微組裝LED顯示器的製作方法
2023-08-08 10:22:31
相關申請案
本申請案主張以下美國臨時專利申請案的優先權及權益：2014年6月18日提出申請的標題為「微組裝led顯示器及照明元件(microassembledleddisplaysandlightingelements)」的第62/014,077號美國臨時專利申請案；2014年7月20日提出申請的標題為「微組裝led顯示器及照明元件」第62/026,695號美國臨時專利申請案；2014年7月27日提出申請的標題為「微組裝led顯示器及照明元件」的第62/029,533號美國臨時專利申請案；2014年9月25日提出申請的標題為「經由微轉移印刷組裝的微型led顯示器的互連構架優點(interconnectionarchitecturesadvantageousformicro-leddisplaysassembledviamicrotransferprinting)」的第62/055,485號美國臨時專利申請案；2014年9月26日提出申請的標題為「經由微轉移印刷組裝的微型led顯示器的互連構架優點」的第62/056,419號美國臨時專利申請案；2014年3月10日提出申請的標題為「具有底部發射無機微尺度發光二極體的無源矩陣顯示器(passivematrixdisplaywithbottomemittinginorganicmicroscalelightemittingdiodes)」的第62/131,230號美國臨時專利申請案；2015年4月16日提出申請的標題為「微組裝微型led顯示器及照明元件(microassembledmicroleddisplaysandlightingelements)」的第62/148,603號美國臨時專利申請案；及2015年6月1日提出申請的標題為「微組裝微型led顯示器及照明元件」的第62/169,531號美國臨時專利申請案，所述美國臨時專利申請案中的每一者的內容以全文引用的方式併入本文中。
本文中描述以過小、過多或過於易碎而無法通過常規手段組裝的微型led陣列為特徵的微組裝無機發光二極體(即，微型led)顯示器及照明元件。
背景技術：
平板顯示器通常構造有分布於扁平襯底表面上方的光發射器陣列。除等離子電視外，發射式平板顯示器通常依賴於(i)具有由液晶及彩色濾光器提供的像素光控制的背光(例如，液晶顯示器)、(ii)有機彩色光發射器(例如，有機發光二極體顯示器)，或(iii)具有彩色濾光器的有機白色光發射器(例如，白色有機發光二極體顯示器)。重要地，所有這三種平板顯示器技術均是區域發射器，即，每一像素的整個區域填充有光發射器或光控制器。這些顯示器中的大部分是依賴於形成於襯底上的局部電路以控制像素的有源矩陣顯示器。這些電路(針對液晶顯示器的單個電晶體及針對有機發光二極體顯示器的兩個或多於兩個電晶體)在襯底上需要顯著區域，這減少可用於光發射的區域。有機發光二極體顯示器通常具有60％填充因數(還稱作為有源發光區域或孔徑比)，且液晶顯示器可取決於顯示器大小及解析度而具有甚至更大填充因數。
無機發光二極體(led)通常是使用需要使用各種化學品及材料的半導體過程而製造。此製造方法需要使用在高溫製造過程期間不熔化的剛性襯底(例如，藍寶石襯底或矽襯底)。在將led製作於剛性襯底上之後，通常將晶片切割以形成用於顯示器中的個別led。
顯示器中的早期led應用包含具有數值led顯示器的手持式計算器。最近，led已經集成為顯示器的背光。將led集成於較大顯示器(例如顯示器面板)中涉及對顯示器面板中的每一個別led的複雜布線。將led用於顯示器(例如rgbled顯示器)中繼續呈現眾多挑戰，包含增加的複雜性、有限的顯示格式、增加的製造成本及減小的製造合格率。舉例來說，具有解析度1280×720的顯示器包含921,600個像素。針對rgbled顯示器，每一像素通常必須在每一像素中包含三個led(紅色、綠色及藍色led)。因此，顯示器在此實例中必須使用2,764,800個led。在一些情形中，所有這些led必須布置於對角線測量為數英寸的顯示器中。這些led不僅必須較小，而且所述led必須布置成具有適當布線及驅動電路的陣列。此外，用於形成每一色彩的led的材料不同。針對rgb顯示器視需要在製造期間布置不同色彩led是極其困難的。半導體晶片或裸片自動化組裝設備通常使用真空操作放置頭(例如真空抓持器或取放工具)以拾取裝置並將裝置應用於襯底。使用此技術來拾取及放置超薄且小型裝置是困難的。
此外，led通常在微型led的不同面上形成有端子。這些垂直led在互連過程期間在電隔離陽極及陰極方面遇到挑戰。此需要在(例如)led顯示器的機器人組裝中在端子之間沉積垂直絕緣體。舉例來說，如果一個端子位於底部上且一個端子位於頂部上，那麼端子在x-y平面中佔據相同空間且需要穩健絕緣體。在led的兩個端子之間面板級形成垂直電絕緣向顯示器添加額外步驟及層，從而在顯示器應用中添加增加的複雜性。
出於這些原因以及其它原因，為消費者提供高解析度rgbled顯示器是困難且昂貴的。因此，需要使用提供低成本製造、經改善合格率及經改善系統可靠性的led來製造顯示器的系統及方法。
技術實現要素：
本文中描述以過小、過多或過於易碎而無法通過常規手段組裝的微型led陣列(例如，微型led具有0.5μm到50μm的寬度、長度、高度及/或直徑；例如，1μm到50μm的寬度、5μm到500μm的長度及0.5μm到50μm的高度)為特徵的微組裝無機發光二極體(例如，微型led)顯示器及照明元件。確切來說，這些顯示器是使用微轉移印刷技術組裝。所述微型led可使用高溫製造技術製備於同質襯底上且被印刷到非同質顯示器襯底(例如，與微型led原本製成於其上的同質襯底分離且相異的聚合物、塑料、樹脂、聚醯亞胺、聚萘二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸乙二酯、金屬、金屬箔、玻璃以及藍寶石、透明材料或柔性材料)，藉此避免將所述微型led製造於所述顯示器襯底上，所述顯示器襯底除其它事項外還無法耐受構造半導體元件所需的溫度。
經微轉移印刷的微型led是明亮的(例如，從300w/cm2到700w/cm2的強度)且實現低電力消耗。顯示器可利用透明的(例如，塑料、藍寶石、或玻璃)襯底，且可經製成為輕量或柔性或者兩者。由於所述微型led佔據顯示器區域的小部分，且由於所述微型led布線可是細或透明的，因此顯示器自身可是透明或半透明的。顯示器可從前側、背側或兩側發射光。在一些實施例中，顯示器在一側上具有粘附層，從而產生貼紙狀顯示器。
稀疏分布的微型led允許包含微型傳感器、電力收穫裝置、姿勢傳感器(接觸式及非接觸式兩者)、圖像捕獲裝置等新功能。顯示器還可包含微轉移印刷的微型集成電路，所述微型集成電路提供cmos性能及(在一些實施例中)嵌入式存儲器(例如，非易失性存儲器)。
led像素的有源發光區域是小的且相對於其中半導體材料佔據整個顯示器面板或其大量部分的常規顯示器而佔據最小像素區域。舉例來說，僅有源元件的位置中需要所揭示顯示器中的半導體材料，例如，在某些實施例中，其覆蓋不大於顯示器的觀看區域的40％、30％、20％、10％、5％、3％、1％、0.5％或0.1％。因此，部分地由於微型led的亮度、結晶半導體襯底的效率及使用本文中所描述的製造技術將微型led組裝成陣列的能力，可能在不危及顯示器質量的情況下以低填充因數(例如，不大於40％、30％、20％、10％、5％、3％、1％、0.5％或0.1％)製造顯示器。
舉例來說，在一些實施例中，驅動電路位於一或多個像素中(例如，在與微型led相同的層上)。舉例來說，驅動電路可僅使用像素的小部分(例如，舉例來說，10μm到60μm×5μm到50μm的區域)。驅動微型led所需的電路可消耗(舉例來說)小於像素區域的10％、5％、1％、0.5％或0.1％，藉此允許空間可用於其它用途及/或經改善透明度。舉例來說，更複雜電路或多個發射器可放置於每一像素位置處而無光發射或效率的損失。相比來說，如果多個發射器及/或其它有源元件包含於使用其它平板顯示器技術的每一像素位置處，那麼可用於每一像素的區域將減少，藉此導致減少的光輸出或使用壽命。因此，包含(舉例來說)在顯示器襯底上利用微型led的顯示器的所揭示微型led顯示器允許更多複雜性、額外光發射器或欲放置於每一像素中的額外功能性而不顯著地影響(例如，無任何圖像)顯示器質量。
在某些實施例中，通過將微型led微轉移印刷到顯示器襯底實現99.99％或更大的合格率。在每一像素位點處定位多個無機微型led實現數個可能技術優點。此外，可通過將冗餘無機微型led定位於每一光發射器或像素位點處來增加顯示器合格率。舉例來說，在一些實施例中，通過在每一像素位點處使用兩個或多於兩個完全相同光發射器而改善顯示器合格率，因為(舉例來說)即使每一像素位點處的一個光發射器(舉例來說)是故障的，顯示器仍呈現為恰當地起作用。在某些實施例中，在確定主要微型led出故障(例如，在製造期間或在顯示器分布之前)時，冗餘微型led電連接到顯示器。
此外，在一些實施例中，不同色彩的額外發射器以襯底區域或像素性能中無顯著成本提供於像素內。額外色彩可(舉例來說)通過將黃色或青色添加到常規紅色、綠色及藍色發射器而加寬色域。在一些實施例中，使用所揭示技術提供3d顯示器。舉例來說，在一些實施例中，顯示器利用兩個稍微不同的紅色、綠色及藍色發射器，藉此提供3d顯示器而不減小顯示器幀速率。更複雜控制方案是可能的，例如，舉例來說，視需要更新。此外，在一些實施例中，局部光傳感器可用於局域(或全局)校準微型led(例如，實時)。在某些實施例中，除微型led之外，其它微型裝置還可放置於每一像素內。舉例來說，微型感測及微型集成電路(例如，微型顯示器驅動器)可放置於像素內。在一些實施例中，天線位於每一像素內。所述天線可用於使用無線信號/通信來將電力或數據流式傳輸到顯示器中。
在某些實施例中，所揭示技術包含微型led顯示器(舉例來說，經由微轉移印刷組裝的顯示器)的有利互連架構。
通常，led在微型led的不同面上形成有端子。垂直led在互連的過程期間在電隔離陽極及陰極方面遇到挑戰。此需要在(例如)led顯示器的機器人組裝中在端子之間沉積垂直絕緣體。舉例來說，如果一個端子位於底部上且一個端子位於頂部上，那麼端子在x-y平面中佔據相同空間且需要穩健絕緣體。
另外，接觸襯墊的水平分離允許到每一微型led的端子的連接形成於單個層級上，藉此減少顯示器中的層級的數目且改善放置準確度。在某些實施例中，微型led組裝(例如，經由微轉移印刷)到絕緣體上，且在所述絕緣體中形成孔以接達所述絕緣體下面的列線。因此，此架構減少形成顯示器所需要的層級的數目。
此外，微型led上的接觸襯墊的水平分離提供從垂直led結構不可獲得的益處。舉例來說，使用垂直led結構的顯示器需要在led的兩個端子(接觸襯墊)之間形成面板級垂直電絕緣。相比之下，在某些實施例中，所揭示技術通過將端子放置在微型led的同一面上來避免此問題。led接觸襯墊的水平分離憑藉導體的水平分離促進電隔離，藉此避免垂直電絕緣要求。
在某些實施例中，所揭示技術提供具有水平分離接觸襯墊的伸長微型led(例如，具有大縱橫比的矩形led)。此配置減小將微型led組裝到顯示器面板所需的顯示器面板導體的放置準確度。此外，led構造過程中的精細光刻可用於使端子與led結構中的其它元件之間的分離距離(例如，100nm到200微米的距離的分離距離)最小化，因此增加微型led端子的可能大小。減小端子與led結構元件之間的橫向分離、增加端子的大小(在led的尺寸的限制內)及水平分離端子增加對經組裝的微型led與用於互連顯示器襯底上的經組裝的微型led的相對粗導電線之間的對齊及光刻誤差的製造容限。
此外，本文中描述堆疊式透明(或半透明)顯示器，所述顯示器允許可調諧亮度、缺陷補償、增加的清晰度及/或2.5d或3d觀看。
本文中還描述：由佔據與獨立驅動晶片相同的觀看區域的多個集成式顯示器形成的顯示器、具有補充rgb無機微型led的顯示器、在同一像素中具有反射式顯示元件及微型led發射器的多模式顯示器、具有包含用於視覺上更完美裝置的黃色微型led(及/或其它非傳統rgb色彩，例如青色)的像素的顯示器，及具有(舉例來說)每像素多達9個微型led的微組裝微型led顯示器。所揭示技術還促進微組裝微型led的光致發光或功能測試。
在某些實施例中，所揭示技術利用微轉移印刷技術來形成成像裝置，例如微型led顯示器裝置。舉例來說，在某些實施例中，電子有源組件從同質襯底(例如，無機半導體材料、單晶矽晶片、絕緣體上矽晶片、多晶矽晶片及gaas晶片、si(111)、gan、藍寶石、inp、inalp、ingaas、algaas、gasb、gaalsb、alsb、insb、ingaalsbas、inalsb及ingap)轉印到顯示器襯底(例如，用於(舉例來說)在非同質襯底上形成有源組件的陣列的非同質襯底，例如玻璃、塑料或金屬)。在一些實施例中，使用彈性體印模及/或靜電印模執行轉印。有源組件的釋放經控制且可預測，藉此實現使用微轉移印刷技術生產本文中所描述的微型led顯示器。
舉例來說，微結構印模(例如彈性體印模或靜電印模(或其它轉印裝置))可用於拾取微型裝置(例如，微型led、傳感器或集成電路)，將微型裝置輸送到目的地顯示器襯底並將微型裝置印刷到顯示器襯底上。表面粘附力可用於控制對這些裝置的選擇並將其印刷到顯示器襯底上。此過程可大規模並行執行，從而在單個拾取及印刷操作中轉印數百到數千個離散結構。
在一個方面中，本發明是針對一種無機發光二極體顯示器，所述顯示器包括：多個無機發光二極體，其在非同質於所述多個發光二極體的顯示器襯底上組裝成陣列，其中所述陣列的每一發光二極體在所述對應發光二極體的第一側上包括第一金屬端子，所述第一金屬端子與所述同一發光二極體的所述第一側上的第二金屬端子水平分離達一水平距離，其中所述水平距離是從100nm到20微米。
在某些實施例中，所述顯示器襯底具有從5微米到10微米、從10微米到50微米、從50微米到100微米、從100微米到200微米、從200微米到500微米、從500微米到0.5mm、從0.5mm到1mm、從1mm到5mm、從5mm到10mm或從10mm到20mm的厚度。在某些實施例中，多個光發射器中的每一者具有從2μm到5μm、從5μm到10μm、從10μm到20μm或從20μm到50μm的寬度。在某些實施例中，所述多個光發射器中的每一者具有從2μm到5μm、從5μm到10μm、從10μm到20μm或從20μm到50μm的長度。在某些實施例中，所述多個光發射器中的每一者具有從2μm到5μm、從4μm到10μm、從10μm到20μm或從20μm到50μm的高度。
在某些實施例中，所述顯示器的解析度是120×90、1440×1080、1920×1080、1280×720、3840×2160、7680×4320或15360×8640。
在某些實施例中，每一發光二極體包括：導電層；及無機發光層，其安置於所述導電層的一部分上，所述導電層包括延伸超過所述無機發光層的邊緣的懸臂延伸部，其中所述第一金屬端子安置於所述無機發光層的一部分上且所述第二金屬端子安置於所述導電層的所述懸臂延伸部上，其中在所述第一金屬端子與所述第二金屬端子之間供應的電流致使所述無機發光層發光。
在某些實施例中，所述橫嚮導電層包括選自由以下各項組成的群組的至少一個部件：金屬鏡、電介質鏡、高折射率半導體及對從所述發光二極體發射的所述光基本上透明的半導體，藉此形成向上發射顯示器。
在某些實施例中，所述橫嚮導電層包括選自由以下各項組成的群組的至少一個部件：對從所述led發射的所述光基本上透明的半導體、透明導電氧化物及薄金屬網。
在某些實施例中，所述第一金屬端子及所述第二金屬端子是透明的。在某些實施例中，所述第一金屬端子及所述第二金屬端子包括選自由以下各項組成的群組的至少一個部件：ito、zno、碳納米管膜、鋁、銀、金、鎳、鉑、鈦及細金屬網。
在某些實施例中，所述顯示器是向下發射微型led顯示器使得由所述多個發光二極體發射的光的大部分是穿過所述顯示器襯底發射出。
在某些實施例中，所述顯示器包括多個光學反射結構，每一光學反射結構與所述第一金屬端子位於所述多個發光二極體中的對應發光二極體的同一側上。
在某些實施例中，所述第一金屬端子及所述第二金屬端子是至少部分反射性的，藉此允許從相應發光二極體發射的光至少部分地從所述第一金屬端子及所述第二金屬端子反射且穿過每一發光二極體的與第一面相對的第二面。
在某些實施例中，直接位於每一發光二極體的至少一部分下面的材料是至少部分透明的。
在某些實施例中，所述顯示器是向上發射微型led顯示器，使得由所述多個發光二極體發射的光的大部分是沿遠離所述顯示器襯底的方向發射。
在某些實施例中，所述顯示器包括多個光學反射結構，每一光學反射結構位於所述多個發光二極體中的對應發光二極體下方在所述發光二極體的與所述第一金屬端子相對的一側上。
在某些實施例中，所述第一金屬端子及所述第二金屬端子是至少部分透明的，藉此允許從相應發光二極體發射的光至少部分地穿過所述第一金屬端子及所述第二金屬端子。
在某些實施例中，所述顯示器包括：多個第一互連件，每一第一互連件電連接到對應發光二極體的所述第一金屬端子；及多個第二互連件，每一第二互連件電連接到對應發光二極體的所述第二金屬端子，其中所述多個第一互連件及所述多個第二互連件位於所述第一面上。
在某些實施例中，所述多個第一互連特徵及所述多個第二互連特徵處於單個光刻層級中。
在某些實施例中，所述多個第一互連件中的每一者通過絕緣體中的多個通孔中的一通孔而電耦合到多個列電極中的一個列電極，每一通孔與所述多個發光二極體中的一發光二極體相關聯。
在某些實施例中，所述多個列電極、所述多個第一互連件及所述多個第二互連件是通過具有比用於形成所述第一金屬端子及所述第二金屬端子的光刻粗的解析度的光刻而形成。
在某些實施例中，所述發光二極體中的每一者具有大於或等於其寬度的兩倍的長度。在某些實施例中，針對所述多個發光二極體中的每一發光二極體，所述對應第一金屬端子及所述對應第二金屬端子覆蓋所述對應發光二極體的橫向佔用面積的至少一半、三分之二或四分之三。在某些實施例中，所述多個發光二極體是經由微轉移印刷而組裝。
在某些實施例中，所述顯示器襯底是選自由以下各項組成的群組的部件：聚合物、塑料、樹脂、聚醯亞胺、pen、pet、金屬、金屬箔、玻璃、半導體及藍寶石。
在某些實施例中，所述顯示器襯底具有針對可見光大於或等於50％、80％、90％或95％的透明度。在某些實施例中，所述顯示器襯底具有包含所述多個發光二極體的連續顯示器襯底區域，所述多個發光二極體中的每一發光二極體具有發光區域，且所述多個發光二極體的組合發光區域小於或等於所述連續顯示器襯底區域的四分之一。
在某些實施例中，所述多個發光二極體的所述組合發光區域小於或等於所述連續顯示器襯底區域的八分之一、十分之一、二十分之一、五十分之一、百分之一、五百分之一、千分之一、兩千分之一或萬分之一。
在某些實施例中，針對所述多個無機發光二極體中的每一無機發光二極體，所述水平距離是從500nm到1μm、從1μm到5μm、從5μm到10μm或從10μm到20μm。在某些實施例中，針對所述多個無機發光二極體中的每一無機發光二極體，所述第一金屬端子的表面與第二金屬端子的表面共享平面。
在某些實施例中，所述顯示器包括：多個微型集成電路，其位於所述顯示器襯底上，每一微型集成電路與所述多個發光二極體中的一組發光二極體電連接。
在某些實施例中，每一集成電路用於控制發射特定色彩的光的led。
在某些實施例中，所述多個發光二極體中的由相應集成電路驅動的每一組發光二極體形成獨立子顯示器。
在某些實施例中，所述顯示器包括：多個第二無機發光二極體，其在非同質於所述多個第二發光二極體的第二顯示器襯底上組裝成第二陣列，其中所述多個第二發光二極體中的每一第二發光二極體在所述對應發光二極體的第一側上包括第一金屬端子，所述第一金屬端子與所述同一發光二極體的所述第一側上的第二金屬端子水平分離達一水平距離，其中所述水平距離是從100nm到20微米，其中第一顯示器襯底與所述第二襯底是堆疊的。
