JP2022115687A

JP2022115687A - 転写装置

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Publication number: JP2022115687A
Application number: JP2021012397A
Authority: JP
Inventors: 義之新井; Yoshiyuki Arai
Original assignee: Toray Engineering Co Ltd
Current assignee: Toray Engineering Co Ltd
Priority date: 2021-01-28
Filing date: 2021-01-28
Publication date: 2022-08-09

Abstract

【課題】短時間で回路基板への素子の転写を完了させることができる転写装置を提供する。【解決手段】第１の基板を被転写基板とし、第１の基板へ素子を転写させる第１の転写モードと、第１の基板を転写基板、第２の基板を被転写基板とし、第１の基板に保持された素子を第２の基板に転写させる第２の転写モードと、を有し、第１の転写モードによって第１の基板に転写された素子同士の間隔である第１の素子間隔は第２の転写モードによって第２の基板に転写された素子同士の間隔である第２の素子間隔よりも小さく、第１の転写モードにおけるレーザー光の発振周波数は第２の転写モードにおけるレーザー光の発振周波数よりも高い。【選択図】図４

Description

本発明は、ＬＥＤなどの素子を配線基板などに転写する、転写装置に関する。

近年、従来の液晶ディスプレイに代わる次世代表示方法として、ＬＥＤを使用したディスプレイの開発が進んでいる。ＬＥＤディスプレイでは、ＦＨＤ（ＦｕｌｌＨｉｇｈＤｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）パネルで１９２０×１０８０個、４Ｋパネルでは３８４０×２１６０個もの赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤがそれぞれ格子状の配列にて配線基板に高密度に実装されている。

このように配線基板へ高密度に実装される各色ＬＥＤは、たとえば約２０ｕｍ×４０ｕｍといった微小寸法を有する、いわゆるマイクロＬＥＤであり、特許文献１に示すようにサファイアなどの成長基板上に窒化ガリウムの結晶をエピタキシャル成長させる工程などを経て得られ、基板上で上記寸法のチップ状にダイシングされる。このように形成されたＬＥＤチップは、複数回の転写工程を経て成長基板から配線基板へ転写される。その後、熱圧着などの実装工程を経て、配線基板にＬＥＤチップが固定される。

基板から基板へチップを転写させる転写装置は、特許文献２のようにレーザーリフトオフを利用したものがある。転写元基板とチップとの界面にレーザー光を照射することにより、その界面でガスが発生する（いわゆるレーザーアブレーション）。そのガスによって転写先基板へチップを付勢させ、転写先基板へチップを転写させる。このようにレーザーアブレーションによってチップを付勢することをレーザーリフトオフと呼ぶ。

ここで、転写元基板には複数のチップがたとえばマトリクス状に保持されており、所定の位置のチップをレーザーリフトオフさせるためにガルバノミラーを用いている。このガルバノミラーの角度を制御することによってレーザー光の光路を制御し、所定の位置のチップと転写元基板の界面にレーザー光を照射し、このチップを転写先基板へ転写させている。

特開２００２－１７０９９３号公報特開２００６－４１５００号公報

ここで、特許文献２のようにガルバノミラーを用いてレーザー光の照射位置を制御しながら行う加工では、レーザー光の発振周波数に対してレーザー光の照射スポットの移動速度（スキャン速度）が頭打ちになる可能性がある。具体的には、ディスプレイでは図７に示されるように回路基板１０１上で赤、緑、青のＬＥＤチップ１０２が一組となって一つの画素を形成するが、たとえばテレビディスプレイ用途の回路基板１０１では隣接する画素における同じ色のＬＥＤチップ１０２同士のピッチＤは０．６ｍｍ程度になる。このように０．６ｍｍ間隔で配列されるＬＥＤチップ１０２をレーザーリフトオフによって連続して転写させるにあたり、ガルバノミラーのスキャン速度が最高で５ｍ／ｓであった場合、この最高速でガルバノミラーを動作させてもレーザー光の発振周波数は１０ｋＨｚ程度までしか高めることができず、仮にレーザー光源がこの値以上の発振周波数でレーザー光を出射できる場合であってもレーザー光源の性能を有効に活用することができなかった。その結果、基板から基板へのＬＥＤチップ１０２の転写を複数回行うことによって成長基板から回路基板１０１へのＬＥＤチップ１０２の転写を完了させるにあたって、この回路基板１０１上でのＬＥＤチップ１０２のピッチを基準に転写を続ける場合、レーザー光の発振周波数に制約があることが原因で転写完了までに時間を要するという問題があった。

