JP4120224B2 - 樹脂形成素子の製造方法及び画像表示装置の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像表示装置、樹脂形成素子の製造方法及び画像表示装置の製造方法に関する。更に詳しくは、光拡散構造を有するスペーサを用いた画像表示装置、樹脂形成チップの製造方法及び画像表示装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の素子を配置して形成される電子応用装置や画像表示装置を形成する製造プロセスにおいては、各素子を個別に配置する場合に比べ、素子を素子形成基板上に形成した後、これら素子を転写先である転写基板に一括で転写する素子転写方法を用いるほうが製造工程上、効率良く当該電子応用装置や画像表示装置を製造することができる。また、素子形成基板から転写基板に複数の素子を一括して転写する場合に限定されず、複数の素子が配置された第１の基板から当該素子の転写先である第２の基板に複数の素子を一括して転写する素子転写方法も行われる。
【０００３】
これら複数の素子を一括して転写する場合には、素子上に塗布された接着材層を介して転写基板に当該素子を転写する方法が行われる。このとき、接着材を介して素子を転写するとともに当該接着材層に埋め込まれた素子を素子分離することによりチップ化し、素子の取り扱いを容易に行うことができる利点もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、複数の素子を配置して形成される電子応用装置や画像表示装置では、その性能の向上は目覚しく、それに伴いこれら電子応用装置や画像表示装置を構成する素子の機能も著しく進歩している。特に、微細加工技術の進歩とともに微細な素子を形成し、これら素子を高密度で配置することにより電子応用装置のサイズダウンを図ることも行われている。更に、画像表示装置では、微小なサイズであって、且つ高輝度を有する発光素子を大面積に配置することによる大画面化も検討されている。
【０００５】
ここで、微小な素子を精度良く配置するためには、これら電子応用装置や画像表示装置の製造プロセスにおいて、複数の素子を一括して精度良く配置する技術が望まれている。しかし、素子サイズの微小化に伴い、これら素子が形成された素子形成基板やこれら素子の転写先である転写基板の寸法ずれにより、高い精度で素子が配置することができない場合がある。特に、接着材を介して素子形成基板から転写基板に複数の素子を一括にて転写する場合、これら素子形成基板や転写基板に反りが生じ、素子形成基板や転写基板全体において一定の膜厚に接着材層を形成できない問題も生じる。接着材層に埋め込まれた素子は樹脂形成チップとして取り扱われるが、不均一な膜厚を有する接着材層に埋め込まれたことにより各樹脂形成チップのサイズにバラツキが生じ、高い精度でこれら樹脂形成チップを配置する際に問題となる。
【０００６】
更に大面積の素子形成基板や転写基板で反りが生じた場合、その中央付近と辺縁付近との寸法ずれが顕著なものとなり、これら素子形成基板と転写基板間に転写される素子のサイズバラツキや品質の低下を招く。
【０００７】
例えば、図２９に示すように、素子形成基板２０５に形成された複数の素子２０１を転写基板２０６に一括して転写する場合、素子２０１を被覆するように形成される樹脂部２０３の上面に接着材２０４を塗布した後、接着材２０４を素子形成基板２０５と転写基板２０６で挟み込み、加圧クリップ２０８により加圧して素子２０１を転写基板２０６に転写する素子転写方法が検討されている。このとき、素子形成基板２０５と転写基板２０６により挟み込まれる接着材の膜厚を全体で一定にするために、素子形成基板２０５と転写基板２０６の端部にスペーサ２０７を介在させる方法が試みられている。しかし、素子形成基板２０５や転写基板２０６が大面積になった場合、各基板の中央部と辺縁部における寸法ずれが顕著なものとなり、素子２０１が形成された領域全体の接着材２０４の膜厚を一定にすることは困難になる。特に、微小な素子を転写する際には、当該寸法ずれによる接着材層の膜厚バラツキは当該素子のサイズに比較して無視できない程度となる。
【０００８】
また、素子の転写プロセスにおいて、液状の接着材を塗布して接着材層を形成した場合、膜厚ムラが生じやすく、寸法精度の低下や品質の低下を招く。更に、液状の接着材を塗布する工程において、膜厚制御を精度良く行う必要が生じ、素子を効率良く転写することができない。
【０００９】
更に、発光ダイオードの如き点光源を配置して画素が形成される画像表示装置では、当該発光ダイオードから発生する光の画像表示面における光拡散性が低く、特に、発光ダイオードが微小なサイズになるに従い、各画素から出射される光の混色性が低下し、画像表示面全体の画質が低下する場合もある。
【００１０】
よって、素子を転写する際に用いられる接着材の膜厚を基板全体で均一にすることができ、当該接着材に素子が埋め込まれて形成される樹脂形成チップのサイズばらつきを低減することが望ましい。
【００１１】
本発明は、発光素子が接着材の如き樹脂に埋め込まれて形成される樹脂形成素子に、当該樹脂形成素子のサイズばらつきを低減すると共に当該発光素子から出射される光を拡散する光拡散構造を有するスペーサを用いる樹脂形成素子の製造方法、画像表示装置の製造方法及び画像表示装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
素子転写方法は、第１の基板の主面に素子を配置し、スペーサを内在すると共にシート状に成形された接着材を前記素子上に配置し、前記接着材を介して前記第１の基板と対向する第２の基板の主面に前記素子を転写することを特徴とする。接着材に含まれるスペーサにより第１の基板や第２の基板の反りにより生じる接着材の膜厚ばらつきを低減することができる。更に、シート状に成形された接着材を用いることによりハンドリング性良く素子を転写することができる。
【００１３】
また、電子応用装置は、第１の基板の主面に配置された素子が、スペーサを内在すると共にシート状に成形された接着材を介して前記第１の基板と対向する第２の基板の主面に転写されて素子アレイ部が形成されることを特徴とする。
【００１４】
更に、画像表示装置は、第１の基板の主面に配置された発光素子が、スペーサを内在すると共にシート状に成形された接着材を介して前記第１の基板と対向する第２の基板の主面に転写されて画像表示部が形成されることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の樹脂形成チップの製造方法は、素子形成基板の主面に配置された発光素子上に、該発光素子を覆うように接着材層を形成し、前記接着材層を介して剥離層を有する一時保持用部材に前記発光素子を前記素子形成基板から転写する。更に、第二基板に、コア部と当該コア部を覆う熱可塑性接着材により形成されるシェル部からなり、光拡散構造を有するスペーサが分散配置された接着材層を形成する。前記スペーサを前記発光素子の下側に臨むように配置した状態で、前記スペーサを加熱した後冷却することにより、光取出し領域である前記発光素子の下側に前記熱可塑性接着材を介して前記スペーサを固定し、前記発光素子を前記一時保持用部材から剥離し、前記発光素子を覆う接着材層及び前記スペーサが分散配置された接着材層を所要のサイズに分離してチップ化することを特徴とする。
【００１６】
本発明の画像表示装置の製造方法は、素子形成基板の主面に配置された発光素子上に、該発光素子を覆うように接着材層を形成し、前記接着材層を介して剥離層を有する一時保持用部材に前記発光素子を前記素子形成基板から転写する。更に第二基板に、コア部と当該コア部を覆う熱可塑性接着材により形成されるシェル部からなり、光拡散構造を有するスペーサが分散配置された接着材層を形成する。前記スペーサを前記発光素子の下側に臨むように配置した状態で、前記スペーサを加熱した後冷却することにより、光取出し領域である前記発光素子の下側に前記熱可塑性接着材を介して前記スペーサを固定し、前記発光素子を前記一時保持用部材から剥離し、前記発光素子を覆う接着材層及び前記スペーサが分散配置された接着材層を、所要のサイズに分離して前記発光素子を内包する樹脂形成素子を形成し、前記樹脂形成素子を配列することにより所要の画像表示部を形成することを特徴とする。
【００１７】
本発明の画像表示装置は、コア部と当該コア部を覆う熱可塑性接着材により形成されるシェル部からなり、光拡散構造を有するスペーサが分散配置された接着材層と、前記スペーサが分散配置された接着材層の上に配置される発光素子と、前記発光素子を覆う接着材層と、を有して樹脂形成素子が構成され、前記樹脂形成素子が配列されることにより所要の画像表示部が形成されることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図１３を参照しながら、素子転写方法及び電子応用装置、画像表示装置について説明する。
【００１９】
先ず、図１乃至図６を参照しながら素子転写方法について説明する。図１は、第１の基板である素子形成基板１４上に素子１１が形成された状態を示す図であり、素子１１に電極１２を形成した後、素子１１を被覆するように樹脂を塗布して樹脂部１３を形成する。また、素子形成基板１４は吸着盤１５上に吸着されて固定される。
【００２０】
素子１１は、素子形成基板１４に複数形成された後、後述する工程において一括して転写される。例えば、素子として、発光素子、ダイオード、抵抗などを用いることができ、液晶ディスプレイの画素を駆動させるために各画素に対応させてマトリクス状に配置される薄膜トランジスタなどであっても良い。また、画像表示装置を構成する発光ダイオードであっても良い。素子１１が発光ダイオードの場合、図１に示された素子１１は素子形成基板１４の主面に平行な結晶面を有する結晶層により形成され、素子１１の上面に素子１１のカソード側又はアノード側と接続される電極１２が形成されたプレーナ型の発光ダイオードとされる。また、素子１１を発光ダイオードとした場合、プレーナ型の発光ダイオードに限定することなく、素子形成基板１４の主面に対して傾斜した結晶面を有する傾斜結晶層から形成される発光ダイオードであっても良い。
【００２１】
樹脂部１３は絶縁材料である樹脂を素子１１を被覆するように塗布して形成される。素子１１を樹脂部１３により被覆された樹脂形成チップとして取り扱うことにより、ハンドリング性良く、これら樹脂形成チップを転写することができる。樹脂部１３は、例えば、素子１１が発光ダイオードの如き発光素子である場合は、素子１１から発生する光を遮らないように光透過性を有する絶縁材料から形成され、一例として、ポリイミドなどを用いることができる。また、樹脂部１３の上面は略平坦になるように形成される。
【００２２】
素子形成基板１４は、その主面に形成される素子１１に応じて適用な材料が用いられる。例えば、素子１１がシリコンを用いて形成される薄膜トランジスタの場合にはシリコン基板が用いることができる。また、素子１１がＧａＡｓ系化合物からなる結晶層により形成されるプレーナ型の発光ダイオードである場合には、ＧａＡｓ基板が用いられる。また、ＧａＮ系化合物からなる結晶層により形成される発光ダイオードの場合には、サファイア基板を用いることができる。特に、素子１１がＧａＮ系化合物からなり、素子形成基板１４の主面に対して傾斜した傾斜結晶面を有する結晶層により形成される発光ダイオードの場合には、サファイア基板の略Ｃ面とされる主面に素子１１が形成される。また、本実施形態では、素子形成基板１４に形成された素子１１の素子転写方法について説明するが、素子１１が素子形成基板１４に直接形成されている場合に限定されず、素子形成基板１４は、別の基板上で形成された素子１１を一旦保持するために用いられる一時保持用基板であっても良い。
【００２３】
吸着盤１５は、素子形成基板１４上の裏面から素子形成基板１４を吸着して固定する。素子形成基板１４に反りが生じている場合、吸着盤１５を用いて素子形成基板１４の裏面全体を吸着することにより保持されて、当該反りが矯正される。ここで、吸着盤１５は素子形成基板１４の裏面全体に接するように素子形成基板１４を吸着し、素子形成基板１４の反りを矯正するように真空吸引する。このとき、素子形成基板１４の全体を真空吸引することにより、素子形成基板１４が吸着盤１５に対して上に凸若しくは下に凸になるように反りが生じている場合でも、素子形成基板１４が平坦になるように保持され、当該反りを矯正することが可能となる。また、吸着盤１５は、例えば、多孔質の材料を用い、素子形成基板１４と接する面が平坦な構造とされていれば良い。更に、素子形成基板１４を吸着する際に、素子形成基板１４が吸着される面に損傷を与えないような材料で形成されていることが望ましい。
【００２４】
次に、樹脂部１３の上面に接着材層を形成する。ここで、液状の接着材を樹脂１３上に塗布して接着材層を形成することもできるが、膜厚バラツキを低減し、ハンドリング性良く素子の転写を行うために、接着材層として接着材をシート状に成形してなる接着材シート２１を樹脂部１３の上面に配置する。図２に、シート状に成形された接着材シート２１の構造を示す。接着材シート２１は、素子１１を被覆するように形成された樹脂部１３の上面に合わせて予め接着材２２をシート状に成形して形成される。接着材シート２１を形成する接着材２２中にはスペーサとしてビーズ２３が内在され、後の工程において、素子１１の転写先である転写基板と素子形成基板１４に挟み込まれた接着材シート２１の膜厚が接着材シート２１全体で一定になるように当該ビーズ２３は機能する。また、接着材シート２１の膜厚ｔ１は、転写される素子１１のサイズに応じて設定されるが、例えば、素子１１が樹脂部１３に被覆された樹脂形成チップとして切り出されたときの厚みが５０μｍ程度の場合には、約１０〜２０μｍ程度の膜厚とされる。
【００２５】
