JP2006324550A - 素子転写装置、素子転写方法および表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板間の距離を測定しながら基板間の平行を微調整することで、第１基板と第２基板とを平行に保持して、第１基板上の素子を第２基板に形成された接着層に接着させることを可能とする。
【解決手段】第１基板５１が載置される第１基板支持部１１と、第１基板５１に対向するように配置される第２基板５２を支持する第２基板支持部１２と、第１基板５１と第２基板５２とが平行になるように第１基板支持部１１の位置調整を行うあおり部２１と、あおり部２１を支持して移動させる可動ステージ３１と、第１基板５１と第２基板５２との間隔を測定する測定部４１とを備えた素子転写装置１である。
【選択図】図１

Description

本発明は、第１基板に形成された接着層に貼り付けられた素子を、第２基板に形成された未硬化樹脂層中に埋没させることで、上記素子を第１基板側から第２基板側に転写する技術において、基板間の平行出しが容易な転写装置、転写方法および表示装置の製造方法に関するものである。

第１基板に形成された接着層に貼り付けられた素子を、第２基板に形成された未硬化樹脂層中に埋没させることで、上記素子を第１基板側から第２基板側に転写する技術が知られている（例えば、特許文献１、２参照。）。この埋め込み転写技術では、第１基板と第２基板とを極力平行にし、その平行状態を保ったまま第１基板と第２基板とを接近させ、第１基板上の素子のみが第２基板に形成された樹脂層に均等に接触することで、第１基板側から第２基板側に素子が転写される。

このとき、第１基板と第２基板との平行度が悪い等の理由で、第１基板と第２基板とが直接接触すると、第１基板の接着層と第２基板の未硬化樹脂層とが接着し、第１基板と第２基板との分離が困難になる。それを無理に引き剥がすと、第２基板の未硬化樹脂層にダメージを与え、転写品質が著しく悪くなる。

そのため、埋め込み転写では、第１基板と第２基板とを平行にする平行出し精度が重要となる。

従来の二つの基板間における平行出しの方法は、基板同士を直接機械的に押し当てて、一方の基板を他方に倣わせて行う方法、又は、２枚の基板の間に、寸法精度の非常に高い球形のスペーサーをはさんで、基板を押し当てて行う方法が採用されていた（例えば、非特許文献１、２参照。）。しかし、直接押し当てる方法は、上述したように不適当である。また球形のスペーサーを挟んで押し当てる方法も、第１基板に対して第２基板の転写エリアのほうが大きい場合には、スペーサーを挿入する場所が無く、やはり不適当である。

特開２００４−２７３５９６号公報 特開２００４−２８１６３０号公報 ボンドアライナＢＡ６、［online］、２００２年、ズースマイクロテック株式会社、ホームページ、サイトマップ、製品紹介、基板ボンダ／アライナ、ＢＡ６ボンドアライナ、［平成１７年３月３１日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.suss.jp/html/ba6.html＞ ズースマイクロテック株式会社（旧カールズースジャパン株式会社）「基板ボンダ／アライナ、ＢＡ６ボンドアライナ パンフレット」２００２年

解決しようとする問題点は、第１基板に形成された接着層に貼り付けられた素子を、第２基板に形成された未硬化樹脂層中に埋没させることで、上記素子を第１基板側から第２基板側に転写する技術において、第１基板と第２基板とに接触することなく第１基板と第２基板との平行出しができない点である。

本発明の素子転写装置は、第１基板が載置される第１基板支持部と、前記第１基板に対向するように配置される第２基板を支持する第２基板支持部と、前記第１基板と前記第２基板とが平行になるように前記第１基板支持部の位置調整を行うあおり部と、前記あおり部を支持して移動させる可動ステージと、前記第１基板と前記第２基板との間隔を非接触で測定する測定部とを備えたことを特徴とする。

上記素子転写装置では、あおり部を設けたことにより、第１基板の傾きを微調整することにより第２基板に対して第１基板を平行に配置することが可能になる。またあおり部を移動させる可動ステージを設けたことにより、可動ステージ上にあおり部、第１基板支持部を介して支持される第１基板を第２基板直下の所望の位置に移動させることが可能になる。また第１基板と第２基板とに非接触で第１基板と第２基板との間隔を測定する測定部を備えたことにより、双方の基板の対向する面に接着性の層を形成してもその接着性の層に測定部が接触することはない。

本発明の素子転写方法は、第１基板に接着された素子を第２基板に形成された接着層に接着させる素子転写方法であって、前記第１基板と前記第２基板とを接近させる基板接近工程と、前記第１基板と前記第２基板との間隔を測定した測定値に基づいて前記第１基板と前記第２基板とが平行となるように調整する平行出し工程と、前記第１基板と前記第２基板との平行が保たれた状態で前記第１基板と前記第２基板とを接近させて前記素子を前記接着層に接着させる素子接着工程とを備えたことを特徴とする。

