JP2024074091A - マイクロｌｅｄデバイスの製造方法、色変換光学シート材料及び光学機器 - Google Patents

マイクロｌｅｄデバイスの製造方法、色変換光学シート材料及び光学機器 Download PDF

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Abstract

【課題】紫外波長～青色波長領域の光を発する単色マイクロＬＥＤの直上に、赤色変換層、緑色変換層、必要に応じ更に青色変換層、もしくは白色変換層等の色変換層を設けたマイクロＬＥＤサブピクセルからマイクロＬＥＤデバイスの画素を構成する場合に、従来のフォトリソグラフ法やスクリーン印刷法、インクジェット法に伴う問題を生ずることなく、色変換層を設けることができるようにする。【解決手段】回路基板に配置されているマイクロＬＥＤの直上に色変換層が配置されているマイクロＬＥＤデバイスは、回路基板にマイクロＬＥＤを配置し、そのマイクロＬＥＤに対して、光透過性シート基材の片面に色変換層が形成されている色変換光学シート材料の当該色変換層を対向させ、色変換光学シート材料の色変換層に対し、光透過性シート基材側からレーザー光を照射することにより色変換層をマイクロＬＥＤの直上に転写することにより製造する。【選択図】図３

Description

本発明は、フルカラーのマイクロＬＥＤ（Light Emitting Diode）ディスプレイパネルやマイクロＬＥＤ白色光源パネル等のマイクロＬＥＤデバイスの製造方法、その製造方法に使用する色変換光学シート材料、及びマイクロＬＥＤデバイスを備えた光学機器に関する。
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フルカラーのＬＥＤディスプレイの典型的な構造は、ディスプレイ回路基板上に膨大な数の画素（ピクセル）をアレイ状に配置したものであり、個々のピクセルは、３個のサブピクセル、即ち、赤色ＬＥＤと、緑色ＬＥＤと、青色ＬＥＤとから構成されている。このようなフルカラーのＬＥＤディスプレイは、例えば、色毎に別々の半導体ウエハ上に微細加工法によりＬＥＤを形成し、ディスプレイ回路基板のすべての画素に対し、赤色ＬＥＤを実装し、続いて緑色ＬＥＤを実装し、最後に青色ＬＥＤを実装することにより製造している。具体的には、半導体ウエハに作り込んだ膨大な数の各色ＬＥＤを、ダイシングして個片化した上で、個片転写用基材に転写し、ディスプレイ回路基板に導電接着層を介して再転写することにより製造している。
ところで、近年、４Ｋ解像度や８Ｋ解像度のフルカラーティスプレイが求められるようになっており、そのため、一辺がおおよそ１００μｍ以下のマイクロＬＥＤを用いてフルカラーのマイクロＬＥＤディスプレイパネルを構成することが試みられているが、そのような高解像度のフルカラーのマイクロＬＥＤディスプレイパネルを従前どおり製造することは、各色毎に異なる半導体ウエハに膨大な数の微小ＬＥＤを作り込み、個片化し、色毎にディスプレイ回路基板に順次実装しなければならず、歩留まりの低下とタクトタイムの延長とが避けられない。
このため、紫外波長～青色波長領域内の光を発する単色マイクロＬＥＤの直上に、カラーコンバータとしての赤色変換層、緑色変換層、更に必要に応じて青色変換層を設けたマイクロＬＥＤサブピクセルを組み合わせて画素を構成することにより、マイクロＬＥＤフルカラーディスプレイパネルを構成することが提案されている（特許文献１）。この技術によれば、単色の１種類のマイクロＬＥＤが必要とされるだけなので、マイクロＬＥＤ自体の形成、個片化、実装の手間を大きく省くことができ、歩留まりの低下とタクトタイムの延長とを抑制することが可能となっている。
他方、このようなマイクロＬＥＤサブピクセルの直上にカラーコンバータとしての色変換層を設ける手法としては、フォトリソグラフ法、スクリーン印刷法、インクジェット法が検討されている。フォトリソグラフ法は、キャリアフィルム上に、色変換層形成用組成物の塗布、露光、現像、ベーキング、エッチング、洗浄等の一連の工程を色毎に繰り返して赤色変換層、緑色変換層及び青色変換層を順次形成することにより得た色変換光学フィルムの当該色変換層を、ブラックマトリックスが形成されたマイクロＬＥＤアレイにアライメントして圧着転写させることを、色毎に繰り返す方法である。また、スクリーン印刷法は、キャリアフィルム上にスクリーン版を介して色変換層形成用組成物を塗布・乾燥する工程を繰り返して赤色変換層、緑色変換層及び青色変換層を順次形成し、ブラックマトリックスが形成されたマイクロＬＥＤアレイにアライメントして圧着転写させることを、色毎に繰り返す方法である。また、インクジェット法は、ブラックマトリックスが形成されたマイクロＬＥＤアレイに直接的に色変換層形成用組成物インクを色毎に吐出させ、硬化させる方法である。
特表２０１６－５２３４５０号公報
しかしながら、フォトリソグラフ法もスクリーン印刷法もいずれも工程数が多いため、色変換層の形成における歩留まりの低下やタクトタイムの延長が生じ、また、色変換層の厚み制御や単色マイクロＬＥＤに対するアライメントも難しいという問題がある。特に、画素の周囲にブラックマトリックスが形成されている場合には、このようなアライメントが一層難しくなる。しかも、色変換層が多数の工程を経るため、ＬＥＤに対する色変換層の転着性の制御が難しいだけでなく、色変換層にいわゆる量子ドット材料を利用した場合には、量子ドット材料の色変換機能が酸化等により損なわれるという問題がある。
他方、インジェット法は、フォトリソグラフ法やスクリーン印刷法に比べて工程数が少なく、アライメントも比較的容易であり、量子ドット材料の色変換機能を相対的に害さないものの、基本的には一つのインクジェットノズルから単色の色変換層形成用組成物インクを吐出するため、フルカラーディスプレイ用のマイクロＬＥＤアレイの全面に赤色、緑色及び青色の色変換層を形成するには長時間のインクジェット操作が必要となり、また、一辺が３０μｍ以下の非常に小さいマイクロＬＥＤの直上に色変換層形成用組成物インクを供給しようとすると、吐出ノズルの孔径を小さくしなければならず、目詰まりの発生が懸念され、そのような色変換層形成用組成物インクを良好に吐出させるための粘度コントロールも難しいという問題がある。
本発明は、上述した従来の課題を解決しようとするものであり、紫外波長～青色波長領域の光を発する単色マイクロＬＥＤの直上に、赤色変換層、緑色変換層、必要に応じ更に青色変換層、もしくは白色変換層等の色変換層を設けたマイクロＬＥＤサブピクセルからマイクロＬＥＤデバイスの画素を構成する場合に、従来のフォトリソグラフ法やスクリーン印刷法、インクジェット法に伴う問題を生ずることなく、色変換層を設けることができるように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してマイクロＬＥＤの直上に色変換層を設け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。