ビーズ２３の形状は略球形とされ、接着材シート２１中に埋め込まれる。更に、接着材シート２１中のスペーサ２３の個数の密度が接着材シート２１全体で略一定になるように配置されることが望ましく、接着材シート２１が加圧された場合、接着材シート２１全体でスペーサ２３の直径と略等しい膜厚になるように接着材シート２１の膜厚を変化させることが可能となり、接着材シート２１全体に亘って膜厚のバラツキを低減することができる。また、転写される素子１１の素子間隔に合わせてスペーサ２３を予め接着材２２中に埋め込んでおいても良い。例えば、素子形成基板１４のサイズを３０〜１００ｍｍ角とした場合には、隣接するビーズ２３の間隔Ｍが約０．５〜１．０ｍｍ程度になるようにスペーサ２３を接着材２２中に埋め込んでおいても良い。また、ビーズ２３の形状を略球形とすることにより、ビーズ２３を予めランダムに接着材２２中に内在するように埋め込んだ場合でもビーズ２３の向きを制御する必要がない。更に、素子１１が樹脂部１３で被覆され、樹脂形成チップとして切り出されたときの当該樹脂形成チップの厚みが５０μｍ程度の場合には、ビーズ２３の直径を約１０μｍ程度とすることができる。また、ビーズ２３の形状は略球形に限定されず、円柱状、立方体形状、三角柱形状或いはこれらの形状の変形形状など如何なる形状であってもよく、接着材シート２１を成形する際に、接着材２２中においてビーズ２３の向きを揃えて配置しておけば良い。
【００２６】
接着材２２とビーズ２３を形成する材料には、エポキシ樹脂系の材料を用いることができる。特に、後の工程で説明するように接着材シート２１全体の膜厚を略一定に保持しながら素子１１を転写した後、接着材２２中にビーズ２３が島状に内在しないように、加熱処理などにより接着材２２とビーズ２３が一体化する材料を用いることが望ましい。
【００２７】
また、接着材シート２１を素子形成基板１４上の素子１１が配置された領域に合わせて切断して用いることができ、素子１１を樹脂部１３の上面の面積や形状に合わせて容易に使用することができる利点を有する。また、接着材シート２１は、予めシート状に形成されることにより、膜厚管理を容易に行うことができ、液状の接着材を用いる場合に比べ、接着材の塗布条件などの製造プロセス条件のバラツキを殆ど受けることなく一定の膜厚を保持することができる。更に、液状の接着材を塗布する際には、当該接着材中に気泡に気泡が生じる場合もあり、予め接着材２２をシート状に成形することにより、これら気泡を含むことがなく、接着材シート２１の密度を当該接着材シート２１全体について一定とすることができる。
【００２８】
続いて、図３に示すように接着材シート２１を樹脂部１３の上面全体を覆うように配置する。ビーズ２３は、接着材シート２１の表面に露出しないように接着材２２中に埋め込まれている。従って、後の工程で接着材シート２１の両面から加圧した場合、接着材シート２１の膜厚を接着材シート２１の全体に亘ってビーズ２３のサイズと同程度にすることが可能となる。
【００２９】
次に、図４に示すように、素子１１の転写先としての第２の基板である転写基板４２を吸着盤４１により吸着し、吸着盤４１に固定された転写基板４２を接着材シート２１の上面に密着させる。吸着盤４１は転写基板４２と接する面が略平坦とされる多孔質材料により形成されており、吸着盤４１が転写基板４２と接する面と反対側である裏面から真空吸引することにより、転写基板４２を吸着することができる。また、吸着盤４１に多孔質材料を用いることにより負圧により吸着される転写基板４２全体に亘って反りが生じている場合においてもその反りを転写基板４２全体に亘って矯正することができる。
【００３０】
転写基板４２により樹脂部１３の上面に配置された接着材シート２１全体を押圧することにより、接着材シート２１の膜厚は、ビーズ２３の直径と略等しい膜厚とされる。また、素子形成基板１４と転写基板４２の端部には周辺スペーサ４３が配置され、転写基板４２を押し下げた際に素子形成基板１４と転写基板４２の基板間隔が各基板全体で一定になるように素子形成基板１４と転写基盤４２の反りを矯正する。このとき、周辺スペーサ４３の厚さは、樹脂部１３と、ビーズ２３の直径を合わせた程度とされる。このとき、素子形成基板１４と転写基板４２のそれぞれを吸着盤１５、４１で吸着することにより素子形成基板１４と転写基板４２に生じていた反りが充分に矯正されない場合や、素子形成基板１４と転写基板４１の反りにより生じる寸法ずれが周辺スペーサ４３により充分矯正されない場合、ビーズ２３により接着材シート２１の膜厚をビーズ２３の直径と略等しい一定の膜厚とすることができる。特に、素子形成基板１４と転写基板４２の面積が転写される素子１１のサイズに比較して大きい場合には、吸着盤１５、４１や周辺スペーサ４３による反りの矯正では十分でない場合も多く、スペーサとして機能するビーズ２３を接着材シート２１全体に内在させておくことにより、素子１１を転写基板４２に転写する際の接着材シート２１の膜厚バラツキを接着材シート２１全体に亘って効果的に低減することができる。
【００３１】
更に、素子形成基板１４から素子１１を分離する工程について図５、図６を参照しながら説明する。素子形成基板１４に形成された樹脂部１３と転写基板４２に挟み込まれた接着材シート２１を硬化することにより接着材シート２１と転写基板４２を接着する。このとき、接着材２２中に内在するビーズ２３が接着材２２と一体化し、接着材シート２１全体が一様な材質により均一となる。接着材２２とビーズ２３はエポキシ系樹脂により形成されているが、それぞれが異なる熱特性を有している。例えば、接着材シート２１を樹脂部１３上に配置したときの環境下における温度では、ビーズ２３が既に硬化されており、接着材シート２１を加熱処理することにより接着材２２の温度が上昇するにつれて接着材２２が軟化した後、接着材シート２１全体が冷却されるにつれて、ビーズ２３と接着材２２を一体化させることができる。ビーズ２３と接着材２３を一体化させることにより接着材シート２１全体を一様な材質により形成することができ、素子１１を接着材２２と樹脂部１３で被覆された状態でチップ化した際に、高品質の樹脂形成チップを形成することができる。
【００３２】
また、ビーズ２３が接着材２２と一体化されずに接着材２２中にそのままビーズ２３の形状を残したまま内在されていても良い。素子１１が発光素子である場合、予めビーズ２３を接着材シート２１中に内在させておき、ビーズ２３を当該発光素子から発生する光を素子１１の外部に効率良く出射するためのレンズとして機能させることもできる。このとき、ビーズ２３は光透過性を有する材料を用いれば良い。
【００３３】
接着材シート２１と転写基板４２を接着した後、素子１１を素子形成基板１４から分離する。素子１１を素子形成基盤１４から分離するためには、素子形成基板１４を裏面側から研磨することにより除去しても良いが、素子１１を形成する結晶層が、当該結晶層にレーザー光５１を照射することにより素子形成基板１４と素子１１の境界の接合力を低下させることができる材料で形成されている場合には、容易に素子１１と素子形成基板１４を分離することが可能となる。例えば、素子１１がＧａＮ系化合物により形成され、素子形成基板１４がサファイア基板である場合、図５に示すように、素子形成基板１４の裏面側からレーザー光５１を選択的に素子１１と素子形成基板１４の境界に照射することによりレーザーアブレーションし、素子１１を形成するＧａＮを金属ＧａとＮ２に分解することにより素子１１と素子形成基板１４の結合を開放することができる。このとき、吸着盤１５を予め素子形成基板１４から分離しておいても良いが、吸着盤１５を光透過性の材料で形成しておけば、吸着盤１５を素子形成基板１４から分離することなくレーザーアブレーションすることができる。よって、図６に示すように、転写基板４２の反りを吸着盤４１で矯正した状態で、素子１１を転写基板４２に転写することが可能となる。
【００３４】
次に、素子転写方法の変形例について、図７乃至図１３を参照しながら説明する。図７は、第１の基板である素子形成基板７４上に素子７１が形成された状態を示す図であり、素子７１に電極を形成した後、素子７１に樹脂を塗布して樹脂部７３により被覆してある。また、素子形成基板７４は吸着盤７５上に配置されている。
【００３５】
素子７１は、素子形成基板７４に形成される素子であれば如何なる素子であっても良く、素子形成基板７４上に複数形成され、これら素子を一括して転写されるものであれば良い。本例の素子７１は、素子形成基板７４の主面に対して傾斜した結晶面を有する傾斜結晶層から形成される発光ダイオードである。素子７１は素子形成基板７４に複数形成されており、樹脂部７３で被覆された素子７１を一括処理にて転写する。
【００３６】
図８に、本例の素子７１の構造を示す。図８（ａ）が素子断面図であり、図８（ｂ）が素子平面図である。この発光素子７１はＧａＮ系の発光ダイオードであり、たとえばサファイア基板上に結晶成長される素子である。このようなＧａＮ系化合物からなる発光ダイオードは、当該サファイア基板を透過するレーザー照射によってレーザーアブレーションが生じ、ＧａＮの窒素が気化する現象にともなってサファイア基板とＧａＮ系の成長層の間の界面で膜剥がれが生じ、素子分離を容易なものにできる特徴を有している。
【００３７】
まず、その構造については、ＧａＮ系半導体層からなる下地成長層７９上に選択成長された六角錐形状のＧａＮ層７６が形成されている。なお、下地成長層７９上には図示しない絶縁膜が存在し、六角錐形状のＧａＮ層７６はその絶縁膜を開口した部分にＭＯＣＶＤ法などによって形成される。このＧａＮ層７６は、成長時に使用されるサファイア基板の主面をＣ面とした場合にＳ面（（１−１０１）面）で覆われたピラミッド型の成長層であり、シリコンをドープさせた領域である。このＧａＮ層７６の傾斜したＳ面の部分はダブルへテロ構造のクラッドとして機能する。ＧａＮ層７６の傾斜したＳ面を覆うように活性層であるＩｎＧａＮ層７７が形成されており、その外側にマグネシウムドープのＧａＮ層７８が形成される。このマグネシウムドープのＧａＮ層７８もクラッドとして機能する。
【００３８】
このような発光ダイオードには、ｐ電極７２とｎ電極８０が形成されている。ｐ電極７２はマグネシウムドープのＧａＮ層７８上に形成されるＮｉ／Ｐｔ／ＡｕまたはＮｉ（Ｐｄ）／Ｐｔ／Ａｕなどの金属材料を蒸着して形成される。ｎ電極８０は前述の図示しない絶縁膜を開口した部分でＴｉ／Ａｌ／Ｐｔ／Ａｕなどの金属材料を蒸着して形成される。なお、下地成長層７９の裏面側からｎ電極取り出しを行う場合は、ｎ電極８０の形成は下地成長層７９の表面側には不要となる。
【００３９】
このような構造のＧａＮ系の発光ダイオードは、青色発光も可能な素子であって、特にレーザーアブレーションよって比較的簡単にサファイア基板から剥離することができ、レーザービームを選択的に照射することで選択的な剥離が実現される。なお、ＧａＮ系の発光ダイオードとしては、平板上や帯状に活性層が形成される構造であっても良く、上端部にＣ面が形成された角錐構造のものであっても良い。また、他の窒化物系発光素子や化合物半導体素子などであっても良い。
【００４０】
図９に、素子７１を転写する際に用いられる接着材シート８１の構造を示す。接着材シート８１は、接着材８２中にスペーサとして機能するメッシュ８３が埋め込まれている。メッシュ８３は、接着材シート８１の断面矩形状とされ、接着材シート８１中の縦横にそれぞれ延在するように形成されている。図９においては、メッシュ８３がそれぞれ直交するように形成されているが、メッシュ８３は直交するように配置されることに限定されず、メッシュ８３が接着材シート８１中において斜めにそれぞれ交わるように配置されていてもよく、接着材シート８１全体に配置されるように乱雑に配置されていても良い。また、メッシュ８３の上面及び下面は接着材シート８１の表面に露出しているが、メッシュ８３の上面と下面が露出しなうように接着材８２に埋め込まれていても良い。接着材シート８１の膜厚ｔ２は、例えば素子７１が樹脂形成チップとして切り出されたときの厚みが５０μｍ程度の場合には、約１０〜２０μｍ程度の膜厚とされる。更に、メッシュ８３の縦方向の間隔Ｌ２、横方向の間隔Ｌ３は転写される素子７１の配置間隔に合わせておけば素子７１毎にそれぞれメッシュ８３が対応するように配置されることになり、素子転写時の接着材シート８１の膜厚バラツキを接着材シート８１全体で低減することができる。
【００４１】
次に、図１０に示すように、樹脂部７３の上面に接着材シート８１を配置する。接着材シート８１は樹脂部７３の上面全体を覆うサイズに予め成形されている。ここで、接着材シート８１を樹脂部７３の上面より大きな面積になるように成形しておき、樹脂部７３の上面の面積や形状に合わせて切断して用いることもできる。また、本例の素子７１が、素子形成基板７４の主面に対して傾斜した傾斜結晶面を有する結晶層により形成され、これら結晶層が図１０の紙面に垂直な方向に延在されたストライプ型の発光素子である場合には、当該結晶層が延在される方向と平行な向きにメッシュ８３が延在するように配置され、且つ当該ストライプ型の素子７１の素子間隔がメッシュ８３の間隔に合わせてされていることにより、素子７１上にメッシュ８３を配置することもできる。従って、接着材シート８１全体で当該接着材シート８１の膜厚バラツキを効果的に低減することが可能となる。
【００４２】
次に、図１１に示すように、吸着盤９１により転写基板９２を吸着し、吸着盤９１に固定された転写基板９２を接着材シート８１の上面に密着させる。吸着盤９１は転写基板９２と接する面が略平坦とされる多孔質材料により形成されており、吸着盤９１が転写基板９２と接する面とは反対側の面から吸着盤９１を真空吸引することにより、転写基板９２を吸着することができる。また、吸着盤９１に多孔質材料を用いることにより吸着される転写基板９２全体に加圧することが可能となり、転写基板９２に反りが生じている場合においても転写基板９２全体でその反りを矯正することができる。
