JP2020068239A - 延伸装置、及び延伸方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の表示素子や半導体素子の二次元配列が面上に固着されている伸縮性のフィルムに光を照射し、フィルムのヤング率や伸び率を変化させ、そのフィルムを面内方向に延伸して、複数の表示素子や半導体素子を所定の間隔に高精度に拡大して再配置可能な延伸装置、及び延伸方法を提供する。【解決手段】複数の表示素子や半導体素子の二次元配列が面上に固着されている伸縮性のフィルムのための延伸装置は、複数の表示素子や半導体素子の二次元配列における第１の方向と、当該第１の方向に交差する第２の方向とで異なる量の光をフィルムに照射するための光照射手段と、上記フィルムを少なくとも第１の方向及び第２の方向を含む面内方向に延伸する延伸手段とを有する。半導体素子は、例えばマイクロＬＥＤ等である。【選択図】図４

Description

本発明は、延伸装置、及び延伸方法に関する。

所謂ＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）の分野では、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）やＰＤ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ）からＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ）へと発展し、次の世代としてマイクロＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ ＤｅｖｉｃｅまたはＤｉｏｄｅ）を備えたマイクロＬＥＤディスプレイが注目されている。

これまでにＬＥＤ素子チップを回路基板に実装する技術が数多く開発されているが、特にマイクロＬＥＤディスプレイでは、約１μｍ角〜２００μｍ角の多数のマイクロＬＥＤチップを、周辺回路とともに、短時間に高精度に、且つ高集積度で、整然としたアレイ状に実装する技術が重要となる。

例えば、シリコーン等のウエハ基板上にフォトエッチング技術により複数のＬＥＤ素子を形成し、それらを分割して、個別のＬＥＤ素子チップにした後、そのＬＥＤ素子チップをダイボンディング、ワイヤボンディング、樹脂封止する技術が知られている。
特許文献１には、エキスパンドテープ上に粘着したＬＥＤ素子ウエハを縦横に切断して複数のＬＥＤ素子チップに分割したのち、分割したチップ間に十分な間隔を設けるべくエキスパンドテープをエキスパンドし、そしてエキスパンドされたテープ上の各ＬＥＤ素子チップを位置決め用の冶具板の開口部に挿入して各ＬＥＤ素子チップの角部を冶具板の開口部の隅部に当接させることにより各ＬＥＤ素子チップを所定の位置に整列させ、整列された各ＬＥＤ素子チップを回路基板上に載置して実装する技術が記載されている。

特開２０１１−９６９６１号公報

Naoya Okamoto, et al.,"A Novel Pick-up and Place Process for FO-WLP Using Tape Expansion Machine Device", In: Electronic Components and Technology Conference (ECTC), 2017 IEEE 67th, IEEE, 2017, pp. 364-370

しかしながら、一般的なエキスパンダ（ウエハ拡張装置）を用いて、エキスパンドテープを単純にその周縁部を把持して外周方向に引き伸ばした場合、テープのヤング率や伸び率の異方性等の要因により、同じ力を加えてもＬＥＤ素子配列（アレイ）のＸ方向（例えば横方向）とＹ方向（例えば縦方向）とでテープの延伸量に相違が生じ、ＬＥＤ素子チップのチップ間隔が不均一となる場合がある。

また、上述した特許文献１に記載されたＬＥＤ素子の製造方法では、多素子一括実装を行っているが、エキスパンドテープ上のＬＥＤ素子チップを位置決め用の治具板の開口部に挿入する場合、エキスパンドテープが面内で不均一にエキスパンドされているので、ＬＥＤ素子チップ間の間隔が不均一となり、ＬＥＤ素子チップが治具板の開口部に挿入できない、開口部端に接触してＬＥＤ素子チップが破損する等の不具合が生じる虞がある。

また、非特許文献１には、エキスパンドテープの外周をＸ方向、Ｙ方向に個別に延伸する装置が記載されているが、エキスパンドテープの中心部付近と端部とでは延伸量が異なるため、ＬＥＤ素子チップの間を均一となるように延伸することが困難である。

また、半導体ウエハに複数の表示素子や回路等の半導体素子を形成し、その半導体ウエハをダイシングして、ＬＥＤ素子、有機ＥＬ素子、受光素子、回路等のチップ状の複数の表示素子や半導体素子を形成し、その素子の間隔を一括で所定の間隔に高精度に拡大する技術が望まれている。

本発明の延伸装置は、少なくとも以下の構成を具備するものである。
複数の表示素子の二次元配列が面上に固着されている伸縮性のフィルムのための延伸装置であって、
前記複数の表示素子の二次元配列における第１の方向と、当該第１の方向に交差する第２の方向とで異なる量の光を前記フィルムに照射するための光照射手段と、
前記フィルムを少なくとも前記第１の方向及び前記第２の方向を含む面内方向に延伸する延伸手段と、を有することを特徴とする。

また、本発明の延伸装置は、複数の表示素子又は半導体素子の二次元配列が面上に固着されている伸縮性のフィルムのための延伸装置であって、
前記フィルムの中央よりも外周側ほど、光の量が大きくなるように光を前記フィルムに照射する光照射手段と、
前記フィルムを前記複数の表示素子又は半導体素子の二次元配列における第１の方向、及び、当該第１の方向に交差する第２の方向を少なくとも含む面内方向に延伸する延伸手段と、を有する。

また、本発明の延伸装置は、複数の半導体素子の二次元配列が面上に固着されている伸縮性のフィルムのための延伸装置であって、
前記複数の半導体素子の二次元配列における第１の方向と、当該第１の方向に交差する第２の方向とで異なる量の光を前記フィルムに照射するための光照射手段と、
前記フィルムを少なくとも前記第１の方向及び前記第２の方向を含む面内方向に延伸する延伸手段と、を有することを特徴とする。

また、本発明の延伸方法は、複数の表示素子の二次元配列が面上に固着されている伸縮性のフィルムのための延伸方法であって、
光照射手段により、前記複数の表示素子の二次元配列における第１の方向と、当該第１の方向に交差する第２の方向とで異なる量の光を前記フィルムに照射する工程と、
延伸手段により、前記光照射手段から光が照射された、若しくは光の照射とともに、前記フィルムを少なくとも前記第１の方向及び前記第２の方向を含む面内方向に延伸する工程と、を有することを特徴とする。

また、本発明の延伸方法は、複数の半導体素子の二次元配列が面上に固着されている伸縮性のフィルムのための延伸方法であって、
光照射手段により、前記複数の半導体素子の二次元配列における第１の方向と、当該第１の方向に交差する第２の方向とで異なる量の光を前記フィルムに照射する工程と、
延伸手段により、前記光照射手段から光が照射された、若しくは光の照射とともに、前記フィルムを少なくとも前記第１の方向及び前記第２の方向を含む面内方向に延伸する工程と、を有することを特徴とする。

また、本発明の延伸方法は、複数の表示素子又は半導体素子の二次元配列が面上に固着されている伸縮性のフィルムのための延伸方法であって、
光照射手段により、前記フィルムの中央よりも外周側ほど、光の量が大きくなるように光を前記フィルムに照射する工程と、
延伸手段により、前記光照射手段から光が照射された、若しくは光の照射とともに、前記フィルムを前記複数の表示素子又は半導体素子の二次元配列における第１の方向、及び、当該第１の方向に交差する第２の方向を少なくとも含む面内方向に延伸する工程と、を有することを特徴とする。

本発明の延伸装置は、簡単な構成で、ＬＥＤ、有機ＥＬ素子等の複数の表示素子や半導体素子の二次元配列が面上に固着されている伸縮性のフィルムに光を照射することで、フィルムのヤング率や伸び率の、延伸方向による差を補正し、そのフィルムを面内方向に延伸することで、複数の表示素子や半導体素子を所定の間隔に高精度に拡大して、即ち、高精度にピッチ変換して再配置することができる。