即ち、本発明は、第１の態様として、回路基板に配置されているマイクロＬＥＤの直上に色変換層が配置されているマイクロＬＥＤデバイスの製造方法であって、以下の工程（ａ）、工程（ｂ）及び工程（ｃ）を有することを特徴とするマイクロＬＥＤデバイスの製造方法を提供する。
工程（ａ）
回路基板にマイクロＬＥＤを配置する工程；
工程（ｂ）
回路基板に配置されているマイクロＬＥＤに対して、光透過性シート基材の片面に色変換層が形成されている色変換光学シート材料の当該色変換層を対向させる工程；及び
工程（ｃ）
色変換光学シート材料の色変換層に対し、光透過性シート基材側からレーザー光を照射することにより、レーザー光が照射された部分の色変換層をマイクロＬＥＤの直上に転写する工程。
また、本発明は、第２の態様として、マイクロＬＥＤデバイスの１画素が、サブピクセルとして３個の青色マイクロＬＥＤを備え、３個の青色マイクロＬＥＤのうちの一つの青色マイクロＬＥＤの直上に赤色変換層が形成され、別の一つの青色マイクロＬＥＤの直上に緑色変換層が形成され、残りの一つの青色マイクロＬＥＤの直上には色変換層が形成されていない当該マイクロＬＥＤデバイスの製造方法であって、以下の工程（Ａ）、工程（Ｂ）及び工程（Ｃ）を有することを特徴とするマイクロＬＥＤデバイスの製造方法を提供する。
工程（Ａ）
回路基板に青色マイクロＬＥＤを配置する工程；
工程（Ｂ）
マイクロＬＥＤデバイスの１画素を構成する３個の青色マイクロＬＥＤの一つの青色マイクロＬＥＤに対し、光透過性シート基材の片面に赤色変換層が形成されている赤色変換光学シート材料の当該赤色変換層を対向させ、別の一つの青色ＬＥＤに対し、光透過性シート基材の片面に緑色変換層が形成されている緑色変換光学シート材料の当該緑色変換層を対向させる工程；及び
工程（Ｃ）
赤色変換光学シート材料の赤色変換層及び緑色変換光学シート材料の緑色変換層に対し、レーザーリフトオフ法により光透過性シート基材側からレーザー光を照射することにより、レーザー光が照射された部分の赤色変換層及び緑色変換層を青色マイクロＬＥＤの直上に転写する工程。
更に、本発明は、第３の態様として、マイクロＬＥＤデバイスの１画素が、サブピクセルとして３個の紫外線マイクロＬＥＤを備え、３個の紫外線マイクロＬＥＤの一つの紫外線マイクロＬＥＤの直上に赤色変換層が形成され、別の一つの紫外線マイクロＬＥＤの直上に緑色変換層が形成され、残りの紫外線マイクロＬＥＤの直上に青色変換層が形成されている当該マイクロＬＥＤデバイスの製造方法であって、以下の工程（ＡＡ）、工程（ＢＢ）及び工程（ＣＣ）を有することを特徴とするマイクロＬＥＤデバイスの製造方法を提供する。
工程（ＡＡ）
回路基板に紫外線マイクロＬＥＤを配置する工程；
工程（ＢＢ）
マイクロＬＥＤデバイスの１画素を構成する３個の紫外線マイクロＬＥＤの一つの紫外線マイクロＬＥＤに対し、光透過性シート基材の片面に赤色変換層が形成されている赤色変換光学シート材料の当該赤色変換層を対向させ、別の一つの紫外線マイクロＬＥＤに対し、光透過性シート基材の片面に緑色変換層が形成されている緑色変換光学シート材料の当該緑色変換層を対向させ、残りの一つの紫外線マイクロＬＥＤに対し、光透過性シート基材の片面に青色変換層が形成されている青色変換光学シート材料の当該青色変換層を対向させる工程；及び
工程（ＣＣ）
赤色変換光学シート材料の赤色変換層、緑色変換光学シート材料の緑色変換層、及び青色変換光学シート材料の青色変換層に対し、レーザーリフトオフ法により光透過性シート基材側からレーザー光を照射することにより、レーザー光が照射された部分の赤色変換層、緑色変換層、及び青色変換層を紫外線マイクロＬＥＤの直上に転写する工程。
加えて、本発明は、第４の態様として、レーザーリフトオフ法を利用して色変換層をマイクロＬＥＤに配置するための色変換光学シート材料であって、
光透過性シート基材と、その片面に配置された色変換層とを有し、
色変換層は、青色レーザー光の照射を受けて赤色蛍光、緑色蛍光もしくは白色蛍光を発する蛍光体粒子又は量子ドット粒子、又は紫外線レーザー光の照射を受けて赤色蛍光、緑色蛍光、青色蛍光もしくは白色蛍光を発する蛍光体粒子又は量子ドット粒子が硬化性樹脂組成物中に分散したものであり、ＪＩＳ Ｚ０２３７によるタック力が０．１ＭＰａ以上である、
色変換光学シート材料を提供する。
また、本発明は、第５の態様として、本発明の色変換光学シート材料の色変換層が表面に配置されたマイクロＬＥＤデバイスを備えた光学機器、例えばモバイルフォーン、パーソナルコンピューター、テレビジョンセット、ＶＲデバイス又はモニターのフルカラーディスプレイパネル、白色光源パネルを提供する。
本発明のマイクロＬＥＤデバイスの製造方法においては、マイクロＬＥＤの直上に色変換層を形成する際に、光透過性シート基材に色変換層が形成されている色変換光学シート材料を用いてレーザーリフトオフ法を利用する。このため、以下に示すような効果が得られる。
＊色変換層はフィルム形態となっているため、厚みのコントロールが容易である。
＊レーザーの照射エリアを非常に小さく絞ることができるため、一辺が１０μｍ程度の非常に小さいマイクロＬＥＤに色変換層を形成することができる。
＊色変換光学シート材料から色変換層を非常に短い時間で離脱させ、マイクロＬＥＤに着弾させることができるので、４Ｋ又は８Ｋ解像度のＬＥＤデバイスを製造する際に、マイクロＬＥＤの短時間でのマストランスファー処理が容易である。
＊色変換層がフィルム形態となっているため、マイクロＬＥＤと色変換層との間の転着性を考慮する必要性を低下させることができ、剥離バランスのコントロールも容易となる。
＊画素の周囲にブラックマトリックスが形成されていても、色変換光学シート材料から色変換層を容易に離脱させ、マイクロＬＥＤへ色変換層を容易に転写することができる。
＊色変換層はフィルム形態となっているため、インクジェット法に適用する色変換層形成用組成物インクの場合に必要な粘度コントロールが不要となり、色変換層に構成材料の自由度を増大させることができる。
本発明の第１の態様のマイクロＬＥＤデバイスの製造方法の工程説明図である。 本発明の第１の態様のマイクロＬＥＤデバイスの製造方法の工程説明図である。 本発明の第１の態様のマイクロＬＥＤデバイスの製造方法の工程説明図である。 本発明の第１の態様のマイクロＬＥＤデバイスの製造方法の工程説明図である。 本発明の第１の態様のマイクロＬＥＤデバイスの製造方法の工程説明図である。 本発明の第２の態様のマイクロＬＥＤデバイスの製造方法の工程説明図である。 本発明の第２の態様のマイクロＬＥＤデバイスの製造方法の工程説明図である。 本発明の第２の態様のマイクロＬＥＤデバイスの製造方法の工程説明図である。 本発明の第２の態様のマイクロＬＥＤデバイスの製造方法の工程説明図である。 本発明の第３の態様のマイクロＬＥＤデバイスの製造方法の工程説明図である。 本発明の第３の態様のマイクロＬＥＤデバイスの製造方法の工程説明図である。 本発明の第３の態様のマイクロＬＥＤデバイスの製造方法の工程説明図である。 本発明の第３の態様のマイクロＬＥＤデバイスの製造方法の工程説明図である。 本発明の第４の態様の色変換光学シート材料の概略断面図である。 本発明の第４の態様の色変換光学シート材料の概略断面図である。
