用于集成光发射设备的反射堤结构和方法

摘要

本发明描述了光发射设备和用于将微型LED器件集成到光发射设备中的方法。在一个实施例中，光发射设备包括堤层内的反射堤结构，以及位于堤层的顶部上并被提升到反射堤结构上方的导电线路。微型LED器件位于反射堤结构内，并且钝化层在堤层之上并横向围绕反射堤结构内的微型LED器件。微型LED器件的一部分和堤层的顶部上的导电线路在钝化层的顶表面上方突出。

权利要求

1.一种用于集成光发射设备的方法，包括：

利用转移头从承载衬底拾取微型LED器件；

将所述微型LED器件放置在接收衬底上；

从所述转移头释放所述微型LED器件；

在所述接收衬底之上并横向围绕所述微型LED器件涂覆钝化层；

使所述钝化层硬化；以及

蚀刻所述钝化层，使得在蚀刻所述钝化层之后，所述接收衬底上的所述微型LED器件的顶表面和导电线路的顶表面不被所述钝化层覆盖，并且所述微型LED器件的一部分和所述导电线路在所述钝化层的顶表面上方突出。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：

将所述微型LED器件放置在所述接收衬底上包括将所述微型LED器件放置在形成于所述接收衬底上的堤层中的堤结构内；以及在所述接收衬底之上并横向围绕所述微型LED器件涂覆所述钝化层包括横向围绕所述堤结构内的所述微型LED器件涂覆所述钝化层，并将所述导电线路提升到所述堤结构上方。

3.根据权利要求1所述的方法，其中在蚀刻之前，所述微型LED器件的一部分和所述导电线路在所述钝化层的所述顶表面上方突出，并且在蚀刻之前，所述钝化层至少部分地覆盖所述微型LED器件的所述顶表面。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括找平所述钝化层以在所述钝化层覆盖的整个区域上提供所述钝化层平坦的顶表面。

5.根据权利要求4所述的方法，其中找平所述钝化层包括使辊、橡皮刮板或刀片在所述钝化层上通过。

6.根据权利要求2所述的方法，还包括：

利用转移头阵列从所述承载衬底拾取多个微型LED器件；

将所述多个微型LED器件放置在对应的多个堤结构内；

从所述转移头阵列释放所述多个微型LED器件；

在所述堤层之上并横向围绕对应的所述多个堤结构内的所述多个微型LED器件涂覆所述钝化层；以及蚀刻所述钝化层，使得在蚀刻所述钝化层之后，所述微型LED器件中的每个微型LED器件的顶表面和所述导电线路的所述顶表面不被所述钝化层覆盖，并且所述微型LED器件中的每个微型LED器件的一部分和所述导电线路在所述钝化层的所述顶表面上方突出。

7.一种用于集成光发射设备的方法，包括：

在接收衬底之上涂覆钝化层；

利用转移头从承载衬底拾取微型LED器件；

将所述微型LED器件放置在所述接收衬底上，其中将所述微型LED器件放置在所述接收衬底上包括通过所述钝化层冲压所述微型LED器件；

从所述转移头释放所述微型LED器件；

使所述钝化层硬化；以及

蚀刻所述钝化层，使得在蚀刻所述钝化层之后，所述接收衬底上的所述微型LED器件的顶表面和导电线路的顶表面不被所述钝化层覆盖，并且所述微型LED器件的一部分和所述导电线路在所述钝化层的所述顶表面上方突出。

8.根据权利要求7所述的方法，其中：

在所述接收衬底之上涂覆所述钝化层包括在堤层和所述堤层内的堤结构之上涂覆所述钝化层；以及将所述微型LED器件放置在所述接收衬底上包括将所述微型LED器件放置在所述堤结构内。

9.根据权利要求7所述的方法，其中在蚀刻之前，所述微型LED器件的一部分和所述导电线路在所述钝化层的所述顶表面上方突出，并且在蚀刻之前，所述钝化层至少部分地覆盖所述微型LED器件的所述顶表面。

10.根据权利要求7所述的方法，还包括找平所述钝化层以在所述钝化层覆盖的整个区域上提供所述钝化层平坦的顶表面。

11.根据权利要求10所述的方法，其中找平所述钝化层包括使辊、橡皮刮板或刀片在所述钝化层上通过。

12.根据权利要求8所述的方法，还包括：

在所述堤层和所述堤层内的多个堤结构之上涂覆所述钝化层；

利用转移头阵列从所述承载衬底拾取多个微型LED器件；

将所述多个微型LED器件放置在所述多个堤结构内，其中将所述多个微型LED器件放置在所述多个堤结构内包括通过所述钝化层冲压所述多个微型LED器件；

从所述转移头阵列释放所述多个微型LED器件；

使所述钝化层硬化；以及

蚀刻所述钝化层，使得在蚀刻所述钝化层之后，所述微型LED器件中的每个微型LED器件的顶表面和所述导电线路的所述顶表面不被所述钝化层覆盖并在所述钝化层的所述顶表面上方突出。

13.一种光发射设备，包括：

堤层；

堤结构，所述堤结构位于所述堤层内；

导电线路，所述导电线路位于所述堤层的顶部上并被提升到所述堤结构上方；

微型LED器件，所述微型LED器件位于所述堤结构内；和钝化层，所述钝化层直接跨越在所述堤层之上并位于所述堤结构内，使得所述堤结构内的所述钝化层的一部分横向围绕所述微型LED器件，其中所述微型LED器件的一部分和所述堤层的顶部上的所述导电线路在所述钝化层的顶表面上方突出。

14.根据权利要求13所述的光发射设备，其中所述钝化层包括在所述钝化层覆盖的整个区域上平坦的顶表面。

15.根据权利要求13所述的光发射设备，其中所述钝化层包括热固性材料。

16.根据权利要求15所述的光发射设备，其中所述热固性材料是丙烯酸类树脂。

17.根据权利要求13所述的光发射设备，其中所述堤层形成于薄膜晶体管衬底之上。

18.根据权利要求17所述的光发射设备，其中所述光发射设备是显示系统中的显示面板。

19.根据权利要求13所述的光发射设备，其中所述光发射设备是照明系统中的光源。

20.根据权利要求13所述的光发射设备，还包括：多个堤结构，所述多个堤结构位于所述堤层内；和对应的多个微型LED器件，所述对应的多个微型LED器件位于所述多个堤结构内；

其中所述钝化层直接跨越在所述堤层之上并位于所述多个堤结构内，使得所述多个堤结构内的所述钝化层的部分横向围绕所述对应的多个微型LED器件，并且其中所述微型LED器件中的每个微型LED器件的一部分和所述堤层的顶部上的所述导电线路在所述钝化层的所述顶表面上方突出。

说明书

用于集成光发射设备的反射堤结构和方法

技术领域

[0001] 本发明涉及光发射设备。更具体地讲，本发明的实施例涉及用于将微型LED器件集成到光发射设备中的方法和结构。

背景技术

[0002] 随着发光二极管(LED)技术持续发展，在照明和显示应用中越来越多地发现了基于半导体的LED。例如，在大面积室外显示器、室内和室外照明中存在基于半导体的LED，并在液晶显示器(LCD)显示系统中作为背光单元。为了控制发光方向，LED封装结构可以包括安装于反射腔内的LED芯片。

[0003] 在美国专利号7,482,696中描述的一个具体实施中，LED芯片被倒装焊到腔内的导电反射膜上的焊盘。在欧洲公开号EP 1780798 A1中描述的另一个具体实施中，LED芯片安装于包括反射器的腔内。然后在LED芯片和反射器之上涂覆填充材料以保护LED芯片和反射器不受水汽和污染的影响。

