JP2002198569A

JP2002198569A - 素子の転写方法、半導体装置、及び画像表示装置

Info

Publication number: JP2002198569A
Application number: JP2000396206A
Authority: JP
Inventors: Takehisa Natori; 武久名取
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-12-26
Filing date: 2000-12-26
Publication date: 2002-07-12

Abstract

(57)【要約】【課題】微細加工された素子を転写する際に、転写後も
位置合わせ精度が損なわれることもなく、転写の歩留ま
りも低下しないような素子の転写方法、半導体装置及び
画像表示装置の製造方法を提供する。【解決手段】第一素子群の第一素子が離間して存在する
第一基板１８上に、前記第一素子の存在する位置に対応
した領域が間引かれてなる第二素子群を有する第二基板
３４を合わせて、前記第二素子群の第二素子を選択的に
前記第一基板１８上に転写することを特徴とする。間引
かれた状態で転写されるため、基板同士を最接近させて
転写できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体発光素子など
の素子を基板上などに選択的に転写する素子の転写方
法、半導体装置及び画像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、素子をマトリクス状に配列して画
像表示装置に組み上げる場合には、液晶表示装置（ＬＣ
Ｄ：Liquid Crystal Display）やプラズマディスプレイ
パネル（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）のように基板
上に素子を形成するか、或いは発光ダイオードディスプ
レイ（ＬＥＤディスプレイ）のように単体のＬＥＤパッ
ケージを配列することが行われている。従来のＬＣＤ、
ＰＤＰの如き画像表示装置においては、素子や画素のピ
ッチとその製造プロセスに関し、素子分離ができないた
めに製造プロセスの当初から各素子はその画像表示装置
の画素ピッチだけ間隔を空けて形成することが通常行わ
れている。また、例えば特開平１１−２６７３３号公報
に記載される液晶表示装置においては、液晶制御素子と
しての薄膜デバイスの製造時に使用した基板と製品の実
装時に使用する基板とを異ならせ、実装時に使用する基
板に対して薄膜デバイスを転写することが行われてい
る。

【０００３】一方ＬＥＤディスプレイの場合にはＬＥＤ
チップをダイシング後に取り出し、個別にワイヤーボン
ドもしくはフリップチップによるバンプ接続により外部
電極に接続し、パッケージ化されることが行われてい
る。この場合、パッケージ化の前もしくは後に画像表示
装置としての画素ピッチに配列されるが、この画素ピッ
チは素子形成時の素子のピッチとは無関係とされる。例
えば発光ダイオードを表示素子とする画像表示装置には
屋外用と屋内用が有り、屋外用はφ3〜5mm足付き砲弾型
で画素（赤・緑・青色半導体チップ数組）ピッチ10mm以
上、屋内用は数mm角表面実装型あるいはCOB（半導体チ
ップを基板に直接取り付ける）で画素ピッチ2.5mm以上8
mm以下である。半導体チップは通常0.3mm角なので、赤
・緑・青色半導体発光素子チップをデルタ配列しても画
素ピッチ1mm以下にする事は困難である。また画像表示
装置価格中に占める半導体チップ価格の割合が高いた
め、総画素数が同じなら画面が小さくなっても価格はあ
まり下がらず割高感が強い。また半導体チップ寸法を小
さくすると小画素ピッチが可能となり価格も下げられる
可能性が出てくる。しかし半導体チップ取り扱いジグの
真空チャック穴径も小さくしなければならず作成が難し
くなるなど価格を上げる要因もある。

【０００４】そこで各素子を集積度高く形成し、各素子
を広い領域に転写などによって離間させながら移動さ
せ、画像表示装置などの比較的大きな表示装置を構成す
る技術が有り、例えば特開昭５６−１７３８５号公報に
記載される発光ダイオードを用いたディスプレイ装置の
製造方法や、米国特許No.５４３８２４１に記載される
薄膜転写法や、特開平１１-１４２８７８号に記載され
る表示用トランジスタアレイパネルの形成方法などの技
術が知られている。

【０００５】特開昭５６−１７３８５号公報に記載され
る発光ダイオードを用いたディスプレイ装置の製造方法
では、ダイシング前のＬＥＤウエーハが第１の粘着シー
トに貼り付けられ、同シート上でダイシングが行われ、
ダイシングされたＬＥＤペレットが第２の粘着シートへ
一括転写される。ダイシングされたＬＥＤペレットの
中、配線基板へ転写したいＬＥＤペレットのみに選択的
に導電ペーストをスクリーン印刷法により塗布する。第
２粘着シートごとＬＥＤペレットを基板の電極の位置に
合わせて貼り合わせ、選択的に固着させて剥離する。
Ｒ，Ｇ，Ｂの発光波長の異なるＬＥＤペレットが順次選
択転写する。