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、回路基板に配置（具体的には回路配線端子（図示せず）に配置）されているマイクロＬＥＤの直上に色変換層が配置されているマイクロＬＥＤデバイスの製造方法である。この製造方法は、以下の工程（ａ）、工程（ｂ）及び工程（ｃ）を有する。工程毎に詳細に説明する。
＜工程（ａ）＞
工程（ａ）は、ディスプレイ基板等の回路基板にマイクロＬＥＤを配置する工程である。工程（ａ）において、回路基板へのマイクロＬＥＤの配置を、図１Ａに示すように、複数のマイクロＬＥＤ１が形成されているマイクロＬＥＤウエハ２を、回路基板３に貼り合わせることで行うことができる。これにより、マイクロＬＥＤのマストランスファーが可能となる。回路基板３とマイクロＬＥＤウエハ２との貼り合わせは、公知の手法で行うことができ、例えば、ハンダリフロー処理により行うことができる。あるいは、導電接着フィルム、異方性導電フィルム、あるいは絶縁接着フィルムを介して熱圧着することにより行うこともできる。マイクロＬＥＤ１と回路基板３との電気的接続も公知の手法により行うことができる。例えば、マイクロＬＥＤウエハ２に形成したスルーホール（図示せず）を介して行うことができる。
また、工程（ａ）において、回路基板３へのマイクロＬＥＤ１の配置を、公知のレーザーリフトオフ法（例えば、特開２０１７－１５７７２４号公報参照）又はそれに準じた方法により行うこともできる。たとえば、マイクロＬＥＤのピッチと回路基板側のピッチとの位置合わせのため、ＬＥＤウエハ上のマイクロＬＥＤを粘着シリコーンシート（ＰＤＭＳ）上にレーザーリフトオフ法により転写させ、次に、マイクロＬＥＤが転写された粘着シリコーンシートを、硬化性ポリイミド層が塗布により形成されたガラス基板（光透過性シート基材）に貼り合わせ、続いて粘着シリコーンシートを剥離し、マイクロＬＥＤが硬化性ポリイミド層を介して配置されたガラス基板を光透過性シート基材４として取得し、次に、図１Ｂに示すように、回路基板３に光透過性シート基材４のマイクロＬＥＤ１を対向・位置合わせし、光透過性シート基材４側からマイクロＬＥＤ１に対してレーザー光を照射することにより、レーザー光が照射されたマイクロＬＥＤ１を硬化性ポリイミド層（図示を省略）ともども回路基板３に移送（もしくは転写）することで行うことができる。なお、レーザー光波長、レーザー出力、レーザー照射時間等のレーザーリフトオフ条件については、レーザー照射対象のサイズや構成材料の種類等に応じて適宜決定することができる。なお、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、市販のレーザーリフトオフ装置（Invisi-LUM-XTR、信越化学工業（株）等）を使用することができる。また、回路基板３へのマイクロＬＥＤ１の配置を、公知のスタンプ材を用いた転写法（例えば、特開２０２１－１４１１６０号公報）により行うこともできる。
なお、この工程（ａ）に先立って、図１Ｂに示すように、マイクロＬＥＤ１が配置されるべき回路基板３の所定位置（例えば配線回路端子）に、回路基板３とマイクロＬＥＤ１とを電気的に接続するための導電フィルム、例えば異方性導電フィルム５を配置しておくことが好ましい。この場合、配置しておく異方性導電フィルム５は、熱圧着により配置させてもよいが、レーザーリフトオフ法により異方性導電フィルム５の個片を配置しておくこともできる。より詳しくは、光透過性シート基材の片面に積層された層状の異方性導電層又はその個片に対し、光透過性シート基材側からレーザー光を照射し、レーザー光が照射された部分の異方性導電層又はその個片を、マイクロＬＥＤが配置される前の回路基板の所定位置に転写させることにより行うことができる。これにより異方性導電フィルムが回路基板全体を覆い尽くすことが無いため、マイクロＬＥＤデバイスを透明ディスプレイ用途に好ましく使用することができ、しかもリペア用回路やその他の回路を設けることが可能となる等の回路設計の自由度が増すという効果が得られる。レーザー光波長、レーザー出力、レーザー照射時間等のレーザーリフトオフ条件については、使用するレーザー照射対象のサイズや構成材料の種類等に応じて適宜決定することができる。
＜工程（ｂ）＞
工程（ｂ）は、図２Ａに示すように、回路基板３に配置されているマイクロＬＥＤ１に対して、光透過性シート基材２１の片面に色変換層２２が形成されている色変換光学シート材料２０の当該色変換層２２を対向させる工程である。この場合、図２Ａのように、色変換層２２を個片として配置させることが好ましい。これにより回路基板３に余分な材料を確実に付着させないようにできるため、他の部材の実装に支障を生じさせず、また、マイクロＬＥＤの良好なリペア性を担保することができる。あるいは、図２Ｂのように、色変換層２２を、光透過性シート基材２１を比較的広い面積で覆う層状としてもよい。色変換光学シート材料２０において、色変換層２２を光透過性シート基材２１に個片で配置する手法としては、公知の手法を使用することができる。例えば、フォトリソグラフ法、スクリーン印刷法、インクジェット法等により色変換層２２を個片とすることができるが、レーザーリフトオフ法により個片とすることもできる。レーザー光波長、レーザー出力、レーザー照射時間等のレーザーリフトオフ条件については、レーザー照射対象のサイズや構成材料の種類等に応じて適宜決定することができる。
なお、色変換層２２は、マイクロＬＥＤが発する光の照射を受けて、他の波長域の蛍光を発する層であり、具体的には、青色光の照射を受けて、赤色蛍光または緑色蛍光、あるいは白色蛍光を発する層であるか、又はマイクロＬＥＤが発する紫外線の照射を受けて、赤色蛍光、緑色蛍光又は青色蛍光、あるいは白色光を発する層である。このような色変換層２２は、粉末状の色変換材料が熱硬化性樹脂組成物に分散したものであり、それらの詳細は、本発明の第４の態様において説明する。
＜工程（ｃ）＞