【００４３】
転写基板９２により樹脂部７３の上面に配置された接着材シート８１全体を押圧し、接着材シート８１の膜厚を、メッシュ８３の高さと略等しい膜厚とする。また、素子形成基板７４と転写基板９２の端部には周辺スペーサ９３が配置され、転写基板９２を押圧した際に素子形成基板７４と転写基板９２の基板間隔が一定になるように素子形成基板７４と転写基板９２の反りを矯正する。このとき、周辺スペーサ９３の厚さは、樹脂部７３とメッシュ８３の高さを合わせた程度とされる。従って、素子形成基板７４と転写基板９２のそれぞれを吸着盤７５、９１で吸着することにより素子形成基板７４と転写基板９２に生じていた反りが充分に矯正されない場合や、素子形成基板７４と転写基板９２の反りにより生じる寸法ずれが周辺スペーサ９３により十分矯正されない場合に、押し縮められた接着材シート８１の膜厚を接着材シート８１中に含まれるメッシュ８３の高さと略等しい一定の膜厚とすることができる。特に、素子形成基板７４と転写基板９２の面積が転写される素子１１のサイズに比較して大きい場合には、吸着盤７５、９１や周辺スペーサ９３による反りの矯正では十分でない場合も多く、スペーサとして機能するメッシュ８３を接着材シート８１全体に形成しておくことにより、素子７１を転写基板９２に転写する際の接着材シート８１の膜厚バラツキを接着材シート８１全体に亘って効果的に低減することができる。
【００４４】
続いて、図１２に示すように、素子形成基板７４の裏面からレーザー光を照射して素子７１を素子形成基板７４から分離する。素子形成基板７４に形成された樹脂部７３と転写基板９２に挟み込まれた接着材シート８１を硬化した後、接着材シート８１と転写基板９２を接着する。このとき、接着材８２中に内在するメッシュ８３が接着材８２と一体化し、接着材シート８１全体が一様な材質により均一に形成されるようにしても良い。メッシュ８３と接着材８２はエポキシ系樹脂により形成されるが、それぞれが異なる熱特性を有する材料を選択することにより素子７１を転写するとともにメッシュ８３と接着材８２を一体化させることができる。例えば、接着材シート８１を樹脂部７３上に配置したときの温度では、メッシュ８３が既に硬化されており、接着材シート８１を加熱処理することにより接着材８２の温度が上昇するにつれて接着材８２が軟化した後、接着材シート８１全体が冷却し、転写基板９２へ接着材８２を接着させるとともに、メッシュ８３と接着材８２を一体化させることができる。メッシュ８３と接着材８２を一体化させることにより接着材シート８１全体を一様な材質により形成することができ、素子７１をこれら接着材８２と樹脂部７３で被覆された状態でチップ化した際に、高品質の樹脂形成チップを形成することができる。
【００４５】
また、メッシュ８３が接着材８２と一体化されずに接着材８２中にそのままメッシュ８３の形状を残したまま配置されていても良い。素子７１が発光素子である場合、予めメッシュ８３を高密度で接着材シート８１中に内在させておき、当該発光素子から発生する光を素子７１の外部に効率良く出射するためのレンズとしてメッシュ８３を用いることができるように接着材シート８１を形成しておいても良い。
【００４６】
接着材シート８１と転写基板９２を接着した後、素子７１を素子形成基板７４から分離する。素子７１を素子形成基板７４から分離するためには、素子形成基板７４を裏面側から研磨することにより除去しても良いが、素子７１を形成する結晶層にレーザー光１０１を照射することにより分解され、素子形成基板７４と素子７１の境界の接合力を低下させることができる材料で形成されている場合には、容易に素子７１と素子形成基板７４を分離することが可能となる。例えば、素子７１がＧａＮ系化合物により形成され、素子形成基板７４がサファイア基板である場合、図１２に示すように、素子形成基板７４の裏面からレーザー光１０１としてエキシマレーザー光を選択的に素子７１と素子形成基板７４の境界に照射することによりレーザーアブレーションされ、素子７１を形成するＧａＮが金属ＧａとＮ２に分解することにより素子７１と素子形成基板７４の結合を開放することができる。このとき、吸着盤７５を予め素子形成基板７４から分離しておいても良いが、吸着盤７５を光透過性の材料で形成しておけば、吸着盤７５を素子形成基板７４から分離することなくレーザーアブレーションすることができる。よって、図１３に示すように、転写基板９２の反りを吸着盤９１で矯正した状態で、素子７１を転写基板９２に転写することが可能となり、接着材シート８１全体で略一定の膜厚を保持しながら素子７１を転写基板９２に一括で転写することができる。従って、複数の素子を一括で転写することができ、且つ当該素子を被覆する接着材の膜厚を当該複数の素子のそれぞれについて略一定にすることが可能となる。従って、これら素子を樹脂や接着材で被覆された樹脂形成チップの形状にした場合に、各樹脂形成チップの寸法バラツキを低減することができる。
【００４７】
また、上述の素子転写方法を用いることにより、寸法ばらつきの小さい高性能の素子が配置されて素子アレイ部が形成された電子応用装置を提供することができる。例えば、アクティブマトリクス型の駆動方法で駆動される液晶ディスプレイでは、各画素に配置されるアクティブ素子を一旦素子形成基板で形成し、これら複数の素子を一括にて当該液晶ディスプレイを構成する基板に転写する場合にサイズバラツキの小さい素子を転写することができ、これら素子が高品質を有するとともに精度良く転写することもできる。
【００４８】
更に、上述の素子転写方法を用いて発光素子を転写することにより、発光素子を樹脂部や接着材で被覆した樹脂形成チップとして取り扱う場合、当該樹脂形成チップの寸法バラツキを低減することができ、高精度の素子転写を行うことにより画像表示部が形成された画像表示装置を提供することができる。
【００４９】
次に、図１４乃至図２８を参照しながら、本発明の樹脂形成素子の製造方法、画像表示装置の製造方法及び画像表示装置について説明する。
【００５０】
先ず、図１４に示すように、第１の基板である素子形成基板１２０の主面に発光素子１２１が形成されている。図中、発光素子１２１が１素子のみ示されているが、１素子のみに限定されず、複数の発光素子が素子形成基板１２０の主面に形成されていても良い。また、発光素子１２１は一旦樹脂部１２２により被覆された後、所要の位置に電極パッド１２３、１２４が形成され、これら電極パッド１２３、１２４が樹脂部１２２の表面に延在される。電極パッド１２３、１２４、発光素子１２１のｐ側とｎ側にそれぞれ接続されており、発光素子１２１の構造に応じて、一方の側に形成されるだけでなく、発光素子１２１の上面と下面にそれぞれ形成されていても良い。
【００５１】
発光素子１２１は、例えば、ＧａＮ系化合物からなる結晶層により形成される発光ダイオードであり、素子形成基板１２０の主面に対して平行な面に当該結晶層を成長させたプレーナ型の発光ダイオードであるが、プレーナ型の発光ダイオードに限定されず、サファイア基板のＣ面を利用して、当該Ｃ面から傾斜した傾斜結晶層からなる発光素子であっても良い。ここで、発光素子１２１がＧａＮ系化合物からなる結晶層から形成される場合には、素子形成基板１２０としてはサファイア基板が適用であり、また、発光素子１２１は、ＧａＮ系化合物からなる結晶層により形成される素子に限定されず、例えば、ＧａＡｓ系化合物からなる結晶層により形成され、赤色を発光する発光素子とすることもできる。
【００５２】
樹脂部１２２は、光透過性を有する樹脂により形成され、例えばポリイミドなどの樹脂を用いて形成することにより、発光素子１２１を樹脂により被覆して樹脂形成素子を形成した場合においても、発光素子から出射される光が当該樹脂部１２２により遮られることがない。
【００５３】
続いて、図１５に示すように、発光素子１２１上にスペーサ１２５を配置し、発光素子とこれらスペーサを覆うように接着材１２６を塗布し、接着材層１２７を形成する。接着材層１２７は液状の接着材をスペーサ１２５と発光素子１２１を覆うように滴下して形成することもでき、また、予めスペーサを内包しシート状に成形された接着材シートを発光素子１２１上に配置しても良い。
【００５４】
スペーサ１２５は、図１６に示すように、コア部１２５ａと、コア部１２５ａを被覆するシェル部１２５ｂからなる多層構造を有している。コア部１２５ａを形成する材料には、有機高分子材料が用いられ、後の工程において、ダイシングやレーザー光の照射等により素子分離溝を形成する場合や配線を形成するためにレーザービアやドライビアなどの加工を施す際に、容易に樹脂部１２７に素子分離溝やビアを形成することが可能となる。更に、スペーサ１２５は光透過性を有する材料で形成され、発光素子１２１が樹脂で被覆されて樹脂形成素子として画像表示部を形成する際に、発光素子１２１から出射される光を拡散する。
【００５５】
シェル部１２５ｂを形成する材料には、樹脂形成素子を形成する際に素子分離溝を容易に形成することができる有機高分子材料であって、且つ当該スペーサ１２５が発光素子１２１から出射される光を拡散するように光透過性を有する材料が用いられる。また、発光素子１２１の光取出し領域に当該スペーサ１２５が配置されるようにシェル部１２５ｂには熱可塑性接着材を用いることが望ましい。熱可塑性接着材を用いることにより、メタルマスクなどを用いて選択的にスペーサ１２５を発光素子１２１上の光取出し領域に配置した後、接着材層１２７を形成するための液状の接着材１２６を滴下した場合、スペーサ１２５が当該接着材１２５により押し流され、発光素子１２１の光取出し領域から外れた位置に移動されてしまうことを抑制することができる。つまり、シェル部１２５ｂを熱可塑性接着材により形成しておけば、スペーサ１２５を発光素子１２１の光取出し領域に配置し、スペーサ１２５を加熱した後冷却することにより光取出し領域に熱可塑性接着材を介してスペーサ１２５を固定することが可能となる。
【００５６】
また、シェル部１２５ｂを形成する材料は、光透過性を有しており、コア部１２５ａと一体とされてスペーサ１２５を構成し、発光素子１２１から出射される光を拡散する。ここで、スペーサ１２５を加熱した際に、コア部１２５ａが溶融しないようにシェル部１２５ｂを形成する材料のガラス転移温度（Ｔｇ）より高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有する有機高分子材料がコア部１２５ａに用いられる。スペーサ１２５の形状が加熱の前後で保持されることになる。また、スペーサ１２５は、球形に限定されずサイズが略一定のものを用いていれば如何なる形状のものでも良く、半球状、円柱状、立方体状等でも良い。
【００５７】
次に、図１７に示すように、剥離層１２９が形成された一時保持用部材１２８を接着材層１２７の上面全体に密着させる。このとき、一時保持用部材１２８を上側から加圧することにより接着材層１２７を押圧し、接着材層１２７が樹脂部１２２の上面の全面に亘って一定の膜厚となる。ここで、一時保持用部材１２８や素子形成基板１２０に反りが生じている場合でも、接着材層１２７に内包されているスペーサ１２５のより樹脂部１２２の上面全体に亘って接着材層１２７の膜厚を略一定とすることができる。
【００５８】
続いて、素子形成基板１２０から発光素子１２１を分離し、図１８に示すように、一時保持用基板１２８に発光素子１２１を保持する。素子形成基板１２０にサファイア基板が用いられ、発光素子１２１がＧａＮ系化合物から形成されている場合には、例えば、エキシマレーザー光を素子形成基板１２０の裏面側からレーザー光を照射し、素子形成基板１２０と発光素子１２１の界面近傍のレーザーアブレーションにより容易に発光素子１２１を分離することができる。また、発光素子１２１がＧａＡｓ系化合物から形成されている場合には、素子形成基板１２０を研磨などにより除去すれば良い。
【００５９】
次に、図１９に示すように、剥離層１３１が形成された第二基板１３０に発光素子１２１を接着する。この後、一時保持用部材１２８の裏面側から光を照射し、剥離層１２９を硬化させることにより、図２０に示すように剥離層１２９から接着材層１２７を剥離する。
【００６０】
続いて、図２１に示すように、所要の間隔で接着材層１２７、樹脂部１２２及び剥離層１３１にダイシングプロセスにより素子分離溝１３３を形成し、発光素子１２１を内包する樹脂形成素子１３２を形成する。ここで、ダイシングプロセスは、機械的手段を用いたダイシング、或いはレーザービームを用いたレーザーダイシングにより行う。ダイシングプロセスにより形成される素子分離溝１３３の幅は発光素子１２１のサイズに依存するが、例えば２０μｍ以下の幅の切り込みが必要なときには、レーザービームを用いたレーザー加工を行う必要がある。レーザービームとしては、エキシマレーザービーム、高調波ＹＡＧレーザービーム若しくは炭酸ガスレーザービームを用いることができる。このとき、スペーサ１２５は有機高分子材料により形成されているので、接着材層１２７を構成する接着材１２６と共に容易にスペーサ１２５をダイシングすることができ、樹脂形成素子１３２を分離することができる。この後、樹脂形成素子１３２は、第二基板１３０から剥離されて画像表示装置を構成する配線用基板に配列され、画像表示部を構成する。
【００６１】
図２２は、樹脂形成素子が配列されて形成される画像表示装置の一例であり、当該画像表示装置の要部の断面図である。配線用基板１４０には、樹脂形成素子１４１が配置され、発光素子１４１に接続される電極パッド１４３、１４４と配線１４９、１５０、１５１が形成されている。配線用基板１４０の主面には黒クロム層１４６が形成され、黒クロム層１４６上に駆動回路と接続される電極層１４７が形成されている。発光素子１４２の上面と下面には、発光素子１４２のｐ側電極に接続される電極パッド１４４とｎ電極に接続される電極パッド１４３がそれぞれ形成されているが、素子構造や配線の形成位置に合わせて発光素子の一方の面にｐ側電極パッドとｎ側電極パッドを形成しても良く、図２２に示すように上面と下面にそれぞれｐ型導電層とｎ型導電層にそれぞれ接続される電極パッド１５２、１４３を形成することもできる。