【０００６】米国特許No. ５４３８２４１では基板上に
密に形成した素子が粗に配置し直される転写方法が開示
されており、接着剤付きの伸縮性基板に素子を転写した
後、各素子の間隔と位置をモニターしながら伸縮性基板
がＸ方向とＹ方向に伸張される。そして伸張された基板
上の各素子が所要のディスプレイパネル上に転写され
る。また、特開平１１-１４２８７８号に記載される技
術では、第１の基板上の液晶表示部を構成する薄膜トラ
ンジスタが第２の基板上に全体転写され、次にその第２
の基板から選択的に画素ピッチに対応する第３の基板に
転写する技術が開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが前述のような
技術では、次のような問題が生ずる。先ず、ＬＥＤペレ
ットに対して選択的に導電ペーストをスクリーン印刷法
により塗布する特開昭５６−１７３８５号公報に記載さ
れる技術では、ＬＥＤペレットの如き比較的大きな素子
に対しては有効であるが、現在の１００μｍ以下程度で
１５μｍから２５μｍ程度の素子サイズの微小な発光デ
バイス等に対してはスクリーン印刷の位置ずれが大き
く、適用自体非常に困難である。

【０００８】また、米国特許No. ５４３８２４１に記載
の基板上に密に形成したデバイスを粗に配置し直す転写
方法では、伸縮性基板の伸長時の不動点(支点)がデバイ
スチップの接着面のどの位置になるかによって、デバイ
ス位置が最小でチップサイズ(≧２０μm)だけずれると
いう本質的な問題を抱えている。そのために、デバイス
チップ毎の精密位置制御が不可欠になる。したがって、
少なくとも１μm程度の位置合わせ精度が必要な高精細
ＴＦＴアレイパネルの形成には、ＴＦＴデバイスチップ
毎の位置計測と制御を含む位置合わせに多大な時間を要
する。さらに、熱膨張係数の大きな樹脂フィルムへの転
写の場合には、位置決め前後の温度/応力変動によって
位置合わせ精度が損なわれ易い。以上の理由から、量産
技術として採用することには極めて大きな問題がある。

【０００９】また、特開平１１-１４２８７８号に記載
される技術では、転写対象の薄膜トランジスタ素子の部
分に選択的に紫外線が選択的に照射され、薄膜トランジ
スタ素子と転写元基板の間に形成されたＵＶ剥離樹脂の
接着力を低下させることが行われている。ところが、紫
外線の照射によってＵＶ剥離樹脂の接着力が低下するに
は時間がかかり、プロセス上のスループットの低下を招
き、また、十分は接着力の低下が得られないときでは、
転写の歩留まりも低下してしまうことになる。

【００１０】そこで、本発明は微細加工された素子を転
写する際に、転写後も位置合わせ精度が損なわれること
もなく、転写の歩留まりも低下しないような素子の転写
方法、半導体装置及び画像表示装置の製造方法を提供す
ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の素子の転写方法
は、第一素子群の第一素子が離間して存在する第一基板
上に、前記第一素子の存在する位置に対応した領域が間
引かれてなる第二素子群を有する第二基板を合わせて、
前記第二素子群の第二素子を選択的に前記第一基板上に
転写することを特徴とする。

【００１２】基板同士を合わせたかたちで転写をするこ
とで、素子を基板間で転写する場合の位置ずれを最小限
に抑えることができ、前記第一素子の存在する位置に対
応した領域が間引かれてなる第二素子群を有する第二基
板を第一基板に合わせた場合では、基板同士を合わせた
ときでも、第一素子群の第一素子と第二素子群の第二素
子が当接することがなくなり、基板同士を最も接近させ
て合わせることができ、位置合わせ精度を向上できる。

【００１３】本発明の他の素子の転写方法は、第一素子
群の第一素子が所定の間隔で並んで配設される第一基板
上に、前記所定の間隔で第二素子群の各素子が形成され
た素子形成部と該第二素子群の各素子が形成されない非
素子形成部が繰り返し設けられた第二基板を合わせて、
前記第二素子群の第二素子を選択的に前記第一基板上に
転写することを特徴とする。

【００１４】素子形成部と非素子形成部が繰り返し設け
られた第二基板を用いることで、第一基板と第二基板を
合わせた時に、非素子形成部に第一素子群の第一素子が
位置するようにすることができ、第一素子群の第一素子
と第二素子群の第二素子が当接することがなくなり、基
板同士を最も接近させて位置合わせ精度を向上できる。

