to a row of the first electrodes of the plurality of GaN light emitting diode chips; a second dielectric layer on said first dielectric layer and said first transparent conductive layer with the second electrode exposed; a second transparent conductive layer patterned as a second plurality of signal lines on the second dielectric layer to electrically connect to a column of the second electrodes of the plurality of GaN light emitting diodes; a passivation layer blanket covering said second dielectric layer and said second transparent conductive layer; a phosphor layer patterned as a plurality of regions adapted to cover the plurality of GaN light emitting diode chips on the passivation layer; and a transparent substrate having a color filter layer thereon to cover and align the plurality of GaN light emitting diode chips.

Die vorliegende Erfindung sieht auch ein Verfahren zur Herstellung einer Anzeigetafel vor, das folgende Schritte umfasst: Bereitstellen eines Saphirsubstrats mit einer Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips darauf, wobei jeder der Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode aufweist; Bilden einer ersten dielektrischen Schicht auf dem Saphirsubstrat und der Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips; Exponieren der ersten Elektroden und der zweiten Elektroden; Ausbilden einer ersten transparenten leitfähigen Schicht auf der ersten dielektrischen Schicht; Strukturieren der ersten transparenten leitfähigen Schicht zu einer ersten Vielzahl von Signalleitungen, um eine elektrische Verbindung mit einer Reihe der ersten Elektroden der Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips herzustellen; Ausbilden einer zweiten dielektrischen Schicht auf der ersten dielektrischen Schicht und der ersten strukturierten transparenten leitfähigen Schicht; Exponieren der zweiten Elektroden; Bilden einer zweiten transparenten leitfähigen Schicht auf der zweiten dielektrischen Schicht; Strukturieren der zweiten transparenten leitfähigen Schicht zu einer zweiten Vielzahl von Signalleitungen, um eine elektrische Verbindung mit einer Spalte der zweiten Elektroden der Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips herzustellen; Bilden einer Passivierungsschicht, um die zweite strukturierte transparente leitfähige Schicht und die zweite dielektrische Schicht zu bedecken; Bereitstellen einer Leuchtstoffschicht auf der Passivierungsschicht; und Aufbringen eines transparenten Substrats mit einer Farbfilterschicht darauf an das Saphirsubstrat, so dass der Farbfilter an der Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips ausrichtet wird.The present invention also provides a method of manufacturing a display panel, comprising the steps of: providing a sapphire substrate having a plurality of GaN light emitting diode chips thereon, each of the plurality of GaN light emitting diode chips having a first electrode and a second electrode; forming a first dielectric layer on the sapphire substrate and the plurality of GaN light emitting diode chips; exposing the first electrodes and the second electrodes; forming a first transparent conductive layer on the first dielectric layer; patterning the first transparent conductive layer into a first plurality of signal lines to electrically connect to a row of the first electrodes of the plurality of GaN light emitting diode chips; forming a second dielectric layer on the first dielectric layer and the first patterned transparent conductive layer; exposing the second electrodes; forming a second transparent conductive layer on the second dielectric layer; patterning the second transparent conductive layer into a second plurality of signal lines to electrically connect to a column of the second electrodes of the plurality of GaN light emitting diode chips; forming a passivation layer to cover the second patterned transparent conductive layer and the second dielectric layer; providing a phosphor layer on the passivation layer; and attaching a transparent substrate having a color filter layer thereon to the sapphire substrate so that the color filter is aligned with the plurality of GaN light emitting diode chips.

Die vorliegende Erfindung bietet auch eine Vorrichtung, umfassend eine Plattform zur Montage eines ersten Substrats mit einer Vielzahl von Leuchtdiodenchips darauf; eine erste Stufe, wobei eine erste Bewegung ermöglicht wird mit zwei zueinander horizontalen Richtungen, die orthogonal zueinander verlaufen; eine Montagestufe auf der genannten ersten Stufe zum Befestigen eines zweiten Substrats mit einer Treiberschaltung und einer Vielzahl von gepaarten Bondkontaktstellen, wobei die Vielzahl von Leuchtdiodenchips der Vielzahl von gepaarten Bondkontaktstellen zugewandt ist; Mittel zum Trennen der Vielzahl von Leuchtdiodenchips von dem ersten Substrat; und eine Steuerung zum Steuern der genannten Plattform, der genannten ersten Stufe, der genannten Montagestufe und der genannten Trennmittel, so dass eine Anzeigetafel gebildet wird.The present invention also provides an apparatus comprising a platform for mounting a first substrate having a plurality of light emitting diode chips thereon; a first stage allowing a first movement with two mutually horizontal directions orthogonal to each other; a mounting stage on said first stage for mounting a second substrate having a driver circuit and a plurality of paired bonding pads, the plurality of light emitting diode chips facing the plurality of paired bonding pads; means for separating the plurality of light emitting diode chips from the first substrate; and a controller for controlling said platform, said first stage, said assembly stage and said separating means to form a display panel.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Apparat ferner eine zweite Stufe zwischen der genannten ersten Stufe und der genannten Montagestufe umfassen, um eine vertikale Bewegung zu ermöglichen.In a preferred embodiment, the apparatus may further comprise a second stage between said first stage and said mounting stage to allow vertical movement.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das genannte Trennmittel ein Excimerlaser, wenn das erste Substrat Saphir oder SiC ist.In a preferred embodiment, when the first substrate is sapphire or SiC, said separation means is an excimer laser.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das genannte Trennmittel eine Pressvorrichtung zum Andrücken der Vielzahl von Leuchtdiodenchips an die Vielzahl von gepaarten Bondkontaktstellen, wenn das erste Substrat ein Band ist.In a preferred embodiment, said separating means is a pressing device for pressing the plurality of light emitting diode chips to the plurality of mating bonding pads when the first substrate is a tape.

Die vorliegende Erfindung stellt auch eine Anzeigetafel bereit, umfassend ein Bindungssubstrat mit Treiberschaltungen und einer Vielzahl von gepaarten Kontaktierungselektroden darauf; eine Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips, die jeweils an der Vielzahl von gepaarten Kontaktierungselektroden elektrisch angebunden sind; eine Lichtumwandlungsschicht, strukturiert als eine Vielzahl von Bereichen, die geeignet sind, die Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips jeweils zu bedecken; und eine strukturierte Farbbestimmungsschicht auf der Lichtumwandlungsschicht und die jeweils an der Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips angeordnet ist.The present invention also provides a display panel comprising a bonding substrate having driver circuits and a plurality of paired bonding electrodes thereon; a plurality of GaN light emitting diode chips electrically connected to the plurality of paired bonding electrodes, respectively; a light conversion layer structured as a plurality of regions adapted to cover the plurality of GaN light emitting diode chips, respectively; and a patterned color determination layer on the light conversion layer and disposed on the plurality of GaN light emitting diode chips, respectively.

Die vorliegende Erfindung stellt auch eine Anzeigetafel bereit, umfassend ein Saphirsubstrat mit einer Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips darauf; eine strukturierte, ohmsche transparente leitfähige Kontaktschicht, die elektrisch mit einem ersten Leitertyp [conductive type] der Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips verbunden ist; eine strukturierte Passivierungsschicht, die die strukturierte erste ohmsche transparente leitfähige Kontaktschicht (engl. first ohmic conductive transparent conductive layer) und die Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips bedeckt und einen zweiten Leitfähigkeitstyp der Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips exponiert; und eine strukturierte zweite ohmsche transparente leitfähige Kontaktschicht, die elektrisch mit dem zweiten Leitertyp der Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips verbunden ist.The present invention also provides a display panel comprising a sapphire substrate having a plurality of GaN light emitting diode chips thereon; a patterned ohmic transparent conductive contact layer electrically connected to a first conductive type of the plurality of GaN light emitting diode chips; a patterned passivation layer covering the patterned first ohmic conductive transparent conductive contact layer and the plurality of GaN light emitting diode chips and exposing a second conductivity type of the plurality of GaN light emitting diode chips; and a patterned second ohmic transparent conductive contact layer electrically connected to the second conductor type of the plurality of GaN light emitting diode chips.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die strukturierte Passivierungsschicht mit einem Lichtumwandlungsmaterial gemischt.In a preferred embodiment, the patterned passivation layer is mixed with a light conversion material.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Anzeigetafel ferner eine Farbdefinitionsschicht über der Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips aufweisen.In a preferred embodiment, the display panel may further include a color definition layer over the plurality of GaN light emitting diode chips.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Farbdefinitionsschicht ein Farbfilter, wobei dieser die RGB in einem Pixel festlegt.In a preferred embodiment, the color definition layer is a color filter, which defines the RGB in a pixel.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Anzeigetafel ferner eine erste Metallleitung [metal line] auf der ersten ohmschen transparenten leitfähigen Kontaktschicht und eine zweite Metallleitung auf der zweiten ohmschen transparenten leitfähigen Kontaktschicht umfassen.In a preferred embodiment, the display panel may further comprise a first metal line on the first ohmic transparent conductive contact layer and a second metal line on the second ohmic transparent conductive contact layer.

Die vorliegende Erfindung bietet auch ein Verfahren zur Herstellung einer Anzeigetafel, umfassend die Schritte ein Saphirsubstrat mit einer Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips darauf bereitzustellen, wobei jeder der Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode aufweist; ein Bindungssubstrat mit Treiberschaltungen und eine Vielzahl von gepaarten Kontaktierungselektroden darauf bereit zu stellen; eine Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips auf die Vielzahl von gepaarten Kontaktierungselektroden zu übertragen; eine Lichtumwandlungsschicht auf der Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips bereit zu stellen; und eine strukturierte Farbbestimmungsschicht auf der Lichtumwandlungsschicht auszubilden, die an der Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips ausgerichtet ist.The present invention also provides a method of manufacturing a display panel, comprising the steps of providing a sapphire substrate having a plurality of GaN light emitting diode chips thereon, each of the plurality of GaN light emitting diode chips having a first electrode and a second electrode; to provide a bonding substrate having driver circuits and a plurality of paired bonding electrodes thereon; transfer a plurality of GaN light emitting diode chips onto the plurality of paired bonding electrodes; provide a light conversion layer on the plurality of GaN light emitting diode chips; and form a patterned color determination layer on the light conversion layer aligned to the plurality of GaN light emitting diode chips.

Die vorliegende Erfindung bietet auch ein Verfahren zur Herstellung einer Anzeigetafel, umfassend die Schritte ein Saphirsubstrat mit einer Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips darauf bereit zu stellen; eine strukturierte erste ohmsche transparente leitfähige Kontaktschicht auf einem ersten Leitertyp der Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips auszubilden; eine Struktur konforme Passivierungsschicht auf der strukturierten ersten ohmschen transparenten leitfähigen Kontaktschicht (engl. ohmic conductive transparent conductive layer) und der Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips auszubilden, wobei ein zweiter Leitertyp der Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips exponiert ist; eine zweiten ohmsche transparenten leitfähigen Schicht auszubilden, die mit dem zweiten Leitertyp der Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips elektrisch verbunden ist.The present invention also provides a method of manufacturing a display panel, comprising the steps of providing a sapphire substrate having a plurality of GaN light emitting diode chips thereon; form a patterned first ohmic transparent conductive contact layer on a first conductor type of the plurality of GaN light emitting diode chips; form a pattern conforming passivation layer on the patterned first ohmic conductive transparent conductive contact layer and the plurality of GaN light emitting diode chips, wherein a second conductor type of the plurality of GaN light emitting diode chips is exposed; form a second ohmic transparent conductive layer electrically connected to the second conductor type of the plurality of GaN light emitting diode chips.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Verfahren ferner einen Schritt umfassen, ein Lichtumwandlungsmaterial in die Passivierungsschicht zu mischen vor dem genannten Schritt die Struktur konforme Passivierungsschicht auszubilden.In a preferred embodiment, the method may further comprise a step of mixing a light-converting material into the passivation layer prior to said step of forming the pattern-conforming passivation layer.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Verfahren ferner einen Schritt umfassen, wobei eine Farbbestimmungsschicht über der Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips ausgebildet wird nach dem genannten Schritt eine zweite ohmsche transparente leitfähige Kontaktschicht auszubilden.In a preferred embodiment, the method may further comprise a step of forming a color determination layer over the plurality of GaN light emitting diode chips after said step of forming a second ohmic transparent conductive contact layer.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Farbbestimmungsebene ein Farbfilter, wobei RGB in einem Pixel festgelegt wird.In a preferred embodiment, the color determination plane is a color filter, where RGB is specified in a pixel.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Verfahren ferner Schritte umfassen, die eine strukturierte erste Metallleitung auf der ersten ohmschen transparenten leitfähigen Kontaktschicht ausbilden, nach dem genannten Schritt die erste ohmsche transparente leitfähige Kontaktschicht auszubilden; und eine strukturierte zweite Metallleitung auf der zweiten ohmschen transparenten leitfähigen Kontaktschicht auszubilden, nach dem genannten Schritt die zweite ohmsche transparente leitfähige Schicht auszubilden.In a preferred embodiment, the method may further comprise steps of forming a patterned first metal line on the first ohmic transparent conductive contact layer, after said step forming the first ohmic transparent conductive contact layer; and forming a patterned second metal line on the second ohmic transparent conductive contact layer, after said step forming the second ohmic transparent conductive layer.

Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, in denen zur Veranschaulichung und als Beispiel bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt sind.Other advantages of the present invention will be apparent from the following description taken in conjunction with the accompanying drawings which show by way of illustration and example certain embodiments of the present invention.

Figurenlistecharacter list

  • Die vorliegende Erfindung wird durch die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen leicht verständlich, wobei gleiche oder gleichartige Referenznummern gleiche oder gleichartige Strukturelemente bezeichnen und in denen:The present invention can be readily understood from the following detailed description when read in conjunction with the accompanying drawings, wherein like or similar reference numbers indicate like or similar structural elements, and in which:
  • 1A-1D sind schematische Darstellungen von Strukturen in verschiedenen Stadien während der Bildung von LED-Chips auf einem Epi-Substrat in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 1A-1D 12 are schematic representations of structures at various stages during the formation of LED chips on an epi-substrate in accordance with an embodiment of the present invention;
  • 2A und 2B sind schematische Darstellungen von Strukturen in verschiedenen Stadien während der Vorbereitung die Mikro-LED-Chips vom Epi-Substrat zur Anzeige zu übertragen in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 2A and 2 B 12 are schematic representations of structures at various stages during the preparation of transferring the micro-LED chips from the epi-substrate to the display, in accordance with an embodiment of the present invention;
  • 3A ~ 3C sind schematische Darstellungen von Strukturen in verschiedenen Stadien während des LASER Abhebevorgangs in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 3A ~ 3C 12 are schematic representations of structures at various stages during the LASER liftoff process in accordance with an embodiment of the present invention;
  • 4A und 4B sind schematische Darstellungen von Strukturen in verschiedenen Stadien während der Trennung zwischen Epi-Substrat und Bindungssubstrat in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;; 4A and 4B are schematic representations of structures at various stages during the separation between epi-substrate and binding substrate in accordance with an embodiment of the present invention;
  • 5A-5D sind schematische Darstellungen von Strukturen in verschiedenen Stadien während der Bildung eines weiteren LED-Chips auf dem Bindungssubstrat in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 5A-5D 12 are schematic representations of structures at various stages during the formation of another LED die on the bonding substrate in accordance with an embodiment of the present invention;
  • 6A-6C sind schematische Darstellungen von Leuchtstoff [phosphor] auf LED-Chips in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 6A-6C 12 are schematic representations of phosphor on LED chips in accordance with an embodiment of the present invention;
  • 7A ~ 7G sind schematische Darstellungen von Strukturen in verschiedenen Stadien während der Bildung von LED-Chips auf dem Bindungssubstrat in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 7A ~ 7G 12 are schematic representations of structures at various stages during the formation of LED chips on the bonding substrate in accordance with another embodiment of the present invention;
  • 8A ~ 8E sind schematische Darstellungen von Strukturen in verschiedenen Stadien während der Bildung von LED-Chips, die auf ein temporäres Substrat übertragen wurden in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 8A ~ 8E 12 are schematic representations of structures at various stages during the formation of LED chips transferred to a temporary substrate in accordance with an embodiment of the present invention;
  • 9 ist ein Flussdiagramm, das die Schritte zur Herstellung von roten LED-Chips und Treiberschaltungen auf dem Bindungssubstrat in Übereinstimmung mit einer Ausftihrungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; 9 Fig. 12 is a flowchart showing the steps for fabricating red LED chips and driver circuitry on the bonding substrate in accordance with an embodiment of the present invention;
  • 10A ~ 10M sind schematische Darstellungen von Strukturen in verschiedenen Stadien während der Bildung von roten LED-Chips und Treiberschaltungen mit blauen/grünen LED-Chips, die auf das Bindungssubstrat übertragen wurden in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 10A ~ 10M 12 are schematic representations of structures at various stages during the formation of red LED chips and driver circuits with blue/green LED chips transferred to the bonding substrate in accordance with another embodiment of the present invention;
  • 11A und 11B sind schematische Darstellungen von LED-Anzeigeschaltungen in Übereinstimmung mit zwei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung; 11A and 11B 12 are schematic representations of LED display circuits in accordance with two embodiments of the present invention;
  • 12A und 12B sind schematische Darstellungen des LED-Anzeige-Layouts in Übereinstimmung mit zwei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung; 12A and 12B 12 are schematic representations of LED display layouts in accordance with two embodiments of the present invention;
  • 13A ist eine schematische Darstellung der Querschnittsansicht einer LED-Anzeige, wobei Farbfilter und Leuchtstoff auf LED-Chip eingesetzt werden in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 13A Fig. 12 is a schematic representation of the cross-sectional view of an LED display employing color filter and phosphor on LED chip in an embodiment of the present invention;
  • 13B ist eine weitere schematische Darstellung der Querschnittsansicht einer LED-Anzeige, wobei Farbfilter und Leuchtstoff auf transparentem Substrat eingesetzt werden in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 13B Fig. 12 is another schematic representation of the cross-sectional view of an LED display employing color filter and phosphor on transparent substrate in an embodiment of the present invention;
  • 13C ist eine weitere schematische Darstellung der Querschnittsansicht einer LED-Anzeige, wobei Farbfilter eingesetzt werden in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 13C Fig. 12 is another schematic representation of the cross-sectional view of an LED display employing color filters in an embodiment of the present invention;
  • 14A ist eine schematische Darstellung der Draufsicht einer LED-Anzeige, wobei Farbfilter eingesetzt werden in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 14A Fig. 12 is a schematic representation of a top view of an LED display employing color filters in an embodiment of the present invention;
  • 14B ist eine schematische Darstellung der Draufsicht einer LED-Anzeige, wobei Farbfilter mit schwarzer Matrix eingesetzt werden in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 14B Fig. 12 is a schematic representation of the top view of an LED display employing black matrix color filters in an embodiment of the present invention;
  • 15A ~ 15E sind schematische Darstellungen von Strukturen in verschiedenen Stadien während der Bildung einer passiven GaN-LED-Anzeige auf Saphir mit beschichteten Leuchtstoffen und Farbfiltersubstrat in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 15A ~ 15E 12 are schematic representations of structures at various stages during the formation of a passive GaN LED display on sapphire with coated phosphors and color filter substrate in accordance with another embodiment of the present invention;
  • 16 ist eine schematische Darstellung einer Querschnittsansicht einer passiven GaN-LED-Anzeige mit Mikrolinsen-Array in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 16 Fig. 12 is a schematic representation of a cross-sectional view of a passive microlens array GaN LED display in accordance with another embodiment of the present invention;
  • 17 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung von LED-Chips auf dem Bindungssubstrat in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 17 Fig. 12 is a schematic representation of an apparatus for fabricating LED chips on the bonding substrate in accordance with an embodiment of the present invention;
  • 18 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung von LED-Chips auf dem Bindungssubstrat in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 18 Fig. 12 is a schematic representation of an apparatus for manufacturing LED chips on the bonding substrate in accordance with another embodiment of the present invention;
  • 19A-19E sind schematische Darstellungen von Querschnittsstrukturen in verschiedenen Stadien während der Bildung einer GaN-LED-Anzeige auf Bindungssubstrat mit beschichteten Leuchtstoffen und Farbfiltersubstrat in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 19A-19E 12 are schematic representations of cross-sectional structures at various stages during the formation of a GaN LED display on bonding substrate with coated phosphors and color filter substrate in accordance with another embodiment of the present invention;
  • 20A-21H sind schematische Darstellungen von Querschnittsstrukturen in verschiedenen Stadien während der Bildung einer GaN-LED-Anzeige auf Saphir mit beschichteten Leuchtstoffen und Farbbestimmung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 20A-21H 12 are schematic representations of cross-sectional structures at various stages during the formation of a GaN LED display on sapphire with coated phosphors and color determination in accordance with an embodiment of the present invention;
  • 21A-21G sind schematische Darstellungen von Querschnittsstrukturen in verschiedenen Stadien während der Bildung einer GaN-LED-Anzeige auf Saphir mit beschichteten Leuchtstoffen und Farbdefinition in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 21A-21G 12 are schematic representations of cross-sectional structures at various stages during the formation of a GaN-LED display on sapphire with coated phosphors and color definition in accordance with another embodiment of the present invention;
  • 22A ist eine schematische Darstellung einer Querschnittsstruktur, wobei ein GaN-LED-Chips auf einem Saphirsubstrat in einer Anzeige dargestellt ist, in Übereinstimmung mit einer vereinfachten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 22A Figure 12 is a schematic representation of a cross-sectional structure showing a GaN LED chip on a sapphire substrate in a display, in accordance with a simplified embodiment of the present invention;
  • 22B ist eine schematische Darstellung einer Querschnittsansicht, wobei ein GaN-LED-Chips auf einem Saphirsubstrat mit einer ersten transparenten ohmschen Kontaktleiterschicht [first transparent ohmic contact conductive layer] in einer Anzeige darstellt ist, in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der 22A; 22B 12 is a schematic representation of a cross-sectional view illustrating a GaN LED chip on a sapphire substrate having a first transparent ohmic contact conductive layer in a display, in accordance with the embodiment of FIG 22A ;
  • 22C ist eine schematische Darstellung einer Querschnittsansicht, wobei ein GaN-LED-Chip auf einem Saphirsubstrat mit einer zweiten transparenten ohmschen Kontaktleiterschicht [second transparent ohmic contact conductive layer] in einer Anzeige dargestellt ist, in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der 2BA; 22C 12 is a schematic representation of a cross-sectional view showing a GaN LED chip on a sapphire substrate having a second transparent ohmic contact conductive layer in a display, in accordance with the embodiment of FIG 2BA ;
  • 23A ist eine schematische Darstellung einer Draufsicht, wobei ein GaN-LED-Chips auf einem Saphirsubstrat in einer Anzeige dargestellt ist, in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der 22A; 23A 12 is a schematic representation of a top view showing a GaN LED chip on a sapphire substrate in a display, in accordance with the embodiment of FIG 22A ;
  • 23B ist eine schematische Darstellung einer Draufsicht, wobei ein GaN-LED-Chips auf einem Saphirsubstrat mit einer ersten transparenten ohmschen Kontaktleiterschicht in einer Anzeige dargestellt ist, in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der 23A; 23B 12 is a schematic representation of a top view showing a GaN LED chip on a sapphire substrate with a first transparent ohmic contact conductor layer in a display, in accordance with the embodiment of FIG 23A ;
  • 23C ist eine schematische Darstellung einer Draufsicht, wobei ein GaN-LED-Chips auf einem Saphirsubstrat mit einer zweiten transparenten ohmschen Kontaktleiterschicht in einer Anzeige dargestellt ist, in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der 23B; 23C 12 is a schematic representation of a top view showing a GaN LED chip on a sapphire substrate with a second transparent ohmic contact conductor layer in a display, in accordance with the embodiment of FIG 23B ;
  • 24A ist eine schematische Darstellung einer Querschnittsstruktur, wobei ein GaN-LED-Chips auf einem Saphirsubstrat in einer Anzeige dargestellt ist, in Übereinstimmung mit einer anderen vereinfachten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 24A 12 is a schematic representation of a cross-sectional structure showing a GaN LED chip on a sapphire substrate in a display, in accordance with another simplified embodiment of the present invention;
  • 24B ist eine schematische Darstellung einer Draufsicht, wobei ein GaN-LED-Chips auf einem Saphirsubstrat in einer Anzeige dargestellt ist, in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der 24A; 24B 12 is a schematic representation of a top view showing a GaN LED chip on a sapphire substrate in a display, in accordance with the embodiment of FIG 24A ;
  • 25A ist eine schematische Darstellung einer Querschnittsstruktur, wobei ein GaN-LED-Chips auf einem Saphirsubstrat in einer Anzeige dargestellt ist, in Übereinstimmung mit einer anderen vereinfachten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und 25A 12 is a schematic representation of a cross-sectional structure showing a GaN LED chip on a sapphire substrate in a display, in accordance with another simplified embodiment of the present invention; and
  • 25B ist eine schematische Darstellung einer Draufsicht, wobei ein GaN-LED-Chips auf einem Saphirsubstrat in einer Anzeige dargestellt ist, in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der 25A; 25B 12 is a schematic representation of a top view showing a GaN LED chip on a sapphire substrate in a display, in accordance with the embodiment of FIG 25A ;