本願発明は、上記問題点を鑑み、短時間で回路基板への素子の転写を完了させることができる転写装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明の転写装置は、レーザー光を出射し、レーザー光の発振周波数が制御可能であるレーザー光源と、レーザー光の光路を制御する光路制御部と、を備え、前記光路制御部によって転写基板におけるレーザー光の照射位置を制御し、当該転写基板に保持されている複数の素子のうち任意の当該素子をレーザーリフトオフによって被転写基板に転写させる転写装置であり、第１の基板を前記被転写基板とし、当該第１の基板へ前記素子を転写させる第１の転写モードと、前記第１の基板を前記転写基板、第２の基板を前記被転写基板とし、前記第１の基板に保持された前記素子を当該第２の基板に転写させる第２の転写モードと、を有し、前記第１の転写モードによって前記第１の基板に転写された前記素子同士の間隔である第１の素子間隔は前記第２の転写モードによって前記第２の基板に転写された前記素子同士の間隔である第２の素子間隔よりも小さく、
前記第１の転写モードにおけるレーザー光の発振周波数は前記第２の転写モードにおけるレーザー光の発振周波数よりも高いことを特徴としている。

この転写装置により、第２の転写モードの直前の第１の転写モードまでは基板上の素子同士の間隔を比較的小さく設定することにより比較的高い発振周波数でレーザー光を出射しながら素子の転写を行うことができるため、短時間で回路基板への素子の転写を完了させることができる。

また、前記第２の基板は、配線回路が形成された回路基板であると良い。

こうすることにより、回路基板の直前まで基板上の素子間隔が比較的小さい条件で転写を行うため、より短時間で回路基板への素子の転写を完了させることができる。

また、前記第２の転写モードにおけるレーザー光の発振周波数は、前記第１の基板におけるレーザー光の照射位置の移動速度に対し前記光路制御部が制御しうる最高速度近傍となるように前記光路制御部を動作させた場合に、前記レーザー光源から出射された各々のレーザー光が前記第２の素子間隔で前記素子を転写させうる発振周波数であると良い。

こうすることにより、第２の転写モードにおいても可能な限り短時間で素子の転写を行うことができる。

また、前記光路制御部はガルバノミラーであると良い。

こうすることにより、簡単な構成で光路制御部を形成することができる。

また、前記第１の素子間隔は、前記素子を成長させる基板である成長基板における前記素子同士の間隔と同等であると良い。

こうすることにより、第１の転写モードにおける素子同士の間隔が最小限に近くなり、第１の転写モードにおけるレーザー光の発振周波数をより高く設定することができる。

また、各々の前記素子の動作性能を判定する性能判定モードをさらに有し、前記第１の転写モードでは、前記性能判定モードにおいて正常と判定された前記素子のみを前記第１の基板へ転写させると良い。

こうすることにより、第２の転写モードで正常な素子のみ分別して転写を行うことに対して、より短時間で転写を行うことができる。

また、このとき、前記第１の転写モードでは、前記性能判定モードで正常と判定されなかった前記素子が本来転写されるべき前記第１の基板上の転写位置に他の正常な前記素子を転写し、前記第１の基板上での前記素子の配列の抜けを無くすようにすると良い。

こうすることにより、第２の転写モードをより効率的に実施することができる。

また、前記素子は発光素子であり、各々の前記素子の発光波長を測定する波長測定モードをさらに有し、前記第１の転写モードでは、前記波長測定モードにおいて他の前記素子と発光波長が大きく異なる前記素子が分散して配置されるよう、前記素子を前記第１の基板へ転写させると良い。

こうすることにより、第２の転写モードでディスプレイのむらを考慮して転写位置を制御し、転写を行うことに対して、より短時間で転写を行うことができる。

本発明の転写装置により、短時間で回路基板への素子の転写を完了させることができる。

本発明の一実施形態における転写装置を説明する図である。本発明の転写装置における第１の転写モードを示す図である。本発明の転写装置における第２の転写モードを示す図である。光路制御部のスキャン速度とレーザー光の発振周波数との関係を示すグラフである。本発明の他の実施形態における転写装置を説明する図である。転写装置が有する波長測定部によって得られた転写基板上の素子の発光波長分布および転写位置決定部によるグループ分けの結果を示す図である。ディスプレイ基板上のＬＥＤチップの配置の一般例を示す図である。

