專利名稱：圖像顯示裝置及制造圖像顯示裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像顯示裝置，包括排列成矩陣的發(fā)光器件，用以響應(yīng)圖像信號(hào)而進(jìn)行圖像顯示；制造圖像顯示裝置的方法；以及制造適合于圖像顯示裝置的發(fā)光器件的方法。本發(fā)明還涉及在底板上排列諸如半導(dǎo)體發(fā)光器件和液晶控制器件這樣的器件的方法，以及特征在于在轉(zhuǎn)移步驟中將微器件轉(zhuǎn)移到寬區(qū)域的排列發(fā)光器件的方法，以及根據(jù)器件排列方法制造圖像顯示裝置的方法。本發(fā)明進(jìn)一步涉及改進(jìn)了發(fā)光器件裝配方向的圖像顯示裝置、在其上裝配器件的裝配板，以及制造圖像顯示裝置的方法。
背景技術(shù)：
已開發(fā)了各種顯示裝置，像那些輕且薄的圖像類型。作為那種圖像顯示裝置中主要的一類，有大家所熟知的LED(發(fā)光二極管)顯示器、液晶顯示器，以及等離子體顯示器。這些圖像顯示裝置的應(yīng)用已隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步而得以擴(kuò)展。例如，對(duì)角尺寸大約從30至150cm的顯示裝置已用作電視接收機(jī)、放像設(shè)備，以及游戲機(jī)的輸出裝置；進(jìn)一步，對(duì)角尺寸小于大約30cm的顯示裝置已用作車載導(dǎo)航系統(tǒng)、圖像記錄系統(tǒng)，以及監(jiān)視器。
然而，上述各種圖像顯示裝置在下列方面都有問(wèn)題例如分辨率、亮度、光輸出/功率效率，以及圖像質(zhì)量；進(jìn)一步，還有屏幕尺寸和制作成本的問(wèn)題。例如，在使用將發(fā)光二極管排成矩陣這種類型的顯示裝置中，單個(gè)發(fā)光二極管一起裝配以形成發(fā)光器件的列陣。然而，由于對(duì)每個(gè)發(fā)光二極管都進(jìn)行了封裝從而其尺寸大至幾個(gè)mm，所以一個(gè)象素的尺寸變大，降低了分辨率。同時(shí)，在使用發(fā)光二極管列陣的圖像顯示裝置中，由于提高了每個(gè)象素的成本，從而使制作成本升高，對(duì)于具有大屏幕的圖像顯示裝置尤其如此。
在液晶顯示裝置中，將形成部分顯示裝置的襯底插入置于真空中的膜形設(shè)備中，并且使用光刻形成像晶體管這樣的器件和布線。在這樣的顯示裝置中，尤其是在提高液晶顯示器分辨率的情形中，工藝控制必須在μm的量級(jí)上進(jìn)行。因此，為了提高成品率，必須嚴(yán)格進(jìn)行工藝控制，所以，在制造具有大屏幕的液晶顯示裝置情形中，制造成本就提高了。進(jìn)一步，液晶顯示器有視角依賴性，對(duì)比度和色彩隨視角而改變，它還有顏色改變時(shí)響應(yīng)速度滯后的問(wèn)題。
等離子體顯示裝置受這樣一種機(jī)制的使用而推動(dòng)放電在象素尺寸量級(jí)的狹小空間中產(chǎn)生，且通過(guò)來(lái)自放電產(chǎn)生的電離氣體的紫外線輔助激發(fā)熒光物質(zhì)而產(chǎn)生可見光。因此，在等離子體顯示裝置中，發(fā)光效率不高且功率消耗大。進(jìn)一步，還會(huì)發(fā)生這樣的問(wèn)題外部光線被熒光物質(zhì)反射，降低對(duì)比度；并且色彩重現(xiàn)范圍窄。
因此，上述各種圖像顯示裝置在形成大尺寸屏幕方面都很困難，且制造成本高，在下列方面也都有問(wèn)題分辨率、工藝控制、圖像質(zhì)量，以及發(fā)光效率。
考慮到前述這些，提出了本發(fā)明，本發(fā)明的一個(gè)目的是給出能提高像分辨率、圖像質(zhì)量和發(fā)光效率這些特性，便于形成大尺寸屏幕，以及降低制造成本的圖像顯示裝置。本發(fā)明的另一目的是給出制造這種高性能圖像顯示裝置的方法。本發(fā)明進(jìn)一步的目的是給出制造圖像顯示裝置的發(fā)光器件的方法。本發(fā)明的再一目的是給出排列器件的方法，能夠?qū)⑽⑵骷D(zhuǎn)移到更寬的區(qū)域而不降低轉(zhuǎn)移之后的位置精度，且不會(huì)發(fā)生布線失誤。
發(fā)明公開根據(jù)本發(fā)明，給出一種圖像顯示裝置，包括響應(yīng)特定圖像信號(hào)而顯示圖像的許多發(fā)光器件的列陣，其特征在于每個(gè)發(fā)光器件所占的面積在大于等于25μm2小于等于10000μm2的范圍內(nèi)；發(fā)光器件裝配在布線板上。由于每個(gè)發(fā)光器件所占的面積在大于等于25μm2小于等于10000μm2的范圍內(nèi)，如此微小尺寸的發(fā)光器件可以高密度裝配在布線板上。
在本發(fā)明的具體圖像顯示裝置中，每個(gè)發(fā)光器件所占面積與圖像顯示裝置上一個(gè)象素所占面積之比在大于等于10小于等于40000的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地，在大于等于10小于等于10000的范圍內(nèi)。
用作本發(fā)明圖像顯示裝置的發(fā)光器件并不特別局限，只要具有微小尺寸并能裝配在布線板上，但通常的例子為發(fā)光二極管或半導(dǎo)體激光器。特別地，發(fā)光器件可從下面這些中選取氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件、砷化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，以及磷化物半導(dǎo)體發(fā)光器件。在該圖像顯示裝置中，一個(gè)象素可由一組三片波長(zhǎng)不同的發(fā)光器件組成。通常，彩色屏幕可通過(guò)組合紅、綠和藍(lán)發(fā)光器件而獲得。
根據(jù)本發(fā)明，還給出了一種制造圖像顯示裝置的方法，該裝置包括響應(yīng)特定圖像信號(hào)而顯示圖像的許多發(fā)光器件的列陣。該方法的特征在于預(yù)備布線板，在板上已預(yù)先在一個(gè)矩陣中給出了特定布線；預(yù)備許多分成單個(gè)芯片的發(fā)光器件；將發(fā)光器件如下裝配到布線板上將發(fā)光器件連到布線上，從而制作出圖像顯示裝置。用這種構(gòu)造，由于發(fā)光器件尺寸微小，它們可以高密度排列在布線板上，并且由于是在做好發(fā)光器件之后再將它們裝配到布線板上，所以有可能提高成品率且便于大屏幕的形成。
在上面制造圖像顯示裝置的方法中，優(yōu)選地，在形成襯底的特定器件上堆積一層半導(dǎo)體層，在該半導(dǎo)體層上排列許多發(fā)光器件，這許多發(fā)光器件分成單個(gè)芯片，發(fā)光二極管分開的芯片裝配在布線板上，進(jìn)一步，在相鄰兩個(gè)發(fā)光器件之間的區(qū)域中形成直達(dá)半導(dǎo)體器件形成襯底的前表面的凹槽，環(huán)繞每個(gè)發(fā)光器件，將每個(gè)被凹槽環(huán)繞的發(fā)光器件從器件形成襯底上分離下來(lái)；分離下來(lái)的發(fā)光器件被裝配到布線板上。
更優(yōu)選地，將每個(gè)分離發(fā)光器件如下裝配到布線板上將發(fā)光器件裝配到布線板上使分離發(fā)光器件的前表面或背表面被吸取器吸??；進(jìn)一步，用下面的方法將每個(gè)發(fā)光器件從器件形成襯底上分離下來(lái)用能量束從器件形成襯底的背表面照射發(fā)光器件。
優(yōu)選地，在從器件形成襯底的背表面用能量束照射之前，將器件形成襯底上的每個(gè)發(fā)光器件支持在器件形成襯底和臨時(shí)支持板之間，在能量束的照射之后，從器件形成襯底上分離下發(fā)光器件，使其支持在臨時(shí)支持板上。在此情形中，可在整個(gè)臨時(shí)支持板上形成粘合劑，發(fā)光器件的前表面臨時(shí)粘在粘合劑上。也可通過(guò)使發(fā)光器件的電極部分與布線板上的導(dǎo)電材料壓接觸而將每個(gè)分離發(fā)光器件裝配到布線板上。
根據(jù)本發(fā)明，還給出一種制造用于上述圖像顯示裝置的發(fā)光器件的方法，其特征在于在特定襯底上堆積半導(dǎo)體層，在半導(dǎo)體層上形成許多發(fā)光器件的列陣，將發(fā)光器件列陣分離成單個(gè)發(fā)光器件，以及從襯底上分離下每個(gè)發(fā)光器件。
在制造發(fā)光器件的方法的一個(gè)具體實(shí)施例中，每個(gè)發(fā)光器件從襯底上的分離通過(guò)用能量束從襯底背表面照射發(fā)光器件而進(jìn)行；在用能量束從襯底背表面照射之前，襯底上的每個(gè)發(fā)光器件支持在襯底和臨時(shí)支持板之間，在能量束的照射之后，從襯底上分離下發(fā)光器件，使其支持在臨時(shí)支持板上；在整個(gè)臨時(shí)支持板上形成粘合劑，發(fā)光器件的前表面臨時(shí)粘在粘合劑上。
根據(jù)本發(fā)明，還給出在第二底板上重新排列已在第一襯底上排列過(guò)的許多器件的器件排列方法，其特征在于該方法包括第一轉(zhuǎn)移步驟，將器件轉(zhuǎn)移到臨時(shí)支持部件上，器件之間的間距大于排列在第一襯底上的器件的間距，并將器件支持在臨時(shí)支持部件上；第二轉(zhuǎn)移步驟，將支持在臨時(shí)支持部件上的器件轉(zhuǎn)移到第二底板上，器件之間的間距大于支持在臨時(shí)支持部件上的器件的間距。
利用這種構(gòu)造，由于器件排列間距在支持在臨時(shí)支持部件上時(shí)就已經(jīng)增大了，可以通過(guò)利用增大了的排列間距使用相對(duì)較大的電極和電極焊盤。在第二轉(zhuǎn)移步驟中，由于通過(guò)利用臨時(shí)支持部件上相對(duì)較大的電極和電極焊盤進(jìn)行布線，即使與每個(gè)器件的尺寸相比，最終裝置的尺寸很大，也可能容易地形成布線。
根據(jù)本發(fā)明，還給出根據(jù)上述器件排列方法制造本發(fā)明的圖像顯示裝置的方法。也就是說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明，給出制造圖像顯示裝置的方法，發(fā)光器件或液晶控制器件在該圖像顯示裝置上排成矩陣，該方法的特征在于它包括第一轉(zhuǎn)移步驟，將排列在第一襯底上的發(fā)光器件或液晶控制器件轉(zhuǎn)移到臨時(shí)支持部件上，器件之間的間距大于排列在第一襯底上的器件的間距，并將器件支持在臨時(shí)支持部件上；第二轉(zhuǎn)移步驟，將支持在臨時(shí)支持部件上的器件轉(zhuǎn)移到第二底板上，器件之間的間距大于支持在臨時(shí)支持部件上的器件的間距；布線形成步驟，形成要與器件相連的布線。
利用這種構(gòu)造，由排列成矩陣的發(fā)光器件或液晶控制器件組成圖象顯示裝置的圖像顯示部分。發(fā)光器件或液晶控制器件可精細(xì)制造以密集排列，也就是，在第一襯底上以高密度排列，通過(guò)利用臨時(shí)支持部件上的器件的間距——它在臨時(shí)支持部件上的器件轉(zhuǎn)移時(shí)被放大了，可使用相對(duì)較大的電極或電極焊盤。因此，與上述器件排列方法一樣，在第二轉(zhuǎn)移之后可容易地形成布線。
根據(jù)本發(fā)明，還給出改進(jìn)了發(fā)光器件的裝配的圖象顯示裝置，以及制造該圖像顯示裝置的方法。也就是說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明，給出具有如下結(jié)構(gòu)的圖像顯示裝置在布線板上裝配許多發(fā)光器件，它們排列在底板主平面上；該圖像顯示裝置的特征在于每個(gè)發(fā)光器件以如下方式裝配在布線板上通過(guò)晶體生長(zhǎng)形成的發(fā)光器件的晶體生長(zhǎng)層處在與沿底板主平面法線方向生長(zhǎng)晶體時(shí)的晶體生長(zhǎng)層相倒轉(zhuǎn)的姿態(tài)。
在本發(fā)明的圖像顯示裝置中，除了上面的構(gòu)造之外，優(yōu)選地，發(fā)光器件有一在晶體生長(zhǎng)時(shí)處在襯底側(cè)的部分，作為出光窗口，在裝配到布線板上之前將發(fā)光器件從用以生長(zhǎng)的襯底上分離下來(lái)；還優(yōu)選地，在具有相對(duì)于襯底主平面傾斜的傾斜晶面的晶體生長(zhǎng)層上形成第一導(dǎo)電層、有源層以及第二導(dǎo)電層，并以如下方式形成要與第一導(dǎo)電層相連的第一電極和要與第二導(dǎo)電層相連的第二電極從用以生長(zhǎng)的襯底到第一電極的高度近似等于從用以生長(zhǎng)的襯底到第二電極的高度。在該具有倒轉(zhuǎn)晶體生長(zhǎng)層的圖像顯示裝置中，優(yōu)選地，在第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層之間形成有源層，并以如下方式形成要與第一導(dǎo)電層相連的第一電極和要與第二導(dǎo)電層相連的第二電極晶體生長(zhǎng)層處在它們之間，且沿襯底主平面法線方向。
根據(jù)本發(fā)明，還給出制造圖像顯示裝置的方法，其特征在于通過(guò)如下方式在用以生長(zhǎng)的襯底上制造每個(gè)發(fā)光器件通過(guò)選擇生長(zhǎng)形成具有開口在襯底側(cè)的形狀的晶體生長(zhǎng)層，并在晶體生長(zhǎng)層上形成第一導(dǎo)電層、有源層和第二導(dǎo)電層；以如下方式對(duì)每個(gè)發(fā)光器件形成于第一導(dǎo)電層相連的第一電極和與第二導(dǎo)電層相連的第二電極從用以生長(zhǎng)的襯底到第一電極的高度近似等于從用以生長(zhǎng)的襯底到第二電極的高度；將每個(gè)晶體生長(zhǎng)層從用以生長(zhǎng)的襯底上分離下來(lái)，并將該晶體生長(zhǎng)層裝配到布線板上，裝配時(shí)該晶體生長(zhǎng)層的姿態(tài)與生長(zhǎng)時(shí)的姿態(tài)相倒轉(zhuǎn)。
根據(jù)本發(fā)明，提供具有這樣結(jié)構(gòu)的器件安裝板，其中多個(gè)器件安裝在布線板上使得布線在板的主平面上，其特征在于，通過(guò)晶體生長(zhǎng)形成的每一器件的晶體生長(zhǎng)層沿板的主平面法線方向以與晶體生長(zhǎng)時(shí)晶體生長(zhǎng)層的姿態(tài)倒轉(zhuǎn)的姿態(tài)安裝在布線板上。
在本發(fā)明的圖像顯示裝置中，由于每個(gè)發(fā)光器件的晶體生長(zhǎng)層正好與它在晶體生長(zhǎng)時(shí)的姿態(tài)(沿底板主平面法線方向)相倒轉(zhuǎn)，即使每個(gè)器件的電極側(cè)形成在晶體生長(zhǎng)層的上側(cè)，因?yàn)殡姌O側(cè)通過(guò)器件的倒轉(zhuǎn)而位于與布線板相對(duì)的下側(cè)，所以，電極側(cè)可以容易地與裝配每個(gè)器件時(shí)形成在布線板上的布線層電互聯(lián)。結(jié)果，無(wú)須封裝該器件，而且可能以高密度排列發(fā)光器件。
根據(jù)本發(fā)明制造圖像顯示裝置的方法，晶體生長(zhǎng)層可簡(jiǎn)單地通過(guò)選擇生長(zhǎng)來(lái)形成，以具有相對(duì)于襯底主平面傾斜的傾斜結(jié)晶面，從而，在倒轉(zhuǎn)晶體生長(zhǎng)層時(shí)，可容易地將上表面作為出光窗口。而且，通過(guò)使與第二導(dǎo)電層相連的第二電極的高度近似等于從用以生長(zhǎng)的襯底算起的高度，可能便于與用以生長(zhǎng)的襯底的電互聯(lián)。
附圖簡(jiǎn)述

圖1為一布置圖，示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的圖像顯示裝置的基本部分；圖2為一布置圖，示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方案的圖像顯示裝置的基本部分；圖3為一電路圖，示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方案的圖像顯示裝置；圖4示出制造根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方案的圖像顯示裝置的方法中形成晶體層的步驟；圖5示出制造根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方案的圖像顯示裝置的方法中形成分隔槽的步驟；圖6示出制造根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方案的圖像顯示裝置的方法中將發(fā)光裝置壓到臨時(shí)支持板上去的步驟；圖7示出制造根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方案的圖像顯示裝置的方法中用能量束照射發(fā)光器件的步驟；圖8示出制造根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方案的圖像顯示裝置的方法中從用以生長(zhǎng)的襯底上剝離發(fā)光器件的步驟；圖9示出制造根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方案的圖像顯示裝置的方法中吸取發(fā)光器件的步驟；圖10示出制造根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方案的圖像顯示裝置的方法中分離選定發(fā)光器件的步驟；圖11示出制造根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方案的圖像顯示裝置的方法中馬上要裝配發(fā)光器件之前的狀態(tài)；圖12示出制造根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方案的圖像顯示裝置的方法中裝配好光器件之后的狀態(tài)；圖13A至13D為示出排列根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的器件的一種方法的示意圖；圖14A至14D為示出排列根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的器件的另一種方法的示意圖；圖15A至15D為示出排列根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的器件的方法中非連續(xù)轉(zhuǎn)移的示意圖；圖16為示出排列根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的器件的方法中樹脂模型晶片的示意性透視圖；圖17為示出排列根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的器件的方法中樹脂模型晶片的示意性俯視圖；圖18A和18B示出在排列根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的器件的方法中用到的發(fā)光器件，其中圖18A為剖面圖而18B為俯視圖；圖19為示出排列根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的發(fā)光器件的方法中第一轉(zhuǎn)移步驟的剖面圖；圖20為示出排列根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的發(fā)光器件的方法中形成電極焊盤的步驟的剖面圖；圖21為示出排列根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的發(fā)光器件的方法中形成電極焊盤的另一步驟的剖面圖；圖22為示出排列根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的發(fā)光器件的方