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发光元件及制造该发光元件的方法

文献发布时间:2023-06-19 11:06:50


发光元件及制造该发光元件的方法

技术领域

本发明涉及一种发光元件及制造该发光元件的方法,尤其涉及一种包括多个发光单元的发光元件。

背景技术

发光二极管作为无机光源,被广泛用于显示装置、车辆用灯具、一般照明等多种领域。发光二极管具有寿命长、功耗低且响应速度快的优点,因此正快速地替代现有光源。

尤其,显示装置通常利用蓝色、绿色及红色的混合色实现多样的颜色。显示装置的各个像素配备蓝色、绿色及红色的子像素,并且通过这些子像素的颜色来确定特定像素的颜色,并且通过这些像素的组合来实现图像。

发光二极管在显示装置中主要被用作背光源。然而,最近正在开发作为利用发光二极管直接实现图像的下一代显示器的微型LED(micro LED)。

发明内容

技术问题

本发明要解决的技术问题在于提供一种颜色再现性优异的发光元件。

又一课题在于提供一种使从晶圆丢弃的部分最小化的发光元件的制造方法。

本发明要解决的技术问题并不局限于以上提到的技术问题,未提到的其他技术问题能够通过下文的记载而被本领域技术人员明确地理解。

技术方案

为了达成要解决的技术问题,根据本发明的实施例的发光元件的制造方法包括如下的步骤:在第一基板的一面上形成多个第一发光单元及多个第二发光单元;将所述第一发光单元及第二发光单元与第二基板相向;将所述第一发光单元选择性地粘结于所述第二基板上;以及以包括所述第一发光单元中的至少两个的贴装单位切断所述第二基板。

根据实施例,所述发光元件的制造方法还可以包括如下的步骤:形成填充所述第一发光单元之间的阻光膜。

根据实施例,所述发光元件的制造方法还可以包括如下的步骤:在所述第一基板上形成填充所述第一发光单元及第二发光单元之间并具有暴露所述第一发光单元上部面的开口的绝缘膜;形成填充所述开口的键合部;以及形成贯通所述键合部而与各个所述第一发光单元电连接的垫。

根据实施例,将所述第一发光单元选择性地粘结于所述第二基板上的步骤可以包括如下的步骤:在所述第一发光单元上形成键合部;在与所述第二基板相向的布置有所述第一发光单元的位置选择性地执行激光剥离(laser lift off)工序,从而从所述第一基板分离所述第一发光单元;以及通过所述键合部将分离的所述第一发光单元粘结于所述第二基板上。

根据实施例,相邻的第一发光单元可以形成为沿第一方向间隔第一距离,沿与所述第一方向垂直的第二方向间隔第二距离,相邻的第二发光单元可以形成为沿所述第一方向间隔第三距离,沿所述第二方向间隔第四距离,在相邻的两个所述第一发光单元之间布置有一个第二发光单元。

根据实施例,所述发光元件的制造方法还可以包括如下的步骤:将以所述贴装单位切断的第二基板所包括的第一发光单元一次贴装于贴装基板。

根据实施例,在所述贴装基板可以以栅格(grid)形态形成有多个金属球。

根据实施例,所述发光元件的制造方法还可以包括如下的步骤:针对所述第二发光单元重复上述的工序步骤。

根据实施例,所述发光元件的制造方法还可以包括如下的步骤:在所述第一基板上的第一发光单元上选择性地分别形成键合部;翻转所述第一基板而使形成有所述键合部的第一发光单元及所述第二发光单元与第三基板相向;将所述第一发光单元从所述第一基板分离;将分离的所述第一发光单元通过所述键合部粘结于所述第三基板;翻转所述第三基板而使所述第一发光单元的一面粘结于第四基板;去除所述第三基板而使所述键合部暴露;以及形成贯通各个所述键合部而分别与所述第一发光单元电连接的垫。

根据实施例,所述发光元件的制造方法还可以包括如下的步骤:在所述第三基板上形成填充所述第一发光单元之间的阻光膜。

根据本发明的实施例的发光元件可以包括:基板;至少两个发光单元,布置于所述基板上;阻光膜,填充至少两个所述发光单元之间,并且具有使各个所述发光单元的一面暴露的开口;以及键合部,填充所述开口并布置于各个所述发光单元与所述基板之间。

根据实施例,与所述基板相向的阻光膜的一面可以为与各个所述键合部的一面相同的平面。

根据实施例,所述阻光膜的一面可以与所述基板相接,并且填充各个所述键合部的一面与所述基板之间。

根据实施例,相邻的两个发光单元之间的间隔距离可以是各个所述发光单元的线宽的8倍至15倍。

根据实施例,各个所述发光单元可以包括垂直层叠的第一发光部、第二发光部及第三发光部和分别与所述第一发光部至第三发光部电连接的多个垫。

根据实施例,所述发光元件还可以包括:贯通电极,贯通各个所述键合部并与所述垫电连接。

根据实施例,各个所述贯通电极可以包括:第一部分,布置于各个所述键合部内部;以及第二部分,从所述第一部分延伸而向各个所述键合部上部延伸。

根据实施例,所述第二部分可以向所述阻光膜的一面上延伸。

根据实施例,所述第二部分可以向所述阻光膜内部延伸。

根据实施例,所述基板可以包括布置于与所述第二部分对应的位置的多个基板垫。

其他实施例的具体事项包含在具体实施方式以及附图中。

有益效果

对于根据本发明的实施例的发光元件而言,将紧密地形成于晶圆上的发光单元选择性地多次分离紧密以使发光单元以预定距离相隔,从而能够布置以目标距离隔开的发光单元。因此,相比于直接形成以目标距离隔开的发光单元的情形,能够在晶圆减少因间隔距离而消耗的部分。

