JP2022098289A - Multi-element transfer device and manufacturing method of element array - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マルチ要素移送装置および素子アレイの製造方法に関する。 The present invention relates to a multi-element transfer device and a method for manufacturing an element array.
極小部品の搬送において、表面に多数の凸部を有するスタンプ状の搬送ツール(スタンプツール)を用いることが検討されている。下記の特許文献1には、そのスタンプ状の搬送ツールの例が開示されている。従来では、熱膨張(coefficient of thrmal expansion)による搬送対象の離脱を可能とするためのスタンプツールが開示されている。 In transporting extremely small parts, it is being considered to use a stamp-shaped transport tool (stamp tool) having a large number of convex portions on the surface. The following Patent Document 1 discloses an example of the stamp-shaped transport tool. Conventionally, a stamp tool for enabling withdrawal of a transport target by a coefficient of thrmal expansion has been disclosed.
スタンプツールの搬送対象として想定されている極小部品の一例として、ミニLED、マイクロLEDと呼ばれるLED素子がある。ミニLED、マイクロLEDとは、従来の一般的なLED素子のものに比べ、幅が1~8μm、長さが5~10μm、高さが0.5~3μmと非常に小さい。 As an example of the extremely small parts that are supposed to be transported by the stamp tool, there are LED elements called mini LEDs and micro LEDs. The mini LED and the micro LED have a width of 1 to 8 μm, a length of 5 to 10 μm, and a height of 0.5 to 3 μm, which are very small as compared with those of a conventional general LED element.
従来技術にもあるように、このようなLED素子が多数配置されたウエハから素子をピックアップし、ディスプレイに相当する基板へ搬送することで、LEDディスプレイを製造することになるが、スタンプツールを用いて効率的に素子などの搬送対象要素を移送するための装置と方法が求められている。 As in the prior art, LED displays are manufactured by picking up elements from a wafer in which a large number of such LED elements are arranged and transporting them to a substrate corresponding to a display. There is a demand for devices and methods for efficiently transporting elements to be transported such as elements.
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、スタンプツールを用いて効率的に素子などの搬送対象要素を移送するためのマルチ要素移送装置と、それを用いた素子アレイの製造方法とを提供することである。 The present invention has been made in view of such an actual situation, and an object thereof is to manufacture a multi-element transfer device for efficiently transferring an element to be transferred such as an element by using a stamp tool, and an element array using the multi-element transfer device. Is to provide a method.
上記目的を達成するために、本発明に係るマルチ要素移送装置は、
複数の搬送対象要素を着脱自在に粘着可能な部分を持つスタンプ層を有する少なくとも1つのスタンプツールが着脱自在に設置されるスタンプ用テーブルと、
前記スタンプ用テーブルに設置された少なくとも一つの前記スタンプツールをピックアップすることが可能な搬送ヘッドと、
前記搬送対象要素が表面に配置される第1基板が着脱自在に固定される第1テーブルと、
前記第1基板に配置してある前記搬送対象要素が前記スタンプツールにより搬送されて移し替えられる表面を持つ第2基板が着脱自在に固定される第2テーブルと、を有するマルチ要素移送装置であって、
前記スタンプ用テーブルと前記第1テーブルとは、第1軸に沿って配置され、
前記第1テーブルと前記第2テーブルとは、前記第1軸に交差する第2軸に沿って配置され、
前記搬送ヘッドは、前記第1軸および前記第2軸の双方に交差する第3軸に沿って、少なくとも前記スタンプ用テーブルに対して相対移動可能であり、
前記スタンプツールは、前記スタンプ層と反対側に前記搬送ヘッドが着脱自在に取り付けられる取付面を有し、
前記スタンプツールは、前記取付面が前記第3軸に沿って上を向くように前記スタンプ用テーブルに取り付けられ、
前記搬送ヘッドに対して、前記第1テーブルと前記第2テーブルとは、少なくとも前記第2軸に沿って相対移動可能であり、
前記搬送ヘッドに対して、前記スタンプ用テーブルは、少なくとも前記第1軸に沿って相対移動可能であることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the multi-element transfer device according to the present invention is
A stamp table on which at least one stamp tool having a stamp layer having a portion to which a plurality of elements to be transported can be detachably adhered is detachably installed.
A transport head capable of picking up at least one stamp tool installed on the stamp table,
A first table on which the first substrate on which the element to be transported is arranged is detachably fixed, and a first table.
It is a multi-element transfer device having a second table on which a second substrate having a surface on which the transfer target element arranged on the first substrate is transferred and transferred by the stamp tool is detachably fixed. hand,
The stamp table and the first table are arranged along the first axis.
The first table and the second table are arranged along a second axis intersecting the first axis.
The transport head is movable relative to at least the stamping table along a third axis that intersects both the first axis and the second axis.
The stamp tool has a mounting surface on the opposite side of the stamp layer to which the transport head can be detachably mounted.
The stamp tool is mounted on the stamp table so that the mounting surface faces upward along the third axis.
The first table and the second table can move relative to the transfer head at least along the second axis.
The stamping table is characterized in that it can move relative to the transport head at least along the first axis.
本発明に係るマルチ要素移送装置では、スタンプツールは、取付面が第3軸に沿って上を向くようにスタンプ用テーブルに取り付けられ、搬送ヘッドに対して、第1テーブルと第2テーブルとは、少なくとも第2軸に沿って相対移動可能であり、搬送ヘッドに対して、スタンプ用テーブルは、少なくとも第1軸に沿って相対移動可能である。 In the multi-element transfer device according to the present invention, the stamp tool is attached to the stamp table so that the attachment surface faces upward along the third axis, and the first table and the second table are different from each other with respect to the transfer head. , At least relative to the second axis, and relative to the transfer head, the stamping table is at least relative to the first axis.
このため、搬送ヘッドが、スタンプ用テーブルと、第1テーブルと、第2テーブルの上に相対的に移動可能である。また、搬送ヘッドに保持されたスタンプツールを用いて、多数の搬送対象要素を、第1テーブルの第1基板の表面から第2テーブルの第2基板の表面に同時に移すことが可能である。また、搬送対象要素を第1基板から第2基板へと移した後のスタンプツールは、搬送ヘッドを用いて元のスタンプ用テーブルに戻される。このように本発明のマルチ要素移送装置では、スタンプツールを用いて効率的に素子などの搬送対象要素を移送することができる。 Therefore, the transport head is relatively movable on the stamp table, the first table, and the second table. Further, by using the stamp tool held by the transport head, it is possible to simultaneously transfer a large number of transport target elements from the surface of the first substrate of the first table to the surface of the second substrate of the second table. Further, the stamp tool after the transfer target element is transferred from the first substrate to the second substrate is returned to the original stamping table by using the transfer head. As described above, in the multi-element transfer device of the present invention, the element to be transferred such as an element can be efficiently transferred by using the stamp tool.
また、複数種類の素子などの搬送対象要素を、それぞれに対応した複数の第1基板から、単一の第2基板へと移送させる場合には、種類毎に異なるスタンプツールを用いて、搬送対象要素の移送が可能である。このため、種類が異なる搬送対象要素を、設定された配列で単一の第2基板へと移送させることが容易であり、たとえば画素欠陥などが少ない素子アレイを効率的に製造することが容易である。 Further, when transferring a transfer target element such as a plurality of types of elements from a plurality of first substrates corresponding to each to a single second substrate, a transfer target is used by using a stamp tool different for each type. Elements can be transferred. Therefore, it is easy to transfer different types of transfer target elements to a single second substrate in a set arrangement, and it is easy to efficiently manufacture an element array with few pixel defects, for example. be.
好ましくは、前記第1基板が、相互に異なる種類の前記搬送対象要素がそれぞれ配置される複数の要素配置基板を含み、
前記第2基板が、単一の実装用基板または単一の転写用基板であり、
前記スタンプ用テーブルは、複数の前記要素配置基板にそれぞれ対応するスタンプツールを着脱自在に保持する複数の設置ステージを含む。
Preferably, the first substrate comprises a plurality of element placement substrates on which different types of transport target elements are respectively arranged.
The second substrate is a single mounting substrate or a single transfer substrate.
The stamp table includes a plurality of installation stages that detachably hold stamp tools corresponding to the plurality of element placement boards.
また好ましくは、マルチ要素移送装置は、
前記搬送ヘッドが、
複数の前記要素配置基板にそれぞれ対応するスタンプツールを、対応する前記設置ステージからピックアップし、
ピックアップされたスタンプツールを用いて、対応する前記要素配置基板から前記搬送対象要素を取り出し、
取り出された搬送要素を前記第2基板に移すように、
前記搬送ヘッドと、前記第1テーブルと、前記第2テーブルと、前記スタンプ用テーブルの位置関係を駆動制御する制御手段を、さらに有する。
Also preferably, the multi-element transfer device
The transport head
A stamp tool corresponding to each of the plurality of element placement boards is picked up from the corresponding installation stage, and the stamp tool is picked up.
Using the picked-up stamp tool, the element to be transported is taken out from the corresponding element placement board.
As if to transfer the taken-out transport element to the second substrate,
Further, it has a control means for driving and controlling the positional relationship between the transfer head, the first table, the second table, and the stamping table.
このように構成することで、複数種類の素子などの搬送対象要素を、それぞれに対応した複数の要素配置基板から、単一の第2基板へと移送させる場合に、種類毎に異なるスタンプツールを用いて、搬送対象要素の移送が可能である。このため、種類が異なる搬送対象要素を、設定された配列で単一の第2基板へと移送させることが容易であり、たとえば画素欠陥などが少ない素子アレイを効率的に製造することが容易である。 With this configuration, when transferring elements to be transported such as multiple types of elements from a plurality of element placement boards corresponding to each to a single second board, different stamp tools can be used for each type. It is possible to transfer the element to be transported by using it. Therefore, it is easy to transfer different types of transfer target elements to a single second substrate in a set arrangement, and it is easy to efficiently manufacture an element array with few pixel defects, for example. be.
好ましくは、マルチ要素移送装置は、
前記第1基板の上に、前記スタンプツールを保持する前記搬送ヘッドが位置する場合に、前記第1基板の表面と前記スタンプツールのスタンプ層との間の空間に、入り込むことが可能な2方向同時撮像可能な撮像手段をさらに有し、
前記撮像手段は、前記スタンプ層のスタンプ面と、前記第1基板の表面とを同時に撮像する。
Preferably, the multi-element transfer device is
When the transport head holding the stamp tool is located on the first substrate, two directions capable of entering the space between the surface of the first substrate and the stamp layer of the stamp tool. It also has an imaging means capable of simultaneous imaging, and has
The image pickup means simultaneously images the stamp surface of the stamp layer and the surface of the first substrate.
好ましくは、マルチ要素移送装置は、前記撮像手段で撮像された検出信号に基づき、前記搬送ヘッドと前記第1基板との相対位置を変化させる微調整機構をさらに有する。搬送ヘッドと第1基板との相対位置を微調整機構で調整することで、スタンプツールのスタンプ層と、第1基板の表面に配置してある搬送対象要素との正確な位置合わせが行われ、スタンプ層のスタンプ面に多数の小サイズの搬送対象要素を高精度で保持することが可能になる。 Preferably, the multi-element transfer device further has a fine adjustment mechanism that changes the relative position of the transfer head and the first substrate based on the detection signal captured by the image pickup means. By adjusting the relative position between the transfer head and the first board with the fine adjustment mechanism, the stamp layer of the stamp tool and the transfer target element arranged on the surface of the first board are accurately aligned. It becomes possible to hold a large number of small-sized transfer target elements on the stamp surface of the stamp layer with high accuracy.