法中吸取選定發(fā)光器件的剖面圖；圖23為示出排列根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的發(fā)光器件的方法中第二轉(zhuǎn)移步驟的剖面圖；圖24為示出排列根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的發(fā)光器件的方法中形成絕緣層的步驟的剖面圖；圖25為示出排列根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的發(fā)光器件的方法中形成布線的步驟的剖面圖；圖26為示出排列根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的液晶控制器件的方法中形成薄膜晶體管的步驟的剖面圖；圖27為示出排列根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的液晶控制器件的方法中第一轉(zhuǎn)移步驟的剖面圖；圖28為示出排列根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的液晶控制器件的方法中在臨時(shí)支持部件上支持選定器件的步驟的剖面圖；圖29為示出排列根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的液晶控制器件的方法中從臨時(shí)支持部件上轉(zhuǎn)移器件的步驟的剖面圖；圖30為出排列根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的液晶控制器件的方法中在第二臨時(shí)支持部件上支持器件的步驟的剖面圖；圖31為示出排列根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的液晶控制器件的方法中形成液晶面板的相對(duì)底板并將液晶密封在縫隙中的步驟的剖面圖；圖32為示出發(fā)光器件一個(gè)實(shí)施例的剖面圖；圖33為示出發(fā)光器件另一實(shí)施例的剖面圖；圖34為示出發(fā)光器件又一實(shí)施例的剖面圖；圖35為示出圖像顯示裝置第一實(shí)施例的基本部分的剖面圖，在該圖像顯示裝置上倒轉(zhuǎn)裝配了發(fā)光器件的晶體生長(zhǎng)層；圖36A和36B示出作為根據(jù)第一實(shí)施例的圖像顯示裝置組成元件的發(fā)光二極管，其中36A為該器件的剖面圖而圖36B為該器件的俯視圖；圖37為示出根據(jù)第二實(shí)施例的圖像顯示裝置基本部分的剖面圖；圖38為示出根據(jù)第三實(shí)施例制造圖像顯示裝置的方法中形成晶體生長(zhǎng)層和電極的步驟的剖面圖；圖39為示出根據(jù)第三實(shí)施例制造圖像顯示裝置的方法中形成抗蝕層的步驟的剖面圖；圖40為示出根據(jù)第三實(shí)施方案制造圖像顯示裝置的方法中形成凸起的步驟的剖面圖；圖41為示出根據(jù)第三實(shí)施方案制造圖像顯示裝置的方法中用能量束照射器件的步驟的剖面圖；圖42為示出根據(jù)第三實(shí)施方案制造圖像顯示裝置的方法中將器件轉(zhuǎn)移到臨時(shí)支持板上去的步驟的剖面圖；圖43為示出根據(jù)第三實(shí)施方案制造圖像顯示裝置的方法中吸取選定發(fā)光器件的步驟的剖面圖；圖44為示出根據(jù)第三實(shí)施方案制造圖像顯示裝置的方法中裝配發(fā)光器件的步驟的剖面圖；圖45為示出根據(jù)第三實(shí)施方案制造圖像顯示裝置的方法中裝配好發(fā)光器件之后的狀態(tài)的剖面圖；圖46為示出根據(jù)第三實(shí)施方案制造圖像顯示裝置的方法中壓按發(fā)光器件的步驟的剖面圖；圖47為示出根據(jù)第四實(shí)施方案制造圖像顯示裝置的方法中用能量束照射發(fā)光器件的步驟的剖面圖；圖48為示出根據(jù)第四方案制造圖像顯示裝置的方法中裝配發(fā)光器件的步驟的剖面圖；圖49為示出根據(jù)第五施方案制造圖像顯示裝置的方法中用能量束照射選定發(fā)光器件的步驟的剖面圖；圖50為示出根據(jù)第六施方案制造圖像顯示裝置的方法中用能量束照射選定發(fā)光器件的步驟的剖面圖；圖51示出根據(jù)第六實(shí)施方案制造圖像顯示裝置的方法中的轉(zhuǎn)移步驟；圖52為示出根據(jù)第六實(shí)施方案制造圖像顯示裝置的方法中第二轉(zhuǎn)移步驟的剖面圖；圖53為示出根據(jù)第六實(shí)施方案制造圖像顯示裝置的方法中第二轉(zhuǎn)移之后的狀態(tài)的剖面圖；圖54為示出根據(jù)第六實(shí)施方案制造圖像顯示裝置的方法中裝配發(fā)光器件的步驟的剖面圖；圖55為示出根據(jù)第七實(shí)施方案制造圖像顯示裝置的方法中形成發(fā)光器件的步驟的剖面圖；圖56為示出根據(jù)第七實(shí)施方案制造圖像顯示裝置的方法中帶有能量照射的裝配步驟的剖面圖；圖57為根據(jù)第八實(shí)施方案的圖像顯示裝置的剖面圖。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式以下，將參考附圖詳細(xì)描述圖像顯示裝置、制造圖像顯示裝置的方法、制造發(fā)光器件的方法、排列發(fā)光器件的方法，以及應(yīng)用本發(fā)明的器件裝配板。
圖1示出根據(jù)第一實(shí)施方案的圖像顯示裝置基本部分的布置，該基本部分等效于四個(gè)象素區(qū)域垂直和水平方向各兩個(gè)。在根據(jù)該實(shí)施方案的圖像顯示裝置中，在布線板1主平面上形成許多沿水平方向延伸的地址線ADD0和ADD1，以及通過(guò)夾層絕緣膜(未示出)而形成在布線板1主平面上沿垂直方向延伸的許多數(shù)據(jù)線DLR0至DLB1。作為布線板1，通常使用制作半導(dǎo)體器件所用的通用板，像玻璃板、覆蓋合成樹脂或絕緣膜的金屬板，或者硅板；然而，可以使用任何其它底板，只要能在板上以所需精度形成地址線和數(shù)據(jù)線。
地址線ADD0和ADD1由導(dǎo)電性優(yōu)良的金屬材料層形成，或由半導(dǎo)體材料層和金屬材料層的組合形成。每條地址線的線寬可以大于發(fā)光二極管的尺寸M，如圖1所示。正如以后將要描述的，可以實(shí)現(xiàn)這樣的關(guān)系是由于下面的事實(shí)在布線板1上裝配每個(gè)占據(jù)面積大于等于25μm2且小于等于10000μm2的微尺寸發(fā)光二極管。有了這個(gè)關(guān)系，可以盡可能減小在通過(guò)順序掃描象素輸出所需圖像的情形中由于每條地址線的電阻而造成的延遲。地址線ADD0和ADD1沿水平方向延伸，從而一條地址線要穿過(guò)每個(gè)象素。因此，為水平方向上相鄰象素選擇了一條公共地址線。
與地址線類似，數(shù)據(jù)線DLR0至DLB1由導(dǎo)電性優(yōu)良的金屬材料層形成，或由半導(dǎo)體材料層和金屬材料層的組合形成。如圖1所示，數(shù)據(jù)線DLR0至DLB1的線寬設(shè)定為大約占有布線板1占據(jù)面積的一半。正如上面關(guān)于地址線所描述的，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)線這樣的寬線寬是由于下面的事實(shí)在布線板1上裝配每個(gè)占據(jù)面積大于等于25μm2且小于等于10000μm2的微尺寸發(fā)光二極管。這些數(shù)據(jù)線DLR0至DLB1沿垂直方向延伸，數(shù)量與發(fā)光二極管數(shù)目相應(yīng)的數(shù)據(jù)線——也就是，三條數(shù)據(jù)線——用于每個(gè)象素。更具體地，在位于該圖左上角的象素中給出了一個(gè)紅光發(fā)光二極管DR00、一個(gè)綠光發(fā)光二極管DG00以及一個(gè)藍(lán)光發(fā)光二極管DB00，數(shù)據(jù)線DLR0至DLB0穿過(guò)該象素以分別相應(yīng)于發(fā)光二極管DR00、DG00和DB00的顏色，也就是，紅、綠和藍(lán)色。對(duì)于這些數(shù)據(jù)線DLR0至DLB1，對(duì)于相同光色的二極管使用一條公共數(shù)據(jù)線，這些相同光色的二極管位于垂直方向上相鄰的象素中。
根據(jù)該實(shí)施方案的圖像顯示裝置具有排成矩陣的發(fā)光二極管，并響應(yīng)特定圖像信號(hào)(包括視頻信號(hào)，也就是動(dòng)態(tài)信號(hào)，與相對(duì)地施加到下面這些上的相同)進(jìn)行光發(fā)射。該實(shí)施方案中的圖像顯示裝置以點(diǎn)序方式或行序方式驅(qū)動(dòng)，類似于一個(gè)動(dòng)態(tài)矩陣型液晶顯示裝置。作為發(fā)光二極管的材料，例如，生長(zhǎng)在藍(lán)寶石襯底上具有鎵氮基雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)的多層結(jié)構(gòu)可用來(lái)做藍(lán)光或綠光發(fā)光二極管，而生長(zhǎng)在砷化鎵襯底上具有砷化鎵鋁或磷化鎵銦鋁基雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)的多層晶體可用來(lái)做紅光發(fā)光二極管。一組三種作為三個(gè)發(fā)光器件——它們之間的發(fā)射波長(zhǎng)不同——的發(fā)光二極管構(gòu)成了一個(gè)象素。該組三種發(fā)射波長(zhǎng)不同的發(fā)光二極管并不局限于一組發(fā)射紅、綠和藍(lán)光的發(fā)光二極管，而可以是一組發(fā)射其它波長(zhǎng)的光的發(fā)光二極管。
在根據(jù)該實(shí)施方案的圖像顯示裝置中，紅光發(fā)光二極管DR00和DR01處在水平排列在一行上的兩個(gè)象素中，而紅光發(fā)光二極管DR10和DR11處在水平排列在另一行上的兩個(gè)象素中；綠光發(fā)光二極管DG00和DG01處在水平排列在一行上的兩個(gè)象素中，而綠光發(fā)光二極管DG10和DG11處在水平排列在另一行上的兩個(gè)象素中；藍(lán)光發(fā)光二極管DB00和DB01處在水平排列在一行上的兩個(gè)象素中，而藍(lán)光發(fā)光二極管DB10和DB11處在水平排列在另一行上的兩個(gè)象素中。例如，紅光發(fā)光二極管DR00、綠光發(fā)光二極管DG00和藍(lán)光發(fā)光二極管DB00以此順序排列在位于本圖左上角的象素中。也就是說(shuō)，這組三個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成了一個(gè)象素。
每個(gè)發(fā)光二極管具有近似正方的形狀，且具有裝配在未封裝狀態(tài)或微封裝狀態(tài)(封裝尺寸為，例如1mm或更小)中的芯片結(jié)構(gòu)。雖然圖1的布置中沒(méi)有示出發(fā)光二極管的詳細(xì)分層結(jié)構(gòu)，從俯視圖中看每個(gè)發(fā)光二極管都形成為近似正方的形狀。發(fā)光二極管這種近似方形的芯片裝配在一個(gè)矩陣中。發(fā)光二極管位于相應(yīng)于地址線ADD0和ADD1與數(shù)據(jù)線DLR0至DLB1相交位置的位置上。每個(gè)發(fā)光二極管通過(guò)與地址線相連的電極焊盤部分11而與地址線電互聯(lián)，類似地，每個(gè)發(fā)光二極管通過(guò)與數(shù)據(jù)線相連的電極焊盤部分12而與數(shù)據(jù)線電互聯(lián)。電極焊盤部分11是沿垂直方向延伸的小條形區(qū)域，而電極焊盤部分12是沿水平方向延伸的小條形區(qū)域。發(fā)光二極管通過(guò)電極焊盤部分11和12而與地址線和數(shù)據(jù)線電互聯(lián)，且以點(diǎn)序方式或行序方式驅(qū)動(dòng)。
由于每個(gè)發(fā)光二極管的器件占據(jù)面積處在大于等于25μm2小于等于10000μm2的范圍內(nèi)，具有近似正方形狀的發(fā)光二極管一邊的尺寸為大約5μm至100μm。具有如此微小尺寸的發(fā)光二極管以微封裝狀態(tài)或未封裝狀態(tài)裝配在布線板1上。發(fā)光二極管可優(yōu)選地根據(jù)后面將描述的制造發(fā)光二極管的方法來(lái)制造。另一方面，在根據(jù)該實(shí)施方案的圖像顯示裝置中，象素排列的垂直方向間距為V，而水平方向間距為H。排列間距V和H都設(shè)定為一個(gè)0.1mm至1mm范圍內(nèi)的值。這么做的原因是即，在顯示動(dòng)態(tài)圖像(例如，電視接收機(jī)、視頻設(shè)備或游戲機(jī))或顯示信息圖像(例如，用于計(jì)算機(jī))的圖像顯示裝置的情形中，從實(shí)用角度來(lái)看，其合適的對(duì)角尺寸為30cm至150cm，而象素——每個(gè)都包括一組R、G和B的二極管——的數(shù)目希望為大約300000至2000000個(gè)；進(jìn)一步，在直觀圖像顯示裝置的情形中，從人類視覺(jué)特性的角度來(lái)看，象素的排列間距可希望是0.1mm(為一個(gè)觀眾顯示高分辨率圖像)至1mm(為幾個(gè)觀眾顯示動(dòng)態(tài)圖像)。結(jié)果，當(dāng)發(fā)光二極管的一邊設(shè)定為一個(gè)從大約5μm至100μm的值時(shí)，每個(gè)發(fā)光二極管的占據(jù)面積與圖像顯示裝置上一個(gè)象素的占據(jù)面積之比優(yōu)選地處在10至40000范圍內(nèi)，更優(yōu)選地，處在10至10000范圍內(nèi)。
普通圖像顯示裝置的發(fā)光器件在樹脂封裝之前通常具有0.3平方毫米的芯片尺寸，而在樹脂封裝之后通常具有大于等于1平方毫米的芯片尺寸。因此，假設(shè)象素的排列間距設(shè)置為5mm，則每個(gè)發(fā)光二極管的占據(jù)面積與圖像顯示裝置上一個(gè)象素的占據(jù)面積之比變成1至2。這個(gè)比例，也就是1至2，超出了根據(jù)本發(fā)明每個(gè)發(fā)光二極管的占據(jù)面積與圖像顯示裝置上一個(gè)象素的占據(jù)面積之比，后者優(yōu)選地處在10至40000范圍內(nèi)，更優(yōu)選地，處在10至10000范圍內(nèi)，如上所述。
盡管根據(jù)該實(shí)施方案的圖像顯示裝置特征在于利用這樣微芯片尺寸的發(fā)光二極管，它依然可以得到足夠的亮度，如下所述。室內(nèi)型顯示裝置所需的亮度大約為500cd/m2。這個(gè)亮度轉(zhuǎn)換為光輸出即為紅、綠和藍(lán)每個(gè)5W/m2。計(jì)算表明，為了使圖像顯示裝置能實(shí)現(xiàn)紅、綠和藍(lán)每個(gè)5W/m2的光輸出，每個(gè)發(fā)光二極管的平均光輸出可在0.017μW至1.7μW的范圍內(nèi)。這里，假設(shè)平均光輸出為0.017μW至1.7μW的發(fā)光二極管的可靠性等于普通發(fā)光二極管的可靠性，如果上述發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)電流密度等于普通發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)電流密度，那么即使在加上少許余量的情形中，每個(gè)發(fā)光二極管也可具有大約1μm2至100μm2的尺寸。結(jié)果，通過(guò)將每個(gè)要裝配到布線板上的發(fā)光二極管的占據(jù)面積設(shè)定為一個(gè)大于等于25μm2小于等于10000μm2的值，該圖像顯示裝置可同時(shí)實(shí)現(xiàn)足夠的亮度和足夠的可靠性。
每個(gè)將要以微尺寸狀態(tài)裝配的發(fā)光二極管具有上述尺寸，根據(jù)后面將要描述的制造方法，這些發(fā)光二極管形成在器件形成底板上，分成芯片，并以未封裝狀態(tài)或微封裝狀態(tài)裝配在裝配板上。未封裝狀態(tài)指的是每個(gè)二極管芯片都沒(méi)有被樹脂模塑覆蓋的狀態(tài)，而微封裝狀態(tài)指的是二極管芯片被薄樹脂層覆蓋且封裝尺寸(例如，大約1mm或更小)小于普通封裝尺寸的狀態(tài)。正如后面將要對(duì)制造方法進(jìn)行的描述，每個(gè)用于根據(jù)該實(shí)施方案的圖像顯示裝置的發(fā)光二極管以微尺寸狀態(tài)裝配在布線板上，尺寸的減小是由于未封裝或微封裝。
下面將參考圖2至3描述根據(jù)第二實(shí)施方案的圖像顯示裝置。該實(shí)施方案是根據(jù)第一實(shí)施方案的圖像顯示裝置的調(diào)整，其特征特別在于以芯片狀態(tài)裝配與每個(gè)發(fā)光二極管電互聯(lián)的電流保持電路。
圖2為一布置圖，示出根據(jù)該實(shí)施方案的圖像顯示裝置中一個(gè)象素區(qū)域(V1×H1)的結(jié)構(gòu)。沿水平方向延伸的一條地址線ADD和兩條電源線PW1和PW2形成在與第一實(shí)施方案中所用的布線板類似的布線板21上，互相之間相隔一定間距。地址線ADD和兩條電源線PW1和PW2由導(dǎo)電性優(yōu)良的金屬材料層或半導(dǎo)體材料層和金屬材料層的混合組成，每條線的線寬大于發(fā)光二極管和電流保持電路芯片的尺寸。發(fā)光二極管R、G和B的信號(hào)線DLR、DLG和DLB沿垂直方向延伸，形成在同一象素中，每條信號(hào)線DLR、DLG和DLB的結(jié)構(gòu)和大小與地址線ADD相同。
在根據(jù)該實(shí)施方案的圖像顯示裝置中，發(fā)光二極管DR、DG和DB排成矩陣，用以響應(yīng)特定圖像信號(hào)進(jìn)行光發(fā)射。在該象素中，發(fā)光二極管的排列順序?yàn)榧t光發(fā)光二極管DR、綠光發(fā)光二極管DG，以及藍(lán)光發(fā)光二極管DB。一組三個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成了一個(gè)象素。與上述實(shí)施方案相似，每個(gè)裝配狀態(tài)的發(fā)光二極管DR、DG和DB具有形成近似正方的形狀且尺寸微小的芯片結(jié)構(gòu)。發(fā)光二極管DR、DG和DB裝配在電源線PW1和PW2之間的區(qū)域中。
在根據(jù)該實(shí)施方案的圖像顯示裝置中，對(duì)發(fā)光二極管DR、DG和DB分別形成與發(fā)光二極管DR、DG和DB電互聯(lián)以保持發(fā)光二極管DR、DG和DB中的電流的電流保持電路PT。電流保持電路的電路結(jié)構(gòu)包括晶體管和電容器(將在后面描述)。特別地，電流保持電路PT形成單個(gè)芯片，裝配到布線板21上。在該實(shí)施方案中，每個(gè)發(fā)光二極管DR、DG和DB的芯片尺寸與每個(gè)電流保持電路PT的芯片尺寸基本相同，每個(gè)發(fā)光二極管的占據(jù)面積設(shè)定為大于等于25μm2小于等于10000μm2，而每個(gè)電流保持電路PT的芯片的占據(jù)面積也類似地設(shè)定為大于等于25μm2小于等于10000μm2。通過(guò)使每個(gè)電流保持電路的芯片尺寸近似等于每個(gè)發(fā)光二極管的芯片尺寸，可以在相同裝配步驟中裝配電流保持電路的芯片和發(fā)光二極管的芯片，從而簡(jiǎn)化了制造步驟。這些電流保持電路形成在電源線PW1和地址線ADD之間的區(qū)域中。
