到系统衬底中的微装置集成制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于将微装置集成于系统(受体)衬底中或在转移之后改进所述微装置的性能的后处理步骤。可使用例如反射层、填料、黑色矩阵或其它层的额外结构的后处理步骤以改进所产生的LED光的输出耦合或限制。在另一实例中，可使用电介质层及金属层以将光电薄膜装置与经转移微装置集成于所述系统衬底中。在另一实例中，将色彩转换层集成于所述系统衬底中以产生来自所述微装置的不同输出。

Micro device integration to system substrate

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】到系统衬底中的微装置集成相关申请案的交叉参考此申请案主张2017年7月18日申请的序列号为15/653,120的美国专利申请案的优先权，所述申请案的全部内容以引用的方式并入本文中。
本专利技术涉及将经转移微装置系统集成到受体衬底上。更具体来说，本专利技术涉及用于在转移到受体衬底中之后增强微装置的性能的后处理步骤，包含光学结构的显影、光电薄膜装置的集成、色彩转换层的添加及施体衬底上的装置的恰当图案化。
技术介绍
本专利技术的目的是通过提供集成于相同受体衬底上的发光微装置及薄膜光电发光装置而克服现有技术的缺点。
技术实现思路
因此，本专利技术涉及一种集成光学系统，其包括多个像素，每一像素包括：受体衬底；发光微装置，其集成于所述受体衬底上；平坦化或堤岸区，其包围所述微装置；及薄膜发光光电装置，其至少一部分安装于所述平坦化或堤岸区上。附图说明参考表示本专利技术的优选实施例的附图更详细描述本专利技术，其中：图1展示具有接触垫的受体衬底及附接到受体衬底的经转移微装置的阵列。图2A展示具有接触垫的受体衬底、附接到受体衬底的经转移微装置的阵列及顶部上的保形电介质及反射层。图2B展示具有接触垫的受体衬底、附接到受体衬底的经转移微装置的阵列及经图案化的保形电介质及反射层。图2C展示具有接触垫的受体衬底、附接到受体衬底的经转移微装置的阵列、经图案化的保形电介质及反射层及形成于相邻微装置之间的黑色矩阵层。图3A展示具有接触垫的受体衬底、附接到受体衬底的经转移微装置的阵列、经图案化的保形电介质及反射层、黑色矩阵层及沉积于衬底上的透明导电层。图3B展示具有附接到其经转移微装置的集成阵列的受体衬底及用于光输出耦合增强的光学反射组件。图3C展示具有附接到其经转移微装置的集成阵列的受体衬底及用于光输出耦合增强的凹形接触垫。图3D展示具有以底部发射配置附接到其经转移微装置的集成阵列的受体衬底。图3E展示具有附接到其经转移微装置的集成阵列的受体衬底。图4A展示具有经转移微装置的受体衬底、保形电介质层及经连接反射层。图4B展示具有经转移微装置、保形电介质层、经连接反射层的受体衬底及沉积于衬底上的透明导电层。图5展示具有经转移微装置的受体衬底及界定像素(或子像素)的经图案化填料。图6A展示覆盖至少一个像素中的所有子像素(例如，覆盖由两个子像素组成的像素的两个子像素)的像素化填料结构。图6B展示由两个子像素组成的像素、经图案化以界定所述像素的填料层及所述像素周围的经图案化保形电介质及反射层。图6C展示由两个子像素组成的像素、经图案化以界定所述像素的填料层、所述像素周围的经图案化保形电介质及反射层以及卷绕所述像素的黑色矩形层。图6D展示由两个子像素组成的像素、经图案化以界定所述像素的填料层、所述像素周围的经图案化保形电介质及反射层、卷绕所述像素的黑色矩形层及沉积于衬底上的透明导电层。图6E展示由两个子像素组成的像素，其具有受体衬底上的反射光学组件以用于更好光输出耦合。图6F展示由两个子像素组成的像素，其具有受体衬底上的凹形接触垫。图6G展示具有底部发射配置的由两个子像素组成的像素。图6H展示具有底部发射配置的由两个子像素组成的像素、共同顶部电极及侧反射器。图7展示具有两个接触垫的受体衬底。图8展示具有接合到接触垫中的一者的经转移微装置的受体衬底。图9展示在混合结构中将经转移微装置与光电薄膜装置集成。图10展示在混合结构中将经转移微装置与光电薄膜装置集成的另一实例。图11展示在具有共同顶部电极的混合结构中将经转移微装置与光电薄膜装置集成的实例。图12展示在具有顶部及底部透明电极两者的双表面混合结构中将经转移微装置与光电薄膜装置集成的实施例。图13A展示系统衬底及具有薄膜光电装置的集成微装置的另一实施例。图13B展示系统衬底及与具有薄膜光电装置的集成微装置的另一实施例。图14A展示系统衬底及具有两个薄膜光电装置的集成微装置的实施例。图14B展示系统衬底及具有两个薄膜光电装置及受体衬底上的反射层的集成微装置的实施例。图14C及图14D展示微LED及光电装置的实例，其中光通过光电装置。图14E、图14F及图14G展示与系统衬底上的光电装置集成的微LED的另一实例。图14H及图14I展示与系统衬底上的光电装置及彩色滤光器集成的微LED的另一实例。图14J展示与系统衬底上的光电装置及彩色滤光器集成的微LED的另一实例。图15说明系统衬底及微装置衬底的横截面。图16展示转移工艺中的系统衬底及微装置衬底的对准步骤。图17展示转移工艺中的系统衬底及微装置衬底的接合步骤。图18展示转移工艺中的系统衬底及微装置衬底的微装置衬底移除步骤。图19展示转移工艺中的系统衬底及微装置衬底的牺牲层移除步骤。图20展示转移工艺中的系统衬底及微装置衬底的共同电极形成步骤。图21是具有填料层的微装置衬底的横截面。图22是使用支撑层覆盖的微装置衬底的横截面。图23展示转移工艺中的微装置衬底的微装置衬底移除步骤。图24A及图24B展示转移工艺中的微装置衬底的牺牲层移除步骤。还展示具有接触垫的系统衬底。图25展示转移工艺中的系统衬底及微装置衬底的接合步骤。图26A及图26B展示转移工艺中的微装置衬底的支撑层移除步骤。还展示具有接触垫及经转移微装置的系统衬底。图27是使用填料层覆盖的微装置衬底的横截面。图28A及图28B是具有衬底中的导通孔及牺牲层的微装置衬底的横截面。图29是具有衬底中的导通孔及由绝缘层覆盖的牺牲层的微装置衬底的横截面。图30是具有衬底中的经导电层填充的导通孔及牺牲层的微装置衬底的横截面。图31是具有共同顶部电极的微装置衬底的横截面。图32是具有共同顶部电极的集成系统衬底的横截面。图33A展示施体衬底上的微装置的二维布置。图33B是系统衬底及微装置衬底的横截面。图34是经接合系统衬底及微装置衬底的横截面。图35展示转移工艺中的微装置衬底的激光剥离步骤。图36是选择性转移工艺之后的系统衬底及微装置衬底的横截面。图37是具有共同顶部电极的集成系统衬底。图38A及38B是具有拥有不同高度的微装置的微装置衬底的横截面。图39是具有填料层的微装置衬底的横截面。图40展示转移工艺中的具有夹持机构的系统衬底及微装置衬底的对准步骤。图41A展示施体衬底上的微装置的二维布置。图41B是具有不同节距的系统衬底及微装置衬底的横截面。图42展示具有不同节距的系统衬底及微装置衬底的选择性微装置转移工艺。图43是具有不同节距的系统衬底及微装置衬底的横截面。图44展示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成光学系统，其包括多个像素，每一像素包括：/n受体衬底；/n发光微装置，其集成于所述受体衬底上；/n平坦化或堤岸区，其包围所述微装置；及/n薄膜发光光电装置，其至少一部分安装于所述平坦化或堤岸区上。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170718 US 15/653,1201.一种集成光学系统，其包括多个像素，每一像素包括：
受体衬底；
发光微装置，其集成于所述受体衬底上；
平坦化或堤岸区，其包围所述微装置；及
薄膜发光光电装置，其至少一部分安装于所述平坦化或堤岸区上。


