JP7377656B2 - 素子移載装置、素子モジュールの作製方法 - Google Patents

素子移載装置、素子モジュールの作製方法 Download PDF

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Description

本発明は、素子が形成された素子基板から素子をピックアップし、素子を駆動する回路が形成された回路基板に素子をリリースする素子移載装置に関する。また、素子移載装置を用いた素子モジュールの作製方法に関する。
スマートフォン等の中小型ディスプレイにおいては、液晶やＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を用いたディスプレイが既に製品化されている。なかでも、自発光型素子であるＯＬＥＤを用いたＯＬＥＤディスプレイは、液晶ディスプレイと比べて、高コントラストでバックライトが不要という利点を有する。しかしながら、ＯＬＥＤは有機化合物で構成されるため、有機化合物の劣化によってＯＬＥＤディスプレイの高信頼性を確保することが難しい。
一方、次世代ディスプレイとして、マトリクス状に配列された画素内に微小なマイクロＬＥＤを配置した、いわゆるマイクロＬＥＤディスプレイの開発が進められている。マイクロＬＥＤは、ＯＬＥＤと同様の自発光型素子であるが、ＯＬＥＤと異なり、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）などを含む無機化合物で構成される。そのため、ＯＬＥＤディスプレイと比較すると、マイクロＬＥＤディスプレイは高信頼性を確保しやすい。さらに、マイクロＬＥＤは、発光効率が高く、高輝度である。したがって、マイクロＬＥＤディスプレイは、高信頼性、高輝度、高コントラストの次世代ディスプレイとして期待されている。
マイクロＬＥＤディスプレイでは、回路基板（バックプレーン、ＴＦＴ基板ともいう）の各画素内にマイクロＬＥＤを配置する必要がある。回路基板にマイクロＬＥＤを配置する方法の一つとして、移載用基板を用いて素子基板から複数のマイクロＬＥＤをピックアップし、移載用基板を回路基板と貼り合わせ、複数のマイクロＬＥＤを回路基板に移載する方法が知られている（例えば、特許文献１または特許文献２参照）。
米国特許出願公開第２０１６／０２４０５１６号明細書 米国特許出願公開第２０１７／００４７３０６号明細書
しかしながら、従来の移載用基板は、素子基板の素子間の間隔と回路基板の素子間の間隔とが異なる場合には使用することができなかった。この場合、移載工程の繰り返し回数が増えるだけでなく、製造タクトも大幅に増加することから、マイクロＬＥＤディスプレイの製造コストが上昇する要因となっていた。
本発明は、上記問題に鑑み、素子基板の素子間の間隔とは異なる間隔で回路基板に素子を移載することができる素子移載装置を提供することを課題の一つとする。また、素子基板に配置された素子間の間隔とは異なる間隔で回路基板に素子が配置された素子モジュールの作製方法を提供することを課題の一つとする。
本発明の一実施形態に係る素子移載装置は、第１貫通孔および第２貫通孔を含む弾性シートと、第１貫通孔に第１軸部が挿通された第１保持ピンと、第２貫通孔に第２軸部が挿通された第２保持ピンと、第１保持ピンに設けられ、第１素子を粘着する第１粘着部と、第２保持ピンに設けられ、第２素子を粘着する第２粘着部と、を含む。
本発明の一実施形態に係る素子モジュールの作製方法は、弾性シートを伸縮させて、弾性シートの第１貫通孔に挿通された第１保持ピンと第２貫通孔に挿通された第２保持ピンとの間隔を変化させ、第１保持ピンに設けられた第１粘着部および第２保持ピンに設けられた第２粘着部のそれぞれに、第１支持基板の上の第１素子および第２素子を粘着してピックアップする。
本発明の一実施形態に係る素子モジュールの作製方法は、弾性シートの第１貫通孔および第２貫通孔に挿通され、第１粘着部が設けられた第１保持ピンおよび第２粘着部が設けられた第２保持ピンにより、第１支持基板の上の第１素子および第２素子を粘着してピックアップし、弾性シートを伸縮させて、第１保持ピンと前記第２保持ピンとの間隔を変化させ、第２支持基板の上に、第１素子および第２素子を載置してリリースする。
本発明の一実施形態に係る素子移載装置の概略上面図である。 本発明の一実施形態に係る素子移載装置の弾性シートの概略上面図である。 本発明の一実施形態に係る素子移載装置の概略断面図である。 本発明の一実施形態に係る素子移載装置の保持ピンおよび粘着部の概略断面図である。 本発明の一実施形態に係る素子移載装置において、弾性シートを伸長した状態を示す概略断面図である。 本発明の一実施形態に係る素子移載装置の概略断面図である。 本発明の一実施形態に係る素子移載装置において、粘着部に素子がピックアップされた状態を示す概略断面図である。 本発明の一実施形態に係る素子移載装置において、弾性シートを伸長した状態を示す概略断面図である。 本発明の一実施形態に係る素子移載装置の概略断面図である。 本発明の一実施形態に係る素子移載装置の保持ピンおよび粘着部の概略断面図である。 本発明の一実施形態に係る素子移載装置において、弾性シートを伸長した状態を示す概略断面図である。 本発明の一実施形態に係る素子移載装置の概略断面図である。 本発明の一実施形態に係る素子移載装置の保持ピンおよび粘着部の概略断面図である。 本発明の一実施形態に係る素子移載装置において、弾性シートを伸長した状態を示す概略断面図である。 本発明の一実施形態に係る素子モジュールの作製方法に用いる素子基板の概略斜視図である。 本発明の一実施形態に係る素子モジュールの作製方法に用いる回路基板のレイアウト構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る素子モジュールの作製方法のフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る素子モジュールの作製方法を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る素子モジュールの作製方法を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る素子モジュールの作製方法を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る素子モジュールの作製方法を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る素子モジュールの作製方法を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る素子モジュールの作製方法を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る素子モジュールの作製方法を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る素子モジュールの作製方法を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る素子モジュールの作製方法において、素子をピックアップした素子移載装置を回路基板に押し当てる前の状態を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る素子モジュールの作製方法において、素子をピックアップした素子移載装置を回路基板に押し当てる前の状態を示す模式図である。