上記素子転写方法では、第１基板と第２基板とを接近させた後に、第１基板と第２基板との間隔を測定した測定値に基づいて第１基板と第２基板とが平行となるように調整することにより、第２基板に対して第１基板を平行に配置することが可能になる。したがって、第１基板と第２基板とが非接触状態で第１基板に接着された素子は第２基板に形成された接着層に接着される。

本発明の表示装置の製造方法は、第１基板に接着された発光素子を第２基板に形成された接着層に接着させて、複数の発光素子を配列実装する表示装置の製造方法において、第１基板に接着された素子を第２基板に形成された接着層に接着させる方法は、前記第１基板と前記第２基板とを接近させる基板接近工程と、前記第１基板と前記第２基板との間隔を測定した測定値に基づいて前記第１基板と前記第２基板とが平行となるように調整する平行出し工程と、前記第１基板と前記第２基板との平行が保たれた状態で前記第１基板と前記第２基板とを接近させて前記素子を前記接着層に接着させる素子接着工程とを備えたことを特徴とする。

上記表示装置の製造方法では、本発明の素子転写方法により第１基板に接着された素子を表示装置の基板となる第２基板に接着させることから、上記説明した素子転写方法と同様なる作用が得られる。すなわち、第２基板に対して第１基板を平行に配置することが可能になるので、第１基板と第２基板とが非接触状態で第１基板に接着された素子は第２基板に形成された接着層に接着される。

本発明の素子転写装置は、可動ステージを備えたため第１基板を第２基板直下の所望の位置に移動させることが容易にできるようになり、あおり部を備えたため第１基板と第２基板とを平行に配置させることが容易にできるようになり、しかも非接触測定を行う測定部を設けたことにより第１基板と第２基板との距離を非接触で測定することができるようになるので、第１基板に貼り付けられている素子を第２基板側に平行に押し付けることが可能になる。その際、第１基板と第２基板とが平行になっているので、基板同士が接触することがない。このため、第２基板を損傷することなく、第１基板側の素子を第２基板側に押し付けることができるという利点がある。よって、素子の転写技術における歩留りの向上が図れる。

本発明の素子転写方法は、第１基板と第２基板とを接近させた後に、第１基板と第２基板との間隔を測定した測定値に基づいて第１基板と第２基板とが平行となるように調整するため、第１基板と第２基板とを平行に配置させることが容易にできるようになる。また第１基板と第２基板との平行が保持された状態で、第１基板に貼り付けられている素子を第２基板側に平行に押し付けることが可能になる。その際、第１基板と第２基板とが平行になっているので、基板同士が接触することがない。このため、第２基板を損傷することなく、第１基板側の素子を第２基板側に押し付けることができるという利点がある。よって、素子の転写技術における歩留りの向上が図れる。

本発明の表示装置の製造方法は、第１基板側の素子を第２基板側に転写する際に、第１基板と第２基板とが平行に保持されているので、基板同士が接触することがない。このため、第２基板を損傷することなく、第１基板側の素子を第２基板側に押し付けることができるという利点がある。よって、素子の転写技術を用いて表示装置を製造する際の歩留りの向上が図れる。

素子を搭載している第１基板と素子が転写される側の第２基板とを平行に保持して、第１基板上の素子を第２基板に形成された接着層（例えば未硬化樹脂層）に埋め込むという目的を、測定部で基板間の距離を測定しながらあおり部で基板間の平行を微調整することで実現したものである。その詳細を以下に説明する。

本発明の素子転写装置に係る一実施の形態の一例を、図１の概略構成図、図２の要部拡大図、図３の平面レイアウト図によって説明する。

図１〜図３に示すように、素子転写装置１は、第１基板５１が載置される第１基板支持部１１と、上記第１基板５１に対向するように配置される第２基板５２を支持する第２基板支持部１２と、上記第１基板５１と上記第２基板５２とが平行になるように上記第１基板支持部１１の位置調整を行うあおり部２１と、上記あおり部２１を支持するものでｘ、ｙ、ｚ、θ方向に移動可能な可動ステージ３１と、上記第１基板５１と上記第２基板５２との間隔を測定する測定部４１とを備えたものである。

上記可動ステージ３１には、例えば、粗動ステージ３２と微動ステージ３３とからなる。粗動ステージ３２は、基本的には、例えばｘ、ｙ、ｚ、θ方向に素早く長い距離（例えば数十ｃｍ〜２ｍ程度）を移動可能なステージが用いられている。これによって、第１基板５１のロード、アンロードおよびタイリング箇所への移動を高速に行うことが可能となっている。また微動ステージ３３は、基本的には、例えばｘ、ｙ、ｚ、θ方向に短い距離（例えば数μｍ〜数ｍｍ程度）を微動可能なステージが用いられている。これによって、アライメント時における高い分解能と高い停止位置精度が実現されている。また、上記粗動ステージ３２の動作の一部を上記微動ステージ３３の動作に兼ねさせることもできる。例えば上記粗動ステージ３２のθ方向の動作を上記微動ステージ３３のθ方向の動作に兼ねさせることができる。また、上記微動ステージ３３のｚ方向の動作を後に詳細に説明するあおり部２１のＺ方向の動作に兼ねさせることもできる。なお、本明細書におけるｘ方向およびｙ方向およびｚ方向は３次元直交座標系における各軸であり、θ方向はｚ軸周りの回転方向である。

