JP2024017711A - 発光装置の製造方法及び黒色転写フィルム - Google Patents

Abstract

【課題】混色を抑制するのに十分な高さでブラックマトリクスの形成を可能とし、しかもブラックマトリクス形成後のマイクロＬＥＤ実装時のアライメント精度を十分なものとする。【解決手段】配線基板２に配置されている発光素子６の周囲の少なくとも一部にブラックマトリクス８を有する発光装置の製造方法は、（工程ａ）配線基板２に、光透過性基材の片面に黒色転写層が形成された黒色転写フィルムを黒色転写層側から対向させる工程、（工程ｂ）黒色転写フィルムの光透過性基材側からレーザー光を照射し、黒色転写層の個片を配線基板２の発光素子６が配置されるべき位置に転写する工程、そして（工程ｃ）配線基板２に転写された黒色転写層の個片に対して発光素子６を配置・実装することにより、黒色転写層を変形させて発光素子６の周囲の少なくとも一部にブラックマトリクス８を形成すると共に配線基板２に発光素子６を接続する工程を有する。【選択図】図１Ｅ

Description

本発明は、マイクロＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子を使用する画像表示装置や照明装置等の発光装置の製造方法、及びその製造方法に使用する黒色転写フィルムに関する。

近年、マイクロＬＥＤディスプレイは、高発光効率且つ長寿命のマイクロＬＥＤ自体を発光させているため、高輝度、低消費電力、高コントラスト、長寿命という好ましい特性を有するディスプレイとなることが期待されている。このようなマイクロＬＥＤディスプレイでは、ディスプレイ基板上に、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤが所定の間隔を空けて設けられており、しかも自発発光するため、ブラックマトリクスで色毎に区切られたカラーフィルタを用いない場合もある。このような場合には、混色防止を目的にマイクロＬＥＤ間にブラックマトリクスを形成する必要がある（特許文献１、２）。

マイクロＬＥＤディスプレイにブラックマトリクスを形成する手法としては、（ａ）マイクロＬＥＤの実装前のディスプレイ基板の片全面に黒色転写層形成用組成物を塗布し、ディスプレイ基板の非ブラックマトリクス領域に塗布された黒色転写層形成用組成物をエッチング処理やフォトリソ処理により除去する方法、（ｂ）スクリーン印刷によりブラックマトリクスをキャリアフィルム上に形成した黒色転写フィルムを、マイクロＬＥＤの実装前のディスプレイ基板にアライメントして貼り付け、キャリアフィルムを引き剥がす方法、（ｃ）マイクロＬＥＤが実装されているディスプレイ基板に、ブラックマトリクスが形成されたカバーガラスを被せる方法、（ｄ）マイクロＬＥＤが実装されているディスプレイ基板のマイクロＬＥＤ間に、インクジェット法によりブラックマトリクス用インク組成物を塗布する方法、等が知られている。

特表２０２１－５０６１０８号公報 ＷＯ２０２１／０６０８３２Ａ１公報

しかしながら、前記（ａ）の方法では、ブラックマトリクスの形成に時間を要し、前記（ｂ）、（ｃ）の方法では、ブラックマトリクスの位置精度が十分とはいえず、前記（ｄ）の方法では、マイクロＬＥＤの混色を抑制するのに十分な高さでブラックマトリクスを形成することが困難であった。また、これらの方法に対しては、マイクロＬＥＤ実装の際に十分なアライメント精度を実現することが求められていた。

本発明の目的は、マイクロＬＥＤを用いた画像表示装置や照明装置等の発光装置を製造する際に、ブラックマトリクスの形成に時間を要さず、ブラックマトリクスの位置精度を十分なものとし、マイクロＬＥＤの混色を抑制するのに十分な高さでブラックマトリクスの形成を可能とし、しかもマイクロＬＥＤ実装の際のアライメント精度を十分なものとすることを目的とする。

本発明者らは、半導体装置の製造技術の１つとして知られているレーザーリフトオフ法を利用することにより上述の目的を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。

（第１の態様）
即ち、本発明の第１の態様は、配線基板に配置されている発光素子の周囲の少なくとも一部にブラックマトリクスを有する発光装置の製造方法であって、以下の工程ａ、工程ｂ及び工程ｃを有する製造方法である。

（工程ａ）
発光素子が配置される前の配線基板に、光透過性基材の片面に黒色転写層が形成された黒色転写フィルムを黒色転写層側から対向させる工程。

（工程ｂ）
次に、黒色転写フィルムの光透過性基材側からレーザー光を照射することにより、黒色転写層の個片を配線基板の発光素子が配置されるべき位置に転写する工程。

（工程ｃ）
配線基板に転写された黒色転写層の個片に対して発光素子を配置し、実装することにより、黒色転写層を変形させて発光素子の周囲の少なくとも一部にブラックマトリクスを形成すると共に配線基板に発光素子を接続する工程。

（第２の態様）
また、本発明の第２の態様は、配線基板に配置されている発光素子の周囲の少なくとも一部にブラックマトリクスを有する発光装置の製造方法であって、以下の工程Ａ１ａと工程Ａ１ｂとを有する製造方法である。

（工程Ａ１ａ）
発光素子が配置された配線基板に、光透過性基材の片面に黒色転写層が形成された黒色転写フィルムを黒色転写層側から対向させる工程。

（工程Ａ１ｂ）
次に、黒色転写フィルムの光透過性基材側からレーザー光を照射することにより、黒色転写層の個片を配線基板の発光素子の周囲の少なくとも一部に転写してブラックマトリクスを形成する工程。