并且,以至少两个发光单元的贴装单位贴装具有较小线宽的发光单元,而不是逐个进行贴装,从而能够防止在贴装期间发生的冲撞及损伤,并高效地将发光单元贴装于目标装置。

在发光单元之间布置有阻光膜,从而从各个发光单元发出的光被阻断,进而防止颜色混合,因而可提高发光元件的颜色再现性。

附图说明

图1a是用于说明根据本发明的一实施例的发光元件的平面图。

图1b及图1c是将图1a的发光元件沿A-A'截取的剖视图。

图2a是用于说明根据本发明的一实施例的发光单元的平面图。

图2b是将图2a的发光单元沿A-A'及B-B'截取的剖视图。

图3a是用于说明根据本发明的一实施例的发光单元的平面图。

图3b是将图3a的发光单元沿A-A'及B-B'截取的剖视图。

图4a是用于说明根据本发明的一实施例的发光单元的平面图。

图4b是将图4a的发光单元沿A-A'截取的剖视图。

图4c是将图4a的发光单元沿B-B'截取的剖视图。

图5a、图5b、图6a、图7a、图8a、图9a、图10a、图11a、图12a、图13a、图14a、图15a、图16a、图17a、图18a是用于说明制造根据本发明的一实施例的发光元件的方法的平面图。

图5c、图6b、图7b、图8b、图9b、图10b、图11b、图12b、图13b、图14b、图15b、图16b、图17b、图18b是将图5b、图6a、图7a、图8a、图9a、图10a、图11a、图12a、图13a、图14a、图15a、图16a、图17a、图18a的发光单元沿A-A'截取的剖视图。

图19至图26是用于说明制造根据本发明的另一实施例的发光元件的方法的剖视图。

具体实施方式

为了充分理解本发明的构成及效果,参照附图对本发明的优选实施例进行说明。然而,本发明并不局限于以下公开的实施例,可以实现为多种形态,并且能够进行多样的变更。

并且,在本发明的实施例中使用的术语除非被另外定义,否则可以被解释为对相应技术领域中具有通常知识的人员通常已知的含义。

以下,参照附图对根据本发明的实施例的发光元件进行详细说明。

图1a是用于说明根据本发明的一实施例的发光元件的平面图,图1b及图1c是将图1a的发光元件沿A-A'截取的剖视图。

参照图1a至图1c,发光元件可以包括贴装基板MSUB以及布置于贴装基板MSUB的一面上的多个发光单元LED。

根据一实施例,以多个发光单元LED为2×2的四个发光单元LED的情形为例进行说明,但是多个发光单元LED可以包括至少两个发光单元LED。如图17a及图17b所示,多个发光单元LED可以包括3×3的九个发光单元LED。四个或九个的多个发光单元LED分别可以是一次贴装的贴装单位。对此在后文进行详细说明。

多个发光单元LED可以沿第一方向DR1以及与第一方向DR1垂直的第二方向DR2相互隔开布置。多个发光单元LED可以沿第一方向DR1以第三距离DT3隔开布置,沿第二方向DR2以第四距离DT4隔开布置。作为一例,第三距离DT3及第四距离DT4可以彼此实质相同。作为另一例,第三距离DT3及第四距离DT4可以互不相同。

根据一实施例,第三距离DT3及第四距离DT4分别可以是一个发光单元LED的线宽CD(critical dimension)的8倍至15倍。例如,当各个发光单元LED的线宽CD为50μm至80μm时,相邻的两个发光单元LED之间的第三距离DT3及第四距离DT4分别可以是约650μm至700μm。

多个发光单元LED中的每一个可以包括第一发光部LE1、第二发光部LE2及第三发光部LE3。根据一实施例,发光单元LED可以具有第一发光部LE1、第二发光部LE2及第三发光部LE3垂直层叠的结构。在这种情况下,第三发光部LE3可以与贴装基板MSUB相向,第一发光部LE1的一面可以是光提取面。此时,从第一发光部LE1发出的光的波长可以最短,从第二发光部LE2发出的光的波长大于从第一发光部LE1发出的光的波长并小于从第三发光部LE3发出的光的波长。从第三发光部LE3发出的光的波长可以最长。例如,第一发光部LE1可以发出蓝色光,第二发光部LE2发出绿色光,第三发光部LE3发出红色光。但是,本公开并不局限于此。例如,第二发光部LE2可以相比于第一发光部LE1发出短波长的光。虽然未图示,但是根据其他实施例,发光单元LED可以具有第一发光部LE1、第二发光部LE2及第三发光部LE3沿水平相互隔开布置的结构。

各个发光单元LED可以包括与第一发光部LE1、第二发光部LE2及第三发光部LE3分别电连接的多个垫PD。根据一实施例,多个垫PD分别可以布置于第三发光部LE3与贴装基板MSUB之间。

发光元件还可以包括布置于发光单元LED之间的阻光膜LS。阻光膜LS可以包围发光单元LED的外侧壁并填充发光单元LED之间。根据一实施例,阻光膜LS可以包括使各个发光单元LED暴露的开口OP。阻光膜LS可以包括具有绝缘性并且具有阻断光的特性的物质。作为一例,阻光膜LS可以包括光刻胶(photoresist)及黑矩阵(black matrix)等物质。

阻光膜LS布置于邻近的发光单元LED之间,从而从各个发光单元LED发出的光不对彼此造成影响,进而能够防止颜色混合而提高发光元件的颜色再现性。另外,选择性地,阻光膜LS可以省略。