Obwohl die Erfindung geeignet ist für verschiedene Modifikationen und alternative Formen, sind bestimmte Ausführungsformen hiervon in den Zeichnungen beispielhaft dargestellt und sollen hier ausführlich beschrieben werden. Die Zeichnungen sind möglicherweise nicht maßstabsgetreu. Es sollte allerdings selbstverständlich sein, dass die Zeichnungen und ihre detaillierte Beschreibung nicht beabsichtigen, die Erfindung auf die bestimmte offengelegte Form zu beschränken, sondern im Gegenteil alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen abzudecken, die in den Sinn und Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fallen, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert sind.While the invention is capable of various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and are herein described in detail. Drawings may not be to scale. It should be understood, however, that the drawings and their detailed description are not intended to limit the invention to the precise form disclosed, but on the contrary to cover all modifications, equivalents, and alternatives as may fall within the spirit and scope of the present invention as they may be are defined in the appended claims.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Wie hier verwendet, bezieht sich der Begriff „Substrat“ im Allgemeinen auf Platten, die aus einem Halbleiter- oder Nicht-Halbleitermaterial bestehen. Beispiele für ein solches Halbleiter- oder Nicht-Halbleitermaterial umfassen unter anderem monokristallines Silizium, Siliziumkarbid, Galliumarsenid, Indiumphosphid, Saphir, Keramik, Glas und PCB. Solche Substrate können üblicherweise in Halbleiterfertigungsanlagen gefunden und/oder verarbeitet werden. Ein Epi-Substrat bezieht sich auf eine Platte, die für epitaktisches Wachstum in Halbleiterfertigungsanlagen vorgesehen ist. Ein Bindungssubstrat bezieht sich auf eine Platte mit Schaltungen und Bondkontaktstellen darauf zur Aufnahme elektronischer Geräte.As used herein, the term "substrate" generally refers to disks composed of a semiconductive or non-semiconductive material. Examples of such a semiconductor or non-semiconductor material include monocrystalline silicon, silicon carbide, gallium arsenide, indium phosphide, sapphire, ceramic, glass, and PCB, among others. Such substrates can be commonly found and/or processed in semiconductor manufacturing facilities. An epi-substrate refers to a slab intended for epitaxial growth in semiconductor manufacturing facilities. A bonding substrate refers to a board with circuits and Bond pads thereon for receiving electronic devices.

Für das Substrat können eine oder mehrere Schichten auf dem Substrat gebildet werden. Viele verschiedene Arten solcher Schichten sind in der Technik bekannt, und der hier verwendete Begriff Substrat soll einen Wafer umfassen, auf dem alle Arten solcher Schichten gebildet werden können. Eine oder mehrere auf einem Substrat gebildete Schichten können strukturiert sein. Zum Beispiel kann ein Substrat eine Vielzahl von Plättchen/Chips umfassen, von denen jeder wiederholbare strukturierte Merkmale aufweist. Die Bildung und Verarbeitung solcher Materialschichten kann schließlich zu fertigen Halbleiterbauelementen führen. So kann ein Substrat eine Platte umfassen, auf der nicht alle Schichten eines vollständigen Halbleiterbauelements gebildet wurden, oder ein Substrat, auf dem alle Schichten eines vollständigen Halbleiterbauelements gebildet wurden.For the substrate, one or more layers may be formed on the substrate. Many different types of such layers are known in the art and the term substrate as used herein is intended to encompass a wafer on which all types of such layers can be formed. One or more layers formed on a substrate may be patterned. For example, a substrate may include a plurality of die/chips, each having repeatable patterned features. The formation and processing of such layers of material can eventually lead to finished semiconductor devices. Thus, a substrate may include a board on which not all layers of a complete semiconductor device have been formed, or a substrate on which all layers of a complete semiconductor device have been formed.

Das Substrat kann ferner mindestens einen Teil einer integrierten Schaltung (IC) oder optoelektronische Bauelemente wie LED-Chips enthalten.The substrate may also contain at least part of an integrated circuit (IC) or optoelectronic devices such as LED chips.

Der Begriff „LED“ bezieht sich im Allgemeinen auf Leuchtdioden, die rotes, grünes, blaues oder UV-Licht aussenden können, indem sie mit einem bestimmten Gleichstrom betrieben werden, mit oder ohne Gehäuse.The term "LED" generally refers to light-emitting diodes that can emit red, green, blue, or UV light by operating on a specified DC current, with or without a package.

Der Begriff „LED-Chip“ bezieht sich im Allgemeinen auf LEDs, die durch epitaktisches Wachstum auf einem Substrat mit gepaarten ohmschen Kontaktelektroden gebildet werden, mit oder ohne Trennung vom Epi-Substrat. Der LED-Chip in der vorliegenden Erfindung kann auf dem Epi-Substrat gebildet oder mit dem Bindungssubstrat verbunden werden.The term "LED chip" generally refers to LEDs formed by epitaxial growth on a substrate with paired ohmic contact electrodes, with or without separation from the epi-substrate. The LED chip in the present invention can be formed on the epi substrate or bonded to the bonding substrate.

Ein typischer LED-Chip hat eine Abmessung von ca. 14×14 mil2, was 355,6×355,6 µm2 entspricht, und der Mikro-LED-Chip hat eine Abmessung im Allgemeinen von weniger als 100×100 µm2 und eine bevorzugte Abmessung von weniger als 50×50 µm2.A typical LED chip has a dimension of approximately 14×14 mil 2 , which corresponds to 355.6×355.6 µm 2 , and the micro LED chip has a dimension of generally less than 100×100 µm 2 and a preferred dimension of less than 50x50 µm 2 .

Der Begriff „Schaltung“ kann in dieser Erfindung Widerstände, Dioden oder Transistoren umfassen.The term "circuit" in this invention can include resistors, diodes or transistors.

Der Begriff „Index“ bezieht sich in der vorliegenden Erfindung auf einen Pitch zwischen zwei LED-Chips auf Epi-Substrat oder Bindungssubstrat.The term “index” in the present invention refers to a pitch between two LED chips on epi substrate or bond substrate.

Der Begriff „Farbfilter“ wird verwendet, um Licht nach einer Vielzahl von Wellenlängenbändern zu filtern. In der vorliegenden Erfindung bezieht sich der Begriff „Farbfilter“ auf RGB-Filter, die rotes, grünes und blaues Licht jeweils durchlassen.The term "color filter" is used to filter light into a variety of wavelength bands. In the present invention, the term "color filter" refers to RGB filters that transmit red, green, and blue light, respectively.

Schritte des Prozessablaufs in der vorliegenden Erfindung sollten generell austauschbar sein, es sei denn, es ist eine logische Abfolge erforderlich.Process flow steps in the present invention should generally be interchangeable unless a logical sequence is required.

Der Leitertyp des Halbleiters in der vorliegenden Erfindung, wie z.B. n-Typ oder p-Typ Leitfähigkeit in der Halbleiterschicht, sollte austauschbar sein.The conductivity type of the semiconductor in the present invention, such as n-type or p-type conductivity in the semiconductor layer should be interchangeable.

Verschiedene Beispielausführungen der vorliegenden Erfindung werden nun anhand der beigefügten Zeichnungen, in denen einige Beispielausführungen der Erfindung dargestellt sind, ausführlicher beschrieben. Ohne den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung einzuschränken, werden alle Beschreibungen und Zeichnungen der Ausführungsformen beispielhaft auf die Mikro-LED-Anzeige und deren Herstellungsverfahren bezogen. Die Ausführungsformen dienen jedoch nicht dazu, die vorliegende Erfindung auf die Mikro-LED-Übertragungsmethode zu beschränken.Various example embodiments of the present invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which some example embodiments of the invention are shown. Without limiting the scope of the present invention, all the descriptions and drawings of the embodiments are related to the micro LED display and its manufacturing method by way of example. However, the embodiments are not intended to limit the present invention to the micro-LED transmission method.

In den Zeichnungen können die relativen Abmessungen der einzelnen Komponenten und zwischen den einzelnen Komponenten übertrieben sein aus Gründen der Übersichtlichkeit. Innerhalb der folgenden Beschreibung der Zeichnungen beziehen sich gleiche oder ähnliche Bezugsnummern auf gleiche oder ähnliche Komponenten oder Einheiten, und es werden nur die Unterschiede in Bezug auf die einzelnen Ausführungsformen beschrieben.In the drawings, the relative dimensions of and between the individual components may be exaggerated for clarity. Throughout the following description of the drawings, the same or similar reference numbers refer to the same or similar components or units, and only the differences with respect to the individual embodiments will be described.

Entsprechend, obwohl die Beispielausführungen der Erfindung verschiedene Modifikationen und alternative Formen annehmen können, werden davon Ausführungsformen in den Zeichnungen beispielhaft dargestellt und werden hier detailliert beschrieben. Es sollte jedoch verstanden werden, dass es nicht beabsichtigt ist, Beispielausführungen der Erfindung auf die einzelnen offengelegten Formen zu beschränken, sondern im Gegenteil, sollen die Beispielausführungen der Erfindung alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen umfassen, die in den Anwendungsbereich der Erfindung fallen.Accordingly, while the example embodiments of the invention are capable of various modifications and alternative forms, embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and are herein described in detail. However, it should be understood that the intention is not to limit example embodiments of the invention to the precise forms disclosed, but on the contrary, the example embodiments of the invention are intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the scope of the invention.

Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Verfügung, bei dem die Mikro-LED-Chips direkt auf ein Bindungssubstrat übertragen werden können, wobei das Bindungssubstrat nicht nur Treiberschaltungen umfasst, sondern auch für die Anzeige vorgesehen ist. Zunächst werden für eine Verbindung auf III-Nitrid-Basis GaN-basierte Chips durch epitaktisches Wachstum auf einem Saphir-, SiC-, Si-, GaN- oder ZnO-Substrat gebildet, um grünes, blaues oder UV-Licht zu erzeugen. Bei einer III-Arsenid- oder III-Phosphid-Verbindung werden GaAs oder AlInGaP durch epitaktisches Wachstum auf einem GaAs-, GaSb-, GaP- oder InP-Substrat gebildet, um rotes Licht zu erzeugen. Nach dem epitaktischen Wachstumsprozess werden die Epi-Schichten mit Chipstrukturen bearbeitet und auf den p/n Epi-Schichten werden jeweils ohmsche Kontaktelektroden gebildet. Zur Aufnahme der Mikro-LED-Chips wird ein Bindungssubstrat mit darauf ausgebildeten Treiberschaltungen und Bondkontaktstellen bereitgestellt. III-Nitrid-Mikro-LED-Chips können auf einem Saphir-Substrat mit der LASER-Abhebungstechnologie übertragen werden, und III-Arsenid-, III-Phosphid-Mikro-LED-Chips oder III-Nitrid-Mikro-LED-Chips können auf SiC-, Si-, ZnO-Substrat mit Hilfe eines mechanischen Pressverfahrens übertragen werden. Das Massentransferverfahren kann bei gleichem Index blockweise gleichzeitig oder bei ungleichem Index chipweise sequentiell oder das gesamte Substrat direkt übertragen werden. Dann wird das Bindungssubstrat mit den übertragenen Mikro-LED-Chips wieder erhitzt, so dass die Bondkontaktstellen und die Mikro-LED-Chips durch eutektisches Bonden, Löten oder Silber-Epoxid-Backen verbunden werden können. Damit kann das Massentransferproblem in industriellen und kommerziellen Belangen gelöst werden.The present invention provides a method in which the micro-LED chips can be directly transferred onto a bonding substrate, where the bonding substrate not only includes driver circuits but is also dedicated to the display. First, for a III-nitride-based compound, GaN-based chips are formed by epitaxial growth on a sapphire, SiC, Si, GaN, or ZnO substrate to generate green, blue, or UV light. In a III-arsenide or III-phosphide compound, GaAs or AlInGaP is formed by epitaxial growth on a GaAs, GaSb, GaP or InP substrate to generate red light. After the epitaxial growth process, the epi-layers are processed with chip structures and placed on the p/n epi layers, ohmic contact electrodes are formed respectively. A bonding substrate having driver circuitry and bond pads formed thereon is provided for receiving the micro LED chips. III nitride micro LED chips can be transferred on a sapphire substrate with LASER lift-off technology, and III arsenide, III phosphide micro LED chips or III nitride micro LED chips can be transferred on SiC, Si, ZnO substrate are transferred using a mechanical pressing process. With the same index, the mass transfer method can be transferred in blocks at the same time or sequentially in chips if the index is not the same, or the entire substrate can be transferred directly. Then the bonding substrate with the transferred micro LED chips is reheated so that the bond pads and the micro LED chips can be connected by eutectic bonding, soldering or silver epoxy baking. With this, the mass transfer problem can be solved in industrial and commercial matters.

