KR100937840B1 - 화상 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents

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도시아키 이와후치
도요하루 오오하타
마사토 도이
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소니 주식회사
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Abstract

해상도나 화질, 발광 효율 등의 여러가지 특성이 뛰어나고 또한 대화면화가 용이하고, 제조 비용의 저감도 실현할 수 있는 화상 표시 장치와 그 제조 방법을 제공한다. 복수의 발광 소자가 배열되어 소요의 화상 신호에 대응하여 화상을 표시하는 화상 표시 장치이다. 발광 소자는 한 개의 소자의 점유 면적이 25㎛2 이상 10000㎛2 이하로 되어 배선용 기판에 실장된다. 실장할 때는 예를 들면 제 1 기판상에 소자가 배열된 상태보다는 이간한 상태로 되도록 소자를 전사하여 일시 유지용 부재에 유지시키는 제 1 전사 공정과, 일시 유지용 부재에 유지된 소자를 더욱 이간하여 제 2 기판상에 전사하는 제 2 전사 공정의 2단계의 확대 전사를 한다. 또한, 발광 소자의 결정 성장에 의해서 형성되는 결정 성장층이 기판 주면의 법선 방향에 있어서 결정 성장시와는 도치(倒置)하도록 배선용 기판에 실장한다.
화상 표시 장치, 발광 소자, 배선용 기판, 해상 신호, 유지용 부재

Description

화상 표시 장치의 제조 방법{Image display production method for image display unit}
본 발명은 발광 소자가 매트릭스형으로 배열되어, 화상 신호에 따른 화상 표시를 행하는 화상 표시 장치, 그 화상 표시 장치의 제조 방법, 그 화상 표시 장치에 사용하기에 적절한 발광 소자의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 반도체 발광 소자나 액정 제어 소자 등의 소자를 기판상 등에 배열하는 배열 방법 및 화상 표시 장치의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 전사 공정에 의해서 미세 가공된 소자를 더욱 넓은 영역에 전사하는 소자의 배열 방법 및 화상 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 발광 소자의 실장 방향을 연구한 화상 표시 장치, 소자를 배열시킨 소자 실장 기판, 화상 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
경량이며 박형의 화상 표시 장치로서, 여러 가지의 표시 장치가 개발되고 있다. 이러한 화상 표시 장치의 주된 카테고리(category)로서는 예를 들면 발광 다이오드(LED)를 사용한 장치, 액정 디스플레이를 사용한 장치, 플라즈마 디스플레이를 사용한 장치 등이 있다. 이들 화상 표시 장치는 컴퓨터 기술의 진전과 함께, 그 적용 범위가 넓어져, 예를 들면 대각 사이즈로 30센치에서 50센치 정도의 크기 의 장치는 텔레비전 수상기, 비디오 재생 장치, 게임 기기의 출력 장치 등에 사용되고, 또한, 그것보다 작은 사이즈의 것으로서는 예를 들면 자동차 탑재형 안내 장치나 녹화 장치의 모니터 화면 등에 사용되고 있다.
그런데, 이 화상 표시 장치의 모두가 해상도, 휘도, 광출력 대 전력 효율, 화질 등의 특성의 점이나 대화면화, 비용면 등에서 문제를 안고 있다. 예를 들면, 발광 다이오드를 매트릭스형으로 배열한 발광 다이오드 어레이를 사용하는 장치에서는 개개의 발광 다이오드를 집합적으로 사용하여 어레이를 구성한다. 그런데, 개개의 발광 다이오드는 각각 패키지에 수납되어 있고 수 밀리 정도의 사이즈이며, 그 결과, 1화소의 크기도 커져 해상도가 저하되어 버린다. 동시에, 발광 다이오드 어레이를 사용하는 화상 표시 장치에서는 화소당 비용이 높아져, 특히 대화면의 장치를 구성한 경우에는 그 제품 가격이 높아져 버린다.
액정 디스플레이를 사용한 화상 표시 장치에서는 표시 장치를 구성하는 글래스 등의 기판을 진공으로 한 막 형성 장치 등에 넣고, 포토리소그래피 기술을 사용하여 트랜지스터 등의 소자의 형성이나 배선을 형성하고, 특히 액정 장치의 해상도를 높게 하고자 한 경우에는 ㎛ 오더(order)의 프로세스 제어가 필요하게 된다. 따라서, 제품의 수율(원료에 대한 수율)을 향상시키기 위해서는 엄격한 프로세스 관리가 필요하게 되고, 대화면의 액정 표시 장치를 작성하고자 하는 경우에는 비용이 높아져 버린다. 또한, 액정 표시는 보는 각도에 따라 콘트라스트(contrast)나 색조가 변화하는 시야각 의존성이 있고, 색을 변화시키는 경우의 반응 속도가 느리다는 문제도 안고 있다.
또한, 플라즈마 디스플레이를 사용한 장치에서는 화소 단위가 좁은 공간에서 방전을 생기게 하고, 발생하는 전리(電離) 가스로부터의 자외광에 의해서 형광체를 여기하여 가시광을 발생시킨다는 메커니즘(mechanism)을 이용하고 있다. 플라즈마 디스플레이를 사용한 장치에서는 이 때문에 발광 효율 그 자체가 높지는 않고, 소비전력이 많아져 버린다. 또한, 형광체에 의한 외부로의 빛이 반사하여, 콘트라스트가 저하된다는 문제점도 발생하여, 색 재현 범위가 좁다는 문제도 생긴다.
따라서, 상기 화상 표시 장치는 그 모두가 대형 화면화가 용이하지 않고 또한 제조 비용이 높아지고, 각각 해상도나 프로세스, 화질, 발광 효율 등의 문제를 안게 된다.
그래서, 본 발명의 상술한 기술적인 과제를 감안하여 해상도나 화질, 발광 효율 등의 여러 가지 특성이 뛰어나고, 또한 대화면화가 용이하고, 제조 비용의 저감도 실현할 수 있는 화상 표시 장치의 제공을 목적으로 한다. 또한, 본 발명의 다른 목적은 그와 같은 고성능의 화상 표시 장치를 제조하기 위한 제조 방법의 제공을 목적으로 한다. 또한, 본 발명의 더욱 다른 목적은 화상 표시 장치를 구성하는 발광 소자의 제조 방법을 제공하는 것이다. 또, 본 발명은 미세 가공된 소자를 더욱 넓은 영역에 전사할 때, 전사 후에도 위치 맞춤 정밀도가 손상되지 않고, 또한 배선 불량 등의 문제도 해결할 수 있는 소자의 배열 방법 및 화상 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 화상 표시 장치는 복수의 발광 소자가 배열되어 소요의 화상 신호에 대응하여 화상을 표시하는 화상 표시 장치에 있어서, 한 개의 상기 발광 소자의 점유 면적이 25㎛2 이상 10000㎛2 이하로 되고, 상기 각 발광 소자는 각각 배선용 기판에 실장된 것을 특징으로 한다. 한 개의 상기 발광 소자의 점유 면적이 25㎛2 이상 10000㎛2 이하로 되기 때문에, 개개의 발광 소자 자체는 미소한 사이즈로 되고, 발광 소자 자체를 고밀도로 배선용 기판에 배치하는 것이 가능하다.
본 발명의 적절한 화상 표시 장치에 있어서는 각 발광 소자의 점유 면적에 대한 해당 화상 표시 장치상의 1화소분의 점유 면적의 비가 10 이상 40000 이하로 되고, 더욱 바람직하게는 10 이상 10000 이하로 된다.
본 발명의 화상 표시 장치에 사용되는 발광 소자는 미소한 사이즈를 갖고 실장이 가능한 소자이면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 그 일례로서는 발광 다이오드나 반도체 레이저 등의 디바이스를 들 수 있고, 특히, 질화물 반도체 발광 소자, 비화물 반도체 발광 소자, 및 인화물 반도체 발광 소자로부터 선택하여 구성할 수 있다. 이러한 발광 소자는 화상 표시의 색채화를 위해, 서로 파장을 다르게 한 3개의 발광 소자의 세트로 이루어지는 화소를 구성할 수 있다. 여기서 전형적으로는 적색, 녹색, 청색의 각 색의 발광 소자를 조합하는 것으로 컬러 화면을 구성할 수 있다.
또한, 본 발명은 복수의 발광 소자가 배열되어 소요의 화상 신호에 대응하여 화상을 표시하는 화상 표시 장치의 제조 방법에 있어서, 소요의 배선을 매트릭스형으로 배치한 배선용 기판을 준비하는 동시에, 개별의 칩으로 분리된 복수의 발광 소자를 준비하고, 상기 발광 소자를 상기 배선에 접속하도록 실장하여 화상 표시 장치를 구성하는 것을 특징으로 한다. 발광 소자가 미소한 사이즈이기 때문에 고밀도로 배선용 기판에 배치하는 것이 가능하고, 또한, 개개의 발광 소자를 완성시킨 후에 배선용 기판에 대하여 실장하기 때문에 수율은 양호하고, 대화면화도 용이하다.
이러한 화상 표시 장치의 제조 방법에 있어서, 소요의 소자 형성용 기판상에 반도체층을 적층하고, 상기 반도체층에 복수의 발광 소자를 배열하여 형성한 후, 각 발광 소자마다 분리하여, 그 분리한 각 발광 소자를 배선용 기판에 실장할 수 있고, 발광 소자의 소자간의 영역에 소자 형성용 기판의 기판 표면에 달하는 홈을, 각 발광 소자를 둘러싸도록 형성하고, 상기 홈에 둘러싸인 각 발광 소자를 소자 형성용 기판으로부터 분리시켜서, 그 분리된 각 발광 소자를 상기 배선용 기판에 실장할 수 있다.
더욱 바람직한 실시의 형태의 일례로서는 분리된 각 발광 소자의 배선용 기판에 대한 실장은 흡착용 지그(jig)에 발광 소자의 표면 또는 이면을 흡착시키면서 배선용 기판에 소자마다 탑재하는 것으로 행할 수 있고, 홈에 둘러싸인 각 발광 소자의 소자 형성용 기판으로부터의 분리는 상기 소자 형성용 기판의 이면으로부터의 에너지 빔의 조사를 이용하도록 할 수 있다. 이 에너지 빔의 조사 전에, 소자 형성용 기판상의 각 발광 소자를 일시 유지용 기판에 유지시키고, 상기 에너지 빔의 조사 후에 각 발광 소자를 소자 형성용 기판으로부터 분리시키고, 각 발광 소자를 일시 유지용 기판에 유지시켜도 좋다. 그 경우에 일시 유지용 기판은 전체면에 점착재가 형성되고, 그 점착재에 상기 발광 소자의 표면이 일시적으로 유지되어도 좋 다. 또한, 분리된 각 발광 소자의 상기 배선용 기판에 대한 실장은 발광 소자 표면의 전극부분을 상기 배선용 기판상의 도전재에 압착하는 것으로 행하도록 하여도 좋다.
또한, 본 발명은 상술한 화상 표시 장치를 구성하는 발광 소자의 제조 방법에 대해서도 제공하는 것으로, 본 발명의 발광 소자의 제조 방법은 소요의 기판상에 반도체층을 적층하고, 상기 반도체층에 복수의 발광 소자를 배열하여 형성한 후, 각 발광 소자마다 분리하는 동시에 각 발광 소자를 상기 기판으로부터도 분리하는 것을 특징으로 한다.
발광 소자의 제조 방법의 바람직한 일례에 있어서는 상기 각 발광 소자와 상기 기판 사이의 분리는 상기 기판의 이면으로부터의 에너지 빔의 조사가 이용되고, 상기 에너지 빔의 조사 전에, 상기 각 발광 소자를 일시 유지용 기판에 유지시키고, 상기 에너지 빔의 조사 후에 각 발광 소자를 상기 기판으로부터 분리시키고, 각 발광 소자를 일시 유지용 기판에 유지시키는 것이 바람직하다. 또한, 일시 유지용 기판은 전체면에 점착재가 형성되고, 그 점착재에 상기 발광 소자의 표면이 일시적으로 유지되도록 하여도 좋다.
한편, 본 발명의 소자의 배열 방법은 제 1 기판상에 배열된 복수의 소자를 제 2 기판상에 배열하는 소자의 배열 방법에 있어서, 상기 제 1 기판상에서 상기 소자가 배열된 상태보다는 이간한 상태로 되도록 상기 소자를 전사하여 일시 유지용 부재에 상기 소자를 유지시키는 제 1 전사 공정과, 상기 일시 유지용 부재에 유지된 상기 소자를 더욱 이간하여 상기 제 2 기판상에 전사하는 제 2 전사 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 방법에 의하면, 일시 유지용 부재에 소자를 유지시킨 시점에서 이미, 소자간의 거리가 커지고, 그 넓어진 간격을 이용하여 비교적 사이즈가 큰 전극이나 전극 패드 등을 설치하는 것이 가능해진다. 계속되는 제 2 전사 공정에서는 일시 유지용 부재의 비교적 사이즈가 큰 전극이나 전극 패드 등을 이용한 배선이 행하여지기 때문에, 소자 사이즈에 비교하여 최종적인 장치의 사이즈가 현저히 큰 경우에도 용이하게 배선을 형성할 수 있다.
또한, 상기 소자의 배열 방법을 응용한 본 발명의 화상 표시 장치의 제조 방법은 발광 소자 또는 액정 제어 소자를 매트릭스형으로 배치한 화상 표시 장치를 제조하는 방법으로, 제 1 기판상에서 발광 소자 또는 액정 제어 소자가 배열된 상태보다는 이간한 상태로 되도록 상기 발광 소자 또는 액정 제어 소자를 전사하여 일시 유지용 부재에 상기 발광 소자 또는 액정 제어 소자를 유지시키는 제 1 전사 공정과, 상기 일시 유지용 부재에 유지된 상기 발광 소자 또는 액정 제어 소자를 더욱 이간하여 제 2 기판상에 전사하는 제 2 전사 공정과, 상기 각 발광 소자 또는 액정 제어 소자에 접속시키는 배선을 형성하는 배선 형성 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 화상 표시 장치의 제조 방법에 의하면, 화상 표시 장치의 화상 표시부분이 발광 소자 또는 액정 제어 소자를 매트릭스형으로 배치하는 것으로 구성된다. 제 1 기판상의 발광 소자 또는 액정 제어 소자는 치밀한 상태 즉 집적도를 높게 하여 미세 가공을 실시하여 작성할 수 있고, 일시 유지용 부재에 이간하면서 전사된 시점에서 넓어진 간격을 이용하여 비교적 사이즈가 큰 전극이나 전극 패드 등을 설치하는 것이 가능해진다. 따라서, 상술한 소자의 배열 방법과 마찬가지로, 제 2 전사 후의 배선을 용이하게 형성할 수 있다.
본 발명은 상기에 더하여 발광 소자의 실장에 연구를 실시한 화상 표시 장치, 그 제조 방법을 제공한다. 즉, 이러한 본 발명의 화상 표시 장치는 복수의 발광 소자를 배선용 기판의 기판 주면(主面)상에 배열하여 실장한 구조를 갖는 화상 표시 장치에 있어서, 상기 발광 소자의 결정 성장에 의해서 형성되는 결정 성장층이 상기 기판 주면의 법선 방향에 있어서 결정 성장시와는 도치(倒置)되어 배선용 기판에 실장되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 화상 표시 장치는 상기 구성에 있어서, 발광 소자가 결정 성장시의 기판측이 광 추출 창으로 되는 결정 성장층을 갖고, 각 발광 소자는 상기 배선용 기판에 실장되기 전에 성장용 기판으로부터 분리되는 구조로 할 수 있고, 또한, 상기 구성에 있어서, 발광 소자는 기판 주면에 대하여 경사진 경사 결정면을 갖는 상기 결정 성장층에 제 1 도전층, 활성층, 및 제 2 도전층이 형성되고, 상기 제 1 도전층과 접속되는 제 1 전극과, 상기 제 2 도전층과 접촉하는 제 2 전극은 성장용 기판으로부터의 높이가 거의 같은 정도로 되는 구조로 할 수 있다. 또한, 도치된 결정 성장층을 갖는 화상 표시 장치로, 활성층을 사이에 두는 제 1 도전층과 제 2 도전층을 갖고, 제 1 도전층과 접속되는 제 1 전극과, 제 2 도전층과 접속하는 제 2 전극은 상기 기판 주면의 법선 방향에 있어서 상기 결정 성장층을 사이에 두고 각각 나누어져 형성되는 구조로 할 수도 있다.