上記可動ステージ３１は、上記あおり部２１を介して第１基板５１を第２基板５２直下の所定の位置まで移動させることが可能になる。したがって、可動ステージ３１によって、第１基板５１は第２基板５２に対して所望の位置に移動することが可能となっている。

上記あおり部２１は、上記可動ステージ３１に支持されているものであって、上記可動ステージ３１によって第２基板５２直下の所定位置まで移動させられた第１基板５１と、第２基板支持部１２に支持されている第２基板５２とが平行になるように調整するものである。その機構の詳細を以下に説明する。

上記あおり部２１は、第２基板５２に対して第１基板５１を平行に位置させるためのものであって、上記可動ステージ３１上に設けられた３個の１軸方向（例えばｚ軸方向）に昇降可能なアクチュエータ２２を備えている。そして上記各アクチュエータ２２は、３角形の頂点となる位置に配置されている。通常、基板を支持してその傾きの調整を行うには、その基板を３点で支持することで行うことができる。よって、本実施の形態でも３個のアクチュエータ２２により第１基板支持部１１を３点で支持している。その支持点は、図３に示すように、第１基板支持部１１の中心と中心が一致する正三角形の頂点に位置させることが好ましい。なお、４点以上で支持することもできるが、第１基板支持部１１に３点が接触し、残りの１点は接触しない状態もあり得るので、支持点は３点で十分である。また、支持点を第１基板支持部１１の中心と中心が一致する正三角形の頂点に位置させることにより、第１基板支持部１１を介して第１基板５１の傾き調整が行い易くなる。また、微調整の精度を高めるために、図示したように、（第１基板支持部１１の下面側（第１基板５１が支持される側とは反対側）に第１基板支持部１１よりも大きな支持部固定板１３が設けられている。この場合には、下記に説明する球面軸受３０は、図示したようにセンサ支持部１３の裏面側（第１基板支持部１１が固定される側とは反対側）に設けられてもよく、またセンサ部１５と重ならない位置ならば、センサ支持部１３の表面側（第１基板支持部１１がセンサ部１５を介して固定される側）に設けてもよい。その際には、上記センサ支持部１３に、後に説明する揺動軸２８が接触しないように貫通できる孔（図示せず）を設ける必要がある。このように、球面軸受３０の取り付け位置は、機構設計上、適宜選択することができる。

上記各アクチュエータ２２の可動部先端には回動軸受２４が設けられ、この回動軸受２４は可動ステージ３１上に固定された直動軸２５に昇降自在に支持されている直動軸受２６を備えている。上記回動軸受２４には回動軸２７が回動自在に支持されていて、この回動軸２７の中心には回動軸２７に直交する揺動軸２８が形成されている。したがって、回動軸２７と揺動軸２８はＴ字型に形成されている。上記揺動軸２８の先端部は球形に形成され、その球形部２９を受ける球面軸受２３が上記第１基板支持部１１の裏面（第１基板５１を支持する面とは反対側の面）に設けられている。図面では前述したように支持部固定板１３を設けているので、球面軸受２３は支持部固定板１３に設置される。

上記あおり部２１には、第２基板５２側に転写される素子５５が貼り付けられている第１基板５１を支持する第１基板支持部１１が搭載されている。また、上記第１基板支持部１１上方には、第１基板支持部１１に支持される第１基板５１と対向するように配置される第２基板５２を支持する第２基板支持部１２が設けられている。

なお、上記あおり部２１ではアクチュエータ２２によってｚ軸方向に昇降可能となっているので、上記可動ステージ３１のＺ軸方向の動作を兼用することもできる。この場合には、上記可動ステージ３１においてｚ軸方向の動作機構を省略することができる。

また、上記第１基板５１と上記第２基板５２との間隔を測定するための測定部４１が、例えば第１基板５１上方に備えられ、上記測定部４１は、第１基板５１と第２基板５２との間隔を、第１、第２基板５１、５２に非接触で測定できる光学的に測定する測定器を用いることが好ましい。例えば、光学式変位計を用いることができる。そのため、例えば第２基板支持部１２は測定に用いる光線の波長を透過する材料で形成されているか、または当該光線を通す窓１４が形成されている必要がある。この窓１４は開口された状態でもよいが、好ましくは透明基材、例えば透明なガラス基板、石英基板等が設けられていることが好ましい。また第２基板５２は測定に用いる光線の波長を透過する材料で形成されていることが必要である。

上記第１基板支持部１１および第２基板支持部１２の基板支持方法は、機械的な支持、真空吸着による支持もしくはその他の支持手段であってもよい。要するに、第１基板支持部１１は第１基板５１が支持固定されるものであればよく、第２基板支持部１２は第２基板５２が支持固定されるものであればよい。