发光元件还可以包括在各个第三发光部LE3与贴装基板MSUB之间覆盖发光单元LED的垫并且填充阻光膜LS的开口OP的键合部BD。各个键合部BD的一面可以与各个第三发光部LE3相接,并且从平面上看具有与发光单元LED相同的尺寸。

各个键合部BD可以包括高分子。例如,各个键合部BD可以包括选自由光刻胶、环氧(epoxy)、苯并环丁烯(BCB:benzocyclobutene)、作为聚亚芳基醚(PAE:poly aryleneether)系的Flare

发光元件可以包括与各个发光单元LED的多个垫PD电连接并贯通键合部BD的贯通垫VPD。各个贯通垫VPD可以包括贯通键合部BD的第一部分PT1和从第一部分PT1向键合部BD的一面延伸的第二部分PT2。

根据图1b所示的一实施例,阻光膜LS的一面可以是与键合部BD的一面相同的平面。与阻光膜LS的一面相对的另一面可以是与第一发光部LE1的一面相同的平面。因此,发光单元LED的贯通垫VPD的第二部分PT2和贴装垫MPD分别可以在阻光膜LS及键合部BD与贴装基板MSUB之间暴露。另外,各个贯通垫VPD的第二部分PT2不仅可以向键合部BD的一面延伸,还可以向阻光膜LS的一面延伸。

根据图1c所示的另一实施例,阻光膜LS的一面可以与贴装基板MSUB相接布置。发光单元LED的贯通垫VPD的第二部分PT2及贴装垫MPD分别可以被阻光膜LS覆盖。另外,各个贯通垫VPD的第二部分PT2可以具有向阻光膜LS的内部延伸的结构。

贴装基板MSUB可以包括印刷电路板(PCB:Printed Circuit Board)等形成有电路的基板。

贴装基板MSUB可以在与贯通垫VPD对应的位置包括贴装垫MPD。贴装垫MPD可以分别通过焊球(solder ball,未图示)等物质而与贯通垫VPD电接触。

各个贯通垫VPD的第二部分PT2向键合部BD和/或阻光膜LS的一面延伸,从而可以根据贯通垫VPD的布置及延伸长度而在具有多样的贴装垫MPD结构的贴装基板MSUB贴装发光单元LED。

以下,对发光单元进行更详细的说明。

图2a是用于说明根据本发明的一实施例的发光单元的平面图,图2b是将图2a的发光单元沿A-A'及B-B'截取的剖视图。图3a是用于说明根据本发明的一实施例的发光单元的平面图,图3b是将图3a的发光单元沿A-A'及B-B'截取的剖视图。图4a是用于说明根据本发明的一实施例的发光单元的平面图,图4b是将图4a的发光单元沿A-A'截取的剖视图,图4c是将图4a的发光单元沿B-B'截取的剖视图。

参照图2a、图3a、图4a、图2b、图3b、图4b及图4c,发光单元LED包括第一发光部LE1、第二发光部LE2及第三发光部LE3。

根据本实施例,第一发光部LE1、第二发光部LE2及第三发光部LE3可以垂直层叠。虽然未图示,但是第一发光部LE1、第二发光部LE2及第三发光部LE3可以在同一平面上水平布置。

第一发光部LE1可以包括第一n型半导体层102、第一活性层104、第一p型半导体层106及第一欧姆层108。第二发光部LE2可以包括第二n型半导体层202、第二活性层204、第二p型半导体层206及第二欧姆层208。第三发光部LE3可以包括第三p型半导体层306、第三活性层304、第三n型半导体层302及第三欧姆层308。

第一n型半导体层102、第二n型半导体层202及第三n型半导体层302分别可以是掺杂有Si的氮化镓系半导体层。第一p型半导体层106、第二p型半导体层206及第三p型半导体层306分别可以是掺杂有Mg的氮化镓系半导体层。第一活性层104、第二活性层204及第三活性层304分别可以包括多量子阱结构(Multi Quantum Well:MQW),并且可以确定其组成比以发出所期望的峰值波长的光。第一欧姆层108、第二欧姆层208及第三欧姆层308各自可以使用氧化锡(SnO)、氧化铟(InO

发光单元LED还可以包括:第一垫PD1,与第一n型半导体层102电连接;第二垫PD2,与第二n型半导体层202电连接;第三垫PD3,与第三n型半导体层302电连接;以及公共垫CPD,与第一欧姆层108、第二欧姆层208及第三欧姆层308共同电连接。

在图2a、图3a、图4a、图2b、图3b、图4b及图4c中,对公共垫CPD共同电连接第一欧姆层108、第二欧姆层208及第三欧姆层308的情形进行说明,但是公共垫CPD也可以共同电连接第一n型半导体层102、第二n型半导体层202及第三n型半导体层302。根据一实施例,第一垫PD1、第二垫PD2、第三垫PD3以及公共垫CPD各自可以包括选自由Au、Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Hf、Cr、Ti及Cu构成的组中的至少一种。并且,可以包括上述物质的合金。

根据图2a、图2b、图3a及图3b所示的一实施例,第一发光部LE1、第二发光部LE2及第三发光部LE3具有彼此相同的尺寸,从而第一发光部LE1、第二发光部LE2及第三发光部LE3分别在同一平面具有外侧壁。第一n型半导体层102可以通过第一过孔结构物VA1而与第一垫PD1电连接,第二n型半导体层202可以通过第二过孔结构物VA2而与第二垫PD2电连接,第三n型半导体层302可以通过第三过孔结构物VA3而与第三垫PD3电连接,第一欧姆层108可以通过第四过孔结构物VA4而与公共垫CPD电连接,第二欧姆层208可以通过第五过孔结构物VA5而与公共垫CPD电连接,第三欧姆层308可以通过第六过孔结构物VA6而与公共垫CPD电连接。

