JP2003007986A - 素子の転写方法及びこれを用いた素子の配列方法、画像表示装置の製造方法 - Google Patents

素子の転写方法及びこれを用いた素子の配列方法、画像表示装置の製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 効率的且つ精度良く素子を転写することが可
能な素子の転写方法を提供する。 【解決手段】 熱再剥離層２によって素子３が配列固定
された第一の基板上１に、熱可塑性接着層５を有する第
二の基板４を重ね合わせ、上記素子３と上記熱可塑性接
着層５とが接した状態で上記熱再剥離層２及び熱可塑性
接着層５を加熱冷却することにより、上記熱再剥離層２
から上記素子３を剥離可能とするとともに熱可塑性接着
層５を溶融後硬化し、上記素子３を第二の基板上４に転
写する。

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
どの素子を転写する素子の転写方法に関するものであ
り、さらには、この転写方法を応用して微細加工された
素子をより広い領域に転写する素子の配列方法および画
像表示装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、電子機器等においては、微細な素
子、電子部品、電子デバイス、さらにはそれらをプラス
チックのような絶縁体に埋め込んだ電子部品等を多数配
列することにより構成されたものが広く用いられてい
る。例えば、発光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、従来、液晶表示装置（Ｌ
ＣＤ：Liquid Crystal Display）やプラズマディスプレ
イパネル（ＰＤＰ：PlasmaDisplay Panel）のように基
板上に直接素子を形成するか、ある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Ｌ
ＥＤパッケージを配列することが行われている。
【０００３】ここで、ＬＣＤ、ＰＤＰの如き画像表示装
置においては、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。
【０００４】一方、ＬＥＤディスプレイの場合には、Ｌ
ＥＤ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。
【０００５】発光素子であるＬＥＤ（発光ダイオード）
は高価である為、１枚のウエハから数多くのＬＥＤチッ
プを製造することによりＬＥＤを用いた画像表示装置を
低コストにできる。すなわち、ＬＥＤチップの大きさを
従来約３００μｍ角のものを数十μｍ角のＬＥＤチップ
にして、それを接続して画像表示装置を製造すれば画像
表示装置の価格を下げることができる。
【０００６】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、図１８(a)に示すようにベース
基板８１上の接着層８２に素子８３を配置し、図１８
(b)に示すように吸着ヘッド８４を用いて素子８２を取
り出し、他の基板８５の接着層８６上に置くことにより
転写を行う技術がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、転写技術に
より画像表示装置を製造する場合、素子が確実に転写さ
れる必要がある。また、効率的な転写、精度の良い転写
も要求される。
【０００８】しかしながら、上述のような方法を用いた
場合、転写を行う際には、吸着ヘッドによる素子の取り
出し、移動、基板への載置という複数のプロセスが必要
となるため転写工程が煩雑となり、また、複数種の設備
が必要となるためコストがかかる。また、素子を置く
際、即ち素子を実装する際には１つづつ置いていく作業
が必要になり、極めて煩雑であるばかりか、非常に時間
を要する。一方、素子の実装時間を短縮するために実装
機の作業効率を向上させようとした場合には、素子を実
装する際の配列の精度が低下するという問題が生じる。
また、現行の実装機においては、素子を配列する際の位
置決め精度は１０μｍ程度が限界であり、現在の機構的
な位置決め方法では、これ以上の位置決め精度の向上は
困難である。
【０００９】そこで、本発明は、かかる従来の実情に鑑
みて創案されたされたものであり、効率的且つ精度良く
素子を転写することが可能な素子の転写方法を提供する
ことを目的とし、さらには、素子の配列方法、画像表示
装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、本発明に係る素子の転写方法は、熱再剥離層によ
って素子が配列固定された第一の基板上に熱可塑性接着
層を有する第二の基板を重ね合わせ、素子と熱可塑性接
着層とが接した状態で熱再剥離層及び熱可塑性接着層を
加熱冷却することにより熱再剥離層から素子を剥離可能
とするとともに熱可塑性接着層を溶融後硬化し、素子を
第二の基板上に転写することを特徴とするものである。
【００１１】以上のような本発明に係る素子の転写方法
では、熱再剥離層によって素子が配列固定された第一の
基板上に熱可塑性接着層を有する第二の基板を重ね合わ
せ、素子と熱可塑性接着層とが接した状態で熱再剥離層
及び熱可塑性接着層を加熱冷却することにより素子の転
写を行う。
【００１２】したがって、この素子の転写方法において
は、第一の基板からの素子の剥離と、第二の基板への素
子の接着とが加熱プロセスのみで略同時に行うことが可
能とされる。
【００１３】また、以上の目的を達成するために、本発
明に係る素子の配列方法は、第一の基板上に配列された
複数の素子を第二の基板上に再配列する素子の配列方法
において、第一の基板上で素子が配列された状態よりは
離間した状態となるように素子を転写して第一の一時保
持用部材に該素子を保持させる第一転写工程と、第一の
一時保持用部材に保持された素子を樹脂で固める工程
と、樹脂をダイシングして素子毎に分離する工程と、第
一の一時保持用部材に保持され樹脂で固められた素子を
さらに離間して第二の基板上に転写する第二転写工程と
を有し、第二転写工程は、熱再剥離層によって素子が配
列固定された第二の一時保持用部材上に熱可塑性接着層
を有する第二の基板を重ね合わせ、素子と熱可塑性接着
層とが接した状態で熱再剥離層及び熱可塑性接着層を加
熱冷却することにより、熱再剥離層から素子を剥離可能
とするとともに熱可塑性接着層を溶融後硬化し、素子を
第二の基板上に転写することを特徴とするものである。
【００１４】以上のような本発明に係る素子の配列方法
においては、上記転写方法を用いることにより素子の転
写が効率的且つ確実に行われるので、素子間の距離を大
きくする拡大転写を円滑に実施することができる。
【００１５】さらに、本発明に係る画像表示装置の製造
方法は、発光素子をマトリクス状に配置した画像表示装
置の製造方法において、第一の基板上で発光素子が配列
された状態よりは離間した状態となるように発光素子を
転写して第一の一時保持用部材に該発光素子を保持させ
る第一転写工程と、第一の一時保持用部材に保持された
発光素子を樹脂で固める工程と、樹脂をダイシングして
発光素子毎に分離する工程と、第一の一時保持用部材に
保持され樹脂で固められた発光素子をさらに離間して第
二の基板上に転写する第二転写工程とを有し、第二転写
工程は、熱再剥離層によって発光素子が配列固定された
第二の一時保持用部材上に熱可塑性接着層を有する第二
の基板を重ね合わせ、発光素子と熱可塑性接着層とが接
した状態で熱再剥離層及び熱可塑性接着層を加熱冷却す
ることにより、熱再剥離層から発光素子を剥離可能とす
るとともに熱可塑性接着層を溶融後硬化し、発光素子を
第二の基板上に転写することを特徴とするものである。
【００１６】以上のような本発明に係る画像表示装置の
製造方法によれば、上記転写方法、配列方法によって発
光素子がマトリクス状に配置され、画像表示部分が構成
される。したがって、密な状態すなわち集積度を高くし
て微細加工を施して作成された発光素子を、効率よく離
間して再配置することができ、生産性が大幅に改善され
る。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した素子の転