在某些實施例中，所述顯示器包括：多個第二無機發光二極體，其在所述顯示器襯底的與所述多個無機發光二極體相對的一側上組裝成第二陣列，其中所述多個第二發光二極體中的每一第二發光二極體在所述對應發光二極體的第一側上包括第一金屬端子，所述第一金屬端子與所述同一發光二極體的所述第一側上的第二金屬端子水平分離達一水平距離，其中所述水平距離是從100nm到20微米，其中所述第一顯示器襯底與所述第二襯底是堆疊的。
在某些實施例中，所述多個無機發光二極體的所述陣列具有不同於所述多個第二無機發光二極體的所述第二陣列的解析度。
在某些實施例中，所述多個無機發光二極體中的每一者具有第一大小，所述多個第二無機發光二極體中的每一者具有第二大小，且所述第一大小不同於所述第二大小。
在另一方面中，本發明是針對一種形成發光二極體顯示器的方法，所述方法包括：在襯底上形成多個列線；將絕緣體沉積於所述列線上；將多個發光二極體微轉移印刷到所述絕緣體上，其中每一微型發光二極體在所述發光二極體的第一面上包括第一金屬端子及第二金屬端子，其中所述襯底非同質於所述多個發光二極體；在所述絕緣體中形成多個孔，藉此暴露所述多個列線中的每一者的部分；及將多個導電互連件沉積於所述第一面上，所述多個導電互連件包括多個行電極及多個列互連件，其中所述多個列互連件中的每一者將列線電連接到對應發光二極體的所述第一金屬端子。
在某些實施例中，針對所述多個發光二極體中的每一發光二極體，所述第一金屬端子與所述同一發光二極體的所述第一面上的所述第二金屬端子水平分離達從100nm到5微米的水平距離。
在某些實施例中，所述第一金屬端子及所述第二金屬端子是透明的。在某些實施例中，所述第一金屬端子及所述第二金屬端子是至少部分透明的，藉此允許從相應發光二極體發射的光至少部分地穿過所述第一金屬端子及所述第二金屬端子。
在某些實施例中，所述顯示器是向下發射微型led顯示器使得由所述多個發光二極體發射的光的大部分是穿過所述顯示器襯底發射出。
在某些實施例中，所述方法包括：沉積多個光學反射結構，每一光學反射結構位於所述多個發光二極體中的一發光二極體上面在所述發光二極體的與所述顯示器襯底相對的一側上。
在某些實施例中，直接位於每一發光二極體的至少一部分下面的材料是至少部分透明的。
在某些實施例中，所述第一金屬端子及所述第二金屬端子是至少部分反射性的，藉此允許從相應發光二極體發射的光至少部分地從所述第一金屬端子及所述第二金屬端子反射且穿過每一發光二極體的與所述第一面相對的第二面。在某些實施例中，所述第一金屬端子及所述第二金屬端子包括選自由以下各項組成的群組的至少一個部件：ito、zno、碳納米管膜、鋁、銀、金、鎳、鉑、鈦及細金屬網。
在某些實施例中，所述顯示器是向上發射微型led顯示器，使得由所述多個發光二極體發射的光的大部分是沿遠離所述顯示器襯底的方向發射。
在某些實施例中，所述方法包括：在微轉移印刷所述多個發光二極體之前，沉積多個光學反射結構，每一光學反射結構位於所述多個發光二極體中的對應發光二極體下方。
在某些實施例中，每一發光二極體包括：導電層；及無機發光層，其安置於所述導電層的一部分上，所述導電層包括延伸超過所述無機發光層的邊緣的懸臂延伸部，其中所述第一金屬端子安置於所述無機發光層的一部分上且所述第二金屬端子安置於所述導電層的所述懸臂延伸部上，其中在所述第一金屬端子與所述第二金屬端子之間供應的電流致使所述無機發光層發光。
在某些實施例中，所述橫嚮導電層包括選自由以下各項組成的群組的至少一個部件：金屬鏡、電介質鏡、高折射率半導體及對從所述發光二極體發射的所述光基本上透明的半導體，藉此形成向上發射顯示器。
在某些實施例中，所述橫嚮導電層包括選自由以下各項組成的群組的至少一個部件：對從所述led發射的所述光基本上透明的半導體、透明導電氧化物及薄金屬網。
在某些實施例中，微轉移印刷所述多個發光二極體包括：提供轉印裝置，所述多個發光二極體的一部分以可移除方式附接到所述轉印裝置，其中所述轉印裝置包括與所述多個發光二極體的所述部分至少部分接觸的三維特徵；使以可移除方式附接到所述轉印裝置的所述多個發光二極體的所述部分與所述襯底的接納表面接觸；及在所述多個發光二極體的所述部分與所述接納表面的所述接觸之後，使所述轉印裝置與所述多個發光二極體的所述部分分離，其中所述多個發光二極體的所述部分被轉印到所述接納表面上。
在某些實施例中，所述方法包括：多個列電極，每一列電極電連接到多個第一互連件中的相應一者；及絕緣體，其介於所述多個列電極與所述多個發光二極體之間，其中多個第二互連件包括電連接到所述多個發光二極體中的至少一者的所述第二金屬端子的多個行電極。
在某些實施例中，所述多個第一互連件中的每一者通過所述絕緣體中的多個通孔中的一通孔而電耦合到所述多個列電極中的所述列電極中的一者。
在某些實施例中，所述多個列電極、所述多個第一互連件及所述多個第二互連件是通過具有比用於形成所述第一金屬端子及所述第二金屬端子的光刻粗的解析度的光刻而形成。
在某些實施例中，所述多個列電極、所述多個第一互連件及所述多個第二互連件具有2微米到2毫米的最小線與間隔尺寸範圍。
在某些實施例中，所述發光二極體中的每一者具有大於或等於其寬度的兩倍的長度。
在某些實施例中，所述多個第一互連特徵及所述多個第二互連特徵處於單個光刻層級中。
在某些實施例中，針對所述多個發光二極體中的每一發光二極體，所述對應第一金屬端子及所述對應第二金屬端子覆蓋所述對應發光二極體的橫向佔用面積的至少一半、三分之二或四分之三。
在某些實施例中，所述多個發光二極體中的每一者的所述第一面位於每一二極體的遠離所述顯示器襯底的一側上。
在某些實施例中，所述非同質襯底是選自由以下各項組成的群組的部件：聚合物、塑料、樹脂、聚醯亞胺、pen、pet、金屬、金屬箔、玻璃、半導體及藍寶石。
在某些實施例中，所述多個發光二極體中的每一者具有從2μm到5μm、從5μm到10μm、從10μm到20μm或從20μm到50μm的寬度。在某些實施例中，所述多個發光二極體中的每一者具有從2μm到5μm、從5μm到10μm、從10μm到20μm或從20μm到50μm的長度。在某些實施例中，所述多個發光二極體中的每一者具有從2μm到5μm、從4μm到10μm、從10μm到20μm或從20μm到50μm的高度。
在某些實施例中，所述顯示器襯底具有針對可見光大於或等於50％、80％、90％或95％的透明度。
在某些實施例中，所述顯示器襯底具有包含多個發光二極體的連續顯示器襯底區域，所述多個發光二極體中的每一發光二極體具有發光區域，且所述多個發光二極體的組合發光區域小於或等於所述連續顯示器襯底區域的四分之一。
在某些實施例中，光發射器的所述組合發光區域小於或等於所述連續顯示器襯底區域的八分之一、十分之一、二十分之一、五十分之一、百分之一、五百分之一、千分之一、兩千分之一或萬分之一。
在某些實施例中，所述多個導電互連件是在單個步驟中沉積。
在某些實施例中，所述方法包括：將多個微型集成電路微轉移印刷於所述顯示器襯底上，每一微型集成電路與所述多個發光二極體中的一組發光二極體電連接。在某些實施例中，每一集成電路用於控制發射特定色彩的光的led。
在某些實施例中，所述方法包括：在非同質於所述多個第二發光二極體的第二顯示器襯底上將多個第二無機發光二極體微轉移印刷成第二陣列，其中所述多個第二發光二極體中的每一第二發光二極體在所述對應發光二極體的第一側上包括第一金屬端子，所述第一金屬端子與所述同一發光二極體的所述第一側上的第二金屬端子水平分離達一水平距離，其中所述水平距離是從100nm到20微米，其中第一顯示器襯底與所述第二襯底是堆疊的。
在某些實施例中，所述方法包括：在所述顯示器襯底的與所述多個無機發光二極體相對的一側上將多個第二無機發光二極體微轉移印刷成第二陣列，其中所述多個第二發光二極體中的每一第二發光二極體在所述對應發光二極體的第一側上包括第一金屬端子，所述第一金屬端子與所述同一發光二極體的所述第一側上的第二金屬端子水平分離達一水平距離，其中所述水平距離是從100nm到20微米，其中所述第一顯示器襯底與所述第二襯底是堆疊的。
在某些實施例中，所述多個無機發光二極體的所述陣列具有不同於所述多個第二無機發光二極體的所述第二陣列的解析度。
在某些實施例中，所述多個無機發光二極體中的每一者具有第一大小，所述多個第二無機發光二極體中的每一者具有第二大小，且所述第一大小不同於所述第二大小。
在另一方面中，本發明是針對一種顯示器，其包括：顯示器襯底；第一經圖案化金屬層，其位於所述顯示器襯底的表面上；電介質層，其位於所述顯示器襯底及所述第一經圖案化金屬層上；聚合物層，其位於所述電介質層上；多個光發射器，其位於所述聚合物層的表面上，所述多個光發射器中的每一光發射器在所述相應光發射器的同一側上具有陽極及陰極，其中所述顯示器襯底非同質於所述多個光發射器；多個通孔，其是穿過所述聚合物層及所述電介質層而形成，每一通孔與所述多個光發射器中的對應光發射器相關聯；及第二經圖案化金屬層，所述第二經圖案化金屬層在單個層中包括多個陽極互連件及多個陰極互連件，每一陽極互連件通過所述多個通孔中的對應通孔將所述多個光發射器中的對應光發射器的所述陽極電連接到所述第一經圖案化金屬層且每一陰極互連件電接觸所述多個光發射器中的對應光發射器的所述陰極。
在某些實施例中，相應光發射器的所述陽極與陰極水平分離達一水平距離，其中所述水平距離是從100nm到500nm、從500nm到1微米、從1微米到20微米、從20微米到50微米或從50微米到100微米。
在某些實施例中，所述多個光發射器包括多個無機發光二極體。
在某些實施例中，所述顯示器襯底具有從5微米到10微米、從10微米到50微米、從50微米到100微米、從100微米到200微米、從200微米到500微米、從500微米到0.5mm、從0.5mm到1mm、從1mm到5mm、從5mm到10mm或從10mm到20mm的厚度。
在某些實施例中，所述多個光發射器中的每一者具有從2μm到5μm、從5μm到10μm、從10μm到20μm或從20μm到50μm的寬度。在某些實施例中，所述多個光發射器中的每一者具有從2μm到5μm、從5μm到10μm、從10μm到20μm或從20μm到50μm的長度。在某些實施例中，所述多個光發射器中的每一者具有從2μm到5μm、從4μm到10μm、從10μm到20μm或從20μm到50μm的高度。
在某些實施例中，所述顯示器襯底具有針對可見光大於或等於50％、80％、90％或95％的透明度。
在某些實施例中，所述顯示器襯底具有連續顯示器襯底區域，所述多個光發射器各自具有發光區域，且所述多個光發射器的組合發光區域小於或等於所述連續顯示器襯底區域的四分之一。
在某些實施例中，所述多個光發射器的所述組合發光區域小於或等於所述連續顯示器襯底區域的八分之一、十分之一、二十分之一、五十分之一、百分之一、五百分之一、千分之一、兩千分之一或萬分之一。
在某些實施例中，所述顯示器襯底具有針對可見光大於或等於50％、80％、90％或95％的透明度。
在某些實施例中，所述顯示器襯底是選自由以下各項組成的群組的部件：聚合物、塑料、樹脂、聚醯亞胺、pen、pet、金屬、金屬箔、玻璃、半導體及藍寶石。
在某些實施例中，所述第一經圖案化金屬層包括金屬堆疊。在某些實施例中，所述金屬堆疊包括鋁及鈦。在某些實施例中，所述鈦位於所述鋁上。
在某些實施例中，所述聚合物層是光敏負性作用半導體級環氧樹脂。
在某些實施例中，所述多個光發射器已使用印刷工具微轉移印刷於所述聚合物層的所述表面上。
在某些實施例中，所述印刷工具是粘彈性彈性體印模。
在某些實施例中，所述第二經圖案化金屬層包括金屬堆疊。在某些實施例中，所述金屬堆疊包括ti/al/ti。
在某些實施例中，所述第二經圖案化金屬層包括在所述顯示器襯底上的多個襯墊。
在某些實施例中，所述多個光發射器包括多個發射紅色光的紅色光發射器、多個發射綠色光的綠色光發射器及多個發射藍色光的藍色光發射器。
在某些實施例中，所述多個光發射器中的每一光發射器的所述陽極及陰極中的至少一者形成於光發射器電介質層上。
在某些實施例中，所述電介質層是氮化矽。
在某些實施例中，所述顯示器襯底是柔性的。
在另一方面中，本發明是針對一種形成顯示器的方法，所述方法包括：將第一金屬層沉積於顯示器襯底上；圖案化所述第一金屬層以形成第一經圖案化金屬層；將電介質層沉積到所述第一經圖案化金屬層上以形成電絕緣層；應用未固化聚合物層；將多個光發射器從同質襯底微轉移印刷到所述聚合物上，其中所述同質襯底同質於所述多個光發射器的至少一部分，且所述光發射器各自具有用於為所述光發射器提供電力的陽極及陰極；將所述聚合物暴露於紫外光以使所述聚合物固化；穿過所述經固化聚合物層及所述電介質層形成多個通孔以暴露所述第一經圖案化金屬層的一部分；沉積第二金屬層，其中所述第二金屬層接觸所述多個光發射器中的每一光發射器的陽極及陰極；及圖案化所述第二金屬層以形成第二經圖案化金屬層，其中所述第二經圖案化金屬層包括多個陽極互連件及多個陰極互連件，每一陽極互連件通過所述多個通孔中的對應通孔將所述多個光發射器中的對應光發射器的所述陽極電連接到所述第一經圖案化金屬層，且每一陰極互連件電接觸所述多個光發射器中的對應光發射器的所述陰極。
在某些實施例中，所述多個光發射器包括多個無機發光二極體。
在某些實施例中，所述方法包括：將所述顯示器襯底切割成多個顯示器。
在某些實施例中，所述方法包括：在將非同質晶片切割成所述多個顯示器之前，用保護性光致抗蝕劑層塗覆所述晶片；及在將所述顯示器襯底切割成所述多個顯示器之後，在將所述顯示器襯底切割成所述多個顯示器之後將所述保護性光致抗蝕劑層從所述多個顯示器中的每一顯示器移除。
在某些實施例中，所述方法包括：在所述非同質晶片的表面上的接納襯墊上提供無源矩陣驅動器集成電路。
在某些實施例中，所述方法包括：預燒所述多個光發射器中的每一光發射器。
在某些實施例中，相應光發射器的所述陽極與陰極水平分離達一水平距離，其中所述水平距離是100nm到100微米。
在某些實施例中，所述聚合物是光敏負性作用半導體級環氧樹脂。
在某些實施例中，所述第一金屬層是使用金屬物理氣相沉積而沉積。在某些實施例中，所述第一金屬層是使用光刻而圖案化。
在某些實施例中，圖案化所述第一金屬層包括：在沉積所述第一金屬層之前，將負性作用光致抗蝕劑應用於所述第一金屬層，使所述光致抗蝕劑選擇性暴露於光(例如，使用掩模)，及使所述光致抗蝕劑顯影以形成剝離模板；及在沉積所述第一金屬層之後，將所述剝離模板移除，藉此形成所述第一經圖案化金屬層。
在某些實施例中，所述第一金屬層包括鈦-鋁-鈦的金屬堆疊。
在某些實施例中，沉積所述第一金屬層包括：使用電子束蒸鍍來沉積所述第一金屬層。
在某些實施例中，圖案化所述第二金屬層包括：在負性作用光致抗蝕劑中圖案化剝離掩模；沉積金屬堆疊；及剝離所述光致抗蝕劑掩模以留下所述第二經圖案化金屬層。
在某些實施例中，所述第二經圖案化金屬層包括金屬堆疊。
在某些實施例中，所述金屬堆疊包括ti/al/ti。
在某些實施例中，所述方法包括：使用一或多個熱處理來將一或多個溶劑從所述聚合物移除。
在某些實施例中，微轉移印刷所述多個光發射器包括：使用印刷工具來微轉移印刷所述多個光發射器。
在某些實施例中，所述印刷工具包括粘彈性彈性體印模。
在某些實施例中，微轉移印刷所述多個光發射器包括：在所述多個光發射器與粘彈性彈性體表面之間使用運動可調粘附。
在某些實施例中，微轉移印刷所述多個光發射器包括：通過以下操作來從所述同質襯底拾取所述多個光發射器的至少一部分：使粘彈性彈性體印模接觸到所述多個光發射器的所述部分中的所述光發射器中的每一者的第一表面；及以第一速率使所述粘彈性彈性體印模移動遠離所述同質襯底，所述第一速率導致所述彈性體與所述多個光發射器的所述部分之間的粘附性的有效增加；及通過以下操作來將所述多個光發射器的所述部分印刷到所述非同質襯底：使由所述粘彈性彈性體印模拾取的所述光發射器中的每一者的第二表面接觸到所述聚合物；及以第二速率使所述粘彈性彈性體印模移動遠離所述顯示器襯底，藉此使由所述粘彈性彈性體印模拾取的所述光發射器留在所述聚合物上，其中所述第二速率小於所述第一速率。
在某些實施例中，所述方法包括：在所述微轉移印刷過程期間使所述印模橫向剪切移動。
在某些實施例中，所述多個光發射器包括多個發射紅色光的紅色光發射器、多個發射綠色光的綠色光發射器及多個發射藍色光的藍色光發射器。
在某些實施例中，所述顯示器的解析度是120×90、1440×1080、1920×1080、1280×720、3840×2160、7680×4320或15360×8640。
在某些實施例中，將所述多個光發射器從同質襯底微轉移印刷到所述聚合物上包括：執行至少兩個微轉移印刷操作。
在某些實施例中，將所述多個光發射器從同質襯底微轉移印刷到所述聚合物上包括：從紅色光發射器同質襯底微轉移印刷多個發射紅色光的紅色光發射器；從綠色光發射器同質襯底微轉移印刷多個發射綠色光的綠色光發射器；及從藍色光發射器同質襯底微轉移印刷多個發射藍色光的藍色光發射器，其中所述多個光發射器包括所述多個紅色光發射器、所述多個綠色光發射器及所述多個藍色光發射器。
在某些實施例中，所述顯示器襯底是柔性的。
在另一方面中，本發明是針對一種無機發光二極體，其包括導電層；無機發光層，其安置於所述導電層的一部分上，所述導電層包括延伸超過所述無機發光層的邊緣的懸臂延伸部；第一金屬端子，其安置於所述無機發光層的一部分上；第二金屬端子，其安置於所述導電層的所述懸臂延伸部上，其中在所述第一金屬端子與所述第二金屬端子之間供應的電流致使所述無機發光層發光；及電介質層，其安置於所述無機發光層的至少一部分上，其中所述電介質層將所述第一金屬端子與所述第二金屬端子電隔離，其中所述第一金屬端子及所述第二金屬端子位於所述無機發光二極體的同一側上且分離達從100nm到20μm的水平距離。
在某些實施例中，所述無機發光二極體具有從0.5μm到2μm、從2μm到5μm、從5μm到10μm、從10μm到20μm或從20μm到50μm的寬度。在某些實施例中，所述無機發光二極體具有從0.5μm到2μm、從2μm到5μm、從5μm到10μm、從10μm到20μm或從20μm到50μm的長度。在某些實施例中，所述無機發光二極體具有從0.5μm到2μm、從2μm到5μm、從5μm到10μm、從10μm到20μm或從20μm到50μm的高度。在某些實施例中，所述水平距離是從500nm到1μm、從1μm到5μm、從5μm到10μm或從10μm到20μm。
在某些實施例中，所述第一金屬端子的表面與第二金屬端子的表面共享平面。
在某些實施例中，針對所述多個發光二極體中的每一發光二極體，所述對應第一金屬端子及所述對應第二金屬端子覆蓋所述對應發光二極體的橫向佔用面積的至少一半、三分之二或四分之三。
在某些實施例中，所述橫嚮導電層包括選自由以下各項組成的群組的至少一個部件：金屬鏡、電介質鏡、高折射率半導體及對從所述發光二極體發射的所述光基本上透明的半導體，藉此形成向上發射顯示器。在某些實施例中，所述橫嚮導電層包括選自由以下各項組成的群組的至少一個部件：對從所述led發射的所述光基本上透明的半導體、透明導電氧化物及薄金屬網。
在某些實施例中，所述第一金屬端子及所述第二金屬端子是透明的。在某些實施例中，所述第一金屬端子及所述第二金屬端子包括選自由以下各項組成的群組的至少一個部件：ito、zno、碳納米管膜、鋁、銀、金、鎳、鉑、鈦及細金屬網。
在另一方面中，本發明是針對一種包括多個無機發光二極體的無機發光二極體顯示器，其中所述多個無機發光二極體安置於襯底上。
在某些實施例中，所述顯示器襯底具有從5微米到10微米、從10微米到50微米、從50微米到100微米、從100微米到200微米、從200微米到500微米、從500微米到0.5mm、從0.5mm到1mm、從1mm到5mm、從5mm到10mm或從10mm到20mm的厚度。
在某些實施例中，所述顯示器的解析度是120×90、1440×1080、1920×1080、1280×720、3840×2160、7680×4320或15360×8640。
在某些實施例中，所述方法進一步包括多個光學反射結構，每一光學反射結構與所述第一金屬端子位於所述多個發光二極體中的對應發光二極體的同一側上。
在某些實施例中，所述方法進一步包括多個光學反射結構，每一光學反射結構位於所述多個發光二極體中的對應發光二極體下方在所述發光二極體的與所述第一金屬端子相對的一側上。