根据图4a、图4b及图4c所示的另一实施例,第一发光部LE1可以大于第二发光部LE2,第二发光部LE2大于第三发光部LE3。作为一例,在第一发光部LE1包括依次层叠的第一n型半导体层102、第一活性层104、第一p型半导体层106及第一欧姆层108,且第二发光部LE2包括依次层叠的第二欧姆层208、第二p型半导体层206、第二活性层204及第二n型半导体层202,且第三发光部LE3包括依次层叠的第三欧姆层308、第三p型半导体层306、第三活性层304及第三n型半导体层302的情况下,第一发光部LE1、第二发光部LE2及第三发光部LE3分别可以具有以如下方式被蚀刻的结构:第一发光部LE1的第一n型半导体层102及第一欧姆层108分别通过第二发光部LE2及第三发光部LE3暴露,第二n型半导体层202及第二欧姆层208通过第三发光部LE3暴露,第三欧姆层308通过第三p型半导体层306、第三活性层304及第三n型半导体层302暴露。第一n型半导体层102可以通过第一接触图案CT1和第一延伸图案EL1而与第一垫PD1电连接,第二n型半导体层202可以通过第二接触图案CT2和第二延伸图案EL2而与第二垫PD2电连接,第三n型半导体层302可以通过第三接触图案CT3和第三延伸图案EL3而与第三垫PD3电连接。并且,第一欧姆层108及第二欧姆层208可以通过第四接触图案CT4和共同延伸图案CEL而与公共垫CPD电连接,第三欧姆层308通过第五接触图案CT5和共同延伸图案CEL与公共垫CPD电连接。第一延伸图案EL1、第二延伸图案EL2、第三延伸图案EL3及共同延伸图案CEL分别可以向暴露的第一n型半导体层102上部延伸而具有平坦的上部面。第一延伸图案EL1可以通过第一过孔结构物VA1而与第一垫PD1电连接,第二延伸图案EL2可以通过第二过孔结构物VA2而与第二垫PD2电连接,第三延伸图案EL3可以通过第三过孔结构物VA3而与第三垫PD3电连接,共同延伸图案CEL可以通过共同过孔结构物CVA而与公共垫CPD电连接。第一过孔结构物VA1、第二过孔结构物VA2、第三过孔结构物VA3及共同过孔结构物CVA各自可以从平坦的部分以相同高度形成,从而分别与第一垫PD1、第二垫PD2、第三垫PD3及公共垫CPD稳定地电连接。选择性地,第一延伸图案EL1、第二延伸图案EL2、第三延伸图案EL3及共同延伸图案CEL可以省略。

参照图2a、图3a、图4a、图2b、图3b、图4b及图4c,发光单元LED还可以包括在第一发光部LE1与第二发光部LE2之间粘结第一发光部LE1与第二发光部LE2的第一粘结部AD1以及在第二发光部LE2与第三发光部LE3之间粘结第二发光部LE2与第三发光部LE3的第二粘结部AD2。第一粘结部AD1及第二粘结部AD2各自可以包括具有绝缘性、使可见光透射并具有粘结特性的物质。第一粘结部AD1及第二粘结部AD2各自可以包括玻璃、聚合物、抗蚀剂(resist)或聚酰亚胺。例如,第一粘结部AD1及第二粘结部AD2各自可以包括硅-玻璃键合结构材料(SOG:Silicon On Glass)、BCB、氢倍半硅氧烷(HSQ:Hydrogen SilsesQuioxanes)或SU-8光刻胶。

选择性地,发光单元LED还可以包括布置于第一发光部LE1与第二发光部LE2之间的第一滤色器CF1以及布置于第二发光部LE2与第三发光部LE3之间的第二滤色器CF2。第一滤色器CF1可以反射从第一发光部LE1发出的光,并使从第二发光部LE2及第三发光部LE3分别发出的光透射,使得从第一发光部LE1发出的光不对第二发光部LE2及第三发光部LE3造成影响。第二滤色器CF2可以反射分别从第一发光部LE1及第二发光部LE2发出的光,并使从第三发光部LE3发出的光透射,使得从第一发光部LE1及第二发光部LE2分别发出的光不对第三发光部LE3造成影响。第一滤色器CF1及第二滤色器CF2各自可以包括具有TiO

发光单元LED还可以包括包围垂直层叠的第一发光部LE1、第二发光部LE2及第三发光部LE3各自的外侧壁的阻光膜LS。阻光膜LS可以包括使第一发光部LE1的一面暴露的开口OP。如图1a、图1b及图1c所述,阻光膜LS可以包括具有绝缘性并且具有阻断光的特性的物质。作为一例,阻光膜LS可以包括光刻胶及黑矩阵等物质。

发光元件还可以包括在第三发光部LE3上分别覆盖第一垫PD1、第二垫PD2、第三垫PD3以及公共垫CPD并且填充阻光膜LS的开口OP的键合部BD。根据一例,键合部BD可以包括高分子。例如,键合部BD可以包括选自由光刻胶、环氧(epoxy)、BCB、Flare