In einer Ausführungsform kann ein Pixel der Anzeige einen blauen Mikro-LED-Chip, einen grünen Mikro-LED-Chip und einen roten Mikro-LED-Chip umfassen. In einer anderen Ausführungsform kann ein Pixel der Anzeige einen blauen Mikro-LED-Chip, einen blauen Mikro-LED-Chip mit grünem Leuchtstoff beschichtet und einen blauen Mikro-LED-Chip mit rotem Leuchtstoff beschichtet umfassen. In einer anderen Ausführungsform kann ein Pixel der Anzeige einen blauen Mikro-LED-Chip, einen grünen Mikro-LED-Chip und einen blauen Mikro-LED-Chip mit rotem Leuchtstoff beschichtet umfassen. In einer anderen Ausführungsform kann ein Pixel der Anzeige drei UV-Mikro-LED-Chips mit RGB-Leuchtstoffen umfassen, die jeweils mit RGB-Leuchtstoffen beschichtet sind. In einer anderen Ausführungsform kann ein Pixel der Anzeige nur einen blauen Mikro-LED-Chip für eine monochromatische Anzeige umfassen. In einer Ausführungsform kann ein Pixel der Anzeige drei Mikro-LED-Chips umfassen, die alle mit gelbem Leuchstoff beschichtet sind und einen anschließenden RGB-Farbfilter, der das weiße Licht zu einem Vollfarbbild filtert. In dieser Ausführungsform sind die Funktionen des RGB-Filters ähnlich wie die des TFT-LCD. Um einen breites Farbspektrum zu erfüllen, können in dieser Ausführungsform roter Leuchtstoff oder Quantenpunkt-Technologien in dieser Ausführungsform adaptiert werden. Der rote Leuchtstoff kann Nitridphosphor enthalten. Oder weißen Leuchtstoff mit verstärktem roten Licht, wie z.B. KSF (Kaliumfluorid-Silizium) -Leuchtstoff und von GE entwickelten TriGain-Leuchtstoff. Sharp entwickelt auch einen WCG-Leuchtstoff, der grünen ß-SiAlON-Leuchtstoff und KSF-Leuchtstoff umfasst.In one embodiment, a pixel of the display may include a blue micro-LED chip, a green micro-LED chip, and a red micro-LED chip. In another embodiment, a pixel of the display may include a blue micro-LED chip, a blue micro-LED chip coated with green phosphor, and a blue micro-LED chip coated with red phosphor. In another embodiment, a pixel of the display may include a blue micro-LED chip, a green micro-LED chip, and a blue micro-LED chip coated with red phosphor. In another embodiment, a pixel of the display may include three UV micro-LED chips with RGB phosphors, each coated with RGB phosphors. In another embodiment, a pixel of the display may include only a blue micro-LED chip for a monochromatic display. In one embodiment, a pixel of the display may include three micro-LED chips, each coated with yellow phosphor, followed by an RGB color filter that filters the white light into a full-color image. In this embodiment, the functions of the RGB filter are similar to those of the TFT-LCD. In this embodiment, red phosphor or quantum dot technologies can be adopted in this embodiment to meet a wide color spectrum. The red phosphor may contain nitride phosphor. Or white phosphor with enhanced red light, such as KSF (potassium fluoride silicon) phosphor and TriGain phosphor developed by GE. Sharp is also developing a WCG phosphor comprising β-SiAlON green phosphor and KSF phosphor.

In einer Ausführungsform kann das Bindungssubstrat aus GaAs bestehen und auf den GaAs können rote Mikro-LED-Chips sowie Treiberschaltungen gebildet werden. Es müssen also nur blaue und grüne Mikro-LED-Chips auf das Bindungssubstrat übertragen werden. Oder es werden blaue Mikro-LED-Chips mit grünem Leuchtstoff, wie z.B. Silikat Leuchtstoff oder ß-SiAlON grüner Leuchtstoff, auf den blauen Mikro-LED-Chips auf das Bindungssubstrat übertragen.In one embodiment, the bonding substrate may be GaAs, and red micro-LED chips and driver circuitry may be formed on the GaAs. So only blue and green micro LED chips have to be transferred to the binding substrate. Or blue micro LED chips with green phosphor such as silicate phosphor or β-SiAlON green phosphor are transferred onto the blue micro LED chips onto the bonding substrate.

Was die Zeichnungen betrifft, sei angemerkt, dass die vorliegende Erfindung mit den Zeichnungen anschaulicher erklärt werden.Regarding the drawings, it should be noted that the present invention will be explained more clearly with the drawings.

In 1A ist ein Substrat 10 für epitaktisches Wachstum dargestellt, das aus Si, SiC, ZnO, GaN, Saphir(Al2O3), GaAs, GaSb, GaP oder InP bestehen kann. Jedoch werden GaAs und Saphir bevorzugt als Epi-Substrat in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Für die III-Nitrid-Verbindung wäre das Epi-Substrat 10 Saphir, SiC, Si, ZnO oder GaN, während für die III-Arsenid-Verbindung das Substrat 10 GaAs, GaSb, GaP oder InP wäre. Die Orientierung des Substrats 10 wird für das epitaktische Wachstum der III-Arsenid-, III-Phosphid- oder III-Nitrid-Verbindung gewählt. In einer Ausführungsform kann das Saphir-Substrat ein strukturiertes Saphir-Substrat sein, um die Helligkeit zu erhöhen.In 1A Illustrated is a substrate 10 for epitaxial growth, which may be Si, SiC, ZnO, GaN, sapphire (Al 2 O 3 ), GaAs, GaSb, GaP, or InP. However, GaAs and sapphire are preferred as the epi-substrate in an embodiment of the present invention. For the III-Nitride compound, the epi-substrate 10 would be sapphire, SiC, Si, ZnO, or GaN, while for the III-Arsenide compound, the substrate 10 would be GaAs, GaSb, GaP, or InP. The orientation of the substrate 10 is chosen for the epitaxial growth of the III-arsenide, III-phosphide or III-nitride compound. In one embodiment, the sapphire substrate may be a patterned sapphire substrate to increase brightness.

In 1B ist ein Epitaxie-Wachstumsprozess für die Bildung von Epi-Schichten dargestellt. Eine erste Epi-Schicht 12 mit einer ersten Leitfähigkeit wird auf dem Epi-Substrat 10 gebildet, und eine zweite Epi-Schicht 16 mit einer zweiten Leitfähigkeit wird auf der ersten Epi-Schicht 12 gebildet. Die zweite Leitfähigkeit ist der ersten Leitfähigkeit entgegengesetzt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die erste Leitfähigkeit vom n-Typ und die zweite Leitfähigkeit vom p-Typ. Eine einzelne Quantentopf-Schicht oder eine Mehrfach-Quantentopf-Schicht (nicht in 1B dargestellt) wird immer zwischen der ersten Epi-Schicht 12 und der zweiten Epi-Schicht 16 unter Verwendung konventioneller Verfahren gebildet. Bei Saphir, SiC und Si-Epi-Substrat 10 wird eine Niedrigtemperatur-Pufferschicht 22 gebildet vor der Bildung der ersten Epi-Schicht 12, um ein zweidimensionales Wachstum zu fördern. Bei dieser Erfindung kann grünes, blaues oder UV-Licht von den III-Nitrid-Verbindungen emittiert werden, während rotes Licht von den III-Arsenid-Verbindung oder III-Phosphid-Verbindungen emittiert werden kann. In einer Ausführungsform können die Epi-Schichten 12 und 16 AlxGa(1-x)As, (AlxGa(1-x))yIn(1-y)P, y~0.5(Gitteranpassung an GaAs) oder AlxInyGa(1-x-y)N sein. In einer Ausführungsform werden die Epi-Schichten 12 und 16 blaues Licht emittieren.In 1B An epitaxial growth process for the formation of epi-layers is shown. A first epi layer 12 having a first conductivity is formed on the epi substrate 10 and a second epi layer 16 having a second conductivity is formed on the first epi layer 12 . The second conductivity is opposite to the first conductivity. In a preferred embodiment, the first conductivity is n-type and the second conductivity is p-type. A single quantum well layer or a multiple quantum well layer (not in 1B shown) is always formed between the first epi-layer 12 and the second epi-layer 16 using conventional methods. For sapphire, SiC, and Si epi substrate 10, a low temperature buffer layer 22 is formed prior to the formation of the first epi layer 12 to promote two-dimensional growth. In this invention, green, blue or UV light can be emitted from the III-Nitride compounds, while red light can be emitted from the III-Arsenide compound or III-Phosphide compounds. In one embodiment, the epi-layers 12 and 16 may be Al x Ga (1-x) As, (Al x Ga (1- x) ) y In (1-y) P, y˜0.5 (lattice matching to GaAs), or Al x In yGa (1-xy) N. In one embodiment, epi layers 12 and 16 will emit blue light.

In 1C werden zwei Elektroden entsprechend auf der ersten und zweiten Epi-Schicht gebildet. Ein Teil der zweiten Epi-Schicht 16 wird durch eine konventionelle Strukturierungsmethode entfernt, die einen lithographischen Schritt und einen Ätzschritt umfasst, und für den Ätzschritt wäre eine anisotrope Ätzmethode vorzuziehen. Eine erste ohmsche Kontaktelektrode 14 wird dann auf der ersten Epi-Schicht 12 durch ein Abhebeverfahren gebildet, oder es wird eine ohmsche Kontaktmaterialschicht auf der ersten Epi-Schicht 12 aufgetragen, und unnötige Teile der ohmschen Kontaktschicht werden unter Verwendung eines konventionellen Strukturierungsverfahrens entfernt, umfassend Schritte konventioneller Lithographie- und Ätzschritte. Materialien der ersten ohmschen Kontaktelektrode 14 können Ge/Au, Pd/Ge, CrAu, CrAl, Ti, TiN, Ti/Al, Ti/Al/Ni/Au, Ta/Ti/Ni/Au, V/Al/V/Au, V/Ti/Au, V/Al/V/Ag, IZO oder ITO entsprechend für eine III-Nitrid-, III-Phosphid- oder III-Arsenid-Verbindung sein. Eine zweite ohmsche Kontaktelektrode 18 wird auf der zweiten Epi-Schicht 16 durch ein Abhebeverfahren gebildet, oder es wird eine ohmsche Kontaktmaterialschicht auf der zweiten Epi-Schicht 18 aufgetragen, und unnötige Teile der ohmschen Kontaktschicht werden durch Verwendung eines konventionellen, strukturierenden Ätzverfahrens entfernt, umfassend Schritte eines lithographischen Verfahrens und eines Ätzverfahrens. Materialien der zweiten Elektrode 18 können Metall mit hoher Austrittsarbeit wie Ni, Au, Ag, Pd, Pt, AuBe, AuZn, PdBe, NiBe, NiZn, PdZn, AuZn, Ru/Ni/ITO, Ni/Ag/Ru/Ni/Au, Ni/Au oder ITO entsprechend für III-Nitrid-, III-Phosphid- bzw. III-Arsenid-Verbindung sein. In dieser Ausführungsform umfasst das Abhebeverfahren bei dem Bildungsprozess von ohmschen Kontaktelektroden die Schritte des Abscheidens von Fotolackschichten zunächst auf den Epi-Schichten 12 oder 16, exponieren und entwickeln der Fotolackschichten mit Strukturen, abscheiden der ohmschen Kontaktmaterialschicht auf der Fotolackschicht und der exponierten Epi-Schichten 12 oder 16 und anschließenden direkten Entfernens der Fotolackschicht. Gleichzeitig wird die ohmsche Kontaktmaterialschicht auf der Fotolackschicht entfernt. Das Abhebeverfahren hat den Vorteil, dass ein Ätzschritt entfällt.In 1C two electrodes are respectively formed on the first and second epi layers. A portion of the second epi-layer 16 is patterned by a conventional patterning technique which comprises a lithographic step and an etching step, and an anisotropic etching method would be preferable for the etching step. A first ohmic contact electrode 14 is then formed on the first epi layer 12 by a lift-off process, or an ohmic contact material layer is deposited on the first epi layer 12 and unnecessary portions of the ohmic contact layer are removed using a conventional patterning process comprising steps conventional lithography and etching steps. Materials of the first ohmic contact electrode 14 may be Ge/Au, Pd/Ge, CrAu, CrAl, Ti, TiN, Ti/Al, Ti/Al/Ni/Au, Ta/Ti/Ni/Au, V/Al/V/Au , V/Ti/Au, V/Al/V/Ag, IZO or ITO respectively for a III-nitride, III-phosphide or III-arsenide compound. A second ohmic contact electrode 18 is formed on the second epi layer 16 by a lift-off process, or an ohmic contact material layer is deposited on the second epi layer 18 and unnecessary portions of the ohmic contact layer are removed using a conventional patterning etch process including Steps of a lithographic process and an etching process. Second electrode 18 materials may be high work function metal such as Ni, Au, Ag, Pd, Pt, AuBe, AuZn, PdBe, NiBe, NiZn, PdZn, AuZn, Ru/Ni/ITO, Ni/Ag/Ru/Ni/Au , Ni/Au or ITO corresponding to III-nitride, III-phosphide or III-arsenide compound. In this embodiment, the lift-off method in the ohmic contact electrode formation process includes the steps of depositing photoresist layers first on the epi layers 12 or 16, exposing and developing the photoresist layers with patterns, depositing the ohmic contact material layer on the photoresist layer and the exposed epi layers 12 or 16 and subsequent direct removal of the photoresist layer. At the same time, the ohmic contact material layer on the photoresist layer is removed. The lift-off process has the advantage that an etching step is not required.

In 1D wird ein Mesa-Ätzprozess durchgeführt und gleichzeitig werden Ritzlinien 20 gebildet, indem ein konventionelle strukturierendes Ätzverfahren verwendet wird, um jeden LED-Chip 40 zu unterscheiden. Die Bildung der ohmschen Kontaktelektroden und der Mesa ist ein so genannter Chip-Prozess, und die Schrittfolge der Bildung der ohmschen Kontaktelektrode in 1C und der Mesa-Bildung in 1D kann gewechselt oder umgekehrt werden. Auf den Mikro-LED-Chips kann eine Passivierungsschicht mit Öffnungen für die erste/zweite ohmsche Kontaktelektrode gebildet werden, um alle Mikro-LED-Chips zu schützen, obwohl dies in den Figuren nicht dargestellt ist, um den Fokus auf der vorliegenden Erfindung nicht zu verlieren.In 1D a mesa etch process is performed and scribe lines 20 are simultaneously formed using a conventional patterning etch process to differentiate each LED die 40 . The formation of the ohmic contact electrodes and the mesa is a so-called chip process, and the sequence of steps of forming the ohmic contact electrode in 1C and the mesa formation in 1D can be switched or reversed. A passivation layer with openings for the first/second ohmic contact electrodes can be formed on the micro LED chips to protect all the micro LED chips, although this is not shown in the figures in order to defocus the present invention to lose.

In 2A ist ein Bindungssubstrat 50 mit Treiberschaltungen 60 und gepaarten Bondkontaktstellen 52 darauf versehen. Das Bindungssubstrat 50 kann aus PCB, Silizium, Siliziumkarbid, AIN-Keramik oder Aluminiumoxid(Al2O3) -Keramik, Glas oder GaAs bestehen. Die Verfahren zur Herstellung der Treiberschaltungen 60 und der gepaarten Bondkontaktstellen 52 können jeder konventionellen Technik entsprechen. Die Rückseite des Bindungssubstrats 50 ist vorzugsweise flach. Wenn LLO später durchgeführt werden soll, sollte die Rückseite des Bindungssubstrats 50 poliert sein.In 2A For example, a bonding substrate 50 is provided with driver circuitry 60 and mating bond pads 52 thereon. The bonding substrate 50 can be made of PCB, silicon, silicon carbide, AlN ceramic or alumina (Al2O3) ceramic, glass or GaAs. The methods of fabricating driver circuits 60 and mating bond pads 52 may be any conventional technique. The backside of the bonding substrate 50 is preferably flat. If LLO is to be performed later, the backside of the binding substrate 50 should be polished.

Mikro-LED-Chips werden auf das Bindungssubstrat übertragen. In 2B wird das verarbeitete Epi-Substrat 10 aus 1D umgedreht und jeder LED-Chip 40 an jede gepaarten Bondkontaktstellen 52 ausgerichtet, denn der Index auf dem Epi-Substrat ist gleich dem auf dem Bindungssubstrat. Die Bondkontaktstellen 30 können eutektisches Bonden, Lötbonden und Epoxidpaste mit Silber enthalten.Micro LED chips are transferred to the binding substrate. In 2 B the processed epi-substrate 10 is made of 1D flipped over and each LED die 40 aligned with each mating bond pad 52 since the index on the epi substrate is the same as that on the bonding substrate. The bond pads 30 may include eutectic bonding, solder bonding, and epoxy paste with silver.

Dann wird in 3A eine Chip-für-Chip-LASER-Belichtung eingeführt. In dieser Ausführungsform wird jeweils nur ein Chip für eine bestimmte LED-Farbe auf einmal übertragen. Jedoch, kann ein Block von LEDs gleichzeitig übertragen werden, wenn in anderen Anwendungen oder Ausführungsformen alle LEDs die gleiche Farbe ausstrahlen. Ein erster LED-Chip wird durch LASER-Belichtung 32 bis auf die Niedrigtemperatur-Pufferschicht 22 bestrahlt, so dass die GaN-Epi-Schicht 12 von dem Saphir-Epi-Substrat 10 getrennt wird. Auf diese Weise wird der erste LED-Chip vom Epi-Substrat 10 getrennt. Bitte beachten Sie in 3A, dass ohmsche Kontaktelektroden sehr nahe an den gepaarten Bondkontaktstellen liegen; sie kontaktieren jedoch gerade nicht. Das Epi-Substrat 10 muss nahe genug am Bindungsubstrat 50 sein, so dass, wenn der erste LED-Chip dem LASER ausgesetzt wird, der erste LED-Chip vom Epi-Substrat 10 getrennt und direkt auf das Bindungssubstrat 50 übertragen wird. Bei einem anderen konventionellen LASER Abhebevorgang werden die Mikro-LED-Chips zunächst mit den gepaarten Bondkontaktstellen verbunden und dann durch LASER-Belichtung bestrahlt. Bei der vorliegenden Erfindung wird die LASER-Belichtung zuerst durchgeführt, so dass die Mikro-LED-Chips selektiv mit dem Bindungssubstrat 50 verbunden werden können. Parameter wie Wellenlänge, LASER-Leistung, Strahlgröße und - form sowie Belichtungszeit können jeder konventionellen Technik entsprechen. In einer Ausführungsform kann der KrF-Excimer-Laser mit einer Wellenlänge von 248 nm, einem Puls von etwa 3-10ns und einer Energiedichte von etwa 120-600mJ/cm2 eingesetzt werden. In einer anderen Ausführungsform kann der Nd:YAG-Laser mit einer Wellenlänge von 355 nm, einem Puls von ca. 20-50 ns und einer Energiedichte von ca. 250-350 mJ/cm2 eingesetzt werden. Auch wenn in dieser Ausführungsform Saphir-Epi-Substrat verwendet wird, kann auch Siliziumkarbid-Epi-Substrat bei dem LASER Abhebevorgang eingesetzt werden, und Einzelheiten können Nakamura et al. entnommen werden, die unter der US-Patentnummer 7.825.006 veröffentlicht wurden.Then in 3A introduced a chip-by-chip LASER exposure. In this embodiment, only one chip for a given LED color is transferred at a time. However, a block of LEDs can be transmitted simultaneously if, in other applications or embodiments, all LEDs emit the same color. A first LED chip is irradiated by LASER exposure 32 down to the low temperature buffer layer 22 so that the GaN epi layer 12 is separated from the sapphire epi substrate 10 . In this way, the first LED chip is separated from the epi-substrate 10. Please note in 3A that ohmic contact electrodes are very close to the mating bond pads; however, they are not contacting right now. The epi-substrate 10 must be close enough to the bonding substrate 50 so that when the first LED die is exposed to the LASER, the first LED die is separated from the epi-substrate 10 and transferred directly onto the bonding substrate 50. In another conventional LASER lift-off process, the micro-LED chips are first connected to the mating bond pads and then irradiated by LASER exposure. In the present invention, the LASER exposure is performed first so that the micro LED chips can be bonded to the bonding substrate 50 selectively. Parameters such as wavelength, LASER power, beam size and shape, and exposure time can correspond to any conventional technique. In one embodiment, the KrF excimer laser can be used with a wavelength of 248 nm, a pulse of about 3-10 ns and an energy density of about 120-600 mJ/cm2. In another embodiment, the Nd:YAG laser with a wavelength of 355 nm, a pulse of about 20-50 ns and an energy density of about 250-350 mJ/cm2 can be used. Even if in this version tion form sapphire epi substrate is used, silicon carbide epi substrate can also be used in the LASER lift-off process, and details can be provided by Nakamura et al. published under US Patent No. 7,825,006.