前記微調整機構は、前記撮像手段で撮像された検出信号に基づき、前記搬送ヘッドの前記第3軸周りの相対的な回転角度を変化させてもよい。このように構成することで、スタンプ層のスタンプ面と、第1基板の表面に配置してある搬送対象要素との位置合わせが、さらに高精度になる。 The fine adjustment mechanism may change the relative rotation angle of the transfer head around the third axis based on the detection signal captured by the image pickup means. With this configuration, the alignment between the stamp surface of the stamp layer and the transfer target element arranged on the surface of the first substrate becomes more accurate.
好ましくは、マルチ要素移送装置は、
第1軸に沿って、前記搬送ヘッドに対しての前記スタンプツールの相対位置を位置決めして調節する第1軸位置決め機構と、
前記第1軸と交差する第2軸に沿って、前記スタンプ用テーブルに対しての前記スタンプツールの相対位置を位置決めして調節する第2軸位置決め機構と、を有する。
Preferably, the multi-element transfer device is
A first-axis positioning mechanism that positions and adjusts the relative position of the stamp tool with respect to the transport head along the first axis.
It has a second axis positioning mechanism that positions and adjusts the relative position of the stamp tool with respect to the stamp table along the second axis that intersects the first axis.
このように構成することで、第2軸に沿ってのスタンプツールの位置決めは、スタンプ用テーブルを基準として第2軸位置決め機構を用いて行い、第1軸に沿ってのスタンプツールの位置決めは、搬送ヘッドを基準として第1軸位置決め機構を用いて行うことができる。そのため、搬送ヘッドに対する位置決め機構がシンプルになると共に軽くなる。その結果、搬送ヘッドの駆動制御が容易になると共に、搬送ヘッドによる搬送位置精度が向上する。 With this configuration, the positioning of the stamp tool along the second axis is performed using the second axis positioning mechanism with reference to the stamp table, and the positioning of the stamp tool along the first axis is performed. It can be performed by using the first axis positioning mechanism with the conveyor head as a reference. Therefore, the positioning mechanism for the transport head becomes simple and light. As a result, the drive control of the transfer head becomes easy, and the accuracy of the transfer position by the transfer head is improved.
また、第2軸に沿ってのスタンプツールの位置決めはスタンプ用テーブルに対して行うが、第1軸に沿ってのスタンプツールの正確な位置決めは必要が無い。したがって、スタンプ用テーブルでの位置決め機構がシンプルになると共に、スタンプ用テーブルの必要スペースを必要最小限にすることができる。そのため、スタンプ用テーブルの移動制御も容易になる。さらに、スタンプ用テーブルと搬送ヘッドとの位置合わせは、たとえば第2軸に沿ってのみ高精度で行えばよく、第1軸に沿っての位置合わせはラフでよくなる。第1軸に沿ってのスタンプツールの位置合わせは、搬送ヘッドを基準として第1位置決め機構により行われるからである。 Further, although the stamp tool is positioned along the second axis with respect to the stamp table, it is not necessary to accurately position the stamp tool along the first axis. Therefore, the positioning mechanism of the stamp table can be simplified and the required space of the stamp table can be minimized. Therefore, the movement control of the stamp table becomes easy. Further, the alignment of the stamp table and the transport head may be performed with high accuracy only along the second axis, for example, and the alignment along the first axis may be rough. This is because the positioning of the stamp tool along the first axis is performed by the first positioning mechanism with reference to the transport head.
好ましくは、前記第1軸位置決め機構は、前記搬送ヘッドに前記スタンプツールを着脱自在に装着する装着手段を兼ねている。装着手段が位置決め機構を兼ねることで、装着手段以外の部品として、別に位置決め機構を搬送ヘッドに具備させる必要がなくなる。 Preferably, the first axis positioning mechanism also serves as a mounting means for detachably mounting the stamp tool on the transport head. Since the mounting means also serves as a positioning mechanism, it is not necessary to separately equip the transport head with a positioning mechanism as a component other than the mounting means.
また、装着手段としては、特に限定されないが、たとえばチャック機構(クランプ機構)などが例示される。チャック機構は、搬送ヘッドの第1軸に沿って相互に反対側に設けられ、スタンプツールに対して当接および離反移動自在に設けられる。 Further, the mounting means is not particularly limited, and examples thereof include a chuck mechanism (clamp mechanism). The chuck mechanisms are provided on opposite sides of each other along the first axis of the transport head, and are provided so as to be movable in contact with and away from the stamp tool.
好ましくは、前記第2軸位置決め機構は、
前記スタンプ用テーブルに固定してある設置ステージの前記第2軸方向に沿って両側に配置され、前記設置ステージに設置されたスタンプツールに当接および離反移動可能な少なくとも一対の第2位置決め部材を有する。
Preferably, the second axis positioning mechanism is
At least a pair of second positioning members arranged on both sides of the installation stage fixed to the stamp table along the second axial direction and capable of abutting and separating from the stamp tool installed on the installation stage. Have.
このように構成することで、設置ステージに対して、第2軸に沿ってのスタンプツールの高精度な位置決めを行うことが可能になる。また、搬送ヘッドによりスタンプツールをピックアップする際に、搬送ヘッドに対するスタンプツールの位置決めもさらに容易になる。 With this configuration, it is possible to perform highly accurate positioning of the stamp tool along the second axis with respect to the installation stage. Further, when the stamp tool is picked up by the transfer head, the positioning of the stamp tool with respect to the transfer head becomes easier.
好ましくは、前記設置ステージは、前記スタンプ層を収容する収容凹部が形成してある設置面を有し、前記設置面には、前記スタンプ層の周りに位置する前記スタンプツールの一部を着脱自在に吸着可能な吸引孔が形成してある。 Preferably, the installation stage has an installation surface formed with an accommodating recess for accommodating the stamp layer, and a part of the stamp tool located around the stamp layer can be attached to and detached from the installation surface. A suction hole that can be adsorbed is formed in.
このように構成することで、収容凹部の内部にスタンプ層を収容した状態で、吸引孔に負圧を導入することで、スタンプツールの一部が設置面に着脱自在に吸着される。その結果、収容凹部の内部は密閉され、収容凹部の内部に収容されたスタンプ層のスタンプ面には、ゴミやほこりなどが付着されにくくなり、スタンプ面を清浄に保ちつつスタンプツールを設置しておくことが可能になる。 With this configuration, a part of the stamp tool is detachably attracted to the installation surface by introducing a negative pressure into the suction hole while the stamp layer is housed inside the storage recess. As a result, the inside of the storage recess is sealed, and dust and dirt are less likely to adhere to the stamp surface of the stamp layer housed inside the storage recess, and a stamp tool is installed while keeping the stamp surface clean. It will be possible to keep it.
好ましくは、前記設置ステージは、スタンプ用テーブルに固定してあるベースに対して着脱自在に固定される。スタンプツールは、客先の要請や、搬送対象要素としての素子が作り込まれる基板などに応じて交換する必要がある。スタンプツールの変更に合わせて、複数の設置ステージを準備しておくことで、ベースは取り替えること無く、設置ステージのみを交換することで、スタンプツールのサイズ変更などに対応することができる。また、各設置ステージは、ベースに対する平坦度が確保されていることが好ましく、スタンプツールの交換に際しても、平坦度を調整する必要が無い。 Preferably, the installation stage is detachably fixed to a base fixed to the stamping table. The stamp tool needs to be replaced according to the request of the customer or the substrate on which the element as the element to be transported is built. By preparing multiple installation stages according to the change of the stamp tool, it is possible to respond to the size change of the stamp tool by exchanging only the installation stage without replacing the base. Further, it is preferable that each installation stage has a flatness with respect to the base, and it is not necessary to adjust the flatness even when the stamp tool is replaced.
好ましくは、前記設置ステージには、前記収容凹部内の空間に連通して前記収容凹部内の気体を入れ替えるガス流通孔が形成してある。凹部内の気体を入れ替えることで、収容凹部の内部に収容してあるスタンプ層の表面に付着しているゴミやほこりなどを気体と共に排出することができ、スタンプ層の清浄度が向上する。 Preferably, the installation stage is formed with a gas flow hole that communicates with the space in the accommodating recess and replaces the gas in the accommodating recess. By replacing the gas in the recess, dust and dirt adhering to the surface of the stamp layer housed inside the storage recess can be discharged together with the gas, and the cleanliness of the stamp layer is improved.
好ましくは、前記設置ステージには、前記スタンプツールを、少なくとも第1軸に沿って案内する案内手段が装着してある。設置ステージに案内手段を設けることで、第1軸に沿ってのスタンプツールの概略的な位置決めを行うことが容易になる。また、搬送ヘッドによりスタンプツールをピックアップする際に、搬送ヘッドに対するスタンプツールの第1軸に沿っての高精度な位置決めも容易になる。 Preferably, the installation stage is equipped with a guiding means for guiding the stamp tool along at least the first axis. By providing the guiding means on the installation stage, it becomes easy to roughly position the stamp tool along the first axis. Further, when the stamp tool is picked up by the transfer head, highly accurate positioning along the first axis of the stamp tool with respect to the transfer head becomes easy.
好ましくは、前記案内手段は、前記第1軸に沿って前記設置ステージの両側に着脱自在に装着してある複数の案内部材を有する。好ましくは、それぞれの前記案内部材には、前記スタンプツールのテーパ面に係合可能な傾斜面が形成してある。このように構成することで、第1軸に沿ってのスタンプツールの概略的な位置決めがさらに容易になる。 Preferably, the guiding means has a plurality of guiding members detachably attached to both sides of the installation stage along the first axis. Preferably, each of the guide members is formed with an inclined surface that can be engaged with the tapered surface of the stamp tool. This configuration further facilitates the schematic positioning of the stamp tool along the first axis.
好ましくは、前記第1軸に沿って前記設置ステージの両側には、それぞれ、少なくとも二つの案内部材が装着してあり、二つの案内部材の隙間に沿って、前記第1軸位置決め機構が差し込まれて前記スタンプツールに当接可能になっている。このように構成することで、シンプルな構成でありながら、搬送ヘッドに対するスタンプツールの高精度な位置決めが容易になる。 Preferably, at least two guide members are mounted on both sides of the installation stage along the first axis, and the first axis positioning mechanism is inserted along the gap between the two guide members. It is possible to contact the stamp tool. With such a configuration, the stamp tool can be easily positioned with respect to the transport head in spite of its simple configuration.
本発明の素子アレイの製造方法は、上記のいずれかに記載のマルチ要素移送装置を用いて、複数の搬送対象要素を、基板から同時に取り出して移送し、素子アレイを製造することを特徴とする。 The method for manufacturing an element array of the present invention is characterized in that a plurality of elements to be transferred are simultaneously taken out from a substrate and transferred by using the multi-element transfer device according to any one of the above to manufacture an element array. ..