根据一实施例,键合部BD的上部面可以是与阻光膜LS的一面实质相同的平面。另外,与阻光膜LS的一面相对的另一面可以是与第一发光部LE1的一面相同的平面。

发光单元LED还可以包括贯通键合部BD并分别与第一垫PD1、第二垫PD2、第三垫PD3以及公共垫CPD电连接的第四垫PD4、第五垫PD5、第六垫PD6及第七垫PD7。第四垫PD4、第五垫PD5、第六垫PD6及第七垫PD7各自可以包括选自由Au、Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Hf、Cr、Ti及Cu构成的组中的至少一种。并且,可以包括上述物质的合金。

第四垫PD4、第五垫PD5、第六垫PD6及第七垫PD7各自可以包括布置于键合部BD内侧的第一部分PT1和从第一部分PT1向键合部BD的一面延伸的第二部分PT2。根据一实施例,第四垫PD4、第五垫PD5、第六垫PD6及第七垫PD7各自的布置及延伸长度可以根据要贴装的装置进行变更。因此,在多样的电子装置中可以应用包括发光单元LED的发光元件。

根据图2a及图2b所示的一实施例,第四垫PD4、第五垫PD5、第六垫PD6及第七垫PD7各自的第二部分PT2可以在键合部BD内延伸。根据图3a、图3b、图4a、图4b及图4c所示的另一实施例,第四垫PD4、第五垫PD5、第六垫PD6及第七垫PD7各自的第二部分PT2不仅可以在键合部BD延伸,还可以延伸到阻光膜LS。这样,可以根据要贴装的装置变更第四垫PD4、第五垫PD5、第六垫PD6及第七垫PD7各自的布置及延伸长度。

以下,对制造图1a及图1b所示的发光元件的方法进行说明。

图5a、图5b、图6a、图7a、图8a、图9a、图10a、图11a、图12a、图13a、图14a、图15a、图16a、图17a、图18a是用于说明制造根据本发明的一实施例的发光元件的方法的平面图,图5c、图6b、图7b、图8b、图9b、图10b、图11b、图12b、图13b、图14b、图15b、图16b、图17b、图18b是将图5b、图6a、图7a、图8a、图9a、图10a、图11a、图12a、图13a、图14a、图15a、图16a、图17a、图18a的发光单元沿A-A'截取的剖视图。图5b是将图5a的B放大的平面图。

参照图5a、图5b、图5c,可以在第一基板100上形成多个包括第一发光部LE1、第二发光部LE2及第三发光部LE3的发光单元LED。

第一基板100作为能够使氮化镓系半导体层生长的基板,可以包括蓝宝石(Al

根据图5a所示的一实施例,第一基板100可以使用具有平面区(flat zone)FZ的圆形晶圆WF,或者也可以使用具有凹口(notch)的圆形晶圆或四边形晶圆。

可以在第一基板100上利用金属有机化学气相沉积(MOCVD:Metal-OrganicChemical Vapor Deposition)、分子束外延(MBE:Molecular Beam Epitaxy)、氢化物气相外延(HVPE:Hydride Vapor Phase Epitaxy)、金属有机氯化物(MOC:Metal-OrganicChloride)等生长法依次形成第一n型半导体层102、第一活性层104及第一p型半导体层106,在第一p型半导体层106上通过化学气相沉积(CVD:Chemical Vapor Deposition)、物理气相沉积(Physical Vapour Deposition)工序形成第一欧姆层108,进而形成第一发光部LE1。可以在第二基板(未图示)上利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)、分子束外延(MBE)、氢化物气相外延(HVPE)、金属有机氯化物(MOC)等生长法依次形成第二n型半导体层、第二活性层204及第二p型半导体层206,在第二p型半导体层206上通过化学气相沉积(CVD)或物理气相沉积(PVD)工序形成第二欧姆层208,进而形成第二发光部LE2。可以在第三基板(未图示)上利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)、分子束外延(MBE)、氢化物气相外延(HVPE)、金属有机氯化物(MOC)等生长法依次形成第三n型半导体层302、第三活性层304及第三p型半导体层306,在第三p型半导体层306上通过化学气相沉积(CVD)或物理气相沉积(PVD)工序形成第三欧姆层308,进而形成第三发光部LE3。

可以在第一发光部LE1上利用第一粘结部AD1粘结第二发光部LE2,并且通过激光剥离(LLD:Laser Lift Off)工序去除第二基板。可以在第二发光部LE2上利用第二粘结部AD2粘结第三发光部LE3,并且通过激光剥离或化学蚀刻工序去除第三基板。

若以图2a及图2b所示的发光单元LED为例进行说明,则分别在第一发光部LE1、第二发光部LE2及第三发光部LE3形成通孔(未图示),进而形成与第一n型半导体层102电连接的第一过孔结构物VA1、与第二n型半导体层202电连接的第二过孔结构物VA2、与第三n型半导体层302电连接的第三过孔结构物VA3、与第一欧姆层108电连接的第四过孔结构物VA4、与第二欧姆层208电连接的第五过孔结构物VA5以及与第三欧姆层308电连接的第六过孔结构物VA6。接着,可以分别形成与第一过孔结构物VA1电连接的第一垫PD1、与第二过孔结构物VA2电连接的第二垫PD2、与第三过孔结构物VA3电连接的第三垫PD3以及分别与第四过孔结构物VA4、第五过孔结构物VA5及第六过孔结构物VA6共同电连接的公共垫CPD。