【００１５】また、このような本発明の素子の転写方法
を用いて半導体装置や画像表示装置を構成することがで
き、本発明としてこれらの半導体装置や画像表示装置を
も含むものとしている。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本実
施形態の素子の転写方法について説明する。本実施形態
は素子として、赤色発光の発光ダイオードを第一素子と
し、緑色発光の発光ダイオードを第二素子として基板上
に形成して画像表示装置を形成する例である。初めに図
１の（ａ）から図２の（ｆ）を参照して、第一素子であ
る赤色発光の発光ダイオードの転写工程について説明
し、次に図３の（ｇ）から図５の（ｍ）を参照して、第
２素子である緑色発光の発光ダイオードの形成工程につ
いて説明するが、第一素子と第二素子は平行して作成で
きるため、第一基板に転写する前の第二素子の方を予め
作成しておくことも可能である。

【００１７】先ず、図１の（ａ）に示すように、素子形
成基板としてのＧａＡｓ基板１１上に発光ダイオード層
１２が形成され、この発光ダイオード層１２の上に電極
膜としてのＡｕ膜１３が蒸着法などによって形成され
る。発光ダイオード層１２には例えばＧａＡｓ層を積層
方向にＡｌＧａＡｓ層で挟んだダブルへテロ構造が形成
され、Ａｕ膜１３が例えば反射電極膜として用いられ
る。

【００１８】次に、図１の（ｂ）に示すように、ＧａＡ
ｓ基板１１上に形成された発光ダイオード層１２及びＡ
ｕ膜１３がダイシングによって素子ごとに分離される。
この素子分離は一面に形成された発光ダイオード層１２
及びＡｕ膜１３を素子毎に分割するためのものである。
ダイシングの溝１２ｇは縦横に複数の線からなるものと
され、このダイシングによって各赤色の発光ダイオード
の各素子はマトリクス状に配列された状態でＧａＡｓ基
板１１上に並ぶことになる。

【００１９】続いて、図１の（ｃ）に示すように、ダイ
シング後のＧａＡｓ基板１１上の各素子は一括して一時
保持用基板１４に転写される。一時保持用基板１４の代
わりに一時保持用の粘着フィルムを使用しても良い。こ
の時、各素子は全面一括して転写されるため、ＧａＡｓ
基板１１と発光ダイオード層１２の間に、レーザー照射
によってレーザーアブレーションを発生させるような薄
い材料層を形成しておくことができる。また、一括転写
のため、エッチングによって素子を剥離しても良い。こ
のような一時保持用基板１４への一括転写の後、電気的
短絡を防止する目的で水溶性樹脂としてＰＶＡ（ポリビ
ニルアルコール）膜１５を塗布し、ＰＶＡ膜１５を各素
子の間のダイシングの溝１２ｇに充填する。

【００２０】図２の（ｄ）に示すように、ＰＶＡ膜１５
を充填した後、全面にＡｕ膜１６が形成される。このＡ
ｕ膜１６は光透過電極として用いられる膜である。Ａｕ
膜１６の形成後、図２の（e）に示すように、さらにＡ
ｕ膜１６の表面に紫外線硬化型樹脂膜１７が全面に塗布
される。この紫外線硬化型樹脂膜１７は、紫外線の照射
部分が硬化するタイプの樹脂であり、紫外線照射による
エネルギーで架橋反応を主たる反応としながら硬化する
接着剤層である。

【００２１】続いて、紫外線硬化型樹脂膜１７が未だ未
硬化である状態で、第一基板としての回路基板１８に一
時保持用基板１４ごと貼り合わせられる。回路基板１８
は光透過型の基板であり、回路基板１８の底部には画素
ピッチ間隔Ｇｐ（例えば１ｍｍ間隔）で開口部２０を形
成しているマスク層１９が形成される。このマスク層１
９の形成は、例えば蒸着などでアルミニウムなどの金属
膜を形成し、フォトリソグラフィー技術によって開口部
２０を形成すれば良い。映り込みやコントラスト比向上
のため、表面は黒色化することが望ましく、例えば黒ク
ロム膜や微粒子カーボンを含有する膜を形成しても良
い。

【００２２】次に回路基板１８の底面側からマスク層１
９を介して紫外線２１を照射して、紫外線硬化型樹脂膜
１７を選択的に硬化させる。すると、紫外線が照射され
た領域にかかる素子が回路基板１８に固着されることに
なり、その他の紫外線が照射されていない領域の素子は
一時保持用基板１４に残される。その結果、図２の
（ｆ）に示すように、マスク層１９の開口部２０の位置
を反映して、素子が離間して回路基板１８に固着され、
第一素子である赤色発光ダイオードは回路基板１８に転
写される。

【００２３】図３の（ｇ）から図５の（ｍ）は第二素子
の形成工程であり、以下、図３の（ｇ）から図５の
（ｍ）を参照して第二素子としての緑色発光の発光ダイ
オードを基板上に形成する例について説明する。この第
二素子の形成工程は第一素子の形成と平行して形成され
ていても良く、先に第二素子を形成しておくことも可能
である。