发明内容

[0004] 本发明描述了光发射设备和用于将微型LED器件集成到光发射设备中的方法。在一个实施例中，光发射设备包括堤层内的反射堤结构，以及位于堤层的顶部上并提升到反射堤结构上方的导电线路。微型LED器件在反射堤结构内，并且钝化层在堤层之上并横向围绕反射堤结构内的微型LED器件。微型LED器件的一部分和堤层的顶部上的导电线路在钝化层的顶表面上方突出。钝化层可以包括在钝化层覆盖的整个区域上基本上平坦的顶表面。钝化层可以由各种材料形成，例如热固性材料，例如丙烯酸类树脂。在一个实施例中，堤层可以形成于薄膜晶体管衬底之上。例如，光发射设备可以是显示系统中的显示面板。该光发射设备也可以是照明系统中的光源。可以在堤层内形成多个反射堤结构，并且对应的多个微型LED器件可以在多个反射堤结构内。在这种配置中，钝化在堤层之上并横向围绕所述多个反射堤结构内的对应的多个微型LED器件，并且每个微型LED器件的一部分和堤层的顶部上的导电线路从钝化层的顶表面突出。

[0005] 在一个实施例中，一种集成光发射设备的方法包括利用转移头从承载衬底拾取微型LED器件，将微型LED器件放置在形成于堤层内的反射堤结构，以及从转移头释放微型LED器件。然后在堤层之上并横向围绕反射堤结构内的微型LED器件涂覆钝化层。堤层的顶部上的导电线路被提升到反射堤结构上方。使钝化层硬化，例如通过UV固化。蚀刻钝化层，使得在蚀刻所述钝化层之后，微型LED器件的顶表面和导电线路的顶表面不被钝化层覆盖，并且微型LED器件的一部分和导电线路在钝化层的顶表面上方突出。在一个实施例中，在蚀刻钝化层之前，微型LED器件的一部分和导电线路在钝化层的顶表面上方突出，并且在蚀刻之前，钝化层的残余覆盖微型LED器件或导电线路的顶表面。在一个实施例中，蚀刻钝化层去除了残余。在一些实施例中，在涂覆钝化层之后或同时，找平钝化层以在钝化层覆盖的整个区域上提供钝化层基本上平坦的顶表面。可以通过各种方式完成找平，包括使辊、橡皮刮板或刀片在钝化层上通过。在一个实施例中，涂覆钝化层包括狭缝涂布或辊涂布。

[0006] 可以利用转移头阵列将多个微型LED器件从承载衬底拾取，放在形成于堤层中的对应的多个反射堤结构内，并从转移头释放。可以在堤层之上并横向围绕多个反射堤结构内的多个微型LED器件涂覆钝化层。然后可以蚀刻钝化层，使得在蚀刻钝化层之后，每个微型LED器件的顶表面和导电线路的顶表面不被钝化层覆盖，且每个微型LED器件的一部分和导电线路在钝化层的顶表面上方突出。

[0007] 在一个实施例中，一种集成光发射设备的方法包括在堤层和堤层内的反射堤结构之上涂覆钝化层，其中将堤层的顶部上的导电线路提升到反射结构上方。利用转移头从承载衬底拾取微型LED器件，通过经钝化层冲压微型LED器件来将其放置在反射堤结构内，并从转移头将其释放。使钝化层硬化，例如通过UV固化。蚀刻钝化层，使得在蚀刻钝化层之后，微型LED器件的顶表面和导电线路的顶表面不被钝化层覆盖，且微型LED器件的一部分和导电线路在钝化层的顶表面上方突出。在一个实施例中，在蚀刻钝化层之前，微型LED器件的该部分和导电线路在钝化层的顶表面上方突出，并且在蚀刻之前，钝化层的残余覆盖微型LED器件或导电线路的顶表面。在一个实施例中，蚀刻钝化层去除了残余。在一些实施例中，在涂覆钝化层之后或同时，找平钝化层以在钝化层覆盖的整个区域上提供钝化层基本上平坦的顶表面。可以通过各种方式完成找平，包括使辊、橡皮刮板或刀片在钝化层上通过。在一个实施例中，涂覆钝化层包括狭缝涂布或辊涂布。

