JP2020025064A

JP2020025064A - 発光素子集積装置の製造方法および発光素子配列装置

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Publication number: JP2020025064A
Application number: JP2018223026A
Authority: JP
Inventors: 竹谷　元伸; Motonobu Takeya; 元伸竹谷
Original assignee: RD Tech Co Ltd
Current assignee: RD Tech Co Ltd
Priority date: 2018-07-31
Filing date: 2018-11-29
Publication date: 2020-02-13

Abstract

【課題】マイクロＬＥＤディスプレイをはじめとする各種の発光素子集積装置を低コストで実現することができる発光素子集積装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】発光素子集積装置は、ｐ側電極１５およびｎ側電極を有し、ｐ側電極１５側およびｎ側電極側のうちの一方が他方に比べてより強く磁場に引き寄せられるように構成された発光素子チップ３０を、回転している微帯電ドラム８５０の表面にランダムに付着させた後、こうして微帯電ドラム８５０の表面に付着した発光素子チップ３０を、微帯電ドラム８５０に対して移動する実装基板５０の一方の主面に形成された強磁性材料を含むチップ結合部４５に、ｐ側電極１５側およびｎ側電極側のうちのより強く磁場に引き寄せられるように構成された側をチップ結合部４５に向けて磁力により結合させることにより製造する。【選択図】図１１

Description

この発明は、発光素子集積装置の製造方法および発光素子配列装置に関し、例えば、微小化したＧａＮ系マイクロ発光ダイオード（ＬＥＤ）チップを実装基板上に多数集積したマイクロＬＥＤディスプレイの製造に適用して好適なものである。

現在、薄型テレビやスマートフォンなどの表示装置（ディスプレイ）の主流は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）および有機ＥＬディスプレイ（ＯＬＥＤ）である。このうちＬＣＤの場合、画素の微細化に伴い、出力される光量はバックライトの光量の１０分の１程度である。ＯＬＥＤも、理論上の電力効率は高いが、実際の製品はＬＣＤと同等の水準に留まっている。

ＬＣＤおよびＯＬＥＤを遥かに凌ぐ高効率（低消費電力）のディスプレイとしてマイクロＬＥＤディスプレイが注目されている。直接発光のマイクロＬＥＤディスプレイは高効率であるが、マイクロＬＥＤディスプレイの実現のためには、数μｍから数十μｍオーダーのサイズのマイクロＬＥＤチップを実装基板上に数千万個配列させる必要がある。

このように大量のマイクロＬＥＤチップを実装基板上に配列させる方法として従来、チップソーターを用いる方法、マルチチップ転写装置を用いる方法（特許文献１、２参照）、ロール工程を利用したマルチチップ転写方法（非特許文献１参照）、レーザ照射によるチップ吐出と液体を利用したチップ配列方法（特許文献３参照）、磁性体膜を利用した素子（チップ）の配列方法（特許文献４参照）等が提案されている。

チップソーターを用いる方法では、チップをＡの位置からＢの位置へ移動させるタイプのものは、Ａのチップが予めある程度整列されている必要があり、転写の際、チップの位置確認等で時間を要し、１チップ当たりの転写速度は１００〜４００ｍｓｅｃが限界である。また、この方法では真空吸着式のヘッドを用いるのが一般的であり、扱えるチップの最小サイズは〜１００μｍ□程度である。製造に要する時間と扱えるチップサイズの限界から、チップサイズ１００μｍ□以下で、画素数が数百万のマイクロＬＥＤディスプレイの製造には不向きである。

特許文献１、２記載のマルチチップ転写装置では一度に大量のチップ転写を行うため、製造速度はチップソーターに比べて数百〜数千倍速くできるが、転写前のチップは高精度で整列されている必要がある。このために、チップを基板から切り離せるように、基板側に高度な加工を施している。しかし、この基板加工には特別な技術が必要となり、低コスト化の障害になる。

非特許文献１記載のマルチチップ転写方法でも、チップはロールに付着する前に整列している必要がある。しかし、極微小のチップを一定の間隔で整列させることがより困難で重要な技術であるため、ロール工程技術のみでは問題の解決になっていない。

特許文献３記載のチップ配列方法では、レーザ照射により１画素領域にチップを供給し、チップは液体により所定の位置に結合する方法が開示されているが、レーザ照射前のチップは整列している必要がある。また、高価なレーザ照射装置と、レーザ照射によるチップ吐出が可能なように基板（チップ）の加工が必要であり、低コスト化の障害になると考えられる。

特許文献４記載の素子の配列方法は、基板上の素子の配列位置および素子の底部に磁性体膜を形成し、基板上に素子を多数散乱させて素子の底部の磁性体膜を素子の配列位置の磁性体膜に磁力で付着させることにより基板上に素子を配列する。この方法は、転写前の素子、すなわちチップの整列を前提としない技術である。しかし、マイクロＬＥＤディスプレイにおける素子の占有面積は１％以下（０．１％程度）であり、ランダム散乱された１素子が所望の位置に到達する確率は１％以下である。そのため、ランダム散布では、大量のチップが必要になる。磁性体膜を厚さ数μｍと厚く成膜し、有効磁場の到達範囲を広げると素子の配列位置への結合確率は増大するが、基板の製造コストの増大を招く。

特表２０１７−５３１９１５号公報特表２０１７−５００７５７号公報特開２００５−１７４９７９号公報特開２００３−２１６０５２号公報

［平成３０年１１月２６日検索］、インターネット〈ＵＲＬ：http://japan.hellodd.com/news/news＿view.asp?t=dd ＿jp＿news&mark=4258〉

上述のように、これまで、マイクロＬＥＤディスプレイを低コストで実現することは困難であった。

そこで、この発明が解決しようとする課題は、マイクロＬＥＤディスプレイをはじめとする各種の発光素子集積装置を低コストで製造することができる発光素子集積装置の製造方法および発光素子配列装置を提供することである。

上記課題を解決するために、この発明は、
ｐ側電極およびｎ側電極を有する発光素子チップを、回転しているドラムの表面に複数付着させる工程を少なくとも一回経由し、一方の主面にチップ結合部を複数有する実装基板を上記ドラム、または、上記ドラムの表面に付着した上記発光素子チップを表面に転写した上記ドラムの次段もしくは最終段のドラムに対して移動させながら上記次段もしくは最終段のドラムの表面に付着した上記発光素子チップを上記チップ結合部に、上記発光素子チップの上記ｐ側電極または上記ｎ側電極を上記チップ結合部に向けて結合させる発光素子集積装置の製造方法である。

ｐ側電極およびｎ側電極を有する発光素子チップは、例えば、ｐ側電極側およびｎ側電極側のうちの一方が他方に比べてより強く磁場に引き寄せられるように構成され、あるいはこの構成と独立に、あるいはこの構成に加えて、ｐ側電極側の表面およびｎ側電極側の表面のうちの一方が他方に比べてより強く帯電するように構成され、あるいは単に帯電させる。発光素子チップを付着あるいは転写するドラムは、例えば、帯電ドラム、感光体ドラム、磁性体ドラム、帯磁ドラム、粘着体ドラム等であり、必要に応じて選ばれる。このドラムは、少なくとも一段、必要に応じて二段あるいは三段以上設けられ、段数および種類は必要に応じて選ばれるが、段数は好適には必要最小限に選ばれる。一方の主面にチップ結合部を複数有する実装基板のチップ結合部は、例えば、強磁性材料を含み、あるいは、粘着物質からなり、必要に応じて選ばれる。より具体的には、例えば、微弱に帯電させた帯電ドラムを回転させながら表面に複数の発光素子チップを付着させ、実装基板を帯電ドラムに対して移動させながら帯電ドラムの表面に付着した発光素子チップを実装基板のチップ結合部に結合させる。あるいは、帯電ドラムを回転させながら表面に複数の発光素子チップを付着させ、帯電ドラムに平行に配置された、表面に複数の磁性体が配列された磁性体ドラムを帯電ドラムと逆方向に回転させながら帯電ドラムの表面に付着した発光素子チップを磁性体ドラムの磁性体に付着させ、実装基板を磁性体ドラムに対して移動させながら磁性体ドラムの表面に付着した発光素子チップを実装基板のチップ結合部に結合させる。あるいは、微弱に帯磁させた帯磁ドラムを回転させながら表面に複数の発光素子チップを付着させ、帯磁ドラムに平行に配置された感光体ドラムを帯磁ドラムと逆方向に回転させながら帯磁ドラムの表面に付着した発光素子チップを感光体ドラムの表面に付着させ、実装基板を感光体ドラムに対して移動させながら感光体ドラムの表面に付着した発光素子チップを実装基板のチップ結合部に結合させる。あるいは、内面に複数の電磁石ドットが配列され、この電磁石ドットの磁芯の先端部がドラムを貫通して外部に突出している磁性体ドラム（電磁石ドラム）を回転させながらその表面に突出した磁芯の先端部に複数の発光素子チップを付着させ、実装基板を磁性体ドラムに対して移動させながら磁性体ドラムの表面に付着した発光素子チップを実装基板のチップ結合部に結合させる。ドラムに発光素子チップを付着させ、実装基板に転写する環境は、一般的には空気（大気）である。

発光素子は、発光ダイオード（ＬＥＤ）のほか、半導体レーザー（ＬＤ）（特に垂直共振器面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ））や有機ＥＬ素子等も含む。発光素子は、ＡｌＧａＩｎＮ系半導体発光素子やＡｌＧａＩｎＰ系半導体発光素子等であるが、これに限定されるものではない。ＡｌＧａＩｎＮ系半導体発光素子は、青紫、青色から緑色の波長帯（波長３９０ｎｍ〜５５０ｎｍ）の発光を得る場合に使用され、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体発光素子は、赤色の波長帯（波長６００ｎｍ〜６５０ｎｍ）の発光を得る場合に使用される。発光素子は、発光層を挟んだ上下方向にｐ側電極およびｎ側電極を有する縦型発光素子であっても、同一面側にｐ側電極およびｎ側電極を有する横型発光素子であってもよい。

発光素子チップのチップサイズは必要に応じて選ばれるが、一般的には１５０μｍ×１５０μｍ以下、あるいは１００μｍ×１００μｍ以下、あるいは５０μｍ×５０μｍ以下、あるいは３０μｍ×３０μｍ以下、あるいは２０μｍ×２０μｍ以下、あるいは１０μｍ×１０μｍ以下に選ばれ、一般的には０．５μｍ×０．５μｍ以上である。また、発光素子チップは、基板上に発光素子を構成する半導体層の結晶成長を行った後、基板を半導体層から分離したものであることが望ましく、厚さは例えば２０μｍ以下であることが望ましい。発光素子チップは、好適には、チップ面に垂直な軸に関し回転対称性を有し、例えば、円形、正方形、正六角形、正八角形等であり、この場合、発光素子チップは全体としてそれぞれ円柱、正四角柱、正六角柱、正八角柱等であるが、これに限定されるものではない。

典型的な例では、発光素子チップのｐ側電極またはｎ側電極またはｐ側電極およびｎ側電極に強磁性材料を含む。例えば、ｐ側電極が積層膜からなり、この積層膜を構成する少なくとも一層の膜が強磁性材料からなる。あるいは、ｐ側電極またはｎ側電極が強磁性材料を含まず、ｐ側電極またはｎ側電極の近傍に強磁性材料が設けられてもよい。具体的には、例えば、ｐ側電極またはｎ側電極の一部、例えば外周部の上に強磁性材料からなる膜が設けられる。強磁性材料は特に限定されないが、好適には、軟磁性体が用いられる。軟磁性体は、保磁力が小さく透磁率が大きい材料であり、磁場の影響下では強く磁化されるが、磁場が存在しない場合は磁力を持たない性質を有する。軟磁性体は、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、パーマロイ（Ｆｅ−７８．５Ｎｉ合金）、スーパーマロイ（Ｆｅ−７９Ｎｉ−５Ｍｏ合金）、センダスト（Ｆｅ−１０Ｓｉ−５Ａｌ合金）、Ｆｅ−４％Ｓｉ合金、ＳＵＳ４１０Ｌ、パーメンジュール（Ｆｅ−５０Ｃｏ合金）、ソフトフェライト（５０Ｍｎ−５０Ｚｎ）、アモルファス磁性合金（Ｆｅ−８Ｂ−６Ｃ合金）等であるが、これに限定されるものではない。

実装基板は、特に限定されないが、例えば、Ｓｉ基板、ガラス基板、ガラスエポキシ基板、樹脂フィルム、プリント基板等である。実装基板の一方の主面には、例えば、複数の発光素子チップ間を電気的に接続するための配線となる基板電極が所定のパターン、配置、間隔で設けられる。この場合、この基板電極上にチップ結合部が設けられ、このチップ結合部の配列パターン、大きさ、平面形状、間隔等は、発光素子集積装置の用途、実装する発光素子チップ等に応じて適宜選択される。実装基板のチップ結合部の配列パターンの一例を挙げると、チップ結合部が二次元アレイ状に設けられる。この場合、二次元アレイ状に設けられたそれぞれのチップ結合部に発光素子チップが結合することにより、発光素子チップが二次元アレイ状に配列する。チップ結合部の大きさおよび平面形状は、実装する発光素子チップの大きさおよび平面形状に応じて、発光素子チップが結合することができるように適宜選択される。チップ結合部、従って発光素子チップの間隔、個数等は、発光素子集積装置に要求される機能等に応じて適宜選択される。チップ結合部は、好適には、一つの発光素子チップだけが結合可能に構成されるが、場合により（２〜３）個の発光素子チップが結合してもよい。チップ結合部の構成は必要に応じて選ばれる。例えば、チップ結合部は積層膜からなり、この積層膜を構成する少なくとも一層の膜が強磁性材料からなる。好適には、チップ結合部は実装基板の一方の主面に垂直な軸に関し回転対称性を有する。チップ結合部に強磁性材料が含まれる場合、その強磁性材料は特に限定されないが、好適には、保磁力が大きい硬磁性体である。硬磁性体は、磁場を取り去っても保磁力を有する性質を有し、永久磁石として用いられる。硬磁性体は、例えば、ネオジム鉄ボロン（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ）磁石、サマリウムコバルト（Ｓｍ−Ｃｏ）磁石、サマリウム鉄窒素（Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ）磁石、フェライト磁石、アルニコ磁石等であるが、これに限定されるものではない。また、マグネタイト（Ｆｅ₃Ｏ₄）等のフェリ磁性を持つ物質でもよい。チップ結合部に含まれる強磁性材料、取り分け硬磁性体は、例えば、これらの粉末に樹脂を混合させた形態のものであってもよい。チップ結合部を構成する強磁性材料の磁化の向きは特に限定されず、任意の向きであってよいが、例えば、実装基板の一方の主面に垂直である。

