(57)【要約】  透明バックプレーンの前側に発光デバイスを設けてもよい。透明バックプレーンを通じてレーザビームを、透明バックプレーンの前側に設けられたコンポーネント上に照射してもよい。ある実施の形態では、コンポーネントは、発光デバイスを透明バックプレーンに接着するためにリフローされるはんだ材部分であってもよい。別の実施の形態では、コンポーネントは、不良である接着された発光デバイスに接着されたはんだ材であってもよい。この場合、レーザ照射によりはんだ材がリフローされることで、不良である接着された発光デバイスを透明バックプレーンから切り離すことができる。さらに別の実施の形態では、コンポーネントはレーザ照射により電気的に変更されたデバイスコンポーネントであってもよい。【選択図】図３Ｃ
2019511838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックプレーンおよび発光デバイスのアセンブリを製造する方法であって、該方法は、
その上に発光デバイスのダイを伴う基板を提供することであって、前記発光デバイスのそれぞれにデバイス側接着パッドが設けられる、提供することと、
前記発光デバイスのうちの少なくともひとつを前記バックプレーンに接着することと、
前記基板を通じてレーザビームを、前記少なくともひとつの接着された発光デバイスと接する前記基板の各領域に、照射することによって、前記基板から前記少なくともひとつの接着された発光デバイスのそれぞれを切り離すことと、を含む方法。
【請求項２】
前記少なくともひとつの発光デバイスを前記バックプレーンに接着することは、前記バックプレーンを通じて別のレーザビームを照射することによって行われる請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記レーザビームは、前記少なくともひとつの接着された発光デバイスと接する前記基板の各領域を切除する請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記基板はサファイアを含み、
前記レーザビームを適用する前の、前記少なくともひとつの接着された発光デバイスと接する前記基板の各領域は化合物半導体物質を含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記発光デバイスのそれぞれは、マルチ量子井戸とｐドープＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層と透明導電性酸化物層との垂直スタックを含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記レーザビームは紫外の波長を有し、
前記バックプレーンは、前記レーザビームの前記紫外の波長に対して透明な高分子プラスチック材を含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記バックプレーンは金属相互接続層を含み、前記金属相互接続層は少なくともひとつの絶縁性物質に埋め込まれた複数の金属相互接続構造を含み、かつ、前記バックプレーン上の前記発光デバイスと前記バックプレーンの入力ピン／出力ピンとの間の電気的接続を提供する請求項１に記載の方法。
【請求項８】
バックプレーンおよび発光デバイスのアセンブリを製造する方法であって、該方法は、
発光デバイスを基板からバックプレーンへ、前記発光デバイスを前記バックプレーンの接着サイトへ接着することによって、移送することと、
前記移送された発光デバイスのなかから選択された発光デバイスを前記バックプレーンから、前記選択された発光デバイスに付いているはんだ材部分をレーザ照射プロセスを用いてリフローさせることによって、切り離すことであって、レーザビームが前記レーザ照射プロセス中前記バックプレーンを通過する、切り離すことと、を含む方法。
【請求項９】
前記レーザ照射プロセス中に前記選択された発光デバイスに対して真空吸引を提供することをさらに含む請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記レーザ照射プロセス中におよび前記レーザ照射プロセスの前に、前記移送された発光デバイスに対して真空チャックを適用することをさらに含み、
前記選択された発光デバイスに対する前記真空吸引は前記真空チャックによって提供される請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記切り離された発光デバイスに対する前記真空吸引を維持しつつ、前記レーザ照射プロセス後も前記バックプレーン上に残る前記発光デバイスの部分集合から前記真空チャックを分離することによって、前記切り離された発光デバイスを取り除くことをさらに含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記発光デバイスのそれぞれは、マルチ量子井戸とｐドープＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層と透明導電性酸化物層との垂直スタックを含む請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
前記レーザビームは紫外の波長を有し、
前記バックプレーンは、前記レーザビームの前記紫外の波長に対して透明な高分子プラスチック材を含む請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