在某些實施例中，所述方法進一步包括：多個第一互連件，每一第一互連件電連接到對應發光二極體的所述第一金屬端子；及多個第二互連件，每一第二互連件電連接到對應發光二極體的所述第二金屬端子，其中所述多個第一互連件及所述多個第二互連件位於第一面上。
在某些實施例中，所述多個第一互連特徵及所述多個第二互連特徵處於單個光刻層級中。
在某些實施例中，所述多個第一互連件中的每一者通過絕緣體中的多個通孔中的一通孔而電耦合到多個列電極中的一個列電極，每一通孔與所述多個發光二極體中的一發光二極體相關聯。
在某些實施例中，所述多個列電極、所述多個第一互連件及所述多個第二互連件是通過具有比用於形成所述第一金屬端子及所述第二金屬端子的光刻粗的解析度的光刻而形成。
在某些實施例中，所述發光二極體中的每一者具有大於或等於其寬度的兩倍的長度。
在某些實施例中，所述顯示器襯底是選自由以下各項組成的群組的部件：聚合物、塑料、樹脂、聚醯亞胺、pen、pet、金屬、金屬箔、玻璃、半導體及藍寶石。
在某些實施例中，所述顯示器襯底具有針對可見光大於或等於50％、80％、90％或95％的透明度。
在某些實施例中，所述顯示器襯底具有包含所述多個發光二極體的連續顯示器襯底區域，所述多個發光二極體中的每一發光二極體具有發光區域，且所述多個發光二極體的組合發光區域小於或等於所述連續顯示器襯底區域的四分之一。
在某些實施例中，所述多個發光二極體的所述組合發光區域小於或等於所述連續顯示器襯底區域的八分之一、十分之一、二十分之一、五十分之一、百分之一、五百分之一、千分之一、兩千分之一或萬分之一。
在另一方面中，本發明是針對一種無機發光二極體(led)顯示器，所述顯示器包括：顯示器襯底；多個像素，每一像素包括連接到顯示器電路的一組主要無機led及未連接到所述顯示器電路的一組冗餘無機led，其中所述冗餘無機led中的每一者可電連接到所述顯示器電路以替換是所述主要無機led中的一者的對應有缺陷的led，其中：每一主要及冗餘無機led形成於與所述顯示器襯底相異且分離的同質襯底中或同質襯底上；且所述同質襯底位於所述顯示器襯底上。
在某些實施例中，所述顯示器包括電連接到所述顯示器電路的冗餘led。
在某些實施例中，所述顯示器包括將冗餘led電連接到所述顯示器電路的導電跨接線。
在另一方面中，本發明是針對一種無機發光二極體(led)顯示器，所述顯示器包括：顯示器襯底；多個像素，每一像素包括一組主要無機led及一組冗餘無機led，其中：每一主要及冗餘無機led形成於與所述顯示器襯底相異且分離的同質襯底中或同質襯底上；所述同質襯底位於所述顯示器襯底上；且所述冗餘組中的每一無機led與電阻器串聯連接以形成led-電阻器對，且每一led-電阻器對與所述主要組中的無機led並聯布線。
在另一方面中，本發明是針對一種無機發光二極體(led)顯示器，所述顯示器包括：顯示器襯底；多個像素，每一像素包括一組主要無機led及一組冗餘無機led，其中：每一主要及冗餘無機led形成於與所述顯示器襯底相異且分離的同質襯底中或同質襯底上；所述同質襯底位於所述顯示器襯底上；且所述冗餘組中的每一無機led與二極體串聯連接以形成led-二極體對，且每一led-二極體對與所述主要組中的無機led並聯布線。
在某些實施例中，所述組主要無機led包括多個發射紅色光的紅色無機led、多個發射綠色光的綠色無機led及多個發射藍色光的藍色無機led，且所述組冗餘無機led包括多個冗餘的發射紅色光的紅色無機led、多個冗餘的發射綠色光的綠色無機led及多個冗餘的發射藍色光的藍色無機led。
在某些實施例中，所述組主要無機led包括多個發射黃色光的黃色無機led；且所述組冗餘無機led包括多個冗餘的發射黃色光的黃色無機led。
在某些實施例中，所述組主要無機led及所述組冗餘無機led直接位於所述顯示器襯底上。
在某些實施例中，每一像素包括電連接到相應像素中的每一無機led的無機集成電路。
在某些實施例中，每一像素包括主要微型集成電路及冗餘微型集成電路。
在某些實施例中，所述顯示器襯底是選自由以下各項組成的群組的部件：聚合物、塑料、樹脂、聚醯亞胺、pen、pet、金屬、金屬箔、玻璃、半導體及藍寶石。
在某些實施例中，每一無機led具有從2μm到5μm、從5μm到10μm、從10μm到20μm或從20μm到50μm的寬度。在某些實施例中，每一無機led具有從2μm到5μm、從5μm到10μm、從10μm到20μm或從20μm到50μm的長度。在某些實施例中，每一無機led具有從2μm到5μm、從4μm到10μm、從10μm到20μm或從20μm到50μm的高度。
在某些實施例中，所述顯示器襯底具有針對可見光大於或等於50％、80％、90％或95％的透明度。
在某些實施例中，所述顯示器襯底具有包含所述組主要無機led及所述組冗餘無機led的連續顯示器襯底區域，每一led具有發光區域，且led的組合發光區域小於或等於所述連續顯示器襯底區域的四分之一。
在某些實施例中，所述led的所述組合發光區域小於或等於所述連續顯示器襯底區域的八分之一、十分之一、二十分之一、五十分之一、百分之一、五百分之一、千分之一、兩千分之一或萬分之一。
在另一方面中，本發明是針對一種無機組裝無機發光二極體(led)顯示器的方法，所述方法包括：在一或多個同質襯底中或上形成多個可印刷無機led；將所述多個可印刷無機led轉移印刷到與所述一或多個同質襯底分離且相異的顯示器襯底上以形成多個像素，其中每一像素包括一組主要無機led及一組冗餘無機led；將所述主要無機led連接到顯示器電路；及測試所述顯示器以識別有缺陷的主要無機led。
在某些實施例中，所述組主要無機led包括多個發射紅色光的紅色無機led、多個發射綠色光的綠色無機led及多個發射藍色光的藍色無機led，且所述組冗餘無機led包括多個冗餘的發射紅色光的紅色無機led、多個冗餘的發射綠色光的綠色無機led及多個冗餘的發射藍色光的藍色無機led。
在某些實施例中，所述組主要無機led包括多個發射黃色光的黃色無機led；且所述組冗餘無機led包括多個冗餘的發射黃色光的黃色無機led。
在某些實施例中，所述方法包括：將所述有缺陷的主要無機led與所述顯示器電路斷開連接。
在某些實施例中，所述方法包括：建立到緊密接近於所述有缺陷的主要無機led中的每一者的冗餘無機led的電連接，使得所述冗餘無機led中的每一者連接到所述顯示器電路。
在某些實施例中，建立到所述冗餘led中的每一者的電連接包括：直接且物理地寫入電跡線。
在某些實施例中，建立到所述冗餘led中的每一者的電連接包括：通過微組裝在所述冗餘led中的每一者與所述相應有缺陷的led之間放置導電跨接線。在某些實施例中，建立到所述冗餘led中的每一者的電連接包括：在清潔金屬表面之間通過焊料回流或觸點建立電連接。
在某些實施例中，所述方法包括：在測試所述顯示器之前，使每一冗餘無機led與電阻器串聯地連接到所述顯示器電路以形成led-電阻器對使得每一led-電阻器對與主要無機led並聯連接。
在某些實施例中，所述方法包括：在測試所述顯示器之前，使每一冗餘無機led與二極體串聯地連接到所述顯示器電路以形成led-二極體對使得每一led-二極體對與主要無機led並聯連接。
在某些實施例中，測試所述顯示器包括：使所述主要無機led中的一或多者照亮；及識別有缺陷的主要led。
在某些實施例中，所述顯示器襯底是選自由以下各項組成的群組的部件：聚合物、塑料、樹脂、聚醯亞胺、pen、pet、金屬、金屬箔、玻璃、半導體及藍寶石。
在某些實施例中，所述多個可印刷無機led是直接微轉移印刷到所述顯示器襯底上。
在某些實施例中，每一無機led具有從2μm到5μm、從5μm到10μm、從10μm到20μm或從20μm到50μm的寬度。在某些實施例中，每一無機led具有從2μm到5μm、從5μm到10μm、從10μm到20μm或從20μm到50μm的長度。在某些實施例中，每一無機led具有從2μm到5μm、從4μm到10μm、從10μm到20μm或從20μm到50μm的高度。
在某些實施例中，所述顯示器襯底具有針對可見光大於或等於50％、80％、90％或95％的透明度。
在某些實施例中，所述顯示器襯底具有包含所述組主要無機led及所述組冗餘無機led的連續顯示器襯底區域，每一led具有發光區域，且led的組合發光區域小於或等於所述連續顯示器襯底區域的四分之一。
在某些實施例中，所述led的所述組合發光區域小於或等於所述連續顯示器襯底區域的八分之一、十分之一、二十分之一、五十分之一、百分之一、五百分之一、千分之一、兩千分之一或萬分之一。
在另一方面中，本發明是針對一種微型led顯示器，其包括：顯示器襯底，其是至少部分透明的；色彩轉換結構陣列，其位於所述顯示器襯底上，每一色彩轉換結構包括色彩轉換材料；及微型led陣列，其與所述色彩轉換結構分離，所述微型led陣列中的每一微型led位於所述色彩轉換結構陣列中的所述色彩轉換結構中的對應一者上。
在某些實施例中，所述顯示器襯底包括凹部陣列，所述色彩轉換材料位於所述凹部中。
在某些實施例中，所述凹部填充有所述色彩轉換材料。
在某些實施例中，所述微型led位於所述色彩轉換材料上方在所述色彩轉換材料的與所述顯示器襯底相對的一側上，使得從所述微型led發射的光的大部分或全部向下穿過所述色彩轉換材料及所述顯示器襯底而發射。
在某些實施例中，所述方法包括基本上覆蓋所述微型led的與所述顯示器襯底相對的一側的一或多個反射結構，使得所述微型led將所發射光朝向所述顯示器襯底反射。
在某些實施例中，所述一或多個反射結構包括陣列連接金屬或微型led觸點。
在另一方面中，本發明是針對一種微型led顯示器，其包括：顯示器襯底；微型led陣列，其位於所述顯示器襯底上；及色彩轉換結構陣列，其與微型led結構分離，所述色彩轉換結構陣列中的每一色彩轉換結構位於所述微型led陣列中的所述微型led中的對應一者上，其中每一色彩轉換結構包括色彩轉換材料。
在某些實施例中，所述色彩轉換材料位於所述微型led的頂部上或至少部分地環繞所述微型led在所述微型led的與所述顯示器襯底相對的一側上。
在某些實施例中，所述色彩轉換材料包括含磷光體凝膠或樹脂、磷光體陶瓷或單晶磷光體。在某些實施例中，所述色彩轉換材料是直接帶隙半導體的晶片。在某些實施例中，所述色彩轉換材料至少部分地環繞所述微型led。
在某些實施例中，所述顯示器包括在所述顯示器襯底上的補充鏡結構。
在某些實施例中，每一微型led具有與所述顯示器襯底分離的led襯底。
在某些實施例中，所述微型led形成於與所述顯示器襯底相異且分離的同質襯底中。
在某些實施例中，所述顯示器襯底具有從5微米到10微米、從10微米到50微米、從50微米到100微米、從100微米到200微米、從200微米到500微米、從500微米到0.5mm、從0.5mm到1mm、從1mm到5mm、從5mm到10mm或從10mm到20mm的厚度。在某些實施例中，每一微型led具有從2μm到5μm、從5μm到10μm、從10μm到20μm或從20μm到50μm的寬度。在某些實施例中，每一微型led具有從2μm到5μm、從5μm到10μm、從10μm到20μm或從20μm到50μm的長度。在某些實施例中，每一微型led具有從2μm到5μm、從4μm到10μm、從10μm到20μm或從20μm到50μm的高度。
在某些實施例中，所述顯示器的解析度是120×90、1440×1080、1920×1080、1280×720、3840×2160、7680×4320或15360×8640。
在某些實施例中，所述顯示器襯底具有針對可見光大於或等於50％、80％、90％或95％的透明度。
在某些實施例中，所述顯示器襯底具有包含所述微型led的連續顯示器襯底區域，每一微型led具有發光區域，且所述微型led的組合發光區域小於或等於所述連續顯示器襯底區域的四分之一。
在某些實施例中，所述微型led的所述組合發光區域小於或等於所述連續顯示器襯底區域的八分之一、十分之一、二十分之一、五十分之一、百分之一、五百分之一、千分之一、兩千分之一或萬分之一。
在某些實施例中，每一微型led在所述相應微型led的同一側上具有陽極及陰極。
在某些實施例中，相應光發射器的所述陽極與陰極水平分離達一水平距離，其中所述水平距離是從100nm到500nm、從500nm到1微米、從1微米到20微米、從20微米到50微米或從50微米到100微米。
在某些實施例中，所述顯示器襯底是選自由以下各項組成的群組的部件：聚合物、塑料、樹脂、聚醯亞胺、pen、pet、金屬、金屬箔、玻璃、半導體及藍寶石。
在某些實施例中，所述微型led陣列包括多個發射紅色光的紅色微型led、多個發射綠色光的綠色微型led及多個發射藍色光的藍色微型led，且每一像素包括所述多個紅色微型led中的一紅色微型led、所述多個綠色微型led中的一綠色微型led及所述多個藍色微型led中的一藍色微型led。
在某些實施例中，所述微型led是有機微型led。
在另一方面中，本發明是針對一種微組裝微型led光發射器陣列的方法，所述方法包括：在第一襯底上形成多個微型led；提供顯示器襯底，所述顯示器襯底是至少部分透明的；在所述顯示器襯底上將多個色彩轉換結構提供成陣列，每一色彩轉換結構包括色彩轉換材料；將所述多個微型led微組裝到顯示器襯底上使得所述多個微型led中的每一微型led位於所述多個色彩轉換結構的所述色彩轉換結構中的對應一者上，其中將所述多個微型led微組裝到所述顯示器襯底上包括：使所述多個微型led的一部分與具有接觸表面的第一轉印裝置接觸，藉此將所述多個微型led的所述部分暫時粘結到所述接觸表面使得所述接觸表面上暫時安置有所述多個微型led的所述部分；使安置於所述第一轉印裝置的所述接觸表面上的所述多個微型led的所述部分與所述多個色彩轉換結構的一部分接觸；及使所述第一轉印裝置的所述接觸表面與所述多個微型led的所述部分分離，其中所述多個微型led的部分被轉印到色彩轉換結構的所述部分上，藉此將所述多個微型led的所述部分組裝於所述色彩結構的所述部分上。
在某些實施例中，提供位於所述顯示器襯底上方成陣列的多個色彩轉換結構包括：在將所述多個微型led微組裝到顯示器襯底上之前：在所述顯示器襯底中形成多個凹部；及用色彩轉換材料填充所述多個凹部，在所述色彩轉換材料上方印刷多個可印刷led。
在某些實施例中，提供位於所述顯示器襯底上方成陣列的多個色彩轉換結構包括：在將所述多個微型led微組裝到顯示器襯底上之前：將色彩轉換材料的晶片微組裝到所述顯示器襯底上。
在某些實施例中，所述微型led位於所述色彩轉換材料上方在所述色彩轉換材料的與所述顯示器襯底相對的一側上，使得從所述微型led發射的光的大部分或全部向下穿過所述色彩轉換材料及所述顯示器襯底而發射。
在某些實施例中，所述方法包括基本上覆蓋所述微型led的與所述顯示器襯底相對的一側的一或多個反射結構，使得所述微型led將所發射光朝向所述顯示器襯底反射。
在某些實施例中，所述一或多個反射結構包括陣列連接金屬或微型led觸點。
在另一方面中，本發明是針對一種微組裝微型led光發射器陣列的方法，所述方法包括：在第一襯底上形成多個微型led；提供顯示器襯底；將所述多個微型led微組裝到顯示器襯底上，其中將所述多個微型led微組裝到所述顯示器襯底上包括：使所述多個微型led的一部分與具有接觸表面的第一轉印裝置接觸，藉此將所述多個微型led的所述部分暫時粘結到所述接觸表面使得所述接觸表面上暫時安置有所述多個微型led的所述部分；使安置於所述第一轉印裝置的所述接觸表面上的所述多個微型led的所述部分與多個色彩轉換結構的一部分接觸；使所述第一轉印裝置的所述接觸表面與所述多個微型led的所述部分分離，其中所述多個微型led的部分被轉印到彩轉換結構的所述部分上，藉此將所述多個微型led的所述部分組裝於所述色彩轉換結構的所述部分上；及在所述顯示器襯底上將多個色彩轉換結構提供成陣列使得所述多個色彩轉換結構中的每一色彩轉換結構位於所述多個微型led的所述微型led中的對應一者上，其中每一色彩轉換結構包括色彩轉換材料。
在某些實施例中，所述色彩轉換材料位於所述微型led的頂部上或至少部分地環繞所述微型led在所述微型led的與所述顯示器襯底相對的一側上。
在某些實施例中，所述色彩轉換材料包括含磷光體凝膠或樹脂、磷光體陶瓷或單晶磷光體。在某些實施例中，所述色彩轉換材料是直接帶隙半導體的晶片。在某些實施例中，所述色彩轉換材料至少部分地環繞所述微型led。
在某些實施例中，所述方法包括在所述顯示器襯底上的補充鏡結構。
在某些實施例中，每一微型led具有與所述顯示器襯底分離的led襯底。
在某些實施例中，所述微型led形成於與所述顯示器襯底相異且分離的同質襯底中。
在某些實施例中，所述顯示器襯底具有從5微米到10微米、從10微米到50微米、從50微米到100微米、從100微米到200微米、從200微米到500微米、從500微米到0.5mm、從0.5mm到1mm、從1mm到5mm、從5mm到10mm或從10mm到20mm的厚度。在某些實施例中，每一微型led具有從2μm到5μm、從5μm到10μm、從10μm到20μm或從20μm到50μm的寬度。在某些實施例中，每一微型led具有從2μm到5μm、從5μm到10μm、從10μm到20μm或從20μm到50μm的長度。在某些實施例中，每一微型led具有從2μm到5μm、從4μm到10μm、從10μm到20μm或從20μm到50μm的高度。
在某些實施例中，顯示器的解析度是120×90、1440×1080、1920×1080、1280×720、3840×2160、7680×4320或15360×8640。
在某些實施例中，所述顯示器襯底具有針對可見光大於或等於50％、80％、90％或95％的透明度。
在某些實施例中，所述顯示器襯底具有包含所述微型led的連續顯示器襯底區域，每一微型led具有發光區域，且所述微型led的組合發光區域小於或等於所述連續顯示器襯底區域的四分之一。
在某些實施例中，所述微型led的所述組合發光區域小於或等於所述連續顯示器襯底區域的八分之一、十分之一、二十分之一、五十分之一、百分之一、五百分之一、千分之一、兩千分之一或萬分之一。
在某些實施例中，每一微型led在所述相應微型led的同一側上具有陽極及陰極。
在某些實施例中，相應光發射器的所述陽極與陰極水平分離達一水平距離，其中所述水平距離是從100nm到500nm、從500nm到1微米、從1微米到20微米、從20微米到50微米或從50微米到100微米。
在某些實施例中，所述顯示器襯底是選自由以下各項組成的群組的部件：聚合物、塑料、樹脂、聚醯亞胺、pen、pet、金屬、金屬箔、玻璃、半導體及藍寶石。
在某些實施例中，所述多個微型led包括多個發射紅色光的紅色微型led、多個發射綠色光的綠色微型led及多個發射藍色光的藍色微型led，且每一像素包括所述多個紅色微型led中的一紅色微型led、所述多個綠色微型led中的一綠色微型led及所述多個藍色微型led中的一藍色微型led。
在某些實施例中，所述微型led是有機微型led。
在另一方面中，本發明是針對一種多功能顯示器，其包括：顯示器襯底；微型led陣列，其位於所述顯示器襯底上；及功能元件陣列，其位於所述顯示器襯底上，所述微型led交錯於所述功能元件之間，其中所述顯示器襯底非同質於所述微型led及所述功能元件。
在某些實施例中，所述功能元件是傳感器或收發器。在某些實施例中，所述功能元件包括選自由以下各項組成的群組的至少一個部件：圖像捕獲裝置、光學傳感器、光電二極體、紅外傳感器、姿勢傳感器、紅外傳感器、溫度傳感器、電力收穫裝置、太陽能電池、運動能收集裝置、壓電裝置、電容器、天線及無線發射裝置。
在某些實施例中，所述功能元件在所述顯示器襯底上方具有不同於所述微型led的空間密度。
在某些實施例中，所述微型led形成於與所述顯示器襯底分離且相異的同質襯底中。
在某些實施例中，所述功能元件形成於與所述顯示器襯底分離且相異的同質襯底中。在某些實施例中，在所述顯示器中，功能元件的數目小於或等於微型led的數目。在某些實施例中，在所述顯示器中，功能元件的所述數目小於或等於微型led的所述數目的三分之一。
在某些實施例中，所述顯示器襯底具有從5微米到10微米、從10微米到50微米、從50微米到100微米、從100微米到200微米、從200微米到500微米、從500微米到0.5mm、從0.5mm到1mm、從1mm到5mm、從5mm到10mm或從10mm到20mm的厚度。