또한, 본 발명의 화상 표시 장치의 제조 방법은 성장용 기판상에 선택 성장에 의해 기판측이 개방된 형상으로 되는 결정 성장층을 형성하고, 상기 결정 성장층에 제 1 도전층, 활성층, 및 제 2 도전층을 형성하여 발광 소자를 구성하고, 상기 제 1 도전층과 접속하는 제 1 전극과, 상기 제 2 도전층과 접속하는 제 2 전극을 성장용 기판으로부터의 높이가 거의 같은 정도로 되도록 형성하고, 상기 결정 성장층을 상기 성장용 기판으로부터 분리하여 배선용 기판에 도치하여 실장하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 소자 실장 기판은 복수의 소자를 배선용 기판의 기판 주면상에 배열하여 실장한 구조를 갖는 기판에 있어서, 상기 소자의 결정 성장에 의해서 형성되는 결정 성장층이 상기 기판 주면의 법선 방향에 있어서 결정 성장시와는 도치되어 상기 배선용 기판에 실장되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명의 화상 표시 장치에 있어서는 발광 소자의 결정 성장층이 기판 주면의 법선 방향에 있어서 결정 성장시와는 도치되는 것으로부터, 전극측을 결정 성장층의 상측에 형성한 경우에도 도치에 의해서 배선용 기판에 대치하는 하측에 위치하게 되고, 배선용 기판상에 배선층을 형성하는 것으로, 실장할 때 용이하게 전기적 접속을 도모할 수 있다. 따라서, 패키지 형태로 할 필요가 없고, 고밀도로 발광 소자를 배열할 수도 있다.
또한, 본 발명의 화상 표시 장치의 제조 방법에 있어서는 결정 성장층이 선택 성장에 의해서 형성되기 때문에, 간단하게 기판 주면에 대하여 경사진 경사 결정면을 갖는 결정 성장층을 형성할 수 있고, 따라서, 결정 성장층을 도치한 경우 에, 광에 추출 창을 상측면으로 하는 것이 용이해진다. 또한, 상기 제 2 도전층과 접속하는 제 2 전극을 성장용 기판으로부터가 높이가 거의 같은 정도로 되도록 하는 것으로, 배선용 기판과의 전기적인 접속을 용이한 것으로 할 수 있다.
본 발명의 화상 표시 장치에 의하면, 해상도나 화질, 발광 효율 등의 여러 가지 특성이 뛰어나고 또한 대화면화가 용이하며, 제조 비용의 저감도 실현되는 화상 표시 장치를 얻을 수 있다. 특히, 본 발명의 화상 표시 장치에 의하면, 발광 소자가 한 개의 소자의 점유 면적이 25㎛2 이상, 10000㎛2 이하가 된 미세한 사이즈이기 때문에, 발광 소자 자체를 고밀도로 배선용 기판에 배치하는 것이 가능하고, 또한, 개개의 발광 소자를 완성시킨 후에 배선용 기판에 대하여 실장하기 때문에 수율은 양호하고, 대화면화하는 경우에도 그 화면 전체에 걸친 ㎛ 오더의 엄격한 프로세스 관리 등은 불필요하게 된다.
또한, 본 발명의 화상 표시 장치의 제조 방법에 의하면, 발광 소자 자체를 고밀도로 배선용 기판에 배치하는 것이 용이하게 실현되고, 일시 유지용 기판이나 에너지 빔을 활용함으로써, 미소한 소자를 전사하면서 배선용 기판의 소요의 위치에 실장할 수 있다.
한편, 본 발명의 소자의 배열 방법 및 화상 형성 장치의 제조 방법에 의하면, 일시 유지용 부재에 소자를 유지시킨 시점에서 이미, 소자간의 거리가 커지고, 그 넓어진 간격을 이용하여 비교적 큰 사이즈의 전극 패드 등을 설치하는 것이 가 능해진다. 그 비교적 사이즈가 큰 전극 패드를 이용한 배선이 행하여지기 때문에, 소자 사이즈에 비교하여 최종적인 장치의 사이즈가 현저히 큰 경우에도 용이하게 배선을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 소자의 배열 방법 및 화상 형성 장치의 제조 방법에 의하면, 발광 소자의 주위가 경화된 접착제층으로 피복되어 평탄화에 의해서 정밀도 좋게 전극 패드를 형성할 수 있는 동시에 소자에 비교하여 넓은 영역에 전극 패드를 연장할 수 있고, 다음의 제 2 전사 공정에서의 전사를 흡착 지그로 진행하는 경우에는 취급이 용이해진다. 또한, 발광 다이오드의 일시 유지용 부재에 대한 전사에는 GaN계 재료가 사파이어와의 계면에서 금속의 Ga와 질소로 분해하는 것을 이용하여, 비교적 간단하게 박리할 수 있다.
또한, 본 발명의 소자의 배열 방법 및 화상 형성 장치의 제조 방법에 의하면, 같은 전사 배율을 의도하는 경우에 있어서는 제 1 전사 공정과 제 2 전사 공정의 확대율을 n배, m배로 하면, 1회에 그만큼 확대한 경우에 비교하여, (n+m)2=n2+2nm+㎡인 것으로부터, 반드시 2nm회만큼 전사 회수를 줄일 수 있게 된다. 따라서, 제조 공정도 회수분만큼 시간이나 경비의 절약으로 되고, 특히 확대율이 큰 경우에 유익하게 된다.
또한, 각 발광 다이오드 소자가 결정 성장시와는 도치되어 배선용 기판상에 배치되는 본 발명의 화상 표시 장치에 있어서는 평탄한 하지 성장층의 상측면이 빛의 광 추출면으로서 기능하고, p전극의 반사막으로서의 기능도 도와 광 추출 효율을 높게 할 수 있다. 결정 성장층은 선택 성장에 의해 예를 들면 육각뿔 형상을 갖지만, n전극측에는 범프가 배치되어 있고, 각 소자마다의 하지 성장층 및 결정 성장층을 수평으로 같은 높이로 유지할 수 있고, 또한 접착제로 주위를 굳히는 것으로 결정 성장층 등이 기우는 문제도 미연에 방지할 수 있다.
각 발광 다이오드 소자는 소자 완성 후에 실장되기 때문에, 예를 들면 결함이 있는 소자를 실장하지 않도록 함으로써, 화상 표시 장치의 전체에 수율은 향상된다. 또한, 범프에 의해서 소자는 양음 한 쌍의 전극이 배선용 기판측에 모인 구조로 되어, 전극이 광 추출을 위한 면적을 감소시키지 않는다. 이 점에서 이 실시예의 화상 표시 장치는 고정밀의 컬러 표시가 가능하고, 제조 프로세스상에도 선택 성장의 이점을 교묘하게 포함한 것으로 되어 있다.
본 발명의 화상 표시 장치의 제조 방법에 있어서는 배선용 기판의 전극 피치에 맞춘 복수의 발광 소자가 일괄해서 배선용 기판의 주면에 실장되기 때문에, 그 제조 비용을 저감할 수 있는 동시에 단시간에 제조가 가능하다. 또한, 각 소자는 범프를 사용하여 확실히 수평으로 실장되어 기울거나 하지 않고, 또한 얼라인먼트를 위한 마진도 작아도 되기 때문에, 고정밀도로 발광 소자를 배열할 수 있고, 또한, 범프를 사용하여 확실한 전기 배선이나 광 추출 효율의 최대화도 도모할 수 있다.
이하, 본 발명을 적용한 화상 표시 장치, 화상 표시 장치의 제조 방법, 또한 발광 소자의 제조 방법, 소자의 배열 방법, 소자 실장 기판에 대해서 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.
도 1은 제 1 실시예의 화상 표시 장치의 주요부의 레이아웃을 도시하는 도면으로, 도 1에서는 수직 수평 방향에 2화소분씩의 주요부를 도시하고 있다. 이 실시예의 화상 표시 장치에서는 배선용 기판(1)의 주면상에 수평 방향으로 연장된 복수개의 어드레스선(ADD0, ADD1)이 형성되고, 또한 도시하지 않은 층간 절연막을 개재하여 수직 방향으로 연장된 복수개의 데이터선(DLR0 내지 DLB1)이 형성되어 있다. 배선용 기판(1)은 예를 들면 글래스 기판이나 합성 수지 또는 절연층으로 피복된 금속 기판, 혹은 실리콘 기판 등의 반도체 제조에 범용인 기판으로, 어드레스선이나 데이터선을 구할 수 있는 정밀도로 형성 가능한 기판이면 어떠한 기판이나 좋다.
어드레스선(ADD0, ADD1)은 도전성이 뛰어난 금속 재료층이나 반도체 재료층과 금속 재료층의 조합 등에 의해서 형성되고, 그 선폭은 도 1에 도시하는 바와 같이 발광 다이오드의 사이즈(M)에 비교하여 넓은 폭으로 할 수 있다. 이것은 다음에 설명하는 바와 같이, 한 개의 상기 발광 소자의 점유 면적이 25㎛2 이상 10000㎛2 이하가 된 미소한 사이즈의 발광 다이오드를 실장하고 있는 것으로 실현할 수 있는 것이며, 따라서, 순차 화소를 주사하여 소요의 화상을 출력시키는 경우의 어드레스선 자체의 저항에 의한 지연을 극력 저감할 수 있다. 이 어드레스선(ADD0, ADD1)은 수평 방향으로 연장되어 있고, 각 화소당 1개의 어드레스선이 통과한다. 따라서, 수평 방향에 인접하는 화소끼리에서는 공통의 어드레스선이 선택에 사용된다.
데이터선(DLR0 내지 DLB1)은 어드레스선과 같이, 도전성이 뛰어난 금속 재료층이나 반도체 재료층과 금속 재료층의 조합 등에 의해서 형성되고, 그 선폭은 도 1에 도시하는 바와 같이 배선용 기판(1)의 전유면적의 대략 반정도를 차지하도록 형성할 수도 있다. 이러한 넓은 선폭도 어드레스선과 같이, 한 개의 발광 소자의 점유 면적이 25㎛2 이상 10000㎛2 이하로 되는 미소한 사이즈의 발광 다이오드를 실장하고 있기 때문에 가능하다. 이들 데이터선(DLR0 내지 DLB1)은 수직 방향으로 연장되어 있고, 각 화소당 발광 다이오드의 수에 따라서 3개의 데이터선이 사용되고 있다. 예를 들면, 도면 중 좌측 위의 화소의 발광 다이오드는 적색 발광 다이오드(DR00), 녹색 발광 다이오드(DG00), 및 청색 발광 다이오드(DB00)로 이루어지고, 데이터선(DLR0 내지 DLB0)도 각 발광색마다 설치되어 있다. 데이터선(DLR0 내지 DLB1)은 수직 방향에 인접하는 화소의 같은 발광색의 다이오드의 사이에서는 공통의 데이터선이 이용된다.
이 실시예의 화상 표시 장치는 발광 다이오드를 매트릭스형으로 배열하고, 소요의 화상 신호(영상 신호, 즉 동화상용 신호를 포함한다. 이하 동일)에 따른 발광을 한다. 이 구동 방법으로서는 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치와 같은 점순차 또는 선순차 방식으로 이 실시예의 화상 표시 장치는 구동된다. 발광 다이오드는 예를 들면, 청색 및 녹색의 발광 다이오드용으로서 사파이어 기판상에 성장된 질화갈륨계의 더블헤테로 구조 다층결정을 사용할 수 있고, 적색의 발광 다이오드용으로서 비화갈륨 기판상에 성장된 비화알미니늄갈륨 또는 인화인듐알미니늄갈륨 계의 더블헤테로 구조 다층결정을 사용할 수 있다. 발광 다이오드는 서로 파장을 다르게 한 3개의 발광 소자의 세트로 이루어지는 화소를 구성하지만, 다른 파장의 세트는 적색, 녹색, 청색에 한하지 않고, 다른 색의 세트이어도 좋다.
이 실시예의 화상 표시 장치에 있어서는 각 화소 내에서, 수평 방향에 적색의 발광 다이오드(DR00, DR01, DR10, DR11), 이어서 녹색의 발광 다이오드(DG00, DG01, DG10, DG11), 이어서 청색의 발광 다이오드(DB00, DB01, DB10, DB11)가 배열되어 있다. 예를 들면, 도면 중 좌측 위의 화소의 발광 다이오드는 적색 발광 다이오드(DR00), 녹색 발광 다이오드(DG00), 및 청색 발광 다이오드(DB00)의 순차로 다이오드가 배열되어 있고, 이들 3개의 발광 다이오드가 1개의 화소의 세트를 구성한다.
여기서, 각 발광 다이오드는 예를 들면 각각 대략 정방형의 형상을 갖고, 비패키지 상태대로 혹은 미소 패키지 상태(예를 들면, 1㎜ 사이즈 이하 정도)대로 실장되는 칩 구조를 갖고 있다. 도 1의 레이아웃도에서는 발광 다이오드의 상세한 층 구조에 대해서 도시하지 않지만, 각각 발광 다이오드의 평면형상은 대략 정방형이고, 그 대략 정방형의 발광 다이오드 칩을 실장하는 것으로, 발광 다이오드의 매트릭스형의 배열이 구성되어 있다. 각 발광 다이오드의 위치는 어드레스선(ADD0, ADD1)과 데이터선(DLR0 내지 DLB1)의 교차 위치에 대응한 위치로 되어 있고, 각 발광 다이오드는 어드레스선에 접속한 전극 패드부(11)를 개재하여 전기적으로 어드레스선에 접속되고, 마찬가지로, 데이터선에 접속한 전극 패드부(12)를 개재하여 전기적으로 데이터선에 접속된다. 전극 패드부(11)는 수직 방향으로 연장되는 작 은 띠형 영역이고, 전극 패드부(12)는 수평 방향으로 연장되는 작은 띠형 영역이다. 각 발광 다이오드는 이들 전극 패드부(11, 12)를 개재하여 전기적으로 어드레스선 및 데이터선에 접속되어 점순차 혹은 선순차 방식으로 구동된다.
한 개의 발광 다이오드의 소자 점유 면적은 25㎛2 이상 10000㎛2 이하이기 때문에, 대략 정방형의 각 발광 다이오드의 사이즈는 그 1변이 5㎛에서 100㎛ 정도의 사이즈가 된다. 이러한 미소한 사이즈를 갖고 배선용 기판에 실장되는 발광 다이오드로서, 각 발광 다이오드는 미소 패키지 상태 또는 비패키지 상태대로 배선용 기판(1)에 실장된다. 각 다이오드의 제조를 위해서, 바람직하게는 후술하는 발광 다이오드의 제조 방법을 사용하여 제조할 수 있다. 한편, 이 실시예의 화상 표시 장치에서는 그 1화소당의 피치가 수직 방향에 있어서 V이고, 수평 방향에 있어서 H로 예를 들면 0.1㎜에서 1㎜의 범위로 설정된다. 이것은 동화상용(텔레비전 수상기, 비디오 기기, 게임 기기)이나 정보용(예를 들면 컴퓨터용)의 화상 표시 장치에서는 대각 사이즈로 30㎝에서 150㎝의 것이 적당하고, 그 화소수가 RGB를 합쳐서 1화소로 한 경우에 대강 30만화소로부터 200만화소 정도의 것이 실용상 바람직하고, 또한, 인간의 시각 특성으로부터도, 직시형의 화상 표시 장치로서 화소 피치를 0.1㎜(개인용 고정밀 표시)부터 1㎜(수인용 동화상 표시)로 하는 것이 바람직하기 때문이다. 따라서, 발광 다이오드를 그 1변이 5㎛에서 100㎛ 정도의 사이즈로 한 경우에는 각 발광 다이오드의 점유 면적에 대한 해당 화상 표시 장치상의 1화소분의 점유 면적의 비가 10 이상 40000 이하인 것이 바람직하고, 또한 10 이상 10000 이 하인 것이 더욱 바람직하다.
통상의 화상 표시 장치의 발광 소자는 전형적으로는 0.3밀리메일각의 사이즈가 수지 패키지 전의 칩 사이즈이고, 또한 수지 패키지를 실시한 경우에는 1㎜를 넘게 된다. 따라서, 예를 들면 화소 피치를 가령 5밀리로 한 경우에는 상기 각 발광 다이오드의 점유 면적에 대한 화상 표시 장치상의 1화소분의 점유 면적의 비가 1 내지 2 정도의 수치로 수습되게 되고, 이 실시예와 같은 각 발광 다이오드의 점유 면적에 대한 화상 표시 장치상의 1화소분의 점유 면적의 비의 범위로서 바람직하게는 10 이상 40000 이하이고, 더욱 바람직하게는 10 이상 10000 이하의 범위이며, 이 실시예의 범위로부터는 통상의 전형적인 화상 표시 장치는 그 비의 범위가 벗어난 것이 된다.