前記バックプレーンは金属相互接続層を含み、前記金属相互接続層は少なくともひとつの絶縁性物質に埋め込まれた複数の金属相互接続構造を含み、かつ、前記バックプレーン上の前記発光デバイスと前記バックプレーンの入力ピン／出力ピンとの間の電気的接続を提供する請求項８に記載の方法。
【請求項１５】
バックプレーンおよび発光デバイスのアセンブリを製造する方法であって、該方法は、
発光デバイスを基板からバックプレーンへ、前記発光デバイスを前記バックプレーンの接着サイトへ接着することによって、移送することであって、前記バックプレーンはデバイスコンポーネントを含む、移送することと、
前記バックプレーンを通じてレーザビームを前記デバイスコンポーネント上に照射することによって、前記バックプレーン上の前記デバイスコンポーネントの電気的特性を変えることであって、前記レーザビームは前記デバイスコンポーネントにおける物理的変化を誘起する、変えることと、を含む方法。
【請求項１６】
前記デバイスコンポーネントは、レーザヒューズ、導電性トレース、および前記発光デバイスに給電するためのルーティング回路から選択される請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記発光デバイスのそれぞれは、マルチ量子井戸とｐドープＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層と透明導電性酸化物層との垂直スタックを含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記レーザビームは紫外の波長を有し、
前記バックプレーンは、前記レーザビームの前記紫外の波長に対して透明な高分子プラスチック材を含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記バックプレーンは金属相互接続層を含み、前記金属相互接続層は少なくともひとつの絶縁性物質に埋め込まれた複数の金属相互接続構造を含み、かつ、前記バックプレーン上の前記発光デバイスと前記バックプレーンの入力ピン／出力ピンとの間の電気的接続を提供する請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本願は、２０１６年４月４日に出願された米国特許仮出願第62/317,773号の優先権の利益を享受する。その出願の開示全体は、参照により本明細書に組み入れられる。
分野
【０００２】
本発明の実施の形態は主に半導体発光デバイスの製造方法に関し、特にバックプレーンと発光デバイスとを含む発光デバイスアセンブリの製造方法およびそれをもたらす構造に関する。
【背景技術】
【０００３】
発光デバイスなどの発光デバイスは、ラップトップの液晶ディスプレイやＬＥＤテレビ受像機などの電子ディスプレイに用いられている。発光デバイスは発光ダイオード（ＬＥＤ）および光を発するよう構成された種々の他のタイプの電子デバイスを含む。
【発明の概要】
【０００４】
本開示のある態様によると、バックプレーンと発光デバイスとのアセンブリを製造する方法が提供される。この方法は、その上に発光デバイスのダイを伴う基板を提供することであって、前記発光デバイスのそれぞれにデバイス側接着パッドが設けられる、提供することと、前記発光デバイスのうちの少なくともひとつを前記バックプレーンに接着することと、前記基板を通じてレーザビームを、前記少なくともひとつの接着された発光デバイスと接する前記基板の各領域に、照射することによって、前記基板から前記少なくともひとつの接着された発光デバイスのそれぞれを切り離すことと、を含む。
【０００５】
本開示の別の態様によると、バックプレーンと発光デバイスとのアセンブリを製造する別の方法が提供される。この方法は、発光デバイスを基板からバックプレーンへ、前記発光デバイスを前記バックプレーンの接着サイトへ接着することによって、移送することと、前記移送された発光デバイスのなかから選択された発光デバイスを前記バックプレーンから、前記選択された発光デバイスに付いているはんだ材部分をレーザ照射プロセスを用いてリフローさせることによって、切り離すことであって、レーザビームが前記レーザ照射プロセス中前記バックプレーンを通過する、切り離すことと、を含む。
【０００６】
本開示のさらに別の態様によると、バックプレーンと発光デバイスとのアセンブリを製造するさらに別の方法が提供される。この方法は、発光デバイスを基板からバックプレーンへ、前記発光デバイスを前記バックプレーンの接着サイトへ接着することによって、移送することであって、前記バックプレーンはデバイスコンポーネントを含む、移送することと、前記バックプレーンを通じてレーザビームを前記デバイスコンポーネント上に照射することによって、前記バックプレーン上の前記デバイスコンポーネントの電気的特性を変えることであって、前記レーザビームは前記デバイスコンポーネントにおける物理的変化を誘起する、変えることと、を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本開示の実施の形態に係る、発光デバイスのダイを含む基板を模式的に示す。
【０００８】
【図２Ａ】図２Ａ−２Ｅは、図１に示される例示的移送パターンにしたがう発光デバイスの移送の模式的シーケンスである。
【図２Ｂ】図２Ａ−２Ｅは、図１に示される例示的移送パターンにしたがう発光デバイスの移送の模式的シーケンスである。
【図２Ｃ】図２Ａ−２Ｅは、図１に示される例示的移送パターンにしたがう発光デバイスの移送の模式的シーケンスである。