附图说明

[0008] 图1A是示出了根据本发明的一个实施例的有源矩阵显示面板的顶视图。

[0009] 图1B是示出了根据本发明的一个实施例的沿线X-X和Y-Y截取的图1A的有源矩阵显示面板的侧视图。

[0010] 图1C是示出了根据本发明的一个实施例的沿线X-X和Y-Y截取的图1A的有源矩阵显示面板的侧视图。

[0011] 图1D是示出了根据本发明的一个实施例的沿线X-X和Y-Y截取的图1A的有源矩阵显示面板的侧视图。

[0012] 图2A-图2F示出了根据本发明的一个实施例的将多个微型LED器件转移到多个反射堤结构的方法。

[0013] 图3A-图3F是示出了根据本发明的一个实施例的转移具有不同色彩发射光谱的微型LED器件的阵列的序列的顶视图。

[0014] 图4A是示出了根据本发明的一个实施例的反射堤结构内微型LED器件的冗余对的透视图。

[0015] 图4B是示出了根据本发明的一个实施例的反射堤结构内的微型LED器件冗余对和修理部位的透视图。

[0016] 图5A是示出了根据本发明的一个实施例的向反射堤结构转移一对微型LED器件之后沿线X-X和Y-Y截取的图3F的有源矩阵显示面板的侧视图。

[0017] 图5B是示出了根据本发明的一个实施例的在堤层之上涂覆钝化层之后沿线X-X和Y-Y截取的图1A的有源矩阵显示面板的侧视图。

[0018] 图5C是示出了根据本发明的一个实施例的转移一对微型LED器件并在堤层之上涂覆钝化层之后沿线X-X和Y-Y截取的图3F的有源矩阵显示面板的侧视图。

[0019] 图6A是示出了根据本发明的一个实施例涂覆和找平钝化层以使得微型LED器件的一部分和堤层的顶部上的导电线路从钝化层的顶表面上方突出的示意图。

[0020] 图6B是示出了根据本发明的一个实施例涂覆和找平钝化层以使得微型LED器件的一部分和堤层的顶部上的导电线路从钝化层的顶表面上方突出的示意图。

[0021] 图6C是示出了根据本发明的一个实施例在微型LED器件和堤层的顶部上的导电线路上方涂覆和找平钝化层的示意图。

[0022] 图7A-图7B是示出了根据本发明的一个实施例从微型LED器件和堤层的顶部上的导电线路蚀刻钝化层残余的侧视图。

[0023] 图8A-图8B是示出了根据本发明的一个实施例蚀刻钝化层以使得微型LED器件的一部分和堤层的顶部上的导电线路从钝化层的顶表面上方突出的侧视图。

[0024] 图9是示出了根据本发明的一个实施例的在形成顶部电极层之后沿线X-X和Y-Y截取的图3F的有源矩阵显示面板的侧视图。

[0025] 图10是示出了根据本发明的一个实施例的在形成覆盖层之后沿线X-X和Y-Y截取的图3F的有源矩阵显示面板的侧视图。

[0026] 图11是示出了根据本发明的一个实施例的沿线X-X和Y-Y截取的没有坝结构的图3F的有源矩阵显示面板的侧视图。

[0027] 图12A是示出了根据本发明的一个实施例的在形成子像素之间的黑矩阵材料之后沿线X-X和Y-Y截取的图3F的有源矩阵显示面板的顶视图。

[0028] 图12B是示出了根据本发明的一个实施例的在显示面板衬底之上形成盖板之前涂覆黑矩阵材料的示意性侧视图。

[0029] 图12C是示出了根据本发明的一个实施例的在显示面板衬底之上有盖板的情况下涂覆黑矩阵材料的示意性侧视图。

[0030] 图13A是示出了根据本发明的一个实施例的在包括各种配置的微型LED器件的阵列之上形成的顶部电极层的顶部示意图。

[0031] 图13B是示出了根据本发明的一个实施例的在包括各种配置的微型LED器件的阵列之上形成的多个独立顶部电极层的顶部示意图。

[0032] 图13C是示出了根据本发明的一个实施例的在包括各种配置的微型LED器件的阵列之上形成的多个独立顶部电极层的顶部示意图。

[0033] 图14是示出了根据本发明的一个实施例的划线顶部电极层的顶部示意图。

[0034] 图15是示出了根据本发明的一个实施例的显示系统的示意图。

[0035] 图16是示出了根据本发明的一个实施例的照明系统的示意图。

具体实施方式

[0036] 本发明的实施例描述了将多个微型LED器件集成到光发射设备的对应的多个反射堤结构中的结构和方法。在一些实施例中，该微型LED器件是垂直微型LED器件。在堤层内形成多个反射堤结构，并且在多个反射堤结构内安装对应的多个微型LED器件。钝化层横向围绕对应的多个反射堤结构内的多个微型LED器件，使得微型LED器件中的每个微型LED器件的一部分和堤层的顶部上的导电线路在钝化层的顶表面上方突出。导电线路可被提升到反射堤结构上方，作为坝结构的一部分。钝化层可以将连接到微型LED器件的底部电极或反射堤结构与连接到微型LED器件的一个或多个顶部电极层电绝缘。钝化层可以另外地将包含一个或多个量子阱层的垂直微型LED器件的侧壁与顶部电极层或底部电极层电绝缘。在反射堤结构内安装微型LED器件之后，可以在反射堤结构之上并横向围绕微型LED器件形成钝化层，或者，可以在反射堤结构之上形成钝化层，然后通过钝化层冲压微型LED器件以在反射堤结构内安装微型LED器件。在转移微型LED器件并涂覆钝化层之后，可以蚀刻钝化层以确保微型LED器件和一个或多个导电线路不被钝化层覆盖。在一些实施例中，微型LED器件和一个或多个导电线路在蚀刻之前和之后都在钝化层的顶表面上方突出。在这样的实施例中，可以使用蚀刻来确保从微型LED器件和一个或多个导电线路的顶表面去除任何钝化层残余。在其他实施例中，蚀刻减小了厚度，使得微型LED器件和一个或多个导电线路在蚀刻之后在钝化层的顶表面上方突出。然后，可以形成一个或多个顶部电极层以将在钝化层的顶表面上方突出的微型LED器件的部分电连接到在钝化层的顶表面上方突出的一个或多个导电线路。

[0037] 在一个方面中，该集成结构和方法包括一个或多个钝化层坝结构，其中导电线路被提升到反射堤结构和形成的钝化层上方。坝结构可以由多种材料形成，诸如用于形成堤层的绝缘材料，或者坝结构可以是导电线路自身。通过这种方式，可以在反射堤结构和导电线路之上涂覆钝化层，并进行找平，使得微型LED器件和导电线路在钝化层的顶表面上方突出。

[0038] 在另一方面中，一个或多个坝结构还可以充当找平参考，用于设置钝化层的顶表面的参考高度。通过这种方式，找平器诸如辊、橡皮刮板或刀片可跟随在钝化层材料的涂覆器之后。可以基于检测到的坝结构的提升来调节钝化层顶表面的提升，使得微型LED器件的一部分和导电线路在钝化层的顶表面上方突出。

[0039] 在这些方式中，根据本发明的实施例的集成结构和方法允许利用更少数量的沉积和图案化技术进行微型LED器件的钝化和电连接。

[0040] 本文所使用的术语“微型”器件或“微型”LED结构可以指根据本发明的实施例的特定器件或结构的描述性尺寸。如本文所用，术语“微型”器件或结构是指1到100μm的尺度。例如，每个微型LED器件都可以具有1到100μm的最大宽度，较小的微型LED器件消耗较少的功率。在一些实施例中，微型LED器件可以具有20μm、10μm或5μm的最大宽度。在一些实施例中，微型LED器件具有小于20μm、10μm或5μm的最大高度。可以将根据本发明的实施例的微型LED器件结合用于将基于晶片的LED器件的性能、效率和可靠性与薄膜电子器件的高产出率、低成本、混合材料相结合，用于照明和显示应用。在美国专利号8,426,227、美国公开号2013/0126081、美国专利申请号13/458,932、美国专利申请号13/711,554和美国专利申请号13/
749,647中描述了可以用于本发明一些实施例的示例性微型LED器件。根据本发明的实施例的光发射设备在发光方面可以效率很高且消耗极少功率(例如，对于10英寸对角线的显示器而言为250mW，与之相比，10英寸对角线的LCD或OLED显示器为5瓦-10瓦)，使得能够减小结合了微型LED器件的示例性显示器或照明应用的功耗。

[0041] 本文所使用的术语“跨越”、“在……之上”、“到”、“在……之间”和“在……上”可指一层相对于其他层的相对位置。一层“跨越”另一层、在另一层“之上”或“上”或者键合“到”另一层或与之“接触”可为直接与其他层接触或可具有一个或多个居间层。在多层“之间”的一层可直接与该多层接触或可具有一个或多个居间层。

[0042] 在各种实施例中，参照附图进行描述。然而，某些实施例可在不存在这些具体细节中的一个或多个或者与其他已知方法和构型相结合的情况下实施。在以下的描述中，示出许多具体细节诸如特定构型、尺寸和工艺等以提供对本发明的透彻理解。在其他情况下，未对众所周知的半导体工艺和制造技术进行特别详细地描述，以免不必要地模糊本发明。整个说明书中所提到的“一个实施例”是指，结合实施例所描述的特定特征、结构、构型或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，整个说明书中多处出现短语“在一个实施例中”不一定是指本发明的相同实施例。此外，特定特征、结构、构型或特性可以任何适当的方式结合在一个或多个实施例中。

[0043] 现在参考图1A-图1D，提供了根据本发明的实施例的有源矩阵显示面板100的示意性顶视图和侧视图。在这样的实施例中，下方的TFT衬底102可以类似于包括工作电路(例如，T1、T2)的典型AMOLED背板中的那些。参考图1A，面板100一般可以包括像素区域104和工作电路，像素区域104包括布置成矩阵的像素106和子像素108，工作电路连接到每个子像素，用于驱动和开关子像素。非像素区域一般包括连接到每个子像素的数据线的数据驱动器电路110，使得数据信号(Vdata)能够传输到子像素；连接到子像素的扫描线的扫描驱动器电路112，使得扫描信号(Vscan)能够传输到子像素；电源线114，以向TFT传输电力信号(Vdd)；以及接地环116，以将接地信号(Vss)传输到子像素阵列。如图所示，数据驱动器电路、扫描驱动器电路、电源线和接地环都连接到柔性电路板(FCB)113，柔性电路板(FCB)113包括用于向电源线路114供应电力的电源以及电连接到接地环116的电源接地线。根据本发明的实施例，可以利用对应的下方TFT电路对子像素108中的每个子像素逐个寻址，而向像素区域104顶部供应统一的接地信号。

[0044] 现在参考图1B-图1D，可以在平面化层122中形成开口131以接触工作电路。示例性平面化材料包括苯并环丁烯(BCB)和丙烯酸类树脂。工作电路可以包括传统的2T1C(两个晶体管，一个电容器)电路，该传统的2T1C电路包括开关晶体管、驱动晶体管和存储电容器。应当理解，2T1C电路意在示例，并且根据本发明的实施例，可以构想其他类型的电路或传统2T1C电路的修改。例如，可以使用更复杂的电路补偿驱动器晶体管和微型LED器件的工艺变化，或其不稳定性。此外，尽管针对TFT衬底102中的顶栅极晶体管结构描述和例示了本发明的实施例，但本发明的实施例还考虑使用底栅极晶体管结构。类似地，尽管针对顶发射结构描述和例示了本发明的实施例，但本发明的实施例还考虑使用底部发射结构，或者顶部和底部发射结构。此外，下文具体结合高侧驱动配置描述和例示了本发明的实施例，该高侧驱动配置包括接地联络线和接地环。在高侧驱动配置中，LED可以在PMOS驱动器晶体管的漏极侧或NMOS驱动器晶体管的源极侧，使得电路推动电流通过LED的p端子。本发明的实施例不受此限制，也可以利用低侧驱动配置进行实践，在这种情况下，接地联络线和接地环变成平面中的电源线路，并通过LED的n端子拉动电流。