写方法、配列方法、及び画像表示装置の製造方法につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】先ず、基本となる素子の転写方法について
説明する。本発明により素子３を転写するには、図１
（ａ）に示すように、供給源となるベース基板１上に熱
再剥離層２を形成し、この上に複数の素子３を配列形成
する。
【００１９】ここで、上記熱再剥離層２とは、加熱する
ことにより粘着力が低下する性質を有し、この性質によ
り当該熱再剥離層に接着された被着体を再び剥離するこ
とが可能とされている層である。ベース基板１上に熱再
剥離層を形成し、当該熱再剥離層２上に素子３を配列形
成することにより、素子３を簡単に他の基板に転写する
ことが可能となる。
【００２０】このような熱再剥離層２は、例えば、熱可
塑性樹脂や、熱剥離材料からなるシート等を好適に用い
ることができる。ここで、熱可塑性樹脂を用いた場合に
は、熱再剥離層２を加熱することにより、熱可塑性樹脂
が可塑化し、これにより熱再剥離層２と素子３との接着
力が低減し、素子３を容易に剥離することができる。ま
た、熱剥離材料を用いた場合には、図２に示すように、
所定の温度において熱剥離材料の粘着力が急激に減少
し、これにより熱再剥離層２から素子３を容易に剥離す
ることができる。ここで、粘着力が急激に減少する温
度、すなわち図２における温度Ｔは材料によって異な
り、例えば８０℃〜１７０℃のものを用いることができ
る。
【００２１】熱剥離材料とは、加熱することによる発泡
ないし膨張処理でその粘着力を低減でき、被着体を簡単
に剥離することが可能なものを意味する。すなわち、こ
れらの熱剥離材料は、加熱することにより当該材料中に
含有された発泡剤や膨張剤が発泡、若しくは膨張し、粘
着面積を減少させて接着力を失わせるものである。具体
的には、例えば、特公昭５０−１３８７８号公報、特公
昭５１−２４５３４号公昭、特開昭５６−６１４６８号
公報、特開昭５６−６１４６９号公報、特開昭６０−２
５２６８１号公報等に記載されるような、基材上に発泡
を含有した粘着層を設けた加熱剥離型粘着シートや、特
開２０００−２４８２４０号公報に記載されるような、
熱膨張性微小球を含有して、加熱により膨張する熱膨張
性層の少なくとも片面に非熱膨張性の粘着層を有する加
熱剥離型粘着シートや、特開２０００−１６９８０８号
公報に記載されるような、基材の少なくとも一方の面に
熱膨張性微小球を含む熱膨張性層と粘着物質を含む粘着
層が設けられた熱剥離型粘着シートであり、基材が耐熱
性及び伸縮性を有する熱剥離型粘着シート等を好適に用
いることができる。
【００２２】ここで、上記の加熱剥離型粘着シートにお
いて、熱膨張性層は，熱膨張性微小球を含有して加熱に
より膨張し、その膨張による凹凸変形を介して表面の粘
着層も凹凸変形させて被着体に対する接着力を低減させ
るものである。したがって、被着体に接着した加熱剥離
型粘着シートを任意な時にその熱膨張性層を加熱処理し
て、被着体により簡単に剥離することが可能とされるも
のである。
【００２３】熱膨張性層は、例えば熱膨張整備小球と結
合剤の混合層などとして形成できる。この結合材として
は、熱膨張性微小球の加熱による発泡及び／又は膨張を
許容するポリマー類やワックス類などを用いることがで
きる。そして、結合剤としては、熱膨張性微小球の加熱
膨張性や被着体に対する粘着層を介した接着力等の粘着
特性の制御性などの点より粘着剤を特に好ましく用いる
ことができる。このような粘着剤は、特に限定されるも
のではなく、例えばゴム系やアクリル系、ビニルアルキ
ルエーテル系やシリコーン系、ポリエステル系やポリア
ミド系、ウレタン系やフッ素系、スチレン−ジエンブロ
ック共重合体系等のポリマーを用いたものや、融点が約
２００℃以下等の熱溶融性樹脂を配合してクリープ特性
を改良したもの、紫外線硬化型のものやそれらに必要に
応じて例えば架橋剤や粘着付与剤、可塑剤や軟化剤、充
填剤や顔料、着色剤や老化防止剤、界面活性剤等の各種
の添加剤を配合したものなどを適宜用いることができ
る。
【００２４】また、熱膨張性層に配合する熱膨張性微小
球としては、例えばイソブタンやプロパン、ペンタンの
ように容易にガス化して熱膨張性を示す適当な物質をコ
アセルベーション法や界面重合法等の適当な方法で殻形
成物質、例えば塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重
合体やポリビニルアルコール、ポリビニルブチラールや
ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリルやポ
リ塩化ビニリデン、ポリスルホンのような熱溶融性物質
や熱膨張で破壊する物質などからなる殻の内部に内包さ
せたマイクロカプセルなどを用いることができる。ここ
で、熱膨張性微小球の平均粒径や、含有量は、熱膨張性層
の膨張倍率や接着力の低減性などにより適宜設定されれ
ば良い。
【００２５】また、上記の熱剥離型粘着シートにおい
て、基材は、熱膨張性粘着層等の支持体となるものであ
り、伸縮機能と、熱膨張性粘着層の加熱処理により機械的
物性を損なわない程度の耐熱性とを有する材料により構
成されている。このような材料としては、例えば、熱安
定剤含有軟質塩化ビニルフィルム若しくはシート、伸縮
性ポリエステルフィルム若しくはシート、軟質ポリオレ
フィンフィルム若しくはシート、ゴム系ポリマーシー
ト、又はこれらの多層フィルム若しくはシートなどが挙
げられる。
【００２６】ここで、基材を構成するフィルム若しくは
シートの引っ張り破断時の伸び率[ＪＩＳ Ｋ７１１３
(シート)又はＪＩＳ Ｋ７１２７(フィルム)に準拠]
は、通常１００％程度以上、好ましくは、２５０％以上
である。また、上記破断伸び率の上限は、特に限定され
ない。また、基材の厚みは、作業性を損なわない範囲で
適宜選択可能である。
【００２７】また、熱膨張性粘着層は、粘着性を付与す
るための粘着物質、及び熱膨張性を付与するための熱膨
張性微小球を含んでいる。ここで、粘着物質としては、
慣用の粘着剤又は接着剤を使用することができ、一般的
には熱賦活性粘着剤、水又は有機溶剤賦活性粘着剤、感
圧粘着剤などが用いられる。
【００２８】また、粘着層には、粘着性物質のほかに、
例えばイソシアネート系架橋剤やエポキシ系架橋剤など
の架橋剤、例えばロジン誘導体樹脂、ポリテルペン樹
脂、石油樹脂、油溶性フェノール樹脂などの粘着付与
剤、可塑剤、充填剤、老化防止剤などの添加剤を適宜配
合しても良い。
【００２９】また、熱膨張性粘着層に配合する熱膨張性
微小球としては、例えばイソブタンやプロパン、ペンタ
ンのように加熱により容易にガス化して熱膨張性を示す
適当な物質を、弾性を有する殻内に内包させた微小球で
あれば良い。上記殻は、通常、熱可塑性物質、熱溶融性
物質、熱膨張で破壊する物質などで形成される。このよ
うな物質としては、例えば塩化ビニリデン−アクリロニ
トリル共重合体やポリビニルアルコール、ポリビニルブ
チラールやポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニ
トリルやポリ塩化ビニリデン、ポリスルホン等が挙げら
れる。そして、熱膨張性微小球は、慣用の方法例えばコ
アセルベーション法や界面重合法等の適当な方法で製造
することができる。
【００３０】ここで、熱膨張性微小球の平均粒径は、分
散性や薄層形成性などの点から、例えば１〜５０μｍ程
度が好ましい。また、熱膨張性微小球は、加熱処理によ
り粘着物質を含む粘着層の粘着力を効率よく低下させる
ため、体積膨張率が５倍以上、特に１０倍以上となるま
で破裂しない適度な強度を有するものが好ましい。
【００３１】また、熱膨張性微小球の使用量は、その種
類によって異なるが、熱膨張性粘着層を形成するベース
ポリマー１００重量部に対して例えば１０〜２００重量
部、好ましくは２５〜１２５重量部である。
【００３２】熱再剥離層２は、ベース基板１の素子３を
配列する側の主面の全面に形成しても良く、また、素子
に対応した位置に選択的に形成しても良い。ただし、熱
再剥離層２を塗布形成する場合には、全面に均一に形成
する方が、プロセスを簡略化することができ、好まし
