JP2002231877A - 素子配列型装置、素子配列型装置の製造方法、及び画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 微小な素子を配列させて実装する場合であっ
ても、高精度な位置決めを図り、且つ複雑な機構を伴う
ことなく、その生産性も高いレベルにできる優れた素子
配列型装置とその製造方法を提供する。 【解決手段】 複数の発光ダイオード素子１１などの素
子をそれぞれが単一の安定面１１ｃを有するように形成
し、その安定面１１ｃを用いて簡便に平板治具１２上に
複数の発光ダイオード素子１１を揃えたところで、平板
治具１２上から装置基板２１上に転写する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術の分野】本発明は発光素子や薄膜素
子などの微小な素子を装置基板上に複数個配列させて装
置を構成する素子配列型装置とその製造方法、画像表示
装置、及び素子配列型装置に用いて好適な半導体発光素
子に関し、特に微小な素子を所要のピッチで配列する必
要の有る画像表示装置などの素子配列型装置とその製造
方法に関する。

【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】さらに、最近の技術として、いわゆる流体
自己実装（Fluidic Self Assembly）法による実装方
法が知られてきており、たとえば、エイリアン・テクノ
ロジー社の技術にこのような実装方法がある（例えば、
インターネットのサイト（URL）：www.alientechnolog
y.com 参照）。この流体自己実装法は多数の素子を製造
後、流体中を流すようにして素子を搬送し、その途中で
フィルム表面に形成した孔に素子を保持させ、フィルム
を素子ごと実装すべき装置に合わせて転写する技術であ
る。フィルム表面に形成される孔は実装すべき素子の形
状に適合しており、多数の素子はこのような特殊なフィ
ルム上に保持された状態で流体中から取り出され、装置
上に転写される。

【００１１】ところが、このような流体自己実装法を用
いる場合には、まず流体の搬送機構が必要であり、その
中をフィルムが通過するようにする必要があることか
ら、機構が複雑であり、設置費用も流体を取り扱う分だ
け高くなる。さらに流体から取りだし位置決めまで使用
されるのが特殊形状の孔を有するフィルムであり、その
加工も容易ではなく、また、フィルム自体は温度やその
他の要因で伸縮することから、高精度な位置決めが必要
な実装には限界が生ずる。

【００１２】そこで、本発明は上述の技術的な課題に鑑
み、微小な素子を配列させて実装する場合であっても、
高精度な位置決めを図り、且つ複雑な機構を伴うことな
く、その生産性も高いレベルにできる優れた素子配列型
装置とその製造方法を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明の素子配列型装置は、複数の素子を平面状に
配列させて構成される素子配列型装置において、前記配
列される素子のそれぞれは単一の安定面を有し且つその
安定面に垂直な方向を軸方向とした場合に該軸回りに回
転対称な形状を有し、前記素子はその安定面を用いて平
板治具上に整合され該素子の転写によって前記平板治具
上から装置基板上に実装されることを特徴とする。

【００１４】配列される素子を単一の安定面を有する構
造とすることで、振動などを与えて個々の素子を移動さ
せていった場合には、その安定面を合わせるようにしな
がら素子を揃えることが可能となる。平板治具上に整合
することで、その位置合わせ精度を高くすることがで
き、平板治具自体は伸縮や変形などの問題が生じにくい
ことから安定した素子配列型装置の製造が可能となる。

【００１５】また、本発明の素子配列型装置の製造方法
は、単一の安定面を有し且つその安定面に垂直な方向を
軸方向とした場合に該軸回りに回転対称な形状を有する
素子を複数個平板治具上に並べる工程と、転写先である
装置基板を前記平板治具に対峙させ前記平板治具に設け
られた突出手段により前記平板治具上に並べられている
素子を選択的に突出させる工程と、選択的に突出した前
記素子を前記装置基板に実装する工程とを有することを
特徴とする。

【００１６】上述の素子配列型装置の製造方法によれ
ば、配列される素子を単一の安定面を有する構造とする
ことで、その安定面を合わせるようにしながら素子を平
板治具上に容易に揃えることができる。突出手段は選択
的に素子を平板治具上から装置基板に移動させるための
手段であり、選択的な素子の移動を行うことで、素子を
位置合わせ精度良く実装できる。