以下に、本発明の各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、実施形態はあくまで一例にすぎず、当業者が、発明の主旨を保ちつつ適宜変更することによって容易に想到し得るものについても、当然に本発明の範囲に含有される。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合がある。しかし、図示された形状はあくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。
本発明の各実施形態において、説明の便宜上、「上」または「下」という語句を用いて説明するが、説明における上下関係が逆になる場合があってもよい。例えば、基板の上の素子という表現は、基板と素子との上下関係を説明しているにすぎず、基板と素子との間に他の部材が配置されていてもよい。
本明細書において、「αはＡ、ＢまたはＣを含む」、「αはＡ，ＢおよびＣのいずれかを含む」、「αはＡ，ＢおよびＣからなる群から選択される一つを含む」、といった表現は、特に明示が無い限り、αがＡ～Ｃの複数の組み合わせを含む場合を排除しない。さらに、これらの表現は、αが他の要素を含む場合も排除しない。
本明細書において、素子とは、例えば、マイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、またはレーザーダイオード（ＬＤ）であるが、これに限られない。また、ＬＥＤは、ミニＬＥＤまたはマイクロＬＥＤを含む。
本明細書において、素子モジュールとは、素子が載置された回路基板をいい、例えば、ＭＥＭＳモジュール、ＬＥＤモジュール、またはＬＤモジュールであるが、これに限られない。
＜第１実施形態＞
図１Ａ～図１Ｄを用いて、本発明の一実施形態に係る素子移載装置１０について説明する。
［構造］
図１Ａは、本発明の一実施形態に係る素子移載装置１０の概略上面図である。図１Ａに示すように、素子移載装置１０は、弾性シート１００および複数の保持ピン１１０を含む。
図１Ｂは、本発明の一実施形態に係る素子移載装置１０の弾性シート１００の概略上面図である。具体的には、図１Ｂは、素子移載装置１０から保持ピン１１０を取り外した弾性シート１００を示す。図１Ｂに示すように、弾性シート１００には、貫通孔１０１が設けられている。図１Ａに示した保持ピン１１０は、弾性シート１００の貫通孔１０１に嵌められる。そのため、貫通孔１０１は、保持ピン１１０が取り付けられる位置に設けられている。
図１Ｃは、本発明の一実施形態に係る素子移載装置１０の概略断面図である。具体的には、図１Ｃは、図１ＡのＡ－Ａ’線に沿って切断した概略断面図である。図１Ｃに示すように、素子移載装置１０では、弾性シート１００の貫通孔１０１に保持ピン１１０が嵌められている。保持ピン１１０の一端には粘着部１２０が設けられている。なお、素子移載装置１０の定常状態において、隣接する２つの保持ピン１１０間の間隔はＬ１である。
図１Ｄは、本発明の一実施形態に係る素子移載装置１０の保持ピン１１０および粘着部１２０の概略断面図である。図１Ｄに示すように、保持ピン１１０は、軸部１１１、第１ヘッド部１１２、および第２ヘッド部１１３を含む。第１ヘッド部１１２は軸部１１１の第１端に設けられ、第２ヘッド部１１３は軸部１１１の第１端の反対の第２端に設けられている。第１ヘッド部１１２および第２ヘッド部１１３の各々の外径は、軸部１１１の外径よりも大きい。保持ピン１１０は、軸部１１１が貫通孔１０１に挿通され、第１ヘッド部１１２および第２ヘッド部１１３が弾性シート１００を挟みこんでいる。また、第１ヘッド部１１２の軸部１１１が設けられる面と反対側の面に粘着部１２０が設けられている。
軸部１１１の外径は、貫通孔１０１の開口径よりも小さい。また、軸部１１１の長さは、貫通孔１０１の深さ（弾性シート１００の膜厚に相当）よりも大きい。そのため、軸部１１１は、貫通孔１０１内を、弾性シート１００の面内方向だけでなく、膜厚方向にも遊動することができる。
また、軸部１１１の外径と貫通孔１０１の開口径とをほぼ一致させて、軸部１１１が弾性シート１００の面内方向にほとんど遊動しないようにすることもできる。さらに、軸部１１１の長さと貫通孔１０１の深さとをほぼ一致させて、軸部１１１が弾性シート１００の膜厚方向にほとんど遊動しないようにすることもできる。
一方、第１ヘッド部１１２および第２ヘッド部１１３の各々は、貫通孔１０１の外側に位置し、貫通孔１０１の開口面から突出している。第１ヘッド部１１２および第２ヘッド部１１３の各々の外径は、貫通孔１０１の開口径よりも大きい。そのため、第１ヘッド部１１２および第２ヘッド部１１３が、貫通孔１０１内に入り込むことはない。したがって、第１ヘッド部１１２および第２ヘッド部１１３は、保持ピン１１０が弾性シート１００の貫通孔１０１から抜けることを防止する留め具として機能することができる。
素子移載装置１０では、粘着部１２０を用いて、素子基板から素子をピックアップし、回路基板に素子をリリースする。そのため、そのため、粘着部１２０の粘着力は、素子基板から素子をピックアップできる程度に大きく、回路基板に素子をリリースできる程度に小さい。
軸部１１１、第１ヘッド部１１２、第２ヘッド部１１３、および粘着部１２０の外径は、素子の大きさまたは形状を考慮して適宜決定することができる。例えば、第１ヘッド部１１２または第２ヘッド部１１３の外径は、軸部１１１の外径に対して１．２５倍以上５倍以下とすることができる。第１ヘッド部１１２の外径と第２ヘッド部１１３の外径とが異なっていてもよい。粘着部１２０の外径も同様である。粘着部１２０の外径が、第１ヘッド部１１２の外径と同じであってもよく、第１ヘッド部１１２の外径と異なっていてもよい。
軸部１１１の長さは、弾性シート１００の膜厚以上であればよい。軸部１１１の長さが、弾性シート１００の膜厚よりも大きい場合は、弾性シート１００の膜厚方向における軸部１１１の移動範囲が大きくなる。しかし、軸部１１１の長さが弾性シート１００の膜厚に比べて大きすぎると、第１ヘッド部１１２または第２ヘッド部１１３が弾性シート１００から離れるすぎるため、保持ピン１１０と素子との位置合わせが不安定となる。そのため、軸部１１１の長さは、弾性シート１００の膜厚に対して１倍以上２倍以下が好ましい。
粘着部１２０は素子を粘着する平坦面を含むことが好ましい。粘着部１２０の平坦面の表面粗さは、例えば、１μｍ以下、好ましくは０．５μｍ以下である。平坦面の表面粗さが小さいと、素子と接触する面積が増えるため、粘着部１２０と素子との間の粘着力を大きくすることができる。なお、第２ヘッド部１１３の軸部１１１が設けられた面の反対側の面も平坦面であることが好ましい。第２ヘッド部１１３が平坦面を有する場合、第２ヘッド部１１３の平坦面に均等に圧力を加えることができるため、粘着部１２０の平行度を調整しやすい。
粘着部１２０の膜厚は、素子の大きさまたは形状を考慮して適宜決定することができる。粘着部１２０は伸縮性を有することで素子を埋め込むようにすることができる。そのため、粘着部１２０の膜厚は、素子の高さよりも大きいことが好ましい。また、粘着部１２０に流動性を持たせて素子を埋め込むようにして素子を粘着してもよい。
図１Ａ～図１Ｄに示す貫通孔１０１、軸部１１１、第１ヘッド部１１２、第２ヘッド部１１３、および粘着部１２０の各々の断面形状は円形であるが、これに限られない。貫通孔１０１、軸部１１１、第１ヘッド部１１２、第２ヘッド部１１３、および粘着部１２０の各々の断面形状は、多角形または楕円形などでもよい。すなわち、貫通孔１０１、軸部１１１、第１ヘッド部１１２、第２ヘッド部１１３、および粘着部１２０の各々の形状は、例えば、多角柱、円柱、または楕円柱など、様々な形状が可能である。