In 3B wird ein zweiter LED-Chip durch LASER-Belichtung 32 bis auf die Tieftemperatur-Pufferschicht 22 bestrahlt. Auf diese Weise wird der zweite LED-Chip vom Epi-Substrat 10 getrennt und auf das Bindungssubstrat aufgebracht. Und in 3C wird ein dritter LED-Chip durch LASER-Belichtung 32 bis auf die Tieftemperatur-Pufferschicht 22 bestrahlt. Auf diese Weise wird der dritte LED-Chip vom Epi-Substrat 10 getrennt und auf das Bindungssubstrat übertragen. Bitte beachten Sie in 3 auch, dass der erste, zweite und dritte Mikro-LED-Chip keine Nachbarn sind, da einige andere Mikro-LED-Chips, die unterschiedliches Licht emittieren können, von einem anderen Epi-Substrat mit diesem Bindungssubstrat verbunden werden können. In einer Ausführungsform können der erste, zweite und dritte Mikro-LED-Chip blaues Licht emittieren, und andere Mikro-LED-Chips auf einem anderen Epi-Substrat, die grünes Licht aussenden können, sollten mit diesem Bindungssubstrat verbunden werden. Rote LED-Chips können bereits im Bindungssubstrat gebildet werden, wenn das Bindungssubstrat aus GaAs besteht. Wenn rote Mikro-LED-Chips mit dem Bindungssubstrat verbunden werden sollen und das Bindungssubstrat an sich kein GaAs ist, sollte der Abstand zwischen den blauen Mikro-LED-Chips verdoppelt werden zu dem Abstand in 3.In 3B a second LED chip is irradiated by LASER exposure 32 down to the low-temperature buffer layer 22 . In this way, the second LED chip is separated from the epi-substrate 10 and attached to the bonding substrate. And in 3C a third LED chip is irradiated by LASER exposure 32 down to the low-temperature buffer layer 22 . In this way, the third LED chip is separated from the epi-substrate 10 and transferred to the bonding substrate. Please note in 3 also that the first, second and third micro LED chips are not neighbors because some other micro LED chips that can emit different light can be bonded to this bonding substrate from another epi substrate. In one embodiment, the first, second, and third micro-LED chips can emit blue light, and other micro-LED chips on another epi-substrate that can emit green light should be bonded to this bonding substrate. Red LED chips can already be formed in the bonding substrate when the bonding substrate is made of GaAs. If red micro LED chips are to be connected to the bonding substrate and the bonding substrate itself is not GaAs, the distance between the blue micro LED chips should be doubled to the distance in 3 .

Nachdem alle ausgewählten blauen Mikro-LED-Chips durch LASER-Belichtung bestrahlt wurden, werden die ausgewählten blauen Mikro-LED-Chips auf das Bidnungssubstrat übertragen. Die verbleibenden blauen Mikro-LED-Chips auf dem Epi-Substrat können auf dem nächsten Bindungssubstrat verarbeitet werden.After all selected blue micro-LED chips are irradiated by LASER exposure, the selected blue micro-LED chips are transferred onto the bonding substrate. The remaining blue micro-LED chips on the epi-substrate can be processed on the next bonding substrate.

In 3 kann jeder Mikro-LED-Chip Chip für Chip sequentiell oder Block für Block übertragen werden.In 3 each micro LED chip can be transferred chip by chip sequentially or block by block.

In 4A wird das Epi-Substrat 10 aus 34 herausbewegt, während einige Mikro-LED-Chips, die durch LASER-Belichtung bestrahlt wurden, auf dem Bindungssubstrat 50 verbleiben, während andere LED-Chips, die nicht durch LASER-Belichtung bestrahlt wurden, auf dem Epi-Substrat 10 verbleiben.In 4A the epi-substrate 10 is moved out of 34 while some micro-LED chips that have been irradiated by LASER exposure remain on the bonding substrate 50, while other LED chips that have not been irradiated by LASER exposure remain on the epi - Substrate 10 remain.

In 4B kann das Bindungssubstrat 50 durch eutektisches Bonden, Lötbonden oder gebackenes Epoxid mit Silber wieder erwärmt werden, so dass die übertragenen Mikro-LED-Chips mit den gepaarten Bondkontaktstellen verbunden werden. Es wird bevorzugt, dass dieser Schritt durchgeführt wird, wenn alle Mikro-LED-Chips übertragen worden sind.In 4B For example, the bonding substrate 50 can be reheated by eutectic bonding, solder bonding, or baked epoxy with silver so that the transferred micro-LED chips are connected to the mating bond pads. It is preferred that this step is performed when all micro LED chips have been transferred.

In 5A wird ein zweites Epi-Substrat 10-1 mit anderen Mikro-LED-Chips 45, wie z.B. grünen LED-Chips, umgedreht und alle Mikro-LED-Chips 45 werden auf die verbleibenden gepaarten Bondkontaktstellen ausgerichtet. In dieser Ausführungsform können einige grüne Mikro-LED-Chips 45 auf dem Epi-Substrat auf dem anderen Bindungssubstrat verarbeitet worden sein. Dann wird, wie in 5B gezeigt, das Epi-Substrat 10-1 ausreichend nahe an dem Bindungssubstrat 50 platziert, aber der Abstand zwischen dem Epi-Substrat 10-1 und dem Bindungssubstrat 50 sollte eine Dicke aufweisen, die größer als eine Chipdicke ist, z.B. mehrere Mikrometer voneinander entfernt, um den Chip-Abstand zu berücksichtigen, und ein LED-Chip 45 wird durch LASER-Belichtung 32 bestrahlt. In 5C wird ein weiterer LED-Chip 45 durch LASER-Belichtung 32 erneut bis auf die Tieftemperatur-Pufferschicht bestrahlt. Auf diese Weise werden alle Mikro-LED-Chips vom Epi-Substrat 10-1 getrennt und Chip für Chip auf das Bindungssubstrat 50 übertragen. In 5D wird das Epi-Substrat 10-1 wegbewegt und alle LED-Chips werden übertragen. Das Bindungssubstrat 50 wird wieder aufgeheizt. Der Wiederaufheizschritt sollte praktischerweise durchgeführt werden, nachdem alle Mikro-LED-Chips auf das Bindungssubstrat übertragen worden sind.In 5A For example, a second epi-substrate 10-1 with other micro-LED chips 45, such as green LED chips, is flipped over and all of the micro-LED chips 45 are aligned with the remaining paired bond pads. In this embodiment, some green micro LED chips 45 on the epi substrate may have been processed on the other bonding substrate. Then, as in 5B shown, the epi-substrate 10-1 is placed sufficiently close to the bonding substrate 50, but the spacing between the epi-substrate 10-1 and the bonding substrate 50 should have a thickness greater than one chip thickness, e.g. several microns apart, to consider the chip pitch, and an LED chip 45 is irradiated by LASER exposure 32. In 5C another LED chip 45 is again irradiated by LASER exposure 32 down to the low-temperature buffer layer. In this way, all micro-LED chips are separated from the epi-substrate 10-1 and transferred to the bonding substrate 50 chip by chip. In 5D the epi-substrate 10-1 is moved away and all the LED chips are transferred. The bonding substrate 50 is reheated. The reheating step should conveniently be performed after all micro-LED chips have been transferred to the bonding substrate.

Das Bindungssubstrat 50 kann in einer Anzeigetafel verbunden, getrennt oder vereinzelt werden, wenn das Bindungssubstrat eine kleine oder große Größe aufweist. Beispielsweise, wenn das Bindungssubstrat eine Platte von zwei mal zwei Zoll und die Anzeigevorrichtung sechs mal zwei Zoll groß ist, müssen drei Bindungssubstrate zu einem einzigen Anzeigefeld verbunden werden. Wenn das Bindungssubstrat eine Platte von zehn mal zwölf Zoll ist und die Anzeigevorrichtung sechs mal drei Zoll groß ist, muss das Bindungssubstrat getrennt oder in neun Anzeigetafeln vereinzelt werden.The bonding substrate 50 can be bonded, separated, or singulated into a display panel when the bonding substrate is small or large in size. For example, if the bonding substrate is a two inch by two inch panel and the display device is six inch by two inch, three bonding substrates must be bonded into a single display panel. If the binding substrate is a ten by twelve inch panel and the display device is six by three inches, the binding substrate must be separated or singulated into nine display panels.

Wenn alle LED-Chips UV-Licht LEDs sein können, können rote Leuchtstoffe 70, grüne Leuchtstoffe 71 und blaue Leuchtstoffe 72 auf der Rückseite von Mikro-LED-Chips gebildet werden, wie in 6A dargestellt. In 6B sind nur blaue LED-Chips vorgesehen, während grüner Leuchtstoff 71 und roter Leuchtstoff 70 auf den LED-Chips gebildet oder beschichtet werden. Die Leuchtstoffe 70 kann durch Sprühen, Lithographie, Taping oder Drucken hergestellt werden. Eine weitere Ausführungsform ist in 6C dargestellt, wenn blaue und grüne Mikro-LED-Chips vorhanden sind, wird nur roter Leuchtstoff 70 gebildet und auf einige der blauen LED-Chips aufgetragen. Auf diese Weise wird eine Anzeige hergestellt.If all LED chips can be UV light LEDs, red 70 phosphors, green 71 phosphors and blue 72 phosphors can be formed on the back of micro LED chips, as in 6A shown. In 6B only blue LED chips are provided, while green phosphor 71 and red phosphor 70 are formed or coated on the LED chips. The phosphors 70 can be produced by spraying, lithography, taping or printing. Another embodiment is in 6C shown, when blue and green micro-LED chips are present, only red phosphor 70 is formed and applied to some of the blue LED Chips applied. In this way a display is made.

In einer anderen Ausführungsform, wenn der Index der Mikro-LED-Chips auf dem Epi-Substrat nicht gleich dem auf dem Bindungssubstrat ist, sollten die LED-Chips von dem Epi-Substrat Stück für Stück übertragen werden. Zuerst wird der erste Mikro-LED-Chip auf dem Epi-Substrat auf spezifisch gepaarte Bondkontaktstellen ausgerichtet, wie in 7A dargestellt. Dann, in 7B, wird das Epi-Substrat nahe genug an das Bindungssubstrat herangeführt.In another embodiment, if the index of the micro LED chips on the epi substrate is not the same as that on the bonding substrate, the LED chips should be transferred from the epi substrate piece by piece. First, the first micro-LED die is aligned on the epi-substrate to specific paired bond pads, as shown in 7A shown. Then in 7B , the epi-substrate is brought close enough to the binding substrate.

Dann wird in 7C der erste Mikro-LED-Chip durch LASER-Belichtung 32 bestrahlt. Auf diese Weise wird in 7D der erste Mikro-LED-Chip vom Epi-Substrat 10 getrennt und auf dem Bindungssubstrat 50 befestigt, während die anderen Mikro-LED-Chips noch auf dem Epi-Substrat verbleiben.Then in 7C the first micro-LED chip is irradiated by LASER exposure 32. In this way, in 7D the first micro-LED chip is separated from the epi-substrate 10 and mounted on the bonding substrate 50 while the other micro-LED chips still remain on the epi-substrate.

Dann werden in 7E das Epi-Substrat 10 und das Bindungssubstrat so bewegt, dass der zweite LED-Chip auf weitere gepaarte Bondkontaktstellen ausgerichtet und von der LASER-Belichtung 32 bestrahlt wird. In 7F wird der zweite LED-Chip auf das Bindungssubstrat 50 übertragen. In 7G werden das Epi-Substrat 10 und das Bindungssubstrat so bewegt, dass der dritte LED-Chip auf weitere gepaarte Bondkontaktstellen ausgerichtet und erneut durch die LASER-Belichtung 32 bestrahlt wird. Auf diese Weise kann der Prozess fortgesetzt werden, bis alle vorgegebenen Mikro-LED-Chips auf das Bindungssubstrat übertragen sind. In dieser Ausführungsform ist der Index der Mikro-LED-Chips auf dem Epi-Substrat kleiner als der der gepaarten Bondkontaktstellen auf dem Bindungssubstrat.Then be in 7E moving the epi-substrate 10 and bonding substrate so that the second LED chip is aligned with other mated bond pads and illuminated by the LASER exposure 32. In 7F the second LED chip is transferred to the bonding substrate 50 . In 7G the epi-substrate 10 and the bonding substrate are moved so that the third LED chip is aligned with further mated bond pads and irradiated by the LASER exposure 32 again. In this way, the process can continue until all of the given micro-LED chips are transferred to the bonding substrate. In this embodiment, the index of the micro-LED chips on the epi-substrate is less than that of the mating bond pads on the bonding substrate.

Bei der vorliegenden Erfindung kann das Saphirsubstrat mit Hilfe des LASER Abhebevorgangs abgetrennt werden. Jedoch ist es bei einigen anderen Epi-Substraten, wie z.B. Silizium, Siliziumkarbid und GaAs, nicht einfach, das Epi-Substrat von den Epi-Schichten durch LASER Abhebevorgang zu trennen. Daher wird eine andere Methode bereitgestellt. In einer Ausführungsform können rote Mikro-LED-Chips auf GaAs-Substrat gebildet werden, und anschließend werden die roten Mikro-LED-Chips auf ein temporäres Substrat übertragen. Das GaAs-Substrat wird durch ein selektives Ätzverfahren entfernt, und dann werden alle Mikro-LED-Chips erneut übertragen auf ein Band [tape] als Substrat. Da das Band weich ist und die Haftfestigkeit zwischen den Mikro-LED-Chips und dem Band nicht so fest ist, können die Mikro-LED-Chips mit Hilfe einer Spitze direkt auf das Bindungssubstrat gedrückt werden. Damit kann das bisherige LASER Abhebeverfahren nun durch ein mechanisches Pressverfahren ersetzt werden. Die Haftfestigkeit des Bandes kann so gesteuert werden, dass die Übertragung optimiert werden kann.In the present invention, the sapphire substrate can be separated using the LASER lift-off process. However, for some other epi-substrates such as silicon, silicon carbide and GaAs, it is not easy to separate the epi-substrate from the epi-layers by LASER lift-off. Therefore, another method is provided. In one embodiment, micro red LED chips may be formed on GaAs substrate and then the micro red LED chips are transferred to a temporary substrate. The GaAs substrate is removed by a selective etching process, and then all the micro LED chips are re-transferred onto a tape substrate. Because the tape is soft and the adhesive strength between the micro LED chips and the tape is not so strong, the micro LED chips can be pressed directly onto the bonding substrate using a tip. This means that the previous LASER lifting process can now be replaced by a mechanical pressing process. The adhesion of the tape can be controlled so that the transfer can be optimized.

Um diese Ausführungsform zu erklären, sollten einige Zeichnungen zur Verdeutlichung vorgestellt werden.In order to explain this embodiment, some drawings should be presented for clarity.

In einer Ausführungsform wird zunächst ein GaAs-Epi-Substrat 10 bereitgestellt. Dann wird eine ätzselektive Schicht 23 [etch selective layer], wie z.B. AlAs, auf dem GaAs-Substrat mit Hilfe eines konventionellen epitaktischen Wachstumsverfahren gebildet, wie in 8A dargestellt. Anschließend werden nacheinander die erste Epi-Schicht 12 und die zweite Epi-Schicht 16 durch epitaktisches Wachstum gebildet, und später werden individuelle LED-Chipstrukturen gebildet. Eine p ohmsche Kontaktschicht 18 wird auf der zweiten Epi-Schicht 16 durch Verdampfungsverfahren gebildet. Dann wird die Oberseite des Epi-Substrats 10 auf ein temporäres Substrat 80 mit einem spezifischen Klebstoff befestigt, der seine Haftfähigkeit verlieren kann, wenn er mit UV-Licht beleuchtet oder auf eine bestimmte Temperatur erhitzt wird, wie in 8B dargestellt.In one embodiment, a GaAs epi substrate 10 is first provided. Then, an etch selective layer 23 such as AlAs is formed on the GaAs substrate by a conventional epitaxial growth method as shown in FIG 8A shown. Subsequently, the first epi-layer 12 and the second epi-layer 16 are sequentially formed by epitaxial growth, and individual LED chip structures are later formed. A p-ohmic contact layer 18 is formed on the second epi-layer 16 by evaporation techniques. Then the top of the epi-substrate 10 is attached to a temporary substrate 80 with a specific adhesive that can lose its adhesion when illuminated with UV light or heated to a certain temperature, as in 8B shown.

Als nächstes wird das Epi-Substrat 10 durch Ätzen der ätzselektiven Schicht 23 entfernt (Einzelheiten zu diesem Verfahren können der US Veröffentlichungsnummer 2006/0286694 entnommen werden), und LED-Chips mit n ohmschen Kontaktelektrode 14 und p ohmschen Kontaktelektrode 18 werden auf der Epi-Schicht gebildet, wie in 8C dargestellt. Das temporäre Substrat 80 wird umgedreht. Dann wird die Oberseite der n ohmschen Kontaktelektrode 14 an einem Band 81 befestigt, wie in 8D gezeigt. Die Haftfähigkeit des Bandes ist nicht zu haftend oder klebrig, so dass jeder Mikro-LED-Chip später durch einfaches mechanisches Drücken fallen gelassen werden kann. Das temporäre Substrat 80 wird dann durch Erwärmung oder Beleuchtung mit UV-Licht entfernt, und das Band mit den LED-Chips wird, wie in 8E gezeigt, umgedreht. Eine weitere Ausführungsform, das GaAs-Substrat zu entfernen, besteht darin, das GaAs-Substrat direkt zu ätzen mit einer Ätzstoppschicht, wie z.B. AlAs, die direkt auf dem GaAs-Substrat gebildet ist. Der Prozessablauf dieser Ausführungsform ist gleich wie oben beschrieben.Next, the epi-substrate 10 is removed by etching the etch-selective layer 23 (details of this method can be found in US Publication No. 2006/0286694), and LED chips with n ohmic contact electrode 14 and p ohmic contact electrode 18 are formed on the epi- layer formed as in 8C shown. The temporary substrate 80 is turned over. Then the top of the n ohmic contact electrode 14 is attached to a tape 81 as in FIG 8D shown. The adhesiveness of the tape is not too sticky or tacky, so each micro LED chip can be dropped later with a simple mechanical push. The temporary substrate 80 is then removed by heating or exposure to UV light and the tape with the LED chips is cut as in FIG 8E shown reversed. Another embodiment to remove the GaAs substrate is to directly etch the GaAs substrate with an etch stop layer such as AlAs formed directly on the GaAs substrate. The process flow of this embodiment is the same as described above.

Für andere Epi-Substrate, wie Si, SiC, GaN, ZnO, GaP und GaSb, sollte vor der Bildung der Epi-Schichten eine entsprechende selektive Ätzschicht gebildet werden, und die erstgenannte Methode kann angewendet werden. Für Epi-Substrat aus Siliziumkarbid eignet sich eine Übergangsmetallnitridschicht als selektive Ätzschicht.For other epi substrates such as Si, SiC, GaN, ZnO, GaP and GaSb, a corresponding selective etching layer should be formed before forming the epi layers, and the former method can be used. A transition metal nitride layer is suitable as a selective etching layer for an epi-substrate made of silicon carbide.