이러한 미세한 칩 사이즈의 발광 다이오드를 사용하는 것이 이 실시예의 화상 표시 장치의 배경이지만, 미세한 칩 사이즈로도 충분한 휘도를 얻을 수 있는 것이 다음과 같이 개시된다. 즉, 옥내용 표시 장치에서는 그 충분한 휘도로서 필요한 값은 500cd/㎡ 정도이고, 이것을 광출력으로 환산하면 적색, 녹색, 청색의 각 색과도 대강 5W/㎡가 된다. 이것을 화상 표시 장치로서 실현하기 위해서는 계산상은 1개의 발광 다이오드의 평균 광출력을 0.017㎼에서 1.7㎼의 범위이면 좋다. 여기서 신뢰성에 대해서는 통상 발광 다이오드와 동등하다고 가정하고 생각하여 보면, 그 구동 전류 밀도를 동등하게 한 경우에, 다소의 마진(margin)을 가하여도 1평방 ㎛에서 100평방 ㎛ 정도의 사이즈를 발광 다이오드가 갖고 있으면 되고, 배선용 기판에 실장되는 발광 다이오드로서, 한 개의 발광 다이오드의 점유 면적을 25 ㎛2 이상 10000㎛2 이하로 설정하는 것은 신뢰성과 휘도의 면에서 충분한 것이 된다.
미소 사이즈대로 실장되는 각 발광 다이오드는 상술한 바와 같은 사이즈를 갖고 있고, 후술하는 제조 방법과 같이, 소자 형성용 기판상에 형성되고, 그 후 칩마다 분리되어 비패키지 상태 또는 미소 패키지 상태를 갖고 실장되는 것이다. 여기서 비패키지 상태는 수지 성형 등의 다이오드 칩의 외측을 덮는 처리를 실시하지 않은 상태를 나타낸다. 또한, 미소 패키지 상태는 얇은 두께의 수지 등으로 피복된 상태이지만, 통상의 패키지 사이즈보다도 작은 사이즈(예를 들면 1㎜ 이하 정도의 것)로 수습되고 있는 상태를 나타낸다. 후술하는 제조 방법에서 상세하게 설명되는 바와 같이, 이 실시예의 화상 표시 장치에 사용되는 발광 다이오드는 패키지가 없는 것 또는 패키지가 미소한 것만 미세한 사이즈로 배선용 기판상에 실장된다.
다음에, 도 2 및 도 3을 참조하면서, 제 2 실시예의 화상 표시 장치에 대해서 설명한다. 이 실시예는 상기 제 1 실시예의 화상 표시 장치의 변형예로, 특히 각 발광 다이오드에 전기적으로 접속하는 전류 유지 회로가 칩형으로 실장되어 있는 예이다.
도 2의 레이아웃도에서는 이 실시예의 화상 표시 장치 내의 1화소분(V1×H1)의 구조가 도시되어 있다. 제 1 실시예와 같은 배선용 기판(21)상에 수평 방향으로 연장되는 어드레스선(ADD)과 2개의 전원선(PW1, PW2)이 소요 간격으로 형성되어 있다. 이들 어드레스선(ADD)과 2개의 전원선(PW1, PW2)은 도전성이 뛰어난 금속 재료층이나 반도체 재료층과 금속 재료층의 조합 등에 의해서 형성되고, 그 선폭은 발광 다이오드나 전류 유지 회로의 칩의 사이즈에 비교하여 넓은 폭이 된다. 또, 같은 화소 내에는 수직 방향에 각 발광 다이오드마다의 신호선(DLR, DLG, DLB)이 소요 간격으로 형성되어 있고, 이들 신호선(DLR, DLG, DLB)도 어드레스선(ADD)과 같은 구조, 치수로 형성되어 있다.
이 실시예의 화상 표시 장치에서는 발광 다이오드(DR, DG, DB)가 매트릭스형으로 배열되어, 소요의 화상 신호에 따른 발광을 한다. 해당 화소에 있어서, 적색 발광 다이오드(DR), 녹색 발광 다이오드(DG), 및 청색 발광 다이오드(DB)의 순차로 다이오드가 배열되어 있고, 이들 3개의 발광 다이오드가 1개의 화소의 세트를 구성한다. 각 발광 다이오드(DR, DG, DB)는 각각 대략 정방형의 미소한 사이즈를 갖고 실장된 칩 구조를 갖고 있는 것은 상술한 실시예와 같다. 각 발광 다이오드(DR, DG, DB)는 전원선(PW1)과 전원선(PW2) 사이의 영역에 실장된다.
그리고, 이 실시예의 화상 표시 장치에 있어서는 각 발광 다이오드(DR, DG, DB)에 전기적으로 접속되어 각 발광 다이오드(DR, DG, DB)를 흐르는 전류를 유지하기 위한 전류 유지 회로(PT)가 각 소자마다 형성되어 있다. 이 전류 유지 회로(PT)는 후술하는 트랜지스터와 용량을 갖는 회로 구성으로 이루어지는 회로이고, 특히 전류 유지 회로(PT)는 개별의 칩형으로 형성되어 미소한 사이즈를 갖고 배선용 기판(21)에 실장된 것이다. 이 실시예에서는 각 발광 다이오드(DR, DG, DB)와 전류 유지 회로(PT)를 형성한 상기 전류 유지 회로 칩이 대략 동일한 칩 사이즈를 갖고 있고, 한 개의 발광 다이오드의 소자 점유 면적은 25㎛2 이상 10000㎛2 이하로 되고, 또한 한 개의 전류 유지 회로(PT)의 칩의 점유 면적도 마찬가지로 25㎛2 이상 10000㎛2 이하가 된다. 이러한 대략 동일한 칩 사이즈로 함으로써, 동일한 실장 공정에서의 실장이 가능해져, 제조 공정을 용이하게 실현할 수 있다. 이들 각 전류 유지 회로(PT)는 전원선(PW1)과 어드레스선(ADD) 사이의 영역에 형성된다.
각 발광 다이오드(DR, DG, DB)와 전류 유지 회로(PT) 사이 및 각 신호선(DLR, DLG, DLB)이나 어드레스선(ADD), 전원선(PW1, PW2) 사이에는 배선의 필요로부터 배선부(22 내지 26)가 형성된다. 배선부(22)는 수직 방향을 길이 방향으로 하는 띠형 소영역으로, 발광 다이오드와 전원선(PW2)을 접속한다. 배선부(23)는 수직 방향을 길이 방향으로 하는 띠형 영역으로, 발광 다이오드(DR, DG, DB)와 그 발광 다이오드(DR, DG, DB)를 구동하는 전류를 유지하기 위한 전류 유지 회로(PT) 사이를 각각 접속한다. 배선부(24)는 발광 다이오드로부터 수평으로 연장된 후, 전원선(PW1)에 접속하기 위해서 수직으로 연장된 띠형의 영역으로, 전류 유지 회로(PT)와 전원선(PW1) 사이를 접속한다. 배선부(25)는 수직 방향을 길이 방향으로 하는 띠형의 소영역으로, 전류 유지 회로(PT)와 어드레스선(ADD) 사이를 접속한다. 배선부(26)는 수평 방향으로 연장된 띠형의 소영역으로, 전류 유지 회로(PT)와 신호선(DLR, DLG, DLB) 사이를 각각 접속한다. 이들 각 배선부(22 내지 26)는 각 발광 다이오드(DR, DG, DB)를 미소한 사이즈를 갖고 배선용 기판에 실장하는 경우에, 후술하는 바와 같은 접합용 도전재를 배치할 수 있는 것으로, 전류 유지 회로(PT) 의 칩을 마찬가지로 미소한 사이즈를 갖고 배선용 기판에 실장하는 경우에도 후술하는 바와 같은 접합용 도전재를 배치할 수 있는 것이다.
도 3은 도 2에 도시하는 이 실시예의 화상 표시 장치의 회로도이다. 도면 중, 다이오드(31)가 발광 다이오드로, 화상 신호에 따라서 소정의 색의 발광을 한다. 또, 다이오드(31)는 적색, 녹색, 청색의 3색으로, 수평 방향에 있어서 배열하는 3개의 다이오드(31)가 1개의 화소를 구성하고 있지만, 도 3의 회로도에서는 설명을 간소화하기 위해서 색의 구별을 하지 않고 도시하고 있다. 이 다이오드(31)에 접속된 트랜지스터(32, 33)와 용량(34)이 전류 유지 회로를 구성한다. 전원선(PW1)과 전원선(PW2) 사이에서 다이오드(31)와 직렬로 트랜지스터(32)가 접속되고, 트랜지스터(32)가 온 상태인 경우에 한하여, 다이오드(31)는 발광한다. 전원선(PW1)과 전원선(PW2)의 한쪽은 접지 전압을 공급하고 다른 쪽은 전원 전압을 공급한다. 이 트랜지스터(32)의 게이트에는 용량(34)의 한쪽의 단자와 스위칭 트랜지스터로서 기능하는 트랜지스터(33)의 소스·드레인 영역의 한쪽이 접속한다. 이 트랜지스터(33)의 다른 쪽의 소스·드레인 영역은 화상 신호가 공급되는 신호선(DL)에 접속되고, 상기 트랜지스터(33)의 게이트는 수평 방향으로 연장되는 어드레스선(ADD)에 접속된다.
어드레스선(ADD)은 시프트 레지스터 회로(36)에 의해서 선택적으로 레벨이 바뀌는 구조로 되어 있고, 예를 들면 복수의 어드레스선의 한 개만이 고레벨로 시프트하고, 그 수평 어드레스가 선택되게 된다. 신호선(DL)은 화상(영상) 신호를 각 발광 다이오드(31)에 전하기 위한 배선이고, 각 발광 다이오드(31)가 1개에 대 하여 한 개의 신호선(DL)이 대응한다. 어드레스선(ADD)은 시프트 레지스터 회로(36)에 의해서 선택적으로 레벨로 시프트되지만, 신호선(DL)은 시프트 레지스터 트랜스퍼 게이트 회로(35)에 의해서 주사되고, 선택된 신호선(DL)에는 시프트 레지스터 트랜스퍼 게이트 회로(35)를 개재하여 화상 신호가 공급된다.
트랜지스터(32)의 게이트에 접속되고 또한, 트랜지스터(33)의 한쪽의 소스·드레인 영역에 접속하는 용량(34)은 트랜지스터(32)의 게이트의 전위를 트랜지스터(33)가 오프 상태가 되었을 때 유지하는 기능을 갖는다. 이와 같이 트랜지스터(33)가 오프가 된 경우에도, 게이트 전압을 유지할 수 있기 때문에, 발광 다이오드(31)를 계속 구동하는 것이 가능하다.
여기서 간단하게 동작에 대해서 설명한다. 수평의 어드레스선(ADD)에 시프트 레지스터 회로(36)로부터 전압을 인가하여 어드레스를 선택하면, 그 선택된 라인의 스위칭 트랜지스터(33)가 온 상태가 된다. 그 때, 수직 방향으로 연장되어 있는 신호선(DL)에 화상 신호를 전압으로서 가하면, 그 전압이 스위칭 트랜지스터(33)를 통해서 트랜지스터(32)의 게이트에 도달하지만, 동시에 용량(34)에도 그 게이트 전압이 축전되고, 그 용량(34)이 트랜지스터(32)의 게이트 전압을 유지하도록 동작한다. 수평 방향의 어드레스선(ADD)의 선택 동작이 정지한 후, 즉 선택에 이러한 어드레스선의 전위가 다시 저레벨로 천이하여, 트랜지스터(33)가 오프 상태가 된 경우에도, 용량(34)은 게이트 전압을 계속 유지하고, 원리적으로는 다음의 어드레스 선택이 생길 때까지, 용량(34)은 선택시의 게이트 전압을 계속 유지하는 것이 가능하다. 이 용량(34)이 게이트 전압을 유지하고 있는 동안은 트랜지스 터(32)는 그 유지된 전압에 따른 동작을 하여, 발광 다이오드(31)에 구동 전류를 계속 흘리는 것도 가능하다. 이와 같이 발광 다이오드(31)의 발광하고 있는 시간을 오래 유지함으로써, 개개의 발광 다이오드의 구동 전류를 낮게 하여도 화상 전체의 휘도를 높게 할 수 있다.
다음에, 제 3 실시예에서, 본 발명의 화상 표시 장치의 제조 방법에 대해서 도 4 내지 도 12를 참조하면서 설명한다. 또, 이 화상 표시 장치의 제조 방법은 그대로 발광 소자의 제조 방법으로서도 사용할 수 있고, 배선용 기판에 대하여 실장하는 전공정까지의 설명은 발광 소자의 제조 방법의 설명이기도 하다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 처음에 사파이어 기판(51)을 준비하여, 도시하지 않은 저온, 고온의 버퍼층을 형성한 후, 제 2 도전형 클래드층(52), 활성층(53), 제 1 도전형 클래드층(54)이 순차 적층된다. 사파이어 기판(51)이 소자 형성용 기판이 된다. 여기서 제 2 도전형 클래드층(52), 활성층(53), 제 1 도전형 클래드층(54)은 예를 들면 청색이나 녹색 발광 다이오드를 제조하는 경우에는 질화갈륨계 결정 성장층으로 할 수 있다. 이러한 각 층의 성장에 의해서, 사파이어 기판(51)상에는 pn 접합을 갖은 더블헤테로 구조의 발광 다이오드가 형성된다.
다음에, 도 5에 도시하는 바와 같이, 포토리소그래피 기술을 사용하여, 또한 증착과 반응성 이온 에칭을 이용하여, 제 2 도전형 클래드층(52)에 접속하도록 n형 전극(55)이 형성되고, 또한 제 1 도전형 클래드층(54)에 접속하도록 p형 전극(56)도 형성된다. 각 전극(55, 56)이 각 소자마다 형성된 부분에서, 각 소자의 주위를 분리하도록 분리 홈(57)이 형성된다. 이 분리 홈(57)의 패턴은 일반적으로 남겨지는 발광 다이오드를 정방형상으로 하기 위해서 격자형이 되지만, 이것에 한정되지 않고 다른 형상이어도 된다. 이 분리 홈(57)의 깊이는 사파이어 기판(51)의 주면이 노출되는 깊이이고, 제 2 도전형 클래드층(52)은 상기 분리 홈(57)에 의해서 분리되게 된다. 정방형상으로 되는 발광 다이오드의 사이즈는 그 점유 면적이 25㎛2 이상 10000㎛2 이하로 되는 정도의 크기로, 1변의 사이즈는 따라서 5㎛ 내지 100㎛이다.
도 6에 도시하는 바와 같이, 일시 유지용 기판(60)을 준비한다. 이때 유지용 기판(60)은 각 발광 다이오드를 전사하는 경우에 유지하기 위한 기판이다. 이 일시 유지용 기판(60)의 표면에는 점착재층(61)이 도포되어 있고, 그 점착재층(61)의 표면(62)을 이미 분리 홈(57)이 형성된 발광 다이오드측에 압착한다. 그렇게 하면, 점착재층(61)의 표면(62)에는 각 발광 다이오드의 표면측이 점착하게 된다.
다음에, 도 7에 도시하는 바와 같이, 에너지 빔으로서 엑시머 레이저 광 등의 고출력 펄스 자외선 레이저를 사파이어 기판(51)의 이면측으로부터 표면측으로 투과하도록 조사한다. 이 고출력 펄스 자외선 레이저의 조사에 의해서, 사파이어 기판(51)과 결정층인 제 2 도전형 클래드층(52) 등의 계면 근방에서의 예를 들면 질화갈륨층이 질소 가스와 금속갈륨으로 분해되어, 그 제 2 도전형 클래드층(52)과 사파이어 기판(51) 사이의 접합력이 약해지고, 그 결과, 도 8에 도시하는 바와 같이, 사파이어 기판(51)과 결정층인 제 2 도전형 클래드층(52) 사이를 용이하게 박 리할 수 있다.
사파이어 기판(51)을 박리한 후, 각 발광 다이오드는 소자 분리된 상태로 일시 유지용 기판(60)의 점착재층(61)에 유지되고, 도 9에 도시하는 바와 같이, 그 제 2 도전형 클래드층(52)의 면을 흡착용 지그(70)로 흡착한다. 흡착용 지그(70)의 흡착부(72)가 제 2 도전형 클래드층(52)의 이면에 접한 부분에서, 해당 흡착용 지그(70)에 설치된 흡착 구멍(71)의 내부 압력을 감압하는 것으로 필요한 흡착이 행하여진다.
흡착에 따른 발광 다이오드의 제 2 도전형 클래드층(52)의 이면이 충분히 흡착한 바, 흡착용 지그(70)를 일시 유지용 기판(60)으로부터 분리하고, 도 10에 도시하는 바와 같이 흡착에 이러한 발광 다이오드를 개별로 일시 유지용 기판(60)으로부터 분리한다.
여기까지가 개별의 작은 사이즈의 발광 소자의 제조 방법이 되지만, 계속해서, 배선용 기판에 실장하는 것으로 화상 표시 장치가 제조된다. 도 11은 배선용 기판(80)에 흡착용 지그(70)에 흡착되어 있는 발광 다이오드를 실장하기 직전의 상태를 도시하는 도면으로, 이 발광 다이오드는 한 개의 소자의 점유 면적이 25㎛2 이상 10000㎛2 이하로 되는 미소한 사이즈를 갖고 구성되어 있다. 이 단계에서는 배선용 기판(80)이 이미 준비되어 있고, 이 배선용 기판(80)상에는 소요의 신호선이나 어드레스선, 전원선이나 접지선 등의 배선 전극(81)이 이미 형성되어 있다. 배선용 기판(80)은 예를 들면 글래스 기판이나 합성 수지 또는 절연층으로 피복된 금 속 기판, 혹은 실리콘 기판 등의 반도체 제조에 범용인 기판이며, 어드레스선이나 데이터선을 구할 수 있는 정밀도로 형성 가능한 기판이면 어떠한 기판이어도 좋다. 배선 전극(81)상에는 접합용 도전재(82)가 형성되어 있다. 이 접합용 도전재(82)는 압착되는 것으로 변형되고 또한 전기적인 접속을 다하는 재료이면 된다.
다음에, 도 12에 도시하는 바와 같이, 흡착용 지그(70)를 배선용 기판(80)에 가까이 하여, 소요의 위치에 발광 다이오드를 압착시켜 해당 발광 다이오드를 실장한다. 이 비패키지 상태의 발광 다이오드의 압착에 의해서 접합용 도전재(82)는 변형되지만, 확실히 고정되어 실장을 완료한다. 이러한 발광 다이오드의 실장작업을 전체의 다이오드에 대해서 반복하여 행함으로써 매트릭스형으로 화소가 배열된 화상 표시 장치가 완성된다. 전류 유지 회로에 대해서도 같은 비패키지 상태대로 실장할 수 있고, 전류 유지 회로를 갖는 회로 구성도 용이하게 제조할 수 있다.
이 실시예의 화상 표시 장치의 제조 방법을 이용하는 것으로, 질화갈륨 기판상에 형성하는 발광 다이오드나 실리콘 기판상에 형성하는 발광 다이오드나 회로 소자의 미소칩화에는 레이저 등의 수단이 불필요하고, 기판 이면에서의 연마, 감삭, 화학 에칭이나 분리 홈 형성을 위한 에칭의 조합에 의해서 미소 칩을 형성할 수 있다.
또, 상술한 예에서는 발광 다이오드를 1개씩 흡착하여 실장하는 예를 설명하였지만, 복수의 흡착부를 형성한 지그를 사용함으로써, 그 생산성을 향상시키는 것도 가능하고, 실리콘 기판이나 화합물 반도체 기판상에 소자를 형성하는 경우에는 에너지 빔의 조사에 한정되지 않고, 기판 이면에서의 연마, 감삭, 화학 에칭을 사 용하여도 좋다.
발광 소자인 LED(발광 다이오드)는 비싸기 때문에, 상술한 바와 같이 1장의 웨이퍼로부터 수많은 LED 칩을 제조함으로써 LED를 사용한 화상 표시 장치를 낮은 비용으로 할 수 있다. 즉, LED 칩의 크기를 약 300㎛ 각(角)의 것을 상기한 바와 같이 수십㎛ 각의 LED 칩으로 하고, 그것을 접속하여 화상 표시 장치를 제조하면 화상 표시 장치의 가격을 내릴 수 있다.
그래서 각 소자를 집적도 높게 형성하여, 각 소자를 넓은 영역으로 전사 등에 의해서 이간시키면서 이동시키고, 화상 표시 장치 등의 비교적 큰 표시 장치를 구성하는 기술이 있으며, 예를 들면 미국특허 제 5438241호에 기재되는 박막 전사법이나 일본 특개평11-142878호 공보에 기재되는 표시용 트랜지스터 어레이 패널의 형성 방법 등의 기술이 알려져 있다. 미국특허 제 5438241호에서는 기판상에 치밀하게 형성한 소자가 성기게 다시 배치되는 전사 방법이 개시되어 있고, 접착제 부착의 신축성 기판에 소자를 전사한 후, 각 소자 간격과 위치를 모니터하면서 신축성 기판이 X방향과 Y방향으로 신장된다. 그리고 신장된 기판상의 각 소자가 소요의 디스플레이 패널상에 전사된다. 또한, 일본 특개평11-142878호 공보에 기재되는 기술에서는 제 1 기판상의 액정 표시부를 구성하는 박막 트랜지스터가 제 2 기판상에 전체 전사되고, 다음에 그 제 2 기판으로부터 선택적으로 화소 피치에 대응하는 제 3 기판에 전사하는 기술이 개시되어 있다.
그런데 상술한 바와 같은 기술에서는 다음과 같은 문제가 생긴다. 우선, 상술한 기판상에 치밀하게 형성한 디바이스를 성기게 다시 배치하는 전사 방법은 신 축성 기판의 신장시의 부동점(지점)이 디바이스 칩의 접착면의 어떤 위치가 될지에 따라서, 디바이스 위치가 최소로 칩 사이즈(≥20㎛)만큼 어긋난다고 하는 본질적인 문제를 안고 있다. 그 때문에, 디바이스 칩마다의 정밀 위치 제어가 불가결해진다. 따라서, 적어도 1㎛ 정도의 위치 맞춤 정밀도가 필요한 고정밀 TFT 어레이 패널의 형성에는 TFT 디바이스 칩마다의 위치 계측과 제어를 포함하는 위치 맞춤에 막대한 시간을 요한다. 또한, 열팽창 계수가 큰 수지 필름에 대한 전사의 경우에는 위치 결정 전후의 온도/응력 변동에 의해서 위치 맞춤 정밀도가 손상되기 쉽다. 이상의 이유로부터, 양산 기술로서 채용하는 것에는 지극히 큰 문제가 있다.
또한, 일본 특개평11-142878호에 기재되는 기술에서는 최종적인 전사 후에 배선 전극 등이 작성된다. 그런데, 고속 동작이나 저비용화를 위한 고집적화에 의하여 박막 트랜지스터나 발광 소자 등의 소자 사이즈를 작게 하는 것이 요구되고 있으며, 소자를 소요의 화소 피치의 위치에 배치한 후에, 배선층 등을 형성하는 경우에는 미세화된 소자 칩이 확대된 영역에 배치되어 있는 상태로 배선을 형성할 필요가 있고, 소자의 위치 정밀도의 문제로부터 배선 불량 등의 과제가 새롭게 분출하게 된다.
그래서, 미세 가공된 소자를 더욱 넓은 영역에 전사할 때, 전사 후에도 위치 맞춤 정밀도가 손상되지 않고, 또한 배선 불량 등의 문제도 해결할 수 있는 소자의 배열 방법 및 화상 표시 장치의 제조 방법이 필요하게 된다. 그래서, 이하, 이러한 소자의 배열 방법, 화상 표시 장치의 제조 방법에 대해서 설명한다.
[2단계 확대 전사법]
이 실시예의 소자의 배열 방법 및 화상 표시 장치의 제조 방법은 고집적도를 갖고 제 1 기판상에 작성된 소자를 제 1 기판상에서 소자가 배열된 상태보다는 이간한 상태로 되도록 일시 유지용 부재에 전사하고, 이어서 일시 유지용 부재에 유지된 상기 소자를 더욱 이간하여 제 2 기판상에 전사하는 2단계의 확대 전사를 한다. 또, 이 실시예에서는 전사를 2단계로 하고 있지만, 소자를 이간하여 배치하는 확대도에 따라서 전사를 3단계나 그 이상의 다단층으로 할 수도 있다.
도 13과 도 14는 각각 2단계 확대 전사법의 기본적인 공정을 도시하는 도면이다. 우선, 도 13의 a에 도시하는 제 1 기판(90)상에, 예를 들면 발광 소자나 액정 제어 소자와 같은 소자(92)를 치밀하게 형성한다. 액정 제어 소자는 최종제품으로서 액정 패널을 형성하였을 때 액정의 배향 상태를 제어하는 박막 트랜지스터 등의 소자이다. 소자를 치밀하게 형성함으로써, 각 기판당 생성되는 소자의 수를 많게 할 수 있어, 제품 비용을 내릴 수 있다. 제 1 기판(90)은 예를 들면 반도체 웨이퍼, 글래스 기판, 석영유리 기판, 사파이어 기판, 플라스틱 기판 등의 여러 가지 소자를 형성 가능한 기판이지만, 각 소자(92)는 제 1 기판(90)상에 직접 형성한 것이어도 좋고, 다른 기판상에서 형성된 것을 배열한 것이어도 좋다.
다음에 도 13의 b에 도시하는 바와 같이, 제 1 기판(90)으로부터 각 소자(92)가 도면 중 파선으로 도시하는 일시 유지용 부재(91)에 전사되고, 이 일시 유지용 부재(91)의 위에 각 소자(92)가 유지된다. 여기서 인접하는 소자(92)는 이간되어, 도시하는 바와 같이 매트릭스형으로 배치된다. 즉 소자(92)는 x방향에도 각각 소자 사이를 확대하도록 전사되지만, x방향에 수직인 y방향에도 각각 소자 사 이를 확대하도록 전사된다. 이때 이간되는 거리는 특별히 한정되지 않고, 일례로서 후속의 공정에서의 수지부 형성이나 전극 패드의 형성을 고려한 거리로 할 수 있다. 일시 유지용 부재(91)상에 제 1 기판(90)으로부터 전사하였을 때 제 1 기판(90)상의 전부의 소자가 이간되어 전사되도록 할 수 있다. 이 경우에는 일시 유지용 부재(91)의 사이즈는 매트릭스형으로 배치된 소자(92)의 수(x방향, y방향에 각각)로 이간한 거리를 둔 사이즈 이상이면 된다. 또한, 일시 유지용 부재(91)상에 제 1 기판(90)상의 일부의 소자가 이간되어 전사되도록 하는 것도 가능하다.
일시 유지용 부재(91)에 대한 소자(92)의 전사는 후술하는 바와 같이, 소요의 흡착용 지그나 액추에이터(actuator) 등을 사용한 기계적 수단을 사용하여 행하도록 할 수도 있고, 혹은 열이나 빛에 의해서 연화, 경화, 가교, 열화 등의 반응을 일으키는 수지 등을 도포한 뒤에 열이나 빛을 국소적으로 조사하여 박리나 접착 등을 생기게 하여 선택적으로 전사를 하도록 하여도 좋다. 또한, 열이나 빛과 기계적 수단의 조합으로 전사하도록 하여도 좋다. 일시 유지용 부재(91)와 제 1 기판(90)의 면끼리를 대치시켜 전사하는 것이 일반적이지만, 일단, 제 1 기판(90)으로부터 소자(92)를 칩마다 뿔뿔이 분리하고, 개개의 소자(92)를 다시 일시 유지용 부재(91)에 배열하도록 하여도 좋다.
이러한 제 1 전사 공정 후, 도 13의 c에 도시하는 바와 같이, 일시 유지용 부재(91)상에 존재하는 소자(92)는 이간되어 있는 것으로부터, 각 소자(92)마다 소자 주위의 수지의 피복과 전극 패드의 형성이 행하여진다. 소자 주위의 수지의 피복은 전극 패드를 형성하기 쉽게 하고, 다음의 제 2 전사 공정에서의 취급을 쉽게 하는 등을 위해서 형성된다. 전극 패드의 형성은 후술하는 바와 같이, 최종적인 배선이 계속되는 제 2 전사 공정 후에 행하여지기 때문에, 그 때 배선 불량이 생기지 않도록 비교적 큰 사이즈로 형성되는 것이다. 또, 도 13의 c에는 전극 패드는 도시하지 않고 있다. 각 소자(92)의 주위를 수지(93)가 덮는 것으로 수지 형성 칩(94)이 형성된다. 소자(92)는 평면상, 수지 형성 칩(94)의 대략 중앙에 위치하지만, 한쪽의 변이나 각 측으로 기울은 위치에 존재하는 것이어도 좋다.
다음에, 도 13의 d에 도시하는 바와 같이, 제 2 전사 공정이 행하여진다. 이 제 2 전사 공정에서는 일시 유지용 부재(91)상에서 매트릭스형으로 배치되는 소자(92)가 수지 형성 칩(94)마다 더욱 이간하도록 제 2 기판(95)상에 전사된다. 이 전사도 제 1 전사 공정과 같이, 소요의 흡착용 지그나 액추에이터 등을 사용한 기계적 수단을 사용하여 행하도록 할 수도 있고, 혹은 열이나 빛에 의해서 연화, 경화, 가교, 열화 등의 반응을 일으키는 수지 등을 도포한 뒤에 열이나 빛을 국소적으로 조사하여 박리나 접착 등을 생기게 하여 선택적으로 전사를 하도록 하여도 좋다. 또한, 열이나 빛과 기계적 수단의 조합으로 전사하도록 하여도 좋다.
제 2 전사 공정에서도, 인접하는 소자(92)는 수지 형성 칩(94)마다 이간되어, 도시하는 바와 같이 매트릭스형으로 배치된다. 즉 소자(92)는 x방향에도 각각 소자 사이를 확대하도록 전사되지만, x방향에 수직인 y방향에도 각각 소자 사이를 확대하도록 전사된다. 제 2 전사 공정에 의해서 배치된 소자의 위치가 화상 표시 장치 등의 최종제품의 화소에 대응하는 위치로 하면, 당초의 소자(92)간의 피치의 대략 정수배가 제 2 전사 공정에 의해서 배치된 소자(92)의 피치가 된다. 여기서 제 1 기판(90)으로부터 일시 유지용 부재(91)에서의 이간한 피치의 확대율을 n으로 하고, 일시 유지용 부재(91)로부터 제 2 기판(95)에서의 이간한 피치의 확대율을 m으로 하면, 대략 정수배의 값(E)은 E=n×m으로 표시된다. 확대율(n, m)은 각각 정수이어도 좋고, 정수가 아니더라도 E가 정수로 되는 조합(예를 들면 n=2.4이고 m=5)이면 좋다.
제 2 기판(95)상에 수지 형성 칩(94)마다 이간된 각 소자(92)에는 배선이 실시된다. 이 때, 먼저 형성한 전극 패드 등을 이용하여 접속 불량을 극력 억제한 배선이 이루어진다. 이 배선은 예를 들면 소자(92)가 발광 다이오드 등의 발광 소자인 경우에는 p전극, n전극에 대한 배선을 포함하고, 액정 제어 소자의 경우는 선택 신호선, 전압선이나 배향 전극막 등의 배선 등을 포함한다.
다음에, 도 14는 도 13의 2단계 확대 전사법의 변형예로, 제 1 기판(90a) 상으로부터 일시 유지용 부재(91a)에 대한 전사 방법이 다른 실시예이다. 도 14의 a에 도시하는 바와 같이 제 1 기판(90a) 상에 예를 들면 발광 소자나 액정 제어 소자와 같은 소자(92)가 치밀하게 형성된다. 복수의 소자(92)는 제 1 기판(90a) 상에서는 매트릭스형으로 배열되어 있고, 제 1 기판(90a) 자체는 도 13의 제 1 기판(90)과 같이 예를 들면 반도체 웨이퍼, 글래스 기판, 석영유리 기판, 사파이어 기판, 플라스틱 기판 등의 여러 가지 소자 형성 가능한 기판이지만, 각 소자(12)는 제 1 기판(90)상에 직접 형성한 것이어도 좋고, 다른 기판상에서 형성된 것을 배열한 것이어도 좋다.
이와 같이 복수의 소자(92)를 제 1 기판(90a) 상에 매트릭스형으로 형성한 바, 일시 유지용 부재(91a)로 소자(92)를 이간하면서 전사한다. 이 경우에는 제 1 기판(90a)과 일시 유지용 부재(91a)가 대치하도록 유지되고, 제 1 기판(90a) 상의 매트릭스형으로 배열된 복수의 소자(92)를 솎아내도록 전사한다. 즉, 제 1 기판(90a) 상의 어떤 소자(92)를 전사하는 경우, 그 인접한 주위의 소자(92)는 전사하지 않고, 소요 거리만큼 이간한 위치의 소자(92)가 제 1 기판(90a)과 해당 일시 유지용 부재(91a)가 대치하고 있는 사이에 전사된다. 인접한 주위의 소자(92)는 이 솎아냄 전사로 제 1 기판(90a)에 남겨지지만, 별개의 일시 유지용 부재에 대하여 전사함으로써, 치밀하게 형성한 소자(92)를 쓸모 없게 하지 않고 유효하게 활용된다.