弾性シート１００の大きさは、素子基板または回路基板の大きさを考慮して適宜決定することができる。弾性シート１００の大きさは、例えば、５０ｍｍ角であるが、これに限られない。また、弾性シート１００の形状は、例えば、矩形であるが、これに限られない。弾性シート１００の形状は、多角形、円形、または楕円形とすることもできる。
弾性シート１００の膜厚は、素子移載装置１０の剛性を考慮して適宜決定することができる。弾性シート１００の膜厚は、例えば、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であるが、これに限られない。弾性シート１００の膜厚が薄い場合には、素子移載装置１０の剛性が弱くなる。また、弾性シート１００の膜厚が厚い場合には、弾性シート１００の伸縮性が低下する。そのため、弾性シート１００の膜厚は、貫通孔１０１が設けられる厚さである上記範囲内であることが好ましい。
保持ピン１１０の個数や間隔は、第１基板および第２基板の各々の素子の配置や素子の大きさなどを考慮して適宜決定することができる。例えば、弾性シート１００内に、保持ピン１１０をマトリクス状または千鳥格子状に配置することができる。
図１Ｅは、本発明の一実施形態に係る素子移載装置１０において、弾性シート１００を伸長した状態を示す概略断面図である。図１Ｅに示すように、素子移載装置１０は、弾性シート１００の面内方向に力を加えることによって、弾性シート１００が伸長する。同時に、保持ピン１１０間の間隔も、図１Ｃに示す定常状態のＬ１から図１Ｅに示す伸長状態のＬ２に伸張する。図１Ｅには、弾性シート１００が伸長する状態を示したが、弾性シート１００は縮小することも可能である。したがって、弾性シート１００に加える力を調整することで、保持ピン１１０間の間隔を調整することができる。
［材料］
弾性シート１００は、力が加えられると変形し、力が取り除かれると元に戻る性質を有する弾性材料であることが好ましい。弾性シート１００の弾性材料としては、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、シリコーンゴム（ＳＩ）、ポリウレタンゴム（ＰＵＲ）、フッ素ゴム（ＦＰＭ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、またはイソブチエン・イソプレンゴム（ＩＩＲ）などであり、これらのゴムを単独または混合して使用することができる。特に、高耐熱性を必要とする場合、弾性シート１００の弾性材料としては、シリコーンゴムまたはフッ素ゴムであることが好ましい。なお、本明細書におけるシリコーンゴムには、ポリジメチルシロキサン（Ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ：ＰＤＭＳ）が含まれるものとする。
また、弾性シート１００には、加硫材、充填剤、軟化剤、着色剤、または劣化防止剤などの添加物が含まれていてもよい。加硫材としては、硫黄、硫黄化合物、または過酸化物などを用いることができる。充填剤としては、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、珪酸、珪酸マグネシウム、またはケイ酸カルシウムなどを用いることができる。軟化剤としては、パラフィン系プロセスオイルまたはナフテン系プロセスオイルなどを用いることができる。着色剤としては、カーボンブラック、チタンホワイト、群青、フタロシアニン、またはベンガラ、クロム酸鉛などを用いることができる。劣化防止剤としては、フェノールまたはワックスなどを用いることができる。
さらに、弾性シート１００には、加硫助剤または加硫促進剤が含まれていてもよい。加硫助剤としては、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸、亜鉛華、酸化亜鉛、または酸化マグネシウムなどを用いることができる。加硫促進剤としては、チアゾール類、チラウム類、スルフェンアミド類、またはジチオカルバミン酸塩類などを用いることができる。
保持ピン１１０は、弾性シート１００と同様の弾性材料を用いることができる。また、保持ピン１１０は、剛性の高い材料（剛性材料）を用いることもできる。保持ピン１１０の剛性材料として、例えば、石英、ガラス、またはシリコンなどを用いることができる。さらに、保持ピン１１０は、アルミニウム、真鍮、またはステンレスなどの金属材料を用いることもできる。
保持ピン１１０は、軸部１１１、第１ヘッド部１１２、および第２ヘッド部１１３を一体として作製することができるが、これに限られない。軸部１１１、第１ヘッド部１１２、および第２ヘッド部１１３の各々を個別に作製し、それらを圧着、溶接、または接着して保持ピン１１０を作製することもできる。そのため、軸部１１１、第１ヘッド部１１２、および第２ヘッド部１１３を、それぞれ異なる材料で作製することもできる。
粘着部１２０は、弾性シート１００と同様の弾性材料を用いることができる。とくに、粘着部１２０の弾性材料は、低反発性を有する弾性材料であることが好ましい。また、粘着部１２０は、平坦面を形成しやすい材料（平坦化材料）を用いることができる。粘着部１２０の平坦化材料として、例えば、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、またはシロキサン樹脂などを用いることができる。なお、粘着部１２０の材料は、感光性樹脂であってもよい。
粘着部１２０は、さらに、デンプン、カルボキシメチルセルロース、ポリ酢酸ビニル、またはポリビニルアルコールなどに、ホウ砂などを混ぜてゲル化したゲル材料を用いることもできる。
粘着部１２０の材料は、保持ピン１１０の材料と異なることができる。例えば、保持ピン１１０に剛性材料を用いて保持ピン１１０の剛性を高くしつつ、粘着部１２０に変形が保持される弾性材料を用いることができる。
粘着部１２０の材料は全て同一でなくてもよい。保持ピン１１０が設けられた位置によって粘着部１２０の材料を変えることができる。例えば、弾性シート１００の内側に設けられた保持ピン１１０の粘着部１２０には第１材料を用い、弾性シート１００の外側に設けられた保持ピン１１０の粘着部１２０には第２材料を用いることができる。粘着部１２０の材料を変えることで、保持ピン１１０の位置によって粘着力を変えることができる。
以上、本実施形態に係る素子移載装置１０によれば、弾性シート１００の伸縮性を利用して、素子基板の素子間の間隔と異なる間隔で回路基板に素子を移載することができる。また、素子移載装置１０には、保持ピン１１０に粘着部１２０が設けられているため、保持ピン１１０に剛性を持たせることができるとともに、ピックアップまたはリリースする素子に応じて粘着部１２０の材料を選択することができる。したがって、素子移載装置１０を用いることにより移載工程の繰り返し回数を減らすことができるため、素子６１０を含むデバイスの製造タクトや製造コストを削減することができる。
＜変形例＞
図２Ａ～図２Ｃを用いて、素子移載装置１０の変形例である素子移載装置１０Ａについて説明する。以下では、素子移載装置１０と同様の構成については説明を省略し、主に、素子移載装置１０と異なる構成について説明する。