い。
【００３３】ベース基板１は、素子３との組み合わせ等
を考慮して任意の材料のものを用いることができるが、
本発明の構成上、後述する加熱プロセスにおいても十分
な耐熱性を示し、また、低膨張特性を有する材料からな
るものを用いる。
【００３４】素子３としては、任意の素子に適用するこ
とができ、例示するならば、発光素子、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、微小光学素子などを挙げることができる。
【００３５】ここで、熱再剥離層２の粘着力は、完全に
なくす必要はなく、所定の加熱温度において熱再剥離層
２と素子３との粘着力が、後述する熱可塑性接着層５と
素子３との粘着力よりも小とされれば良い。すなわち、
熱再剥離層２と素子３との粘着力を、熱可塑性接着層５
と素子３との粘着力よりも小とすることにより、後述す
るように転写基板４をベース基板１から剥がし取ったと
きに、素子３をベース基板１から転写基板４に転写する
ことができる。
【００３６】ただし、より確実に素子３の転写を行うた
めには、所定の温度における熱再剥離層２と素子３との
粘着力を、熱可塑性接着層５と素子３との粘着力よりも
はるかに小となるように熱再剥離層２と熱可塑性接着層
５との組み合わせを設定することが好ましい。
【００３７】また、図１の(a)に示すように、転写基板
４における素子３の転写面となる側の主面には熱可塑性
接着層５を形成し、ベース基板１と転写基板４とが所望
の位置関係となるように、素子３と熱可塑性接着層５と
を対向させて配置する。
【００３８】ここで、転写基板４は、素子３との組み合
わせや用途等を考慮して任意の材料のものを用いること
ができるが、本発明の構成上、後述する加熱プロセスに
おいても十分な耐熱性を示し、また、低膨張特性を有す
る材料からなるものを用いる。
【００３９】また、熱可塑性接着層５としては、加熱す
ることにより粘着力が発生し、素子３を転写基板４に接
着することが可能な材料を用いる。このような材料とし
ては、例えば熱可塑性樹脂やはんだを好適に用いること
ができる。そして、熱可塑性接着層５は、転写基板４の
転写面全面に形成しても良く、また、素子に対応した位
置に部分的に形成しても良い。
【００４０】転写に際しては、図１の(b)に示すよう
に、ベース基板１と転写基板４とを所定の位置関係で圧
着させた状態で、例えばオーブン等の熱源により全面に
熱Ｈを与えて熱再剥離層２を加熱することにより、熱再
剥離層２の素子３との粘着力を低減させる。これによ
り、素子３を熱再剥離層２から剥離することが可能とな
る。また、熱可塑性接着層５を加熱することにより、熱
可塑性接着層５を軟化させ、その後、冷却固化すること
によって素子３を熱可塑性接着層５に固定する。すなわ
ち、熱可塑性接着層５は軟化することにより素子３に対
して接着力を発揮する。そして、熱可塑性接着層５が軟
化した時点で加熱を止め、熱可塑性接着層５を冷却硬化
することにより、素子３は、熱可塑性接着層５によって
転写基板４に固定される。そして、転写基板４をベース
基板１から剥がし取り、熱可塑性接着層５を常温まで冷
却することにより素子３は確実に転写基板４に固着さ
れ、転写が完了する。
【００４１】図１の(c)は、転写基板４をベース基板１
から剥がし取った状態を示すもので、熱可塑性接着層５
上に素子３が転写されている。
【００４２】以上により、素子３をベース基板１から転
写基板４へ転写することができる。
【００４３】以上のような本発明を適用した素子の転写
方法においては、加熱プロセスのみでベース基板１から
の素子３の剥離と、転写基板４への素子３の接着が可能
であるため、例えば吸着ヘッドや、紫外線反応型の材料
を用いた場合に必要となる紫外線照射装置等の部材が不
要であり、非常に簡素な構成により素子３の転写を行う
ことができる。そして、転写プロセスが簡便であること
から、素子の位置決めが容易に且つ確実に行うことがで
きるため、転写素子の位置ずれ等が生じることがなく、
精度良く素子の転写を行うことができる。また、例えば
転写対象となる素子のうち、基準となる素子３を決め、
この素子のみを所定の位置に位置決めすることにより他
の転写素子も一括して所定の位置に位置決めされるた
め、素子毎に実装位置のずれが生じることがなく、精度
良く素子の転写を行うことができる。
【００４４】また、この素子の転写方法では、ベース基
板１からの素子３の剥離と、転写基板４への素子３の接
着がほぼ同時になされるため、短時間で素子３の転写を
実現することができ、実装時間の大幅な短縮が可能であ
る。
【００４５】また、この素子の転写方法では、転写基板
４側の素子３の固着に熱可塑性接着層５を用いているた
め、例えば、素子３の転写位置を修正したい場合や、何
らかの原因で素子３が剥離してしまった場合等において
は、熱可塑性接着層５を再加熱することにより素子３を
剥離することが可能である。
【００４６】そして、熱可塑性接着層５として、はんだ
を用いることにより、熱可塑性接着層５が配線としての
機能も兼ねることが可能であり、配線の形成工程を省略
することができるため、電子部品等の製造工程を簡略化
することができ、また、電子部品等の構成を簡素化する
ことができ、電子部品の低コスト化を図ることが可能で
ある。
【００４７】また、この素子の転写方法では、ベース基
板１側の素子３の固定に熱再剥離層を用いている。 仮
に、例えばベース基板１側の素子３の固定に紫外線硬化
性樹脂を用いた場合には、加熱することにより紫外線硬
化性樹脂が硬化してしまい素子３と接着してしまうため
転写基板に転写することができない。また、この場合に
は、紫外線を照射するプロセスと熱可塑性接着層５を過
熱するプロセスとが必要となり、作業が煩雑となってし
まう。したがって、この転写方法では、ベース基板１側
の素子３の固定に熱再剥離層を用いることにより、簡便
に、且つ確実に素子３の転写が可能となるという利点を
有する。
【００４８】上記の例では、熱再剥離層２及び熱可塑性
接着層５の加熱は、オーブン等の熱源により全面加熱を
行う場合について説明したが、図３に示すように、レー
ザ光Ｌをベース基板１及び転写基板６の裏面側から照射
し、レーザ光Ｌで熱再剥離層２及び熱可塑性接着層５を
加熱することも可能である。すなわち、レーザ光Ｌを照
射することにより熱再剥離層２が加熱され、熱再剥離層
２の素子３との粘着力が低減する。これにより、素子３
を熱再剥離層２から剥離することが可能となる。また、
レーザ光Ｌを照射することにより熱可塑性接着層５が加
熱され、これを軟化させる。そして、熱可塑性接着層５
は、軟化することにより素子３に対して接着力を発揮す
る。したがって、熱可塑性接着層５が軟化した時点でレ
ーザ光Ｌの照射を止め、熱可塑性接着層５を冷却硬化す
れば、素子３は、熱可塑性接着層５によって転写基板４
に固定される。これにより素子３のベース基板１から転
写基板４への転写が可能となる。この場合、ベース基板
１及び転写基板６は、素子３の転写時にレーザ光を裏面
側から照射する必要があるので、光透過性を有すること
が好ましい。
【００４９】また、上記においては、レーザ光Ｌをベー
ス基板１及び転写基板６の裏面側全面に照射した例を示
したが、レーザ光は、図４に示すように素子３に選択的
に照射しても良い。すなわち、熱再剥離層２及び熱可塑
性接着層５は、素子３に対応する位置のみが加熱されれ
ば良く、素子３を加熱することにより間接的に熱再剥離
層２及び熱可塑性接着層５を加熱しても良い。転写対象
となる素子３にレーザ光Ｌを照射して素子３を加熱する
と、その熱が熱再剥離層２に伝わって熱再剥離層２が加
熱され、熱再剥離層２の素子３との粘着力が低減する。
これにより、素子３を熱再剥離層２から剥離することが
可能となる。また、素子３の熱が熱可塑性接着層５に伝
わってこれを軟化させる。すなわち、熱可塑性接着層５
を軟化させることにより、熱可塑性接着層５は、素子３
に対して接着力を発揮する。したがって、熱可塑性接着
層５が軟化した時点でレーザ光Ｌの照射を止め、熱可塑
性接着層５を冷却硬化すれば、素子３は、熱可塑性接着
層５によって転写基板４に固定される。これにより素子
３のベース基板１から転写基板４への転写が可能とな
る。この場合においても、上記と同様の効果を得ること