発光素子集積装置は、例えば、発光ダイオード照明装置、発光ダイオードバックライト、発光ダイオードディスプレイ等であるが、これに限定されるものではない。発光素子集積装置の大きさ、平面形状等は、発光素子集積装置の用途、発光素子集積装置に要求される機能等に応じて適宜選択される。

この発光素子集積装置の製造方法の発明には様々な製造方法が含まれるが、その幾つかを挙げると次の通りである。

すなわち、発光素子集積装置の製造方法は、一つの例では、
ｐ側電極およびｎ側電極を有し、上記ｐ側電極側および上記ｎ側電極側のうちの一方が他方に比べてより強く磁場に引き寄せられるように構成された発光素子チップを、回転している帯電ドラムの表面に複数付着させる工程と、
一方の主面に強磁性材料を含むチップ結合部を複数有する実装基板を上記帯電ドラムに対して移動させながら上記帯電ドラムの表面に付着した上記発光素子チップを上記チップ結合部に、上記ｐ側電極側および上記ｎ側電極側のうちのより強く磁場に引き寄せられるように構成された側を上記チップ結合部に向けて磁力により結合させる工程とを有する。

また、発光素子集積装置の製造方法は、他の例では、
ｐ側電極およびｎ側電極を有し、上記ｐ側電極側および上記ｎ側電極側のうちの一方が他方に比べてより強く磁場に引き寄せられるように構成され、帯電した発光素子チップを、回転している感光体ドラムの表面の上記発光素子チップと逆符号に帯電させた、上記発光素子チップの配列位置に相当する領域に少なくとも一個付着させる工程と、
一方の主面に強磁性材料を含むチップ結合部を複数有する実装基板を上記感光体ドラムに対して移動させながら上記感光体ドラムの表面に付着した上記発光素子チップを上記チップ結合部に、上記ｐ側電極側および上記ｎ側電極側のうちのより強く磁場に引き寄せられるように構成された側を上記チップ結合部に向けて磁力により結合させる工程とを有する。

また、発光素子集積装置の製造方法は、他の例では、
ｐ側電極およびｎ側電極を有し、帯電した発光素子チップを、回転している感光体ドラムの表面の上記発光素子チップと逆符号に帯電させた、上記発光素子チップの配列位置に相当する領域に少なくとも一個付着させる工程と、
一方の主面に粘着物質からなるチップ結合部を複数有する実装基板を上記感光体ドラムに対して移動させながら上記感光体ドラムの表面に付着した上記発光素子チップを上記チップ結合部に上記粘着物質により結合させる工程とを有する。

また、発光素子集積装置の製造方法は、他の例では、
ｐ側電極およびｎ側電極を有し、上記ｐ側電極側および上記ｎ側電極側のうちの一方が他方に比べてより強く磁場に引き寄せられるように構成された発光素子チップを、回転している帯電ドラムの表面に複数付着させる工程と、
上記帯電ドラムに平行に配置された、表面に複数の磁性体が配列された磁性体ドラムを上記帯電ドラムと逆方向に回転させながら上記帯電ドラムの表面に付着した上記発光素子チップを上記磁性体ドラムの上記磁性体に付着させる工程と、
一方の主面に強磁性材料を含むチップ結合部を複数有する実装基板を上記磁性体ドラムに対して移動させながら上記磁性体ドラムの表面に付着した上記発光素子チップを上記チップ結合部に、上記ｐ側電極側および上記ｎ側電極側のうちのより強く磁場に引き寄せられるように構成された側を上記チップ結合部に向けて磁力により結合させる工程とを有する。

また、発光素子集積装置の製造方法は、他の例では、
ｐ側電極およびｎ側電極を有し、上記ｐ側電極側および上記ｎ側電極側のうちの一方が他方に比べてより強く磁場に引き寄せられるように構成された発光素子チップを、表面に複数の磁性体が配列された、回転している磁性体ドラムの表面に複数付着させる工程と、
上記磁性体ドラムに平行に配置された、表面に複数の粘着体が配列された粘着体ドラムを上記磁性体ドラムと逆方向に回転させながら上記磁性体ドラムの表面に付着した上記発光素子チップを上記粘着体ドラムの上記粘着体に付着させる工程と、
一方の主面に上記粘着体より粘着力が強い粘着物質からなるチップ結合部を複数有する実装基板を上記粘着体ドラムに対して移動させながら上記粘着体ドラムの表面に付着した上記発光素子チップを上記チップ結合部に上記粘着物質により結合させる工程とを有する。

また、発光素子集積装置の製造方法は、他の例では、
ｐ側電極およびｎ側電極を有し、上記ｐ側電極側および上記ｎ側電極側のうちの一方が他方に比べてより強く磁場に引き寄せられるように構成された発光素子チップを、表面に複数の電磁石の芯の一端が配列された、回転しているドラムの表面に上記電磁石を作動させて磁力により複数付着させる工程と、
一方の主面に強磁性材料を含むチップ結合部を複数有する実装基板を上記ドラムに対して移動させながら上記ドラムの表面に付着した上記発光素子チップを上記チップ結合部に、上記ｐ側電極側および上記ｎ側電極側のうちのより強く磁場に引き寄せられるように構成された側を上記チップ結合部に向けて磁力により結合させる工程とを有する。

また、発光素子集積装置の製造方法は、他の例では、
ｐ側電極およびｎ側電極を有する発光素子チップを、回転しているドラムの表面に静電気力、磁力または粘着力により複数付着させる工程と、
一方の主面にチップ結合部を複数有する実装基板を上記ドラムに対して移動させながら上記ドラムの表面に付着した上記発光素子チップを上記チップ結合部に磁力または粘着力により結合させる工程とを有する。

また、発光素子集積装置の製造方法は、他の例では、
ｐ側電極およびｎ側電極を有する発光素子チップを、回転している第１ドラムの表面に静電気力、磁力または粘着力により複数付着させる工程と、
上記第１ドラムに平行に配置された、表面に複数の磁性体、複数の電磁石の芯の一端または複数の粘着体が配列された第２ドラムを上記第１ドラムと逆方向に回転させながら上記第１ドラムの表面に付着した上記発光素子チップを上記第２ドラムの上記磁性体、上記芯の一端または上記粘着体に磁力または粘着力により付着させる工程と、
一方の主面にチップ結合部を複数有する実装基板を上記第２ドラムに対して移動させながら上記第２ドラムの表面に付着した上記発光素子チップを上記チップ結合部に磁力または粘着力により結合させる工程とを有する。

発光素子チップのｐ側電極側またはｎ側電極側を実装基板のチップ結合部に結合させた後には、典型的には、発光素子チップの配列状態を検査する。その結果、配列が不良の発光素子チップがある場合はその発光素子チップを実装基板から除去した後、再度、チップ結合部に発光素子チップを結合させる。配列不良を解消した後、あるいは配列に問題がない場合には、例えば、メッキ液からｐ側電極またはｎ側電極とチップ結合部との間に金属を析出させることによりｐ側電極またはｎ側電極とチップ結合部とを電気的および機械的に接続する。

また、この発明は、
ｐ側電極およびｎ側電極を有する発光素子チップを表面に付着させる少なくとも一段のドラムと、
一方の主面にチップ結合部を複数有する実装基板を、最終段の上記ドラムの表面に付着した上記発光素子チップを上記チップ結合部に、上記発光素子チップの上記ｐ側電極または上記ｎ側電極を上記チップ結合部に向けて結合させるために最終段の上記ドラムに対して移動させるための搬送装置とを有する発光素子配列装置である。

この発光素子配列装置の発明には様々なものが含まれるが、その幾つかを挙げると次の通りである。

すなわち、発光素子配列装置は、一つの例では、
ｐ側電極およびｎ側電極を有する発光素子チップの供給口および送出口を有し、上記送出口の内部に帯電ドラムを有する容器と、
上記容器の外部に設けられた、一方の主面にチップ結合部を複数有する実装基板を上記帯電ドラムに対して移動させるための搬送装置とを有する。

また、発光素子配列装置は、他の例では、
ｐ側電極およびｎ側電極を有する発光素子チップの供給口および送出口を有し、上記送出口の内部に帯電ドラムを有する容器と、
上記容器の外部に上記帯電ドラムに平行に設けられた、表面に複数の磁性体が配列された磁性体ドラムと、
一方の主面にチップ結合部を複数有する実装基板を上記磁性体ドラムに対して移動させるための搬送装置とを有する。

また、発光素子配列装置は、他の例では、
ｐ側電極およびｎ側電極を有する発光素子チップの供給口および送出口を有し、上記送出口の内部に帯磁ドラムを有する容器と、
上記容器の外部に上記帯磁ドラムに平行に設けられた感光体ドラムと、
上記感光体ドラムの表面に光を選択的に照射する光源と、
上記容器の外部に設けられた、一方の主面にチップ結合部を複数有する実装基板を上記感光体ドラムに対して移動させるための搬送装置とを有する。

また、発光素子配列装置は、他の例では、
ｐ側電極およびｎ側電極を有する発光素子チップを帯電させて搬送する帯電搬送装置と、
上記帯電搬送装置に平行に、かつ上記帯電搬送装置による上記発光素子チップの搬送方向と直交する方向に設けられた感光体ドラムと、
上記感光体ドラムの表面に光を選択的に照射する光源と、
一方の主面にチップ結合部を複数有する実装基板を上記感光体ドラムに対して移動させるための搬送装置とを有する。

また、発光素子配列装置は、他の例では、
ｐ側電極およびｎ側電極を有する発光素子チップを搬送する第１搬送装置と、
上記第１搬送装置に平行に、かつ上記第１搬送装置による上記発光素子チップの搬送方向と直交する方向に設けられた、表面に複数の磁性体が配列された磁性体ドラムと、
上記磁性体ドラムに平行に設けられた粘着体ドラムと、
一方の主面にチップ結合部を複数有する実装基板を上記粘着体ドラムに対して移動させるための第２搬送装置とを有する。

また、発光素子配列装置は、他の例では、
ｐ側電極およびｎ側電極を有する発光素子チップを搬送する第１搬送装置と、
上記第１搬送装置に平行に、かつ上記第１搬送装置による上記発光素子チップの搬送方向と直交する方向に設けられた、表面に複数の電磁石の芯の一端が配列されたドラムと、
一方の主面にチップ結合部を複数有する実装基板を上記ドラムに対して移動させるための第２搬送装置とを有する。

この発光素子配列装置の発明においては、特にその性質に反しない限り、上記の発光素子集積装置の製造方法の発明に関連して説明したことが成立する。

この発明によれば、実装基板のチップ結合部と発光素子チップのｐ側電極側またはｎ側電極側との間に働く磁力、静電気力、粘着力等により実装基板のチップ結合部に発光素子チップをｐ側電極側またはｎ側電極側がチップ結合部を向くようにして容易に結合させることができ、例えばチップ結合部を二次元アレイ状に設けることにより、大面積の発光ダイオード照明装置、大面積の発光ダイオードバックライト、大画面の発光ダイオードディスプレイ等を容易に実現することができる。

この発明の第１の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法に用いられるマイクロＬＥＤチップの製造方法を示す断面図である。この発明の第１の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法に用いられるマイクロＬＥＤチップの製造方法を示す断面図である。この発明の第１の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法に用いられるマイクロＬＥＤチップの製造方法を示す断面図である。この発明の第１の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法に用いられるマイクロＬＥＤチップの製造方法を示す断面図である。この発明の第１の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法に用いられるマイクロＬＥＤチップの製造方法により製造されたマイクロＬＥＤチップの平面形状の例を示す平面図である。この発明の第１の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法に用いられる実装基板の製造方法を示す断面図である。この発明の第１の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法に用いられる実装基板の製造方法を示す断面図である。この発明の第１の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法に用いられる実装基板の製造方法を示す断面図である。この発明の第１の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法に用いられる実装基板の製造方法により製造された実装基板を示す平面図である。この発明の第１の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法に用いられる実装基板の製造方法により製造された実装基板を示す断面図である。この発明の第１の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法を示す略線図である。この発明の第１の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法により製造されたマイクロＬＥＤ集積装置を示す断面図および平面図である。この発明の第１の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法を示す断面図である。この発明の第１の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法により製造された配列不良を伴うマイクロＬＥＤ集積装置を示す平面図である。この発明の第１の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法により製造された配列不良を伴うマイクロＬＥＤ集積装置の修理方法を示す断面図である。この発明の第１の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法により製造された配列不良を伴うマイクロＬＥＤ集積装置の修理後の状態を示す平面図である。この発明の第２の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法を示す略線図である。この発明の第２の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法において用いられる磁性体付着ドラムを示す略線図である。この発明の第３の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法を示す略線図である。この発明の第３の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法においてマイクロＬＥＤチップ３０を帯電させる方法を示す断面図である。この発明の第４の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法に用いられる青色発光マイクロＬＥＤチップ、緑色発光マイクロＬＥＤチップおよび赤色発光マイクロＬＥＤチップを示す断面図である。この発明の第４の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法を示す断面図である。この発明の第４の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法を示す断面図である。この発明の第４の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法を示す断面図である。この発明の第４の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法を示す断面図である。この発明の第５の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法において用いられる実装基板の製造方法を示す断面図である。この発明の第６の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法において用いられる実装基板の製造方法を示す断面図である。この発明の第７の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法において用いられる垂直型マイクロＬＥＤチップの製造方法を示す断面図である。この発明の第７の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法において用いられる垂直型マイクロＬＥＤチップの製造方法を示す断面図である。この発明の第７の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法において用いられる垂直型マイクロＬＥＤチップの製造方法を示す断面図である。この発明の第７の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法において用いられる垂直型マイクロＬＥＤチップの製造方法を示す断面図である。この発明の第７の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法において用いられる実装基板の製造方法を示す断面図である。この発明の第７の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法を示す断面図である。この発明の第７の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法を示す断面図である。この発明の第７の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法を示す断面図である。この発明の第７の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法を示す断面図である。この発明の第７の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法を示す平面図である。この発明の第８の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法を示す断面図である。この発明の第９の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法を示す断面図である。この発明の第１０の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法を示す断面図である。この発明の第１０の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法を示す断面図である。この発明の第１０の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置を用いてカラーマイクロＬＥＤディスプレイを製造する方法の一例を示す断面図である。この発明の第１１の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法を示す断面図である。この発明の第１１の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法を示す平面図である。この発明の第１２の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法を示す断面図である。この発明の第１２の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法を示す平面図である。この発明の第１３の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法を示す断面図である。この発明の第１４の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法を示す略線図である。この発明の第１４の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法を示す略線図である。この発明の第１４の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法おいて用いられるマイクロＬＥＤチップの第１の例を示す斜視図である。この発明の第１４の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法おいて用いられるマイクロＬＥＤチップの第２の例を示す斜視図である。この発明の第１４の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法おいて用いられるマイクロＬＥＤチップの第３の例を示す斜視図である。この発明の第１４の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法において感光体ドラムを帯電させる方法を説明するための略線図である。この発明の第１４の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法において感光体ドラムを帯電させる方法を説明するための略線図である。この発明の第１４の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法において用いられる実装基板の第１の例を示す断面図である。この発明の第１４の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法において用いられる実装基板の第２の例を示す断面図である。この発明の第１５の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法を示す略線図である。この発明の第１５の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法において用いられる磁性体付着ドラムを示す略線図である。この発明の第１６の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法を示す略線図である。この発明の第１６の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法において用いられる、電磁石ドットを有するドラムを示す略線図である。