図２Ａは、本発明の一実施形態に係る素子移載装置１０Ａの概略断面図である。具体的には、図２Ａは、図１ＡのＡ－Ａ’線に沿って切断した概略断面図である。図２Ａに示すように、素子移載装置１０Ａは、弾性シート１００、複数の保持ピン１１０、第１粘着部１２０Ｒ、第２粘着部１２０Ｇ、および第３粘着部１２０Ｂを含む。第１粘着部１２０Ｒと、第２粘着部１２０Ｇと、第３粘着部１２０Ｂとでは、膜厚が異なっている。すなわち、素子移載装置１０Ａでは、複数の保持ピン１１０の各々の一端に、膜厚の異なる第１粘着部１２０Ｒ、第２粘着部１２０Ｇ、および第３粘着部１２０Ｂのいずれかが設けられている。なお、素子移載装置１０Ａの定常状態において、隣接する２つの保持ピン１１０間の間隔はＬ１である。
図２Ａには、素子基板６０の第１支持基板６００上に設けられた高さの異なる第１素子６１０Ｒ、第２素子６１０Ｇ、および第３素子６１０Ｂも示している。素子移載装置１０Ａの第１粘着部１２０Ｒ、第２粘着部１２０Ｇ、および第３粘着部１２０Ｂの膜厚は、それぞれ、第１素子６１０Ｒ、第２素子６１０Ｇ、および第３素子６１０Ｂの高さに応じて調整されている。すなわち、高さの小さい第１素子６１０Ｒでは、膜厚の大きい第１粘着部１２０Ｒが設けられ、高さの大きい第３素子６１０Ｂでは、膜厚の小さい第３粘着部１２０Ｂが設けられている。
以下の説明においては、第１粘着部１２０Ｒ、第２粘着部１２０Ｇ、及び第３粘着部１２０Ｂを特に区別しない場合は、粘着部１２０Ａとして表記する。また、第１素子６１０Ｒ、第２素子６１０Ｇ、および第３素子６１０Ｂを特に区別しない場合は、素子６１０として表記する。
図２Ｂは、本発明の一実施形態に係る素子移載装置１０Ａにおいて、粘着部１２０Ａによって素子６１０がピックアップされた状態を示す概略断面図である。図２Ｂに示すように、第１粘着部１２０Ｒ、第２粘着部１２０Ｇ、および第３粘着部１２０Ｂには、それぞれ、第１素子６１０Ｒ、第２素子６１０Ｇ、および第３素子６１０Ｂが粘着されている。素子６１０の高さに応じて粘着部１２０Ａの膜厚が変化しているため、素子６１０が粘着部１２０Ａに粘着している状態において、保持ピン１１０から素子６１０の底面（粘着部１２０と粘着する面と反対側の面）までの距離をほぼ同じにすることができる。
ミニＬＥＤまたはマイクロＬＥＤのような発光素子である場合、発光色に応じて発光素子の高さが異なる場合がある。例えば、第１素子６１０Ｒ、第２素子６１０Ｇ、および第３素子６１０Ｂが、それぞれ、赤色発光素子、緑色発光素子、および青色発光素子である場合、素子移載装置１０Ａでは、赤色発光素子、緑色発光素子、および青色発光素子の高さに応じて、それぞれ、第１粘着部１２０Ｒ、第２粘着部１２０Ｇ、および第３粘着部１２０Ｂの膜厚を調整する。そのため、高さの異なる発光素子であっても、素子移載装置１０Ａを用いれば、一括して発光素子をピックアップすることができる。また、保持ピン１１０から各発光素子の底面までの距離が揃っているため、回路基板に対して一括して発光素子をリリースすることができる。
図２Ｃは、本発明の一実施形態に係る素子移載装置１０Ａにおいて、弾性シート１００を伸長した状態を示す概略断面図である。図２Ｃに示すように、素子移載装置１０Ａは、弾性シート１００の面内方向に力を加えることによって、弾性シート１００が伸長する。同時に、保持ピン１１０間の間隔も、図２Ａに示す定常状態のＬ１から図２Ｃに示す伸長状態のＬ２に伸張する。図２Ｃには、弾性シート１００が伸長する状態を示したが、弾性シート１００は縮小することも可能である。したがって、弾性シート１００に加える力を調整することで、保持ピン１１０間の間隔を調整することができる。
以上、本実施形態の変形例に係る素子移載装置１０Ａによれば、素子６１０の高さに応じて粘着部１２０の膜厚が調整されているため、高さの異なる素子６１０を同時にピックアップしまたはリリースすることができる。したがって、素子移載装置１０を用いることにより移載工程の繰り返し回数を減らすことができるため、素子を含むデバイスの製造タクトや製造コストを削減することができる。
上記の構成は、変形例も含めてあくまで一実施形態に過ぎず、本発明は上記の構成に限定されるものではない。
＜第２実施形態＞
図３Ａ～図３Ｃを用いて、本発明の一実施形態に係る素子移載装置２０について説明する。以下では、第１実施形態と同様の構成については説明を省略し、主に、第１実施形態と異なる構成について説明する。
図３Ａは、本発明の一実施形態に係る素子移載装置２０の概略断面図である。具体的には、図３Ａは、図１Ａに示したＡ－Ａ’線と同様の位置で素子移載装置２０を切断した概略断面図である。図３Ａに示すように、素子移載装置２０は、弾性シート２００、複数の保持ピン２１０、および粘着部２２０を含む。弾性シート２００には、貫通孔２０１が設けられ、保持ピン２１０が嵌められている。また、保持ピン２１０の一端に、粘着部２２０が設けられている。なお、素子移載装置２０の定常状態において、隣接する２つの保持ピン２１０間の間隔はＬ１である。
図３Ｂは、本発明の一実施形態に係る素子移載装置２０の保持ピン２１０および粘着部２２０の概略断面図である。図３Ｂに示すように、保持ピン２１０は、軸部２１１、第１ヘッド部２１２、および第２ヘッド部２１３を含む。軸部２１１の一端に第１ヘッド部２１２が設けられ、軸部２１１の他端に第２ヘッド部２１３が設けられている。また、第１ヘッド部２１２の軸部２１１が設けられる面と反対側の面に粘着部２２０が設けられている。
軸部２１１は、テーパーを有し、位置によって外径が異なる。すなわち、軸部２１１の外径は、第１ヘッド部２１２側で最大となり、第２ヘッド部２１３側で最小となる。第１ヘッド部２１２の外径は、軸部２１１の最大外径よりも大きい。また、第２ヘッド部２１３の外径は、軸部２１１の最小外径よりも大きい。
貫通孔２０１も、軸部２１１と同様のテーパーを有し、位置によって開口径が異なる。すなわち、貫通孔２０１の開口径は、第１ヘッド部２１２側に位置する第１開口面で最大となり、第２ヘッド部２１３側で最小となる。第１ヘッド部２１２の外径は、第１開口面の開口径よりも大きい。また、第２ヘッド部２１３の外径は、第２開口面の開口径よりも大きい。
貫通孔２０１の第１開口面の開口径または第２開口面の開口径は、軸部２１１の最大外径よりも小さいことが好ましいが、これに限られない。貫通孔２０１の第１開口面の開口径または第２開口径が軸部２１１の最大外径よりも小さい場合、軸部２１１の中間位置で弾性シート２００を固定することができる。
軸部２１１および貫通孔２０１のテーパー角は、軸部２１１の長さや弾性シート２００の膜厚などを考慮して適宜決定することができる。また、軸部２１１のテーパー角と貫通孔２０１のテーパー角は一致していることが好ましいが、これに限られない。
図３Ｃは、本発明の一実施形態に係る素子移載装置２０において、弾性シート２００を伸長した状態を示す概略断面図である。図３Ｃに示すように、素子移載装置２０は、弾性シート２００の面内方向に力を加えることによって、弾性シート２００が伸長する。同時に、保持ピン２１０間の間隔も、図３Ａに示す定常状態のＬ１から図３Ｃに示す伸張状態のＬ２に伸張する。したがって、弾性シート２００に加える力を調整することで、保持ピン１１０の間隔を調整することができる。図３Ｃには、弾性シート２００が伸長する状態を示したが、弾性シート２００は縮小することも可能である。したがって、弾性シート２００に加える力を調整することで、保持ピン２１０間の間隔を調整することができる。