本発明の素子アレイの製造方法では、高精度に位置決めされて配列された多数の素子を持つ素子アレイを、容易に、しかも短時間および低コストで製造することができる。 In the method for manufacturing an element array of the present invention, an element array having a large number of elements positioned and arranged with high accuracy can be easily manufactured in a short time and at low cost.
好ましくは、スタンプツールは、
搬送対象要素を着脱自在に粘着可能な部分を持つスタンプ層と、
前記スタンプ層が固定される支持板と、
前記支持板が交換自在に取り付けられ、搬送ヘッドが着脱自在に装着可能な取付面を持つアダプタ板と、を有する。
Preferably, the stamp tool
A stamp layer with a part where the element to be transported can be detachably adhered,
A support plate to which the stamp layer is fixed and
It has an adapter plate having a mounting surface to which the support plate can be detachably attached and the transport head can be detachably attached.
このスタンプツールでは、スタンプツールの全体を交換すること無く、スタンプ層が固定してある支持板のみをアダプタ板から交換することができる。そのため、異なる種類のスタンプ層を有するスタンプツールを、低コストで準備することが容易になる。また、スタンプ層のサイズや支持板のサイズを変更させても、アダプタ板のサイズを統一することが容易になり、搬送ヘッドまたは設置ステージの共用化が容易になる。また、スタンプ層は支持板に固定されているため、スタンプ層のスタンプ面の平坦度を確保し易い。 With this stamp tool, only the support plate to which the stamp layer is fixed can be replaced from the adapter plate without replacing the entire stamp tool. Therefore, it becomes easy to prepare a stamp tool having different types of stamp layers at low cost. Further, even if the size of the stamp layer and the size of the support plate are changed, it becomes easy to unify the size of the adapter plate, and it becomes easy to share the transfer head or the installation stage. Further, since the stamp layer is fixed to the support plate, it is easy to secure the flatness of the stamp surface of the stamp layer.
好ましくは、前記支持板は、接着層により前記アダプタ板に交換自在に取り付けられる。接着層を用いることで、支持板をアダプタ板に容易に交換自在に取り付けることができ、支持板の平坦度、すなわちスタンプ層のスタンプ面の平坦度を確保し易い。 Preferably, the support plate is replaceably attached to the adapter plate by an adhesive layer. By using the adhesive layer, the support plate can be easily and interchangeably attached to the adapter plate, and it is easy to secure the flatness of the support plate, that is, the flatness of the stamp surface of the stamp layer.
好ましくは、前記搬送対象要素は、基板の表面に形成してある複数の素子であり、前記スタンプ層には、前記素子に対応する複数の凸部が形成してあり、各凸部に、前記素子が着脱自在に粘着される。このように構成することで、複数の搬送対象要素としての複数の素子を、基板から同時に取り出して、転写または実装することが容易になる。 Preferably, the transfer target element is a plurality of elements formed on the surface of the substrate, and the stamp layer is formed with a plurality of convex portions corresponding to the elements, and the convex portions are formed with the convex portions. The element is detachably adhered. With such a configuration, it becomes easy to simultaneously take out a plurality of elements as a plurality of transfer target elements from the substrate and transfer or mount them.
好ましくは、前記支持板は、平坦面を有するガラス板またはセラミック板を有する。このように構成することで、支持板の平坦度、すなわちスタンプ層のスタンプ面の平坦度を確保し易い。また、特に、支持板をガラス板で構成することで、スタンプ層の周囲に、吸着可能面を形成しやすくなる。 Preferably, the support plate has a glass plate or a ceramic plate having a flat surface. With such a configuration, it is easy to secure the flatness of the support plate, that is, the flatness of the stamp surface of the stamp layer. Further, in particular, by forming the support plate with a glass plate, it becomes easy to form an adsorbable surface around the stamp layer.
好ましくは、前記アダプタ板の側面には、前記支持板に向けて外径が小さくなるテーパ面が形成してある。アダプタ板の側面に形成してあるテーパ面には、クランプ機構(チャック機構)の爪部が着脱自在に係合可能である。また、クランプ機構による搬送ヘッドに対するスタンプツールの装着力を高めることができる。さらに、スタンプツールのための設置ステージの上部に設置してある案内部材の傾斜面に沿ってスタンプツールの位置決めが容易になる。 Preferably, the side surface of the adapter plate is formed with a tapered surface whose outer diameter becomes smaller toward the support plate. The claw portion of the clamp mechanism (chuck mechanism) can be detachably engaged with the tapered surface formed on the side surface of the adapter plate. In addition, the mounting force of the stamp tool on the transport head by the clamp mechanism can be increased. Further, the stamp tool can be easily positioned along the inclined surface of the guide member installed on the upper part of the installation stage for the stamp tool.
好ましくは、アダプタ板の最大幅を支持板の幅よりも大きくしてある。このように構成することで、案内部材の傾斜面とスタンプツールのテーパ面とが係合しやすくなる。 Preferably, the maximum width of the adapter plate is made larger than the width of the support plate. With such a configuration, the inclined surface of the guide member and the tapered surface of the stamp tool are easily engaged with each other.
好ましくは、前記支持板の前記アダプタ板側の表面には、前記アダプタ板のテーパ面に向き合う差込可能面が存在する。スタンプツールの支持板に差込可能面が存在することで、クランプ機構の爪部が、アダプタ板の側面のテーパ面に着脱自在に係合しやすくなる。 Preferably, the surface of the support plate on the adapter plate side has a insertable surface facing the tapered surface of the adapter plate. The presence of an insertable surface on the support plate of the stamp tool facilitates the detachable engagement of the claws of the clamp mechanism with the tapered surface on the side surface of the adapter plate.
好ましくは、前記支持板の前記スタンプ層側の表面には、前記スタンプ層の周りに、吸着可能面が形成してある。スタンプツールの支持板に吸着可能面が存在することで、スタンプツールのための設置ステージの設置面で、支持板を吸着可能になり、スタンプ層を収容凹部の内部に密封して保持しやすくなる。収容凹部内のスタンプ層は清浄に保持される。 Preferably, an adsorptive surface is formed around the stamp layer on the surface of the support plate on the stamp layer side. The presence of a suctionable surface on the support plate of the stamp tool makes it possible to suck the support plate on the installation surface of the installation stage for the stamp tool, making it easier to seal and hold the stamp layer inside the accommodating recess. .. The stamp layer in the containment recess is kept clean.
前記スタンプ層と前記アダプタ板との間には、前記支持板の平行度(平坦度)を調整するためのシム板が介在してあってもよい。このように構成することで、支持板の平坦度が向上し、スタンプ面の平坦度も向上する。 A shim plate for adjusting the parallelism (flatness) of the support plate may be interposed between the stamp layer and the adapter plate. With this configuration, the flatness of the support plate is improved, and the flatness of the stamped surface is also improved.
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。 Hereinafter, the present invention will be described based on the embodiments shown in the drawings.
第1実施形態
図9~図11に示すように、マルチ要素移送装置200は、搬送装置20と、スタンプ用テーブル100と、第1テーブルとしての素子用テーブル102と、第2テーブルとしての実装用テーブル104とを有する。図2Aに示すように、搬送装置20は、スタンプツール10を着脱自在に搬送する搬送ヘッド22を有する。
As shown in FIGS. 9 to 11, the
(スタンプツール)
まず、主としてスタンプツール10について説明する。図1Aに示すように、スタンプツール10は、スタンプ層12と支持板14とアダプタ板16とを有する。
(Stamp tool)
First, the
