(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ発光ダイオードを修復するための方法であって、
導電性ピックアップヘッドにおける既知の良好なマイクロ発光ダイオードを受け基板の欠陥位置における第１接続パッドと接触させることと、
導電性ピックアップヘッドにより、既知の良好なマイクロ発光ダイオードと第１接続パッドの間に位置する第１接合層を局所的にジュール加熱することによって、第１接合層を溶融させることと、
既知の良好なマイクロ発光ダイオードが受け基板に残るように、第１接合層を冷却した後に導電性ピックアップヘッドを引き上げることと、
を含み、
前記導電性ピックアップヘッドと既知の良好なマイクロ発光ダイオードは導電性接着剤により接合される、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
導電性接着剤により導電性ピックアップヘッドをキャリア基板における既知の良好なマイクロ発光ダイオードと接触させることと、
導電性ピックアップヘッドにより、既知の良好なマイクロ発光ダイオードとキャリア基板の間に位置する第２接合層を局所的にジュール加熱することによって、第２接合層を溶融させることと、
導電性ピックアップヘッドにより既知の良好なマイクロ発光ダイオードをピックアップすることと、
をさらに含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
温度が前記接合層の溶融点を超えることが確定されるように、マイクロ発光ダイオードのＩ−Ｖ特性により前記接合層の温度を監視する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記導電性ピックアップヘッドの材料の熱伝導率は１００ワット／メートル・度より小さい、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項５】
前記導電性ピックアップヘッドの材料の熱伝導率は３０ワット／メートル・度より小さい、ことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記導電性ピックアップヘッドの材料の熱伝導率は１ワット／メートル・度より小さい、ことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
垂直貫通孔を介して前記導電性ピックアップヘッドの頂部と底部を電気的に接続させる、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項８】
前記接合層の溶融点は２８０℃より小さい、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項９】
欠陥位置における第１接続パッドは修復するための冗長性接続パッドである、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項１０】
導電性接着剤の粘着力は、前記接合層が溶融する時の表面張力より大きく、且つ前記接合層を冷却する時の接合力より小さい、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項１１】
前記キャリア基板の材料の熱伝導率は１００ワット／メートル・度より小さい、ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項１２】
マイクロ発光ダイオード装置を製造するための方法であって、
請求項１に記載の方法を用いてマイクロ発光ダイオード装置の受け基板におけるマイクロ発光ダイオードを修復することを含む、
ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ発光ダイオードに関し、より具体的には、マイクロ発光ダイオードを修復するための方法、マイクロ発光ダイオード装置を製造するための方法、マイクロ発光ダイオード装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ発光ダイオード（Ｍｉｃｒｏ  ＬＥＤ）技術は、マイクロサイズのＬＥＤアレイを基板に高密度集積することである。現在、マイクロ発光ダイオード技術は発展し始め、産業界では、高品質マイクロ発光ダイオード製品の市場登場が期待されている。高品質マイクロ発光ダイオード製品は、既に市場に登場している例えばＬＣＤ／ＯＬＥＤのような従来の表示製品に対し多大な影響を与える。