ができる。そして、レーザ光は、ベース基板１若しくは
転写基板６のいずれか一方の裏面から素子３に照射すれ
ば良い。
【００５０】この場合、図４に示すようにレーザ光をこ
の転写基板６の裏面側から素子３にのみ選択的に照射す
るため、素子３を固着する位置以外の熱可塑性接着層５
が軟化して流動することが無いため、より精度良く、素
子３の転写を行うことができる。そして、このようにレ
ーザ光を用いることにより、熱再剥離層２及び熱可塑性
接着層５のごく狭い部分を短時間で加熱することができ
るため、素子３の実装時間を短縮することが可能とな
り、また、加熱する部分が少ないため、ベース基板１の
熱収縮特性の影響を受けることがなく、精度良く素子の
位置決めをすることが可能となる。
【００５１】また、レーザ光により素子３を選択的に加
熱することにより、ベース基板１上に配列形成された素
子３のうち所望の素子のみを選択して転写すること、す
なわち、選択的な素子の転写が可能となり、素子の実装
を効率的に行うことができる。
【００５２】また、レーザ光により素子３を選択的に加
熱することにより、異なる種類の素子を同一基板上に簡
便に転写することができる。その一例として、以下で
は、予め素子が実装された基板に対して、異なる種類の
素子を転写する場合について説明する。
【００５３】図５の(a)において、転写基板４上には熱
可塑性樹脂からなる熱可塑性接着層５が形成され、当該
熱可塑性接着層５上に素子３が所定の間隔をおいて実装
されている。また、ベース基板１上には熱再剥離層２が
形成され、当該熱再剥離層２上に素子３とは異なる種類
の素子である他の素子７が所定の間隔をおいて配列され
ている。そして、他の素子７の高さは、素子３の高さよ
りも高いものとされている。
【００５４】転写に際しては、図５の(b)に示すよう
に、ベース基板１と転写基板４とを所定の位置関係で圧
着させた状態で転写基板４の裏面側からレーザ光Ｌを他
の素子７にのみ選択的に照射することにより、他の素子
７を加熱する。これにより、他の素子７の熱が熱再剥離
層２に伝わって、剥離層２の他の素子７に対応した位置
が加熱され、熱再剥離層２の他の素子７との粘着力が低
減する。これにより、他の素子７を熱再剥離層２から剥
離することが可能となる。また、他の素子７の熱が熱可
塑性接着層５に伝わって、熱可塑性接着層５の他の素子
７に対応した位置を軟化させる。そして、熱可塑性接着
層５は、他の素子７に対応した位置において、他の素子
７に対して接着力を発揮する。また、この場合、熱再剥
離層２における加熱部分が少ないため、ベース基板１の
熱収縮特性の影響を受けることがなく、精度良く素子の
位置決めをすることが可能となる。そして、熱可塑性接
着層５が軟化した時点でレーザ光Ｌの照射を止め、熱可
塑性接着層５を冷却硬化することにより、他の素子７
は、熱可塑性接着層５によって転写基板４に固定され
る。これにより他の素子７のベース基板１から転写基板
４への転写が可能となる。そして、転写基板４をベース
基板１から剥がし取り、熱可塑性接着層５を常温まで冷
却することにより素子３は確実に転写基板４に固着さ
れ、転写が完了する。
【００５５】図５の(c)は、転写基板４をベース基板１
から剥がし取った状態を示すもので、熱可塑性接着層５
上の素子３の間に他の素子７が転写されている。
【００５６】ここで、転写基板４に予め実装されている
素子３にはレーザ光Ｌが照射されず、加熱されないた
め、熱可塑性接着層５の素子３に対応した位置が軟化す
ることは無い。そして、他の素子７は、隣接して既に接
着された素子３を固着している熱可塑性接着層５にまで
熱を伝えることが無いため、これら隣接して接着された
素子３の固着状態に影響が及ぶことは無い。その結果、
他の素子７を転写基板４に転写する際に、素子３を固着
している熱可塑性接着層５が軟化して素子３が剥離した
り、位置ずれを起こしたりすることを防止することがで
きる。すなわち、予め転写基板４に実装された素子３を
位置ずれさせることなく、異なる種類の素子である他の
素子７を精度良く、予め素子３が実装された転写基板４
に転写することが可能となる。
【００５７】したがって、上述した方法を用いることに
より、素子の高さが異なる複数種の素子を効率的に、精
度良く１つの基板上に転写することが可能となる。ただ
し、この場合、上述した例のように、後から転写する素
子の高さを、転写基板に予め実装された素子の高さより
も高くすることが必要である。
【００５８】また、上記においては素子３を例に説明し
たが、本発明に係る素子の転写方法における素子には、
素子をプラスチック等の絶縁体に埋め込んでチップ化し
た電子部品等も含まれ、これらについても上記と同様の
効果を得ることが可能である。
【００５９】上記の転写方法は、例えばアクティブマト
リクス方式の画像表示装置における素子転写などに応用
すると、極めて有用である。
【００６０】アクティブマトリクス方式の画像表示装置
では、駆動素子であるＳｉトランジスタに隣接して、
Ｒ，Ｇ，Ｂの発光素子を配置する必要がある。これら
Ｒ，Ｇ，Ｂの発光素子は、順次Ｓｉトランジスタの近い
位置に転写する必要があるが、Ｓｉトランジスタは極め
て熱伝導が良く、熱が加わると内部回路の破損につなが
る。ここで、上記転写方法においてレーザ光を利用する
ことにより、Ｓｉトランジスタに熱が伝わるのを回避す
ることができ、上記不都合を解消することができる。
【００６１】次に、上記転写方法の応用例として、二段
階拡大転写法による素子の配列方法及び画像表示装置の
製造方法について説明する。
【００６２】本例の素子の配列方法および画像表示装置
の製造方法は、高集積度をもって第一基板上に作成され
た素子を第一基板上で素子が配列された状態よりは離間
した状態となるように一時保持用部材に転写し、次いで
一時保持用部材に保持された前記素子をさらに離間して
第二基板上に転写する二段階の拡大転写を行う。なお、
本例では転写を２段階としているが、素子を離間して配
置する拡大度に応じて転写を三段階やそれ以上の多段階
とすることもできる。
【００６３】図６はそれぞれ二段階拡大転写法の基本的
な工程を示す図である。まず、図６の(a)に示す第一基
板１０上に、例えば発光素子のような素子１２を密に形
成する。素子を密に形成することで、各基板当たりに生
成される素子の数を多くすることができ、製品コストを
下げることができる。第一基板１０は例えば半導体ウエ
ハ、ガラス基板、石英ガラス基板、サファイヤ基板、プ
ラスチック基板などの種々素子形成可能な基板である
が、各素子１２は第一基板１０上に直接形成したもので
あっても良く、他の基板上で形成されたものを配列した
ものであっても良い。
【００６４】次に図６の(b)に示すように、第一基板１
０から各素子１２が図中破線で示す第一の一時保持用部
材１１に転写され、この第一の一時保持用部材１１の上
に各素子１２が保持される。ここで隣接する素子１２は
離間され、図示のようにマトリクス状に配される。すな
わち素子１２はｘ方向にもそれぞれ素子の間を広げるよ
うに転写されるが、ｘ方向に垂直なｙ方向にもそれぞれ
素子の間を広げるように転写される。このとき離間され
る距離は、特に限定されず、一例として後続の工程での
樹脂部形成や電極パッドの形成を考慮した距離とするこ
とができる。第一の一時保持用部材１１上に第一基板１
０から転写した際に第一基板１０上の全部の素子が離間
されて転写されるようにすることができる。この場合に
は、第一の一時保持用部材１１のサイズはマトリクス状
に配された素子１２の数（ｘ方向、ｙ方向にそれぞれ）
に離間した距離を乗じたサイズ以上であれば良い。ま
た、第一の一時保持用部材１１上に第一基板１０上の一
部の素子が離間されて転写されるようにすることも可能
である。
【００６５】このような第一転写工程の後、図６の(c)
に示すように、第一の一時保持用部材１１上に存在する
素子１２は離間されていることから、素子１２毎に素子
周りの樹脂の被覆と電極パッドの形成が行われる。素子
周りの樹脂の被覆は電極パッドを形成し易くし、次の第
二転写工程での取り扱いを容易にするなどのために形成
される。電極パッドの形成は、後述するように、最終的
な配線が続く第二転写工程の後に行われるため、その際