本発明の一実施形態における転写装置１について、図１を参照して説明する。

本実施形態の転写装置１は、転写部１０および制御装置２０を有し、転写基板３によって保持されている複数の素子２を転写部１０によって被転写基板４へ転写する。また、この転写部１０の動作などは制御装置２０によって制御される。

ここで、本実施形態では、素子２はマイクロＬＥＤチップであり、最終的な被転写基板４は配線回路が形成されたディスプレイ用の回路基板である。回路基板には、赤色、緑色、青色の素子２が配置され、配置される個数は、回路基板がＦＨＤ（ＦｕｌｌＨｉｇｈＤｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）パネル向けの回路基板であった場合は各色１９２０×１０８０個、４Ｋパネル向けの回路基板であった場合は３８４０×２１６０個にも及ぶ。

また、転写基板３は、ＬＥＤチップをエピタキシャル成長させるベースとなる成長基板でも良く、また、複数回の転写を経て成長基板から回路基板への素子２の転写を完了させる場合の中間基板であっても良い。また、転写基板３の形状は、ウェハ状であっても良く、四角の板状であっても良い。また、転写基板３による素子２の保持形態は、本実施形態ではレーザーアブレーションを生じさせることが可能な公知の形態が適用されている。

なお、本説明では、水平方向であり互いに直交する方向をそれぞれＸ軸方向、Ｙ軸方向と呼び、鉛直方向をＺ軸方向と呼ぶ。

転写部１０は、本実施形態ではレーザーリフトオフを利用することによって転写基板３が保持する素子２を被転写基板４へ転写するものであり、レーザー光源１１、ガルバノミラー１２、Ｆθレンズ１３、吸着ハンド１４、および載置部１５を備える。

この転写部１０内では、転写基板３は、素子２が保持されている面（表面とする）が水平かつ下向きとなるように、吸着ハンド１４によって裏面が吸着把持されている。また、被転写基板４は、素子２が転写される面（表面とする）が水平かつ上向きとなるように、載置部１５によって裏面が吸着把持されている。また、転写基板３と被転写基板４は上下に対向し、転写基板３の方が上側に位置する。

レーザー光源１１は、１本のレーザー光Ｌ１を所定の発振周波数で出射する装置であり、本実施形態ではＹＡＧレーザー、可視光レーザーなどのレーザー光を出射する。また、レーザー光Ｌ１の発振周波数は制御可能となっている。

ここで、本説明における発振周波数とは、所定の光出力が１秒間に繰り返し出力される回数のことを指し、たとえば発振周波数が１ｋＨｚであった場合、所定の光出力が１秒間に１０００回繰り返し出力される。この発振周波数が大きくなるほど、光出力の時間間隔は短くなる。

ガルバノミラー１２は、２枚のミラーを有し、これらミラーの位置および角度を制御することにより、入射される光線を任意の方向へ出射させる。

レーザー光源１１から発せられたパルス状のレーザー光Ｌ１は、ガルバノミラー１２およびＦθレンズ１３を経由し、吸着ハンド１４に把持された転写基板３に照射される。そして、転写基板３に照射されたレーザー光Ｌ１は、転写基板３を透過して転写基板３と素子２との界面に到達し、この界面においてレーザーアブレーションを生じさせる。このレーザーアブレーションにより、素子２は付勢されて転写基板３から分離し、直下の被転写基板４に転写される。なお、本説明では、このようにレーザーアブレーションによって転写基板３から素子２を分離させることをレーザーリフトオフと呼ぶ。

ここで、レーザー光Ｌ１は、ガルバノミラー１２によって光路が制御され、Ｘ軸方向およびＹ軸方向における転写基板３の任意の位置に照射可能となっている。このようにガルバノミラー１２を有することにより、転写基板３に保持された任意の位置の素子２をレーザーリフトオフさせることができる。なお、本説明ではガルバノミラー１２のようにレーザー光の光路を制御する構成要素を光路制御部と呼ぶ。また、光路制御部であるガルバノミラー１２がＦθレンズ１３を介して制御しうる、転写基板３上のレーザー光Ｌ１の照射スポットの移動速度を、本説明ではスキャン速度と呼ぶ。