[0045] 在平面化层122之上形成包括堤开口128的图案化堤层126。堤层126可以由多种技术形成，诸如喷墨印刷、丝网印刷、层合、旋涂、喷涂、CVD和PVD。堤层126对可见波长可以是不透明的、透明的或半透明的。堤层126可以由各种绝缘材料形成，诸如但不限于可光界定的丙烯酸类树脂、光致抗蚀剂、氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiNx)、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、苯并环丁烯(BCB)、聚酰亚胺、丙烯酸酯、环氧树脂和聚酯。在一种实施例中，堤层由不透明材料形成，诸如黑矩阵材料。示例性绝缘黑矩阵材料包括有机树脂、玻璃浆，以及包括黑色颜料，金属颗粒诸如镍、铝、钼及其合金，金属氧化物颗粒(例如氧化铬)或金属氮化物颗粒(例如，氮化铬)的树脂或浆料。

[0046] 根据本发明的实施例，结合以下附图描述的堤层126的厚度和堤开口128的宽度可以取决于要在开口内安装的微型LED器件的高度、转移微型LED器件的转移头的高度以及显示面板的分辨率。在一个实施例中，显示面板的分辨率、像素密度和子像素密度可以解释堤开口128的宽度。对于具有40PPI(每英寸像素)和211μm子像素间距的示例性55英寸电视，堤开口128的宽度可以是几微米到206μm之间的任何值，以解释堤开口128之间的示例性5μm宽围绕堤结构。对于具有440PPI和19μm子像素间距的示例性显示面板，堤开口128的宽度可以是几微米到14μm之间的任何值，以解释示例性5μm宽围绕堤结构。堤结构(即，堤开口128之间)的宽度可以是任何适当尺寸，只要该结构支持所需的工艺且可以缩放到所需的PPI即可。

[0047] 表1提供了根据本发明的实施例，针对具有1920×1080p和2560×1600分辨率的各种红绿蓝(RGB)显示器的示例性具体实施的列表。在示例性实施例中，40PPI像素密度可以对应于55英寸1920×1080p分辨率的电视，并且326和440PPI像素密度可以对应于具有RETINA(RTM)显示器的手持设备。应当理解，本发明的实施例不限于RGB色彩方案或1920×1080p或2560×1600分辨率，并且具体的分辨率和RGB色彩方案仅仅用于例示的目的。

[0048] 表1。

[0049]

[0050] 根据本发明的实施例，堤层126的厚度不太厚，以便堤结构发挥作用。厚度可以由微型LED器件高度和预定观察角确定。例如，在堤开口128的侧壁与平面化层122形成角度的情况下，更扁的角度可以相关到系统的更宽观察角。在一个实施例中，堤层126的示例性厚度可以在1μm-50μm之间。在一个实施例中，堤层126的厚度在微型LED器件400的厚度的5μm内。在一个实施例中，要转移的微型LED器件400比堤层的厚度更高。

[0051] 根据本发明的实施例，坝结构147形成于图案化堤层126的顶部上。坝结构147可以由用于形成图案化堤层126的相同的层形成，或可以由单独层形成。在图1B所示的实施例中，坝结构147包括形成于堤层126的顶部上的图案化坝层127。坝层127可以由与堤层126相同的材料形成。或者，坝层127可以是导电的。根据本发明的实施例，将坝层提升到图案化堤层126上方的足够高度，以适应钝化层210，如结合图5B进一步所述。在一个实施例中，坝层127的厚度在0.5μm-5μm之间，或更具体地讲，1μm-2μm，尽管其他厚度是可能的。

[0052] 在一些实施例中，然后在图案化堤层126和坝层127之上形成图案化导电层。在一个实施例中，图案化导电层包括形成于堤开口128内和与工作电路电接触的反射堤结构142。例如，可以针对每个子像素形成反射堤结构142，其中每个反射堤结构充当底部电极，并可以独立于衬底内的工作电路被寻址。因此，键合到子像素的一个反射堤结构的所有微型LED器件都是一起寻址的。图案化导电层还任选地包括接地联络线144和/或接地环116，如图1B中所示。如本文中所使用的，术语接地“环”不需要圆形图案，或完全围绕对象的图案。此外，尽管以下实施例是结合在三个侧面上至少部分地围绕像素区域的接地环116的形式的接地线路进行描述和例示的，但应当理解，也可以利用沿像素区域的一侧(例如左侧、右侧、底部、顶部)或两侧(左侧、右侧、底部、顶部中两者的组合)延伸的接地线路实践本发明的实施例。因此，应当理解，在以下描述中，接地环的援引和例示可能被系统需求许可的接地线路所替代。

[0053] 在例示的实施例中，接地联络线144的布置可以在显示面板100的像素区域104中的堤开口128之间延伸。接地联络线144还可以形成坝结构147的一部分，并可以提升到反射堤结构142的上方。在图1B所示的实施例中，包括坝层127和接地联络线144的坝结构147在像素区域104中的堤开口128之间延伸。现在参考图1C，在一个实施例中，多个开口149在坝层127中以及任选地在堤层126和平面化层126中形成，以暴露多个接地联络线144。例如，可能在形成工作电路期间，或在衬底102中与工作电路形成接触期间，形成接地联络线144和接地环116。开口149的数量可以与堤开口128的(从上到下)列数具有或不具有1:1的相关性。例如，在图1A所示的实施例中，为每列堤开口128形成接地联络开口149，然而，这不是必须的，并且接地联络开口149的数量可以多于或少于堤开口128的列数。类似地，接地联络线144的数量可以与堤开口的(从左到右)行数具有或不具有1:1的相关性。例如，在图示的实施例中，针对每两行堤开口128形成接地联络线144，然而，这不是必须的，并且接地联络线
144的数量可以与堤开口128的行数(n)具有1:1的相关性或任何1：n相关性。在其他实施例中，接地联络线可以既沿列方向又沿行方向延伸。

[0054] 在图1B所示的实施例中，反射堤结构142、接地联络线144和接地环116可以由相同的导电层形成。在图1C所示的实施例中，反射堤结构142和通孔接触145可以由相同导电层形成。如图1C所示，坝结构147可以包括坝层127和坝层127顶部的通孔接触145，其中通孔接触145被提升到反射堤结构142上方。图案化导电层可以由若干导电且反射的材料形成，并且可以包括超过一层。在一个实施例中，图案化导电层包括金属膜诸如铝、钼、钛、钛-钨、银、或金或其合金。图案化导电层可以包括导电材料诸如非晶硅、透明导电氧化物(TCO)诸如铟锡氧化物(ITO)和铟锌氧化物(IZO)、碳纳米管膜，或透明导电聚合物诸如聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)(PEDOT)、聚苯胺、聚乙炔、聚吡咯和聚噻吩。在一个实施例中，图案化导电层包括导电材料和反射性导电材料的叠层。在一个实施例中，图案化导电层包括3层叠层，其包括顶部层和底部层以及中间反射层，其中顶部层和底部层中的一者或两者是透明的。在一个实施例中，图案化导电层包括导电氧化物-反射金属-导电氧化物的3层叠层。该导电氧化物层可以是透明的。例如，图案化导电层可以包括ITO-银-ITO层叠层。在这种配置中，顶部ITO层和底部ITO层可以防止反射金属(银)层的扩散和/或氧化。在一个实施例中，图案化导电层包括Ti-Al-Ti叠层，或Mo-Al-Mo-ITO叠层。在一个实施例中，图案化导电层包括ITO-Ti-Al-Ti-ITO叠层。在一个实施例中，图案化导电层厚度为1μm或更小。可以利用适当的技术诸如但不限于PVD来沉积图案化导电层。