各个发光单元LED可以以第一距离DT1沿第一方向DR1隔开,以第二距离DT2沿第二方向DR2隔开。作为一例,第一距离DT1及第二距离DT2可以实质相同。

为了简化说明,如图5a及图5b所示,在本实施例中以9×9的发光单元LED为例进行说明。以下,以9×9的发光单元LED为基准进行说明。

参照图6a及图6b,可以在形成有多个发光单元LED的第一基板100上形成覆盖发光单元LED的键合膜BDL。键合膜BDL可以分别覆盖各个发光单元LED的第一垫PD1、第二垫PD2、第三垫PD3及公共垫CPD而形成。

根据一实施例,键合膜BDL可以包括第一高分子。例如,键合膜BDL可以包括选自由光刻胶、环氧(epoxy)、BCB、Flare

参照图7a及图7b,可以在键合膜BDL上形成选择性地覆盖作为目标的发光单元LED的第一掩模图案MS1。

被第一掩模图案MS1掩蔽的发光单元LED的间隔距离可以被调整,以适合于最终要贴装的装置。被选择的一个发光单元LED与沿第一方向DR1相邻的被选择的另一发光单元LED可以以大于第一距离DT1的第三距离DT3隔开,被选择的一个发光单元与沿第二方向DR2相邻的被选择的又一发光单元LED可以以大于第二距离DT2的第四距离DT4隔开。第三距离DT3及第四距离DT4可以彼此相同。根据一实施例,第三距离DT3及第四距离DT4分别可以是被掩蔽的各个发光单元LED的线宽CD的8倍至15倍。

在本实施例中,以通过不选择与被选择的一个发光单元LED分别沿第一方向DR1及第二方向DR2相邻的两个发光单元LED而调整间隔距离的情形为例进行说明,但是并不局限于此。

为了易于说明,将被第一掩模图案MS1掩蔽的发光单元LED称为第一发光单元LED1。

参照图8a及图8b,可以使用第一掩模图案MS1作为蚀刻掩模对键合膜BDL进行蚀刻,从而在第一发光单元LED1上形成键合部BD。参照图9a及图9b,在形成键合部BD之后,可以去除第一掩模图案MS1。

参照图10a及图10b,可以将形成有键合部BD的第一发光单元LED1以及形成有发光单元LED的第一基板100翻转而与第一支撑基板SPB1相向。

第一支撑基板SPB1可以是临时支撑发光单元LED的基板。因此,不对第一支撑基板SPB1的种类及结构进行限定。

第一支撑基板SPB1可以与形成于第一发光单元LED1上的键合部BD和发光单元LED相向。可以在第一基板100上布置第二掩模图案MS2。第二掩模图案MS2可以包括使与形成有键合部BD的第一发光单元LED1对应的位置暴露的开口。可以通过第二掩模图案MS2的开口执行选择性激光剥离(selective LLO)工序,并将形成有键合部BD的第一发光单元LED1从第一基板100选择性地分离。从第一基板100分离的形成有键合部BD的各第一发光单元LED1可以通过键合部BD粘结于第一支撑基板SPB1上。

参照图11a及图11b,第一发光单元LED1可以在第一支撑基板SPB1上沿第一方向DR1以第三距离DT3隔开,沿第二方向DR2以第四距离DT4隔开布置。

参照图12a及图12b,除了第一发光单元LED1之外的其余发光单元LED可以残留于第一基板100上。残留的发光单元LED可以包括第二发光单元LED2、第三发光单元LED3、第四发光单元LED4、第五发光单元LED5、第六发光单元LED6、第七发光单元LED7、第八发光单元LED8及第九发光单元LED9。第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八及第九表示从第一基板100分离的顺序,发光单元LED的结构及特性没有不同。

参照图13a及图13b,可以在第一支撑基板SPB1上形成填充第一发光单元LED1之间的阻光膜LS。阻光膜LS可以包括具有绝缘性并且阻断可见光的黑矩阵或光刻胶等物质。

参照图14a及图14b,可以在发光单元LED的一面利用粘结部AAD贴附第二支撑基板SPB2。第二支撑基板SPB2可以是临时支撑发光单元LED的基板。因此,不对第二支撑基板SPB2的种类及结构进行限定。

粘结部AAD可以包括第二高分子。根据一实施例,第二高分子可以与键合部所包括的第一高分子具有针对一蚀刻剂的蚀刻选择比。例如,对于一蚀刻剂,第二高分子可以被蚀刻,而第一高分子可以不被蚀刻。根据另一实施例,第二高分子可以与第一高分子的熔点不同。例如,在300℃温度下,第二高分子可以熔化,但是第一高分子并不熔化。

粘结部AAD可以包括选自由光刻胶、环氧(epoxy)、BCB、Flare

接着,可以去除第一支撑基板SPB1。作为一例,由于各个键合部BD包括可贴附/分离的粘结物质,因此第一支撑基板SPB1可以从键合部BD去除。去除第一支撑基板SPB1,从而可以使键合部BD暴露。

参照图15a及图15b,可以分别形成贯通各个键合部BD而分别与发光单元LED的第一垫PD1、第二垫PD2、第三垫PD3以及公共垫CPD电连接的第四垫PD4、第五垫PD5、第六垫PD6及第七垫PD7。作为一例,第四垫PD4、第五垫PD5、第六垫PD6及第七垫PD7各自可以向键合部BD及阻光膜LS上延伸。作为另一例,第四垫PD4、第五垫PD5、第六垫PD6及第七垫PD7分别可以仅在键合部BD上部延伸。

参照图16a及图17a,若以晶圆WF为单位放大观察第二支撑基板SPB2,则如图所示,第一发光单元LED1可以布置于第二支撑基板SPB2上。

各个第一发光单元LED1为50μm至80μm的线宽CD,从而不易于逐个地贴装于作为目标的贴装基板MSUB上,因此可以形成包括多个第一发光单元LED1的贴装单位MU,并以贴装单位MU切断第二支撑基板SPB2,从而一次贴装多个第一发光单元LED1。贴装单位MU可以包括至少两个第一发光单元LED1。并且,贴装单位MU可以包括包围各个第一发光单元LED1的外侧壁的阻光膜LS。