なお、Ｆθレンズ１３は、ガルバノミラー１２の等速回転運動をレーザー光Ｌ１のスポットの等速直線運動に変換するレンズであり、ガルバノミラー１２と対で用いられ、ガルバノミラー１２によるレーザー光Ｌ１のスキャン速度の制御を容易とする。

また、載置部１５は移動ステージ１６によってＸ軸方向およびＹ軸方向に移動可能となっており、転写基板３に対して被転写基板４をＸ軸方向およびＹ軸方向に相対移動させる。この移動ステージ１６による被転写基板４の位置制御および上記のガルバノミラー１２によるレーザー光Ｌ１の照射位置制御を組み合わせることにより、転写基板３に保持されている任意の位置の素子２を被転写基板４上の任意の位置に転写することが可能である。

制御装置２０は、本実施形態ではコンピュータであり、レーザー光源１１によるレーザー光Ｌ１の発振周波数の制御、ガルバノミラー１２の角度制御、吸着ハンド１４や移動ステージ１６の位置制御などを実行する。

上記の転写装置１は、本発明では第１の転写モードおよび第２の転写モードを実行する。

図２は、第１の転写モードを示す概略図である。

第１の転写モードでは、被転写基板を第１の基板ｗ１とし、転写部１０は基板ｗ０に保持されている素子２を第１の基板ｗ１に転写させる。基板ｗ０は、素子２をエピタキシャル成長させる成長基板であっても良く、基板から基板への素子２の転写が１回または複数回なされた中間基板であっても良い。

ここで、第１の基板ｗ１に転写された素子２のピッチである第１の素子間隔ｄ１は、後述する第２の転写モードによって第２の基板ｗ２に転写される素子２のピッチである第２の素子間隔ｄ２よりも小さい。さらには、第１の素子間隔ｄ１はダイシングの末に成長基板に形成された素子２のピッチであって、成長基板から第１の基板ｗ１までこのピッチを維持するように素子２の転写が行われることが好ましい。たとえば、２０ｕｍ×４０ｕｍの寸法の素子２が短辺方向に３０ｕｍ、長辺方向に５０ｕｍのピッチで成長基板上に形成されていれば、このピッチが維持されながら成長基板から第１の基板ｗ１まで転写が行われることが好ましい。

この第１の転写モードにおいて、レーザー光源１１からは所定の発振周波数ｆ１でレーザー光Ｌ１が出射される。この発振周波数ｆ１（Ｈｚ）およびガルバノミラー１２によるスキャン速度ｖ１（ｍ／ｓ）は、出射された各レーザー光Ｌ１が所定の素子２をレーザーリフトオフさせることが可能なように設定される。たとえば、図２のようにピッチｄ１で配列された素子２を順番にレーザーリフトオフさせる場合は、ｖ１／ｆ１＝ｄ１の式を満たすよう、発振周波数ｆ１およびスキャン速度ｖ１が設定される。具体的には、第１の素子間隔ｄ１＝３０ｕｍ（＝０．０３ｍｍ）の場合、たとえば発振周波数ｆ１＝１６６ｋＨｚ、スキャン速度ｖ１＝５ｍ／ｓと設定された場合に、転写部１０は素子２を順番に転写させることができる。一方、発振周波数ｆ１＝１０ｋＨｚ、スキャン速度ｖ１＝３００ｍｍ／ｓと設定された場合にも、転写部１０は素子２を順番に転写させることができるが、発振周波数ｆ１がすなわち所定時間内に転写させることが可能な素子２の数量となるため、可能な限り発振周波数ｆ１が高い条件で転写が行われることが好ましい。

図３は、第２の転写モードを示す概略図である。

第２の転写モードでは、上述の第１の転写モードによって素子２が転写された第１の基板ｗ１を転写基板、第２の基板ｗ２を被転写基板とし、転写部１０は第１の基板ｗ１に保持されている素子２を第２の基板ｗ２に転写させる。

第２の基板ｗ２は、本実施形態では表面に配線回路が形成されたテレビディスプレイ用途の回路基板であり、配線回路上に素子２が転写されることにより、ＬＥＤ発光素子である素子２が点灯可能となる。