に配線不良が生じないように比較的大き目のサイズに形
成されるものである。なお、図６の(c)には電極パッド
は図示していない。各素子１２の周りを樹脂１３が覆う
ことで樹脂形成チップ１４が形成される。素子１２は平
面上、樹脂形成チップ１４の略中央に位置するが、一方
の辺や角側に偏った位置に存在するものであっても良
い。
【００６６】次に、図６の(d)に示すように、第二転写
工程が行われる。この第二転写工程では第一の一時保持
用部材１１上でマトリクス状に配される素子１２が樹脂
形成チップ１４ごと更に離間するように第二基板１５上
に転写される。
【００６７】この第二転写工程に上記図１に示す転写方
法を応用するが、これについては後ほど詳述する。
【００６８】第二転写工程においても、隣接する素子１
２は樹脂形成チップ１４ごと離間され、図示のようにマ
トリクス状に配される。すなわち素子１２はｘ方向にも
それぞれ素子の間を広げるように転写されるが、ｘ方向
に垂直なｙ方向にもそれぞれ素子の間を広げるように転
写される。第二転写工程によって配置された素子の位置
が画像表示装置などの最終製品の画素に対応する位置で
あるとすると、当初の素子１２間のピッチの略整数倍が
第二転写工程によって配置された素子１２のピッチとな
る。ここで第一基板１０から第一の一時保持用部材１１
での離間したピッチの拡大率をｎとし、第一の一時保持
用部材１１から第二基板１５での離間したピッチの拡大
率をｍとすると、略整数倍の値ＥはＥ＝ｎｘｍであらわ
される。
【００６９】第二基板１５上に樹脂形成チップ１４ごと
離間された各素子１２には、配線が施される。この時、
先に形成した電極パッド等を利用して接続不良を極力抑
えながらの配線がなされる。この配線は例えば素子１２
が発光ダイオードなどの発光素子の場合には、ｐ電極、
ｎ電極への配線を含み、液晶制御素子の場合は、選択信
号線、電圧線や、配向電極膜などの配線等を含む。
【００７０】図６に示した二段階拡大転写法において
は、第一転写後の離間したスペースを利用して電極パッ
ドや樹脂固めなどを行うことができ、そして第二転写後
に配線が施されるが、先に形成した電極パッド等を利用
して接続不良を極力抑えながらの配線がなされる。した
がって、画像表示装置の歩留まりを向上させることがで
きる。また、本例の二段階拡大転写法においては、素子
間の距離を離間する工程が２工程であり、このような素
子間の距離を離間する複数工程の拡大転写を行うこと
で、実際は転写回数が減ることになる。すなわち、例え
ば、ここで第一基板１０から第一の一時保持用部材１１
での離間したピッチの拡大率を２（ｎ＝２）とし、第一
の一時保持用部材１１から第二基板１５での離間したピ
ッチの拡大率を２（ｍ＝２）とすると、仮に一度の転写
で拡大した範囲に転写しようとしたときでは、最終拡大
率が２×２の４倍で、その二乗の１６回の転写すなわち
第一基板のアライメントを１６回行う必要が生ずるが、
本例の二段階拡大転写法では、アライメントの回数は第
一転写工程での拡大率２の二乗の４回と第二転写工程で
の拡大率２の二乗の４回を単純に加えただけの計８回で
済むことになる。即ち、同じ転写倍率を意図する場合に
おいては、（ｎ＋ｍ）２＝ｎ２＋２ｎｍ＋ｍ２であるこ
とから、必ず２ｎｍ回だけ転写回数を減らすことができ
ることになる。したがって、製造工程も回数分だけ時間
や経費の節約となり、特に拡大率の大きい場合に有益と
なる。
【００７１】なお、図６に示した二段階拡大転写法にお
いては、素子１２を例えば発光素子としているが、これ
に限定されず、他の素子例えば液晶制御素子、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、これ
らの組み合わせなどであっても良い。
【００７２】上記第二転写工程においては、樹脂形成チ
ップとして取り扱われ、一時保持用部材上から第二基板
に転写されるが、この樹脂形成チップについて図７及び
図８を参照して説明する。
【００７３】樹脂形成チップ２０は、離間して配置され
ている素子２１の周りを樹脂２２で固めたものであり、
このような樹脂形成チップ２０は、一時保持用部材から
第二基板に素子２１を転写する場合に使用できるもので
ある。
【００７４】樹脂形成チップ２０は略平板上でその主た
る面が略正方形状とされる。この樹脂形成チップ２０の
形状は樹脂２２を固めて形成された形状であり、具体的
には未硬化の樹脂を各素子２１を含むように全面に塗布
し、これを硬化した後で縁の部分をダイシング等で切断
することで得られる形状である。
【００７５】略平板状の樹脂２２の表面側と裏面側には
それぞれ電極パッド２３，２４が形成される。これら電
極パッド２３，２４の形成は全面に電極パッド２３，２
４の材料となる金属層や多結晶シリコン層などの導電層
を形成し、フォトリソグラフィー技術により所要の電極
形状にパターンニングすることで形成される。これら電
極パッド２３，２４は発光素子である素子２１のｐ電極
とｎ電極にそれぞれ接続するように形成されており、必
要な場合には樹脂２２にビアホールなどが形成される。
【００７６】ここで電極パッド２３，２４は樹脂形成チ
ップ２０の表面側と裏面側にそれぞれ形成されている
が、一方の面に両方の電極パッドを形成することも可能
であり、例えば薄膜トランジスタの場合ではソース、ゲ
ート、ドレインの３つの電極があるため、電極パッドを
３つ或いはそれ以上形成しても良い。電極パッド２３，
２４の位置が平板上ずれているのは、最終的な配線形成
時に上側からコンタクトをとっても重ならないようにす
るためである。電極パッド２３，２４の形状も正方形に
限定されず他の形状としても良い。
【００７７】このような樹脂形成チップ２０を構成する
ことで、素子２１の周りが樹脂２２で被覆され平坦化に
よって精度良く電極パッド２３，２４を形成できるとと
もに素子２１に比べて広い領域に電極パッド２３，２４
を延在できる。後述するように、最終的な配線が、第二
転写工程の後に行われるため、比較的大き目のサイズの
電極パッド２３，２４を利用した配線を行うことで、配
線不良が未然に防止される。
【００７８】次に、図９に本例の二段階拡大転写法で使
用される素子の一例としての発光素子の構造を示す。図
９の（ａ）が素子断面図であり、図９の（ｂ）が平面図
である。この発光素子はＧａＮ系の発光ダイオードであ
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
を透過するレーザ照射によってレーザアブレーションが
生じ、ＧａＮの窒素が気化する現象にともなってサファ
イヤ基板と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。
【００７９】まず、その構造については、ＧａＮ系半導
体層からなる下地成長層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Ｇ
ａＮ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３３が形成され
ており、その外側にマグネシウムドープのＧａＮ層３４
が形成される。このマグネシウムドープのＧａＮ層３４
もクラッドとして機能する。
【００８０】このような発光ダイオードには、ｐ電極３
５とｎ電極３６が形成されている。ｐ電極３５はマグネ
シウムドープの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。ｎ電極３６は前述の図示しない
絶縁膜を開口した部分でＴｉ／Ａｌ／Ｐｔ／Ａｕなどの
金属材料を蒸着して形成される。なお、図１１に示すよ
うに下地成長層３１の裏面側からｎ電極取り出しを行う
場合は、ｎ電極３６の形成は下地成長層３１の表面側に
は不要となる。
【００８１】このような構造のＧａＮ系の発光ダイオー
ドは、青色発光も可能な素子であって、特にレーザアブ
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。なお、ＧａＮ系の発光ダ
イオードとしては、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。
【００８２】次に、図１０から図１７までを参照しなが