[0055] 接地联络线144和/或接地环116也可以由与反射堤结构142不同的导电层形成。现在参考图1D，在一个实施例中，接地联络线144是坝结构147。在这样的实施例中，接地联络线144可以与反射堤结构142和接地线路116分开形成。如图所示，接地联络线144比反射堤结构142更厚，并被提升到反射堤结构142上方，以便为要形成的钝化层充当坝结构。在图1D所示的实施例中，接地联络线144可以是任何适当厚度，以充当坝结构，诸如1μm–5μm，如上文结合坝层127所述。

[0056] 仍然参考图1A-图1D中所示的实施例，可以在反射堤结构142上形成一个或多个键合层140以方便键合微型LED器件。在图示的具体实施例中，示出了两个键合层140用于键合一对微型LED器件。在一个实施例中，针对键合层140的如下能力选择键合层140：通过键合机制与微型LED器件(尚未放置)上的键合层相互扩散，键合机制诸如低共熔合金键合、瞬态液相键合或固态扩散键合，如美国专利申请号13/749,647中所述。在一个实施例中，键合层140具有250℃或更低的熔点。例如，键合层140可以包括焊接材料，诸如锡(232℃)或铟(156.7℃)或其合金。键合层140也可以是柱形。根据本发明的一些实施例，更高的键合层
140可以为系统部件找平提供附加的自由度，诸如在微型LED器件转移操作期间，微型LED器件的阵列与TFT衬底的平面度；还可以为在键合期间，诸如在低共熔合金键合和瞬态液相键合期间，由于液化键合层在表面上方扩散时的液化键合层高度变化而导致的微型LED器件高度变化提供附加的自由度。键合层140的宽度可以小于微型LED器件底表面的宽度，以防止微型LED器件侧壁周围的键合层140发生毛细作用以及短接量子阱结构。

[0057] 图2A-图2F示出了根据本发明的一个实施例的将多个微型LED器件转移到多个反射堤结构的方法。参考图2A，将转移头衬底300支撑的转移头302的阵列定位于承载衬底200上支撑的微型LED器件400的阵列之上。可以任选地将加热器和热分布板附接于转移头衬底300。可以任选地将加热器和热分布板附接于承载衬底200。如图2B所示，微型LED器件400的阵列与转移头302的阵列接触，并如图2C所示被从承载衬底200拾取。在一个实施例中，利用根据静电原理工作的转移头302阵列来拾取微型LED器件400的阵列，也就是说，它们是静电转移头。

[0058] 利用转移头阵列所拾取的微型LED器件的数量可以与转移头的间距匹配或不匹配。在示例性实施例中，分开间距为58μm的转移头阵列拾取间距大约为6.44μm的微型LED器件的阵列。通过这种方式，转移头每隔八个微型LED器件拾取一个，用于转移到背板上。然而，应当理解，尺寸是示例性的，并且本发明的实施例不受此限制。

[0059] 仍然参考图2C，提供了示例性微型LED器件400的特写图。在例示的特定实施例中，微型LED器件400包括底部接触404和顶部接触402之间的微型p-n二极管。在一个实施例中，微型p-n二极管有几个微米厚，例如30μm或更小，甚至5μm或更小，顶部接触404和底部接触402为0.1μm-2μm厚。微型p-n二极管可以包括n掺杂层409、p掺杂层405以及n掺杂层和p掺杂层之间的一个或多个量子阱层416。在图2C所示的具体实施例中，n掺杂层409被示为在p掺杂层405上方。或者，p掺杂层405可以在n掺杂层409上方。微型LED器件400可以具有平直或渐缩的侧壁406(从上到下)。顶部接触402和底部接触404可以包括一个或多个层，并且可以由各种导电材料形成，导电材料包括金属、导电氧化物和导电聚合物。顶部接触402和底部接触404可以对于可见波长光谱(例如380nm-750nm)是透明或半透明的，或者是不透明的。
顶部接触402和底部接触404可以任选地包括反射层诸如银层。在一个实施例中，可以沿p-n二极管的侧壁406任选地形成保形电介质阻挡层407以使量子阱416电学钝化，并沿微型p-n二极管的顶部表面或底部表面任选地形成保形电介质阻挡层407。保形电介质阻挡层407可以比p-n二极管更薄，使其形成其形成于其上的p-n二极管的拓扑轮廓。例如，保形电介质阻挡层407可以是大约50-600埃厚的氧化铝。键合层410可以形成于微型LED器件400的底部接触404下方，以方便键合到反射堤结构142或反射堤结构上的键合层140。在一个实施例中，键合层410包括材料诸如金、银、钼、铝、硅或其合金。

[0060] 图2D是根据本发明的一个实施例的示出了保持TFT衬底102之上的多个微型LED器件400的转移头302的截面侧视图。在例示的实施例中，转移头302由转移头衬底300支撑。如上所述，可以任选地将加热器和热分布板附接于转移头衬底，以向转移头302施加热量。加热器和热分布板还可以，或者作为另外一种选择，任选地用于向TFT衬底102上的键合层140和/或微型LED器件400上的任选键合层410传输热量。根据一些实施例，微型LED器件的阵列的顶表面比反射堤结构的顶表面高，以防止在堤开口内放置微型LED器件期间转移头被背板损伤或损伤背板。此外，可以将微型LED器件的顶表面提升得比反射堤结构的顶表面高出足够的量，以允许在反射堤结构之上形成钝化层，同时微型LED器件在钝化层的顶表面上方突出。此外，堤层126的顶部上的坝结构147的顶表面不接触转移头302的阵列或支撑转移头302的衬底300，从而不会干扰转移过程。

[0061] 现在参考图2E，将TFT衬底102与微型LED器件400的阵列接触。在例示的实施例中，使TFT衬底102与微型LED器件400的阵列接触包括针对每个相应的微型LED器件使键合层140与微型LED器件键合层410接触。在一个实施例中，每个微型LED器件键合层410都比对应的键合层140宽。在一个实施例中，将能量从静电转移头组件，通过微型LED器件400的阵列转移，以将微型LED器件400的阵列键合到TFT衬底102。例如，可以转移热能以促成几种键合机制，诸如低共熔合金键合、瞬态液相键合和固态扩散键合。与传输热能相伴随地，也可以从静电转移头组件施加压力。

[0062] 参考图2F，在一个实施例中，传输能量使得键合层140液化。液化的键合层140可充当衬垫并且部分地补偿键合期间的微型器件400阵列和TFT衬底之间的系统不均匀流平(例如，非平坦表面)以及部分地补偿微型LED器件高度的变化。在瞬态液相键合的特定具体实施中，液化的键合层140与微型LED器件的键合层410相互扩散，以形成金属间化合物层，其环境熔融温度高于键合层140的环境熔融温度。因此，瞬态液相键合可在键合层的最低液相线温度下或高于该温度的温度下实现。在本发明的一些实施例中，微型LED器件键合层410由熔点高于250℃的材料形成，诸如铋(271.4℃)，或由熔点高于350℃的材料形成，诸如金(1064℃)、铜(1084℃)、银(962℃)、铝(660℃)、锌(419.5℃)或镍(1453℃)，并且TFT衬底键合层140的熔化温度低于250℃，诸如锡(232℃)或铟(156.7℃)。

[0063] 通过这种方式，可以将支撑TFT衬底102的衬底加热到低于键合层140熔点的温度，并将支撑转移头阵列的衬底加热到低于键合层410熔点但高于键合层140熔点的温度。在这样的实施例中，通过微型LED器件400的阵列从静电转移头组件转移的热量足以利用后续的等温凝固形成键合层140的瞬态液态作为金属间化合物。在液相中时，较低熔融温度的材料扩展到表面之上并且扩散到较高熔融温度的材料的固溶体中或将较高熔融温度的材料溶解并凝固成金属间化合物。在具体实施例中，支撑转移头阵列的衬底保持在180℃，键合层410由金形成，并且键合层140由铟形成。