從布線的需要來(lái)考慮，布線部分22至26形成在電源線PW2和發(fā)光二極管DR、DG和DB之間，發(fā)光二極管DR、DG和DB和電流保持電路PT之間，電源線PW1和電流保持電路PT之間，電流保持電路PT和地址線ADD之間，以及電流保持電路PT和信號(hào)線DLR、DLG和DLB之間。布線部分22為沿垂直方向延伸的條形小區(qū)域，將發(fā)光二極管與電源線PW2相連。布線部分23為沿垂直方向延伸的條形小區(qū)域，將發(fā)光二極管DR、DG和DB與用以保持電流的電流保持電路相連以分別驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管DR、DG和DB。布線部分24為從發(fā)光二極管水平延伸然后垂直延伸與電源線PW1相連的條形區(qū)域，將電流保持電路PT與電源線PW1相連。布線部分25為沿垂直方向延伸的條形小區(qū)域，將電流保持電路PT與地址線ADD相連。布線部分26為沿水平方向延伸的條形小區(qū)域，將電流保持電路PT與信號(hào)線DLR、DLG和DLB相連。當(dāng)發(fā)光二極管DR、DG和DB以微尺寸狀態(tài)裝配到布線板上時(shí)，布線部分22至26相應(yīng)的那些可以與形成在布線板上的導(dǎo)電材料連接部(將在后面描述)相連，類似地，當(dāng)電流保持電路PT以微尺寸狀態(tài)裝配到布線板上時(shí)，布線部分22至26相應(yīng)的那些可以與形成在布線板上的導(dǎo)電材料連接部(將在后面描述)相連。
圖3為一電路圖，示出圖2中所示的該實(shí)施方案的圖像顯示裝置。在途中，參考號(hào)31標(biāo)示用以響應(yīng)圖像信號(hào)發(fā)射特定顏色的光的發(fā)光二極管。應(yīng)當(dāng)注意，在圖3所示的電路圖中，三個(gè)排列在水平方向的紅、綠和藍(lán)二極管31構(gòu)成一個(gè)象素；然而，為簡(jiǎn)單起見，所示出的二極管31并沒(méi)有區(qū)分顏色。與二極管31相連的晶體管32和33以及電容器34構(gòu)成電流保持電路。晶體管32串連在電源線PW1和PW2之間，只有在晶體管32處在ON狀態(tài)時(shí)二極管31才進(jìn)行光發(fā)射。電源線PW1和PW2中的一條為晶體管32提供地電壓，而另一條為晶體管32提供源電壓。電容器34的一端和用作開關(guān)晶體管的晶體管33的源、漏區(qū)之一與晶體管32的柵相連。晶體管33源、漏區(qū)中的另一個(gè)與被施加圖像信號(hào)的信號(hào)線相連，晶體管33的柵與沿水平方向延伸的地址線ADD相連。
地址線ADD具有這樣的結(jié)構(gòu)其中它的電平由移位寄存器電路36進(jìn)行選擇性切換。例如，通過(guò)將許多地址線之一切換為高電平，就選定了相應(yīng)于該選的地址線的水平地址。信號(hào)線DL為用以傳輸圖像(視頻)信號(hào)至每個(gè)發(fā)光二極管31的布線。對(duì)每個(gè)發(fā)光二極管31提供一條信號(hào)線DL。當(dāng)?shù)刂肪€ADD的電平被移位寄存器電路36選擇切換了時(shí)，信號(hào)線DL被移位寄存器/傳輸門電路35掃描，并且一個(gè)圖像信號(hào)通過(guò)移位寄存器/傳輸門電路35而施加到選定的信號(hào)線DL上。
與晶體管32的柵相連且與晶體管33源、漏區(qū)之一相連的電容器34具有在晶體管33變成關(guān)狀態(tài)時(shí)保持晶體管32電勢(shì)的功能。由于柵電壓即使在晶體管33關(guān)斷的時(shí)也能保持，發(fā)光二極管31可被連續(xù)驅(qū)動(dòng)。
下面將簡(jiǎn)要描述圖像顯示裝置的操作。從移位寄存器電路36施加一個(gè)電壓到水平地址線ADD中特定的一條上，以選擇相應(yīng)于選定地址線ADD的地址，由此開啟選定線中電流保持電路的開關(guān)晶體管33。在這樣一個(gè)狀態(tài)中，一個(gè)圖像信號(hào)作為電壓施加到沿垂直方向延伸的信號(hào)線DL中特定的一條上。此時(shí)，該電壓沿選定信號(hào)線DL通過(guò)電流保持電路的開關(guān)晶體管33到達(dá)每個(gè)電流保持電路的晶體管32的柵，同時(shí)柵電壓被存儲(chǔ)在電流保持電路的電容器34中。電容器34保持晶體管32的柵電壓。即使在水平方向的地址線ADD的選擇操作停止從而選定地址線的電勢(shì)從新回到低電平之后，也就是，即使在晶體管33關(guān)斷之后，電容器34還繼續(xù)保持該柵電壓。理論上，電容器34可將地址選擇時(shí)施加的柵電壓繼續(xù)保持到下次地址選擇的發(fā)生。在電容器34持續(xù)保持柵電壓期間，晶體管32可進(jìn)行與所保持電壓相聯(lián)系的操作，從而繼續(xù)為相應(yīng)31提供驅(qū)動(dòng)電流。通過(guò)像上面描述的那樣使發(fā)光二極管31保持更長(zhǎng)的發(fā)光時(shí)間，那么即使施加到每個(gè)發(fā)光二極管上的驅(qū)動(dòng)電流減小了，也可以提高整個(gè)圖像的亮度。
下面將參考圖4至12詳細(xì)描述作為第三實(shí)施方案的根據(jù)本發(fā)明制造圖像顯示裝置的方法。另外，制造圖像顯示裝置的方法可應(yīng)用于制造發(fā)光器件的方法。更特定地，制造圖像顯示裝置的方法中在將發(fā)光器件裝配到布線板上之前的那些步驟的描述與制造發(fā)光器件的方法的描述相同。
如圖4所示，首先預(yù)備一片藍(lán)寶石襯底51，在其上形成低溫和高溫緩沖層(未示出)。在緩沖層上順序疊置第二導(dǎo)電型包層52、有源層53，以及第一導(dǎo)電型包層54。藍(lán)寶石襯底51作為器件形成襯底。這里，例如在制造藍(lán)光和綠光發(fā)光管的情形中，第二導(dǎo)電型包層52、有源層53和第一導(dǎo)電型包層54中的每一層都可是鎵氮基晶體生長(zhǎng)層。生長(zhǎng)了這樣的結(jié)構(gòu)，就在藍(lán)寶石襯底51上形成了具有pn結(jié)的雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管。
如圖5所示，通過(guò)使用光刻技術(shù)并進(jìn)一步使用氣相沉積和反應(yīng)離子刻蝕，形成n型電極55與第二導(dǎo)電型包層52相連，并形成p型電極56與第一導(dǎo)電型包層54相連。在各器件形成區(qū)域形成電極55和56之后，形成分隔槽以將各個(gè)器件的外圍互相分隔開來(lái)。分隔槽的排列圖形通常設(shè)為網(wǎng)格圖形以使剩下的發(fā)光二極管形成為方形；然而，并不局限于此，而可以是其它圖形。分隔槽57的深度設(shè)為一個(gè)使藍(lán)寶石襯底51的主平面暴露出來(lái)的值。因此，即使是第二導(dǎo)電型包層52也被分隔槽分成許多部分。另外，每個(gè)發(fā)光二極管的占據(jù)面積設(shè)定為大于等于約25μm2小于等于約10000μm2，因此，發(fā)光二極管的一邊為大約5μm至100μm。
如圖6所示，預(yù)備用以在轉(zhuǎn)移發(fā)光二極管情形中支持各發(fā)光二極管的臨時(shí)支持板60。臨時(shí)支持板60的前表面用粘性材料層覆蓋。粘性材料層61的前表面62與藍(lán)寶石底板已形成分隔槽57的發(fā)光二極管側(cè)壓接觸。因此，各發(fā)光二極管的前表面粘附在粘性材料層61的前表面上。
其后，如圖7所示，用能量束照射藍(lán)寶石襯底51的背表面，通常能量束為高輸出脈沖紫外激光束，例如受激準(zhǔn)分子激光束，能量束從背表面?zhèn)却┻^(guò)藍(lán)寶石襯底51到達(dá)前表面?zhèn)?。通過(guò)用此高輸出脈沖紫外激光束照射，在襯底51和作為晶體層及其鄰層的第二導(dǎo)電型包層52之間的邊界處，形成第二導(dǎo)電型包層52的材料——例如鎵氮——分解成氮?dú)夂徒饘冁?，從而使第二?dǎo)電型包層52和藍(lán)寶石襯底51之間的結(jié)合力變?nèi)?。結(jié)果，如圖8所示，藍(lán)寶石襯底51可容易地從作為晶體層地第二導(dǎo)電型包層52上剝離下來(lái)。
從藍(lán)寶石襯底51上剝離下來(lái)之后，每個(gè)發(fā)光二極管以器件分隔狀態(tài)支持在臨時(shí)支持板60地粘性材料層61上。在這樣一種狀態(tài)中，如圖9所示，第二導(dǎo)電型包層52前表面上位于一個(gè)發(fā)光二極管要被吸取的位置處的部分被吸取器吸取。更特定地，吸取器70的吸取部分72與第二導(dǎo)電型包層52背表面上相應(yīng)于要被吸取的發(fā)光二極管的部分相接觸，并降低吸取器70的吸取孔71中的內(nèi)壓。如此進(jìn)行吸取要被吸取的發(fā)光二極管所必須的吸取操作。
在第二導(dǎo)電型包層52背表面上相應(yīng)于要被吸取的發(fā)光二極管的部分被牢固吸取之后，吸取器70與臨時(shí)支持板60分離，從臨時(shí)支持板60上移下要吸取的發(fā)光二極管，如圖10所示。
上述步驟同樣適于制造單個(gè)小尺寸發(fā)光器件的方法。這些步驟之后的步驟是將每個(gè)發(fā)光二極管裝配到布線板上，從而制造圖像顯示裝置。圖11示出馬上要將吸取在吸取器70上的發(fā)光二極管裝配到布線板80上之前的狀態(tài)。要裝配的發(fā)光二極管具有微小尺寸。特別地，發(fā)光二極管的占據(jù)面積設(shè)定為大于等于25μm2小于等于10000μm2。在該步驟中，已預(yù)備了布線板80，在其上已形成了布線電極81，例如特定信號(hào)線、地址線、電源線以及地線。作為布線板80，通常使用制作半導(dǎo)體器件所用的通用板，像玻璃板、覆蓋合成樹脂或絕緣膜的金屬板，或者硅板；然而，可以使用任何其它底板，只要能在板上以所需精度形成地址線和數(shù)據(jù)線。在布線板80上形成導(dǎo)電材料連接部82。導(dǎo)電材料連接部82由這樣的材料制成即使在發(fā)光二極管與其壓接觸時(shí)該材料變形了，它也能獲得電互聯(lián)。
如圖12所示，吸取器70移近布線板80，之后發(fā)光二極管與一特定位置壓接觸，從而裝配到布線板80上。在未封裝狀態(tài)中，導(dǎo)電材料連接部82由于與發(fā)光二極管的壓接觸而變形，從而發(fā)光二極管牢牢地固定在它上面。這樣就完成了發(fā)光二極管向布線板80的裝配。對(duì)所有二極管重復(fù)裝配發(fā)光二極管的工作，以獲得象素排列排列成矩陣的圖像顯示裝置。電流保持電路也可用類似的方式以未封裝狀態(tài)裝配到布線板上，從而可容易地制造具有電流保持電路的電路結(jié)構(gòu)。
在實(shí)行根據(jù)該實(shí)施方案制造圖像顯示裝置的方法的情形中，形成在鎵氮襯底上的發(fā)光二極管或形成在硅襯底上的發(fā)光二極管的微芯片，以及電路器件的微芯片可以不使用激光裝置來(lái)形成，而可以使用以下這些方法的組合來(lái)形成研磨、拋光和從襯底背表面的化學(xué)腐蝕以及用以形成分隔槽的腐蝕。
在上述實(shí)施方案中，依次吸取發(fā)光二極管以對(duì)其進(jìn)行裝配；然而，為了提高生產(chǎn)率，可通過(guò)使用具有許多吸取部分的吸取器來(lái)同時(shí)吸取許多發(fā)光二極管。進(jìn)一步，在在硅襯底或化合物半導(dǎo)體襯底上形成器件的情形中，上述實(shí)施方案中采用的能量束的照射被研磨、拋光和從襯底背表面化學(xué)腐蝕所代替。
附帶地，由于作為發(fā)光器件的LED(發(fā)光二極管)很昂貴，可以像上述那樣通過(guò)在一個(gè)晶片上制造許多LED來(lái)以低成本制造使用LED的圖像顯示裝置。更特定地，可以通過(guò)將尺寸為大約300μm2的一塊LED芯片分成尺寸為幾十μm2的LED芯片，并將這樣分開的LED芯片裝配到底板上，以此來(lái)降低圖像顯示裝置的成本。
在這方面，已知各種技術(shù)，其中以高密度形成的器件通過(guò)轉(zhuǎn)移等方法移到一個(gè)寬區(qū)域中，同時(shí)互相間隔開，以此得到相對(duì)較大的顯示裝置，例如圖像顯示裝置。例如，U.S.專利號(hào)5438241公開了一種薄膜轉(zhuǎn)移方法，而日本專利公開號(hào)Hei 11-142878公開了一種用于顯示裝置的形成晶體管排列面板的方法。在U.S.專利號(hào)5438241公開的轉(zhuǎn)移方法中，密集形成在襯底上的器件通過(guò)如下方法粗糙重排在特殊顯示面板上將密集形成在襯底上的器件轉(zhuǎn)移到涂有粘合層的可延伸底板上，沿X方向和Y方向拉伸該可延伸底板，同時(shí)監(jiān)視排列間距和各個(gè)器件的位置，將延伸底板上的器件轉(zhuǎn)移到顯示面板上。在日本專利公開號(hào)Hei 11-142878公開的技術(shù)中，在第一襯底上形成液晶顯示部分的薄膜晶體管全部轉(zhuǎn)移到第二底板上，然后從第二底板上將薄膜晶體管選擇轉(zhuǎn)移到第三底板上，排列間距與象素的排列間距一致。
然而，上述技術(shù)都有如下問(wèn)題。首先，將密集形成在襯底上的器件粗糙重排到顯示面板上的轉(zhuǎn)移方法有這樣一個(gè)基本問(wèn)題器件位置受芯片尺寸(≥20μm)影響而發(fā)生偏離，至少依賴于延伸可延伸底板時(shí)固定點(diǎn)(支撐點(diǎn))位于器件芯片粘性結(jié)合表面的什么位置，結(jié)果必須對(duì)每個(gè)器件芯片進(jìn)行精確的位置控制。因此，在形成需要定位精度至少為大約1μm的高分辨率TFT排列面板的情形中，需要大量時(shí)間來(lái)對(duì)每個(gè)TFT器件芯片進(jìn)行測(cè)量和控制。這種轉(zhuǎn)移方法的另一個(gè)問(wèn)題就是，在轉(zhuǎn)移熱膨脹系數(shù)大的樹脂膜上的TFT器件芯片的情形中，可能會(huì)由于定位操作之前和之后溫度和應(yīng)力的改變而使定位精度下降。由于這些原因，從大規(guī)模生產(chǎn)的角度考慮，這種轉(zhuǎn)移方法具有很大的缺點(diǎn)。
日本專利公開號(hào)Hei 11-142878所公開的技術(shù)有如下問(wèn)題。在該方法中，布線電極等在最終的轉(zhuǎn)移之前形成；然而，為了滿足器件的高度集成，得減小像薄膜晶體管或發(fā)光器件這樣的器件的尺寸，以實(shí)現(xiàn)高速操作并降低成本，如果在以相應(yīng)于特定象素間距的排列間距排列器件之后形成布線層等，那么需要在這樣的狀態(tài)下形成布線已經(jīng)在更寬區(qū)域中排列了微芯片。結(jié)果，由于器件的定位精度問(wèn)題，又出現(xiàn)了新的與布線失誤相關(guān)的缺陷。
因此，需要給出一種排列器件的方法，能夠?qū)⒆罱K形成的器件轉(zhuǎn)移到更寬的區(qū)域中去，而不在轉(zhuǎn)移之后破壞定位精度，也不導(dǎo)致任何布線失誤，還要給出一種根據(jù)該排列器件的方法的制造圖像顯示裝置的方法。以下將描述排列器件的方法和制造圖像顯示裝置的方法。
在根據(jù)該實(shí)施方案的排列器件的方法和制造圖像顯示裝置的方法中，如下進(jìn)行兩步轉(zhuǎn)移將以高密度形成在第一襯底上的器件轉(zhuǎn)移到臨時(shí)支持部件上，器件之間的間距大于排列在第一襯底上時(shí)的間距；并進(jìn)一步將臨時(shí)支持部件上的器件轉(zhuǎn)移到第二底板上，器件之間的間距大于支持在臨時(shí)支持部件上時(shí)的間距。應(yīng)當(dāng)指出，在該實(shí)施方案中采用兩步轉(zhuǎn)移，而根據(jù)排列在第一襯底上的器件和裝配在第二底板上的器件之間必要的排列間距放大比，還可以采用多步轉(zhuǎn)移，例如三步或更多步轉(zhuǎn)移。
圖13A至13C以及圖14示出通過(guò)兩步放大轉(zhuǎn)移方法轉(zhuǎn)移器件的基本步驟。首先，器件92——例如發(fā)光器件或液晶控制器件——密集形成在第一襯底90上，如圖13A所示。液晶控制器件是像薄膜晶體管這樣的器件，用以在形成作為最終產(chǎn)品的液晶面板時(shí)控制液晶的對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)。通過(guò)密集形成器件，可增加每個(gè)襯底所能制造的器件數(shù)目，從而降低最終產(chǎn)品的成本。作為第一襯底90，可使用各種能在其上形成器件的襯底，例如半導(dǎo)體晶片、玻璃襯底、石英玻璃襯底、藍(lán)寶石襯底，以及塑料襯底。器件92可以直接形成在第一襯底90上，或者也可一次形成在另一襯底上并排列到第一襯底90上。
如圖13B所示，器件被轉(zhuǎn)移到臨時(shí)支持部件91上并支持在臨時(shí)支持部件91上，臨時(shí)支持部件91在圖中用虛線示出。在臨時(shí)支持部件91上，相鄰的兩個(gè)器件互相分開，這些器件排成一個(gè)矩陣，在圖中作為一個(gè)整體示出。更特定地，器件92被轉(zhuǎn)移到臨時(shí)支持部件91上，器件之間不僅在X方向互相分開，而且在垂至于X方向的Y方向也互相分開。第一襯底90上的器件和臨時(shí)支持部件91上的器件之間的排列間距放大比并沒(méi)有特別地限制，而可以考慮后繼步驟中樹脂部分的形成和電極焊盤的形成來(lái)進(jìn)行確定。器件可以全部從第一襯底90上轉(zhuǎn)移到臨時(shí)支持部件91上，互相之間分離開。在此情形中，臨時(shí)支持部件91沿X方向和Y方向的尺寸可等于或大于將排列在X方向和Y方向的器件的數(shù)目與排列在臨時(shí)支持板91上的器件的間距相乘而得到的值。應(yīng)當(dāng)指出，可將第一襯底90上的部分器件轉(zhuǎn)移到臨時(shí)支持部件91上，器件互相分開。
可以通過(guò)采用使用吸取器或傳動(dòng)器的特殊機(jī)械裝置來(lái)進(jìn)行器件92向臨時(shí)支持板91的轉(zhuǎn)移，正如后面將要描述的。作為選擇，可通過(guò)如下方法將器件92選擇轉(zhuǎn)移到臨時(shí)支持部件91上用樹脂(它可由于熱或光的作用而導(dǎo)致某種反應(yīng)，例如軟化、硬化、搭接或退化)覆蓋器件92，并用熱或光局部照射器件92中選定的那些，從而剝離或粘結(jié)選定器件。器件92的轉(zhuǎn)移可由熱或光裝置與機(jī)械裝置的組合來(lái)進(jìn)行。通常，從第一襯底90向面向第一襯底90的臨時(shí)支持部件91進(jìn)行器件92的轉(zhuǎn)移；然而，也可一次從第一襯底90上單獨(dú)分離器件92的芯片，然后將它們重排到臨時(shí)支持部件91上。
在這樣一個(gè)第一轉(zhuǎn)移步驟之后，如圖13C所示，對(duì)臨時(shí)支持部件91上互相分開的器件92中的每個(gè)進(jìn)行覆蓋每個(gè)器件的樹脂模塑以及電極焊盤的形成。進(jìn)行覆蓋每個(gè)器件的樹脂模塑以利于器件電極焊盤的形成和隨后第二轉(zhuǎn)移步驟中對(duì)對(duì)器件的處理。由于后面所要描述的，每個(gè)電極焊盤在最終的布線之前的第二轉(zhuǎn)移步驟之后形成。應(yīng)當(dāng)指出，電極焊盤在圖13C中并沒(méi)有示出。通過(guò)用樹脂93覆蓋每個(gè)器件92，形成了樹脂模塑片94。在俯視圖中，器件92近似位于樹脂模塑片94的中心部分；然而，器件92也可位于偏離中心部分的位置上，靠近樹脂模塑片94的一邊或一角。
隨后，如圖13D所示，執(zhí)行第二轉(zhuǎn)移步驟。在該第二轉(zhuǎn)移步驟中，以樹脂模塑片94的形式排列在臨時(shí)支持部件91上的矩陣中的器件92被轉(zhuǎn)移到第二底板95上，器件之間相隔更大的間距。與第一轉(zhuǎn)移步驟類似，器件92的轉(zhuǎn)移可采用利用吸取器或傳動(dòng)器的特殊機(jī)械裝置來(lái)進(jìn)行。作為選擇，可通過(guò)如下方法選擇轉(zhuǎn)移器件92用樹脂(它可由于熱或光的作用而導(dǎo)致某種反應(yīng)，例如軟化、硬化、搭接或退化)覆蓋器件92，并用熱或光局部照射器件92中選定的那些，從而剝離或粘結(jié)選定器件。器件92的轉(zhuǎn)移可由熱或光裝置與機(jī)械裝置的組合來(lái)進(jìn)行。