スタンプ層12には、X軸方向およびY軸方向に所定間隔で、Z軸下方に突出する凸部11がマトリックス状に形成してある。凸部11のX軸方向幅x1と、これらの隣接する凸部11のX軸方向間隔x2は、たとえば図5Fに示す実装用基板(以下、基板はシートでもよい)70に表面に実装される赤色発光のための素子(搬送対象要素の一例)32rのX軸方向幅x3およびそれらのX軸方向間隔x4などに応じて決定される。
On the
なお、図1Aには図示されないが、凸部11のY軸方向幅と、これらの隣接する凸部11のY軸方向間隔に関しても同様である。凸部11は、スタンプ層12の下面で、マトリックス状に配置され、その配置数は、特に限定されないが、1~数十万個である。
Although not shown in FIG. 1A, the same applies to the width of the
本実施形態では、図面において、X軸(第1軸)、Y軸(第2軸)およびZ軸(第3軸)は、相互に略垂直であり、X軸およびY軸が、スタンプ層12の平面方向に平行であり、Z軸が凸部11の突出する方向に平行である。
In the present embodiment, in the drawings, the X-axis (first axis), the Y-axis (second axis), and the Z-axis (third axis) are substantially perpendicular to each other, and the X-axis and the Y-axis are the
図1Aに示すように、スタンプ層12の凸部11の突出高さz1は、図5Bに示す素子32rのZ軸方向高さz2などとの関係で決定され、たとえばZ軸方向高さz2の1~8倍であることが好ましい。スタンプ層12のZ軸方向の厚みz3は、特に限定されないが、凸部11の突出高さz1の0.25倍以上程度が好ましい。なお、素子32rのX軸方向幅x3(Y軸方向幅も同程度)は、たとえば1~150μmであり、その高さz2は、たとえば1~150μmである。
As shown in FIG. 1A, the protruding height z1 of the
スタンプ層12と凸部11とは、これらが強く接合されていれば、別々の材質で構成されてもよいが、同じ材質で構成されていてもよい。同じ材質で構成されることで、凸部11がスタンプ層12から剥離するおそれは少なくなる。少なくとも凸部11は、粘着性を有する材質で構成してあり、図5Bに示す素子形成用基板30上に所定の固定力F1で配置してある素子32rを所定の粘着力F2で粘着可能になっている。凸部11の下端が素子32rの上面に所定力で押し付けられたときに、素子32rに対する凸部11の粘着力F2は、素子32rの基板30に対する固定力F1よりも大きくなるように、凸部11の材質や形状などが決定してある。
The
凸部11の材質としては、特に限定されないが、たとえばポリジメチルシロキサン(PDMS)、有機シリコン化合物、ポリエーテルゴムなどの粘弾性エラストマーなどが例示される。スタンプ層12も、凸部11と同じ材質で構成されていてもよいが、凸部11以外のスタンプ層12の表面は、粘着性を有さないことが好ましい。凸部11以外では、素子32rを粘着力でピックアップしないことが好ましい。
The material of the
図1Aに示すように、スタンプ層12は、支持板14に固定してある。支持基板14は、スタンプ層12よりも剛性が高く、平坦性に優れた材質で構成してあり、好ましくはガラス板、金属板、セラミック板などで構成してある。支持板14の厚みは、特に限定されないが、好ましくは、0.5mm以上である。
As shown in FIG. 1A, the
スタンプ層12は、支持板14の表面に直接に形成されてもよく、あるいは、接着層により固定してあってもよい。いずれにしても、スタンプ層12は、支持板14の表面に、図5Bに示す粘着力F2よりも十分に高い密着力で固定してある。素子32rは、後工程で、凸部11から剥がされて、たとえば図5C1に示す実装用基板70の上に配置されるため、その際に、スタンプ層12が支持板14から剥がれないことが重要である。
The
図1Aに示すように、支持板14は、スタンプ層12と反対側の表面で、アダプタ板16の接着面16bに対して、接着層15により着脱自在に固定してある。接着層15による支持板14とアダプタ板16との接着力は、図5Bに示す粘着力F2よりも十分に高い接着力である。ただし、繰り返し使用後のスタンプ層12を交換する際には、支持板14をアダプタ板16の接着面16bから取り外せるようになっている。接着層15は、両面粘着テープなどで構成されていてもよい。
As shown in FIG. 1A, the
支持板14のX軸方向幅およびY軸方向の幅は、スタンプ層14のそれらよりも大きく、しかも、アダプタ板16の接着面16bのX軸方向幅およびY軸方向の幅よりも大きいことが好ましい。支持板14のスタンプ層側の表面には、スタンプ層12の回りに、スタンプ層12が形成されていない平坦な吸着可能面14bが形成してある。本実施形態では、スタンプ層12は、Z軸方向から見て矩形状であるが、支持板14は矩形でも円形でもよい。吸着可能面14bは、図7に示す設置ステージ82の設置面84に着脱自在に取り付け可能になっている。
The width in the X-axis direction and the width in the Y-axis direction of the
アダプタ板16の接着面16bと反対側の上面は、平坦な取付面16aとなっており、取付面16aの面積は、接着面16bの面積よりも大きくなるように、アダプタ板16の少なくともX軸方向の両側面は、テーパ面16cとなっている。すなわち、アダプタ板16の少なくともX軸方向の側面には、スタンプ層12に向けて外径が小さくなるテーパ面16cが形成してある。
The upper surface of the
本実施形態では、テーパ面16cは、アダプタ板16のY軸方向の両側面にも形成してあり、アダプタ板16の側面全周に沿ってテーパ面16cが形成してある。本実施形態では、アダプタ板16は、Z軸方向から見て矩形状を有しており、アダプタ板16の少なくともX軸方向最大幅は、支持板14のX軸方向幅よりも大きいことが好ましい。なお、図7に示すように、アダプタ板16のY軸方向最大幅は、支持板14のY軸方向幅と略同等でもよく、それよりも大きくとも小さくてもよい。
In the present embodiment, the tapered
図1Aに示す支持板14の吸着可能面14bとは反対側の表面には、アダプタ板16の接着面16bの回りに、テーパ面16cに向き合う平坦な差込可能面14cが形成してある。X軸方向の両側に位置する差込可能面14cの上で、アダプタ板16のテーパ面16cには、それぞれ図2Bに示すチャック機構(クランプ機構ともいう/第1軸位置決め機構)26の爪部26aが係合する。また、X軸方向の両側に位置するアダプタ板16のテーパ面16cには、それぞれ図6Aおよび図8に示す設置ステージ82の案内部材88の傾斜面89が係合する。
On the surface of the
図1Aに示すアダプタ板16のZ軸方向の厚みは、支持板14の厚みよりも十分に大きく、好ましくは、支持板14の厚みの1.2倍以上、好ましくは2倍~6倍程度である。なお、アダプタ板16の上面にある取付面16aの外周縁部には、面取り部あるいはR部から成る縁部16dが形成してある。
The thickness of the
Y軸方向の両側に位置するアダプタ板16の縁部16dには、図6A~図6Cおよび図7に示す一対の位置決め部材(第2軸位置決め機構)90の先端面92が当接し、設置ステージ82に置かれたスタンプツール10のY軸方向位置を位置決めしている。スタンプツール10のX軸方向位置の概略的な位置決めは、図6Aおよび図8に示す案内部材88の傾斜面89が行い、高精度な位置決めは、図2Bおよび図8に示す搬送装置20のクランプ機構26の爪部26bが行う。
The
(搬送装置)
次に、主として搬送装置について説明する。図1Aに示すアダプタ板16の上面にある取付面16aには、図2Aに示す搬送装置20の搬送ヘッド22の吸着面24が吸着可能になっている。搬送ヘッド22の吸着面24には、主装着手段としての真空吸引孔が形成してあり、真空吸引孔に負圧を発生させることで、吸着面24にスタンプツール10のアダプタ板16の取付面16aが真空吸着される。吸着面24によるスタンプツール10のアダプタ板16の取付面16aへの真空吸着力を、仮に主装着力F3aとする。
(Conveyor)
Next, the transport device will be mainly described. The
また、本実施形態では、搬送ヘッド22には、開閉機構28を介してチャック機構26が装着してある。チャック機構26の内側には、爪部26aが形成してある。爪部26aを含むチャック機構26は、たとえば開閉機構28によりX軸方向に移動し、爪部26aが、図2Aに示すように、吸着面24の下面の全体を開いたり、図2Bに示すように、爪部26aが、吸着面24のX軸方向の両側下方に位置するようになっている。
Further, in the present embodiment, the
各爪部26aには、テーパ状の係合面26bが形成してある。係合面26bのテーパ面は、スタンプツール10のアダプタ板16のテーパ面16cの形状に合わせてあり、そのテーパ面16cに係合可能になっている。図2A~図2Bに示すように、アダプタ板16の取付面16aが搬送ヘッド22の吸着面24に吸着される前には、チャック機構26は、開閉機構28により爪部26aが開いている。アダプタ板26の取付面16aが搬送ヘッド22の吸着面24に吸着された後に、チャック機構26は、開閉機構28により爪部26aが閉じられる方向に移動し、係合面26bがテーパ面16cに係合する。
A tapered
その結果、スタンプツール10は、搬送ヘッド22に形成してある主装着手段としての真空吸引孔による主装着力F3aと、副装着手段としてのチャック機構26による副装着力F3bとの合計の装着力F3で、搬送ヘッド22に装着される。搬送ヘッド22の小型化などに伴い、搬送ヘッド22の真空吸引孔による主装着力F3単独では、図5Bに示す固定力F1よりも大きくすることは困難になる傾向にある。本実施形態では、副装着手段としてのチャック機構26による副装着力F3bが、主装着力F3aに加わることで、トータルの装着力F3(=F3a+F3b)は、固定力F1よりも確実に大きくなる。
As a result, the
また、チャック機構26によりスタンプツール10が搬送ヘッド22に装着されることで、X軸に沿って、スタンプツール10(具体的には、スタンプ層12の凸部)が、搬送ヘッド22に対して位置決めされる。
Further, by mounting the
(表示素子アレイの製造方法とその製造に用いる装置)
次に、本実施形態に係る表示素子アレイの製造方法と、スタンプツール位置決め装置の一部となる設置ステージと、その他の装置について説明する。
(Manufacturing method of display element array and equipment used for manufacturing)
Next, a method of manufacturing the display element array according to the present embodiment, an installation stage that is a part of the stamp tool positioning device, and other devices will be described.
まず、図2Aに示す搬送装置20が、図6A~図8に示す設置ステージ82の上に配置されたスタンプツール10を取りに行く。本実施形態では、スタンプツールは、たとえば光の三原色であるR,GおよびBのために、少なくとも3つ準備されることが好ましく、それぞれのスタンプツールは、好ましくは、それぞれの設置ステージ82の上に設置されている。あるいは、R,GおよびBのためのスタンプツール10毎に、設置ステージ82が、ベース81に対して取り替えられる。
First, the
設置ステージ82のベース81は、図9~図11に示すスタンプ用テーブル100の上に位置決めされて固定してある。スタンプ用テーブル100は、たとえば統合テーブル110の上に位置決めされて固定してある。図9~図11に示す例では、統合テーブル110には、単一のスタンプ用テーブルのみが設置してあるように示してある。
The
しかしながら、統合テーブル110の上には、たとえばR,GおよびBのためのスタンプツール10毎に、3つの設置ステージ82のための各ベース81が各々固定される3つのスタンプ用テーブル100が、Y軸方向に所定間隔で並んで配置されていてもよい。
However, on the integrated table 110, for example, for each
また、3つのスタンプ用テーブル100以外に、サイズが異なるR,GおよびBのためのスタンプツール毎に、さらに3つの設置ステージのための各ベースが各々固定される3つの大スタンプ用テーブルが、Y軸方向に所定間隔で並んで配置されていてもよい。これらのサイズが異なる3つの大スタンプ用テーブルは、それよりも小さなサイズの3つのスタンプ用テーブル100に対して、X軸方向の外側に配置される。 In addition to the three stamp tables 100, there are three large stamp tables in which each base for each of the three installation stages is fixed for each stamp tool for R, G, and B of different sizes. They may be arranged side by side at predetermined intervals in the Y-axis direction. These three large stamp tables having different sizes are arranged outside the X-axis direction with respect to the three stamp tables 100 having a smaller size.