以下、発明を実施するための形態（以下「実施の形態」と言う）について説明する。

〈第１の実施の形態〉
［マイクロＬＥＤ集積装置の製造方法］
マイクロＬＥＤ集積装置は実装基板上にマイクロＬＥＤチップを多数実装することにより製造するが、最初にまず、マイクロＬＥＤチップおよび実装基板の製造方法について説明する。

（１）マイクロＬＥＤチップの製造方法
図１Ａに示すように、従来公知の方法により、表面がパターン化された凹凸のあるサファイア基板（Patterned sapphire substrate) １０上にｎ型ＧａＮ層１１、障壁層としてのＩｎ_xＧａ_1-xＮ層と井戸層としてのＩｎ_yＧａ_1-yＮ層とが交互に積層されたＩｎ_xＧａ_1-xＮ／Ｉｎ_yＧａ_1-yＮ多重量子井戸（ＭＱＷ）構造（ｘ＜ｙ、０≦ｘ＜１）を有する発光層１２およびｐ型ＧａＮ層１３を順次エピタキシャル成長させる。ｎ型ＧａＮ層１１の厚さは例えば５〜１０μｍ、発光層１２の厚さは例えば０．１〜０．２μｍ、ｐ型ＧａＮ層１３の厚さは例えば０．１〜０．２μｍである。エピタキシャル成長には例えばＭＯＣＶＤ法を用いる。

次に、ｐ型ＧａＮ層１３の全面に例えばＣＶＤ法、真空蒸着法、スパッタリング法などにより例えば厚さが０．１μｍのＳｉＯ₂膜（図示せず）を形成した後、このＳｉＯ₂膜上にリソグラフィーによりメサ部の形状に対応した所定形状のレジストパターン（図示せず）を形成し、このレジストパターンをマスクとして、例えばフッ酸系のエッチング液を用いたウエットエッチング、または、ＣＦ₄やＣＨＦ₃などのフッ素を含むエッチングガスを用いたＲＩＥ法によりＳｉＯ₂膜をエッチングし、パターニングする。次に、この所定形状のＳｉＯ₂膜をマスクとして例えばＲＩＥ法によりｎ型ＧａＮ層１１の厚さ方向の途中までエッチングを行う。このＲＩＥのエッチングガスとしては例えば塩素系ガスを用いる。このエッチングにより、図１Ｂに示すように、ｎ型ＧａＮ層１１の上層部、発光層１２およびｐ型ＧａＮ層１３がメサ形状にパターニングされる。

次に、基板全面に例えばＣＶＤ法、真空蒸着法、スパッタリング法などにより例えば厚さが０．３μｍのＳｉＯ₂膜を形成した後、リソグラフィーによりｎ側電極形成領域を除いた領域のＳｉＯ₂膜の表面を覆うレジストパターン（図示せず）を形成する。次に、このレジストパターンをマスクとしてＳｉＯ₂膜をエッチングすることにより、メサ部を取り囲むように環状の開口を形成する。次に、レジストパターンを残したままの状態で基板全面に例えば真空蒸着法によりＴｉ膜、Ａｌ膜、Ｔｉ膜およびＡｕ膜を順次形成した後、レジストパターンをその上に形成されたＴｉ膜、Ａｌ膜、Ｔｉ膜およびＡｕ膜とともに除去する（リフトオフ）。これによって、ＳｉＯ₂膜の開口を通じてｎ型ＧａＮ層１１にコンタクトしたｎ側電極（カソード）１４が形成される。ここで、このｎ側電極１４を構成するＴｉ膜、Ａｌ膜、Ｔｉ膜およびＡｕ膜の厚さは例えばそれぞれ５ｎｍ、３００ｎｍ、２０ｎｍおよび５０ｎｍである。次に、ｎ側電極１４をオーミック接触させるためのアロイ処理を行う。

次に、リソグラフィーによりｐ側電極形成領域を除いた領域のＳｉＯ₂膜の表面を覆うレジストパターン（図示せず）を形成した後、このレジストパターンをマスクとしてＳｉＯ₂膜をエッチングすることにより、メサ部の上の部分のＳｉＯ₂膜をエッチング除去して開口を形成した後、レジストパターンを残したままの状態で基板全面に例えば真空蒸着法によりＴｉ膜（あるいはＩＴＯ膜）、Ａｇ膜、Ｔｉ膜、Ｎｉ膜、Ｔｉ膜、Ｎｉ膜、Ｔｉ膜、Ｎｉ膜、Ｔｉ膜およびＡｕ膜を順次形成した後、レジストパターンをその上に形成されたＴｉ膜（あるいはＩＴＯ膜）、Ａｇ膜、Ｔｉ膜、Ｎｉ膜、Ｔｉ膜、Ｎｉ膜、Ｔｉ膜、Ｎｉ膜、Ｔｉ膜およびＡｕ膜とともに除去する（リフトオフ）。これによって、メサ部の上のＳｉＯ₂膜の開口を通じてｐ型ＧａＮ層１３にコンタクトしたＴｉ（あるいはＩＴＯ）／Ａｇ／Ｔｉ／Ｎｉ／Ｔｉ／Ｎｉ／Ｔｉ／Ｎｉ／Ｔｉ／Ａｕ構造のｐ側電極１５（アノード）を形成する。ここで、このｐ側電極１５を構成するＴｉ膜（あるいはＩＴＯ膜）、Ａｇ膜、Ｔｉ膜、Ｎｉ膜、Ｔｉ膜、Ｎｉ膜、Ｔｉ膜、Ｎｉ膜、Ｔｉ膜およびＡｕ膜の厚さは例えばそれぞれ５ｎｍ、３００ｎｍ、５０ｎｍ、３００ｎｍ、５０ｎｍ、３００ｎｍ、５０ｎｍ、３００ｎｍおよび５０ｎｍである。このｐ側電極１５を構成する多層膜のうちＮｉ膜は軟磁性体である。次に、ｐ側電極１５をオーミック接触させるためのアロイ処理を行う。

次に、図２Ａに示すように、リソグラフィーにより素子分離領域を除いた基板表面を覆うレジストパターン１６を表面が平坦となるように形成する。

次に、図２Ｂに示すように、レジストパターン１６をマスクとしてｎ型ＧａＮ層１１をＲＩＥ法によりエッチングすることにより、サファイア基板１０の表面を露出させる。この後、レジストパターン１６を除去する。

次に、図３Ａに示すように、基板全面に例えばＣＶＤ法、真空蒸着法、スパッタリング法などにより例えばＳｉＯ₂膜１７を形成した後、このＳｉＯ₂膜１７上にリソグラフィーによりｎ側電極１４およびｐ側電極１５に対応する部分の一部が開口した所定形状のレジストパターン（図示せず）を形成し、このレジストパターンをマスクとして、例えばフッ酸系のエッチング液を用いたウエットエッチング、または、ＣＦ₄やＣＨＦ₃などのフッ素を含むエッチングガスを用いたＲＩＥ法によりＳｉＯ₂膜１７をエッチングし、ｎ側電極１４およびｐ側電極１５上にそれぞれビアホール１８、１９を形成する。次に、レジストパターンを除去した後、再びリソグラフィーによりｎ側電極１４およびｐ側電極１５に対応する部分の一部が開口した所定形状のレジストパターン（図示せず）を形成し、このレジストパターンを残したままの状態で基板全面に例えば真空蒸着法によりＴｉ膜およびＡｕ膜を順次形成した後、レジストパターンをその上に形成されたＴｉ膜およびＡｕ膜とともに除去する（リフトオフ）。これによって、ＳｉＯ₂膜１７のビアホール１８、１９を通じてそれぞれｎ側電極１４およびｐ側電極１５にコンタクトしたパッド電極２０、２１が形成される。

次に、図３Ｂに示すように、基板全面にレジストや透明樹脂などの被覆層２２を表面が平坦となるように形成した後、その上にフィルムやＳｉ基板などの支持体２３を形成する。次に、サファイア基板１０の裏面側からレーザービームを照射することによりｎ型ＧａＮ層１１とサファイア基板１０との界面で剥離を生じさせる。

こうして、図４Ａに示すように、ｎ型ＧａＮ層１１からサファイア基板１０を分離する（レーザーリフトオフ）。

次に、図４Ｂに示すように、被覆層２２を溶剤などで溶かしたりすることにより除去することでマイクロＬＥＤチップ３０に分離する。以上により、マイクロＬＥＤチップ３０が製造される。

図５ＡおよびＢにマイクロＬＥＤチップ３０の平面形状の例を示す。マイクロＬＥＤチップ３０はある程度回転対称であれば良いが、図５Ａは正六角形の場合、図５Ｂは円形の場合、図５Ｃは正方形の場合であり、それぞれマイクロＬＥＤチップ３０の全体形状が正六角柱状、円柱状、正四角柱状である。

マイクロＬＥＤチップ３０は、必要に応じて、後述の実装を行う前に撥水処理を行ってもよい。具体的には、例えば、疎水剤をマイクロＬＥＤチップ３０の表面にコーティングする。このように撥水処理を行うことにより、後述のようにマイクロＬＥＤチップ３０を水に浮かべて実装基板に実装する際に水に浮きやすくすることができる。

（２）実装基板の製造方法
図６Ａに示すように、基板４０を用意する。基板４０は剛性を有するものであってもフレキシブルなものであってもよく、必要に応じて選ばれる。基板４０は、例えば、Ｓｉ基板、ガラス基板、ガラスエポキシ基板などのほか、樹脂フィルムなどであってもよい。

次に、図６Ｂに示すように、基板４０の全面にスパッタリング法や真空蒸着法などにより例えばＴｉ膜４１、磁性体膜４２、Ｔｉ膜４３（あるいはＮｉ膜）およびＡｕ膜４４を順次形成した後、これらの膜をリソグラフィーおよびエッチングによりパターニングすることによりチップ結合部４５を形成する。チップ結合部４５はマトリクス状に縦横に配列されて二次元アレイで形成される。チップ結合部４５の平面形状は、特に限定されることはなく必要に応じて選ばれるが、例えば円形に選ばれる。磁性体膜４２には、強磁性材料、好適には、後述の着磁工程を経た後、磁場を取り去っても保磁力を有する硬磁性体が用いられ、例えば既に挙げたものの中から適宜選択される。磁性体膜４２としては、軟磁性体であっても工程の工夫により所望の結果が得られる可能性はあるが、磁場の印加がない状態でも磁力を保持できる硬磁性体がより望ましい。

次に、図６Ｃに示すように、基板全面にスパッタリング法や真空蒸着法などによりロウ（row)電極形成用の非磁性の金属膜をチップ結合部４５を覆うように形成した後、この金属膜をリソグラフィーおよびエッチングにより一方向に互いに平行に延在する複数の直線状のパターンに加工することによりロウ電極４６を形成する。金属膜としては、非磁性の金属膜、例えば、Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ／Ｔｉ積層膜が用いられるが、Ｃｕ（あるいはＣｕ合金）／Ａｕ／Ｔｉ積層膜を用いてもよい。Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ／Ｔｉ積層膜を構成する膜の厚さは下から順に例えば５〜１０ｎｍ、３００〜１０００ｎｍ、５０ｎｍ、０〜１００ｎｍ、５０ｎｍである。

次に、図６Ｄに示すように、基板全面に例えばＣＶＤ法、真空蒸着法、スパッタリング法などにより例えばＳｉＯ₂膜などの絶縁膜４７を形成する。

次に、図７Ａに示すように、絶縁膜４７上にスパッタリング法や真空蒸着法などによりカラム（column) 電極形成用の非磁性の金属膜を形成した後、この金属膜をリソグラフィーおよびエッチングによりロウ電極４６と直交する方向に互いに平行に延在する複数の直線状のパターンに加工することによりカラム電極４８を形成する。金属膜としては、例えば、Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ積層膜が用いられるが、Ｃｕ（あるいはＣｕ合金）／Ａｕ積層膜を用いてもよい。Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ積層膜を構成する膜の厚さは下から順に例えば５〜１０ｎｍ、３００〜１０００ｎｍ、５０ｎｍおよび０〜１００ｎｍである。

次に、図７Ｂに示すように、カラム電極４８をマスクとして絶縁膜４７をエッチングすることによりロウ電極４６を露出させる。エッチング方法としては、ＲＩＥ法または希釈ＨＦ溶液を用いたウェットエッチング法を用いることができる。

次に、図７Ｃに示すように、基板全面にパッシベーション絶縁膜４９をほぼ表面が平坦となるように形成する。パッシベーション絶縁膜４９としてはフォトソルダーレジスト（ＰＳＲ）が用いられるが、ＳｉＯ₂膜や絶縁ブラックレジストなどを用いてもよい。パッシベーション絶縁膜４９は塗布により形成することができる。

次に、図８に示すように、パッシベーション絶縁膜４９のうちのカラム電極４８上の部分およびチップ結合部４５の上方の部分を円環状にエッチング除去することによりそれぞれカラム電極４８およびロウ電極４６を露出させる。この状態の平面図を図９に示す。

次に、図１０に示すように、図示省略した磁場発生装置により矢印で示すように磁場を印加することにより、チップ結合部４５に含まれる磁性体膜４２を膜面に垂直方向に磁化（着磁）させる。ただし、着磁の際の磁化の方向は任意に設定することができる。