（第３の態様）
また、本発明の第３の態様は、配線基板に配置されている発光素子の周囲の少なくとも一部にブラックマトリクスを有する発光装置の製造方法であって、以下の工程Ａ２ａ、工程Ａ２ｂ及び工程Ｂを有する製造方法である。

（工程Ａ２ａ）
発光素子が配置される前の配線基板に、光透過性基材の片面に黒色転写層が形成された黒色転写フィルムを黒色転写層側から対向させる工程。

（工程Ａ２ｂ）
次に、黒色転写フィルムの光透過性基材側からレーザー光を照射することにより、黒色転写層の個片を配線基板の発光素子が配置されるべき位置の周囲の少なくとも一部に転写してブラックマトリクスを形成する工程。

（工程Ｂ）
配線基板に転写されたブラックマトリクスの間に発光素子を配置する工程。

以上の本発明の第１～第３の態様においては、発光素子は好ましくはマイクロＬＥＤである。黒色転写フィルムとしては、黒色転写層が光透過性基材の片面にベタで設けられているものを使用できるが、好ましくは、黒色転写フィルムは、黒色転写層の個片が、配線基板の発光素子が配置されるべき位置の周囲の少なくとも一部、好ましくは全周囲に対応して光透過性基材に設けられているものである。また、黒色転写フィルムの黒色転写層には、導電粒子を含有させることができる。導電粒子を含有させることにより、黒色転写層に導電性もしくは異方導電性を付与することができる。

（第４の態様）
本発明の第４の態様は、本発明の第１～第３の態様で用いる、レーザーリフトオフ法を利用してブラックマトリクスを形成するための黒色転写フィルムである。

より具体的には、本発明の第４の態様は、光透過性基材と、その片面に形成された黒色転写層とを有する黒色転写フィルムである。この黒色転写層は、黒色顔料と熱硬化性組成物とを含有し、黒色転写層のＪＩＳ Ｋ７３７５による可視光透過率が２０％未満であり、ＪＩＳ Ｚ０２３７によるタック力が０．１ＭＰａ以上である。この黒色転写フィルムにおいては、黒色転写層がベタで光透過性基材上に設けられていてもよいが、好ましくは形成すべきブラックマトリクスに応じて個片状に光透過性基材上に設けられている。また、黒色転写フィルムの黒色転写層は、前述したように導電粒子を含有してもよく、導電粒子を含有した黒色転写層は導電性又は異方導電性を示すことができる。このような黒色転写層は、電極間の導通を得る場合に好ましく用いることができるため、ブラックマトリクスの形成と発光素子の接続とを同時に実現することができ、製造プロセスの簡略化や製造コストの低減を可能とする。

本発明の画像表示装置や照明装置等の発光装置の製造方法においては、いわゆるレーザーリフトオフ法を利用するので、ブラックマトリクスの形成に時間を要さず、ブラックマトリクスの位置精度を十分なものとし、マイクロＬＥＤの混色を抑制するのに十分な高さでブラックマトリクスの形成を可能とし、しかもマイクロＬＥＤ実装の際のアライメント精度を十分なものとすることができる。

本発明の第１の態様の工程説明図である。 本発明の第１の態様の工程説明図である。 本発明の第１の態様の工程説明図である。 本発明の第１の態様の工程説明図である。 本発明の第１の態様の工程説明図である。 本発明の第２の態様の工程説明図である。 本発明の第２の態様の工程説明図である。 本発明の第２の態様の工程説明図である。 本発明の第３の態様の工程説明図である。 本発明の第３の態様の工程説明図である。 本発明の第３の態様の工程説明図である。 本発明の第３の態様の工程説明図である。 本発明の第３の態様の工程説明図である。

以下、本発明を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、各図中、同一符号は、同一又は同等の構成要素を表している。

＜本発明の第１の態様＞
本発明の第１の態様は、配線基板に配置されている発光素子の周囲の少なくとも一部にブラックマトリクスを有する画像表示装置や照明装置等の発光装置の製造方法であって、以下の工程ａ、工程ｂ及び工程ｃを有する。

（工程ａ）
工程ａは、黒色転写層の個片を配線基板に転写するために、黒色転写層を配線基板に対向させる工程であり、具体的には、図１Ａに示すように、発光素子が配置される前の、配線１が形成されている配線基板２に、光透過性基材３の片面に黒色転写層４が形成された黒色転写フィルム５を黒色転写層４側から対向させる工程である。なお、図１Ａでは、黒色転写層４は光透過性基材３の片面に個片状に形成されているが、光透過性基材３の片面にベタで形成されていてもよい。光透過性基材３の片面に黒色転写層４を個片状に設ける手法としては、スクリーン印刷法、エッチング法、インクジェット法などの公知の手法を採用することができる。

（工程ｂ）
続いて、図１Ｂに示すように、レーザーリフトオフ法を利用し、黒色転写フィルム５の光透過性基材３側からレーザー光Ｌを照射することにより、黒色転写層４の個片を配線基板２の発光素子が配置されるべき位置（即ち、配線１を覆う位置）に転写する。レーザーリフトオフ法を実施するためのレーザーリフトオフ装置としては、レーザーリフトオフ装置（ＭＴ－３０Ｃ２００）を使用することができる。なお、黒色転写層４が光透過性基材３上にベタで設けられている場合でも、レーザーリフトオフ法により黒色転写層を個片状に転写することができる。