即使在第二轉(zhuǎn)移步驟中，相鄰的兩個(gè)樹脂模塑片94形式的器件92互相分開，并且器件92重排成一個(gè)矩陣，圖中作為一個(gè)整體示出。更特定地，如此轉(zhuǎn)移器件92器件之間不僅在X方向互相分開，而且在Y方向也互相分開。如果在第二轉(zhuǎn)移步驟中重排的器件92的位置相應(yīng)于最終產(chǎn)品——例如圖像顯示裝置——象素的位置，那么在第二轉(zhuǎn)移步驟中重排的器件92的間距大約為排列在第一底板90上的器件92的原始間距的整數(shù)倍。假設(shè)支持在臨時(shí)支持部件91上的器件92和排列在第一襯底90上的器件92之間的間距放大比為“n”，而重排在第二底板95上的器件92和支持在臨時(shí)支持部件91上的器件92之間的間距放大比為“m”，則總的放大率(也就是，上述的大約整數(shù)倍)可表達(dá)為E＝n×m。放大比“n”和“m”可以都是整數(shù)，也可以不是整數(shù)，只要放大比“n”和“m”的組合使E為整數(shù)(例如，n＝2.4而m＝5)。
對(duì)互相分開重排在第二底板95上的樹脂模塑片94形式的器件92進(jìn)行布線，布線通過(guò)利用預(yù)先形成的電極焊盤等小心進(jìn)行，以免造成連接失誤。對(duì)于發(fā)光二極管這樣的發(fā)光器件，布線包括到p電極和n電極的布線，而對(duì)于液晶控制器件，布線包括到選擇信號(hào)線、電壓線、對(duì)準(zhǔn)電極膜等的布線。
圖14A至14D示出圖13A至13D中所示的兩步放大轉(zhuǎn)移方法的調(diào)整。該調(diào)整的特征在于從第一襯底90a向臨時(shí)支持部件91a的轉(zhuǎn)移方式。如圖14A所示，器件92——例如發(fā)光器件或液晶控制器件——密集形成在襯底90a上。許多器件92在第一襯底90a上排列成矩陣。與圖13A至13D所示的第一襯底90類似，第一襯底90a為在其上可形成各種器件的襯底，例如半導(dǎo)體晶片、玻璃襯底、石英剝離襯底、藍(lán)寶石襯底，或塑料襯底。器件12可直接形成在第一襯底90上，也可形成在另一襯底上而排列在第一襯底90上。
在第一襯底90a上形成矩陣之后，許多器件12被轉(zhuǎn)移到臨時(shí)支持部件91a上，同時(shí)互相分開。在此情形中，臨時(shí)支持部件91a與第一襯底90a相對(duì)，在第一襯底90a上排成矩陣的器件92以非連續(xù)方式進(jìn)行轉(zhuǎn)移。根據(jù)該非連續(xù)轉(zhuǎn)移方式，在轉(zhuǎn)移第一襯底90a上的器件92中的一個(gè)時(shí)，不轉(zhuǎn)移那些與其相鄰的器件。更特定地，在排列在襯底90a上的所有器件92中，那些處在互相間隔一定距離的位置上的器件被轉(zhuǎn)移到與第一襯底90a相對(duì)的臨時(shí)支持部件91a上。在該情形中，那些與已轉(zhuǎn)移器件92中的每個(gè)相鄰的器件依舊留在第一襯底90a上；然而，通過(guò)將剩余器件92轉(zhuǎn)移到另一臨時(shí)支持部件上，可以有效地利用密集形成在第一襯底90a上的所有器件92。
可以通過(guò)采用使用吸取器或傳動(dòng)器的特殊機(jī)械裝置來(lái)進(jìn)行器件92向臨時(shí)支持板91a的轉(zhuǎn)移，正如后面將要描述的。作為選擇，可通過(guò)如下方法將器件92選擇轉(zhuǎn)移到臨時(shí)支持部件91a上用樹脂(它可由于熱或光的作用而導(dǎo)致某種反應(yīng)，例如軟化、硬化、搭接或退化)覆蓋器件92，并用熱或光局部照射器件92中選定的那些，從而剝離或粘結(jié)選定器件。器件92的轉(zhuǎn)移可由熱或光裝置與機(jī)械裝置的組合來(lái)進(jìn)行。
在第一轉(zhuǎn)移步驟之后，如圖14C所示，臨時(shí)支持部件91a上的器件92現(xiàn)在處在互相分開的狀態(tài)，每個(gè)器件92都被樹脂93覆蓋，且對(duì)器件92中的每個(gè)都形成電極焊盤。然后，如圖14D所示，執(zhí)行第二轉(zhuǎn)移步驟。在第二轉(zhuǎn)移步驟中，在臨時(shí)支持部件91a上重排成矩陣的樹脂模塑片94形式的器件92轉(zhuǎn)移到第二底板95上，同時(shí)這些器件間隔更大的間距。用樹脂93對(duì)每個(gè)器件的覆蓋和每個(gè)電極焊盤的形成以及第二轉(zhuǎn)移步驟都和參考13A至13D所描述的那些相同，而且兩步放大轉(zhuǎn)移之后所需布線的形成也與參考圖13A至13D描述的相同。
在圖13A至13D和圖14A至14D所示的兩步放大轉(zhuǎn)移中，可利用第一轉(zhuǎn)移之后和第二轉(zhuǎn)移之后相鄰兩個(gè)器件92之間的空間來(lái)進(jìn)行每個(gè)電極焊盤的形成和樹脂模塑，通過(guò)利用預(yù)先形成的電極焊盤，可進(jìn)行布線而不導(dǎo)致連接失誤。因此，可能提高圖像顯示單元的成品率。進(jìn)一步根據(jù)該實(shí)施方案的兩步放大轉(zhuǎn)移方法包括兩個(gè)步驟，在每個(gè)步驟中，器件都互相分開。通過(guò)執(zhí)行許多這樣的放大轉(zhuǎn)移步驟，可實(shí)際減少轉(zhuǎn)移次數(shù)。例如，假設(shè)第一襯底90或90a上的器件與臨時(shí)支持部件91或91a上的器件之間的間距放大比為2(n＝2)，而臨時(shí)支持部件91或91a上的器件與第二底板95上的器件之間的間距放大比為2(m＝2)，則總的轉(zhuǎn)移放大率為2×2＝4。為了實(shí)現(xiàn)4的轉(zhuǎn)移放大率，根據(jù)一步轉(zhuǎn)移方法，轉(zhuǎn)移(對(duì)準(zhǔn))的次數(shù)為16(4×4)次。相反，根據(jù)兩步放大轉(zhuǎn)移方法，通過(guò)將第一轉(zhuǎn)移步驟中的放大比(即2)的平方與第二轉(zhuǎn)移步驟中的放大比(即2)的平方相加，即可得到轉(zhuǎn)移(對(duì)準(zhǔn))的次數(shù)，因此，轉(zhuǎn)移的次數(shù)為8(4+4)。更特定地，令第一和第二轉(zhuǎn)移步驟中的放大比分別為“n”和“m”，根據(jù)兩步放大轉(zhuǎn)移方法，為了獲得n×m的總轉(zhuǎn)移放大率，轉(zhuǎn)移的總次數(shù)為(n2+m2)次。同時(shí)，根據(jù)一步轉(zhuǎn)移方法，為了獲得n×m的轉(zhuǎn)移放大率，轉(zhuǎn)移的次數(shù)為(n+m)2＝n2+2nm+m2。結(jié)果，根據(jù)兩步放大轉(zhuǎn)移方法，轉(zhuǎn)移次數(shù)可比根據(jù)一步轉(zhuǎn)移方法的次數(shù)少2nm次，從而相應(yīng)地節(jié)約了制造步驟所需的時(shí)間和成本。這在轉(zhuǎn)移放大率更大時(shí)更為重要。
在圖13A至13D和圖14A至14D所示的兩步放大轉(zhuǎn)移方法中，每個(gè)器件92都設(shè)置為發(fā)光器件或液晶控制器件，但并不局限于此，器件92還可以是下面這些器件中的一種光電轉(zhuǎn)換器件、壓電器件、薄膜晶體管、薄膜二極管、電阻器件、開關(guān)器件、微磁器件、微米光學(xué)器件，或它們的一部分，或它們的組合。

圖15A至15D示出圖14A和14B所示的非連續(xù)轉(zhuǎn)移的另一實(shí)施例。該非連續(xù)轉(zhuǎn)移通過(guò)從供應(yīng)側(cè)襯底向接收側(cè)底板(部件)選擇轉(zhuǎn)移器件來(lái)進(jìn)行。在此情形中，通過(guò)將接收側(cè)底板(部件)做得足夠大，可以將供應(yīng)側(cè)襯底上的所有器件轉(zhuǎn)移到接收側(cè)底板(部件)上。
圖15A至15D示出一個(gè)實(shí)施例，其中第一轉(zhuǎn)移步驟中的放大比為3。臨時(shí)支持部件91c的面積是第一襯底90c面積的9(＝3×3)倍。為了將作為供應(yīng)側(cè)襯底的第一襯底90c上的所有器件92轉(zhuǎn)移到臨時(shí)支持部件91c上，轉(zhuǎn)移操作重復(fù)9次。第一襯底90c上的器件92的矩陣圖形分成3×3矩陣單元。九片器件92——每個(gè)都處在3×3矩陣單元中的一個(gè)內(nèi)——倍轉(zhuǎn)移到臨時(shí)支持部件91上。重復(fù)這樣的轉(zhuǎn)移9次，從而第一襯底90c上的所有器件都轉(zhuǎn)移到臨時(shí)支持部件91c上。
圖15A粗略示出這樣一種狀態(tài)在第一襯底90c上的器件92中，位于3×3矩陣單元中第一位置上的第一組器件92c被轉(zhuǎn)移到臨時(shí)支持部件91c上。圖15B粗略示出這樣一種狀態(tài)位于3×3矩陣單元中第二位置上的第二組器件92c被轉(zhuǎn)移到臨時(shí)支持部件91c上。在第二次轉(zhuǎn)移中，在第一襯底90c對(duì)臨時(shí)支持部件91c的對(duì)準(zhǔn)位置沿圖中垂直方向移動(dòng)之后，再進(jìn)行非連續(xù)轉(zhuǎn)移。圖15C粗略示出這樣一種狀態(tài)位于3×3矩陣單元中第八位置上的第八組器件92c被轉(zhuǎn)移到臨時(shí)支持部件91c上。圖15D粗略示出這樣一種狀態(tài)位于3×3矩陣單元中第九位置上的第九組器件92c被轉(zhuǎn)移到臨時(shí)支持部件91c上。在第九次轉(zhuǎn)移結(jié)束之后，第一襯底90c上沒(méi)有留下任何器件92，器件92在臨時(shí)支持部件91c上排成矩陣，并互相分開。之后，根據(jù)圖13C和13D以及14C和14D中所示的步驟相同的步驟執(zhí)行兩步放大轉(zhuǎn)移。
形成在臨時(shí)支持部件并轉(zhuǎn)移到第二底板上的樹脂模塑片將在下面參考圖16至17進(jìn)行描述。樹脂模塑片100通過(guò)用樹脂102填充互相分開的器件101之間的空隙而得到。這樣的樹脂模塑片100可用于將器件101從臨時(shí)支持部件向第二底板的轉(zhuǎn)移。
器件101以后面將要描述的發(fā)光器件作為例子，但也可以是其它種類的器件。樹脂模塑片形成近似平板的形狀，主平面近似為方形。樹脂模塑片100如下制造覆蓋臨時(shí)支持部件表面以用未硬化樹脂包含器件101，使樹脂硬化，并通過(guò)切割將硬化樹脂102切成方形片。在近似平板形的樹脂22前表面?zhèn)群捅潮砻鎮(zhèn)确謩e形成電極103和104。電極焊盤103或104如下制造在樹脂的102的整個(gè)表面上形成由用作形成電極焊盤的材料的金屬或多晶硅支撐的導(dǎo)電層，并通過(guò)光刻將導(dǎo)電層刻成特定的電極形狀。形成電極103和104以使其與器件101的p電極和n電極相連，并視需要在樹脂102中形成通孔。
在圖中所示的實(shí)施例中，電極焊盤103和104分別形成在樹脂模塑片100的前表面?zhèn)群捅潮砻鎮(zhèn)壬?；然而，它們可形成在樹脂模塑?00前表面?zhèn)群捅潮砻鎮(zhèn)鹊娜我庖粋€(gè)上。對(duì)具有三個(gè)電極——即，源、柵和漏電極——的薄膜晶體管來(lái)說(shuō)，可形成三個(gè)和更多個(gè)電極焊盤。電極焊盤103和104在水平方向互相錯(cuò)開的原因是為了防止在最終形成布線時(shí)從上面形成接觸孔的情形中電極焊盤103和104的互相重疊。每個(gè)電極焊盤103和104的形狀并不局限于方形，而可以是任何其它形狀。
在這樣的樹脂模塑片100中，環(huán)繞器件101的空間被樹脂102覆蓋。電極焊盤103和104可精確形成在樹脂模塑片100的樹脂102的平整表面上，延伸到寬于器件101芯片尺寸的區(qū)域，從而在第二轉(zhuǎn)移步驟中由吸取器執(zhí)行的轉(zhuǎn)移時(shí)對(duì)樹脂模塑片100的處理。正如后面將要描述的，由于最終的布線在第二轉(zhuǎn)移步驟之后進(jìn)行，可通過(guò)使用具有相對(duì)較大尺寸的電極焊盤103和104進(jìn)行布線來(lái)防止布線失誤。
圖18A和18B示出發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)，該發(fā)光器件作為用在該實(shí)施方案中的器件的一個(gè)實(shí)施例，其中圖18A為器件的剖面圖，而圖18B為器件的俯視圖。圖中所示的發(fā)光器件為GaN基發(fā)光二極管，通常通過(guò)藍(lán)寶石襯底上的晶體生長(zhǎng)來(lái)形成。在這樣的GaN基發(fā)光二極管中，通過(guò)用穿透襯底的激光束照射，會(huì)發(fā)生激光剝蝕，產(chǎn)中GaN的氮蒸發(fā)的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致藍(lán)寶石襯底和GaN基生長(zhǎng)層之間的邊界上的膜剝離，結(jié)果可容易地進(jìn)行器件分離。
GaN基發(fā)光二極管具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中在由GaN基半導(dǎo)體層組成的下生長(zhǎng)層111上通過(guò)選擇生長(zhǎng)形成六棱錐形GaN層112。在下生長(zhǎng)層111上形成絕緣膜(未示出)，并通過(guò)MOCVD工藝等在形成于絕緣膜中的開孔中形成六棱錐形GaN層112。GaN層112為形成被S平面——即(1-101)平面——覆蓋的金字塔形的生長(zhǎng)層，生長(zhǎng)時(shí)所用的藍(lán)寶石襯底的主平面作為C平面。GaN層112用硅進(jìn)行局部摻雜。GaN層112傾斜的S平面用作雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)的包層部分。形成用作有源層的InGaN層113，覆蓋GaN層112傾斜的S平面。在InGaN層113上形成摻鎂的GaN層114。摻鎂GaN層也用作包層部分。
發(fā)光二極管具有p電極115和n電極116。通過(guò)氣相沉積在摻鎂GaN層114上形成金屬材料的組合，例如Ni/Pt/Au或Ni(Pd)/Pt/Au，以形成p電極115。通過(guò)氣相沉積在形成于上述絕緣膜(未示出)中的開孔中形成金屬材料的組合，例如Ti/Al/Pt/Au，以形成n電極116。應(yīng)當(dāng)注意，在如圖20所示從下生長(zhǎng)層111的背表面?zhèn)任電極的情形中，可省略下生長(zhǎng)層111前表面?zhèn)壬蟦電極116的形成。
具有這種結(jié)構(gòu)的GaN基發(fā)光二極管可發(fā)射藍(lán)光。特別地，這種發(fā)光器件可相對(duì)簡(jiǎn)單地通過(guò)激光剝蝕而從藍(lán)寶石襯底上剝離下來(lái)。換句話說(shuō)，可通過(guò)激光束的選擇照射來(lái)選擇剝離器件。另外，GaN基發(fā)光二極管可以是這樣的結(jié)構(gòu)有源層形成平面或條形，或可以是在上端部形成了C平面的金字塔形。進(jìn)一步，GaN發(fā)光二極管可用任何其它氮基發(fā)光器件或化合物半導(dǎo)體器件代替。
下面將參考圖19至21描述排列發(fā)光器件的方法。作為發(fā)光器件，使用了圖18A和18B所示的GaN基發(fā)光二極管。
首先，如圖19所示，在第一襯底121的主平面上形成許多發(fā)光二極管122，并排列成矩陣。發(fā)光器件122的尺寸設(shè)定為大約20μm。第一襯底121由這樣的材料制成它對(duì)用以照射發(fā)光二極管122的激光束的波長(zhǎng)具有高的透射率，例如，可以由藍(lán)寶石制成。發(fā)光二極管122上已做好p電極等，但還沒(méi)有進(jìn)行最后的布線。形成用于器件分隔的凹槽122g以使發(fā)光二極管122可以單個(gè)地從第一襯底121上分離下來(lái)。可通過(guò)使用，例如，反應(yīng)離子刻蝕來(lái)形成凹槽122g。如圖19所示，這樣的一篇第一襯底121與臨時(shí)支持部件123相對(duì)，以進(jìn)行它們之間的選擇轉(zhuǎn)移。
在臨時(shí)支持部件123朝向第一襯底121的表面上形成剝離層124和粘合層125。作為臨時(shí)支持部件121，可使用下面這些玻璃襯底、石英玻璃襯底或塑料襯底。臨時(shí)支持部件121上的剝離層124可由氟涂層制成，或由硅樹脂、水溶性粘合劑(例如PVA)或聚酰亞胺制成。臨時(shí)支持部件123上的粘合層125可由紫外(UV)固化型粘合劑、熱固化型粘合劑或熱塑型粘合劑制成。作為一個(gè)實(shí)施例，用石英玻璃襯底作為臨時(shí)支持部件123，在其上形成厚度為4μm的聚酰亞胺膜作為剝離層124，并形成厚度大約為20μm的UV固化型粘合層作為粘合層125。
調(diào)整臨時(shí)支持部件123的粘合層125以使其包括硬化樹脂125s和未硬化區(qū)域125y的混合。確定未硬化區(qū)域125y以使要選擇轉(zhuǎn)移的發(fā)光二極管122位于未硬化區(qū)域125y處。英華區(qū)域125s和未硬化區(qū)域125y混合位于粘合層125中，粘合層125這樣的調(diào)整可如下進(jìn)行用曝光系統(tǒng)選擇曝光由UV固化型粘合層構(gòu)成的粘合層125上相距200μm的部分，從而發(fā)光二極管122要轉(zhuǎn)移到其上的部分未硬化而其它部分硬化了。在利用曝光對(duì)粘合層125進(jìn)行這樣的調(diào)整之后，用激光束從第一襯底121的背表面照射位于未硬化區(qū)域125y的發(fā)光二極管122，以通過(guò)激光剝蝕將它們從第一襯底121上剝離下來(lái)。由于在GaN層和藍(lán)寶石之間的邊界上的GaN基發(fā)光二極管122分解成Ga和氮，從而可相對(duì)簡(jiǎn)單地剝離發(fā)光二極管122。作為用來(lái)照射發(fā)光器件的激光束，可使用受激準(zhǔn)分子激光束或調(diào)諧YAG激光束。
通過(guò)激光剝蝕，用激光束選擇照射過(guò)的發(fā)光二極管122在GaN層和第一襯底121之間的邊界上從第一襯底121上剝離下來(lái)，并轉(zhuǎn)移到相對(duì)的臨時(shí)支持部件123上，以使發(fā)光二極管122的p電極部分與粘合層125上相應(yīng)的未硬化區(qū)域125y相接。由于其它發(fā)光二極管122沒(méi)有用激光束進(jìn)行照射并且也位于相應(yīng)于粘合層125硬化區(qū)域125s的位置上，其它發(fā)光二極管122沒(méi)有轉(zhuǎn)移到臨時(shí)支持部件123上。應(yīng)當(dāng)指出，在圖19所示的實(shí)施例中，只有一個(gè)發(fā)光二極管122被激光束選擇照射；而實(shí)際上，相距為n的發(fā)光二極管122都被激光束照射了。利用這樣的選擇轉(zhuǎn)移，發(fā)光二極管122重排在臨時(shí)支持部件123上，臨時(shí)支持部件123上二極管122的重排間距大于第一襯底121上二極管122的排列間距。
在選定發(fā)光二極管122從第一襯底121轉(zhuǎn)移到臨時(shí)支持部件123上之后，如圖20所示，硬化粘合層125的未硬化區(qū)域125y，從而發(fā)光二極管122被固定到粘合層125上。未硬化區(qū)域125y的硬化可通過(guò)向其加熱或光來(lái)進(jìn)行。在發(fā)光二極管122被臨時(shí)支持部件123的粘合層支持的狀態(tài)中，清潔發(fā)光二極管122作為n電極側(cè)(負(fù)電極側(cè))的背表面以將其上的樹脂(粘合劑)移除。因此，如果在發(fā)光二極管122的背表面上形成電極焊盤126，它可與之電互聯(lián)。