2.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括反射器，所述反射器能够在相同方向上引导来自所述微装置及所述薄膜光电装置的光。


3.根据权利要求1所述的系统，其中所述薄膜发光光电装置包括：
底部电极，其在所述平坦化结构上；
薄膜发光层；及
顶部电极，其在所述薄膜发光层上。


4.根据权利要求3所述的系统，其中所述顶部电极包含反射材料，其用于在相同方向上引导来自所述微装置及所述薄膜光电装置的光通过所述受体衬底。


5.根据权利要求3所述的系统，其中所述薄膜发光层包含反射材料，其用于在相同方向上引导来自所述微装置及所述薄膜光电装置的光通过所述受体衬底。


6.根据权利要求3所述的系统，其中所述底部电极包含：
接合垫，其在所述受体衬底上；
第一部分，其平行于所述受体衬底延伸；及
第二部分，其从所述接合垫延伸到所述第一部分，所述第二部分包含用于防止光进入相邻像素的反射材料。


7.根据权利要求1所述的系统，其中所述微装置包含所述受体衬底上的下电极、发光部分及所述发光部分上的上电极；
其中来自所述发光部分的光能透过所述上电极；且
其中所述下电极包括反射材料，其用于在相同方向上引导来自所述微装置及所述薄膜光电装置的光通过所述上电极。


8.根据权利要求7所述的系统，其中所述薄膜发光光电装置包括：
底部电极，其在所述平坦化或堤岸区上；
薄膜发光层；及
顶部电极，其在所述薄膜发光层上，
其中所述底部电极包含：
接合垫，其在所述受体衬底上；
第一部分，其平行于所述受体衬底延伸；及
第二部分，其从所述接合垫延伸通过所述平坦化或堤岸区而到所述第一部分，所述第二部分包含用于防止光进入相邻像素的反射材料。


9.根据权利要求1所述的系统，其中所述平坦化或堤岸区包含用于在所要方向上反射来自所述微装置的光的凹形反射结构。


10.根据权利要求1所述的系统，其中所述微装置包括所述受体衬底上的下电极、发光部分及所述发光部分上的上电极；且进一步包括所述上电极上方的堤岸层，其用于将所述上电极与所述薄膜光电装置绝缘。


11.根据权利要求10所述的系统，其中所述堤岸层包含贯穿其中的开口以使光能够行进通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：格拉姆雷扎·查济，埃桑诺拉·法蒂，
申请(专利权)人：维耶尔公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA