(57)【要約】      （修正有）【課題】マイクロ発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ及びアセンブリ装置を開示する。【解決手段】マイクロ発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイパネルのピクセル素子７５０は、第１の色のナノワイヤＬＥＤと、第１の色とは異なる第２の色のナノワイヤＬＥＤと、一対の、第１及び第２の色とは異なる第３の色のナノワイヤＬＥＤとを含む。連続した絶縁材料層７１４が、第１の色のナノワイヤＬＥＤ、第２の色のナノワイヤＬＥＤ、及び一対の第３の色のナノワイヤＬＥＤを横方向で取り囲んでいる。【選択図】図７
2019036719.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイパネルのピクセル素子であって、
第１の色のナノワイヤＬＥＤと、
前記第１の色とは異なる第２の色のナノワイヤＬＥＤと、
一対の、前記第１及び第２の色とは異なる第３の色のナノワイヤＬＥＤと、
前記第１の色のナノワイヤＬＥＤ、前記第２の色のナノワイヤＬＥＤ、及び前記一対の第３の色のナノワイヤＬＥＤを横方向で取り囲む連続した絶縁材料層と、
を有するピクセル素子。
【請求項２】
前記第１の色は赤色であり、前記第２の色は緑色であり、前記第３の色は青色である、請求項１に記載のピクセル素子。
【請求項３】
前記第１の色は赤色であり、前記第２の色は青色であり、前記第３の色は緑色である、請求項１に記載のピクセル素子。
【請求項４】
前記第１の色は青色であり、前記第２の色は緑色であり、前記第３の色は赤色である、請求項１に記載のピクセル素子。
【請求項５】
前記第１の色のナノワイヤＬＥＤ、前記第２の色のナノワイヤＬＥＤ、及び前記一対の第３の色のナノワイヤＬＥＤは、平面図で見て２×２配列を有する、請求項１に記載のピクセル素子。
【請求項６】
前記第１の色のナノワイヤＬＥＤ、前記第２の色のナノワイヤＬＥＤ、及び前記一対の第３の色のナノワイヤＬＥＤは、窒化ガリウム（ＧａＮ）コアを有する、請求項１に記載のピクセル素子。
【請求項７】
前記第１の色のナノワイヤＬＥＤ、前記第２の色のナノワイヤＬＥＤ、及び前記一対の第３の色のナノワイヤＬＥＤは、窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）シェルを有する、請求項６に記載のピクセル素子。
【請求項８】
前記連続した絶縁材料層は、酸化シリコン、又は炭素ドープされた二酸化シリコンを有する、請求項１に記載のピクセル素子。
【請求項９】
基板の上のＧａＮナノワイヤと、
前記ＧａＮナノワイヤ上のＩｎＧａＮシェル層と、
前記ＩｎＧａＮシェル層上のＩｎＧａＮ活性層であり、前記ＩｎＧａＮシェル層よりも高濃度のＩｎを有するＩｎＧａＮ活性層と、
を有する赤色発光ダイオード構造。
【請求項１０】
前記ＩｎＧａＮシェル層は、Ｉｎ０．２Ｇａ０．８Ｎ材料の層である、請求項９に記載の赤色発光ダイオード構造。
【請求項１１】
前記ＩｎＧａＮ活性層は、Ｉｎ０．４Ｇａ０．６Ｎ材料の層である、請求項１０に記載の赤色発光ダイオード構造。
【請求項１２】
前記ＩｎＧａＮ活性層上のクラッド層であり、ｐ型ＧａＮ又はｐ型ＺｎＯを有するクラッド層、を更に有する請求項９に記載の赤色発光ダイオード構造。
【請求項１３】
前記ＩｎＧａＮ活性層は、６１０−６３０ナノメートルの範囲内の波長を発する、請求項９に記載の赤色発光ダイオード構造。
【請求項１４】
前記基板は、シリコン基板又はサファイア基板である、請求項９に記載の赤色発光ダイオード構造。
【請求項１５】
基板の上のＩｎＧａＮナノワイヤと、
前記ＩｎＧａＮナノワイヤ上のＩｎＧａＮ活性層であり、前記ＩｎＧａＮナノワイヤよりも高濃度のＩｎを有するＩｎＧａＮ活性層と、
を有する赤色発光ダイオード構造。
【請求項１６】
前記ＩｎＧａＮナノワイヤは、Ｉｎ０．２Ｇａ０．８Ｎ材料のナノワイヤである、請求項１５に記載の赤色発光ダイオード構造。
【請求項１７】
前記ＩｎＧａＮ活性層は、Ｉｎ０．４Ｇａ０．６Ｎ材料の層である、請求項１６に記載の赤色発光ダイオード構造。
【請求項１８】
前記ＩｎＧａＮ活性層上のクラッド層であり、ｐ型ＧａＮ又はｐ型ＺｎＯを有するクラッド層、を更に有する請求項１５に記載の赤色発光ダイオード構造。
【請求項１９】
前記ＩｎＧａＮ活性層は、６１０−６３０ナノメートルの範囲内の波長を発する、請求項１５に記載の赤色発光ダイオード構造。
【請求項２０】
前記基板は、シリコン基板又はサファイア基板である、請求項１５に記載の赤色発光ダイオード構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、マイクロＬＥＤディスプレイの分野にある。
【背景技術】
【０００２】
マイクロスケールの発光ダイオード（ＬＥＤ）を有するディスプレイが、マイクロＬＥＤ、ｍＬＥＤ、及びμＬＥＤとして知られている。名前が暗示するように、マイクロＬＥＤディスプレイは、個々のピクセル素子を形成するマイクロＬＥＤのアレイを有する。
【０００３】
ピクセルは、ディスプレイスクリーン上の微小な照明領域とすることができ、そのうちの多数のもので画像が構成される。換言すれば、ピクセルは、一緒になってディスプレイ上に画像を構成する小さい個別素子とし得る。これらの主として正方形又は長方形の形状をしたユニットが、画像内の情報の最小アイテムであり得る。ピクセルは通常、２次元（２Ｄ）グリッドにて配列され、点、正方形、又は長方形を用いて表現される。ピクセルは、幾何学座標を有した、ディスプレイ又はデジタル画像の基本ビルディングブロックとし得る。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】本開示の一実施形態に従った、ディスプレイボンダー装置の概略の断面図を例示している。
【図２Ａ】図２Ａ−２Ｃ、２Ｄ１、２Ｄ２、及び２Ｅは、本開示の一実施形態に従った、ピクセル素子又はＲＧＢチップをキャリアプレートからディスプレイバックプレーンに転写する方法の断面図を例示している。
【図２Ｂ】図２Ａ−２Ｃ、２Ｄ１、２Ｄ２、及び２Ｅは、本開示の一実施形態に従った、ピクセル素子又はＲＧＢチップをキャリアプレートからディスプレイバックプレーンに転写する方法の断面図を例示している。
【図２Ｃ】図２Ａ−２Ｃ、２Ｄ１、２Ｄ２、及び２Ｅは、本開示の一実施形態に従った、ピクセル素子又はＲＧＢチップをキャリアプレートからディスプレイバックプレーンに転写する方法の断面図を例示している。
【図２Ｄ（１）】図２Ａ−２Ｃ、２Ｄ１、２Ｄ２、及び２Ｅは、本開示の一実施形態に従った、ピクセル素子又はＲＧＢチップをキャリアプレートからディスプレイバックプレーンに転写する方法の断面図を例示している。
【図２Ｄ（２）】図２Ａ−２Ｃ、２Ｄ１、２Ｄ２、及び２Ｅは、本開示の一実施形態に従った、ピクセル素子又はＲＧＢチップをキャリアプレートからディスプレイバックプレーンに転写する方法の断面図を例示している。
【図２Ｅ】図２Ａ−２Ｃ、２Ｄ１、２Ｄ２、及び２Ｅは、本開示の一実施形態に従った、ピクセル素子又はＲＧＢチップをキャリアプレートからディスプレイバックプレーンに転写する方法の断面図を例示している。
【図３】本開示の他の一実施形態に従った、他のディスプレイボンダー装置の概略の断面図を例示している。
【図４Ａ】図４Ａ−４Ｄは、本開示の一実施形態に従った、ピクセル素子又はＲＧＢチップをシリコンウエハからディスプレイバックプレーンに転写する方法の断面図を例示している。
【図４Ｂ】図４Ａ−４Ｄは、本開示の一実施形態に従った、ピクセル素子又はＲＧＢチップをシリコンウエハからディスプレイバックプレーンに転写する方法の断面図を例示している。
【図４Ｃ】図４Ａ−４Ｄは、本開示の一実施形態に従った、ピクセル素子又はＲＧＢチップをシリコンウエハからディスプレイバックプレーンに転写する方法の断面図を例示している。
【図４Ｄ】図４Ａ−４Ｄは、本開示の一実施形態に従った、ピクセル素子又はＲＧＢチップをシリコンウエハからディスプレイバックプレーンに転写する方法の断面図を例示している。
【図５】本開示の一実施形態に従った、ＲＧＢピクセル（チップ）を転写するためにキャリアプレートウエハ又はシリコンウエハの上でディスプレイバックプレーンがどのように移動されるかと、対応するピクセル領域とを示す平面図を例示している。
【図６】本開示の一実施形態に従った、様々な条件下で計算したウエハ当たりのディスプレイ数を示す表である。
【図７】本開示の一実施形態に従った、３つのナノワイヤＬＥＤを有するＲＧＢチップの断面図を例示している。
【図８Ａ】本開示の一実施形態に従った、ＧａＮナノワイヤベースのＬＥＤの断面図を、ＬＥＤの特定の層をハイライトして例示している。
【図８Ｂ】本開示の一実施形態に従った、ＩｎＧａＮナノワイヤベースのＬＥＤの断面図を、ＬＥＤの特定の層をハイライトして例示している。
【図８Ｃ】本開示の一実施形態に従った、ＧａＮナノピラミッドベースのＬＥＤの断面図を、ＬＥＤの特定の層をハイライトして例示している。
【図８Ｄ】本開示の一実施形態に従った、ＧａＮアキシャルナノワイヤベースのＬＥＤの断面図を、ＬＥＤの特定の層をハイライトして例示している。
【図９】本開示の一実施形態に従った、ＲＧＢディスプレイ製造プロセスを例示するフロー図である。
【図１０】本開示の一実施形態に従った、バックプレーンにおけるＬＥＤピクセルの流体セルフアセンブリの概略を例示している。
【図１１】本開示の一実施形態に従った、異なる着地方向のＬＥＤピクセルを持つ図１０のバックプレーンを例示している。
【図１２】本開示の一実施形態に従った、マイクロＬＥＤ用の流体セルフアセンブリ装置の概略図を例示している。
【図１３】本開示の一実施形態に従った、（ａ）機能しないＬＥＤの特定、及び（ｂ）機能するＬＥＤの流体中への懸濁を例示している。
【図１４】本開示の一実施形態に従った、その中に微小溝１４０２を有するキャリア１４００の斜視図を例示している。
【図１５】本開示の一実施形態に従った、流体セルフアセンブリを用いてマイクロＬＥＤチップが一時的なキャリアプレートの微小溝内に捕獲された後に、一時的なキャリアプレート内のマイクロＬＥＤチップをディスプレイバックプレーンのマイクロバンプに接合するプロセスの断面図を例示している。