また、貫通孔２０１の第１開口面の開口径または第２開口面の開口径が軸部２１１の最大外径よりも小さい場合、図３Ｃに示すように、軸部２１１を所定の位置で固定することができる。したがって、素子移載装置２０は、伸張状態の弾性シート２００に対して保持ピン２１０を固定することができるため、素子６１０のピックアップまたはリリースが安定する。
以上、本実施形態に係る素子移載装置２０によれば、弾性シート２００の伸縮性を利用して、素子基板の素子間の間隔と異なる間隔で回路基板に素子を移載することができる。また、素子移載装置２０では、伸張状態の弾性シート２００に対して保持ピン２１０を固定し、安定して素子６１０をピックアップまたはリリースすることができる。したがって、素子移載装置２０を用いることにより、素子６１０を含むデバイスの製造タクトや製造コストを削減し、歩留まりを向上させることができる。
＜変形例＞
図４Ａ～図４Ｃを用いて、素子移載装置２０の変形例である素子移載装置２０Ａについて説明する。以下では、素子移載装置２０と同様の構成については説明を省略し、主に素子移載装置１０と異なる構成について説明する。
図４Ａは、本発明の一実施形態に係る素子移載装置２０Ａの概略断面図である。具体的には、図４Ａは、図１ＡのＡ－Ａ’線と同様の位置で素子移載装置２０Ａを切断した概略断面図である。図４Ａに示すように、素子移載装置２０Ａは、弾性シート２００Ａ、複数の保持ピン２１０Ａ、および粘着部２２０を含む。弾性シート２００Ａには、貫通孔２０１Ａが設けられ、保持ピン２１０Ａが嵌められている。また、保持ピン２１０Ａの一端に、粘着部２２０が設けられている。なお、素子移載装置２０Ａの定常状態において、隣接する２つの保持ピン２１０Ａ間の間隔はＬ１である。
図４Ｂは、本発明の一実施形態に係る素子移載装置２０Ａの保持ピン２１０Ａおよび粘着部２２０の概略断面図である。図４Ｂに示すように、保持ピン２１０Ａは、軸部２１１Ａ、第１ヘッド部２１２Ａ、および第２ヘッド部２１３Ａを含む。軸部２１１Ａの一端に第１ヘッド部２１２Ａが設けられ、軸部２１１Ａの他端に第２ヘッド部２１３Ａが設けられている。また、第１ヘッド部２１２Ａの軸部２１１Ａが設けられる面と反対側の面に粘着部２２０Ａが設けられている。
軸部２１１Ａは、テーパーを有し、位置によって外径が異なる。すなわち、軸部２１１Ａの外径は、第１ヘッド部２１２Ａ側で最小となり、第２ヘッド部２１３Ａ側で最大となる。第１ヘッド部２１２Ａの外径は、軸部２１１Ａの最小外径よりも大きい。また、第２ヘッド部２１３Ａの外径は、軸部２１１Ａの最大外径よりも大きい。
貫通孔２０１Ａも、軸部２１１Ａと同様のテーパーを有し、位置によって開口径が異なる。すなわち、貫通孔２０１Ａの開口径は、第１ヘッド部２１２Ａ側に位置する第１開口面で最小となり、第２ヘッド部２１３Ａ側で最大となる。第１ヘッド部２１２Ａの外径は、第１開口面の開口径よりも大きい。また、第２ヘッド部２１３Ａの外径は、第２開口面の開口径よりも大きい。
貫通孔２０１Ａの第１開口面の開口径または第２開口面の開口径は、軸部２１１Ａの最大外径よりも小さいことが好ましいが、これに限られない。貫通孔２０１Ａの第１開口面の開口径または第２開口径が軸部２１１Ａの最大外径よりも小さい場合、軸部２１１Ａの中間位置で弾性シート２００を固定することができる。
軸部２１１Ａおよび貫通孔２０１Ａのテーパー角は、軸部２１１Ａの長さや弾性シート２００Ａの膜厚などを考慮して適宜決定することができる。また、軸部２１１Ａのテーパー角と貫通孔２０１Ａのテーパー角は一致していることが好ましいが、これに限られない。
図４Ｃは、本発明の一実施形態に係る素子移載装置２０において、弾性シート２００Ａを伸長した状態を示す概略断面図である。図４Ｃに示すように、素子移載装置２０Ａは、弾性シート２００Ａの面内方向に力を加えることによって、弾性シート２００Ａが伸長する。同時に、保持ピン２１０Ａ間の間隔も、図４Ａに示す定常状態のＬ１から図４Ｃに示す伸張状態のＬ２に伸張する。したがって、弾性シート２００Ａに加える力を調整することで、保持ピン１１０Ａの間隔を調整することができる。図４Ｃには、弾性シート２００Ａが伸長する状態を示したが、弾性シート２００Ａは縮小することも可能である。したがって、弾性シート２００Ａに加える力を調整することで、保持ピン２１０Ａ間の間隔を調整することができる。
また、貫通孔２０１Ａの第１開口面の開口径または第２開口面の開口径が軸部２１１Ａの最大外径よりも小さい場合、図４Ｃに示すように、軸部２１１Ａを所定の位置で固定することができる。したがって、素子移載装置２０は、伸張状態の弾性シート２００Ａに対して保持ピン２１０Ａを固定することができるため、素子６１０のピックアップまたはリリースが安定する。
以上、本実施形態の変形例に係る素子移載装置２０Ａによれば、弾性シート２００Ａの伸縮性を利用して、素子基板の素子間の間隔と異なる間隔で回路基板に素子を移載することができる。また、素子移載装置２０Ａでは、伸張状態の弾性シート２００Ａに対して保持ピン２１０Ａを固定し、安定して素子６１０をピックアップまたはリリースすることができる。したがって、素子移載装置２０を用いることにより、素子６１０を含むデバイスの製造タクトや製造コストを削減し、歩留まりを向上させることができる。
＜第３実施形態＞
図５～図８を用いて、本発明の一実施形態に係る素子モジュールの作製方法について説明する。本実施形態では、素子移載装置１０を用いて、素子６１０が形成された素子基板６０から素子６１０を駆動する回路が形成された回路基板７０へ素子６１０を移載する方法について説明する。
［素子基板］
図５は、本発明の一実施形態に係る素子モジュールの作製方法に用いる素子基板６０の概略斜視図である。
図５に示すように、素子基板６０は、第１支持基板６００および複数の素子６１０を含む。図５では、複数の素子６１０は、第１支持基板６００の上にマトリクス状に配置されているが、これに限られない。複数の素子６１０は、第１支持基板６００上に千鳥格子状に配置されていてもよい。素子基板６０は、素子移載装置１０が素子６１０をピックアップすることができるように、第１支持基板６００上に素子６１０が分離されて配置されていればよい。
第１支持基板６００は、石英、ガラス、シリコン、サファイアなどの剛性基板、ポリイミド、アクリル、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのフレキシブル基板を用いることができる。また、第１支持基板６００は、基板に限られず、フィルムまたはシートであってもよい。
また、第１支持基板６００は、素子６１０を形成するために用いられる基材またはウェハであってもよく、ダイシングフィルムまたはダイシングシートであってもよい。
［回路基板］
回路基板７０は、第２支持基板７００上に、素子６１０を駆動する回路が形成されている。第２支持基板７００としては、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、ポリイミド基板、アクリル基板、シロキサン基板、またはフッ素樹脂基板などの透光性基板を用いることができる。また、透光性を必要としない場合には、第２支持基板７００としては、シリコン基板、炭化シリコン基板、または化合物半導体基板などの半導体基板や、ステンレス基板などの導電性基板を用いることもできる。また、第２支持基板７００は、剛性を有する硬質基板であってもよく、可撓性を有するフレキシブル基板であってもよい。
回路基板７０の一例として、表示装置に用いることができる回路基板７０について説明する。図６は、本発明の一実施形態に係る素子モジュールの作製方法に用いる回路基板７０のレイアウト構成を示すブロック図である。