上記素子転写装置１には、第１基板支持部１１によって第２基板支持部１２に支持されている第２基板５２に対して第１基板５１を所定の位置に位置決めするためのアライメント部４５が、例えば第２基板支持部１２の上方に設置されている。このアライメント部４５は、例えば第２基板５２に形成されたアライメントマークに第１基板５１に形成されたアライメントマークを一致させるように、上記可動ステージ３１を動作させて第２基板５２に対して第１基板５１をアライメントするものである。

上記素子転写装置１では、あおり部２１を設けたことにより、第１基板５１の傾きを微調整することにより第２基板５２に対して第１基板５１を平行に配置することが可能になる。またあおり部２１を移動させる可動ステージ３１を設けたことにより、可動ステージ３１上にあおり部２１、第１基板支持部１１を介して支持される第１基板５１を第２基板５２直下の所望の位置に移動させることが可能になる。また第１基板５１と第２基板５２とに非接触で第１基板５１と第２基板５２との間隔を測定する測定部４１を備えたことにより、第１基板５１と第２基板５２とが対向する面に接着性の層（第１接着層５３、第２接着層５４）を形成してもその第１接着層５３、第２接着層５４に測定部４１が接触することはない。このような特徴を有する素子転写装置１では、第１基板５１に貼り付けられている素子５５を第２基板５２側に平行に押し付けることが可能になる。その際、第１基板５１と第２基板５２とが平行になっているので、基板同士が接触することがない。このため、第２基板５２を損傷することなく、第１基板５１側の素子５５を第２基板５２側に押し付けることができるという利点がある。よって、素子５５の転写技術における歩留りの向上が図れる。

次に、本発明の素子転写方法に係る一実施の形態の一例を、図４のフローチャートにより説明する。なお、本発明の素子転写方法は、上記本発明の素子転写装置１を用いて成される方法である。したがって、上記図１、図２、図３も参照していただきたい。また、以下の説明における各構成部品には上記素子転写装置の説明で示した構成部品の符号を付与した。

本発明の素子転写方法は、第１基板５１に第１接着層５３を介して接着された素子５５を第２基板５２に形成された接着層５４に接着させる素子転写方法であり、第１基板５１と第２基板５２とを接近させる基板接近工程と、第１基板５１と第２基板５２との間隔を測定した測定値に基づいて第１基板５１と第２基板５２とが平行となるように調整する平行出し工程と、第１基板５１と第２基板５２との平行が保たれた状態で第１基板５１と第２基板５２とを接近させて素子５５を接着層に接着させる素子接着工程とを備えている。以下、具体的に説明する。

図４に示すように、「基板接近工程」Ｓ１を行う。この工程では、まず「第１基板支持工程」Ｓ１１を行う。この工程では、上記第１基板５１を第１基板支持部１１に支持させる。この支持方法は、例えば、第１基板５１の表面（第１接着層５３側）を上にして、第１基板５１の裏面を第１基板支持部１１側にして、真空吸着または機械的に固定されることにより支持される。また、上記第１基板５１には、例えば直径Φ＝３０ｍｍからΦ２００ｍｍ（８インチ）程度の基板が用いられる。また、第１基板５１表面に形成された第１接着層５３に接着された素子５５は、例えば３μｍ〜３００μｍ程度の大きさであり、その高さは３μｍ〜３００μｍ程度である。また、第１基板５１に接着されている個数は１０個〜１００万個程度である。

次に「第２基板支持工程」Ｓ１２を行う。この工程では、上記第２基板５２を第２基板支持部１２に支持させる。この支持方法は、例えば、第２基板５２の表面（第２接着層５４側）を下にして、第２基板５２の裏面を第２基板支持部１２側にして、真空吸着または機械的に固定されることにより支持される。また、上記第２基板５２には、例えば直径Φ＝５０ｍｍ（２インチ）から２ｍ四方程度の基板が用いられる。なお、第２基板５２は２ｍシリコン法よりも大きな基板を用いることも可能である。また上記第２基板５２の表面には、第２接着層５４が形成されている。この第２接着層５４は、素子５５が接着されている第１接着層５３の接着力よりも上記素子５５に対して大きな接着力を有する。また、上記第２基板５２に形成される第２接着層５４は、例えば未硬化樹脂層からなり、この未硬化樹脂層は、例えば、いわゆるタックに強いレジスト膜を、回転塗布法、印刷法、ラミネート法等の成膜方法により形成したものである。なお、「第１基板支持工程」Ｓ１１と「第２基板支持工程」Ｓ１２とはどちらを先に行ってもよい。

次に、「アライメント工程」Ｓ１３を行う。この工程では、上記第１基板５１と上記第２基板５２とを所定の距離を保って対向させる。具体的には、上記アライメント部４５の測定に基づいて上記可動ステージ３１を例えばｘ−ｙ方向およびθ方向に移動させることにより、第１基板５１と第２基板５２直下の所定の位置に移動させる。さらに、上記可動ステージ３１により例えばｚ方向に移動させることにより、第１基板５１を第２基板５２に対して所定の距離になるまで接近させる。例えば、第１基板５１と第２基板５２との間隔を、素子５５の高さプラス１００μｍ〜３００μｍ程度まで近づける。