本実施形態では、図9~図11に示すように、統合テーブル110の上には、スタンプ用テーブル100以外に、素子用テーブル102と、実装用テーブル104とが位置決めされて固定してある。素子用テーブル102は、図5Aに示す素子形成用基板30が位置決めされて着脱自在に固定されるテーブルである。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 9 to 11, in addition to the stamping table 100, the element table 102 and the mounting table 104 are positioned and fixed on the integrated table 110. The element table 102 is a table in which the
なお、図9~図11では、単一の素子用テーブル102のみが設置してあるように示してある。しかしながら、統合テーブル110の上には、たとえばR,GおよびBのための素子32r,32g,32b毎に、3つの素子形成用基板30が位置決めされて着脱自在にそれぞれ固定される3つの素子用テーブル102が、Y軸方向に所定間隔で並んで配置されていてもよい。または、本実施形態では、単一の素子用テーブル102の上に、3つの素子形成用基板要素配置基板30が位置決めされて着脱自在にそれぞれ固定されてもよい。なお、素子用テーブル102と、スタンプ用テーブル100とは、統合テーブル110上で、X軸方向に離れて配置される。
In addition, in FIGS. 9 to 11, it is shown that only a single element table 102 is installed. However, on the integrated table 110, for example, for each of the
実装用テーブル104は、図5C1に示す実装用基板70が位置決めされて着脱自在に固定されるテーブルである。実装用基板70は、統合テーブル110上で、素子用テーブル102に対して、Y軸方向に離れて配置される。本実施形態では、単一の実装用基板70が統合テーブル110に位置決めされて固定してある。また、複数の実装用基板70が統合テーブル110に位置決めされて固定してあってもよい。
The mounting table 104 is a table in which the mounting
統合テーブル110に位置決めされて固定してある各テーブル100、102および104の上面は、略同一なX-Y平面であることが好ましいが、必ずしも同一平面である必要はない。各テーブル100、102および104の上面を、略同一なX-Y平面とすることで、各テーブル100、102および104の上方に相対移動してきた搬送ヘッド22のZ軸に沿う移動量を略同一にすることができ、搬送ヘッド22のZ軸に沿う移動制御が容易になる。統合テーブル110に位置決めされて固定してある各テーブル100、102および104のZ軸方向の上方には、搬送装置20の搬送ヘッド22がX軸およびY軸方向に移動して配置可能になっている。搬送ヘッド22に対して、統合テーブル110は、X軸およびY軸を含むX-Y平面に沿って相対的に移動可能に構成してある。
The upper surfaces of the tables 100, 102, and 104 positioned and fixed to the integrated table 110 are preferably substantially the same XY planes, but do not necessarily have to be the same planes. By making the upper surfaces of the tables 100, 102, and 104 substantially the same XY planes, the amount of movement along the Z axis of the
位置決め精度を向上させるために、搬送ヘッド22は、各テーブル100、102および104に対して、Z軸方向のみに移動し、各テーブル100、102および104が、搬送ヘッド22に対してX-Y平面に沿って移動することが好ましい。あるいは、搬送ヘッドは、X軸またはY軸とZ軸方向のみに移動し、各テーブル100、102および104が、搬送ヘッド22に対してY軸またはX軸に沿って移動するようにしてもよい。あるいは、搬送ヘッドは、X軸、Y軸およびZ軸に移動し、各テーブル100、102および104が移動せずに固定してあってもよい。
In order to improve the positioning accuracy, the
また、図9~図11に示す統合テーブル110は、単一の部材のように図示してあるが、必ずしも単一の部材で構成するのではなく、複数の部材で構成されていてもよい。また、素子用テーブル102と実装用テーブル104とは、同じベースに位置決めされて固定されて共通して同じ方向(たとえばY軸方向)に移動してもよい。さらに、それらのテーブル102および104とは別に、スタンプ用テーブル100(サイズが異なるスタンプ用テーブルも含む)が、たとえばY軸方向に移動するように統合テーブル110が分離されていてもよい。その場合には、搬送ヘッド22は、Z軸方向以外に、X軸方向にも移動可能であることが好ましい。
Further, although the integrated table 110 shown in FIGS. 9 to 11 is shown as a single member, it is not necessarily composed of a single member, but may be composed of a plurality of members. Further, the element table 102 and the mounting table 104 may be positioned and fixed to the same base and may move in the same direction (for example, in the Y-axis direction) in common. Further, apart from those tables 102 and 104, the integrated table 110 may be separated so that the stamping table 100 (including stamping tables of different sizes) moves, for example, in the Y-axis direction. In that case, it is preferable that the
以下の説明では、図6A~図8に示す一つの設置ステージ82に関して説明するが、その他の設置ステージに関しても同様である。図6Aおよび図7に示すように、ブロック状の設置ステージ82は、ベース81の上に、たとえばボルトなどを用いて着脱交換自在に設置してある。図7に示すように、設置ステージ82のZ軸方向の上部には、収容凹部86と、収容凹部86を取り囲むように設置面84とが形成してある。収容凹部86は、たとえば四角柱形状のステージ82の上面の中央部をザグリ成形することで形成される。図7に示すように、収容凹部86には、スタンプツール10のスタンプ層12が完全に入り込むようになっている。
In the following description, one
また、収容凹部86の周囲に形成してある設置面84には、周方向の複数箇所に吸引孔85が形成してあり、支持板14の吸着可能面14bを設置面84に着脱自在に吸着保持可能になっている。また、収容凹部86には、ステージ82に形成してある複数のガス流通孔83が連通してある。支持板14の吸着可能面14bが設置面84に吸着されることで、収容凹部86は、ガス流通孔83以外で密閉可能である。ガス理由通孔83を通して、清浄化ガスを収容空間86内に流すことで、スタンプ層12に付着しているゴミや不純物などを外部に排出可能になっている。
Further, the
ステージ82のX軸に略垂直な両側面の上方には、それぞれ片側で2つの案内部材88がボルトなどで着脱自在に取り付けてある。案内部材88の内側面の上側には、傾斜面89が形成してある。各傾斜面89には、図1Aに示すアダプタ板16のテーパ面16cが接触可能になっており、各傾斜面89に沿ってアダプタ板16のX軸方向に向き合うテーパ面16cが摺動する。そのため、スタンプツール10のアダプタ板16が傾斜面89の上を滑りながらステージ82の上に落とし込まれ、図7に示すように、スタンプ層12が収容凹部86の内部に収容される。また、スタンプツール10のステージ82に対するX軸方向の概略的な位置合わせが行われる。
Two
図6Aに示すように、4つの案内部材88は、スタンプツール10のアダプタ板16のY軸方向の両縁部16dよりも内側に位置するように、ステージ82に取り付けられる。ステージ82のY軸方向の両側には、それぞれY軸方向の位置決め部材(第2軸位置決め機構)90がY軸方向に移動自在に配置してある。位置決め部材90には、それぞれ先端面92が形成してあり、これらの先端面92は、Y軸に沿って向き合っており、図7に示すように、それぞれがアダプタ板16のY軸方向の縁部16dに当接可能になっている。先端面92がアダプタ板16のY軸方向の縁部16dに当接することで、スタンプツール10は、ステージ82に対してY軸方向の位置決めがなされる。
As shown in FIG. 6A, the four
次に、図6Aおよび図7に示す設置ステージ82から図2Aに示す搬送装置20を用いて、スタンプツール10をピックアップする方法について説明する。
Next, a method of picking up the
まず、位置決め部材90を用いて、ステージ82の上で、スタンプツール10のY軸方向の位置決めがなされる。その後に、図9に示すように、スタンプ用テーブル100と搬送ヘッド22とのX-Y軸の位置関係を変化させ、図8に示すステージ82がベース81と共に移動し、図2Aに示す搬送装置20の搬送ヘッド22の下方にステージ82を位置させる。なお、ステージ82を移動させることなく、搬送ヘッド22を移動させてもよいし、これらの双方を移動させてもよい。搬送ヘッド22は、必要に応じてZ軸芯回りに回転させてもよい。
First, the positioning
搬送ヘッド22のZ軸の下方に、ステージ82上のスタンプツール10を位置させた後に、ヘッド22をZ軸の下方に移動させ、搬送ヘッド22の下端をアダプタ板16の取付面16aに接触させ、搬送ヘッド22による真空吸着を開始する。次に、図2Aから図2Bに示すように、クランプ機構26を閉じ、爪部26aの係合面26bを、アダプタ板16のX軸方向の両側に位置するテーパ面16cにそれぞれ係合させてX軸方向の位置決めを行う。また、爪部26aの係合面26bには、必要に応じてストッパ面を具備させ、ストッパ面がアダプタ板16のX軸方向の縁部16dに当接することで、スタンプツール10のX軸方向の位置決めを行ってもよい。
After the
その後に、図7に示す一対の位置決め部材90をY軸方向に開き、先端面92によるアダプタ板16の縁部16dとの当接を解除する。その前後に、ステージ82の吸引孔85による支持板14のステージの設置面84への吸着を解除する。その後に、搬送ヘッド22をZ軸の上方に移動させれば、図2Bに示すように、スタンプツール10が搬送ヘッド22の下端に、X軸およびY軸で位置決めされ、しかも、スタンプツール10の水平度が維持された状態で保持される。
After that, the pair of
次に、図2Bに示すように、搬送ヘッド22にスタンプツール10を装着した状態で、搬送装置20をX軸およびY軸方向に相対移動させ、図10に示すように、素子用テーブル102の上に位置させる。図10に示すように、マルチ要素移送装置200は、素子用テーブル102に設置してある素子形成用基板30(図3A参照)の表面と、搬送ヘッド22に保持してあるスタンプツール10のスタンプ層12との間の空間に入り込むことが可能な2方向同時撮像可能な撮像手段としての撮像装置122を有する。なお、撮像装置122は、搬送ヘッド22の下から退避移動可能である。また、同様な撮像装置122は、搬送ヘッド22が実装用テーブル104の上に移動した場合に、これらの間にも挿入可能としてもよい。
Next, as shown in FIG. 2B, with the
図3Aに示すように、撮像装置122は、スタンプ層12のスタンプ面にある凸部11(図2B参照)と、素子形成用基板30の表面とを同時に撮像可能になっている。図10に示すように、撮像装置122は、制御手段としての制御装置120に通信可能に接続してある。制御装置120は、撮像装置122からの検出信号を受け取り、搬送ヘッド22と素子形成用基板30との相対位置を変化させる微調整機構(図示省略)を制御する。
As shown in FIG. 3A, the
微調整機構は、基板30に対する搬送ヘッド22のX軸およびY軸に沿っての相対位置を微調節して移動させる機構と、基板30に対する搬送ヘッド22自体のZ軸回りの相対角度を微調節して移動させる機構とを含んでもよい。また、基板30に対する搬送ヘッド22のX軸およびY軸に沿っての相対位置を微調節して移動させる機構は、素子用テーブル102(実装用テーブル104またはスタンプ用テーブル)に対する搬送ヘッド22のX軸およびY軸に沿っての相対位置を変化させる主駆動装置に含まれていてもよい。主駆動装置および微調節機構は、制御装置120により制御される。また、制御装置120は、図8に示す搬送ヘッド22を含む搬送装置20のZ軸方向の移動や、チャック機構26の駆動、図6Aに示す位置決め部材90の駆動なども制御する。
The fine adjustment mechanism finely adjusts and moves the relative position of the
図10に示す素子用テーブル102の上には、図3Aに示すように、素子形成用基板30が位置決めされて配置してある。素子形成用基板30の表面には、図5Aに示すように、たとえば赤色発光用の素子32r、または緑色発光用の素子32g、または青色発光用の素子32bが作り込まれている。基板30としては、たとえば素子の種類(青色発光素子、赤色発光素子、緑色発光素子など)によっても異なるが、たとえばサファイヤ基板、ガラス基板、GaAs基板、SiC基板などが用いられる。