作為粘合層清除的一個(gè)實(shí)施例，用氧等離子體刻蝕形成粘合劑的樹脂，并通過(guò)UV臭氧的照射而將其清除。進(jìn)一步，在用激光將GaN基發(fā)光二極管從藍(lán)寶石制成的第一襯底121上剝離下來(lái)時(shí)，Ga沉積在剝離平面上，因此，必須用含NaOH的水溶液或稀硝酸來(lái)腐蝕元素Ga。之后，對(duì)電極焊盤126進(jìn)行構(gòu)圖。此時(shí)，處在負(fù)極側(cè)的電極焊盤可形成尺寸大約為60μm2。作為電極焊盤126，可使用透明電極(ITO或ZnO基電極)或Ti/Al/Pt/Au電極。在使用透明電極的情形中，即使電極很大程度上覆蓋了發(fā)光二極管的背表面，它也不會(huì)遮蔽光發(fā)射，從而電極的構(gòu)圖精度可較低且其尺寸可較大，結(jié)果可能簡(jiǎn)化構(gòu)圖過(guò)程。
圖21示出這樣一種狀態(tài)，其中在發(fā)光二極管122從臨時(shí)支持部件123轉(zhuǎn)移到第二臨時(shí)支持部件127，且在粘合層125中形成正電極(p電極)側(cè)上的通孔130之后，形成正極側(cè)電極焊盤129，并切割粘合層125。切割的結(jié)果，形成了器件分隔槽131，以將器件122互相分隔開。為了將排成矩陣的發(fā)光二極管122互相分隔開，器件分隔槽具有平面圖形，由許多沿垂直和水平方向延伸的平行線組成。器件分隔槽131的底部朝向第二臨時(shí)支持部件127的表面。第二臨時(shí)支持部件127具有表面剝離層128，例如氟涂層，或硅樹脂、水溶性粘合劑(例如PVA)或聚酰亞胺層。作為第二臨時(shí)支持部件127的一個(gè)實(shí)施例，可使用由覆蓋有UV粘合劑的塑料板組成的所謂的切割板，UV粘合劑的粘合強(qiáng)度在受到紫外線照射時(shí)變?nèi)酢Ｓ檬芗?zhǔn)分子激光束照射臨時(shí)支持部件127的背表面?zhèn)?。利用激光束的照射，如果剝離層125由聚酰亞胺制成，則因聚酰亞胺的剝蝕而在聚酰亞胺和石英底板之間的邊界上發(fā)生剝離，從而將發(fā)光二極管122轉(zhuǎn)移到第二臨時(shí)支持部件127上。
在這種過(guò)程的一個(gè)實(shí)施例中，用氧等離子體刻蝕第二臨時(shí)支持部件127的表面直到發(fā)光二極管122的表面暴露出來(lái)。利用受激準(zhǔn)分子激光、調(diào)諧YAG激光束或二氧化碳激光束形成通孔130。通孔的直徑設(shè)定為大約3至7μm。正極側(cè)電極焊盤由Ni/Pt/Au制成。切割過(guò)程可利用普通的刀片進(jìn)行，如果需要20μm或更小的切入寬度，則可用激光切割來(lái)進(jìn)行切割過(guò)程。切入寬度取決于圖像顯示裝置一個(gè)象素中被粘合層125覆蓋的發(fā)光二極管的尺寸。作為一個(gè)實(shí)施例，用受激準(zhǔn)分子激光束形成每條寬度為大約40μm的凹槽，以形成芯片形狀。
利用機(jī)械裝置將發(fā)光二極管122從第二臨時(shí)支持部件127上剝離下來(lái)。圖22示出這樣一種狀態(tài)排列在第二臨時(shí)支持部件127上的發(fā)光二極管122被吸取系統(tǒng)133拾取。吸取系統(tǒng)133具有開口成相應(yīng)于圖像顯示裝置象素間距的矩陣的吸取孔135，以選擇吸取某些發(fā)光二極管122。更特定地，每個(gè)的開口直徑大約為100μm的吸取孔135排列成間距600μm，而吸取系統(tǒng)133可選擇吸取300片發(fā)光二極管122。從Ni中通過(guò)利用腐蝕在SUS板這樣的金屬板上制作或形成孔來(lái)制作吸取孔135部分。在形成于金屬板132中的吸取孔135的深處形成吸取腔134?？刂莆∏?34的壓力成負(fù)壓，吸取系統(tǒng)133即可吸取發(fā)光二極管122。由于每個(gè)發(fā)光二極管122都處在表面近乎平面的被粘合層125覆蓋的狀態(tài)下，用吸取系統(tǒng)133對(duì)發(fā)光器件122的吸取可得以簡(jiǎn)化。
圖23示出發(fā)光二極管被轉(zhuǎn)移到第二底板140上去的狀態(tài)。已預(yù)先在第二底板140上形成了粘合層136。通過(guò)使粘合層136相應(yīng)于發(fā)光二極管122的部分硬化，發(fā)光二極管122可牢固地排列在第二底板140上。在裝配時(shí)，吸取系統(tǒng)133的吸取腔的壓力變高，以解除吸取系統(tǒng)133對(duì)發(fā)光二極管122的吸取。粘合層136由UV固化型粘合劑、熱固化粘合劑或熱塑粘合劑制成。另外，這樣排列在第二底板140上的發(fā)光二極管122互相之間的間距大于支持在每個(gè)臨時(shí)支持部件123和127上時(shí)發(fā)光二極管122互相之間的間距。用以硬化粘合層的樹脂的能量從第二底板140的背表面給出。如果粘合層136由UV固化型粘合劑制成，則粘合層相應(yīng)于發(fā)光二極管122的部分可利用紫外線來(lái)硬化，或者，如果粘合層136由熱固化粘合劑制成，則用激光束來(lái)硬化。如果粘合層136由熱塑粘合劑制成，則用激光照射來(lái)使粘合劑軟化以將發(fā)光二極管136粘到它上面。
電極層137——同時(shí)也用作掩模板——布置在第二底板140上。特別地，在電極層137的屏幕側(cè)——也就是觀眾側(cè)——表面上形成黑鉻層138。這使得提高圖像對(duì)比度成為可能。進(jìn)一步，由于通過(guò)使用黑鉻層138而提高了能量效率，可及早硬化粘合層136被光束152選擇照射的部分。如果粘合層由UV固化型粘合劑制成，則可用能量大約為1000mJ/cm3的紫外線對(duì)其進(jìn)行照射。
圖24示出這樣一種狀態(tài)三種顏色——即RGB——的發(fā)光二極管122、141、142排列在第二底板140上并用絕緣層139覆蓋。通過(guò)在第二底板140上偏移所需顏色的位置的位置處裝配每個(gè)發(fā)光二極管122、141和142，可形成象素間距固定的由三種顏色的發(fā)光二極管122、141和142組成的象素。絕緣層139可由透明的環(huán)氧樹脂粘合劑、UV固化型粘合劑或聚酰亞胺制成。三種顏色的發(fā)光二極管122、141和142的形狀并不一定要相同。在圖24所示的實(shí)施例中，結(jié)構(gòu)中沒(méi)有六棱錐形GaN層的紅色發(fā)光二極管141與另兩種發(fā)光二極管122和142形狀不同；然而，在這一步，發(fā)光二極管122、141和142中的每一個(gè)都已經(jīng)被粘合層125覆蓋以要形成樹脂模塑片，因此，無(wú)需考慮它們器件結(jié)構(gòu)方面的不同，可以用同樣的方法處理發(fā)光二極管122、141和142。
圖25示出布線形成步驟，其中在絕緣層139中形成開孔145、146、147、148、149和150，并形成用以將發(fā)光二極管122、141和142的正極和負(fù)極電極焊盤與用以在第二底板140側(cè)布線的電極層137相連的布線部分143、144和145。由于發(fā)光二極管122、141和142的電極焊盤126和129的面積大，開孔——也就是通孔——的形狀可做得較大，并且與直接形成在每個(gè)發(fā)光二極管上的通孔相比，這種通孔的定位精度可較粗糙。更特定地，當(dāng)每個(gè)電極焊盤126和129的尺寸大約為60μm2時(shí)，可形成直徑大約為20μm的通孔。通孔有三種，分別與布線板、正電極和負(fù)電極相連。每個(gè)通孔的深度通過(guò)控制激光束的脈沖數(shù)來(lái)優(yōu)化，依賴于通孔種類。然后在布線上形成保護(hù)層，以完成圖像顯示裝置的面板。保護(hù)層可由用于圖25所示的絕緣層139的透明環(huán)氧樹脂粘合劑制成。加熱保護(hù)層使其硬化，以最好地覆蓋布線。之后，在面板端部將驅(qū)動(dòng)IC與布線相連，以制造驅(qū)動(dòng)面板。
在上述排列發(fā)光器件的方法中，由于發(fā)光二極管122已經(jīng)在臨時(shí)支持部件123上以放大了的間距互相分開，利用器件122的大間距，可給出相對(duì)較大的電極焊盤126和129，且由于利用相對(duì)較大的電極焊盤126和129進(jìn)行布線，即使最終裝置的尺寸顯著大于器件尺寸，也可以容易地形成布線。而且，根據(jù)本實(shí)施方案中排列發(fā)光器件的方法，由于發(fā)光器件周圍的空間都被硬化樹脂層覆蓋，電極焊盤126和129可精確地形成在粘合層125的已構(gòu)圖表面上，且可以延伸到寬于器件尺寸的區(qū)域中，從而有利于第二轉(zhuǎn)移步驟中吸取器對(duì)電極焊盤126和129的處理。進(jìn)一步，在將每個(gè)發(fā)光二極管122轉(zhuǎn)移到臨時(shí)支持部件123上時(shí)，通過(guò)利用GaN材料在GaN和藍(lán)寶石之間的邊界處的分解(分解成金屬Ga和氮)，可相對(duì)容易地剝離發(fā)光二極管122。
下面將參考圖26至31描述排列液晶控制器件的方法。在該實(shí)施方案中，液晶控制器件以用來(lái)控制作為最終產(chǎn)品的液晶面板上液晶的對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)的薄膜晶體管作為例子。
如圖26所示，在通常由石英玻璃襯底構(gòu)成的第一襯底161上形成非晶硅膜162。非晶硅膜162為后繼步驟中用作犧牲膜的剝離膜。在非晶膜162上形成二氧化硅膜163作為下絕緣膜，并在二氧化硅膜163上密集形成薄膜晶體管164，形成一個(gè)矩陣。如下制造薄膜晶體管164在多晶硅膜上形成柵氧化膜和柵電極，以及源和漏區(qū)。形成用于器件分隔的凹槽，其深度允許部分非晶硅膜162可被反應(yīng)離子刻蝕等曝光，由此薄膜晶體管164互相分開。
如圖27所示，第一襯底161與臨時(shí)支持部件165相對(duì)以進(jìn)行選擇轉(zhuǎn)移。剝離層166和粘合層167疊在臨時(shí)支持部件165朝向第一襯底161的表面上。作為臨時(shí)支持部件165的實(shí)施例，可使用玻璃板、石英玻璃板或塑料板。作為形成在臨時(shí)支持部件165上的剝離層166的實(shí)施例，可使用氟涂層，或硅樹脂、水溶性粘合劑(例如PVA)或聚酰亞胺層。作為形成在臨時(shí)支持部件165上的粘合層167的實(shí)施例，可使用紫外線(UV)固化型粘合劑、熱固化粘合劑或熱塑粘合劑層。
臨時(shí)支持部件165的粘合層167具有硬化區(qū)域167s和未硬化區(qū)域167y。第一晶體管161與臨時(shí)支持部件165相對(duì)，從而要選擇轉(zhuǎn)移的薄膜晶體管164之一對(duì)著未硬化區(qū)域167y。如果粘合層167是UV固化型的，則可通過(guò)對(duì)粘合層167選擇曝光以使要轉(zhuǎn)移的薄膜晶體管164所處的區(qū)域未硬化而硬化其它區(qū)域，以此進(jìn)行粘合層167的硬化調(diào)整，從而粘合層167具有硬化區(qū)域167s和未硬化區(qū)域167y。在這樣的對(duì)準(zhǔn)之后，用來(lái)自第一襯底161背表面的激光束照射對(duì)著未硬化區(qū)域167y的薄膜晶體管164，以利用激光剝蝕將薄膜晶體管164從第一襯底161上剝離下來(lái)。作為用于照射的激光，可使用受激準(zhǔn)分子激光或調(diào)諧YAG激光。
通過(guò)利用激光剝蝕的剝離，將要選擇轉(zhuǎn)移的薄膜晶體管164轉(zhuǎn)移到粘合層167上相對(duì)的未硬化區(qū)域中。處在第一襯底161上未被激光束照射的區(qū)域中的其它薄膜晶體管164沒(méi)有轉(zhuǎn)移到臨時(shí)支持部件165上，因?yàn)檎澈蠈?67相應(yīng)的部分位于硬化區(qū)域167s中而且這些薄膜晶體管164沒(méi)有用激光束照射。應(yīng)當(dāng)指出，在圖27中，只有一個(gè)薄膜晶體管164被激光束選擇照射；然而，薄膜晶體管164中相距為n的那些也可被激光束照射并轉(zhuǎn)移。利用這樣的選擇轉(zhuǎn)移，選定的薄膜晶體管164排列在臨時(shí)支持部件165上，間距大于排列在第一襯底161上的薄膜晶體管的原始間距。
在薄膜晶體管164從第一襯底161上選擇轉(zhuǎn)移到臨時(shí)支持部件165上之后，如圖28所示，使未硬化區(qū)域中的粘合劑硬化以固定薄膜晶體管164。未硬化區(qū)域的硬化可通過(guò)向未硬化區(qū)域167y施加能量——例如熱或光——來(lái)進(jìn)行。薄膜晶體管164即以支持在粘合層167上的狀態(tài)牢固地支持在臨時(shí)支持部件165上。
如圖29所示，將薄膜晶體管164從臨時(shí)支持部件165上轉(zhuǎn)移到第二臨時(shí)支持部件168上。第二臨時(shí)支持部件168用于將薄膜晶體管164的薄膜晶體管層側(cè)裝配到第二底板上。因此，如果薄膜晶體管164的前側(cè)還是背側(cè)裝配到第二底板上不會(huì)引起什么問(wèn)題的話，就無(wú)需使用第二臨時(shí)支持部件168。在從臨時(shí)支持部件165向第二臨時(shí)支持部件168轉(zhuǎn)移薄膜晶體管164的情形中，在粘合層167中形成分隔槽167g以將薄膜晶體管164的區(qū)域與其它區(qū)域分隔開來(lái)。分隔槽167g的深度達(dá)到剝離層166的上表面，或者它也可達(dá)到剝離層166的下表面。
從剝離層166的上表面剝離薄膜晶體管164，并用吸取裝置(未示出)將其從臨時(shí)支持部件165上轉(zhuǎn)移到第二臨時(shí)支持部件168上(見圖30)，然后轉(zhuǎn)移到第二底板上，與另一薄膜晶體管分隔開(第二轉(zhuǎn)移步驟)。這一步驟與前面參考圖22的器件排列方法中所描述的相同。
最后，如圖31所示，在薄膜晶體管164如此裝配到玻璃或透明塑料制成的第二底板176上且互相分隔開之后，在第二底板176上形成柵電極線、源電極和漏電極，并將它們與薄膜晶體管164的源和漏相連。在第二底板176側(cè)形成透明電極膜172和對(duì)準(zhǔn)膜173。表面具有透明電極膜175和對(duì)準(zhǔn)膜174的相對(duì)底板169與第二底板176相對(duì)，二者之間有一間隙，用液晶填充該間隙以得到液晶面板。第二底板176上的薄膜晶體管164用作液晶的控制器件。薄膜晶體管164裝配在第二底板176上，通過(guò)兩步放大轉(zhuǎn)移，它們之間顯著分隔開，兩步放大轉(zhuǎn)移是第一轉(zhuǎn)移步驟中的放大轉(zhuǎn)移和第二轉(zhuǎn)移步驟中的放大轉(zhuǎn)移的組合。在兩步放大轉(zhuǎn)移方法中，令第一和第二轉(zhuǎn)移步驟中的放大比分別為“ n”和“m”，則總的轉(zhuǎn)移放大率為n×m，為了獲得n×m的總轉(zhuǎn)移放大率，轉(zhuǎn)移需要在第一轉(zhuǎn)移步驟中重復(fù)n2次，并在第二轉(zhuǎn)移步驟中重復(fù)m2次，因此，總的轉(zhuǎn)移次數(shù)為(n2+m2)次。同時(shí)，根據(jù)一步轉(zhuǎn)移方法，為了獲得n×m的轉(zhuǎn)移放大率，轉(zhuǎn)移的次數(shù)為(n+m)2＝n2+2nm+m2次。結(jié)果，根據(jù)兩步放大轉(zhuǎn)移方法，轉(zhuǎn)移的次數(shù)可比根據(jù)一步轉(zhuǎn)移方法的轉(zhuǎn)移次數(shù)少2nm次，相對(duì)節(jié)省了制造步驟所需的時(shí)間和成本。這在轉(zhuǎn)移放大率更大時(shí)更為重要。
附帶地，已知一些圖像顯示裝置，在其上裝配有發(fā)光器件——例如發(fā)光二極管，以使這些發(fā)光器件在布線板上排成矩陣。
圖32示出日本專利號(hào)2895566的說(shuō)明書和附圖中公開的發(fā)光二極管。這種所謂的倒裝片型發(fā)光二極管在同一表面?zhèn)染哂幸粚?duì)正極和負(fù)極電極部分。如圖所示，引線框200包括形成一對(duì)正、負(fù)電極的引線部件201和206，二者互相平行，之間有一間隙。在引線框201和206的前端202和207上分別形成扁平部分203和208，裝配發(fā)光芯片190以使其架在扁平部分203和208之間。反射部分204和209分別整體形成在延續(xù)到扁平部分203和208的側(cè)外表面上，好像從扁平部分203和208傾斜向外。發(fā)光芯片——例如GaN藍(lán)光發(fā)光芯片——的電極部分通過(guò)凸起205與作為負(fù)電極的引線部件201和作為正電極的引線部件206相連。
圖33示出日本專利公開號(hào)Hei 9-293904中公開的芯片型LED(發(fā)光二極管)。如圖所示，在形成在絕緣陶瓷支撐部件211上的導(dǎo)電層上裝配LED 213，其中LED 213的電極214通過(guò)導(dǎo)線215與電極端212相接，用密封樹脂216填充環(huán)繞LED 213的空腔。
圖34示出同一文檔日本專利公開號(hào)9-293904中公開的芯片型LED。如圖所示，在陶瓷支撐部件221上形成一對(duì)電極端222，LED 223表面上的一對(duì)電極224通過(guò)導(dǎo)電銅焊部分225與這對(duì)電極端222倒裝相連。為了將LED 223強(qiáng)制結(jié)合到陶瓷支撐部件上，用密封樹脂226填充LED和制成不見之間的間隙。
然而，在將這樣的發(fā)光二極管排成矩陣來(lái)制造圖像顯示裝置的情形中，需要每個(gè)發(fā)光二極管各自容納在一個(gè)外殼中，并將要安裝的許多發(fā)光二極管的列陣裝配到平板型圖像顯示裝置等中。在此情形中，由于形成在晶片上的LED切割成單個(gè)芯片并且每個(gè)都密封在一個(gè)外殼中，每個(gè)未封裝芯片狀態(tài)下的LED芯片尺寸接近mm2的量級(jí)，而LED外殼的尺寸則有幾個(gè)mm2。結(jié)果，一個(gè)象素的尺寸變大，降低了分辨率，從而無(wú)法制造小尺寸高分辨率的圖像顯示裝置。進(jìn)一步，對(duì)于GaN基氮化物半導(dǎo)體制成的發(fā)光二極管來(lái)說(shuō)，由于發(fā)光二極管通常形成在藍(lán)寶石襯底上，每個(gè)LED的外殼厚于藍(lán)寶石襯底的厚度。
以下，將描述裝配發(fā)光器件的方法的實(shí)施例，這些實(shí)施例能夠解決上述問(wèn)題，也就是說(shuō)，這些實(shí)施例能夠?qū)崿F(xiàn)高分辨率的圖像顯示、在短時(shí)間內(nèi)裝配發(fā)光器件并降低生產(chǎn)工藝所需的成本。
實(shí)施例1圖35為圖像顯示裝置一個(gè)實(shí)施例的基本部分的剖面圖，其上根據(jù)本發(fā)明的裝配方法裝配了發(fā)光器件。根據(jù)該實(shí)施例的圖像顯示裝置為圖35所示的全色備色(full color-ready color)圖像顯示裝置231，其中發(fā)光器件為用以發(fā)射紅、綠和藍(lán)光的發(fā)光二極管，并排成矩陣。
在根據(jù)該實(shí)施例的圖像顯示裝置231中，在玻璃和塑料材料制成的布線板240的底板主平面241上的布線層247和248預(yù)先形成特定的布線圖形。布線層248形成為每個(gè)發(fā)光二極管的p電極提供信號(hào)的布線，而布線層247形成為每個(gè)發(fā)光二極管的n電極提供信號(hào)的布線。應(yīng)當(dāng)指出，布線層247和248之一對(duì)各個(gè)發(fā)光二極管是公用的。