【０００３】
マイクロ発光ダイオード装置の製造過程において、マイクロ発光ダイオードを受け基板に搬送した後、受け基板に欠陥のあるマイクロ発光ダイオードを有することを発見することがある。この場合、欠陥を修復する必要があり、ここで、マイクロ発光ダイオードの修復と称する。受け基板は、例えばディスプレイである。
【０００４】
従来技術では、修復過程に既知の良好なマイクロ発光ダイオードを有するキャリア基板全体を加熱することによって、キャリア基板における半田を溶融させる。続けて、ピックアップヘッドを用いて既知の良好なマイクロ発光ダイオードをピックアップする。その後、ピックアップヘッド及び既知の良好なマイクロ発光ダイオードを受け基板の欠陥位置に移動させる。受け基板全体を加熱することによって、既知の良好なマイクロ発光ダイオードを受け基板に溶接する。
【０００５】
特許文献１は、マイクロデバイス及びマイクロデバイスアレイを製造し、受け基板に搬送する方法を開示する。ここで、該特許は参考として全て引用される。
【０００６】
従来技術では、修復過程にキャリア基板及び／又は受け基板の全体を加熱する必要があるため、マイクロ発光ダイオードの性能に影響を与える。また、一般的に、修復を必要とするマイクロ発光ダイオードは、マイクロ発光ダイオードアレイの極一部だけである。そのため、キャリア基板及び／又は受け基板の全体を加熱する方式において、効率が低い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許ＵＳ８，５１８，２０４  Ｂ２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の１つの目的は、マイクロ発光ダイオードを修復するための新たな技術的解決手段を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１態様によれば、マイクロ発光ダイオードを修復するための方法を提供する。当該方法は、導電性ピックアップヘッドにおける既知の良好なマイクロ発光ダイオードを受け基板の欠陥位置における第１接続パッドと接触させることと、導電性ピックアップヘッドにより、既知の良好なマイクロ発光ダイオードと第１接続パッドの間に位置する第１接合層を局所的にジュール加熱することによって、第１接合層を溶融させることと、既知の良好なマイクロ発光ダイオードが受け基板に残るように、第１接合層を冷却した後に導電性ピックアップヘッドを引き上げることと、を含み、前記導電性ピックアップヘッドと既知の良好なマイクロ発光ダイオードは導電性接着剤により接合される。
【００１０】
好ましくは、前記方法は、さらに、導電性接着剤により導電性ピックアップヘッドとキャリア基板における既知の良好なマイクロ発光ダイオードを接触させることと、導電性ピックアップヘッドにより、既知の良好なマイクロ発光ダイオードとキャリア基板の間に位置する第２接合層を局所的にジュール加熱することによって、第２接合層を溶融させることと、導電性ピックアップヘッドにより既知の良好なマイクロ発光ダイオードをピックアップすることと、を含む。
【００１１】
好ましくは、温度が前記接合層の溶融点を超えたことが確定されるように、マイクロ発光ダイオードのＩ−Ｖ特性により前記接合層の温度を監視する。
【００１２】
好ましくは、前記導電性ピックアップヘッドの材料の熱伝導率は１００ワット／メートル・度より小さい。
【００１３】
好ましくは、前記導電性ピックアップヘッドの材料の熱伝導率は３０ワット／メートル・度より小さい。
【００１４】
好ましくは、前記導電性ピックアップヘッドの材料の熱伝導率は１ワット／メートル・度より小さい。
【００１５】
好ましくは、垂直貫通孔を介して前記導電性ピックアップヘッドの頂部と底部を電気的に接続させる。
【００１６】
好ましくは、前記接合層の溶融点は２８０℃より小さい。
【００１７】
好ましくは、欠陥位置における第１接続パッドは修復するための冗長性接続パッドである。
【００１８】
好ましくは、導電性接着剤の粘着力は前記接合層が溶融する時の表面張力より大きく、且つ前記接合層が冷却する時の接合力より小さい。
【００１９】
好ましくは、前記キャリア基板の材料の熱伝導率は１００ワット／メートル・度より小さい。
【００２０】