【００６２】
また、樹脂形成素子１４１の上側には保護層である絶縁層１４８が形成されており、当該絶縁層１４８と、スペーサ１４５を内包して樹脂形成素子１４１を構成する樹脂部１５５に配線形成するためのビアを形成することができる。このとき、スペーサ１４５は有機高分子材料を用いて形成されているので、ビアを形成する際の障害となることがなく、絶縁層１４８や樹脂部１５５と共に除去することができる。更に、発光素子１４２に対して画像表示面側にスペーサ１４５を配置することにより、発光素子１４２から出射される光をスペーサ１４５により拡散することが可能となる。従って、発光素子１４２が微小な点光源であっても、広い範囲に光が取り出されることになり、非発光領域の面積が低減された画像表示面を有する画像表示装置を形成することができる。
【００６３】
次に、図２３乃至図２８を参照しながら、本発明の樹脂形成素子の製造方法の別の例について説明する。
【００６４】
先ず、図２３に第１の基板である素子形成基板１６０の主面に発光素子１６１が形成され、樹脂部１６２により周囲を固めた後、発光素子１６１を覆うように接着材層１６７が形成される。図中、発光素子１６１が１素子のみ示されているが、１素子のみに限定されず、複数の発光素子１６１が素子形成基板１６０の主面に形成されていても良い。また、発光素子１６１は一旦樹脂部１６２により周囲を固められた後、所要の位置に電極パッド１６３、１６４が形成され、これら電極パッド１６３、１６４が樹脂部１６２の表面に延在される。また、樹脂部１６２と接着材層１６７は光透過性を有する材料により形成され、例えばポリイミドなどの樹脂を用いて形成することにより、発光素子１６１を樹脂により被覆して樹脂形成素子を形成した場合においても、樹脂部１６２や接着材層１６７により発光素子１６１から出射される光が遮られることがない。
【００６５】
次に、図２４に示すように、剥離層１６９が形成された一時保持用部材１６８を接着材層１６７の上面に接着した後、図２５に示すように、素子形成基板１６０から発光素子１６１を分離する。素子形成基板１６０にサファイア基板が用いられ、発光素子１６１がＧａＮ系化合物から形成されている場合には、例えば、エキシマレーザー光を素子形成基板１６０の裏面側から照射し、素子形成基板１６０と発光素子１６１の界面近傍のレーザーアブレーションにより容易に発光素子１６１を分離することができる。また、発光素子１６１がＧａＡｓ系化合物から形成されている場合には、素子形成基板１６０を研磨などにより除去すれば良い。
【００６６】
続いて、図２６に示すように、接着材層１７２が形成された第二基板１７０に発光素子１６１を接着する。ここで、接着材層１７２中には、スペーサ１７１が分散して配置されており、発光素子１６１を当該接着材層１７２に接着する際に接着材層１７２の膜厚を全面に亘って一定にすることができる。接着材層１７２は、第二基板１７０の主面にスペーサ１７１を分散して配置し、これらスペーサ１７１を覆うように接着材を滴下して形成するか、または当該接着材を塗布することにより形成することできる。また、予めスペー１７１サを内包しシート状に成形された接着材シートを第二基板１７０の主面に配置しても良い。この後、一時保持用部材１６８の裏面側から光を照射し、剥離層１６９を硬化させることにより、図２７に示すように剥離層１６９から接着材層１６７を剥離する。
【００６７】
スペーサ１７１は、有機高分子材料により形成されるコア部の表面に、例えば熱可塑性接着材も用いたシェル部を形成することにより形成される。当該コア部に有機高分子材料を用いることにより、後の工程において、ダイシングやレーザー光の照射等により素子分離溝を形成する場合や配線を形成するためにレーザービアやドライビアなどの加工を施す際に、容易に樹脂部１６２や接着材層１７２に素子分離溝やビアを形成することが可能となる。更に、スペーサ１７１を形成する有機高分子材料は光透過性を有しており、発光素子１７１を樹脂により被覆して樹脂形成素子とし、これら樹脂形成素子を配列して画像表示部を形成した場合、発光素子１７１の下側から出射される光を拡散する。従って、発光素子１７１の下側が画像表示面となる場合においても、当該光を拡散させながら画像表示を行うことが可能となる。
【００６８】
当該シェル部を形成する材料には、素子分離溝が容易に形成することができ、且つ当該スペーサが発光素子から出射される光を拡散するように光透過性を有する材料が用いられる。また、発光素子１７１の光取出し領域に当該スペーサ１７１が配置されるように、当該シェル部には熱可塑性接着材を用いることが望ましい。熱可塑性接着材を用いることにより、第二基板１７０の主面にスペーサ１７１を配置した後、接着材層１７２を形成する液状の接着材を滴下した場合、スペーサ１７１が当該接着材により押し流され、発光素子１６１の光取出し領域から外れた位置に移動されてしまう場合もある。従って、シェル部を熱可塑性接着材により形成しておけば、スペーサ１７１が発光素子１６１の下側に臨むように配置された状態でスペーサ１７１を加熱した後冷却することにより、光取出し領域である発光素子１６１の下側に熱可塑性接着材を介してスペーサ１７１を固定することが可能となる。また、当該シェル部を形成する材料は、光透過性を有しており、当該コア部と一体とされてスペーサ１７１を構成し、発光素子１６１から出射される光を拡散する。ここで、スペーサ１７１を加熱した際に、当該コア部が溶融しないように当該シェル部を形成する材料のガラス転移温度（Ｔｇ）より高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有する有機高分子材料により当該コア部が形成される。
【００６９】
次に、図２８に示すように、スペーサ１７１を内包する剥離層１７２及び樹脂部１６２をダイシングして所要の間隔で素子分離溝１７３を形成し、樹脂形成素子１７４を分離する。このとき、スペーサ１７１は有機高分子材料と熱可塑性接着材により形成されていることにより、樹脂部１６２や接着材層１６７と共に同時に剥離層１７２を容易にダイシングすることができる。
【００７０】
この後、第二基板１７０の裏面から光を照射することにより剥離層１７０を硬化させ、樹脂形成素子１７４を第二基板１７０から分離する。樹脂形成素子１７４は、画像表示装置を構成する配線用基板に配列されて画像表示部を形成することになる。発光素子１６１の下側を配線用基板の主面と対面するように配列した場合、発光素子１６１の下側の剥離層１７２にスペーサ１７１が内包されていることにより、配線用基板側を画像表示面とすることができる。更に、スペーサ１７１により発光素子の下側から出射される光を拡散することができる。発光素子１６１が微小な点光源であっても、広い範囲に光が取り出されることになり、非発光領域の面積が低減された画像表示面を有する画像表示装置を形成することができ、高品質の画像表示を行うことができる画像表示装置の形成が可能となる。
【００７１】
【発明の効果】
上述の素子転写方法よれば、複数の素子を転写する際に用いる接着材の膜厚を当該素子が配置された基板の全体に亘って略一定とすることができ、転写される素子が当該接着材により被覆された樹脂形成チップとして取り扱う際に、当該樹脂形成チップの寸法バラツキを低減することができる。樹脂形成チップの寸法バラツキを低減することにより、当該樹脂形成チップを高い精度で配置することが可能となる。これらの寸法バラツキが低減された樹脂形成チップを配置して形成される電子応用装置や画像表示装置の品質を高めることもできる。
【００７２】
更に、本発明の樹脂形成素子の製造方法によれば、発光素子を内包する樹脂形成素子を一定のサイズで多数製造することができ、且つ当該発光素子から出射される光を樹脂形成素子中で拡散させることができる。従って、発光素子が発光ダイオードの如き点光源である場合でも、画像表示面における画素のサイズを大きく見せることができ、画像表示面の非発光領域の面積が低減された高品質の画像表示装置を提供することができる。また、画像表示装置に別途光拡散構造を形成する必要がないので、製造工程も簡略化することができ、製造コストの低減にも繋がる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 素子転写方法において素子形成基板に形成された素子の配置図である。
【図２】 素子転写方法において用いられる接着材シートの一例の斜視図である。
【図３】 素子転写方法において接着材シートを樹脂部上に配置した工程図である。
【図４】 素子転写方法における転写基板を配置する工程図である。
【図５】 素子転写方法においてレーザー光を照射する工程図である。
【図６】 素子転写方法において素子を素子形成基板から分離する工程図である。
【図７】 素子転写方法の変形例における素子形成基板上に形成された素子の配置図である。
【図８】 素子転写方法の変形例における素子の構造を示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。
【図９】 素子転写方法の変形例において用いられる接着材シートの斜視図である。
【図１０】 素子転写方法の変形例において接着材シートを樹脂上に配置した工程図である。
【図１１】 素子転写方法の変形例において転写基板を配置した工程図である。
【図１２】 素子転写方法の変形例においてレーザー光を照射する工程図である。
【図１３】 素子転写方法の変形例において素子を素子形成基板から分離する工程図である。
【図１４】 本発明の樹脂形成素子の製造方法において、素子形成基板の主面に発光素子が形成された工程を示す概略工程図である。
【図１５】 本発明の樹脂形成素子の製造方法において、スペーサと発光素子を覆うように接着材層を形成する工程を示す概略工程図である。
【図１６】 本発明の樹脂形成素子の製造方法において用いられるスペーサの構造図である。
【図１７】 本発明の樹脂形成素子の製造方法において、スペーサを内包する接着材層に一時保持用部材を接着する工程を示す概略工程図である。
【図１８】 本発明の樹脂形成素子の製造方法において、発光素子を素子形成基板から分離する工程を示す概略工程図である。
【図１９】 本発明の樹脂形成素子の製造方法において、第二基板に発光素子を接着する工程を示す概略工程図である。
【図２０】 本発明の樹脂形成素子の製造方法において、一時保持用部材を剥離する工程を示す概略工程図である。
【図２１】 本発明の樹脂形成素子の製造方法において、素子分離溝を形成する工程を示す概略工程図である。
【図２２】 本発明の樹脂形成素子が配列されて形成される画像表示装置の要部を示す断面図である。
【図２３】 本発明の樹脂形成素子の製造方法において、接着材層を形成する工程を示す概略工程図である。
【図２４】 本発明の樹脂形成素子の製造方法において、発光素子を一時保持用部材に接着する工程を示す概略工程図である。
【図２５】 本発明の樹脂形成素子の製造方法において、発光素子を一時保持用部材に転写する工程を示す概略工程図である。
【図２６】 本発明の樹脂形成素子の製造方法において、発光素子を第二基板に接着する工程を示す概略工程図である。
【図２７】 本発明の樹脂形成素子の製造方法において、一時保持用部材を剥離する工程を示す概略工程図である。
【図２８】 本発明の樹脂形成素子の製造方法において、素子分離溝を形成する工程を示す概略工程図である。
【図２９】 従来の素子転写方法を示す工程図である。
【符号の説明】
１１、７１、２０１ 素子
１２、７２、８０ 電極
１３、７３、２０３ 樹脂部
１４、７４、２０５ 素子形成基板
１５、４１、７５、９１ 吸着盤
２１、８１ 接着材シート
２２、８２、２０４ 接着材
２３ ビーズ
４２、９２、２０６ 転写基板
４３、９３ 周辺スペーサ
５１、１０１ レーザー光
７９ 下地成長層
８３ メッシュ
１２１、１４２、１６１ 発光素子
１２５、１４５、１７５ スペーサ
１２５ａ コア部
１２５ｂ シェル部
２０７ スペーサ
１３２、１４１、１７４ 樹脂形成素子
２０８ 加圧クリップ
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像表示装置、樹脂形成素子の製造方法及び画像表示装置の製造方法に関する。更に詳しくは、光拡散構造を有するスペーサを用いた画像表示装置、樹脂形成チップの製造方法及び画像表示装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の素子を配置して形成される電子応用装置や画像表示装置を形成する製造プロセスにおいては、各素子を個別に配置する場合に比べ、素子を素子形成基板上に形成した後、これら素子を転写先である転写基板に一括で転写する素子転写方法を用いるほうが製造工程上、効率良く当該電子応用装置や画像表示装置を製造することができる。また、素子形成基板から転写基板に複数の素子を一括して転写する場合に限定されず、複数の素子が配置された第１の基板から当該素子の転写先である第２の基板に複数の素子を一括して転写する素子転写方法も行われる。
【０００３】
これら複数の素子を一括して転写する場合には、素子上に塗布された接着材層を介して転写基板に当該素子を転写する方法が行われる。このとき、接着材を介して素子を転写するとともに当該接着材層に埋め込まれた素子を素子分離することによりチップ化し、素子の取り扱いを容易に行うことができる利点もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、複数の素子を配置して形成される電子応用装置や画像表示装置では、その性能の向上は目覚しく、それに伴いこれら電子応用装置や画像表示装置を構成する素子の機能も著しく進歩している。特に、微細加工技術の進歩とともに微細な素子を形成し、これら素子を高密度で配置することにより電子応用装置のサイズダウンを図ることも行われている。更に、画像表示装置では、微小なサイズであって、且つ高輝度を有する発光素子を大面積に配置することによる大画面化も検討されている。