以上により、実装基板５０が製造される。

以上のことを前提にしてマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法を説明する。

図１１に示すように、このマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法においては、容器８００内に微帯電ドラム８５０を収容したＬＥＤ配列装置を用いる。容器８００の上端には供給口８０１が設けられ、左斜め下には送出口８０２が設けられており、この供給口８０１および送出口８０２からマイクロＬＥＤチップ３０を供給および送出することができるようになっている。微帯電ドラム８５０は、表面を微弱帯電させたドラムや例えば１〜１０重量％の電荷制御剤（ＣＣＡ）を含む物質で皮膜されたドラムを用いることができる。後者のドラムはマイクロＬＥＤチップ３０とＣＣＡとが接触することで、マイクロＬＥＤチップ３０にある程度、安定した静電気を発生させることができる。容器８００の送出口８０２に対面して実装基板５０が斜め方向に配置されるようになっている。実装基板５０は、図示省略した搬送機構により、図１１中、矢印で示す方向に送出口８０２に対して移動させることができるようになっている。送出口８０２と実装基板５０との間には隙間が設けられている。

容器８００の供給口８０１から供給されたマイクロＬＥＤチップ３０は、ガイド板８０３によりガイドされて矢印で示すように回転している微帯電ドラム８５０の表面に送り出され、静電気により表面にランダムに付着する。微帯電ドラム８５０の表面に付着したマイクロＬＥＤチップ３０は、容器８００の送出口８０２から送出され、送出口８０２に対して図１１中、矢印で示す方向に移動する実装基板５０上に供給される。このとき、マイクロＬＥＤチップ３０のｐ側電極１５に含まれる磁性体膜（Ｎｉ膜）が実装基板５０上のチップ結合部４５に結合し、実装基板５０を図１１中、矢印で示す方向に端から端まで移動させることによって全てのチップ結合部４５にマイクロＬＥＤチップ３０を結合させることができる。

マイクロＬＥＤチップ３０のサイズを数μｍ〜数十μｍとすることで、プリンターのトナー（数μｍ〜２０μｍ）と同等のサイズになるため、レーザープリンターなどの方式を利用した転写も可能となる。

上述のようにして実装基板５０のチップ結合部４５にマイクロＬＥＤチップ３０を結合させた状態を図１２ＡおよびＢに示す。ここで、図１２Ａは断面図、図１２Ｂは平面図である。図１２ＡおよびＢに示すように、各チップ結合部４５に結合したマイクロＬＥＤチップ３０はその中心軸の周りの方位に少しばらつきが生じることがあるが、これは何も問題を生じない。

次に、図１３に示すように、上述のようにして実装基板５０のチップ結合部４５にマイクロＬＥＤチップ３０を結合させた状態で全体を無電解メッキ液８０に浸し、自己触媒（還元法）で実装基板５０のロウ電極４６とマイクロＬＥＤチップ３０のパッド電極２１との間およびカラム電極４８とマイクロＬＥＤチップ３０のパッド電極２０との間に金属（例えば、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉなど）を析出させて電気的および機械的に接続する。図１３において、析出金属を符号９０で示す。

以上で目的とするマイクロＬＥＤ集積装置が製造される。

上述の無電解メッキを行う前には、好適には、実装基板５０上のマイクロＬＥＤチップ３０の配列状態の検査を行う。そして、この検査の結果、例えば図１４に示すように、チップ結合部４５にマイクロＬＥＤチップ３０が結合していない、すなわち未実装である場合やマイクロＬＥＤチップ３０の結合位置がチップ結合部４５からずれている配列不良の場合には、修理を行う。修理方法を図１５Ａ〜Ｃに示す。図１５Ａに示すように、実装基板５０上の配列不良のマイクロＬＥＤチップ３０の上方から、ヘッド１００の下端に設けたシリコーンゴムなどの粘着剤１０１を接近させて接着し、続いて図１５Ｂに示すようにヘッド１００を上方に移動させることで配列不良の二つのマイクロＬＥＤチップ３０を除去する。この後、図１５Ｃに示すように、例えば図１１と同様にして、マイクロＬＥＤチップ３０が結合していないチップ結合部４５にマイクロＬＥＤチップ３０を結合させる。こうして、図１６に示すように、実装基板５０上の各チップ結合部４５にマイクロＬＥＤチップ３０を配列させることができる。

以上のように、この第１の実施の形態によれば、マイクロＬＥＤチップ３０のｐ側電極１５に強磁性材料、取り分け軟磁性体を含ませることにより、マイクロＬＥＤチップ３０のｐ側電極１５側がｎ側電極１４側に比べてより強く磁場に引き寄せられるように構成するとともに、実装基板５０に磁性体膜４２、取り分け硬磁性体からなる磁性体膜４２を含むチップ結合部４５を例えば二次元アレイ状に複数設け、微帯電ドラム８５０の表面に付着したマイクロＬＥＤチップ３０を実装基板５０に転写し、マイクロＬＥＤチップ３０のｐ側電極１５側を磁力によりチップ結合部４５に結合させることにより、マイクロＬＥＤチップ３０の集積度によらず、マイクロＬＥＤ集積装置、例えばマイクロＬＥＤディスプレイ、マイクロＬＥＤバックライト、マイクロＬＥＤ照明装置等を低コストで容易に実現することができる。また、実装基板５０上にマイクロＬＥＤチップ３０の配列不良等が生じた場合でも容易に修理することができる。

〈第２の実施の形態〉
［マイクロＬＥＤ集積装置の製造方法］
第２の実施の形態においては、マイクロＬＥＤ集積装置の製造方法において、磁性体付着ドラムを使用してマイクロＬＥＤチップ３０を実装基板５０上に配列する方法について説明する。

すなわち、図１７に示すように、このマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法においては、容器８００内に微帯電ドラム８５０を収容したものと、磁性体が表面に配列されて付着した磁性体付着ドラム８６０とを有するＬＥＤ配列装置を用いる。容器８００の上端には供給口８０１が設けられ、左端には送出口８０２が設けられており、この供給口８０１および送出口８０２からマイクロＬＥＤチップ３０を供給および送出することができるようになっている。微帯電ドラム８５０は第１の実施の形態で用いたものと同様である。容器８００の送出口８０２に対面して磁性体付着ドラム８６０が微帯電ドラム８５０と平行に設置されている。磁性体付着ドラム８６０は図１８に示すように、軸方向および円周方向に微小な磁性体８６１を配列して付着させたものである。磁性体８６１の配列間隔は実装基板５０上のチップ結合部４５のピッチと同じに設定されている。磁性体付着ドラム８６０の周辺には、磁性体８７１の周りにコイル８７２を巻いた着磁装置８７０および磁性体８８１の周りにコイル８８２を巻いたクリーニング用の消磁装置８８０が配置されている。消磁装置８８０は、磁性体付着ドラム８６０に接近して配置されたシールド板８９０の開口部８９１において磁性体付着ドラム８６０と対向している。磁性体付着ドラム８６０の下方には実装基板５０を水平方向に移動させることができるようになっている。また、実装基板５０上にマイクロＬＥＤチップ３０を配列した後に、マイクロＬＥＤチップ３０が正しく配列しているかを検査するための画像検査装置９００が設置されている。

上述のＬＥＤ配列装置により実装基板５０上にマイクロＬＥＤチップ３０を配列する方法は次の通りである。すなわち、容器８００の供給口８０１から供給されたマイクロＬＥＤチップ３０は、ガイド板８０３によりガイドされて矢印で示すように回転している微帯電ドラム８５０の表面に送り出され、静電気により表面にランダムに付着する。微帯電ドラム８５０の表面に付着したマイクロＬＥＤチップ３０は、容器８００の送出口８０２から送出され、回転している磁性体付着ドラム８６０の表面に供給される。磁性体付着ドラム８６０の表面の磁性体８６１は着磁装置８７０により着磁させる。このとき、マイクロＬＥＤチップ３０のｐ側電極１５に含まれる磁性体膜が磁性体付着ドラム８６０の表面に設けられた磁性体８６１に引き寄せられてマイクロＬＥＤチップ３０のｐ側電極１５側が磁性体８６１に結合する。ここで、微帯電ドラム８５０によるマイクロＬＥＤチップ３０の吸引力は、磁性体付着ドラム８６０の表面の磁性体８６１によるマイクロＬＥＤチップ３０の吸引力よりも小さく設定されている。磁性体付着ドラム８６０に対して実装基板５０を矢印方向に移動させると、磁性体付着ドラム８６０の回転により、磁性体付着ドラム８６０の表面の磁性体８６１に結合したマイクロＬＥＤチップ３０が磁性体８６１から離れて実装基板５０上のチップ結合部４５に結合し、実装基板５０を端から端まで移動させることによって全てのチップ結合部４５にマイクロＬＥＤチップ３０を結合させることができる。ここで、磁性体付着ドラム８６０の表面の磁性体８６１によるマイクロＬＥＤチップ３０の吸引力は、実装基板５０のチップ結合部４５によるマイクロＬＥＤチップ３０の吸引力よりも小さく設定されている。こうして実装基板５０上にマイクロＬＥＤチップ３０を配列した後、画像検査装置９００によりマイクロＬＥＤチップ３０が実装基板５０上に正しく配列しているかを検査し、正しく配列していないマイクロＬＥＤチップ３０があったら、第１の実施の形態で説明した方法でそのマイクロＬＥＤチップ３０を除去し、この第２の実施の形態による方法あるいは第１の実施の形態による方法で、マイクロＬＥＤチップ３０が結合していないチップ結合部４５にマイクロＬＥＤチップ３０を結合させることで修理する。

磁性体付着ドラム８６０の表面の磁性体８６１に結合したマイクロＬＥＤチップ３０を磁性体付着ドラム８６０から取り除くためには、消磁装置８８０により磁性体８６１の消磁を行う。

この第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様な利点を得ることができる。

〈第３の実施の形態〉
［マイクロＬＥＤ集積装置の製造方法］
第３の実施の形態においては、マイクロＬＥＤ集積装置の製造方法において、予め帯電させたマイクロＬＥＤチップ３０を感光体ドラムを使用して実装基板５０上に配列する方法について説明する。

すなわち、図１９に示すように、このマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法においては、容器１０００内に微帯磁ドラム１０５０を収容したものと、感光体ドラム１１００とを有するＬＥＤ配列装置を用いる。容器１０００の上端には供給口１００１、左端には送出口１００２が設けられており、これらの供給口１００１および送出口１００２から帯電させたマイクロＬＥＤチップ３０を供給および送出することができるようになっている。容器１０００内には、微帯磁ドラム１０５０の周辺に磁性体１０６１の周りにコイル１０６２を巻いた帯磁装置１０６０が配置されている。この帯磁装置１０６０により微帯磁ドラム１０５０の帯磁を行うことができるようになっている。容器１０００の送出口１００２に対面して感光体ドラム１１００が設置されている。感光体ドラム１１００の周辺には帯電装置１１１０、光照射装置１１２０および除電装置１１３０が配置されている。帯電装置１１１０はマイナスの電荷を帯びたイオンを送り、感光体ドラム１１００の表面にマイナスの電荷を帯びさせるものである。光照射装置１１２０はレーザ光などの光を感光体ドラム１１００の表面に照射し、その照射部分にプラスの電荷を発生させ、マイナスの電荷を除去するものである。除電装置１１３０は感光体ドラム１１００の電荷を消去するためのものである。感光体ドラム１１００の下方には実装基板５０を水平方向に移動させることができるようになっている。また、実装基板５０上にマイクロＬＥＤチップ３０を配列した後に、マイクロＬＥＤチップ３０が正しく配列しているかを検査するための画像検査装置１１４０が設置されている。

上述のＬＥＤ配列装置により実装基板５０上にマイクロＬＥＤチップ３０を配列する方法は次の通りである。すなわち、容器１０００の供給口１００１から供給された帯電したマイクロＬＥＤチップ３０は、ガイド板１００３によりガイドされて矢印で示すように回転している微帯磁ドラム１０５０の表面に送り出される。すると、マイクロＬＥＤチップ３０のｐ側電極１５に含まれる磁性体膜が微帯磁ドラム１０５０の表面に引き寄せられてマイクロＬＥＤチップ３０のｐ側電極１５側がランダムに結合する。微帯磁ドラム１０５０の表面に付着したマイクロＬＥＤチップ３０は、容器１０００の送出口１００２から送出され、回転している感光体ドラム１１００の表面に供給される。感光体ドラム１１００の表面は帯電装置１１１０によりマイナスの電荷を帯びているが、光照射装置１１２０により感光体ドラム１１００の表面を周方向に等間隔に部分的にプラスに帯電させる。このとき、帯電したマイクロＬＥＤチップ３０のｎ型ＧａＮ層１１側が感光体ドラム１１００の表面のプラスに帯電した部分に引き寄せられてマイクロＬＥＤチップ３０のｎ型ＧａＮ層１１側が感光体ドラム１１００の表面に結合する。ここで、微帯磁ドラム１０５０によるマイクロＬＥＤチップ３０の吸引力は、感光体ドラム１１００によるマイクロＬＥＤチップ３０の吸引力よりも小さく設定されている。感光体ドラム１１００に対して実装基板５０を矢印方向に移動させると、感光体ドラム１１００の回転により、感光体ドラム１１００の表面に静電気で結合したマイクロＬＥＤチップ３０が感光体ドラム１１００から離れて実装基板５０上のチップ結合部４５に結合し、実装基板５０を端から端まで移動させることによって全てのチップ結合部４５にマイクロＬＥＤチップ３０を結合させることができる。ここで、感光体ドラム１１００によるマイクロＬＥＤチップ３０の吸引力は、実装基板５０のチップ結合部４５によるマイクロＬＥＤチップ３０の吸引力よりも小さく設定されている。こうして実装基板５０上にマイクロＬＥＤチップ３０を配列した後、画像検査装置１１４０によりマイクロＬＥＤチップ３０が正しく配列しているかを検査し、正しく配列していないマイクロＬＥＤチップ３０があったら第１の実施の形態で説明した方法で修理する。

感光体ドラム１１００の表面に静電気で結合したマイクロＬＥＤチップ３０を感光体ドラム１１００から取り除くためには、除電装置１１３０により感光体ドラム１１００の除電を行う。

なお、感光体ドラム１１００の表面に静電気でマイクロＬＥＤチップ３０が付着する際の電位差は〜１ｋＶであるが、一つのマイクロＬＥＤチップ３０当たりの帯電量は１０〜２０フェムトクーロンと小さいため、静電破壊（ＥＳＤ）は生じない。