また、本発明の延伸方法は、複数の表示素子や半導体素子が二次元配列されたフィルムに光を照射することで、フィルムのヤング率や伸び率の、延伸方向による差を補正し、そのフィルムを面内方向に延伸することで、簡単に、複数の表示素子や半導体素子を所定の間隔に高精度に拡大して、即ち、高精度にピッチ変換して再配置することができる。

ＬＥＤディスプレイの製造方法の一例を説明するための概念斜視図である。 （ａ）はフィルムとしてのエキスパンドテープにＬＥＤチップを貼付した状態を示す側面概念図、（ｂ）はピッチ変換の一例を示す側面概念図、（ｃ）はＬＥＤチップの仮固定を示す側面概念図、（ｄ）はディスプレイ基板にＬＥＤチップを実装した状態を示す側面概念図である。 比較例の延伸方法の一例を示す図、（ａ）は比較例のエキスパンドテープを伸張前の状態を示す図であり、（ｂ）はエキスパンドテープを面内方向で不均一に伸張した状態を示す図である。 本発明の一実施形態に係る延伸方法の伸縮性のフィルムとしてのエキスパンドテープの延伸動作の一例を説明するための概念図、（ａ）は複数のＬＥＤをエキスパンドテープ（ダイシングテープ）上に配置した状態の一例を示す図であり、（ｂ）はエキスパンドテープの光照射領域に光を照射した状態の一例を示す図であり、（ｃ）はエキスパンドテープを面内方向に伸張し、複数のＬＥＤチップ間のピッチを均一に大きくした状態の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る延伸装置の電気的な機能ブロックの一例を示す図である。 光源からの光をエキスパンドテープの下部側（ＬＥＤチップが配置されていない面側）から照射する光照射装置（光照射手段）の一例を説明するための図、（ａ）は側面概念図、（ｂ）は平面図である。 延伸部（延伸手段）の一例を説明するための側面概念図、（ａ）は延伸前の状態の一例を示す図、（ｂ）は延伸時の状態の一例を示す図である。 光照射せずに延伸した時のエキスパンドテープ内の応力分布を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る延伸方法の一例を示すフローチャートである。 光源からの光をエキスパンドテープの上部側（ＬＥＤチップが配置されている面側）から照射する光照射装置の一例を説明するための図、（ａ）は側面概念図、（ｂ）は平面図である。 フォトマスクを用いずに光源からレーザー光をエキスパンドテープの光照射領域へ照射する光照射装置の一例を示す図、（ａ）は側面概念図、（ｂ）は平面図である。 （ａ）はエキスパンドテープの光照射領域の一例を示す図、（ｂ）はエキスパンドテープの光照射領域（形状が異なる）の一例を示す図である。 （ａ）はＵＶ照射なしで延伸した時、全面ＵＶ照射して延伸した時、選択的にＵＶ照射して延伸した時のチップ間隔の変化を示す図、（ｂ）はチップ間の計測領域を示す図、（ｃ）はチップ間の距離を説明するための図である。 （ａ）は光照射を行わずにエキスパンドテープを延伸した後のチップ間距離の一例を示す図、（ｂ）はチップ間距離を説明するための概念図である。 （ａ）はエキスパンドテープの全面に光照射しエキスパンドテープを延伸した後のチップ間距離の一例を示す図、（ｂ）はチップ間距離を説明するための概念図である。 （ａ）は選択的に光照射しエキスパンドテープを延伸した後のチップ間距離の一例を示す図、（ｂ）はチップ間距離を説明するための概念図である。

本発明の一実施形態に係る延伸装置は、複数の表示素子や半導体素子の二次元配列が面上に固着されている伸縮性のフィルムのための延伸装置であって、複数の表示素子や半導体素子の二次元配列における第１の方向と、当該第１の方向に交差する第２の方向とで異なる量の光をフィルムに照射するための光照射手段と、フィルムを少なくとも第１の方向及び第２の方向を含む面内方向に延伸する延伸手段とを有する。この光照射手段により照射される光は、前記第１の方向と前記第２の方向とで光の強度、照射面積、照射時間のいずれか１つ以上が異なることが好ましい。
なお、チップ状の表示素子や半導体素子が矩形状（長方形）の場合、上記第１の方向（例えばＸ方向）と、第２の方向（例えばＹ方向）は直交するが、例えば、チップ形状が平行四辺形等の場合、上記第１の方向と第２の方向は交差するが直交ではない。本発明の交差とは、直交と直交以外の交差を含むものである。

例えば、複数の表示素子や半導体素子が半導体ウエハに形成される。このウエハにはノッチやオリフラといった向きを決める目安（基準）があり、これに基づいて、ウエハをダイシングソーによりＸ方向及びＹ方向に切断して、二次元配列されたチップ状の表示素子や半導体素子が形成される。
次いで切断された素子の二次元配列は、素子分離（離間）のため、フィルム（エキスパンドテープ等）に固着される。ここで、このフィルムはその製造上の特性から面内のヤング率や伸び率が異方性を有しているが、かかるフィルムに対し、素子の二次元配列はそのＸ−Ｙ方向が、フィルムのヤング率や伸び率の異方性に対して所定の関係となるよう予め方向性を定めて載置・固着される。つまり、チップ配列のＸ方向と、伸縮性のフィルム（エキスパンドテープ等）のＸ方向は、半導体プロセスでの上記ウエハとフィルムの貼付工程の時に規定される。
光照射手段は、詳細にはフィルムにおいて、二次元配列された素子の隙間に、上述したように光を照射する。フィルムの光が照射された領域ではヤング率や伸び率が変化し、フィルムのＸ方向やＹ方向の伸び量を制御することができる。
伸縮性のフィルムは、面内のＸ方向およびＹ方向にヤング率や伸び率の異方性を有する場合であっても、光照射手段により所定の光照射領域に照射することで、フィルムのヤング率や伸び率を変化させ、そのフィルムを延伸部により面内方向、詳細にはＸ方向及びＹ方向に延伸することで、複数の表示素子や半導体素子を所定の間隔に高精度に拡大して再配置することができる。
また、延伸手段によるフィルムの延伸において、延伸手段に起因する延伸のＸ方向とＹ方向の偏りがある場合であっても、光照射手段により所定の光照射領域に照射することで、フィルムのヤング率や伸び率を変化させ、そのフィルムを延伸部により面内方向、詳細にはＸ方向及びＹ方向に延伸することで、複数の表示素子や半導体素子を所定の間隔に高精度に拡大して、即ち、高精度にピッチ変換して再配置することができる。
表示素子は、例えば、チップ状の表示素子であり、詳細には、ＬＥＤ素子、有機ＥＬ素子などである。また、半導体素子としては、チップ状の上記表示素子や、駆動回路、スイッチ回路、各種センサ、集積回路などである。
チップのＸ方向と、伸縮性のフィルム（エキスパンドテープ等）のＸ方向は、半導体プロセスで合わせる。

例えば、具体的には、延伸装置は、複数のＬＥＤチップが所定の隙間をあけて配列した状態で、その複数のＬＥＤチップが貼付された、面内方向の伸び率又はヤング率が不均一なフィルム（エキスパンドテープ等）と、フィルムにおけるＬＥＤチップ間の領域のうち、フィルムの厚み方向（例えばＺ方向）に直交する面内の第１の方向に沿ったＬＥＤチップ間の領域と、フィルムの面内の第１の方向に交差する第２の方向に沿ったＬＥＤチップ間の領域とで異なる量の光を照射する光照射手段と、フィルムを面内方向に延伸する延伸部とを有する。

以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態を説明する。本発明の実施形態は図示の内容を含むが、これのみに限定されるものではない。尚、以後の各図の説明で、既に説明した部位と共通する部分は同一符号を付して重複説明を一部省略する。
また、図面は、模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる場合がある。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
又、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための方法等を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
また、以下、本発明に係る延伸装置及び延伸方法を、ＬＥＤディスプレイの製造方法に関して適用した一例を説明するが、この実施形態に限られるものではない。

図１はＬＥＤディスプレイの製造方法の一例を説明するための概念斜視図である。図２（ａ）はフィルムとしてのエキスパンドテープ２に表示素子又は半導体素子としてのＬＥＤチップ１を貼付した状態を示す側面概念図、図２（ｂ）はピッチ変換の一例を示す側面概念図、図２（ｃ）はＬＥＤチップ１の仮固定を示す側面概念図、図２（ｄ）はディスプレイ基板にＬＥＤチップを実装した状態を示す側面概念図である。

図１、図２に示す例では、ＲＧＢのマイクロＬＥＤなどのＬＥＤチップ１を一括でディスプレイ基板に実装する。詳細には、先ず、円形状の半導体ウエハに赤色発光（Ｒ）のＬＥＤ、別の半導体ウエハに緑色発光（Ｇ）のＬＥＤ、また別の半導体ウエハに青色発光（Ｂ）のＬＥＤをそれぞれ形成する。
次に、半導体ウエハをそれぞれフィルムとしてのエキスパンドテープ２（ダイシングテープ）に貼付し、半導体ウエハを縦横に切断して、複数のＬＥＤチップ１（１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ）を形成する（図１、図２（ａ）参照）。図２（ａ）に示す例では、ＬＥＤチップ１は、上面から上方に向かって発光方向となっており、下面側に電極１２が形成されており、ＬＥＤチップ１の電極１２側がエキスパンドテープ２に貼付されている。

次に、図１の点線により囲まれた部分、及び図２（ｂ）に示すように、エキスパンドテープ２を外周側に延伸して、ＬＥＤチップ１のピッチ変換を行い、チップ間隔を所定間隔となるように拡大する。詳細には、延伸前のＬＥＤチップ１のチップ間隔が数μｍ〜約５０μｍであり、延伸後、チップ間隔を例えば、約１．５倍〜約８倍程度に拡大する。

次に、延伸したエキスパンドテープ２を延伸した状態で、ＬＥＤチップ１を仮固定用支持基板４に仮固定し（転写）、エキスパンドテープ２からＬＥＤチップ１を剥離する。なお、ＬＥＤチップ１の電極１２は仮固定用支持基板４に当接していない（図２（ｃ）参照）。

次に、図２（ｄ）に示すように、ＬＥＤチップ１の電極１２を、ディスプレイ基板５の配線（不図示）に接続させて、ＬＥＤチップ１をディスプレイ基板５に実装し、仮固定用支持基板４からＬＥＤチップを離間させる。そして、ＬＥＤチップ１が規定間隔に配置されたＬＥＤディスプレイが作製される。

図３は比較例の延伸方法の一例を示す図である。図４は本発明の一実施形態に係る延伸方法のエキスパンドテープの延伸動作の一例を説明するための概念図である。なお、図３、図４では、左右方向がＸ方向に対応し、上下方向がＹ方向に対応し、前後方向がＺ方向に対応している。

まず、比較例として、円形状のエキスパンドテープ２（ダイシングテープ）に、複数のＬＥＤ素子が形成されたウエハを接着し、ウエハを縦横（Ｘ方向、Ｙ方向）に切断して、図３（ａ）に示すように、複数のＬＥＤチップ１を形成する。
次に、図３（ｂ）に示すように、チップ間を所定の間隔に拡大するために、延伸装置（エキスパンダ）により、エキスパンドテープ２の中心Ｐ０を基準に、エキスパンドテープ２の外周を径方向外側に引っ張る。しかし、エキスパンドテープ２を単純に外周から径方向外側へ引き伸ばした場合、エキスパンドテープ２の面内方向の伸び率やヤング率が不均一であり、Ｘ方向（例えば横方向）とＹ方向（例えば縦方向）とでテープの延伸量の異方性が生じ、ＬＥＤチップ１のチップ間隔が不均一となる場合がある（光照射なしでエキスパンドした状態）。図３（ｂ）に示した例では、エキスパンドテープを延伸後（エキスパンド後）、Ｘ方向の延伸量が、Ｙ方向の延伸量よりも大きくなっており、Ｘ方向に沿ったＬＥＤチップ間の間隔が、Ｙ方向に沿ったＬＥＤチップ間の間隔よりも大きくなっている。

本発明では、フィルム（エキスパンドテープ２等）において、二次元配列された表示素子（ＬＥＤチップ１等）や半導体素子の隙間の所定領域に光を照射する。光が照射された領域ではヤング率や伸び率が変化し、フィルムのＸ方向やＹ方向のヤング率や伸び量を制御することができる。

詳細には、先ず図４（ａ）に示すように、例えば、フィルムとしての平面視円形状のエキスパンドテープ２（ダイシングテープ）に、複数のＬＥＤ素子が形成されたウエハを接着する。ウエハとフィルムの貼付時に、ウエハに形成されているノッチやオリフラといった向きを決める目安（基準）に基づいて、ウエハのＸ方向とフィルムのＸ方向を合わせる。ダイシングソーによりウエハを縦横（Ｘ方向、Ｙ方向）に切断して、図４（ａ）に示すように、複数のＬＥＤチップ１の二次元配列を形成する。ＬＥＤチップ１は、例えば、マイクロＬＥＤであり、１辺の長さが約１μｍ角〜２００μｍ角の矩形状に形成されている。なお、ＬＥＤチップ１の大きさは、この実施形態に限られるものではなく、例えば、約０．２ｍｍ角〜約１０ｍｍ角の大きさであってもよい。

そして、図４（ｂ）に示すように、エキスパンドテープ２におけるＬＥＤチップ間の領域のうち、エキスパンドテープ２の厚み方向（Ｚ方向）に直交する面内の第１の方向（Ｘ方向）に沿ったＬＥＤチップ間の領域Ａ１Ｘと、エキスパンドテープ２の面内の第１の方向（Ｘ方向）に交差（本実施形態では直交）する第２の方向（Ｙ方向）に沿ったＬＥＤチップ間の領域Ａ１Ｙとで異なる照射面積の光を照射する。
エキスパンドテープ２は、例えば、ＵＶ（紫外線）等の所定の波長の光が照射された領域が硬化するように形成されている。詳細には、エキスパンドテープにおける複数のＬＥＤチップの間の領域に、光源により選択的に光を照射することにより、エキスパンドテープのヤング率や伸び率を変化させ、エキスパンドテープの第１の方向（Ｘ方向）や第２の方向（Ｙ方向）の延伸力を制御することができる。延伸部によりエキスパンドテープをエキスパンド（延伸）した場合、複数のＬＥＤチップの間を所定の間隔となるように均一に広げて再配置することができる。
ＬＥＤピッチ変換後のマイクロＬＥＤの配置誤差は、電極サイズの３０％以下であることが好ましい。例えば、５０μｍ角のマイクロＬＥＤであれば電極サイズは１５μｍ程度なので、許容される誤差は約５μｍ以下となる。図４に示したピッチ変換では、チップのピッチ変換後のマイクロＬＥＤの配置誤差を、許容誤差範囲内とすることができる。

図５に示すように、本発明の一実施形態に係る延伸装置３００は、チップ状の表示素子又は半導体素子としての複数のＬＥＤチップ１が貼付されている伸縮性のフィルムとしてのエキスパンドテープ２、光照射装置３０（光照射手段）、延伸部３２（延伸手段）、制御装置３３（コンピュータ）等を有する。図５に示す例では、光照射装置３０にエキスパンドテープ２が設置されている。また、延伸装置３００は、エキスパンドテープを光照射装置３０から延伸部３２へ搬送する搬送部３４（搬送装置）を有していてもよい。また、延伸装置３００は、光照射装置３０によりエキスパンドテープに光を照射した後、延伸部３２にてエキスパンドテープを延伸してもよいし、光照射装置３０によりエキスパンドテープに光を照射しながら、延伸部３２によりエキスパンドテープを延伸してもよい。搬送部３４は、必要に応じて適宜設けられる。
また、ＬＥＤディスプレイの製造装置としては、必要に応じて、エキスパンドテープに半導体ウエハを貼付する装置、シリコンなどの半導体ウエハにＬＥＤ素子を生成するＬＥＤ製造装置、半導体ウエハをダイシングソーにより半導体ウエハを切断して、エキスパンドテープ上に所定間隔に配置された複数の反動愛ＬＥＤチップ等の半導体チップを形成するダイシング装置、フォトマスクを生成するマスク生成装置、フォトマスクと、ＬＥＤチップが配置されたエキスパンドテープとの位置合わせを行う位置合わせ装置、回路基板にＬＥＤチップを実装する装置、ＬＥＤチップをモールディングする装置、などを有してもよい。

光照射装置３０は、エキスパンドテープ２の所定領域に光を照射する。詳細には、光照射装置３０は光源３１などを有する。

フィルムとしてのエキスパンドテープ２には、例えば図６に示すように、複数のＬＥＤチップ１が二次元配列されている。図６（ａ）に示すように、エキスパンドテープ２は、基材２１、光反応性粘着層２２を有する。図６（ａ）に示す例では、基材２１の上面側に光反応性粘着層２２が形成されており、光反応性粘着層２２にＬＥＤチップ１が配置される。

基材２１は、例えば、ポリ塩化ビニル樹脂等の延伸自在な樹脂材料などにより形成されている。基材２１の厚みは、約１００μｍ〜１５０μｍ程度である。
光反応性粘着層２２は、所定の厚み、例えば約５μｍ〜１５μｍ程度であり、ＵＶ硬化性材料などの光硬化性材料が含有されている。光硬化性材料は、紫外線などの所定の波長の光が照射された場合に硬化する。つまり、エキスパンドテープ２は、光照射された領域のヤング率や伸び率が変化する、詳細には光照射前と比較してヤング率が大きくなり、伸び率が低下する。
光反応性粘着層２２の形成材料として、例えば、アクリル系粘着剤などを採用することができる。エキスパンドテープ２のアクリル系粘着剤（アクリルポリマー前駆体）に含まれるアクリレートモノマーは、ＵＶ照射により、光重合してポリマーになる。
ＵＶ照射によってＵＶ硬化性樹脂に含まれる光重合開始剤はラジカルになり、アクリレートモノマーのラジカル重合を促進する。これによって、アクリレートモノマーがポリマーへと変化する。ポリマーはモノマー同士が共有結合によって強固に結合した高分子なので、モノマーを含む前駆体に比べてポリマーのヤング率は増加する。つまり、エキスパンドテープ２の光硬化性を利用することによりピッチ変換制御が可能である。

なお、光反応性粘着層２２は、粘着層と光反応性層とが別々に形成されていてもよい。
また、エキスパンドテープ２の基材２１側に光照射される場合、基材２１は光源３１からの光に対して透光性を有することが好ましく、この場合、光源３１からの光が基材２１を透過して光反応性粘着層２２に照射され、光反応性粘着層２２が硬化する。

光源３１は、所定の波長の光をエキスパンドテープ２に照射する。詳細には、複数の表示素子の二次元配列における第１の方向（例えばＸ方向）と、当該第１の方向に交差する第２の方向（例えばＹ方向）とで異なる量の光をエキスパンドテープ２（フィルム）に照射する。具体的には、エキスパンドテープ２におけるＬＥＤチップ間の領域のうち、エキスパンドテープの厚み方向に直交する面内の第１の方向（例えばＸ方向）に沿ったＬＥＤチップ間の領域Ａ１Ｘと、エキスパンドテープの面内の第１の方向に直交する第２の方向（例えばＹ方向）に沿ったＬＥＤチップ間の領域Ａ１Ｙとで異なる量の光を照射する。
この光源３１は、発光部３１１を有し、必要に応じてフォトマスク３１２を有する。

発光部３１１は、所定の波長の光を所定の出力密度で照射する。発光部３１１から照射される光は、エキスパンドテープ２の光反応性粘着層２２の材料に応じて規定される。具体的には、発光部３１１は、例えば波長３６５ｎｍのＵＶ（紫外線）などを発光する。なお、発光部３１１は、可視光を発光してもよい。

フォトマスク３１２は、図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、エキスパンドテープ２の光照射領域２Ｌｒに対応する位置に透光部３１２ｈが形成されている。図６に示した例では、フォトマスク３１２は、透光性の材料からなる基材３１２１と、遮光性の材料からなる遮光部３１１２とを有し、遮光部３１１２に透光部３１２ｈが形成されている。
光源３１は、フォトマスク３１２の透光部３１２ｈを介して、エキスパンドテープ２の光照射領域２Ｌｒに光を照射することで、簡単な構成で、エキスパンドテープ２の光照射領域が硬化して、エキスパンドテープ２のヤング率や伸び率を変化させ、面内方向に均一に延伸可能となる。

また、光照射装置３０には、例えば、マスク位置調整部３１３として撮像部等が設けられていてもよい。この撮像部は、フォトマスク３１２やエキスパンドテープ２等を撮像し、フォトマスク３１２の位置決めをするために用いられ、制御装置３３は撮像部等のマスク位置調整部３１３からの信号に基づいて、フォトマスク３１２やエキスパンドテープ２の相対位置を調整するＸＹステージ（不図示）を駆動制御して、フォトマスク３１２の位置を調整する。

延伸部３２は、光源３１により光照射されたエキスパンドテープ２を少なくとも第１の方向（Ｘ軸方向）及びこれに交差する第２の方向（Ｙ軸方向）を含む面内方向に延伸する。
延伸部３２（エキスパンダ）の一例を図７を参照しながら説明する。
延伸部３２は、例えば、図７（ａ）に示すように、中央に平面視円形状の凹部が形成された断面Ｕ字形状の本体部３２１、フィルムとしてのエキスパンドテープ２の外周部を本体部３２１に固定するためのリング状の固定部材３２２と、本体部３２１の中央部に設けられ、ピストンにより上下動自在なステージ３２３とを有する。本実施形態ではステージ３２３は平面視円形状に形成されている。
図７（ａ）に示すように、複数のＬＥＤチップ１が配置されたエキスパンドテープ２が、延伸部３２の本体部３２１に設置され、リング状の固定部材３２２により本体部３２１固定される。

延伸時、図７（ｂ）に示すように、ピストン駆動部（不図示）によりステージ３２３が、エキスパンドテープ２の下側から上方へ押し上げることにより、エキスパンドテープ２の外周がエキスパンドテープ２の中心から径方向外側に延伸される。そして、ＬＥＤチップ間の間隔が拡大する。
また、ステージ３２３に加熱部（不図示）を設け、ステージ３２３の温度を室温から５０℃程度の温度範囲内に適宜設定することで、例えば、温度を上げて延伸速度を向上させたり、伸び率を大きくしてもよい。

なお、エキスパンドテープ２に光照射せずに、延伸部３２によりエキスパンドテープ２を延伸した場合、エキスパンドテープ内における横方向（ＴＤ：Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）応力と縦方向（ＭＤ：Ｍａｃｈｉｎｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）応力は、図８に示すようにコンピュータ演算により算出される。エキスパンドテープ２の中心から外周側部にかけて応力が減少しているほか、ＴＤ応力とＭＤ応力の差も増加していることがわかる。
本発明の一実施形態では、エキスパンドテープ２の所定の領域に選択的に光照射することにより、延伸時に、エキスパンドテープ２の中央部付近の伸び率と、外周側の伸び率を同じとすることができる。

図５に示す、制御装置３３は、光照射装置３０、延伸部３２、搬送部３４などを統括的に制御する。制御装置３３は、詳細には、制御部３３１（ＣＰＵ）、記憶部３３２、インタフェース３３３（Ｉ／Ｆ）、入力部３３４、出力部３３５、及び通信部３３６等を有する。この制御装置３３の各構成要素はデータ通信線などにより通信可能に接続されている。

制御部３３１（ＣＰＵ）は、制御装置３３の各構成要素を統括的に制御する。
記憶部３３２は、例えば、エキスパンドテープ２への光の照射領域や照射面積に関する光照射情報を記憶している。制御部３３１が記憶部３３２から読み出した光照射情報に基づいて、エキスパンドテープ２の照射領域へ所定の照射面積となるように光を照射するように、光源３１の発光部３１１を制御してもよい。
インタフェース３３３（Ｉ／Ｆ）は、光照射装置３０、延伸部３２、搬送部３４に対する入出力インタフェースである。
入力部３３４は、例えば、キーボード、タッチパネル、マウス等の操作入力装置であり、操作者の操作入力に応じた信号を制御部３３１に出力する。
出力部３３５は、表示装置などであり、制御部３３１により制御され、所定の表示を行う。
通信部３３６は、制御部３３１の制御により、有線式又は無線式の通信路を介して外部のコンピュータと通信を行う。

図９のフローチャートを参照しながら、本発明の一実施形態に係るＬＥＤディスプレイの製造方法の一例を説明する。

ステップＳ１において、複数の表示素子又は半導体素子（ＬＥＤチップ１等）が所定の隙間をあけて二次元配列した状態で、フィルムとしてのエキスパンドテープ２の面上に固着されている。エキスパンドテープ２はＸ方向とＹ方向とでヤング率や伸び率が異なっていてもよい。

ステップＳ２において、光照射手段としての光源３１により、複数の表示素子又は半導体素子（ＬＥＤチップ１等）の二次元配列における第１の方向（Ｘ方向）と、当該第１の方向に交差する第２の方向（Ｙ方向）とで異なる量の光をフィルムとしてのエキスパンドテープ２に照射する。詳細には、エキスパンドテープ２におけるＬＥＤチップ間の領域のうち、エキスパンドテープ２の厚み方向に直交する面内の第１の方向に沿ったＬＥＤチップ間の領域と、エキスパンドテープ２の面内の第１の方向に直交する第２の方向に沿ったＬＥＤチップ間の領域とで異なる照射面積の光を光源３１が照射する。

ステップＳ３において、延伸手段としての延伸部３２が光源３１により光照射されたエキスパンドテープ２の外周を径方向外側に向かって面内方向に延伸する。詳細には第１の方向（Ｘ方向）および第２の方向（Ｙ方向）を含む面内方向、又は面内全方向に延伸する。複数のＬＥＤチップ間の間隔は所定の間隔に高精度に拡大、即ち、高精度にピッチ変換される。

ステップＳ４において、所定の間隔に配置されたチップ状の複数の表示素子又は半導体素子を回路基板等に実装する。

上述した光照射装置によるエキスパンドテープ２への光照射は、図６に示した実施形態に限られるものではない。例えば、図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示すように、複数のＬＥＤチップ１がエキスパンドテープ２の光反応性粘着層２２上に配置された状態で、フォトマスク３１２をエキスパンドテープ２の上方に配置し、さらに上方から光源３１の発光部３１１により光を照射してもよい。
光源３１の発光部３１１からの光は、フォトマスク３１２の透光部３１２ｈを介して、エキスパンドテープ２の所定の光照射領域に照射することで、簡単な構成で、エキスパンドテープ２の光照射領域が硬化して、エキスパンドテープ２のヤング率や伸び率を変化させ、面内方向に均一に延伸可能となる。

また、例えば、図１１に示したように、光照射装置は、フォトマスクを用いることなく、光源３１からレーザー光をエキスパンドテープ２の所定の光照射領域２Ｌｒへ照射してもよい。
詳細には、図１１に示すように、光源３１は、レーザー光を射出する発光部３１１と、発光部３１１からのレーザー光を、エキスパンドテープ２の光照射領域２Ｌｒに照射する照射光学系３１４とを有してもよい。照射光学系３１４は、例えば、ガルバノミラーやビームスプリッタなどの光学装置を有してもよい。
また、制御部３３１は、照射光学系３１４を駆動する光学駆動部（不図示）を駆動制御することにより、発光部３１１からのレーザー光を、エキスパンドテープ２の光照射領域に照射してもよい。
なお、エキスパンドテープ２をＸＹステージ（不図示）に設置し、発光部３１１からのレーザー光をエキスパンドテープ２の規定の領域に照射するように、制御部３３１がＸＹステージを駆動制御してもよい。
すなわち、簡単な構成で、エキスパンドテープ２の発光部３１１からのレーザー光を所定の光照射領域２Ｌｒに照射することができる。

また、エキスパンドテープ２への光照射領域２Ｌｒは、図３、図６、図１０に示す実施形態に限られるものではなく、例えば、図１２（ａ）に示すように、Ｘ方向に沿ったＬＥＤチップ１間の領域Ａ１Ｘに、複数の光照射領域２Ｌｒを設定し、Ｙ方向に沿ったＬＥＤチップ１間の領域Ａ１Ｙに１つの光照射領域２Ｌｒを設定し、光源３１から光を光照射領域２Ｌｒへ照射してもよい。光照射領域２Ｌｒの形状は、例えば、矩形状であってもよいし、円形状であってもよいし、図１２（ｂ）に示すように、楕円形状であってもよい。
図１２（ｂ）に示した例では、ＬＥＤチップ１が横長の矩形状に形成されており、領域Ａ１Ｘ，領域Ａ１Ｙに、所定の形状の光照射領域２Ｌｒを設定し、光源３１から光を光照射領域２Ｌｒへ照射する。
すなわち、エキスパンドテープの面内のヤング率や伸び率に応じて、適宜任意の形状の光照射領域２Ｌｒを設定し、光源３１から光を光照射領域２Ｌｒへ照射することで、エキスパンドテープ２を均一に延伸することができる。

本願発明者は、面内のヤング率や伸び率の異方性を有するエキスパンドテープに対して、実際に光照射を行った後、エキスパンドテープを拡張することで、エキスパンドテープのヤング率や伸び率を制御して、Ｘ方向、Ｙ方向に沿ったチップ間を所定間隔に高精度に拡大、即ち、高精度にピッチ変換できることを確認した。

＜第１の実験＞
詳細には、エキスパンドテープとしては、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）からなる厚み約１４０μｍの基材上に、アクリル系粘着剤からなる厚み約１０μｍの光反応性粘着層が形成されたものを採用した。エキスパンドテープのヤング率は、Ｙ方向に対応する縦方向（ＭＤ）が８６ＭＰａであり、Ｘ方向に対応する横方向（ＴＤ）が１０３ＭＰａである。
厚さ６７５μｍ、直径６インチのシリコンウエハを準備し、エキスパンドテープにシリコンウエハを貼付し、ダイシングソーにより縦横（Ｘ方向及びＹ方向）にウエハを切断し、３ｍｍ角のシリコンチップをエキスパンドテープ上に形成した。
テープ延伸率後、デジタル顕微鏡を用いて、隣接チップ間のチップ距離をＸ方向およびＹ方向に沿って測定した。

図１３は複数の３ｍｍ角のシリコンチップが配置されたエキスパンドテープに対する実験結果を示す図である。詳細には図１３（ａ）はＵＶ照射なしで延伸した時、エキスパンドテープの全面にＵＶ照射して延伸した時、選択的にＵＶ照射して延伸した時のチップ間隔の変化を示す図、図１３（ｂ）はチップ間の計測領域を示す図、図１３（ｃ）はチップ間の距離を説明するための図である。

光照射としては、ＵＶ照射装置を用いて、波長３６５ｎｍのＵＶ（紫外線）を４６０ｍＪ／ｃｍ²照射した。
選択的光照射としては、図６に示したエキスパンドテープの下方からフォトマスクを介して光を照射する光照射装置を採用した。全面照射としては、フォトマスクを設けずに光照射を行った。
テープ延伸条件としては、ステージ温度は５０℃で、リフトアップの高さは２０ｍｍである。

また、チップ間の計測領域は図１３（ｂ）に示すように、エキスパンドテープ２のＹ方向に沿った縦３列（点線により囲まれた領域）のチップ間について計測し、詳細には、図１３（ｃ）に示すように、Ｘ方向に沿ったチップ間の距離、Ｙ方向に沿ったチップ間の距離を顕微鏡で測定した。
なお、最初のチップ間の距離は４５μｍであった。

実験の結果を図１３（ａ）に示す。白色の記号は、ＵＶ照射なしのテープ延伸後のチップ間の距離を示している。黒色の記号は、３ｍｍ角のチップの下の領域を含む、エキスパンドテープの全領域へのＵＶ照射によるテープ延伸後のチップ間の距離を示している。グレーの記号は、図６に示した光照射領域２Ｌｒに、選択的にＵＶ照射し、テープ延伸後のチップ間距離を示している。丸印および菱形印の記号は、延伸後のＸ方向のチップ間の距離と、Ｙ方向のチップ間の距離を示している。

ＵＶ照射なしの場合（白色の記号）、Ｘ方向に沿ったチップ間の距離が、Ｙ方向に沿ったチップ間の距離よりも大きいことを示している。これは、エキスパンドテープ２の異方性伸び特性に起因する。

エキスパンドテープの下面の全領域にＵＶ照射した場合（黒色の記号）では、ＵＶアシッドラジカル重合によるアクリル接着剤層の硬化反応により、エキスパンドテープの伸び量を大幅に減少させることがわかる。

選択的ＵＶ照射の場合（グレーの記号）では、グレーの丸印で示すように、Ｘ方向に沿ったチップ間の距離は、Ｙ方向に沿ったチップ間の距離よりも小さい。すなわち、選択的ＵＶ照射プロセスによってテープの伸び量を制御できることを示している。
つまり、フォトマスクの透光部を最適な位置に形成することにより、ＵＶ照射領域を最適することができ、Ｘ方向、Ｙ方向に沿ったチップ間距離を所定間隔に容易に均一に拡大、即ち、高精度にピッチ変換することができる。

＜第２の実験＞
次に、厚さ５００μｍ、直径４インチのシリコンウエハを準備し、ウエハを厚さ１０μｍまで薄化し、エキスパンドテープにシリコンウエハを貼付し、ダイシングソーにより縦横（Ｘ方向及びＹ方向）にウエハを切断し、５０μｍ角のシリコンチップをエキスパンドテープ上に形成した。このサイズのチップを用いた第２の実験は、マイクロＬＥＤを想定したものである。

選択的光照射としては、図１０に示したエキスパンドテープの上方からフォトマスクを介して光を照射する光照射装置を採用した。全面照射としては、フォトマスクを設けずに光照射を行った。
他の実験条件は、第１の実験と同様であるので説明を省略する。

図１４（ａ）は光照射を行わずにエキスパンドテープを延伸した後のチップ間距離の一例を示す図、図１４（ｂ）はチップ間距離を説明するための概念図である。
図１５（ａ）はエキスパンドテープの全面に光照射しエキスパンドテープを延伸した後のチップ間距離の一例を示す図、図１５（ｂ）はチップ間距離を説明するための概念図である。
図１６（ａ）は選択的に光照射しエキスパンドテープを延伸した後のチップ間距離の一例を示す図、図１６（ｂ）はチップ間距離を説明するための概念図である。
図１４、図１５、図１６に示す、白丸はＸ方向に沿ったチップ間の距離を示し、黒丸はＹ方向に沿ったチップ間の距離を示している。

図１６に示したように選択的に光照射した場合では、図１４に示した光照射を行わない場合と図１５に示したエキスパンドテープの全面に光照射した場合と比較して、Ｘ方向に沿ったチップ間の距離とＹ方向に沿ったチップ間の距離が略一致している部分がある。

詳細には、フォトマスクの透光部とチップの間の光照射領域とは、位置合わせの精度が高い領域（マスクアライメントエラーのない領域）と、精度が低い領域（マスクアライメントエラーのない領域）があり、図１６に示すように、マスクアライメントエラーのない領域では、Ｘ方向に沿ったチップ間の距離とＹ方向に沿ったチップ間の距離を略一致させることができる。
すなわち、本発明に係る選択的ＵＶ照射により、マイクロＬＥＤのチップ間の間隔を高精度に制御することができる。
特に、マイクロＬＥＤの２つの電極のサイズが２〜１３μｍ程度で、マイクロＬＥＤのピッチ（チップ間の距離）が１０μｍ未満の場合、本発明に係る選択的ＵＶ照射による技術は非常に有用である。

以上、説明したように、本発明の一実施形態に係る延伸装置３００は、複数の表示素子（ＬＥＤチップ１等）や半導体素子の二次元配列が面上に固着されている伸縮性のフィルム（エキスパンドテープ２等）を延伸する。この延伸装置３００は、複数の表示素子（ＬＥＤチップ１等）や半導体素子の二次元配列における第１の方向（例えばＸ方向）と、当該第１の方向に交差（直交を含む。以下、同様。）する第２の方向（例えばＹ方向）とで異なる量の光をフィルム（エキスパンドテープ２等）に照射するための光照射手段（光源３１）と、上記フィルム（エキスパンドテープ２等）を少なくとも第１の方向及び第２の方向を含む面内方向に延伸する延伸手段（延伸部３２等）とを有する。
本発明の一実施形態に係る延伸方向は、複数の表示素子や半導体素子の二次元配列が面上に固着されている伸縮性のフィルムのための延伸方法であり、この延伸方法は、光照射手段（光源３１）により、複数の表示素子（ＬＥＤチップ１等）や半導体素子の二次元配列における第１の方向と、当該第１の方向に交差する第２の方向とで異なる量の光をフィルム（エキスパンドテープ２等）に照射する工程（Ｓ２）と、延伸手段（延伸部３２等）により、光照射手段（光源３１）から光が照射された、若しくは光の照射とともに、上記フィルム（エキスパンドテープ２等）を少なくとも第１の方向及び第２の方向を含む面内方向に延伸する工程（Ｓ３）とを有する。
光照射手段（光源３１）は、詳細にはフィルム（エキスパンドテープ２等）において、二次元配列された表示素子（ＬＥＤチップ１等）や半導体素子の隙間に、上述したように光を照射する。光が照射された領域ではヤング率や伸び率が変化し、フィルムのＸ方向やＹ方向のヤング率や伸び量を制御することができる。
伸縮性のフィルムは、面内のＸ方向およびＹ方向にヤング率や伸び率の異方性を有する場合であっても、光照射手段により所定の光照射領域に照射することで、フィルムのヤング率や伸び率を変化させ、そのフィルムを延伸部により少なくともＸ方向及びＹ方向を含む面内方向に延伸することで、複数の表示素子や半導体素子を所定の間隔に高精度に拡大して、即ち、高精度にピッチ変換して再配置することができる。
また、延伸手段によるフィルムの延伸において、延伸手段に起因する延伸のＸ方向とＹ方向の偏りがある場合であっても、光照射手段により所定の光照射領域に照射することで、フィルムのヤング率や伸び率を変化させ、そのフィルムを延伸部により少なくともＸ方向及びＹ方向を含む面内方向に延伸することで、複数の表示素子や半導体素子を所定の間隔に高精度に拡大して、即ち、高精度にピッチ変換して再配置することができる。