對(duì)于每個(gè)發(fā)光二極管，通過(guò)p電極244在布線層248上提供晶體生長(zhǎng)層。圖35所示的晶體生長(zhǎng)層243處在與晶體生長(zhǎng)時(shí)的狀態(tài)垂直倒轉(zhuǎn)的狀態(tài)。正如后面所要描述的，晶體生長(zhǎng)層243通過(guò)掩模層的窗口部分從位于晶體生長(zhǎng)層243上側(cè)的下生長(zhǎng)層245上選擇生長(zhǎng)而形成。圖35中所示的下生長(zhǎng)層245也處在與晶體生長(zhǎng)層243的晶體生長(zhǎng)時(shí)的狀態(tài)垂直倒轉(zhuǎn)的狀態(tài)。晶體生長(zhǎng)層243由具有纖鋅礦結(jié)構(gòu)的氮化物半導(dǎo)體材料——例如摻硅GaN——制成。晶體生長(zhǎng)層243形成六棱錐形，具有被S平面——也就是(1-101)平面——覆蓋的傾斜側(cè)表面。由于圖35示出圖像顯示裝置的剖面，晶體生長(zhǎng)層243的剖面形狀為倒轉(zhuǎn)的近似三角形的形狀。
通過(guò)在n型半導(dǎo)體層和p型半導(dǎo)體層之間提供有源層，為晶體生長(zhǎng)層243提供了發(fā)光區(qū)。有源層靠近晶體生長(zhǎng)層243的倒轉(zhuǎn)六棱錐形狀的最外面部分。在該實(shí)施例中，相鄰三個(gè)發(fā)光器件中的有源層的帶隙能量各不相同，以分別相應(yīng)于紅、綠和藍(lán)的光發(fā)射。在其它的結(jié)構(gòu)和尺寸構(gòu)造方面，發(fā)光二極管都基本相同。
六棱錐形的晶體生長(zhǎng)層243裝配在布線板240上，其姿態(tài)與沿布線板240主平面發(fā)現(xiàn)方向進(jìn)行晶體生長(zhǎng)時(shí)的姿態(tài)相倒轉(zhuǎn)。因此，在晶體生長(zhǎng)層243的裝配狀態(tài)中，其晶體生長(zhǎng)時(shí)六棱錐形狀的背表面變成了它的頂面，這個(gè)面用作出光側(cè)。更特定地，六棱錐形晶體生長(zhǎng)層243與下生長(zhǎng)層245通過(guò)上述用于晶體生長(zhǎng)的掩模層(未示出)的窗口部分相接，并且掩模層的窗口部分用作出光開孔。
下生長(zhǎng)層245用作選擇生長(zhǎng)的種子層。下生長(zhǎng)層245通過(guò)掩模層的窗口部分與晶體生長(zhǎng)層243相接，下生長(zhǎng)層245的平坦頂面用作出光面250。下生長(zhǎng)層245還用作n電極側(cè)上的布線的一部分，也就是說(shuō)，它用作金屬制成的n電極249和晶體生長(zhǎng)層243之間的電流通路。在圖中所示的狀態(tài)中，由于發(fā)光器件的垂直倒轉(zhuǎn)，n電極249處在晶體生長(zhǎng)層245之下。對(duì)于這樣一種n電極249，由于晶體生長(zhǎng)層243大于n電極249，通過(guò)在n電極249下方形成凸起246而使n電極249的高度與晶體生長(zhǎng)層243的高度相匹配。凸起246為由電鍍等形成的連接部。在該實(shí)施方案中，凸起246由Cu、Ni等通過(guò)電鍍或化學(xué)鍍而形成，厚度大約為10μm。為了防止凸起246的氧化，在凸起246的表面上通過(guò)電鍍形成厚度大約為0.1μm的Au層。在裝配每個(gè)發(fā)光器件時(shí)，凸起246的底部與預(yù)置在底板主平面241上的布線層247相連。
根據(jù)發(fā)光器件的功能，在凸起246、布線層247和248、以及晶體生長(zhǎng)層243的周圍形成間隙。在該實(shí)施例的圖像顯示裝置中，這些間隙被熱固化粘合劑或紫外線固化型粘合劑制成的粘合層242所填充。
圖36A和36B示出每個(gè)要裝配到該實(shí)施例的圖像顯示裝置上去的發(fā)光二極管，其中圖36A為該發(fā)光二極管的剖面圖而36B為該發(fā)光二極管的頂視圖。應(yīng)當(dāng)注意，裝配在圖35中所示的圖像顯示裝置上的許多發(fā)光二極管中的每一個(gè)的姿態(tài)都與圖36A中所示的發(fā)光二極管的姿態(tài)沿底板主平面的發(fā)現(xiàn)方向相倒轉(zhuǎn)。
下面將參考圖36A和36B描述發(fā)光二極管的制造。通過(guò)下生長(zhǎng)層245在不同于布線板240的生長(zhǎng)襯底——例如，優(yōu)選地為藍(lán)寶石襯底——上由選擇生長(zhǎng)形成六棱錐形或六棱梯形晶體生長(zhǎng)層243。晶體生長(zhǎng)層243可由選擇生長(zhǎng)容易地形成，其結(jié)構(gòu)中具有傾向襯底主平面的結(jié)晶面，例如，S平面。特別地，S平面為由選擇生長(zhǎng)在(C+)平面上形成的穩(wěn)定平面，相對(duì)容易形成。S平面由六邊形系統(tǒng)的米勒指數(shù)表示為(1，-1，0，1)平面。對(duì)于鎵氮基化合物半導(dǎo)體制成的晶體層，S平面上的鍵數(shù)最大，結(jié)構(gòu)有效地提高了V/III比。這在提高堆疊結(jié)構(gòu)的結(jié)晶度方面很有利。進(jìn)一步，在該晶體生長(zhǎng)層243中，由于晶體沿不同于襯底的方向生長(zhǎng)，從襯底向上延伸的位錯(cuò)經(jīng)常會(huì)拐彎。這在減少晶體缺陷方面是有利的。
用于形成晶體生長(zhǎng)層243的材料種類并沒(méi)有特別的限制，只要這種材料能形成由第一導(dǎo)電層、有源層251和第二導(dǎo)電層252組成的發(fā)光區(qū)，但是最好具有纖鋅礦結(jié)構(gòu)。這些材料的特定實(shí)施例可包括III族元素基化合物半導(dǎo)體、BeMgZnCdS基化合物半導(dǎo)體和BeMgZnCdO基化合物半導(dǎo)體，并進(jìn)一步包括鎵氮(GaN)基化合物半導(dǎo)體、鋁氮(AlN)基化合物半導(dǎo)體、銦氮(InN)基化合物半導(dǎo)體、銦鎵氮(InGaN)基化合物半導(dǎo)體以及鋁鎵氮(AlGaN)基化合物半導(dǎo)體。特別地，優(yōu)選使用氮化物半導(dǎo)體，例如鎵氮基化合物半導(dǎo)體。應(yīng)當(dāng)指出，根據(jù)本發(fā)明，InGaN、AlGaN等并不是指僅具有三元混合晶體結(jié)構(gòu)的氮化物半導(dǎo)體，類似地，GaN等并不是指僅具有二元混合晶體結(jié)構(gòu)的氮化物半導(dǎo)體。例如，即使InGaN含有微量的Al和無(wú)法避免的雜質(zhì)，其含量處在不足以改變InGaN功能的范圍內(nèi)，那么這樣一種材料也可用于形成根據(jù)本發(fā)明的晶體生長(zhǎng)層。
為了生長(zhǎng)上述晶體層，可以使用各種氣相生長(zhǎng)方法金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積(MOCVD(MOVPE))和分子束外延生長(zhǎng)(MBE)方法，以及氫化物氣相外延(HVPE)方法。特別地，MOCVD方法能有效地快速生長(zhǎng)具有高結(jié)晶度的晶體層。在采用MOCVD方法的情形中，用三烷基金屬化合物作源，例如，用TMG(三甲基鎵)或TEG(三乙基鎵)作為Ga源，用TMA(三甲基鋁)或TEA(三乙基鋁)作為Al源，而用TMI(三甲基銦)或TEI(三乙基銦)作為In源；用氨氣或聯(lián)胺這樣的氣體作為氮源；用各種不同的氣體作為摻雜源，例如Si用硅烷氣體，Ge用鍺氣體，Mg用Cp2Mg(環(huán)戊二烯基鎂)，Zn用DEZ(二乙基鋅)。根據(jù)MOCVD方法，將這些氣體通向通常加熱到600℃或以上的襯底表面進(jìn)行分解，由外延生長(zhǎng)形成InAlGaN基化合物半導(dǎo)體。
具體地，選擇生長(zhǎng)可如下進(jìn)行在下生長(zhǎng)層245上形成薄掩模層，并在掩模層上選擇開孔以形成窗口區(qū)。掩模層可由二氧化硅或氮化硅制成。窗口區(qū)是形成在掩模層中的開孔部分。在該實(shí)施方案中窗口區(qū)形成六邊形；然而，它可以形成其它任何形狀，例如圓形、方形、三角形、矩形、菱形、橢圓形、或它們的組合。由于在選擇生長(zhǎng)過(guò)程中晶體生長(zhǎng)從掩模層的窗口區(qū)沿橫向進(jìn)行，有可能抑制穿通位錯(cuò)的產(chǎn)生。
在每個(gè)用于本發(fā)明的圖像顯示裝置的發(fā)光二極管中，有源層251在平行于傾斜結(jié)晶面的平面上延伸，且處在第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層252之間。有源層243通過(guò)半導(dǎo)體層形成在晶體生長(zhǎng)層243上，或形成在晶體生長(zhǎng)層內(nèi)或晶體生長(zhǎng)層表面上。
第一導(dǎo)電層為p型或n型包層，第二導(dǎo)電層為n型或p型包層。對(duì)于由摻硅鎵氮基化合物半導(dǎo)體層形成的晶體生長(zhǎng)層，形成摻硅鎵氮基化合物半導(dǎo)體層作為n型包層、形成InGaN層作為有源層251，并形成摻鎂鎵氮基半導(dǎo)體層作為p型包層。這樣的結(jié)構(gòu)稱作雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)。作為有源層251形成的InGaN層處在AlGaN層之間。有源層251可以是單個(gè)的體有源層；然而，它也可以具有量子阱結(jié)構(gòu)，例如單量子阱(SQW)結(jié)構(gòu)、雙量子阱(DQW)結(jié)構(gòu)或多量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)。作為需要，量子阱結(jié)構(gòu)具有壘層，用以分隔各個(gè)量子阱。InGaN構(gòu)成的有源層251具有有利的結(jié)構(gòu)，它容易制作且能夠提高使用該結(jié)構(gòu)的器件的發(fā)光特性。InGaN層還有另一有利結(jié)構(gòu)，它在S平面(氮原子很難從這個(gè)面上釋放)上的InGaN生長(zhǎng)的情形中可容易結(jié)晶，以提高結(jié)晶度，從而提高了使用它的器件的發(fā)光效率。
形成在晶體生長(zhǎng)層243上的p電極244用以向有源層251注入電流。根據(jù)該實(shí)施方案，p電極244形成在晶體生長(zhǎng)層243的傾斜結(jié)晶面上，由于發(fā)光二極管倒轉(zhuǎn)裝配到布線板上，所以p電極244用作開孔向上的反射膜，它提高了倒轉(zhuǎn)發(fā)光二極管的出光效率。
在該實(shí)施例的圖像顯示裝置中，處在布線板240上的發(fā)光二極管都處在與晶體生長(zhǎng)時(shí)相倒轉(zhuǎn)的姿態(tài)。此時(shí)，下生長(zhǎng)層245的平坦頂面用作出光面250，光從晶體生長(zhǎng)層243的有源層251通過(guò)出光面250而出射。與用作反射膜的p電極244的功能相結(jié)合，下生長(zhǎng)層245頂面的功能使得提高出光效率成為可能。盡管晶體生長(zhǎng)層243通過(guò)選擇生長(zhǎng)形成六棱錐形，由于凸起246處在n電極249側(cè)，每個(gè)器件的下生長(zhǎng)層245中用作出光面250的頂面可基本處于同一水平面上，也就是說(shuō)，處在同一水平高度。進(jìn)一步，由于環(huán)繞每個(gè)器件的空間都被粘合劑242所填充，有可能消除晶體生長(zhǎng)層243傾斜的問(wèn)題。
由于在完成每個(gè)發(fā)光二極管之后再對(duì)其進(jìn)行裝配，有可能避免次品器件裝配到布線板上，從而提高了作為一個(gè)整體的圖像顯示裝置的成品率。通過(guò)用上凸起246，一對(duì)正、負(fù)電極集中在布線板240側(cè)上，有可能消除電極的出現(xiàn)而使出光面積減小的麻煩。利用這種結(jié)構(gòu)，該實(shí)施例的圖像顯示裝置可以進(jìn)行高分辨率彩色顯示。因此，可根據(jù)有效地運(yùn)用了選擇生長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)的制造工藝來(lái)制造該實(shí)施例的圖像顯示裝置。
在該實(shí)施例的圖像顯示裝置中，n電極249和凸起246都可由兩個(gè)相鄰二極管共用，且每個(gè)二極管的下生長(zhǎng)層245都可與相鄰二極管的下生長(zhǎng)層相連。在該實(shí)施例中，所構(gòu)成的圖像顯示裝置可進(jìn)行彩色顯示；然而，它也可以顯示兩種顏色或顯示另一種顏色與RGB的組合。可在每個(gè)布線板240上放置用于驅(qū)動(dòng)每個(gè)二極管的選擇晶體管。
盡管在該實(shí)施例中器件設(shè)為發(fā)光器件，但本發(fā)明并不局限于此。例如，每個(gè)倒轉(zhuǎn)裝配在布線板上的器件可以是晶體管或其它半導(dǎo)體器件。可預(yù)備裝配這種器件的器件裝配板，然后在后繼步驟中完成圖像顯示裝置或任何其它半導(dǎo)體裝置。
實(shí)施例2根據(jù)本發(fā)明使用發(fā)光二極管的圖像顯示裝置具有與實(shí)施例1中的圖像顯示裝置不同的結(jié)構(gòu)。參看圖37，示出根據(jù)該實(shí)施例的圖像顯示裝置，其中布線層268和269形成在布線板260的底板主平面261上，凸起266和267分別形成在布線層268和269上，晶體生長(zhǎng)層263通過(guò)p電極264和n電極265與凸起266和267的上側(cè)相連。晶體生長(zhǎng)層263形成近似平板形。有源層(未示出)在晶體生長(zhǎng)層263上延伸；p電極264和n電極265形成以與第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層電互聯(lián)，第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層把有源層夾在中間。然后將如此預(yù)備的發(fā)光二極管倒轉(zhuǎn)，并將其置于凸起266和267上以使處于晶體生長(zhǎng)層263背表面上的p電極264和n電極265分別與凸起266和267的上部相連。與實(shí)施例1類似，用熱固化粘合劑或紫外線固化型粘合劑填充凸起266和267周圍的空間。
在該實(shí)施例的圖像顯示裝置中，由于p電極264和n電極265分別與凸起266和267相連，提供光發(fā)射的晶體生長(zhǎng)層可保持在一個(gè)特定的水平高度，而且由于凸起266和267周圍的空間被粘合層262填充，故而有可能消除晶體生長(zhǎng)層263等傾斜的問(wèn)題。由于每個(gè)發(fā)光二極管在完成之后才裝配，所以有可能避免次品器件裝配到布線板上，并因此提高了作為一個(gè)整體的圖像顯示裝置的成品率。通過(guò)用上凸起266和267，一對(duì)正、負(fù)電極集中在布線板260側(cè)上，有可能消除電極的出現(xiàn)而使出光面積減小的麻煩。利用這種結(jié)構(gòu)，該實(shí)施例的圖像顯示裝置可以進(jìn)行高分辨率彩色顯示。
實(shí)施例3該實(shí)施例涉及制造實(shí)施例1中的圖像顯示裝置的方法。下面將參考圖38至46以制造步驟的順序描述該實(shí)施例中的制造方法。
如圖38所示，預(yù)備用以生長(zhǎng)的襯底270，它是C平面作為主平面的藍(lán)寶石襯底；在用以生長(zhǎng)的襯底270上形成下生長(zhǎng)層271，它由低溫和高溫緩沖層組成。形成由二氧化硅或氮化硅制成的掩模層以覆蓋下生長(zhǎng)層271，在掩模層中形成相應(yīng)于晶體生長(zhǎng)區(qū)域的窗口區(qū)。之后，通過(guò)從相應(yīng)窗口區(qū)的選擇晶體生長(zhǎng)，得到了每個(gè)六棱錐形的晶體生長(zhǎng)層272，它們具有被傾斜S平面覆蓋的側(cè)表面。在每個(gè)晶體生長(zhǎng)層272上形成第一導(dǎo)電層、有源層以及第二導(dǎo)電層(未示出)。在形成于掩模層中的開孔處，由多層金屬膜——例如Ni/Pt/Au膜——形成p電極273，由多層金屬膜——例如Ti/Al/Pt/Au膜——形成n電極274。P電極273通過(guò)，例如，氣相沉積來(lái)形成，而n電極通過(guò)，例如，浮脫(lift off)來(lái)形成。
在p電極273和n電極274形成之后，將用以生長(zhǎng)的襯底270上的下生長(zhǎng)層271分隔成相應(yīng)于各個(gè)器件的部分。下生長(zhǎng)層271的分隔通過(guò)，例如，反應(yīng)離子刻蝕來(lái)進(jìn)行。每個(gè)器件的芯片尺寸通常設(shè)為一個(gè)大約為20μm2的值，芯片的排列間距通常設(shè)為一個(gè)大約為25μm的值。
在用以生長(zhǎng)的襯底270上全部形成抗蝕層275。抗蝕層275的高度設(shè)為一個(gè)近似等于每個(gè)p電極273尖端部分的高度的值。在抗蝕層275中開出一個(gè)相應(yīng)于每個(gè)n電極274的區(qū)域，以在抗蝕層275中形成開孔276，如圖39所示，從而使位于開孔276底部的n電極274暴露出來(lái)。
在每個(gè)形成于抗蝕層275中的開孔276中通過(guò)，例如，電鍍形成凸起277。更特定地，凸起277為由Cu或Ni通過(guò)電鍍或化學(xué)鍍而形成的高度大約為10μm的連接部。為了防止氧化，通過(guò)電鍍?cè)谕蛊?77表面上形成厚度大約為0.1μm的Au層。在形成每個(gè)凸起277之后，移除抗蝕層275，如圖40所示。
在移除抗蝕層275之后，如圖41所示，預(yù)備用以轉(zhuǎn)移的底板280，它由玻璃等制成，并覆蓋有轉(zhuǎn)移材料278，用以生長(zhǎng)的襯底270與用以轉(zhuǎn)移的底板280相對(duì)，襯底上已如上述那樣形成了凸起277。轉(zhuǎn)移材料278為粘性材料，優(yōu)選地對(duì)用以照射的激光束的波長(zhǎng)表現(xiàn)出低的吸收。這是因?yàn)樵谶@種材料中，激光束導(dǎo)致的剝蝕較低，從而提高了分隔發(fā)光器件的位置精度。在用以生長(zhǎng)的襯底270的主平面與用以轉(zhuǎn)移的襯底280的主平面相對(duì)的情形中，用KrF受激準(zhǔn)分子激光束或三倍頻YAG激光束照射用以生長(zhǎng)的襯底270背表面，該背表面與形成發(fā)光器件的一側(cè)相對(duì)。通過(guò)激光束的照射，在下生長(zhǎng)層271和用以生長(zhǎng)的襯底270之間的邊界處產(chǎn)生氮，從而將發(fā)光器件從用以生長(zhǎng)的襯底270上分離下來(lái)。
如圖42所示，每個(gè)這樣從用以生長(zhǎng)的襯底270上通過(guò)激光束照射而分離下來(lái)的發(fā)光二極管臨時(shí)支持在用以轉(zhuǎn)移的底板280上，同時(shí)掩埋在轉(zhuǎn)移材料278中。此時(shí)，Ga層281粘附在每個(gè)下生長(zhǎng)層271上表面上，發(fā)光二極管從這里與用以生長(zhǎng)的襯底279分離。由于下生長(zhǎng)層271的上表面用作出光面，Ga層281必須通過(guò)腐蝕等方法移除。用于這種腐蝕的腐蝕劑可以是堿性的也可以是酸性的，但不能降低轉(zhuǎn)移材料278的粘合強(qiáng)度。