工程（ｃ）は、図３に示すように、色変換光学シート材料２０の色変換層２２の個片に対し、レーザーリフトオフ法により光透過性シート基材２１側からレーザー光Ｌを照射することにより、レーザー光が照射された部分の色変換層２２をマイクロＬＥＤ１の直上に転写する工程である。図３では、色変換光学シート材料２０に色変換層２２が個片として配置されている。このような色変換光学シート材料２０は、公知の手法、インクジェット法等により作成することができるが、レーザーリフトオフ法により、個片として残すべき位置以外の色変換層２２を除去することにより作成することもできる。レーザー光波長、レーザー出力、レーザー照射時間等のレーザーリフトオフ条件については、レーザー照射対象のサイズや構成材料の種類等に応じて適宜決定することができる。転写した色変換層２２は、必要に応じて熱圧着、熱エージング等により安定的にマイクロＬＥＤ１に固定化することができる。必要に応じて、色変換層が配置されたマイクロＬＥＤを樹脂封止することができる。この場合、色変換層が配置されたマイクロＬＥＤが設けられた回路基板全体を樹脂封止してもよい。
なお、マイクロＬＥＤ１の「直上に配置」とは、マイクロＬＥＤの光出射面に直接接触するように配置してもよく、光出射面にシリコーンフィルムなどの保護フィルムが介在してもよい。
＜＜本発明の第２の態様＞＞
本発明の第２の態様は、第１の態様の具体例の一つであり、マイクロＬＥＤとして波長域が４３０～５００ｎｍの青色を発する青色マイクロＬＥＤのみを使用したマイクロＬＥＤデバイスの製造方法である。このマイクロＬＥＤデバイスは、図４に示すように、回路基板４１に異方性導電フィルム５を介して青色マイクロＬＥＤ４０ａ、４０ｂ、４０ｃが配置された構造を有し、より具体的には、マイクロＬＥＤデバイスの１画素がサブピクセルとして３個の青色マイクロＬＥＤ４０ａ、４０ｂ、４０ｃを備え、３個の青色マイクロＬＥＤの一つの青色マイクロＬＥＤ４０ａの直上に赤色変換層２２Ｒが形成され、別の一つの青色マイクロＬＥＤ４０ｂの直上に緑色変換層２２Ｇが形成され、残りの一つの青色マイクロＬＥＤ４０ｃの直上には色変換層が形成されていない態様である。この製造方法は、以下の工程（Ａ）、工程（Ｂ）及び工程（Ｃ）を有する方法であり、本発明の第１の態様に準ずるものであり、以下に工程毎に説明する。
＜工程（Ａ）＞
先ず図５Ａに示すように、回路基板４１に青色マイクロＬＥＤ４０ａ、４０ｂ、４０ｃを配置する。これらの３個の青色マイクロＬＥＤでマイクロＬＥＤデバイスの１画素が構成される。
＜工程（Ｂ）＞
次に、図５Ｂに示すように、マイクロＬＥＤデバイスの１画素を構成する３個の青色マイクロＬＥＤの一つの青色マイクロＬＥＤ４０ａに対し、光透過性シート基材２１の片面に赤色変換層２２Ｒが形成されている赤色変換光学シート材料２０Ｒの当該赤色変換層２２Ｒを対向させ、別の一つの青色ＬＥＤ４０ｂに対し、光透過性シート基材２１の片面に緑色変換層２２Ｇが形成されている緑色変換光学シート材料２０Ｇの当該緑色変換層２２Ｇを対向させる。
この工程（Ｂ）において、赤色変換光学シート材料２０Ｒと緑色変換光学シート材料２０Ｇとは、別々のフィルムであってもよいが、共通の光透過性シート基材２１に、赤色変換層２２Ｒと緑色変換層２２Ｇとが交互に、好ましくはそれらの個片が交互に配置されていてもよい。個片とする手法としては、公知の手法を採用することができるが、レーザーリフトオフ法により行うことが、色変換層の配置時間を短縮できるため好ましい。
＜工程（Ｃ）＞
次に、図５Ｃに示すように、赤色変換光学シート材料２０Ｒの赤色変換層２２Ｒ及び緑色変換光学シート材料２０Ｇの緑色変換層２２Ｇに対し、レーザーリフトオフ法により光透過性シート基材２１側からレーザー光を照射することにより、レーザー光が照射された部分の赤色変換層２２Ｒ及び緑色変換層２２Ｇを青色マイクロＬＥＤ４０ａ、４０ｂの直上に転写することにより、図４に示すような画素を有するマイクロＬＥＤデバイスを製造することができる。色変換層の転写の順序は必要に応じ適宜変えることができる。また、必要に応じて、色変換層が配置されたマイクロＬＥＤを樹脂封止することができる。この場合、色変換層が配置されたマイクロＬＥＤが設けられた回路基板全体を樹脂封止してもよい。
＜＜本発明の第３の態様＞＞
本発明の第３の態様は、第１の態様の具体例の一つであり、マイクロＬＥＤとして波長域が３００～４００ｎｍの紫外線を発する紫外線ＬＥＤのみを使用したマイクロＬＥＤデバイスの製造方法であり、図６Ａに示すように、その１画素がサブピクセルとして３個の紫外線マイクロＬＥＤ５０ａ、５０ｂ、５０ｃを備え、３個の紫外線マイクロＬＥＤの一つの紫外線マイクロＬＥＤ５０ａの直上に赤色変換層２２Ｒが形成され、別の一つの紫外線マイクロＬＥＤ５０ｂの直上に緑色変換層２２Ｇが形成され、残りの一つの紫外線マイクロＬＥＤ５０ｃの直上に青色変換層２２Ｂが形成されている態様である。この製造方法は、以下の工程（ＡＡ）、工程（ＢＢ）及び工程（ＣＣ）を有する方法であり、本発明の第１の態様に準ずるものであり、以下に工程毎に説明する。
＜工程（ＡＡ）＞
先ず図６Ａに示すように、回路基板５１に紫外線マイクロＬＥＤ５０ａ、５０ｂ、５０ｃを配置する。これらの３個の紫外線マイクロＬＥＤでマイクロＬＥＤデバイスの１画素が構成される。
＜工程（ＢＢ）＞
次に図６Ｂに示すように、マイクロＬＥＤデバイスの１画素を構成する３個の紫外線マイクロＬＥＤの一つの紫外線マイクロＬＥＤ５０ａに対し、光透過性シート基材２１の片面に赤色変換層２２Ｒが形成されている赤色変換光学シート材料２０Ｒの当該赤色変換層２２Ｒを対向させ、別の一つの紫外線マイクロＬＥＤ５０ｂに対し、光透過性シート基材２１の片面に緑色変換層２２Ｇが形成されている緑色変換光学シート材料２０Ｇの当該緑色変換層２２Ｇを対向させ、残りの一つの紫外線マイクロＬＥＤ５０ｃに対し、光透過性シート基材２１の片面に青色変換層２２Ｂが形成されている青色変換光学シート材料２０Ｂの当該青色変換層２２Ｂを対向させる。
＜工程（ＣＣ）＞
次に図６Ｃに示すように、赤色変換光学シート材料２０Ｒの赤色変換層２２Ｒ、緑色変換光学シート材料２０Ｇの緑色変換層２２Ｇ、及び青色変換光学シート材料２０Ｂの青色変換層２２Ｂに対し、レーザーリフトオフ法により光透過性シート基材２１側からレーザー光を照射することにより、レーザー光が照射された部分の赤色変換層２２Ｒ、緑色変換層２２Ｇ及び青色変換層２２Ｂを紫外線マイクロＬＥＤ５０ａ、５０ｂ及び５０ｃの直上に転写することにより、図６Ｄに示すような画素を有するマイクロＬＥＤデバイスを製造することができる。色変換層の転写の順序は必要に応じ適宜変えることができる。また、必要に応じて、色変換層が配置されたマイクロＬＥＤを樹脂封止することができる。この場合、色変換層が配置されたマイクロＬＥＤが設けられた回路基板全体を樹脂封止してもよい。
＜本発明の第４の態様＞
本発明の第４の態様は、レーザーリフトオフ法を利用して色変換層をマイクロＬＥＤに配置するための色変換光学シート材料であり、前述した本発明の第１、第２及び第３の態様の製造方法で好ましく使用されるものである。