일시 유지용 부재(91a)에 대한 소자(92)의 전사는 후술하는 바와 같이, 소요의 흡착용 지그나 액추에이터 등을 사용한 기계적 수단을 사용하여 행하도록 할 수도 있고, 혹은 열이나 빛에 의해서 연화, 경화, 가교, 열화 등의 반응을 일으키는 수지 등을 도포한 뒤에 열이나 빛을 국소적으로 조사하여 박리나 접착 등을 생기게 하여 선택적으로 전사를 하도록 하여도 좋다. 또한, 열이나 빛과 기계적 수단의 조합으로 전사하도록 하여도 좋다.
이러한 제 1 전사 공정 후, 도 14의 c에 도시하는 바와 같이, 일시 유지용 부재(91a) 상에 존재하는 소자(92)는 이간되어 있는 것으로부터, 각 소자(92)마다 소자 주위의 수지(93)의 피복과 전극 패드의 형성이 행하여지고, 계속해서 도 14의d에 도시하는 바와 같이, 제 2 전사 공정이 행하여진다. 이 제 2 전사 공정에서는 일시 유지용 부재(91a) 상에서 매트릭스형으로 배치되는 소자(92)가 수지 형성 칩(94)마다 더욱 이간하도록 제 2 기판(95)상에 전사된다. 이들 소자 주위의 수지(93)의 피복과 전극 패드의 형성과 제 2 전사 공정은 도 13을 참조하여 설명한 공정과 같고, 2단계 확대 전사 후에 소요의 배선이 형성되는 점도 같다.
이 도 13, 도 14에 도시한 2단계 확대 전사법에 있어서는 제 1 전사 후의 이간한 스페이스를 이용하여 전극 패드나 수지 굳히기 등을 할 수 있고, 그리고 제 2 전사 후에 배선이 실시되지만, 먼저 형성한 전극 패드 등을 이용하여 접속 불량을 극력 억제한 배선이 이루어진다. 따라서, 화상 표시 장치의 수율을 향상시킬 수 있다. 또한, 이 실시예의 2단계 확대 전사법에 있어서는 소자간의 거리를 이간하는 공정이 2공정이고, 이러한 소자간의 거리를 이간하는 복수 공정의 확대 전사를 함으로써, 실제는 전사 회수가 감소하게 된다. 즉, 예를 들면, 여기서 제 1 기판(90, 90a)으로부터 일시 유지용 부재(91, 91a)로 이간한 피치의 확대율을 2(n=2)로 하고, 일시 유지용 부재(91, 91a)로부터 제 2 기판(95)으로 이간한 피치의 확대율을 2(m=2)로 하면, 가령 한번의 전사로 확대한 범위에 전사하려고 하였을 때에는 최종 확대율이 2×2의 4배이고, 그 자승인 16회의 전사 즉 제 1 기판의 얼라인먼트를 16회 행할 필요가 생기지만, 이 실시예의 2단계 확대 전사법에서는 얼라인먼트의 회수는 제 1 전사 공정에서의 확대율 2의 자승인 4회와 제 2 전사 공정에서의 확대율 2의 자승인 4회를 단순히 가했을 뿐인 합계 8회로 끝나게 된다. 즉, 같은 전사 배율을 의도하는 경우에 있어서는 (n+m)2=n2+2nm+㎡인 것으로부터, 반드시 2nm회만큼 전사 회수를 줄일 수 있게 된다. 따라서, 제조 공정도 회수분만큼 시간이 나 경비의 절약으로 되고, 특히 확대율이 큰 경우에 유익하게 된다.
또, 도 13, 도 14에 도시한 2단계 확대 전사법에 있어서는 소자(92)를 예를 들면 발광 소자나 액정 제어 소자로 하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 다른 소자예를 들면 광전 변환 소자, 압전 소자, 박막 트랜지스터 소자, 박막 다이오드 소자, 저항 소자, 스위칭 소자, 미소 자기 소자, 미소 광학 소자로부터 선택된 소자 또는 그 부분, 이들의 조합 등이어도 좋다.
[솎아냄 전사의 다른 예]
도 15는 도 14의 a와 b에서 도시한 솎아냄 전사의 다른 일례를 도시하는 도면이다. 솎아냄 전사는 전사원의 기판과 전사처의 기판(부재)을 대치시켜 선택적으로 소자를 전사함으로써 행하여지지만, 전사처의 기판(부재)을 큰 사이즈로 하는 것으로, 전사원의 기판상에 있는 소자의 전부를 전사처의 기판(부재)으로 이동시키는 것이 가능하다.
도 15는 제 1 전사 공정에서의 확대율 3의 경우의 예를 도시하고 있고, 제 1 기판(90c)을 단위로 하면 일시 유지용 부재(91c)는 3의 자승인 9배의 면적을 갖는다. 이 때문에 전사원의 기판인 제 1 기판(90c) 상에 있는 소자(92)의 전부를 전사하기 때문에, 전부 9회의 전사가 행하여진다. 제 1 기판(90c) 상에 매트릭스형으로 배치되는 소자(92)를 3×3의 매트릭스 단위마다 나누고, 그 중의 1개의 소자(92)가 일시 유지용 부재(91c)에 순차 전사되어 최종적으로 전체의 소자(92)가 전사된다.
도 15의 a는 제 1 기판(90c) 상의 소자(92) 중 3×3의 매트릭스 단위마다 1 번째의 소자(92)가 일시 유지용 부재(91c)에 전사되는 부분을 모식적으로 도시하고 있고, 도 15의 b는 3×3의 매트릭스 단위마다 2번째의 소자(92)가 일시 유지용 부재(91c)에 전사되는 부분을 모식적으로 도시하고 있다. 2번째의 전사에서는 제 1 기판(90c)의 일시 유지용 부재(91c)에 대한 얼라인먼트 위치가 도면 중 수직 방향으로 어긋나 있고, 마찬가지로 솎아냄 전사를 반복하는 것으로, 소자(92)를 이간시켜 배치할 수 있다. 또한 도 15의 c는 3×3의 매트릭스 단위마다 8번째의 소자(92)가 일시 유지용 부재(91c)에 전사되는 부분을 모식적으로 도시하고 있고, 도 15의 d는 3×3의 매트릭스 단위마다 9번째의 소자(92)가 일시 유지용 부재(91c)에 전사되는 부분을 모식적으로 도시하고 있다. 이 3×3의 매트릭스 단위마다 9번째의 소자(92)가 전사된 시점에서, 제 1 기판(90c)에는 소자(92)가 없어지고, 일시 유지용 부재(91c)에는 매트릭스형으로 복수의 소자(92)가 이간된 형식으로 유지되게 된다. 이 후, 도 13의 c, d, 도 14의 c, d의 공정에 의해, 2단계 확대 전사가 실행된다.
[수지 형성 칩]
다음에, 도 16 및 도 17을 참조하여, 일시 유지용 부재상에서 형성되고, 제 2 기판에 전사되는 수지 형성 칩에 대해서 설명한다. 수지 형성 칩(100)은 이간하여 배치되어 있는 소자(101)의 주위를 수지(102)로 굳힌 것으로, 이러한 수지 형성 칩(100)은 일시 유지용 부재로부터 제 2 기판에 소자(101)를 전사하는 경우에 사용할 수 있는 것이다.
소자(101)는 후술하는 바와 같은 발광 소자의 예이지만, 특히 발광 소자에 한하지 않고 다른 소자이어도 좋다. 수지 형성칩(100)은 대략 평판형에서 그 주된 면이 대략 정방형상이 된다. 이 수지 형성 칩(100)의 형상은 수지(102)를 굳혀 형성된 형상이고, 구체적으로는 미경화의 수지를, 각 소자(101)를 포함하도록 전체면에 도포하고, 이것을 경화한 후에 가장자리의 부분을 다이싱(dicing) 등으로 절단하는 것으로 얻어지는 형상이다. 대략 평판형의 수지(22)의 표면측과 이면측에는 각각 전극 패드(103, 104)가 형성된다. 이들 전극 패드(103, 104)의 형성은 전체면에 전극 패드(103, 104)의 재료로 되는 금속층이나 다결정 실리콘층 등의 도전층을 형성하여, 포토리소그래피 기술에 의해 소요의 전극 형상에 패터닝하는 것으로 형성된다. 이들 전극 패드(103, 104)는 발광 소자인 소자(101)의 p전극과 n전극에 각각 접속하도록 형성되어 있고, 필요한 경우에는 수지(102)에 비어 홀(via hall) 등이 형성된다.
여기서 전극 패드(103, 104)는 수지 형성 칩(100)의 표면측과 이면측에 각각 형성되어 있지만, 한쪽 면에 양쪽의 전극 패드를 형성하는 것도 가능하고, 예를 들면 박막 트랜지스터의 경우에는 소스, 게이트, 드레인의 3개의 전극이 있기 때문에, 전극 패드를 3개 혹은 그 이상 형성하여도 좋다. 전극 패드(103, 104)의 위치가 평판상 어긋나 있는 것은 최종적인 배선 형성시에 상측에서 콘택트를 겹치지 않도록 하기 위해서이다. 전극 패드(103, 104)의 형상도 정방형에 한정되지 않고 다른 형상으로 하여도 좋다.
이러한 수지 형성 칩(100)을 구성함으로써, 소자(101)의 주위가 수지(102)로 피복되어 평탄화에 의해서 정밀도 좋게 전극 패드(103, 104)를 형성할 수 있는 동 시에 소자(101)에 비교하여 넓은 영역에 전극 패드(103, 104)를 배치할 수 있고, 다음의 제 2 전사 공정에서의 전사를 흡착 지그로 진행시키는 경우에는 취급이 용이해진다. 후술하는 바와 같이, 최종적인 배선이 계속되는 제 2 전사 공정 후에 행하여지기 때문에, 비교적 큰 사이즈의 전극 패드(103, 104)를 이용한 배선을 함으로써 배선 불량이 미연에 방지된다.
[발광 소자]
도 18에 이 실시예에서 사용되는 소자의 일례로서의 발광 소자의 구조를 도시한다. 도 18a가 소자 단면도이고, 도 18b가 평면도이다. 이 발광 소자는 GaN계의 발광 다이오드로, 예를 들면 사파이어 기판상에 결정 성장되는 소자이다. 이러한 GaN계의 발광 다이오드에서는 기판을 투과하는 레이저 조사에 의해서 레이저 어블레이션(ablation)이 생기고, GaN의 질소가 기화하는 현상에 동반하여 사파이어 기판과 GaN계의 성장층 사이의 계면에서 막 벗겨짐이 생겨, 소자 분리를 용이하게 할 수 있는 특징을 갖고 있다.
우선, 그 구조에 대해서는 GaN계 반도체층으로 이루어지는 하지 성장층(111)상에 선택 성장된 육각뿔 형상의 GaN층(112)이 형성되어 있다. 또, 하지 성장층(111)상에는 도시하지 않은 절연막이 존재하고, 육각뿔 형상의 GaN층(112)은 그 절연막을 개구한 부분에 MOCVD법 등에 의해서 형성된다. 이 GaN층(112)은 성장시에 사용되는 사파이어 기판의 주면을 C면으로 한 경우에 S면(1-101면)으로 덮인 피라미드형의 성장층으로, 실리콘을 도프시킨 영역이다. 이 GaN층(112)의 경사진 S면의 부분은 더블헤테로 구조의 클래드로서 기능한다. GaN층(112)의 경사진 S면을 덮도록 활성층인 InGaN층(113)이 형성되어 있고, 그 외측에 마그네슘 도프의 GaN층(114)이 형성된다. 이 마그네슘 도프의 GaN층(114)도 클래드로서 기능한다.
이러한 발광 다이오드에는 p전극(115)과 n전극(116)이 형성되어 있다. p전극(115)은 마그네슘 도프의 GaN층(114)상에 형성되는 Ni/Pt/Au 또는 Ni(Pd)/Pt/Au 등의 금속 재료를 증착하여 형성된다. n전극(116)은 상술한 도시하지 않은 절연막을 개구한 부분으로 Ti/A1/Pt/Au 등의 금속 재료를 증착하여 형성된다. 또, 도 20에 도시하는 바와 같이 하지 성장층(111)의 이면측에서 n전극 추출을 하는 경우는 n전극(116)의 형성은 하지 성장층(111)의 표면측에는 불필요하게 된다.
이러한 구조의 GaN계의 발광 다이오드는 청색 발광도 가능한 소자이고, 특히 레이저 어블레이션에 의하여 비교적 간단하게 사파이어 기판으로부터 박리할 수 있고, 레이저 빔을 선택적으로 조사함으로써 선택적인 박리가 실현된다. 또, GaN계의 발광 다이오드로서는 평판형이나 띠형으로 활성층이 형성되는 구조이어도 좋고, 상단부에 C면이 형성된 각뿔 구조이어도 된다. 또한 다른 질화물계 발광 소자나 화합물 반도체 소자 등이어도 좋다.
[발광 소자의 배열 방법]
다음에, 도 19에서 도 21까지를 참조하면서, 또한, 다른 질화물 발광 소자의 배열 방법에 대해서 설명한다. 발광 소자는 도 18에 도시한 GaN계의 발광 다이오드를 사용하고 있다.
우선, 도 19에 도시하는 바와 같이, 제 1 기판(121)의 주면상에는 복수의 발광 다이오드(122)가 매트릭스형으로 형성되어 있다. 발광 다이오드(122)의 크기는 약 20㎛ 정도로 할 수 있다. 제 1 기판(121)의 구성 재료로서는 사파이어 기판 등과 같이 광 다이오드(122)에 조사하는 레이저의 파장의 투과율이 높은 재료가 사용된다. 발광 다이오드(122)에는 p전극 등까지는 형성되어 있지만 최종적인 배선은 아직 이루어지지 않고, 소자간 분리의 홈(122g)이 형성되어 있고, 개개의 발광 다이오드(122)는 분리할 수 있는 상태이다. 이 홈(122g)의 형성은 예를 들면 반응성 이온 에칭으로 행한다. 이러한 제 1 기판(121)을 도 19에 도시하는 바와 같이 일시 유지용 부재(123)에 대치시켜 선택적인 전사를 행한다.
일시 유지용 부재(123)의 제 1 기판(121)에 대치하는 면에는 박리층(124)과 접착제층(125)이 2층으로 되어 형성되어 있다. 여기서 일시 유지용 부재(121)의 예로서는 글래스 기판, 석영유리 기판, 플라스틱 기판 등을 사용할 수 있고, 일시 유지용 부재(121)상의 박리층(124)의 예로서는 불소 코트, 실리콘수지, 수용성 접착제(예를 들면 PVA), 폴리이미드 등을 사용할 수 있다. 또한 일시 유지용 부재(123)의 접착제층(125)으로서는 자외선(UV) 경화형 접착제, 열 경화성 접착제, 열가소성 접착제 중 어느 하나로 이루어지는 층을 사용할 수 있다. 일례로서는 일시 유지용 부재(123)로서 석영유리 기판을 사용하고, 박리층(124)으로서 폴리이미드막 4㎛를 형성 후, 접착제층(125)으로서의 UV 경화형 접착제를 약 20㎛ 두께로 도포한다.
*일시 유지용 부재(123)의 접착제층(125)은 경화한 영역(125s)과 미경화 영역(125y)이 혼재하도록 조정되어, 미경화 영역(125y)에 선택 전사에 따른 발광 다 이오드(122)가 위치하도록 위치 맞춤한다. 경화한 영역(125s)과 미경화 영역(125y)이 혼재하는 조정은 예를 들면 UV 경화형 접착제를 노광기로 선택적으로 200㎛ 피치로 UV 노광하여, 발광 다이오드(122)를 전사하는 부분은 미경화이고 그 이외는 경화시키는 상태로 하면 좋다. 이와 같은 얼라인먼트 후, 그 위치의 발광 다이오드(122)를 레이저로 제 1 기판(121)의 이면으로부터 조사하여 발광 다이오드(122)를 제 1 기판(121)으로부터 레이저 어블레이션을 이용하여 박리한다. GaN계의 발광 다이오드(122)는 사파이어와의 계면에서 금속의 Ga와 질소로 분해함으로써, 비교적 간단하게 박리할 수 있다. 조사하는 레이저로서는 엑시머 레이저, 고조파 YAG 레이저 등이 사용된다.