[0064] 在转移能量以将微型LED器件400的阵列键合到TFT衬底之后，将微型LED器件400的阵列释放到接收衬底上并且将静电转移头阵列移开，如图2F中所示。可使用多种方法来实现释放微型LED器件400的阵列，包括关闭静电电压源、降低静电转移头电极两端的电压、改变AC电压的波形，以及将电压源接地。

[0065] 现在参考图3A-图3F，根据本发明的一个实施例，示出了转移具有不同色彩发射的微型LED器件400的阵列的序列。在图3A所示的特定配置中，完成第一转移流程以将发红光的微型LED器件400R的阵列从第一承载衬底转移到TFT衬底102的反射堤结构142。例如，在微型LED器件400R被设计成发射红光(例如，620nm-750nm的波长)时，微型p-n二极管可以包括材料诸如铝镓砷化物(AlGaAs)、铝砷化物磷化物(GaAsP)、铝镓铟磷化物(AlGaInP)和镓磷化物(GaP)。参考图3B，完成第二转移流程以转移发红光微型LED器件400R的冗余阵列。例如，可以从不同的承载衬底，或从第一承载衬底的不同区域(例如，从相对侧，不同区域不交叠，或随机选择)转移冗余阵列，以便降低从第一承载衬底的同一相关缺陷区域或受污染区域(例如，微粒)转移第二阵列的概率。这样，通过从两个不相关的区域转移，可以减小向同一反射堤结构142转移两个缺陷微型LED器件400，或者不向单个反射堤结构142转移微型LED器件400的可能性，因为不可能在承载衬底的缺陷或污染区域中拾取微型LED器件。在本发明的又一个实施例中，通过使用来自两个不同晶片的冗余阵列，可能获得两种颜色的混合，并基于对不同晶片上微型LED器件主要发射波长的预有了解，调谐显示器的平均功耗。例如，在已知第一晶片具有630nm的平均红光发射和第一功耗，已知第二晶片具有610nm的平均红光发射和第二功耗的情况下，冗余阵列可以由来自两个晶片的微型LED器件构成，以获得平均功耗或交替变化色域。

[0066] 参考图3C，已完成第三转移流程，以将发绿光的微型LED器件400G的阵列从第二承载衬底转移到TFT衬底102。例如，在微型LED器件400G被设计成发射绿光(例如，495nm-570nm波长)时，微型p-n二极管可以包括材料诸如铟镓氮化物(InGaN)、氮化镓(GaN)、磷化镓(GaP)、铝镓铟磷化物(AlGaInP)和铝镓磷化物(AlGaP)。与前述类似，在图3D中示出了用于转移发绿光的微型LED器件400G的冗余阵列的第四转移流程。

[0067] 参考图3E，已完成第五转移流程，以将发蓝光的微型LED器件400B的阵列从第三承载衬底转移到TFT衬底102的反射堤结构142。例如，在微型LED器件400B被设计成发射蓝光(例如，450nm-495nm的波长)时，微型p-n二极管可以包括材料诸如氮化镓(GaN)、铟镓氮化物(InGaN)和硒化锌(ZnSe)。与前述类似，在图3F中示出了用于转移发蓝光微型LED器件400B的冗余阵列的第六转移流程。

[0068] 在上文结合图3A-图3F描述的特定实施例中，用于每个子像素的第一微型LED器件和第二微型LED器件400是独立转移的。例如，这可以减小相关缺陷的概率。然而，在其他实施例中，可以同时从同一承载衬底转移第一微型LED器件和第二微型LED器件。通过这种方式，同时转移可以提高生产吞吐量，同时仍然提供冗余方案的一些有益效果，代价是由于从承载衬底的同一区域转移微型LED器件，可能会有相关缺陷。在这样的实施例中，处理序列会类似于图3B、3D、3F的后续次序的序列。

[0069] 尽管到此为止已经结合具有冗余和修理方案的反射堤结构内的微型LED器件布置描述了本发明的实施例，但这样的配置不是必需的。在一个实施例中，在反射堤结构内放置单个微型LED器件。在图4A所示的实施例中，在反射堤结构142内放置微型LED器件400的冗余对。在图4B所示的实施例中，在具有裸片修理部位401的反射堤结构142内放置微型LED器件400的冗余对。为了将各种可能配置的很多种可能配置一起包括在同一描述之中，参考冗余和修理方案进行描述的其余部分。

[0070] 现在参考图5A-图5C，示出了用于将微型LED器件转移到反射堤结构以及在反射堤结构之上以及围绕微型LED器件形成钝化层的不同序列。图5A示出了在形成钝化层之前将微型LED器件400转移到反射堤结构的实施例。图5B示出了在转移微型LED器件之前在堤层和反射堤结构之上形成钝化层210的实施例。图5C示出了可以通过在转移微型LED器件之前形成钝化层或通过钝化层冲压微型LED器件来形成的配置。如图所示，可以在堤层126之上并围绕反射堤结构142的阵列内的微型LED器件400的侧壁来形成钝化层210。在一个实施例中，在微型LED器件400为垂直LED器件的情况下，钝化层210覆盖并跨越量子阱结构416。钝化层210还可以覆盖反射堤结构142的任何部分，以便防止可能的短路。因此，可以使用钝化层210来钝化量子阱结构416以及反射堤结构142。根据本发明的实施例，不在微型LED器件400的顶表面诸如顶部导电接触402上形成钝化层210，或不在坝结构147的联络线144的顶表面上形成钝化层。在一些实施例中，可以在形成钝化层210之后，利用等离子体蚀刻工艺例如O2、Ar或CF4等离子体蚀刻来回蚀钝化层210，确保微型LED器件400的顶表面(诸如顶部导电接触402)和坝结构147的联络线144暴露，以使得顶部导电电极层318能够与微型LED器件400和联络线144电接触，如结合图9所述。在一些实施例中，微型LED器件400和一个或多个导电线路(例如，联络线144或通孔接触145)在蚀刻之前和之后都在钝化层210的顶表面
211上方突出。在这样的实施例中，可以使用蚀刻来确保从微型LED器件和一个或多个导电线路的顶表面去除任何钝化层残余。在其他实施例中，蚀刻减小了钝化层210的厚度，使得微型LED器件和一个或多个导电线路在蚀刻之后在钝化层的顶表面211上方突出。

[0071] 应当理解，图5A-图5C中示出的实施例示出了包括图1B的反射堤结构内键合的一对微型LED器件400的实施例，包括坝结构147，坝结构147包括坝层127和联络线144。在图5A-图5C中所示的实施例中，联络线144对应于堤层126的顶部上的导电线路。本发明的实施例并不限于该特定配置。例如，可以在反射堤结构内键合单个微型LED器件，或者可以在反射堤结构内键合修理微型LED器件。也可以使用替代的坝结构147，诸如结合图1C-图1D所述的那些。因此，坝结构147的联络线144或通孔接触145可以是堤层的顶部上的导电线路，堤层在钝化层210上方突出，并被提升到反射堤结构142上方，如本文所述。

[0072] 根据本发明的实施例，钝化层210对于可见波长可以是透明或半透明的，以免显著降低成品系统的光提取效率。钝化层可以由各种材料形成，诸如但不限于环氧树脂、丙烯酸类树脂(聚丙烯酸酯)诸如聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、苯并环丁烯(BCB)、聚酰亚胺和聚酯。在一些实施例中，钝化层是可以利用技术诸如热固化、UV固化或大气电子束固化来进行固化的热固材料。

[0073] 如前所述，可以按照不同顺序形成图5A-图5C中所示的结构。在一个实施例中，在转移微型LED器件之后，涂覆并找平钝化层。在另一个实施例中，在转移微型LED器件之前，涂覆并找平钝化层。可以通过利用转移头302通过钝化层210物理驱动微型LED器件400来完成穿通，直到接触反射堤结构142或该接收衬底102上的任选键合层140。如图所示，可以通过钝化层210穿通微型LED器件400，使得钝化层210横向围绕量子阱层416。钝化层210也可以比微型LED器件400的高度更薄，从而能够与微型LED器件400的顶部接触402形成电接触。