図７Ａに示すように、この色変換光学シート材料７０は、光透過性シート基材７１と、その片面に配置された色変換層７２とを有する。色変換層７２は、波長４３０～５００ｎｍの青色レーザー光の照射を受けて波長６００～６７０ｎｍの赤色蛍光または波長５００～５７０ｎｍの緑色蛍光、もしくは波長４３０～６７０ｎｍの白色蛍光を発する量子ドット粒子又は蛍光体粒子が、硬化性樹脂組成物中に分散したものである。あるいは波長３００～４００ｎｍの紫外線レーザー光の照射を受けて波長６００～６７０ｎｍの赤色蛍光、波長５００～５７０ｎｍの緑色蛍光又は波長４３０～５００ｎｍの青色蛍光、もしくは波長４３０～６７０ｎｍの白色蛍光を発する量子ドット粒子又は蛍光体粒子が、硬化性樹脂組成物中に分散したものである。
色変換光学シート材料７０を構成する光透過性シート基材７１としては、色変換光学シート材料７０の保存時には色変換層７２を保持しているが、レーザーリフトオフ時には色変換層７２を離脱させるリリース基材として機能するものである。このような光透過性シート基材７１の材料としては、波長２００～４００ｎｍの光を好ましくは３０％以上透過する材料であり、石英ガラス、ガラス、ケイ酸塩ガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等を挙げることができる。このような光透過性シート基材７１の厚みとしては、好ましくは１００～１０００μｍ、より好ましくは３００～７００μｍである。
色変換層７２は、図７Ａに示すように、光透過性シート基材７１の片面全面に個片で形成されていてもよく、図７Ｂに示すように、広い面積で層状に形成されていてもよい。図７Ａの色変換光学シート材料７０は、図７Ｂの色変換光学シート材料７０の色変換層７２について、個片として残すべき箇所以外の色変換層７２をレーザーリフトオフ法のレーザー照射により除去することにより作成することができる。レーザー光波長、レーザー出力、レーザー照射時間等のレーザーリフトオフ条件については、レーザー照射対象のサイズや構成材料の種類等に応じて適宜決定することができる。
色変換層７２の層厚としては、好ましくは２～３０μｍ、より好ましくは４～２０μｍである。
色変換層７２を構成する量子ドット粒子又は蛍光体粒子としては、公知のものを使用することができる。両者は併用することができる。
本発明において、量子ドット粒子とは、１つの波長の光を吸収し、別の波長の光を放出する波長変換材料であり、サイズが十分に小さいもの（数十ナノメートル未満）であるため、量子閉じ込め効果により、電気的特性及び光学的特性がバルク特性とは異なる半導体材料である。例えば、量子ドット粒子の発光特性は、それらの組成よりも、それらのサイズ及び形状に大きく関連する。量子ドット粒子の蛍光は、特定の波長を吸収することによって、価電子を励起した後に続く、その励起電子が基底状態に戻る際の、光子の形態での、より低いエネルギーの放出に基づくものである。量子閉じ込め効果は、価原子と伝導帯とのエネルギー差を、量子ドット粒子のサイズ及び形状に基づいて変化させるものであるから、放出される光子のエネルギー及び波長が、量子ドット粒子のサイズ及び形状に依存することを意味する。このことは、量子ドット粒子が大きいほど、その蛍光スペクトルのエネルギーは低くなる。したがって、より小さい量子ドット粒子は、より青い光（より高いエネルギー）を放出し、より大きい量子ドットは、より赤い光（より低いエネルギー）を放出する。このことにより、鮮明な発光スペクトル及び高い量子効率を有する、可視スペクトル全体にわたる、半導体光ルミネセンス発光波長の、サイズ依存性の調整が可能となる。
量子ドット粒子の例としては、限定されるものではないが、ＩＩ－ＶＩ族、ＩＩＩ－Ｖ族、ＩＶ－ＶＩ族半導体材料が挙げられる。例えば、化合物半導体材料として、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＩｎＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＳｂ、ＡｌＡｓ、ＡｌＰ、ＡｌＳｂが挙げられる。合金半導体材料としては、ＩｎＧａＰ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＣｄＳ、ＺｎＣｄＳｅ、及びＣｄＳｅＳが挙げられる。
本発明において、蛍光体粒子とは、その組成に起因するルミネセンスを呈する粒子である。例えば、硫化物、アルミン酸塩、酸化物、ケイ酸塩、窒化物、ＹＡＧ（任意選択的にセリウムでドープ）、及びテルビウムアルミニウムガーネット（ＴＡＧ）ベースの材料が挙げられる。具体的には、以下の蛍光体が例示される。
黄色－緑色発光蛍光体：
（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）Ａｌ2Ｏ4：Ｅｕ（緑色）、（Ｌｕ，Ｙ）3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+（ＬｕＡＧ，ＹＡＧ）（黄色－緑色）、Ｔｂ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+（ＴＡＧ）（黄色－緑色）；
橙色－赤色発光蛍光体：ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ：2+（Ｍｎ2+）、Ｃａ2Ｓｉ5Ｎ8：Ｅｕ2+（橙色－赤色）、（Ｚｎ，Ｍｇ）Ｓ：Ｍｎ（緑色、赤色）、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）Ｓ：Ｅｕ：2+（赤色）；
青色及び黄色－緑色発光用のｕｖ－紺青色吸収蛍光体：
（Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+（ｕｖ－青色励起、黄色発光）、（Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）3Ｓｉ2Ｏ7：Ｅｕ2+（ｕｖ－紺青色励起、青色－緑色発光）、Ｃａ8Ｍｇ（ＳｉＯ4）4Ｃｌ2：Ｅｕ2+（ｕｖ－紺青色励起、青色発光）；及び
組成及び処理に応じて可視スペクトルの全範囲にわたって発光することが可能な蛍光体：（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）ＳｉxＯyＮz：Ｅｕ2+（ｙ＞０緑色、ｙ＝０赤色）、Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ3+（青色－緑色）、（Ｃａ，Ｍｇ，Ｙ）vＳｉWＡｌxＯyＮz：Ｅｕ2（黄色－緑色－赤色）。
これらの蛍光体粒子の粒径としては、好ましくは１μｍ～２０μｍであり、１００ｎｍ～１μｍとすることもできる。蛍光体粒子は、また、１μｍ～２０μｍの粒子と１００ｎｍ～１μｍのナノ粒子とのブレンド粒子とすることもできる。ここで、ナノ粒子は、例えば、硬化又は溶媒除去の前に、波長変換層のマトリクス材料内部に分散される際の、沈降の量を低減するために役立ち得るものであり、このことは、より均等なナノ粒子の分布及び発光デバイスの発光を実現可能とする。