*이 레이저 어블레이션을 이용한 박리에 의해서, 선택 조사에 의한 발광 다이오드(122)는 GaN층과 제 1 기판(121)의 계면에서 분리되고, 반대측의 접착제층(125)의 미경화 영역(125y)에 발광 다이오드(122)의 p전극 부분을 찌르도록 하여 전사된다. 다른 레이저가 조사되지 않은 영역의 발광 다이오드(122)에 대해서는 대응하는 접착제층(125)의 부분이 경화한 영역(125s)이고, 레이저도 조사되어 있지 않기 때문에 일시 유지용 부재(123)측에 전사되지 않는다. 또, 도 19에서는 1개의 발광 다이오드(122)만이 선택적으로 레이저 조사되고 있지만, n피치분만큼 이간한 영역에서도 마찬가지로 발광 다이오드(122)는 레이저 조사되어 있는 것으로 한다. 이러한 선택적인 전사에 의해서는 발광 다이오드(122)가 제 1 기판(121)상에 배열되어 있을 때보다도 이간하여 일시 유지용 부재(123)상에 배열된다.
다음에, 선택적인 발광 다이오드(122)의 제 1 기판(121)으로부터 일시 유지용 부재(123)에 대한 전사를 한 바, 도 20에 도시하는 바와 같이 미경화 영역(125y)의 접착제층(125)을 경화시켜 발광 다이오드(122)를 고착시킨다. 이 경화는 열이나 빛 등의 에너지를 가하는 것으로 가능하다. 발광 다이오드(122)는 일시 유지용 부재(123)의 접착제층(125)에 유지된 상태로, 발광 다이오드(122)의 이면이 n전극측(캐소드(cathode) 전극측)으로 되어 있고, 발광 다이오드(122)의 이면에는 수지(접착제)가 없도록 제거, 세정되어 있기 때문에, 전극 패드(126)를 형성한 경우에는 전극 패드(126)는 발광 다이오드(122)의 이면과 전기적으로 접속된다.
접착제층(125)의 세정의 예로서는 산소 플라즈마로 접착제용 수지를 에칭, UV 오존 조사로 세정한다. 또한, 레이저로 GaN계 발광 다이오드를 사파이어 기판으로 이루어지는 제 1 기판(121)으로부터 박리하였을 때에는 그 박리면에 Ga가 석출되어 있기 때문에, 그 Ga를 에칭하는 것이 필요하고, NaOH 수용액 또는 희소 질산으로 행하게 된다. 그 후, 전극 패드(126)를 패터닝한다. 이때의 캐소드측의 전극 패드는 약 60㎛ 각으로 할 수 있다. 전극 패드(126)로서는 투명 전극(ITO, ZnO 계 등) 또는 Ti/A1/Pt/Au 등의 재료를 사용한다. 투명 전극의 경우는 발광 다이오드의 이면을 크게 덮어도 발광을 방해하지 않기 때문에, 패터닝 정밀도가 거칠고, 큰 전극을 형성할 수 있고, 패터닝 프로세스가 용이해진다.
도 21은 일시 유지용 부재(123)로부터 발광 다이오드(122)를 제 2 일시 유지용 부재(127)에 전사하여, 애노드(anode) 전극(p전극)측의 비어 홀(130)을 형성한 후, 애노드측 전극 패드(129)를 형성하고, 수지로 이루어지는 접착제층(125)을 다 이싱한 상태를 도시하고 있다. 이 다이싱의 결과, 소자 분리 홈(131)이 형성되고, 발광 다이오드(122)는 소자마다 구분되게 된다. 소자 분리 홈(131)은 매트릭스형의 각 발광 다이오드(122)를 분리하기 위해서, 평면 패턴으로서는 종횡으로 연장된 복수의 평행선으로 이루어진다. 소자 분리 홈(131)의 바닥부에서는 제 2 일시 유지용 부재(127)의 표면이 닿는다. 제 2 일시 유지용 부재(127)상에는 박리층(128)이 형성된다. 이 박리층(128)은 예를 들면 불소 코트, 실리콘수지, 수용성 접착제(예를 들면 PVA), 폴리이미드 등을 사용하여 작성할 수 있다. 제 2 일시 유지용 부재(127)는 일례로서 플라스틱 기판에 UV 점착재가 도포되어 있는 이른바 다이싱 시트이고, UV가 조사되면 점착력이 저하되는 것을 이용할 수 있다. 일시 유지 부재(127)의 이면으로부터 엑시머 레이저를 조사한다. 이것에 의해, 예를 들면 박리층(124)으로서 폴리이미드를 형성한 경우에는 폴리이미드와 석영 기판의 계면에서 폴리이미드의 어블레이션에 의해 박리가 발생하고, 각 발광 다이오드(122)는 제 2 일시 유지 부재(127)측에 전사된다.
이 프로세스의 예로서, 제 2 일시 유지용 부재(127)의 표면을 산소 플라즈마로 발광 다이오드(122)의 표면이 노출될 때까지 에칭한다. 우선 비어 홀(130)의 형성은 엑시머 레이저, 고조파 YAG 레이저, 탄산가스 레이저를 사용할 수 있다. 이때, 비어 홀은 약 3 내지 7㎛의 직경을 개방하게 된다. 애노드측 전극 패드는 Ni/Pt/Au 등으로 형성한다. 다이싱 프로세스는 통상의 블레이드를 사용한 다이싱, 20㎛ 이하의 폭이 좁은 슬릿(slit)이 필요할 때에는 상기 레이저를 사용한 레이저에 의한 가공을 한다. 그 슬릿 폭은 화상 표시 장치의 화소 내의 수지로 이루어지 는 접착제층(125)으로 덮인 발광 다이오드(122)의 크기에 의존한다. 일례로서, 엑시머 레이저로 폭 약 40㎛의 홈 가공을 하여, 칩의 형상을 형성한다.
다음에, 기계적 수단을 사용하여 발광 다이오드(122)가 제 2 일시 유지용 부재(127)로부터 박리된다. 도 22는 제 2 일시 유지용 부재(127)상에 배열되어 있는 발광 다이오드(122)를 흡착 장치(133)로 픽업하는 부분을 도시한 도면이다. 이때의 흡착 구멍(135)은 화상 표시 장치의 화소 피치에 매트릭스형으로 개구하고 있고, 발광 다이오드(122)를 다수개, 일괄로 흡착할 수 있도록 되어 있다. 이때의 개구 직경은 예를 들면 약 ψ100㎛에서 600㎛ 피치의 매트릭스형으로 개구되고, 일괄로 약 300개를 흡착할 수 있다. 이때의 흡착 구멍(135)의 부재는 예를 들면, Ni 전주(電鑄)에 의해 제작한 것, 또는 SUS 등의 금속판(132)을 에칭으로 구멍 가공한 것이 사용되고, 금속판(132)의 흡착 구멍(135) 중에는 흡착 챔버(134)가 형성되어 있고, 이 흡착 챔버(134)를 부압(負庄)으로 제어함으로써 발광 다이오드(122)의 흡착이 가능하게 된다. 발광 다이오드(122)는 이 단계에서 수지로 이루어지는 접착제층(125)으로 덮여 있고, 그 상측면은 대략 평탄화되어 있고, 이 때문에 흡착 장치(133)에 의한 선택적인 흡착을 용이하게 진행시킬 수 있다.
도 23은 발광 다이오드(122)를 제 2 기판(140)에 전사하는 부분을 도시한 도면이다. 제 2 기판(140)에 장착할 때 제 2 기판(140)에 미리 접착제층(136)이 도포되어 있고, 그 발광 다이오드(122) 하측면의 접착제층(136)을 경화시켜서, 발광 다이오드(122)를 제 2 기판(140)에 고착하여 배열시킬 수 있다. 이 장착시에는 흡착 장치(133)의 흡착 챔버(134)가 압력이 높은 상태로 되어, 흡착 장치(133)와 발 광 다이오드(122)의 흡착에 의한 결합 상태는 해방된다. 접착제층(136)은 UV 경화형 접착제, 열 경화성 접착제, 열가소성 접착제 등에 의해서 구성할 수 있다. 발광 다이오드(122)가 배치되는 위치는 일시 유지용 부재(123, 127)상에서의 배열보다도 이간한 것이 된다. 그 때 접착제층(136)의 수지를 경화시키는 에너지는 제 2 기판(140)의 이면으로부터 공급된다. UV 경화형 접착제의 경우는 UV 조사 장치로, 열 경화성 접착제의 경우는 레이저로 발광 다이오드(122)의 하측면만 경화시키고, 열가소성 접착제의 경우는 마찬가지로 레이저 조사로 접착제를 용융시켜 접착을 한다.
또한, 제 2 기판(140)상에 새도우(shadow) 마스크로서도 기능하는 전극층(137)을 배치하고, 특히 전극층(137)의 화면측의 표면 즉 해당 화상 표시 장치를 보는 사람이 있는 측의 면에 흑크롬(chrome)층(138)을 형성한다. 이와 같이 하는 것으로 화상의 콘트라스트를 향상시킬 수 있는 동시에, 흑크롬층(138)에서의 에너지 흡수율을 높게 하고, 선택적으로 조사되는 빔(153)에 의해서 접착제층(136)이 일찍이 경화하도록 할 수 있다. 이 전사시의 UV 조사로서는 UV 경화형 접착제의 경우는 약 1000mJ/c㎡를 조사한다.
도 24는 RGB의 3색의 발광 다이오드(122, 141, 142)를 제 2 기판(140)에 배열시켜 절연층(139)을 도포한 상태를 도시하는 도면이다. 도 22 및 도 23에서 사용한 흡착 장치(133)를 그대로 사용하여, 제 2 기판(140)에 마운트(mount)하는 위치를 그 색의 위치에 어긋날 만큼 마운트하면, 화소로서의 피치는 일정한 채로 3색으로 이루어지는 화소를 형성할 수 있다. 절연층(139)으로서는 투명 에폭시 접착 제, UV 경화형 접착제, 폴리이미드 등을 사용할 수 있다. 3색의 발광 다이오드(122, 141, 142)는 반드시 같은 형상이 아니어도 좋다. 도 24에서는 적색의 발광 다이오드(141)가 육각뿔의 GaN층을 갖지 않는 구조로 되어, 다른 발광 다이오드(122, 142)와 그 형상이 다르지만, 이 단계에서는 각 발광 다이오드(122, 141, 142)는 이미 수지 형성 칩으로서 수지로 이루어지는 접착제층(125)으로 덮여 있고, 소자 구조의 차이에도 불구하고 동일한 취급을 실현할 수 있다.
도 25는 배선 형성 공정을 도시하는 도면이다. 절연층(139)에 개구부(145, 146, 147, 148, 149, 150)를 형성하여, 발광 다이오드(122, 141, 142)의 애노드, 캐소드의 전극 패드와 제 2 기판(140)의 배선용의 전극층(137)을 접속하는 배선(143, 144, 151)을 형성한 도면이다. 이때 형성하는 개구부 즉 비어 홀은 발광 다이오드(122, 141, 142)의 전극 패드(126, 129)의 면적을 크게 하고 있기 때문에 비어 홀 형상은 크고, 비어 홀의 위치 정밀도도 각 발광 다이오드에 직접 형성하는 비어 홀에 비교하여 거친 정밀도로 형성할 수 있다. 이때의 비어 홀은 약 60㎛ 각의 전극 패드(126, 129)에 대하여, 약 ψ20㎛를 형성할 수 있다. 또한, 비어 홀의 깊이는 배선 기판과 접속하는 것, 애노드 전극과 접속하는 것, 캐소드 전극과 접속하는 것 3종류의 깊이가 있기 때문에 레이저의 펄스 수로 제어하여, 최적의 깊이를 개구한다. 그 후, 보호층을 배선상에 형성하여, 화상 표시 장치의 패널은 완성된다. 이때의 보호층은 도 25의 절연층(139)과 투명 에폭시 접착제 등의 같은 재료를 사용할 수 있다. 이 보호층은 가열 경화하여 배선을 완전히 덮는다. 이후, 패널 단부의 배선으로부터 드라이버 IC를 접속하여 구동 패널을 제작하게 된다.
상술한 바와 같은 발광 소자의 배열 방법에 있어서는 일시 유지용 부재(123)에 발광 다이오드(122)를 유지시킨 시점에서 이미, 소자간의 거리가 커지고, 그 넓어진 간격을 이용하여 비교적 큰 사이즈의 전극 패드(126, 129) 등을 설치하는 것이 가능해진다. 그 비교적 사이즈가 큰 전극 패드(126, 129)를 이용한 배선이 행하여지기 때문에, 소자 사이즈에 비교하여 최종적인 장치의 사이즈가 현저히 큰 경우에도 용이하게 배선을 형성할 수 있다. 또한, 이 실시예의 발광 소자의 배열 방법에서는 발광 소자의 주위가 경화한 접착제층(125)으로 피복되어 평탄화에 의해서 정밀도 좋게 전극 패드(126, 129)를 형성할 수 있는 동시에 소자에 비교하여 넓은 영역에 전극 패드(126, 129)를 연장할 수 있고, 다음의 제 2 전사 공정에서의 전사를 흡착 지그로 진행시키는 경우에는 취급이 용이해진다. 또한, 발광 다이오드(122)의 일시 유지용 부재(123)에 대한 전사에는 GaN계 재료가 사파이어와의 계면에서 금속의 Ga와 질소로 분해하는 것을 이용하여, 비교적 간단하게 박리할 수 있다.
[액정 제어 소자의 배열 방법]
다음에, 도 26에서 도 31까지를 참조하면서, 액정 제어 소자의 배열 방법에 대해서 설명한다. 액정 제어 소자는 이 실시예에 있어서 구체적으로는 최종제품으로서 액정 패널을 형성하였을 때 액정의 배향 상태를 제어하는 박막 트랜지스터이다.
우선 도 26에 도시하는 바와 같이, 석영유리 기판 등의 제 1 기판(161)상에 어몰퍼스 실리콘막(162)이 형성된다. 이 어몰퍼스 실리콘막(162)은 나중의 공정에 서 희생되는 박리막이다. 이 어몰퍼스 실리콘막(162)상에는 하지 절연막으로서 실리콘산화막(163)이 형성되고, 그 위에 박막 트랜지스터(164)가 매트릭스형으로 치밀하게 형성된다. 박막 트랜지스터(164)는 폴리실리콘막상에 게이트산화막, 게이트 전극을 형성하고, 폴리실리콘막에 소스·드레인 영역을 형성한 것이다. 이들 박막 트랜지스터(164)는 소자 분리되어 있고, 예를 들면 반응성 이온 에칭 등의 방법에 의해서 소자 분리용의 홈이 어몰퍼스 실리콘막(162)의 일부를 노출하는 정도로 형성된다.
다음에 도 27에 도시하는 바와 같이, 이러한 제 1 기판(161)을 일시 유지용 부재(165)에 대치시켜 선택적인 전사를 한다. 일시 유지용 부재(165)의 제 1 기판(161)에 대치하는 면에는 박리층(166)과 접착제층(167)이 2층으로 되어 형성되어 있다. 여기서 일시 유지용 부재(165)의 예로서는 글래스 기판, 석영유리 기판, 플라스틱 기판 등을 사용할 수 있고, 일시 유지용 부재(165)상의 박리층(166)의 예 로서는 불소 코트, 실리콘수지, 수용성 접착제(예를 들면 PVA), 폴리이미드 등을 사용할 수 있다. 또한 일시 유지용 부재(165)의 접착제층(167)으로서는 자외선(UV) 경화형 접착제, 열 경화성 접착제, 열가소성 접착제 중 어느 하나로 이루어지는 층을 사용할 수 있다.
일시 유지용 부재(165)의 접착제층(167)은 경화한 영역(167s)과 미경화 영역(167y)이 혼재하도록 조정되고, 미경화 영역(167y)에 선택 전사에 따른 박막 트랜지스터(164)가 위치하도록 위치 맞춤된다. 경화한 영역(167s)과 미경화 영역(167y)이 혼재하는 조정은 예를 들면 UV 경화형 접착제를 노광기로 선택적으로 노광하여, 박막 트랜지스터(164)를 전사하는 부분은 미경화이고 그 이외는 경화시킨 상태이면 좋다. 이와 같은 얼라인먼트 후, 그 위치의 박막 트랜지스터(164)를 레이저로 제 1 기판(161)의 이면으로부터 조사하고 박막 트랜지스터(164)를 제 1 기판(161)으로부터 레이저 어블레이션을 이용하여 박리한다. 조사하는 레이저로서는 엑시머 레이저, 고조파 YAG 레이저 등이 사용된다.