在某些實施例中，每一微型led具有從2μm到5μm、從5μm到10μm、從10μm到20μm或從20μm到50μm的寬度。在某些實施例中，每一微型led具有從2μm到5μm、從5μm到10μm、從10μm到20μm或從20μm到50μm的長度。在某些實施例中，每一微型led具有從2μm到5μm、從4μm到10μm、從10μm到20μm或從20μm到50μm的高度。在某些實施例中，每一功能元件具有從2μm到5μm、從4μm到10μm、從10μm到20μm或從20μm到50μm的寬度、長度及高度中的至少一者。
在某些實施例中，所述顯示器的解析度是120×90、1440×1080、1920×1080、1280×720、3840×2160、7680×4320或15360×8640。
在某些實施例中，所述顯示器襯底具有針對可見光大於或等於50％、80％、90％或95％的透明度。
在某些實施例中，所述顯示器襯底具有包含所述微型led的連續顯示器襯底區域，每一微型led具有發光區域，且所述微型led的組合發光區域小於或等於所述連續顯示器襯底區域的四分之一。
在某些實施例中，所述微型led的所述組合發光區域小於或等於所述連續顯示器襯底區域的八分之一、十分之一、二十分之一、五十分之一、百分之一、五百分之一、千分之一、兩千分之一或萬分之一。
在某些實施例中，每一微型led在所述相應微型led的同一側上具有陽極及陰極。
在某些實施例中，相應光發射器的所述陽極與陰極水平分離達一水平距離，其中所述水平距離是從100nm到500nm、從500nm到1微米、從1微米到20微米、從20微米到50微米或從50微米到100微米。
在某些實施例中，所述顯示器襯底是選自由以下各項組成的群組的部件：聚合物、塑料、樹脂、聚醯亞胺、pen、pet、金屬、金屬箔、玻璃、半導體及藍寶石。
在某些實施例中，所述微型led陣列及所述功能元件陣列位於共同平面上。
在某些實施例中，所述多功能顯示器包括：多個微型集成電路，每一微型集成電路連接到所述微型led陣列中的至少一個微型led及所述功能元件陣列中的至少一個功能元件。
在某些實施例中，所述多功能顯示器包括：聚合物層，其位於所述顯示器襯底上，其中所述微型led陣列及所述功能元件陣列位於所述聚合物層上使得所述聚合物層介於所述顯示器襯底與所述微型led陣列及所述功能元件陣列之間。
在某些實施例中，所述多功能顯示器包括：第一經圖案化金屬層，其位於所述顯示器襯底的表面上；電介質層，其位於所述顯示器襯底及所述第一經圖案化金屬層上，其中所述聚合物層位於所述顯示器襯底上；多個通孔，其是穿過所述聚合物層及所述電介質層而形成，每一通孔與對應微型led相關聯；及第二經圖案化金屬層，所述第二經圖案化金屬層在單個層中包括多個陽極互連件及多個陰極互連件，每一陽極互連件通過所述多個通孔中的對應通孔將對應微型led的所述陽極電連接到所述第一經圖案化金屬層且每一陰極互連件電接觸對應微型led的所述陰極。
在某些實施例中，所述多功能顯示器包括：多個像素，每一像素包括所述微型led陣列中的至少一個微型led及所述功能元件陣列中的至少一個功能元件。
在某些實施例中，所述微型led陣列包括多個發射紅色光的紅色微型led、多個發射綠色光的綠色微型led及多個發射藍色光的藍色微型led，且每一像素包括所述多個紅色微型led中的一紅色微型led、所述多個綠色微型led中的一綠色微型led及所述多個藍色微型led中的一藍色微型led。
在某些實施例中，微型led是有機微型led。
在另一方面中，本發明是針對一種微組裝交錯有功能元件的發光二極體(led)顯示器的方法，所述方法包括：在第一襯底上形成多個微型led；在第二襯底上形成多個功能元件；將所述多個微型led微組裝到非同質於所述多個微型led及所述多個功能元件的顯示器襯底上，其中將所述多個微型led微組裝到所述顯示器襯底上包括：使所述多個微型led的一部分與具有接觸表面的第一轉印裝置接觸，藉此將所述多個微型led的所述部分暫時粘結到所述接觸表面使得所述接觸表面上暫時安置有所述多個微型led的所述部分；使安置於所述第一轉印裝置的所述接觸表面上的所述多個微型led的所述部分與所述顯示器襯底的接納表面接觸；使所述第一轉印裝置的所述接觸表面與所述多個微型led的所述部分分離，其中所述多個微型led的部分被轉印到所述接納表面上，藉此將所述多個微型led的所述部分組裝於所述顯示器襯底的所述接納表面上；及將所述多個功能元件微組裝到顯示器襯底上，其包括：使所述多個功能元件的部分中的所述多個功能元件的一部分與第二轉印裝置接觸，藉此將所述多個功能元件的所述部分粘結到接觸表面使得所述接觸表面上安置有所述多個功能元件的所述部分；使安置於所述第二轉印裝置的所述接觸表面上的所述多個功能元件的所述部分與所述顯示器襯底的所述接納表面接觸；及將所述第二轉印裝置的所述接觸表面與所述多個功能元件的部分分離，其中所述多個功能元件的所述部分被轉印到所述顯示器襯底的所述接納表面上，藉此將所述多個功能元件的所述部分組裝於所述顯示器襯底的所述接納表面上。
在某些實施例中，所述多個功能元件是傳感器或收發器。
在某些實施例中，所述多個功能元件包括選自由以下各項組成的群組的至少一個部件：圖像捕獲裝置、光學傳感器、光電二極體、紅外傳感器、姿勢傳感器、紅外傳感器、溫度傳感器、電力收穫裝置、太陽能電池、運動能收集裝置、壓電裝置、電容器、天線及無線發射裝置。
在某些實施例中，所述多個功能元件在所述顯示器襯底上方具有不同於所述微型led的空間密度。
在某些實施例中，所述微型led形成於與所述顯示器襯底分離且相異的同質襯底中。
在某些實施例中，所述多個功能元件形成於與所述顯示器襯底分離且相異的同質襯底中。
在某些實施例中，在所述顯示器中，功能元件的數目小於或等於微型led的數目。
在某些實施例中，在所述顯示器中，功能元件的所述數目小於或等於微型led的所述數目的三分之一。
在某些實施例中，所述顯示器襯底具有從5微米到10微米、從10微米到50微米、從50微米到100微米、從100微米到200微米、從200微米到500微米、從500微米到0.5mm、從0.5mm到1mm、從1mm到5mm、從5mm到10mm或從10mm到20mm的厚度。在某些實施例中，每一微型led具有從2μm到5μm、從5μm到10μm、從10μm到20μm或從20μm到50μm的寬度。在某些實施例中，每一微型led具有從2μm到5μm、從5μm到10μm、從10μm到20μm或從20μm到50μm的長度。在某些實施例中，每一微型led具有從2μm到5μm、從4μm到10μm、從10μm到20μm或從20μm到50μm的高度。在某些實施例中，每一功能元件具有從2μm到5μm、從4μm到10μm、從10μm到20μm或從20μm到50μm的寬度、長度及高度中的至少一者。
在某些實施例中，所述顯示器的解析度是120×90、1440×1080、1920×1080、1280×720、3840×2160、7680×4320或15360×8640。
在某些實施例中，所述顯示器襯底具有針對可見光大於或等於50％、80％、90％或95％的透明度。
在某些實施例中，所述顯示器襯底具有包含所述微型led的連續顯示器襯底區域，每一微型led具有發光區域，且所述微型led的組合發光區域小於或等於所述連續顯示器襯底區域的四分之一。
在某些實施例中，所述多個發光二極體的所述組合發光區域小於或等於所述連續顯示器襯底區域的八分之一、十分之一、二十分之一、五十分之一、百分之一、五百分之一、千分之一、兩千分之一或萬分之一。
在某些實施例中，每一微型led在所述相應微型led的同一側上具有陽極及陰極。
在某些實施例中，相應光發射器的所述陽極與陰極水平分離達一水平距離，其中所述水平距離是從100nm到500nm、從500nm到1微米、從1微米到20微米、從20微米到50微米或從50微米到100微米。
在某些實施例中，所述顯示器襯底是選自由以下各項組成的群組的部件：聚合物、塑料、樹脂、聚醯亞胺、pen、pet、金屬、金屬箔、玻璃、半導體及藍寶石。
在某些實施例中，所述多個微型led及所述多個功能元件位於共同平面上。
在某些實施例中，所述方法包括：多個微型集成電路，每一微型集成電路連接到所述多個微型led中的至少一個微型led及多個功能元件中的至少一個功能元件。
在某些實施例中，所述方法包括：聚合物層，其位於所述顯示器襯底上，其中所述多個微型led及所述多個功能元件位於聚合物層上使得所述聚合物層介於所述顯示器襯底與所述多個微型led及所述多個功能元件之間。
在某些實施例中，所述方法包括：第一經圖案化金屬層，其位於所述顯示器襯底的表面上；電介質層，其位於所述顯示器襯底及所述第一經圖案化金屬層上，其中所述聚合物層位於所述顯示器襯底上；多個通孔，其是穿過所述聚合物層及所述電介質層而形成，每一通孔與對應微型led相關聯；及
第二經圖案化金屬層，所述第二經圖案化金屬層在單個層中包括多個陽極互連件及多個陰極互連件，每一陽極互連件通過所述多個通孔中的對應通孔將對應微型led的所述陽極電連接到所述第一經圖案化金屬層，且每一陰極互連件電接觸對應微型led的所述陰極。
在某些實施例中，所述方法包括：多個像素，每一像素包括所述多個微型led中的至少一個微型led及所述多個功能元件中的至少一個功能元件。
在某些實施例中，所述多個微型led包括多個發射紅色光的紅色微型led、多個發射綠色光的綠色微型led及多個發射藍色光的藍色微型led，且每一像素包括所述多個紅色微型led中的一紅色微型led、所述多個綠色微型led中的一綠色微型led及所述多個藍色微型led中的一藍色微型led。
在某些實施例中，所述微型led是有機微型led。
在某些實施例中，所述第二轉印裝置是所述第一轉印裝置。
在某些實施例中，所述第一轉印裝置包括彈性體印模。
在另一方面中，本發明是針對一種多模式顯示器，其包括：顯示器襯底；第一發射式無機微型led顯示器，其形成於所述顯示器襯底上方；及第二顯示器，其形成於所述顯示器襯底上方，所述第二顯示器是不同於所述第一發射式微型led顯示器的類型。
在某些實施例中，所述第二顯示器是非發射反射式顯示器。在某些實施例中，所述第二顯示器是電泳或基於mem的顯示器。
在某些實施例中，所述第一顯示器包括多個第一像素且所述第二顯示器包括多個第二像素，其中所述多個第一像素中的每一者小於所述多個第二像素中的每一者。
在某些實施例中，所述多模式顯示器包括用於在所述第一顯示器與所述第二顯示器之間切換的控制器。
在某些實施例中，所述多模式顯示器包括蜂窩式電話、智慧型電話或平板計算裝置。
在某些實施例中，所述第一顯示器與所述第二顯示器位於所述顯示器襯底的不同部分上方。
在某些實施例中，所述第一顯示器及所述第二顯示器位於所述顯示器襯底的同一部分上方。在某些實施例中，所述第一顯示器位於所述第二顯示器的頂部上在所述第二顯示器的與所述顯示器襯底相對的一側上。
在某些實施例中，所述第一顯示器的光控制元件與所述第二顯示器的光控制元件交錯於所述顯示器襯底上。
在某些實施例中，所述微型led形成於與所述顯示器襯底相異且分離的同質襯底中。
在某些實施例中，所述第一顯示器及所述第二顯示器形成於所述顯示器襯底上。在某些實施例中，所述第一顯示器位於所述顯示器襯底的第一側上且所述第二顯示器位於所述顯示器襯底的與所述第一側相對的第二側上。
在某些實施例中，所述第二顯示器位於所述顯示器襯底上，且所述第一顯示器位於微型led顯示器襯底上，所述微型led顯示器襯底與所述顯示器襯底分離並位於所述顯示器襯底上方。
在某些實施例中，所述顯示器襯底具有從5微米到10微米、從10微米到50微米、從50微米到100微米、從100微米到200微米、從200微米到500微米、從500微米微米到0.5mm、從0.5mm到1mm、從1mm到5mm、從5mm到10mm或從10mm到20mm的厚度。在某些實施例中，每一微型led具有從2μm到5μm、從5μm到10μm、從10μm到20μm或從20μm到50μm的寬度。在某些實施例中，每一微型led具有從2μm到5μm、從5μm到10μm、從10μm到20μm或從20μm到50μm的長度。在某些實施例中，每一微型led具有從2μm到5μm、從4μm到10μm、從10μm到20μm或從20μm到50μm的高度。
在某些實施例中，所述顯示器的解析度是120×90、1440×1080、1920×1080、1280×720、3840×2160、7680×4320或15360×8640。
在某些實施例中，所述顯示器襯底具有針對可見光大於或等於50％、80％、90％或95％的透明度。在某些實施例中，所述顯示器襯底具有包含所述微型led的連續顯示器襯底區域，每一微型led具有發光區域，且所述微型led的組合發光區域小於或等於所述連續顯示器襯底區域的四分之一。
在某些實施例中，所述微型led的所述組合發光區域小於或等於所述連續顯示器襯底區域的八分之一、十分之一、二十分之一、五十分之一、百分之一、五百分之一、千分之一、兩千分之一或萬分之一。
在某些實施例中，每一微型led在所述相應微型led的同一側上具有陽極及陰極。
在某些實施例中，相應光發射器的所述陽極與陰極水平分離達一水平距離，其中所述水平距離是從100nm到500nm、從500nm到1微米、從1微米到20微米、從20微米到50微米或從50微米到100微米。
在某些實施例中，所述顯示器襯底是選自由以下各項組成的群組的部件：聚合物、塑料、樹脂、聚醯亞胺、pen、pet、金屬、金屬箔、玻璃、半導體及藍寶石。
在某些實施例中，所述第一發射式微型led顯示器包括多個發射紅色光的紅色微型led、多個發射綠色光的綠色微型led及多個發射藍色光的藍色微型led，且所述第一發射式微型led顯示器的每一像素包括所述多個紅色微型led中的一紅色微型led、所述多個綠色微型led中的一綠色微型led及所述多個藍色微型led中的一藍色微型led。
在某些實施例中，所述微型led是有機微型led。
在某些實施例中，所述第一發射式無機微型led顯示器包括形成於與所述顯示器襯底分離且相異的led襯底中的多個無機微型led且所述第二顯示器形成於所述顯示器襯底上或所述顯示器襯底中且與所述顯示器襯底同質，其中所述led襯底粘附到所述顯示器襯底。
在另一方面中，本發明是針對一種微組裝微型led光發射器陣列的方法，所述方法包括：在第一襯底上形成多個微型led；提供顯示器襯底；將所述多個微型led微組裝於所述顯示器襯底上方，藉此將第一發射式微型led顯示器形成於所述顯示器襯底上方；及將第二顯示器形成於所述顯示器襯底上方，所述第二顯示器是不同於所述第一發射式微型led顯示器的類型。
在某些實施例中，所述第二顯示器是非發射反射式顯示器。
在某些實施例中，所述第二顯示器是電泳或基於mem的顯示器。
在某些實施例中，所述第一顯示器包括多個第一像素且所述第二顯示器包括多個第二像素，其中所述多個第一像素中的每一者小於所述多個第二像素中的每一者。
在某些實施例中，所述方法進一步包括用於在所述第一顯示器與所述第二顯示器之間切換的控制器。
在某些實施例中，所述方法進一步包括蜂窩式電話、智慧型電話或平板計算裝置。
在某些實施例中，所述第一顯示器與所述第二顯示器位於所述顯示器襯底的不同部分上方。在某些實施例中，所述第一顯示器及所述第二顯示器位於所述顯示器襯底的同一部分上方。在某些實施例中，所述第一顯示器位於所述第二顯示器的頂部上在所述第二顯示器的與所述顯示器襯底相對的一側上。
在某些實施例中，所述第一顯示器的光控制元件與所述第二顯示器的光控制元件交錯於所述顯示器襯底上。
在某些實施例中，所述微型led形成於與所述顯示器襯底相異且分離的同質襯底中。
在某些實施例中，所述第一顯示器及所述第二顯示器形成於所述顯示器襯底上。
在某些實施例中，所述第一顯示器位於所述顯示器襯底的第一側上且所述第二顯示器位於所述顯示器襯底的與所述第一側相對的第二側上。
在某些實施例中，所述第二顯示器位於所述顯示器襯底上，且所述第一顯示器位於微型led顯示器襯底上，所述微型led顯示器襯底與所述顯示器襯底分離並位於所述顯示器襯底上方。
在某些實施例中，所述顯示器襯底具有從5微米到10微米、從10微米到50微米、從50微米到100微米、從100微米到200微米、從200微米到500微米、從500微米到0.5mm、從0.5mm到1mm、從1mm到5mm、從5mm到10mm或從10mm到20mm的厚度。在某些實施例中，每一微型led具有從2μm到5μm、從5μm到10μm、從10μm到20μm或從20μm到50μm的寬度。在某些實施例中，每一微型led具有從2μm到5μm、從5μm到10μm、從10μm到20μm或從20μm到50μm的長度。在某些實施例中，每一微型led具有從2μm到5μm、從4μm到10μm、從10μm到20μm或從20μm到50μm的高度。
在某些實施例中，所述顯示器的解析度是120×90、1440×1080、1920×1080、1280×720、3840×2160、7680×4320或15360×8640。
在某些實施例中，所述顯示器襯底具有針對可見光大於或等於50％、80％、90％或95％的透明度。在某些實施例中，所述顯示器襯底具有包含所述微型led的連續顯示器襯底區域，每一微型led具有發光區域，且所述微型led的組合發光區域小於或等於所述連續顯示器襯底區域的四分之一。
在某些實施例中，所述微型led的所述組合發光區域小於或等於所述連續顯示器襯底區域的八分之一、十分之一、二十分之一、五十分之一、百分之一、五百分之一、千分之一、兩千分之一或萬分之一。
在某些實施例中，每一微型led在所述相應微型led的同一側上具有陽極及陰極。
在某些實施例中，相應光發射器的所述陽極與陰極水平分離達一水平距離，其中所述水平距離是從100nm到500nm、從500nm到1微米、從1微米到20微米、從20微米到50微米或從50微米到100微米。
在某些實施例中，所述顯示器襯底是選自由以下各項組成的群組的部件：聚合物、塑料、樹脂、聚醯亞胺、pen、pet、金屬、金屬箔、玻璃、半導體及藍寶石。
在某些實施例中，所述多個微型led包括多個發射紅色光的紅色微型led、多個發射綠色光的綠色微型led及多個發射藍色光的藍色微型led，且每一像素包括所述多個紅色微型led中的一紅色微型led、所述多個綠色微型led中的一綠色微型led及所述多個藍色微型led中的一藍色微型led。
在某些實施例中，所述微型led是有機微型led。
在另一方面中，本發明是針對一種微組裝裝置，其包括：裝置襯底；第一電導體，其位於所述裝置襯底上；第二電導體，其位於所述裝置襯底上；導電跨接元件，其與所述裝置襯底相異且分離，具有一或多個跨接導體；且其中所述導電跨接元件位於所述裝置襯底上，其中所述一或多個跨接導體中的第一跨接導體與所述第一電導體及所述第二電導體電接觸。
在某些實施例中，所述導電跨接元件是導電無源裝置。
在某些實施例中，所述導電跨接元件是有源裝置。在某些實施例中，所述有源裝置是cmos裝置。在某些實施例中，所述有源裝置包括驅動電路及非易失性存儲器中的至少一者。
在某些實施例中，所述導電跨接元件容納於適於進行微轉移印刷的結構內。在某些實施例中，所述導電跨接元件包括半導體、矽、絕緣體上矽、玻璃、金屬及電介質中的一或多者。
在某些實施例中，所述跨接導體包括半導體、金屬、貴金屬、金、銀、鉑、銅、不鏽鋼、鎳、鉻、焊料、pbsn、agsn或agsn。
在某些實施例中，所述導電跨接元件的鄰近於導體襯底的一部分是凹入的。
在某些實施例中，所述裝置在所述導體襯底上包括與所述第一電導體及所述第二電導體電隔離的第三電導體，其中所述第三電導體位於所述導電跨接元件的凹部下方。
在某些實施例中，所述凹部包括暴露絕緣體。
在某些實施例中，所述導電跨接元件包括電連接到第二端子的第一端子，其中在所述第一端子與所述第二端子之間具有暴露絕緣體，其中所述第一端子、第二端子及所述暴露絕緣體在所述導電跨接元件的至少一個側上形成平面表面。
在某些實施例中，所述裝置在所述導體襯底上包括與所述第一電導體及所述第二電導體電隔離的第三電導體，其中所述第三電導體由所述暴露絕緣體接觸。
在某些實施例中，所述跨接導體中的至少一者的一部分覆蓋有絕緣體。