ら、図６に示す発光素子の配列方法の具体的手法につい
て説明する。発光素子は図９に示したＧａＮ系の発光ダ
イオードを用いている。
【００８３】先ず、図１０に示すように、第一基板４１
の主面上には複数の発光ダイオード４２がマトリクス状
に形成されている。発光ダイオード４２の大きさは約２
０μｍ程度とすることができる。第一基板４１の構成材
料としてはサファイヤ基板などのように光ダイオード４
２に照射するレーザの波長の透過率の高い材料が用いら
れる。発光ダイオード４２にはｐ電極などまでは形成さ
れているが最終的な配線は未だなされておらず、素子間
分離の溝４２ｇが形成されていて、個々の発光ダイオー
ド４２は分離できる状態にある。この溝４２ｇの形成は
例えば反応性イオンエッチングで行う。このような第一
基板４１を第一の一時保持用部材４３に対峙させて図１
１に示すように選択的な転写を行う。
【００８４】第一の一時保持用部材４３の第一基板４１
に対峙する面には剥離層４４と接着剤層４５が２層にな
って形成されている。ここで第一の一時保持用部材４３
の例としては、ガラス基板、石英ガラス基板、プラスチ
ック基板などを用いることができ、第一の一時保持用部
材４３上の剥離層４４の例としては、フッ素コート、シ
リコーン樹脂、水溶性接着剤（例えばポリビニルアルコ
ール：ＰＶＡ）、ポリイミドなどを用いることができ
る。また第一の一時保持用部材４３の接着剤層４５とし
ては紫外線（ＵＶ）硬化型接着剤、熱硬化性接着剤、熱
可塑性接着剤のいずれかからなる層を用いることができ
る。一例としては、第一の一時保持用部材４３として石
英ガラス基板を用い、剥離層４４としてポリイミド膜４
μｍを形成後、接着剤層４５としてのＵＶ硬化型接着剤
を約２０μｍ厚で塗布する。
【００８５】第一の一時保持用部材４３の接着剤層４５
は、硬化した領域４５ｓと未硬化領域４５ｙが混在する
ように調整され、未硬化領域４５ｙに選択転写にかかる
発光ダイオード４２が位置するように位置合わせされ
る。硬化した領域４５ｓと未硬化領域４５ｙが混在する
ような調整は、例えばＵＶ硬化型接着剤を露光機にて選
択的に２００μｍピッチでＵＶ露光し、発光ダイオード
４２を転写するところは未硬化でそれ以外は硬化させて
ある状態にすれば良い。このようなアライメントの後、
転写対象位置の発光ダイオード４２に対しレーザを第一
基板４１の裏面から照射し、当該発光ダイオード４２を
第一基板４１からレーザアブレーションを利用して剥離
する。ＧａＮ系の発光ダイオード４２はサファイヤとの
界面で金属のＧａと窒素に分解することから、比較的簡
単に剥離できる。照射するレーザとしてはエキシマレー
ザ、高調波ＹＡＧレーザなどが用いられる。
【００８６】このレーザアブレーションを利用した剥離
によって、選択照射にかかる発光ダイオード４２はＧａ
Ｎ層と第一基板４１の界面で分離し、反対側の接着剤層
４５にｐ電極部分を突き刺すようにして転写される。他
のレーザが照射されない領域の発光ダイオード４２につ
いては、対応する接着剤層４５の部分が硬化した領域ｓ
であり、レーザも照射されていないために 第一の一時
保持用部材４３側に転写されることはない。なお、図１
０では１つの発光ダイオード４２だけが選択的にレーザ
照射されているが、ｎピッチ分だけ離間した領域におい
ても同様に発光ダイオード４２はレーザ照射されている
ものとする。このような選択的な転写によっては発光ダ
イオード４２第一基板４１上に配列されている時よりも
離間して第一の一時保持用部材４３上に配列される。
【００８７】発光ダイオード４２は第一の一時保持用部
材４３の接着剤層４５に保持された状態で、発光ダイオ
ード４２の裏面がｎ電極側（カソード電極側）になって
いて、発光ダイオード４２の裏面には樹脂（接着剤）が
ないように除去、洗浄されているため、図１１に示すよ
うに電極パッド４６を形成すれば、電極パッド４６は発
光ダイオード４２の裏面と電気的に接続される。
【００８８】接着剤層４５の洗浄の例としては酸素プラ
ズマで接着剤用樹脂をエッチング、ＵＶオゾン照射にて
洗浄する。かつ、レーザにてＧａＮ系発光ダイオードを
サファイヤ基板からなる第一基板４１から剥離したとき
には、その剥離面にＧａが析出しているため、そのＧａ
をエッチングすることが必要であり、ＮａＯＨ水溶液も
しくは希硝酸で行うことになる。その後、電極パッド４
６をパターニングする。このときのカソード側の電極パ
ッドは約６０μｍ角とすることができる。電極パッド４
６としては透明電極（ＩＴＯ、ＺｎＯ系など）もしくは
Ｔｉ／Ａｌ／Ｐｔ／Ａｕなどの材料を用いる。透明電極
の場合は発光ダイオードの裏面を大きく覆っても発光を
さえぎることがないので、パターニング精度が粗く、大
きな電極形成ができ、パターニングプロセスが容易にな
る。
【００８９】図１２は第一の一時保持用部材４３から発
光ダイオード４２を第二の一時保持用部材４７に転写し
て、アノード電極（ｐ電極）側のビアホール５０を形成
した後、アノード側電極パッド４９を形成し、樹脂から
なる接着剤層４５をダイシングした状態を示している。
このダイシングの結果、素子分離溝５１が形成され、発
光ダイオード４２は素子ごとに区分けされたものにな
る。素子分離溝５１はマトリクス状の各発光ダイオード
４２を分離するため、平面パターンとしては縦横に延長
された複数の平行線からなる。素子分離溝５１の底部で
は第二の一時保持用部材４７の表面が臨む。
【００９０】また、第二の一時保持用部材４７上には剥
離層４８が形成される。この剥離層４８は例えばフッ素
コート、シリコーン樹脂、水溶性接着剤（例えばＰＶ
Ａ）、ポリイミドなどを用いて作成することができる。
第二の一時保持用部材４７は、一例としてプラスチック
基板にＵＶ粘着材が塗布してある、いわゆるダイシング
シートであり、ＵＶが照射されると粘着力が低下するも
のを利用できる。
【００９１】第一の一時保持用部材４３から第二の一時
保持用部材４７への転写に際しては、このような剥離層
４４を形成した一時保持部材４３の裏面からエキシマレ
ーザを照射する。これにより、例えば剥離層４４として
ポリイミドを形成した場合では、ポリイミドと石英基板
の界面でポリイミドのアブレーションにより剥離が発生
して、各発光ダイオード４２は第二の一時保持部材４７
側に転写される。
【００９２】また、アノード側電極パッド４９を形成す
るに際しては、接着剤層４５の表面を酸素プラズマで発
光ダイオード４２の表面が露出してくるまでエッチング
する。まずビアホール５０の形成はエキシマレーザ、高
調波ＹＡＧレーザ、炭酸ガスレーザを用いることができ
る。このとき、ビアホールは約３〜７μｍの径を開ける
ことになる。アノード側電極パッドはＮｉ／Ｐｔ／Ａｕ
などで形成する。ダイシングプロセスは通常のブレード
を用いたダイシング、２０μｍ以下の幅の狭い切り込み
が必要なときには上記レーザを用いたレーザによる加工
を行う。その切り込み幅は画像表示装置の画素内の樹脂
からなる接着剤層４５で覆われた発光ダイオード４２の
大きさに依存する。
【００９３】次に、発光ダイオード４２を第二の一時保
持用部材４７から第二基板６０に転写する。そして、こ
の転写に、上述した転写方法を応用する。すなわち、光
透過性を有する材料からなる第三の一時保持用部材５２
の主面に予め熱再剥離層５３を形成しておき、図１３に
示すように熱再剥離層５３と発光ダイオード４２の上
面、すなわち、アノード側電極パッド４９がある側とが
対向するように当接させる。そしてこの状態で、第二の
一時保持用部材４７の裏面からレーザ光５４を照射す
る。これにより、例えば剥離層４８をポイリイミドによ
り形成した場合では、ポリイミドと石英基板の界面でポ
リイミドのアブレーションにより剥離が発生して各発光
ダイオード４２は第三の一時保持部材５２の熱再剥離層
５３上に転写される。
【００９４】ついで、第二基板６０に予め熱可塑性接着
層５５を形成しておき、図１４に示すように、発光ダイ
オード４２と第二基板６０とが所定の位置関係となるよ
うに発光ダイオード４２と熱可塑性接着層５５とを対向
させて第三の一時保持部材５２と第二基板６０とを配置
する。そして、図１４に示すように、第三の一時保持部
材５２の裏面側及び第二基板６０の裏面側からレーザ光
５６を照射し、転写する樹脂形成チップ（発光ダイオー