なお、色変換層７２には、ＴｉＯ2又はＡｌ2Ｏ3粒子などの光散乱剤を含有させることができる。光散乱剤は、色変換層内部の散乱光を増大させることによって、蛍光体粒子の発光効率を高めることができ、また、色変換層から出射する光の滲みを低減させることができる。
色変換層７２には、更に、顔料又は染料を含有させることができる。これにより、色変換層から出射する光の色補正を行うことができる。このような顔料又は染料として、蛍光体粒子の発光波長と同様の色を有するものを使用することができる。例えば、リソールルビン（赤色）、Ｂ－銅タロシアニン（青色）、及びジアリライドイエロー（黄色）が挙げられる。
色変換層７２を構成する硬化性樹脂組成物としては、好ましくは公知の熱硬化性もしくは光硬化性の樹脂組成物を使用できる。経時安定性・信頼性の点から熱硬化性樹脂組成物を使用することが好ましい。このような硬化性樹脂組成物は、色変換層７２がマイクロＬＥＤへ良好に転写可能となるように、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。
色変換層７２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、色変換層が硬すぎて、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、色変換層が柔らかすぎて、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。色変換層のデュロメータＡ硬度は、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠し、デュロメータＡ測定装置（高分子計器（株））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。
色変換層７２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、硬化後の色変換層７２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、接続信頼性が低下することが懸念される。
色変換層７２を構成する熱硬化性樹脂組成物は、ゴム成分と、膜形成樹脂と、熱硬化性樹脂と、熱硬化剤と、量子ドット粒子又は蛍光体粒子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。量子ドット粒子又は蛍光体粒子の含有量は、ゴム成分と膜形成樹脂と熱硬化性樹脂と熱硬化剤と量子ドット粒子又は蛍光体粒子との合計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。
（ゴム成分）
熱硬化性樹脂組成物が含有するゴム成分は、色変換層のクッション性（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量子ドット粒子又は蛍光体粒子との合計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量子ドット粒子又は蛍光体粒子との合計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量子ドット粒子又は蛍光体粒子との合計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（株）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量子ドット粒子又は蛍光体粒子との合計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量子ドット粒子又は蛍光体粒子との合計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量子ドット粒子又は蛍光体粒子との合計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)
なお、熱硬化性樹脂組成物中には、必要に応じて無機フィラーを、色変換層のデュロメータ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、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。
以上説明した本発明の色変換光学シート材料７０は、レーザーリフトオフ時にその色変換層７２をマイクロＬＥＤ１に転写する際に安定的に仮固定（仮止め）できるように、ＪＩＳ Ｚ０２３７によるタック力が０．１ＭＰａ以上、好ましくは０．５ＭＰａ以上であることが好ましい。なお、レーザーリフトオフ時に色変換層７２の光透過性シート基材７１からの離脱が可能である限り、タック力の上限に特に制限はないが、好ましくは６．０ＭＰａ以下、より好ましくは５．０ＭＰａ以下である。タック力の制御は、色変換層の構成材料の種類や量を調整することでも可能であるが、色変換層の乾燥条件（乾燥温度、乾燥時間、残存溶剤量等）を調整することにより行うこともできる。
＜＜第５の態様＞＞
本発明の第５の態様は、本発明の第４の態様の色変換光学シート材料の色変換層が表面に配置されたマイクロＬＥＤデバイス、例えばフルカラーディスプレイパネル、白色光源パネルを備えた光学機器を提供する。このような光学機器としては、モバイルフォーン、パーソナルコンピューター、テレビジョンセット、ＶＲデバイス、モニターのフルカラーディスプレイパネル等が挙げられる。これらの光学機器は、マイクロＬＥＤデバイスの各画素を３個の単色マイクロＬＥＤサブピクセルうちの二つ又は三つに色変換層を設けるように製造しているので、従来のフォトリソグラフ法やスクリーン印刷法、インクジェット法に伴う問題を生ずることなく、色変換層を設けることができる。
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
実施例１
＜青色マイクロＬＥＤの発光光を白色光に変換するための色変換光学シート材料＞
トルエン７０質量部と、水添スチレン－エチレン－ブチレン－スチレンブロック（水添ＳＥＢＳ）共重合体（セプトンＶ９８２７、（株）クラレ）３０質量部とを均一に混合して樹脂ペーストを得た。この樹脂ペースト９７質量部と、後述の蛍光体粒子３質量部と、後述の色材０．００２２質量部とを均一に混合して得た白色変換層形成用組成物を、ガラス基板に４μｍの乾燥厚となるように塗布し、残存トルエン量が１０質量％となるように５０℃、４０秒という条件で乾燥することにより、タック性を有する白色変換層がガラス基板の片面の全面に一様に形成されている色変換光学シート材料を得た。なお、蛍光体粒子として、緑色硫化物系蛍光体（ＳｒＧａ2Ｓ4：Ｅｕ）と赤色硫化物系蛍光体（ＣａＳ：Ｅｕ）とを４４．１：５５．９の比率として配合したものを使用した。また、色材として、テトラ－ｔ－ブチル－テトラアザポルフィリンバナジル錯体（山本化成（株）製、光学フィルタ用色素ＰＤ－３２０、吸収極大：５９５ｎｍ）を使用した。また、色変換層のＪＩＳ Ｚ０２３７によるタック力は０．１ＭＰａを大きく超える２ＭＰａであった。