（工程ｃ）
工程ｃは、ブラックマトリクスを形成すると共に発光素子を、熱圧着処理やリフロー処理等により実装する工程であり、具体的には、図１Ｃに示すように、配線基板２に転写された黒色転写層４の個片に対して、発光素子６（Ｒ、Ｇ、Ｂ）をその電極６ａ側から配置し、図１Ｄに示すように、ボンディングツール７などを用いて熱圧着することにより、黒色転写層４を変形させる工程である。これにより、図１Ｅに示すように、発光素子６の周囲の少なくとも一部、好ましくは全周囲に、変形した黒色転写層４が熱硬化した結果物であるブラックマトリクス８を形成すると共に配線基板２に発光素子６を接続し、画像表示装置や照明装置等の発光装置を得ることができる。発光素子６の配置の際、必要に応じ、接着フィルム、導電粒子を含有した導電性接着フィルムや異方性導電接着フィルムから形成される層、あるいはハンダなどの低融点金属（例えば、ソルダーペースト）等から形成される層を介して配置することができる。この層は導電粒子を含有した接着層であることが好ましい。

＜本発明の第２の態様＞
本発明の第２の態様は、配線基板に配置されている発光素子の周囲の少なくとも一部にブラックマトリクスを有する画像表示装置や照明装置等の発光装置の製造方法であって、以下の工程Ａ１ａと工程Ａ１ｂとを有する。この第２の態様も、発光素子が配置されている配線基板に、レーザーリフトオフ法を利用してブラックマトリクスを転写するものである。

（工程Ａ１ａ）
工程Ａ１ａは、図２Ａに示すように、配線２１が形成されている配線基板２２に発光素子２６（Ｒ，Ｇ，Ｂ）がその電極側２６ａから配置されている当該配線基板２２に対し、光透過性基材２３の片面に黒色転写層２４が形成された黒色転写フィルム２５を黒色転写層２４側から対向させる工程である。発光素子２６の配置の際、必要に応じ、接着フィルム、導電粒子を含有した導電性接着フィルムや異方性導電接着フィルムから形成される層、あるいはハンダなどの低融点金属（例えば、ソルダーペースト）等から形成される層を介して配置することができる。この層は導電粒子を含有した導電性接着層２９であることが好ましい。

（工程Ａ１ｂ）
次に、図２Ｂに示すように、レーザーリフトオフ法を利用し、黒色転写フィルム２５の光透過性基材２３側からレーザー光Ｌを照射することにより、黒色転写層２４の個片を配線基板２２の発光素子２６の周囲の少なくとも一部に転写し、必要に応じて熱硬化させてブラックマトリクス２８を形成する。これにより、図２Ｃに示すように、発光素子２６の周囲の少なくとも一部、好ましくは全周囲に、硬化したブラックマトリクス２８が形成された画像表示装置や照明装置等の発光装置を得ることができる。

＜本発明の第３の態様＞
本発明の第３の態様は、配線基板に配置されている発光素子の周囲の少なくとも一部にブラックマトリクスを有する画像表示装置や照明装置等の発光装置の製造方法であって、以下の工程Ａ２ａ、工程Ａ２ｂ及び工程Ｂを有する。

（工程Ａ２ａ）
工程Ａ２は、図３Ａに示すように、発光素子が配置される前の配線３１が形成された配線基板３２に、光透過性基材３３の片面に黒色転写層３４が形成された黒色転写フィルム３５を黒色転写層３４側から対向させる工程である。

（工程Ａ２ｂ）
次に、レーザーリフトオフ法を利用し、図３Ｂに示すように、黒色転写フィルム３５の光透過性基材３３側からレーザー光Ｌを照射することにより、図３Ｃに示すように、黒色転写層３４の個片を配線基板３２の発光素子が配置されるべき位置の周囲の少なくとも一部、好ましくは全周囲に転写し、必要に応じて熱硬化させてブラックマトリクス３８を形成する。

（工程Ｂ）
工程Ｂは、発光素子の実装工程であり、具体的には、図３Ｄに示すように、発光素子が配置されていない配線基板３２に転写されたブラックマトリクス３８の間に発光素子３６を公知の手法によりその電極３６ａ側から配置する工程である。これにより、図３Ｅに示すように、発光素子３６の周囲の少なくとも一部、好ましくは全周囲にブラックマトリクス３８が形成された画像表示装置や照明装置等の発光装置を得ることができる。発光素子３６の配置の際、必要に応じ、接着フィルム、導電粒子を含有した導電性接着フィルムや異方性導電接着フィルムから形成される層、あるいはハンダなどの低融点金属（例えば、ソルダーペースト）等から形成される層を介して配置することができる。この層は導電粒子を含有した導電性接着層３９であることが好ましい。

（発光素子）
以上の本発明の第１～第３の態様において、発光素子は特に限定されないが、好ましくはマイクロＬＥＤである。マイクロＬＥＤの大きさは、好ましくは、平面視した時の最大長が３～１００μｍとなる大きさである。

（黒色転写フィルム）
また、黒色転写フィルムとしては、黒色転写層が光透過性基材の片面にベタで設けられているもの（図示せず）を使用できるが、黒色転写層が個片として光透過性基材に設けられているものを好ましく使用することができる（図１Ａ、図２Ａ、図３Ａ参照）。黒色転写層を個片として扱うことにより、黒色転写層を基板の指定した箇所に容易に設けることができ、生産性向上を図ることができる。この場合、黒色転写層の個片は、配線基板の発光素子が配置されるべき位置の周囲の少なくとも一部、好ましくは全周に対応して光透過性基材に設けられているものである。このような構造の黒色転写フィルムにおいては、黒色転写層を、マイクロＬＥＤの混色を抑制できる程度に厚く形成することができる。