【図２Ｄ】図２Ａ−２Ｅは、図１に示される例示的移送パターンにしたがう発光デバイスの移送の模式的シーケンスである。
【図２Ｅ】図２Ａ−２Ｅは、図１に示される例示的移送パターンにしたがう発光デバイスの移送の模式的シーケンスである。
【０００９】
【図３Ａ】図３Ａ−３Ｄは、本開示の実施の形態に係る、例示的な発光デバイスアセンブリの形成プロセスを示す、連続垂直断面図である。
【図３Ｂ】図３Ａ−３Ｄは、本開示の実施の形態に係る、例示的な発光デバイスアセンブリの形成プロセスを示す、連続垂直断面図である。
【図３Ｃ】図３Ａ−３Ｄは、本開示の実施の形態に係る、例示的な発光デバイスアセンブリの形成プロセスを示す、連続垂直断面図である。
【図３Ｄ】図３Ａ−３Ｄは、本開示の実施の形態に係る、例示的な発光デバイスアセンブリの形成プロセスを示す、連続垂直断面図である。
【００１０】
【図４Ａ】図４Ａ−４Ｃは、本開示の実施の形態に係る、例示的な発光デバイスアセンブリから発光デバイスを取り除くプロセスを示す、連続垂直断面図である。
【図４Ｂ】図４Ａ−４Ｃは、本開示の実施の形態に係る、例示的な発光デバイスアセンブリから発光デバイスを取り除くプロセスを示す、連続垂直断面図である。
【図４Ｃ】図４Ａ−４Ｃは、本開示の実施の形態に係る、例示的な発光デバイスアセンブリから発光デバイスを取り除くプロセスを示す、連続垂直断面図である。
【００１１】
【図５Ａ】図５Ａおよび５Ｂは、本開示の実施の形態に係る、例示的な発光デバイスアセンブリ上のデバイスコンポーネントを変更するための、連続垂直断面図である。
【図５Ｂ】図５Ａおよび５Ｂは、本開示の実施の形態に係る、例示的な発光デバイスアセンブリ上のデバイスコンポーネントを変更するための、連続垂直断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
上述の通り、本開示は統合されたバックライトユニットのアセンブリおよびそれの製造方法に関する。その種々の態様は以下に説明される。図面を通じて、同様の要素には同じ参照符号が付される。図面は寸法通りではない。要素の複製がないことが明示されない限り、またはそうでなければ要素の複製がないことが明らかに示されない限り、要素の単体が示されている場合にその要素の複数体が複製されてもよい。「第１」、「第２」および「第３」などの序数は単に同様の要素を特定するために用いられており、明細書全体に亘っておよび本開示の請求項に亘って異なる序数が用いられてもよい。
【００１３】
本明細書において、「発光デバイス」は光を発するよう構成された任意のデバイスを指し、発光デバイス（ＬＥＤ）、垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）などのレーザ、および適切な電気バイアスの印加に応じて光を発するよう構成された任意の他の電子デバイスを含むがそれらに限定されない。発光デバイスは、ｐ側接続およびｎ側接続が互いに構造の反対側に設けられる垂直構造（例えば、垂直ＬＥＤ）であってもよいし、ｐ側接続およびｎ側接続が構造の同じ側に設けられる横構造であってもよい。本明細書において、「発光デバイスアセンブリ」は、キャリア構造に対して少なくともひとつの発光デバイスが構造的に固定されるアセンブリを指し、例えば基板やマトリクスや少なくともひとつの発光デバイスに安定な機械的サポートを提供するよう構成された任意の他の構造を含んでもよい。
【００１４】
本開示では、デバイスのアレイ（例えば、発光デバイスのアレイやセンサデバイスのアレイ）を成長基板からターゲット基板へ移送するための方法が提供される。ターゲット基板は、任意の配置構成の複数タイプのデバイスの形成が望まれる任意の基板であってもよい。一例では、ターゲット基板は、発光デバイスを駆動するための能動的または受動的マトリクスバックプレーンなどのバックプレーン基板であってもよい。本明細書において、「バックプレーン」または「バックプレーン基板」はその上に複数のデバイスを付着させるよう構成された任意の基板を指す。ある実施の形態では、バックプレーン基板上で隣り合う発光デバイスの中心間距離は、成長基板上で隣り合う発光デバイスの中心間距離の整数倍であってもよい。発光デバイスは、複数の発光デバイス、例えば二つの発光デバイスのグループであって一方が青色光を放つよう構成され他方が緑色光を放つよう構成されるもの、を含んでもよい。発光デバイスは三つの発光デバイスのグループを含んでもよく、そのひとつは青色光を放つよう構成され、もうひとつは緑色光を放つよう構成され、もうひとつは赤色光を放つよう構成される。本明細書において、「隣り合う発光デバイス」は、少なくとも他の発光デバイスよりも近い範囲に配置された複数の発光デバイスを指す。本開示の方法は、成長基板上の発光デバイスアレイからバックプレーン基板への発光デバイスの部分集合の選択的移送を提供することができる。
【００１５】
各初期成長基板上に同じタイプのデバイスを形成することができる。本明細書において、「初期成長基板（initial growth substrate）」は、その上またはその中にデバイスを形成するよう処理される基板を指す。デバイスは、発光デバイスおよび／またはセンサデバイス（例えば、光検出器）および／または他の電子デバイスを含んでもよい。発光デバイスは、垂直発光ダイオードや横発光ダイオードやそれらの組み合わせなどの任意のタイプの発光デバイスであってもよい。各初期成長基板上に同じタイプのデバイスを形成することができ、そのタイプはある初期成長基板と別の初期成長基板とで異なる。初期成長基板のそれぞれにデバイスをアレイとして形成することができる。