ド４２及び接着剤層４５）に対応する部分の熱再剥離層
５３及び熱可塑性接着層５５のみを加熱する。これによ
り、熱再剥離層５３の樹脂形成チップに対応した位置に
おいて、樹脂形成チップとの粘着力が低減する。これに
より、樹脂形成チップを熱再剥離層５３から剥離するこ
とが可能となる。また、レーザ光５６の照射により、熱
可塑性接着層５５の樹脂形成チップに対応した位置が軟
化する。その後、熱可塑性接着層５５を冷却硬化するこ
とにより、樹脂形成チップが、第二基板６０上に固着さ
れる。
【００９５】また、第二基板６０上にシャドウマスクと
しても機能する電極層５７を配設し、この電極層５７を
レーザ光５６を照射することにより加熱し、間接的に熱
可塑性接着層５５を加熱するようにしても良い。特に、
図１５に示すように、電極層５７の画面側の表面すなわ
ち当該画像表示装置を見る人がいる側の面に黒クロム層
５８を形成すれば、画像のコントラストを向上させるこ
とができると共に、黒クロム層５８でのエネルギー吸収
率を高くして、選択的に照射されるレーザ光５６によっ
て熱可塑性接着層５５を効率的に加熱するようにするこ
とができる。
【００９６】図１６はＲＧＢの３色の発光ダイオード４
２、６１、６２を第二基板６０に配列させ絶縁層５９を
塗布した状態を示す図である。上述した転写方法によ
り、第二基板６０にマウントする位置をその色の位置に
ずらしてマウントすると、画素としてのピッチは一定の
まま３色からなる画素を形成できる。絶縁層５９として
は透明エポキシ接着剤、ＵＶ硬化型接着剤、ポリイミド
などを用いることができる。３色の発光ダイオード４
２、６１、６２は必ずしも同じ形状でなくとも良い。図
１６では赤色の発光ダイオード６１が六角錐のＧａＮ層
を有しない構造とされ、他の発光ダイオード４２、６２
とその形状が異なっているが、この段階では各発光ダイ
オード４２、６１、６２は既に樹脂形成チップとして樹
脂からなる接着剤層４５で覆われており、素子構造の違
いにもかかわらず同一の取り扱いが実現される。
【００９７】図１７は配線形成工程を示す図である。絶
縁層５９に開口部６５、６６、６７、６８、６９、７０
を形成し、発光ダイオード４２、６１、６２のアノー
ド、カソードの電極パッドと第二基板６０の配線用の電
極層５７を接続する配線６３、６４、７１を形成した図
である。このときに形成する開口部すなわちビアホール
は発光ダイオード４２、６１、６２の電極パッド４６、
４９の面積を大きくしているのでビアホール形状は大き
く、ビアホールの位置精度も各発光ダイオードに直接形
成するビアホールに比べて粗い精度で形成できる。この
ときのビアホールは約６０μｍ角の電極パッド４６、４
９に対し、約φ２０μｍのものを形成できる。また、ビ
アホールの深さは配線基板と接続するもの、アノード電
極と接続するもの、カソード電極と接続するものの３種
類の深さがあるのでレーザのパルス数で制御し、最適な
深さを開口する。その後、保護層を配線上に形成し、画
像表示装置のパネルは完成する。このときの保護層は図
１７の絶縁層５９と同様、透明エポキシ接着剤などの材
料が使用できる。この保護層は加熱硬化し配線を完全に
覆う。この後、パネル端部の配線からドライバーＩＣを
接続して駆動パネルを製作することになる。
【００９８】上述のような発光素子の配列方法において
は、第一の一時保持用部材４３に発光ダイオード４２を
保持させた時点で既に、素子間の距離が大きくされ、そ
の広がった間隔を利用して比較的サイズの電極パッド４
６、４９などを設けることが可能となる。それら比較的
サイズの大きな電極パッド４６、４９を利用した配線が
行われるために、素子サイズに比較して最終的な装置の
サイズが著しく大きな場合であっても容易に配線を形成
できる。また、本例の発光素子の配列方法では、発光素
子の周囲が硬化した接着剤層４５で被覆され平坦化によ
って精度良く電極パッド４６，４９を形成できる。ま
た、発光ダイオード４２の第一の一時保持用部材４３へ
の転写には、ＧａＮ系材料がサファイヤとの界面で金属
のＧａと窒素に分解することを利用して、比較的簡単に
剥離でき、確実に転写される。さらに、樹脂形成チップ
の第二基板への転写（第二転写工程）では、熱再剥離層
５３及び熱可塑性接着層５５をレーザ光の照射により選
択的に加熱し、硬化することにより、他の部品の接着状
態に影響を及ぼすことなく転写対象となる樹脂形成チッ
プのみを確実に転写することが可能である。
【００９９】
【発明の効果】本発明に係る素子の転写方法は、熱再剥
離層によって素子が配列固定された第一の基板上に、熱
可塑性接着層を有する第二の基板を重ね合わせ、上記素
子と上記熱可塑性接着層とが接した状態で上記熱再剥離
層及び熱可塑性接着層を加熱冷却することにより、上記
熱再剥離層から上記素子を剥離可能とするとともに熱可
塑性接着層を溶融後硬化し、上記素子を第二の基板上に
転写するものである。
【０１００】以上のような本発明に係る素子の転写方法
においては、加熱プロセスのみで第一の基板からの素子
の剥離と、第二の基板への素子の接着が可能であるた
め、例えば吸着ヘッドや、紫外線反応型の材料を用いた
場合に必要となる紫外線照射装置等の部材が不要であ
り、非常に簡単に素子の転写を行うことができる。そし
て、転写プロセスが簡便であることから、素子の位置決
めが容易に且つ確実に行うことができるため、転写素子
の位置ずれ等が生じることがなく、精度良く素子の転写
を行うことができる。
【０１０１】また、この素子の転写方法では、第一の基
板からの素子の剥離と、第二の基板への素子の接着がほ
ぼ同時になされるため、短時間での転写を実現すること
ができ、効率的に素子の転写を行うことができる。
【０１０２】また、本発明に係る素子の配列方法は、第
一の基板上に配列された複数の素子を第二の基板上に再
配列する素子の配列方法において、上記第一の基板上で
上記素子が配列された状態よりは離間した状態となるよ
うに上記素子を転写して第一の一時保持用部材に該素子
を保持させる第一転写工程と、上記第一の一時保持用部
材に保持された上記素子を樹脂で固める工程と、上記樹
脂をダイシングして素子毎に分離する工程と、上記第一
の一時保持用部材に保持され樹脂で固められた上記素子
をさらに離間して上記第二の基板上に転写する第二転写
工程とを有し、上記第二転写工程は、熱再剥離層によっ
て上記素子が配列固定された第二の一時保持用部材上
に、熱可塑性接着層を有する第二の基板を重ね合わせ、
上記素子と上記熱可塑性接着層とが接した状態で上記熱
再剥離層及び熱可塑性接着層を加熱冷却することによ
り、上記熱再剥離層から上記素子を剥離可能とするとと
もに熱可塑性接着層を溶融後硬化し、上記素子を第二の
基板上に転写するものである。
【０１０３】以上のような本発明に係る素子の配列方法
によれば、上記素子の転写方法を応用しているので、素
子の転写を効率的、確実に行うことができ、素子間の距
離を大きくする拡大転写を円滑に実施することが可能で
ある。
【０１０４】そして、本発明に係る画像表示装置の製造
方法は、発光素子をマトリクス状に配置した画像表示装
置の製造方法において、上記第一の基板上で上記発光素
子が配列された状態よりは離間した状態となるように上
記発光素子を転写して第一の一時保持用部材に該発光素
子を保持させる第一転写工程と、上記第一の一時保持用
部材に保持された上記発光素子を樹脂で固める工程と、
上記樹脂をダイシングして発光素子毎に分離する工程
と、上記第一の一時保持用部材に保持され樹脂で固めら
れた上記発光素子をさらに離間して上記第二の基板上に
転写する第二転写工程とを有し、上記第二転写工程は、
第二の一時保持用部材上に熱再剥離層を形成し、上記熱
再剥離層上に上記発光素子を配列し、上記発光素子の転
写面となる上記第二の基板の一主面上に熱可塑性接着層
を形成し、上記発光素子と上記熱可塑性接着層とを当接
させた状態で加熱手段により上記熱再剥離層と上記熱可
塑性接着層とを加熱し、上記熱可塑性接着層を硬化させ
ることにより転写対象となる発光素子を第二の基板に接
着するものである。
【０１０５】以上のような本発明に係る画像表示装置の
製造方法によれば、密な状態すなわち集積度を高くして
微細加工を施して作成された発光素子を、上記素子の転