次に、「基板間隔測定工程」Ｓ１４を行う。この工程では、上記第１基板５１と上記第２基板５２との間隔を測定する。この測定位置は、同一直線上にならないような３箇所で行うことが好ましい。この測定は、測定部４１によって測定位置が一直線上にならないように、例えば第１基板５１の中心と正三角形の中心とを一致させて、その正三角形の頂点の位置における基板間の距離を測定する。言いかえれば、第１基板５１の中心を中心とする円周上の等間隔の３点を測定点とする。また、上記測定においては、測定箇所１箇所に対して、その近傍（測定箇所そのものを含んでも良い）の複数箇所も測定し、それらの平均値をその箇所の値として扱っても良い。

次に、「基板間隔判定工程」Ｓ１５を行う。この工程では、上記第１基板５１と上記第２基板５２との間隔が基準の範囲内か否かを判定する。

上記「基板間隔判定工程」Ｓ１５において上記第１基板５１と上記第２基板５２との間隔が基準の範囲内にない、すなわち「Ｎｏ」と判定された場合には、「基板間隔調整工程」Ｓ１６を行う。この工程では、第１基板５１と第２基板５２との間隔が所定の範囲内になるように、上記可動ステージ３１によって、もしくは上記あおり部２１によって、第１基板５１と第２基板５２との間隔を調整する。そして、上記「基板間隔測定工程」Ｓ１４に戻る。再度、基板間隔を測定することで、正確に所望の基板間隔とすることができる。なお、基板間隔の調整時間を短縮する場合には、「基板間隔調整工程」Ｓ１６を行った後、上記「基板間隔測定工程」Ｓ１４に戻らず、次工程の「基板平行出し工程」Ｓ２を行ってもよい。

上記「基板間隔判定工程」Ｓ１５において上記第１基板５１と上記第２基板５２との間隔が基準の範囲内にある、すなわち「Ｙｅｓ」と判定された場合には、「基板平行出し工程」Ｓ２を行う。

この「基板平行出し工程」Ｓ２では、まず「基板間の平行測定工程」Ｓ２１を行う。この工程では、第１基板５１と第２基板５２との間隔を測定する。この測定は、測定部４１によって測定位置が一直線上にならないように、例えば第１基板５１の中心と正三角形の中心とを一致させて、その正三角形の頂点の位置における基板間の距離を測定する。言いかえれば、第１基板５１の中心を中心とする円周上の等間隔の３点を測定点とする。また、上記測定においては、測定箇所１箇所に対して、その近傍（測定箇所そのものを含んでも良い）の複数箇所も測定し、それらの平均値をその箇所の値として扱っても良い。

次に、「基板間の平行判定工程」Ｓ２２を行う。この工程では、上記第１基板５１と上記第２基板５２とが平行となっているか、否かを判定する。その際、完全に平行であることが望ましいが、上記第１基板５１と上記第２基板５２との平行の度合いが許容の範囲内であれば平行とみなす。

上記「基板間の平行判定工程」Ｓ２２で上記第１基板５１と上記第２基板５２とが平行であるとすることができる範囲内にない、すなわち「Ｎｏ」と判定された場合には、「基板間の平行調整工程」Ｓ２３を行う。この工程では、上記第１基板５１と上記第２基板５２とが平行になるように上記第１基板５１と上記第２基板５２との間隔を調整する。例えば、上記測定部４１により測定された３箇所の測定値が全て同じ値、もしくは許容できる誤差範囲内になるように、あおり部２１の３軸のアクチュエータ２２にて基板間隔の調整を行う。

上記「基板間の平行測定工程」Ｓ２１、「基板間の平行測定工程」Ｓ２２および「基板間の平行調整工程」Ｓ２３は、１サイクルを行うだけでもよいが、上記「基板間の平行測定工程」Ｓ２２において上記第１基板５１と上記第２基板５２とが平行であると判定されるまで繰り返し行うことがより好ましい。また、基板間の平行出し時間を短縮する場合には、「基板間の平行調整工程」Ｓ２３を行った後、上記「基板間の平行測定工程」Ｓ２１に戻らず、次工程の「素子接着工程」Ｓ３を行ってもよい。

上記「基板間の平行判定工程」Ｓ２２で上記第１基板５１と上記第２基板５２とが平行であるとすることができる範囲内にある、すなわち「Ｙｅｓ」と判定された場合には、「素子接着工程」Ｓ３を行う。この工程では、上記第１基板５１と上記第２基板５２との平行を保持した状態で上記第１基板５１と上記第２基板５２とを接近させて第１基板５１の第１接着層５３に接着された素子５５を第２基板５２に形成された第２接着層５４に接着させる。

具体的には、まず、「基板第１接近工程」Ｓ３１を行う。この工程では、第１基板５１と第２基板５２との間隔が素子５５の高さプラス２０μｍ〜１００μｍ程度となるように、第１基板５１と第２基板５２とを近づける。この動作は、アクチュエータ２２によって行ってもよく、または可動ステージ３１の微動ステージ３３を用いて行ってもよい。