【００１７】前記素子配列型装置に用いられる素子は発
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、及び
微小光学素子から選ばれた素子若しくはその部分とする
ことができ、発光素子として半導体発光素子を所要のピ
ッチで配設することで、画像表示装置を構成することも
可能である。本発明によれば、平板治具上で整合される
素子として種々の素子を扱うことができ、画像表示装置
の一例としては、前述の如き製造方法から、素子を位置
合わせ精度良く実装できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】図面を参照しながら、本実施形態
の素子配列型装置の製造方法について説明する。本実施
形態は窒化ガリウム系半導体を用いた半導体発光素子を
複数個配列して形成される画像表示装置の製造方法であ
り、図１から図６を参照しながら各工程について説明す
る。

【００１９】先ず、図１に示すように、サファイア基板
などによって構成される素子形成基板１０上に、下地成
長層及び成長阻害層を形成し、その成長阻害層に所要の
開口部を形成した後、選択成長によってピラミッド状の
発光ダイオード素子１１を複数個形成する。このような
ピラミッド状の発光ダイオード素子１１は主面をｃ面と
するサファイア基板に対してMOCVD法などによって選択
成長することで得ることができる。一例として、発光ダ
イオード素子１１はシリコンドープのＧａＮ層と、Ｉｎ
ＧａＮ活性層と、マグネシウムドープのＧａＮ層とが積
層されたダブルへテロ構造とされ、シリコンドープのＧ
ａＮ層は下地成長層１１ｂと接続され、傾斜面からなる
発光ダイオード素子１１のピラミッド部１１aにはｐ側
電極が形成される。下地成長層１１ｂは例えば５０μｍ
角のサイズを有する。続いて、発光ダイオード素子１１
を個々の素子ごとに機械的方法若しくはエッチングによ
って素子ごとに分離する。

【００２０】次に、図２に示すように、素子形成基板１
０上に形成されているピラミッド状の発光ダイオード素
子１１を該素子形成基板１０上から剥離する。素子形成
基板１０がサファイア基板の場合、この剥離には当該素
子形成基板１０を透過するようにエキシマレーザーを照
射することで、サファイア表面と発光ダイオード素子１
１の界面にレーザーアブレーションが発生する。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、サファイア表面と発光ダイオード素子
１１の界面にＧａＮ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素子１１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。

【００２１】このような手法で素子形成基板１０から発
光ダイオード素子１１を剥離することで、発光ダイオー
ド素子１１の下地成長層１１ｂの底面に安定面１１ｃが
現れる。この安定面１１ｃは比較的平坦な面である。図
示のようにピラミッド状の発光ダイオード素子１１は六
角錐などの角錐形状であって、比較的低い位置に重心が
位置することになることから、発光ダイオード素子１１
を重力に対してある程度自由な状態にすることで、安定
面１１ｃを底面としながら発光ダイオード素子１１が揃
うことになる。また、安定面１１ｃに垂直な軸について
ピラミッド状の発光ダイオード素子１１は回転対称体で
あり、例えば六角錐の場合は六回対称であるため、安定
面１１ｃに垂直な軸を中心に発光ダイオード素子１１が
どちらを向いているかは実装にあたり重要な問題とはな
らない。

【００２２】図３に示すように、平板治具１２上に剥離
した発光ダイオード素子１１を移動させる。この平板治
具１２は例えばステンレス材などの所要の剛性を有した
材料で構成されており、その表面が略平坦である。平板
治具１２は特に熱などでの伸縮が少ない材料で構成され
る。この平板治具１２には画素のピッチに対応して、表
面の縦横方向で例えば１ｍｍピッチの間隔でガス吹出し
孔１３が形成される。このガス吹出し孔１３は例えば３
０μｍの径を有し、約５０μｍ角のサイズの発光ダイオ
ード素子１１よりは、小さな径とされる。