【図１６】本開示の一実施形態に従った、バックプレーンの微小溝内に直接的にマイクロＬＥＤチップをアセンブリするプロセスの断面図を例示している。
【図１７】本開示の一実施形態に従った、電気泳動を伴うアセンブリアプローチにおける様々な処理の断面図を例示している。
【図１８】本開示の一実施形態に従ったディスプレイアーキテクチャの模式図である。
【図１９】本開示の一実施形態に従った、ディスプレイを有するエレクトロニクス装置である。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
マイクロ発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ及びアセンブリ装置が記述される。以下の説明において、以下の説明では、本開示の実施形態の完全なる理解を提供するために、例えば特定の材料及び構造レジームなどの数多くの具体的詳細事項が説明される。当業者に明らかになるように、本開示の実施形態は、これらの具体的詳細事項を用いずに実施されてもよい。また、本開示の実施形態をいたずらに不明瞭にしないために、例えばシングルダマシンプロセス又はデュアルダマシンプロセスなどの周知の機構は詳細には説明されない。さらに、理解されるべきことには、図面に示された様々な実施形態は、例示的な表現であり、必ずしも縮尺通りに描かれていない。一部のケースでは、様々な処理が、複数の別個の処理として説明され、それにより、本開示を理解する際に非常に役立つように説明されるが、説明の順序は、それらの処理が必然的に順序依存であることを意味するものとして解釈されるべきでない。特に、それらの処理は、提示の順序で実行される必要はない。
【０００６】
特定の用語も、以下の説明では、参考の目的だけのために使用されることがあり、それ故に、限定することを意図したものではない。例えば、“上側”、“下側”、“上方”、“下方”、及び“底部”及び“頂部”などの用語は、参照される図の中での方向を指す。例えば“前”、“後ろ”、“後方”、及び“側方”などの用語は、説明されているコンポーネントを記載しているテキスト及び関連する図を参照することによって明らかになる一貫しているが恣意的である基準フレームの中での、コンポーネントの向き及び／又は位置を記述するものである。そのような用語は、具体的に上述した単語、その派生語、及び同様の意味の単語を含み得る。
【０００７】
ここに記載される１つ以上の実施形態は、例えば集中型のモビリティコンピューティング装置用などの、低電力マイクロＬＥＤディスプレイの製造に向けられる。一実施形態において、ここに記載されるマイクロＬＥＤディスプレイは、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）ディスプレイと比較して１／２の少なさの電力のみを消費する。このような電力消費における低減は、およそ８時間の追加のバッテリー寿命を提供し得る。このようなプラットフォームは、低電力消費の中央演算処理ユニット（ＣＰＵ）に基づくプラットフォームよりも優れることさえある。ここに記載される実施形態は、以下に限られないが例えば高い製造歩留り、高い製造スループット（時間当たりのディスプレイ）、及び２インチから１１インチの範囲に及ぶ対角線寸法を持つディスプレイに適用可能であることなどの、１つ以上の利点を伴い得る。
【０００８】
背景を提供するに、マイクロＬＥＤディスプレイを製造するための１つの現行アプローチは、ソースからターゲットへの直接移送を必要とする。マイクロＬＥＤデバイスは、ソースウエハ上で製造され、その後、ターゲット基板に直接的に移送され、そこでマイクロＬＥＤデバイスが駆動エレクトロニクスとともにアセンブリされて、ディスプレイが提供される。しかしながら、このアプローチは、適合性（コンプライアンス）に欠けており、関連するトポグラフィが、３色又はそれより多くの色の移送に伴う多数の受け渡しで問題となり得る。別の１つの現行アプローチは、スタンプを用いた移送を必要とする。例えば、スタンプが、ソースウエハから拾い上げてターゲット基板への移送を行い、そこでマイクロＬＥＤが駆動エレクトロニクスとともにアセンブリされて、ディスプレイが提供される。しかしながら、このアプローチは、ピックアップ機構、ボンド機構、及びリリース機構を必要とする。このアプローチは、典型的に遅くて高価であるとともに、特有のツールを必要とする。
【０００９】
更なる背景を提供するに、無機マイクロＬＥＤ（μＬＥＤ）に基づくディスプレイは、例えばヘッドマウントディスプレイ及び腕時計などの新興のポータブルエレクトロニクス及びウェアラブルコンピュータでの適用に関して、ますます多くの注目を集めている。マイクロＬＥＤは典型的に、先ず、（例えば）サファイア又はシリコンのウエハ上で製造され、その後、アクティブマトリクス薄膜トランジスタがその上に製造されているディスプレイバックプレーンガラス基板上に移送される。そのような移送後の許容可能な欠陥密度は、およそ１ｐｐｍである。この低欠陥密度要求は、所謂”冗長戦略”である各色（赤、緑及び青）に対して２つのマイクロＬＥＤを移送することによって達成され得る。しかしながら、より多くのマイクロＬＥＤを冗長性のために移送することは、より高い製造コストをもたらす。
【００１０】
本発明の一実施形態によれば、コスト及び欠陥の双方の要求に対処し、モノリシックの赤、緑及び青ピクセルがウエハ上に製造され、その後、異なる色を持つ個々のマイクロＬＥＤを移送するのとは対照的に、全体ピクセルとして移送される。ここで説明されるように、ソースウエハが、個々の赤緑青（ＲＧＢ）ピクセル（チップ）をその上に持つように製造される。その後、ウエハ間（ウエハ・ツー・ウエハ）ボンディング装置及びプロセス技術を使用して、直接的に又は中間キャリアプレートを介しての何れかで、ソースウエハからターゲットのディスプレイバックプレーン基板にマイクロＬＥＤが転写される。
【００１１】
第１の例において、図１は、本開示の一実施形態に従った、ディスプレイボンダー装置１００の概略の断面図を例示している。
【００１２】
図１を参照するに、ディスプレイボンダー装置１００は、ディスプレイバックプレーン基板１０４を第１の位置１０６に保持する第１の支持体１０２を含んでいる。第２の支持体１０８は、キャリアプレート１１０を第２の位置１１２に保持するためのものである。第２の位置１１２は、第１の位置１０６の上にある。一実施形態において、第２の支持体１０８にピストン１１４が結合される。ピストン１１４は、キャリアプレート１１０を第２の位置１１２から第１の位置１０６に向けて動かすためのものである。更なる一実施形態において、ピストン１１４は、発光ダイオード（ＬＥＤ）ピクセル素子１１８をキャリアプレート１１０から転写してディスプレイバックプレーン基板１０４上の金属バンプ１２０に接合させるように、キャリアプレート１１０に力１１６を加える。
【００１３】
一実施形態において、キャリアプレート１１０は、ＲＧＢマイクロＬＥＤチップが貼り付けられる接着層（例えば、感圧接着剤）を用いて、マイクロＬＥＤ１１８を保持する。この接着層は、マイクロＬＥＤ金属コンタクトとバックプレーン金属バンプ１２０とが互いに対向するように、金属バンプ１２０を持つディスプレイバックプレーン基板１０４と接触させられる。一実施形態において、このボンディングプロセスは、これら２つの基板（キャリアプレート及びディスプレイ基板）を互いに平行に向けることと、キャリアプレート１１０の外側表面に力１１６を加えることによってこれら２つの基板を共に圧縮することとを伴う。力１１６は通常、ピストン型の機構を用いてスタックの中心に印加される。ボンダー装置１００は、精密なボンディングを提供し得るとともに、１つの基板対を１回でボンディングするのに好適であり得る。このボンディング装置は、真空チャンバ（又は制御された雰囲気）及びアライナを備え得る。基板１０４及び１１０は、アライナにてアライメントされ、制御された雰囲気のチャンバ内にロードされ、そして、互いに接合され得る。
【００１４】
一実施形態において、ディスプレイボンダー装置１００を転写プロセスにて用いて、マイクロＬＥＤのアレイ全体が感圧接着剤（ＰＳＡ）コートされたキャリアプレートに接着され、そして、該キャリアプレートがターゲット基板に近接してアライメントされる。次いで、熱圧着ボンディング（ＴＣＢ）を用いて、マイクロＬＥＤがターゲット基板上の金属パッドバンプに接合される。ソースウエハから第１のターゲットディスプレイ基板へのマイクロＬＥＤ  ＲＧＢチップの転写後、例えば機械的な力を用いて、ＰＳＡキャリアプレートからマイクロＬＥＤ  ＲＧＢチップが取り外される（剥離される）。ソースウエハから新たなＲＧＢチップを拾い上げて第２のターゲットディスプレイ基板に接合するために、ソースウエハ上のＲＧＢチップピッチに実質的又は正確に等しい位置だけずらして、第２のターゲットディスプレイ基板がキャリアプレートの近傍に持ち込まれる。一実施形態において、赤外線イメージング、又はウエハ間ボンダーに一般的なその他の光学的若しくは機械的なアライメントアプローチを用いて、適切なアライメントが実行される。
【００１５】
図２Ａ−２Ｃ、２Ｄ１、２Ｄ２、及び２Ｅは、本開示の一実施形態に従った、ピクセル素子又はＲＧＢチップをキャリアプレートからディスプレイバックプレーンに転写する方法の断面図を例示している。
【００１６】
図２Ａを参照するに、ウエハ２０１（例えばシリコンウエハなど）からキャリアプレート２０２に（例えば、キャリアプレート２０２上の感圧接着剤層２０４に）、全てのマイクロＬＥＤ２００が転写される。次いで、図２Ｂに描かれるように、キャリアプレート２０２がディスプレイバックプレーン２０６に対してアライメントされる（例えば、ディスプレイバックプレーン２０６の金属バンプ２０８に対してアライメントされる）。図２Ｃを参照するに、アライメントされたマイクロＬＥＤ２００及び金属バンプ２０８に対して、熱圧着ボンディングが実行される。一実施形態において、図２Ｄ１を参照するに、機械的な力を用いて、接合されたマイクロＬＥＤチップ２００がキャリアプレート２０２から取り外される。他の一実施形態において、図２Ｄ２を参照するに、ディスプレイバックプレーンのバンプ２０８のパターンとアライメントされたマスク２２２を通過したＵＶ光２２０を用いて、接合されたマイクロＬＥＤチップ２００がキャリアプレート２０２から取り外される。一実施形態において、図２Ｅを参照するに、機械的な取り外し又はＵＶにより取り外しの何れかに続いて、残っているマイクロＬＥＤチップ２００が、新たなディスプレイバックプレーン２３０に対してアライメントされる。