また、例えば、表示素子としては、１辺の長さが約１μｍ〜２００μｍの略直方体形状に形成されたマイクロＬＥＤ（マイクロＬＥＤチップ）等であり、再配置された複数のＬＥＤチップを回路基板等に実装することにより、高精度に高精細なＬＥＤディスプレイを、簡単な構成で製造することができる。

また、上記光照射手段（光源３１）により照射される光は、第１の方向と第２の方向とで光の強度、照射面積、照射時間のいずれか１つ以上が異なることが好ましい。この光の量は、例えば、光の強度と照射面積と照射時間の積に比例するものである。
すなわち、光照射手段（光源３１）が上述した複数の表示素子（ＬＥＤチップ１等）の二次元配列における第１の方向（例えばＸ方向）と第２の方向（例えばＹ方向）とで光の強度、照射面積、照射時間のいずれか１つ以上が異なるように、フィルム（エキスパンドテープ２等）の所定の光照射領域に光を照射することにより、簡単に、第１方向と第２の方向とで光の量が異なるようにすることができる。

また、制御装置３３の記憶部３３２は、予め、フィルム（エキスパンドテープ２等）へ照射される光の量に関する光照射情報を記憶し、制御部３３１が記憶部３３２から読み出した光照射情報に基づいて、フィルムの照射領域へ所定の光の量となるように光を照射するように、光源３１の発光部３１１を制御してもよい。

例えば、制御装置３３の制御部３３１は、光照射せずにフィルムを延伸した後、又は所定領域に光照射しフィルムを延伸した結果、フィルムの第１の方向、及び第２の方向への伸び率を計測し、計測結果に基づいて、次に延伸するフィルム（光照射せずに延伸したフィルムと同種）を第１の方向及び第２の方向に均一に延伸できるように、記憶部３３２に記憶されている、フィルムへ照射する光の量に関する光照射情報を、補正する処理を行ってもよい。

また、例えば、フィルムの面内の伸び率やヤング率に関するフィルム情報（テープ情報）を制御装置３３（コンピュータ）の記憶部に３３２に記憶しておき、制御装置３３の制御部３３１がフィルム情報に基づいて、各フィルムへ光を照射する領域や光の照射量を算出し、制御部３３１が光源３１を制御して、算出された照射領域へ算出された光の照射量となるように所定の領域に光を照射してもよい。

また、本発明の一実施形態に係る延伸装置３００の光照射手段（光源３１）により照射される光は、複数の表示素子の二次元配列における第１の方向と第２の方向とで異なる照射形状である。
すなわち、例えば、フィルム（エキスパンドテープ２等）の上記領域Ａ１Ｘ、領域Ａ１Ｙへの光の照射面積が異なり、光の照射形状が例えば円形状、楕円形状、矩形状など異なるようにすることで、容易に、フィルムのヤング率や伸び率を変化させ、フィルムを延伸することで、複数の表示素子（ＬＥＤチップ１等）を所定の間隔に高精度に拡大して、即ち、高精度にピッチ変換して再配置することが可能な延伸装置を提供することができる。

また、本発明の一実施形態に係る延伸装置３００に用いられるフィルム（エキスパンドテープ２等）は、基材２１と、基材２１の一方の面に形成され、光照射手段（光源３１）からの光照射により硬化する光反応性粘着層２２とを有する。光反応性粘着層２２が形成された面側にＬＥＤチップ１が配置されている。
光反応性粘着層２２は、例えば、アクリル系粘着剤などの光硬化性材料を含有しており、所定の波長の光が照射された場合に光重合反応などにより硬化する。
すなわち、所定の波長の光が照射された場合、フィルムの光照射領域が硬化することで、フィルムのヤング率や伸び率が変化し、詳細には、光照射前と比較して、ヤングが大きくなり、又は伸び率が低下する。つまり、面内で不均一なヤング率や伸び率を有するフィルムに対して、フィルムを延伸して、複数の表示素子（ＬＥＤチップ１等）を所定の間隔に高精度に拡大して、即ち、高精度にピッチ変換して再配置することができる。

また、本発明の一実施形態に係る延伸装置３００の光照射手段（光源３１）は、フィルム（エキスパンドテープ２等）の光照射領域に対応する位置に透光部３１２ｈを備えたフォトマスク３１２と、フォトマスク３１２の透光部３１２ｈを介して、フィルムの光照射領域に光を照射する発光部３１１とを有する。フォトマスク３１２は、遮光性の材料から形成されている。
すなわち、発光部３１１からの光が、フォトマスク３１２の透光部３１２ｈを介して、フィルムの所定の光照射領域に照射されるので、簡単な構成で、エキスパンドテープ２の光照射領域が硬化して、エキスパンドテープ２のヤング率や伸び率を変化させることができる。

また、本発明の一実施形態に係る延伸装置３００の光照射手段（光源３１）は、レーザー光を射出する発光部３１１と、発光部３１１からのレーザー光を、フィルム（エキスパンドテープ２等）の光照射領域に照射する照射光学系３１４とを有してもよい。照射光学系３１４は、例えば、ガルバノミラーやビームスプリッタなどの光学装置を有してもよい。

また、本発明の一実施形態に係る延伸装置３００の光照射手段（光源３１）は、フィルム（エキスパンドテープ２等）の中央よりも外周側ほど、光の量が大きくなるように光を照射することが好ましい。
すなわち、延伸部３２によりフィルムの外周を径方向外側に向かって延伸した際、フィルムよりも外周側ほど伸び率が大きい場合、フィルムの中央よりも外周側ほど、光の量が大きくなるように光を照射することで、フィルムの中央から外周側に亘って伸び率を均一とすることができる。

また、本発明の一実施形態に係る延伸装置３００の光照射手段（光源３１）は、フィルム（エキスパンドテープ２等）の複数の表示素子（又は半導体素子等）が貼付されている一方の面側、又は他方の面側に光を照射する。
光源３１が、フィルムの複数の表示素子（又は半導体素子等）が貼付されている一方の面側に光を照射する場合、フィルム（エキスパンドテープ２等）の基材２１が光照射手段（光源３１）からの光に対して非透光性であっても、光反応性粘着層２２に光を直接照射することで容易に硬化することができる。
また、光照射手段（光源３１）が、フィルムの複数の表示素子（又は半導体素子等）が貼付されている一方の面側に対して反対側の他方の面側に光を照射する場合、フィルムの基材２１が光照射手段（光源３１）からの光に対して透光性であることが好ましく、基材２１を介して光反応性粘着層２２に光を照射することで容易に硬化することができる。

なお、延伸装置３００の光照射手段（光源３１）は、表示素子（又は半導体素子）の二次元配列の第１の方向と第２の方向とで異なる量の光をフィルム（エキスパンドテープ２等）に照射して、フィルムに孔部を形成してもよい。
フィルムの所定の領域に光を照射して孔部を形成することで、フィルムの面内方向の伸び率を制御することができる。
すなわち、フィルムの外周を少なくとも第１の方向及び第２の方向を含む面内方向に延伸して、複数の表示素子や半導体素子を所定の間隔に拡大できるように、光照射手段がフィルムの所定の領域に光を照射して孔部を形成することで、容易に、複数の表示素子や半導体素子を所定の間隔に拡大することができる。