【００２３】このような剥離した発光ダイオード素子１
１は平板治具１２上に移送されれば良く、平板治具１２
上に到達した時点で向きなどが揃っている必要はない。
すなわち、少数の発光ダイオード素子１１が安定面１１
ｃを上向きにするような状態で仮に転送されてきていて
も、平板治具１２上に振動を与えることで、それら発光
ダイオード素子１１は安定面１１ｃが底面となるような
姿勢に変わり、その安定面１１ｃが底面となった形で、
発光ダイオード素子１１の向きは安定する。その結果、
適度の振動を平板治具１２に与えることで、平板治具１
２の表面で全部の発光ダイオード素子１１がピラミッド
部１１ａの頂点側が上向きとなるように制御され、その
結果、平板治具１２の表面は該平板治具１２を多少傾け
るなどの手法によって、安定面１１ｃが該表面上に隙間
無く敷き詰められた状態となり、少なくともガス吹出し
孔１３の開口部上には１つの発光ダイオード素子１１が
その安定面１１ｃが底面となるように位置することにな
る。

【００２４】このように複数の発光ダイオード素子１１
を平板治具１２上に揃えて並べたところで、装置基板２
１を図４に示すように対峙させる。ここで装置基板２１
はガラス基板やプラスチック基板、或いは半導体基板や
その他の複合基板などからなり、該基板上に形成される
発光素子への電気信号を供給するためにＸ方向、Ｙ方向
にそれぞれ配線が形成された構造を有する。例えば、配
線層２２は、発光ダイオード素子１１のｎ側電極である
下地成長層１１ｂに電気的に接続する配線であり、装置
基板２１上に積層された絶縁層２３、２４，２６を貫通
するスルーホールにプラグ材などを詰めてコンタクトを
とることも可能である。絶縁層２３と絶縁層２４の間に
は図の断面方向に垂直な方向に延長される配線層２５が
形成される。

【００２５】この配線層２５は、発光ダイオード素子１
１のｐ側電極に電気的に接続するための層であり、各配
線層２５は例えば１ｍｍの画素ピッチに合わせた間隔だ
け空けて形成されている。これら配線層２５の平板治具
１２側には絶縁層２６を開口した凹部２７が形成され、
配線層２５が画素ピッチに合わせた間隔だけ空けて形成
されていることから、この凹部２７の位置も画素ピッチ
に合わせた間隔だけ空けて形成される。この凹部２７の
深さは発光ダイオード素子１１のピラミッド部１１ａの
高さ程度とされる。凹部２７は絶縁層２６を開口して形
成されるため、絶縁層２６の厚みを発光ダイオード素子
１１のピラミッド部１１ａの高さ程度とすれば良い。ま
た、凹部２７の径は発光ダイオード素子１１のピラミッ
ド部１１ａの基端側の径程度とされる。この凹部２７に
は導電性接着剤２８が充填される。この導電性接着剤２
８は発光ダイオード素子１１のｐ側電極と凹部２７の装
置基板２１側で臨む配線層２５の間の電気的な接続を図
るための材料であり、粘着性と共に導電性を有し、熱可
塑性樹脂などであっても良い。

【００２６】このような装置基板２１を平板治具１２に
対峙させたところで、図５に示すように、平板治具１２
の画素ピッチに合わせた位置に形成されたガス吹出し孔
１３から高圧気体を吹き出し、そのガス吹出し孔１３の
開口部に位置していた発光ダイオード素子１１を平板治
具１２の表面から浮き上がらせ、その発光ダイオード素
子１１のピラミッド部１１ａの先端側が凹部２７の導電
性接着剤２８に到達し、その先端部が凹部２７の導電性
接着剤２８に保持される。この時、凹部２７は、平板治
具１２のガス吹出し孔１３と同様に、画素ピッチに合わ
せた位置に形成されているため、平板治具１２から垂直
に吹き出されることで、装置基板２１の凹部２７に刺さ
るように移動できる。