ここで、マイクロＬＥＤチップ３０を簡単に帯電させる方法について説明する。

図２０Ａに示すように、図４Ａに示すような、基板１０を除去した後の、支持体２３上にマイクロＬＥＤチップ３０が配列したものを用意する。

次に、図２０Ｂに示すように、帯電しやすいようにするために、ｎ型ＧａＮ層１１上にＳｉＯ₂膜などの絶縁膜１２００を形成する。

次に、支持体２３を除去し、さらに被覆層２２を溶剤などで溶かすことにより、図２０Ｃに示すように、マイクロＬＥＤチップ３０を分離する。

各マイクロＬＥＤチップ３０のｎ型ＧａＮ層１１上に絶縁膜１２００が広い面積に亘って形成されていることにより、マイクロＬＥＤチップ３０を帯電させる際には、絶縁面積の大きい絶縁膜１２００側が多く帯電するようになる。

この第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様な利点を得ることができる。

〈第４の実施の形態〉
［マイクロＬＥＤ集積装置の製造方法］
第４の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法においては、実装基板５０上に３種類の発光波長のマイクロＬＥＤチップ、具体的には青色発光のマイクロＬＥＤチップ、緑色発光のマイクロＬＥＤチップおよび赤色発光のマイクロＬＥＤチップを配列する場合について説明する。

図２１Ａ〜Ｃはそれぞれ青色発光のマイクロＬＥＤチップ１１０、緑色発光のマイクロＬＥＤチップ１２０および赤色発光のマイクロＬＥＤチップ１３０を示す。青色発光のマイクロＬＥＤチップ１１０および緑色発光のマイクロＬＥＤチップ１２０はＡｌＧａＩｎＮ系半導体を用い、第１の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置に用いられているマイクロＬＥＤチップ３０と同様な構造を有し、赤色発光のマイクロＬＥＤチップ１３０はＡｌＧａＩｎＰ系半導体を用いたものであり、マイクロＬＥＤチップ３０のｎ型ＧａＮ層１１の代わりにｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層１３１、ｐ型ＧａＮ層１３の代わりにｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層１３３、発光層１２の代わりにＩｎ_xＧａ_1-xＰ／Ｉｎ_yＧａ_1-yＰＭＱＷ構造の発光層１３２を用いたものである。赤色発光のＡｌＧａＩｎＰ系半導体マイクロＬＥＤチップ１３０の製造方法としては幾つかの方法が知られており、工程の詳細は省略するが、基板にはＧａＡｓ基板が使用され、例えば、ＧａＡｓ基板上にまず犠牲層として例えばＡｌＡｓ層を形成してからその上にＡｌＧａＩｎＰ系半導体層をエピタキシャル成長させ、電極形成や素子分離工程等を経た後、ＡｌＡｓ層をフッ酸系エッチャントによりウェットエッチングしてＧａＡｓ基板を分離することにより製造することができる。

このマイクロＬＥＤ集積装置を製造するには、実装基板５０上に、例えば、まず、青色発光のマイクロＬＥＤチップ１１０を配列する。すなわち、マイクロＬＥＤチップ３０の代わりにマイクロＬＥＤチップ１１０を用い、図２２に示すように、第１の実施の形態または第２の実施の形態と同様にして、実装基板５０の各チップ結合部４５に青色発光のマイクロＬＥＤチップ１１０を結合させる。

次に、図２３Ａに示すように、実装基板５０のチップ結合部４５に結合した青色発光のマイクロＬＥＤチップ１１０のうち、緑色発光のマイクロＬＥＤチップ１２０を結合させる部位に結合した青色発光のマイクロＬＥＤチップ１１０の上方からヘッド１００の下端に取り付けられた粘着剤１０１を接近させて粘着した後、ヘッド１００を上昇させることにより、図２３Ｂに示すように、青色発光のマイクロＬＥＤチップ１１０を実装基板５０から除去する。

次に、図２４Ａに示すように、マイクロＬＥＤチップ３０の代わりにマイクロＬＥＤチップ１２０を用い、第１の実施の形態または第２の実施の形態と同様にして、実装基板５０の青色発光のマイクロＬＥＤチップ１１０が除去されて空所となったチップ結合部４５に緑色発光のマイクロＬＥＤチップ１２０を結合させる。

次に、図２４Ｂに示すように、実装基板５０のチップ結合部４５に結合した青色発光のマイクロＬＥＤチップ１１０のうち、赤色発光のマイクロＬＥＤチップ１３０を結合させる部位に結合した青色発光のマイクロＬＥＤチップ１１０の上方からヘッド１００の下端に取り付けられた粘着剤１０１を接近させて粘着した後、ヘッド１００を上昇させることにより、青色発光のマイクロＬＥＤチップ１１０を実装基板５０から除去する。

次に、図２５Ａに示すように、マイクロＬＥＤチップ３０の代わりにマイクロＬＥＤチップ１３０を用い、第１の実施の形態または第２の実施の形態と同様にして、実装基板５０の青色発光のマイクロＬＥＤチップ１１０が除去されて空所となったチップ結合部４５に赤色発光のマイクロＬＥＤチップ１３０を結合させる。

以上のようにして、図２５Ｂに示すように、実装基板５０のチップ結合部４５に青色発光のマイクロＬＥＤチップ１１０、緑色発光のマイクロＬＥＤチップ１２０および赤色発光のマイクロＬＥＤチップ１３０が配列したマイクロＬＥＤ集積装置が製造される。

この後、第１の実施の形態と同様に、実装基板５０のロウ電極４６と各マイクロＬＥＤチップ１１０、１２０、１３０のパッド電極２１との間およびカラム電極４８と各マイクロＬＥＤチップ１１０、１２０、１３０のパッド電極２０との間に金属を析出させて電気的および機械的に接続する。

この第４の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様な利点に加えて、青、緑、赤の三色の発光が可能なマイクロＬＥＤチップ１１０、１２０、１３０を実装基板５０上に実装することができるので、カラーのマイクロＬＥＤディスプレイ、マイクロＬＥＤバックライト、マイクロＬＥＤ照明装置等を実現することができるという利点を得ることができる。

〈第５の実施の形態〉
［マイクロＬＥＤ集積装置の製造方法］
第５の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法は、実装基板５０の製造方法が第１の実施の形態と異なる。

すなわち、第１の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法においては、カラム電極４８を形成した後、パッシベーション絶縁膜４９としてフォトレジストソルダーを塗布したが、第５の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法においては、図２６に示すように、カラム電極４８を形成した後、全面にパッシベーション絶縁膜４９としてＳｉＯ₂膜を真空蒸着法などにより形成し、その後、パッシベーション絶縁膜４９のうちのカラム電極４８上の部分およびチップ結合部４５の上方の部分を円環状にエッチング除去することによりそれぞれカラム電極４８およびロウ電極４６を露出させる。その他のことは第１の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法と同様である。

この第５の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様な利点を得ることができる。

〈第６の実施の形態〉
［マイクロＬＥＤ集積装置の製造方法］
第６の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法は、実装基板５０の製造方法が第１の実施の形態と異なる。

すなわち、第１の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法においては、カラム電極４８を形成した後、パッシベーション絶縁膜４９としてフォトレジストソルダーを塗布したが、第６の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法においては、図２７に示すように、カラム電極４８を形成した後、全面にパッシベーション絶縁膜４９として絶縁ブラックカラーインキを塗布し、その後、パッシベーション絶縁膜４９のうちのカラム電極４８上の部分およびチップ結合部４５の上方の部分を円環状にエッチング除去することによりそれぞれカラム電極４８およびロウ電極４６を露出させる。その他のことは第１の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置と同様である。

この第６の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様な利点を得ることができる。

〈第７の実施の形態〉
［マイクロＬＥＤ集積装置の製造方法］
第１〜第６の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置においては、マイクロＬＥＤチップ３０、１１０、１２０、１３０はｐ側電極１５およびｎ側電極１４が同一面側にある横型構造のものであるが、第７の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置においては、ｐ側電極１５およびｎ側電極１４を発光層を挟んで上下方向に有する垂直型マイクロＬＥＤチップを用いる場合について説明する。

（１）垂直型マイクロＬＥＤチップの製造方法
垂直型マイクロＬＥＤチップの製造方法について説明する。

図２８Ａに示すように、第１の実施の形態と同様に、表面がパターン化されて凹凸のあるサファイア基板１０上にｎ型ＧａＮ層１１、障壁層としてのＩｎ_xＧａ_1-xＮ層と井戸層としてのＩｎ_yＧａ_1-yＮ層とが交互に積層されたＩｎ_xＧａ_1-xＮ／Ｉｎ_yＧａ_1-yＮＭＱＷ構造（ｘ＜ｙ、０≦ｘ＜１）を有する発光層１２およびｐ型ＧａＮ層１３を順次エピタキシャル成長させる。ｎ型ＧａＮ層１１の厚さは例えば５〜１０μｍ、発光層１２の厚さは例えば０．１〜０．２μｍ、ｐ型ＧａＮ層１３の厚さは例えば０．１〜０．２μｍである。エピタキシャル成長には例えばＭＯＣＶＤ法を用いる。

次に、図２８Ｂに示すように、ｐ型ＧａＮ層１３の全面に例えば真空蒸着法によりｐ側電極形成用の金属膜を形成し、この金属膜をリソグラフィーおよびエッチングによりパターニングすることによりｐ側電極１５を形成した後、このｐ側電極１５をマスクとして例えばＲＩＥ法によりｎ型ＧａＮ層１１の途中の深さまでエッチングを行う。ｐ側電極形成用の金属膜としては、例えば、第１の実施の形態と同様なものを用いることができる。

次に、図２８Ｃに示すように、基板全面にレジストや透明樹脂などの被覆材２２を塗布して覆った後、その上にフィルムやＳｉ基板などの支持体２３を形成する。

次に、図２９Ａに示すように、サファイア基板１０の裏面側からレーザービームを照射することによりｎ型ＧａＮ層１１とサファイア基板１０との界面で剥離を生じさせる。

こうして、図２９Ｂに示すように、ｎ型ＧａＮ層１１からサファイア基板１０を分離する（レーザーリフトオフ）。

次に、図２９Ｂに示すように、凹凸のあるｎ型ＧａＮ層１１の表面をウエットエッチングまたはＲＩＥ法などのドライエッチングによりエッチングすることにより、図２９Ｃに示すように、被覆材２２を露出させる。

次に、図３０Ａに示すように、支持体２３上に被覆材２２、ｐ側電極１５、ｐ型ＧａＮ層１３、発光層１２およびｎ型ＧａＮ層１１が形成されたものを容器３００内に入れられた溶剤３０１に漬けることにより被覆材２２を溶かす。こうして、図３０Ｂに示すように、垂直型マイクロＬＥＤチップ４００が得られる。

図３１に示すように、こうして得られた垂直型マイクロＬＥＤチップ４００を支持体２３ごと溶剤３０１から取り出し、純水でリンスした後、乾燥させる。

（２）実装基板の製造方法
図３２Ａに示すように、基板４０を用意する。基板４０は剛性を有するものであってもフレキシブルなものであってもよく、必要に応じて選ばれる。基板４０は、例えば、Ｓｉ基板、ガラス基板、ガラスエポキシ基板などのほか、樹脂フィルムなどであってもよい。

次に、基板４０の全面にスパッタリング法や真空蒸着法などによりＴｉ膜４１、磁性体膜４２、Ｔｉ膜４３（あるいはＮｉ膜）およびＡｕ膜４４を順次形成した後、これらの膜をリソグラフィーおよびエッチングによりパターニングすることによりチップ結合部４５を形成する。チップ結合部４５はマトリクス状に縦横に配列されて形成される。チップ結合部４５の平面形状は、特に限定されることはなく必要に応じて選ばれるが、ここでは円形に選ばれる。

次に、図３２Ｂに示すように、基板全面にスパッタリング法や真空蒸着法などによりロウ電極形成用の非磁性の金属膜をチップ結合部４５を覆うように形成した後、この金属膜をリソグラフィーおよびエッチングにより一方向に互いに平行に延在する複数の直線状のパターンに加工することによりロウ電極４６を形成する。金属膜としては、例えば、Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ／Ｔｉ積層膜が用いられるが、Ｃｕ（あるいはＣｕ合金）／Ａｕ／Ｔｉ積層膜を用いてもよい。Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ／Ｔｉ積層膜を構成する膜の厚さは下から順に５〜１０ｎｍ、３００〜１０００ｎｍ、５０ｎｍ、０〜１００ｎｍ、５０ｎｍである。

次に、図３２Ｃに示すように、図示省略した磁場発生装置により矢印で示すように磁場を印加することにより、チップ結合部４５に含まれる強磁性体膜、例えば硬磁性体膜を膜面に垂直方向に磁化（着磁）させる。ただし、着磁の際の磁化の方向は任意に設定することができる。これらの強磁性体膜あるいは硬磁性体膜は、強磁性体あるいは硬磁性体のみからなる膜であっても、強磁性体あるいは硬磁性体の粉末と樹脂とを混合させた膜であってもよい。

（３）マイクロＬＥＤディスプレイの製造方法
図３３に示すように、マイクロＬＥＤチップ３０の代わりに垂直型マイクロＬＥＤチップ４００を用いて、第１、第２または第３の実施の形態と同様にして、実装基板５０のチップ結合部４５に垂直型マイクロＬＥＤチップ４００をｐ側電極１５側を下方に向けて結合させる。

次に、図３４Ａに示すように、上述のようにして実装基板５０のチップ結合部４５に垂直型マイクロＬＥＤチップ４００を結合させた状態で、実装基板５０の全体をメッキ液５００に浸し、実装基板５０のロウ電極４６と垂直型マイクロＬＥＤチップ４００のｐ側電極１５との間に金属（例えば、Ａｕ、Ｃｕなど）を析出させる。こうして、図３４Ｂに示すように、金属膜５７が形成され、ロウ電極４６と垂直型マイクロＬＥＤチップ４００のｐ側電極１５との間が電気的および機械的に接続される。

次に、図３５Ａに示すように、垂直型マイクロＬＥＤチップ４００が配列した実装基板５０の全面に真空蒸着法や塗布法などにより例えばＳｉＯ₂膜、樹脂、ＰＳＲなどの絶縁膜４７を表面が平坦となるように形成する。

次に、図３５Ｂに示すように、絶縁膜４７をＲＩＥ法などによりエッチングすることによりｎ型ＧａＮ層１１を露出させる。

次に、図３５Ｃに示すように、絶縁膜４７上にスパッタリング法や真空蒸着法などによりカラム電極形成用の非磁性の金属膜を形成した後、この金属膜をリソグラフィーおよびエッチングによりロウ電極４６と直交する方向に互いに平行に延在する複数の直線状のパターンに加工することによりカラム電極４８を形成する。金属膜としては、例えば、Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ積層膜が用いられるが、Ｃｕ（あるいはＣｕ合金）／Ａｕ積層膜を用いてもよい。Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ積層膜を構成する膜の厚さは下から順に５〜１０ｎｍ、３００〜１０００ｎｍ、５０ｎｍおよび０〜１００ｎｍである。