【０００５】
ここで、微小な素子を精度良く配置するためには、これら電子応用装置や画像表示装置の製造プロセスにおいて、複数の素子を一括して精度良く配置する技術が望まれている。しかし、素子サイズの微小化に伴い、これら素子が形成された素子形成基板やこれら素子の転写先である転写基板の寸法ずれにより、高い精度で素子が配置することができない場合がある。特に、接着材を介して素子形成基板から転写基板に複数の素子を一括にて転写する場合、これら素子形成基板や転写基板に反りが生じ、素子形成基板や転写基板全体において一定の膜厚に接着材層を形成できない問題も生じる。接着材層に埋め込まれた素子は樹脂形成チップとして取り扱われるが、不均一な膜厚を有する接着材層に埋め込まれたことにより各樹脂形成チップのサイズにバラツキが生じ、高い精度でこれら樹脂形成チップを配置する際に問題となる。
【０００６】
更に大面積の素子形成基板や転写基板で反りが生じた場合、その中央付近と辺縁付近との寸法ずれが顕著なものとなり、これら素子形成基板と転写基板間に転写される素子のサイズバラツキや品質の低下を招く。
【０００７】
例えば、図２９に示すように、素子形成基板２０５に形成された複数の素子２０１を転写基板２０６に一括して転写する場合、素子２０１を被覆するように形成される樹脂部２０３の上面に接着材２０４を塗布した後、接着材２０４を素子形成基板２０５と転写基板２０６で挟み込み、加圧クリップ２０８により加圧して素子２０１を転写基板２０６に転写する素子転写方法が検討されている。このとき、素子形成基板２０５と転写基板２０６により挟み込まれる接着材の膜厚を全体で一定にするために、素子形成基板２０５と転写基板２０６の端部にスペーサ２０７を介在させる方法が試みられている。しかし、素子形成基板２０５や転写基板２０６が大面積になった場合、各基板の中央部と辺縁部における寸法ずれが顕著なものとなり、素子２０１が形成された領域全体の接着材２０４の膜厚を一定にすることは困難になる。特に、微小な素子を転写する際には、当該寸法ずれによる接着材層の膜厚バラツキは当該素子のサイズに比較して無視できない程度となる。
【０００８】
また、素子の転写プロセスにおいて、液状の接着材を塗布して接着材層を形成した場合、膜厚ムラが生じやすく、寸法精度の低下や品質の低下を招く。更に、液状の接着材を塗布する工程において、膜厚制御を精度良く行う必要が生じ、素子を効率良く転写することができない。
【０００９】
更に、発光ダイオードの如き点光源を配置して画素が形成される画像表示装置では、当該発光ダイオードから発生する光の画像表示面における光拡散性が低く、特に、発光ダイオードが微小なサイズになるに従い、各画素から出射される光の混色性が低下し、画像表示面全体の画質が低下する場合もある。
【００１０】
よって、素子を転写する際に用いられる接着材の膜厚を基板全体で均一にすることができ、当該接着材に素子が埋め込まれて形成される樹脂形成チップのサイズばらつきを低減することが望ましい。
【００１１】
本発明は、発光素子が接着材の如き樹脂に埋め込まれて形成される樹脂形成素子に、当該樹脂形成素子のサイズばらつきを低減すると共に当該発光素子から出射される光を拡散する光拡散構造を有するスペーサを用いる樹脂形成素子の製造方法、画像表示装置の製造方法及び画像表示装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
素子転写方法は、第１の基板の主面に素子を配置し、スペーサを内在すると共にシート状に成形された接着材を前記素子上に配置し、前記接着材を介して前記第１の基板と対向する第２の基板の主面に前記素子を転写することを特徴とする。接着材に含まれるスペーサにより第１の基板や第２の基板の反りにより生じる接着材の膜厚ばらつきを低減することができる。更に、シート状に成形された接着材を用いることによりハンドリング性良く素子を転写することができる。
【００１３】
また、電子応用装置は、第１の基板の主面に配置された素子が、スペーサを内在すると共にシート状に成形された接着材を介して前記第１の基板と対向する第２の基板の主面に転写されて素子アレイ部が形成されることを特徴とする。
【００１４】
更に、画像表示装置は、第１の基板の主面に配置された発光素子が、スペーサを内在すると共にシート状に成形された接着材を介して前記第１の基板と対向する第２の基板の主面に転写されて画像表示部が形成されることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の樹脂形成チップの製造方法は、素子形成基板の主面に配置された発光素子上に、該発光素子を覆うように接着材層を形成し、前記接着材層を介して剥離層を有する一時保持用部材に前記発光素子を前記素子形成基板から転写する。更に、第二基板に、コア部と当該コア部を覆う熱可塑性接着材により形成されるシェル部からなり、光拡散構造を有するスペーサが分散配置された接着材層を形成する。前記スペーサを前記発光素子の下側に臨むように配置した状態で、前記スペーサを加熱した後冷却することにより、光取出し領域である前記発光素子の下側に前記熱可塑性接着材を介して前記スペーサを固定し、前記発光素子を前記一時保持用部材から剥離し、前記発光素子を覆う接着材層及び前記スペーサが分散配置された接着材層を所要のサイズに分離してチップ化することを特徴とする。
【００１６】
本発明の画像表示装置の製造方法は、素子形成基板の主面に配置された発光素子上に、該発光素子を覆うように接着材層を形成し、前記接着材層を介して剥離層を有する一時保持用部材に前記発光素子を前記素子形成基板から転写する。更に第二基板に、コア部と当該コア部を覆う熱可塑性接着材により形成されるシェル部からなり、光拡散構造を有するスペーサが分散配置された接着材層を形成する。前記スペーサを前記発光素子の下側に臨むように配置した状態で、前記スペーサを加熱した後冷却することにより、光取出し領域である前記発光素子の下側に前記熱可塑性接着材を介して前記スペーサを固定し、前記発光素子を前記一時保持用部材から剥離し、前記発光素子を覆う接着材層及び前記スペーサが分散配置された接着材層を、所要のサイズに分離して前記発光素子を内包する樹脂形成素子を形成し、前記樹脂形成素子を配列することにより所要の画像表示部を形成することを特徴とする。
【００１７】
本発明の画像表示装置は、コア部と当該コア部を覆う熱可塑性接着材により形成されるシェル部からなり、光拡散構造を有するスペーサが分散配置された接着材層と、前記スペーサが分散配置された接着材層の上に配置される発光素子と、前記発光素子を覆う接着材層と、を有して樹脂形成素子が構成され、前記樹脂形成素子が配列されることにより所要の画像表示部が形成されることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図１３を参照しながら、素子転写方法及び電子応用装置、画像表示装置について説明する。
【００１９】
先ず、図１乃至図６を参照しながら素子転写方法について説明する。図１は、第１の基板である素子形成基板１４上に素子１１が形成された状態を示す図であり、素子１１に電極１２を形成した後、素子１１を被覆するように樹脂を塗布して樹脂部１３を形成する。また、素子形成基板１４は吸着盤１５上に吸着されて固定される。
【００２０】
素子１１は、素子形成基板１４に複数形成された後、後述する工程において一括して転写される。例えば、素子として、発光素子、ダイオード、抵抗などを用いることができ、液晶ディスプレイの画素を駆動させるために各画素に対応させてマトリクス状に配置される薄膜トランジスタなどであっても良い。また、画像表示装置を構成する発光ダイオードであっても良い。素子１１が発光ダイオードの場合、図１に示された素子１１は素子形成基板１４の主面に平行な結晶面を有する結晶層により形成され、素子１１の上面に素子１１のカソード側又はアノード側と接続される電極１２が形成されたプレーナ型の発光ダイオードとされる。また、素子１１を発光ダイオードとした場合、プレーナ型の発光ダイオードに限定することなく、素子形成基板１４の主面に対して傾斜した結晶面を有する傾斜結晶層から形成される発光ダイオードであっても良い。
【００２１】
樹脂部１３は絶縁材料である樹脂を素子１１を被覆するように塗布して形成される。素子１１を樹脂部１３により被覆された樹脂形成チップとして取り扱うことにより、ハンドリング性良く、これら樹脂形成チップを転写することができる。樹脂部１３は、例えば、素子１１が発光ダイオードの如き発光素子である場合は、素子１１から発生する光を遮らないように光透過性を有する絶縁材料から形成され、一例として、ポリイミドなどを用いることができる。また、樹脂部１３の上面は略平坦になるように形成される。
【００２２】
素子形成基板１４は、その主面に形成される素子１１に応じて適用な材料が用いられる。例えば、素子１１がシリコンを用いて形成される薄膜トランジスタの場合にはシリコン基板が用いることができる。また、素子１１がＧａＡｓ系化合物からなる結晶層により形成されるプレーナ型の発光ダイオードである場合には、ＧａＡｓ基板が用いられる。また、ＧａＮ系化合物からなる結晶層により形成される発光ダイオードの場合には、サファイア基板を用いることができる。特に、素子１１がＧａＮ系化合物からなり、素子形成基板１４の主面に対して傾斜した傾斜結晶面を有する結晶層により形成される発光ダイオードの場合には、サファイア基板の略Ｃ面とされる主面に素子１１が形成される。また、本実施形態では、素子形成基板１４に形成された素子１１の素子転写方法について説明するが、素子１１が素子形成基板１４に直接形成されている場合に限定されず、素子形成基板１４は、別の基板上で形成された素子１１を一旦保持するために用いられる一時保持用基板であっても良い。
【００２３】
吸着盤１５は、素子形成基板１４上の裏面から素子形成基板１４を吸着して固定する。素子形成基板１４に反りが生じている場合、吸着盤１５を用いて素子形成基板１４の裏面全体を吸着することにより保持されて、当該反りが矯正される。ここで、吸着盤１５は素子形成基板１４の裏面全体に接するように素子形成基板１４を吸着し、素子形成基板１４の反りを矯正するように真空吸引する。このとき、素子形成基板１４の全体を真空吸引することにより、素子形成基板１４が吸着盤１５に対して上に凸若しくは下に凸になるように反りが生じている場合でも、素子形成基板１４が平坦になるように保持され、当該反りを矯正することが可能となる。また、吸着盤１５は、例えば、多孔質の材料を用い、素子形成基板１４と接する面が平坦な構造とされていれば良い。更に、素子形成基板１４を吸着する際に、素子形成基板１４が吸着される面に損傷を与えないような材料で形成されていることが望ましい。
【００２４】
次に、樹脂部１３の上面に接着材層を形成する。ここで、液状の接着材を樹脂１３上に塗布して接着材層を形成することもできるが、膜厚バラツキを低減し、ハンドリング性良く素子の転写を行うために、接着材層として接着材をシート状に成形してなる接着材シート２１を樹脂部１３の上面に配置する。図２に、シート状に成形された接着材シート２１の構造を示す。接着材シート２１は、素子１１を被覆するように形成された樹脂部１３の上面に合わせて予め接着材２２をシート状に成形して形成される。接着材シート２１を形成する接着材２２中にはスペーサとしてビーズ２３が内在され、後の工程において、素子１１の転写先である転写基板と素子形成基板１４に挟み込まれた接着材シート２１の膜厚が接着材シート２１全体で一定になるように当該ビーズ２３は機能する。また、接着材シート２１の膜厚ｔ１は、転写される素子１１のサイズに応じて設定されるが、例えば、素子１１が樹脂部１３に被覆された樹脂形成チップとして切り出されたときの厚みが５０μｍ程度の場合には、約１０〜２０μｍ程度の膜厚とされる。
【００２５】
ビーズ２３の形状は略球形とされ、接着材シート２１中に埋め込まれる。更に、接着材シート２１中のスペーサ２３の個数の密度が接着材シート２１全体で略一定になるように配置されることが望ましく、接着材シート２１が加圧された場合、接着材シート２１全体でスペーサ２３の直径と略等しい膜厚になるように接着材シート２１の膜厚を変化させることが可能となり、接着材シート２１全体に亘って膜厚のバラツキを低減することができる。また、転写される素子１１の素子間隔に合わせてスペーサ２３を予め接着材２２中に埋め込んでおいても良い。例えば、素子形成基板１４のサイズを３０〜１００ｍｍ角とした場合には、隣接するビーズ２３の間隔Ｍが約０．５〜１．０ｍｍ程度になるようにスペーサ２３を接着材２２中に埋め込んでおいても良い。また、ビーズ２３の形状を略球形とすることにより、ビーズ２３を予めランダムに接着材２２中に内在するように埋め込んだ場合でもビーズ２３の向きを制御する必要がない。更に、素子１１が樹脂部１３で被覆され、樹脂形成チップとして切り出されたときの当該樹脂形成チップの厚みが５０μｍ程度の場合には、ビーズ２３の直径を約１０μｍ程度とすることができる。また、ビーズ２３の形状は略球形に限定されず、円柱状、立方体形状、三角柱形状或いはこれらの形状の変形形状など如何なる形状であってもよく、接着材シート２１を成形する際に、接着材２２中においてビーズ２３の向きを揃えて配置しておけば良い。
【００２６】
接着材２２とビーズ２３を形成する材料には、エポキシ樹脂系の材料を用いることができる。特に、後の工程で説明するように接着材シート２１全体の膜厚を略一定に保持しながら素子１１を転写した後、接着材２２中にビーズ２３が島状に内在しないように、加熱処理などにより接着材２２とビーズ２３が一体化する材料を用いることが望ましい。