Epi-Substrat kann als Bindungssubstrat mit Treiberschaltungen verwendet werden, und AlGaInP rote-LED-Struktur, die auf GaAs-Substrat gewachsen sind, werden zur Veranschaulichung dieser Ausführungsform bereitgestellt. In 9 ist ein Prozessablauf zur Veranschaulichung dieser Ausführungsform dargestellt. Zunächst wird ein Substrat wie GaAs oder InP für das epitaktische Wachstum von roten Mikro-LED-Chipstrukturen und als Bindungssubstrat für blau/grüne Mikro-LED-Chips bereitgestellt, wie in Schritt S9-1 gezeigt. Dann wird als optionaler Schritt S9-2 eine DBR-Schicht zur Reflexion von rotem Licht auf dem Substrat gebildet, und die rote LED-Struktur wird epitaktisch auf der DBR-Schicht als Schritt S9-3 gewachsen. Als nächstes werden rote Mikro-LED-Chips auf der DBR-Schicht als Schritt S9-4 hergestellt. Dann wird eine p-Quelle als Schritt S9-5 durch konventionelle Ionenimplantation und/oder Diffusion in dem GaAs-Substrat gebildet. In dieser Ausführungsform wird eine p-Quelle gebildet, da das Substrat ein n-Typ ist. Wenn ein p-Typ MISFET bevorzugt wird, sollte in diesem Schritt eine n-Quelle gebildet werden. Anschließend wird eine Vielzahl von Isolationszonen in der p-Quelle als Schritt S9-6 gebildet zur Isolierung der nachfolgend gebildeten Transistoren von den gepaarten Bondkontaktstellen. Die Isolationszonen können z.B. Siliziumnitrid, Siliziumoxid, Aluminiumoxid oder Aluminiumnitrid sein. Die Transistoren, in dieser Ausführungsform MISFET (Metall-Isolator-Halbleiter-Feldeffekttransistor), werden in der p-Quelle als Schritt S9-7 gebildet. Das GaAs-Substrat wird als Halbleiterschicht in den MISFET eingebracht. Dann wird eine ohmsche Kontaktmatrix ausgebildet zur ohmschen Kontaktierung von Mikro-LED-Chips als Schritt S9-8, und gepaarte Bondkontaktstellen werden auf den Isolationsvorrichtungen gebildet als Schritt S9-9. Blaue und grüne Mikro-LED-Chips können dann auf die gepaarten Bondkontaktstellen übertragen werden als Schritt S9-10. Eine ILD(Inter-Level-Dielektrikums) -Schicht, wie z.B. Siliziumoxid oder Siliziumnitrid, wird auf dem Substrat gebildet als Schritt S9-11, und mehrere Kontakte werden in der ILD-Schicht gebildet als Schritt S9-12. Dann wird eine Metallschicht auf der ILD-Schicht gebildet, um als Schritt S9-13 eine elektrische Verbindung mit dem Kontakt herzustellen. Eine Passivierungsschicht, wie z.B. Siliziumoxid oder Siliziumnitrid, wird gebildet, um alle Transistoren, Mikro-LED-Chips und die Metallschicht als Schritt S9-14 abzudecken, und die Rückseite des Substrats wird optional als Schritt S9-15 metallisiert.Epi substrate can be used as bonding substrate with driver circuits, and AlGaInP red LED structure growing on GaAs substrate sen are provided to illustrate this embodiment. In 9 A process flow is shown to illustrate this embodiment. First, a substrate such as GaAs or InP for the epitaxial growth of red micro-LED chip structures and as a bonding substrate for blue/green micro-LED chips is provided as shown in step S9-1. Then, as an optional step S9-2, a DBR layer for reflecting red light is formed on the substrate, and the red LED structure is epitaxially grown on the DBR layer as step S9-3. Next, red micro LED chips are fabricated on the DBR layer as step S9-4. Then, a p-well is formed in the GaAs substrate by conventional ion implantation and/or diffusion as step S9-5. In this embodiment, since the substrate is n-type, a p-well is formed. If a p-type MISFET is preferred, an n-well should be formed in this step. Subsequently, a plurality of isolation regions are formed in the p-well as step S9-6 for isolating the subsequently formed transistors from the paired bond pads. The insulation zones can be silicon nitride, silicon oxide, aluminum oxide or aluminum nitride, for example. The transistors, in this embodiment MISFET (Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor), are formed in the p-well as step S9-7. The GaAs substrate is incorporated into the MISFET as a semiconductor layer. Then, an ohmic contact matrix is formed for ohmically contacting micro LED chips as step S9-8, and mating bond pads are formed on the isolation devices as step S9-9. Blue and green micro-LED chips can then be transferred to the mated bond pads as step S9-10. An ILD (inter-level dielectric) layer such as silicon oxide or silicon nitride is formed on the substrate as step S9-11, and multiple contacts are formed in the ILD layer as step S9-12. Then, a metal layer is formed on the ILD layer to electrically connect to the contact as step S9-13. A passivation layer such as silicon oxide or silicon nitride is formed to cover all transistors, micro-LED chips and the metal layer as step S9-14, and the back side of the substrate is optionally metallized as step S9-15.

Detaillierte Schritte des in 9 dargestellten Prozessablaufs können den 10A 10M entnommen werden. Zunächst wird ein GaAs- oder InP-Substrat 51 bereitgestellt, wie in 10A dargestellt. Eine DBR-Schicht 53 kann auf dem Substrat 51 gebildet werden, um die Rotlichtextraktion zu verbessern, und anschließend werden nacheinander eine n epi-Schicht 12 und eine p epi-Schicht 16 durch MOCVD auf der DBR-Schicht 53 gebildet. Ein Chip-Prozess wird eingesetzt, um einzelne rote Mikro-LED-Chips 47 auf dem Substrat 51 zu bilden, wie in 10B gezeigt, wobei konventionelle Strukturierungs- und Ätzprozesse verwendet werden. Zur Bildung von Treiberschaltungen wird eine p-Quelle 55 unter Verwendung konventioneller Ionenimplantations- und/oder Diffusionsschritte gebildet, wie in 10C dargestellt. In einer Ausführungsform dieses Prozesses können die Dotierstoffe Mg oder Zn sein. Anschließend werden mehrere Isolationszonen 56 im Substrat 51 gebildet, um die Mikro-LED-Chips von den Transistoren elektrisch zu isolieren, wie in 10D dargestellt. Die Isolationszonen können dielektrisch sein, wie z.B. Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Aluminiumoxid oder Aluminiumnitrid. In diesem Schritt umfasst die Bildung der Isolationszonen einen Ätzprozess und das Wiederauffüllen der dielektrischen Schicht in geätzte Bereiche.Detailed steps of the in 9 illustrated process flow can 10A 10M can be taken. First, a GaAs or InP substrate 51 is provided as in FIG 10A shown. A DBR layer 53 may be formed on the substrate 51 to improve red light extraction, and then an n epi layer 12 and a p epi layer 16 are sequentially formed on the DBR layer 53 by MOCVD. A chip process is used to form individual red micro-LED chips 47 on the substrate 51, as shown in FIG 10B shown using conventional patterning and etching processes. To form driver circuits, a p-well 55 is formed using conventional ion implantation and/or diffusion steps as shown in FIG 10C shown. In one embodiment of this process, the dopants can be Mg or Zn. A plurality of isolation zones 56 are then formed in the substrate 51 to electrically isolate the micro-LED chips from the transistors, as shown in FIG 10D shown. The isolation zones can be dielectric, such as silicon oxide, silicon nitride, aluminum oxide or aluminum nitride. In this step, the formation of the isolation zones includes an etching process and refilling of the dielectric layer in etched areas.

In 10E werden n-Typ MISFETs 90 in und auf der p-Quelle 55 mit konventionellen Verfahren gebildet. In einer Ausführungsform werden die Gate-Dielektrikums Schicht 92 und Gate 93 nacheinander auf dem Substrat 51 aufgetragen und anschließend geätzt, und dann werden die Source/Drain-Gebiete 91 in der p-Quelle [p-well] 55 durch Dotieren, Implantieren oder Diffundieren von Silizium gebildet. Die Gate-Dielektrikums Schicht 92 kann aus Siliziumoxid oder Siliziumnitrid oder anderen dielektrischen Materialien bestehen, und das Gate 93 kann aus Polysilizium, Aluminium oder geeigneten Metallen bestehen. Abstandshalter 94, die aus Siliziumoxid bestehen können, werden dann optional auf der Seitenwand des Gates und den roten Mikro-LED-Chips 47 zum Schutz des Gates und der roten Mikro-LED-Chips 47 gebildet, wie in 10F dargestellt. Die Bildung der Abstandshalter 94 umfasst das Abscheiden einer konformen Schicht [conformal layer] auf dem Substrat 51 und direktes ätzen der Konformationsschicht [conformation layer]. Dann wird eine transparente ohmsche Kontaktschicht 18 auf dem Substrat 51 gebildet, um die roten Mikro-LED-Chips 47 und die später übertragenen blau/grünen Mikro-LED-Chips elektrisch mit den Transistoren 90 zu verbinden. Die transparente ohmsche Kontaktschicht 18 kann ITO (Indium-Zinn-Oxid), IZO (Indium-Zink-Oxid), IGO (Indium-Gallium-Oxid), AZO (Aluminium-Zink-Oxid) oder IGZO (Indium-Gallium-Zink-Oxid) sein. Dann werden gepaarte Bondkontaktstellen 52 auf den Isolationsvorrichtungen 56 gebildet und elektrisch mit der transparenten ohmschen Kontaktschicht 18 verbunden, wie in 10G dargestellt. Anschließend werden der blaue Mikro-LED-Chip 40 und der grüne Mikro-LED-Chip 45 auf die gepaarten Bondkontaktstellen übertragen, wie in 10H dargestellt.In 10E n-type MISFETs 90 are formed in and on p-well 55 using conventional methods. In one embodiment, gate dielectric layer 92 and gate 93 are sequentially deposited on substrate 51 and then etched, and then source/drain regions 91 are formed in p-well 55 by doping, implanting, or diffusing made of silicon. Gate dielectric layer 92 may be silicon oxide or silicon nitride, or other dielectric material, and gate 93 may be polysilicon, aluminum, or suitable metals. Spacers 94, which may be silicon oxide, are then optionally formed on the sidewall of the gate and the red micro-LED chips 47 to protect the gate and the red micro-LED chips 47, as in FIG 10F shown. The formation of the spacers 94 includes depositing a conformal layer on the substrate 51 and directly etching the conformation layer. Then, a transparent ohmic contact layer 18 is formed on the substrate 51 to electrically connect the red micro LED chips 47 and the later transferred blue/green micro LED chips to the transistors 90 . The transparent ohmic contact layer 18 may be ITO (Indium Tin Oxide), IZO (Indium Zinc Oxide), IGO (Indium Gallium Oxide), AZO (Aluminum Zinc Oxide), or IGZO (Indium Gallium Zinc Oxide) oxide). Then, mated bond pads 52 are formed on the isolation devices 56 and electrically connected to the transparent ohmic contact layer 18 as shown in FIG 10G shown. Then the blue micro LED chip 40 and the green micro LED chip 45 are transferred to the paired bond pads as shown in FIG 10H shown.

Eine ILD-Schicht 64, wie z.B. Siliziumoxid, TEOS (Tetraethylorthosilikat), Epoxid oder Silikon [org. silicone], wird auf dem Substrat 51 durch konventionelle Rotationsbeschichtung aufgetragen, wie in 10I dargestellt. Dann werden Kontakte 68 in der ILD-Schicht 64 gebildet, um eine elektrische Verbindung mit den n-Quellen 91 der Transistoren 90 herzustellen, wie in 10J dargestellt. Die Herstellung des Kontakts 68 umfasst das Ätzen der ILD-Schicht 64, um zuerst ein Kontaktloch zu bilden, und anschließend wird ein Metall in das Kontaktloch eingefüllt. Dann wird eine Metallschicht 62 auf der ILD-Schicht 64 gebildet und mit den Kontakten 68 mit konventionellen Verfahren elektrisch verbunden, wie in 10K dargestellt. Die Metallschicht 62 liefert ein Helligkeitssignal an die Mikro-LED-Chips 40, 45 und 47 über die Transistoren 90, und einer der Mikro-LED-Chips emittiert eine vorbestimmte Lichthelligkeit beim Einschalten der entsprechenden Transistoren. Eine Passivierungsschicht 65, wie z.B. aus Epoxid-, Silikon- oder MEMS-Materialien, wird ausgebildet, um die Transistoren 90, die Mikro-LED-Chips und die Metallschicht 62 abzudecken, wie in 10L dargestellt. Optional wird eine Metallschicht 66 auf der Rückseite des Substrats 51 gebildet, wie in 10M gezeigt, so dass alle n-Elektroden der Mikro-LED-Chips über die Metallschicht 66 geerdet werden können. Bei dem roten Mikro-LED-Chip 47 kann die n-Elektrode über das Substrat 51 geerdet werden, während bei dem blau/grünen Mikro-LED-Chip 40/45 die n-Elektrode über Durchkontaktierungen im Substrat 51 geerdet werden können. Die Herstellung der Durchkontaktierung kann das Ätzen durch das Substrat 51 zur Bildung von Durchkontaktierungslöchern und das Einfüllen des Metalls in den Durchkontaktierungslöchern mit konventioneller Verfahren umfassen.An ILD layer 64 such as silicon oxide, TEOS (tetraethylorthosilicate), epoxy or silicone [org. silicone], is applied to the substrate 51 by conventional spin coating, such as in 10I shown. Then contacts 68 are formed in the ILD layer 64 to electrically connect to the n-wells 91 of the transistors 90, as in FIG 10y shown. Fabrication of the contact 68 involves etching the ILD layer 64 to first form a contact hole and then filling the contact hole with a metal. A metal layer 62 is then formed on the ILD layer 64 and electrically connected to the contacts 68 by conventional methods, as shown in FIG 10K shown. The metal layer 62 provides a brightness signal to the micro LED chips 40, 45 and 47 via the transistors 90, and one of the micro LED chips emits a predetermined light brightness upon turning on the corresponding transistors. A passivation layer 65, such as epoxy, silicon, or MEMS materials, is formed to cover the transistors 90, the micro LED chips, and the metal layer 62, as shown in FIG 10L shown. Optionally, a metal layer 66 is formed on the back of the substrate 51, as in FIG 10M is shown so that all n-electrodes of the micro LED chips can be grounded via the metal layer 66. The red micro-LED chip 47 can have the n-electrode grounded through the substrate 51, while the blue/green micro-LED chip 40/45 can have the n-electrode grounded through vias in the substrate 51. Fabrication of the via may include etching through the substrate 51 to form via holes and filling the metal in the via holes using conventional methods.

Um das Pixel-Design der Mikro-LED-Anzeige zu verstehen, wäre es besser, eine Draufsicht zur Veranschaulichung dieser Erfindung zu haben. In 11A ist ein aktives elektrisches Schaltbild von zwei Pixeln in einer Mikro-LED-Anzeigetafel dargestellt. Ein Pixel 100 umfasst drei Mikro-LED-Chips 106 und drei Transistoren 104. Alle Gate-Elektroden der Transistoren 104 sind mit dem Steuersignal 110 und alle Source-Elektroden des Transistors 104 sind mit dem Helligkeitssignal 112 verbunden. Das Steuersignal 110 liefert Signale, mit denen der Mikro-LED-Chip 106 über den Transistor 104 ein-/ausgeschaltet werden soll. Das Helligkeitssignal 112 liefert Signale, mit denen der Mikro-LED-Chip 106 eine bestimmte Helligkeit aufweisen soll. Die Funktionen der Transistoren 104 sind ähnlich wie die des TFT (Dünnfilmtransistors) in einem LCD-Panel. Eine schwarze Matrix 102 umfassend jedes Pixel 10 kann den Kontrast verbessern und Interferenzen zwischen allen Pixeln 100 reduzieren. Die p-Elektrode (Anode) des Mikro-LED-Chips 106 ist mit der Drain-Elektrode des Transistors 104 verbunden und die n-Elektrode (Kathode) des Mikro-LED-Chips ist geerdet.In order to understand the pixel design of the micro LED display, it would be better to have a top view to illustrate this invention. In 11A An active electrical schematic of two pixels in a micro LED display panel is shown. A pixel 100 includes three micro LED chips 106 and three transistors 104. All gates of the transistors 104 are connected to the control signal 110 and all sources of the transistor 104 are connected to the brightness signal 112. FIG. Control signal 110 provides signals to turn micro LED chip 106 on/off via transistor 104 . The brightness signal 112 supplies signals with which the micro-LED chip 106 should have a specific brightness. The functions of the transistors 104 are similar to those of the TFT (Thin Film Transistor) in an LCD panel. A black matrix 102 comprising each pixel 10 can improve contrast and reduce interference between all pixels 100. The p-electrode (anode) of the micro-LED chip 106 is connected to the drain of the transistor 104, and the n-electrode (cathode) of the micro-LED chip is grounded.

In 11B ist ein passives elektrisches Schaltbild mit zwei Pixeln in einer Mikro-LED-Anzeige dargestellt. In einem Pixel 100 sind nur drei Mikro-LED-Chips 106 vorgesehen, und alle p-Elektroden (Anode) des Mikro-LED-Chips 106 sind mit dem Bildabtastsignal 120 verbunden, und alle n-Elektroden (Kathode) der Mikro-LED-Chips 106 sind mit dem Schaltsignal 122 verbunden. Das Bildabtastsignal 120 liefert Bildinformationen direkt an die Mikro-LED-Chips 106, und das Schaltsignal bestimmt, welcher Mikro-LED-Chip 106 ein-/ausgeschaltet wird. Wenn das Schaltsignal ein offener Stromkreis ist, wird der angeschlossene Mikro-LED-Chip abgeschaltet. Das Schaltsignal 122 wird der Reihe nach ein offener Stromkreis sein, so dass das Bildsignal 120 korrekte Signalinformationen an jeden Mikro-LED-Chip 106 liefert. Die Mikro-LED-Array kann im Zeilensprungverfahren oder ohne Zeilensprungverfahren angesteuert werden, um Bild und Bewegung zu zeigen. Bitte beachten Sie, dass das GaAs-Substrat in dieser Ausführungsform nicht anwendbar ist.In 11B Figure 1 shows a passive electrical schematic with two pixels in a micro LED display. Only three micro-LED chips 106 are provided in one pixel 100, and all the p-electrodes (anode) of the micro-LED chip 106 are connected to the image pickup signal 120, and all the n-electrodes (cathode) of the micro-LED chips Chips 106 are connected to switching signal 122 . The image sensing signal 120 provides image information directly to the micro LED chips 106, and the switching signal determines which micro LED chip 106 is turned on/off. When the switching signal is an open circuit, the connected micro LED chip is turned off. The switching signal 122 will be open circuit in turn so that the image signal 120 provides correct signal information to each micro LED chip 106 . The micro LED array can be driven in interlaced or non-interlaced mode to show image and motion. Please note that the GaAs substrate is not applicable in this embodiment.

Ein Pixeldesign-Layout des aktiven elektrischen Schaltplans in 11A auf dem Bindungssubstrat kann auf die 12A und 12B bezogen werden. In 12A ist das RGB-Layout eine Sequenz und wäre einfach herzustellen. Der Bereich 108 wird Mikro-LED-Chips aufnehmen, und die beiden Bondkontaktstellen 52 sind vorgesehen. Die Zenerdiode kann auch als Schutzschaltung in die Treiberschaltungen integriert werden. Der Transistor 104 kann ein NMIS-, PMIS-, CMIS-Transistor oder ein BJT sein. In einer bevorzugten Ausführungsform werden NMIS-Transistoren verwendet. In dieser Ausführungsform wäre eine gemeinsame Kathodenelektrode optional. In 12B ist ein weiteres Design-Layout in einem Pixel vorgesehen, wenn RGB-Mikro-LED-Chips zur Kontrastverstärkung eng aneinandergereiht werden sollen.A pixel design layout of the active electrical schematic in 11A on the binding substrate can on the 12A and 12B be obtained. In 12A the RGB layout is a sequence and would be easy to make. Area 108 will accommodate micro LED chips and the two bond pads 52 are provided. The zener diode can also be integrated into the driver circuits as a protection circuit. Transistor 104 may be an NMIS, PMIS, CMIS transistor, or a BJT. In a preferred embodiment, NMIS transistors are used. In this embodiment, a common cathode electrode would be optional. In 12B Another design layout is provided in a pixel when RGB micro-LED chips are to be lined up closely together for contrast enhancement.