【００１７】
一実施形態において、熱圧着ボンディングは、２５℃から４３０℃の範囲内の温度で、且つ１ＭＰａ−２ＭＰａの範囲内の圧力で実行される。一実施形態において、キャリアプレート２０２上に感圧接着剤層２０４がコートされる。一実施形態において、この接着剤は、高い熱抵抗性（例えば、高温結合力）を持つとともに、厳しい条件下で高い接着性を持つものである。用語“感圧接着剤”は、表面に接着されることができ、なおも、その表面に微量を超える接着剤を転写することなくその表面から剥がされることができ、そして更に、接着剤がその粘着力及び接着強度の一部又は全てを保持するが故に同じ又は別の表面に再接着され得るような接着剤を指すように使用され得る。特定の一実施形態において、シリコーン感圧接着剤が使用される。
【００１８】
上述のアプローチの特定の一実施形態において、“マザーウエハ”から薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）バックプレーンにマイクロＬＥＤが転写される。マイクロＬＥＤウエハ（例えば、シリコン）は、デバイス側で、“導電性接着剤”又は金属粒子を有する接着剤でコートされた“透明”キャリアプレートに接合される。マイクロＬＥＤを保持するＳｉウエハの背面が赤外ＩＲレーザで照射されて、全てのマイクロＬＥＤがキャリアプレートへとリリースされる。ＩＲレーザは、ナノワイヤＬＥＤを成長させるための核生成層として使用される導電層を焼灼する。導電性の核生成層は、基板からデバイスを剥離するために低パワーの中赤外（ミッドＩＲ）放射を用いて実質的又は完全に焼灼される（気化される）ことができるリリース可能層として機能し得る。マイクロＬＥＤの露出側に、例えばＣｕ、Ａｕ又はＳｎなどの金属が堆積される。キャリアプレートとＴＦＴバックプレーンとのアライメントが実行され、熱圧着ボンディングプロセスに続かれる。ＴＦＴバックプレーンに接合されたマイクロＬＥＤ上に局所的に、透明キャリアプレートを介して、パルス状のＩＲ又はＵＶレーザビームを用いた照射が実行され得る。キャリアプレートからＴＦＴバックプレーンへとマイクロＬＥＤがリリースされる。
【００１９】
他の一実施形態において、ＲＧＢピクセル（チップ）を有するソースウエハが提供される。ウエハ間（ウエハ・ツー・ウエハ）ボンディング装置及びプロセス技術を使用して、直接的に、ソースウエハからターゲットのディスプレイバックプレーン基板にマイクロＬＥＤが転写される。
【００２０】
第２の例において、図３は、本開示の他の一実施形態に従った、他のディスプレイボンダー装置の概略の断面図を例示している。
【００２１】
図３を参照するに、ディスプレイボンダー装置３００は、ディスプレイバックプレーン基板３０４を第１の位置３０６に保持する第１の支持体３０２を含んでいる。第２の支持体３０８は、シリコンウエハ３１０を第２の位置３１２に保持するためのものである。第２の位置３１２は、第１の位置３０６の上にある。一実施形態において、第１の支持体３０２にピストン３１４が結合される。ピストン３１４は、ディスプレイバックプレーン基板３０４を第１の位置３０６から第２の位置３１２に向けて動かすためのものである。さらに、ピストン３１４は、シリコンウエハ３１０上の発光ダイオード（ＬＥＤ）ピクセル素子３１８をディスプレイバックプレーン基板３０４上の金属バンプ３２０に接合させるように、ディスプレイバックプレーン基板３０４に力３１６を加える。一実施形態において、このディスプレイボンダー装置は更に、第２の支持体３０８に結合された赤外線照射源３３０を含む。
【００２２】
一実施形態において、ディスプレイボンダー装置３００を転写プロセスにて用いて、マイクロＬＥＤ金属コンタクトとバックプレーン金属バンプとが互いに対向するように、マイクロＬＥＤソースウエハが、金属バンプを持つディスプレイ基板と接触させられる。このボンディングプロセスは、これら２つの基板（ソースウエハ及びディスプレイ基板）を互いに平行に向けることと、ディスプレイ基板の外側表面に力３１６を加えることによってこれら２つの基板を共に圧縮することとを伴う。力３１６は、ピストン型の機構を用いてディスプレイ基板の中心に印加され得る。ボンダー装置３００は、精密なボンディングを提供し得るとともに、１つの基板対を１回でボンディングするのに好適であり得る。このボンディング装置は、真空チャンバ（又は制御された雰囲気）及びアライナを備え得る。これらの基板は、アライナにてアライメントされ、制御された雰囲気のチャンバ（真空／その他）内にロードされ、その後、互いに接合され得る。
【００２３】
図４Ａ−４Ｄは、本開示の一実施形態に従った、ピクセル素子又はＲＧＢチップをシリコンウエハからディスプレイバックプレーンに転写する方法の断面図を例示している。
【００２４】
図４Ａを参照するに、その上にマイクロＬＥＤピクセル素子４０２を有するシリコンウエハ４００が、例えばディスプレイ薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）バックプレーンなどのバックプレーン４０８の金属バンプ４０６とアライメントされる。そして、図４Ｂに描かれるように、アライメントされたマイクロＬＥＤピクセル素子４０２及び金属バンプ４０６に対して、熱圧着ボンディングが実行される。一実施形態において、熱圧着ボンディングは、２５℃から４３０℃の範囲内の温度で、且つ１ＭＰａ−２ＭＰａの範囲内の圧力で実行される。図４Ｃを参照するに、バックプレーン４０８の金属バンプ４０６とアライメントされたマスク４２２を通過したＩＲ光４２０を用いて、接合されたマイクロＬＥＤピクセル素子４０２がシリコンウエハ４００から取り外される。一実施形態において、図４Ｄを参照するに、残っているマイクロＬＥＤピクセル素子４０２が、新たなディスプレイバックプレーン４３０に対してアライメントされる。
【００２５】
上述のアプローチの特定の一実施形態において、ボンダーツール３００内で、ソースウエハがターゲット基板に近接してアライメントされる。次いで、熱圧着ボンディング（ＴＣＢ）を用いて、マイクロＬＥＤがターゲット基板上の金属パッドバンプに接合される。シリコンソースウエハから第１のターゲットディスプレイ基板へのマイクロＬＥＤ  ＲＧＢチップの接合後、シリコンウエハを通じての赤外線（ＩＲ）放射を用いて、ソースウエハからマイクロＬＥＤ  ＲＧＢチップが取り外される（剥離される）。ソースウエハから第２のターゲットディスプレイ基板に新たなＲＧＢチップを拾い上げるために、ソースウエハ上のＲＧＢチップピッチに等しい位置だけずらして、第２のターゲットディスプレイ基板がシリコンソースウエハの近傍に持ち込まれる。アライメントは、赤外線イメージングや、ウエハ間ボンダーに一般的な光学的若しくは機械的なアプローチを用いて実行され得る。一実施形態において、ＩＲレーザが、ナノワイヤＬＥＤを成長させるための核生成層として使用される導電層を焼灼する。導電性の核生成層は、基板からデバイスを剥離するために低パワーの中赤外（ミッドＩＲ）放射を用いて実質的又は完全に焼灼される（気化される）ことができるリリース可能層として機能し得る。
【００２６】
図５は、本開示の一実施形態に従った、ＲＧＢピクセル（チップ）を転写するためにキャリアプレートウエハ又はシリコンウエハの上でディスプレイバックプレーンがどのように移動されるかと、対応するピクセル領域とを示す平面図を例示している。
【００２７】
図５を参照するに、ウエハ５００は、それとアライメントされたディスプレイ領域５０２をかぶされている。ウエハ当たりのディスプレイ数は、パラメータ５０４に基づいて与えられる。図５の左側に、ディスプレイ５０２を構成する複数のマイクロＬＥＤ５０６の拡大図が示されている。図示した特定の実施形態において、複数のマイクロＬＥＤ５０６は、赤色マイクロＬＥＤ５０６Ａ、青色マイクロＬＥＤ５０６Ｂ、及び緑色マイクロＬＥＤ５０６Ｃを含んでいる。ピクセル５０８は、マイクロＬＥＤのうち４つを２×２のグループにしたものとして示されている。
【００２８】
図示のように、一実施形態において、ピクセル５０８は、２つの赤色、１つの青色、及び１つの緑色のマイクロＬＥＤを含む。他の一実施形態において、ピクセル５０８は、２つの青色、１つの赤色、及び１つの緑色のマイクロＬＥＤを含む。他の一実施形態において、ピクセル５０８は、２つの緑色、１つの赤色、及び１つの青色のマイクロＬＥＤを含む。
【００２９】
図６は、本開示の一実施形態に従った、様々な条件下で計算したウエハ当たりのディスプレイ数を示す表６００である。表６００を参照するに、ウエハサイズ、ディスプレイサイズ、ディスプレイ解像度、及びマイクロＬＥＤサイズに応じて、ウエハ当たり９個から７５個のディスプレイを生成することが可能である。理解されることには、高い歩留り（冗長性）を保証するためにピクセル当たり２つのＲＧＢチップがディスプレイ基板に転写されるとき、ウエハ当たり比較的少ない数のディスプレイが得られることになる。
【００３０】
図７は、本開示の一実施形態に従った、３つのナノワイヤＬＥＤを有するＲＧＢチップの断面図を例示している。図７を参照するに、３つの異なる色のマイクロＬＥＤ（例えば、左から右に青、緑、赤）を横切るように図示されているが、これらの３つは、単に説明の目的でこのように示されているに過ぎない。理解されることには、例えば図５の２×２ピクセル素子５０８などのピクセルでは、所与の断面に２つのマイクロＬＥＤのみが見えることになる。理解されることには、単一のピクセルを作製することには、多様な配置のマイクロＬＥＤが好適であり得る。一実施形態において、図７に描かれるように、３つのマイクロＬＥＤが隣り合わせて配列される。他の一実施形態において、図５に描かれるように、４つのマイクロＬＥＤが２×２構成で配列される。他の一実施形態において、９つのマイクロＬＥＤが３×３構成で配列される、等々である。
【００３１】