黒色転写フィルムを構成する光透過性基材の厚みは、黒色転写フィルムのハンドリング性の観点から、好ましくは０．５μｍ以上１０μｍ以下、より好ましくは1μｍ以上５μｍ以下である。また、黒色転写層の厚みは、下限については、導電粒子の粒子径と同じであってもよく、好ましくは導電粒子径の１．３倍以上もしくは３μｍ以上である。また、上限については、好ましくは導電粒子径の２倍以下もしくは２０μｍ以下である。また、黒色転写フィルムは、導電粒子を含有していない接着剤層や粘着剤層を積層してもよく、その層数や積層面は、対象や目的に合わせて適宜選択することができる。また、接着剤層や粘着剤層の絶縁性樹脂としては、黒色転写層の熱硬化性樹脂組成物と同様のものを使用することができる。フィルム厚みは、公知のマイクロメータやデジタルシックネスゲージを用いて測定することができる。フィルム厚みは、例えば１０箇所以上を測定し、平均して求めればよい。

（黒色転写層）
また、黒色転写フィルムの黒色転写層は、他の基板等にレーザーリフトオフ法により転写され、必要に応じて熱硬化処理されてブラックマトリクスを構成するものであり、絶縁性の熱硬化性樹脂組成物１００質量部に対し、カーボンブラックやチタンブラック等のブラック顔料を好ましくは５～３０質量部含有させたることにより黒色化されたものである。中でも、不純物イオンの含有量が極めて低く、しかもそれ自体が絶縁性であるチタンブラックを好ましく使用することができる。これらのブラック顔料の平均粒子径は、１０～１００ｎｍである。このブラック顔料は導電粒子の平均粒子径より小さいことが望ましい。

黒色転写層は、基板への安定した貼り付け性のために優れたクッション性（衝撃吸収性）を示すことが好ましい。これにより、チップ部品のずれ、変形、破壊、抜けなどの不良の発生を抑制し、レーザー光の照射によるチップ部品の転写率を向上させることができる。このようなクッション性は、後述するように、デュロメータＡ硬度及び／又は貯蔵弾性率で評価することができる。

黒色転写層のデュロメータＡ硬度は、好ましくは２０以上４０以下、より好ましくは２０以上３５以下、特に好ましくは２０以上３０以下である。デュロメータＡ硬度が高すぎる場合、黒色転写層が硬すぎて、チップ部品の変形、破壊などの不良が発生し易くなる傾向にあり、デュロメータＡ硬度が低すぎる場合、黒色転写層が柔らかすぎて、チップ部品のずれなどの不良が発生し易くなる傾向にある。黒色転写層のデュロメータＡ硬度は、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠し、デュロメータＡを用いてゴム硬度（日本工業規格ＪＩＳ－Ａ硬度）で測定することができる。

黒色転写層の貯蔵弾性率は、好ましくは６０ＭＰａ以下、より好ましくは３０ＭＰａ以下、特に好ましくは１０ＭＰａ以下である。貯蔵弾性率が高すぎる場合、レーザー照射で高速に弾き出されたチップ部品の衝撃を吸収できず、チップ部品の転写率が低下する傾向にある。貯蔵弾性率は、押し込み試験装置を用いた動的粘弾性試験（温度３０℃、周波数２００Ｈｚ、直径１００μｍのフラットパンチを使用、目標押し込み深さを１μｍ、周波数１～２００Ｈｚの範囲を掃引）により求めることができる。

また、黒色転写層の熱硬化により形成されるブラックマトリクスについて、ＪＩＳ Ｋ７２４４に準拠した引張モードで測定された貯蔵弾性率（３０℃）は、好ましくは１００ＭＰａ以上、より好ましくは２０００ＭＰａ以上である。温度３０℃における貯蔵弾性率が低すぎる場合、良好な導通性が得られず、接続信頼性も低下する傾向にある。なお、温度３０℃における貯蔵弾性率は、ＪＩＳ Ｋ７２４４に準拠し、粘弾性試験機（レオバイブロン）を用いた引張モードで、例えば、周波数１１Ｈｚ、昇温速度３℃／ｍｉｎの測定条件で測定することができる。

黒色転写層を構成する熱硬化性樹脂組成物は、好ましくは、ゴム成分と、膜形成樹脂と、熱硬化性樹脂と、熱硬化剤と、無機フィラーとを含有するものである。必要に応じて、発明の効果を損なわない範囲で公知の他の添加剤を含有することができる。

（ゴム成分）
熱硬化性樹脂組成物が含有するゴム成分は、黒色転写層のクッション性（衝撃吸収性）を付与するための成分であり、クッション性の良好なエラストマーであれば特に限定されるものではなく、具体例として、例えば、アクリルゴム、シリコーンゴム、ブタジエンゴム、ポリウレタン樹脂（ポリウレタン系エラストマー）などを挙げることができる。これらの中でも、アクリルゴム、シリコーンゴムから選択される１種以上であることが好ましい。ゴム成分の含有量は、ゴム成分と膜形成樹脂と熱硬化性樹脂と熱硬化剤と無機フィラーとの合計１００質量部に対し、好ましくは１質量部以上２０質量部以下、より好ましくは２質量部以上１０質量部以下である。

（膜形成樹脂）
膜形成樹脂としては、膜形成性の観点から、好ましくは約１００００以上８００００以下の重量平均分子量のフェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステルウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ブチラール樹脂等の種々の樹脂が挙げられ、これらは単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、膜形成状態、接続信頼性等の観点からフェノキシ樹脂を用いることが好ましい。膜形成樹脂の含有量は、ゴム成分と膜形成樹脂と熱硬化性樹脂と熱硬化剤と無機フィラーとの合計１００質量部に対し、好ましくは２０質量部以上５０質量部以下、より好ましくは２５質量部以上４５質量部以下、さらに好ましくは３５質量部以上４５質量部以下である。