In 13A ist eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für Mikro-LED-Chips dargestellt. Für blaue, grüne und rote LED-Chips können die Steuerspannung und Lebensdauer aufgrund der Strukturen und Materialien dieser LEDs unterschiedlich sein. Eine einfache und leichte Art oder Verfahren zur Herstellung von Mikro-LED-Anzeige kann nur blauen Mikro-LED-Chips umfassen, die mit Leuchtstoff 73 beschichtet sind. Der Leuchtstoff 73 emittiert gelbes Licht, und weißes Licht kann bereitgestellt werden, nachdem das gelbe Licht mit dem blauen Licht der Mikro-LED gemischt wurde. Anschließend wird ein transparentes Substrat 200 vorgesehen mit darauf befindlichem Farbfilter 130 und schwarzen Matrix 102. Wenn also jeder Mikro-LED-Chip durch ein Bildsignal angesteuert wird, kann nach dem Farbfilter 130 ein Bild angezeigt werden. Der Leuchtstoff 73 kann einen hohen Farbwiedergabeindex oder Farbspektrum erzeugen. Das Substrat 200 mit dem Farbfilter 130 und der schwarzen Matrix wird dann an den LED-Chip eingepasst oder angebracht, um eine LED-Anzeige zu bilden, wie in 13C gezeigt. In einer anderen Ausführungsform können Leuchtstoff 73 und Farbfilter 130 zuerst auf dem transparenten Substrat 200 gebildet werden, wie in 13B dargestellt. In dieser Ausführungsform wird dann das Substrat 200 mit dem Farbfilter 130, dem Leuchtstoff 73 und der schwarzen Matrix 102 an den LED-Chip eingepasst oder angebracht, ebenfalls wie in 13C gezeigt. In einer anderen Ausführungsform kann der Leuchtstoff 73 grün und rot zusammen emittieren. In einer anderen Ausführungsform können die Mikro-LED-Chips UV-Licht emittieren und der Leuchtstoff 73 wird RGB-Licht emittieren. In dieser Ausführungsform ist die Funktion des Farbfilters 200 ähnlich wie die des Farbfilters im TFT-LCD-Anzeige, aber es gibt keine Flüssigkristallschicht mehr. Beim TFT-LCD-Anzeigefeld ist selbst bei einem völlig dunklen Bild etwas weißes Licht aus dem LCD-Feld ausgetreten, weil der Flüssigkristall die Hintergrundbeleuchtung nicht vollständig abschalten kann. Hingegen kann, in der vorliegenden Erfindung des LED-Anzeigefelds die LED vollständig ausgeschaltet werden, so dass das schwarze Bild mit einem konventionellen CRT-Monitor oder Plasmabildschirm mit ausgezeichneter Qualität verglichen werden kann. 14A ist die Draufsicht vom transparenten Substrat 100, um vier Pixel 100 zu zeigen. Die schwarze Matrix 102 kann um einen Pixel herum gebildet werden, wie in 14B dargestellt.In 13A Another embodiment of the present invention for micro LED chips is shown. For blue, green and red LED chips, the drive voltage and lifetime may differ due to the structures and materials of these LEDs. A simple and easy way or method of manufacturing micro LED display can only comprise blue micro LED chips coated with phosphor 73 . The phosphor 73 emits yellow light, and white light can be provided after the yellow light is mixed with the blue light of the micro-LED. Then, a transparent substrate 200 is provided with color filter 130 and black matrix 102 thereon. Therefore, when each micro LED chip is driven by an image signal, after the color filter 130, an image can be displayed. The phosphor 73 can produce a high color rendering index or color spectrum. That Substrate 200 with the color filter 130 and the black matrix is then fitted or attached to the LED chip to form an LED display as in 13C shown. In another embodiment, phosphor 73 and color filter 130 may first be formed on transparent substrate 200, as in FIG 13B shown. In this embodiment, the substrate 200 with the color filter 130, the phosphor 73 and the black matrix 102 is then fitted or attached to the LED chip, also as in FIG 13C shown. In another embodiment, the phosphor 73 can emit green and red together. In another embodiment, the micro LED chips may emit UV light and the phosphor 73 will emit RGB light. In this embodiment, the function of the color filter 200 is similar to that of the color filter in the TFT-LCD display, but there is no longer a liquid crystal layer. With the TFT-LCD panel, even if the image is completely dark, some white light will leak out of the LCD panel because the liquid crystal cannot completely turn off the backlight. On the other hand, in the present invention of the LED display panel, the LED can be turned off completely, so that the black image can be compared with a conventional CRT monitor or plasma display panel with excellent quality. 14A FIG. 12 is the plan view of the transparent substrate 100 to show four pixels 100. FIG. The black matrix 102 can be formed around a pixel as in FIG 14B shown.

In dieser Erfindung ist eine weitere Ausführungsform vorgesehen, in welcher alle LED-Chips in einem passiv betriebenen LED-Anzeigefeld nicht auf ein Bindungssubstrat übertragen werden. Siehe bitte 15A, wobei die LED-Chips 40 bereits auf dem Saphir-Substrat 10 mit entsprechenden n/p ohmschen Kontaktelektroden 14/18 ausgebildet sind. In dieser Ausführungsform emittieren die LED-Chips 40 blaues Licht. Die Gestaltung der Konfiguration der LED-Chips sollte in Übereinstimmung mit dem Anzeigepixel definiert werden, und in dieser Ausführungsform sind die linken drei LED-Chips zu einem Pixel gruppiert, während die rechten drei LED-Chips zu einem anderen Pixel gruppiert sind. Dann wird eine dielektrische Schicht 210 gebildet, um die LED-Chips 40 zu bedecken, und n/p ohmsche Kontaktelektroden 14/18 sind exponiert, wie in 15B dargestellt. Die dielektrische Schicht 210 kann aus Siliziumoxid, Siliziumnitrid, TEOS, Epoxid oder Silikon bestehen. Eine transparente leitfähige Schicht, wie ITO, IGO, IZO, IGZO oder AZO, wird gebildet und als Bildabtast-Signalleitung 120 strukturiert, um jede p ohmsche, leitfähige Elektrode einzeln elektrisch zu kontaktieren, wie in 15C gezeigt. Die Bildabtast-Signalleitung 120 kann auch auf 11B bezogen werden. Dann wird eine weitere dielektrische Schicht 212, wie z.B. Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Epoxid oder Silikon, gebildet, um die LED-Chips und die Bildabtast-Signalleitung 120 abzudecken. In der dielektrischen Schicht 212 werden mehrere Löcher gebildet, um jede n ohmsche Kontaktelektrode 14 freizulegen, und eine weitere transparente leitfähige Schicht, wie ITO, IGO, IZO, IGZO oder AZO, wird in jedes Loch eingefüllt und auf der dielektrischen Schicht 212 als Schaltersignalleitungen 122 strukturiert, wie in 15D dargestellt. Die Schaltersignalleitung 122 kann auch auf 11B bezogen werden. Eine Passivierungsschicht 65 wird gebildet, um die Schaltersignalleitung 122 abzudecken, und Leuchtstoff 73 mit hohem Farbwiedergabeindex, der gelbes Licht emittiert, um zusammen mit dem blauen GaN-LED-Chip 40 weißes Licht zu erzeugen. Wenn der LED-Chip 40 UV emittiert, können RGB-Mischleuchtstoffe aufgetragen werden. Ein transparentes Substrat 200, das mit Farbfilter 130 und schwarzer Matrix 102 beschichtet ist, soll den Mikro-LED-Chip 40 auf das Epi-Substrat 10 befestigen, wie in 15E gezeigt. So entsteht eine passive LED-Anzeige mit GaN-LED-Chip.In this invention, another embodiment is provided in which all LED chips in a passively driven LED display panel are not transferred to a bonding substrate. Please look 15A , the LED chips 40 already being formed on the sapphire substrate 10 with corresponding n/p ohmic contact electrodes 14/18. In this embodiment, the LED chips 40 emit blue light. The design of the configuration of the LED chips should be defined in accordance with the display pixel, and in this embodiment, the left three LED chips are grouped into one pixel while the right three LED chips are grouped into another pixel. Then a dielectric layer 210 is formed to cover the LED chips 40 and n/p ohmic contact electrodes 14/18 are exposed as in FIG 15B shown. Dielectric layer 210 may be silicon oxide, silicon nitride, TEOS, epoxy, or silicon. A transparent conductive layer such as ITO, IGO, IZO, IGZO, or AZO is formed and patterned as an image pickup signal line 120 to electrically contact each p-ohmic conductive electrode individually, as in FIG 15C shown. The image pickup signal line 120 can also be on 11B be obtained. Then another dielectric layer 212 such as silicon oxide, silicon nitride, epoxy or silicon is formed to cover the LED chips and the image pickup signal line 120. FIG. Multiple holes are formed in dielectric layer 212 to expose each n ohmic contact electrode 14, and another transparent conductive layer, such as ITO, IGO, IZO, IGZO, or AZO, is filled in each hole and placed on dielectric layer 212 as switch signal lines 122 structured as in 15D shown. The switch signal line 122 can also be on 11B be obtained. A passivation layer 65 is formed to cover the switch signal line 122 and high color rendering index phosphor 73 emitting yellow light to generate white light together with the blue GaN LED chip 40 . If the LED chip emits 40 UV, RGB mixed phosphors can be applied. A transparent substrate 200 coated with color filter 130 and black matrix 102 is intended to mount the micro LED chip 40 onto the epi substrate 10 as shown in FIG 15E shown. This creates a passive LED display with GaN LED chip.

Eine weitere Ausführungsform für passive LED-Anzeigetafeln wird ebenfalls angeführt. Siehe 16, worin das Saphir-Substrat 10 mit LED-Chips gebildet und umgedreht wird, um mit dem Bindungssubstrat 50 mit gepaarten Bondkontaktstellen 52 sich zu verbinden. Ähnlich wie bei der vorherigen Ausführungsform sollte die Konfiguration der LED-Chips in Übereinstimmung mit dem Anzeigepixel definiert werden. Dann wird ein Mikrolinsen-Array 220 auf der Rückseite des Epi-Substrats 10 gebildet, wie in 15B dargestellt. Die Mikrolinse kann ein einzelnes Element mit einer ebenen Oberfläche und einer sphärischen konvexen Oberfläche zur Lichtbrechung sein, oder sie muss zwei ebene und parallele Oberflächen aufweisen und die Fokussierung wird erzielt durch eine Variation des Brechungsindex über die Linse, was eine Gradientenindexlinsen ist. Die Gestaltung der Mikrolinsen-Array 220 kann durch Formen oder Prägen aus einem Masterlinsen-Array erfolgen. Dann wird nacheinander ein transparentes Substrat 200 mit Leuchtstoff 73, Farbfilter 130 und schwarze Matrix 102 darauf geformt, um zu jedem LED-Chip zu passen.Another embodiment for passive LED display panels is also given. Please refer 16 wherein the sapphire substrate 10 is formed with LED chips and flipped over to bond to the bonding substrate 50 with mating bond pads 52 . Similar to the previous embodiment, the configuration of the LED chips should be defined in accordance with the display pixel. Then, a microlens array 220 is formed on the back of the epi-substrate 10 as shown in FIG 15B shown. The microlens can be a single element with a plane surface and a spherical convex surface for refraction, or it must have two plane and parallel surfaces and focusing is achieved by varying the refractive index across the lens, which is a graded index lens. The microlens array 220 may be formed by molding or embossing from a master lens array. Then, a transparent substrate 200 with phosphor 73, color filter 130 and black matrix 102 is sequentially formed thereon to match each LED chip.

In 17 ist eine Vorrichtung zur Herstellung einer Mikro-LED-Anzeige dargestellt. Eine x-y-Stufe 300 bietet zwei Richtungen, die horizontal orthogonal zueinander verlaufen. Die x-y-Stufe 300 wird verwendet, um ein Bindungssubstrat bereitzustellen, das sich entlang der x-y-Richtungen bewegt, so dass die zu verbindenden Bondkontaktstellen in eine bestimmte Position bewegt werden können. Eine z-Stufe 302 auf der x-y-Stufe 300 bietet eine Richtung orthogonal zu der x-y-Stufe in vertikale Richtung. Der Zweck der z-Stufe 302 besteht darin, die Höhe des Bindungssubstrats so einzustellen, dass der LASER an einer gewünschten Position auf das Epi-Substrat fokussiert werden kann. Eine Spannvorrichtung [chuck] 304, wie z.B. eine elektrostatische Spannvorrichtung oder eine Vakuum Spannvorrichtung, ist auf der z-Stufe 302 zur Befestigung des Bindungssubstrats vorgesehen. Dann wird das Bindungssubstrat 50 auf der E-Spannvorrichtung 50 gehalten. Eine x-y Plattform 310, die zwei ähnliche orthogonal zueinander stehenden Richtungen, die horizontal verlaufen aufweist, bewegt sich zwischen dem Bindungssubstrat 50 und dem LASER 320. Das Epi-Substrat 10 wird so auf der x-y-Plattform 310 befestigt, dass ein gewünschter LED-Chip in die gewünschte Position gebracht werden kann, so dass der LED-Chip vom LASER 320 bestrahlt und vom Epi-Substrat 10 getrennt werden kann zum Bindungssubstrat 50. Die x-y-Plattform 310 behält den gleichen Pitch zur z-Stufe bei. Der Excimer LASER 320 wird verwendet, um das Epi-Substrat so zu bestrahlen, dass der LED-Chip oder die Chips vom Epi-Substrat 10 getrennt werden können. Eine Steuerung 300, die elektrisch mit der x-y-Stufe 300, der z-Stufe 302, dem Spannfutter 304, der x-y-Plattform 310 und dem LASER 320 verbunden ist.In 17 An apparatus for fabricating a micro LED display is shown. An xy stage 300 offers two directions that are horizontally orthogonal to each other. The xy stage 300 is used to provide a bonding substrate that moves along the xy directions so that the bond pads to be connected can be moved to a specific position. A z stage 302 on the xy stage 300 provides a direction orthogonal to the xy stage in the vertical direction. The purpose of z-stage 302 is to adjust the height of the binding substrate so that the LASER is at a desired position the epi-substrate can be focused. A chuck 304, such as an electrostatic chuck or a vacuum chuck, is provided on the z-stage 302 for attachment of the bonding substrate. Then, the bonding substrate 50 is held on the E-chuck 50 . An xy platform 310 having two similar orthogonal directions that run horizontally moves between the bonding substrate 50 and the LASER 320. The epi-substrate 10 is mounted on the xy platform 310 such that a desired LED chip can be placed in the desired position so that the LED chip can be irradiated by the LASER 320 and separated from the epi-substrate 10 to the bonding substrate 50. The xy platform 310 maintains the same pitch to the z-stage. The excimer LASER 320 is used to irradiate the epi-substrate so that the LED chip or chips can be separated from the epi-substrate 10. A controller 300 electrically connected to the xy stage 300, the z stage 302, the chuck 304, the xy platform 310 and the LASER 320.

Die Ausführungsform in 18 ist eine LED Übertragungsvorrichtung, wenn LASER abheben nicht anwendbar ist. Eine Pressvorrichtung 322 mit einer Spitze 323 ersetzt den Excimer LASER 320 in 14. Wenn der Mikro-LED-Chip auf dem Band auf das Bindungssubstrat übertragen werden soll, fährt oder streckt sich die Spitze aus der Pressvorrichtung aus, um den Mikro-LED-Chip auf das Bindungssubstrat runter zu schlagen.The embodiment in 18 is an LED transmission device when LASER take off is not applicable. A pressing device 322 with a tip 323 replaces the Excimer LASER 320 in 14 . When the micro LED die on the tape is to be transferred to the bonding substrate, the tip of the presser extends or protrudes to knock the micro LED die down onto the bonding substrate.

Die vorliegende Erfindung bietet ferner eine Ausführungsform der Herstellung einer vereinfachten Anzeigetafel. Siehe 19A, ein Bindungssubstrat 50 ist mit gepaarten Bondkontaktstellen 52 darauf versehen. Die Verdrahtungsschaltungen 60, mit oder ohne aktive Bauelemente, werden auf dem Bindungssubstrat 50 gebildet. Das Bindungssubstrat 50, starr oder flexibel, kann aus PCB, Silizium, SiC, Keramik, Glas oder Polyimid bestehen, wobei es sich um ein jedes Substrat handeln kann, so dass die Schaltungen darauf angeordnet werden können.The present invention also provides an embodiment of manufacturing a simplified display panel. Please refer 19A , a bonding substrate 50 is provided with mating bond pads 52 thereon. The wiring circuits 60, with or without active devices, are formed on the bonding substrate 50. FIG. The bonding substrate 50, rigid or flexible, can be PCB, silicon, SiC, ceramic, glass, or polyimide, and can be any substrate such that the circuitry can be placed thereon.

Siehe 19B, eine Vielzahl von GaN-LED-Chips 40 werden mit dem oben erwähnten Flip-Chip-Verfahren entsprechend auf die gepaarten Bondkontaktstellen übertragen. Dann wird, wie in 19C gezeigt, eine schwarze Matrix 102 auf dem Bindungssubstrat 50 gebildet. Die schwarze Matrix 102 kann gebildet werden, um jeden GaN-LED-Chip 40 anstelle eines Pixels zu isolieren, falls erforderlich.Please refer 19B , a plurality of GaN LED chips 40 are respectively transferred to the paired bonding pads by the flip-chip method mentioned above. Then, as in 19C 1, a black matrix 102 is formed on the bonding substrate 50. As shown in FIG. The black matrix 102 can be formed to isolate each GaN LED chip 40 instead of a pixel if required.

Die strukturierte Lichtumwandlungsschicht 72 ist so ausgebildet, dass sie jeden GaN-LED-Chip bedeckt, um weißes Licht mit oder ohne Diffusoren zu erzeugen, wie in 19D gezeigt. Die Lichtumwandlungsschicht 72 kann Leuchtstoff oder Quantenpunkt, gelben Leuchtstoff (YAG oder TAG), roten Leuchtstoff, KSF (Kaliumfluorid-Silizium) Leuchtstoff und TriGain-Leuchtstoff, WCG Leuchtstoff, der grünen ß-SiAlON-Leuchtstoff, und KSF Leuchtstoff aufweist, umfassen. In einer Ausführungsform kann die Lichtumwandlungsschicht 74 drei GaN-LED-Chips bedecken oder innerhalb eines Pixels gebildet werden.The patterned light-converting layer 72 is formed to cover each GaN LED chip to produce white light with or without diffusers, as in FIG 19D shown. The light conversion layer 72 may include phosphor or quantum dot, yellow phosphor (YAG or TAG), red phosphor, KSF (potassium fluoride silicon) phosphor and TriGain phosphor, WCG phosphor comprising β-SiAlON green phosphor, and KSF phosphor. In one embodiment, the light-converting layer 74 can cover three GaN LED chips or be formed within a pixel.

Siehe 19E, eine Farbbestimmungsschicht 132, wie z.B. Farbfilter, um RGB in einem Pixel zu definieren, wird direkt auf der Lichtumwandlungsschicht 72 oder 74 gebildet und mit jedem GaN-LED-Chip 40 ausgerichtet. Die Farbbestimmungsschicht 132 wird in einem konventionellen Verfahren durch dreimalige Strukturierungsschritte für jede Farbe gebildet.Please refer 19E , a color determination layer 132 such as color filter to define RGB in a pixel is formed directly on the light conversion layer 72 or 74 and aligned with each GaN LED chip 40 . The color determination layer 132 is formed in a conventional method by patterning steps three times for each color.

Bei der konventionellen LCD-Anzeige wird die vom Hintergrundbeleuchtungsmodul emittierte Lichtintensität zuerst durch die Flüssigkristalltafel moduliert, wie z.B. ein Flüssigkristall, ein Polarisator, eine Ausrichtungsfolie [alignment film] usw., während bei der gegenwärtigen Erfindung dieser Ausführungsform nichts vorhanden ist, um das Licht von den GaN-LED-Chips zu modulieren. Die Lichtintensität ist bei dieser Ausführungsform wesentlich höher.In the conventional LCD display, the light intensity emitted from the backlight module is first modulated by the liquid crystal panel, such as a liquid crystal, a polarizer, an alignment film, etc., while in the present invention of this embodiment, there is nothing to block the light from to modulate the GaN LED chips. The light intensity is significantly higher in this embodiment.