【００２４】図３の（ｇ）に示すように、まず、サファ
イヤ基板３１上に発光ダイオード層３２が形成される。
この発光ダイオード層３２はＧａＮ系の窒化物半導体材
料によって形成され、一例として積層方向でＩｎＧａＮ
層をＧａＮ層で挟んだダブルヘテロ構造を有する。この
発光ダイオード層３２によって形成される発光ダイオー
ドは、緑色の発光波長のダイオードであり、前述の発光
ダイオード層１２の赤色発光とは異なる発光波長を有す
る。この発光ダイオード層３２上にはＡｕ膜３３が形成
される。このＡｕ膜３３は電極膜として形成される膜で
あり、その形成には例えば蒸着法などが用いられる。

【００２５】続いて、図３の（ｈ）に示すように、Ｇａ
Ａｓ基板３１上に形成された発光ダイオード層３２及び
Ａｕ膜３３がダイシングによって素子ごとに分離され
る。この素子分離は一面に形成された発光ダイオード層
３２及びＡｕ膜３３を素子毎に分割するためのものであ
る。ダイシングの溝３２ｇは縦横に複数の線からなるも
のとされ、このダイシングによって各緑色の発光ダイオ
ードの各素子はマトリクス状に配列された状態でサファ
イヤ基板３１上に並ぶことになる。

【００２６】次に、サファイヤ基板３１の裏面側から、
エキシマレーザーを照射して、レーザーアブレーション
によって発光ダイオード層３２とサファイヤ基板３１を
分離する。このエキシマレーザーの照射は、全面を照射
して全部の素子を一旦剥離するようにすることもでき、
選択的に照射して選択的に素子を剥離するようにするこ
ともできる。レーザーアブレーションとは、照射光を吸
収した固定材料が光化学的または熱的に励起され、その
表面や内部の原子または分子の結合が切断されて放出す
ることをいい、主に固定材料の全部または一部が溶融、
蒸発、気化などの相変化を生じる現象として現れる。こ
のレーザーアブレーションによって、選択対象となる発
光ダイオード層３２とサファイヤ基板３１の間ではＧａ
Ｎ系材料が金属のＧａと窒素に分解してガスが発生す
る。このため発光ダイオード層３２は既にダイシングさ
れており各素子ごとの比較的簡単に剥離できる。照射さ
れるレーザー光としては、特に短波長域で高出力である
ことから、エキシマレーザーを用いることが好ましく、
瞬時での処理が可能である。また、その他の照射される
レーザー光としては、紫外線パルスレーザーや青色パル
スレーザーなどの高エネルギーレーザーを使用すること
も可能である。

【００２７】図３の（ｉ）に示すように、各素子が形成
された素子形成部３２ｄと各素子が形成されない非素子
形成部３２ｎとが画素ピッチ間隔Ｇｐに相当する距離で
繰り返し設けられた状態、すなわち第二素子群の間引き
状態となるように一時保持用基板３４に各素子を転写す
る。この時、およそ半分の素子が一時保持用基板３４に
転写されることで、素子形成部３２ｄと非素子形成部３
２ｎとが繰り返し設けられた素子の間引き状態が一時保
持用基板３４上に形成される。およそ半分の素子の転写
の例として、平面的には例えば市松模様状に素子形成部
３２ｄと非素子形成部３２ｎとが繰り返し設けられたパ
ターンとすることもでき、このような市松模様状に素子
形成部３２ｄと非素子形成部３２ｎとが繰り返し設けら
れたパターンを形成した場合では、もう一つ同じ市松模
様状のパターンがサファイヤ基板３１に残される。引き
続きサファイヤ基板３１に残された同じ市松模様状のパ
ターン各素子を転写することで、同じ素子の間引き状態
を有するもう１つの一時保持用基板３４が作成されるこ
とになる。すなわち、この残りを転写して形成される間
引き状態は全面一括転写で良いことから、その作成はマ
スクのアライメントなどが不用であり、製造上も負担が
小さく作成し易いという利点がある。一時保持用基板３
４の代わりに一時保持用の粘着フィルムなどを使用して
も良い。

【００２８】この第二素子である発光ダイオード層３２
の分割パターンとしては、前述の市松模様の他、ストラ
イプ状のパターンや反転パターンが繰り返す他のパター
ンであっても良い。また、素子の分割も２分割に限定さ
れず、３分割や更に多くの分割を行うようにしても良
い。すなわち、素子の形成されない非素子形成部に、第
一素子である赤色発光の発光ダイオードが位置するよう
に素子形成部と非素子形成部とが繰り返し設けられたパ
ターンを形成すれば良く、特にパターンの形状としては
任意のものを選ぶことができる。前述のように、サファ
イヤ基板３１からの各素子の分離はレーザーアブレーシ
ョンを用いることができるため、選択的な照射で順次サ
ファイヤ基板３１から各素子を分離して転写していくこ
とも可能であり、一旦サファイヤ基板３１の裏面から全
面にエキシマレーザーを照射して全部の素子を剥離後、
順に一時保持用基板３４に保持していくようにしても良
い。