図６に示すように、第２支持基板７００上には、画素領域７１０、ドライバ回路領域７２０、および端子領域７３０が設けられている。ドライバ回路領域７２０および端子領域７３０は、画素領域７１０の周辺に設けられている。
画素領域７１０は、マトリクス状に配置された複数の、赤色発光画素７１０Ｒ、緑色発光画素７１０Ｇ、および青色発光画素７１０Ｂを含む。各画素には、画素回路７１１が設けられている。なお、図示しないが、各画素には、素子６１０と電気的に接続する電極が設けられている。さらに、素子６１０と電極とを接着するため、電極の上に導電性接着剤７９０を設けることもできる。導電性接着剤７９０は、例えば、導電性フィラーを含有した接着剤であるが、これに限られない。導電性接着剤７９０は、銀ペーストなどの時効硬化のものであってもよい。また、導電性接着剤７９０は、熱硬化型接着剤であってもよく、光硬化型接着剤であってもよい。導電性接着剤７９０は、ピックアップされた素子６１０を回路基板７０の第２支持基板７００上に固定するとともに、素子６１０と第２支持基板７００に設けられた配線とを電気的に接続する。
ドライバ回路領域７２０は、ゲートドライバ回路７２０Ｇおよびソースドライバ回路７２０Ｓを含む。画素回路７１１とゲートドライバ回路７２０Ｇとは、ゲート配線７２１を介して接続される。また、画素回路７１１とソースドライバ回路７２０Ｓとえは、ソース配線７２２を介して接続される。赤色発光画素７１０Ｒ、緑色発光画素７１０Ｇ、および青色発光画素７１０Ｂは、ゲート配線７２１とソース配線７２２とが交差する位置に設けられている。
端子領域７３０は、外部機器との接続のための端子部７３０Ｔを含む。端子部７３０Ｔとゲートドライバ回路７２０Ｇとは、接続配線７３１を介して接続される。また、端子部７３０Ｔとソースドライバ回路７２０Ｓとは、接続配線７３２を介して接続される。外部装置と接続したフレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）などが端子部７３０Ｔに接続されることで、外部機器と回路基板７０とが接続される。外部機器からの信号により、回路基板７０に設けられた各画素回路７１１を駆動することができる。
［素子モジュールの作製方法］
図７は、本発明の一実施形態に係る素子モジュールの作製方法のフローチャートである。図７に示すように、本実施形態に係る素子モジュールの作製方法は、素子移載装置１０と素子基板６０との位置合わせ工程（Ｓ１００）と、素子基板６０から素子６１０をピックアップする工程（Ｓ２００）と、素子移載装置１０と回路基板７０との位置合わせ工程（Ｓ３００）と、回路基板７０へ素子６１０をリリースする工程（Ｓ４００）と、を含む。
以下では、図８Ａ～図８Ｈを用いて、素子モジュールの作製方法について詳細に説明する。なお、図８Ａ～図８Ｈの各々は、本発明の一実施形態に係る素子モジュールの作製方法を示す模式図である。
図８Ａは、ステップＳ１００において、素子基板６０上に素子移載装置１０を設置した状態を示す。素子移載装置１０の保持ピン１１０間の間隔はＬ１である。また、保持ピンの第１ヘッド部１１２には粘着部１２０が設けられている。一方、素子基板６０は、第１支持基板６００上に、第１素子６１０Ｒ、第２素子６１０Ｇ、および第３素子６１０Ｂが配置されている。素子６１０間の間隔はＬ２である。
図８Ｂは、ステップＳ１００において、素子移載装置１０の弾性シート１００を伸長した状態を示す。素子移載装置１０の保持ピン１１０間の間隔を素子６１０間の間隔Ｌ２に合わせるため、力を加えて弾性シート１００に伸長し、固定する。また、素子移載装置１０に設けられたアライメントマーカーと、素子基板６０に設けられたアライメントマーカーとを一致させる。アライメントマーカーは、素子移載装置１０または素子基板６０の中央に配置しておいてもよく、素子移載装置１０または素子基板６０の周辺または四隅に配置してもよい。また、複数のアライメントマーカーを用いて素子移載装置１０と素子基板６０との位置合わせを行ってもよい。保持ピン１１０間の間隔を素子６１０間の間隔Ｌ２に一致させ、素子移載装置１０と素子基板６０との位置合わせが完了する。
図８Ｃは、ステップＳ２００において、素子移載装置１０の粘着部１２０を、素子基板６０の第１素子６１０Ｒ、第２素子６１０Ｇ、および第３素子６１０Ｂに押し当てた状態を示す。粘着部１２０は伸縮性を有するため、素子６１０の高さが大きい程、素子６１０が粘着部１２０に埋め込まれる。この状態において、粘着部１２０と素子６１０との粘着力を大きくするため、弾性シート１００または保持ピン１１０に力を加えてもよい。
図８Ｄは、ステップＳ２００において、素子移載装置１０が、第１素子６１０Ｒ、第２素子６１０Ｇ、および第３素子６１０Ｂをピックアップした状態を示す。粘着部１２０と素子６１０との粘着力が、第１支持基板６００と素子６１０との粘着力（接着力）よりも大きい場合、素子６１０は第１支持基板６００から剥離される。第１素子６１０Ｒ、第２素子６１０Ｇ、および第３素子６１０Ｂは高さが異なるが、粘着部１２０によって第１素子６１０Ｒ、第２素子６１０Ｇ、および第３素子６１０Ｂの高さが調整されるため、保持ピン１１０から第１素子６１０Ｒ、第２素子６１０Ｇ、および第３素子６１０Ｂの底面までの距離はほぼ一致している。すなわち、高さの異なる素子６１０が粘着部１２０に粘着された状態において、各素子６１０の底面はほぼ同じ面内に位置している。言い換えると、第１素子６１０Ｒの底面、第２素子６１０Ｇの底面、および第３素子６１０Ｂの底面が略一致するように粘着部１２０が変形し、保持されている。
図８Ｅは、ステップＳ３００において、回路基板７０上に素子移載装置１０を設置した状態を示す。素子移載装置１０の保持ピン１１０間の間隔はＬ２である。一方、回路基板７０は、第２支持基板７００上に、電極と接続するための導電性接着剤７９０が設けられている。導電性接着剤７９０間（電極間）の間隔はＬ３である。
図８Ｆは、ステップＳ３００において、素子移載装置１０の弾性シート１００を縮小した状態を示す。素子移載装置１０の保持ピン１１０間の間隔を導電性接着剤７９０間の間隔Ｌ３に合わせるため、力を加えて弾性シート１００を縮小し、固定する。位置合わせは、アライメントマーカーを用いて行うことができる。すなわち、素子移載装置１０に設けられたアライメントマーカーと、回路基板７０に設けられたアライメントマーカーとを一致させる。アライメントマーカーは、素子移載装置１０または回路基板７０の中央に配置しておいてもよく、素子移載装置１０または回路基板７０の周辺または四隅に配置してもよい。また、複数のアライメントマーカーを用いて素子移載装置１０と回路基板７０との位置合わせを行ってもよい。保持ピン１１０間の間隔を導電性接着剤７９０間の間隔Ｌ３に一致させ、素子移載装置１０と回路基板７０に対する位置合わせが完了する。
図８Ｇは、ステップＳ４００において、素子移載装置１０の粘着部１２０に粘着した第１素子６１０Ｒ、第２素子６１０Ｇ、および第３素子６１０Ｂを、回路基板７０の導電性接着剤７９０に押し当てた状態を示す。この状態において、導電性接着剤７９０と素子６１０との接着力を大きくするため、弾性シート１００または保持ピン１１０に力を加えてもよい。
図８Ｈは、ステップＳ４００において、素子移載装置１０が第１素子６１０Ｒ、第２素子６１０Ｇ、および第３素子６１０Ｂをリリースした状態を示す。導電性接着剤７９０と素子６１０との接着力が、粘着部１２０と素子６１０との粘着力よりも大きい場合、素子６１０はピックアップ面から剥離される。素子移載装置１０の弾性シート１００から力を取り除くと、保持ピン１１０間の間隔は定常状態のＬ１に戻る。