根据图16a及图16b所示的一实施例,可以切断包括2×2的第一发光单元LED1的第二支撑基板SPB2而形成能够一次贴装的贴装单位MU,从而能够一次贴装四个第一发光单元LED1。

根据图17a及图17b所示的另一实施例,可以切断包括3×3的第一发光单元LED1的第二支撑基板SPB2而形成能够一次贴装的贴装单位MU,从而能够一次贴装九个第一发光单元LED1。

参照图18a及图18b,可以翻转第二支撑基板SPB2,使得形成于以贴装单位MU切断的第二支撑基板SPB2上的第一发光单元LED1与作为目标的贴装基板MSUB相向。贴装基板MSUB可以在分别与各个第一发光单元LED1的第四垫PD4、第五垫PD5、第六垫PD6及第七垫PD7对应的位置形成贴装垫MPD。

可以利用焊球(未图示)等将贴装基板MSUB的贴装垫MPD与第四垫PD4、第五垫PD5、第六垫PD6及第七垫PD7分别电粘结。

接着,可以去除第二支撑基板SPB2。

在本实施例中,对在贴装基板MSUB上贴装以贴装单位被切断的第一发光单元的情形进行说明,虽然未详细图示,但是可以使用形成有球栅阵列(BGA:ball grid array)的基板。对于BGA而言,可以将包括选自由Au、In、Sn、Pb及Cu构成的组中的至少一种的金属球以栅格(grid)形态形成于基板上。此时,基板可以包括电路。此时,贴装单位可以包括以分别与栅格形态的金属球的位置对应的方式布置的第一发光单元。

据此,在9×9的发光单元LED中,各个第一发光单元LED1可以贴装于作为目标的贴装基板MSUB。第四垫PD4、第五垫PD5、第六垫PD6及第七垫PD7各自的结构及延伸长度可以根据贴装基板MSUB进行变更,从而发光元件能够应用于多样的贴装基板MSUB。并且,第一发光单元LED1之间形成阻光膜LS,以阻断从相邻的第一发光单元LED1发出的光,从而能够防止颜色混合而提高颜色再现性。并且,形成包括至少两个第一发光单元LED1的贴装单位MU,并以贴装单位MU贴装于贴装基板MSUB上,从而相比于将较小线宽CD的第一发光单元LED1逐个进行贴装的情形,能够更高效且稳定地进行贴装。

再次参照图12a,在第一基板100上可以残留有第二发光单元LED2、第三发光单元LED3、第四发光单元LED4、第五发光单元LED5、第六发光单元LED6、第七发光单元LED7、第八发光单元LED8及第九发光单元LED9。第二发光单元LED2、第三发光单元LED3、第四发光单元LED4、第五发光单元LED5、第六发光单元LED6、第七发光单元LED7、第八发光单元LED8及第九发光单元LED9各自可以依次应用图5a、图5b、图6a、图7a、图8a、图9a、图10a、图11a、图12a、图13a、图14a、图15a、图16a、图17a、图18a以及图5c、图6b、图7b、图8b、图9b、图10b、图11b、图12b、图13b、图14b、图15b、图16b、图17b、图18b所示的工序而将晶圆WF内的多个发光单元LED贴装于作为目标的贴装基板MSUB。

这样,可以经过九次的分离工序将以第一距离DT1及第二距离DT2彼此紧密形成的第一发光单元LED1、第二发光单元LED2、第三发光单元LED3、第四发光单元LED4、第五发光单元LED5、第六发光单元LED6、第七发光单元LED7、第八发光单元LED8及第九发光单元LED9分离为以第三距离DT3及第四距离DT4隔开的发光单元LED。即,若将以第三距离DT3及第四距离DT4隔开的发光单元LED直接形成于晶圆WF,则由于间隔距离而消耗相当于所增加的距离的程度的晶圆WF,但是如本发明的实施例所述,在紧密地形成发光单元LED之后,通过多次的分离工序进行贴装,因此能够减少消耗的晶圆WF部分。

图19至图26是用于说明制造根据本发明的另一实施例的发光元件的方法的剖视图。

参照图19,可以在第一基板100上形成多个发光单元LED。

各个发光单元LED可以具有第一发光部LE1、第二发光部LE2及第三发光部LE3垂直层叠的结构,并且形成第一垫PD1、第二垫PD2、第三垫PD3及公共垫CPD。在第一基板100上形成多个发光单元LED的工序与针对图5a至图5c进行说明的情形实质相同,从而进行省略。

可以形成覆盖多个发光单元LED的绝缘膜DL。绝缘膜DL的上部面可以高于发光单元LED的上部面。

绝缘膜DL可以包括针对一蚀刻剂(etchant)而言与后文中形成的键合膜BDL具有蚀刻选择比的物质。例如,绝缘膜DL可以包括硅氧化物、硅氮化物或硅氮氧化物中的一种。

参照图20,可以对绝缘膜DL进行蚀刻而形成使作为目标的第一发光单元LED1选择性地暴露的开口OP。

参照图21,可以填充开口OP而在绝缘膜DL上形成键合膜BDL。键合膜BDL可以包括可贴附/分离的聚氨酯等聚合物。或者,键合膜BDL可以包括SOG、BCB、HSQ或SU-8光刻胶。