再び図７を参照するに、特定の一実施形態において、ソースマイクロＬＥＤウエハ７００（例えばシリコンウエハなど）は、その上にモノリシックに成長された“ＲＧＢチップ”を有する。先ず、シリコンウエハ７００が、例えばおよそ５０ナノメートルの厚さを持った、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）バッファ層７０２で被覆される。ＡｌＮバッファ層７０２は、約６ｅＶのバンドギャップを有し得るとともに、赤外線放射に対して透明であり得る。次いで、ＡｌＮバッファ層７０２上に、金属系核生成層（metal-based  nucleation  layer；ＭＮＬ）７０４が堆積される。ＭＮＬ７０４は、５０−１００ｎｍの範囲内の厚さを有し得るとともに、結晶性又は多結晶とし得る。次いで、ＭＮＬ上に窒化シリコンマスク７０６が堆積される。次いで、リソグラフィを用いて、窒化シリコンマスク７０６内に、後続の赤色、緑色、及び青色を発するＬＥＤの形成に適合するように注意深く選定された直径を持つ孔を開口し得る。次いで、例えば有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）により、ＭＮＬ７０４をシードとしてＧａＮナノワイヤコアが成長される。ナノワイヤコアは、８０ｎｍから２００ｎｍの範囲内の直径を持つ。
【００３２】
再び図７を参照するに、例えばＭＯＣＶＤを用いて、ＧａＮコア７０８の周りに窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）シェル７１０が成長される。ＩｎＧａＮシェル７１０中のインジウムの量は、ＧａＮコア径に依存する。一実施形態において、より小さいコア径は、より少ないインジウム含有量を持つＩｎＧａＮシェルの成長をもたらす。より大きいコア径は、より多いインジウム含有量を持つＩｎＧａＮシェルの成長をもたらす。青（Ｂ）色発光では、インジウム含有量はおよそ２０％である。緑（Ｇ）色発光では、インジウム含有量はおよそ３０％である。赤（Ｒ）色発光では、インジウム含有量はおよそ４０％である。次いで、例えばＭＯＣＶＤを用いて、ＩｎＧａＮシェルの周りにｐ型ＧａＮクラッド層７１２が形成され得る。これらのコア−シェルナノワイヤが、例えば酸化シリコン（ＳｉＯｘ）層といった絶縁材料層７１４によって覆われる。次いで、リソグラフィ及びエッチングを用いて、全ての色のコア−シェルナノワイヤ構造についてｐ−ＧａＮクラッド層７１２を露出させ得る。次いで、原子層成長を用いて、ｐ−ＧａＮクラッド層７１２上にコンフォーマルに金属層７１６を堆積させ得る。次いで、これら３色のＬＥＤ構造のためのコンタクトメタル７１８を埋め込むように、金属充填プロセスが実行され得る。
【００３３】
図７、及び図５のピクセル素子５０８を、より全体的に参照するに、半導体構造は、シリコンウエハ７００及び複数のピクセル素子７５０を含んでいる。ピクセル素子７５０の各々が、第１の色のナノワイヤＬＥＤ、第２の色のナノワイヤＬＥＤ（第２の色は第１の色と異なる）、及び一対の第３の色のナノワイヤＬＥＤ（第３の色は第１及び第２の色と異なる）を含む。連続した絶縁材料層７１４が、第１の色のナノワイヤＬＥＤ、第２の色のナノワイヤＬＥＤ、及び一対の第３の色のナノワイヤＬＥＤを横方向で取り囲んでいる。隣接するピクセル素子は、対応する連続した絶縁材料層７１４間のトレンチ７２０によって、互いに分離されている。
【００３４】
一実施形態において、ピクセル素子７５０の各々に関し、第１の色は赤色であり、第２の色は緑色であり、第３の色は青色である。他の一実施形態において、ピクセル素子７５０の各々に関し、第１の色は赤色であり、第２の色は青色であり、第３の色は緑色である。他の一実施形態において、ピクセル素子７５０の各々に関し、第１の色は青色であり、第２の色は緑色であり、第３の色は赤色である。一実施形態において、ピクセル素子７５０の各々に関し、第１の色のナノワイヤＬＥＤ、第２の色のナノワイヤＬＥＤ、及び一対の第３の色のナノワイヤＬＥＤは、例えば図５に関連して説明したように、平面図で見て２×２配列を有する。
【００３５】
一実施形態において、ピクセル素子７５０の各々に関し、第１の色のナノワイヤＬＥＤ、第２の色のナノワイヤＬＥＤ、及び一対の第３の色のナノワイヤＬＥＤは、窒化ガリウム（ＧａＮ）コアを含む。一実施形態において、ピクセル素子７５０の各々に関し、第１の色のナノワイヤＬＥＤ、第２の色のナノワイヤＬＥＤ、及び一対の第３の色のナノワイヤＬＥＤは、窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）シェルを含む。一実施形態において、ピクセル素子７５０の各々に関し、連続した絶縁材料層は、酸化シリコン、又は炭素ドープされた二酸化シリコンを含む。
【００３６】
他の一態様において、マイクロＬＥＤディスプレイ用のその他のナノワイヤベースのＬＥＤが記述される。３色のＬＥＤエミッタ用の高い電力効率を持つＬＥＤの製造は、マイクロＬＥＤディスプレイを用いた電力削減を可能にし得る。一実施形態において、デバイス構造（例えば、ナノワイヤＬＥＤ）と、赤色、緑色及び青色のエミッタに対して同時に高い電力効率を持つデバイス構造を製造するプロセス技術とが記述される。
【００３７】
理解されることには、ＩｎＧａＮは、インジウム含有量を調節することによってＩｎＧａＮ材料のバンドギャップエネルギーをチューニングできることに少なくとも部分的に起因して、可視スペクトル域の全体における様々な光デバイスの開発に適した材料であり得る。例えば、低Ｉｎ含有量のＩｎＧａＮ系青色発光ダイオード（ＬＥＤ）は、およそ８３％の外部量子効率（ＥＱＥ）を呈し得る。しかしながら、緑色、黄色、橙色、及び赤色の領域にある長波長ＬＥＤのＥＱＥは遥かに低い。故に、長波長の高Ｉｎ含有量のＩｎＧａＮ系ＬＥＤが高効率を達成する必要が残っている。この問題に対処し、一実施形態において、窒化物デバイス構造及びその製造方法が記述される。
【００３８】
背景を提供するに、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ量子井戸において、ピーク発光波長は、ＩｎＧａＮ中のインジウム含有量が高くなるのに伴って、発光波長が再び短くなり始めるまでは長くなる。高インジウム含有量（例えば、Ｉｎ及びＧａＮの合計濃度の４０％を上回る）では、量子閉じ込めが支配し得るので、発光波長は、バンドギャップ計算から理論的に予測されるものよりも短くなり得る。理解されることには、Ｉｎ０．２Ｇａ０．８Ｎ／Ｉｎ０．４Ｇａ０．６Ｎ量子井戸は、無極性構造に関して効率的な赤色ＬＥＤ（例えば、６１０−６３０ナノメートルの範囲内の波長）に至るための道を提供する。理論に縛られるべきではないが、理解されることには、ＧａＮ上にＩｎ０．４Ｇａ０．６Ｎ層を成長させるのとは対照的に、Ｉｎ０．２Ｇａ０．８Ｎ上に比較的厚い高品質のＩｎ０．４Ｇａ０．６Ｎ層を成長させることができる。
【００３９】
一実施形態において、ＧａＮ系の材料系を用いて、高効率の赤色発光構造が製造される。そのような一実施形態において、規則的なｎ型ＧａＮナノワイヤアレイの製造に続いて、ナノワイヤの周りに、ＬＥＤ構造の残りの部分が放射状に成長される。典型的な構造は、ｎ型ＧａＮ層を含んだシェル層、及びバッファとして作用し得る０．１５−０．２５の範囲内のｘを持つＩｎｘＧａ１−ｘＮ下地層を含む。ＩｎｘＧａ１−ｘＮ下地層上に、０．４−０．４５の範囲内のｙを持つＩｎｙＧａ１−ｙＮ層がある（そして、一組のＩｎｙＧａ１−ｙＮ／ＧａＮ多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層に含められ得る）。次の外側層として、アンドープのＧａＮ層及び／又はＡｌＧａＮ電子阻止層が含められ得る。最後に、ｐ型ＧａＮ（又はｐ型ＺｎＯ）クラッド層が含められ得る。
【００４０】
図８Ａは、本開示の一実施形態に従った、ＧａＮナノワイヤベースのＬＥＤの断面図を、ＬＥＤの特定の層をハイライトして例示している。図８Ａの例示実施形態において、ＬＥＤ８００は、Ｓｉ（１１１）基板又はサファイア基板とし得る基板８０４の上にｎ型ＧａＮナノワイヤ８０２を含んでいる。例えば核生成層などの介在層８０６が含められ得る。ｎ型ＧａＮナノワイヤ８０２上に、Ｉｎ０．２Ｇａ０．８Ｎシェル“バッファ”層８０８が含められている。Ｉｎ０．２Ｇａ０．８Ｎシェル“バッファ”層８０８上に、活性Ｉｎ０．４Ｇａ０．６Ｎ層８１０が含められている。一実施形態において、Ｉｎ０．４Ｇａ０．６Ｎ層８１０は赤色（例えば、６１０−６３０ナノメートルの範囲内の波長を持つ）を発する。Ｉｎ０．４Ｇａ０．６Ｎ層８１０上に、ｐ−ＧａＮ又はｐ−ＺｎＯクラッド層８１２が含められている。
【００４１】
第２のこのような一実施形態において、０．１５−０．２５の範囲内のｘを持つ規則的なｎ型ＩｎｘＧａ１−ｘＮナノワイヤアレイの製造に続いて、ナノワイヤの周りに、ＬＥＤ構造の残りの部分が放射状に成長される。これらのＩｎｘＧａ１−ｘＮナノワイヤ上に、０．４−０．４５の範囲内のｙを持つＩｎｙＧａ１−ｙＮ層がある（そして、一組のＩｎｙＧａ１−ｙＮ／ＧａＮ多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層に含められ得る）。次の外側層として、アンドープのＧａＮ層及び／又はＡｌＧａＮ電子阻止層が含められ得る。最後に、ｐ型ＧａＮ（又はｐ型ＺｎＯ）クラッド層が含められ得る。
【００４２】
図８Ｂは、本開示の一実施形態に従った、ＩｎＧａＮナノワイヤベースのＬＥＤの断面図を、ＬＥＤの特定の層をハイライトして例示している。図８Ｂの例示実施形態において、ＬＥＤ８２０は、Ｓｉ（１１１）基板又はサファイア基板とし得る基板８２４の上にＩｎ０．２Ｇａ０．８Ｎナノワイヤ８２２を含んでいる。例えば核生成層などの介在層８２６が含められ得る。Ｉｎ０．２Ｇａ０．８Ｎナノワイヤ８２２上に、活性Ｉｎ０．４Ｇａ０．６Ｎ層８２８が含められている。一実施形態において、Ｉｎ０．４Ｇａ０．６Ｎ層８２８は赤色（例えば、６１０−６３０ナノメートルの範囲内の波長を持つ）を発する。Ｉｎ０．４Ｇａ０．６Ｎ層８２８上に、ｐ−ＧａＮ又はｐ−ＺｎＯクラッド層８３０が含められている。
【００４３】
上述の実施形態の双方において、ＩｎＧａＮ層及びｐ型ＧａＮ層は、比較的低い温度（例えば、摂氏５００−６００度の範囲内）で成長され得る。一実施形態において、ＩｎＧａＮ層及びｐ型ＧａＮ層は、窒素源としてヒドラジン又はヒドラジン−アンモニア混合物を用いて成長され得る。比較的低い温度での成長（例えば、窒素源としてアンモニアを用いる従来の成長と比較して）は、ＩｎＧａＮ活性層の相分離を抑制し得る。