在某些實施例中，所述跨接導體中的至少一者的中心部分覆蓋有分離所述跨接導體的暴露端的絕緣體。
在某些實施例中，所述襯底是顯示器襯底且所述導電跨接元件將冗餘光發射器電連接到顯示器電路。
在某些實施例中，所述冗餘光發射器取代有缺陷的主要光發射器而連接到所述顯示器電路。
在某些實施例中，所述第一電導體與所述第二電導體之間的距離是從100nm到500nm、從500nm到1微米、從1微米到20微米、從20微米到50微米或從50微米到100微米。在某些實施例中，所述裝置襯底具有從5微米到10微米、從10微米到50微米、從50微米到100微米、從100微米到200微米、從200微米到500微米、從500微米到0.5mm、從0.5mm到1mm、從1mm到5mm、從5mm到10mm或從10mm到20mm的厚度。
在某些實施例中，所述導電跨接元件具有從2μm到5μm、從5μm到10μm、從10μm到20μm或從20μm到50μm的寬度。在某些實施例中，所述導電跨接元件具有從2μm到5μm、從5μm到10μm、從10μm到20μm或從20μm到50μm的長度。在某些實施例中，所述導電跨接元件具有從2μm到5μm、從4μm到10μm、從10μm到20μm或從20μm到50μm的高度。
在某些實施例中，所述裝置襯底具有針對可見光大於或等於50％、80％、90％或95％的透明度。在某些實施例中，所述裝置襯底是選自由以下各項組成的群組的部件：聚合物、塑料、樹脂、聚醯亞胺、pen、pet、金屬、金屬箔、玻璃、半導體及藍寶石。
在某些實施例中，所述導電跨接元件是交越線。
在某些實施例中，所述裝置包括：多個第一電導體，其位於所述裝置襯底上，其中所述多個第一電導體包括所述第一電導體；多個第二電導體，其位於所述裝置襯底上，其中所述多個第二電導體包括所述第二電導體；導電跨接元件，其與所述裝置襯底相異且分離，具有多個跨接導體，其中所述多個跨接導體包括所述一或多個跨接導體；且所述多個跨接導體中的每一跨接導體與所述多個電導體中的第一電導體及所述多個第二電導體中的第二電導體電接觸。
在另一方面中，本發明是針對一種提供微組裝裝置的方法，其包括：提供包括以下各項的裝置：裝置襯底；第一電導體，其位於所述裝置襯底上；第二電導體，其位於所述裝置襯底上；及將具有一或多個跨接導體的導電跨接元件微組裝於所述裝置襯底上，其中所述導電跨接元件位於所述裝置襯底上，其中所述一或多個跨接導體中的第一跨接導體與所述第一電導體及所述第二電導體電接觸。
在某些實施例中，所述導電跨接元件是導電無源裝置。在某些實施例中，所述導電跨接元件是有源裝置。在某些實施例中，所述有源裝置是cmos裝置。在某些實施例中，所述有源裝置包括驅動電路及非易失性存儲器中的至少一者。
在某些實施例中，所述導電跨接元件容納於適於進行微轉移印刷的結構內。
在某些實施例中，所述導電跨接元件包括半導體、矽、絕緣體上矽、玻璃、金屬及電介質中的一或多者。
在某些實施例中，所述跨接導體包括半導體、金屬、貴金屬、金、銀、鉑、銅、不鏽鋼、鎳、鉻、焊料、pbsn、agsn或agsn。
在某些實施例中，所述導電跨接元件的鄰近於導體襯底的一部分是凹入的。
在某些實施例中，所述導體襯底上的第三電導體與所述第一電導體及所述第二電導體電隔離，其中所述第三電導體位於所述導電跨接元件的凹部下方。
在某些實施例中，所述凹部包括暴露絕緣體。
在某些實施例中，所述導電跨接元件包括電連接到第二端子的第一端子，其中在所述第一端子與所述第二端子之間具有暴露絕緣體，其中所述第一端子、第二端子及所述暴露絕緣體在所述導電跨接元件的至少一個側上形成平面表面。
在某些實施例中，所述方法包括在所述導體襯底上的與所述第一電導體及所述第二電導體電隔離的第三電導體，其中所述第三電導體由所述暴露絕緣體接觸。
在某些實施例中，所述跨接導體中的至少一者的一部分覆蓋有絕緣體。
在某些實施例中，所述跨接導體中的至少一者的中心部分覆蓋有分離所述跨接導體的暴露端的絕緣體。
在某些實施例中，所述襯底是顯示器襯底且所述導電跨接元件將冗餘光發射器電連接到顯示器電路。
在某些實施例中，所述冗餘光發射器取代有缺陷的主要光發射器而連接到所述顯示器電路。
在某些實施例中，所述第一電導體與所述第二電導體之間的距離是從100nm到500nm、從500nm到1微米、從1微米到20微米、從20微米到50微米或從50微米到100微米。
在某些實施例中，所述裝置襯底具有從5微米到10微米、從10微米到50微米、從50微米到100微米、從100微米到200微米、從200微米到500微米、從500微米到0.5mm、從0.5mm到1mm、從1mm到5mm、從5mm到10mm或從10mm到20mm的厚度。
在某些實施例中，所述導電跨接元件具有從2μm到5μm、從5μm到10μm、從10μm到20μm或從20μm到50μm的寬度。
在某些實施例中，所述導電跨接元件具有從2μm到5μm、從5μm到10μm、從10μm到20μm或從20μm到50μm的長度。
在某些實施例中，所述導電跨接元件具有從2μm到5μm、從4μm到10μm、從10μm到20μm或從20μm到50μm的高度。
在某些實施例中，所述裝置襯底具有針對可見光大於或等於50％、80％、90％或95％的透明度。
在某些實施例中，所述裝置襯底是選自由以下各項組成的群組的部件：聚合物、塑料、樹脂、聚醯亞胺、pen、pet、金屬、金屬箔、玻璃、半導體及藍寶石。
在某些實施例中，所述導電跨接元件是交越線。
在某些實施例中，所述方法包括：多個第一電導體，其位於所述裝置襯底上，其中所述多個第一電導體包括所述第一電導體；多個第二電導體，其位於所述裝置襯底上，其中所述多個第二電導體包括所述第二電導體；導電跨接元件，其與所述裝置襯底相異且分離，具有多個跨接導體，其中所述多個跨接導體包括所述一或多個跨接導體；且所述多個跨接導體中的每一跨接導體與所述多個電導體中的第一電導體及所述多個第二電導體中的第二電導體電接觸。
在某些實施例中，微組裝所述導電跨接元件包括：使所述導電跨接元件與具有接觸表面的轉印裝置接觸，藉此將所述導電跨接元件暫時粘結到所述接觸表面使得所述接觸表面上暫時安置有所述導電跨接元件；使安置於所述轉印裝置的所述接觸表面上的所述導電跨接元件與所述裝置襯底的接納表面接觸；及使所述轉印裝置的所述接觸表面與所述導電跨接元件分離，其中導電跨接元件被轉印到所述接納表面上，藉此將所述導電跨接元件的所述部分組裝於所述裝置襯底的所述接納表面上。
在某些實施例中，所述轉印裝置包括彈性體印模。
附圖說明
通過參考聯合附圖作出的以下描述，本發明的前述及其它目標、方面、特徵及優點將變得更顯而易見及更好理解，附圖中：
圖1是用於lcd顯示器中的典型像素的圖解說明；
圖2是根據所揭示技術構造的實例性像素的圖解說明；
圖3是使用微組裝來組裝於顯示器襯底上的較小微型led的顯微照片；
圖4是根據本發明的說明性實施例的包含冗餘rgb無機微型led的實例性微型led顯示器的圖解說明；
圖5是根據所揭示技術的實例性像素的圖解說明；
圖6是根據本發明的說明性實施例的具有遺漏微型led的顯示器的實例性像素的圖解說明；
圖7是根據本發明的說明性實施例的包含冗餘rgb無機微型led、驅動器ic及微型傳感器的微組裝顯示器的圖解說明；
圖8a到8d是根據本發明的說明性實施例的用於微組裝顯示器及照明元件的微型led面板中的冗餘微型led的圖解說明；
圖9a到9c是根圖解說明據本發明的說明性實施例的玻璃上的微型led的經微轉移印刷陣列的示意圖；
圖10是根據本發明的說明性實施例的用於使用微組裝跨接線來修復微型led陣列裝置的實例性結構的圖解說明；
圖11a及11b圖解說明根據本發明的說明性實施例的用於微型led陣列裝置中的層減少的微組裝交越線；
圖12a及12b是根據本發明的說明性實施例的使用電阻器及二極體來通過在照明元件或顯示器中提供冗餘微組裝微型led像素或子像素的電特徵而促進修復的實例性電路的圖解說明；
圖13圖解說明根據本發明的說明性實施例的適於微組裝的電連接器；
圖14是根據本發明的說明性實施例的包含補充rgb無機微型led的微組裝顯示器的圖解說明；
圖15a及15b是根據本發明的說明性實施例的微組裝微型led顯示器及照明元件架構的圖解說明；
圖16圖解說明根據本發明的說明性實施例的微組裝微型led顯示器及照明元件架構；
圖17是根據本發明的說明性實施例的由佔據相同可觀看區域的兩個獨立顯示器形成的實例性顯示器的圖解說明；
圖18是根據本發明的說明性實施例的堆疊式微型led顯示器的圖解說明；
圖19是根據本發明的說明性實施例的由三個顯示器面板形成的微組裝堆疊式顯示器的圖解說明；
圖20是根據本發明的說明性實施例的由具有不同解析度的兩個個別顯示器形成的堆疊式顯示器的圖解說明；
圖21是根據本發明的說明性實施例的多模式顯示器的實例性像素的圖解說明；
圖22是根據本發明的說明性實施例的多模式顯示器的實例性像素的圖解說明；
圖23是根據本發明的說明性實施例的具有連接到冗餘微型led的集成電路及微型傳感器的像素的圖解說明；
圖24是根據本發明的說明性實施例的人類視覺及hdtv的色域的實例性圖解說明；
圖25是根據本發明的說明性實施例的具有經改善色域的實例性像素的圖解說明；
圖26是根據本發明的說明性實施例的供在用於產生視覺上完美裝置的微組裝無機微型led陣列中使用的實例性像素的圖解說明；
圖27a及27b是根據本發明的說明性實施例的用於產生視覺上完美裝置的兩個微組裝無機微型led陣列策略的圖解說明；
圖28是根據本發明的說明性實施例的在連接之前的實例性像素的圖解說明；
圖29是根據本發明的說明性實施例的使用色彩轉換材料在微組裝微型led顯示器及照明元件中實施色彩轉換的圖解說明；
圖30a及30b分別是根據本發明的說明性實施例的將自對準電介質用於微組裝微型led顯示器及照明元件的裝置的顯微照片及圖解說明；
圖31是根據本發明的說明性實施例的由單個微組裝集成電路控制的功能元件的實例性4×4陣列的圖解說明；
圖32圖解說明根據本發明的說明性實施例的各自由單個微組裝集成電路控制的功能元件的數個4×4陣列的實例性裝置；
圖33是根據本發明的說明性實施例的使用控制元件來控制不同類型的功能元件的實例性陣列的圖解說明；
圖34是根據本發明的說明性實施例的具有可各自充當獨立顯示器的集成電路像素群集的使用微組裝形成的顯示器的圖解說明；
圖35是根據本發明的說明性實施例的其中用戶已選擇僅接通整個裝置的一部分的實例的圖解說明；
圖36是根據本發明的說明性實施例的其中用戶已選擇僅接通整個裝置的呈非標準形狀的一部分的實例的圖解說明；
圖37是根據本發明的說明性實施例的具有無線數據及/或電力輸入的實例性陣列的圖解說明；
圖38是根據本發明的說明性實施例的經設計成具有內建冗餘的控制元件的圖解說明；
圖39是根據本發明的說明性實施例的具有包含內建存儲器的控制裝置的陣列的圖解說明；
圖40是根據本發明的說明性實施例的具有微組裝溫度感測元件的微組裝微型led顯示器的圖解說明；
圖41是根據本發明的說明性實施例的根據本發明的說明性實施例的無源矩陣無機發光二極體顯示器的圖像；
圖42是根據本發明的說明性實施例的根據本發明的說明性實施例的顯示器內的像素的光學顯微照片；
圖43是根據本發明的說明性實施例的根據本發明的說明性實施例的顯示器內的單個像素的光學顯微照片；
圖44是根據本發明的說明性實施例的根據本發明的說明性實施例的其上具有無源矩陣顯示器的完整顯示器襯底的圖像；
圖45是根據本發明的說明性實施例的根據本發明的說明性實施例的顯示器的像素陣列的光學顯微照片；
圖46是根據本發明的說明性實施例的用於製造無源矩陣無機發光二極體顯示器的方法的流程圖；
圖47a是根據本發明的說明性實施例的無源矩陣無機發光二極體顯示器的圖像；
圖47b是根據本發明的說明性實施例的圖47a的無源矩陣無機發光二極體顯示器的特寫圖像；
圖48a是根據本發明的說明性實施例的無源矩陣無機發光二極體顯示器的圖像；
圖48b是根據本發明的說明性實施例的圖48a的無源矩陣無機發光二極體顯示器的特寫圖像；
圖49a到49g是根據本發明的說明性實施例的展示顯示器是部分透明的圖像；
圖50是以無源矩陣配置布線的實例性印刷led的光學顯微照片；
圖51是以無源矩陣配置布線的實例性印刷led的示意性及光學顯微照片；
圖52是以無源矩陣配置布線的單個led的光學顯微照片；
圖53a及53b分別是適於從led的一面接觸兩個端子的微型led的實例性架構的平面圖及橫截面；及
圖54a到54e是微型led的實例性架構的示意性橫截面。
依據聯合圖式一起作出的下文所陳述的詳細描述將更明了本發明的特徵及優點，其中在通篇中相似參考字符識別對應元件。在圖式中，相似參考編號通常指示相同、功能上類似及/或結構上類似的元件。
具體實施方式
如本文中所使用，表達「半導體元件」及「半導體結構」同義使用且廣泛是指半導體材料、結構、裝置或裝置的組件。半導體元件包含高質量單晶及多晶半導體、經由高溫處理製作的半導體材料、經摻雜半導體材料、有機及無機半導體以及具有一或多個額外半導體組件及/或非半導體組件(例如電介質層或材料及/或導電層或材料)的複合半導體材料及結構。半導體元件包含半導體裝置及裝置組件，包含但不限於電晶體、包含太陽能電池的光伏裝置、二極體、發光二極體、雷射器、p-n結、光電二極體、集成電路及傳感器。另外，半導體元件可是指形成功能半導體裝置或產品的零件或部分。
「半導體」是指在極低溫度下為絕緣體但在約300凱文的溫度下具有可觀導電導率的材料的任何材料。半導體的電特性可通過添加雜質或摻雜劑而修改且通過使用電場來控制。在本描述中，術語半導體的用法打算與此術語在微電子及電子裝置領域中的用法相一致。在本發明中有用的半導體可包含例如矽、鍺及金剛石等元素半導體及(舉例來說)以下各項的化合物半導體：iv族化合物半導體，例如sic及sige；iii-v族半導體，例如alsb、alas、aln、alp、bn、gasb、gaas、gan、gap、insb、inas、inn及inp；iii-v族三元半導體合金，例如al×ga1-xas；ii-vi族半導體，例如csse、cds、cdte、zno、znse、zns及znte；i-vii族半導體cucl；iv-vi族半導體，例如pbs、pbte及sns；層式半導體，例如pbi2、mos2及gase；氧化物半導體，例如cuo及cu2o。術語半導體包括本質半導體及摻雜有一種或多種選定材料的非本質半導體，其包含具有p型摻雜材料及n型摻雜材料的半導體，以提供適用於給定應用或裝置的有益電子性質。術語半導體包含包括半導體及/或摻雜劑的混合物的複合材料。在本發明的一些應用中有用的特定半導體材料包含但不限於：si、ge、sic、alp、alas、alsb、gan、gap、gaas、gasb、inp、inas、gasb、inp、inas、insb、zno、znse、znte、cds、cdse、znse、znte、cds、cdse、cdte、hgs、pbs、pbse、pbte、algaas、alinas、alinp、gaasp、gainas、gainp、algaassb、algainp及gainasp。多孔矽半導體材料對本發明在傳感器及發光材料(例如發光二極體(led)及固態雷射器)領域中的應用有用。半導體材料的雜質是除半導體材料本身以外的原子、元素、離子及/或分子，或者提供於半導體材料中的任何摻雜劑。雜質是半導體材料中所存在的非所要材料，其可能會消極地影響半導體材料的電子性質，且包含但不限於氧、碳及金屬，包含重金屬。重金屬雜質包含但不限於：元素周期表上位於銅與鉛之間的元素族、鈣、鈉及其所有離子、化合物及/或錯合物。
「襯底」是指其上或其中進行(或已進行)一過程(例如半導體元件的圖案化、組裝或集成)的結構或材料。襯底包含但不限於：(i)其上製作、沉積、轉印或支撐半導體元件的結構(還稱作為同質襯底)；(ii)裝置襯底，舉例來說，電子裝置襯底；(iii)具有用於後續轉印、組裝或集成的例如半導體元件的元件的施體襯底；及(iv)用於接納例如半導體元件的可印刷結構的目標襯底。施體襯底可是但未必是同質襯底。
如本文中所使用的「顯示器襯底」是指用於接納例如半導體元件的可印刷結構的目標襯底(例如，非同質襯底)。顯示器襯底材料的實例包含聚合物、塑料、樹脂、聚醯亞胺、聚萘二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸乙二酯、金屬、金屬箔、玻璃、柔性玻璃、半導體及藍寶石。
如本文中所使用的術語「微型」及「微型裝置」是指根據本發明的實施例的特定裝置或結構的描述性大小。如本文中所使用，術語「微型」及「微型裝置」打算是指按0.5μm到250μm尺度的結構或裝置。然而，將了解，本發明的實施例未必限制於此，且實施例的某些方面可應用於較大或較小大小尺度。
如本文中所使用，「微型led」是指按0.5μm到250μm尺度的無機發光二極體。舉例來說，微型led可具有從0.5μm到2μm、從2μm到5μm、從5μm到10μm、從10μm到20μm、從20μm到50μm、從20μm到50μm、從50μm到100μm或從100μm到250μm的寬度、長度及高度中的至少一者(或兩個或全部三個尺寸)。微型led在經致能時發射光。由led發射的光的色彩取決於微型led的結構而變化。舉例來說，當經致能時，紅色微型led發射紅色光，綠色微型led發射綠色光，藍色微型led發射藍色光，黃色微型led發射黃色光且青色微型led發射青色光。
「可印刷」是指能夠在不將襯底暴露於高溫(例如，在小於或等於約400、200或150攝氏度的溫度下)的情況下轉印、組裝、圖案化、組織或集成到襯底上或其中的材料、結構、裝置組件或集成式功能裝置。在本發明的一個實施例中，可印刷材料、元件、裝置組件或裝置能夠經由原液印刷、微轉移印刷或乾式轉印接觸印刷而轉印、組裝、圖案化、組織及/或集成到襯底上或其中。
本發明的「可印刷半導體元件」包括可(舉例來說)通過使用乾式轉印接觸印刷、微轉移印刷或原液印刷方法而組裝或集成到襯底表面上的半導體結構。在一個實施例中，本發明的可印刷半導體元件是單一單晶、多晶或微晶無機半導體結構。在本描述的上下文中，單一結構是具有經機械連接的特徵的單體式元件。本發明的半導體元件可是未經摻雜或經摻雜，可具有選定空間分布的摻雜劑且可摻雜有多種不同摻雜劑材料，包含p型及n型摻雜劑。本發明包含具有大於或等於約1微米的至少一個橫截面尺寸的微結構可印刷半導體元件及具有小於或等於約1微米的至少一個橫截面尺寸的納米結構可印刷半導體元件。在許多應用中有用的可印刷半導體元件包括從對高純度塊體材料(例如使用常規高溫處理技術產生的高純度結晶半導體晶片)的「由上而下」處理得來的元件。在一個實施例中，本發明的可印刷半導體元件包括複合結構，所述複合結構具有以操作方式連接到至少一個額外裝置組件或結構(例如導電層、電介質層、電極、額外半導體結構或這些的任一組合)的半導體。在一個實施例中，本發明的可印刷半導體元件包括可拉伸半導體元件或異質半導體元件。
術語「柔性」是指材料、結構、裝置或裝置組件(例如)在不經歷引起顯著應變(例如以材料、結構、裝置或裝置組件的破壞點為特徵的應變)的變換的情況下可逆地變形成彎曲形狀的能力。
「塑料"是指可經模製或塑形(通常在加熱時)且經硬化成所要形狀的任何合成或天然存在的材料或材料組合。在本發明的裝置及方法中有用的示範性塑料包含但不限於聚合物、樹脂及纖維素衍生物。在本描述中，術語塑料打算包含複合塑料材料，所述複合塑料材料包括一或多種塑料及一或多種添加劑，例如結構增強劑、填充劑、纖維、塑化劑、穩定劑或可提供所要化學或物理性質的添加劑。「電介質」及「電介質材料」在本描述中被同義使用且是指高度抵抗電流流動且可由所施加電場極化的物質。有用電介質材料包含但不限於sio2、ta2o5、tio2、zro2、y2o3、sin4、sto、bst、plzt、pmn及pzt。