【００２７】
また、接着材シート２１を素子形成基板１４上の素子１１が配置された領域に合わせて切断して用いることができ、素子１１を樹脂部１３の上面の面積や形状に合わせて容易に使用することができる利点を有する。また、接着材シート２１は、予めシート状に形成されることにより、膜厚管理を容易に行うことができ、液状の接着材を用いる場合に比べ、接着材の塗布条件などの製造プロセス条件のバラツキを殆ど受けることなく一定の膜厚を保持することができる。更に、液状の接着材を塗布する際には、当該接着材中に気泡に気泡が生じる場合もあり、予め接着材２２をシート状に成形することにより、これら気泡を含むことがなく、接着材シート２１の密度を当該接着材シート２１全体について一定とすることができる。
【００２８】
続いて、図３に示すように接着材シート２１を樹脂部１３の上面全体を覆うように配置する。ビーズ２３は、接着材シート２１の表面に露出しないように接着材２２中に埋め込まれている。従って、後の工程で接着材シート２１の両面から加圧した場合、接着材シート２１の膜厚を接着材シート２１の全体に亘ってビーズ２３のサイズと同程度にすることが可能となる。
【００２９】
次に、図４に示すように、素子１１の転写先としての第２の基板である転写基板４２を吸着盤４１により吸着し、吸着盤４１に固定された転写基板４２を接着材シート２１の上面に密着させる。吸着盤４１は転写基板４２と接する面が略平坦とされる多孔質材料により形成されており、吸着盤４１が転写基板４２と接する面と反対側である裏面から真空吸引することにより、転写基板４２を吸着することができる。また、吸着盤４１に多孔質材料を用いることにより負圧により吸着される転写基板４２全体に亘って反りが生じている場合においてもその反りを転写基板４２全体に亘って矯正することができる。
【００３０】
転写基板４２により樹脂部１３の上面に配置された接着材シート２１全体を押圧することにより、接着材シート２１の膜厚は、ビーズ２３の直径と略等しい膜厚とされる。また、素子形成基板１４と転写基板４２の端部には周辺スペーサ４３が配置され、転写基板４２を押し下げた際に素子形成基板１４と転写基板４２の基板間隔が各基板全体で一定になるように素子形成基板１４と転写基盤４２の反りを矯正する。このとき、周辺スペーサ４３の厚さは、樹脂部１３と、ビーズ２３の直径を合わせた程度とされる。このとき、素子形成基板１４と転写基板４２のそれぞれを吸着盤１５、４１で吸着することにより素子形成基板１４と転写基板４２に生じていた反りが充分に矯正されない場合や、素子形成基板１４と転写基板４１の反りにより生じる寸法ずれが周辺スペーサ４３により充分矯正されない場合、ビーズ２３により接着材シート２１の膜厚をビーズ２３の直径と略等しい一定の膜厚とすることができる。特に、素子形成基板１４と転写基板４２の面積が転写される素子１１のサイズに比較して大きい場合には、吸着盤１５、４１や周辺スペーサ４３による反りの矯正では十分でない場合も多く、スペーサとして機能するビーズ２３を接着材シート２１全体に内在させておくことにより、素子１１を転写基板４２に転写する際の接着材シート２１の膜厚バラツキを接着材シート２１全体に亘って効果的に低減することができる。
【００３１】
更に、素子形成基板１４から素子１１を分離する工程について図５、図６を参照しながら説明する。素子形成基板１４に形成された樹脂部１３と転写基板４２に挟み込まれた接着材シート２１を硬化することにより接着材シート２１と転写基板４２を接着する。このとき、接着材２２中に内在するビーズ２３が接着材２２と一体化し、接着材シート２１全体が一様な材質により均一となる。接着材２２とビーズ２３はエポキシ系樹脂により形成されているが、それぞれが異なる熱特性を有している。例えば、接着材シート２１を樹脂部１３上に配置したときの環境下における温度では、ビーズ２３が既に硬化されており、接着材シート２１を加熱処理することにより接着材２２の温度が上昇するにつれて接着材２２が軟化した後、接着材シート２１全体が冷却されるにつれて、ビーズ２３と接着材２２を一体化させることができる。ビーズ２３と接着材２３を一体化させることにより接着材シート２１全体を一様な材質により形成することができ、素子１１を接着材２２と樹脂部１３で被覆された状態でチップ化した際に、高品質の樹脂形成チップを形成することができる。
【００３２】
また、ビーズ２３が接着材２２と一体化されずに接着材２２中にそのままビーズ２３の形状を残したまま内在されていても良い。素子１１が発光素子である場合、予めビーズ２３を接着材シート２１中に内在させておき、ビーズ２３を当該発光素子から発生する光を素子１１の外部に効率良く出射するためのレンズとして機能させることもできる。このとき、ビーズ２３は光透過性を有する材料を用いれば良い。
【００３３】
接着材シート２１と転写基板４２を接着した後、素子１１を素子形成基板１４から分離する。素子１１を素子形成基盤１４から分離するためには、素子形成基板１４を裏面側から研磨することにより除去しても良いが、素子１１を形成する結晶層が、当該結晶層にレーザー光５１を照射することにより素子形成基板１４と素子１１の境界の接合力を低下させることができる材料で形成されている場合には、容易に素子１１と素子形成基板１４を分離することが可能となる。例えば、素子１１がＧａＮ系化合物により形成され、素子形成基板１４がサファイア基板である場合、図５に示すように、素子形成基板１４の裏面側からレーザー光５１を選択的に素子１１と素子形成基板１４の境界に照射することによりレーザーアブレーションし、素子１１を形成するＧａＮを金属ＧａとＮ２に分解することにより素子１１と素子形成基板１４の結合を開放することができる。このとき、吸着盤１５を予め素子形成基板１４から分離しておいても良いが、吸着盤１５を光透過性の材料で形成しておけば、吸着盤１５を素子形成基板１４から分離することなくレーザーアブレーションすることができる。よって、図６に示すように、転写基板４２の反りを吸着盤４１で矯正した状態で、素子１１を転写基板４２に転写することが可能となる。
【００３４】
次に、素子転写方法の変形例について、図７乃至図１３を参照しながら説明する。図７は、第１の基板である素子形成基板７４上に素子７１が形成された状態を示す図であり、素子７１に電極を形成した後、素子７１に樹脂を塗布して樹脂部７３により被覆してある。また、素子形成基板７４は吸着盤７５上に配置されている。
【００３５】
素子７１は、素子形成基板７４に形成される素子であれば如何なる素子であっても良く、素子形成基板７４上に複数形成され、これら素子を一括して転写されるものであれば良い。本例の素子７１は、素子形成基板７４の主面に対して傾斜した結晶面を有する傾斜結晶層から形成される発光ダイオードである。素子７１は素子形成基板７４に複数形成されており、樹脂部７３で被覆された素子７１を一括処理にて転写する。
【００３６】
図８に、本例の素子７１の構造を示す。図８（ａ）が素子断面図であり、図８（ｂ）が素子平面図である。この発光素子７１はＧａＮ系の発光ダイオードであり、たとえばサファイア基板上に結晶成長される素子である。このようなＧａＮ系化合物からなる発光ダイオードは、当該サファイア基板を透過するレーザー照射によってレーザーアブレーションが生じ、ＧａＮの窒素が気化する現象にともなってサファイア基板とＧａＮ系の成長層の間の界面で膜剥がれが生じ、素子分離を容易なものにできる特徴を有している。
【００３７】
まず、その構造については、ＧａＮ系半導体層からなる下地成長層７９上に選択成長された六角錐形状のＧａＮ層７６が形成されている。なお、下地成長層７９上には図示しない絶縁膜が存在し、六角錐形状のＧａＮ層７６はその絶縁膜を開口した部分にＭＯＣＶＤ法などによって形成される。このＧａＮ層７６は、成長時に使用されるサファイア基板の主面をＣ面とした場合にＳ面（（１−１０１）面）で覆われたピラミッド型の成長層であり、シリコンをドープさせた領域である。このＧａＮ層７６の傾斜したＳ面の部分はダブルへテロ構造のクラッドとして機能する。ＧａＮ層７６の傾斜したＳ面を覆うように活性層であるＩｎＧａＮ層７７が形成されており、その外側にマグネシウムドープのＧａＮ層７８が形成される。このマグネシウムドープのＧａＮ層７８もクラッドとして機能する。
【００３８】
このような発光ダイオードには、ｐ電極７２とｎ電極８０が形成されている。ｐ電極７２はマグネシウムドープのＧａＮ層７８上に形成されるＮｉ／Ｐｔ／ＡｕまたはＮｉ（Ｐｄ）／Ｐｔ／Ａｕなどの金属材料を蒸着して形成される。ｎ電極８０は前述の図示しない絶縁膜を開口した部分でＴｉ／Ａｌ／Ｐｔ／Ａｕなどの金属材料を蒸着して形成される。なお、下地成長層７９の裏面側からｎ電極取り出しを行う場合は、ｎ電極８０の形成は下地成長層７９の表面側には不要となる。
【００３９】
このような構造のＧａＮ系の発光ダイオードは、青色発光も可能な素子であって、特にレーザーアブレーションよって比較的簡単にサファイア基板から剥離することができ、レーザービームを選択的に照射することで選択的な剥離が実現される。なお、ＧａＮ系の発光ダイオードとしては、平板上や帯状に活性層が形成される構造であっても良く、上端部にＣ面が形成された角錐構造のものであっても良い。また、他の窒化物系発光素子や化合物半導体素子などであっても良い。
【００４０】
図９に、素子７１を転写する際に用いられる接着材シート８１の構造を示す。接着材シート８１は、接着材８２中にスペーサとして機能するメッシュ８３が埋め込まれている。メッシュ８３は、接着材シート８１の断面矩形状とされ、接着材シート８１中の縦横にそれぞれ延在するように形成されている。図９においては、メッシュ８３がそれぞれ直交するように形成されているが、メッシュ８３は直交するように配置されることに限定されず、メッシュ８３が接着材シート８１中において斜めにそれぞれ交わるように配置されていてもよく、接着材シート８１全体に配置されるように乱雑に配置されていても良い。また、メッシュ８３の上面及び下面は接着材シート８１の表面に露出しているが、メッシュ８３の上面と下面が露出しなうように接着材８２に埋め込まれていても良い。接着材シート８１の膜厚ｔ２は、例えば素子７１が樹脂形成チップとして切り出されたときの厚みが５０μｍ程度の場合には、約１０〜２０μｍ程度の膜厚とされる。更に、メッシュ８３の縦方向の間隔Ｌ２、横方向の間隔Ｌ３は転写される素子７１の配置間隔に合わせておけば素子７１毎にそれぞれメッシュ８３が対応するように配置されることになり、素子転写時の接着材シート８１の膜厚バラツキを接着材シート８１全体で低減することができる。
【００４１】
次に、図１０に示すように、樹脂部７３の上面に接着材シート８１を配置する。接着材シート８１は樹脂部７３の上面全体を覆うサイズに予め成形されている。ここで、接着材シート８１を樹脂部７３の上面より大きな面積になるように成形しておき、樹脂部７３の上面の面積や形状に合わせて切断して用いることもできる。また、本例の素子７１が、素子形成基板７４の主面に対して傾斜した傾斜結晶面を有する結晶層により形成され、これら結晶層が図１０の紙面に垂直な方向に延在されたストライプ型の発光素子である場合には、当該結晶層が延在される方向と平行な向きにメッシュ８３が延在するように配置され、且つ当該ストライプ型の素子７１の素子間隔がメッシュ８３の間隔に合わせてされていることにより、素子７１上にメッシュ８３を配置することもできる。従って、接着材シート８１全体で当該接着材シート８１の膜厚バラツキを効果的に低減することが可能となる。
【００４２】
次に、図１１に示すように、吸着盤９１により転写基板９２を吸着し、吸着盤９１に固定された転写基板９２を接着材シート８１の上面に密着させる。吸着盤９１は転写基板９２と接する面が略平坦とされる多孔質材料により形成されており、吸着盤９１が転写基板９２と接する面とは反対側の面から吸着盤９１を真空吸引することにより、転写基板９２を吸着することができる。また、吸着盤９１に多孔質材料を用いることにより吸着される転写基板９２全体に加圧することが可能となり、転写基板９２に反りが生じている場合においても転写基板９２全体でその反りを矯正することができる。
【００４３】
転写基板９２により樹脂部７３の上面に配置された接着材シート８１全体を押圧し、接着材シート８１の膜厚を、メッシュ８３の高さと略等しい膜厚とする。また、素子形成基板７４と転写基板９２の端部には周辺スペーサ９３が配置され、転写基板９２を押圧した際に素子形成基板７４と転写基板９２の基板間隔が一定になるように素子形成基板７４と転写基板９２の反りを矯正する。このとき、周辺スペーサ９３の厚さは、樹脂部７３とメッシュ８３の高さを合わせた程度とされる。従って、素子形成基板７４と転写基板９２のそれぞれを吸着盤７５、９１で吸着することにより素子形成基板７４と転写基板９２に生じていた反りが充分に矯正されない場合や、素子形成基板７４と転写基板９２の反りにより生じる寸法ずれが周辺スペーサ９３により十分矯正されない場合に、押し縮められた接着材シート８１の膜厚を接着材シート８１中に含まれるメッシュ８３の高さと略等しい一定の膜厚とすることができる。特に、素子形成基板７４と転写基板９２の面積が転写される素子１１のサイズに比較して大きい場合には、吸着盤７５、９１や周辺スペーサ９３による反りの矯正では十分でない場合も多く、スペーサとして機能するメッシュ８３を接着材シート８１全体に形成しておくことにより、素子７１を転写基板９２に転写する際の接着材シート８１の膜厚バラツキを接着材シート８１全体に亘って効果的に低減することができる。
【００４４】