本発明の第２態様によれば、本発明にかかる方法を用いてマイクロ発光ダイオード装置の受け基板におけるマイクロ発光ダイオードを修復することを含むマイクロ発光ダイオード装置を製造するための方法を提供する。
【００２１】
本発明の第３態様によれば、本発明にかかる方法により製造されるマイクロ発光ダイオード装置を提供する。
【００２２】
本発明の第４態様によれば、本発明にかかるマイクロ発光ダイオード装置を含む電子機器を提供する。
【００２３】
本発明の発明者は、従来技術において、修復過程にキャリア基板及び／又は受け基板の全体を加熱する必要があることを発見した。ところが、本発明は導電性ピックアップヘッドによりマイクロ発光ダイオードを局所的に加熱する。そのため、本発明が実現しようとする技術的任務又は解決しようとする技術的課題は、当業者が想到したことのない又は予想できなかったものであり、そのため、本発明は新たな技術的解決手段である。
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の例示的な実施例を詳細に説明し、よって、本発明のその他の特徴及びその利点は明確になる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
添付の図面は明細書に合わせられ明細書の一部となり、本発明の実施例を示し、その説明とともに本発明の原理を解釈するのに用いられる。
【図１】本発明の一実施例によるマイクロ発光ダイオードを修復するための方法のフローチャートである。
【図２】本発明によるマイクロ発光ダイオードを修復するための例を示す図である。
【図３】本発明によるマイクロ発光ダイオードを修復するための例を示す図である。
【図４】本発明によるマイクロ発光ダイオードを修復するための例を示す図である。
【図５】本発明によるマイクロ発光ダイオードを修復するための例を示す図である。
【図６】マイクロ発光ダイオードのＩ−Ｖ曲線を例示的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照して本発明の様々な例示的な実施例を詳細に説明する。注意すべきことは、別途具体的な説明がない限り、こられの実施例に記載の部品とステップの相対位置、数式及び数値は本発明の範囲を制限するものではない。
【００２７】
以下、少なくとも１つの例示的な実施例に対する説明は実質的に解釈的なものに過ぎず、本発明及びその応用又は使用を制限するものではない。
【００２８】
かかる分野における一般技術者の公知する技術、方法及び装置に対する詳細な説明は省略されるかも知れないが、適切な場合、前記技術、方法及び装置は明細書の一部と見なされるべきである。
【００２９】
ここで例示し検討される全ての実例において、いかなる具体的な数値は例示的なものに過ぎず、制限するためのものではないと解釈されるべきである。そのため、例示的な実施例のその他の実例は異なる数値を有することができる。
【００３０】
注意すべきことは、類似する符号とアルファベットは以下の図面において類似する項目を表示するため、ある項目が１つの図面に定義された場合、後の図面においてはさらに検討する必要がない。
【００３１】
以下、図面を参照して本発明の実施例と実例を説明する。
【００３２】
図１は本発明の一実施例によるマイクロ発光ダイオードを修復するための方法を示すフローチャートである。
【００３３】
図１に示すように、ステップＳ１１００において、導電性ピックアップヘッドにおける既知の良好なマイクロ発光ダイオードを受け基板の欠陥位置における第１接続パッドと接触させる。前記既知の良好なマイクロ発光ダイオードと第１接続パッドがさらに十分に接触するように、導電性ピックアップヘッドを下へ押圧することができる。導電性ピックアップヘッドと既知の良好なマイクロ発光ダイオードは、導電性接着剤により接合されることができる。欠陥位置における第１接続パッドは、修復するための冗長性接続パッドであってもよい。
【００３４】
様々な方法により既知の良好なマイクロ発光ダイオードを導電性ピックアップヘッドに設置することができる。例えば、導電性ピックアップヘッドはキャリア基板から既知の良好なマイクロ発光ダイオードをピックアップする。従来技術の方法により前記ピックアップを実行することができる。
【００３５】