次いで、「精密アライメント工程」Ｓ３２を行う。この工程では、アライメント部４５によって、アライメントマークを確認しながら、ｘ、ｙ、θ方向の精密アライメントを行い、第１基板５１に接着されている素子５５を第２基板に接着しようとする正確な位置に移動させる。この精密アライメントは可動ステージ３１の微動ステージ３３を用いて行うことができる。この後、再度上記「基板間隔測定工程」Ｓ１４〜「基板間隔調整工程」Ｓ１６を行い、第１基板５１と第２基板５２との間隔が素子５５の高さプラス２０μｍ〜１００μｍ程度となることを確実にしても良いが、通常は、上記「基板第２接近工程」Ｓ３３を行ってよい。

その後、「基板第２接近工程」Ｓ３３を行う。この工程では、第１基板５１上の素子５５が第２基板５２の第２接着層５４に接触もしくはその一部が埋め込まれる（例えば、素子５５の高さの半分程度まで埋め込まれる）まで、第１基板５１を第２基板５２側に上昇させる。このとき、第１基板５１に形成された第１接着層５３と第２基板５２に形成された第２接着層５４とは接触させない。

次に、「素子接着保持工程」Ｓ３４を行う。この工程では、上記素子５５を上記第２接着層５４に接着させた状態を一定時間保持する。例えば、第２基板５２側に形成された第２接着層５４によって素子５５が十分に接着されるまで保持する。ここでいう、十分に接着されるとは、第１基板５１に形成された第１接着層５３に素子５５が接着されている接着力よりも第２基板５２に形成された第２接着層５４が接着される接着力が大きくなることをいう。これは、未硬化樹脂からなる接着層はある程度の時間が経過することにより硬化されるので、その未硬化樹脂層に接着されている物体に対する接着力は増加することを利用している。

次に、「基板離間工程」Ｓ３５を行う。この工程では、上記素子５５を上記第２接着層５４に接着させた状態で上記第１基板５１と上記第２基板５２とを素早く引き離して上記素子５５から上記第１基板５１を引き離す。各接着層の接着力にもよるが、例えば、０．１ｍｍ／ｓ以上の速度で引き離す。これによって、第１基板５１に接着されていた素子５５は第２基板５２に形成された第２接着層５４に接着される。ここで、第１基板５１に形成された第１接着層５３の素子５５に対する接着力は第２基板５２に形成された第２接着層５４の素子５５に対する接着力よりも弱いことが必要である。例えば、第１基板５１に形成される第１接着層５３は、第１基板５１を移動させた際に素子５５が移動しない程度の接着力があれば十分である。第１基板５１に形成された第１接着層５３によって素子５５が第１基板５１に強固に接着される必要はない。

上記素子転写方法は、第１基板５１と第２基板５２とを接近させた後に、第１基板５１と第２基板５２との間隔を測定した測定値に基づいて第１基板５１と第２基板５２とが平行となるように調整するため、第１基板５１と第２基板５２とを平行に配置させることが容易にできるようになる。また第１基板５１と第２基板５２との平行が保持された状態で、第１基板５１に貼り付けられている素子を第２基板５２側に平行に押し付けることが可能になる。その際、第１基板５１と第２基板５２とが平行になっているので、基板同士が接触することがない。このため、第２基板５２を損傷することなく、第１基板５１側の素子５５を第２基板５２側に押し付けることができるという利点がある。よって、素子５５の転写技術における歩留りの向上が図れる。

上記素子転写方法は繰り返し行うことができる。次に、素子転写方法を繰り返し行う方法を図５、図６のフローチャートによって説明する。

図５に示すように、上記「基板接近工程」Ｓ１、上記「平行出し工程」Ｓ２および上記「素子接着工程」Ｓ３を順に行った後、「第１基板の交換工程」Ｓ４（Ｓ４１）を行う。この工程では、素子転写に用いた第１基板５１を、新しい素子５５が接着された第１基板５１に交換し、上記「基板接近工程」Ｓ１、上記「平行出し工程」Ｓ２および上記「素子接着工程」Ｓ３を順に行って、第２基板５２の第２接着層５４に先に接着した素子５５（５５１）の接着領域とは異なる領域に新たな素子５５（５５２）を接着する。

さらに、「第１基板の交換工程」Ｓ４（Ｓ４１）および上記「基板接近工程」Ｓ１、上記「平行出し工程」Ｓ２、上記「素子接着工程」Ｓ３を繰り返し行うことで、第２基板５２の広い範囲に素子５５の転写を行うことができる。

また、図６に示すように、上記「基板接近工程」Ｓ１、上記「平行出し工程」Ｓ２および上記「素子接着工程」Ｓ３を順に行った後、「第１基板の交換工程」Ｓ４（Ｓ４２）を行う。この工程では、先に素子転写に用いた第１基板５１に接着されていた素子の位置と異なる位置に新しい素子５５（５５２）が接着された第１基板５１に交換する。そして、この新たな第１基板５１を用いて、上記「基板接近工程」Ｓ１、上記「平行出し工程」Ｓ２および上記「素子接着工程」Ｓ３を順に行う。これによって、第２基板５２の第２接着層５４に先に接着した素子５５（５５１）の接着領域において、先に接着した素子５５（５５１）の接着位置とは異なる位置に新たな素子５５（５５２）を接着することができる。すなわち、種類の異なる素子を所定の領域に転写させることができる。