構(gòu)造圖像顯示裝置，以使RGB之一的發(fā)光器件整齊排列，因此，如圖43所示，發(fā)光器件中間距相應(yīng)于布線板電極間距的那些被從用以轉(zhuǎn)移的底板280上選擇拾取。這基于這樣的假設(shè)支持在用以轉(zhuǎn)移的底板280上的發(fā)光二極管在發(fā)光顏色——即發(fā)射波長(zhǎng)——方面都一致。因此，為了在布線板上裝配發(fā)射波長(zhǎng)不同的發(fā)光二極管，必須使用許多用以轉(zhuǎn)移的襯底280。在該實(shí)施例中，使用吸取頭282來(lái)從用以轉(zhuǎn)移的底板280上選擇拾取發(fā)光二極管。吸取頭282具有前端284，每個(gè)前端284上都形成了吸取孔283。前端284的間距相應(yīng)于布線板的電極間距。使吸取頭282每個(gè)前端284的環(huán)繞吸取孔283的部分變平，而下生長(zhǎng)層271用作發(fā)光器件出光平面的上表面吸在前端284的扁平部分上。吸取操作可對(duì)每個(gè)器件進(jìn)行。然而，根據(jù)該實(shí)施例，許多間距相應(yīng)于布線板電極間距的發(fā)光器件同時(shí)被吸取。通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，可能簡(jiǎn)化制造工藝并降低制造成本。
如圖44所示，將許多間距相應(yīng)于布線板電極間距的發(fā)光器件送到布線板上，后者用參考號(hào)290標(biāo)示。器件沿垂至于布線板290主平面的方向靠近布線板290的主平面，與其粘合。在布線板290的主平面上已預(yù)先形成了布線層291和292。在將器件與布線板290的主平面壓接觸之后，釋放吸取頭282，以使每個(gè)器件與布線板290臨時(shí)結(jié)合。用粘合劑——它用于將器件支持在布線板290的主平面上——覆蓋布線板290的主平面。另外，粘合劑293可以是熱固化粘合劑或紫外線固化型粘合劑。
圖45示出通過(guò)將RGB器件送到布線板290的主平面上而得到的狀態(tài)。在圖中所示的狀態(tài)中，相鄰兩個(gè)器件的發(fā)射波長(zhǎng)不同。每個(gè)器件確實(shí)裝配在布線板290上，同時(shí)通過(guò)使用凸起277而使其相對(duì)于布線板290的主平面保持水平。
將加壓頭295壓到每個(gè)下生長(zhǎng)層271作為每個(gè)器件出光側(cè)的上表面上，在這種狀態(tài)中，使粘合劑293硬化。如果粘合劑293是熱固化型，則加壓頭295可以是加熱型加壓頭，以脈沖加熱方式加熱。如果粘合劑293為紫外線固化型，在每個(gè)器件被加壓頭295壓在布線板290上的狀態(tài)中，紫外線可以從布線板290背表面向上發(fā)射，或者在加壓頭由像玻璃或石英這樣的透光材料制成的情形中，紫外線也可從加壓頭295的上側(cè)向下發(fā)射。
在根據(jù)該實(shí)施例制造圖像顯示裝置的方法中，由于許多間距相應(yīng)于布線板290電極間距的發(fā)光器件選擇裝配到布線板290的主平面上，所以有可能在短時(shí)間內(nèi)以低成本制造圖像顯示裝置。通過(guò)使用凸起277，每個(gè)器件可以確定地裝配成水平姿態(tài)，而不會(huì)傾斜；進(jìn)一步，也減少了將器件裝配到布線板上所需的余量。結(jié)果，有可能以高精度在布線板上排列發(fā)光器件。進(jìn)一步，凸起277的使用可實(shí)現(xiàn)可靠的電布線以及出光效率的最大化。
在該實(shí)施例中，由于可以在發(fā)光器件支持在用以轉(zhuǎn)移的襯底280上的狀態(tài)下對(duì)其進(jìn)行檢查，所以有可能及早移除次品器件，從而提高成品率。進(jìn)一步，由于可以在器件裝配到布線板290上之前就將Ga層移除，故而有可能消除布線板被腐蝕破壞的麻煩。
實(shí)施例4下面將參考圖47至48描述該實(shí)施例，其中發(fā)光器件形成的間距相應(yīng)于布線板電極的間距，并直接裝配到布線板上。
如圖47所示，以相應(yīng)于布線板301電極間距的間距排列的發(fā)光器件形成在用以生長(zhǎng)的襯底305上。與前面的實(shí)施例類似，每個(gè)發(fā)光器件如下形成在下生長(zhǎng)層311上形成六棱錐形晶體生長(zhǎng)層312，在晶體生長(zhǎng)層312上形成p電極313，在下生長(zhǎng)層311上形成n電極314，并形成高度近似等于p電極313高度的凸起315。許多如此形成在用以生長(zhǎng)的襯底305上的發(fā)光器件互相之間的間距相應(yīng)于布線板301各組電極層303和302的排列間距。
在其上形成發(fā)光器件的用以生長(zhǎng)的襯底305與布線板301相對(duì)，在這種狀態(tài)中，用KrF受激準(zhǔn)分子激光束或三倍頻YAG激光束照射用以生長(zhǎng)的襯底305的背表面，在每個(gè)下生長(zhǎng)層311和用以生長(zhǎng)的襯底305之間的邊界上產(chǎn)生氮，從而每個(gè)發(fā)光器件從用以生長(zhǎng)的襯底305上分離下來(lái)并支持在布線板301上。
圖48示出發(fā)光器件支持在布線板301上的狀態(tài)。之后，對(duì)其它發(fā)射波長(zhǎng)的發(fā)光器件重復(fù)裝配操作，并硬化粘合劑307，從而完成圖像顯示裝置。此時(shí)，在下生長(zhǎng)層311的上表面形成Ga層316，因此，如果粘合劑307是紫外線固化型的，則紫外線可從布線板301的背表面?zhèn)劝l(fā)射。如果粘合劑307是熱固化型的，則可以用與實(shí)施例3中所描述的相同的方式進(jìn)行硬化。通過(guò)在硬化粘合劑307之后移除Ga層316，有可能顯著降低布線板301的破壞。
實(shí)施例5下面見參考圖49描述該實(shí)施例，其中用激光束選擇照射間距相應(yīng)于布線板電極間距的發(fā)光器件，已分離下來(lái)的發(fā)光器件直接裝配到布線板上。
如圖49所示，在用以生長(zhǎng)的襯底328上形成許多發(fā)光器件。與前一實(shí)施例類似，每個(gè)發(fā)光器件如下形成在下生長(zhǎng)層327上形成六棱錐形晶體生長(zhǎng)層324，在晶體生長(zhǎng)層324上形成p電極326，在下生長(zhǎng)層327上形成n電極，并形成高度近似等于p電極326高度的凸起325。
另一方面，在布線板320主平面上以特定間距形成各組電極層312和322。在用以生長(zhǎng)的襯底328與布線板320相對(duì)的狀態(tài)中，用激光束照射那些間距相應(yīng)于布線板320電極間距的發(fā)光二極管。通過(guò)用KrF受激準(zhǔn)分子激光束或三倍頻YAG激光束照射用以生長(zhǎng)的襯底328的背表面，在每個(gè)下生長(zhǎng)層327和用以生長(zhǎng)的襯底328之間的邊界處產(chǎn)生氮，從而每個(gè)發(fā)光器件都從用以生長(zhǎng)的襯底328上分離下來(lái)，并支持在布線板320上。在該情形中，由于用激光束選擇照射那些間距相應(yīng)于布線板320電極間距的發(fā)光器件，并不是用以生長(zhǎng)的襯底328上所有的發(fā)光器件都從用以生長(zhǎng)的襯底328上分離，而僅有那些間距相應(yīng)于布線板320電極間距的一種顏色的器件可被分離下來(lái)并確實(shí)轉(zhuǎn)移到布線板320上。通過(guò)對(duì)其它發(fā)射波長(zhǎng)的器件重復(fù)這一步驟，就完成了圖像顯示裝置。激光束的照射可通過(guò)掃描單束光而進(jìn)行，也可固定單束光，而移動(dòng)相關(guān)的用以生長(zhǎng)的襯底和布線板。
實(shí)施例6下面將參考圖50至54描述該實(shí)施例，其中用兩塊用以轉(zhuǎn)移的底板來(lái)裝配發(fā)光器件。
如圖50所示，在襯底336上如下形成每個(gè)發(fā)光器件在下生長(zhǎng)層332上形成六棱錐形晶體生長(zhǎng)層333，在晶體生長(zhǎng)層333上形成p電極334，在下生長(zhǎng)層332上形成n電極，并形成高度近似等于p電極334高度的凸起335。在用以生長(zhǎng)的襯底336上如此形成的發(fā)光器件之間的間距相應(yīng)于布線板的電極間距。用以生長(zhǎng)的襯底336于用以轉(zhuǎn)移的底板330相對(duì)，在這樣一種狀態(tài)中，通過(guò)用激光束照射用以生長(zhǎng)的襯底336的背表面而將每個(gè)發(fā)光器件從用以生長(zhǎng)的襯底336上分離下來(lái)，并將它們轉(zhuǎn)移到用以轉(zhuǎn)移的底板330上。用以轉(zhuǎn)移的底板330具有一層轉(zhuǎn)移材料331，例如硅樹脂，發(fā)光器件通過(guò)轉(zhuǎn)移材料331支持在用以轉(zhuǎn)移的底板330上。
如圖51所示，移除Ga層，從而發(fā)光器件被用以轉(zhuǎn)移的底板330支持，出光面向外。隨后，如圖52所示，在用以轉(zhuǎn)移的底板330上固定用以轉(zhuǎn)移的第二底板341，后者的上表面用轉(zhuǎn)移材料340覆蓋。在該情形中，轉(zhuǎn)移材料340為紫外線固化型粘合劑，用以轉(zhuǎn)移的第二底板341用玻璃或石英玻璃制成。
然后剝離用以轉(zhuǎn)移的第一底板330，從而將發(fā)光器件轉(zhuǎn)移到用以轉(zhuǎn)移的第二底板341上，如圖53所示。
如圖54所示，用以轉(zhuǎn)移的第二底板341與布線板342相對(duì)，以使發(fā)光器件相應(yīng)于以特定間距形成在布線板主平面上的各組電極層343和344。在這樣一種狀態(tài)中，在間距相應(yīng)于布線板342電極間距的位置上用激光束照射用以生長(zhǎng)的襯底328的背表面，從而通過(guò)轉(zhuǎn)移材料的剝蝕而將每個(gè)發(fā)光器件分離，并將它們支持在布線板342上。在該轉(zhuǎn)移方法中，由于激光束的照射是在間距相應(yīng)于電極間距的位置上選擇進(jìn)行，所以并不是襯底328上的所有發(fā)光器件都被分離，而是轉(zhuǎn)移了間距相應(yīng)于布線板電極間距的那些一種顏色的器件。之后，對(duì)其它發(fā)射波長(zhǎng)的發(fā)光器件重復(fù)上述步驟，并硬化布線板342上的粘合劑345，從而完成圖像顯示裝置。另外，如果轉(zhuǎn)移材料340在剝蝕之后的殘?jiān)掣皆诿總€(gè)發(fā)光器件的背表面上，可通過(guò)清洗或拋光將其移除。
實(shí)施例7下面將參考圖55描述該實(shí)施例，它是實(shí)施例6的一個(gè)調(diào)整。如圖55所示，發(fā)光器件通過(guò)轉(zhuǎn)移材料351置于用以轉(zhuǎn)移的第二底板350上。發(fā)光器件如下制造在下生長(zhǎng)層353上形成六棱錐形晶體生長(zhǎng)層354，并形成高度近似等于p電極高度的凸起355。發(fā)光器件之間相隔的間距并不相應(yīng)于布線板的電極間距，而是一個(gè)便于制造的間距。其它步驟與實(shí)施例6中所示的相同。
如圖56所示，用激光束選擇照射用以轉(zhuǎn)移的第二底板350的背表面?zhèn)龋纱送ㄟ^(guò)轉(zhuǎn)移材料351的剝蝕而將選定的發(fā)光器件從用以轉(zhuǎn)移的第二底板350上分離下來(lái)，并將它們轉(zhuǎn)移到具有布線層362和363的布線板360上。在該轉(zhuǎn)移方法中，由于激光束的照射是在間距相應(yīng)于電極間距的位置上選擇進(jìn)行，所以并不是襯底328上的所有發(fā)光器件都被分離，而是轉(zhuǎn)移了間距相應(yīng)于布線板電極間距的那些一種顏色的器件。之后，對(duì)其它發(fā)射波長(zhǎng)的發(fā)光器件重復(fù)上述步驟，并硬化布線板360上的粘合劑361，從而完成圖像顯示裝置。另外，如果轉(zhuǎn)移材料351在剝蝕之后的殘?jiān)掣皆诿總€(gè)發(fā)光器件的背表面上，可通過(guò)清洗或拋光將其移除。
實(shí)施例8該實(shí)施例涉及一種圖像顯示裝置，其中n電極布線部分和p電極布線部分形成在晶體生長(zhǎng)層的上、下側(cè)。在該實(shí)施例的圖像顯示裝置中，如圖57所示，在布線板370的底板主平面371上形成p電極布線部分372，用p電極布線部分372的上端支撐具有傾斜結(jié)晶面的六棱錐形晶體生長(zhǎng)層374并與其相連。用粘合層373填充晶體生長(zhǎng)層374周圍的空間。在晶體生長(zhǎng)層374上形成第一導(dǎo)電層、有源層和第二導(dǎo)電層，它們?cè)趫D上都沒(méi)有示出。應(yīng)當(dāng)指出，晶體生長(zhǎng)層374支撐在粘合層373中，其姿態(tài)與晶體生長(zhǎng)時(shí)的姿態(tài)相倒轉(zhuǎn)。在平行于晶體生長(zhǎng)層374的傾斜結(jié)晶面的平面上形成p電極375。在晶體生長(zhǎng)層374的上側(cè)出現(xiàn)用于晶體生長(zhǎng)的平坦下生長(zhǎng)層376，下生長(zhǎng)層376的上表面用作出光面377。形成n電極布線部分378，并使其與下生長(zhǎng)層376出光面377側(cè)上的一個(gè)角落部分電互聯(lián)，該角落部分并不與第一導(dǎo)電層、有源層和第二導(dǎo)電層沿底板主平面371法線方向的堆疊所組成的發(fā)光區(qū)域重疊。n電極布線部分378的一部分在粘合層373上延伸。更特定地，在通常由樹脂制成的粘合層373上形成n電極布線層，在粘合層373硬化之后，對(duì)n電極布線層進(jìn)行構(gòu)圖使其成為各個(gè)n電極布線部分378。用像聚酰亞胺這樣的樹脂制成的保護(hù)層379覆蓋每個(gè)n電極布線部分378。
在該實(shí)施例的圖像顯示裝置中，與p電極和n電極都出現(xiàn)在晶體生長(zhǎng)面?zhèn)鹊陌l(fā)光器件不同，在該圖像顯示裝置的發(fā)光器件中，至少是n電極布線部分378處在下生長(zhǎng)層376的出光377側(cè)。結(jié)果，每個(gè)發(fā)光器件的芯片尺寸得以減小一個(gè)相應(yīng)于n電極布線部分的尺寸。由于n電極布線部分378和p電極布線部分372形成在晶體生長(zhǎng)層374的上、下側(cè)，它們之間在三維上分開。因此，有可能消除p電極布線部分378和n電極布線部分372之間的短路，也拓寬了n電極布線部分378的寬度，從而可容易地進(jìn)行布線。
在上述這些實(shí)施例中，由Cu或Ni制成的凸起的表面用Au層覆蓋；然而，凸起也可使用焊接材料制成?？赏ㄟ^(guò)焊接材料的電鍍或氣相沉積在發(fā)光器件的電極上形成凸起。在使用焊料凸起的情形中，可預(yù)先用用于焊接的焊劑代替支持在布線板上的粘合劑來(lái)覆蓋布線板。在該情形中，發(fā)光器件由焊劑的粘合強(qiáng)度支持在布線板上，根據(jù)一示例性實(shí)施方案，在三種顏色的發(fā)光器件分離且轉(zhuǎn)移之后，將整個(gè)布線板進(jìn)行回流處理，以將發(fā)光器件連接到布線板上。在此情形中，由于布線板置于回流爐中，所以可使用玻璃板作為布線板。在由焊接形成連接之后，清除焊劑，并使芯片和布線板之間的密封劑硬化。焊接形成的連接有如下優(yōu)點(diǎn)連接電阻小，而且由于在融化焊劑時(shí)通過(guò)自對(duì)準(zhǔn)使發(fā)光器件的對(duì)準(zhǔn)精度提高，故而象素的間距相應(yīng)于布線電極的構(gòu)圖精度，以使象素間距保持常數(shù)，從而提高了圖像顯示裝置的分辨率。在修理發(fā)光器件的情形中，在注入密封劑之前可直觀地檢查發(fā)光器件，如果發(fā)現(xiàn)了次品器件，就可通過(guò)局部加熱該次品器件以融化其焊劑凸起來(lái)修理該次品器件。
本發(fā)明的圖像顯示裝置可以是使用像發(fā)光二極管(LED)或半導(dǎo)體激光器這樣的發(fā)光器件的顯示裝置，并可以包括這樣的圖像顯示裝置它具有發(fā)光器件排列在布線板上的結(jié)構(gòu)，它包括在分立電子設(shè)備中，例如用作電視接收機(jī)、放像系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)的顯示器，游戲機(jī)的輸出系統(tǒng)，以及家用電子設(shè)備的顯示器；進(jìn)一步還包括小尺寸圖像顯示裝置，用作車載導(dǎo)航系統(tǒng)、移動(dòng)電話、移動(dòng)信息終端、圖像記錄系統(tǒng)以及監(jiān)視器的顯示屏。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的圖像顯示裝置，有可能增進(jìn)各種特性，例如分辨率、圖像質(zhì)量和發(fā)光效率，容易地實(shí)現(xiàn)大尺寸屏幕，以及降低制造成本。特別地，根據(jù)本發(fā)明的圖像顯示裝置，由于每個(gè)發(fā)光器件具有由占據(jù)面積——具體說(shuō)來(lái)處在大于等于25μm2小于等于10000μm2的范圍內(nèi)——代表的微小尺寸，因此可以高密度排列發(fā)光器件；而且由于發(fā)光器件在完成之后才裝配到布線板上，所以可以提高成品率，進(jìn)一步，如果需要形成大尺寸屏幕，則有可能無(wú)需對(duì)屏幕進(jìn)行μm量級(jí)的嚴(yán)格工藝控制。
根據(jù)依照本發(fā)明制造圖像顯示裝置的方法，有可能在布線板上以高密度容易地排列發(fā)光器件，并且通過(guò)利用臨時(shí)支持板和能量束，也有可能在轉(zhuǎn)移微器件時(shí)將其裝配到布線板上所要裝配的位置處。
另一方面，根據(jù)排列器件的方法和依照本發(fā)明制造圖像顯示裝置的方法，由于器件支持在臨時(shí)支持部件上時(shí)間隔可以較大，通過(guò)利用該大間隔，可給出相對(duì)較大的電極焊盤等；并且由于利用該相對(duì)較大的電極焊盤進(jìn)行布線，即使最終裝置的尺寸顯著大于每個(gè)器件的芯片尺寸，也能實(shí)現(xiàn)器件之間容易的布線。
根據(jù)排列器件的方法和依照本發(fā)明制造圖象顯示裝置的方法，由于發(fā)光器件周圍的空間被硬化粘合層覆蓋，電極焊盤每個(gè)都可以精確形成在粘合層的平坦表面上，延伸到寬于每個(gè)器件芯片尺寸的區(qū)域，從而在使用吸取器執(zhí)行的第二轉(zhuǎn)移步驟中電極焊盤的處理可變得簡(jiǎn)便。另外，對(duì)于發(fā)光二極管從用以生長(zhǎng)的襯底——通常是藍(lán)寶石襯底——向臨時(shí)支持部件的轉(zhuǎn)移，通過(guò)利用GaN基材料在藍(lán)寶石襯底和GaN基材料之間的邊界上的分解(分解成Ga和氮)，可相對(duì)容易地將每個(gè)器件從藍(lán)寶石襯底上剝離下來(lái)。
在排列器件的方法中采用的兩步放大轉(zhuǎn)移方法和根據(jù)本發(fā)明制造圖像顯示裝置的方法中，令第一和第二轉(zhuǎn)移步驟中放大比分別為“n”和“m”，則總的轉(zhuǎn)移放大率為n×m，為了獲得n×m的總轉(zhuǎn)移放大率，轉(zhuǎn)移必須在第一轉(zhuǎn)移步驟中重復(fù)n2次，在第二轉(zhuǎn)移步驟中重復(fù)m2次，因此，轉(zhuǎn)移的總次數(shù)為(n2+m2)次。同時(shí)，根據(jù)一步轉(zhuǎn)移方法，為了獲得n×m的轉(zhuǎn)移放大率，轉(zhuǎn)移的次數(shù)為(n+m)2＝n2+2nm+m2次。結(jié)果，根據(jù)兩步放大轉(zhuǎn)移方法，轉(zhuǎn)移的次數(shù)可比根據(jù)一步轉(zhuǎn)移方法的轉(zhuǎn)移次數(shù)少2nm次，相對(duì)地節(jié)約了制造步驟所需的時(shí)間和成本。這在轉(zhuǎn)移放大率更大的情況下更為重要。
根據(jù)本發(fā)明的圖像顯示裝置，其中每個(gè)發(fā)光二極管排列在布線板上，其姿態(tài)與晶體生長(zhǎng)時(shí)的姿態(tài)相倒轉(zhuǎn)，由于扁平下生長(zhǎng)層的上表面用作出光面而且p電極用作反射膜，所以有可能提高出光效率。在該裝置中，盡管通常將晶體生長(zhǎng)層通過(guò)選擇生長(zhǎng)形成六棱錐形，由于在n電極側(cè)設(shè)置了一個(gè)凸起，對(duì)于每個(gè)器件，晶體生長(zhǎng)層可處在與下生長(zhǎng)層相同的高度，而且由于器件周圍的空間都填充了粘合劑，所以有可能消除器件的晶體生長(zhǎng)層等傾斜的麻煩。