好ましくは、一実例において、導電性接着剤により、導電性ピックアップヘッドをキャリア基板における既知の良好なマイクロ発光ダイオードと接触させることができる。続けて、導電性ピックアップヘッドにより第２接合層を局所的にジュール加熱することによって、第２接合層を溶融させ、導電性ピックアップヘッドにより既知の良好なマイクロ発光ダイオードをピックアップする。第２接合層は既知の良好なマイクロ発光ダイオードとキャリア基板の間に位置する。当業者であれば、半田のような接合層は導電性を有し、接合層と導電性ピックアップヘッドにより導電回路を形成することによって、局所的にジュール加熱することができることを理解すべきである。
【００３６】
温度が前記接合層の溶融点を超えたことが確定されるように、マイクロ発光ダイオードのＩ−Ｖ特性により前記第２接合層の温度を監視することができる。例えば、前記第２接合層は低い溶融点を有し、例えば、２８０℃（例えば、Ａｕ−Ｓｎ共晶合金の溶融点）より小さく、好ましくは、２３２℃（例えば、Ｓｎの溶融点）より小さく、更に好ましくは、２００℃（例えば、Ｉｎの溶融点は１５７℃である）より小さい。当業者であれば、前記導電性接着剤の粘着力は前記第２接合層が溶融する時の表面張力より大きいことを理解すべきである。
【００３７】
例えば、前記キャリア基板の材料は小さい熱伝導率を有する材料であってもよく、例えばプラスチック、ガラス、石英等である。例えば、その熱伝導率は１００ワット／メートル・度（Ｗ／（ｍ・℃））より小さく、好ましくは、３０ワット／メートル・度より小さく、更に好ましくは、１ワット／メートル・度より小さい。小さい熱伝導率を有する材料を用いることによって、ピックアップする時にその他のマイクロ発光ダイオードに与える影響を減少させることができる。
【００３８】
ステップＳ１２００において、導電性ピックアップヘッドにより第１接合層を局所的にジュール加熱することによって、第１接合層を溶融させる。第１接合層は既知の良好なマイクロ発光ダイオードと第１接続パッドの間に位置する。当業者であれば、半田のような接合層又は接続パッドと導電性ピックアップヘッドにより導電回路を形成することによって、局所的にジュール加熱することができることを理解すべきである。
【００３９】
例えば、前記導電性ピックアップヘッドの材料は小さい熱伝導率を有してもよく、それにより加熱過程において効率を向上させる。例えば、その熱伝導率は１００ワット／メートル・度より小さく、好ましくは、３０ワット／メートル・度より小さく、更に好ましくは、１ワット／メートル・度より小さい。
【００４０】
例えば、前記ピックアップヘッドはＰＣＢにより形成されてもよい。垂直貫通孔を介して前記導電性ピックアップヘッドの頂部と底部を電気的に接続させることができる。
【００４１】
温度が前記接合層の溶融点を超えたことが確定されるように、マイクロ発光ダイオードのＩ−Ｖ特性により前記第１接合層の温度を監視することができる。例えば、前記第１接合層は低い溶融点を有し、例えば、２８０℃（例えば、Ａｕ−Ｓｎ共晶合金の溶融点）より小さく、好ましくは、２３２℃（例えば、Ｓｎの溶融点）より小さく、更に好ましくは、２００℃（例えば、Ｉｎの溶融点は１５７℃である）より小さい。
【００４２】
ステップＳ１３００において、既知の良好なマイクロ発光ダイオードが受け基板に残るように、第１接合層を冷却した後に導電性ピックアップヘッドを引き上げる。例えば、前記冷却は完全に冷却又は部分的に冷却されてもよい。
【００４３】
当業者であれば、前記導電性接着剤の粘着力は、前記第１接合層が溶融する時の表面張力より大きく、且つ前記第１接合層が冷却する時の接合力より小さいことを理解すべきである。
【００４４】
本発明による技術的解決手段において、導電性ピックアップヘッドを用いて局所的にジュール加熱することによって、一部の接合層のみを溶融させることができる。本発明の技術的解決手段により、キャリア基板及び／又は受け基板におけるその他のマイクロ発光ダイオードに与える影響を減少させることができる。
【００４５】
また、Ｉ−Ｖ特性により接合層の温度を監視することによって、接合層の溶融状態を正確に確定することができる。そのため、本発明により、用いられるエネルギーを減少させることができる。また、ピックアップされたマイクロ発光ダイオード及び／又はその他のマイクロ発光ダイオードに対する影響を減少させることができる。
【００４６】