続いて、図１２に示すように、素子形成基板７４の裏面からレーザー光を照射して素子７１を素子形成基板７４から分離する。素子形成基板７４に形成された樹脂部７３と転写基板９２に挟み込まれた接着材シート８１を硬化した後、接着材シート８１と転写基板９２を接着する。このとき、接着材８２中に内在するメッシュ８３が接着材８２と一体化し、接着材シート８１全体が一様な材質により均一に形成されるようにしても良い。メッシュ８３と接着材８２はエポキシ系樹脂により形成されるが、それぞれが異なる熱特性を有する材料を選択することにより素子７１を転写するとともにメッシュ８３と接着材８２を一体化させることができる。例えば、接着材シート８１を樹脂部７３上に配置したときの温度では、メッシュ８３が既に硬化されており、接着材シート８１を加熱処理することにより接着材８２の温度が上昇するにつれて接着材８２が軟化した後、接着材シート８１全体が冷却し、転写基板９２へ接着材８２を接着させるとともに、メッシュ８３と接着材８２を一体化させることができる。メッシュ８３と接着材８２を一体化させることにより接着材シート８１全体を一様な材質により形成することができ、素子７１をこれら接着材８２と樹脂部７３で被覆された状態でチップ化した際に、高品質の樹脂形成チップを形成することができる。
【００４５】
また、メッシュ８３が接着材８２と一体化されずに接着材８２中にそのままメッシュ８３の形状を残したまま配置されていても良い。素子７１が発光素子である場合、予めメッシュ８３を高密度で接着材シート８１中に内在させておき、当該発光素子から発生する光を素子７１の外部に効率良く出射するためのレンズとしてメッシュ８３を用いることができるように接着材シート８１を形成しておいても良い。
【００４６】
接着材シート８１と転写基板９２を接着した後、素子７１を素子形成基板７４から分離する。素子７１を素子形成基板７４から分離するためには、素子形成基板７４を裏面側から研磨することにより除去しても良いが、素子７１を形成する結晶層にレーザー光１０１を照射することにより分解され、素子形成基板７４と素子７１の境界の接合力を低下させることができる材料で形成されている場合には、容易に素子７１と素子形成基板７４を分離することが可能となる。例えば、素子７１がＧａＮ系化合物により形成され、素子形成基板７４がサファイア基板である場合、図１２に示すように、素子形成基板７４の裏面からレーザー光１０１としてエキシマレーザー光を選択的に素子７１と素子形成基板７４の境界に照射することによりレーザーアブレーションされ、素子７１を形成するＧａＮが金属ＧａとＮ２に分解することにより素子７１と素子形成基板７４の結合を開放することができる。このとき、吸着盤７５を予め素子形成基板７４から分離しておいても良いが、吸着盤７５を光透過性の材料で形成しておけば、吸着盤７５を素子形成基板７４から分離することなくレーザーアブレーションすることができる。よって、図１３に示すように、転写基板９２の反りを吸着盤９１で矯正した状態で、素子７１を転写基板９２に転写することが可能となり、接着材シート８１全体で略一定の膜厚を保持しながら素子７１を転写基板９２に一括で転写することができる。従って、複数の素子を一括で転写することができ、且つ当該素子を被覆する接着材の膜厚を当該複数の素子のそれぞれについて略一定にすることが可能となる。従って、これら素子を樹脂や接着材で被覆された樹脂形成チップの形状にした場合に、各樹脂形成チップの寸法バラツキを低減することができる。
【００４７】
また、上述の素子転写方法を用いることにより、寸法ばらつきの小さい高性能の素子が配置されて素子アレイ部が形成された電子応用装置を提供することができる。例えば、アクティブマトリクス型の駆動方法で駆動される液晶ディスプレイでは、各画素に配置されるアクティブ素子を一旦素子形成基板で形成し、これら複数の素子を一括にて当該液晶ディスプレイを構成する基板に転写する場合にサイズバラツキの小さい素子を転写することができ、これら素子が高品質を有するとともに精度良く転写することもできる。
【００４８】
更に、上述の素子転写方法を用いて発光素子を転写することにより、発光素子を樹脂部や接着材で被覆した樹脂形成チップとして取り扱う場合、当該樹脂形成チップの寸法バラツキを低減することができ、高精度の素子転写を行うことにより画像表示部が形成された画像表示装置を提供することができる。
【００４９】
次に、図１４乃至図２８を参照しながら、本発明の樹脂形成素子の製造方法、画像表示装置の製造方法及び画像表示装置について説明する。
【００５０】
先ず、図１４に示すように、第１の基板である素子形成基板１２０の主面に発光素子１２１が形成されている。図中、発光素子１２１が１素子のみ示されているが、１素子のみに限定されず、複数の発光素子が素子形成基板１２０の主面に形成されていても良い。また、発光素子１２１は一旦樹脂部１２２により被覆された後、所要の位置に電極パッド１２３、１２４が形成され、これら電極パッド１２３、１２４が樹脂部１２２の表面に延在される。電極パッド１２３、１２４、発光素子１２１のｐ側とｎ側にそれぞれ接続されており、発光素子１２１の構造に応じて、一方の側に形成されるだけでなく、発光素子１２１の上面と下面にそれぞれ形成されていても良い。
【００５１】
発光素子１２１は、例えば、ＧａＮ系化合物からなる結晶層により形成される発光ダイオードであり、素子形成基板１２０の主面に対して平行な面に当該結晶層を成長させたプレーナ型の発光ダイオードであるが、プレーナ型の発光ダイオードに限定されず、サファイア基板のＣ面を利用して、当該Ｃ面から傾斜した傾斜結晶層からなる発光素子であっても良い。ここで、発光素子１２１がＧａＮ系化合物からなる結晶層から形成される場合には、素子形成基板１２０としてはサファイア基板が適用であり、また、発光素子１２１は、ＧａＮ系化合物からなる結晶層により形成される素子に限定されず、例えば、ＧａＡｓ系化合物からなる結晶層により形成され、赤色を発光する発光素子とすることもできる。
【００５２】
樹脂部１２２は、光透過性を有する樹脂により形成され、例えばポリイミドなどの樹脂を用いて形成することにより、発光素子１２１を樹脂により被覆して樹脂形成素子を形成した場合においても、発光素子から出射される光が当該樹脂部１２２により遮られることがない。
【００５３】
続いて、図１５に示すように、発光素子１２１上にスペーサ１２５を配置し、発光素子とこれらスペーサを覆うように接着材１２６を塗布し、接着材層１２７を形成する。接着材層１２７は液状の接着材をスペーサ１２５と発光素子１２１を覆うように滴下して形成することもでき、また、予めスペーサを内包しシート状に成形された接着材シートを発光素子１２１上に配置しても良い。
【００５４】
スペーサ１２５は、図１６に示すように、コア部１２５ａと、コア部１２５ａを被覆するシェル部１２５ｂからなる多層構造を有している。コア部１２５ａを形成する材料には、有機高分子材料が用いられ、後の工程において、ダイシングやレーザー光の照射等により素子分離溝を形成する場合や配線を形成するためにレーザービアやドライビアなどの加工を施す際に、容易に樹脂部１２７に素子分離溝やビアを形成することが可能となる。更に、スペーサ１２５は光透過性を有する材料で形成され、発光素子１２１が樹脂で被覆されて樹脂形成素子として画像表示部を形成する際に、発光素子１２１から出射される光を拡散する。
【００５５】
シェル部１２５ｂを形成する材料には、樹脂形成素子を形成する際に素子分離溝を容易に形成することができる有機高分子材料であって、且つ当該スペーサ１２５が発光素子１２１から出射される光を拡散するように光透過性を有する材料が用いられる。また、発光素子１２１の光取出し領域に当該スペーサ１２５が配置されるようにシェル部１２５ｂには熱可塑性接着材を用いることが望ましい。熱可塑性接着材を用いることにより、メタルマスクなどを用いて選択的にスペーサ１２５を発光素子１２１上の光取出し領域に配置した後、接着材層１２７を形成するための液状の接着材１２６を滴下した場合、スペーサ１２５が当該接着材１２５により押し流され、発光素子１２１の光取出し領域から外れた位置に移動されてしまうことを抑制することができる。つまり、シェル部１２５ｂを熱可塑性接着材により形成しておけば、スペーサ１２５を発光素子１２１の光取出し領域に配置し、スペーサ１２５を加熱した後冷却することにより光取出し領域に熱可塑性接着材を介してスペーサ１２５を固定することが可能となる。
【００５６】
また、シェル部１２５ｂを形成する材料は、光透過性を有しており、コア部１２５ａと一体とされてスペーサ１２５を構成し、発光素子１２１から出射される光を拡散する。ここで、スペーサ１２５を加熱した際に、コア部１２５ａが溶融しないようにシェル部１２５ｂを形成する材料のガラス転移温度（Ｔｇ）より高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有する有機高分子材料がコア部１２５ａに用いられる。スペーサ１２５の形状が加熱の前後で保持されることになる。また、スペーサ１２５は、球形に限定されずサイズが略一定のものを用いていれば如何なる形状のものでも良く、半球状、円柱状、立方体状等でも良い。
【００５７】
次に、図１７に示すように、剥離層１２９が形成された一時保持用部材１２８を接着材層１２７の上面全体に密着させる。このとき、一時保持用部材１２８を上側から加圧することにより接着材層１２７を押圧し、接着材層１２７が樹脂部１２２の上面の全面に亘って一定の膜厚となる。ここで、一時保持用部材１２８や素子形成基板１２０に反りが生じている場合でも、接着材層１２７に内包されているスペーサ１２５のより樹脂部１２２の上面全体に亘って接着材層１２７の膜厚を略一定とすることができる。
【００５８】
続いて、素子形成基板１２０から発光素子１２１を分離し、図１８に示すように、一時保持用基板１２８に発光素子１２１を保持する。素子形成基板１２０にサファイア基板が用いられ、発光素子１２１がＧａＮ系化合物から形成されている場合には、例えば、エキシマレーザー光を素子形成基板１２０の裏面側からレーザー光を照射し、素子形成基板１２０と発光素子１２１の界面近傍のレーザーアブレーションにより容易に発光素子１２１を分離することができる。また、発光素子１２１がＧａＡｓ系化合物から形成されている場合には、素子形成基板１２０を研磨などにより除去すれば良い。
【００５９】
次に、図１９に示すように、剥離層１３１が形成された第二基板１３０に発光素子１２１を接着する。この後、一時保持用部材１２８の裏面側から光を照射し、剥離層１２９を硬化させることにより、図２０に示すように剥離層１２９から接着材層１２７を剥離する。
【００６０】
続いて、図２１に示すように、所要の間隔で接着材層１２７、樹脂部１２２及び剥離層１３１にダイシングプロセスにより素子分離溝１３３を形成し、発光素子１２１を内包する樹脂形成素子１３２を形成する。ここで、ダイシングプロセスは、機械的手段を用いたダイシング、或いはレーザービームを用いたレーザーダイシングにより行う。ダイシングプロセスにより形成される素子分離溝１３３の幅は発光素子１２１のサイズに依存するが、例えば２０μｍ以下の幅の切り込みが必要なときには、レーザービームを用いたレーザー加工を行う必要がある。レーザービームとしては、エキシマレーザービーム、高調波ＹＡＧレーザービーム若しくは炭酸ガスレーザービームを用いることができる。このとき、スペーサ１２５は有機高分子材料により形成されているので、接着材層１２７を構成する接着材１２６と共に容易にスペーサ１２５をダイシングすることができ、樹脂形成素子１３２を分離することができる。この後、樹脂形成素子１３２は、第二基板１３０から剥離されて画像表示装置を構成する配線用基板に配列され、画像表示部を構成する。
【００６１】
図２２は、樹脂形成素子が配列されて形成される画像表示装置の一例であり、当該画像表示装置の要部の断面図である。配線用基板１４０には、樹脂形成素子１４１が配置され、発光素子１４１に接続される電極パッド１４３、１４４と配線１４９、１５０、１５１が形成されている。配線用基板１４０の主面には黒クロム層１４６が形成され、黒クロム層１４６上に駆動回路と接続される電極層１４７が形成されている。発光素子１４２の上面と下面には、発光素子１４２のｐ側電極に接続される電極パッド１４４とｎ電極に接続される電極パッド１４３がそれぞれ形成されているが、素子構造や配線の形成位置に合わせて発光素子の一方の面にｐ側電極パッドとｎ側電極パッドを形成しても良く、図２２に示すように上面と下面にそれぞれｐ型導電層とｎ型導電層にそれぞれ接続される電極パッド１５２、１４３を形成することもできる。
【００６２】
また、樹脂形成素子１４１の上側には保護層である絶縁層１４８が形成されており、当該絶縁層１４８と、スペーサ１４５を内包して樹脂形成素子１４１を構成する樹脂部１５５に配線形成するためのビアを形成することができる。このとき、スペーサ１４５は有機高分子材料を用いて形成されているので、ビアを形成する際の障害となることがなく、絶縁層１４８や樹脂部１５５と共に除去することができる。更に、発光素子１４２に対して画像表示面側にスペーサ１４５を配置することにより、発光素子１４２から出射される光をスペーサ１４５により拡散することが可能となる。従って、発光素子１４２が微小な点光源であっても、広い範囲に光が取り出されることになり、非発光領域の面積が低減された画像表示面を有する画像表示装置を形成することができる。
【００６３】
次に、図２３乃至図２８を参照しながら、本発明の樹脂形成素子の製造方法の別の例について説明する。
【００６４】
先ず、図２３に第１の基板である素子形成基板１６０の主面に発光素子１６１が形成され、樹脂部１６２により周囲を固めた後、発光素子１６１を覆うように接着材層１６７が形成される。図中、発光素子１６１が１素子のみ示されているが、１素子のみに限定されず、複数の発光素子１６１が素子形成基板１６０の主面に形成されていても良い。また、発光素子１６１は一旦樹脂部１６２により周囲を固められた後、所要の位置に電極パッド１６３、１６４が形成され、これら電極パッド１６３、１６４が樹脂部１６２の表面に延在される。また、樹脂部１６２と接着材層１６７は光透過性を有する材料により形成され、例えばポリイミドなどの樹脂を用いて形成することにより、発光素子１６１を樹脂により被覆して樹脂形成素子を形成した場合においても、樹脂部１６２や接着材層１６７により発光素子１６１から出射される光が遮られることがない。