さらに、「第１基板の交換工程」Ｓ４（Ｓ４２）および上記「基板接近工程」Ｓ１、上記「平行出し工程」Ｓ２、上記「素子接着工程」Ｓ３を繰り返し行うことで、第２基板５２の所定の領域に複数種類の素子を転写することができる。

次に、本発明の表示装置の製造方法について図７の製造工程図により説明する。図７では、第１基板に接着された発光素子を第２基板に形成された接着層に接着させて、複数の発光素子を配列実装する表示装置の製造方法を説明する。具体的には、赤色発光素子５５Ｒ、緑色発光素子５５Ｇ、青色発光素子５５Ｂを搭載する表示装置の製造方法を説明する。

図７（１）に示すように、第１基板５１として、第１接着層５３の所定の位置に赤色発光素子５５Ｒが接着されている第１基板５１を用いる。次いで、図７（２）に示すように、上記説明した本発明の素子転写方法によって、第１基板５１側に接着されている赤色発光素子５５Ｒを第２基板５２に形成された第２接着層５４に接着転写する。そして、図７（３）に示すように、前記図５によって説明したように、第２基板５２の所定の領域全域に赤色発光素子５５Ｒを接着転写させる。

次に、図７（４）に示すように、第１基板５１として、第１接着層５３の所定の位置に緑色発光素子５５Ｇが接着されている第１基板５１を用いる。次いで、図７（５）に示すように、上記説明した本発明の素子転写方法によって、第１基板５１側に接着されている緑色発光素子５５Ｇを第２基板５２に形成された第２接着層５４に接着転写する。その際、図７（６）に示すように、前記図６によって説明した方法によって、先に接着した赤色発光素子５５Ｒの接着位置とは異なる所定の位置に新たな緑色発光素子５５Ｇを接着する。そして、図８（７）に示すように、前記図５によって説明した方法によって、第２基板５２の所定の領域全域に緑色発光素子５５Ｇを接着転写させる。

次に、図８（８）に示すように、第１基板５１として、第１接着層５３の所定の位置に青色発光素子５５Ｂが接着されている第１基板５１を用いる。次いで、図８（９）に示すように、上記説明した本発明の素子転写方法によって、第１基板５１側に接着されている青色発光素子５５Ｂを第２基板５２に形成された第２接着層５４に接着転写する。その際、図７（６）に示すように、前記図６によって説明した方法によって、先に接着した赤色発光素子５５Ｒおよび緑色発光素子５５Ｇの接着位置とは異なる所定の位置に新たな青色発光素子５５Ｂを接着する。そして、図８（７）に示すように、前記図５によって説明した方法によって、第２基板５２の所定の領域全域に青色発光素子５５Ｂを接着転写させる。

このようにして、表示装置に用いられる各色の発光素子（赤色発光素子５５Ｒ、緑色発光素子５５Ｇ、青色発光素子５５Ｂを第１基板５１から第２基板５２に転写することができた。

本発明の表示装置の製造方法は、第１基板５１側の素子５５を第２基板５２側に転写する際に、第１基板５１と第２基板５２とが平行に保持されているので、基板同士が接触することがない。このため、第２基板５２を損傷することなく、第１基板５１側の素子５５を第２基板５２側に押し付けることができるという利点がある。よって、素子５５の転写技術を用いて表示装置を製造する際の歩留りの向上が図れる。

本発明の素子転写装置に係る一実施の形態の一例を示した概略構成図である。 本発明の素子転写装置に係る一実施の形態の一例を示した要部拡大図である。 本発明の素子転写装置に係る一実施の形態の一例を示した概略構成図である。 本発明の素子転写方法に係る一実施の形態の一例を示したフローチャート図である。 本発明の素子転写方法に係る一実施の形態の一例を示したフローチャート図である。 本発明の素子転写方法に係る一実施の形態の一例を示したフローチャート図である。 本発明の表示装置の製造方法に係る一実施の形態の一例を示した製造工程図である。 本発明の表示装置の製造方法に係る一実施の形態の一例を示した製造工程図である。

符号の説明

１…素子転写装置、１１…第１基板支持部、１２…第２基板支持部、２１…あおり部、３１…可動ステージ、４１…測定部

Claims (14)