つまり、本発明の一実施形態に係る延伸装置は、複数の表示素子又は半導体素子の二次元配列が面上に固着されている伸縮性のフィルム（エキスパンドテープ２等）のための延伸装置３００であって、フィルムの中央よりも外周側ほど、光の量が大きくなるように光を前記フィルムに照射する光照射手段（光源３１）と、上記フィルムを複数の表示素子又は半導体素子の二次元配列における第１の方向、及び当該第１の方向に交差する第２の方向を含む面内方向に延伸する延伸手段（延伸部３２）とを有してもよい。
また、本発明の一実施形態に係る延伸方法は、複数の表示素子又は半導体素子の二次元配列が面上に固着されている伸縮性のフィルムのための延伸方法であって、光照射手段（光源３１）により、フィルム（エキスパンドテープ２等）の中央よりも外周側ほど、光の量が大きくなるように光を前記フィルムに照射する工程と、延伸手段（延伸部３２等）により、光照射手段（光源３１）から光が照射された、若しくは光の照射とともに、フィルムを複数の表示素子又は半導体素子の二次元配列における第１の方向、及び、当該第１の方向に交差する第２の方向を含む面内方向に延伸する工程とを有してもよい。

また、フィルムに貼付される表示素子は、例えば、チップ状の表示素子であり、詳細には、ＬＥＤ素子、有機ＥＬ素子などであり、また、半導体素子としては、チップ状の上記表示素子や、駆動回路、スイッチ回路、各種センサ、集積回路などであり、またはそれら２つ以上の組み合わせであってもよい。

また、延伸装置３００は、複数のＬＥＤチップ１が所定の隙間をあけて配列した状態で、その複数のＬＥＤチップ１が貼付された、面内方向の伸び率又はヤング率が不均一なエキスパンドテープ２と、エキスパンドテープ２におけるＬＥＤチップ間の領域のうち、エキスパンドテープ２の厚み方向（例えばＺ方向）に直交する面内の第１の方向（例えばＸ方向）に沿ったＬＥＤチップ間の領域Ａ１Ｘと、エキスパンドテープの面内の第１の方向に交差する第２の方向（例えばＹ方向）に沿ったＬＥＤチップ間の領域Ａ１Ｙとで異なる照射面積の光を照射する光源３１と、光源３１により光照射されたエキスパンドテープ２を面内方向に延伸する延伸部３２（エキスパンダ（ウエハ延伸装置））を有する。なお、光源３１は、領域Ａ１Ｘ、領域Ａ１Ｙの何れか一方にのみ光を照射してもよい。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
また、上述の各実施形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの記載内容を組み合わせることが可能である。
また、各図の記載内容はそれぞれ独立した実施形態になり得るものであり、本発明の実施形態は各図を組み合わせた一つの実施形態に限定されるものではない。

例えば、フィルムの延伸方法は、上述した実施形態に限られるものではなく、例えば、フィルムの外周を、上記第１の方向、第２の方向で異なる力で延伸することで、複数の表示素子や半導体素子の間隔を所定の間隔となるように拡大してもよい。例えば、平面視楕円形状や平面視矩形状などのステージをフィルムの下方から上方へ押し上げることにより、フィルムの外周を上記第１の方向、第２の方向で異なる力で延伸することができ、複数の表示素子や半導体素子を所定の間隔に高精度に拡大して再配置することができる。

１…ＬＥＤチップ（表示素子などの半導体素子）
２…エキスパンドテープ（伸縮性のフィルム）
２１…基材（延伸自在な部材）
２２…光反応性粘着層
３０…光照射装置
３１…光源（光照射手段）
３２…延伸部（エキスパンダなどの延伸手段）
３３…制御装置（制御部）
３００…延伸装置
３１１…発光部
３１２…フォトマスク

Claims (14)

1. 複数の表示素子の二次元配列が面上に固着されている伸縮性のフィルムのための延伸装置であって、
   前記複数の表示素子の二次元配列における第１の方向と、当該第１の方向に交差する第２の方向とで異なる量の光を前記フィルムに照射するための光照射手段と、
   前記フィルムを少なくとも前記第１の方向及び前記第２の方向を含む面内方向に延伸する延伸手段と、
   を有することを特徴とする延伸装置。
2. 前記光照射手段により照射される光は、前記第１の方向と前記第２の方向とで光の強度、照射面積、照射時間のいずれか１つ以上が異なることを特徴とする請求項１に記載の延伸装置。
3. 前記光照射手段により照射される光は、前記第１の方向と前記第２の方向とで照射形状が異なることを特徴とする請求項２に記載の延伸装置。
4. 前記複数の表示素子は、マイクロＬＥＤであることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の延伸装置。
5. 前記光照射手段は、前記フィルムの光照射領域に対応する位置に透光部を備えたフォトマスクを有し、前記フォトマスクの前記透光部を介して、前記フィルムの光照射領域に光を照射することを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の延伸装置。
6. 前記光照射手段は、レーザー光を射出する発光部と、
   前記発光部からのレーザー光を、前記フィルムの光照射領域に照射する照射光学系と、を有することを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の延伸装置。
7. 前記光照射手段は、前記フィルムの中央よりも外周側ほど、光の量が大きくなるように光を照射することを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載の延伸装置。
8. 前記光照射手段は、前記フィルムの前記複数の表示素子が固着されている一方の面側、又は他方の面側から光を照射することを特徴とする請求項１から請求項７の何れかに記載の延伸装置。
9. 前記光照射手段は、前記第１の方向と、前記第２の方向とで異なる量の光を前記フィルムに照射して、前記フィルムに孔部を形成することを特徴とする請求項１に記載の延伸装置。
10. 複数の半導体素子の二次元配列が面上に固着されている伸縮性のフィルムのための延伸装置であって、
    前記複数の半導体素子の二次元配列における第１の方向と、当該第１の方向に交差する第２の方向とで異なる量の光を前記フィルムに照射するための光照射手段と、
    前記フィルムを少なくとも前記第１の方向及び前記第２の方向を含む面内方向に延伸する延伸手段と、
    を有することを特徴とする延伸装置。
11. 複数の表示素子又は半導体素子の二次元配列が面上に固着されている伸縮性のフィルムのための延伸装置であって、
    前記フィルムの中央よりも外周側ほど、光の量が大きくなるように光を前記フィルムに照射する光照射手段と、
    前記フィルムを前記複数の表示素子又は半導体素子の二次元配列における第１の方向、及び、当該第１の方向に交差する第２の方向を少なくとも含む面内方向に延伸する延伸手段と、
    を有することを特徴とする延伸装置。
12. 複数の表示素子の二次元配列が面上に固着されている伸縮性のフィルムのための延伸方法であって、
    光照射手段により、前記複数の表示素子の二次元配列における第１の方向と、当該第１の方向に交差する第２の方向とで異なる量の光を前記フィルムに照射する工程と、
    延伸手段により、前記光照射手段から光が照射された、若しくは光の照射とともに、前記フィルムを少なくとも前記第１の方向及び前記第２の方向を含む面内方向に延伸する工程と、
    を有することを特徴とする延伸方法。
13. 複数の半導体素子の二次元配列が面上に固着されている伸縮性のフィルムのための延伸方法であって、
    光照射手段により、前記複数の半導体素子の二次元配列における第１の方向と、当該第１の方向に交差する第２の方向とで異なる量の光を前記フィルムに照射する工程と、
    延伸手段により、前記光照射手段から光が照射された、若しくは光の照射とともに、前記フィルムを少なくとも前記第１の方向及び前記第２の方向を含む面内方向に延伸する工程と、
    を有することを特徴とする延伸方法。
14. 複数の表示素子又は半導体素子の二次元配列が面上に固着されている伸縮性のフィルムのための延伸方法であって、
    光照射手段により、前記フィルムの中央よりも外周側ほど、光の量が大きくなるように光を前記フィルムに照射する工程と、
    延伸手段により、前記光照射手段から光が照射された、若しくは光の照射とともに、前記フィルムを前記複数の表示素子又は半導体素子の二次元配列における第１の方向、及び、当該第１の方向に交差する第２の方向を少なくとも含む面内方向に延伸する工程と、
    を有することを特徴とする延伸方法。