As shown in FIG. 3A, the
本実施形態では、素子32r,32g,32bは、たとえばマイクロLED素子である。なお、以下の説明では、素子32rについてのみ説明するが、その他の素子32g,32bに関しても、それぞれ別々のスタンプツール10を用いて、同様な操作を行う。スタンプツール10は、それぞれ異なる素子32r,32g,32bの種類毎に準備することが好ましいが、搬送ヘッド22は、共通して用いることができる。
In this embodiment, the
待機状態のスタンプツール10は、たとえば図6Aおよび図7に示すステージ82の上に設置され、スタンプ層12が収容凹部86の内部に密封され、清浄な状態に保たれている。搬送ヘッド22で保持されていない待機状態のスタンプツール10は、たとえば図9に示すスタンプ用テーブル100の上に配置されてもよいが、図9に示すテーブル100のY軸に沿って隣に配置してあるそれぞれ別のスタンプ用テーブルに配置してあってもよい。
The
図3Aに示す撮像装置122が、スタンプ層12のスタンプ面にある凸部11(図2B参照)と、素子形成用基板30の表面とを同時に撮像し、その検出信号を、図10に示す制御装置120が受け取り、微調節機構を用いて、図3Aに示す搬送ヘッド22と素子形成用基板30との相対位置を変化させる。その結果、スタンプ層12のスタンプ面にある凸部11の配列と、基板30の表面に形成してある素子32rの配列との正確な位置合わせが行われる。その結果、スタンプ層12のスタンプ面に多数の小サイズの素子32rを高精度で保持することが可能になる。
The
その後に、図3Aから図3Bに示すように、撮像装置122を搬送ヘッド22の下方位置から移動させて退避させた後、搬送装置20をZ軸方向の下方に移動させ、スタンプツール10の凸部11を、基板30の素子32rの上面に押し付ける。その結果、素子32rは、凸部11に粘着する。その後に、図3Cに示すように、スタンプツール10を、搬送装置20と共に、Z軸方向の上方に持ち上げる。その結果、図5Bに示すように、各凸部11には、素子32rが粘着して、凸部11と共に素子32rが基板30からピックアップされる。基板30上に残された素子32rは、後で同様にして、搬送装置20のスタンプ層10によりピックアップされる。
After that, as shown in FIGS. 3A to 3B, the
次に、スタンプ層10の凸部11によりピックアップされた素子32rは、たとえば図5C1に示す実装用基板(基板はシートでもよい/以下同様)70の上に搬送装置20により搬送されて実装される。図5C1に示す実装用基板70は、図10に示す実装用テーブル104の上に位置決めされて配置してある。そのため、図10から図11に示すように、制御装置120により主駆動装置を駆動させ、素子用テーブル102と実装用テーブル104とを搬送ヘッド22に対してY軸方向に相対移動させ、搬送ヘッド22を実装用テーブルの上に位置させる。
Next, the
その後に、図5Bに示すスタンプ層12の凸部11に粘着してある素子32rのアレイを、図5C1に示す実装用基板70の上に転写する。そのために、スタンプ層12の凸部11に粘着してある素子32rを、実装用基板70の表面に押し付けてから、スタンプ層12を搬送装置20と共に持ち上げる。その結果、実装用基板70の表面に複数の素子32rが同時に転写される。実装用基板70のサイズに応じて、上記の動作を繰り返せば、実装用基板70の上には、多数の素子32rがマトリックス状に配置される。使用後のスタンプツール10は、搬送ヘッド22により、スタンプ用テーブル100に設置された元のスタンプツール保持装置80のステージ82へ戻される。
After that, the array of the
図5C1に示すように、基板70には、素子32g,32bの種類毎に異なるスタンプツール10を用いて、上記と同様にして、その他の素子32g,32bも搬送される。R,GおよびBの3つの素子32r,32g,32bで、一つの画素単位が構成され、それらの画素単位が、マトリックス状に配置されることで、カラー表示画面となることができる。
As shown in FIG. 5C1, the
実装用基板70の表面には、異方導電性ペースト(ACP)が塗布してあることが好ましい。あるいは異方導電性フィルム(ACF)が配置してあることが好ましい。図5C1に示すように、素子32r,32g.32bをACPまたはACFを介して基板70の上に配置した後には、図示省略してある加熱加圧装置を用いて、各素子32r,32g,32bを基板70の方向に押し付けて加熱すればよい。その結果、各素子32r,32g,32bの端子を実装用基板の回路パターンに接続することができる。
It is preferable that the surface of the mounting
本実施形態に係る搬送装置20では、図2Bに示す搬送ヘッド22によるアダプタ板16の取付面16aに対する装着力F3が、図5Bに示す固定力F1よりも大きく、素子32rに対するスタンプ層12の凸部11の粘着力F2が、固定力F1よりも大きい。このため、スタンプツール10が、基板30側に残されること無く、基板30の表面に配置してある素子32rを基板30から容易にピックアップして搬送することができる。
In the
また、本実施形態では、図2Bに示す搬送ヘッド22によるアダプタ板16の取付面16aに対する装着力F3は、真空吸引孔の吸着力に対応する主装着力F3aと、副装着手段としてのクランプ機構26による副装着力F3bとの合計である。すなわち、本実施形態では、真空吸引孔を有する一般的な搬送ヘッド22に、クランプ機構26を設けるのみで、搬送ヘッド22によるアダプタ板16の取付面16aに対する装着力F3を、図5Bに示す素子32rの基板30への固定力F1よりも大きくすることが容易になる。
Further, in the present embodiment, the mounting force F3 on the mounting
さらに本実施形態ではアダプタ板16のX軸方向の両側面には、スタンプ層12に向けて外径が小さくなるテーパ面16cが形成してある。またテーパ面16cには、クランプ機構26の爪部26aが係合可能になっている。このように構成することで、クランプ機構26の爪部26aが、アダプタ板16の側面のテーパ面16cに着脱自在に係合しやすくなる。また、クランプ機構26による搬送ヘッド22に対するスタンプツール10の装着力F3を高めることができる。また、クランプ機構26の爪部26aが、アダプタ板16の側面のテーパ面16cに着脱自在に係合することで、搬送ヘッド22に対するスタンプツール10のX軸方向の位置決めも同時に行うことができる。
Further, in the present embodiment, tapered
また、アダプタ板16のX軸方向の両側面に、スタンプ層12に向けて外径が小さくなるテーパ面16cが形成してあることで、図6Aに示すステージ82の上部に設置してある案内部材88の傾斜面89に沿ってスタンプツール10のX軸方向のラフな位置決めが容易になる。特に、図1Aに示すように、アダプタ板16のX軸方向の最大幅が支持板14の幅よりも大きくなっていることで、案内部材88の傾斜面89とスタンプツール10のテーパ面16cとが係合しやすくなっている。
Further, by forming tapered
また、スタンプツール10の支持板14に差込可能面14cが存在することで、クランプ機構26の爪部26aが、アダプタ板16の側面のテーパ面16cに着脱自在に係合しやすくなる。さらに、スタンプツール10の支持板14に吸着可能面14bが存在することで、図7に示すように、ステージ82の設置面84で、支持板14を吸着可能になり、スタンプ層12を収容凹部86の内部に密封して保持しやすくなる。吸着可能面14bは、支持板14をガラス板などで構成することで、スタンプ層12の周囲に容易に形成することができる。
Further, since the
スタンプツール10は、スタンプ層12が固定されて、アダプタ板16が交換自在に取り付けられる支持板14をさらに有する。このように構成することで、スタンプツール10の全体を交換すること無く、スタンプ層12が固定してある支持板14のみをアダプタ板16から交換することができる。そのため、異なる種類のスタンプ層12を有するスタンプツール10を、低コストで準備することが容易になる。また、アダプタ板16を共用して用いることで、スタンプツールに合わせて、異なる種類の搬送ヘッドを用いる必要が無く、搬送装置の全体構成もシンプルにすることができる。
The
本実施形態では、スタンプ層12には、素子32r(32g,32b)に対応する複数の凸部11が形成してあり、各凸部11に、素子32r(32g,32b)が着脱自在に粘着される。このように構成することで、多数の素子32r(32g,32b)を、基板30から同時に取り出すことができる。本実施形態の素子アレイの製造方法では、多数の素子32r(32g,32b)を持つ素子アレイを、容易に製造することができる。
In the present embodiment, the
また本実施形態では、図6Aに示すように、設置ステージ82がベース81に対して取り替え可能に装着してある。このため、スタンプツール10に対応するステージ82を準備しておき、異なる種類のスタンプツール10へと交換する際には、ステージ82のみを交換してもよい。ステージ82は、ベース81に対して平坦度が確保されていることから、スタンプツール10の交換持に、スタンプツールの平坦度を調整する必要がなくなる。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 6A, the
そのため、本実施形態では、搬送ヘッド22による吸着ミスやクランプ機構26による把持ミスを生じること無く、設置ステージ82から搬送ヘッド22がスタンプツール10を良好にピックアップすることができる。
Therefore, in the present embodiment, the
図7に示すように、本実施形態に係るスタンプツール保持装置80では、収容凹部86の内部にスタンプ層12を収容した状態で、吸引孔85に負圧を導入することで、スタンプツール10のアダプタ板14が設置面84に着脱自在に吸着される。その結果、収容凹部86の内部は密閉され、収容凹部86の内部に収容されたスタンプ層12のスタンプ面(凸部11)には、ゴミやほこりなどが付着されにくくなり、スタンプ面を清浄に保ちつつスタンプツール10を設置しておくことが可能になる。
As shown in FIG. 7, in the stamp
また、本実施形態では、設置ステージ82は、ベース81に対して着脱自在に固定される。スタンプツール10は、客先の要請や、搬送対象要素としての素子が作り込まれる基板30などに応じて交換する必要がある。スタンプツール10の変更に合わせて、複数の設置ステージ82を準備しておくことで、ベース81は取り替えること無く、設置ステージ82のみを交換することで、スタンプツール10のサイズ変更などに対応することができる。また、各設置ステージ82は、ベース81に対する平坦度が確保されており、スタンプツール10の交換に際しても、平坦度を調整する必要が無い。
Further, in the present embodiment, the
さらに本実施形態では、設置ステージ82には、収容凹部86内の空間に連通して収容凹部86内の気体を入れ替えるガス流通孔83が形成してある。凹部86内の気体を入れ替えることで、収容凹部86の内部に収容してあるスタンプ層12の表面に付着しているゴミやほこりなどを気体と共に排出することができ、スタンプ層12の清浄度が向上する。
Further, in the present embodiment, the
図6Aに示すように、本実施形態では、設置ステージ82の上部には、スタンプツール10のスタンプ層12が収容凹部86の内部に落とし込まれるように、少なくともX軸に沿って案内する案内部材88が装着してある。設置ステージ82に案内部材88を設けることで、少なくともX軸に沿ってのスタンプツール10の概略的な位置決めを行うことが容易になる。また、搬送ヘッド22によりスタンプツール10をピックアップする際に、搬送ヘッド22に対するスタンプツール10の位置決めも容易になる。
As shown in FIG. 6A, in the present embodiment, in the upper part of the
本実施形態では、案内部材88は、X軸に沿って設置ステージ82の両側に着脱自在に装着してあり、それぞれの案内部材88には、スタンプツール10のテーパ面16cに係合可能な傾斜面89が形成してある。このように構成することで、少なくともX軸に沿ってのスタンプツール10の概略的な位置決めを行うことがさらに容易になる。また、搬送ヘッド22によりスタンプツール10をピックアップする際に、搬送ヘッド22に対するスタンプツール10の位置決めもさらに容易になる。
In the present embodiment, the
本実施形態では、X軸に沿って設置ステージ82の両側には、それぞれ、少なくとも二つの案内部材88が装着してあり、二つの案内部材88の隙間に沿って、図2Aに示すチャック機構26の爪部26aが差込可能になっている。このように構成することで、少なくともX軸に沿ってのスタンプツール10の高精度な位置決めを行うことが可能になる。また、搬送ヘッド22によりスタンプツール10をピックアップする際に、搬送ヘッド22に対するスタンプツール10の位置決め(特にX軸に沿っての位置決め)もさらに高精度になる。
In the present embodiment, at least two
図6A~図6Cに示すように、Y軸方向に沿って設置ステージ82の両側には、設置ステージ82の上部に設置されたスタンプツール10の縁部16dに当接および離反移動可能な一対の位置決め部材90が配置してある。このように構成することで、X軸以外に、Y軸に沿ってのスタンプツール10の高精度な位置決めを行うことが可能になる。また、搬送ヘッド22によりスタンプツール10をピックアップする際に、搬送ヘッド22に対するスタンプツール10の位置決めもさらに容易になる。
As shown in FIGS. 6A to 6C, a pair of sides of the