【００６５】
次に、図２４に示すように、剥離層１６９が形成された一時保持用部材１６８を接着材層１６７の上面に接着した後、図２５に示すように、素子形成基板１６０から発光素子１６１を分離する。素子形成基板１６０にサファイア基板が用いられ、発光素子１６１がＧａＮ系化合物から形成されている場合には、例えば、エキシマレーザー光を素子形成基板１６０の裏面側から照射し、素子形成基板１６０と発光素子１６１の界面近傍のレーザーアブレーションにより容易に発光素子１６１を分離することができる。また、発光素子１６１がＧａＡｓ系化合物から形成されている場合には、素子形成基板１６０を研磨などにより除去すれば良い。
【００６６】
続いて、図２６に示すように、接着材層１７２が形成された第二基板１７０に発光素子１６１を接着する。ここで、接着材層１７２中には、スペーサ１７１が分散して配置されており、発光素子１６１を当該接着材層１７２に接着する際に接着材層１７２の膜厚を全面に亘って一定にすることができる。接着材層１７２は、第二基板１７０の主面にスペーサ１７１を分散して配置し、これらスペーサ１７１を覆うように接着材を滴下して形成するか、または当該接着材を塗布することにより形成することできる。また、予めスペー１７１サを内包しシート状に成形された接着材シートを第二基板１７０の主面に配置しても良い。この後、一時保持用部材１６８の裏面側から光を照射し、剥離層１６９を硬化させることにより、図２７に示すように剥離層１６９から接着材層１６７を剥離する。
【００６７】
スペーサ１７１は、有機高分子材料により形成されるコア部の表面に、例えば熱可塑性接着材も用いたシェル部を形成することにより形成される。当該コア部に有機高分子材料を用いることにより、後の工程において、ダイシングやレーザー光の照射等により素子分離溝を形成する場合や配線を形成するためにレーザービアやドライビアなどの加工を施す際に、容易に樹脂部１６２や接着材層１７２に素子分離溝やビアを形成することが可能となる。更に、スペーサ１７１を形成する有機高分子材料は光透過性を有しており、発光素子１７１を樹脂により被覆して樹脂形成素子とし、これら樹脂形成素子を配列して画像表示部を形成した場合、発光素子１７１の下側から出射される光を拡散する。従って、発光素子１７１の下側が画像表示面となる場合においても、当該光を拡散させながら画像表示を行うことが可能となる。
【００６８】
当該シェル部を形成する材料には、素子分離溝が容易に形成することができ、且つ当該スペーサが発光素子から出射される光を拡散するように光透過性を有する材料が用いられる。また、発光素子１７１の光取出し領域に当該スペーサ１７１が配置されるように、当該シェル部には熱可塑性接着材を用いることが望ましい。熱可塑性接着材を用いることにより、第二基板１７０の主面にスペーサ１７１を配置した後、接着材層１７２を形成する液状の接着材を滴下した場合、スペーサ１７１が当該接着材により押し流され、発光素子１６１の光取出し領域から外れた位置に移動されてしまう場合もある。従って、シェル部を熱可塑性接着材により形成しておけば、スペーサ１７１が発光素子１６１の下側に臨むように配置された状態でスペーサ１７１を加熱した後冷却することにより、光取出し領域である発光素子１６１の下側に熱可塑性接着材を介してスペーサ１７１を固定することが可能となる。また、当該シェル部を形成する材料は、光透過性を有しており、当該コア部と一体とされてスペーサ１７１を構成し、発光素子１６１から出射される光を拡散する。ここで、スペーサ１７１を加熱した際に、当該コア部が溶融しないように当該シェル部を形成する材料のガラス転移温度（Ｔｇ）より高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有する有機高分子材料により当該コア部が形成される。
【００６９】
次に、図２８に示すように、スペーサ１７１を内包する剥離層１７２及び樹脂部１６２をダイシングして所要の間隔で素子分離溝１７３を形成し、樹脂形成素子１７４を分離する。このとき、スペーサ１７１は有機高分子材料と熱可塑性接着材により形成されていることにより、樹脂部１６２や接着材層１６７と共に同時に剥離層１７２を容易にダイシングすることができる。
【００７０】
この後、第二基板１７０の裏面から光を照射することにより剥離層１７０を硬化させ、樹脂形成素子１７４を第二基板１７０から分離する。樹脂形成素子１７４は、画像表示装置を構成する配線用基板に配列されて画像表示部を形成することになる。発光素子１６１の下側を配線用基板の主面と対面するように配列した場合、発光素子１６１の下側の剥離層１７２にスペーサ１７１が内包されていることにより、配線用基板側を画像表示面とすることができる。更に、スペーサ１７１により発光素子の下側から出射される光を拡散することができる。発光素子１６１が微小な点光源であっても、広い範囲に光が取り出されることになり、非発光領域の面積が低減された画像表示面を有する画像表示装置を形成することができ、高品質の画像表示を行うことができる画像表示装置の形成が可能となる。
【００７１】
【発明の効果】
上述の素子転写方法よれば、複数の素子を転写する際に用いる接着材の膜厚を当該素子が配置された基板の全体に亘って略一定とすることができ、転写される素子が当該接着材により被覆された樹脂形成チップとして取り扱う際に、当該樹脂形成チップの寸法バラツキを低減することができる。樹脂形成チップの寸法バラツキを低減することにより、当該樹脂形成チップを高い精度で配置することが可能となる。これらの寸法バラツキが低減された樹脂形成チップを配置して形成される電子応用装置や画像表示装置の品質を高めることもできる。
【００７２】
更に、本発明の樹脂形成素子の製造方法によれば、発光素子を内包する樹脂形成素子を一定のサイズで多数製造することができ、且つ当該発光素子から出射される光を樹脂形成素子中で拡散させることができる。従って、発光素子が発光ダイオードの如き点光源である場合でも、画像表示面における画素のサイズを大きく見せることができ、画像表示面の非発光領域の面積が低減された高品質の画像表示装置を提供することができる。また、画像表示装置に別途光拡散構造を形成する必要がないので、製造工程も簡略化することができ、製造コストの低減にも繋がる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 素子転写方法において素子形成基板に形成された素子の配置図である。
【図２】 素子転写方法において用いられる接着材シートの一例の斜視図である。
【図３】 素子転写方法において接着材シートを樹脂部上に配置した工程図である。
【図４】 素子転写方法における転写基板を配置する工程図である。
【図５】 素子転写方法においてレーザー光を照射する工程図である。
【図６】 素子転写方法において素子を素子形成基板から分離する工程図である。
【図７】 素子転写方法の変形例における素子形成基板上に形成された素子の配置図である。
【図８】 素子転写方法の変形例における素子の構造を示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。
【図９】 素子転写方法の変形例において用いられる接着材シートの斜視図である。
【図１０】 素子転写方法の変形例において接着材シートを樹脂上に配置した工程図である。
【図１１】 素子転写方法の変形例において転写基板を配置した工程図である。
【図１２】 素子転写方法の変形例においてレーザー光を照射する工程図である。
【図１３】 素子転写方法の変形例において素子を素子形成基板から分離する工程図である。
【図１４】 本発明の樹脂形成素子の製造方法において、素子形成基板の主面に発光素子が形成された工程を示す概略工程図である。
【図１５】 本発明の樹脂形成素子の製造方法において、スペーサと発光素子を覆うように接着材層を形成する工程を示す概略工程図である。
【図１６】 本発明の樹脂形成素子の製造方法において用いられるスペーサの構造図である。
【図１７】 本発明の樹脂形成素子の製造方法において、スペーサを内包する接着材層に一時保持用部材を接着する工程を示す概略工程図である。
【図１８】 本発明の樹脂形成素子の製造方法において、発光素子を素子形成基板から分離する工程を示す概略工程図である。
【図１９】 本発明の樹脂形成素子の製造方法において、第二基板に発光素子を接着する工程を示す概略工程図である。
【図２０】 本発明の樹脂形成素子の製造方法において、一時保持用部材を剥離する工程を示す概略工程図である。
【図２１】 本発明の樹脂形成素子の製造方法において、素子分離溝を形成する工程を示す概略工程図である。
【図２２】 本発明の樹脂形成素子が配列されて形成される画像表示装置の要部を示す断面図である。
【図２３】 本発明の樹脂形成素子の製造方法において、接着材層を形成する工程を示す概略工程図である。
【図２４】 本発明の樹脂形成素子の製造方法において、発光素子を一時保持用部材に接着する工程を示す概略工程図である。
【図２５】 本発明の樹脂形成素子の製造方法において、発光素子を一時保持用部材に転写する工程を示す概略工程図である。
【図２６】 本発明の樹脂形成素子の製造方法において、発光素子を第二基板に接着する工程を示す概略工程図である。
【図２７】 本発明の樹脂形成素子の製造方法において、一時保持用部材を剥離する工程を示す概略工程図である。
【図２８】 本発明の樹脂形成素子の製造方法において、素子分離溝を形成する工程を示す概略工程図である。
【図２９】 従来の素子転写方法を示す工程図である。
【符号の説明】
１１、７１、２０１ 素子
１２、７２、８０ 電極
１３、７３、２０３ 樹脂部
１４、７４、２０５ 素子形成基板
１５、４１、７５、９１ 吸着盤
２１、８１ 接着材シート
２２、８２、２０４ 接着材
２３ ビーズ
４２、９２、２０６ 転写基板
４３、９３ 周辺スペーサ
５１、１０１ レーザー光
７９ 下地成長層
８３ メッシュ
１２１、１４２、１６１ 発光素子
１２５、１４５、１７５ スペーサ
１２５ａ コア部
１２５ｂ シェル部
２０７ スペーサ
１３２、１４１、１７４ 樹脂形成素子
２０８ 加圧クリップ
Claims (5)
- 素子形成基板の主面に配置された発光素子上に、該発光素子を覆うように接着材層を形成し、
前記接着材層を介して剥離層を有する一時保持用部材に前記発光素子を前記素子形成基板から転写し、
第二基板に、コア部と当該コア部を覆う熱可塑性接着材により形成されるシェル部からなり、光拡散構造を有するスペーサが分散配置された接着材層を形成し、
前記スペーサを前記発光素子の下側に臨むように配置した状態で、前記スペーサを加熱した後冷却することにより、光取出し領域である前記発光素子の下側に前記熱可塑性接着材を介して前記スペーサを固定し、
前記発光素子を前記一時保持用部材から剥離し、
前記発光素子を覆う接着材層及び前記スペーサが分散配置された接着材層を、所要のサイズに分離してチップ化する
ことを特徴とする樹脂形成素子の製造方法。 - 前記コア部と前記シェル部は光透過性を有することを特徴とする請求項１記載の樹脂形成素子の製造方法。
- 前記コア部は有機高分子材料により形成されていることを特徴とする請求項２記載の樹脂形成素子の製造方法。
- 前記シェル部は熱可塑性接着材により形成され、
前記有機高分子材料のガラス転移温度は、前記熱可塑性接着材のガラス転移温度より高いことを特徴とする請求項３記載の樹脂形成素子の製造方法。 - 素子形成基板の主面に配置された発光素子上に、該発光素子を覆うように接着材層を形成し、
前記接着材層を介して剥離層を有する一時保持用部材に前記発光素子を前記素子形成基板から転写し、
第二基板に、コア部と当該コア部を覆う熱可塑性接着材により形成されるシェル部からなり、光拡散構造を有するスペーサが分散配置された接着材層を形成し、
前記スペーサを前記発光素子の下側に臨むように配置した状態で、前記スペーサを加熱した後冷却することにより、光取出し領域である前記発光素子の下側に前記熱可塑性接着材を介して前記スペーサを固定し、
前記発光素子を前記一時保持用部材から剥離し、
前記発光素子を覆う接着材層及び前記スペーサが分散配置された接着材層を、所要のサイズに分離して前記発光素子を内包する樹脂形成素子を形成し、
前記樹脂形成素子を配列することにより所要の画像表示部を形成する
ことを特徴とする画像表示装置の製造方法。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0582038U (ja) * | 1992-04-07 | 1993-11-05 | ニチコン株式会社 | コンデンサ |
| KR20150060716A (ko) * | 2012-09-27 | 2015-06-03 | 신닛테츠 수미킨 가가쿠 가부시키가이샤 | 표시 장치의 제조 방법 |
| KR20200026322A (ko) * | 2012-09-27 | 2020-03-10 | 닛테츠 케미컬 앤드 머티리얼 가부시키가이샤 | 표시 장치의 제조 방법 |
| KR102087647B1 (ko) * | 2012-09-27 | 2020-03-11 | 닛테츠 케미컬 앤드 머티리얼 가부시키가이샤 | 표시 장치의 제조 방법 |
| KR102094729B1 (ko) | 2012-09-27 | 2020-03-30 | 닛테츠 케미컬 앤드 머티리얼 가부시키가이샤 | 표시 장치의 제조 방법 |
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