「聚合物」是指包括多個重複化學基團(通常稱作為單體)的分子。聚合物通常由高分子質量表徵。本發明中可使用的聚合物可為有機聚合物或無機聚合物且可呈非晶、半非晶、結晶或部分結晶狀態。聚合物可包括具有相同化學組成的單體或可包括具有不同化學組成的多個單體，例如共聚物。具有連結式單體鏈的交聯聚合物對本發明的一些應用尤其有用。本發明的方法、裝置及裝置組件中可用的聚合物包含但不限於塑料、彈性體、熱塑性彈性體、彈性塑料、恆溫器、熱塑性塑料及丙烯酸酯。示範性聚合物包含但不限於縮醛聚合物、可生物降解聚合物、纖維素聚合物、含氟聚合物、耐綸、聚丙烯腈聚合物、聚醯胺-亞醯胺聚合物、醯亞胺、聚芳香酯、聚苯並咪唑、聚丁烯、聚碳酸酯、聚酯、聚醚醯亞胺、聚乙烯、聚乙烯共聚物及經改質聚乙烯、聚酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基戊烯、聚苯醚及聚苯硫、聚鄰苯二甲醯胺、聚丙烯、聚氨酯、苯乙烯樹脂、碸基樹脂、乙烯基樹脂或這些的任何組合。
如本文中所使用的「微轉移印刷」是指用於將微型及納米型材料、裝置及半導體元件確定性組裝成具有二維及三維布局的經空間組織、功能布置的系統、方法及技術。通常難以拾取並放置超薄或小型裝置，然而，微轉移印刷準許選擇並施加這些超薄、易碎或小型裝置(例如微型led)而不會對裝置自身造成損壞。微結構印模(例如，彈性印模、靜電印模或混合彈性/靜電印模)可用於拾取微型裝置，將微型裝置輸送到目的地襯底，及將微型裝置印刷到目的地襯底上。在一些實施例中，表面粘附力用於控制對這些裝置的選擇並將其印刷到目的地襯底上。此過程可大規模地並行執行。印模可經設計以在單個拾取及印刷操作中轉印單個裝置或數百到數千個離散結構。關於微轉移印刷的論述通常參見第7,622,367號及第8,506,867號美國專利，所述美國專利中的每一者特此以全文引用的方式併入。
微轉移印刷還實現將高性能半導體裝置(例如，微型led顯示器)並行組裝到幾乎任何襯底材料(包含玻璃、塑料、金屬、其它半導體材料或其它非半導體材料)上。襯底可是柔性的，藉此準許產生柔性電子裝置。柔性襯底可集成為大量配置，包含在脆性基於矽的電子裝置的情況下不可能的配置。另外，舉例來說，塑料襯底是機械強固且可用於提供較不易於遭受由機械應力引起的損壞或電子性能降級的電子裝置。因此，這些材料可用於通過能夠以低成本在大襯底區域上方產生電子裝置的連續、高速印刷技術(例如，卷對卷製造)來製作電子裝置。
此外，這些微轉移印刷技術可用於在與塑料聚合物襯底上的組裝兼容的溫度下印刷半導體裝置。另外，半導體材料可印刷到大面積襯底上，藉此實現複雜集成電路在大襯底區域上方的連續、高速印刷。此外，可提供在柔性或變形裝置定向中具有良好電子性能的柔性電子裝置以實現廣泛的柔性電子裝置。
所揭示技術大體來說涉及可轉印微型無機發光二極體(例如，微型led)裝置的形成。微組裝微型led顯示器及照明元件使用過小、過多或過於易碎而無法通過常規手段(例如，真空抓持器或取放工具)組裝的微型led陣列。所揭示技術使用微轉移印刷技術來實現微組裝微型led顯示器及照明元件。微型led可製備於同質襯底上且被印刷到例如顯示器襯底的目的地襯底(例如，塑料、金屬、玻璃或其它材料)。此實現小型有源區域顯示器，因為半導體材料僅用於微型led或其它有源元件(例如，驅動器或電晶體)其而不跨越整個顯示器面板或其的一大部分(如在薄膜顯示器中通常發現)(例如，在某些實施例中，本發明提供具有小於或等於顯示器的40％、30％、20％、10％、5％、3％、1％、0.5％或0.1％的有源區域的顯示器襯底)。在某些實施例中，光發射器的組合發光區域小於或等於連續顯示器襯底區域的八分之一、十分之一、二十分之一、五十分之一、百分之一、五百分之一、千分之一、兩千分之一或萬分之一。
微組裝微型led顯示器及照明元件可提供基本上單色、基本上白色或基本上可調諧色彩。其可包含發射基本上類似色彩的微型led，舉例來說，所有藍色或所有紅色微型led，或其可包含不同色彩的微型led，舉例來說，用於在顯示器或照明元件上再現不同色彩的紅色、綠色、藍色、黃色或青色微型led。微型led的色彩可通過從微型led的直接發射、通過色彩轉換結構或其某一組合來產生。
在一些實施例中，所揭示顯示器中所使用的微型led從有源-結周界的鈍化獲益。舉例來說，在將微型led印刷到顯示器襯底之前，每一微型led二極體的結周界可被暴露(例如，通過蝕刻)且高帶隙半導體(例如，ingaalp、ingan、gan、algan)可成長於所暴露結周界上，藉此減少微型led中的非輻射線重組。
此外，在某些實施例中，微型led橫向攜載電流比較大、常規led小一距離。因此，微型led外延結構可薄於用於常規led的結構。用於顯示器的微型led外延結構可包含較薄電流散布層或較薄緩衝層。在某些實施例中，由於微型led的外延結構而可省略常規緩衝層。緩衝層通常隨裝置的厚度增加而被需要以防止裝置襯底破裂。所揭示技術提供此類裝置(例如，在一些實施例中，小於一毫米厚的裝置)。例如這些裝置的薄裝置不需要緩衝層以防止襯底/裝置的破裂。在一些實施例中，較薄的、應變平衡交替外延層可用於替代常規緩衝層。通過使用具有不同晶格結構的結晶材料的交替層，提供還可起到外延層的全部功能(舉例來說，用於電流傳導或光發射)的具有減少應變的整個結構。
圖1是用於(舉例來說)lcd顯示器中的典型像素100的現有技術圖解說明。像素100包含三個子像素104a、104b及140c(統稱104)。在一些情形中，這些子像素是紅色子像素104a、綠色子像素104b及藍色子像素104c。彩色濾光器通常用於在背光用於照亮所述濾光器時形成每一子像素104的色彩。每一子像素104的強度可通過施加到每一子像素104的電壓的變化而控制使得每一子像素104產生廣泛陰影(例如，256個陰影)(例如，256個紅色陰影、256個綠色陰影及256個藍色陰影)。在液晶顯示器中，將電壓施加到液晶層中的液晶。液晶基於所施加電壓而扭曲，藉此針對每一子像素104使穿過液晶且因此穿過彩色濾光器的來自背光的光的量變化。
圖2是根據所揭示技術構造的實例性像素200的圖解說明。在此實例中，像素200具有類似於圖1中所示的像素100的大小的大小，然而，圖2中所示的像素200是使用微型led202a到202f(統稱微型led202)構造。微型led202可被微轉移印刷到襯底(例如，透明的(包含半透明、幾乎透明的及大部分透明的)或柔性襯底)上。在一些實施例中，襯底是塑料、玻璃、金屬或藍寶石。
微組裝稀疏集成高性能光發射器(例如微型led202)及驅動器電路204(例如，微型集成電路)使是柔性的顯示器明亮、汲取較少電力或僅佔據顯示器襯底的小部分。在一些實施例中，額外自由空間促進將較高功能裝置(例如，微型傳感器206)定位於顯示器平面上，例如實現姿勢發送、電力收穫、光發射器冗餘、圖像捕獲及無線操作的裝置。舉例來說，在一些實施例中，顯示器在每一像素中包含微型集成驅動器電路204。另外，在一些實施例中，由微型led佔據的小操作區域實現透明顯示器、多模式顯示器、冗餘微型led及其它裝置以及超明亮顯示器的構造。
圖3圖解說明使用微組裝(例如，微轉移印刷)組裝於顯示器襯底上的led。小型led放置於顯示器襯底上且以串聯、以並聯或以其組合方式電連接於有源矩陣、無源矩陣中。微組裝led顯示器及照明元件展現許多所要性質，所述性質在一些實施例中包含卓越的色彩質量。其是高度高效的且具有低電力消耗。
如在此實例中所示，微組裝led顯示器可產生為透明的(例如，具有針對可見光大於或等於50％、80％、90％或95％的透明度)。透明度可至少部分地基於微型led、連接特徵及其它構成件的極少低區域覆蓋率或透明度。透明度在裝置的「關斷」狀態中或當從特定定向(例如，從與觀看方向相對的裝置的側)觀看時是明顯的。透明度可實現實際上不可見顯示器或光源。圖49a到49g圖解說使用玻璃襯底構造的實例性部分透明的顯示器。在一些實施例中，在無需微組裝技術的情況下實現部分或實際上透明度，前提是像素密度足夠低且觀看者的既定鄰近度足夠遠。
圖4是包含冗餘rgb無機微型led402a到402x、驅動器電路406(例如，經微轉移印刷集成電路)及微型傳感器404a及404b(統稱微型傳感器404)的微型led顯示器400的實例的圖解說明。在一些實施例中，顯示器400形成於可是聚合物、塑料、樹脂、聚醯亞胺、聚萘二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸乙二酯、金屬、金屬箔、玻璃、半導體或藍寶石的顯示器襯底上。顯示器400包含展現低電力消耗同時仍投射明光的經微轉移印刷冗餘rgb微型led402a到402x。每一主要微型led(例如，402a、402c、402e、402g、402i、402k、402m、402o、402q、402s、402u，402w)包含對應冗餘、備用微型led(例如，分別是402b、402d、402f、402h、402j、402l、402n、402p、402r、402t、402v、402x)。經稀疏集成微型led402允許將其它功能裝置放置於每一像素內，例如微型傳感器404a及404b、電力收穫裝置、姿勢傳感器或圖像捕獲裝置。
微型集成驅動器電路406(例如，cmos電路)可經微轉移印刷以驅動微型led402。微型集成驅動器電路406可包含嵌入式存儲器(例如，非易失性存儲器)。存儲器可用於顯示靜態圖像而無需持續地需要刷新顯示器(例如，藉此節省電力)。存儲器還可存儲(舉例來說)用於調整顯示器中的微型led的輸出的查找表。在一些實施例中，每一像素上定位有微型集成驅動器電路406以驅動相應像素中的每一微型led。
除了從顯示器400的前端發射光外，微型led402a到402x還可從顯示器400的背部發射光。顯示器400可在一側上包含粘附層，從而產生貼紙狀顯示器。顯示器中所使用的布線(例如用於將微型led402及微型傳感器404電耦合到集成驅動器電路406的布線)可是細線(例如，具有小於1μm的臨界尺寸及小於0.25μm的疊加準確度)或透明線。
圖7是微組裝顯示器700的圖解說明，微組裝顯示器700在襯底上包含布置成主要及冗餘無機微型led對的主要及冗餘rgb無機微型led702a到702x(統稱微型led702)、驅動器ic706以及微型傳感器704a及704b(統稱微型傳感器704)。襯底可是透明或柔性的。查找表可用於在冗餘對(例如，微型led702a及702b)中的一個微型led的配對者不起作用的情形下通過從所述微型led提供額外光來電子產生視覺上完美的顯示器。舉例來說，如果微型led702a不起作用，那麼驅動器706可致使微型led702b激活以補償微型led702a。在另一實例中，如果所有微型led經驅動以提供高解析度顯示器，那麼微型led702b可在微型led702a不起作用的情況下經驅動以提供額外光(例如，更明亮)以補償微型led702a。
圖5是根據所揭示技術的實例性像素500的圖解說明。如上文所闡釋，小微型led502允許冗餘(例如，具有從2μm到5μm、從5μm到10μm、從10μm到20μm、從20μm到50μm、從50μm到100μm或從100μm到250μm的寬度、長度及高度中的至少一者的led)。冗餘可產生視覺上完美的顯示器且考慮到出故障的微型led(例如，經產生有電短路或開路微型led的顯示器)。在一些實施例中，如果一個微型led是有缺陷的或遺漏，那麼此將通過外部驅動電子器件校正。舉例來說，每一微型led(例如，502a、502c及502e)可具有對應備用或冗餘微型led(例如，分別是502b、502d、502f)，藉此提供兩個交錯的顯示器-可基於個別微型led而激活的主要顯示器及次要顯示器。在一些實施例中，主要微型led及次要微型led兩者布線到顯示器或集成電路。在一些實施例中，冗餘微型led在測試所述顯示器之後基於個體而布線。在此實例中，紅色主要微型led502a具有對應冗餘紅色微型led502b，藍色led502c具有對應冗餘藍色微型led502d，且綠色led502e具有對應冗餘綠色微型led502f。
每一微型led可具有其自己的像素驅動器(例如，電晶體電路)。此可用於形成高解析度顯示器。微型led可經挑選以在許多不同模式(例如正常操作模式或高解析度模式)中操作。此提供可自動(例如，基於在顯示器上觀看的材料)或由用戶設定的可調諧解析度(例如，可視需要激活更多光發射器以提供較高解析度顯示器)。
在一些實施例中，顯示器具有可調諧亮度動態範圍。如果更多發射器經接通，那麼顯示器將更明亮。此對各種應用(包含改善日光可讀性或在明亮周圍環境中)有用。顯示器還可用於通過激活微型led的混合(例如，提供暖輝光)形成色彩可調諧閃光。或者，微型led可以密集圖案提供以增加閃光的強度。
在修復操作之前或之後，微型led的冗餘對可物理串聯或並聯連接。物理修復可包含雷射切割不想要電跡線，通過化學氣相沉積或雷射輔助化學氣相沉積來直接寫入電跡線或噴墨印刷。微型led的冗餘對可電獨立且獨立操作。顯示器還可將冗餘驅動電路及顯示器控制元件用於經改善的信息顯示器保真度或促進視覺上完美的顯示器的產生。
圖6是具有遺漏微型led604的顯示器的實例性多色彩像素600的圖解說明。在此實例中，像素600經設計以包含一組主要rgb微型led(紅色微型led602a、綠色微型led604及藍色微型led602d)以及一組備用rgb微型led(紅色微型led602b、綠色微型led602c及藍色微型led602e)。然而，在此情形中，主要綠色微型led604遺漏或不可操作而主要藍色微型led602d及紅色微型led602a存在且操作。主要綠色微型led604可已被無意省略(例如，由於印刷錯誤)，其可在印刷之後由於其是有缺陷的微型led而已被移除，或其可存在但不起作用(例如，開路)。備用綠色微型led602c可補充省略的主要綠色微型led604。備用紅色及藍色微型led可在主要紅色微型led602a及主要藍色微型led602d操作時關斷。在一些實施例中，電子電路感測遺漏或有缺陷的微型led且激活對應備用微型led。顯示器的驅動電路可感測有缺陷的微型led。在一些實施例中，通過與顯示器分離的檢測電路感測有缺陷的微型led。可將有缺陷的微型led移除或斷開連接。在一些實施例中，連接替換微型led以替換有缺陷的微型led。在一些實施例中，已連接替換微型led且有缺陷的微型led必須視需要直接移除或斷開連接。在一些實施例中，主要微型led及冗餘微型led兩者均連接到顯示器電路且驅動電路僅在主要微型led有缺陷的情況下驅動適當冗餘備用微型led。
圖8a到8d圖解說明用於微組裝顯示器及照明元件的微型led面板中的微型led的冗餘。圖8a到8c是圖8d中所示的裝置的識別區的放大圖解說明。微組裝微型led面板中的冗餘微型led提供缺陷容限且促進視覺上完美的顯示器及照明元件的形成。在第一連接步驟期間，如圖8a中所圖解說明，某一小部分微型led(例如，微型led802)經連接以形成電路，而剩餘微型led(例如，微型led804)保留與電路斷開連接且形成冗餘微型led(例如，可用於補償或替換有缺陷的主要微型led的備份、備用或替換微型led)。在一些實施例中，當形成到微型led802的連接時，儘管冗餘裝置804未連接到包含微型led802的較大電路，但導電接觸特徵806a及806b經形成到冗餘裝置804。測試程序可用於識別有缺陷的微型led或與電路無意斷開連接(例如，"開路")或無意短路的微型led群組。如圖8b中所示，通過直接且物理地寫入電跡線，緊密接近於有缺陷的非冗餘微型led(例如，微型led808)的冗餘微型led(例如，微型led810)連接到電路。在一些實施例中，使用(舉例來說)剝蝕來將電短路非冗餘微型led(例如，微型led812)從如圖8c中所示的電路以類似方式斷開連接。在一些實施例中，有缺陷的非冗餘led(例如，812)在將對應冗餘led連接到顯示器電路之後不斷開連接。
圖9a到9c是圖解說明顯示器襯底(例如，玻璃)上的微型led的經微轉移印刷陣列的圖像。每一像素902包含主要微型led906及可在測試所述顯示器之後連接的備用微型led904。在識別開路像素(舉例來說，由於遺漏或有缺陷的微型led)時，可如圖9b(例如，像素908具有錯誤主要微型led及連接冗餘微型led且像素910具有遺漏主要微型led及連接冗餘微型led)及9c中所示連接備用微型led。在此實例中，噴墨印刷膠態銀粒子用作連接備用微型led(如圖9b中所示)的直接寫入方法。在一些實施例中，將未使用冗餘微型led從顯示器移除。在一些實施例中，將有缺陷的主要微型led移除或斷開連接(例如，在連接對應冗餘微型led之前或之後)。在一些實施例中，如果缺陷使得微型led短路那麼將有缺陷的主要微型led斷開連接或移除(例如，如果缺陷使得有缺陷的主要微型led開路那麼可不需要將那一微型led移除)。在圖9c中所示的實例中，顯示器包含48個像素，每一像素包含主要微型led及冗餘微型led，如圖9a中所示。像素912a到912f各自包含有缺陷的主要微型led且因此冗餘微型led已電連接到顯示器電路以補償/替換這些有缺陷的主要微型led中的每一者。
圖10是用於由於主要微型led1006b是有缺陷的而使用微組裝跨接線來電連接冗餘微型led1004b來修復微型led陣列裝置的實例性方法的圖解說明。導電跨接元件1002可通過微組裝(例如，微轉移印刷)放置以用於通過建立到備用、冗餘微型led1004b的電連接來修復微型led陣列裝置。在一些實施例中，導電結構經製備用於微組裝及組裝，藉此將冗餘微型led1004電連接到顯示器電路。建立微型led陣列裝置上的跡線之間的連接，藉此將冗餘微型led1004b連接到所連接陣列的其餘部分。電連接可使用(舉例來說)跨接線1002(例如，金-金界面)通過清潔金屬表面之間的焊料回流或觸點而建立。
如此實例中所示，跨接線1002用於連接冗餘微型led1004b以有效地替換有缺陷的主要微型led1006b。冗餘微型led1004a在此實例中未經連接，因為主要微型led1006a恰當地起作用。在一些實施例中，如果主要微型led1006a故障，那麼在稍後時間處連接冗餘微型led1004a。在一些實施例中，將未使用冗餘微型led(例如，微型led1004a)從顯示器移除。在一些實施例中，將有缺陷的主要微型led(例如，微型led1006b)移除(例如，在連接對應冗餘微型led之前或之後)。在一些實施例中，如果缺陷使得微型led短路那麼將有缺陷的主要微型led(例如，1006b或其它實施例中所論述的主要微型led)移除(例如，如果缺陷使得有缺陷的主要微型led開路那麼可不需要將那一微型led移除)。
可以若干種方式感測不起作用微型led。舉例來說，可使用相機來檢測從一或多個微型led發射的光。相機可特有特定色譜。在一些實施例中，相機是集成到顯示器面板中的光傳感器(例如，微組裝於與微型led相同的面板或表面中或其上的微型傳感器)。在一些實施例中，微型光傳感器連接到微型集成電路(例如，形成用於像素或顯示器的顯示器驅動器的微型集成電路)。在一些實施例中，光傳感器信號由微型集成電路解釋。微型集成電路可在其中主要微型led不起作用的情況中驅動次要微型led。在一些實施例中，微型集成電路將不驅動有缺陷/不起作用的微型led。微型集成電路還可更改其在某些情況中驅動主要微型led的程度以確保適當色彩由微型led輸出(例如，正確的紅色陰影)。在一些實施例中，顯示器可在其經製造且由消費者使用之後執行此分析及校正。此可增加顯示器的使用壽命及質量。
圖11a及11b圖解說明用於在微型led陣列裝置中的層減少的微組裝交越線1102、1104及1106。減少欲對微型led裝置執行的處理步驟的數目通常是有利的。另外，一些微型led裝置(例如利用有源矩陣架構或無源矩陣架構的那些微型led裝置)從數據或電力線與跡線的交越線獲益或需要所述交越線。實現此類交越線的典型方式是在兩個金屬層之間使電介質層圖案化有導電通孔以電連接兩個金屬層。然而，此因對顯示器襯底的處理添加額外步驟而增加微型led裝置的成本。
通過微組裝提供電交越線(例如，交越線1104及1106)提供用以消除提供電介質層及第二金屬層的大面積處理步驟的方式，藉此通過將交越線以區域密集配置供應於同質襯底上及將交越線以較不密集配置微組裝於裝置襯底上來減少成本。使用以此方式組裝的交越線(例如，交越線1102、1104及1106)的微型led裝置還可通過提供冗餘線及用於跨越有缺陷的明線形成電連接的方法從用於微型led陣列裝置中的缺陷容限的冗餘獲益。