Bei dieser Ausführungsform werden die GaN-LED-Chips vom Epi-Substrat auf das Bindungssubstrat übertragen, und das aktuelle Massentransferproblem ist noch nicht gelöst. Eine weitere Ausführungsform ist also vorgesehen, um das Massentransferproblem [engl. mass transfer issuer] zu vermeiden.In this embodiment, the GaN LED chips are transferred from the epi substrate to the bonding substrate, and the current mass transfer problem is not yet solved. A further embodiment is thus provided to solve the mass transfer problem. to avoid mass transfer issuers].

Siehe 20A, ein Epi-Substrat 10, wie z.B. Saphir oder SiC, ist mit einer Vielzahl von darauf geformten LED-Chips 40 versehen. Jeder LED-Chip 40 enthält eine n Epi-Schicht 12, eine p Epi-Schicht 16, eine n ohmsche Kontaktelektrode 14 und eine p ohmsche Kontaktelektrode 18. Sowohl die n ohmsche Kontaktelektrode 14 als auch die p ohmsche Kontaktelektrode 18 sind transparent.Please refer 20A , an epi-substrate 10 such as sapphire or SiC is provided with a plurality of LED chips 40 formed thereon. Each LED chip 40 includes an n epi layer 12, a p epi layer 16, an n ohmic contact electrode 14 and a p ohmic contact electrode 18. Both the n ohmic contact electrode 14 and the p ohmic contact electrode 18 are transparent.

Dann wird eine erste Isolierschicht 64 auf dem Epi-Substrat 10 gebildet und eine Vielzahl von Kontaktlöchern werden gebildet, um die Vielzahl von p ohmschen Kontaktelektroden 18 freizulegen, wie in 20B dargestellt. Die Isolierschicht 64 kann aus Siliciumoxid, Siliciumnitrid, Siliciumoxynitrid, BPSG (Borphosphosilicatglas), PSG (Phosphosilicatglas) oder anderen transparenten dielektrischen Materialien bestehen. Die Bildung der Isolierschicht 64 kann durch chemische Gasphasenabscheidung oder durch Schleuderbeschichten erfolgen, dies hängt von den Materialien der Isolierschicht 64 ab. Die Vielzahl der Kontaktlöcher kann durch ein konventionelles strukturierendes Ätzverfahren gebildet werden.Then, a first insulating layer 64 is formed on the epi-substrate 10 and a plurality of contact holes are formed to expose the plurality of p ohmic contact electrodes 18 as shown in FIG 20B shown. The insulating layer 64 may be silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, BPSG (boron phosphosilicate glass), PSG (phosphosilicate glass), or other transparent dielectric materials. The formation of the insulating layer 64 can be done by chemical vapor deposition or by spin coating, depending on the materials of the insulating layer 64 . The multiplicity of contact holes can be achieved by a con conventional patterning etching process can be formed.

Siehe 20C, eine erste strukturierte, transparente, leitfähige Schicht 66 wird auf der ersten Isolierschicht 64 gebildet und in die Vielzahl der Kontaktlöcher gefüllt, so dass jede p ohmsche Kontaktelektrode 18 mit der ersten transparenten leitfähigen Schicht 66 elektrisch kontaktiert werden kann. Die erste strukturierte, transparente, leitfähige Schicht 66 ist als eine erste Vielzahl von Signalleitungen auf der ersten Isolierschicht strukturiert, um eine elektrische Verbindung mit einer Reihe der ersten Elektroden der Vielzahl der GaN-Leuchtdiodenchips herzustellen. In dieser Ausführungsform sind die ersten Elektroden p ohmsche Kontaktelektroden 18. Materialien der ersten transparenten leitfähigen Schicht 66 können ITO(Indium-Zinnoxid), IGO(Indium-Germaniumoxid), IZO(Indium-Zinkoxid), AZO(Aluminium-Zinkoxid) sein, und die erste transparente leitfähige Schicht 66 kann durch die Sputter- oder Verdampfungsverfahren zuerst gebildet und später strukturiert werden. Die erste transparente leitfähige Schicht 66 kann auch mit dem Abhebeverfahren strukturiert werden, die einfacher ist als das konventionelle, strukturierende Ätzverfahren.Please refer 20c , a first patterned transparent conductive layer 66 is formed on the first insulating layer 64 and filled in the plurality of contact holes so that each p ohmic contact electrode 18 can be electrically contacted with the first transparent conductive layer 66 . The first patterned transparent conductive layer 66 is patterned as a first plurality of signal lines on the first insulating layer to electrically connect to a row of the first electrodes of the plurality of GaN light emitting diode chips. In this embodiment, the first electrodes are p ohmic contact electrodes 18. Materials of the first transparent conductive layer 66 can be ITO (indium tin oxide), IGO (indium germanium oxide), IZO (indium zinc oxide), AZO (aluminum zinc oxide), and the first transparent conductive layer 66 can be formed first and later patterned by the sputtering or evaporation methods. The first transparent conductive layer 66 can also be patterned with the lift-off method, which is easier than the conventional patterning etching method.

Bitte beachten Sie 20D, eine zweite Isolationsschicht 65 wird gebildet, um die erste Isolationsschicht 64 und die erste transparente leitfähige Schicht 66 zu bedecken. Materialien und Ausbildung der zweiten Isolationsschicht 65 können ähnlich der ersten Isolationsschicht 64 sein. In dieser Ausführungsform wird die zweite Isolierschicht 65 durch eine konforme Beschichtung gebildet. In einer vereinfachten Ausführungsform ist die Gestaltung der zweiten Isolierschicht identisch mit der Ausbildung der ersten Isolierschicht 64. Dann kann eine Vielzahl von Kontaktlöchern unter Verwendung eines konventionellen, strukturierenden Ätzverfahrens gebildet werden, und dann wird eine zweite transparente leitfähige Schicht 67 auf der zweiten Isolationsschicht 65 gebildet und in die Vielzahl von Kontaktlöchern 68 gefüllt, so dass jede n ohmsche Kontaktelektrode 14 mit der zweiten transparenten leitfähigen Schicht elektrisch kontaktiert werden kann. Die zweite transparente leitfähige Schicht 67 wird als eine zweite Vielzahl von Signalleitungen auf der zweiten Isolierschicht strukturiert, um eine Spalte der zweiten Elektroden der Vielzahl der GaN-Leuchtdioden elektrisch zu kontaktieren. In dieser Ausführungsform sind die zweiten Elektroden die n ohmschen Kontaktelektroden 14. Das Material und die Ausbildung der zweiten transparenten leitfähige Schicht 67 kann ähnlich wie die erste transparente leitfähige Schicht 66 sein. In einer vereinfachten Ausführungsform kann die Ausbildung der zweiten transparenten leitfähigen Schicht 67 identisch mit der ersten transparenten leitfähigen Schicht 66 sein.Please note 20D , a second insulation layer 65 is formed to cover the first insulation layer 64 and the first transparent conductive layer 66 . Materials and formation of the second insulation layer 65 can be similar to the first insulation layer 64 . In this embodiment, the second insulating layer 65 is formed by conformal plating. In a simplified embodiment, the formation of the second insulating layer is identical to the formation of the first insulating layer 64. A plurality of contact holes can then be formed using a conventional patterning etch process, and then a second transparent conductive layer 67 is formed on the second insulating layer 65 and filled in the plurality of contact holes 68 so that each n ohmic contact electrode 14 can be electrically contacted with the second transparent conductive layer. The second transparent conductive layer 67 is patterned as a second plurality of signal lines on the second insulating layer to electrically contact a column of the second electrodes of the plurality of GaN light emitting diodes. In this embodiment, the second electrodes are the n ohmic contact electrodes 14. The material and configuration of the second transparent conductive layer 67 may be similar to the first transparent conductive layer 66. In a simplified embodiment, the formation of the second transparent conductive layer 67 can be identical to the first transparent conductive layer 66 .

Dann wird eine Passivierungsschicht 90 auf der zweiten Isolierschicht 65 und der zweiten transparenten leitfähigen Schicht 67 durch chemische Gasphasenabscheidung, Verdampfung oder Rotationsbeschichtung gebildet, wie in 20E dargestellt. Materialien der Passivierungsschicht 90 können Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxynitrid sein. In dieser Ausführungsform ist die obere Oberfläche der Passivierungsschicht 90 flach, was für die folgenden Schritte besser geeignet ist. Eine konforme Passivierungsschicht 90 ist jedoch auch in der vorliegenden Erfindung akzeptabel.Then, a passivation layer 90 is formed on the second insulating layer 65 and the second transparent conductive layer 67 by chemical vapor deposition, evaporation or spin coating, as in FIG 20E shown. Passivation layer 90 materials may be silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride. In this embodiment, the top surface of the passivation layer 90 is flat, which is more suitable for the following steps. However, a conformal passivation layer 90 is also acceptable in the present invention.

Siehe 20F, eine schwarze Matrix 102 wird auf der Passivierungsschicht 90 gebildet, um jedes Pixel zu definieren und eine Bildunschärfe zwischen den Pixeln zu verhindern. Die Materialien und die Ausbildung zur Bildung der schwarzen Matrix 102 kann auf konventionellen Prozess in der LCD Technik verwiesen werden. Die schwarzen Matrix Schicht 102 in dieser Ausführungsform dient der Isolierung von Pixeln. Die schwarze Matrix Schicht 102 kann jedoch gebildet werden, um jeden GaN-LED-Chip 40 zu isolieren.Please refer 20F , a black matrix 102 is formed on the passivation layer 90 to define each pixel and prevent image blur between pixels. The materials and configuration for forming the black matrix 102 can be referred to conventional processes in the LCD art. The black matrix layer 102 in this embodiment is for isolating pixels. However, the black matrix layer 102 can be formed to isolate each GaN LED chip 40 .

Dann wird eine strukturierte Lichtumwandlungsschicht 70, die auf jeden GaN-LED-Chip 40 ausgerichtet ist auf der Passivierung gebildet, wie in 20G dargestellt. In einer anderen Ausführungsform wird die Lichtumwandlungsschicht 72 auf der Passivierungsschicht 90 gebildet, ohne sich an jedem GaN-LED-Chip 40 auszurichten. Die Lichtwandeler-Schicht 70 oder 72, mit oder ohne Diffusoren, kombiniert mit jedem GaN-LED-Chip 40 liefert weißes Licht. Die Lichtumwandlungsschicht 70 oder 72 kann Leuchtstoff oder Quantenpunkt, gelben Granatphosphor (YAG oder TAG), roten Leuchtstoff, KSF (Kaliumfluorid-Silizium) - Leuchtstoff und TriGain-Leuchtstoff, WCG-Leuchtstoff, der grünen ß-SiAlON-Leuchtstoff und KSF-Leuchtstoff aufweisen, umfassen. In einer vereinfachten Ausführungsform, wenn die schwarze Matrix 102 und die Farbbestimmungsschicht 70 oder 72 dielektrisch oder isolierend sind, ist es nicht notwendig, die Passivierungsschicht 90 zu bilden. In einer alternativen Ausführungsform können Leuchtstoffe mit Epoxid oder Silikon gemischt und als Passivierungsschicht 90 vorgesehen werden. Somit ist es nicht notwendig, eine Lichtumwandlungsschicht 70 oder 72 zu bilden nach der Ausbildung der Passivierungsschicht 90.Then a patterned light conversion layer 70 aligned with each GaN LED chip 40 is formed on the passivation as shown in FIG 20G shown. In another embodiment, the light-converting layer 72 is formed on the passivation layer 90 without aligning with each GaN LED die 40 . The light conversion layer 70 or 72, with or without diffusers, combined with each GaN LED chip 40 provides white light. The light conversion layer 70 or 72 may include phosphor or quantum dot, yellow garnet phosphor (YAG or TAG), red phosphor, KSF (potassium fluoride silicon) phosphor and TriGain phosphor, WCG phosphor, β-SiAlON green phosphor and KSF phosphor , include. In a simplified embodiment, when the black matrix 102 and the color determination layer 70 or 72 are dielectric or insulating, it is not necessary to form the passivation layer 90. FIG. In an alternative embodiment, phosphors can be mixed with epoxy or silicon and provided as the passivation layer 90 . Thus, it is not necessary to form a light conversion layer 70 or 72 after forming the passivation layer 90.

Siehe 20H, eine strukturierte, farbbestimmende Schicht 130, wie z.B. ein Farbfilter, wird auf der Farbumwandlungsschicht 70 oder 72 gebildet, indem ein beliebiges konventionelles Verfahren, wie z.B. aus der LCD-Technik, verwendet wird, um RGB in jeweils einem Pixel durch einen Schritt zu definieren. Auf diese Weise entsteht eine Anzeige mit darauf befindlichen Mikro- oder Mini-LED-Chips.Please refer 20H , a patterned, color-determining layer 130, such as a color filter, is formed on the color conversion layer 70 or 72 using any conventional method, such as from LCD technology, to define RGB in one pixel at a time by one step . This creates a display with micro or mini LED chips on it.

In einer anderen Ausführungsform kann eine schwarze Matrix auf dem Saphirsubstrat gebildet werden, nachdem jeder GaN-LED-Chip gebildet wurde. Siehe 21A, ein Epi-Substrat 10, wie z.B. Saphir oder SiC, wird mit einer Vielzahl von darauf geformten LED-Chips 40 versehen. Jeder LED-Chip 40 enthält eine n Epi-Schicht 12, eine p Epi-Schicht 16, eine n ohmsche Kontaktelektrode 14 und eine p ohmsche Kontaktelektrode 18. Eine schwarze Matrix 102 ist dehalb gebildet worden, um jedes Pixel zu definieren.In another embodiment, a black matrix may be formed on the sapphire substrate after each GaN LED die is formed. Please refer 21A , an epi-substrate 10, such as sapphire or SiC, is provided with a plurality of LED chips 40 formed thereon. Each LED chip 40 includes an n epi layer 12, a p epi layer 16, an n ohmic contact electrode 14 and a p ohmic contact electrode 18. A black matrix 102 has therefore been formed to define each pixel.

Siehe 21B, eine erste Isolationsschicht 64 wird auf dem Epi-Substrat 10 und jedem GaN-LED-Chip 40 gebildet, wobei die n ohmschen Kontaktelektrode 14 und die p ohmschen Kontaktelektrode 18 mit dem Polierverfahren freigelegt werden. Dann wird eine erste transparente leitfähige Schicht 66 auf jeder p ohmschen Kontaktelektrode 18 gebildet, so dass jede p ohmsche Kontaktelektrode 18 mit der ersten transparenten leitfähigen Schicht 66 elektrisch kontaktiert wird, wie in 21C dargestellt.Please refer 21B , a first insulating layer 64 is formed on the epi-substrate 10 and each GaN LED chip 40, exposing the n contact ohmic electrode 14 and the p contact ohmic electrode 18 with the polishing process. Then, a first transparent conductive layer 66 is formed on each p ohmic contact electrode 18 so that each p ohmic contact electrode 18 is electrically contacted with the first transparent conductive layer 66 as shown in FIG 21C shown.

Siehe 21D, eine zweite Isolierschicht 65 wird auf der ersten Isolierschicht 64 und der ersten transparenten leitfähigen Schicht 66 mit einer Vielzahl von Kontaktlöchern 68 gebildet, um jede n ohmsche Kontaktelektrode 14 zu exponieren. Eine zweite transparente leitfähige Schicht 67 wird auf der zweiten Isolierschicht 65 gebildet und wird in jedes Kontaktloch gefüllt, so dass jede n ohmsche Kontaktelektrode 14 mit der zweiten transparenten leitfähige Schicht 67 elektrisch kontaktiert wird.Please refer 21D , a second insulating layer 65 is formed on the first insulating layer 64 and the first transparent conductive layer 66 with a plurality of contact holes 68 to expose each n ohmic contact electrode 14 . A second transparent conductive layer 67 is formed on the second insulating layer 65 and is filled in each contact hole so that each n ohmic contact electrode 14 is electrically contacted with the second transparent conductive layer 67 .

Dann wird auf der zweiten Isolationsschicht 65 und der zweiten transparenten leitfähigen Schicht 67 eine Passivierungsschicht 90 gebildet, wie in 21E dargestellt. Eine Farbumwandlungsschicht 70 wird auf der Passivierungsschicht 90 gebildet und auf jedem GaN-LED-Chip 40 ausgerichtet. In einer anderen Ausführungsform wird eine Farbumwandlungsschicht 72 auf der Passivierungsschicht 90 gebildet, ohne diese auf jedem GaN-LED-Chip 40 auszurichten. Als nächstes wird eine Farbbestimmungsschicht 130 auf der Farbumwandlungsschicht 70 oder 72 gebildet, wie in 21G gezeigt.Then, on the second insulation layer 65 and the second transparent conductive layer 67, a passivation layer 90 is formed as in FIG 21E shown. A color conversion layer 70 is formed on the passivation layer 90 and aligned on each GaN LED chip 40 . In another embodiment, a color conversion layer 72 is formed on the passivation layer 90 without aligning it on each GaN LED die 40 . Next, a color determination layer 130 is formed on the color conversion layer 70 or 72 as in FIG 21G shown.

Für eine vereinfachte Ausführungsform, die einen GaN-LED-Chips auf einem Saphirsubstrat zeigt, kann auf die 22A bis 22C Bezug genommen werden, die Querschnittsansichten in verschiedenen Stadien zeigen, während die 23A bis 23C eine Draufsicht in verschiedenen Stadien entsprechend der in den 22A bis 22C gezeigten Ausführungsformen zeigen. Der GaN-LED-Chip, der eine n Epi-Schicht 12 und einer p Epi-Schicht 16 umfasst, wird nacheinander hergestellt, wie in den 22A und 23A dargestellt. Dann wird eine strukturierte, transparente, leitfähige, n ohmsche Kontaktschicht 14 auf der n Epi-Schicht 12 gebildet, die auch elektrisch an anderen GaN-LED-Chips in der gleichen Spalte angebunden wird, wie in den 22B und 23B gezeigt. Als nächstes wird eine strukturierte, konforme Passivierungsschicht 64 auf dem GaN-LED-Chip und dem Saphirsubstrat 10 gebildet, wobei die p Epi-Schicht 18 exponiert ist, wie in 22C gezeigt. Die Passivierungsschicht 64, in einer vereinfachten Ausführungsform, kann aus Epoxid oder Silikon gemischt mit oder ohne Leuchtstoff bestehen. Dann wird eine strukturierte, transparente, leitfähige, p ohmsche Kontaktschicht 18 auf der p Epi-Schicht 16 gebildet, die auch elektrisch an anderen GaN-LED-Chips in der gleichen Reihe angebunden wird, wie in den 22C und 23C gezeigt. Die Ausbildung der p ohmschen, transparenten, leitfähigen Kontaktschicht 18 kann als Abhebeverfahren oder als strukturierendes Ätzverfahren erfolgen. In dieser Ausführungsform können sowohl die n ohmsche, transparente, leitfähige Kontaktschicht 14 als auch die p ohmsche, transparente, leitfähige Kontaktschicht 18 ITO, IZO, IGO, IGZO, AZO oder eine Kombination davon sein. Bitte beachten Sie, dass die konforme Passivierungsschicht 64 in 23C nicht dargestellt ist, um die Beziehung zwischen der n ohmschen, transparenten, leitfähigen Schicht 14 und der p ohmschen, transparenten, leitfähige Schicht 18 zu zeigen.For a simplified embodiment showing a GaN LED chip on a sapphire substrate, see FIG 22A until 22C are referenced showing cross-sectional views at various stages while the 23A until 23C a plan view in different stages corresponding to that in FIGS 22A until 22C shown embodiments show. The GaN LED chip comprising an n epi layer 12 and a p epi layer 16 is fabricated sequentially as shown in FIGS 22A and 23A shown. Then a patterned, transparent, conductive, n ohmic contact layer 14 is formed on the n epi layer 12, which is also electrically connected to other GaN LED chips in the same column as in FIGS 22B and 23B shown. Next, a patterned, conformal passivation layer 64 is formed on the GaN LED chip and the sapphire substrate 10 with the p epi layer 18 exposed, as in FIG 22C shown. The passivation layer 64, in a simplified embodiment, may be epoxy or silicon mixed with or without a phosphor. Then a patterned, transparent, conductive, p-ohmic contact layer 18 is formed on the p-epi layer 16, which is also electrically connected to other GaN LED chips in the same row, as in FIGS 22C and 23C shown. The p-ohmic, transparent, conductive contact layer 18 can be formed as a lift-off process or as a structuring etching process. In this embodiment, both the n ohmic transparent conductive contact layer 14 and the p ohmic transparent conductive contact layer 18 may be ITO, IZO, IGO, IGZO, AZO, or a combination thereof. Please note that the conformal passivation layer is 64 in 23C is not shown to show the relationship between the n ohmic transparent conductive layer 14 and the p ohmic transparent conductive layer 18 .