이 레이저 어블레이션을 이용한 박리에 의해서, 선택 조사에 따른 박막 트랜지스터(164)는 반대측의 접착제층(167)의 미경화 영역(167y)에 전사된다. 다른 레이저가 조사되지 않은 영역의 박막 트랜지스터(164)에 대해서는 대응하는 접착제층(167)의 부분이 경화한 영역(167s)이고, 레이저도 조사되어 있지 않기 때문에 일시 유지용 부재(165)측에 전사되지 않는다. 또, 도 27에서는 1개의 박막 트랜지스터(164)만이 선택적으로 레이저 조사되고 있지만, n피치분만큼 이간한 영역에서도 마찬가지로 박막 트랜지스터(164)는 레이저 조사되어 전사되어 있는 것으로 한다. 이러한 선택적인 전사에 의해서 박막 트랜지스터(164)는 제 1 기판(161)상에 배열되어 있을 때보다도 이간하여 일시 유지용 부재(165)상에 배열된다.
다음에, 선택적인 박막 트랜지스터(164)의 제 1 기판(161)으로부터 일시 유지용 부재(165)에 대한 전사를 한 부분에서, 도 28에 도시하는 바와 같이 미경화 영역(167y)의 접착제층(167)을 경화시켜서 고착시킨다. 이 경화는 열이나 빛 등의 에너지를 가하는 것으로 가능하다. 박막 트랜지스터(164)는 일시 유지용 부재(165)의 접착제층(167)에 유지된 상태로 확실히 유지된다.
도 29에 도시하는 바와 같이, 다음에 일시 유지용 부재(165)로부터 제 2 일 시 유지용 부재(168)에 박막 트랜지스터(164)를 전사한다. 제 2 일시 유지용 부재(168)는 박막 트랜지스터(164)의 박막 반도체층측을 제 2 기판상에 얹기 위해서 사용되고, 특히 박막 트랜지스터(164)의 표리가 문제가 되지 않는 경우에는 제 2 일시 유지용 부재(168)는 사용하지 않아도 좋다. 일시 유지용 부재(165)로부터 제 2 일시 유지용 부재(168)에 전사되는 경우에는 개개의 박막 트랜지스터(164)로 분리할 수 있도록 분리 홈(167g)이 형성된다. 분리 홈(167g)의 바닥부는 박리층(166)까지 이르고 있다. 또는 분리 홈(167g)은 박리층(166)도 분리한다.
이 박리층(166)으로 박리시킴으로써, 일시 유지용 부재(165)로부터 제 2 일시 유지용 부재(168)에 박막 트랜지스터(164)를 전사하고(도 30), 계속해서, 도시하지 않은 흡착 수단에 의해서 제 2 기판상에 이간하면서 전사한다(제 2 전사 공정). 이 공정은 상술한 발광 소자의 배열 방법에 있어서의 도 22에 의해서 도시하는 공정과 같다.
마지막으로, 도 31에 도시하는 바와 같이, 글래스 기판이나 투명 플라스틱 기판 등의 제 2 기판(176)상에 박막 트랜지스터(164)를 이간하여 형성하고, 게이트 전극선과 소스 전극, 드레인 전극을 형성하여, 박막 트랜지스터(164)의 소스, 드레인과 접속한다. 그 위에 투명 전극막(172), 배향막(173)을 형성하고, 반대측에는 대향 기판(169)과 그 표면에 투명 전극막(175), 배향막(174)을 형성한 것을 대치시키고, 액정을 밀봉하여 액정 패널을 작성한다. 제 2 기판(176)상의 박막 트랜지스터(164)는 액정의 제어 소자로서 기능한다. 제 2 기판(176)상에서 박막 트랜지스터(164)는 2단계의 확대 전사에 의해서 충분히 이간되어 있고, 제 1 전사 공정과 제 2 전사 공정의 각각으로 이간한 전사가 행하여진다. 이 실시예의 2단계 확대 전사법에서는 같은 전사 배율을 의도하는 경우에 있어서는 제 1 전사 공정과 제 2 전사 공정의 확대율을 n배, m배로 하면, 1회에 그만큼 확대한 경우에 비교하여, (n+m)2=n2+2nm+㎡이기 때문에, 반드시 2nm회만큼 전사 회수를 줄일 수 있게 된다. 따라서, 제조 공정도 회수분만큼 시간이나 경비가 절약되고, 특히 확대율이 큰 경우에 유익하게 된다.
그런데, 발광 다이오드 등의 발광 소자를 매트릭스형으로 배열하여 소자를 구성한 화상 표시 장치를 제조하는 경우, 배선용 기판상에 개개의 발광 소자를 실장하여 제조하는 장치가 몇 가지 알려져 있다.
도 32는 발광 다이오드의 실장 형태로서, 특허 제 2895566호의 명세서 및 도면에 개시되는 발광 다이오드이다. 이 소자는 동일 면측에 양음 한 쌍의 전극부를 갖는 이른바 플립 칩 방식의 발광 다이오드의 예이며, 리드 프레임 200은 간격을 두고 병렬로 배치된 양음 한 쌍의 전극을 형성하는 리드 부재(201, 206)로 구성되어 있다. 양 리드 부재(201, 206)에는 그 선단부(202, 207)에 발광 칩(190)을 배치하는 평탄부(203, 208)가 형성되어 있다. 또한, 평탄부(203, 208)에 계속되는 측 주면에는 그 평탄부(203, 208)로부터 외측으로 경사져 반사부(204, 209)가 일체적으로 형성되어 있다. GaN 청색 발광 칩인 발광 칩(190)의 각 전극부분은 땜납 범프(205)를 개재하여 음극으로 되는 리드 부재(201) 및 양극으로 되는 리드 부재(206)에 각각 접합되어 있다.
도 33은 일본 특개평9-293904호 공보에서 설명되는 칩 타입 LED(발광 다이오드)의 예를 도시한다. 이것은 도전층을 형성한 절연성의 세라믹스 지지 부재(211)의 위에 LED 소자(213)를 배치하여, LED 소자(213)의 전극(214)과 전극단자(212)를 와이어(2215)로 와이어 본딩하고, 캐비티(cavity) 내에 밀봉수지(216)를 채워 고화한 구조를 갖는다.
도 34는 마찬가지로 일본 특개평9-293904호 공보에 개시되는 칩 타입 LED의 예이다. 세라믹스의 지지 부재(221)에 한 쌍의 전극단자(222)가 형성되어 있고, LED 소자(223)의 표면의 한 쌍의 전극(224)은 도전성 납재(225)에 의해 플립 칩 접속되어 있다. LED 소자(223)는 세라믹스 지지 부재와 강고하게 접착시키기 위해서 LED 소자와 지지체의 틈에 밀봉수지(226)가 주입되어 있다.
그렇지만, 이러한 발광 다이오드를 매트릭스형으로 배열하여 화상 표시 장치를 제조하는 경우, 발광 다이오드를 개별로 패키지에 수납하고 나서, 평면형 화상 표시 장치 등에 대한 조립을 위해서 어레이형으로 복수의 발광 다이오드를 모두 실장할 필요가 생긴다. LED 칩은 웨이퍼의 상태로부터 개개의 칩마다 다이싱되어, 각각 패키지에 밀봉되기 때문에, 1개의 LED 칩은 베어 칩의 상태에서 서브 밀리각의 크기이고, 패키지에 수납한 상태에서는 수밀리 정도의 사이즈이다. 그 결과, 1화소의 크기도 커져 해상도가 저하되어 버리고, 고정밀로 소형의 화상 표시 장치는 용이하게 조립할 수 없게 되었다. 또한, 발광 다이오드가 GaN계의 질화물 반도체인 경우, 통상 사파이어 기판상에 발광 다이오드를 형성하기 때문에, 패키지는 사파이어 기판의 두께보다도 두꺼운 두께로 되어 있었다.
그래서, 고정밀한 화상 표시를 가능하게 하고, 더구나 단시간에 제조할 수 있고 또한 제조 프로세스상의 비용도 삭감 가능한 발광 소자의 실장 방법에 대해서 설명한다.
*예 1
도 35는 발광 소자의 실장 방법을 연구한 화상 표시 장치의 일례를 도시하는 주요부 단면도이다. 본 예의 화상 표시 장치는 도 35에 도시하는 바와 같이 풀컬러 대응의 컬러 화상 표시 장치(231)이고, 개개의 발광 소자로서 적색, 녹색, 청색의 각각의 발광이 가능한 발광 다이오드를 매트릭스형으로 배열한 것이다.
본 예의 화상 표시 장치(231)에 있어서는 글래스 기판 또는 플라스틱 기판으로 이루어지는 배선용 기판(240)의 기판 주면(241)에는 미리 소요의 배선 패턴을 갖고 형성된 배선층(247, 248)이 형성되어 있다. 여기서 배선층(248)은 p전극에 신호를 공급하기 위한 배선이고, 배선층(247)은 n전극에 신호를 공급하기 위한 배선이다. 이들 배선층(247, 248)의 한쪽은 공통화할 수도 있다.
배선층(248)상에는 결정 성장시의 상태와는 도치하여 배치된 결정 성장층(243)이 p전극(244)을 개재하여 배치되어 있다. 결정 성장층(243)은 후술하는 바와 같이, 선택 성장에 의해서 마스크층의 창부를 개재하여, 도치되어 상측에 위치하여 이루어지는 하지 성장층(245)으로부터 성장한 층이다. 이 결정 성장층(243)은 섬유아연석(wurtzite)형의 결정 구조를 갖는 질화물 반도체 재료인 실리콘 도프의 GaN층을 재료로 하고, 그 경사진 측면이 S면(1-101면)으로 덮인 육각뿔 형상을 나타낸다. 또한, 도 35는 단면도이기 때문에, 결정 성장층(243)의 단면은 도치한 대략 정삼각형 형상이 된다.
이 결정 성장층(243)에는 활성층을 n형 반도체층과 p형 반도체층 사이에 둔 발광 영역이 형성된다. 활성층은 도치한 육각뿔 형상의 최외곽 가까이 형성된다. 본 예에서는 인접하는 발광 소자의 활성층의 밴드 갭 에너지는 달라, 각각 적색, 녹색, 청색 중 어느 하나의 발광색에 대응한 것으로 되어 있지만, 그 밖의 구조나 치수는 거의 동일하다.
육각뿔 형상의 결정 성장층(243)은 결정 성장시의 방향과 비교하여 기판 주면의 법선 방향에 있어서 상하 반대로 되도록 배선용 기판(240)상에 실장된다. 따라서, 육각뿔 형상의 바닥면이 바로 상측면으로 되고, 상측면이 빛의 추출측이 된다. 자세하게는 육각뿔 형상의 결정 성장층(243)은 결정 성장시에 사용되는 도시하지 않은 마스크층의 창부를 개재하여 하지 성장층(245)과 이어져 있고, 그 마스크층의 창부가 그대로 빛의 추출구가 된다.
하지 성장층(245)은 선택 성장의 종층(種層)으로서 기능하지만, 마스크층의 창부를 개재하여 결정 성장층(243)과도 접속하여 하지 성장층(245)이 평탄한 상측면은 광 추출면(250)으로서도 이용된다. 또한 하지 성장층(245)은 n전극측의 배선의 일부로서도 기능하여 금속층으로 이루어지는 n전극(249)과 결정 성장층(243) 사이의 전류 경로가 된다. n전극(249)은 발광 소자의 도치에 의해서 하지 성장층(245)의 하부에 위치하지만, 결정 성장층(243)이 n전극(249)보다는 크게 성장한 층이기 때문에, n전극(249)의 하부의 범프(246)를 형성하여, 결정 성장층(243)과 높이를 맞추도록 하고 있다. 범프(246)는 도금 공정 등을 이용하여 형성되는 접속부이고, 전해 또는 무전해에 의해 Cu, Ni 등의 범프를 약 10㎛의 높이로 형성한 것으로, 그 표면은 산화 방지를 위해서 약 O.1㎛의 Au 도금이 실시되어 있다. 범프(246)의 하부는 실장시에 기판 주면(241)상에 배치된 배선층(247)에 접속한다.
범프(246)의 주위나 배선층(247, 248)의 주위, 또한 결정 성장층(243)의 주위에는 소자의 기능 상에서는 틈부가 형성되지만, 그 틈부는 본 예의 화상 표시 장치에서는 열 경화 접착제나 자외선 경화형 접착제 등의 접착제로 이루어지는 접착제층(242)으로 충전된다.
도 36은 본 예의 화상 표시 장치에 실장되는 개개의 발광 다이오드를 도시하는 도면으로, 도 36a가 소자의 단면도이고, 도 36b가 소자의 상측면도이다. 도 35에 도시한 화상 표시 장치에서는 복수의 배열되는 발광 다이오드가 각각 도치되어 실장되기 때문에, 도 36과는 기판 주면의 법선 방향에 있어서 상하 반대가 된다.
여기서 도 36에 도시하는 발광 다이오드에 대해서 설명하면, 배선용 기판(240)과는 다른 예를 들면 사파이어 기판 등의 성장용 기판을 사용하고, 바람직하게는 하지 성장층(245)상에 육각뿔 형상 또는 육각 사다리꼴 형상의 결정 성장층(243)을 형성하는 데 선택 성장법이 사용된다. 결정 성장층(243)을 선택 성장에 의해서 형성하는 경우, 용이하게 결정 성장층(243)은 기판 주면에 대하여 경사진 예를 들면 S면 등의 경사 결정면을 갖은 구조를 나타낸다. 특히 S면은 C+면의 위에 선택 성장하였을 때 보이는 안정면으로, 비교적 얻기 쉬운 면이고 육방정계의 면 지수에서는 (1, -1, 0, 1)면이다. 이 S면에 대해서, 질화갈륨계 화합물 반도체 로 결정층을 구성한 경우에는 S면에서의 본드 수는 가장 많게 된다. 따라서, 실효적으로 V/III비가 상승하게 되어, 적층 구조의 결정성의 향상에 유리하다. 또한, 기판과 다른 방향으로 성장하면 기판으로부터 위로 신장한 전위가 구부러지는 경우도 있어, 결함의 저감에도 유리해진다.
여기서 결정 성장층(243)은 제 1 도전형층, 활성층(251), 및 제 2 도전형층(252)으로 이루어지는 발광 영역을 형성 가능한 재료층이면 되고, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 그 중에서도 섬유아연석형의 결정 구조를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 결정층으로서는 예를 들면 Ⅲ족계 화합물 반도체나 BeMgZnCdS계 화합물 반도체, BeMgZnCdO계 화합물 반도체를 사용할 수 있고, 또 질화갈륨(GaN)계 화합물 반도체, 질화알루미늄(AlN)계 화합물 반도체, 질화인듐(InN)계 화합물 반도체, 질화인듐갈륨(InGaN)계 화합물 반도체, 질화알루미늄갈륨(AlGaN)계 화합물 반도체를 바람직하게 형성할 수 있고, 특히 질화갈륨계 화합물 반도체 등의 질화물 반도체가 바람직하다. 또, 본 발명에 있어서, InGaN, AlGaN, GaN 등은 반드시, 3원 혼정뿐인, 2원 혼정뿐인 질화물 반도체를 가리키는 것은 아니고, 예를 들면 InGaN에서는 InGaN의 작용을 변화시키지 않는 범위에서의 미량의 Al, 그 밖의 불순물을 포함하고 있어도 본 발명의 범위인 것은 말할 필요도 없다.
이 결정층의 선택 성장 방법으로서는 여러 가지의 기상 성장법을 들 수 있고, 예를 들면 유기금속 화합물 기상 성장법(MOCVD(MOVPE)법)이나 분자선 에피텍시얼법(MBE법) 등의 기상 성장법이나 하이드라이드 기상 성장법(HVPE 법) 등을 사용할 수 있다. 그 중에서도 MOCVD법에 의하면 신속하게 결정성이 좋은 것을 얻을 수 있다. MOCVD법에서는 Ga 소스로서 TMG(트리메틸갈륨), TEG(트리에틸갈륨), Al 소스로서는 TMA(트리메틸알루미늄), TEA(트리에틸알루미늄), In 소스로서는 TMI(트리메틸인듐), TEI(트리에틸인듐) 등의 트리알킬 금속화합물이 많이 사용되고, 질소원으로서는 암모니아, 하이드라진 등의 가스가 사용된다. 또한, 불순물 소스로서는 Si이면 실란 가스, Ge이면 게르만 가스, Mg이면 Cp2Mg(사이클로펜타디에닐마그네슘), Zn이면 DEZ(디에틸징크) 등의 가스가 사용된다. MOCVD법에서는 이들의 가스를 예를 들면 600℃ 이상에서 가열된 기판의 표면에 공급하여, 가스를 분해함으로써, InAlGaN계 화합물 반도체를 에피텍시얼 성장시킬 수 있다.