【００４４】
理解されることには、高Ｉｎ含有量のＩｎＧａＮ系ＬＥＤにおいて低効率を生じさせる要因は、（１）ＩｎｘＧａ１−ｘＮとＧａＮとの間の格子不整合（例えば、ＩｎＮとＧａＮとの間の格子不整合は１１％である）に起因するＩｎＧａＮ活性層内の欠陥、又は（２）歪みＩｎＧａＮ活性層内の圧電場が高インジウム含有量で非常に高くなることを含む。圧電場は、ＩｎＧａＮ多重量子井戸における電子−正孔分離によって、低い内部量子効率を生じさせ得る。一実施形態において、これらの問題のうちの１つ以上に対処し、上述の並びに図８Ａ及び８Ｂに例示した構造は、以下の利益のうちの１つ以上を提供し得る：（１）特に、３０％よりも高いインジウム含有量での、ナノワイヤＬＥＤ内のＩｎＧａＮ活性層の高い完全性（例えば、相分離がない）、（２）赤色及び緑色を含めて、得られるナノワイヤＬＥＤの高い電力効率、（３）高い電力効率が、より低いディスプレイ電力消費をもたらし、それが、ＯＬＥＤディスプレイと比較してマイクロＬＥＤディスプレイを選択する判断となる。
【００４５】
理解されるべきことには、上述のナノワイヤ以外の基礎的幾何学構成が、ＬＥＤ製造に使用されてもよい。例えば、他の一実施形態において、図８Ｃは、本開示の一実施形態に従った、ＧａＮナノピラミッドベースのＬＥＤの断面図を、ＬＥＤの特定の層をハイライトして例示している。図８Ｃの例示実施形態において、ＬＥＤ８４０は、Ｓｉ（１１１）基板又はサファイア基板とし得る基板８４４の上にｎ−ＧａＮナノピラミッド８４２を含んでいる。例えば核生成層などの介在層８４６が含められ得る。ＧａＮナノピラミッド８４２上に、ＩｎＧａＮ層８４８が含められている。ＩｎＧａＮ層８４８上に、ｐ−ＧａＮ又はｐ−ＺｎＯクラッド層８５２が含められている。
【００４６】
他の一実施形態において、図８Ｄは、本開示の一実施形態に従った、ＧａＮアキシャルナノワイヤベースのＬＥＤの断面図を、ＬＥＤの特定の層をハイライトして例示している。図８Ｄの例示実施形態において、ＬＥＤ８６０は、Ｓｉ（１１１）基板又はサファイア基板とし得る基板８６４の上にｎ−ＧａＮアキシャルナノワイヤ８６２を含んでいる。例えば核生成層などの介在層８６６が含められ得る。ＧａＮアキシャルナノワイヤ８６２上に、ＩｎＧａＮ層８６８が含められている。ＩｎＧａＮ層８６８上に、ｐ−ＧａＮ又はｐ−ＺｎＯクラッド層８７２が含められている。
【００４７】
他の一態様において、図９は、本開示の一実施形態に従った、ＲＧＢディスプレイ製造プロセスを例示するフロー図９００である。フロー図９００を参照するに、処理９０２にて、Ｓｉウエハは、その上に核生成層を形成される。処理９０４にて、サブ１００ｎｍリソグラフィを用いて、核生成層上の層又は核生成層がパターニングされる。処理９０６にて、核生成層上で、例えばエピタキシャル堆積によって、ナノワイヤ成長が実行される。処理９０８にて、マイクロＬＥＤアセンブリプロセスにバックプレーンが導入される。処理９１０にて、ドライバエレクトロニクスが製造される。処理９１２にて、ディスプレイアセンブリが実行されて、最終的にディスプレイが提供される。
【００４８】
他の一態様において、マイクロＬＥＤディスプレイは、流体セルフアセンブリを用いて製造される。本発明の一実施形態によれば、開始構造として、ＲＧＢピクセル（チップ）を有するソースウエハが提供される。流体セルフアセンブリを用いて、ソースウエハからディスプレイバックプレーンにＲＧＢピクセルが移送される。
【００４９】
図１０は、本開示の一実施形態に従った、バックプレーンにおけるＬＥＤピクセルの流体セルフアセンブリの概略を例示している。図１０を参照するに、ディスプレイバックプレーン１００２は、その中に微小溝（マイクログルーブ）１００４を有している。ＬＥＤピクセル１００６は、流体的な動きをしており、微小溝１００４を充たすように駆動される。
【００５０】
図１１は、本開示の一実施形態に従った、異なる着地方向のＬＥＤピクセルを持つ図１０のバックプレーンを例示している。図１１を参照するに、ＬＥＤピクセル１１０２は、バックプレーン１００２の微小溝１００４内に、“望ましい”向きで着地している。別のＬＥＤピクセル１１０４は、バックプレーン１００２の微小溝１００４に、“望ましくない”向きで着地している。
【００５１】
図１０及び１１をまとめて参照するに、流体セルフアセンブリ（fluidic  self-assembly；ＦＳＡ）では、アセンブリされるべきチップが、好適な流体中に混ぜられ、合致する凹部（リセス）をそれらのアセンブリのために持つ基板の上を移動することが可能にされる。一例において、台形チップが、流体的な力又は重力によって、台形リセス内にアセンブリされる。台形のダイは、上下逆さまのアセンブリを防止する。チップは概して、他のチップにとっての障害物となることを回避するために、その凹部の中に完全に進入することを要求される。
【００５２】
図１２は、本開示の一実施形態に従った、マイクロＬＥＤ用の流体セルフアセンブリ装置１２００の概略図を例示している。図１２を参照するに、タンク１２０２が基板１２０４を保持している。マイクロＬＥＤチップ１２０６が流体１２０８中を循環される。基板１２０４の表面の上でのマイクロＬＥＤチップ１２０６の連続的な循環についての矢印におって、流体の流れ１２１０が描かれている。基板１２０４は、“一時的なキャリアプレート”又は実際のディスプレイバックプレーンとし得る。流体の流れを生成するために、ガス注入口１２１２が気体（例えば窒素など）を供給する。
【００５３】
一実施形態において、例示的なプロセススキームは、以下の処理を含む：（１）例えば、直径１５０ｍｍのサファイアウエハ、直径２００ｍｍのシリコンウエハ、又は直径３００ｍｍのシリコンウエハの上での、マイクロＬＥＤの製造と、それに続く（２）機能しないマイクロＬＥＤの特定。機能しないＬＥＤは、以下のアプローチに従って特定され得る：（ａ）マイクロＬＥＤウエハ上でＵＶ光（例えば、２００ｎｍ−４００ｎｍの範囲内の波長を持つ）を光らせ、（ｂ）欠陥のあるマイクロＬＥＤを表すウエハ上の“暗い”スポットを、適切な撮像技術（例えば、ＣＣＤ  ＲＧＢカメラ）を用いて特定し、（ｃ）（ｂ）で特定された欠陥あるマイクロＬＥＤを選択的に取り外すように、マイクロＬＥＤウエハのシリコン裏面からのパルス状赤外レーザ照射を使用し、又は（ｄ）（ｂ）で特定された欠陥あるマイクロＬＥＤを選択的に取り外すように、マイクロＬＥＤウエハのサファイア裏面からのパルス状ＵＶレーザ照射を使用する。この例示プロセススキームは、（３）適切な流体で充たされた容器の中へと“良品”マイクロＬＥＤを取り外すように、マイクロＬＥＤウエハの裏面上のレーザ照射（例えば、サファイアウエハではＵＶ、シリコンウエハでは赤外）を使用することを続ける。
【００５４】
図１３は、本開示の一実施形態に従った、（ａ）機能しないＬＥＤの特定、及び（ｂ）機能するＬＥＤの流体中への懸濁を例示している。先ず、ソースウエハ１３０２上にＵＶ光が照射され、ＣＣＤカメラを用いて画像が撮影される。画像解析から、“暗い”スポットの座標が特定される。不良品の又は機能しないダイ１３０４を廃棄のために選択的にリリースさせるように、ウエハの裏面にパルス状の赤外レーザ照射が適用される。良品の又は機能するダイ１３０６を、流体セルフアセンブリに使用される流体１３１０を含んだ流体容器１３０８の中にリリースするために、再び、パルス状の赤外レーザ照射が適用される。
【００５５】
この例示プロセススキームは、（４）流体からマイクロＬＥＤを受け入れるのに適当なサイズ（例えば、幅、長さ及び高さ）の微小溝を有する一時的なキャリアプレートの製造又は用意を続ける。一実施形態において、微小溝は、マイクロＬＥＤを特定の側で選択的に受け入れるための特定の形状を持つ。一実施形態において、マイクロＬＥＤ  ＲＧＢピクセル捕獲のための面にコンタクトメタルが配置される。図１４は、本開示の一実施形態に従った、その中に微小溝１４０２を有するキャリア１４００の斜視図を例示している。
【００５６】
この例示プロセススキームは、（５）一時的なキャリアプレート（temporary  carrier  plate；ＴＣＰ）上の全ての微小溝がマイクロＬＥＤで埋め込まれる、ディスプレイ又はＴＣＰ上にマイクロＬＥＤ懸濁液をディスペンスすることを続ける。一実施形態において、埋込率は、１ｐｐｍ欠陥率という基準を満足する。この例示プロセススキームは、（６）ディスプレイバックプレーンをＴＣＰの近傍に持ち込むことを続ける。そして、コンタクトバンプが、ＴＣＰ上のマイクロＬＥＤに対してアライメントされる。図１５は、本開示の一実施形態に従った、流体セルフアセンブリを用いてマイクロＬＥＤチップ１５０２が一時的なキャリアプレート１５００の微小溝１５０８内に捕獲された後に、一時的なキャリアプレート１５００内のマイクロＬＥＤチップ１５０２をディスプレイバックプレーン１５０６のマイクロバンプ１５０４に接合するプロセスの断面図を例示している。
【００５７】
この例示プロセススキームは、熱圧着ボンディング（ＴＣＢ）を用いて（例えば、およそ摂氏４００度よりも低い温度で）マイクロＬＥＤをバックプレーンに接合すること、及び（８）ディスプレイバックプレーン上にカソード（例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）のブランケット（全面）膜）を堆積させることを続ける。
【００５８】
他の一実施形態において、流体セルフアセンブリは、直接的にディスプレイバックプレーン上で実行される。図１６は、本開示の一実施形態に従った、バックプレーン１６０６の微小溝１６０４内に直接的にマイクロＬＥＤチップ１６０２をアセンブリするプロセスの断面図を例示している。ディスプレイバックプレーン１６０６上に直接的に、流体移動１６０９中にマイクロＬＥＤチップ１６０２を捕獲する微小溝１６０４が製造される。一実施形態において、微小溝１６０４は、図示のように、導電性の電極材料１６０８でライニングされる（表面を覆われる）。
【００５９】