【００２９】次に、図４の（ｊ）に示すように、一時保
持用基板３４の全面に、電気的短絡を防止する目的で水
溶性樹脂としてＰＶＡ（ポリビニルアルコール）膜３５
を塗布し、ＰＶＡ膜３５を各素子の間のダイシングの溝
３２ｇに充填すると共に、非素子形成部３２ｎの部分に
もＰＶＡ膜３５を充填する。このようなＰＶＡ膜３５の
充填によって、素子の位置ずれが発生するのが防止さ
れ、確実な位置への素子の転写が行われる。

【００３０】図４の（ｋ）に示すように、ＰＶＡ膜３５
を充填した後、全面にＡｕ膜３６が形成される。このＡ
ｕ膜３６も電極として用いられる膜である。Ａｕ膜３６
の形成後、図４の（ｌ）に示すように、充填しているＰ
ＶＡ膜３５を水で洗浄して除去する。この時、非素子形
成部３２ｎでは、水で水溶性のＰＶＡ膜３５が洗い流さ
れてしまい、その結果として素子形成部３２ｄだけに発
光ダイオード層３２とその表面のＡｕ膜３６が残され
る。また、非素子形成部３２ｎでは一時保持用基板３４
の表面が露呈する。

【００３１】次に、図５の（ｍ）に示すように、さらに
Ａｕ膜３６の表面に紫外線硬化型樹脂膜３７が全面に塗
布される。この紫外線硬化型樹脂膜３７は、紫外線の照
射部分が硬化するタイプの樹脂であり、紫外線照射によ
るエネルギーで架橋反応を主たる反応としながら硬化す
る接着剤層である。

【００３２】紫外線硬化型樹脂膜３７の塗布後、図５の
（ｎ）に示すように、第二素子である緑色発光の発光ダ
イオードが形成された一時保持用基板３４と、図２の
（ｆ）に示した回路基板１８を貼り合わせる。ここで一
時保持用基板３４は既に非素子形成部３２ｎには素子が
形成されていない間引き状態を呈しているため、赤色発
光の発光ダイオード１０ｒと緑色発光の発光ダイオード
１０ｂが当接することがなくなり、基板３４、１８同士
を最も接近させて合わせることができ、位置合わせ精度
が向上される。

【００３３】このように基板３４，１８が貼り合わせら
れた状態から、回路基板１８の裏面側に画素ピッチ間隔
Ｇｐ（例えば１ｍｍ間隔）で開口部４０を形成している
マスク層３９が形成される。このマスク層３９の形成
は、例えば蒸着などでアルミニュームなどの金属膜を形
成し、フォトリソグラフィー技術によって開口部４０を
形成すれば良い。

【００３４】次に回路基板１８の底面側からマスク層３
９の開口部４０を介して紫外線４１を照射して、紫外線
硬化型樹脂膜３７を選択的に硬化させる。すると、紫外
線が照射された領域にかかる素子が回路基板１８に固着
されることになり、その他のマスク層３９で遮光されて
紫外線が照射されていない領域の素子は一時保持用基板
３４に残される。その結果、図５の（ｏ）に示すよう
に、マスク層３９の開口部４０の位置を反映して、素子
が離間して回路基板１８に固着され、第二素子である緑
色発光ダイオードは回路基板１８に転写される。一時保
持用基板３４は素子の選択転写後に、回路基板１８から
剥がされるが、未だ一時保持用基板３４上には素子が残
存するため、他の回路基板に対して再度使用することが
できる。

【００３５】続いて、同様の工程を青色発光の発光ダイ
オードを転写対象とする基板を用意し、図３の（ｇ）か
ら図５の（ｍ）の工程と同様の工程により、同じ回路基
板１８に青色発光の発光ダイオードを転写する。この青
色発光の発光ダイオードの形成工程は赤色発光、緑色発
光の発光ダイオードの形成と平行して形成されていても
良く、先に青色発光の発光ダイオードを形成しておくこ
とも可能である。また、さらに他の素子として、各発光
ダイオードの駆動用トランジスタ及びその他の素子を同
様な転写方法によって同じ回路基板１８上に転写する。
赤色発光、緑色発光、青色発光の各発光ダイオード、駆
動用トランジスタ及びその他の素子を転写した後、不要
樹脂の除去、保護膜の形成、所要のビアホールの穴あ
け、配線層の形成などを行って画像表示装置を完成す
る。素子は転写直後は電気的に独立しており、配線は素
子の形成後になる。なお、以上の工程は、回路基板１８
側から画面を見る場合であり、反対側に画面を形成する
場合には転写をもう１回行えば良い。この場合、透過電
極と反射電極も逆にされる。