[0074] 可以通过转移头302或接收衬底100施加热量来辅助穿通。在钝化层210是UV可固化、大气电子束可固化或热可固化B级热固材料的实施例中，施加热量能够熔化或软化B级热固钝化层210，以辅助穿通。因此，可以控制B级热固材料中所施加压力的量、热量以及交联的量，以实现穿通。然后可以使用穿通之后UV能量或大气电子束的施加来固化热固钝化层210，其中热固钝化层210是UV可固化或大气电子束可固化的。在钝化层210是热可固化的B级热固材料的实施例中，然后可以利用在穿通之后继续施加热来固化热固钝化层210。在钝化层210是热塑材料的实施例中，将热塑钝化层210加热到Tg以上，并且更具体地讲，在穿通期间高于热塑材料的Tg且低于其Tm。因此，可以控制施加到热塑材料的压力的量和热量以实现穿通。

[0075] 在某些实施例中，在穿通期间施加热量还能够导致任选的键合层410、140中的一者或两者的回流或层间的扩散，以辅助键合。此外，任何键合层410、140的回流能够导致形成具有更高熔点的新键合层。在一个实施例中，施加热量不仅有助于穿通层210，施加热量还导致一个或多个键合层410、140的至少部分回流和固化。例如，施加热可导致Tm比一个或多个回流层或扩散层更高的合金的形成。

[0076] 在一个实施例中，在十秒或更少时间内，或者更具体地，在一秒或更少时间内，在接收衬底上进行微型器件的穿通和释放。在加热的情况下，可以迅速回流一个或多个任选键合层410、140中的任一个以辅助键合并软化或初步熔化钝化层210，钝化层可以是热、大气电子束或UV可固化的B级热固材料或热塑材料。在从转移头阵列释放微型器件的阵列之后，硬化钝化层210，以在反射堤结构内固定微型器件的阵列。在钝化层210是热塑性的情况下，通过允许热塑材料冷却来实现硬化。在钝化层210是B级热固材料的情况下，可以通过在几分钟或几小时的量级上施加UV能量、大气电子束或热来对钝化层进行最终固化，从而实现固化。在一个实施例中，可以利用加热器和/或加热分布板从接收衬底102的下方施加热。也可以从接收衬底102的上方施加热。UV能量也可以从接收衬底的上方或下方施加。在一个实施例中，将接收衬底转移到固化室以在释放微型LED器件的阵列之后实现固化。

[0077] 现在参考图6A-图6C，示出了这样的实施例：利用涂覆器610向衬底102涂覆钝化层210，之后利用找平器620找平，以在钝化层覆盖的整个区域上提供钝化层基本上平坦的顶表面211。例如，重新参考图3F，在一个实施例中，可以在像素区域104中的所有子像素108上方形成钝化层210。在一个实施例中，钝化层覆盖接地联络线144和像素区域中的所有子像素108。在一个实施例中，钝化层覆盖通孔接触145和像素区域中的所有子像素108。各种配置都是可能的，包括覆盖接地环116。在一个实施例中，在衬底102之上拉动涂覆器610和找平器620时，使用找平器620形成钝化层210的平坦顶表面211，微型LED器件400的一部分和电气线路在其上突出，被例示为图6A中的接地线路144和图6B中的通孔线路145。在其他实施例中，找平器形成微型LED器件400和电气线路上方的钝化层210的平坦顶表面211，使得微型LED器件400和电气线路不在钝化层的顶表面上方突出，如图6C中所示。在这样的实施例中，可以接下来回蚀钝化层以暴露微型LED器件和电气线路。

[0078] 涂覆器610可以采用基于替代涂布方法的替代配置。例如，涂覆器610可以是用于辊涂应用的辊。涂覆器可以是用于狭缝涂布应用的喷嘴。根据衬底102的尺寸，辊涂应用或狭缝涂布可能对于在单次涂布中涂布能够覆盖整个像素区域的宽线宽是有用的。还设想过其他涂布方法，包括旋涂、喷涂、丝网印刷和喷墨印刷。找平器620也可以采用基于替代涂布方法的替代配置。例如，找平器620可以是辊、橡皮刮板或刀片。

[0079] 图7A-图7B是示出了根据本发明的一个实施例，从微型LED器件和堤层的顶部上的导电线路蚀刻钝化层残余的侧视图。如图7A所示的实施例中所示，钝化层210包括基本上平坦的顶表面211。微型LED器件400和导电线路被示出，因为联络线144在顶表面211上方突出。在图示的特定实施例中，钝化层210残余213可以至少部分地覆盖微型LED器件400的顶表面并且/或者导电线路被示为联络线144。在图7B所示的实施例中，可以在形成钝化层210之后，利用等离子体蚀刻工艺例如O2、Ar或CF4等离子体蚀刻，以去除残余213，从而确保微型LED器件400的顶表面(诸如顶部导电接触402)和坝结构147的联络线144暴露，以使得顶部导电电极层318能够与微型LED器件400和联络线144电接触，如结合图9所述。

[0080] 图8A-图8B是示出了根据本发明的一个实施例蚀刻钝化层，使得微型LED器件的一部分和堤层的顶部上的导电线路从钝化层的顶表面上方突出的侧视图。如图所示，在图8A所示的实施例中，钝化层210包括微型LED器件400和/或被示为联络线144的导电线路上方的基本上平坦的顶表面211。在一个实施例中，使用被示为联络线144的导电线路的顶表面来在钝化层涂覆和找平期间设置钝化层210的顶表面211的提升。在图8B所示的实施例中，可以利用等离子体蚀刻工艺例如O2、Ar或CF4等离子体蚀刻来减薄钝化层210，使得微型LED器件400的顶表面(例如顶部导电接触402)和坝结构147的联络线144暴露，并在钝化层210的顶表面211上方突出。

[0081] 现在参考图9，在包括垂直微型LED器件对的实施例中，在形成、固化和蚀刻钝化层210之后，在微型LED器件400对上形成顶部电极层318并与导电线路(例如，144、145)和接地线116电接触。根据特定的应用，顶部电极层318对可见波长可以为不透明的、反射的、透明的或半透明的。示例性的透明导电材料包括非晶硅、透明导电氧化物(TCO)诸如铟锡氧化物(ITO)和铟锌氧化物(IZO)、碳纳米管膜，或透明导电聚合物诸如聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)(PEDOT)、聚苯胺、聚乙炔、聚吡咯和聚噻吩。在一个实施例中，顶部电极层318是大约50nm-1μm厚的ITO-银-ITO叠层，银层足够薄，以对于可见波长光谱是透明的。在特定实施例中，顶部电极层318是由喷墨印刷形成的。在一个实施例中，顶部电极层318是大约50nm-1μm厚的PEDOT。根据要涂布的期望区域和任何热约束，其他形成方法可以包括化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、喷涂或旋涂。

[0082] 根据本发明的实施例，可以使用一个或多个顶部电极层318以将微型LED器件400对从子像素阵列电连接到接地线330。各种具有不同冗余度和修理配置的配置都是可能的。为了清晰起见，图9限于单个子像素内的示例性顶部电极层318的配置，而结合图11-图13，针对显示器衬底上的像素布置，提供了更详细的描述。

[0083] 在图9所示的实施例中，单个顶部电极层318被示为将该对的两个微型LED器件400都连接到联络线144。例如，在确定两个微型LED器件400都被转移到显示器衬底且没有缺陷或污染时，可以使用这样的配置。在形成顶部电极之后，可以在示例性结构之上形成覆盖层500。在图10所示的示例性实施例中，覆盖层与微型LED器件400的拓扑和衬底102之上的总体结构是保形的。覆盖层500可以用于向下方结构提供化学钝化和物理保护。覆盖层500也可以是柔性的，并且可以是透明的。覆盖层500可以由各种材料形成，诸如但不限于氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiNx)、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、苯并环丁烯(BCB)、聚酰亚胺和聚酯。