【００２７】もし、微妙な気流の乱れや吹き出すガスの
不規則性から、発光ダイオード素子１１が凹部２７の中
心に向かわない場合でも、発光ダイオード素子１１のピ
ラミッド部１１ａの先端側の一部でも凹部２７に捕らえ
られるならば、発光ダイオード素子１１が角錐形である
ために後述するプレス工程によって確実に位置決めでき
る。装置基板２１上の凹部２７の導電性接着剤２８は、
発光ダイオード素子１１のピラミッド部１１ａの先端側
の一部でも粘着できるような特性を有していることが好
ましく、また、発光ダイオード素子１１が十分に凹部２
７内に挿入された状態でも凹部２７の外部に流れ出ない
ような量であることが好ましい。

【００２８】平板治具１２上でガス吹出し孔１３の開口
部に位置していた発光ダイオード素子１１は装置基板２
１側に転写されるが、その他の発光ダイオード素子１１
は平板治具１２上に残されたままとなる。従って、再び
平板治具１２に振動を与え、発光ダイオード素子１１を
隙間無く敷き詰めるようにすることで、ガス吹出し孔１
３の開口部に他の発光ダイオード素子１１が位置し、次
の転写が可能となる。

【００２９】このように凹部２７によって発光ダイオー
ド素子１１のピラミッド部１１ａの先端側が保持されて
いる状態で、発光ダイオード素子１１の安定面側すなわ
ち装置基板２１の表面側から図６に示すようにプレス加
工を施す。このプレス加工は、プレスするに従って発光
ダイオード素子１１がその傾斜面に沿って移動し、発光
ダイオード素子１１のピラミッド部１１ａの中心が凹部
２７の中心に位置するように位置ぎめするためのもので
あり、さらには導電性接着剤２８と発光ダイオード素子
１１の間の粘着を強め、発光ダイオード素子１１を装置
基板２１側に固定するものでもある。プレス加工は、発
光ダイオード素子１１や装置基板２１を損傷しない手段
であればいかなる手段でも良いが、例えば図６に示すよ
うなプレス機２９の平板状のプレス面２９Ｓを発光ダイ
オード素子１１が転写された装置基板２１の表面に押圧
するようにすることができる。平板状のプレス面２９Ｓ
の代わりにローラーなどを使用しても良い。

【００３０】このような発光ダイオード素子１１の転写
を各発光色ごとに繰り返し、さらには駆動回路や周辺回
路についても同様な転写をするようにしても良い。

【００３１】図７に本実施形態で使用される素子の一例
としての発光ダイオード素子の構造を示す。図７の
（ａ）が素子断面図であり、図７の（ｂ）が平面図であ
る。この発光ダイオード素子はＧａＮ系の発光ダイオー
ド素子であり、たとえばサファイヤ基板上に結晶成長さ
れる素子である。このようなＧａＮ系の発光ダイオード
では、基板を透過するレーザー照射によってレーザーア
ブレーションが生じ、ＧａＮの窒素が気化する現象にと
もなってサファイア基板とＧａＮ系の成長層の間の界面
で膜剥がれが生じ、素子分離を容易なものにできる特徴
を有している。

【００３２】まず、その構造については、ＧａＮ系半導
体層からなる略正方形の下地成長層３１上に選択成長さ
れた六角錐形状のＧａＮ層３２が形成されている。な
お、下地成長層３１上には図示しない絶縁膜が存在し、
六角錐形状のＧａＮ層３２はその絶縁膜を開口した部分
にＭＯＣＶＤ法などによって形成される。このＧａＮ層
３２は、成長時に使用されるサファイヤ基板の主面をＣ
面とした場合にＳ面（１−１０１面）で覆われたピラミ
ッド型の成長層であり、シリコンをドープさせた領域で
ある。このＧａＮ層３２の傾斜したＳ面の部分はダブル
へテロ構造のクラッドとして機能する。ＧａＮ層３２の
傾斜したＳ面を覆うように活性層であるＩｎＧａＮ層３
３が形成されており、その外側にマグネシュームドープ
のＧａＮ層３４が形成される。このマグネシュームドー
プのＧａＮ層３４もクラッドとして機能する。