この第２の転写モードでは、転写部１０が第１の基板ｗ１に保持されている素子２を数個おきに転写させることによって、第２の基板ｗ２上での素子２のピッチは回路基板上で素子２が機能するために配置されるべきピッチ、すなわち回路基板上の配線回路のピッチである第２の素子間隔ｄ２へ調節される。たとえば、転写部１０が第１の基板ｗ１に第１の素子間隔ｄ１＝３０ｕｍで配列されている素子２を２０個おきに第１の基板ｗ１から第２の基板ｗ２へ転写させることにより、第２の基板ｗ２における素子２のピッチである第２の素子間隔ｄ２は６００ｕｍとなる。

一方、この第２の転写モードのように素子２のピッチを拡張するように転写が実施される場合、レーザー光源１１によるレーザー光Ｌ１の発振周波数に制約が生じる可能性がある。

図４は、光路制御部（ガルバノミラー１２）のスキャン速度とレーザー光Ｌ１の発振周波数との関係を示すグラフである。グラフ上、実線はレーザーリフトオフ対象（素子２）のピッチが０．０３ｍｍの場合、一点鎖線はピッチが０．６０ｍｍである場合を示す。

転写部１０において、ガルバノミラー１２（光路制御部）のスキャン速度は有限であり、仮にスキャン速度の最高値が５ｍ／ｓであった場合、この最高速のスキャン速度の条件でパルス状に出射された各レーザー光Ｌ１が０．０３ｍｍのピッチで配列されている素子２を転写させることが可能なレーザー光Ｌ１の発振周波数は約１６６ｋＨｚとなる。

これに対し、素子２のピッチが０．６０ｍｍであった場合には、スキャン速度が最高値であった場合であっても、パルス状に出射された各レーザー光Ｌ１が素子２を転写させることが可能なレーザー光Ｌ１の発振周波数は約８．３ｋＨｚにとどまり、仮にレーザー光源１１が２００ｋＨｚの発振周波数でレーザー光Ｌ１を出射可能であってもその性能を充分に活かせず、所定時間内に転写させることが可能な素子２の数量は比較的少なくなってしまう。

そこで、本発明では第１の転写モードと第２の転写モードとの間でレーザー光源１１の発振周波数を異ならせ、第１の転写モードにおける第１の素子間隔ｄ１が第２の転写モードにおける第２の素子間隔ｄ２よりも小さくされた上で、第１の転写モードにおける発振周波数ｆ１が第２の転写モードにおける発振周波数ｆ２よりも高くなるように制御している。

具体的には、本実施形態において、第２の転写モードでは、ガルバノミラー１２のスキャン速度ｖ２は最高速（５ｍ／ｓ）近傍とされ、発振周波数ｆ２はそのときに各レーザー光Ｌ１が配線回路のピッチ相当の第２の素子間隔ｄ２（０．６０ｍｍ）で素子２を転写させうる周波数（約８．３ｋＨｚ）とされる。

これに対し、第１の転写モードでは、ガルバノミラー１２のスキャン速度ｖ１はスキャン速度ｖ２と等しく最高速（５ｍ／ｓ）近傍とされ、発振周波数ｆ１はそのときに各レーザー光Ｌ１が第１の素子間隔ｄ１（０．０３ｍｍ）で素子２を転写させうる周波数（約１６６ｋＨｚ）とされる。

こうすることにより、配線回路のピッチの都合上第２の転写モードでは第２の素子間隔ｄ２が比較的大きくなることが原因で転写スピードが遅くなる一方、第２の転写モードの直前の第１の転写モードまでは基板上の素子同士の間隔が比較的小さく設定されることにより、比較的高い発振周波数に設定してレーザー光を出射しながら素子の転写を行うことができるため、短時間で回路基板への素子の転写を完了させることができる。

また、第２の転写モードにおけるレーザー光Ｌ１の発振周波数ｆ２は、光路制御部であるガルバノミラー１２が制御しうる最高速度近傍となるようにガルバノミラー１２を動作させた場合にレーザー光源１１から出射された各々のレーザー光Ｌ１が第２の素子間隔ｄ２で素子２を転写させうる周波数であることにより、第２の転写モードにおいても可能な限り短時間で素子２の転写を行うことができる。

また、前記第１の素子間隔ｄ１が成長基板における素子２同士の間隔と同等であることにより、第１の転写モードにおける素子２同士の間隔が最小限に近くなり、第１の転写モードにおけるレーザー光Ｌ１の発振周波数ｆ１をより高く設定することができる。

次に、本発明の他の実施形態における転写装置を図５に示す。

この実施形態における転写装置１は、転写部１０、制御装置２０に加えて波長測定部３０を備えており、この波長測定部３０が発光素子である各々の素子２の発光特性（たとえば発光波長）を測定し、この測定結果を転写部１０における素子２の転写に反映させている。