[0084] 图11示出了未形成坝结构的替代实施例。在图11所示的实施例中，可以类似于上文所述那样形成钝化层210并可以找平。在形成钝化层210之后，可以例如利用光刻技术来蚀刻钝化层的部分，以暴露微型LED器件400和导电线路(例如，144、145)，接着形成顶部电极318和覆盖层500。在这样的实施例中，蚀刻可以是定时蚀刻，以便不暴露微型LED器件内的量子阱结构。

[0085] 图12A是示出了根据本发明的一个实施例的有源矩阵显示面板的顶视图，其中在子像素之间形成了黑矩阵材料502。在一个实施例中，在涂覆覆盖层500之前形成黑矩阵502。可以基于所用的材料利用适当方法形成黑矩阵502。例如，可以利用喷墨印刷、溅镀和蚀刻、旋涂加剥离或印刷方法涂覆黑矩阵502。示例性黑矩阵材料包括碳、金属膜(例如，镍、铝、钼及其合金)、金属氧化物膜(例如，氧化钼)和金属氮化物膜(例如氮化铬)、有机树脂、玻璃浆和包括黑色颜料或银颗粒的树脂或浆料。

[0086] 除了作为保形层之外，覆盖层500还可以是独立的盖板，其可以通过例如粘合剂附接于衬底。图12B是示出了根据本发明的一个实施例，在显示面板衬底之上形成盖板之前，涂布黑矩阵材料的示意性侧视图。图12C是示出了根据本发明的一个实施例，显示面板衬底之上有盖板的情况下，涂覆黑矩阵材料的示意性侧视图。

[0087] 图13A是示出了根据本发明的实施例描述的微型LED器件的阵列的顶部示意图，其包括各种冗余和修理配置。在图13A所示的具体实施例中，在多个堤开口128之上形成并可以在多个子像素或像素106之上形成顶部电极层318。在一个实施例中，在像素区域中的所有微型LED器件400之上形成顶部电极层318。图13A示出了各种可能的配置。标记的像素区域106中的一种配置包括如下这些：修理微型LED部位401是开放的，并且修理微型LED器件未被转移。图13A还示出了这样的配置：在检测到有缺陷或受污染的微型LED器件400X时，或检测到缺失的微型LED器件时(由微型LED器件键合部位处的键合层140证明)，已经转移了修理微型LED器件400。

[0088] 图13B是示出了根据本发明的一个实施例在包括多种配置的微型LED器件的阵列之上形成的多个独立的顶部电极层318的顶部示意图。图13B中所示的实施例与图13A中所示的不同之处尤其在于多个独立顶部电极层318的形成。在一个实施例中，诸如在标记的像素106中所示的那些中，未在修理键合部位401上放置微型LED器件400，不需要在其上形成顶部电极层318。因此，可以基于是否增加了替换微型LED器件来确定顶部电极层318的长度。顶部电极层318也可以形成于键合部位401之上。

[0089] 在一些实施例中，顶部电极层318是通过喷墨印刷或丝网印刷形成的。喷墨印刷尤其可能是适合的，因为它是一种非接触印刷方法。常规的AMOLED背板处理序列通常在沉积室中毯式沉积顶部电极层，接着从大的衬底解离个体背板。根据本发明的实施例，可以在转移微型LED器件的阵列之前，从较大衬底解离显示器衬底102。在一个实施例中，喷墨印刷或丝网印刷为个体顶部电极层的图案化提供了可行的方法，无需冗余和修理方案中用于每种特定配置的独立掩模层。根据应用，顶部电极层118的线宽也可以改变。例如，线宽可以接近子像素区域的线宽。或者，该线宽可以是最小值。例如，利用市售的喷墨打印机可以实现低到大约15微米的线宽，并且利用市售的丝网打印机可以实现低到大约30微米的线宽。因此，线宽可以大于或小于微型LED器件的最大宽度。

[0090] 图13C是示出了根据本发明的一个实施例，在包括各种配置的微型LED器件的阵列之上形成的多个独立顶部电极层的顶部示意图。在图13C所示的具体实施例中，微型LED器件400的布置与上文结合图13A-图13B所述的那些相同。图13C中所示的实施例与图13B中所示的不同之处尤其在于顶部电极层318的形成。图13B所示的实施例被示为交替变化顶部电极层318的长度，而图13C中所示的实施例被示为交替变化顶部电极层318的路径和/或顶部电极层318的数量。

[0091] 形成一个或多个独立的顶部电极层318可以在形成一个或多个顶部电极层318之后对显示器衬底102进行电学测试期间提供附加的有益效果。例如，在形成顶部电极层318之前，可能还不能检测导致微型LED器件400S短路的特定缺陷。牵涉到短路的微型LED器件400S可能会导致暗的子像素，其中所有的电流都流经短路的微型LED器件400S，而不是子像素中其他微型LED器件中的任一个。在图14例示的实施例中，使用适当的技术诸如激光划片来切割连接到短路微型LED器件400S的顶部电极层318。通过这种方式，可能能够在电学测试期间在形成顶部电极层318之后施加电流通过显示器来检测到在前述集成测试方法期间可还未被检测到或未被检测到的电学短路。在这种实施例中，如果微型LED器件400S短路，可以切割顶部电极层318到微型LED器件400S，从而允许冗余和/或修理微型LED器件从子像素提供发射。

[0092] 图15示出了根据一个实施例的显示系统1500。显示系统容纳有处理器1510、数据接收器1520、显示器1530和一个或多个显示驱动器IC1540，其可以是扫描驱动器IC和数据驱动器IC。数据接收器1520可被配置成通过无线或有线方式接收数据。可以按若干无线标准或协议中的任一种来实施无线方式，包括但不限于Wi-Fi(IEEE 802.11系列)、WiMAX(IEEE 802.16系列)、IEEE 802.20、长期演进(LTE)、Ev-DO、HSPA+、HSDPA+、HSUPA+、EDGE、GSM、GPRS、CDMA、TDMA、DECT、蓝牙、其衍生协议，以及任何被指定为3G、4G、5G和更高版本的其他无线协议。一个或多个显示驱动器IC 1540可以物理耦合和电耦合至显示器1530。

[0093] 在一些实施例中，显示器1530包括根据上述本发明实施例形成的一个或多个微型LED器件400。例如，显示器1530可以包括多个上述微型LED器件、坝结构和钝化层。

[0094] 根据其应用，显示系统1500可以包括其他部件。这些其他部件包括但不限于存储器、触摸屏控制器和电池。在各种具体实施中，该显示系统1500可以是电视机、平板电脑、电话、膝上型电脑、计算机监视器、信息亭、数码相机、手持式游戏机、媒体显示器、电子书显示屏或大的区域标牌显示器。

[0095] 图16示出了根据一个实施例的照明系统1600。照明系统容纳有电源1610，其可以包括用于接收电力的接收接口1620，以及用于控制要向光源1640供应的电力的功率控制单元1630。可以从照明系统1600外部或从任选地包括在照明系统1600中的电池供应电力。在一些实施例中，该光源1640包括根据上述本发明实施例形成的一个或多个微型LED器件400。例如，该光源1640可以包括坝结构、钝化层和多个微型LED器件，如上所述。在各种具体实施中，照明系统1600可以是内部或外部照明应用，诸如广告牌照明、楼宇照明、街道照明、灯泡和灯。

[0096] 在利用本发明的各个方面中，对本领域技术人员显而易见的是，在将多个微型LED器件集成到光发射设备的对应的多个反射堤结构中时，以上实施例的组合或变型是可能的。尽管以特定于结构特征和/或方法行为的语言对本发明进行了描述，但应当理解，所附权利要求中限定的本发明并不一定限于所描述的特定特征或行为。本发明所公开的特定特征和行为被理解为受权利要求书保护的本发明的特定适当实施以用于对本发明进行例示。