回路基板７０に複数の素子６１０が必要な場合には、ステップＳ１００～Ｓ４００を繰り返す。例えば、素子６１０がマイクロＬＥＤである場合、素子移載装置１０を用いて、赤色マイクロＬＥＤ、緑色マイクロＬＥＤ、および青色マイクロＬＥＤのピックアップとリリースを繰り返し、フルカラー表示の可能なマイクロＬＥＤモジュールを作製することができる。
また、素子６１０がマイクロ紫外ＬＥＤである場合、光が出射される側に、赤色蛍光体、緑色蛍光体、および青色蛍光体を設け、マイクロ紫外ＬＥＤから出射された紫外光を蛍光体で変換することでフルカラー表示の可能なマイクロＬＥＤモジュールを作製することができる。
以上、本発明の一実施形態に係る素子モジュールの作製方法によれば、素子移載装置１０の弾性シート１００を伸縮させて素子６１０をピックアップまたはリリースすることができる。また、高さの異なる素子６１０であっても、粘着部１２０が素子６１０の高さの差を調整するため、素子６１０の位置合わせも容易である。したがって、素子移載装置１０を用いて回路基板７０に素子６１０を載置すれば、素子モジュールの製造タクトや製造コストが削減し、また、歩留まりが向上する。
＜変形例１＞
図９を用いて、上述した第３実施形態の変形例である素子モジュールの作製方法について説明する。本変形例に係る素子モジュールの作製方法は、上述と同様の工程で行うことができる。そのため、以下では、上述と同様の構成については説明を省略し、主に、上述と異なる構成について説明する。
図９は、本発明の一実施形態に係る素子モジュールの作製方法において、素子６１０をピックアップした素子移載装置１０を回路基板７０Ａに押し当てる前の状態を示す模式図である。素子移載装置１０の粘着部１２０には、第１素子６１０Ｒ、第２素子６１０Ｇ、および第３素子６１０Ｂが粘着されている。また、図示しないが、回路基板７０Ａの第２支持基板７００Ａには電極が配置され、その電極上には導電性接着剤７９０が設けられている。そのため、第１素子６１０Ｒ、第２素子６１０Ｇ、および第３素子６１０Ｂは、導電性接着剤７９０を介して回路基板７０Ａの電極と電気的に接続することができる。なお、第１素子６１０Ｒ、第２素子６１０Ｇ、および第３素子６１０Ｂと、回路基板７０Ａの電極との電気的接続は、導電性接着剤７９０に限られない。例えば、異方性導電膜（ＡＣＦ）を介して、第１素子６１０Ｒ、第２素子６１０Ｇ、および第３素子６１０Ｂと、回路基板７０Ａの電極とを電気的に接続することもできる。
回路基板７０Ａは、少なくとも一部に曲面を含む。具体的には、第２支持基板７００Ｂが、素子移載装置１０側に凸となる曲面を含む。
素子移載装置１０の弾性シート１００は、面内方向に伸張することができるだけでなく、弾性シート１００の垂直方向に曲げることもできる。そのため、回路基板７０Ａが曲面を含んでいても、素子移載装置１０を回路基板７０Ａに押し当てると、素子移載装置１０が回路基板７０Ａに沿って曲がり、第１素子６１０Ｒ、第２素子６１０Ｇ、および第３素子６１０Ｂを回路基板７０Ａに接着することができる。
第１素子６１０Ｒ、第２素子６１０Ｇ、および第３素子６１０Ｂの各々の高さは異なるが、素子移載装置１０の粘着部１２０によって高さの差が調整され、ピックアップされた第１素子６１０Ｒ、第２素子６１０Ｇ、および第３素子６１０Ｂの各々の底面の位置はほぼ揃っている。そのため、弾性シート１００を曲げても、その曲がりに沿って第１素子６１０Ｒ、第２素子６１０Ｇ、および第３素子６１０Ｂの各々の底面の位置も揃って曲がる。したがって、曲面を含む回路基板７０Ａに対して、第１素子６１０Ｒ、第２素子６１０Ｇ、および第３素子６１０Ｂの位置合わせが容易である。
素子移載装置１０は、弾性シート１００に力を加えて固定し、回路基板７０Ａに押し当てることができる。また、素子移載装置１０は、弾性シート１００に加える力を変化させながら、回路基板７０Ａに押し当てることもできる。
素子移載装置１０は、回路基板７０Ａの中央部に素子６１０を載置した後、回路基板７０Ａの曲面に沿って弾性シート１００を曲げて回路基板７０Ａの端部に素子６１０を載置することができる。また、素子移載装置１０は、回路基板７０Ａの一方の端部に素子６１０を載置した後、回路基板７０Ａの曲面に沿って弾性シートを曲げて他方の端部に素子６１０を載置することもできる。この場合、複数のアライメントマーカーを用いて、適宜位置合わせを行うこともできる。
以上、第３実施形態の変形例である素子モジュールの作製方法によれば、素子移載装置１０側に凸となる曲面を含む回路基板７０Ａに対しても素子６１０をリリースすることができる。素子移載装置１０では、粘着部１２０が素子６１０の高さの差を調整するため、素子６１０の底面が揃う。そのため、曲面を含む回路基板７０Ａに対しても素子６１０の位置合わせが容易である。したがって、素子移載装置１０を用いて曲面を含む回路基板７０Ａに素子６１０を移載すれば、素子モジュールの製造タクトや製造コストが削減し、また、歩留まりが向上する。
＜変形例２＞
図１０を用いて、第３実施形態の別の変形例である素子モジュールの作製方法について説明する。本変形例に係る素子モジュールの作製方法は、上述と同様の工程で行うことができる。そのため、以下では、上述と同様の構成については説明を省略し、主に、上述と異なる構成について説明する。
図１０は、本発明の一実施形態に係る素子モジュールの作製方法において、素子６１０をピックアップした素子移載装置１０を回路基板７０Ｂに押し当てる前の状態を示す模式図である。
回路基板７０Ｂは、少なくとも一部に曲面を含む。具体的には、第２支持基板７００Ｂが、素子移載装置１０側に凹となる曲面を含む。
素子移載装置１０の弾性シート１００は、回路基板７０Ｂの曲面に沿って曲げることができる。その際、曲面プレート３０を用いて素子移載装置１０の曲率を調整することができる。具体的には、回路基板７０Ｂの曲面に合わせた曲面プレート３０を、素子移載装置１０の保持ピン１１０の第２ヘッド部１１３側から押し当てる。弾性シート１００は、曲面プレート３０および回路基板７０Ｂの曲面と同じ曲率を持って曲がる。第１素子６１０Ｒ、第２素子６１０Ｇ、および第３素子６１０Ｂの各々の底面の位置も揃って曲がるため、曲面を含む回路基板７０Ｂに対して、第１素子６１０Ｒ、第２素子６１０Ｇ、および第３素子６１０Ｂの位置合わせが容易である。また、素子移載装置１０の曲がりが、曲面プレート３０によって固定されるため、安定して第１素子６１０Ｒ、第２素子６１０Ｇ、および第３素子６１０Ｂを回路基板７０に接着することができる。
曲面プレート３０は、第２支持基板７００Ｂと同様の材料を用いることができるが、これに限られない。曲面プレート３０は、素子移載装置１０の曲がりを固定できればよい。
以上、第３実施形態の別の変形例である素子モジュールの作製方法によれば、素子移載装置１０側に凹となる曲面を含む回路基板７０Ｂに対しても素子６１０をリリースすることができる。素子移載装置１０では、粘着部１２０が素子６１０の高さの差を調整するため、素子６１０の底面が揃う。また、曲面プレート３０を用いて素子移載装置１０を曲げることで、素子移載装置１０の曲率を調整することができる。そのため、曲面を含む回路基板７０Ｂに対する素子６１０の位置合わせが容易となる。また、曲面プレート３０が素子移載装置１０の曲がりを固定するため、安定して素子６１０を回路基板７０Ｂに載置することができる。したがって、素子移載装置１０を用いて曲面を含む回路基板７０Ｂに素子６１０を移載すれば、素子モジュールの製造タクトや製造コストが削減し、また、歩留まりが向上する。