次に、図３６に示すように、絶縁膜４７上にスパッタリング法や真空蒸着法などにより例えばＩＴＯ膜のような透明電極材料を形成した後、この透明電極材料をリソグラフィーおよびエッチングによりパターニングすることにより垂直型マイクロＬＥＤチップ４００のｎ型ＧａＮ層１１とカラム電極４８とを接続する透明電極６００を形成する。図３７にこの状態の平面図を示す。

この第７の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様な利点に加えて、垂直型マイクロＬＥＤチップ４００を用いたマイクロＬＥＤ集積装置を実現することができるという利点を得ることができる。

〈第８の実施の形態〉
［マイクロＬＥＤ集積装置の製造方法］
第８の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法においては、第７の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置において、図３２Ｃに示すように、磁性体膜４２を着磁させた後に、図３８に示すように、各チップ結合部４５上のロウ電極４６上に半田７００を真空蒸着法などにより形成し、垂直型マイクロＬＥＤチップ４００を各チップ結合部４５に結合することが、第７の実施の形態と異なる。半田７００は、必要に応じて選ばれるが、例えば、Ｓｎ、ＡｕＳｎ、ＩｎＳｎ、Ｉｎなどである。

次に、こうして垂直型マイクロＬＥＤチップ４００が配列した実装基板５０を加熱することにより半田７００を溶かして垂直型マイクロＬＥＤチップ４００のｐ側電極１５とカラム電極４８とを電気的および機械的に接続する。

その他のことは第７の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置と同様である。

この第８の実施の形態によれば、第７の実施の形態と同様な利点を得ることができる。

〈第９の実施の形態〉
［マイクロＬＥＤ集積装置の製造方法］
第９の実施の形態においては、実装基板５０として次のようなものを用いることが第３の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置と異なる。

すなわち、図３９Ａに示すように、図８に示す実装基板５０の最表面に溶剤で除去可能な粘着剤１３００を塗布する。そして、図３９Ｂに示すように、既に述べた方法により実装基板５０のチップ結合部４５に粘着剤１３００を介してマイクロＬＥＤチップ３０を結合させた後、実装基板５０の粘着剤１３００を粘着剤溶解液１４００に接触させることにより除去する。粘着剤１３００が除去されても、マイクロＬＥＤチップ３０は磁力によりチップ結合部４５に引き寄せられているため位置はそのまま維持している。

この第９の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様な利点を得ることができる。

〈第１０の実施の形態〉
［マイクロＬＥＤ集積装置］
第１０の実施の形態においては、第４の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置を複数、繋ぎ合わせることにより大型化したマイクロＬＥＤ集積装置について説明する。ここでは、二つのマイクロＬＥＤ集積装置を繋ぎ合わせて一つの大型のマイクロＬＥＤ集積装置を製造する場合について説明する。

図４０ＡおよびＢは第１０の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置を示す。図４０Ａは平面図、図４０Ｂは断面図である。

図４０ＡおよびＢに示すように、プリント基板２００上に二つのマイクロＬＥＤ集積装置を互いに隣接して搭載する。各マイクロＬＥＤ集積装置の実装基板５０としては図４１に示すものを用いる。図４１に示すように、ガラスエポキシ基板やＳｉ基板などの基板４０を用い、その周囲に貫通孔４０ａを形成し、この貫通孔４０ａに基板４０の上下を結ぶスルーホール配線５１を形成する。スルーホール配線５１の上部はロウ電極４６と接続する。図４０ＡおよびＢに示すように、プリント基板２００上には配線２０１、２０２が形成されている。そして、一つのマイクロＬＥＤ集積装置の両端部のスルーホール配線５１の下部が配線２０１上に位置し、このマイクロＬＥＤ集積装置に隣接してもう一つのマイクロＬＥＤ集積装置を両端部のスルーホール配線５１の下部が配線２０１上に位置するように載せて半田付けするとともに、各マイクロＬＥＤ集積装置のカラム電極４８は配線２０２と半田付けする。

このようにして例えば二つのマイクロＬＥＤ集積装置を繋げて大型化したマイクロＬＥＤ集積装置を用いてカラーディスプレイを構成した一例を図４２に示す。図４２に示すように、このカラーマイクロＬＥＤディスプレイにおいては、図４０ＡおよびＢに示す大型化したマイクロＬＥＤ集積装置のマイクロＬＥＤチップ１１０、１２０、１３０を覆うように全面にＰＤＭＳなどの封止材２１０が設けられ、その上に光拡散フィルム２２０および紫外線遮断フィルム２３０が順次設けられている。プリント基板２００の裏面には、駆動用ＩＣ２４０が取り付けられているとともに、接続用端子２５０が設けられている。このように複数のマイクロＬＥＤ集積装置を繋げることで自由に大型化が可能である。

この第１０の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様な利点に加えて、大型のマイクロＬＥＤ集積装置を容易に実現することができるという利点を得ることができる。

〈第１１の実施の形態〉
［マイクロＬＥＤ集積装置の製造方法］
第１１の実施の形態においては、マイクロＬＥＤ集積装置の実装基板５０として図４１に示すものを用いる代わりに図４３に示すものを用いる点が第１の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法と異なる。図４３に示すように、この実装基板５０は、基板４０の端部が異方性導電性フィルム５２により形成されている。この実装基板５０の平面図を図４４に示す。基板４０は、例えば、ＰＥＥＫ、ポリイミドなどのエンジニアリングプラスチックフィルムや高機能樹脂フィルムなどからなる。基板４０の端部に設けられている異方性導電性フィルム５２の幅は例えば数１０〜１００μｍである。上記以外のことは第１の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法と同様である。

この第１１の実施の形態によれば、第１０の実施の形態と同様な利点を得ることができる。

〈第１２の実施の形態〉
［マイクロＬＥＤ集積装置の製造方法］
第１２の実施の形態においては、マイクロＬＥＤ集積装置の実装基板５０として図４１に示すものを用いる代わりに図４５に示すものを用いる点が第１の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置と異なる。図４５に示すように、この実装基板５０は、基板４０が異方性導電性フィルム５３により形成されている。異方性導電性フィルム５３の裏面には保護用のフィルム５４が貼られており、使用時にこの保護フィルム５４が剥がされる。この実装基板５０の平面図を図４６に示す。ロウ電極４６は異方性導電性フィルム５３により上下方向に導通している。また、パッシベーション絶縁膜４９に形成されたコンタクトホールを通して配線５５が形成されており、この配線５５は異方性導電性フィルム５３により上下方向に導通している。上記以外のことは第１の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置と同様である。

異方性導電性フィルム５３は全面に亘って上下方向（厚さ方向）に導通があるため、個々のマイクロＬＥＤチップを個別（別回路）に連結可能であり、アクティブ駆動方式で駆動する場合などに使用して有効なものである。

この第１２の実施の形態によれば、第１０の実施の形態と同様な利点を得ることができる。

〈第１３の実施の形態〉
［マイクロＬＥＤ集積装置の製造方法］
第１３の実施の形態においては、マイクロＬＥＤ集積装置の実装基板５０として図４１に示すものを用いる代わりに図４７に示すものを用いる点が第１の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置の製造方法と異なる。図４７に示すように、この実装基板５０は、基板４０が異方性導電性フィルム５３により形成され、この異方性導電性フィルム５３の裏面に駆動素子などを含む回路基板５６が加熱圧着されている。こうすることで、異方性導電性フィルム５３を介してマイクロＬＥＤチップ１１０、１２０、１３０と回路基板５６とが接続される。上記以外のことは第１０の実施の形態によるマイクロＬＥＤ集積装置と同様である。

この第１３の実施の形態によれば、第１０の実施の形態と同様な利点を得ることができる。

〈第１４の実施の形態〉
［マイクロＬＥＤ集積装置の製造方法］
第１４の実施の形態においては、感光体ドラムに付着したマイクロＬＥＤチップを実装基板に転写することにより実装基板上にマイクロＬＥＤチップを整列させる。

すなわち、図４８および図４９に示すように、多数のマイクロＬＥＤチップ２０００をベルトコンベアー２０１０の一端のスロープ部２０１０ａに供給し、ベルトコンベアー２０１０により矢印で示す方向に搬送する。スロープ部２０１０ａの直ぐ下流のベルトコンベアー２０１０の上方には帯電装置２０２０が設けられており、この帯電装置２０２０によりその下方を搬送されるマイクロＬＥＤチップ２０００に正電荷を帯電させることができるようになっている。搬送中には、必要に応じて、ベルトコンベアー２０１０に超音波振動子により微小振動を起こさせることでマイクロＬＥＤチップ２０００同士がくっつき合わず、互いに分離するようにする。帯電させやすいマイクロＬＥＤチップ２０００については後述する。こうして正電荷を帯電したマイクロＬＥＤチップ２０００はベルトコンベアー２０１０により搬送される。ベルトコンベアー２０１０の下流には感光体ドラム２０３０が、その中心軸がベルトコンベアー２０１０の搬送面と平行でかつ搬送方向と直交するように設置されている。例えば、感光体ドラム２０３０の表面は全体として負電荷を帯電させておく。そして、この感光体ドラム２０３０を矢印で示す方向に回転させながら、この感光体ドラム２０３０の表面の、この感光体ドラム２０３０の中心軸に平行な細長い領域毎に、マイクロＬＥＤチップ２０００の配列位置に相当するドット状の領域以外の領域にレーザ光、ＬＥＤ光等の光２０４０を選択的に照射することにより、この領域を消電する。なお、別の方法として、感光体ドラム２０３０の表面を全体としてマイクロＬＥＤチップ２０００と同じく正電荷を帯電させておき、この感光体ドラム２０３０を矢印で示す方向に回転させながら、この感光体ドラム２０３０の表面の、この感光体ドラム２０３０の中心軸に平行な細長い領域毎に、マイクロＬＥＤチップ２０００の配列位置に相当するドット状の領域に光２０４０を選択的に照射することによりこのドット状の領域を消電し、見かけ上、このドット状の領域が負電荷を帯電するようにしてもよい。こうして、感光体ドラム２０３０の表面に負電荷を帯電したドット状の領域２０５０を形成する。この領域２０５０は実装基板上のマイクロＬＥＤチップ２０００の配列位置に応じて決まる位置に形成される。また、この領域２０５０の面積は、マイクロＬＥＤチップ２０００の付着位置のずれや複数個のマイクロＬＥＤチップ２０００が領域２０５０に付着するのを確実に防止するため、好適には、マイクロＬＥＤチップ２０００の付着面積と同等か、それ以下にする。感光体ドラム２０３０とベルトコンベアー２０１０との間の隙間は、領域２０５０に帯電させた負電荷とマイクロＬＥＤチップ２０００に帯電させた正電荷との間にマイクロＬＥＤチップ２０００を引き付けることができるように十分な強さの静電気力が働くように選ばれる。

ベルトコンベアー２０１０で正電荷を帯電したマイクロＬＥＤチップ２０００を搬送しながら、領域２０５０に負電荷を帯電させた感光体ドラム２０３０を回転させると、マイクロＬＥＤチップ２０００が静電気力により領域２０５０に付着する。

次に、感光体ドラム２０３０の上方にベルトコンベアー２０１０と平行に実装基板２０６０を配置し、実装基板２０６０を矢印で示す方向に移動させるとともに、感光体ドラム２０３０を回転させながら、実装基板２０６０の実装面に形成されたチップ結合部に感光体ドラム２０３０の領域２０５０に付着したマイクロＬＥＤチップ２０００を転写する。実装基板のチップ結合部は、実装基板５０のチップ結合部４５と同様に形成され、あるいは、粘着物質により形成される。実装基板２０６０のチップ結合部がチップ結合部４５と同様に形成される場合には、磁力によりマイクロＬＥＤチップ２０００が結合する。実装基板のチップ結合部が粘着物質により形成される場合には、粘着物質による粘着力により接着することによりマイクロＬＥＤチップ２０００が結合する。必要に応じて、実装基板の実装面上にマイクロＬＥＤチップ２０００の配列方向に延在する細長い電極２０７０を形成しておき、この電極２０７０上に感光体ドラム２０３０からマイクロＬＥＤチップ２０００を転写するようにしてもよい。この場合、これらの電極２０７０に電圧を印加することによりマイクロＬＥＤチップ２０００の転写度合いを制御することができる。

［マイクロＬＥＤチップ２０００の構成］
マイクロＬＥＤチップ２０００の構成について説明する。マイクロＬＥＤチップ２０００は、ｐ側電極側の表面およびｎ側電極側の表面のうちの一方が他方に比べてより強く帯電するように構成される。