また、本実施形態のスタンプツール位置決め装置は、図7に示す設置ステージ82と、図8に示す搬送ヘッド22と、第1軸位置決め機構としてのクランプ機構26と、第2軸位置決め機構としての位置決め部材90とを有する。すなわち、本実施形態では、Y軸に沿ってのスタンプツール10の位置決めは、図7に示すように、設置ステージ82を基準として位置決め部材90を用いて行い、X軸に沿ってのスタンプツールの位置決めは、図2Bに示すように、搬送ヘッド22を基準としてクランプ機構26を用いて行うことができる。そのため、搬送ヘッド22に対する位置決め機構がシンプルになると共に、搬送ヘッドを軽くすることができる。その結果、搬送ヘッド22の駆動制御が容易になると共に、搬送ヘッド22による搬送位置精度が向上する。
Further, the stamp tool positioning device of the present embodiment includes the
また本実施形態のスタンプツール位置決め装置では、Y軸に沿ってのスタンプツール10の位置決めは設置ステージ82に対して行うが、X軸に沿ってのスタンプツール10の正確な位置決めは必要が無い。したがって、設置ステージ82での位置決め機構がシンプルになると共に、設置ステージ82の必要スペースを必要最小限にすることができる。そのため、設置ステージ82の移動制御も容易になる。さらに、設置ステージ82と搬送ヘッド22との位置合わせは、たとえばY軸に沿ってのみ高精度で行えばよく、X軸に沿っての位置合わせはラフでよくなる。X軸に沿ってのスタンプツール10の位置合わせは、搬送ヘッド22を基準としてクランプ機構26により行われるからである。
Further, in the stamp tool positioning device of the present embodiment, the
また本実施形態では、クランプ機構26は、搬送ヘッド22にスタンプツール10を着脱自在に装着する装着手段を兼ねている。装着手段としてのクランプ機構26が位置決め機構を兼ねることで、装着手段以外の部品として、別に位置決め機構を搬送ヘッド22に具備させる必要がなくなる。
Further, in the present embodiment, the
図10に示す本実施形態に係るマルチ要素移送装置200では、図8に示すように、スタンプツール10は、取付面16がZ軸に沿って上を向くようにスタンプ用テーブル100のステージ82に取り付けられる。また、図10に示すように、搬送ヘッド22に対して、素子用テーブル102と実装テーブル104とは、少なくともY軸に沿って相対移動可能であり、搬送ヘッド22に対して、スタンプ用テーブル100は、少なくともX軸に沿って相対移動可能である。
In the
このため、搬送ヘッド22は、スタンプ用テーブル100と、素子用テーブル102と、実装用テーブル104の上に相対的に移動可能である。また、搬送ヘッド22に保持されたスタンプツール10を用いて、多数の素子32r(32g,32b)を、素子用テーブル102の素子形成用基板30の表面から実装用テーブル104の実装用基板70の表面に同時に移すことが可能である。また、素子32rを素子形成用基板32rから実装用基板70へと移した後のスタンプツール10は、搬送ヘッド22を用いて元のスタンプ用テーブル100の設置ステージ82に戻される。このように本実施形態のマルチ要素移送装置200では、スタンプツール10を用いて効率的に多数の素子32r(32g,32b)を移送することができる。
Therefore, the
また、複数種類の素子32r,32g,32bを、それぞれに対応した複数の素子形成用基板30から、単一の実装用基板70へと移送させる場合には、種類毎に異なるスタンプツール10を用いて、それぞれの素子32r,32g,32bの移送が可能である。このため、種類が異なる素子32r,32g,32bを、設定された配列で単一の実装用基板70へと移送させることが容易であり、たとえば画素欠陥などが少ない素子アレイを効率的に製造することが容易である。
Further, when transferring a plurality of types of
本実施形態の素子アレイの製造方法は、スタンプツール位置決め装置にて位置決めされたスタンプツール10を搬送ヘッド22で搬送する工程と、
搬送ヘッド22に装着されたスタンプツール10を用いて、複数の搬送対象要素としての素子32r(32g,32b)を、基板30から同時に取り出して搬送する工程と、を有する。
The method for manufacturing the element array of the present embodiment includes a step of transporting the
It has a step of simultaneously taking out
本実施形態の素子アレイの製造方法では、高精度に位置決めされて配列された多数の素子を持つ素子アレイを、容易に、しかも短時間および低コストで製造することができる。 In the method for manufacturing an element array of the present embodiment, an element array having a large number of elements positioned and arranged with high accuracy can be easily manufactured in a short time and at low cost.
別の実施形態に係る素子アレイの製造方法は、
スタンプツール保持装置80を、搬送対象要素としての複数種類の素子のそれぞれが配置された基板30の数と同じ数以上で準備する工程と、
それぞれのスタンプツール保持装置80には、複数種類の前記素子毎に準備されたスタンプツール10を設置する工程と、
それぞれの基板30に対応するそれぞれのスタンプツール保持装置80に保持されたスタンプツール10を、スタンプツール保持装置80から搬送ヘッド22でピックアップし、ピックアップされたスタンプツール10に対応する基板30から、搬送ヘッド22に装着してあるスタンプツール10を用いて、複数の素子32r(または32g,32b)を同時に取り出して搬送する工程と、
複数の素子32r(または32g,32b)を同時に取り出して搬送した後で、複数の素子32r(または32g,32b)が取り出された後のスタンプツール10を、対応する空のスタンプツール保持装置80に戻す工程と、を有する。
A method for manufacturing an element array according to another embodiment is as follows.
A step of preparing the stamp
Each stamp
The
After the plurality of
本実施形態に係る素子アレイの製造方法では、多数種類の素子32r,32g,32bが配列された素子アレイを、容易に、しかも短時間および低コストで製造することができる。しかも、複数種類の素子32r,32g,32bにそれぞれ対応する各基板30に合わせて用いられるスタンプツール10を、専用のスタンプツール保持装置80に設置して保管するため、素子32r,32g,32bの配列ミスなどを有効に防止しつつ、各スタンプツール10のスタンプ面の清浄度を高品質に保つことが容易である。
In the method for manufacturing an element array according to the present embodiment, an element array in which a large number of types of
第2実施形態
図1Bに示すように、本実施形態の搬送装置に用いられるスタンプツール10aでは、スタンプ層12とアダプタ板16との間に、支持板14の平行度を調整するためのシム板18が介在してある。支持板の側面の一部には、傾斜面14aが形成してあり、その傾斜面14aにシム板18が係合し、支持板14の平行度を調整可能になっている。
As shown in FIG. 1B of the second embodiment , in the
本実施形態の搬送装置およびスタンプツールのその他の構成および作用効果は、第1実施形態と同様であり、その詳細な説明は省略する。 Other configurations and operational effects of the transport device and the stamp tool of the present embodiment are the same as those of the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
第3実施形態
図4Aに示すように、本実施形態の搬送装置では、チャック機構26の爪部26aの係合面26bに、弾性変形可能な係合凸部26cが装着してあり、その係合凸部26cが、アダプタ板16のテーパ面16cに係合可能になっている。係合凸部26cは、たとえばスプリング材で構成してあり、係合面26bから円弧状に突出していてもよい。また、図4Bに示すように、係合面26bは、必ずしも平面である必要はなく、アダプタ板16のテーパ面16cに係合可能な凸状曲面であってもよい。本実施形態の搬送装置およびスタンプツールのその他の構成および作用効果は、第1実施形態または第2実施形態と同様であり、その詳細な説明は省略する。
As shown in FIG. 4A of the third embodiment , in the transport device of the present embodiment, the elastically deformable engaging
第4実施形態
本実施形態では、前述した第1~第3実施形態に係る装置を用いて、転写法により、素子の実装を行う方法について説明する。以下の説明では、前述した第1~第3実施形態と重複する部分の説明は省略する。
Fourth Embodiment In this embodiment, a method of mounting an element by a transfer method using the devices according to the first to third embodiments described above will be described. In the following description, the description of the portion overlapping with the first to third embodiments described above will be omitted.
本実施形態の方法では、図5Bに示すように、スタンプ層10の凸部11によりピックアップされた素子32rは、たとえば図5C2に示す第1転写用基板(第2基板)50の上に搬送装置20により搬送されて、粘着層52の上に配置される。
In the method of the present embodiment, as shown in FIG. 5B, the
図5Bに示すスタンプ層12の凸部11に粘着してある素子32rのアレイを、図5C2に示す粘着シートなどで構成してある基板50の粘着層52の上に転写する。そのために、スタンプ層12の凸部11に粘着してある素子32rを、粘着層52の表面に押し付けてから、スタンプ層12を搬送装置20と共に持ち上げる。その結果、粘着層52の表面に複数の素子32rが同時に転写される。なお、その前に、図3Cに示す搬送装置20は、搬送装置20の搬送機構により、図5C2に示す基板50の上に移動させられる。
The array of
基板50から成る粘着シートの粘着層52の粘着力は、凸部11の粘着力よりも大きくなるように、粘着層52の粘着力が調整されている。粘着層52としては、たとえば天然ゴム、合成ゴム、アクリル系樹脂、シリコーンゴムなどの粘着性樹脂で構成され、その厚みz4は、好ましくは、素子32rの高さz2(図5B参照)の0.5~2.0倍程度である。なお、凸部11から粘着層52への素子32rの移動をスムーズにするために、凸部11から素子32rを剥がれやすくするための操作(たとえば熱を加える)を加えてもよい。
The adhesive strength of the
基板50の粘着層52には、上記と同様にして、その他の素子32g,32bも転写される。R,GおよびBの3つの素子32r,32g,32bで、一つの画素単位が構成され、それらの画素単位が、マトリックス状に配置されることで、カラー表示画面となることができる。
次に、図5Dに示すように、第1転写用基板50の表面に配置された3つの素子32r,32g,32bの配列の全てを、第2転写用基板60の粘着層62に転写して、素子32r,32g,32bの各端子が、基板60の外側を向くように配置する。この転写に際しては、たとえばレーザリフト法などの手法を用いてもよいし、粘着力の差を用いた転写、加熱剥離を伴う転写などの方法でもよい。素子32r,32g,32bの各端子が、基板60の外側を向く状態で、各端子には、無電解メッキ法などにより、錫メッキ膜が形成されてもよい。
Next, as shown in FIG. 5D, the entire array of the three
次に、図5Eおよび図5Fに示すように、3つの素子32r,32g,32bの配列の全てを、基板60の粘着層62から、実装用基板70への転写を行う。その転写に際しても、たとえばレーザリフト法などの手法を用いてもよいし、粘着力の差を用いた転写、加熱剥離を伴う転写などの方法でもよい。
Next, as shown in FIGS. 5E and 5F, the entire arrangement of the three
なお、転写後には、各素子32r,32g,32bの端子を実装用基板の回路パターンに接続するために、たとえば実装用基板70の表面に、異方導電性ペースト(ACP)を塗布しておき、あるいは異方導電性フィルムを配置しておくことが好ましい。図5Fに示すように、素子32r,32g.32bをACPまたはACFを介して基板70の上に配置した後、図示省略してある加熱加圧装置を用いて、各素子32r,32g,32bを基板70の方向に押し付けて加熱すればよい。その結果、各素子32r,32g,32bの端子を実装用基板の回路パターンに接続することができる。
After transfer, in order to connect the terminals of each
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified within the scope of the present invention.