1. 第１基板が載置される第１基板支持部と、
   前記第１基板に対向するように配置される第２基板を支持する第２基板支持部と、
   前記第１基板と前記第２基板とが平行になるように前記第１基板支持部の位置調整を行うあおり部と、
   前記あおり部を支持して移動させる可動ステージと、
   前記第１基板と前記第２基板との間隔を測定する測定部と
   を備えたことを特徴とする素子転写装置。
2. 前記第２基板に対して前記第１基板を位置合わせするアライメント部
   を備えたことを特徴とする請求項１記載の素子転写装置。
3. 前記あおり部は前記第１基板支持部の一部を昇降動作させる３個のアクチュエータからなり、
   前記アクチュエータは３角形の頂点となる位置に設けられている
   ことを特徴とする請求項１記載の素子転写装置。
4. 前記あおり部は、
   前記第１基板に接着された素子を前記第２基板に形成された接着層に接着させる位置に上昇させる動作と、
   前記接着層に前記素子を接着させた状態にして前記素子から前記第１基板を引き離す動作とを行う
   ことを特徴とする請求項１記載の素子転写装置。
5. 前記測定部は、前記第２基板を透過させた光により前記第１基板と前記第２基板との距離を測定するものからなる
   ことを特徴とする請求項１記載の素子転写装置。
6. 前記可動ステージはｘ、ｙ、ｚ、θ方向に前記あおり部を移動させるものからなる
   ことを特徴とする請求項１記載の素子転写装置。
7. 前記可動ステージは、
   前記第１基板に接着された素子を前記第２基板に形成された接着層に接着させる位置に上昇させる動作と、
   前記接着層に前記素子を接着させた状態にして前記素子から前記第１基板は引き離す動作とを行う
   ことを特徴とする請求項１記載の素子転写装置。
8. 第１基板に接着された素子を第２基板に形成された接着層に接着させる素子転写方法であって、
   前記第１基板と前記第２基板とを接近させる基板接近工程と、
   前記第１基板と前記第２基板との間隔を測定した測定値に基づいて前記第１基板と前記第２基板とが平行となるように調整する平行出し工程と、
   前記第１基板と前記第２基板との平行が保たれた状態で前記第１基板と前記第２基板とを接近させて前記素子を前記接着層に接着させる素子接着工程と
   を備えたことを特徴とする素子転写方法。
9. 前記基板接近工程は、
   前記第１基板と前記第２基板とを所定の距離を保って対向させるアライメント工程と、
   前記第１基板と前記第２基板との間隔を測定する基板間隔測定工程と、
   前記第１基板と前記第２基板との間隔が基準の範囲内か否かを判定する基板間隔判定工程と、
   前記第１基板と前記第２基板との間隔が所定の範囲内にない場合には、前記第１基板と前記第２基板との間隔が基準の範囲内になるように前記第１基板と前記第２基板との間隔を調整して、前記基板間隔測定工程に戻る基板間調整工程と
   を備えたことを特徴とする請求項８記載の素子転写方法。
10. 前記平行出し工程は、
    前記第１基板と前記第２基板とを平行に調整する基板平行出し工程と、
    前記第１基板と前記第２基板との間隔を測定する基板間の平行測定工程と、
    前記第１基板と前記第２基板とが平行か否かを判定する基板間の平行判定工程と、
    前記第１基板と前記第２基板とが平行と許容できる範囲内にない場合には、前記第１基板と前記第２基板とが平行になるように前記第１基板と前記第２基板との間隔を調整して、前記基板間の平行測定工程に戻る基板間の平行調整工程と、
    を備えたことを特徴とする請求項８記載の素子転写方法。
11. 前記素子接着工程の後、
    前記素子を前記接着層に接着させた状態を保持する素子接着保持工程と、
    前記素子を前記接着層に接着させた状態で前記第１基板と前記第２基板とを引き離して前記素子から前記第１基板を引き離す基板離間工程と
    を備えたことを特徴とする請求項８記載の素子転写方法。
12. 前記第１基板に接着された素子を前記第２基板に形成された接着層に接着させた後、
    前記第１基板を新たな素子が接着された第１基板に交換する工程を行い、
    その後、前記基板接近工程と、前記平行出し工程と、前記素子接着工程とを行って、
    前記新たな素子を前記第２基板の別の位置に接着させる
    ことを特徴とする請求項８記載の素子転写方法。
13. 前記第１基板に接着された素子を前記第２基板に形成された接着層に接着させた後、
    前記第１基板を新たな素子が接着された第１基板に交換する工程を行い、
    その後、前記基板接近工程と、前記平行出し工程と、前記素子接着工程とを行って、
    前記新たな素子を前記第２基板の別の位置に接着させる
    ことを複数回繰り返す
    ことを特徴とする請求項１２記載の素子転写方法。
14. 第１基板に接着された発光素子を第２基板に形成された接着層に接着させて、複数の発光素子を配列実装する表示装置の製造方法において、
    第１基板に接着された素子を第２基板に形成された接着層に接着させる方法は、
    前記第１基板と前記第２基板とを接近させる基板接近工程と、
    前記第１基板と前記第２基板との間隔を測定した測定値に基づいて前記第１基板と前記第２基板とが平行となるように調整する平行出し工程と、
    前記第１基板と前記第２基板との平行が保たれた状態で前記第１基板と前記第２基板とを接近させて前記素子を前記接着層に接着させる素子接着工程と
    を備えたことを特徴とする表示装置の製造方法。
    

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