此類型的層減少可通過簡單無源裝置1102(例如關於下文圖13所描述的導電跨接線)或包含交越線及(舉例來說)例如容納於適於微組裝的結構內的cmos驅動電路及/或非易失性存儲器的其它功能性的集成裝置1104來實現。在一些實施例中，適於微組裝的結構包含多於一個交越線，每一交越線在其與容納於適於微組裝的結構中的至少一個其它交越線之間具有電絕緣。
圖12a及12b是分別使用電阻器1206或二極體1208來通過在照明元件或顯示器中提供呈冗餘微組裝微型led像素或子像素的電特徵的形式的信息而促進修復的實例性系統的圖解說明。在一些實施例中，像素或子像素具備通過默認與像素或子像素的每一主要微型led1202並聯布線的備用微型led1204。舉例來說，此實施例的修復可由切斷到短路微型led的連接組成而無需提供額外直接寫入金屬特徵來連接備用件。在一些實施例中，包含通過默認與主要微型led1202並聯布線的備用微型led1204的每一像素或子像素還包含與備用微型led1204串聯的電阻器1206或二極體1208，如圖12a及12b中分別所示。
如圖12a中所示，在一些實施例中，電阻器1206與備用微型led1204串聯放置。在此實例中，嚴重短路主要微型led1202將展現小於與備用微型led1204串聯的電阻器1206的電阻的電特徵(電流-電壓關係)。嚴重短路備用微型led1204將展示不小於串聯電阻器的電阻，藉此提供通知哪一個微型led(主要微型led1202或備用微型led1204)需要從陣列斷開連接以便形成視覺上完美微組裝微型led顯示器或照明元件的修復過程的電特徵。如圖12b中所圖解說明，與備用微型led1204串聯的二極體1208將基於接通電壓特徵通知短路子像素中哪一個微型led需要修復。
圖13圖解說明適於微組裝的五種不同類型的電連接器1302、1304、1306、1308、1310或「跨接線」的橫截面圖。在一些實施例中，電連接器包含暴露的貴金屬表面，包含金、銀或鉑。在一些實施例中，電連接器包含暴露金屬表面，包含銅、不鏽鋼、鋁、鈦、鎳或鉻。在一些實施例中，電連接器包含焊料，如同pbsn、agsn、agsn或其合金或其它焊料合金。
在一些實施例中，連接器(例如1302)形成同質襯底(例如，矽、soi、gaas、聚合物或玻璃)且通過蝕刻犧牲層從同質襯底釋放。連接器可經轉印到中間印模或襯底以便將其倒置。連接器可僅包含金屬(例如，連接器1310)。
在一些實施例中，連接器必須「跨接」或越過導線以連接到點。舉例來說，跨接線可如圖38中所示用於將襯墊3802連接到襯墊3804，然而，跨接線並非必須導電地接觸在這些襯墊之間通過的導線。在這些情形中，各種設計可用於確保適當導線經越過(「跨接」)且不短路。舉例來說，連接器1304及1306包含金屬及電介質。電介質材料可越過不打算由連接器連接的導線，藉此確保這些導線不對連接器或襯墊3802及3804短路。返回參考圖13，連接器的一部分可凹入使得兩個跨接線之間的導線並非如所示由連接器1304、1308及1310連接。類似地，如由連接器1308所圖解說明，絕緣體可用於防止跨接線導電地接觸在兩個襯墊(例如，如圖38中所示的襯墊3802及3804)之間通過的導線。
另外，連接器可包含金屬、聚合物、無機電介質、半導體及半絕緣半導體中的多於一者的組合。連接器可具有定位於表面的兩個暴露導電區之間的電絕緣暴露表面。
圖14是包含主要rgb無機微型led(例如，微型led1402g、1402k、1402m、1402o、1402u及1402w)及補充rgb無機微型led(例如，微型led1402b、1402d、1402f、1402h、1402j、402n、1402p、1402r、1402t、1402v及1402x)的微組裝顯示器1400的圖解說明。在一些實施例中，此顯示器中的一些但非全部像素包含多個r、g或b微型led以針對燈或相機閃光燈或日光可觀看性的超明亮閃光增大顯示器的亮度。舉例來說，微型led1402a、1402c、1402e、1402i、1402l、1402o、1402q及1402s在圖14中所示的實例中經指示但經省略。這些省略微型led可是有意或無意省略。舉例來說，其可未被印刷或其可由於其是有缺陷的而已被移除。
補充微型led中的一些補充微型led可是不同於顯示器中的其它微型led的形狀、大小(例如，微型led1402u)或色彩。查找表可用於促進針對所有條件的圖像及照明質量優化。在一些實施例中，顯示器包含微型集成電路1406及微型傳感器1404，如上文所描述。舉例來說，每一像素可包含微型集成電路1406及一或多個微型傳感器1404。
圖15a及15b是微組裝微型led顯示器及照明元件架構的圖解說明。在一些實施例中，顯示器(例如圖15a中所示的顯示器)通過在襯底上提供用於補充微型led的空間及電路而促進修復而無需內建冗餘。可在連接主要微型led1504陣列之後併入有備用微型led1502的微組裝微型led顯示器架構提供用以產生視覺上完美微組裝微型led的方式，而無需在完全冗餘架構中的每一子像素處需要補充微型led。僅在其中主要微型led是有缺陷的例子中提供(例如，通過微轉移印刷)補充微型led(例如，在圖15a中以虛線展示)。補充微型led可視需要經印刷到位置1502a到1502d。在一些實施例中，到位置1502a到1502d的連接已經形成使得補充微型led在印刷時電連接到顯示器電路。
如圖15b中所示，在某些實施例中，顯示器或照明元件架構包含光發射器(例如微型led1516)及嵌入於微型led經微轉移印刷到其的顯示器襯底1512上的粘性或保形層1508中或放置於其上的金屬互連特徵1506a及1506b(統稱1506)，使得金屬互連特徵1506在粘性或保形層1508的至少一個表面上暴露且可連接到光發射器1516。
裝置可包含微組裝微型led陣列。每一微型led在一側(接觸粘性或保形層1508的同一側)上具有兩個觸點使得微型led的觸點與金屬互連特徵1506接觸。金屬互連特徵1506a及1506b的間隔與粘性層1508以及微型led1516的設計使得存在關於放置每一微型led1516的增加容限，藉此增加生產合格率。粘性層的一部分1514接觸微型led1516的底側，藉此一旦將其微轉移印刷到顯示器襯底1512即將微型led固定於適當位置中。
微型led可在組裝之後立即加以測試，且額外微型led可在測試之後經組裝用於修復。架構可在每一子像素處包含冗餘互連特徵以接受額外微型led用於修復。架構可包含定位於粘性層的至少一部分下方的反射層1510。反射層1510可是金屬的且可是導電的或用作電導體。
圖16圖解說明與微型led形成於其上或其中的同質源襯底分離且不同的非同質顯示器襯底1604上的微組裝微型led。在一些實施例中，如圖16中所示的照明元件的架構促進修復而無需內建冗餘。用於微組裝的微型led陣列可具備具有面向下(與欲由轉印元件接觸的微型led的接觸表面相對)的兩個端子1602a及1602b(統稱1602)的微型led。微型led可具有從每一端子向下延伸的一或多個導電突出部。另外，突出部可延伸超過微型led上的其它特徵。突出部(端子1602a及1602b)可接觸及穿透金屬互連特徵(接觸襯墊)1608a及1608b(統稱1608)的一部分以在印刷之後增加電連接性。
顯示器襯底1604可任選地具備反射層或圖案，如圖15b中所示。在一些實施例中，顯示器襯底1604包含粘性或柔性層1606(例如，pdms)及金屬互連特徵1608(例如，具有金、鉑、錫、銅或銀表面的金屬互連特徵)。
在一些實施例中，粘性層1606沉積於顯示器襯底1604上，且金屬互連特徵1608沉積於粘性層1606的頂部上(例如，通過物理沉積、轉印、微組裝、轉移印刷及/或圖案化)。微型led陣列可經由轉印元件組裝於顯示器襯底1604上。微型led可粘附到粘性層1606，建立從微型led的觸點1602到金屬互連結構1608的電連接性。在一些實施例中，微型led粘附到金屬互連層1608。在一些實施例中，端子1602的形成(例如，大小)使得其提供對每一微型led在顯示器上的放置的增加的容限。如圖16中所示，微型led可進一步放置到非同質襯底1604的左側或右側且端子1602將仍接觸其相應互連特徵1608。
在將微型led沉積於顯示器襯底1604上之後，可對微型led進行測試，可視需要添加微型led(例如，用以替換或替代有缺陷的微型led)，且可視需要切斷金屬互連特徵1608(例如，用以將有缺陷的微型led斷開連接)。可視需要重複此過程。這些技術可用於產生視覺上完美微型led顯示器及照明元件。
圖17是通過佔據相同可觀看區域1702的兩個獨立顯示器形成的實例性顯示器1700的圖解說明。一個顯示器可補償另一者中的缺陷。獨立、協調驅動器晶片可控制每一顯示器。舉例來說，每一獨立顯示器可具有其自己的行驅動器及列驅動器。如圖17中所展示，第一顯示器是由列驅動器1704及行驅動器1706驅動而第二顯示器是由列驅動器1708及行驅動器1710驅動。
獨立顯示器的像素可佔據相同平面或定位於顯示器的相同表面上或其可間隔開(舉例來說，分離)達一距離(例如，通過在每一獨立顯示器之間放置電介質層而加以控制)。圖18是堆疊式微型led顯示器1800的圖解說明。透明微型led顯示器1802a到1802d(其中每一者可是顯示器，例如顯示器400，如關於圖4所描述)可沿垂直尺寸堆疊。此允許可調諧亮度且還可補償缺陷。舉例來說，替代將備用微型led定位於與主要微型led相同的表面上或相同的平面中，備用微型led可定位於單獨表面上，藉此由數個獨立、完全起作用顯示器形成堆疊式顯示器。另外，堆疊式透明微型led顯示器可用於形成3d顯示器。
圖19是由三個顯示器面板1902a到1902c(其中每一者可是例如如關於圖4所描述的顯示器400的顯示器)形成的微組裝堆疊式顯示器1900的圖解說明。可使用不同數目個顯示器面板來提供各種效應及增加的清晰度。在此實例中，微組裝顯示器包含冗餘rgb無機微型led、驅動器ic、傳感器及透明襯底。顯示器將多個層級顯示器面板用於缺陷容限、增加的亮度、2.5維或3維信息顯示器或增加的解析度。
具有不同解析度的顯示器面板(例如顯示器面板2002a及2002b)可用於形成堆疊式顯示器2000，如圖20中所展示。堆疊中的顯示器還可是不同大小。微型led還可是不同大小、色彩或位於不同位置中。圖20中所示的顯示器2000包含兩個相同大小的顯示器面板2002a到2002b。第一顯示器面板2002a上的微型led小於第二顯示器面板2002b上的微型led。另外，第一顯示器面板2002a上的微型led位於不同於第二顯示器面板2002b上的微型led的位置中。在此實例中，顯示器面板2002a及2002b具有不同解析度。顯示器面板2002a包含24個微型led(例如，微型led2004a到2004x)且顯示器面板2002b包含僅6個微型led(例如，微型led2006a到2006f)。在一些實施例中，每一顯示器面板2002a及2002b分別包含驅動器(例如，微型集成電路)2010a及2010b。在一些實施例中，單個驅動器用於堆疊式顯示器中的每一顯示器面板(例如，2002a及2002b)。
在一些實施例中，微型led發射器用於形成多模式顯示器。圖21是多模式顯示器的實例性像素2100的圖解說明。發射式微型led顯示器2102可與第二類型的顯示器2104(例如反射式顯示器、電泳、或基於mem的顯示器)組合來形成多模式顯示器。在圖21中所示的實例中，第二顯示器2104是反射式顯示器。微型led2106a到2106f將僅利用一小部分像素區域而反射組件2104(舉例來說)還可利用像素2100的區域中的某一區域。舉例來說，例如蜂窩式電話(包含智慧型電話)的移動裝置或平板計算裝置可在顯示器類型之間切換，藉此允許(舉例來說)在觀看視頻或觀看圖片時使用微型led顯示器2102，而超低電力「類紙」顯示器(例如，電泳顯示器)或反射式顯示器(例如反射式顯示器2104)可用於閱讀。
在一些實施例中，如由圖22中所圖解說明的像素2200所展示，微型led2204a到2204f可放置於反射元件2202的頂部上且鑑於微型led2204a到2204f的小大小不會強烈地幹涉反射式顯示元件。
如先前所論述，顯示器(例如，微型led顯示器)可與經微轉移印刷傳感器及收發器交錯。圖23是具有連接到微型led2302a到2302f(例如，微型led2302a到2302b形成冗餘對，微型led2302c到2302d形成冗餘對且微型led2302e到2302f形成冗餘對)的集成電路2306及微型傳感器2304的像素2300的圖解說明。舉例來說，顯示器可與圖像捕獲裝置(例如，光學傳感器、光電二極體)、紅外傳感器(例如，姿勢感測或ir相機)、溫度傳感器(例如，關於微型led反饋以提供色彩/亮度校正)及無線發射裝置交錯。顯示器還可包含例如太陽能電池(收集光)的電力收穫裝置、運動能收集(例如，壓電裝置)、用以存儲能量的電容器或用於收穫電磁輻射的天線。與顯示器交錯的轉移印刷元件可根據所要功能及應用以不同密度(稀疏性)印刷。舉例來說，需要較少溫度傳感器，但每一像素可需要圖像捕獲裝置。
圖24是人類視覺及hdtv的色域的實例性圖解說明。所揭示技術可用於改善顯示器的色域以更緊密匹配人類視覺的色域。
如圖25中所圖解說明，微型led顯示器可包含各種色彩的微型led以除其它外還改善顯示器的色域。除了標準紅色微型led2502a到2502b、藍色微型led2502e到2502f及綠色微型led2502g到2502h外，在一些實施例中，微型led顯示器包含黃色微型led2502c及2502d(舉例來說如在圖25中所示的像素2500中)或其它色彩微型led(例如，青色)。在另一實例中，像素2500可包含兩種不同紅色、綠色或藍色微型led(例如，綠色微型led2502c發射不同於2502d的綠色光陰影)。此允許經改善色域(例如，更多可實現色彩)。顯示器還可包含微型集成電路2506、微型傳感器2504或其它半導體元件，如上文所描述。
圖26是供在微組裝無機微型led陣列中使用以產生視覺上完美裝置的實例性像素2600的圖解說明。像素2600包含六個子像素2608a到2608f，每一子像素具有不同色彩(例如，一個子像素2608a具有紅色微型led2602a，另一子像素2608b具有不同紅色微型led2802b；一個子像素像素2608c具有綠色微型led2602c，另一子像素2608d具有不同綠色微型led2602d；一個子像素2608e具有藍色微型led2602e且一個像素2608f具有不同藍色微型led2602f)。舉例來說，像素2600可包含六個子像素2608a到2608f，每一子像素具有包含達450nm、460nm、530nm、540nm、650nm及660nm的輸出強度的相應峰值的微型led。查找表可用於補償像素不均勻性。
圖27a到27b是用於產生視覺上完美裝置的兩個微組裝無機微型led陣列策略的圖解說明。圖27a中所示的顯示器2700每子像素2704使用兩個微型led(2702a及2702b)。圖27b中所示的顯示器2750每單位區域利用更多像素(例如，2756a到2756d)且每像素較少子像素及/或微型led。在圖27b中所示的實例中，每子像素2754僅存在一個微型led2752，然而針對顯示器的每一視覺可辨別區存在兩個或多於兩個像素(在此實例中，4個像素；12個子像素)。在顯示器中遺漏一個微型led的情形中，鄰近像素使用來自查找表的信息來補償。舉例來說，如果微型led2752a遺漏，那麼微型led2752b可用於補償遺漏微型led。
圖28是在連接之前的實例性像素2800的圖解說明。在一些實施例中，可使微組裝微型led2802a到2802f陣列照亮且可觀察光致發光以在連接之前識別有缺陷的微型led(例如，2802a及2802e)。此可用於觸發物理修復，將額外微型led添加到包含由光致發光測試識別的有缺陷的微型led的子像素。在此實例中，微型led2802a及2802e是有缺陷的且被移除。在一些實施例中，因此，將僅布線微型led2802b、2802c及2802f。在其它實施例中，2802d還被布線。圖28還圖解說明其中微型led2802d是有缺陷的且額外微型led2802c經印刷以補償此有缺陷的微型led2802d的情景。
圖29是使用色彩轉換材料的晶片(舉例來說，例如立面體的多面體)來實施微組裝微型led顯示器及照明元件中的色彩轉換的圖解說明。在一些實施例中，顯示器及照明元件需要不同於其構成微型led的直接發射波長全rgb能力及/或色彩。
用於實現此色彩轉換的一種方法是通過使用微組裝技術來將微型led2904a及2904b陣列放置於對應色彩轉換材料陣列上方、上或與其接觸，舉例來說，通過在是至少部分透明的顯示器襯底2906中形成凹部2902a到2902h且用磷光體及其它色彩轉換材料填充凹部。色彩轉換材料包含含磷光體凝膠或樹脂、磷光體陶瓷及單晶磷光體。其它色彩轉換材料包含直接帶隙半導體，例如在一些實施例中包含量子阱及表面鈍化的外延堆疊的部分的那些直接帶隙半導體。
在替代色彩轉換方法中，將(舉例來說)直接帶隙半導體的色彩轉換材料的晶片微組裝於顯示器襯底上，且將微型led陣列的至少一部分組裝於晶片上方。
在一些實施例中，裝置經設計使得自微型led發射的光的大部分或全部向下穿過透明顯示器襯底及任選地穿過色彩轉換材料而發射。此屬性賦予裝置有價值特性，所述裝置(舉例來說)如在顯示器或照明元件中具有所述屬性，所述顯示器或照明元件從一個方向是幾乎透明的且從相反方向是明亮光源或信息顯示器。此屬性可通過形成完全或幾乎完全覆蓋微型led的一側(例如，微型led的「頂部」側)的反射性結構來實現，其中微型led觸點、陣列連接金屬及/或補充鏡結構形成於顯示器襯底上。
在色彩轉換的替代方法中，色彩轉換層形成於微型led的頂部上或在微型led的多於一個側上至少部分地環繞微型led。
圖30a及30b是將自對準電介質用於微組裝微型led顯示器及照明元件的裝置的圖像及圖解說明。在一些實施例中，減少微組裝微型led顯示器或照明元件的顯示器襯底上的對準步驟的數目是有利的。
在一些實施例中，包含對特定波長基本上透明的一些材料的微型led組裝於也對相同特定波長透明的顯示器襯底上。微型led在微型led的與介於微型led與顯示器襯底之間的界面相對定位的側上具有一或兩個金屬觸點。微型led任選地還包含覆蓋微型led與顯示器襯底相對的側的一部分的電介質材料(例如，氧化矽或氮化矽)。在形成到微型led的連接之前，在一些實施例中，提供環繞微型led的周界的絕緣層是有益的，藉此避免不想要的電短路。絕緣層是通過沉積一層光可界定電介質(例如，bcb、聚醯亞胺、pbo、環氧樹脂或矽酮)而形成，從而將光敏電介質暴露於光，使光從顯示器襯底下面閃亮，且交聯光可界定材料(兩個金屬觸點上方的區除外)，藉此在形成連接之前將微型led的周界電絕緣。
在一些實施例中，具有匹配人類視覺的光譜響應的相機可用於定義供與微組裝微型led顯示器一起使用的查找表。使用微組裝微型led的顯示器從像素到像素亮度均勻性及色彩一致性獲益。產生微型led的外延及微製作過程通常產生具有亮度範圍及輸出光譜範圍的微型led。在一些實施例中，使用微型led組合件的顯示器從以每一子像素的輸出表徵的查找表獲益(例如，允許顯示器根據亮度與所述子像素的電流之間的關係驅動每一個別子像素)，藉此提供準確再現圖像及色彩猶如裝置的微型led不具有色彩及亮度的不均勻性所需要的信息。此外，查找表可考慮到人類視覺響應的亮度、色彩及效率之間的關係。
在一些實施例中，具有匹配人類眼睛的光譜響應的光譜響應的相機及光學濾光器用於產生用於微型led顯示器的查找表。在一些實施例中，具有匹配人類視覺藍色響應的光譜響應的光譜響應的相機及光學濾光器、具有匹配人類視覺綠色響應的光譜響應的光譜響應的相機及光學濾光器及具有匹配人類視覺紅色響應的光譜響應的光譜響應的相機及光學濾光器用於產生用於微型led顯示器的查找表。
在一些實施例中，微尺度功能元件陣列與微尺度控制元件陣列交錯。在一些實施例中，組裝無機微尺度功能裝置陣列與交錯的組裝微尺度控制元件陣列集成在一起。控制元件可包含微尺度矽集成電路裝置，所述微尺度矽集成電路裝置通過微組裝方法與微尺度裝置集成在一起且交錯。在一些實施例中，微組裝方法是藉助彈性體印模、靜電頭及/或基於真空夾頭組裝工具進行轉移印刷。