本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。また、各実施形態の表示装置を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略もしくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
上述した各実施形態の態様によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、または、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
１０、１０Ａ、２０、２０Ａ：素子移載装置、 ３０：曲面プレート、 ６０：素子基板、 ７０、７０Ａ、７０Ｂ：回路基板、 １００、１００Ａ：弾性シート、 １０１：貫通孔、 １１０、１１０Ａ：保持ピン、 １１１：軸部、 １１２：第１ヘッド部、 １１３：第２ヘッド部、 １２０、１２０Ａ：粘着部、 １２０Ｒ：第１粘着部、 １２０Ｇ：第２粘着部、 １２０Ｂ：第３粘着部、 ２００、２００Ａ：弾性シート、 ２０１、２０１Ａ：貫通孔、 ２１０、２１０Ａ：保持ピン、 ２１１、２１１Ａ：軸部、 ２１２、２１２Ａ：第１ヘッド部、 ２１３、２１３Ａ：第２ヘッド部、 ２２０、２２０Ａ：粘着部、 ６００：第１支持基板、 ６１０：素子、 ６１０Ｒ：第１素子、 ６１０Ｇ：第２素子、 ６１０Ｂ：第３素子、 ７００、７００Ａ、７００Ｂ：第２支持基板、 ７１０：画素領域、 ７１０Ｒ：赤色発光画素、 ７１０Ｇ：緑色発光画素、 ７１０Ｂ：青色発光画素、 ７１１：画素回路、 ７２０：ドライバ回路領域、 ７２０Ｇ：ゲートドライバ回路、 ７２０Ｓ：ソースドライバ回路、 ７２１：ゲート配線、 ７２２：ソース配線、 ７３０：端子領域、 ７３０Ｔ：端子部、 ７３１：接続配線、 ７３２：接続配線、 ７９０：導電性接着剤

Claims (15)

  1. 第１貫通孔および第２貫通孔を含む弾性シートと、
    前記第１貫通孔に第１軸部が挿通された第１保持ピンと、
    前記第２貫通孔に第２軸部が挿通された第２保持ピンと、
    前記第１保持ピンに設けられ、第１素子を粘着する第１粘着部と、
    前記第２保持ピンに設けられ、第２素子を粘着する第２粘着部と、を含み、
    前記第１素子の底面と前記第２素子の底面とが略一致するように前記第１粘着部および前記第２粘着部が変形し、前記変形が保持される素子移載装置。
  2. 前記弾性シートの伸縮により、前記第１保持ピンと前記第２保持ピンとの間隔が調整可能である請求項１に記載の素子移載装置。
  3. 前記第１粘着部および前記第２粘着部の各々の材料は、低反発性を有する弾性材料である請求項１または請求項２に記載の素子移載装置。
  4. 第１貫通孔および第２貫通孔を含む弾性シートと、
    前記第１貫通孔に第１軸部が挿通された第１保持ピンと、
    前記第２貫通孔に第２軸部が挿通された第２保持ピンと、
    前記第１保持ピンに設けられ、第１素子を粘着する第１粘着部と、
    前記第２保持ピンに設けられ、第２素子を粘着する第２粘着部と、を含み、
    前記第１粘着部の膜厚と前記第２粘着部の膜厚とが異なる素子移載装置。
  5. 第１貫通孔および第２貫通孔を含む弾性シートと、
    前記第１貫通孔に第１軸部が挿通された第１保持ピンと、
    前記第２貫通孔に第２軸部が挿通された第２保持ピンと、
    前記第１保持ピンに設けられ、第１素子を粘着する第１粘着部と、
    前記第２保持ピンに設けられ、第２素子を粘着する第２粘着部と、を含み、
    前記第１軸部および前記第２軸部は、それぞれ、前記第１貫通孔内および前記第２貫通孔内で遊動可能である素子移載装置。
  6. 第１貫通孔および第２貫通孔を含む弾性シートと、
    前記第１貫通孔に第１軸部が挿通された第１保持ピンと、
    前記第２貫通孔に第２軸部が挿通された第２保持ピンと、
    前記第１保持ピンに設けられ、第１素子を粘着する第１粘着部と、
    前記第２保持ピンに設けられ、第２素子を粘着する第２粘着部と、を含み、
    前記第１貫通孔、前記第２貫通孔、前記第１軸部、および前記第２軸部の各々は、テーパーを含む素子移載装置。
  7. 前記第１保持ピンおよび前記第２保持ピンの材料は、前記第１粘着部および前記第２粘着部の材料と異なる請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の素子移載装置。
  8. さらに、曲面プレートを含み、
    前記弾性シートは、前記曲面プレートの曲面に沿って曲げられる請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の素子移載装置。
  9. 前記第１素子および前記第２素子の各々は、ＬＥＤである請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の素子移載装置。
  10. 弾性シートを伸縮させて、前記弾性シートの第１貫通孔に挿通された第１保持ピンと第２貫通孔に挿通された第２保持ピンとの間隔を変化させ、
    前記第１保持ピンに設けられた第１粘着部および前記第２保持ピンに設けられた第２粘着部のそれぞれに、第１支持基板の上の第１素子および第２素子を粘着し、
    前記第１素子の底面と前記第２素子の底面とが略一致するように前記第１粘着部および前記第２粘着部が変形し、保持されて、前記第１支持基板の上の前記第１素子および前記第２素子をピックアップする、素子モジュールの作製方法。
  11. さらに、
    前記弾性シートを伸縮させて、前記第１保持ピンと前記第２保持ピンとの間隔を変化させ、
    第２支持基板の上に、前記第１粘着部に粘着した前記第１素子および前記第２粘着部に粘着した前記第２素子を載置してリリースする、請求項１０に記載の素子モジュールの作製方法。
  12. 弾性シートの第１貫通孔および第２貫通孔に挿通され、第１粘着部が設けられた第１保持ピンおよび第２粘着部が設けられた第２保持ピンにより、第１支持基板の上の第１素子および第２素子を粘着し、
    前記第１素子の底面と前記第２素子の底面とが略一致するように前記第１粘着部および前記第２粘着部が変形し、保持されて、前記第１支持基板の上の前記第１素子および前記第２素子をピックアップし、
    前記弾性シートを伸縮させて、前記第１保持ピンと前記第２保持ピンとの間隔を変化させ、
    第２支持基板の上に、前記第１素子および前記第２素子を載置してリリースする、素子モジュールの作製方法。
  13. 前記弾性シートを、前記第２支持基板の曲面に沿って曲げ、前記第２支持基板の上に前記第１素子および前記第２素子をリリースする請求項１１または請求項１２に記載の素子モジュールの作製方法。
  14. 前記弾性シートを、前記第２支持基板の曲面の曲率と略一致する曲面プレートの曲面に沿って曲げ、前記第２支持基板の上に前記第１素子および前記第２素子を載置してリリースする請求項１１または請求項１２に記載の素子モジュールの作製方法。
  15. 前記第１素子および前記第２素子の各々は、ＬＥＤである請求項１０乃至請求項１４のいずれか一項に記載の素子モジュールの作製方法。
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