実施例２
＜マイクロＬＥＤ白色光源パネルの作成＞
まず、Ａｕ配線パターンが表面に形成されたガラス回路基板に、異方性導電フィルム（導電粒子径２．２μｍ、厚み４μｍの粒子整列ＡＣＦ、デクセリアルズ（株））を仮貼りし、その上から青色マイクロＬＥＤ（３４×５８μｍ矩形、単色青色発光（４４０～４７５ｎｍ）、ＴＧＭ－Ｇ３４５８Ａ、ＴＳＬＣ Ｃｏｒｐ．）１００個を４００μｍピッチの正方形アレイとなるように常法に従って配置することによりマイクロＬＥＤアレイ基板を得た。
次に、実施例１で作成した色変換光学シート材料の白色変換層をマイクロＬＥＤアレイ基板のマイクロＬＥＤに対向させ、その白色変換層に対してガラス基板側から以下の条件のレーザーリフトオフ法によりマイクロＬＥＤアレイパターンでレーザー照射を行い、ガラス基板から白色変換層を個片状に離脱させ、更にマイクロＬＥＤの直上に着弾させることにより転写させた。この操作を残りの９９個のマイクロＬＥＤに対しても行い、金属顕微鏡で白色変換層が適正に転写されている数を確認した。その結果、適正に転写されている割合は９８％であった。その後、白色変換層を１００℃、６０秒で本乾燥させ、残存していたトルエンを除去することで白色変換層を固定化した。これにより、白色変換層がマイクロＬＥＤの直上に転写されているマイクロＬＥＤ白色光源パネルを得た。
その後、得られたマイクロＬＥＤ白色光源パネルのマイクロＬＥＤに液状封止剤（ストラクトボンド、三井化学（株））を供給し、１５０℃で熱エージング処理することにより、白色変換層付きマイクロＬＥＤの樹脂封止を行った。
（レーザーリフトオフ法）
レーザーリフトオフ装置（ＭＴ－３０Ｃ２００、信越化学工業（株））を用いて、以下の条件でレーザーリフトオフを実施した。
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／ｃｍ２
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： 色変換層１小片につき１パルス
色変換層とガラス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／ｃｍ２
パルス幅（照射時間）： ０．０１～１×１０９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： 色変換層とガラス基板との境界面における投影が、縦４００μｍピッチ及び横４００μｍピッチで縦３４μｍ×横５８μｍ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。
実施例３
＜青色マイクロＬＥＤの発光光を白色光に変換するための個片の白色変換層を有する色変換光学シート材料＞
実施例１で調製したものと同じ白色変換層形成用組成物を調製した。この白色変換層形成用組成物をガラス基板の片面に塗布し、残存トルエン量が１０質量％となるように５０℃、４０秒という条件で乾燥し、タック性を有する４μｍ厚の白色変換層を形成した。次に、ガラス基板側から、４００μｍピッチの正方形アレイ中に１００個の個片の白色変換層（３４×５８μｍ矩形）が残るように、実施例２で実施したレーザーリフトオフ法に準じてレーザー照射を行うことにより、ガラス基板の片面に多数の個片の白色変換層を有する色変換光学シート材料を得た。この白色変換層のＪＩＳ Ｚ０２３７によるタック力は０．１ＭＰａを大きく超える２ＭＰａであった。
実施例４
＜マイクロＬＥＤ白色光源パネルの作成＞
まず、実施例２と同様に、ガラス回路基板に異方性導電フィルムを仮貼りし、その上から青色マイクロＬＥＤ（３４×５８μｍ矩形、単色青色発光（４４０～４７５ｎｍ）、ＴＧＭ－Ｇ３４５８Ａ、ＴＳＬＣ Ｃｏｒｐ．）１００個を４００μｍピッチの正方形アレイとなるように常法に従って配置することにより、マイクロＬＥＤアレイ基板を作成した。
次に、実施例３で作成した個片の白色変換層を有する色変換光学シート材料の当該白色変換層を、マイクロＬＥＤアレイ基板に対向させ、個片の白色変換層に対してガラス基板側から実施例２と同様の条件でレーザーリフトオフ法に従ってレーザー照射を行い、ガラス基板から個片の白色変換層を離脱させ、更にマイクロＬＥＤの直上に着弾させることにより転写させた。この操作を、実施例２と同様に、残りの９９個のマイクロＬＥＤに対しても行い、金属顕微鏡で白色変換層が適正に転写されている数を確認した。その結果、適正に転写されている割合は９８％であった。その後、白色変換層を１００℃、６０秒で本乾燥させ、残存していたトルエンを除去することで白色変換層を固定化した。これにより、白色変換層がマイクロＬＥＤの直上に転写されているマイクロＬＥＤ白色光源パネルを得た。
その後、得られたマイクロＬＥＤ白色光源パネルのマイクロＬＥＤに液状封止剤（ストラクトボンド、三井化学（株））を供給し、１５０℃で熱エージング処理することにより、白色変換層付きマイクロＬＥＤの樹脂封止を行った。
実施例５～７
＜色変換光学シート材料のタック力の調整＞
実施例１で調製したものと同じ白色変換層形成用組成物を調製した。この白色変換層形成用組成物を用い、実施例３と同様に、ガラス基板の片面に、４００μｍピッチの正方形アレイ中に１００個の個片の組成物層（乾燥厚４μｍで３５×６０μｍ矩形）を形成し、残存トルエン量がそれぞれ５質量％（実施例５）、２０質量％（実施例６）及び３０質量％（実施例７）となるように、５０℃で６０秒（実施例５）、２０秒（実施例６）及び１０秒（実施例７）という条件でそれぞれ乾燥することにより、タック性を有する個片の白色変換層を形成した。これにより、ガラス基板の片面に多数の個片の白色変換層を有する色変換光学シート材料をそれぞれ得た。また、白色変換層のＪＩＳ Ｚ０２３７によるタック力は、それぞれ０．１ＭＰａを超える０．５ＭＰａ（実施例５）、５．０ＭＰａ（実施例６）及び６．０ＭＰａ（実施例７）であった。従って、実施例５～７の結果から、色変換光学シート材料のタック力は、白色変換層形成用組成物の乾燥条件によりコントロールできることが分かった。
本発明のマイクロＬＥＤデバイスの製造方法においては、単色または紫外線マイクロＬＥＤの直上に色変換層を形成する際に、光透過性シート基材に色変換層が形成されている色変換光学シート材料を用いてレーザーリフトオフ法を利用する。このため、色変換層の厚みコントロールが容易であり、非常に小さいマイクロＬＥＤの表面に色変換層を形成でき、また、インクジェット法を利用した場合と異なり、色変換層形成用組成物の粘度コントロールの負担が軽微となり、色変換層の構成材料の自由度を増大させることができる。また、マイクロＬＥＤの短時間でのマストランスファー処理が容易となる。更に、マイクロＬＥＤと色変換層との間の転着性を考慮する必要性を低下させ、剥離バランスのコントロールも容易となる。加えて、画素の周囲にブラックマトリックスが形成されていても、色変換光学フィルムから色変換層を容易に離脱させ、ＬＥＤへ色変換層を容易に転写することができる。よって、本発明の製造方法は、マイクロＬＥＤデバイスの製造方法として有用である。