（熱硬化性樹脂）
熱硬化性樹脂としては、エポキシ化合物、（メタ）アクリレート化合物等を挙げることができ、特にエポキシ化合物が好ましい。これらの化合物はモノマー、オリゴマー、ポリマーであってもよい。熱硬化性樹脂の含有量は、ゴム成分と膜形成樹脂と熱硬化性樹脂と熱硬化剤と無機フィラーとの合計１００質量部に対し、好ましくは１０質量部以上５０質量部以下、より好ましくは２０質量部以上４０質量部以下、さらに好ましくは２５質量部以上３５質量部以下である。

熱硬化性樹脂として使用できるエポキシ化合物としては、分子内に１つ以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物であれば、特に限定されるものではなく、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等であってもよく、ウレタン変性のエポキシ樹脂であっても構わない。これらの中でも、高純度ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を好ましく用いることができる。高純度ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の具体例としては、例えば三菱ケミカル社製の商品名「ＹＬ９８０」を挙げることができる。熱硬化性樹脂としてエポキシ化合物を使用する場合、エポキシ化合物の含有量は、ゴム成分と膜形成樹脂と熱硬化性樹脂と熱硬化剤と無機フィラーとの合計１００質量部に対し、好ましくは３０質量部以上６０質量部以下、より好ましくは３５質量部以上５５質量部以下、さらに好ましくは３５質量部以上４５質量部以下である。

（熱硬化剤）
熱硬化剤は、熱硬化性樹脂に応じて選択され、例えば、熱硬化性樹脂がエポキシ化合物である場合には、熱アニオン重合開始剤又は熱カチオン重合開始剤を好ましく選択することができ、レーザー光による硬化反応を抑制し、熱により速硬化させることができる熱カチオン重合開始剤をより好ましく選択することができる。熱硬化剤の含有量は、熱硬化剤の種類や熱硬化性樹脂の種類等に応じて決定することができる。熱硬化剤の含有量は、ゴム成分と膜形成樹脂と熱硬化性樹脂と熱硬化剤と無機フィラーとの合計１００質量部に対し、好ましくは１質量部以上１０質量部以下、より好ましくは２質量部以上８質量部以下、さらに好ましくは３質量部以上６質量部以下である。

なお、エポキシ化合物に好ましく適用可能な熱カチオン重合開始剤としては、熱によりカチオン重合型化合物をカチオン重合させ得る酸を発生するものであり、公知のヨードニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、フェロセン類等を用いることができる。これらの中でも、温度に対して良好な潜在性を示す芳香族スルホニウム塩を好ましく使用することができる。芳香族スルホニウム塩系の重合開始剤の具体例としては、例えば三新化学工業株式会社製の商品名「サンエイドＳＩ－６０Ｌ」を挙げることができる。このような熱カチオン重合開始剤の含有量は、ゴム成分と膜形成樹脂と熱硬化性樹脂と熱硬化剤と無機フィラーとの合計１００質量部に対し、好ましくは１質量部以上１５質量部以下、より好ましくは１質量部以上１０質量部以下、さらに好ましくは３質量部以上８質量部以下である。

(無機フィラー)
熱硬化性樹脂組成物中の無機フィラーは、黒色転写層のデュロメータＡ硬度、周波数２００Ｈｚにおける貯蔵弾性率、及び硬化後の貯蔵弾性率を調整する目的で用いられるものであり、ブラック顔料以外の、シリカ、タルク、酸化チタン、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、シランカップリング剤、希釈用モノマー、充填剤、軟化剤、着色剤、難燃化剤、チキソトロピック剤等を用いることができる。無機フィラーは、単独でも２種類以上を併用してもよい。

無機フィラーの含有量は、ゴム成分と膜形成樹脂と熱硬化性樹脂と熱硬化剤と無機フィラーとの合計１００質量部に対し、好ましくは１質量部以上２０質量部以下、より好ましくは５質量部以上１５質量部以下、さらに好ましくは８質量部以上１２質量部以下である。特に、ゴム成分の含有量が、ゴム成分と膜形成樹脂と熱硬化性樹脂と熱硬化剤と無機フィラーとの合計１００質量部に対して２質量部以上１０質量部以下である場合に、無機フィラーの含有量を８質量部以上１２質量部以下とすることにより、所望のデュロメータＡ硬度、周波数２００Ｈｚにおける貯蔵弾性率、及び硬化後の貯蔵弾性率を容易に実現可能となる。

（導電粒子）
また、黒色転写層は、更に、導電粒子を含有することができる。導電粒子を含有することにより、黒色転写層及びそれから誘導されるブラックマトリクスは、導電層もしくは異方性導電層として機能することができる。導電粒子としては、公知の導電フィルムや異方性導電フィルムにおいて使用されているものを適宜選択して使用することができる。例えば、ニッケル、銅、銀、金、パラジウム、半田などの金属粒子、ポリアミド、ポリベンゾグアナミン等の樹脂粒子の表面をニッケル、金などの金属で被覆した金属被覆樹脂粒子等を挙げることができる。これにより、チップ部品に半田バンプなどの接続部位が設けられていない場合でも、導通が可能となる。例えば、本発明の第１の態様において、ブラックマトリクスを形成する際に同時に発光素子を配線基板に電気的に接続することが可能となる。