【００３６】図６と図７は上述の如き間引き転写を行う
場合の平面図であり、図６が間引き転写前の状態であ
り、図７が転写をした後の平面図である。図６に示すよ
うに、マトリクス状に発光ダイオードＬＥＤ０１、ＬＥ
Ｄ１１、ＬＥＤ２１、ＬＥＤ３１、ＬＥＤ４１、…、Ｌ
ＥＤ５０１、…、ＬＥＤ１００１、…が形成されてい
る。このようにマトリクス状に配列された発光ダイオー
ドは、図６の網かけ部分が非素子形成領域Ａ０であり、
網かけのない領域が素子形成領域Ａ１であって、非素子
形成領域Ａ０と素子形成領域Ａ１とが繰り返す市松模様
状になっている。非素子形成領域Ａ０と素子形成領域Ａ
１は素子数でそれぞれ５ｘ５の小マトリクス状になって
いる。このような市松模様の非素子形成領域Ａ０と素子
形成領域Ａ１のパターンによって第二素子群の間引き状
態が形成され、特に市松模様の場合、縦方向若しくは横
方向に１コマ分ずらすことで完全に同じ位置に非素子形
成領域Ａ０と素子形成領域Ａ１が位置することになる。
このため市松模様に素子を分割することで、同じパター
ンの間引き状態となっている転写元基板が２つ形成され
ることになる。従って、一方の転写元基板の市松模様の
非素子形成領域Ａ０は、他方の転写元基板の市松模様の
素子形成領域Ａ１を構成する。

【００３７】図７は間引き転写の後の状態を示す図であ
る。この間引き転写の後のパターンについて説明する
と、発光ダイオードＬＥＤ０１、ＬＥＤ１１、ＬＥＤ２
１、ＬＥＤ３１…、ＬＥＤ５０１、…、ＬＥＤ１００
１、…、が離間するように配置され、その間隔は水平方
向にＬ_１で垂直方向にＨ_１となっており、前述の市松模
様を反映しているために、Ｌ_１とＨ_１はその値が等しい
ものとなっている。発光ダイオードＬＥＤ０１、ＬＥＤ
１１、ＬＥＤ２１、ＬＥＤ３１、…は、市松模様の素子
形成領域Ａ１にそれぞれ存在する発光ダイオードであ
り、素子形成領域Ａ１からの選択転写によって形成され
るように構成されている。この転写の際には、非素子形
成領域Ａ０に他の素子Ｂ１が存在していても良く、非素
子形成領域Ａ０には転写時に素子が存在しないため、素
子Ｂ１と発光ダイオードＬＥＤがぶつかることはなく、
転写元の基板と転写先の基板を最も接近させて転写する
ことができる。

【００３８】図８は素子の転写の際に紫外線硬化型樹脂
膜の代わりに熱硬化型樹脂膜５２を形成した例である。
この図８は前述の素子の転写方法における図２の（ｆ）
に対応した図面であり、回路基板５１の裏面に形成され
たマスク層５６の開口部５７を介して赤外線５８の照射
が行われる。開口部５７は選択的に転写される発光ダイ
オード５５の底部で開口しており、赤外線を回路基板５
１を透過して入射させる。回路基板５１は石英ガラス基
板などの光透過性基板である。回路基板５１上には、未
硬化状態の熱硬化型樹脂膜５２が形成されており、その
上に赤外線５８の照射前の段階では発光ダイオード５５
が被着している。

【００３９】この未硬化状態の熱硬化型樹脂膜５２の近
傍には、配線膜５４と黒クロム膜５３が積層されてい
る。黒クロム膜５３が回路基板５１上に直接形成され、
配線膜５４がその上に形成されている。黒クロム膜５３
は光吸収発熱膜として機能する膜であり、赤外線を吸収
して温度が上昇する。配線膜５４は発光ダイオード５５
に供給する信号線として機能する。黒クロム膜５３は光
を吸収して温度が上昇するため、その周囲の熱硬化型樹
脂膜５２は、選択的な赤外線照射によって硬化し、近く
に位置する発光ダイオード５５を固着する。従って、選
択的な赤外線照射を受けない部分の発光ダイオードは転
写元の基板に残されたままとなり、赤外線照射を受けた
部分の発光ダイオードが選択的に転写される。光吸収発
熱膜として機能する膜は黒クロム膜に限らず、カーボン
膜などであっても良い。また、黒クロム膜やカーボン膜
は画像表示装置を構成した場合にシャドウマスクとして
も機能し、コントラストの向上に寄与する。