【００１６】
初期成長基板上に製造された発光デバイスのうちの大きな割合をバックプレーンへの組み込みのために用いることが、直視型発光デバイスアセンブリを経済的に製造するための重要コンポーネントである。一般に、発光デバイスアセンブリは矩形の視認領域を提供するが、初期成長基板は典型的には円形デバイス領域を有する。初期成長基板の矩形領域からバックプレーンへの発光デバイスの移送の後、円形基板は未利用領域すなわちそこからはデバイスが移送されない領域を有しうる。本開示の方法は、初期成長基板の矩形中央領域の補（領域）を利用するための方法、またはデバイスが移送基板に移送される場合は移送基板の矩形中央領域の補（領域）を利用する方法を提供する。
【００１７】
本開示の方法は、以下の方法のうちのひとつ以上を用いる。ある実施の形態では、ダイ（すなわち、発光デバイスのインスタンス）を一時的なサポートシステムに移送し、ひとつずつバックプレーンに置くことができる。ある実施の形態では、不良マップを一時的な補修テンプレート基板に供給し、並行してバックプレーンに取り付けることができる。ある実施の形態では、ローカル領域置換またはパターン化ピクセル移送を用いてもよい。
【００１８】
図１を参照すると、発光デバイス１０のダイを含む基板が示される。基板は周縁にエッジ除外領域３００を含んでもよく、そこではデバイスは形成されない。基板は第１アレイ配列に構成された同じタイプ（本明細書では、第１タイプと称す）の発光デバイスを含んでもよい。第１タイプの発光デバイスは同じデバイスの複数のインスタンスであり、これは例えば同じピーク波長の光を発する発光デバイスであってもよい。例えば、第１タイプの発光デバイスは赤色発光デバイス、緑色発光デバイス、または青色発光デバイスであってもよい。
【００１９】
第１アレイ配列はプライマリ方向（すなわち、第１アレイ配列のプライマリ方向）に沿ってプライマリ方向ピッチＰｘ１を有し、セカンダリ方向（すなわち、第１アレイ配列のセカンダリ方向）に沿ってセカンダリ方向ピッチＰｙ１を有する。本明細書で用いられる場合、アレイ配列のプライマリ方向およびセカンダリ方向は、二つの方向のそれぞれに沿ってアレイ配列の単位セルが繰り返されるときのその二つの方向を指す。矩形アレイ配列では、プライマリ方向およびセカンダリ方向は互いに直交し、ｘ方向およびｙ方向と称される。
【００２０】
基板上の発光デバイス１０を、第２アレイ配列の接着サイトを有する複数のバックプレーンに移送することができる。発光デバイス１０の移送のために、所定の移送パターンおよび所定の移送シーケンスを用いることができる。基板からの発光デバイス１０に併せて追加的基板から提供される異なるタイプの発光デバイスを用いることで、機能的直視型発光デバイスアセンブリを提供することができる。
【００２１】
図２Ａ−２Ｅを参照すると、三つの異なるタイプのデバイス（１０Ｂ、１０Ｇ、１０Ｒ）（例えば、それぞれ、青色、緑色および赤色発光ＬＥＤ）を三つのバックプレーン（ＢＰ１、ＢＰ２、ＢＰ３、ＢＰ４）へ移送するための、例示的移送パターンおよび例示的移送シーケンスが示される。三つの異なるタイプのデバイス（１０Ｂ、１０Ｇ、１０Ｒ）は三つのソース基板（Ｂ、Ｇ、Ｒ）上に設けられ、それらのソース基板は三つの移送基板または三つの成長基板、またはそれらの組み合わせを含んでもよい。第１発光デバイス１０Ｂは第１ソース基板Ｂに設けられてもよく、第２発光デバイス１０Ｇは第２ソース基板Ｇに設けられてもよく、第３発光デバイス１０Ｒは第３ソース基板Ｒに設けられてもよい。
【００２２】
移送シーケンスの各ステップにおける、ソース基板（Ｂ、Ｇ、Ｒ）およびバックプレーン（ＢＰ１、ＢＰ２、ＢＰ３、ＢＰ４）上の種々のデバイス（１０Ｂ、１０Ｇ、１０Ｒ）の存否の変化が図２Ａ−２Ｅに示される。図２Ａはデバイス（１０Ｂ、１０Ｇ、１０Ｒ）の移送の前の構成に対応し、図２Ｂは移送ステップ１−３を行った後の構成に対応し、図２Ｃはステップ４−６を行った後の構成に対応し、図２Ｄはステップ７−９を行った後の構成に対応し、図２Ｅはステップ１０−１２を行った後の構成に対応する。ステップ１−３は互いに独立であるから図２Ｂに示されるステップ１−３を任意の順序にシャッフルしてもよいこと、ステップ４−６は互いに独立であるから図２Ｃに示されるステップ４−６を任意の順序にシャッフルしてもよいこと、ステップ７−９は互いに独立であるから図２Ｄに示されるステップ７−９を任意の順序にシャッフルしてもよいこと、ステップ１０−１２は互いに独立であるから図２Ｅに示されるステップ１０−１２を任意の順序にシャッフルしてもよいこと、は注意されるべきである。
【００２３】
四つのソース基板（Ｂ、Ｇ、Ｒ）および四つのバックプレーン（ＢＰ１、ＢＰ２、ＢＰ３、ＢＰ４）が用いられる場合について例示的な移送パターンおよび例示的な移送シーケンスが説明されたが、本開示の方法はｍ個の移送アセンブリおよびｎ個のバックプレーンが用いられる任意の場合に適用可能である。ここで、ｍは１よりも大きな整数であり、ｎは１よりも大きな整数であり、ｎはｍよりも小さくない。ｎ個のバックプレーンがｍ個の移送アセンブリからのデバイスと接着されることで、ｎ個の集積発光デバイスアセンブリを形成できる。ある実施の形態では、ｎはｍと同じか、それよりも大きい。
【００２４】