導電粒子の平均粒子径は、通常１μｍ以上５０μｍ以下であり、接続構造体における導電粒子の捕捉効率の観点から、好ましくは１μｍ以上２０μｍ以下、より好ましくは１．５μｍ以上１５μｍ以下である。微小サイズの電極に適用させるために、１．５μｍ以上２．５μｍ未満としてもよい。なお、導電粒子の平均粒子径は、画像型粒度分布計（例えば、ＦＰＩＡ－３０００、マルバーン・パナリティカル社製）により測定することができる。また、導電粒子の黒色転写層における粒子面密度は、チップ部品の電極面積などに応じて決定することができ、例えば、粒子面密度の下限は好ましくは５００個／ｍｍ^２以上、上限は好ましくは２０００００個／ｍｍ^２以下、より好ましくは１５００００個／ｍｍ^２以下、特に好ましくは１２００００個／ｍｍ^２以下とすることができる。なお、導電粒子の大きさと個数密度は、黒色顔料による効果を損なわないように調整することができる。

また、導電粒子は、黒色転写層におけるフィルム面視野で個々に独立して配置されていることが好ましい。この場合、導電粒子の個数基準で９５％以上が独立していることが好ましい。更に、導電粒子は、個々に独立して配置されているだけでなく、規則的に配列されていることが好ましい。特に、フィルム面視野で互いに直交する方向のそれぞれの方向における粒子配置が周期的に繰り返される配置が好ましい。例えば、６方格子、長方格子、斜方格子、正方格子、その他の矩形格子等の格子配列を挙げることができる。また、導電粒子が所定間隔で直線状に並んだ粒子列を所定の間隔で並列させた配列としてもよい。このように、フィルム面視野で導電粒子を規則配列させることにより、導電粒子面密度を均一にすることができ、レーザー光の照射によるチップ部品の転写率をさらに向上させることができる。

（紫外線吸収性樹脂）
黒色転写層を構成する熱硬化性樹脂組成物は、レーザーリフトオフ性の向上のために紫外線吸収性樹脂（芳香族エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、芳香族ポリイミド樹脂、芳香族ポリスルフォン樹脂等のベンゼン骨格やナフタレン骨格を有する樹脂）を含有することができる。これらの成分は、ゴム成分や膜形成樹脂等と重複してもよい。

＜本発明の第４の態様＞
本発明の第４の態様は、前述の第１～第３の態様の製造方法において用いられる黒色転写フィルムの好ましい態様である。具体的には、レーザーリフトオフ法を利用してブラックマトリクスを形成するための黒色転写フィルムは、ポリエチレンテレフタレートフィルム等の光透過性基材と、その片面に形成された黒色転写層とを有する。黒色転写層は、前述したように、黒色顔料と熱硬化性樹脂組成物とを含有する。黒色転写層のＪＩＳ Ｋ７３７５による可視光透過率は２０％未満、好ましくは１０％未満であり、黒色転写層のＪＩＳ Ｚ０２３７によるタック力は、個片転写性を確保するために０．１ＭＰａ以上である。また、黒色転写層のクッション性は、既に説明したとおりである。なお、黒色転写層は、形成すべきブラックマトリクスに応じて個片状に光透過性基材上に設けられていることが好ましい。また、黒色転写層は、導電粒子を含有し、黒色転写フィルムに導電性もしくは異方導電性を付与することが好ましい。

以下、本発明を実施例により具体的に説明する。

＜黒色転写フィルムの作成＞
表１の転写層形成用樹脂組成物(i)、(ii)、(iii)、(iv)及び(v)をそれぞれ混合し、得られた混合物を光透過性基材に塗布し、６０℃、３ｍｉｎの乾燥処理を施すことにより、６μｍ厚の黒色転写層を有する本発明の黒色転写フィルム(i)、(ii)、(iii)及び(iv)をそれぞれ得た。なお、転写層形成用樹脂組成物（v）からは、白色転写層を有する白色転写フィルム（v）を得た。

その後、特許第６１８７６６５の段落０１１１～０１１２及び図１Ａに記載の導電粒子規則配列処理にて導電粒子（ミクロパールＡＵ、積水化学工業（株））を粒子密度５８０００個／ｍｍ^２になるように規則配列させた後、黒色転写フィルム又は白色転写フィルムに転写することにより、黒色転写フィルム(i)、(ii)、(iii)及び白色転写フィルム(v)のそれぞれに異方導電性を付与した。黒色転写フィルム(iv)は、導電粒子を使用しない例である。

得られた黒色転写フィルム及び白色転写フィルムについて、ブラックマトリクスを作成するという観点から、材料組成別、フィルム仮固定方法別に以下の評価試験を実施し、評価結果を表２に示した。具体的には、実施例１、２及び３は、それぞれ黒色転写フィルム（i)、（ii）及び（iii）を用いてレーザーリフトオフ法で黒色転写層を個片で転写させてブラックマトリクスを作成した例である。比較例１は、白色転写フィルム（v)を用いてレーザーリフトオフ法で白色転写層を個片で転写させて白色マトリクスを作成した例である。比較例２、３は、黒色転写フィルム（i）及び（iv）を用いてレーザーリフトオフ法で黒色転写層を全面貼りした例である。

＜フィルムタック性評価試験＞
実施例１～３、比較例１の黒色転写フィルムのフィルムタック性をタック試験機（ＴＡＣ－ＩＩ、株式会社レスカ）にて測定した。タック試験は、プローブ径Φ５．１ｍｍ、初期荷重４０ｇｆ／ｃｍ^２、加圧時間１ｓｅｃ、テストスピード２ｍｍ／ｓｅｃという条件で行った。