組裝微尺度功能元件可是微型發光裝置(例如發光二極體(led))、垂直腔面發射型雷射器(vcsel)或邊緣發射型雷射器。組裝微尺度功能元件可是感測裝置，例如光電二極體、輻射傳感器、溫度傳感器及運動傳感器。組裝微尺度功能元件可是能量收穫或能量轉換裝置。組裝微尺度功能元件可是致動器裝置。
單個微尺度控制元件可控制群集或陣列功能元件。在一些實施例中，控制元件通過導線網絡與功能元件群集連接，所述導線從控制元件扇出到每一功能元件。在一些實施例中，布線是由經圖案化的沉積薄膜金屬(例如，al、cu、mo或au)製成。
微尺度控制集成電路可包含各種功能性。控制元件可包含存儲器、數字電路及模擬電路兩者、傳感器、信號處理電路及/或光學收發器(例如，提供光學輸入到控制元件及從控制元件提供光學輸出)。功能元件群集及單個控制元件可在較大群集陣列內作為獨立單元操作。每一功能元件群集可操作為獨立顯示器。
圖31是由單個微組裝集成電路3104控制的功能元件3102a到3102p(統稱3102)的實例性4×4陣列3100的圖解說明。功能元件3102可通過單個薄膜金屬化過程與控制元件3104連接。在一些實施例中，控制元件3104及功能元件3102定位於相同平面中或相同表面上。連接布線扇出遠離控制元件3104且可連接到功能元件3102中的每一者，如圖31中所示。
圖32是包含六個4×4功能元件(每一功能元件由單個微組裝集成電路控制)陣列(例如，如圖31中所示)的實例性裝置3200。控制元件陣列可使用微組裝在功能元件陣列內交錯。
圖33是使用控制元件3302來控制不同類型的功能元件的實例性陣列3300的圖解說明。舉例來說，陣列3300可包含十六個像素3306a到3306p(統稱3306，但可使用其它數目個像素)。每一像素3306可包含紅色微型led3304a、藍色微型led3304b及綠色微型led3304c。控制元件3302可處理來自感測功能元件的信號或從感測功能元件讀出信號且還控制或讀入信號到功能陣列元件。因此，陣列裝置可是多功能且可在相同表面上或在相同平面或陣列區域(例如，高光譜焦點平面陣列)中執行許多任務。陣列可將單個金屬層級及單個控制元件用於功能群集。
圖34是使用微組裝形成的顯示器3400的圖解說明。每一集成電路像素群集可充當獨立顯示器且每一功能元件群集可獨立於控制元件操作。舉例來說，整個裝置的小部分可在使用中被通電，且陣列裝置(顯示器，舉例來說)的其餘部分可保持斷電。圖35是其中用戶已選擇僅接通整個裝置的一部分的實例性顯示器3500的圖解說明。圖36是其中用戶已選擇僅接通整個裝置的呈非標準形狀(舉例來說，並非矩形的形狀)的一部分的實例性顯示器3600的圖解說明。
圖37是具有無線數據或電力輸入的實例性陣列3700的圖解說明。控制元件可連接到集成式天線3702。因此，顯示器塊可使數據或電力使用無線電磁發射流式傳輸到功能裝置陣列(例如，顯示器)。
圖38是經設計以具有內建冗餘的控制元件的圖解說明。舉例來說，可每元件群集印刷額外控制晶片(如上文所描述)。微組裝跨接線或交越線可用於提供用以電連接備用控制元件(例如，將襯墊3802連接到襯墊3804)的構件。因此，如上文所論述，稀疏填充多功能陣列可為實現額外功能性的備用裝置提供空間且可使用微組裝低成本跨接線來連接到備用裝置。
圖39是具有控制裝置3904的陣列3900的圖解說明，控制裝置3904具有內建式存儲器3902。控制裝置3904可是包含嵌入式存儲器的集成電路控制裝置。此實現用於靜態圖像的按需求刷新的電力節省顯示器。
圖40是具有微組裝溫度感測元件4002的微組裝微型led顯示器4000的圖解說明。微組裝技術促進包含微組裝微型led4004a及4004b(統稱4004)及微組裝ir或溫度感測裝置4002的微組裝微型led顯示器的形成。包含溫度或ir感測的顯示器可提供所要數據輸入能力，舉例來說免觸控人機接口。在一些實施例中，ir或溫度感測裝置包含低帶隙半導體(例如，ingaas、ingaassb、hgcdte)、熱電材料(例如，鉭酸鋰或鈮酸鋰)、熱電堆及對溫度梯度或溫度改變作出電響應的其它裝置。在一些實施例中，顯示器包含一種類型的溫度感測裝置是有利的。在一些實施例中，顯示器包含多於一種類型的溫度感測裝置。
在一些實施例中，微組裝顯示器包含數個色彩的微組裝微型led、數個不同類型的微組裝ir或溫度感測裝置、微組裝無源電組件或微組裝控制或存儲器元件中的一或多者。在一些實施例中，感測元件的數目小於顯示器中的微型led的數目。在一些實施例中，感測元件的數目等於或大於微型led的數目。
在一些實施例中，所揭示技術提供使用無機微型led及製造顯示器的方法的無源矩陣顯示器。類似地，在一些實施例中，所揭示技術使用無機微型led及製造顯示器的方法提供有源矩陣顯示器。
圖41中展示完整無源矩陣無機發光二極體(led)顯示器的圖像。此顯示器包含微尺度紅色led的360×90陣列。本文中所揭示的顯示器中所使用的微型led製備於其同質襯底上、從襯底部分地移除，且微型led在同質襯底上的位置是通過系鏈(例如，每一led的單個、偏離中心系鏈)維持，且然後使用粘彈性彈性體印模微轉移印刷。微型led以每平方英寸大約3000個微型led的解析度形成於其同質襯底上。在一些實施例中，微型led以每平方釐米高達106或108個微型led的解析度形成於其同質襯底上。
所圖解說明顯示器經設計以支撐使用紅色、綠色及藍色led的128×128像素陣列。此外，在此實例中，每一像素中存在用於每一色彩led(紅色、綠色及藍色)的兩個位點，使得(視所要)可實施冗餘方案，例如本文中所描述的那些。在此示範中，紅色led被填充到綠色及藍色子像素位點中。除紅色之外還可使用其它色彩的微型led以便產生全色顯示器。像素大小是99×99微米，如圖42中所示，相當於每英寸256個像素。發射區域是11.88mm×8.91mm。支撐顯示器的玻璃襯底的大小是大約25mm×25mm。
圖43是顯示器內的單個像素的光學顯微照片。微型led使用薄膜金屬互連件連接到金屬行及列。最頂部金屬(例如，金屬2)通過蝕刻於沉積於金屬1上方的電介質層的通孔連接到下部金屬(例如，金屬1)。微型led沿兩個(全部)方向發射光，然而，微型led上的金屬觸點將光的大部分向下穿過玻璃襯底反射。
圖44是其上具有無源矩陣顯示器的完整顯示器襯底(玻璃襯底)的圖像。十六個顯示器被印刷到每一150mm玻璃晶片。在一些情形中，印刷小於16個顯示器。圖45是顯示器的像素陣列的光學顯微照片。
圖46是用於製造無源矩陣無機發光二極體顯示器(例如製造於150mm玻璃晶片(0.7mm厚)上的圖47a到47b及48a到48b中所示的顯示器)的方法4600的流程圖。如上文所論述，例如藍寶石及塑料的其它襯底還可用作顯示器襯底。顯示器襯底可是較薄的(例如，0.5mm到1mm厚)。
使用金屬物理氣相沉積及光刻技術將第一金屬層級沉積並圖案化於晶片表面上(4602)。具體來說，使負性作用光致抗蝕劑暴露及顯影以形成剝離模板，使用電子束蒸鍍沉積ti/al/ti金屬堆疊，且然後通過將剝離模板移除來完成經圖案化金屬層。金屬1包含鋁(2000a)及鈦(250a)堆疊。最頂部的鈦的用途是保護鋁避免稍後過程流程中的鈍化化學反應。
將氮化矽電介質層沉積於晶片表面上(4604)以在金屬1與金屬2之間形成電絕緣層。接下來，使用晶片旋塗器將薄聚合物層旋塗到晶片表面上(4606)。此處，使用密西根州密德蘭的陶氏化學公司(dowchemicalco.)的光敏負性作用半導體級環氧樹脂(dowintervia8023)。使用熱處理將溶劑從聚合物移除。具體來說，在140攝氏度的熱板上軟烘烤達4分鐘，後續接著在攝氏90度的烤箱中在流動氮氣烘烤30分鐘。
接下來，將微尺度無機led微轉移印刷到聚合物的表面上(4608)。使用印刷工具執行微轉移印刷。使用粘彈性彈性體印模促進印刷過程。轉印過程在固體(led)與粘彈性彈性體表面之間利用運動可調粘附。為拾取led，工具使印模快速移動遠離源表面，導致彈性體與晶片之間的粘附有效增加。在印刷期間，印刷工具使印模緩慢移動遠離目的地表面，藉此使led留在目標表面(例如，聚合物表面)上。另外，通過在轉印過程期間賦予印模的橫向剪切移動而輔助印刷步驟。印模將120×90微型led陣列轉印到顯示器。為完成360×90顯示器，執行三個印刷操作。
為製成全色顯示器(120rgb×90)，需要三個單獨印刷操作，一個印刷操作用於紅色光發射器、一個印刷操作用於綠色光發射器及一個印刷操作用於藍色光發射器。為實現冗餘，可印刷額外led。在此實例中，將六個led印刷到每一像素，如圖43中所示。因此，此配置可實施冗餘微型led。
圖43中的像素展示單個99×99微米像素內的六個微型led的實例。在此實例中，在六個轉印操作中印刷全led陣列。針對此處所示的顯示器，僅利用三個子像素位點(例如，藉助驅動器晶片驅動)。
在轉印微型led之後，聚合物首先暴露於uv輻射且然後在流動氮氣下在175攝氏度的烤箱中達3小時加以固化(4610)。聚合物的uv曝光是防止微型led在烤箱固化器件移動的重要步驟。
接下來，穿過電介質層(聚合物及氮化矽兩者)而形成通孔(窗)以使金屬1的表面暴露(4612)。此過程是使用對聚合物及氮化矽層的標準光刻(正性作用光致抗蝕劑的曝光及顯影)及反應離子蝕刻來執行。鋁上的最頂部鈦用於防止鋁在反應離子蝕刻步驟期間鈍化。
接下來，沉積並圖案化第二金屬(金屬2)(4614)。金屬2的目的是接觸微型led的陽極及陰極兩者及通過通孔將陽極連接到金屬1。此過程是通過首先在負性作用光致抗蝕劑中圖案化剝離模板，接下來沉積金屬堆疊(ti/al/ti/au)及最後將光致抗蝕劑掩模剝離以留下經圖案化金屬布線來實現。
使用切割工具(例如，dico切割工具)將晶片鋸割成個別顯示器(4616)。在切割之前，將顯示器晶片塗覆有保護光致抗蝕劑層，且此保護光致抗蝕劑層是在切割後從每一個別顯示器裸片剝除的溶劑。
在將個別顯示器從晶片切割之後，將無源矩陣驅動器ic接合到玻璃晶片的表面上的接納襯墊(4618)。此是使用標準「玻璃覆晶」接合過程來實現，其中使用各向異性導電膜(acf)來進行玻璃上的金屬(金屬2)襯墊與驅動器ic上的金屬襯墊之間的電連接。
接下來，使用「玻璃上柔性板(flex-on-glass)」技術將柔性印刷電路(纜線)附接到顯示器(4620)。此處，使用acf膜將柔性印刷電路電互連到顯示器玻璃上的金屬(金屬2)襯墊。
在此實例中，使用fpga驅動器板來將輸入(圖片)發送到驅動器晶片中且最終到顯示器中。柔性印刷電路將驅動器晶片及顯示器連接到fpga驅動器板。
圖47a到47b及48a到48b是工作顯示器的圖像。圖47a是無源矩陣無機發光二極體顯示器的圖像且圖47b是無源矩陣無機發光二極體顯示器的放大圖像。圖48a是無源矩陣無機發光二極體顯示器的另一圖像且圖48b是無源矩陣無機發光二極體顯示器的不同放大圖像。圖49a到49g是證實顯示器透明度的圖像。周圍光由金屬線及小led阻擋，剩餘層是透明的。
圖50是以無源矩陣配置布線的實例性微型led顯示器的顯微照片。微組裝led顯示器使用從外延襯底轉印到顯示器襯底(例如，到非同質於led的顯示器襯底，例如塑料或玻璃)的多個微型led來產生顯示器。所揭示顯示器架構建立從每一led的「頂部」到每一led的兩個端子的接觸。接觸led的陽極的導電線及空間(或其它形狀)與接觸到相同led的陰極的導電結構橫向分離。在此實施例中，led還具有彼此橫向分離的電可接觸端子(舉例來說，陰極及陽極)。此配置允許使用面板處理或其中線及空間基於每區域形成是相對粗且不昂貴(例如，2微米線及空間到2mm線及空間)的其它大面積處理來建立到led的互連。舉例來說，圖50中所示的微型led顯示器將2.5μm及5μm導電線用於行線5004a到5004c、列線5006a到5006b及互連件5008a到5008b。
在某些實施例中，微型led上的可電接觸端子經形成以佔據儘可能多的led區域的佔用面積。因此，為了實現微型led的兩個端子的橫向分離，在某些實施例中，led具有足夠長於其寬度的長度。在某些實施例中，led使用細光刻(舉例來說，具有介於從100nm到20微米範圍的特徵的晶片長度光刻)來減少端子之間的分離距離。
舉例來說，如圖50中所示的led5002a到5002f是矩形微型led。具體來說，在此實例中，led具有3.5μm的寬度及10μm的長度。在某些實施例中，伸長几何形狀是有利的，包含在每一led的端子位於led的一面上時。除其它外，與大端子電極耦合的led的伸長几何形狀提供放置的容易性(例如，減少放置每一led所需的準確度)。在某些實施例中，長度對寬度比率大於2，舉例來說，在從2到5的範圍中。在某些實施例中，本文中所描述的led具有以下範圍的寬度、長度及高度中的至少一者：從2μm到5μm、從5μm到10μm、從10μm到20μm或從20μm到50μm。
在某些實施例中，列電極(例如，導電線5006a到5006b)形成於襯底上。絕緣層施加於列電極上方。孔5010a到5010d形成於列電極中以暴露列電極。led5002a到5002f經微轉移印刷到絕緣層上。導電材料可施加成單層級以形成行電極5004a到5004c及到列電極的互連件(例如，5008a到5008b)。行電極5004a到5004c電接觸相應led上的第一端子而互連件(例如，5008a到5008b)將一相應led上的第二端子電連接到相應列電。因此，led端子(其位於led的相同面上)可在單個層級上連接。舉例來說，微型led的連接可使用單個光掩模及金屬層級(例如，單個層級)來建立到led的兩個端子的連接。
圖51是以無源矩陣配置布線的實例性印刷led的圖解說明。行電極5104及互連件5108a到5108b形成於單個層級上。互連件5108a到5108b電連接到一相應列電極5106a到5106b。如圖51中所示，互連件5108a到5108b與列電極5106a到5106b之間的互連分別未經絕緣，因為孔5110a及5110b形成於絕緣中，如上文所論述。相比來說，行電極5104與列電極5106a到5106b之間的互連是絕緣的。
圖52是以無源矩陣配置布線的單個led5202的光學顯微照片(例如，圖1的單個led的放大圖像)。led5202包含第一端子5210及第二端子5212。減少led的端子5210與端子5212之間的橫向分離及在led的尺寸的限制內增加端子5210及5212的大小增加對所組裝微型led與用於將其互連於顯示器襯底上的相對粗導電線(5204、5206及5208)之間的對齊及光刻誤差的容限。
圖53a到53b是適於從led的一面接觸兩個端子的微型led的實例性架構的圖解說明。圖53a是led5300的平面圖且圖53b是led5300的橫截面圖。如圖53a及53b中所示，端子5302a及302b覆蓋led5300的頂部的一大部分且端子5302a及5302b兩者位於led5300的頂部表面上。電極之間的間隙最小化(例如，100nm到100微米的距離)，如上文所論述。此配置允許使用面板處理或其中線及空間基於每區域形成是相對粗且不昂貴(2微米線及空間到2mm線及空間)的其它低解析度大面積處理來建立到led的互連。在某些實施例中，為實現微型led5300的兩個端子的橫向分離，led5300具有足夠長於其寬度的長度。在某些實施例中，led使用細光刻(舉例來說，具有介於從100nm到20微米範圍的特徵的晶片長度光刻)來減少端子之間的分離距離。
有源層形成於橫嚮導電層上。電介質材料沉積於活性材料上及有源層及橫嚮導電層的一面上，如圖53b中所示。端子5302a連接到有源層且端子5302b連接到橫嚮導電層。
在某些實施例中，led向下發射器外部發射光的基本上大部分。在此等實施例中，可電接觸/導電端子可形成於反射性金屬(包含金、銀、鎳、鋁及其合金)中。相比來說，在向下發射實施例中，橫向構造結構形成於對從led發射的光透明的材料中，例如具有經選擇以使橫嚮導電層中的吸收最小化的適合帶隙或吸收邊緣的半導體。鏡(此處未展示)可形成於led上面以進一步將來自led的光向下反射。
在某些實施例中，led經配置以向上發射其外部發射光的基本上大部分。在此等實施例中，可電接觸/導電端子形成於透明材料(包含透明導電氧化物、ito、zno、碳納米管膜及細金屬網)中。也在向上發射實施例中，橫向構造結構形成於對從led發射的光透明的材料中，舉例來說具有經選擇以使橫嚮導電層中的吸收最小化的適合帶隙或吸收邊緣的半導體。在這些實施例中，橫嚮導電層還可包含光學反射層，所述光學反射層包含電介質鏡、金屬鏡及/或具有高折射率以促進總內反射的材料。光學反射材料或顯示器襯底的部分可經提供以將來自led的光向上反射。
圖54a到54e圖解說明根據本發明的實施例的發光二極體結構的實施例。如圖54a中所示，第一電觸點5402位於半導體元件5406的第一側上且第二電觸點5404位於半導體元件5406的相對側上。在此實例中，第一電觸點5402在將半導體元件5406印刷到顯示器襯底時從頂部接達。第一電觸點5402經形成使得其一部分延伸超過半導體元件5406的邊緣，藉此實現在將結構印刷到顯示器襯底5410時從結構的與第二電觸點5404相同的側接達第一電觸點5402。此可在印刷於顯示器襯底5410上時是有利的，因為第一電觸點5402與第二電觸點5404兩者可在共同光刻步驟集合中接達以用於連接。
圖54b圖解說明顯示器襯底5410上的圖54a的發光二極體，其中第一電觸點5402與顯示器襯底5410上的第一接觸襯墊5452接觸。可形成與印刷半導體結構的第二電觸點5404的電連接5450。鈍化層5419防止從第一導線5450及第二導線5452到半導體元件5406的不想要導電。
圖54a中所圖解說明的結構可通過使用光刻過程移除半導體元件5406的一部分(例如，通過蝕刻)使得暴露第一電觸點5402的一部分(例如，從與第二電觸點5404相同的側可接達)來形成。
圖54c圖解說明將第一電觸點5402及第二電觸點5404兩者定位於半導體元件5406的同一側上的一替代結構。此結構還通過移除半導體元件5406的一部分來製成，然而，半導體材料的移除在所述部分經完全蝕刻穿過半導體元件5406(如在圖54a中所示的實例中所進行)之前停止，藉此留下半導體元件5406的懸臂延伸部5408。在一個實施例中，懸臂延伸部5408以不同於半導體元件5406的剩餘部分的方式摻雜。舉例來說，此允許懸臂延伸部5408更導電或更佳防止光發射而半導體元件5406的剩餘部分經摻雜以響應於第一電觸點5402與第二電觸點5404之間的電流而發射光。
圖54d圖解說明發光二極體的替代結構。此結構類似於圖54c中所示的結構，然而，第一電觸點5402較厚使得第一電觸點5402及第二電觸點5404在相同平面中具有頂部表面或接觸共同表面。在某些實施例中，此是有利的，因為發光二極體可藉助已形成的共面連接襯墊印刷到顯示器襯底。此允許發光二極體在將其印刷到顯示器襯底5410時電連接到顯示器電路。
在形成懸臂延伸部5408之後，第一電觸點5402形成於懸臂延伸部5408上(例如，通過光刻)。在某些實施例中，第一電觸點5402及第二電觸點5404兩者是同時或相繼形成。
上文關於圖54a、圖54c及54d所描述的結構可使用採用印模(例如彈性印模)的印刷過程印刷於顯示器襯底5410上以形成顯示器。圖54b圖解說明顯示器襯底5410上的圖54a的發光二極體，其中第一電觸點5402與顯示器襯底5410上的第一接觸襯墊5452接觸。可形成到印刷半導體結構的第二電觸點5404的電連接5450。鈍化層5419防止從第一導線5450及第二導線5452到半導體元件5406的不想要導電。類似地，圖54e圖解說明顯示器襯底5406上的圖54c的發光二極體及所形成的電線5450、5452。
已描述特定實施例，所屬領域的技術人員現在將明了，可使用併入有本發明的概念的其它實施例。因此，本發明不應限於特定實施方案，而是應僅受所附權利要求書的精神及範圍限制。
貫穿其中將設備及系統描述為具有、包含或包括特定組件或將過程及方法描述為具有、包含或包括特定步驟的描述，另外預期存在基本上由所敘述的組件組成或由所敘述的組件組成的所揭示技術的設備及系統，且存在基本上由所敘述的處理步驟組成或由所敘述的處理步驟組成的根據所揭示技術的過程及方法。
應理解，只要所揭示技術保持可操作，步驟的次序或執行某些動作的次序並不重要。此外，可同時實行兩個或多於兩個步驟或動作。