本発明の別の実施例によれば、さらにマイクロ発光ダイオード装置を製造するための方法を提供する。該製造方法は、本発明による方法を用いてマイクロ発光ダイオード装置の受け基板におけるマイクロ発光ダイオードを修復することを含む。前記受け基板は、例えば、ディスプレイパネル又は表示基板である。前記マイクロ発光ダイオード装置は、例えばディスプレイ装置である。
【００４７】
該また別の実施例において、本発明は、さらに、マイクロ発光ダイオード装置、例えばディスプレイ装置を備える。本発明によるマイクロ発光ダイオード装置を製造するための方法を用いて前記マイクロ発光ダイオード装置を製造することができる。
【００４８】
該また別の実施例において、本発明は、さらに電子機器を含む。該電子機器は、本発明によるマイクロ発光ダイオード装置を含む。例えば、該電子機器は、携帯電話、タブレットＰＣ等であってもよい。
【００４９】
以下、図２〜７を参照して、本発明による実例を説明する。図２はキャリア基板２０１、接合層２０２及び既知の良好なマイクロ発光ダイオード２０４を示す。キャリア基板２０１は、例えば低い熱伝導率を有する。キャリア基板の材料は、例えばプラスチック、ガラス又は石英等である。接合層２０２は、例えば半田、金属、合金等である。接合層は、例えば低い溶融点を有し、例えば２８０℃より小さい。既知の良好なマイクロ発光ダイオード２０４のｐ型金属電極２０３は接合層に接合される。
【００５０】
図２に示すように、矢印Ａの方向に従ってピックアップヘッド２０５を下へ押圧することによって、導電性接着剤２０６を介して既知の良好なマイクロ発光ダイオードと接触する。ピックアップヘッド２０５と接合層により電気回路を形成する。２０８に示すように、回路に電流を印加する。例えば、２０７に示された位置において、温度が上昇する。
【００５１】
回路内のＩ−Ｖ特性（即ち、マイクロ発光ダイオードのＩ−Ｖ特性）により温度を監視する。一般的に、マイクロ発光ダイオードの電流及び／又は電圧を検出することによって、マイクロ発光ダイオードの温度を正確に確定することができる。図６はＩ−Ｖ曲線と温度との関係を例示的に示している。図６において矢印で示すように、温度がＴ１からＴ２に上昇した後、Ｉ−Ｖ曲線は左へ移動する。ここで、Ｉ−Ｖ特性により温度を監視することは、電流及び／又は電圧を検出するにより温度を監視することを含む。
【００５２】
図３に示すように、温度が接合層の溶融点を超えた時、既知の良好なマイクロ発光ダイオードをキャリア基板２０１から剥離するために、矢印Ｂの方向に従ってピックアップヘッド２０５を引き上げる。
【００５３】
図４に示すように、ピックアップヘッド２０５を受け基板２０９の欠陥位置に移動する。ピックアップヘッドにおける既知の良好なマイクロ発光ダイオードは、接合層２１４を介して受け基板２０９における接続パッドと接触する。図４において、マイクロ発光ダイオード２１２のｐ型金属電極２１１は受け基板における接続パッドに接合される。矢印Ｃに示す方向に従って、ピックアップヘッド２０５を下へ押圧することによって、既知の良好なマイクロ発光ダイオードを接続パッドと十分に接触させる。
【００５４】
ピックアップヘッド２０５とリード線２１０（及び接続パッド）により回路を形成する。２１３に示すように、該回路に電流を印加することによって、局所的にジュール加熱する。回路内のＩ−Ｖ特性（即ち、マイクロ発光ダイオードのＩ−Ｖ特性）により温度を監視する。
【００５５】
温度が溶融点を超えた時、ピックアップヘッド２０５を引き上げ移動させる。図５に示すように、修復後の既知の良好なマイクロ発光ダイオード２１２ｒは受け基板２０９に残される。
【００５６】
既に実例を通じて本発明の幾つかの特定の実施例を詳細に説明したが、当業者であれば、以上の実例は説明するためのものに過ぎず、本発明の範囲を制限するためのものではないことを理解すべきである。当業者であれば、本発明の範囲と趣旨を逸脱しない限り、上記実施例を修正することができることを理解すべきである。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲により制限される。
【図１】
0006501970.tif 000002
【図２】
0006501970.tif 000003
【図３】
0006501970.tif 000004
【図４】
0006501970.tif 000005
【図５】
0006501970.tif 000006
【図６】
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