たとえば、スタンプツールとしては、上述した実施形態のスタンプツール10に限定されず、その他のスタンプツールを用いることが可能である。また、搬送ヘッド22には、クランプ機構26以外の第1軸位置決め機構として、静電吸着機構、嵌合機構、あるいは螺合機構などを用いてもよい。これらの機構を搬送ヘッドに設けることでも、搬送ヘッド22に対するスタンプツール10の位置決めを容易に行うことができる。
For example, the stamp tool is not limited to the
また、上述した実施形態では、搬送ヘッド22の主装着手段として、真空吸引孔による真空吸着を用いているが、本発明では、必ずしも真空吸着を用いる必要はなく、クランプ機構26などの第1軸位置決め機構のみで、スタンプツール10を搬送ヘッド22に対して着脱自在に装着するようにしてもよい。また、上述した実施形態において、クランプ機構26を用いること無く位置決めが可能であり、スタンプツール10を搬送ヘッド22に対して十分な保持力で着脱自在に保持可能であれば、搬送ヘッドには、真空吸着機構、あるいは静電吸着機構を装着してもよい。
Further, in the above-described embodiment, vacuum suction by a vacuum suction hole is used as the main mounting means of the
さらに、上述した実施形態では、図8に示すように、単一の設置ステージ82毎に、単一のスタンプ用テーブル100を準備しているが、これらの複数のスタンプ用テーブル100は、全て同じようにX軸および/またはY軸に沿って駆動されるので、単一のスタンプ用テーブル100と見なすことができる。もちろん、単一のスタンプ用テーブル100に、3つ以上の設置ステージ82が配置されてもよい。また、同様に、図3Aに示すように、単一の素子形成用基板30毎に、単一の素子用テーブル102を準備しているが、これらの複数の素子用テーブル102は、全て同じようにX軸および/またはY軸に沿って駆動されるので、単一の素子用テーブル102と見なすことができる。もちろん、単一の素子用テーブル100に、3つ以上の素子形成用基板30が配置されてもよい。
Further, in the above-described embodiment, as shown in FIG. 8, a single stamping table 100 is prepared for each
また、本実施形態に係るスタンプツール位置決め装置を持つ搬送装置20を、素子形成用基板30からの素子32r(32g,32b)のピックアップに用いたが、その用途に限らず、基板30からレーザリフト法などにより転写された粘着層付きの基板(シート)からの素子32r(32g,32b)のピックアップに用いてもよい。
Further, the
また、本実施形態に係るスタンプツール位置決め装置を持つ搬送装置20は、赤色、緑色および青色発光用の素子32r,32g,32b以外の素子のピックアップにも用いることができる。その他の表示素子としては、蛍光素子などが例示される。また、その他の素子としては、表示素子に限らず、受光素子、セラミックコンデンサ、チップインダクタ、等の電子素子、あるいは半導体素子でもよい。
Further, the
10… スタンプツール
11… 凸部
12… スタンプ層
14… 支持板
14a… 傾斜面
14b… 吸着可能面
14c… 差込可能面
15… 接着層
16… アダプタ板
16a… 取付面
16b… 接着面
16c… テーパ面
16d… 縁部
18… シム板
20… 搬送装置
22… 搬送ヘッド
24… 吸着面
26… チャック機構(第1軸位置決め機構)
26a… 爪部
26b… 係合面
26c… 係合凸部
28… 開閉機構
30… 素子形成用基板(第1基板/要素配置基板)
32r,32g,32b… 素子
50… 第1転写用基板(第2基板/シート)
52… 粘着層
60… 第2転写用基板(シート)
62… 粘着層
70… 実装用基板(第2基板/シート)
80… スタンプツール保持装置
81… ベース
82… ステージ
83… ガス流通孔
84… 設置面
85… 吸引孔
86… 収容凹部
88… 案内部材
89… 傾斜面
90… 位置決め部材(第2軸位置決め機構)
92… 先端面
100… スタンプ用テーブル
102… 素子用テーブル(第1テーブル)
104… 実装用テーブル(第2テーブル)
110… 統合テーブル
120… 制御装置(制御手段)
122… 撮像装置(撮像手段)
200… マルチ要素移送装置
10 ...
26a ...
32r, 32g, 32b ...
52 ...
62 ...
80 ... Stamp
92 ...
104 ... Mounting table (second table)
110 ... Integrated table 120 ... Control device (control means)
122 ... Imaging device (imaging means)
200 ... Multi-element transfer device
Claims (13)
前記スタンプ用テーブルに設置された少なくとも一つの前記スタンプツールをピックアップすることが可能な搬送ヘッドと、
前記搬送対象要素が表面に配置される第1基板が着脱自在に固定される第1テーブルと、
前記第1基板に配置してある前記搬送対象要素が前記スタンプツールにより搬送されて移し替えられる表面を持つ第2基板が着脱自在に固定される第2テーブルと、を有するマルチ要素移送装置であって、
前記スタンプ用テーブルと前記第1テーブルとは、第1軸に沿って配置され、
前記第1テーブルと前記第2テーブルとは、前記第1軸に交差する第2軸に沿って配置され、
前記搬送ヘッドは、前記第1軸および前記第2軸の双方に交差する第3軸に沿って、少なくとも前記スタンプ用テーブルに対して相対移動可能であり、
前記スタンプツールは、前記スタンプ層と反対側に前記搬送ヘッドが着脱自在に取り付けられる取付面を有し、
前記スタンプツールは、前記取付面が前記第3軸に沿って上を向くように前記スタンプ用テーブルに取り付けられ、
前記搬送ヘッドに対して、前記第1テーブルと前記第2テーブルとは、少なくとも前記第2軸に沿って相対移動可能であり、
前記搬送ヘッドに対して、前記スタンプ用テーブルは、少なくとも前記第1軸に沿って相対移動可能であるマルチ要素移送装置。 A stamp table on which at least one stamp tool having a stamp layer having a portion to which a plurality of elements to be transported can be detachably adhered is detachably installed.
A transport head capable of picking up at least one stamp tool installed on the stamp table,
A first table on which the first substrate on which the element to be transported is arranged is detachably fixed, and a first table.
It is a multi-element transfer device having a second table on which a second substrate having a surface on which the transfer target element arranged on the first substrate is transferred and transferred by the stamp tool is detachably fixed. hand,
The stamp table and the first table are arranged along the first axis.
The first table and the second table are arranged along a second axis intersecting the first axis.
The transport head is movable relative to at least the stamping table along a third axis that intersects both the first axis and the second axis.
The stamp tool has a mounting surface on the opposite side of the stamp layer to which the transport head can be detachably mounted.
The stamp tool is mounted on the stamp table so that the mounting surface faces upward along the third axis.
The first table and the second table can move relative to the transfer head at least along the second axis.
The stamping table is a multi-element transfer device that can move relative to the transfer head at least along the first axis.
前記第2基板が、単一の実装用基板または単一の転写用基板であり、
前記スタンプ用テーブルは、複数の前記要素配置基板にそれぞれ対応するスタンプツールを着脱自在に保持する複数の設置ステージを含み、
前記搬送ヘッドが、
複数の前記要素配置基板にそれぞれ対応するスタンプツールを、対応する前記設置ステージからピックアップし、
ピックアップされたスタンプツールを用いて、対応する前記要素配置基板から前記搬送対象要素を取り出し、
取り出された搬送要素を前記第2基板に移すように、
前記搬送ヘッドと、前記第1テーブルと、前記第2テーブルと、前記スタンプ用テーブルの位置関係を駆動制御する制御手段を、さらに有する請求項1に記載のマルチ要素移送装置。 The first substrate includes a plurality of element-arranged substrates on which different types of the elements to be transported are arranged.
The second substrate is a single mounting substrate or a single transfer substrate.
The stamp table includes a plurality of installation stages that detachably hold stamp tools corresponding to the plurality of element placement boards.
The transport head
A stamp tool corresponding to each of the plurality of element placement boards is picked up from the corresponding installation stage, and the stamp tool is picked up.
Using the picked-up stamp tool, the element to be transported is taken out from the corresponding element placement board.
As if to transfer the taken-out transport element to the second substrate,
The multi-element transfer device according to claim 1, further comprising a control means for driving and controlling the positional relationship between the transfer head, the first table, the second table, and the stamp table.
前記撮像手段は、前記スタンプ層のスタンプ面と、前記第1基板の表面とを同時に撮像する請求項1または2に記載のマルチ要素移送装置。 When the transport head holding the stamp tool is located on the first substrate, two directions capable of entering the space between the surface of the first substrate and the stamp layer of the stamp tool. It also has an imaging means capable of simultaneous imaging, and has
The multi-element transfer device according to claim 1 or 2, wherein the image pickup means simultaneously images the stamp surface of the stamp layer and the surface of the first substrate.
前記第2軸に沿って、前記スタンプ用テーブルに対しての前記スタンプツールの相対位置を位置決めして調節する第2軸位置決め機構と、をさらに有する請求項1~5のいずれかに記載のマルチ要素移送装置。 A first axis positioning mechanism that positions and adjusts the relative position of the stamp tool with respect to the transfer head along the first axis.
The multi according to any one of claims 1 to 5, further comprising a second axis positioning mechanism that positions and adjusts the relative position of the stamp tool with respect to the stamp table along the second axis. Element transfer device.
前記スタンプ用テーブルに固定してある設置ステージの前記第2軸方向に沿って両側に配置され、前記設置ステージに設置されたスタンプツールに当接および離反移動可能な少なくとも一対の第2位置決め部材を有する
請求項6~8のいずれかに記載のマルチ要素移送装置。 The second axis positioning mechanism is
At least a pair of second positioning members arranged on both sides of the installation stage fixed to the stamp table along the second axial direction and capable of abutting and moving away from the stamp tool installed on the installation stage. The multi-element transfer device according to any one of claims 6 to 8.
それぞれの前記設置ステージには、複数種類の前記素子毎に準備されたスタンプツールを設置する工程と、
それぞれの要素配置基板に対応するそれぞれの設置ステージに保持されたスタンプツールを、設置ステージから搬送ヘッドでピックアップし、ピックアップされたスタンプツールに対応する要素配置基板から、前記搬送ヘッドに装着してあるスタンプツールを用いて、複数の前記素子を同時に取り出して搬送する工程と、
複数の前記素子を同時に取り出して搬送した後で、複数の前記素子が取り出された後の前記スタンプツールを、対応する空の前記設置ステージに戻す工程と、を有する素子アレイの製造方法。 The process of preparing an installation stage in which the stamp tool is detachably held with the same number or more as the number of element placement boards on which each of multiple types of elements is placed, and
A process of installing stamp tools prepared for each of a plurality of types of the elements on each of the installation stages, and a process of installing the stamp tools.
The stamp tool held on each installation stage corresponding to each element placement board is picked up by the transfer head from the installation stage, and is attached to the transfer head from the element placement board corresponding to the picked up stamp tool. The process of simultaneously taking out and transporting a plurality of the elements using a stamp tool, and
A method for manufacturing an element array, comprising a step of simultaneously taking out and transporting a plurality of the elements, and then returning the stamp tool after the plurality of the elements are taken out to the corresponding empty installation stage.
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