参照图22,可以以使绝缘膜DL的上部面暴露的方式蚀刻键合膜BDL而分别形成填充开口OP的键合部BD。各个键合部BD可以选择性地仅形成于第一发光单元LED1上。

如上所述,在蚀刻键合膜BDL的期间,绝缘膜DL针对蚀刻键合膜BDL的蚀刻剂具有蚀刻选择比而实际上可以不被蚀刻。

参照图23,可以分别形成贯通键合部BD并分别与各个第一发光单元LED1的第一垫PD1、第二垫PD2、第三垫PD3以及公共垫CPD电连接的第四垫PD4、第五垫PD5、第六垫PD6及第七垫PD7。

参照图24,可以去除绝缘膜DL。选择性地,可以省略去除绝缘膜DL的工序。

参照图25及图26,可以翻转第一基板100而使第一发光单元LED1与作为目标的基板相向。在本实施例中,可以翻转第一基板100而使形成有键合部BD的第一发光单元LED1与贴装基板MSUB相向。

可以在第一基板100上形成掩模图案MS,掩模图案MS可以在与第一发光单元LED1对应的位置包括开口OP。可以通过开口OP选择性地执行激光剥离工序,从而将第一发光单元LED1从第一基板100分离。分离的各个第一发光单元LED1可以通过键合部BD选择性地贴装于贴装基板MSUB。

接着,如图1c所示,还可以形成填充发光单元LED之间的阻光膜LS。阻光膜LS可以具有与各个第一发光单元LED1的一面相同的上部面。并且,阻光膜LS可以填充贴装基板MSUB与发光单元LED之间。

并且,在图25中除了第一发光单元LED1之外的其余发光单元LED可以如图12a及图12b所示地残留于第一基板100上,并且重复针对图19至图26进行说明的方法分别贴装于作为目标的贴装基板MSUB。

图5a、图5b、图6a、图7a、图8a、图9a、图10a、图11a、图12a、图13a、图14a、图15a、图16a、图17a、图18a以及图5c、图6b、图7b、图8b、图9b、图10b、图11b、图12b、图13b、图14b、图15b、图16b、图17b、图18b所示的发光元件的制造方法为本发明的示例,虽然未详细图示,但是也可以通过以下的方法制造图1a及图1b所示的发光元件。

可以在第一基板上形成多个发光单元。各个发光单元的第一面可以是第一垫、第二垫、第三垫及公共垫暴露的面。与第一面相对的第二面可以是与所述第一基板相接的面。

可以在第一支撑基板上形成第一粘结部。第一粘结部可以包括第一高分子。在翻转第一基板而使各个发光单元的第一面与第一粘结部相向布置之后,可以执行激光剥离工序而从第一基板分离发光单元。被分离的发光单元可以转印到第一支撑基板。此时,转印到第一支撑基板的各个发光单元的第一面可以与第一支撑基板相接,各个发光单元的第二面可以暴露。

可以在第二支撑基板上形成第二粘结部。第二粘结部可以包括第二高分子。作为一例,第二高分子与第一高分子可以针对一蚀刻剂的溶解度不同。作为另一例,第二高分子与第一高分子的熔点可以不同。

在翻转第一支撑基板而使各个发光单元的第二面与第二粘结部相向布置之后,可以去除第一粘结部而从第一支撑基板分离发光单元。作为一例,一蚀刻剂可以溶解第一粘结部,但是不溶解第二粘结部。作为另一例,在一温度下,第一粘结部可以熔化,而第二粘结部可以被固化。此时,转印到第二支撑基板的各个发光单元的第二面可以与第二支撑基板相向,各个发光单元的第一面暴露。即,各个发光单元的第一垫、第二垫、第三垫及公共垫可以暴露。

可以通过上述的方法仅在第一发光单元选择性地形成键合部。各个键合部可以包括第三高分子。作为一例,第三高分子与第二高分子可以针对一蚀刻剂的溶解度不同。作为另一例,第三高分子与第二高分子的熔点可以不同。

接着,可以形成贯通各个键合部BD并分别与各个发光单元的第一垫、第二垫、第三垫以及公共垫电连接的第四垫、第五垫、第六垫及第七垫。在此,第一发光单元的第一面可以是第四垫、第五垫、第六垫及第七垫被暴露的面。

在准备第三支撑基板并翻转第二支撑基板而使各个发光单元的第一面与第三粘结部相向布置之后,可以从第二支撑基板选择性地分离第一发光单元。作为一例,选择性地分离第一发光单元的工序可以在对除了第一发光单元之外的其余发光单元进行掩蔽之后,使用一蚀刻剂而仅选择性地溶解正粘结第一发光单元的第二粘结部,从而从第二支撑基板分离第一发光单元。一蚀刻剂可以选择性地溶解第二粘结剂。作为另一例,选择性地分离第一发光单元的工序可以对布置有第一发光单元的第三支撑基板的部分选择性地进行热处理而仅选择性地溶解正粘结第一发光单元的第二粘结部,从而从第二支撑基板分离第一发光单元。

如上所述,从第三支撑基板分离的第一发光单元可以通过针对图12a、图13a、图14a、图15a、图16a、图17a、图18a以及图12b、图13b、图14b、图15b、图16b、图17b、图18b进行说明的工序贴装于贴装基板。

以上,虽然参照附图对本发明的实施例进行了说明,但是在本发明所属技术领域中具有通常知识的人员可以理解本发明能够在不改变其技术思想或必要特征的情况下实施为其他具体的形态。因此,应该理解以上所述的实施例在所有方面均为示意性而并非限定性的。

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