【００４０】なお、紫外線硬化型樹脂膜の代わりに熱硬
化型樹脂膜を形成し、黒クロム膜などの光吸収発熱膜を
利用して選択的に硬化させる工程は、赤色発光ダイオー
ドの選択転写工程に限定されず、緑色発光ダイオードの
選択転写工程や、青色発光ダイオードの選択転写工程に
も適用できるものである。

【００４１】また、上述の実施形態では、転写にかかる
素子として、発光ダイオードの例について説明したが、
素子は発光ダイオードに限定されず、他のレーザー素子
などの発光素子や、画素制御素子、液晶制御素子、光電
変換素子、圧電素子、薄膜トランジスタ素子、薄膜ダイ
オード素子、抵抗素子、スイッチング素子、微小磁気素
子、微小光学素子などであっても良い。

【００４２】

【発明の効果】上述のように、本発明の素子の転写方法
によれば、基板同士を合わせて転写をする際に第一素子
の存在する位置に対応した領域の第二素子が間引かれた
状態で転写が行われるため、基板同士を合わせたときで
も第一素子群の第一素子と第二素子群の第二素子が当接
することがなくなり、基板同士を最も接近させて合わせ
ることができ、従って位置合わせ精度を高くすることが
できる。

【００４３】また、選択的な転写はＵＶ硬化や光照射に
起因する熱硬化によって進めることができ、短時間での
処理が可能であると共に、さらに位置精度を高めて歩留
まりの向上を図ることができる。また、第二素子の分割
時には、同じ非素子形成領域と素子形成領域のパターン
を有する転写元基板を容易に２つ作成することができ、
製造プロセスのコストを下げることが実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の素子の転写方法の一実施形態の工程断
面図であって、（ａ）はＡｕ膜の形成工程までの工程断
面図であり、（ｂ）はダイシング工程までの工程断面図
であり、（ｃ）はＰＶＡ膜の形成工程までの工程断面図
である。

【図２】前記一実施形態の工程断面図であって、（ｄ）
はＡｕ膜の形成工程までの工程断面図であり、（ｅ）は
紫外線硬化型樹脂膜の形成工程までの工程断面図であ
り、（ｆ）は選択的な紫外線照射工程までの工程断面図
である。

【図３】前記一実施形態の工程断面図であって、（ｇ）
は第二素子側のＡｕ膜の形成工程までの工程断面図であ
り、（ｈ）は第二素子側のダイシング工程までの工程断
面図であり、（ｉ）は第二素子側の一時保持用基板への
分割工程までの工程断面図である。

【図４】前記一実施形態の工程断面図であって、（ｊ）
はＰＶＡ膜の形成工程までの工程断面図であり、（ｋ）
はＡｕ膜の形成工程までの工程断面図であり、（ｌ）は
ＰＶＡ膜の除去工程までの工程断面図である。

【図５】前記一実施形態の工程断面図であって、（ｍ）
は紫外線硬化型樹脂膜の形成工程までの工程断面図であ
り、（ｎ）は基板同士の貼り合わせ工程までの工程断面
図であり、（ｏ）は選択的な紫外線照射工程までの工程
断面図である。

【図６】本発明の素子の転写方法の一実施形態における
間引き転写前の素子の状態を示す平面図である。

【図７】本発明の素子の転写方法の一実施形態における
間引き転写後の素子の状態を示す平面図である。

【図８】本発明の素子の転写方法の変形例の工程断面図
であり、熱硬化型樹脂膜を選択的に硬化させているとこ
ろの工程断面図である。

【符号の説明】

１１ＧａＡｓ基板１２発光ダイオード層１４一時保持用基板１５ＰＶＡ膜１８回路基板１９マスク層２０開口部３１サファイヤ基板３２発光ダイオード層３４一時保持用基板３５ＰＶＡ膜３７紫外線硬化型樹脂膜４０開口部４１紫外線Ａ０非素子形成領域Ａ１素子形成領域