複数の移送アセンブリ、例えばｍ個の移送アセンブリ、が提供される。ｍ個の移送アセンブリのそれぞれは、対応するソース基板（Ｂ、Ｇ、Ｒ）と、同じ二次元周期性を有する二次元アレイ内の対応するデバイス（１０Ｂ、１０Ｇ、１０Ｒ）と、を備える。本明細書において、複数の構造についての同じ二次元周期性は以下の構成を指す。複数の構造のそれぞれは対応する単位構造を有し、対応する単位構造のインスタンスは二つの独立した周期性方向（例えば、第１周期性方向および第２周期性方向）に沿って繰り返され、全ての複数の構造について単位構造は対応する第１周期性方向に沿って同じ第１ピッチで繰り返されると共に対応する第２周期性方向に沿って同じ第２ピッチで繰り返され、全ての複数の構造について第１周期性方向と第２周期性方向との間の角度は同じである。ｎ個のバックプレーンのそれぞれは、ｍタイプのデバイスを取り付けるよう構成された対応する単位導電性接着構造パターンの周期的繰り返しを有する。
【００２５】
ｍタイプのデバイスのそれぞれは、ｍ個の移送アセンブリのうちのひとつの対応する移送アセンブリ内のデバイスのうちのひとつであってもよい。各単位導電性接着構造パターンのピッチであってｎ個のバックプレーンのそれぞれ内における二つの独立な方向に沿ったピッチは、ｍ個の移送アセンブリのそれぞれ内のデバイスの二次元周期性の対応するピッチの倍数であってもよい。説明的な例において、デバイス（１０Ｂ、１０Ｇ、１０Ｒ）のそれぞれは、第１方向に沿った第１周期性ａと第２方向（これは第１方向に垂直であってもよい）に沿った第２周期性ｂとを伴う対応する移送アセンブリ内において周期的であってもよい。各バックプレーン内の単位導電性接着パッドパターンは、第１方向に沿った第１周期性２ａ（これはａの整数倍）と、第２方向（これは第１方向に垂直であってもよい）に沿った第２周期性２ｂ（これはｂの整数倍）と、を有してもよい。
【００２６】
ｍ個の移送アセンブリのそれぞれからのデバイス（１０Ｂ、１０Ｇ、１０Ｒ）の部分集合はｎ個のバックプレーンのうちの対応するバックプレーン（ＢＰ１、ＢＰ２、ＢＰ３、ＢＰ４）に順番に移送されうる。これは、対応する移送アセンブリ上に存在するデバイスと、対応するバックプレーン（ＢＰ１、ＢＰ２、ＢＰ３、ＢＰ４）に以前に接着されたデバイス（１０Ｂ、１０Ｇ、１０Ｒ）（もしあれば）のいずれかと、の衝突を起こらないようにする、対応するバックプレーン（ＢＰ１、ＢＰ２、ＢＰ３、ＢＰ４）上の位置に、各対応する移送アセンブリを配置することによる。
【００２７】
ある実施の形態では、発光デバイスアセンブリの第２アレイ配列の単位セルＵ１は、プライマリ方向に沿って第２プライマリ方向ピッチＰｘ２の第１長さを有する辺の第１組と、セカンダリ方向に沿って第２セカンダリ向ピッチＰｙ２の第２長さを有する辺の第２組と、を有する矩形によって定義されてもよい。ある実施の形態では、単位セルＵ１は、第１タイプ発光デバイス１０Ｒ（これは赤色発光デバイスであってもよい）と、第２タイプ発光デバイス１０Ｇ（これは緑色発光デバイスであってもよい）と、第３タイプ発光デバイス１０Ｂ（これは青色発光デバイスであってもよい）と、補修発光デバイスを収容するよう構成された空のサイト１０Ｅと、を含んでもよい。
【００２８】
ピクセルの第１、第２および第３タイプの発光デバイス（１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂ）のそれぞれが機能している場合、そのようなピクセルは機能するピクセルであり、そのピクセルへの補修発光デバイスの取り付けは不要である。ピクセルの第１、第２および第３タイプの発光デバイス（１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂ）のいずれかが不良であるすなわち機能しない場合、そのようなピクセルは不良すなわち機能しないピクセルであり、そのピクセルへの補修発光デバイスの取り付けは不要である。この場合、そのような不良ピクセルの空のサイト１０Ｅを用いることで補修発光デバイスを取り付けることができる。不良ピクセルの各空のサイト１０Ｅは、補修発光デバイスがそこに取り付けられる必要がある補修サイトである。
【００２９】
一般に、発光デバイスアセンブリは、バックプレーンと、第２アレイ配列にある接着サイトにおける第１タイプの発光デバイスのインスタンスと、を含む。任意の所与の発光デバイスアセンブリに対して補修サイトを特定することができる。そのようなアセンブリは、ベースピッチ領域１００を含む基板からの発光デバイスを用いることで、および／または追加的基板からの発光デバイスを用いることで、形成されうる。ある実施の形態では、発光デバイスのひとつのタイプ、例えば第１タイプの発光デバイス、の機能に基づいて、補修サイトの第１集合を定義することができる。補修サイトの第１集合のそれぞれは、対応する補修発光デバイスを収容するよう構成された空のサイト１０Ｅであってもよい。補修サイトの第１集合のそれぞれは、第１タイプの発光デバイスの不良インスタンスを含むピクセル内に設けられてもよい。
【００３０】
図３Ａ−３Ｄは、本開示のある態様に係る、発光デバイスアセンブリを形成する方法を示す。図３Ａを参照すると、その上に発光デバイス１０を伴う透明物質層８が示されている。透明物質層８は、図２Ａ−２Ｄで説明された第１ソース基板Ｂ、第２ソース基板Ｇおよび第３ソース基板Ｒのいずれかであってもよい。発光デバイス１０は上述の発光デバイス（１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂ）のいずれかであってもよい。
【００３１】