波長測定部３０は、本実施形態ではフォトルミネッセンスを利用して転写基板３上の各素子２の発光波長を測定するものであり、レーザー光源３１、波長測定器３２、および載置部３３を備える。

この波長測定部３０内では、転写基板３は、素子２が保持されている面（表面）が水平かつ上向きとなるように、載置部３３によって裏面が吸着把持されている。

レーザー光源３１は、１本のレーザー光Ｌ２を出射する装置であり、本実施形態ではＹＡＧレーザー、可視光レーザーなどのレーザー光を出射する。

波長測定器３２は、自身に入射した光の波長を測定するものであり、公知の光波長計が適用される。

転写基板３上の所定の位置の素子２にレーザー光Ｌ２が入射されると、素子２内の電子が励起される。この電子が基底状態に戻る際に放出光Ｌ３を放出する（いわゆるフォトルミネッセンス）。この放出光Ｌ３を波長測定器３２で取り込み、この放出光Ｌ３の波長を測定することにより、素子２を結線することなく所定の素子２の発光波長を測定することが可能である。

また、載置部３３は移動ステージ３４によってＸ軸方向およびＹ軸方向に移動可能となっており、レーザー光源３１および波長測定器３２に対して転写基板３をＸ軸方向およびＹ軸方向に相対移動させる。この移動ステージ３４による転写基板３の位置制御により、転写基板３に保持されている任意の位置の素子２の発光波長を測定することが可能である。この波長測定部３０により、転写基板３が保持する全ての素子２の発光波長が測定される。

図６は、波長測定部３０によって得られた転写基板３上の素子２の発光波長の分布を示すグラフである。横軸は発光波長、縦軸は各発光波長で発光する素子２の個数（素子数）である。

同一の成長基板からエピタキシャル成長した同一色の素子２であっても、発光波長には各素子２で多少の差があり、図６に示すような正規分布に似た分布が形成される。

ここで本実施形態では、この分布に対して制御装置２０は最頻値（モード値）をとる発光波長を含む所定の波長範囲のグループＡとグループＡより外側のグループ（発光波長がモード値から大きく異なるグループ）であるグループＢの２つのグループに分類する。

具体的には、本実施形態では、図６におけるグループＡとグループＢの境界となる発光波長において、たとえば、赤色ＬＥＤでは６００ｎｍ～７８０ｎｍ、緑色ＬＥＤでは５０５ｎｍ～５３０ｎｍ、青色ＬＥＤでは４７０～４８５ｎｍの発光波長の範囲をグループＡとし、その範囲の外側の範囲をグループＢと設定している。

このような各素子２の発光波長の測定結果をもとに、制御装置２０は発光波長がモード値からかけ離れているグループＢに属する素子２は性能未達と判断する。そして、転写部１０における被転写基板４への転写にはグループＢの素子２が用いられないように、性能が正常な素子２であるグループＡに属する素子２のみを転写基板３から被転写基板４へ転写させる。

ここで、本説明では、上記の通り波長測定部３０が各々の素子２の発光波長を測定することを波長測定モードと呼び、また、各々の素子２において動作性能がグループＡのような正常な範疇に入るのか、もしくはグループＢのような未達の範疇に入るのか、というように制御装置２０が各々の素子２の動作性能を判定することを性能判定モードと呼ぶ。

これら性能判定モードおよび波長測定モードを素子２の転写の工程に組み込むことにより、完成されたディスプレイは発光むらが無いものとなる。

そして、本実施形態において性能判定モードが第１の転写モードに先立って実施され、第１の転写モードでは性能判定モードにおいて正常と判定された素子２のみを第１の基板ｗ１へ転写させることにより、素子２のピッチを大きくする第２の転写モードで正常な素子２のみ分別して転写を行うことに対して、より短時間で転写を行うことができる。

また、このとき、第１の転写モードでは、性能判定モードで正常と判定されなかった素子２が本来転写されるべき第１の基板上ｗ１の転写位置に他の正常な素子２を転写し、第１の基板ｗ１上での素子２の配列の抜けを無くすようにすると良い。こうすることにより、第２の転写モードをより効率的に実施することができる。このとき、他の正常な素子２は一つの基板ｗ０の他の場所に保持されている正常な素子２であっても良く、また、他の基板ｗ０に保持されている正常な素子２であっても良い。