一実施形態において、流体セルフアセンブリ（ＦＳＡ）アプローチを使用することは、より高いスループット、より高い移送歩留り、及びより低い装置開発リスクを提供する。一実施形態において、流体セルフアセンブリは、部品同士が、それらが一緒にされるときに、例えば典型的に、それらのコンポーネントをかき混ぜる又は振動させることなどによるランダムな相互作用によって、自発的に結集するように設計されるアセンブリ方法として定義される。このセルフアセンブリプロセスでは、アセンブリのための媒体を提供するために、流体が使用される。一実施形態において、流体は、摩擦を低減させるとともに、コンポーネントを接触するまで循環させるために使用されることができる。このようなセルフアセンブリ技術は、大規模に並列的であることが多く、それ故に、順次のピック・アンド・プレースアセンブリよりも速くて安価である。
【００６０】
特定の一実施形態において、電気泳動アセンブリプロセスが使用される。理解されるべきことには、ここに記載されるような流体セルフアセンブリは、デバイスへと作製されるウエハ領域を最大化するために成長ウエハ上にできる限り密に詰め込まれるＧａＮ系マイクロＬＥＤの製造を可能にする。例えば、直径３００ｍｍのウエハから、およそ３千万個のデバイスを作製することができる。使用されなかったマイクロＬＥＤをリサイクルし得るので、多数のディスプレイバックプレーンの上にマイクロＬＥＤをディスペンスすることができる。一実施形態において、マイクロＬＥＤチップ（ＲＧＢピクセル）は、分散剤としての界面活性剤とともに純水中にディスペンスされる。特定のそのような一実施形態において、マイクロＬＥＤ及び界面活性剤の懸濁液は、次いで、一様な懸濁液を調合するために、超音波浴を用いて容器内で超音波処理される。界面活性剤（例えば、分散剤）を用いることで、マイクロＬＥＤの分散が促進される。一実施形態において、界面活性剤は、臭化セチルトリメチルアンモニウム、Ｔｒｉｔｏｎ  Ｘ−１００、及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（ＳＤＢＳ）からなる群から選択される。
【００６１】
一実施形態において、マイクロＬＥＤ懸濁液は、例えば、ろ過、浸漬コーティング、スピンコーティング、電気泳動堆積、又はインクジェット印刷などの方法を通じて、膜として、一時的なキャリア（例えば、複数タイプの微小溝を有する）上に付与される。特定の一実施形態において、マイクロＬＥＤは、一時的なキャリアプレートにかぶさる溶液内に置かれる。ディスプレイバックプレーン上の電極が負電荷を備えるとき、その電極上にＬＥＤが電気泳動によって運ばれる。
【００６２】
一実施形態において、全ての微小溝がマイクロＬＥＤチップ（ＲＧＢピクセル）で埋め込まれると、一時的なキャリアプレートがディスプレイバックプレーンに密接に接触させられる。ディスプレイバックプレーンは、片面に既に、薄膜トランジスタ及びマイクロＬＥＤ用の“ランディング”パッドを有するピクセル（例えば、およそ４０μｍ−４５μｍのピクセルサイズ）のマトリクスが製造されている。一時的なキャリアプレートとディスプレイバックプレーンとの間のアライメントが、例えば赤外線イメージング技術を用いて実行され得る。そして、各マイクロＬＥＤが、ランディングパッドとアライメントされる。マイクロＬＥＤは、熱圧着ボンディング（ＴＣＢ）又はその他の好適タイプのボンディングアプローチを用いて、バックプレーンに接合される。
【００６３】
一実施形態において、各微小溝は、単一のＲＧＢピクセルを受け入れることができる。そのような一実施形態において、ＲＧＢピクセルは、２×２マトリクスに配列された４つのマイクロＬＥＤデバイスを含む。各マイクロＬＥＤは、およそ１μｍ×１μｍから１０μｍ×１０μｍのサイズを持つ。マイクロＬＥＤ同士は、０．１−１μｍの範囲内のサイズのストリートによって離隔され得る。すると、一実施形態において、ＲＧＢピクセルのサイズはおよそ１２μｍ×１２μｍである。一実施形態において、各マイクロＬＥＤは、マイクロワイヤＬＥＤのアレイで構成される。各マイクロワイヤＬＥＤは、およそ１μｍの直径を持つ。例えば、５μｍ×５μｍのサイズを持つマイクロＬＥＤでは、並列に接続されたおよそ２０本のマイクロワイヤが存在する。このような構造は、ディスプレイ上で１ｐｐｍの欠陥密度を達成するために必要な冗長性を提供する。
【００６４】
一実施形態において、３つのタイプのマイクロＬＥＤ（赤、緑及び青）が存在する。この場合、アセンブリプロセスは、複数の少なくとも３つのタイプの微小溝を有する一時的なキャリアプレートを必要とする。各微小溝タイプが、その異なる微小溝設計に対応するように設計された少なくとも赤色、緑色、及び青色を発し得るマイクロＬＥＤを選択的に受け入れるように調整されたテーパー形状を持つ。一実施形態において、特定のタイプ（例えば、特定の色を発する）のマイクロＬＥＤが、分散剤としての界面活性剤とともに純水中にディスペンスされる。マイクロＬＥＤ及び界面活性剤の懸濁液は、次いで、一様な懸濁液を調合するために、超音波浴を用いて容器内で超音波処理される。例を上述した界面活性剤が使用され得る。そして、マイクロＬＥＤ懸濁液は、例えば、スピンコーティング、電気泳動堆積、又はインクジェット印刷などの技術を用いて、膜として、一時的なキャリア（例えば、複数タイプの微小溝を有する）上に付与される。特定の一実施形態において、正しいマイクロＬＥＤデバイスでの微小溝の適切な埋め込みを確保するために、最大サイズを持つマイクロＬＥＤタイプ、次いで、中間サイズ、そして、最小サイズが、この順に分散される。他の一実施形態において、異なった微小溝形成及びＬＥＤ結合は、繰り返し晒すことでの微小溝とＬＥＤとの結合のため、例えば正方形の形状に対する六角形の形状などの形状に基づく。
【００６５】
図１７は、本開示の一実施形態に従った、ディスプレイバックプレーン上での直接的な電気泳動を伴うアセンブリアプローチにおける様々な処理の断面図を例示している。図１７の部分（ａ）を参照するに、ディスプレイバックプレーン１７０２は、その上にマイクロバンプ１７０４を含んでいる。そして、マイクロバンプ１７０４の周りにマスク１７０６が形成される。そして、図１７の部分（ｂ）の構造上に、マイクロＬＥＤを含有する溶液１７０８が付与される。図１７の部分（ｃ）を参照するに、ディスプレイバックプレーンに、特に、マイクロバンプ１７０４に、負バイアスが印加される。溶液中に電流が通され、バルク流体移動がチップ表面に発生して、ＬＥＤ１７０８をマイクロバンプ１７０４まで動かす。図１７の部分（ｄ）を参照するに、圧力プレート１７１０を用いて、例えば熱圧着ボンディングなどの、ＬＥＤ１７０８へのマイクロバンプ１７０４の接合を確実にし得る。
【００６６】
一実施形態において、電気泳動堆積は、水中で負電荷を得てＤＣ電界下で正側の電極に引き付けられる界面活性剤、で包まれたマイクロＬＥＤの使用を伴う。マイクロＬＥＤ懸濁液が、導電性の基板上に付与される。一時的なキャリアプレートは、金属層からなる底を持つ微小溝を持つように製作されることができる。マイクロＬＥＤは、導電性の領域上のみに付着する。典型的な付着時間はたった数秒である。
【００６７】
図１８は、本開示の一実施形態に従ったディスプレイアーキテクチャの模式図である。図１８を参照するに、マイクロＬＥＤがマトリクスに配列されている。マイクロＬＥＤは、“データドライバ”１８０４及び“スキャンドライバ”１８０６チップを介して駆動される。薄膜トランジスタ１８０８を用いて、各マイクロＬＥＤの“ピクセルドライバ回路”１８１０が作製される。一実施形態において、マイクロＬＥＤは、シリコンウエハ上に製造され、その後、薄膜トランジスタを用いて“ピクセルドライバ回路”１８１０が製造されている“バックプレーン”と呼ばれるガラス基板に移送される。
【００６８】
図１９は、本開示の一実施形態に従った、ディスプレイを有するエレクトロニクス装置である。図１９を参照するに、エレクトロニクス装置１９００は、マイクロ構造１９０４（例えば、図５のピクセル素子５０８）を持つディスプレイ又はディスプレイパネル１９０２を有している。ディスプレイはまた、ガラス層、及びその他の層、回路などを有し得る。ディスプレイパネル１９０２は、マイクロＬＥＤディスプレイパネルとし得る。明らかなはずのことには、明瞭さのために１つのマイクロ構造１９０４のみが描かれているが、ディスプレイパネル１９０２は、ナノワイヤＬＥＤを含むマイクロ構造の１つ以上のアレイを有することになる。
【００６９】
エレクトロニクス装置１９００は、例えばスマートフォン、タブレット、ノートブック、スマートウォッチなどのモバイル装置とし得る。エレクトロニクス装置１９００は、コンピューティング装置、スタンドアローンディスプレイ、テレビジョン、ディスプレイモニタ、車両コンピュータディスプレイなどであってもよい。実際、エレクトロニクス装置１９００は一般に、ディスプレイ又はディスプレイパネルを有する如何なるエレクトロニクス装置であってもよい。
【００７０】
エレクトロニクス装置１９００は、プロセッサ１９０６（例えば、中央演算処理ユニットすなわちＣＰＵ）及びメモリ１９０８を含み得る。メモリ１９０８は、揮発性メモリ及び不揮発性メモリを含み得る。プロセッサ１９０６又はその他のコントローラは、メモリ１９０８に格納された実行可能コードとともに、ディスプレイのタッチスクリーン制御、並びに、エレクトロニクス装置１９００のその他の機能及び動作を提供し得る。
【００７１】
さらに、エレクトロニクス装置１９００は、ディスプレイパネル１９０２を含め当該エレクトロニクス装置に電力供給するバッテリー１９１０を含み得る。装置１９００はまた、ネットワーク又はインターネットへの当該エレクトロニクス装置の有線又は無線結合を提供するネットワークインタフェース１９１２を含み得る。無線プロトコルは、Ｗｉ−Ｆｉ（例えば、アクセスポイントすなわちＡＰを介する）、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｄｉｒｅｃｔ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、及びこれらに類するものを含み得る。最後に、明らかなように、エレクトロニクス装置１９００は、回路を含む更なるコンポーネント及びその他のコンポーネントを含み得る。
【００７２】
故に、ここに記載された実施形態は、マイクロ発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ及びアセンブリ装置を含む。