ある実施の形態では、透明物質層８はサファイアなどの透明物質を含んでもよい。発光デバイス１０の製造中に、透明物質層８上に、非ドープＩＩＩ−Ｖ族化合物物質層と、ｎドープＩＩＩ−Ｖ族化合物物質層と、マルチ量子井戸層と、ｐドープ化合物半導体層と、透明導電性酸化物層と、を含む層スタックを順番に形成してもよい。ある実施の形態では、ｎドープＩＩＩ−Ｖ族化合物物質層と、マルチ量子井戸層と、ｐドープ化合物半導体層と、は単結晶であってもよく、単結晶サファイア（酸化アルミニウム）基板であってもよい透明物質層８の単結晶格子構造にエピタキシャルに揃えられてもよい。
【００３２】
誘電体物質（例えば、酸化アルミニウム）を含む絶縁物質部分１６を形成することで、各発光デバイス１０の横方向広がりを輪郭付けることができる。層スタックを通じてダイシングチャネル１９を形成することで、層スタックを、非ドープＩＩＩ−Ｖ族化合物物質層１１と発光デバイス１０とからなるスタックに分割することができる。発光デバイス１０のそれぞれは、ｎドープＩＩＩ−Ｖ族化合物物質層１２と、マルチ量子井戸１３と、ｐドープＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層１４と、透明導電性酸化物層１５と、の垂直スタックを含むことができる。非限定的説明用例示として、各非ドープＩＩＩ−Ｖ族化合物物質層１１は非ドープ窒化ガリウムを含むことができ、各ｎドープＩＩＩ−Ｖ族化合物物質層１２はｎドープ窒化ガリウムを含むことができ、各マルチ量子井戸１３は窒化ガリウム層と窒化インジウムガリウム層との周期的繰り返しを含むことができ、各ｐドープＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層１４はｐドープ窒化ガリウムを含むことができ、および／または各透明導電性酸化物層１５は酸化インジウムスズを含むことができる。透明物質層８と非ドープＩＩＩ−Ｖ族化合物物質層１１の種々の部分とのスタックは合わせて基板（８、１１）を構成し、その基板の上に発光デバイス１０のアレイが設けられる。
【００３３】
デバイス側接着パッド１７は各発光デバイス１０の上に形成されてもよい。各デバイス側接着パッド１７は、Ｎｉ、Ａｕ、および／またはＣｕなどの接着パッド材を含んでもよい。オプションで、デバイス側はんだ材部分１８は、各デバイス側接着パッド１７の上に形成されてもよい。デバイス側はんだ材部分１８は例えば無鉛はんだ材を含んでもよい。したがって、基板（８、１１）はその上に発光デバイス１０のダイを伴って提供される。デバイス側接着パッド１７は発光デバイス１０のそれぞれの上に提供される。
【００３４】
バックプレーン３２が提供される。バックプレーン３２は、透明基板と、該透明基板の前面上に形成された金属相互接続層３２５と、を含む。ある実施の形態では、透明基板は、後続の処理ステップにおいて用いられるレーザビームの波長に対して透明な高分子プラスチック材を含んでもよい。ある実施の形態では、バックプレーン３２の透明基板は、１０ｎｍから４００ｎｍの範囲であるところの紫外範囲の一部内で透明であってもよい。ある実施の形態では、金属相互接続層３２５は少なくともひとつの絶縁性物質に埋め込まれた複数の金属相互接続構造を含み、かつ、バックプレーン３２上に接着されるべき発光デバイスとバックプレーン３２の入力ピン／出力ピンとの間の電気的接続を提供してもよい。
【００３５】
バックプレーン側接着パッド３４はバックプレーン３２の前側に形成されてもよい。オプションで、バックプレーン側はんだ材部分３８は、各バックプレーン側接着パッド３４の上に形成されてもよい。
【００３６】
デバイス側接着パッド１７とバックプレーン側接着パッド３４とは二つの方向に沿って同じピッチを有するアレイ配列を有してもよい。例えば、デバイス側接着パッド１７とバックプレーン側接着パッド３４とは、図１に示されるような、プライマリ方向ピッチＰｘ１とセカンダリ方向ピッチＰｙ１とを有する第１アレイ配列を有してもよい。
【００３７】
図３Ｂを参照すると、基板（８、１１）とバックプレーン３２とは、デバイス側接着パッド１７とバックプレーン側接着パッド３４とが互いに面するように位置決めされてもよい。ある実施の形態では、デバイス側接着パッド１７はバックプレーン側接着パッド３４の上にあるか、下にあってもよい。デバイス側接着パッド１７とバックプレーン側接着パッド３４との対向ペアのそれぞれの間に、少なくともひとつのはんだ材部分（１８、３８）が設けられる。ある実施の形態では、デバイス側接着パッド１７とバックプレーン側接着パッド３４との対向ペアのそれぞれの間に、デバイス側はんだ材部分１８とバックプレーン側はんだ材部分３８とのペアが設けられてもよい。
【００３８】
バックプレーン３２と基板（８、１１）とは図２Ａに示されるような構成の接着サイトを含むが、バックプレーン３２は以前に取り付けられた発光デバイスを含んでもよく、基板（８、１１）上に存在する発光デバイス１０はバックプレーン３２上の以前に取り付けられた発光デバイスの存在に対応する空のサイトを有してもよい。言い換えると、図２Ａ−２Ｅの処理ステップの間のいずれかの処理ステップにおいて発光デバイスの移送が生じうるが、これは、基板（８、１１）上の発光デバイス１０の間にマッチする空のサイトが提供され、これによりバックプレーン３２に既に存在する発光デバイスとの衝突を避けることができることが前提となっている。
【００３９】