（フィルムタック性評価）
判定 基準
Ａ：０．４Ｍｐａ以上
Ｂ：０．２Ｍｐａ以上０．４Ｍｐａ未満
Ｃ：０．１Ｍｐａ以上０．２Ｍｐａ未満
Ｄ（ＮＧ）：０．１Ｍｐａ未満

＜フィルム光遮断性評価試験＞
実施例１～３、及び比較例２、３では、黒色転写フィルム、比較例１では白色転写フィルムを、それぞれ５×５ｃｍ、厚み０．５ｍｍのガラス基板に貼り、透過率測定装置（ＵＳＰＭ－ＣＳ０１、オリンパス株式会社）にて光透過率を測定し、フィルム光遮断性を評価した。可視光透過率は４００～７００ｎｍの平均透過率から算出した。

（フィルム光遮断性評価）
判定 基準
Ａ：１０％未満
Ｂ：１０％以上１５％未満
Ｃ：１５％以上２０％未満
Ｄ（ＮＧ）：２０％以上

＜個片フィルム着弾性評価試験＞
実施例１～３では黒色転写フィルムの黒色転写層の３０×４０μｍの個片を、比較例１では白色転写フィルムの白色転写層の３０×４０μｍの個片を、以下の条件のレーザーリフトオフ装置（ＭＴ－３０Ｃ２００）を用いて、１００μｍ離れた素ガラスに１０００回転写して着弾率を算出し、個片フィルム着弾性を評価した。

レーザー：発振波長２４８ｎｍのエキシマレーザー
レーザー光のパルスエネルギー： ６００Ｊ
フルーエンス（ｆｌｕｅｎｃｅ）： １５０Ｊ／ｃｍ^２
パルス幅（照射時間）： ３００００ピコ秒
パルス周波数： ０．０１ｋＨｚ
照射パルス数： 各ＡＣＦ１小片につき１パルス
黒色転写層と光透過性基材との界面に照射される結像されるレーザー光のパルスエネルギー： ０．００１～２Ｊ
フルーエンス（ｆｌｕｅｎｃｅ）： ０．００１～２Ｊ／ｃｍ^２
パルス幅（照射時間）： ０．０１～１×１０^９ピコ秒
パルス周波数： ０．１～１００００Ｈｚ
照射パルス数： １～３０，０００，０００。
使用マスク： 黒色転写層と素ガラスとの境界面における投影が、縦１２０μｍピッチ及び横１６０μｍピッチで縦３０μｍ×横４０μｍのレーザー光の配列となるように、所定ピッチで所定サイズの窓の配列が形成されたパターンを用いた。

（個片フィルム着弾性評価）
判定 基準
Ａ： ９９．９％以上
Ｂ： ９９．０％以上９９．９％未満
Ｃ： ９０．０％以上９９．０％未満
Ｄ（ＮＧ）： ９０．０％未満

＜黒色箇所面積占有率（％）＞
比較例２、３の全面貼りフィルムの場合、ガラス基板全面にフィルムを貼付けたサンプルを用意した。実施例１～３及び比較例１の各個片フィルムの場合、ガラス基板に縦４００μｍ、横３００μｍピッチ間隔に１ピース着弾させたサンプルを用意した。ガラス基板に着弾した個片フィルムもしくは貼付けを行ったフィルムを金属顕微鏡で確認した。測定領域は１ｍｍ×１ｍｍの範囲で観察し、黒色になっている領域を確認した。

＜導通抵抗＞
黒色転写フィルムが仮固定された被着体に評価用ＬＥＤチップを乗せて２００℃－１０Ｍｐａ－３０ｓｅｃにて圧着し実装体を得た。評価用ＬＥＤチップに２対の１０×１０μｍ電極を設け、基板側の導通配線を通して導通抵抗測定を実施した。計３０箇所測定を行い、平均導通抵抗を確認した。

（導通抵抗評価）
判定 基準
Ａ： ５０Ω以下
Ｂ： ５０Ω超１００Ω以下
Ｃ： １００Ω超２００Ω以下
Ｄ（ＮＧ）： ２００Ω超

＜結果の考察＞
フィルムタック性は、個片フィルム着弾性に影響してくるが、一番タック性が低い実施例３でも、使用した黒色転写フィルム（iii）での実用上の問題は生じなかった。また、実施例１～３及び比較例２、３で用いた、カーボンブラックやチタンブラックが配合された黒色転写フィルムは、良好な光遮断性を示した。

また、実施例１～３では、黒色異方導電性転写フィルムを個片転写しており、導通抵抗とブラックマトリクス特性としての光遮断性とを両立させた実装体を得ることができた。しかも、選択的に必要な箇所のみにブラックマトリクスを形成することができた。これにより透明ディスプレイへの応用や、ＬＥＤチップのアライメント性が良好になる等のメリットを得ることができた。

なお、導電粒子を含有せず、異方性導電特性を示さない黒色転写フィルム（iv）を用いて、実施例１と同様に個片転写した場合、導通抵抗は高い傾向を示したが、他の評価項目については実施例１とほぼ同じ結果となった。

一方、比較例１の場合、白色転写フィルムを使用したので、そもそもブラックマトリクスを作成するのに適さないものであった。比較例２、３の場合は、黒色転写フィルムを全面貼りしたので、ブラックマトリクスを作成するのに黒色転写層を更にパターニングする必要があった。

以上の実施例１－３、比較例１では、導電粒子を用いた黒色転写フィルムを用いたが、マイクロＬＥＤのバンプ条件が導電粒子を介さずとも十分に導通が得られるものに仕様変更することで、導電粒子を用いない黒色転写フィルムであっても、導通性能以外の評価を満足すれば実使用に耐えうるものになると期待できる。