写方法及び上記素子の配列方法を応用して効率よく離間
して再配置することができ、したがって精度の高い画像
表示装置を生産性良く製造することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の転写方法による転写プロセスの一例を
示す概略断面図である。
【図２】熱剥離材料の温度と粘着力との関係を示す特性
図である。
【図３】レーザ光により熱再剥離層及び熱可塑性接着層
を加熱した様子を示す模式図である。
【図４】レーザ光により素子を加熱した様子を示す模式
図である。
【図５】本発明の転写方法を適用して素子が実装された
基板に、異なる種類の素子を転写するプロセスの一例を
示す概略断面図である。
【図６】素子の配列方法を示す模式図である。
【図７】樹脂形成チップの概略斜視図である。
【図８】樹脂形成チップの概略平面図である。
【図９】発光素子の一例を示す図であって、（ａ）は断
面図、（ｂ）は平面図である。
【図１０】第一転写工程を示す概略断面図である。
【図１１】電極パッド形成工程を示す概略断面図であ
る。
【図１２】第二の一時保持用部材への転写後の電極パッ
ド形成工程を示す概略断面図である。
【図１３】第二転写工程を示す概略断面図である。
【図１４】第二転写工程を示す概略断面図である。
【図１５】第二転写工程の一応用例を示す概略断面図で
ある。
【図１６】絶縁層の形成工程を示す概略断面図である。
【図１７】配線形成工程を示す概略断面図である。
【図１８】従来の素子の転写方法を示す概略断面図であ
る。
【符号の説明】
１ ベース基板 ２ 熱再剥離層 ３ 素子 ４ 転写基板 ５ 熱可塑性接着層 ６ 熱 ７ 他の素子 １０ 第一基板 １１ 第一の一時保持用部材 １２ 素子 １３ 樹脂 １４ 樹脂形成チップ １５ 第二基板
───────────────────────────────────────────────────── 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 21/336 Ｈ０１Ｌ 29/91 Ａ 29/786 Ｆターム(参考） 5C094 AA43 BA03 CA19 EA04 EA07 GB10 5F110 AA16 GG02 QQ08 QQ16 5G435 AA17 BB04 KK05 KK10

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 熱再剥離層によって素子が配列固定され
    た第一の基板上に、熱可塑性接着層を有する第二の基板
    を重ね合わせ、上記素子と上記熱可塑性接着層とが接し
    た状態で上記熱再剥離層及び熱可塑性接着層を加熱冷却
    することにより、上記熱再剥離層から上記素子を剥離可
    能とするとともに熱可塑性接着層を溶融後硬化し、上記
    素子を第二の基板上に転写することを特徴とする素子の
    転写方法。
  2. 【請求項２】 上記熱再剥離層は、熱可塑性樹脂からな
    ることを特徴とする請求項１記載の素子の転写方法。
  3. 【請求項３】 上記熱再剥離層は、熱剥離材料からなる
    ことを特徴とする請求項１記載の素子の転写方法。
  4. 【請求項４】 上記熱再剥離層は、上記第一の基板の一
    主面全面に形成されることを特徴とする請求項１記載の
    素子の転写方法。
  5. 【請求項５】 上記熱再剥離層は、上記第一の基板の上
    記素子に対応した位置に形成されることを特徴とする請
    求項１記載の素子の転写方法。
  6. 【請求項６】 上記熱可塑性接着層は、熱可塑性樹脂か
    らなることを特徴とする請求項１記載の素子の転写方
    法。
  7. 【請求項７】 上記熱可塑性接着層は、上記第二の基板
    の一主面全面に形成されることを特徴とする請求項１記
    載の素子の転写方法。
  8. 【請求項８】 上記熱可塑性接着層は、上記第二の基板
    の上記素子に対応した位置に選択的に形成されることを
    特徴とする請求項１記載の素子の転写方法。
  9. 【請求項９】 加熱手段は、レーザ光であることを特徴
    とする請求項１記載の素子の転写方法。
  10. 【請求項１０】 上記レーザ光を上記熱再剥離層及び上
    記熱可塑性接着層の、上記素子に対応した位置に選択的
    に照射して加熱することを特徴とする請求項９記載の素
    子の転写方法。
  11. 【請求項１１】 上記レーザ光を転写対象となる素子に
    照射して加熱し、上記熱再剥離層及び上記熱可塑性接着
    層の、当該素子に対応した位置を加熱することを特徴と
    する請求項９記載の素子の転写方法。
  12. 【請求項１２】 上記素子は、絶縁性物質に埋め込まれ
    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。
  13. 【請求項１３】 第一の基板上に配列された複数の素子
    を第二の基板上に再配列する素子の配列方法において、
    上記第一の基板上で上記素子が配列された状態よりは離
    間した状態となるように上記素子を転写して第一の一時
    保持用部材に該素子を保持させる第一転写工程と、上記
    第一の一時保持用部材に保持された上記素子を樹脂で固
    める工程と、上記樹脂をダイシングして素子毎に分離す
    る工程と、上記第一の一時保持用部材に保持され樹脂で
    固められた上記素子をさらに離間して上記第二の基板上
    に転写する第二転写工程とを有し、上記第二転写工程
    は、熱再剥離層によって上記素子が配列固定された第二
    の一時保持用部材上に、熱可塑性接着層を有する上記第
    二の基板を重ね合わせ、上記素子と上記熱可塑性接着層
    とが接した状態で上記熱再剥離層及び上記熱可塑性接着
    層を加熱冷却することにより、上記熱再剥離層から上記
    素子を剥離可能とするとともに上記熱可塑性接着層を溶
    融後硬化し、上記素子を上記第二の基板上に転写するこ
    とを特徴とする素子の配列方法。
  14. 【請求項１４】 上記第一転写工程で離間させる距離が
    上記第一の基板上に配列された素子のピッチの略整数倍
    になっており且つ上記第二転写工程で離間させる距離が
    上記第一転写工程で上記一時保持用部材に配列させた素
    子のピッチの略整数倍になっていることを特徴とする請
    求項１３記載の素子の配列方法。
  15. 【請求項１５】 上記素子は窒化物半導体を用いた半導
    体素子であることを特徴とする請求項１３記載の素子の
    配列方法。
  16. 【請求項１６】 上記素子は発光素子、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１３記載の素子の配列
    方法。
  17. 【請求項１７】 発光素子をマトリクス状に配置した画
    像表示装置の製造方法において、上記第一の基板上で上
    記発光素子が配列された状態よりは離間した状態となる
    ように上記発光素子を転写して第一の一時保持用部材に
    該発光素子を保持させる第一転写工程と、上記第一の一
    時保持用部材に保持された上記発光素子を樹脂で固める
    工程と、上記樹脂をダイシングして発光素子毎に分離す
    る工程と、上記第一の一時保持用部材に保持され樹脂で
    固められた上記発光素子をさらに離間して上記第二の基
    板上に転写する第二転写工程とを有し、上記第二転写工
    程は、熱再剥離層によって上記発光素子が配列固定され
    た第二の一時保持用部材上に、熱可塑性接着層を有する
    上記第二の基板を重ね合わせ、上記発光素子と上記熱可
    塑性接着層とが接した状態で上記熱再剥離層及び上記熱
    可塑性接着層を加熱冷却することにより、上記熱再剥離
    層から上記発光素子を剥離可能とするとともに上記熱可
    塑性接着層を溶融後硬化し、上記発光素子を上記第二の
    基板上に転写することを特徴とする画像表示装置の製造
    方法。
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