【００７３】
本開示の実施形態の例示した実装例の以上の説明は、要約書に記載した事項も含めて、網羅的であることや、本開示を開示そのままの形態に限定することを意図したものではない。本開示の具体的な実施形態及び本開示に関する例が例示目的でここに記載されているが、当業者が認識するように、本開示の範囲内で様々な均等な変更が可能である。
【００７４】
そのような変更は、以上の詳細な説明を踏まえて、本開示に対して為され得るものである。請求項中で使用される用語は、本開示を明細書及び特許請求の範囲にて開示された具体的な実装形態に限定するように解釈されるべきでない。むしろ、本開示の範囲はもっぱら、確立されたクレーム解釈の原則に則って解釈される以下の請求項によって決定されるものである。
【００７５】
実施形態例１：マイクロ発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイパネルを製造する方法は、ディスプレイバックプレーン基板の上にキャリアプレートを位置付けることを含み、前記キャリアプレートは、その上に複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）ピクセル素子を有し、前記ディスプレイバックプレーン基板は、その上に複数の金属バンプを有する。当該方法はまた、前記複数のＬＥＤピクセル素子のうちの少なくとも一部を前記複数の金属バンプのうちの対応するものに結合するように、前記キャリアプレートを前記ディスプレイバックプレーン基板の方に動かし、前記キャリアプレートに圧力を加えて、前記複数のＬＥＤピクセル素子のうちの前記一部を前記複数の金属バンプのうちの前記対応するものに転写して接合し、且つその後、前記キャリアプレートを前記ディスプレイバックプレーン基板から分離することを含む。
【００７６】
実施形態例２：前記複数のＬＥＤピクセル素子は、前記キャリアプレート上で、前記ディスプレイバックプレーン基板上の前記複数の金属バンプのピッチよりも小さいピッチを有する、実施形態例１の方法。
【００７７】
実施形態例３：前記複数のＬＥＤピクセル素子のうちの前記少なくとも一部は、前記複数のＬＥＤピクセル素子の全てよりも少なく、当該方法は更に、前記キャリアプレートを第２のディスプレイバックプレーン基板の上に位置付け、該キャリアプレートは、その上に前記複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）ピクセル素子の残りを有し、且つ、前記複数のＬＥＤピクセル素子の前記残りのうちの少なくとも一部を、前記第２のディスプレイバックプレーン基板の複数の金属バンプのうちの対応するものに転写して接合することを含む、実施形態例１又は２の方法。
【００７８】
実施形態例４：前記複数のＬＥＤピクセル素子の前記残りのうちの前記少なくとも一部は、前記複数のＬＥＤピクセル素子の前記残りの全てよりも少なく、当該方法は更に、前記キャリアプレートを第３のディスプレイバックプレーン基板の上に位置付け、該キャリアプレートは、その上に前記複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）ピクセル素子の第２の残りを有し、且つ、前記複数のＬＥＤピクセル素子の前記第２の残りのうちの少なくとも一部を、前記第３のディスプレイバックプレーン基板の複数の金属バンプのうちの対応するものに転写して接合することを含む、実施形態例３の方法。
【００７９】
実施形態例５：前記複数のＬＥＤピクセル素子は、感圧接着剤層を用いて前記キャリアプレートに接着されている、実施形態例１、２、３又は４の方法。
【００８０】
実施形態例６：前記複数のＬＥＤピクセル素子は、複数のナノワイヤベースのＬＥＤピクセル素子である、実施形態例１、２、３、４又は５の方法。
【００８１】
実施形態例７：前記複数のナノワイヤベースのＬＥＤピクセル素子はＧａＮナノワイヤを含む、実施形態例６の方法。
【００８２】
実施形態例８：前記複数のナノワイヤベースのＬＥＤピクセル素子はＩｎＧａＮナノワイヤを含む、実施形態例６の方法。
【００８３】
実施形態例９：ディスプレイボンダー装置は、ディスプレイバックプレーン基板を第１の位置に保持する第１の支持体を含む。第２の支持体が、キャリアプレートを第２の位置に保持し、該第２の位置は前記第１の位置の上である。前記第２の支持体にピストンが結合され、該ピストンが、前記キャリアプレートを前記第２の位置から前記第１の位置に向けて動かし、且つ、該ピストンが、前記キャリアプレートに力を加えて、前記キャリアプレートからの発光ダイオード（ＬＥＤ）ピクセル素子を前記ディスプレイバックプレーン基板上の金属バンプに接合する。
【００８４】
実施形態例１０：前記ピストンは、前記キャリアプレートに接着された感圧接着剤層から前記ＬＥＤピクセル素子をリリースするのに十分な力を提供する、実施形態例９のディスプレイボンダー装置。
【００８５】
実施形態例１１：マイクロ発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイパネルを製造する方法は、ディスプレイバックプレーン基板の上にシリコン基板を位置付けることを含み、前記シリコン基板は、その上に複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）ピクセル素子を有し、前記ディスプレイバックプレーン基板は、その上に複数の金属バンプを有する。当該方法はまた、前記複数のＬＥＤピクセル素子のうちの少なくとも一部を前記複数の金属バンプのうちの対応するものに結合するように、前記ディスプレイバックプレーン基板を前記シリコン基板の方に動かすことを含む。当該方法はまた、前記ディスプレイバックプレーン基板に圧力を加えて、前記複数のＬＥＤピクセル素子のうちの前記一部を前記複数の金属バンプのうちの前記対応するものに転写して接合することを含む。当該方法はまた、その後、前記シリコン基板を前記ディスプレイバックプレーン基板から分離することを含む。
【００８６】
実施形態例１２：前記複数のＬＥＤピクセル素子は、前記シリコン基板上で、前記ディスプレイバックプレーン基板上の前記複数の金属バンプのピッチよりも小さいピッチを有する、実施形態例１１の方法。
【００８７】
実施形態例１３：前記複数のＬＥＤピクセル素子のうちの前記少なくとも一部は、前記複数のＬＥＤピクセル素子の全てよりも少なく、当該方法は更に、前記シリコン基板を第２のディスプレイバックプレーン基板の上に位置付け、該シリコン基板は、その上に前記複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）ピクセル素子の残りを有し、且つ、前記複数のＬＥＤピクセル素子の前記残りのうちの少なくとも一部を、前記第２のディスプレイバックプレーン基板の複数の金属バンプのうちの対応するものに転写して接合することを含む、実施形態例１１又は１２の方法。
【００８８】
実施形態例１４：前記複数のＬＥＤピクセル素子の前記残りのうちの前記少なくとも一部は、前記複数のＬＥＤピクセル素子の前記残りの全てよりも少なく、当該方法は更に、前記シリコン基板を第３のディスプレイバックプレーン基板の上に位置付け、該シリコン基板は、その上に前記複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）ピクセル素子の第２の残りを有し、且つ、前記複数のＬＥＤピクセル素子の前記第２の残りのうちの少なくとも一部を、前記第３のディスプレイバックプレーン基板の複数の金属バンプのうちの対応するものに転写して接合することを含む、実施形態例１３の方法。
【００８９】
実施形態例１５：前記複数のＬＥＤピクセル素子は、前記シリコン基板上に成長されている、実施形態例１１、１２、１３又は１４の方法。
【００９０】
実施形態例１６：前記複数のＬＥＤピクセル素子は、複数のナノワイヤベースのＬＥＤピクセル素子である、実施形態例１１、１２、１３、１４又は１５の方法。
【００９１】
実施形態例１７：前記複数のナノワイヤベースのＬＥＤピクセル素子はＧａＮナノワイヤを含む、実施形態例１６の方法。
【００９２】
実施形態例１８：前記複数のナノワイヤベースのＬＥＤピクセル素子はＩｎＧａＮナノワイヤを含む、実施形態例１６の方法。
【００９３】
実施形態例１９：ディスプレイボンダー装置は、ディスプレイバックプレーン基板を第１の位置に保持する第１の支持体を含む。第２の支持体が、シリコンウエハを第２の位置に保持し、該第２の位置は前記第１の位置の上である。前記第１の支持体にピストンが結合され、該ピストンが、前記ディスプレイバックプレーン基板を前記第１の位置から前記第２の位置に向けて動かし、且つ、該ピストンが、前記ディスプレイバックプレーン基板に力を加えて、前記シリコンウエハからの発光ダイオード（ＬＥＤ）ピクセル素子を前記ディスプレイバックプレーン基板上の金属バンプに接合する。
【００９４】
実施形態例２０：前記第２の支持体に結合された赤外放射線源を更に含む実施形態例１９のディスプレイボンダー装置。
【００９５】
実施形態例２１：マイクロ発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイパネルを製造する方法は、タンク又は容器の中にディスプレイバックプレーン基板を位置付けることを含み、該ディスプレイバックプレーン基板は、その中に微小溝を有する。当該方法はまた、前記タンク又は容器に流体を加えることを含み、該流体は、その中に発光ダイオード（ＬＥＤ）ピクセル素子の懸濁を含む。当該方法はまた、前記ディスプレイバックプレーン基板の上で前記流体を動かすことを含む。当該方法はまた、前記流体からのＬＥＤピクセル素子を前記微小溝のうちの対応するものの中にアセンブリすることを含む。
【００９６】
実施形態例２２：前記流体を加えることは、界面活性剤を有する流体を加えることを含む、実施形態例２１の方法。
【００９７】
実施形態例２３：前記ディスプレイバックプレーン基板の前記微小溝は、その中に金属層を含む、実施形態例２１又は２２の方法。
【００９８】
実施形態例２４：前記ディスプレイバックプレーン基板の前記微小溝は台形であり、前記ＬＥＤピクセル素子の懸濁は、台形のＬＥＤピクセル素子の懸濁である、実施形態例２１、２２又は２３の方法。