マイクロＬＥＤの混色を防止するためにはＬＥＤ間にブラックマトリクスの形成が必要となるが、ＬＣＤやＯＬＥＤと異なり、カラーフィルタを用いないためカラーフィルタ層にブラックマトリクスを設けることができないところ、本発明では、レーザーリフトオフ技術により簡便にブラックマトリクスを形成することができる。黒色転写フィルムは、熱硬化性フィルムであり、ＬＥＤの導電フィルムと兼用する事も可能である。この技術により、ＬＥＤの接続とブラックマトリクスの形成のプロセス短縮・コストダウンを図ることができる。

１、２１、３１ 配線
２、２２、３２ 配線基板
３、２３、３３ 光透過性基材
４、２４、３４ 黒色転写層
５、２５、３５ 黒色転写フィルム
６、２６、３６ 発光素子
６ａ、２６ａ、３６ａ 発光素子の電極
７ ボンディングツール
８、２８、３８ ブラックマトリクス
２９、３９ 導電性接着層
Ｌ レーザー光

Claims (14)

1. 配線基板に配置されている発光素子の周囲の少なくとも一部にブラックマトリクスを有する発光装置の製造方法であって、以下の工程ａ、工程ｂ及び工程ｃ：
   （工程ａ）
   発光素子が配置される前の配線基板に、光透過性基材の片面に黒色転写層が形成された黒色転写フィルムを黒色転写層側から対向させる工程；
   （工程ｂ）
   黒色転写フィルムの光透過性基材側からレーザー光を照射することにより、黒色転写層の個片を配線基板の発光素子が配置されるべき位置に転写する工程；及び
   （工程ｃ）
   配線基板に転写された黒色転写層の個片に対して発光素子を配置し、実装することにより、黒色転写層を変形させて発光素子の周囲の少なくとも一部にブラックマトリクスを形成すると共に配線基板に発光素子を接続する工程；
   を有する発光装置の製造方法。
2. 配線基板に配置されている発光素子の周囲の少なくとも一部にブラックマトリクスを有する発光装置の製造方法であって、以下の工程Ａ１ａ及び工程Ａ１ｂ：
   （工程Ａ１ａ）
   発光素子が配置された配線基板に、光透過性基材の片面に黒色転写層が形成された黒色転写フィルムを黒色転写層側から対向させる工程；及び
   （工程Ａ１ｂ）
   黒色転写フィルムの光透過性基材側からレーザー光を照射することにより、黒色転写層の個片を配線基板の発光素子の周囲の少なくとも一部に転写してブラックマトリクスを形成する工程；
   を有する発光装置の製造方法。
3. 配線基板に配置されている発光素子の周囲の少なくとも一部にブラックマトリクスを有する発光装置の製造方法であって、以下の工程Ａ２ａ、工程Ａ２ｂ及び工程Ｂ：
   （工程Ａ２ａ）
   発光素子が配置される前の配線基板に、光透過性基材の片面に黒色転写層が形成された黒色転写フィルムを黒色転写層側から対向させる工程；
   （工程Ａ２ｂ）
   黒色転写フィルムの光透過性基材側からレーザー光を照射することにより、黒色転写層の個片を配線基板の発光素子が配置されるべき位置の周囲の少なくとも一部に転写してブラックマトリクスを形成する工程；及び
   （工程Ｂ）
   配線基板に転写されたブラックマトリクスの間に発光素子を配置する工程；
   を有する発光装置の製造方法。
4. 発光素子がマイクロＬＥＤである請求項１～３のいずれかに記載の製造方法。
5. 黒色転写フィルムにおいて、黒色転写層が光透過性基材の片面にベタで設けられている請求項１～３のいずれかに記載の製造方法。
6. 黒色転写フィルムにおいて、黒色転写層の個片が、配線基板の発光素子が配置されるべき位置の周囲の少なくとも一部に対応して光透過性基材に設けられている請求項１～３のいずれかに記載の製造方法。
7. 黒色転写層に導電粒子が含有されており、黒色転写層が導電性を示す請求項１～３のいずれかに記載の製造方法。
8. 黒色転写層が、異方導電性を示す請求項７記載の製造方法。
9. レーザーリフトオフ法を利用してブラックマトリクスを形成するための黒色転写フィルムであって、
   光透過性基材と、その片面に形成された黒色転写層とを有し、
   黒色転写層は、黒色顔料と熱硬化性組成物とを含有し、黒色転写層のＪＩＳ Ｋ７３７５による可視光透過率が２０％未満であり、ＪＩＳ Ｚ０２３７によるタック力が０．１ＭＰａ以上である、黒色転写フィルム。
10. 黒色転写層のデュロメータＡ硬度が、２０以上４０以下である請求項９記載の黒色転写フィルム。
11. 黒色転写層の動的粘弾性試験（条件：温度３０℃、周波数２００Ｈｚ、直径１００μｍのフラットパンチを使用、目標押し込み深さを１μｍ、周波数１～２００Ｈｚの範囲を掃引）による貯蔵弾性率が、６０ＭＰａ以下である請求項９記載の黒色転写フィルム。
12. 黒色転写層が、形成すべきブラックマトリクスに応じて個片状に光透過性基材上に設けられている請求項９記載の黒色転写フィルム。
13. 黒色転写層が、導電粒子を含有し、導電性を示す請求項９～１２のいずれかに記載の黒色転写フィルム。
14. 黒色転写層が、異方導電性を示す請求項１３記載の黒色転写フィルム。

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