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第一素子群の第一素子が離間して存在す
る第一基板上に、前記第一素子の存在する位置に対応し
た領域が間引かれてなる第二素子群を有する第二基板を
合わせて、前記第二素子群の第二素子を選択的に前記第
一基板上に転写することを特徴とする素子の転写方法。
【請求項２】前記第二素子は転写時に素子間が水溶性
樹脂で充填されていることを特徴とする請求項１記載の
素子の転写方法。
【請求項３】前記第二素子の選択的な転写は前記第二
素子の前記第一基板側に塗布された光硬化型接着層に選
択的に光を照射することで行われることを特徴とする請
求項１記載の素子の転写方法。
【請求項４】前記第一素子群の前記第一素子が離間し
て存在する状態は、前記第一素子群の第一素子を形成し
た素子形成基板上から前記第一基板上に前記第一素子を
離間して転写することで形成されてなることを特徴とす
る請求項１記載の素子の転写方法。
【請求項５】前記第一素子及び前記第二素子は転写時
に素子間が水溶性樹脂で充填されていることを特徴とす
る請求項４記載の素子の転写方法。
【請求項６】前記第一素子及び前記第二素子の少なく
とも一方は、窒化物半導体材料によって形成され、且つ
前記第一基板若しくは前記素子形成基板を介したパルス
ビームの照射によって剥離されることを特徴とする請求
項４記載の素子の転写方法。
【請求項７】前記第一素子の転写は前記第一素子の前
記第一基板側に塗布された光硬化型接着層に選択的に光
を照射することで行われることを特徴とする請求項４記
載の素子の転写方法。
【請求項８】第一素子群の第一素子が所定の間隔で並
んで配設される第一基板上に、前記所定の間隔で第二素
子群の各素子が形成された素子形成部と該第二素子群の
各素子が形成されない非素子形成部が繰り返し設けられ
た第二基板を合わせて、前記第二素子群の第二素子を選
択的に前記第一基板上に転写することを特徴とする素子
の転写方法。
【請求項９】前記第二素子は転写時に素子間及び非素
子形成部に水溶性樹脂で充填されていることを特徴とす
る請求項８記載の素子の転写方法。
【請求項１０】前記第二素子の選択的な転写は前記第
二素子の前記第一基板側に塗布された光硬化型接着層に
選択的に光を照射することで行われることを特徴とする
請求項９記載の素子の転写方法。
【請求項１１】前記第一素子群の前記第一素子が離間
して存在する状態は、前記第一素子群の第一素子を形成
した素子形成基板上から前記第一基板上に前記第一素子
を離間して転写することで形成されてなることを特徴と
する請求項８記載の素子の転写方法。
【請求項１２】前記第一素子及び前記第二素子は転写
時に素子間が水溶性樹脂で充填されていることを特徴と
する請求項１１記載の素子の転写方法。
【請求項１３】前記第一素子及び前記第二素子の少な
くとも一方は、窒化物半導体材料によって形成され、且
つ前記第一基板若しくは前記素子形成基板を介したパル
スビームを照射することで剥離されることを特徴とする
請求項１１記載の素子の転写方法。
【請求項１４】前記第一素子の転写は前記第一素子の
前記第一基板側に塗布された光硬化型接着層に選択的に
光を照射することで行われることを特徴とする請求項１
１記載の素子の転写方法。
【請求項１５】基板上に前記第二素子群の第二素子を
密に形成し、他の基板との間に前記第二素子群の第二素
子を挟み、前記所定の間隔で前記素子形成部と前記非素
子形成部が繰り返すように前記第二素子群の各第二素子
を振り分けることを特徴とする請求項８記載の素子の転
写方法。
【請求項１６】前記所定の間隔は画素の配列ピッチで
あることを特徴とする請求項８記載の素子の転写方法。
【請求項１７】第一素子群の第一素子が離間して存在
し且つ光吸収発熱膜及び熱硬化型接着膜が形成された第
一基板上に、前記第一素子の存在する位置に対応した領
域が間引かれてなる第二素子群を有する第二基板を合わ
せ、前記第二素子群の第二素子近傍の前記光吸収発熱膜
に光を照射することで前記第二素子群の第二素子を選択
的に前記第一基板上に転写することを特徴とする素子の
転写方法。
【請求項１８】第一素子群の第一素子が離間して存在
する第一基板上に、前記第一素子の存在する位置に対応
した領域が間引かれてなる第二素子群を有する第二基板
を合わせて、前記第二素子群の第二素子を選択的に前記
第一基板上に転写して各素子を配列させてなることを特
徴とする半導体装置。
【請求項１９】前記素子は発光素子、画素制御素子、
液晶制御素子、光電変換素子、圧電素子、薄膜トランジ
スタ素子、薄膜ダイオード素子、抵抗素子、スイッチン
グ素子、微小磁気素子、微小光学素子から選ばれた素子
若しくはその部分であることを特徴とする請求項１８記
載の半導体装置。
【請求項２０】第一素子群の第一素子が離間して存在
する第一基板上に、前記第一素子の存在する位置に対応
した領域が間引かれてなる第二素子群を有する第二基板
を合わせて、前記第二素子群の第二素子を選択的に前記
第一基板上に転写して各素子を配列させてなり、前記各
素子は半導体発光素子であり、前記第一素子と前記第二
素子は互いに発光波長が異なることを特徴とする画像表
示装置。