【００３３】このような発光ダイオードには、ｐ電極３
５が形成されている。ｐ電極３５はマグネシュームドー
プのＧａＮ層３４上に形成されるＮｉ／Ｐｔ／Ａｕまた
はＮｉ（Ｐｄ）／Ｐｔ／Ａｕなどの金属材料を蒸着して
形成される。図示しないｎ電極は前記下地成長層３１に
接続されるが、Ｔｉ／Ａｌ／Ｐｔ／Ａｕなどの金属材料
や透明電極などより形成される。下地成長層３１の底面
が安定面であり、且つ光の射出面となる。

【００３４】このような構造のＧａＮ系の発光ダイオー
ド素子は、青色発光も可能な素子であって、特にレーザ
ーアブレーションよって比較的簡単にサファイヤ基板か
ら剥離することができ、レーザービームを選択的に照射
することで選択的な剥離が実現される。また、このＧａ
Ｎ系の発光ダイオード素子は六角錐形状を取るために、
光の取りだし効率は高く、レーザーアブレーションによ
る平坦な面からの射出でより光の取り出し効率を上げる
ことができる。

【００３５】なお、ＧａＮ系の発光ダイオード素子とし
ては、平板上や帯状に活性層が形成される構造であって
も良く、上端部にＣ面が形成された角錐構造のものであ
っても良い。また、他の窒化物系発光素子や化合物半導
体素子などであっても良い。また、下地成長層３１の形
状も円盤状やその他の形状であっても良い。また、発光
素子としては、円錐状、角錐状、若しくはこれらの尖頭
部を欠いた形状などを選ぶことができる。円錐状や角錐
状の形状の尖頭部を欠いた形状にあっては、頂点部分の
結晶性の良くない部分が除かれ、良好な発光特性を得る
ことができる。

【００３６】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。

【００３７】

【発明の効果】上述の素子配列型装置とその製造方法に
よれば、配列される素子を単一の安定面を有する構造と
することで、振動などを与えて個々の素子を移動させて
いった場合には、その安定面を合わせるようにしながら
素子を揃えることが可能となる。従って平板治具上に整
合することで、その位置合わせ精度を高くすることがで
き、その生産性も高めることができる。また、装置基板
側に形成した凹部に素子を位置合わせすることができ、
特に素子として発光素子などを使用して、画像表示装置
などの位置決めが重要な装置に適用することで優れた生
産性を生み出すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の素子配列型装置の一実施形態における
素子形成工程を示す工程断面図である。

【図２】本発明の素子配列型装置の一実施形態における
素子剥離工程を示す工程断面図である。

【図３】本発明の素子配列型装置の一実施形態における
平板治具上での整列工程を示す工程断面図である。

【図４】本発明の素子配列型装置の一実施形態における
装置基板との対峙工程を示す工程断面図である。

【図５】本発明の素子配列型装置の一実施形態における
素子の転写工程を示す工程断面図である。

【図６】本発明の素子配列型装置の一実施形態における
プレス工程を示す工程断面図である。

【図７】本発明の素子配列型装置に用いられる素子の一
例を示す図であり、（ａ）は素子断面図、（ｂ）は素子
平面図である。

【符号の説明】

１０ 素子形成基板 １１ 発光ダイオード素子 １１ｃ 安定面 １２ 平板治具 １３ ガス吹出し孔 ２１ 装置基板 ２５ 配線層 ２７ 凹部 ２８ 導電性接着剤 ２９ プレス機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 33/00