発光デバイス１０のうちの少なくともひとつをバックプレーン３２に接着する。加熱レーザを用いることで、発光デバイス１０の選択された部分集合をバックプレーン３２に接着することができる。特に、発光デバイス１０の選択された部分集合をバックプレーン３２に接着することは、バックプレーン３２を通じて第１レーザビーム７７を照射し、対応する少なくともひとつのはんだ材部分（１８、３８）をリフローすることにより行われうる。ある実施の形態では。金属相互接続層３２５は、各バックプレーン側接着パッド３４の上にあるエリアの中央領域内に開口を有してもよく、これにより、金属相互接続構造（例えば、金属線や金属ビア構造）を加熱すること無く、その開口を通じた第１レーザビーム７７の通過を許すことができる。言い換えると、金属相互接続層３２５におけるバックプレーン側接着パッド３４の上にあるエリアの中央領域のそれぞれには金属相互接続構造がなくてもよい。
【００４０】
ある実施の形態では、加熱レーザは赤外波長を用いてもよい。例えば、加熱レーザは０．８ミクロンから２０ミクロン、例えば１から２ミクロン、の範囲内の波長を有してもよく、これにより、少なくともひとつのはんだ材部分（１８、３８）を加熱しつつ、バックプレーン３２の加熱を避けることができる。加熱されリフローされた少なくともひとつのはんだ材部分（１８、３８）は固化して接着はんだ材部分４８となり、これはバックプレーン３２および発光デバイス１０のうちのひとつの両方への接着を提供する。
【００４１】
図３Ｃを参照すると、基板（８、１１）を通じて第２レーザビーム８７を、少なくともひとつの接着された発光デバイス１０と接する基板（８、１１）の各領域に、照射することによって、基板（８、１１）から少なくともひとつの接着された発光デバイス１０のそれぞれを切り離すことができる。ある実施の形態では、基板（８、１１）はサファイア（透明物質層８内に具現化されているように）を含み、第２レーザビームの適用の前の少なくともひとつの接着された発光デバイス１０と接する基板（８、１１）の各領域は化合物半導体物質（例えば、非ドープＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体物質)を含む。
【００４２】
ある実施の形態では、第２レーザビーム８７は、少なくともひとつの接着された発光デバイス１０と接する基板（８、１１）の各領域を切除する。ある実施の形態では、第２レーザビーム８７は、少なくともひとつの接着された発光デバイス１０と接する各非ドープＩＩＩ−Ｖ族化合物物質層１１を切除する。
【００４３】
第２レーザビーム８７を提供するために用いられるレーザ（本明細書では「切除レーザ」と称す）の波長は加熱レーザの波長とは異なるもの（例えば、より短いもの）であってもよい。切除レーザの波長は、例えば０．１ミクロンと０．７５ミクロンとの間、例えば０．２５から０．５ミクロン、であってもよい。ある実施の形態では、切除レーザの波長は、紫外範囲内、すなわち１０ｎｍから４００ｎｍの範囲内、であってもよい。
【００４４】
図３Ｄを参照すると、バックプレーン３２と取り付けられた発光デバイス１０とのアセンブリは、基板（８、１１）およびその基板（８、１１）に付いている非接着発光デバイス１０から分離されてもよい。バックプレーン３２と取り付けられた発光デバイス１０とのアセンブリの分離は、バックプレーン３２と取り付けられた発光デバイス１０とのアセンブリを基板（８、１１）から引き上げることにより行われてもよい。上にある発光デバイスを保持していた非ドープＩＩＩ−Ｖ族化合物物質層１１の各部分は図３Ｃの処理ステップにおいて切除されてしまったからである。
【００４５】
図４Ａ−４Ｃは、本開示のある態様に係る、発光デバイスアセンブリを形成する方法を示す。少なくともひとつの発光デバイスは少なくともひとつの不良発光デバイスを含んでもよい。そのような発光デバイスを例示的な発光デバイスアセンブリから除去することで、少なくともひとつの置換発光デバイスを取り付ける先となる少なくともひとつの空のサイトを提供することができる。バックプレーン３２および／または発光デバイス１０は上述の実施の形態のものと同じであってもよい。
【００４６】
上述の方法を用いることで、発光デバイス１０を基板（８、１１）からバックプレーン３２へ、発光デバイス１０をバックプレーン３２の接着サイトへ接着することによって、移送することができる。バックプレーン３２に異なるタイプの発光デバイス１０を取り付けることでピクセルを形成でき、該ピクセルにおいてそのなかの各発光デバイス１０はサブピクセルとして機能する。例えば、図２Ａ−２Ｅで説明される方法を用いて、バックプレーン３２と発光デバイス１０のアレイとを含む発光デバイスアセンブリを形成することができる。
【００４７】
図４Ｂを参照すると、例えば、バックプレーン３２に接着されたときに発光デバイスを検査することによって、少なくともひとつの不良発光デバイス１０を特定することができる。少なくともひとつの不良発光デバイス１０のそれぞれは、次いで、少なくともひとつの機能する発光デバイスとの置換のために、バックプレーン３２から除去されてもよい。例えば、各選択された発光デバイス１０に対して真空吸引が提供されてもよい。ある実施の形態では、この処理ステップにおいて、移送された発光デバイス１０に真空チャック８８を適用することができる。ある実施の形態では、真空チャック８８は真空吸引を、バックプレーン３２に付いている全ての発光デバイス１０に対して適用してもよい。
【００４８】
レーザ照射プロセスが行われ、そこではレーザビーム９７がバックプレーン３２を通過して、少なくともひとつの不良発光デバイス１０の下にある各接着はんだ材部分４８に当たる。照射された接着はんだ材部分４８はリフローするので、上にある発光デバイス１０をバックプレーン３２から切り離すことができる。真空吸引はレーザ照射プロセスを通じて維持されてもよい。したがって、照射された接着はんだ材部分４８の上にある各発光デバイス１０をバックプレーン３２から切り離すことができる。