図５０、図５１および図５２に三種類のマイクロＬＥＤチップ２０００を示す。図５０に示す縦型のマイクロＬＥＤチップ２０００は、マイクロＬＥＤチップ３０と同様に、ｎ型ＧａＮ層１１、Ｉｎ_xＧａ_1-xＮ／Ｉｎ_yＧａ_1-yＮＭＱＷ構造を有する発光層１２およびｐ型ＧａＮ層１３を有する。ｎ型ＧａＮ層１１上にはＳｉＯ₂膜等からなる絶縁膜２００１が形成されている。この絶縁膜２００１には開口２００１ａが形成されており、この開口２００１ａを通じてｎ型ＧａＮ層１１にコンタクトしてｎ側電極１４が形成されている。ｐ型ＧａＮ層１３上に光反射層としてＡｇ膜２００２が形成され、さらにその上に例えばＮｉ／Ｔｉ積層膜からなるｐ側電極１５が形成されている。このマイクロＬＥＤチップ２０００では、ｎ側電極１４側の表面には絶縁膜２００１が形成されているが、ｐ側電極１５側の表面には絶縁膜が形成されていないため、ｎ側電極１４側の表面の方がｐ側電極１５側の表面より帯電しやすくなっている。図５１に示す縦型のマイクロＬＥＤチップ２０００は、図５０に示すマイクロＬＥＤチップ２０００と同様に、ｎ型ＧａＮ層１１、Ｉｎ_xＧａ_1-xＮ／Ｉｎ_yＧａ_1-yＮＭＱＷ構造を有する発光層１２およびｐ型ＧａＮ層１３を有する。この場合、ｐ型ＧａＮ層１３上にＩＴＯ等の透明電極２００３が形成され、この透明電極２００３上にＳｉＯ₂膜等からなる絶縁膜２００１が形成されている。この絶縁膜２００１には開口２００１ａが形成されており、この開口２００１ａを通じて透明電極２００３にコンタクトしてｐ側電極１５が形成されている。ｎ型ＧａＮ層１１上に光反射層としてＡｇ膜２００２が形成され、さらにその上に例えばＮｉ／Ｔｉ積層膜からなるｎ側電極１４が形成されている。このマイクロＬＥＤチップ２０００では、ｐ側電極１５側の表面には絶縁膜２００４が形成されているが、ｎ側電極１４側の表面には絶縁膜が形成されていないため、ｐ側電極１５側の表面の方がｎ側電極１４側の表面より帯電しやすくなっている。図５２に示す横型のマイクロＬＥＤチップ２０００は、マイクロＬＥＤチップ３０と同様に、ｎ型ＧａＮ層１１、発光層１２およびｐ型ＧａＮ層１３を有する。ｎ型ＧａＮ層１１の上部、発光層１２およびｐ型ＧａＮ層１３にはメサ部が形成されており、このメサ部のｐ型ＧａＮ層１３上に光反射層としてＡｇ膜２００２が形成され、さらにその上に例えばＮｉ／Ｔｉ積層膜からなるｐ側電極１５が形成されている。メサ部とその上のＡｇ膜２００２およびｐ側電極１５の側面とメサ部以外のｎ型ＧａＮ層１１上にはＳｉＯ₂膜等からなる絶縁膜２００５が形成されている。この絶縁膜２００５には開口２００５ａが形成されており、この開口２００５ａを通じてｎ型ＧａＮ層１１とコンタクトしてｎ側電極１４が形成されている。このｎ側電極１４には、絶縁膜２００５に形成されたビアホール２００５ａを通じてパッド電極２０がコンタクトしている。ｎ型ＧａＮ層１１の裏面にはＳｉＯ₂膜等からなる絶縁膜２００１が形成されている。このマイクロＬＥＤチップ２０００では、ｎ型ＧａＮ層１１の裏面には絶縁膜２００１が形成されているが、ｐ側電極１５上には絶縁膜が形成されていないため、ｎ型ＧａＮ層１１の裏面の方がｐ側電極１５側の表面より帯電しやすくなっている。

［感光体ドラム２０３０］
既に述べたように、感光体ドラム２０３０は、レーザ光、ＬＥＤ光等の光２０４０の照射により表面のチップ結合位置のみをマイクロＬＥＤチップ２０００と逆極性に帯電させる。図５３ＡおよびＢはその一例を具体的に示す。すなわち、この例では、感光体ドラム２０３０の表面２０３１の全体にマイクロＬＥＤチップ２０００と逆極性、すなわち負電荷を帯電させる。感光体ドラム２０３０の中心軸に平行な方向に延在する細長い光源２０８０を感光体ドラム２０３０に隣接して配置する。そして、図５４ＡおよびＢに示すように、感光体ドラム２０３０の表面２０３１のうちマイクロＬＥＤチップ２０００の配列位置に相当するドット状の領域以外の領域に光源２０８０により光２０４０を当てて消電することにより、負電荷を帯電した領域２０５０を形成する。

［実装基板２０６０の構成］
実装基板２０６０のチップ結合部の構成について説明する。

実装基板２０６０には、マイクロＬＥＤチップ２０００に電流を供給する配線や、場合によってはさらに、電流を制御するためのトランジスタやコンデンサ等の素子が形成されるが、実装基板２０６０のチップ結合部は、例えば次のように構成することができる。

まず、磁力によりマイクロＬＥＤチップ２０００を付着させる場合は、例えば、第１の実施の形態と同様に硬磁性体膜を用いたチップ結合部４５を形成したもの（例えば、図８参照）、あるいは、第８の実施の形態と同様にチップ結合部４５上にはんだ層７００を形成したもの（図３８参照）を用いる。第１の実施の形態と同様のチップ結合部４５を用いる場合は、このチップ結合部４５にマイクロＬＥＤチップ２０００を付着させた後、めっき等によりマイクロＬＥＤチップ２０００を機械的および電気的に接合する。第８の実施の形態と同様にチップ結合部４５上にはんだ層７００を形成したものを用いる場合は、このチップ結合部４５にマイクロＬＥＤチップ２０００を付着させた後、はんだ層７００を溶融させることによりマイクロＬＥＤチップ２０００を機械的および電気的に接合する。

粘着物質の粘着力を利用してマイクロＬＥＤチップ２０００を付着させる場合は、例えば、図５５に示すように、実装基板２０６０上にロウ配線４６を形成した後、このロウ配線４６上のチップ結合部にはんだ層２０９０を形成し、これらのロウ配線４６およびはんだ層２０９０の上に粘着物質２１００を形成する。この場合には、チップ結合部に粘着物質２１００の粘着力によりマイクロＬＥＤチップ２０００を付着させた後、はんだ層２０９０を溶融させることによりマイクロＬＥＤチップ２０００を機械的および電気的に接合する。粘着物質２１００は、はんだ層２０９０の溶融の際に蒸発する。あるいは、図５６に示すように、実装基板２０００上にロウ配線４６を形成した後、このロウ配線４６上に粘着物質２１００を形成する。この場合には、チップ結合部に粘着物質２１００の粘着力によりマイクロＬＥＤチップ２０００を付着させた後、めっき等によりマイクロＬＥＤチップ２０００を機械的および電気的に接合する。

この第１４の実施の形態によれば、第１０の実施の形態と同様な利点に加えて次のような利点を得ることができる。すなわち、マイクロＬＥＤチップ２０００は帯電体ドラム２０３０の表面のドット状の領域２０５０に付着させることで配列することができ、こうして配列したマイクロＬＥＤチップ２０００を実装基板２０６０のチップ結合部の真上に供給するため、実装基板２０６０のチップ結合部と帯電体ドラム２０３０上のマイクロＬＥＤチップ２０００とを接触させることによりマイクロＬＥＤチップ２０００を実装基板２０６０側に容易に転写することができる。また、実装基板２０６０のチップ結合部に粘着物質２０９０を用いた場合には、実装基板２０６０側に硬磁性体膜を形成する必要がなくなるため、実装基板２０６０の製造コストの低減を図ることができる。また、実装基板２０６０側の硬磁性体膜を用いたチップ結合部にマイクロＬＥＤチップを付着させる場合であっても、硬磁性体膜の真上（あるいはその極近傍）にマイクロＬＥＤチップ２０００が供給されるため、硬磁性体膜はチップ結合部の極性を揃えることができる程度の磁性を保持することができればよく、数μｍオーダーでの厚い硬磁性体膜は必要ない。また、縦型マイクロＬＥＤチップ２０００を用いる場合は、マイクロＬＥＤチップ２０００の配列の位置精度に関しては、マイクロＬＥＤチップ２０００の大きさ以上に誤差の許容範囲を広く確保することができるため、マイクロＬＥＤチップ２０００の整列がより容易になる。本方式は、ベルトコンベアー２０１０上を搬送する段階ではマイクロＬＥＤチップ２０００をランダムに配置すること、帯電体ドラム２０３０の表面の、マイクロＬＥＤチップ２０００の配列位置に形成された領域２０５０に静電気力を利用して付着させることでマイクロＬＥＤチップ２０００をその極性を揃えて配列させること、こうして整列したマイクロＬＥＤチップ２０００を実装基板２０６０に転写することが一体になった技術であり、従来提案されているマルチチップ転写方法や極性を持たない従来のプリンターのトナー転写方法とは一線を画す技術である。本方式では、マイクロＬＥＤチップ２０００の帯電による静電破壊が懸念されるが、マイクロＬＥＤチップ２０００の面積が小さく、帯電する電荷の量が非常に小さいため、電荷集中による静電破壊の可能性は小さい。

〈第１５の実施の形態〉
［マイクロＬＥＤ集積装置の製造方法］
第１５の実施の形態においては、第１の実施の形態とは異なる方法で、磁性体付着ドラムに付着したマイクロＬＥＤチップ３０を実装基板に転写することにより実装基板上にマイクロＬＥＤチップ３０を整列させる。

すなわち、図５７に示すように、ベルトコンベアー２０１０の一端のスロープ部２０１０ａに多数のマイクロＬＥＤチップ２０００を供給し、ベルトコンベアー２０１０により矢印で示す方向に搬送する。搬送中には、必要に応じて、ベルトコンベアー２０１０に超音波振動子により微小振動を起こさせることでマイクロＬＥＤチップ２０００同士がくっつき合わず、互いに分離するようにする。マイクロＬＥＤチップ２０００は、第１の実施の形態と同様に、ｐ側電極１５がＮｉ等の軟磁性体からなり、ｎ側電極１４側に比べてｐ側電極１５側が磁場により引き寄せられやすい。マイクロＬＥＤチップ２０００については後述する。ベルトコンベアー２０１０の下流側には、第２の実施の形態と同様な磁性体付着ドラム８６０が、その中心軸がベルトコンベアー２０１の搬送面と平行でかつ搬送方向と直交するように設置されている。図５８に示すように、この磁性体付着ドラム８６０の表面には硬磁性体からなるドット状の磁性体８６１が、後述の実装基板上のマイクロＬＥＤチップの配列パターンと同じパターンで形成されている。磁性体８６１は、例えば、直径が数μｍ〜数十μｍ、厚さが数μｍ程度である。

磁性体付着ドラム８６０を矢印で示す方向に回転させながらベルトコンベアー２０１０でマイクロＬＥＤチップ２０００を搬送すると、マイクロＬＥＤチップ３０が磁力により磁性体付着ドラム８６０の表面の磁性体８６１に付着し、整列する。

磁性体付着ドラム８６０の例えば斜め上に粘着体ドラム２２００を磁性体付着ドラム８６０と平行にかつ近接させて設けておき、矢印で示すように磁性体付着ドラム８６０と逆方向に回転させる。粘着体ドラム２２００は表面の全面に粘着物質（図示せず）を形成したものである。そして、磁性体付着ドラム８６０と粘着体ドラム２２００とを互いに逆方向に回転させながら、磁性体付着ドラム８６０の磁性体８６１に付着したマイクロＬＥＤチップ２０００を粘着体ドラム２２００の表面に粘着力により付着させる。こうすることで、磁性体付着ドラム８６０の磁性体８６１に付着したマイクロＬＥＤチップ２０００と粘着体ドラム２２００上のマイクロＬＥＤチップ２０００とは上下が逆転する。

次に、粘着体ドラム２２００の上方にこの粘着体ドラム２２００の中心軸と平行に実装基板８６０を配置し、粘着体ドラム２２００を矢印で示す方向に回転させながら、実装基板８６０のチップ結合部に粘着体ドラム２２００に付着したマイクロＬＥＤチップ２０００を転写する。実装基板８６０のチップ結合部は、粘着体ドラム２２００の粘着物質より粘着力が強い粘着物質２１００により形成される。

以上により、目的とするマイクロＬＥＤ集積装置が製造される。

［マイクロＬＥＤチップ２０００の構成］
マイクロＬＥＤチップ２０００としては、基本的には、図５０、図５１および図５２に示す三種類のマイクロＬＥＤチップ２０００を用いることができる。ただし、この場合、好適には、マイクロＬＥＤチップ２０００の厚さは２０μｍ以下、直径は１５０μｍ以下である。

この第１５の実施の形態によれば、第１０の実施の形態と同様な利点に加えて次のような利点を得ることができる。すなわち、磁性体付着ドラム８６０は表面に強磁性体（硬磁性体）からなる磁性体８６１を設置するため、ランダムな状態からマイクロＬＥＤチップ２０００を整列させる際に磁性体８６１を繰り返し使用することができることに加えて、最終的にマイクロＬＥＤチップ２０００が転写される実装基板８６０には硬磁性体膜を形成する必要がないため、実装基板８６０の製造コストおよび製造工程の低減を図ることができる。本方式は、従来提案されているマルチチップ転写方法や極性を持たない従来のプリンターのトナー転写方法とは一線を画す技術である。

〈第１６の実施の形態〉
［マイクロＬＥＤ集積装置の製造方法］
第１６の実施の形態においては、第１の実施の形態とは異なる方法で、ドラムに付着したマイクロＬＥＤチップ２０００を実装基板に転写することにより実装基板上にマイクロＬＥＤチップ２０００を整列させる。

すなわち、図５９に示すように、ベルトコンベアー２０１０の一端のスロープ部２０１０ａに多数のマイクロＬＥＤチップ２０００を供給し、ベルトコンベアー２０１０により矢印で示す方向に搬送する。搬送中には、必要に応じて、ベルトコンベアー２０１０に超音波振動子により微小振動を起こさせることでマイクロＬＥＤチップ２０００同士がくっつき合わず、互いに分離するようにする。マイクロＬＥＤチップ２０００はｐ側電極１５がＮｉ等の軟磁性体からなり、ｎ側電極１４側に比べてｐ側電極１５側が磁場により引き寄せられやすい。マイクロＬＥＤチップ２０００の構成は第１５の実施の形態と同様である。ベルトコンベアー２０１０の下流側には電磁石ドラム２３００がその中心軸がベルトコンベアー２０１０の搬送面と平行でかつ搬送方向と直交するように設置されている。図６０に示すように、電磁石ドラム２３００には、内面に電磁石ドット２４００が、後述の実装基板上のマイクロＬＥＤチップ２０００の配列パターンと同じパターンで形成されている。電磁石ドット２４００は、磁芯２４０１の周りにコイル２４０２を巻いたものであり、磁芯２４０１の先端が電磁石ドラム２３００を貫通して外部に突出している。電磁石ドット２４００のこの突出部がチップ結合部となる。電磁石ドット２４００は、マイクロＬＥＤチップ２４００の付着時とリリース時とで、コイル２４０２に流す電流を調節することにより磁力を変化させることができる。電磁石ドラム２３００とベルトコンベアー２０１０との間の隙間は、電磁石ドラム２３００の電磁石ドット２４００の磁力によりマイクロＬＥＤチップ２０００を引き付けることができるように選ばれる。

電磁石ドラム２３００を回転させながらベルトコンベアー２０１０でマイクロＬＥＤチップ２０００を搬送すると、コイル２４０２に電流を流すことにより磁場が発生した電磁石ドット２４００の、電磁石ドラム２３００の表面に露出した磁芯２４０１の先端部に磁力によりマイクロＬＥＤチップ２０００が付着する。