以上の転写装置により、短時間で回路基板への素子の転写を完了させることが可能である。

ここで、本発明の転写装置および転写方法は、以上で説明した形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。たとえば、上記の説明では光路制御部はガルバノミラーであるが、これに限らずたとえばポリゴンミラーなどであっても良い。

また、上記の説明では第２の基板をディスプレイなどの製品に最終的に搭載される回路基板としているが、これに限らず、たとえば回路基板よりも前の段階で転写される基板を第２の基板としても良い。ただし、この場合第２の素子間隔で転写される基板が回路基板を含めて複数になり、その分転写時間を要するため、上記の説明の通り回路基板を第２の基板とし、この第２の基板への素子の転写までは素子の間隔が小さい状態で基板から基板への素子の転写が進められることが最も望ましい。

また、上記の説明では第１の素子間隔はダイシングの末に成長基板に形成された素子のピッチであって、成長基板から第１の基板までこのピッチを維持するように素子の転写が行われるが、それに限らず途中の段階でピッチが変更されても構わず、最終的に回路基板に所定間隔で素子が配置されれば良い。

また、上記の説明では、第１の転写モードおよび第２の転写モードにおいてスキャン速度は同じであり、ガルバノミラーが制御しうる最高速であるが、これに限らず、たとえば第１の転写モードでのスキャン速度が第２の転写モードでのスキャン速度よりも遅くても良い。

１転写装置
２素子
３転写基板
４被転写基板
１０転写部
１１レーザー光源
１２ガルバノミラー
１３Ｆθレンズ
１４吸着ハンド
１５載置部
１６移動ステージ
２０制御装置
３０波長測定部
３１レーザー光源
３２波長測定器
３３載置部
３４移動ステージ
１０１回路基板
１０２ＬＥＤチップ
Ａグループ
Ｂグループ
Ｌ１レーザー光
Ｌ２レーザー光
Ｌ３放出光
Ｗ０基板
Ｗ１第１の基板
Ｗ２第２の基板

Claims

レーザー光を出射し、レーザー光の発振周波数が制御可能であるレーザー光源と、
レーザー光の光路を制御する光路制御部と、
を備え、前記光路制御部によって転写基板におけるレーザー光の照射位置を制御し、当該転写基板に保持されている複数の素子のうち任意の当該素子をレーザーリフトオフによって被転写基板に転写させる転写装置であり、
第１の基板を前記被転写基板とし、当該第１の基板へ前記素子を転写させる第１の転写モードと、
前記第１の基板を前記転写基板、第２の基板を前記被転写基板とし、前記第１の基板に保持された前記素子を当該第２の基板に転写させる第２の転写モードと、
を有し、
前記第１の転写モードによって前記第１の基板に転写された前記素子同士の間隔である第１の素子間隔は前記第２の転写モードによって前記第２の基板に転写された前記素子同士の間隔である第２の素子間隔よりも小さく、
前記第１の転写モードにおけるレーザー光の発振周波数は前記第２の転写モードにおけるレーザー光の発振周波数よりも高いことを特徴とする、転写装置。
前記第２の基板は、配線回路が形成された回路基板であることを特徴とする、請求項１に記載の転写装置。
前記第２の転写モードにおけるレーザー光の発振周波数は、前記第１の基板におけるレーザー光の照射スポットの移動速度に対し前記光路制御部が制御しうる最高速度近傍となるように前記光路制御部を動作させた場合に、前記レーザー光源から出射された各々のレーザー光が前記第２の素子間隔で前記素子を転写させうる発振周波数であることを特徴とする、請求項１もしくは２に記載の転写装置。
前記光路制御部はガルバノミラーであることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の転写装置。
前記第１の素子間隔は、前記素子を成長させる基板である成長基板における前記素子同士の間隔と同等であることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の転写装置。
各々の前記素子の動作性能を判定する性能判定モードをさらに有し、前記第１の転写モードでは、前記性能判定モードにおいて正常と判定された前記素子のみを前記第１の基板へ転写させることを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載の転写装置。
前記第１の転写モードでは、前記性能判定モードで正常と判定されなかった前記素子が本来転写されるべき前記第１の基板上の転写位置に他の正常な前記素子を転写し、前記第１の基板上での前記素子の配列の抜けを無くすことを特徴とする、請求項６に記載の転写装置。