【００４９】
図４Ｃを参照すると、レーザ照射プロセスを通じてバックプレーンから切り離された各不良発光デバイス１０を、その切り離された発光デバイス１０に対する真空吸引を維持しつつ残りの発光デバイスアセンブリから真空チャック８８を引き上げることによって、除去することができる。したがって、各切り離された発光デバイス１０に対する真空吸引を維持しつつ、レーザ照射プロセス後もバックプレーン上に残る発光デバイス１０の部分集合から真空チャック８８を分離する。バックプレーン側はんだ材部分９８は、そこから発光デバイス１０が取り外された各バックプレーン側接着パッド３４の上に提供されてもよい。
【００５０】
ある実施の形態では、バックプレーン３２は、レーザビーム９７の紫外の波長に対して透明な高分子プラスチック材を含んでもよい。ある実施の形態では、レーザビーム９７は、紫外波長、すなわち１０ｎｍから４００ｎｍの範囲内の波長、を有してもよい。ある実施の形態では、バックプレーン３２は金属相互接続層３２５を含み、該金属相互接続層３２５は少なくともひとつの絶縁性物質に埋め込まれた複数の金属相互接続構造を含み、かつ、バックプレーン３２上の発光デバイス１０とバックプレーン３２の入力ピン／出力ピンとの間の電気的接続を提供してもよい。
【００５１】
図５Ａおよび５Ｂは、本開示のある態様に係る、発光デバイスアセンブリを形成する方法を示す。図５Ａを参照すると、バックプレーン３２および／または発光デバイス１０は上述の実施の形態におけるものと同じコンポーネントを含んでもよい。例えば、発光デバイスアセンブリは、発光デバイス１０を基板（８、１１）からバックプレーンへ、発光デバイス１０をバックプレーン３２の接着サイトへ接着することによって、移送することによって、形成されてもよい。加えて、バックプレーン３２はその上に少なくともひとつのデバイスコンポーネント６２Ａを含んでもよく、それは少なくともひとつのディスクリートデバイスコンポーネントであってもよい。本明細書で用いられる場合、ディスクリートデバイスコンポーネントは、他のデバイスコンポーネントと電気的に接続されていない単一のデバイスコンポーネントを指す。デバイスコンポーネントの例は、レーザヒューズ、導電性トレース、および発光デバイス１０に給電するためのルーティング回路を含むがそれらに限定されない。
【００５２】
例示的な発光デバイスアセンブリの少なくともひとつのデバイスコンポーネント６２Ａはレーザビーム９７を用いることで変更されうる。特に、バックプレーン３２を通じてレーザビーム９７を照射することによって、バックプレーン３２上の選択されたデバイスコンポーネントの電気的特性を変えることができる。この場合、レーザビーム９７はバックプレーン３２を通過してデバイスコンポーネント６２Ａに当たり、その結果、レーザビーム９７はデバイスコンポーネント６２Ａにおける物理的変化を誘起する。説明用の例として、選択されたデバイスコンポーネントの電気的特性は、デバイスコンポーネントの抵抗または導電性であってもよく、物理的変化は、選択されたデバイスコンポーネントの電気伝導経路の一部の切除であってもよい。したがって、デバイスコンポーネント６２Ａ内に設けられる導電経路は、レーザビーム９７による照射の後、電気的オープンを提供してもよい。デバイスコンポーネント６２Ａにレーザビーム９７を照射して電気的特性を変えることで、プログラムされたデバイスコンポーネント６２Ｂにする。対照的に、レーザビーム９７を照射せずに最初の電気的特性を維持させたデバイスコンポーネント６２Ａを、本明細書では、非プログラムデバイスコンポーネントと称す。図５Ｂは、バックプレーン３２上にプログラムされたデバイスコンポーネント６２Ｂと非プログラムデバイスコンポーネント６２Ａとが存在する構成を示す。
【００５３】
ある実施の形態では、発光デバイス１０のそれぞれは、マルチ量子井戸１３と、ｐドープＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層１４と、透明導電性酸化物層１５と、の垂直スタックを含んでもよい。ある実施の形態では、レーザビーム９７は紫外の波長（すなわち、１０ｎｍから４００ｎｍの範囲内の波長）を有してもよく、バックプレーン３２は、レーザビーム９７の紫外の波長に対して透明な高分子プラスチック材を含んでもよい。ある実施の形態では、バックプレーン３２は金属相互接続層３２５を含んでもよく、該金属相互接続層３２５は少なくともひとつの絶縁性物質に埋め込まれた複数の金属相互接続構造を含み、かつ、バックプレーン３２上の発光デバイス１０とバックプレーン３２の入力ピン／出力ピンとの間の電気的接続を提供してもよい。
【００５４】
上記は具体的な好適な実施の形態を参照するが、本発明はそれに限定されないことは理解されるであろう。開示された実施の形態に対して種々の変更がなされうること、および、そのような変更が本発明の範囲内にあることが意図されていること、は当業者には理解されるであろう。本開示では具体的な構成および／または配置を用いる実施の形態を説明したが、本発明は、機能的に同等な他の可換な構成および／または配置によって、そのような代替が明示的に禁止されるかそうでなければ当業者にそれが不可能であると知られているということがない限りにおいて、実施されうることは理解される。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【国際調査報告】
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