１ マイクロＬＥＤ
２ マイクロＬＥＤウエハ
３、４１、５１ 回路基板
４、２１、７１ 光透過性シート基材
５ 異方性導電フィルム
２０、７０ 色変換光学シート材料
２０Ｒ 赤色変換光学シート材料
２０Ｇ 緑色変換光学シート材料
２０Ｂ 青色変換光学シート材料
２２、７２ 色変換層
２２Ｒ 赤色変換層
２２Ｇ 緑色変換層
２２Ｂ 青色変換層
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ 青色マイクロＬＥＤ
５０ａ、５０ｂ、５０ｃ 紫外線マイクロＬＥＤ
Ｌ レーザー光

Claims (11)

  1. 回路基板に配置されているマイクロＬＥＤの直上に色変換層が配置されているマイクロＬＥＤデバイス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）
    回路基板にマイクロＬＥＤを配置する工程；
    工程（ｂ）
    回路基板に配置されているマイクロＬＥＤに対して、光透過性シート基材の片面に色変換層が形成されている色変換光学シート材料の当該色変換層を対向させる工程；及び
    工程（ｃ）
    色変換光学シート材料の色変換層に対し、光透過性シート基材側からレーザー光を照射することにより、レーザー光が照射された部分の色変換層をマイクロＬＥＤの直上に転写する工程、
    を有することを特徴とするマイクロＬＥＤデバイスの製造方法。
  2. 工程（ｃ）において、レーザー光が照射された部分の色変換層をマイクロＬＥＤの直上に転写する際に、色変換層の個片を転写する請求項１記載の製造方法。
  3. 工程（ａ）において、回路基板へのマイクロＬＥＤの配置を、複数のマイクロＬＥＤが形成されているＬＥＤウエハを回路基板に貼り合わせることで行う請求項１又は２記載の製造方法。
  4. 工程（ａ）において、回路基板へのマイクロＬＥＤの配置を、光透過性シート基材の片面に配置されたマイクロＬＥＤに対し、光透過性シート基材側からレーザー光を照射することにより、レーザー光が照射されたマイクロＬＥＤを回路基板に移送することで行う請求項１又は２記載の製造方法。
  5. 工程（ａ）に先立って、マイクロＬＥＤが配置されるべき回路配線の所定位置に、回路基板とマイクロＬＥＤとを電気的に接続するための導電フィルムを個片で配置しておく請求項１又は２記載の製造方法。
  6. マイクロＬＥＤデバイスの１画素が、サブピクセルとして３個の青色マイクロＬＥＤを備え、３個の青色マイクロＬＥＤの一つの青色マイクロＬＥＤの直上に赤色変換層が形成され、別の一つの青色マイクロＬＥＤの直上に緑色変換層が形成され、残りの一つの青色マイクロＬＥＤの直上には色変換層が形成されていない当該マイクロＬＥＤデバイス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）
    回路基板に青色マイクロＬＥＤを配置する工程；
    工程（Ｂ）
    マイクロＬＥＤデバイスの１画素を構成する３個の青色マイクロＬＥＤの一つの青色マイクロＬＥＤに対し、光透過性シート基材の片面に赤色変換層が形成されている赤色変換光学シート材料の当該赤色変換層を対向させ、別の一つの青色ＬＥＤに対し、光透過性シート基材の片面に緑色変換層が形成されている緑色変換光学シート材料の当該緑色変換層を対向させる工程；及び
    工程（Ｃ）
    赤色変換光学シート材料の赤色変換層及び緑色変換光学シート材料の緑色変換層に対し、レーザーリフトオフ法により光透過性シート基材側からレーザー光を照射することにより、レーザー光が照射された部分の赤色変換層及び緑色変換層を青色マイクロＬＥＤの直上に転写する工程、
    を有することを特徴とするマイクロＬＥＤデバイスの製造方法。
  7. マイクロＬＥＤデバイスの１画素が、サブピクセルとして３個の紫外線マイクロＬＥＤを備え、３個の紫外線マイクロＬＥＤの一つの紫外線マイクロＬＥＤの直上に赤色変換層が形成され、別の一つの紫外線マイクロＬＥＤの直上に緑色変換層が形成され、残りの紫外線マイクロＬＥＤの直上に青色変換層が形成されている当該マイクロＬＥＤデバイスの製造方法であって、以下の工程（ＡＡ）、工程（ＢＢ）及び工程（ＣＣ）：
    工程（ＡＡ）
    回路基板に紫外線マイクロＬＥＤを配置する工程；
    工程（ＢＢ）
    マイクロＬＥＤデバイスの１画素を構成する３個の紫外線マイクロＬＥＤの一つの紫外線マイクロＬＥＤに対し、光透過性シート基材の片面に赤色変換層が形成されている赤色変換光学シート材料の当該赤色変換層を対向させ、別の一つの紫外線マイクロＬＥＤに対し、光透過性シート基材の片面に緑色変換層が形成されている緑色変換光学シート材料の当該緑色変換層を対向させ、残りの一つの紫外線マイクロＬＥＤに対し、光透過性シート基材の片面に青色変換層が形成されている青色変換光学シート材料の当該青色変換層を対向させる工程；及び
    工程（ＣＣ）
    赤色変換光学シート材料の赤色変換層、緑色変換光学シート材料の緑色変換層、及び青色変換光学シート材料の青色変換層に対し、レーザーリフトオフ法により光透過性シート基材側からレーザー光を照射することにより、レーザー光が照射された部分の赤色変換層、緑色変換層、及び青色変換層を紫外線マイクロＬＥＤの直上に転写する工程、
    を有することを特徴とするマイクロＬＥＤデバイスの製造方法。
  8. レーザーリフトオフ法を利用して色変換層をマイクロＬＥＤに配置するための色変換光学シート材料であって、
    光透過性シート基材と、その片面に配置された色変換層とを有し、
    色変換層は、青色レーザー光の照射を受けて赤色蛍光、緑色蛍光もしくは白色蛍光を発する蛍光体粒子又は量子ドット粒子、又は紫外線レーザー光の照射を受けて赤色蛍光、緑色蛍光、青色蛍光又は白色蛍光を発する蛍光体粒子又は量子ドット粒子が硬化性樹脂組成物中に分散したものであり、ＪＩＳ Ｚ０２３７によるタック力が０．１ＭＰａ以上である、
    色変換光学シート材料。
  9. 色変換層の個片が光透過性シート基材の片面に配置されている請求項８記載の色変換光学シート材料。
  10. 請求項８又は９記載の色変換光学シート材料の色変換層が表面に配置されたマイクロＬＥＤデバイスを備えた光学機器。
  11. モバイルフォーン、パーソナルコンピューター、テレビジョンセット、ＶＲデバイス又はモニターのフルカラーディスプレイデバイス、もしくは白色光源パネルとして使用される請求項１０記載の光学機器。
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