【００９９】
実施形態例２５：前記台形の微小溝は、少なくとも第１のサイズ及び第２のサイズを有し、前記台形のＬＥＤピクセル素子の懸濁は、前記第１のサイズに対応するが前記第２のサイズには対応しない、実施形態例２４の方法。
【０１００】
実施形態例２６：前記ＬＥＤピクセル素子の懸濁は、ナノワイヤベースのＬＥＤピクセル素子の懸濁である、実施形態例２１、２２、２３、２４又は２５の方法。
【０１０１】
実施形態例２７：前記ナノワイヤベースのＬＥＤピクセル素子の懸濁は、ＧａＮナノワイヤ又はＩｎＧａＮナノワイヤを含む、実施形態例２６の方法。
【０１０２】
実施形態例２８：マイクロ発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイパネルを製造する方法は、タンク又は容器の中にキャリアプレートを位置付け、該キャリアプレートは、その中に微小溝を有し、前記タンク又は容器に流体を加え、該流体は、その中に発光ダイオード（ＬＥＤ）ピクセル素子の懸濁を含み、前記キャリアプレートの上で前記流体を動かし、前記流体からのＬＥＤピクセル素子を前記微小溝のうちの対応するものの中にアセンブリし、且つ、前記アセンブリされたＬＥＤピクセル素子を前記キャリアプレートからディスプレイバックプレーン基板に転写することを含む。
【０１０３】
実施形態例２９：前記流体を加えることは、界面活性剤を有する流体を加えることを含む、実施形態例２８の方法。
【０１０４】
実施形態例３０：前記キャリアプレートの前記微小溝は台形であり、前記ＬＥＤピクセル素子の懸濁は、台形のＬＥＤピクセル素子の懸濁である、実施形態例２８又は２９の方法。
【０１０５】
実施形態例３１：前記台形の微小溝は、少なくとも第１のサイズ及び第２のサイズを有し、前記台形のＬＥＤピクセル素子の懸濁は、前記第１のサイズに対応するが前記第２のサイズには対応しない、実施形態例３０の方法。
【０１０６】
実施形態例３２：前記ＬＥＤピクセル素子の懸濁は、ナノワイヤベースのＬＥＤピクセル素子の懸濁である、実施形態例２８、２９、３０又は３１の方法。
【０１０７】
実施形態例３３：前記ナノワイヤベースのＬＥＤピクセル素子の懸濁は、ＧａＮナノワイヤ又はＩｎＧａＮナノワイヤを含む、実施形態例３２の方法。
【０１０８】
実施形態例３４：マイクロ発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイパネルを製造する方法は、タンク又は容器の中に基板を位置付けることを含み、該基板は、その中に微小溝を有する。当該方法はまた、前記タンク又は容器に流体を加えることを含み、該流体は、その中に発光ダイオード（ＬＥＤ）ピクセル素子の懸濁を含む。当該方法はまた、前記流体の前記基板に電界を印加することを含む。当該方法はまた、前記流体からのＬＥＤピクセル素子を前記微小溝のうちの対応するものの中にアセンブリすることを含む。
【０１０９】
実施形態例３５：前記基板はキャリアプレートであり、当該方法は更に、前記アセンブリされたＬＥＤピクセル素子を前記キャリアプレートからディスプレイバックプレーン基板に転写することを含む、実施形態例３４の方法。
【０１１０】
実施形態例３６：前記基板はディスプレイバックプレーン基板である、実施形態例３４の方法。
【０１１１】
実施形態例３７：前記流体を加えることは、界面活性剤を有する流体を加えることを含む、実施形態例３４、３５又は３６の方法。
【０１１２】
実施形態例３８：前記ＬＥＤピクセル素子の懸濁は、ナノワイヤベースのＬＥＤピクセル素子の懸濁である、実施形態例３４、３５、３６又は３７の方法。
【０１１３】
実施形態例３９：前記ナノワイヤベースのＬＥＤピクセル素子の懸濁は、ＧａＮナノワイヤを含む、実施形態例３８の方法。
【０１１４】
実施形態例４０：前記ナノワイヤベースのＬＥＤピクセル素子の懸濁は、ＩｎＧａＮナノワイヤを含む、実施形態例３８の方法。
【０１１５】
実施形態例４１：マイクロ発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイパネルのピクセル素子は、第１の色のナノワイヤＬＥＤと、前記第１の色とは異なる第２の色のナノワイヤＬＥＤと、一対の、前記第１及び第２の色とは異なる第３の色のナノワイヤＬＥＤとを含む。連続した絶縁材料層が、前記第１の色のナノワイヤＬＥＤ、前記第２の色のナノワイヤＬＥＤ、及び前記一対の第３の色のナノワイヤＬＥＤを横方向で取り囲む。
【０１１６】
実施形態例４２：前記第１の色は赤色であり、前記第２の色は緑色であり、前記第３の色は青色である、実施形態例４１のピクセル素子。
【０１１７】
実施形態例４３：前記第１の色は赤色であり、前記第２の色は青色であり、前記第３の色は緑色である、実施形態例４１のピクセル素子。
【０１１８】
実施形態例４４：前記第１の色は青色であり、前記第２の色は緑色であり、前記第３の色は赤色である、実施形態例４１のピクセル素子。
【０１１９】
実施形態例４５：前記第１の色のナノワイヤＬＥＤ、前記第２の色のナノワイヤＬＥＤ、及び前記一対の第３の色のナノワイヤＬＥＤは、平面図で見て２×２配列を有する、実施形態例４１、４２、４３又は４４のピクセル素子。
【０１２０】
実施形態例４６：前記第１の色のナノワイヤＬＥＤ、前記第２の色のナノワイヤＬＥＤ、及び前記一対の第３の色のナノワイヤＬＥＤは、窒化ガリウム（ＧａＮ）コアを含む、実施形態例４１、４２、４３、４４又は４５のピクセル素子。
【０１２１】
実施形態例４７：前記第１の色のナノワイヤＬＥＤ、前記第２の色のナノワイヤＬＥＤ、及び前記一対の第３の色のナノワイヤＬＥＤは、窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）シェルを含む、実施形態例４１、４２、４３、４４、４５又は４６のピクセル素子。
【０１２２】
実施形態例４８：前記連続した絶縁材料層は、酸化シリコン、又は炭素ドープされた二酸化シリコンを含む、実施形態例４１、４２、４３、４４、４５、４６又は４７のピクセル素子。
【０１２３】
実施形態例４９：赤色発光ダイオード構造は、基板の上のＧａＮナノワイヤと、前記ＧａＮナノワイヤ上のＩｎＧａＮシェル層と、前記ＩｎＧａＮシェル層上のＩｎＧａＮ活性層であり、前記ＩｎＧａＮシェル層よりも高濃度のＩｎを有するＩｎＧａＮ活性層とを含む。
【０１２４】
実施形態例５０：前記ＩｎＧａＮシェル層は、Ｉｎ０．２Ｇａ０．８Ｎ材料の層である、実施形態例４９の赤色発光ダイオード構造。
【０１２５】
実施形態例５１：前記ＩｎＧａＮ活性層は、Ｉｎ０．４Ｇａ０．６Ｎ材料の層である、実施形態例４９又は５０の赤色発光ダイオード構造。
【０１２６】
実施形態例５２：前記ＩｎＧａＮ活性層上のクラッド層であり、ｐ型ＧａＮ又はｐ型ＺｎＯを含むクラッド層、を更に含む実施形態例４９、５０又は５１の赤色発光ダイオード構造。
【０１２７】
実施形態例５３：前記ＩｎＧａＮ活性層は、６１０−６３０ナノメートルの範囲内の波長を発する、実施形態例４９、５０、５１又は５２の赤色発光ダイオード構造。
【０１２８】
実施形態例５４：前記基板は、シリコン基板又はサファイア基板である、実施形態例４９、５０、５１、５２又は５３の赤色発光ダイオード構造。
【０１２９】
実施形態例５５：赤色発光ダイオード構造は、基板の上のＩｎＧａＮナノワイヤと、前記ＩｎＧａＮナノワイヤ上のＩｎＧａＮ活性層であり、前記ＩｎＧａＮナノワイヤよりも高濃度のＩｎを有するＩｎＧａＮ活性層とを含む。
【０１３０】
実施形態例５６：前記ＩｎＧａＮナノワイヤは、Ｉｎ０．２Ｇａ０．８Ｎ材料のナノワイヤである、実施形態例５５の赤色発光ダイオード構造。
【０１３１】
実施形態例５７：前記ＩｎＧａＮ活性層は、Ｉｎ０．４Ｇａ０．６Ｎ材料の層である、実施形態例５５又は５６の赤色発光ダイオード構造。
【０１３２】
実施形態例５８：前記ＩｎＧａＮ活性層上のクラッド層であり、ｐ型ＧａＮ又はｐ型ＺｎＯを含むクラッド層、を更に含む実施形態例５５、５６又は５７の赤色発光ダイオード構造。
【０１３３】
実施形態例５９：前記ＩｎＧａＮ活性層は、６１０−６３０ナノメートルの範囲内の波長を発する、実施形態例５５、５６、５７又は５８の赤色発光ダイオード構造。
【０１３４】
実施形態例６０：前記基板は、シリコン基板又はサファイア基板である、実施形態例５５、５６、５７、５８又は５９の赤色発光ダイオード構造。
【図１】
2019036719.tif 000003
【図２Ａ】
2019036719.tif 000004
【図２Ｂ】
2019036719.tif 000005
【図２Ｃ】
2019036719.tif 000006
【図２Ｄ（１）】
2019036719.tif 000007
【図２Ｄ（２）】
2019036719.tif 000008
【図２Ｅ】
2019036719.tif 000009
【図３】
2019036719.tif 000010
【図４Ａ】
2019036719.tif 000011
【図４Ｂ】
2019036719.tif 000012
【図４Ｃ】
2019036719.tif 000013
【図４Ｄ】
2019036719.tif 000014
【図５】
2019036719.tif 000015
【図６】
2019036719.tif 000016
【図７】
2019036719.tif 000017
【図８Ａ】
2019036719.tif 000018
【図８Ｂ】
2019036719.tif 000019
【図８Ｃ】
2019036719.tif 000020
【図８Ｄ】
2019036719.tif 000021
【図９】
2019036719.tif 000022
【図１０】
2019036719.tif 000023
【図１１】
2019036719.tif 000024
【図１２】
2019036719.tif 000025
【図１３】
2019036719.tif 000026
【図１４】
2019036719.tif 000027
【図１５】
2019036719.tif 000028
【図１６】
2019036719.tif 000029
【図１７】
2019036719.tif 000030
【図１８】
2019036719.tif 000031
【図１９】
2019036719.tif 000032
【外国語明細書】
2019036719000001.pdf