Für eine weitere Ausführungsform, die einen GaN-LED-Chips auf einem Saphirsubstrat zeigt, kann auf die 24A und 24B Bezug genommen werden, wobei 24A eine Querschnittsansicht und 24B eine Draufsicht der 24A zeigt. In dieser Ausführungsform werden die n ohmsche, transparente Kontaktschicht 14 und die p ohmsche, transparente Kontaktschicht 18 nur speziell für den GaN-LED-Chip verwendet. Eine strukturierte, leitfähige Metallleitung 68 wird auf der n-ohmschen, transparenten, leitfähigen Kontaktschicht 14 gebildet und verbindet andere n Epi-Schichten von GaN-LED-Chips in der gleichen Spalte elektrisch miteinander. Andererseits wird eine strukturierte, leitfähige Metallleitung 67 auf dem p ohmschen, transparenten, leitfähigen Kontaktschicht 18 gebildet und verbindet andere p Epi-Schichten von GaN-LED-Chips in der gleichen Reihe elektrisch miteinander. Obgleich in dieser Ausführungsform zwei leitfähige Metallleitungen 67 und 68 gebildet werden, um die Herstellungskomplexität zu erhöhen, können sie eine bessere elektrische Leitfähigkeit bieten.For another embodiment showing a GaN LED chip on a sapphire substrate, reference can be made to FIG 24A and 24B be referred to, where 24A a cross-sectional view and 24B a top view of the 24A indicates. In this embodiment, the n ohmic transparent contact layer 14 and the p ohmic transparent contact layer 18 are only used specifically for the GaN LED chip. A patterned conductive metal line 68 is formed on the n-ohmic transparent conductive contact layer 14 and electrically connects other n epi layers of GaN LED chips in the same column. On the other hand, a patterned conductive metal line 67 is formed on the p ohmic transparent conductive contact layer 18 and electrically connects other p epi layers of GaN LED chips in the same row. Although two conductive metal lines 67 and 68 are formed in this embodiment to increase manufacturing complexity, they can provide better electrical conductivity.

Für eine weitere Ausführungsform, die ein GaN-LED-Chips auf einem Saphirsubstrat zeigt, kann auf die 25A und 25B Bezug genommen werden, wobei 25A eine Querschnittsansicht und 25B eine Draufsicht der 25A zeigt. Die p ohmsche, transparente Kontaktschicht 18 ist auf der p Epi-Schicht 16 ausgebildet und wird mit anderen GaN-LED-Chips in der gleichen Spalte elektrisch verbunden. Als nächstes wird eine strukturierte, konforme Passivierungsschicht 64 gebildet, um das Saphirsubstrat 10, die p Epi-Schicht 16 und die p ohmsche, transparente, leitfähige Kontaktschicht 18 abzudecken, wobei die n Epi-Schicht 12 exponiert ist. Die Passivierungsschicht 64, in einer vereinfachten Ausführungsform, kann aus Epoxid oder Silikon gemischt mit oder ohne Leuchtstoff bestehen. Dann wird eine n ohmsche, transparente, leitfähige Kontaktschicht 14 gebildet, um die n Epi-Schicht 12 elektrisch zu kontaktieren, um die konforme Passivierungsschicht 64 abzudecken und wird mit anderen GaN-LED-Chips in derselben Reihe elektrisch verbunden. Die Ausbildung der n ohmschen, transparenten, leitfähige Kontaktschicht kann als Abhebeverfahren oder als strukturierendes Ätzverfahren erfolgen. In dieser Ausführungsform können sowohl die transparente, leitfähige, n ohmsche Kontaktschicht 14 als auch die transparente, leitfähige, p ohmsche Kontaktschicht 18 ITO, IZO, IGO, IGZO, AZO oder eine Kombination davon sein. In dieser Ausführungsform kann die Bildungsfolge der n ohmschen, transparenten, leitfähigen Kontaktschicht 14 und der p ohmschen, transparenten, leitfähigen Kontaktschicht 18 umgekehrt werden, ohne die Leistung der Anzeige zu beeinträchtigen. Wenn die Farbbestimmungsschicht nicht leitfähig ist und kein Leuchtstoff in die Passivierungsschicht 64 gemischt wird, kann die Farbbestimmungsschicht 130 direkt auf der n ohmschen, transparenten, leitfähigen Kontaktschicht 14 gebildet werden.For another embodiment showing a GaN LED chip on a sapphire substrate, reference can be made to FIG 25A and 25B be referred to, where 25A a cross-sectional view and 25B a top view of the 25A indicates. The p ohmic transparent contact layer 18 is formed on the p epi layer 16 and is shared with other GaN LED chips in the same column electrically connected. Next, a patterned conformal passivation layer 64 is formed to cover the sapphire substrate 10, the p epi layer 16 and the p ohmic transparent conductive contact layer 18 with the n epi layer 12 exposed. The passivation layer 64, in a simplified embodiment, may be epoxy or silicon mixed with or without a phosphor. Then an n ohmic transparent conductive contact layer 14 is formed to electrically contact the n epi layer 12 to cover the conformal passivation layer 64 and is electrically connected to other GaN LED chips in the same row. The n-ohmic, transparent, conductive contact layer can be formed as a lift-off process or as a structuring etching process. In this embodiment, both the transparent conductive n ohmic contact layer 14 and the transparent conductive p ohmic contact layer 18 may be ITO, IZO, IGO, IGZO, AZO, or a combination thereof. In this embodiment, the order of formation of the n ohmic contact transparent conductive layer 14 and the p ohmic contact transparent conductive layer 18 can be reversed without affecting the performance of the display. If the color determination layer is non-conductive and no phosphor is mixed into the passivation layer 64, the color determination layer 130 can be formed directly on the n ohmic transparent conductive contact layer 14. FIG.

Für die oben genannten Ausführungsformen eignet sich diese Anzeigetafel sehr gut für ein tragbares Anzeigegerät.For the above embodiments, this display panel is very suitable for a portable display device.

Die vorliegende Erfindung bietet Vorteile einschließlich, dass die Massenübertragung von Mikro-LED zuerst industriell und kommerziell verfügbar ist. Alle Mikro-LED-Chips werden direkt vom Epi-Substrat auf das Bindungssubstrat übertragen, und somit der Durchsatz erhöht werden kann. Außerdem kann eine Massenproduktion für Mikro-LED-Anzeige möglich sein. Bei dieser Erfindung kann die Struktur und Herstellung an Leuchtstoffe angepasst werden. Außerdem können quaternäre rote LED-Chips direkt auf einem Bindungssubstrat gebildet werden, wenn das Bindungssubstrat aus GaAs besteht. Wenn Farbfilter und Leuchtstoff auf die LED-Anzeige aufgebracht werden können, werden nur GaN-LED-Chips für die LED-Anzeige verwendet. Für einige spezifische Konfigurationen ist ein Massentransfer bei passiven LED-Anzeigen mit Signalleitungen, die direkt auf dem GaN-LED-Chip und Saphir-Substrat ausgebildeten sind, nicht erforderlich. In der vorliegenden Erfindung gibt es keinen Gehäuseprozess.The present invention offers advantages including the mass transfer of micro-LEDs being industrially and commercially available first. All micro-LED chips are transferred directly from the epi-substrate to the bonding substrate, thus increasing throughput. Also, mass production for micro LED display may be possible. In this invention, the structure and fabrication can be adapted to phosphors. In addition, quaternary red LED chips can be formed directly on a bonding substrate when the bonding substrate is GaAs. If color filter and phosphor can be applied to LED display, only GaN LED chips are used for LED display. For some specific configurations, mass transfer is not required in passive LED displays with signal lines formed directly on the GaN LED chip and sapphire substrate. In the present invention, there is no packaging process.

Die vorliegende Erfindung bietet auch Vorteile, dadurch, dass die Lichtintensität in der vorliegenden Anzeige im Vergleich zu konventionellen LCDs deutlich erhöht wird, aufgrund dessen das bei diesen die Lichtintensität des Hintergrundbeleuchtungsmoduls von einer Flüssigkristallschicht sowie Diffusor-, Polarisator- und andere transparente Folien moduliert wird, während in der vorliegenden Erfindung nichts den GaN-LED-Chip moduliert.The present invention also offers advantages in that the light intensity in the present display is significantly increased compared to conventional LCDs, due to which in these the light intensity of the backlight module is modulated by a liquid crystal layer and diffuser, polarizer and other transparent films, while in the present invention nothing modulates the GaN LED chip.

Alle Materialien in der vorliegenden Erfindung können auf dem Bindungssubstrat oder Saphir-Substrat integriert werden, so dass es keinen separaten Farbfilterprozess auf einem anderen transparenten Substrat gibt. Für die Ausführungsform, dass die GaN-LED-Chips auf dem Saphir-Substrat ausgebildet sind, gibt es kein Massentransferproblem im Vergleich zu allen anderen Mikro- oder Mini-LED-Anzeigen, so dass die Ausbeute bei der Herstellung der Anzeige sehr hoch sein kann.All of the materials in the present invention can be integrated on the binding substrate or sapphire substrate, so there is no separate color filter process on another transparent substrate. For the embodiment that the GaN LED chips are formed on the sapphire substrate, there is no mass transfer problem compared to any other micro or mini LED displays, so the yield in manufacturing the display can be very high .

Der Herstellungsprozess einer Anzeige wird vereinfacht, und die Herstellungskosten werden so bei hoher Ausbeute gesenkt.The manufacturing process of a display is simplified, and the manufacturing cost is thus reduced with high yield.

Die vorliegende Erfindung macht sich den Vorteil zunutze, dass alle Schritte im Herstellungsprozess ausgereift sind und auch die Ausrüstung sowie die Anlagen ausgereift sind. Daher ist es nicht notwendig, weitere Prozesse, Ausrüstungen oder Einrichtungen zu entwickeln.The present invention takes advantage of the fact that all the steps in the manufacturing process are mature and the equipment and facilities are also mature. Therefore, there is no need to develop other processes, equipments or facilities.

Obwohl die vorliegende Erfindung in Übereinstimmung mit den gezeigten Ausführungsformen beschrieben wurde, wird ein Fachmann erkennen, dass es Varianten der Ausführungsformen geben könnte und diese Varianten im Geist und Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung liegen würden. Dementsprechend können viele Modifikationen durch einen Fachmann vorgenommen werden, ohne vom Geist und Geltungsbereich der beigefügten Ansprüche abzuweichen.Although the present invention has been described in accordance with the illustrated embodiments, those skilled in the art will recognize that there could be variations on the embodiments and such variations would be within the spirit and scope of the present invention. Accordingly, many modifications can be made by one skilled in the art without departing from the spirit and scope of the appended claims.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • US 8794501 [0004]US8794501 [0004]

Claims (12)

Eine Anzeigetafel, umfassend: ein Bindungssubstrat mit Treiberschaltungen und einer Vielzahl von gepaarten Kontaktierungselektroden darauf; eine Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips, die jeweils elektrisch an der Vielzahl von gepaarten Kontaktierungselektroden befestigt sind; eine Lichtumwandlungsschicht, die als eine Vielzahl von Bereichen strukturiert ist, die jeweils die Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips abdecken; und eine strukturierte Farbdefinitionsschicht auf der Lichtumwandlungsschicht und die jeweils an der Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips ausgerichtet sind.A scoreboard comprising: a bonding substrate having driver circuits and a plurality of paired bonding electrodes thereon; a plurality of GaN light emitting diode chips each electrically fixed to the plurality of paired bonding electrodes; a light conversion layer structured as a plurality of regions each covering the plurality of GaN light emitting diode chips; and a patterned color definition layer on the light conversion layer and respectively aligned to the plurality of GaN light emitting diode chips. Eine Anzeigetafel, umfassend: ein Saphirsubstrat mit einer Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips darauf; eine strukturierte erste ohmsche transparente leitfähige Kontaktschicht mit erstem ohmschen Kontakt, die elektrisch mit einem ersten Leitertyp aus der Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips verbunden ist; eine strukturierte Passivierungsschicht, die die strukturierte erste ohmsche transparente leitfähige Kontaktschicht und die Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips bedeckt und einen zweiten Leitertyp der Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips exponiert; und eine strukturierte zweite ohmsche transparente leitfähige Kontaktschicht, die elektrisch mit dem zweiten Leitertyp der Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips verbunden ist.A scoreboard comprising: a sapphire substrate having a plurality of GaN light emitting diode chips thereon; a patterned first ohmic contact transparent conductive layer electrically connected to a first conductor type of the plurality of GaN light emitting diode chips; a patterned passivation layer covering the patterned first ohmic transparent conductive contact layer and the plurality of GaN light emitting diode chips and exposing a second conductivity type of the plurality of GaN light emitting diode chips; and a patterned second ohmic transparent conductive contact layer electrically connected to the second conductor type of the plurality of GaN light emitting diode chips. Die Anzeigetafel nach Anspruch 2, wobei die strukturierte Passivierungsschicht mit einem Lichtumwandlungsmaterial gemischt ist.The scoreboard after claim 2 , wherein the patterned passivation layer is mixed with a light conversion material. Die Anzeigetafel nach Anspruch 3, umfasst ferner eine Farbdefinitionsschicht über der Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips.The scoreboard after claim 3 , further comprises a color definition layer over the plurality of GaN light emitting diode chips. Die Anzeigetafel nach Anspruch 1 oder 4, wobei die Farbdefinitionsschicht ein Farbfilter ist, um RGB in einem Pixel zu definieren.The scoreboard after claim 1 or 4 , where the color definition layer is a color filter to define RGB in a pixel. die Anzeigetafel nach Anspruch 2, weiter umfassend eine erste Metalleitung [metal line] auf der ersten ohmschen transparenten leitfähigen Kontaktschicht [first ohmic contact transparent conductive layer]; und eine zweite Metalleitung auf der zweiten transparenten leitfähigen Kontaktschicht.the scoreboard claim 2 , further comprising a first metal line on the first ohmic contact transparent conductive layer; and a second metal line on the second transparent conductive contact layer. Ein Verfahren zum Bilden einer Anzeigetafel, umfassend: Bereitstellen eines Saphirsubstrats mit einer Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips darauf, wobei jeder der Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode aufweist; Bereitstellung eines Bindungssubstrats mit Treiberschaltungen und einer Vielzahl von gepaarten Kontaktierungselektroden darauf; Übertragen der Vielzahl von GaN-Leuchtdioden-Chips auf die Vielzahl von gepaarten Kontaktierungselektroden; Bereitstellen einer Lichtumwandlungsschicht jeweils auf der Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips; und Bildung einer strukturierten Farbdefinitionsschicht auf der Lichtumwandlungsschicht, die auf die Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips ausgerichtet ist.A method of forming a display panel, comprising: providing a sapphire substrate having a plurality of GaN light emitting diode chips thereon, each of the plurality of GaN light emitting diode chips having a first electrode and a second electrode; providing a bonding substrate having driver circuits and a plurality of paired bonding electrodes thereon; transferring the plurality of GaN light emitting diode chips onto the plurality of paired bonding electrodes; providing a light conversion layer on each of the plurality of GaN light emitting diode chips; and Formation of a patterned color definition layer on the light conversion layer aligned with the plurality of GaN light emitting diode chips. Ein Verfahren zum Ausbilden einer Anzeigetafel, umfassend: Bereitstellung eines Saphirsubstrats mit einer Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips darauf; Bilden einer strukturierten ersten ohmschen transparenten leitfähigen Kontaktschicht auf einem ersten Leitertyp der Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips; Bilden einer strukturierten, konformen Passivierungsschicht auf der strukturierten ersten ohmschen transparenten leitfähigen Kontaktschicht [patterned first ohmic conductive transparent conductive layer] und der Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips, wobei ein zweiter Leitertyp der Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips exponiert ist; das Bilden einer zweiten ohmschen transparenten leitfähigen Kontaktschicht, die mit dem zweiten Leitertyp der Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips elektrisch verbunden ist.A method of forming a display panel, comprising: providing a sapphire substrate having a plurality of GaN light emitting diode chips thereon; forming a patterned first ohmic transparent conductive contact layer on a first conductor type of the plurality of GaN light emitting diode chips; forming a patterned conformal passivation layer on the patterned first ohmic conductive transparent conductive contact layer and the plurality of GaN light emitting diode chips, wherein a second conductor type of the plurality of GaN light emitting diode chips is exposed; forming a second ohmic transparent conductive contact layer electrically connected to the second conductor type of the plurality of GaN light emitting diode chips. Das Verfahren nach Anspruch 8, das weiter einen Schritt umfasst, bei dem ein Lichtumwandlungsmaterial in die Passivierungsschicht gemischt wird, vor dem genannten Schritt der Bildung der strukturierten, konformen Passivierungsschicht.The procedure after claim 8 further comprising a step of mixing a light conversion material into the passivation layer prior to said step of forming the patterned, conformal passivation layer. Das Verfahren nach Anspruch 8 umfasst ferner einen Schritt eine Farbbestimmungsschicht über der Vielzahl von GaN-Leuchtdiodenchips auszubilden nach dem genannten Schritt eine zweite ohmsche transparente leitfähige Kontaktschicht zu bilden.The procedure after claim 8 further comprises a step of forming a color determination layer over the plurality of GaN light emitting diode chips after said step of forming a second ohmic transparent conductive contact layer. Das Verfahren nach Anspruch 7 oder 10, wobei die Farbbestimmungsschicht ein Farbfilter ist, um RGB in einem Pixel zu definieren.The procedure after claim 7 or 10 , wherein the color determination layer is a color filter to define RGB in a pixel. Das Verfahren nach Anspruch 8 umfasst ferner folgende Schritte Bilden einer strukturierten ersten Metallleitung auf der ersten, ohmschen transparenten leitfähigen Kontaktschicht nach dem genannten Schritt eine erste ohmsche transparente leitfähige Kontaktschicht zu bilden; und Ausbilden einer strukturierten zweiten Metallleitung auf der zweiten ohmschen, transparenten leitfähigen Kontaktschicht nach dem genannten Schritt eine zweite ohmsche transparente leitfähige Kontaktschicht zu bilden.The procedure after claim 8 further comprises the steps of forming a patterned first metal line on the first ohmic transparent conductive contact layer after said step of forming a first ohmic transparent conductive contact layer; and forming a patterned second metal line on the second ohmic transparent conductive contact layer after said step a to form second ohmic transparent conductive contact layer.
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