在上述圖像顯示裝置中，由于發(fā)光器件在完成之后才裝配到布線板上，所以有可能防止次品器件裝配到到布線板上，從而提高作為一個(gè)整體的圖像顯示裝置的成品率。通過(guò)每個(gè)凸起的使用，在布線板側(cè)集中了一對(duì)正、負(fù)電極，所以有可能消除電極的出現(xiàn)使出光面積減小的麻煩。利用這種結(jié)構(gòu)，該實(shí)施例的圖像顯示裝置可進(jìn)行高分辨率彩色顯示。另外，可依照有效地利用了選擇生長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)的制造工藝來(lái)制造該實(shí)施例的圖像顯示裝置。
在根據(jù)該實(shí)施例制造圖像顯示裝置的方法中，由于許多間距相應(yīng)于布線板電極間距的發(fā)光器件選擇裝配到布線板的主平面上，所以有可能在短時(shí)間內(nèi)以低成本制造該圖像顯示裝置。每個(gè)器件可確定地以水平姿態(tài)裝配，且通過(guò)使用每個(gè)凸起，可防止器件傾斜，而且器件裝配在布線板上時(shí)對(duì)準(zhǔn)所需的余量也得以減小。結(jié)果，有可能在布線板上以高精度排列發(fā)光器件。凸起的使用還可實(shí)現(xiàn)可靠的電布線和出光效率的最大化。
參考號(hào)說(shuō)明1，21，80布線板DR00-DB11發(fā)光二極管32，33晶體管34電容51藍(lán)寶石襯底52第二導(dǎo)電型包層53有源層54第一導(dǎo)電型包層55n型電極56p型電極57分隔槽60臨時(shí)支持板70吸取器81布線電極90，121，161第一襯底91，123，165臨時(shí)支持部件95，140，168第二底板92，101器件122發(fā)光二極管164薄膜晶體管
權(quán)利要求
1.圖像顯示裝置，包括用以響應(yīng)特定圖像信號(hào)而顯示圖象的多個(gè)發(fā)光器件的一個(gè)列陣，其特征在于每個(gè)所述發(fā)光器件中占據(jù)面積都處在一個(gè)大于等于25μm2小于等于10000μm2的范圍內(nèi)；以及所述發(fā)光器件裝配在布線板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的圖像顯示裝置，其中每個(gè)所述發(fā)光器件的占據(jù)面積與所述圖像顯示裝置上一個(gè)象素的占據(jù)面積之比處在一個(gè)大于等于10小于等于40000的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的圖像顯示裝置，其中每個(gè)所述發(fā)光器件的占據(jù)面積與所述圖像顯示裝置上一個(gè)象素的占據(jù)面積之比處在一個(gè)大于等于10小于等于10000的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的圖像顯示裝置，其中所述發(fā)光器件選自氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件、砷化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，以及磷化物半導(dǎo)體發(fā)光器件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的圖像顯示裝置，其中一個(gè)象素由一組三個(gè)所述發(fā)光器件組成，這三個(gè)發(fā)光器件的波長(zhǎng)互不相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的圖像顯示裝置，其中電流保持電路與每個(gè)所述發(fā)光器件電連接，以保持發(fā)光器件中的電流。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的圖像顯示裝置，其中所述電流保持電路形成芯片形狀，與所述發(fā)光器件一起裝配到布線板上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的圖像顯示裝置，其中每個(gè)形成芯片形狀的所述電流保持電路的尺寸近似等于每個(gè)發(fā)光器件的尺寸。
9.制造圖像顯示裝置的方法，該裝置包括用以響應(yīng)特定圖像信號(hào)而顯示圖像的多個(gè)發(fā)光器件的一個(gè)列陣，該方法的特征在于預(yù)備布線板，其上已預(yù)先給出了特定的矩陣狀布線；預(yù)備多個(gè)分成單個(gè)芯片的發(fā)光器件，每個(gè)所述發(fā)光器件中占據(jù)面積都處在一個(gè)大于等于25μm2小于等于10000μm2的范圍內(nèi)；以及將所述發(fā)光器件裝配到布線板上，使所述發(fā)光器件與所述布線相連，以此制造圖像顯示裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的制造圖像顯示裝置的方法，其中在特定的器件形成襯底上堆疊一半導(dǎo)體層；所述多個(gè)發(fā)光器件形成在半導(dǎo)體層上，以便排列在其上；所述多個(gè)發(fā)光器件分成單個(gè)芯片；以及將所述發(fā)光器件的分隔芯片裝配到布線板上。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的制造圖像顯示裝置的方法，其中在相鄰兩個(gè)所述發(fā)光器件之間的區(qū)域中形成深達(dá)器件形成襯底的前表面的凹槽，使得凹槽環(huán)繞每個(gè)器件；從所述器件形成襯底上分離每個(gè)被凹槽環(huán)繞的發(fā)光器件；以及將所述分離的發(fā)光器件裝配到所述布線板上。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的制造圖像顯示裝置的方法，其中每個(gè)所述分離的發(fā)光器件向布線板上的裝配如下進(jìn)行在用吸取器吸取發(fā)光器件的前表面或背表面的狀態(tài)中，將發(fā)光器件裝配到布線板上。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的制造圖像顯示裝置的方法，其中每個(gè)所述發(fā)光器件從器件形成襯底上的分離如下進(jìn)行用能量束從器件形成襯底的背表面照射所述發(fā)光器件。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的制造圖像顯示裝置的方法，其中在用能量束從所述器件形成襯底背表面照射之前，器件形成襯底上的每個(gè)發(fā)光器件支持在所述器件形成襯底和一個(gè)臨時(shí)支持板之間，在能量束的照射之后，所述發(fā)光器件從所述器件形成襯底上分離下來(lái)，支持在所述臨時(shí)支持板上。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的制造圖像顯示裝置的方法，其中在整個(gè)所述臨時(shí)支持板上形成粘合劑，發(fā)光器件的前表面臨時(shí)支持在所述粘合劑上。
16.根據(jù)權(quán)利要求10的制造圖像顯示裝置的方法，其中每個(gè)所述發(fā)光器件向布線板的裝配如下進(jìn)行將發(fā)光器件的電極部分與布線板的導(dǎo)電材料壓接觸。
17.制造發(fā)光器件的方法，其特征在于在特定襯底上堆疊半導(dǎo)體層，在所述半導(dǎo)體層上形成多個(gè)發(fā)光器件的一個(gè)列陣，將發(fā)光器件的列陣分成單個(gè)發(fā)光器件，將每個(gè)發(fā)光器件從襯底上分離下來(lái)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的制造發(fā)光器件的方法，其中每個(gè)所述發(fā)光器件從襯底上的分離如下進(jìn)行用能量束從襯底背表面照射發(fā)光器件。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的制造發(fā)光器件的方法，其中在用能量束從所述襯底背表面照射之前，襯底上的每個(gè)發(fā)光器件支持在所述襯底和一個(gè)臨時(shí)支持板之間，在能量束的照射之后，發(fā)光器件從所述襯底上分離下來(lái)，支持在所述臨時(shí)支持板上。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的制造發(fā)光器件的方法，其中在整個(gè)所述臨時(shí)支持板上形成粘合劑，所述發(fā)光器件的前表面臨時(shí)支持在粘合劑上。
21.將排列在第一襯底上的多個(gè)器件重排到第二底板上的器件排列方法，其特征在于所述方法包括第一轉(zhuǎn)移步驟，將所述器件轉(zhuǎn)移到臨時(shí)支持部件上，使得器件之間的間距大于排列在所述第一襯底上時(shí)器件之間的間距，將器件支持在所述臨時(shí)支持部件上；以及第二轉(zhuǎn)移步驟，將支持在所述臨時(shí)支持部件上的器件轉(zhuǎn)移到第二底板上，使得器件之間的間距大于支持在所述臨時(shí)支持部件上時(shí)所述器件之間的間距。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的器件排列方法，其中在所述第一轉(zhuǎn)移步驟中，臨時(shí)支持部件上所述器件之間的間距大約是排列在所述第一襯底上的器件之間的間距的整數(shù)倍；以及在所述第二轉(zhuǎn)移步驟中第二底板上所述器件之間的間距大約是第一轉(zhuǎn)移步驟中臨時(shí)支持部件上所述器件之間的間距的整數(shù)倍。
23.根據(jù)權(quán)利要求21的器件排列方法，其中所述方法進(jìn)一步包括在第一轉(zhuǎn)移步驟之后，用樹脂模塑器件的步驟，在樹脂上形成器件的電極的步驟，以及切割樹脂的步驟。
24.根據(jù)權(quán)利要求21的器件排列方法，其中從所述第一襯底上選擇轉(zhuǎn)移的器件是第一襯底與臨時(shí)支持部件相對(duì)時(shí)位于互相隔開的位置上的那些器件。
25.根據(jù)權(quán)利要求21的器件排列方法，其中從所述臨時(shí)支持部件上選擇轉(zhuǎn)移的器件是臨時(shí)支持部件與第二底板相對(duì)時(shí)位于互相隔開的位置上的那些器件。
26.根據(jù)權(quán)利要求21的器件排列方法，其中從互不相同的所述臨時(shí)支持部件上轉(zhuǎn)移的器件在第二底板上相鄰。
27.根據(jù)權(quán)利要求21的器件排列方法，其中所述器件的每次從第一襯底向臨時(shí)支持部件的轉(zhuǎn)移以及從臨時(shí)支持部件向第二底板的轉(zhuǎn)移都用到了機(jī)械裝置和光學(xué)裝置二者中至少一種。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的器件排列方法，其中所述機(jī)械裝置為當(dāng)將動(dòng)能傳給每個(gè)器件時(shí)能夠選擇轉(zhuǎn)移所述器件的裝置。
29.根據(jù)權(quán)利要求27的器件排列方法，其中所述機(jī)械裝置為能夠通過(guò)選擇性地吸取所述器件而將其轉(zhuǎn)移的裝置。
30.根據(jù)權(quán)利要求27的器件排列方法，其中所述光學(xué)裝置為能夠?qū)⒐饽芡ㄟ^(guò)光照射傳給每個(gè)器件而選擇性地轉(zhuǎn)移所述器件的裝置。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的器件排列方法，其中所述第一襯底為半透明襯底。
32.根據(jù)權(quán)利要求31的器件排列方法，其中所述器件為使用氮化物半導(dǎo)體的半導(dǎo)體器件，而光照射通過(guò)使用激光束進(jìn)行。
33.根據(jù)權(quán)利要求21的器件排列方法，其中所述器件選自發(fā)光器件、液晶器件、光電轉(zhuǎn)換器件、壓電器件、薄膜晶體管器件、薄膜二極管、電阻器件、開關(guān)器件、微磁器件，以及微光器件，或者所述器件的一部分。
34.根據(jù)權(quán)利要求21的器件排列方法，其中所述器件制造在所述第一襯底上。
35.根據(jù)權(quán)利要求21的器件排列方法，其中在器件支持在臨時(shí)支持部件上的狀態(tài)中，部分布線形成在每一個(gè)所述器件上。
36.根據(jù)權(quán)利要求21的器件排列方法，其中部分所述布線為電極焊盤。
37.制造圖像顯示裝置的方法，在該圖像顯示裝置上，發(fā)光器件或液晶控制器件排列成矩陣，該方法的特征在于它包括第一轉(zhuǎn)移步驟，將在第一襯底上的所述發(fā)光器件或液晶控制器件轉(zhuǎn)移到臨時(shí)支持部件上，使得器件之間的間距大于排列在第一襯底上時(shí)器件之間的間距，并將器件支持在所述臨時(shí)支持部件上；第二轉(zhuǎn)移步驟，將支持在所述臨時(shí)支持部件上的所述器件轉(zhuǎn)移到第二底板上，使得器件之間的間距大于支持在臨時(shí)支持部件上時(shí)器件之間的間距；以及布線形成步驟，形成與所述器件相連的布線。
38.根據(jù)權(quán)利要求37的制造圖像顯示裝置的方法，其中一個(gè)象素由一組多個(gè)相應(yīng)于不同波長(zhǎng)的所述發(fā)光器件或液晶控制器件的組合組成。
39.根據(jù)權(quán)利要求37的制造圖像顯示裝置的方法，其中在所述發(fā)光器件或液晶控制器件支持在臨時(shí)支持部件的狀態(tài)中，在每個(gè)發(fā)光器件或液晶控制器件上形成電極焊盤，在所述布線形成步驟中對(duì)所述電極焊盤進(jìn)行布線。
40.一種圖象顯示裝置，具有這種結(jié)構(gòu)多個(gè)發(fā)光器件裝配在布線板上，使得排列在該底板主平面上，其特征在于以這樣的方式將每個(gè)所述發(fā)光器件裝配到布線板上由晶體生長(zhǎng)形成的所述發(fā)光器件的晶體生長(zhǎng)層的姿態(tài)與晶體生長(zhǎng)時(shí)該晶體生長(zhǎng)層的姿態(tài)在沿所述底板主平面法線的方向上相倒轉(zhuǎn)。
41.根據(jù)權(quán)利要求40的圖像顯示裝置，其中所述發(fā)光器件具有作為出光窗口的一個(gè)部分的晶體生長(zhǎng)層，該部分在晶體生長(zhǎng)時(shí)位于襯底側(cè)，在將發(fā)光器件裝配到布線板上之前，將其從用以生長(zhǎng)的襯底上分離下來(lái)。
42.根據(jù)權(quán)利要求40的圖像顯示裝置，其中在具有相對(duì)于襯底主平面傾斜的傾斜結(jié)晶面的所述晶體生長(zhǎng)層上形成第一導(dǎo)電層、有源層和第二導(dǎo)電層；形成要與第一導(dǎo)電層相連的第一電極和要與第二導(dǎo)電層相連的第二電極，使得所述第一電極從用以生長(zhǎng)的襯底算起的高度近似等于所述第二電極從用以生長(zhǎng)的襯底算起的高度。
43.根據(jù)權(quán)利要求40的圖像顯示裝置，其中在具有相對(duì)于襯底主平面傾斜的傾斜結(jié)晶面的所述晶體生長(zhǎng)層上形成第一導(dǎo)電層、有源層和第二導(dǎo)電層；形成要與第一導(dǎo)電層相連的第一電極和要與第二導(dǎo)電層相連的第二電極，使得在沿襯底主平面法線的方向上，所述晶體生長(zhǎng)層夾在兩個(gè)電極之間。
44.根據(jù)權(quán)利要求40的圖像顯示裝置，其中所述晶體生長(zhǎng)層通過(guò)選擇生長(zhǎng)的方法由纖鋅礦型氮化物半導(dǎo)體制成。
45.根據(jù)權(quán)利要求40的圖像顯示裝置，其中所述晶體生長(zhǎng)層通過(guò)選擇生長(zhǎng)形成六棱錐形或六棱梯形。
46.制造圖像顯示裝置的方法，其特征在于在用以生長(zhǎng)的襯底上如下制造每個(gè)發(fā)光器件通過(guò)選擇生長(zhǎng)形成晶體生長(zhǎng)層，它具有開口在襯底側(cè)上的形狀，在所述晶體生長(zhǎng)層上形成第一導(dǎo)電層、有源層和第二導(dǎo)電層；對(duì)每個(gè)發(fā)光器件形成與所述第一導(dǎo)電層相連的第一電極以及與第二導(dǎo)電層相連的第二電極，使得第一電極從用以生長(zhǎng)的襯底算起的高度近似等于第二電極從用以生長(zhǎng)的襯底算起的高度；以及將每個(gè)所述晶體生長(zhǎng)層從用以生長(zhǎng)的襯底上分離下來(lái)，將所述晶體生長(zhǎng)層裝配到布線板上，同時(shí)，將所述晶體生長(zhǎng)層的姿態(tài)與其在晶體生長(zhǎng)時(shí)的姿態(tài)相倒轉(zhuǎn)。
47.根據(jù)權(quán)利要求46的制造圖像顯示裝置的方法，其中將一個(gè)連接部分與第一和第二電極中的至少一個(gè)相連，以使所述第一和第二電極的高度彼此近似相等。
48.根據(jù)權(quán)利要求46的制造圖像顯示裝置的方法，其中如下進(jìn)行每個(gè)所述發(fā)光器件向布線板的裝配在發(fā)光器件的前表面或背表面被吸取器吸取的狀態(tài)中，將所述發(fā)光器件裝配到所述布線板上。
49.根據(jù)權(quán)利要求46的制造圖像顯示裝置的方法，其中如下進(jìn)行每個(gè)所述發(fā)光器件從用以生長(zhǎng)的襯底上的分離利用能量束從用以生長(zhǎng)的所述襯底背表面進(jìn)行照射。
50.根據(jù)權(quán)利要求49的制造圖像顯示裝置的方法，其中選擇性地進(jìn)行用以分離每個(gè)所述發(fā)光器件的能量束照射。
51.根據(jù)權(quán)利要求49的制造圖像顯示裝置的方法，其中在用能量束從用以生長(zhǎng)的襯底背表面照射之前，每個(gè)所述發(fā)光器件支持在用以生長(zhǎng)的所述襯底和用以轉(zhuǎn)移的一個(gè)底板之間，在能量束的照射之后，從用以生長(zhǎng)的所述襯底上分離下發(fā)光器件，使其支持在用以轉(zhuǎn)移的所述底板上。
52.器件裝配板，它具有這樣的結(jié)構(gòu)多個(gè)器件以排列在底板主平面上的方式裝配在布線板上，其特征在于通過(guò)晶體生長(zhǎng)形成的每個(gè)所述器件的晶體生長(zhǎng)層裝配到布線板上，晶體生長(zhǎng)層的姿態(tài)與晶體生長(zhǎng)時(shí)它的姿態(tài)在所述底板主平面的法線方向上相倒轉(zhuǎn)。
53.根據(jù)權(quán)利要求52的器件裝配板，其中以這樣的方式裝配所述器件所述器件的所述晶體生長(zhǎng)層中除了傾斜結(jié)晶面之外的那些平面基本上保持在從所述布線板表面算起的同一高度。
全文摘要
本發(fā)明給出一種圖像顯示裝置，它能提高諸如分辨率、圖像質(zhì)量和發(fā)光效率這樣的特性，便于大尺寸屏幕的形成，并降低制造成本；還給出了制造圖像顯示裝置的方法。圖像顯示裝置包括許多用以響應(yīng)特定圖像信號(hào)而顯示圖像的發(fā)光器件的列陣，該圖像顯示裝置的特征在于每個(gè)發(fā)光器件的占據(jù)面積處在一個(gè)大于等于25μm
文檔編號(hào)H01L21/77GK1447958SQ01814309
公開日2003年10月8日 申請(qǐng)日期2001年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月18日
發(fā)明者巖渕壽章, 大畑豐治, 土居正人 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社