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の素子を平面状に配列させて構成さ
   れる素子配列型装置において、前記配列される素子のそ
   れぞれは単一の安定面を有し且つその安定面に垂直な方
   向を軸方向とした場合に該軸回りに回転対称な形状を有
   し、前記素子はその安定面を用いて平板治具上に整合さ
   れ該素子の転写によって前記平板治具上から装置基板上
   に実装されることを特徴とする素子配列型装置。
2. 【請求項２】 前記複数の素子は円錐状、角錐状、若し
   くはこれらの尖頭部を欠いた形状であることを特徴とす
   る請求項１記載の素子配列型装置。
3. 【請求項３】 前記複数の素子はその安定面を底面とす
   る形状であることを特徴とする請求項１記載の素子配列
   型装置。
4. 【請求項４】 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、及び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１記
   載の素子配列型装置。
5. 【請求項５】 単一の安定面を有し且つその安定面に垂
   直な方向を軸方向とした場合に該軸回りに回転対称な形
   状を有する素子を複数個平板治具上に並べる工程と、 転写先である装置基板を前記平板治具に対峙させ前記平
   板治具に設けられた突出手段により前記平板治具上に並
   べられている素子を選択的に突出させる工程と、 選択的に突出した前記素子を前記装置基板に実装する工
   程とからなることを特徴とする素子配列型装置の製造方
   法。
6. 【請求項６】 前記素子は前記平板治具上で振動を与え
   られて平板治具上に並べられることを特徴とする請求項
   ５記載の素子配列型装置の製造方法。
7. 【請求項７】 前記素子は素子形成基板上に複数個形成
   され、前記素子は前記素子形成基板上から前記平板治具
   上に送られることを特徴とする請求項５記載の素子配列
   型装置の製造方法。
8. 【請求項８】 前記突出手段は前記平板治具に設けられ
   たガス吹出し孔であり、前記装置基板が前記平板治具に
   対峙したところで、前記ガス吹出し孔から気体を吹出す
   ことで前記素子を前記平板治具から前記装置基板に移動
   させることを特徴とする請求項５記載の素子配列型装置
   の製造方法。
9. 【請求項９】 前記ガス吹出し孔は前記装置基板上の素
   子実装位置に対応して設けられていることを特徴とする
   請求項８記載の素子配列型装置の製造方法。
10. 【請求項１０】 前記ガス吹出し孔は前記素子のサイズ
    よりも小さな開口部を前記平板治具の表面に有すること
    を特徴とする請求項８記載の素子配列型装置の製造方
    法。
11. 【請求項１１】 前記装置基板は素子配列位置に凹部を
    有し、該凹部に前記素子の一部を保持させることで前記
    装置基板に前記素子を選択的に実装することを特徴とす
    る請求項５記載の素子配列型装置の製造方法。
12. 【請求項１２】 前記凹部には導電性接着剤が充填さ
    れ、該凹部に前記素子の一部を保持させることで、前記
    素子の一部と前記装置基板との間で電気的な接続が可能
    となることを特徴とする請求項１１記載の素子配列型装
    置の製造方法。
13. 【請求項１３】 前記凹部に前記素子の一部を保持させ
    た後、前記素子を前記装置基板側に圧着させることを特
    徴とする請求項１１記載の素子配列型装置の製造方法。
14. 【請求項１４】 複数の半導体発光素子を平面状に配列
    させて構成される画像表示装置において、前記配列され
    る半導体発光素子のそれぞれは単一の安定面を有し且つ
    その安定面に垂直な方向を軸方向とした場合に該軸回り
    に回転対称な形状を有し、前記半導体発光素子はその安
    定面を用いて平板治具上に整合され該半導体発光素子の
    転写によって前記平板治具上から装置基板上に実装され
    ることを特徴とする画像表示装置。
15. 【請求項１５】 前記複数の半導体発光素子は窒化物半
    導体層の選択成長により形成される円錐状、角錐状、若
    しくはこれらの尖頭部を欠いた形状であることを特徴と
    する請求項１４記載の画像表示装置。
16. 【請求項１６】 前記複数の半導体発光素子はその安定
    面を底面とする形状であることを特徴とする請求項１４
    記載の画像表示装置。
17. 【請求項１７】 前記複数の半導体発光素子は窒化物半
    導体層の選択成長により形成され、該半導体発光素子の
    安定面はレーザーアブレーションにより形成された面で
    あることを特徴とする請求項１４記載の画像表示装置。
18. 【請求項１８】 円錐状、角錐状、若しくはこれらの尖
    頭部を欠いた形状の半導体成長層を有し、当該半導体素
    子の底面が平面状に配列する際の安定面とされることを
    特徴とする半導体素子。