電磁石ドラム２３００の上方にこの電磁石ドラム２３００の中心軸と平行に実装基板８６０を配置する。この実装基板８６０の実装面には硬磁性体膜を用いたチップ結合部４５が形成されている。この実装基板８６０の実装面と反対側の面の上方には、この実装基板８６０を挟んで電磁石ドラム２３００の中心軸の真上の位置にこの中心軸の方向に一列に電磁石ドット２５００が配置されている。電磁石ドット２５００は、磁芯２５０１の周りにコイル２５０２を巻いたものであり、磁芯２５０１の先端部が実装基板８６０側を向いている。そして、電磁石ドラム２３００を回転させながら、この実装基板８６０を図５９中矢印で示す方向に搬送しながら、ドラム２３００の表面の、電磁石ドット２４００の磁芯２４０１の先端部に付着したマイクロＬＥＤチップ３０が最上端に来た時点で電磁石ドット２４００に流す電流をオフすると同時に、電磁石ドット２５００に流す電流をオンすることで、マイクロＬＥＤチップ２０００を電磁石ドラム２３００のチップ結合部からリリースすると同時に、実装基板８６０のチップ結合部４５にマイクロＬＥＤチップ２０００を転写する。

［マイクロＬＥＤチップ３０の構成］
マイクロＬＥＤチップ２０００の構成は第１５の実施の形態と同様である。

この第１６の実施の形態によれば、第１５の実施の形態と同様な利点を得ることができる。

以上、この発明の実施の形態について具体的に説明したが、この発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。

例えば、上述の実施の形態において挙げた数値、構成、形状、材料、方法などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれらと異なる数値、構成、形状、材料、方法などを用いてもよい。

１０…サファイア基板、１１…ｎ型ＧａＮ層、１２…発光層、１３…ｐ型ＧａＮ層、１４…ｎ側電極、１５…ｐ側電極、、２２…被覆層、２３…支持体、３０…マイクロＬＥＤチップ、４０…基板、４２…磁性体膜、４５…チップ結合部、４６…ロウ電極、４７…絶縁膜、４８…カラム電極、４９…パッシベーション絶縁膜、５０…実装基板、１００…ヘッド、１１０…青色発光のマイクロＬＥＤチップ、１２０…緑色発光のマイクロＬＥＤチップ、１３０…赤色発光のマイクロＬＥＤチップ、２００…プリント基板、４００…垂直型マイクロＬＥＤチップ、８５０…微帯電ドラム、８６０…磁性体付着ドラム、１０５０…微帯磁ドラム、１１００…感光体ドラム、２０００…マイクロＬＥＤチップ、２０３０…感光体ドラム、２０１０…粘着物質、２２００…粘着体ドラム

Claims

ｐ側電極およびｎ側電極を有し、上記ｐ側電極側および上記ｎ側電極側のうちの一方が他方に比べてより強く磁場に引き寄せられるように構成された発光素子チップを、回転している帯電ドラムの表面に複数付着させる工程と、
一方の主面に強磁性材料を含むチップ結合部を複数有する実装基板を上記帯電ドラムに対して移動させながら上記帯電ドラムの表面に付着した上記発光素子チップを上記チップ結合部に、上記ｐ側電極側および上記ｎ側電極側のうちのより強く磁場に引き寄せられるように構成された側を上記チップ結合部に向けて磁力により結合させる工程とを有する発光素子集積装置の製造方法。
ｐ側電極およびｎ側電極を有し、上記ｐ側電極側および上記ｎ側電極側のうちの一方が他方に比べてより強く磁場に引き寄せられるように構成され、帯電した発光素子チップを、回転している感光体ドラムの表面の上記発光素子チップと逆符号に帯電させた、上記発光素子チップの配列位置に相当する領域に少なくとも一個付着させる工程と、
一方の主面に強磁性材料を含むチップ結合部を複数有する実装基板を上記感光体ドラムに対して移動させながら上記感光体ドラムの表面に付着した上記発光素子チップを上記チップ結合部に、上記ｐ側電極側および上記ｎ側電極側のうちのより強く磁場に引き寄せられるように構成された側を上記チップ結合部に向けて磁力により結合させる工程とを有する発光素子集積装置の製造方法。
ｐ側電極およびｎ側電極を有し、帯電した発光素子チップを、回転している感光体ドラムの表面の上記発光素子チップと逆符号に帯電させた、上記発光素子チップの配列位置に相当する領域に少なくとも一個付着させる工程と、
一方の主面に粘着物質からなるチップ結合部を複数有する実装基板を上記感光体ドラムに対して移動させながら上記感光体ドラムの表面に付着した上記発光素子チップを上記チップ結合部に上記粘着物質により結合させる工程とを有する発光素子集積装置の製造方法。
上記発光素子チップの上記ｐ側電極側の表面および上記ｎ側電極側の表面のうちの一方が他方に比べてより強く帯電するように構成されている請求項１〜３のいずれか一項記載の発光素子集積装置の製造方法。
ｐ側電極およびｎ側電極を有し、上記ｐ側電極側および上記ｎ側電極側のうちの一方が他方に比べてより強く磁場に引き寄せられるように構成された発光素子チップを、回転している帯電ドラムの表面に複数付着させる工程と、
上記帯電ドラムに平行に配置された、表面に複数の磁性体が配列された磁性体ドラムを上記帯電ドラムと逆方向に回転させながら上記帯電ドラムの表面に付着した上記発光素子チップを上記磁性体ドラムの上記磁性体に付着させる工程と、
一方の主面に強磁性材料を含むチップ結合部を複数有する実装基板を上記磁性体ドラムに対して移動させながら上記磁性体ドラムの表面に付着した上記発光素子チップを上記チップ結合部に、上記ｐ側電極側および上記ｎ側電極側のうちのより強く磁場に引き寄せられるように構成された側を上記チップ結合部に向けて磁力により結合させる工程とを有する発光素子集積装置の製造方法。
ｐ側電極およびｎ側電極を有し、上記ｐ側電極側および上記ｎ側電極側のうちの一方が他方に比べてより強く磁場に引き寄せられるように構成された発光素子チップを、表面に複数の磁性体が配列された、回転している磁性体ドラムの表面に複数付着させる工程と、
上記磁性体ドラムに平行に配置された、表面に複数の粘着体が配列された粘着体ドラムを上記磁性体ドラムと逆方向に回転させながら上記磁性体ドラムの表面に付着した上記発光素子チップを上記粘着体ドラムの上記粘着体に付着させる工程と、
一方の主面に上記粘着体より粘着力が強い粘着物質からなるチップ結合部を複数有する実装基板を上記粘着体ドラムに対して移動させながら上記粘着体ドラムの表面に付着した上記発光素子チップを上記チップ結合部に上記粘着物質により結合させる工程とを有する発光素子集積装置の製造方法。
ｐ側電極およびｎ側電極を有し、上記ｐ側電極側および上記ｎ側電極側のうちの一方が他方に比べてより強く磁場に引き寄せられるように構成された発光素子チップを、表面に複数の電磁石の芯の一端が配列された、回転しているドラムの表面に上記電磁石を作動させて磁力により複数付着させる工程と、
一方の主面に強磁性材料を含むチップ結合部を複数有する実装基板を上記ドラムに対して移動させながら上記ドラムの表面に付着した上記発光素子チップを上記チップ結合部に、上記ｐ側電極側および上記ｎ側電極側のうちのより強く磁場に引き寄せられるように構成された側を上記チップ結合部に向けて磁力により結合させる工程とを有する発光素子集積装置の製造方法。
ｐ側電極およびｎ側電極を有する発光素子チップを、回転しているドラムの表面に静電気力、磁力または粘着力により複数付着させる工程と、
一方の主面にチップ結合部を複数有する実装基板を上記ドラムに対して移動させながら上記ドラムの表面に付着した上記発光素子チップを上記チップ結合部に磁力または粘着力により結合させる工程とを有する発光素子集積装置の製造方法。
ｐ側電極およびｎ側電極を有する発光素子チップを、回転している第１ドラムの表面に静電気力、磁力または粘着力により複数付着させる工程と、
上記第１ドラムに平行に配置された、表面に複数の磁性体、複数の電磁石の芯の一端または複数の粘着体が配列された第２ドラムを上記第１ドラムと逆方向に回転させながら上記第１ドラムの表面に付着した上記発光素子チップを上記第２ドラムの上記磁性体、上記芯の一端または上記粘着体に磁力または粘着力により付着させる工程と、
一方の主面にチップ結合部を複数有する実装基板を上記第２ドラムに対して移動させながら上記第２ドラムの表面に付着した上記発光素子チップを上記チップ結合部に磁力または粘着力により結合させる工程とを有する発光素子集積装置の製造方法。
上記発光素子チップの上記ｐ側電極または上記ｎ側電極または上記ｐ側電極および上記ｎ側電極に強磁性材料を含む請求項１〜９のいずれか一項記載の発光素子集積装置の製造方法。
上記発光素子チップの上記ｐ側電極が積層膜からなり、上記積層膜を構成する少なくとも一層の膜が強磁性材料からなる請求項１０記載の発光素子集積装置の製造方法。
上記発光素子チップの上記ｐ側電極または上記ｎ側電極の近傍に強磁性材料が設けられている請求項１〜９のいずれか一項記載の発光素子集積装置の製造方法。
上記発光素子チップの上記強磁性材料が軟磁性体である請求項１０〜１２のいずれか一項記載の発光素子集積装置の製造方法。
上記発光素子チップは発光層を挟んだ上下方向にｐ側電極およびｎ側電極を有する縦型発光素子チップまたは同一面側にｐ側電極およびｎ側電極を有する横型発光素子チップである請求項１〜１３のいずれか一項記載の発光素子集積装置の製造方法。
上記実装基板の上記チップ結合部が積層膜からなり、上記積層膜を構成する少なくとも一層の膜が強磁性材料からなる請求項１０〜１２のいずれか一項記載の発光素子集積装置の製造方法。
上記強磁性材料が硬磁性体である請求項１５記載の発光素子集積装置の製造方法。
上記発光素子チップはチップ面に垂直な軸に関し回転対称性を有する請求項１〜１６のいずれか一項記載の発光素子集積装置の製造方法。
上記実装基板の上記チップ結合部は上記実装基板の上記一方の主面に垂直な軸に関し回転対称性を有する請求項１〜１６のいずれか一項記載の発光素子集積装置の製造方法。
上記実装基板の上記チップ結合部は二次元アレイ状に複数設けられ、それぞれの上記チップ結合部に上記発光素子チップが結合している請求項１〜１８のいずれか一項記載の発光素子集積装置の製造方法。
上記発光素子チップはチップサイズが１００μｍ×１００μｍ以下、厚さが２０μｍ以下である請求項１〜１９のいずれか一項記載の発光素子集積装置の製造方法。
上記発光素子チップはＩｎＧａＮ系半導体発光素子チップまたはＡｌＧａＩｎＰ系半導体発光素子チップである請求項１〜２０のいずれか一項記載の発光素子集積装置の製造方法。
上記発光素子集積装置は発光ダイオード照明装置、発光ダイオードバックライトまたは発光ダイオードディスプレイである請求項１〜２１のいずれか一項記載の発光素子集積装置の製造方法。
ｐ側電極およびｎ側電極を有する発光素子チップの供給口および送出口を有し、上記送出口の内部に帯電ドラムを有する容器と、
上記容器の外部に設けられた、一方の主面にチップ結合部を複数有する実装基板を上記帯電ドラムに対して移動させるための搬送装置とを有する発光素子配列装置。
ｐ側電極およびｎ側電極を有する発光素子チップの供給口および送出口を有し、上記送出口の内部に帯電ドラムを有する容器と、
上記容器の外部に上記帯電ドラムに平行に設けられた、表面に複数の磁性体が配列された磁性体ドラムと、
一方の主面にチップ結合部を複数有する実装基板を上記磁性体ドラムに対して移動させるための搬送装置とを有する発光素子配列装置。
ｐ側電極およびｎ側電極を有する発光素子チップの供給口および送出口を有し、上記送出口の内部に帯磁ドラムを有する容器と、
上記容器の外部に上記帯磁ドラムに平行に設けられた感光体ドラムと、
上記感光体ドラムの表面に光を選択的に照射する光源と、
上記容器の外部に設けられた、一方の主面にチップ結合部を複数有する実装基板を上記感光体ドラムに対して移動させるための搬送装置とを有する発光素子配列装置。
ｐ側電極およびｎ側電極を有する発光素子チップを帯電させて搬送する帯電搬送装置と、
上記帯電搬送装置に平行に、かつ上記帯電搬送装置による上記発光素子チップの搬送方向と直交する方向に設けられた感光体ドラムと、
上記感光体ドラムの表面に光を選択的に照射する光源と、
一方の主面にチップ結合部を複数有する実装基板を上記感光体ドラムに対して移動させるための搬送装置とを有する発光素子配列装置。
ｐ側電極およびｎ側電極を有する発光素子チップを搬送する第１搬送装置と、
上記第１搬送装置に平行に、かつ上記第１搬送装置による上記発光素子チップの搬送方向と直交する方向に設けられた、表面に複数の磁性体が配列された磁性体ドラムと、
上記磁性体ドラムに平行に設けられた粘着体ドラムと、
一方の主面にチップ結合部を複数有する実装基板を上記粘着体ドラムに対して移動させるための第２搬送装置とを有する発光素子配列装置。
ｐ側電極およびｎ側電極を有する発光素子チップを搬送する第１搬送装置と、
上記第１搬送装置に平行に、かつ上記第１搬送装置による上記発光素子チップの搬送方向と直交する方向に設けられた、表面に複数の電磁石の芯の一端が配列されたドラムと、
一方の主面にチップ結合部を複数有する実装基板を上記ドラムに対して移動させるための第２搬送装置とを有する発光素子配列装置。
ｐ側電極およびｎ側電極を有する発光素子チップを、回転しているドラムの表面に複数付着させる工程を少なくとも一回経由し、一方の主面にチップ結合部を複数有する実装基板を上記ドラム、または、上記ドラムの表面に付着した上記発光素子チップを表面に転写した上記ドラムの次段もしくは最終段のドラムに対して移動させながら上記次段もしくは最終段のドラムの表面に付着した上記発光素子チップを上記チップ結合部に、上記発光素子チップの上記ｐ側電極または上記ｎ側電極を上記チップ結合部に向けて結合させる発光素子集積装置の製造方法。
ｐ側電極およびｎ側電極を有する発光素子チップを表面に付着させる少なくとも一段のドラムと、
一方の主面にチップ結合部を複数有する実装基板を、最終段の上記ドラムの表面に付着した上記発光素子チップを上記チップ結合部に、上記発光素子チップの上記ｐ側電極または上記ｎ側電極を上記チップ結合部に向けて結合させるために最終段の上記ドラムに対して移動させるための搬送装置とを有する発光素子配列装置。