구체적인 선택 성장법으로서는 하지 성장층(245)의 위에 얇은 마스크층을 형성하고, 그 마스크층을 선택적으로 개구하여 창 영역을 형성하는 것이어도 선택 성장이 가능하다. 마스크층은 예를 들면 산화실리콘층 혹은 질화실리콘층에 의해서 구성할 수 있다. 창 영역은 마스크층에 형성되는 개구부이고, 예를 들면 육각형으로 할 수 있지만, 다른 형상, 예를 들면 원형상, 정방형상, 삼각형상, 직사각형상, 마름모형, 타원형상 및 이들의 변형 형상 등의 여러 가지 형상으로 할 수 있다. 마스크층의 창 영역으로부터의 선택 성장에서는 가로 방향으로 결정 성장이 진행하기 때문에, 관통 전위를 억제하는 이점도 생긴다.
본 발명의 화상 표시 장치에 사용되는 발광 다이오드에 있어서는 활성층(251)은 경사진 결정면에 평행한 면내로 연장되고 또한 제 1 도전층과 제 2 도전층(252) 사이에 있는 구조가 된다. 활성층(252)은 결정 성장층(243)에 형성되지만, 결정 성장층(243)에 형성되는 것은 결정 성장층(243)에 대하여 반도체층을 적 층하는 경우와, 결정 성장층의 내부나 표면의 형성하는 경우 양쪽을 포함한다.
제 1 도전형은 p형 또는 n형의 클래드층이고, 제 2 도전형은 그 반대의 도전형이다. 예를 들면 결정 성장층을 실리콘 도프의 질화갈륨계 화합물 반도체층에 의해서 구성한 경우에는 n형 클래드층을 실리콘 도프의 질화갈륨계 화합물 반도체층에 의해서 구성하고, 그 위에 InGaN층을 활성층(251)으로서 형성하고, 또한 그 위에 p형 클래드층으로서 마그네슘 도프의 질화갈륨계 화합물 반도체층을 형성하여 더블헤테로 구조를 취할 수 있다. 활성층(251)인 InGaN층이 AlGaN층 사이에 있는 구조로 하는 것도 가능하다. 또한, 활성층(251)은 단일의 벌크(bulk) 활성층으로 구성하는 것도 가능하지만, 단일 양자우물(SQW) 구조, 2중 양자우물(DQW) 구조, 다중 양자우물(MQW) 구조 등의 양자우물 구조를 형성한 것이어도 좋다. 양자우물 구조에는 필요에 따라서 양자우물의 분리를 위해서 장벽층이 병용된다. 활성층(251)을 InGaN층으로 한 경우에는 특히 제조 공정상도 제조하기 쉬운 구조로 되어, 소자의 발광 특성을 좋게 할 수 있다. 또한 이 InGaN층은 질소원자가 이탈하기 어려운 구조인 S면의 위에서의 성장에서는 특히 결정화하기 쉽고 더군다나 결정성도 좋아져, 발광 효율을 올릴 수 있다.
결정 성장층(243)상에 형성되는 p전극(244)은 활성층(251)에 전류를 주입하기 위한 전극이지만, 본 예에 있어서는 경사진 결정면을 갖는 경사 결정면의 표면에 피착되고, 최종적으로는 발광 다이오드 소자 자체가 도치되기 때문에, p전극(244)은 상향으로 개방된 반사막으로서도 기능하여, 발광 다이오드 소자 자체가 도치되는 구조로부터 광 추출 효율의 향상을 도모할 수 있다.
본 예의 화상 표시 장치에 있어서는 각 발광 다이오드 소자가 결정 성장시와는 도치되어 배선용 기판(240)상에 배치된다. 이때, 평탄한 하지 성장층(245)의 상측면이 결정 성장층(243)의 활성층(251)으로부터의 빛의 광 추출면(250)으로서 기능하고, p전극(244)의 반사막으로서의 기능도 도와 광 추출 효율을 높게 할 수 있다. 결정 성장층(243)은 선택 성장에 의한 육각뿔 형상을 갖지만, n전극(249)측에는 범프(246)가 배치되어 있고, 발생한 빛의 광 추출면(250)으로서 기능하는 각 소자마다의 하지 성장층(245)을 거의 면일하게 즉 수평으로 같은 높이로 유지할 수 있고, 또한 접착제(242)로 주위를 굳히는 것으로 결정 성장층(243) 등이 기우는 문제도 미연에 방지할 수 있다.
각 발광 다이오드 소자는 소자 완성 후에 실장되기 때문에, 예를 들면 결함이 있는 소자를 실장하지 않도록 하는 것으로, 화상 표시 장치의 전체에 수율은 향상된다. 또한, 범프(246)에 의해서 소자는 양음 한 쌍의 전극이 배선용 기판(240)측에 모인 구조로 되어, 전극이 광 추출을 위한 면적을 감소시키지도 않는다. 이 점에서 본 예의 화상 표시 장치는 고정밀의 컬러 표시가 가능하고, 제조 프로세스상에도 선택 성장의 이점을 교묘하게 포함한 것으로 되어 있다.
또, 본 예의 화상 표시 장치에 있어서, n전극(249)이나 범프(246) 등은 인접하는 다이오드간에서 공통으로 하여도 좋고, 또한, 하지 성장층(245)은 인접하는 소자간에서 공통으로 한, 분리되어 있지 않은 구조이어도 좋다. 또한, 본 예에서는 화상 표시 장치는 컬러 표시로 하였지만, 2색 표시의 장치나 RGB 이외의 발광색의 조합에 따른 화상 표시 장치이어도 좋다. 또한, 각 다이오드를 구동하기 위한 선택 트랜지스터 등을 배선용 기판(240)상에 배치하는 것도 가능하다.
또한, 본 예에 있어서 소자는 발광 소자로서 설명하였지만, 이것에 한정되지 않고, 기판상에 도치되는 소자는 트랜지스터나 그 밖의 반도체 소자이어도 좋고, 이러한 소자를 배치한 소자 실장 기판을 구성하고, 나중의 공정에서 화상 표시 장치나 그 밖의 반도체 장치를 완성시켜도 좋다.
예 2
본 예는 예 1의 화상 표시 장치의 다른 구조의 발광 다이오드를 사용한 구조의 장치이다. 본 예의 화상 표시 장치는 도 37에 도시하는 바와 같이, 배선용 기판(260)의 기판 주면(261)상에 배선층(268, 269)이 형성되고, 그 배선층(268, 269)상에는 각각 범프(266, 267)가 형성되고, 범프(266, 267)의 상측에는 p전극(264), n전극(265)을 개재하여 결정 성장층(263)이 접속되어 있다. 결정 성장층(263)은 대략 평판형으로, 도시하지 않은 활성층이 연장되어 있고, p전극(264), n전극(265)을, 활성층을 사이에 두는 제 1 도전층, 제 2 도전층에 전기적으로 접속하도록 형성한 후, 도치되고, 결정 성장층(263)의 하측면에 위치하는 p전극(264), n전극(265)의 범프(266, 267)의 상부에 접속한다. 범프(266, 267)의 주위는 예 1과 같이 열 경화 접착제나 자외선 경화형 접착제 등의 접착제로 이루어지는 접착제층(262)으로 충전되어 있다.
본 예의 화상 표시 장치에 있어서는 p전극(264), n전극(265)이 범프(266, 267)에 접속되어, 빛을 발생시키는 결정 성장층(263)을 수평으로 같은 높이로 유지할 수 있고, 또한 접착제층(262)으로 주위를 굳히는 것으로 결정 성장층(263) 등이 기우는 문제도 미연에 방지할 수 있다. 또한, 각 발광 다이오드 소자는 소자 완성 후에 실장되기 때문에, 예를 들면 결함이 있는 소자를 실장하지 않도록 함으로써, 화상 표시 장치의 전체의 수율은 향상된다. 또한, 범프(266, 267)에 의해서 소자는 양음 한 쌍의 전극이 배선용 기판(260)측에 모인 구조로 되어, 전극이 광 추출을 위한 면적을 감소시키지도 않는다. 이 점에서 이 실시예의 화상 표시 장치는 고정밀의 컬러 표시가 가능하다.
예 3
본 예는 예 3의 화상 표시 장치의 제조 방법의 예이고, 도 38 내지 도 46을 참조하면서 그 공정 순차로 설명한다.
도 38에 도시하는 바와 같이, C면을 주면으로 하는 사파이어 기판으로 이루어지는 성장용 기판(270)이 사용되고, 그 성장용 기판(270)상에 저온과 고온의 버퍼층 등으로 이루어지는 하지 성장층(271)이 형성되고, 그 하지 성장층(271)을 덮고 실리콘산화막 또는 질화막으로 이루어지는 마스크층이 형성되고, 그 마스크층에는 결정 성장시키는 영역에 대응하여 창 영역이 형성된다. 다음에, 창 영역으로부터의 선택 성장에 의한 결정 성장으로부터 측면이 경사진 S면으로 덮인 육각뿔 형상의 결정 성장층(272)이 얻어지고, 이 결정 성장층(272)에 도시하지 않은 제 1 도전층, 활성층, 및 제 2 도전층이 형성되고, 또한, p전극(273)이 예를 들면 Ni/Pt/Au 등의 다층금속막에 의해서 구성되고, n전극(274)이 예를 들면 Ti/AL/Pt/Au 등의 다층금속막에 의해서 마스크층을 개구한 부분에 형성된다. p전극(273)은 예를 들면 증착에 의해서 형성되지만, 다른 쪽의 n전극(274)은 리프트 오프 등의 수법을 사용하여 형성된다.
이와 같이 p전극(273)과 n전극(274)을 형성한 후, 성장용 기판(270)상의 하지 성장층(271)은 소자마다 분리된다. 이 소자마다의 분리에는 예를 들면 반응성 이온 에칭이 사용된다. 각 소자의 칩 사이즈에 대해서 예시하면, 소자 자체는 예를 들면 20㎛ 각 정도의 사이즈이지만, 칩의 피치는 약 25㎛ 정도가 된다.
다음에, 성장용 기판(270)의 전체면에 레지스트층(275)을 형성하고, 이때의 레지스트층(275)의 두께를 p전극(273)의 정점부분의 높이와 같은 정도로 한다. 이어서 레지스트층(275)의 상기 n전극(274)에 대응한 영역을 개방하고, 도 39에 도시하는 바와 같이 개구부(276)를 해당 레지스트층(275)에 형성하여 바닥부에 상기 n전극(274)을 닿게 한다.
레지스트층(275)의 개구부(276)에, 범프(277)를 도금 공정 등을 이용하여 형성한다. 즉, 이 범프(277)는 도금 공정 등을 이용하여 형성되는 접속부이고, 전해 또는 무전해에 의해 Cu, Ni 등의 범프를 약 10㎛의 높이로 형성한 것으로, 그 표면은 산화 방지를 위해서 약 0.1㎛의 Au 도금이 실시되어 있다. 도금 범프(277)의 형성 후, 도 40에 도시하는 바와 같이, 레지스트층(275)이 제거된다.
레지스트층(275)의 제거 후, 도 41에 도시하는 바와 같이, 예를 들면 글래스 기판 등에 의해서 구성되는 전사용 기판(280)상에 전사재(278)가 도포된 것을 준비하여, 전의 범프(277)를 형성한 성장용 기판(270)을 전사용 기판(280)에 대향시킨다. 여기서 전사재(278)는 점착재 등으로, 다음에 조사되는 레이저광의 파장에 대하여 흡수가 낮은 재료가 바람직하다. 이것은 레이저광에 의한 어블레이션이 낮 고, 분리한 발광 소자의 위치도 정밀도가 양호해지기 때문이다. 성장용 기판(270)과 전사용 기판(280)의 주면끼리를 대향시킨 부분에서, 성장용 기판(270)의 이면 즉 발광 소자의 이면에서 KrF 엑시머 레이저 혹은 3배파 YAG 레이저 등의 레이저광을 조사한다. 이 레이저광의 조사에 의해서 하지 성장층(271)과 성장용 기판(270)의 계면에는 질소가 발생하고, 발광 다이오드는 소자마다 분리된다.
이 레이저광의 조사에 의해서 분리된 각 발광 다이오드는 도 42에 도시하는 바와 같이, 전사재(278)에 매립되면서 전사용 기판(280)에 일시적으로 유지된다. 이때, 성장용 기판(270)이 벗겨진 면인 하지 성장층(271)의 상측면에는 Ga층(281)이 부착되어 있다. 이 하지 성장층(271)의 상측면은 광 추출면이 되기 때문에, Ga층(281)을 제거할 필요가 있고, 에칭 등이 실시된다. 이 에칭은 알칼리계, 또는 산계 중 어느 것이어도 좋지만, 전사재(278)의 밀착 강도가 저하되지 않도록 에칭액이 선정된다.
화상 표시 장치는 RGB의 단색의 발광 소자를 규칙적으로 배열시켜 구성되기 때문에, 도 43에 도시하는 바와 같이, 배선용 기판의 전극 피치에 맞추어, 선택적으로 전사용 기판(280)으로부터 발광 소자를 추출한다. 이것은 전사용 기판(280)의 기판상에 유지된 발광 다이오드는 동일하게 단색의 발광 파장을 갖는다는 전제에 의한 것으로, 다른 발광 파장의 소자를 실장하기 위해서는 예를 들면 복수장의 전사용 기판(280)이 사용된다. 본 예에서는 선택적인 발광 소자의 추출을 위해서, 흡착 헤드(282)가 사용된다. 흡착 헤드(282)의 선단부(284)에는 흡인 구멍(283)이 형성되고, 선단부(284)에 피치는 배선용 기판의 전극 피치에 따른 것으로 되어 있 다. 흡착 헤드(282)의 선단부(284)는 흡인 구멍(283)의 주위에서 평탄해지고, 그 평탄한 부분에 발광 소자의 광 추출면으로 되는 하지 성장층(271)의 상측면이 흡착된다. 이 흡착작업은 개개의 소자마다 행하는 것도 가능하지만, 본 예와 같이, 배선용 기판의 전극 피치에 맞추어 복수의 발광 소자를 동시에 흡착시키도록 할 수도 있고, 본 예를 이용하는 것으로 제조 프로세스를 간략화하여 제조 비용을 저감할 수 있다.
배선용 기판의 전극 피치에 합치한 복수의 발광 소자는 도 44에 도시하는 바와 같이, 배선용 기판(290)의 부분까지 운반되고, 상기 배선용 기판(290)의 주면에 수직의 방향에 있어서 기판 주면에 대하여 각 소자가 접착된다. 배선용 기판(290)의 주면에는 미리 배선층(291, 292)이 형성되어 있고, 흡착 헤드(282)가 각 소자를 배선용 기판(290)의 주면에 압착한 후, 개방하면 각 발광 소자는 배선용 기판(290)에 가접착된다. 배선용 기판(290)의 주면에는 접착제(293)가 도포되어 있고, 각 소자를 배선용 기판(290)의 주면에서 유지하는 데 기여한다. 여기서 접착제(293)는 예를 들면 열 경화형 접착제나 자외선 경화형 접착제이다.
이러한 배선용 기판(290)의 주면에 대한 반송을 3원색의 각 소자에 대해서 행하면, 도 45에 도시하는 상태가 된다. 이 시점에서 인접하는 소자는 발광하는 빛에 파장은 다른 것이 된다. 각 소자는 범프(277)를 사용하여 기판 주면에 대하여 수평으로 유지된 채로 확실히 실장된다.
다음에, 가압 헤드(295)를 각 소자의 광 추출측인 하지 성장층(271)의 상측면으로부터 가압하여, 접착제(293)를 경화시킨다. 접착제(293)가 열 경화형 접착 제인 경우에는 가압 헤드(295)로서 펄스 히트로 가열하는 가열 가압 헤드로 할 수 있고, 자외선 경화형 접착제인 경우에는 가압하면서 배선용 기판(290)의 이면측으로부터 자외선을 조사하는 것이 바람직하다. 또는 가압 헤드(295)를 글래스나 석영유리 등의 광 투과 재료로 구성하고, 상측으로부터 자외선을 조사하도록 할 수도 있다.
본 예의 화상 표시 장치의 제조 방법에 있어서는 배선용 기판(290)의 전극 피치에 맞춘 복수의 발광 소자가 일괄해서 배선용 기판(290)의 주면에 실장되기 때문에, 그 제조 비용을 저감할 수 있는 동시에 단시간에 제조가 가능하다. 또한, 각 소자는 범프(277)를 사용하여 확실하게 수평으로 실장되어 기울거나 하지 않고, 또한 얼라인먼트를 위한 마진도 작아도 되기 때문에, 고정밀도로 발광 소자를 배열할 수 있고, 또한, 범프(277)를 사용하여 확실한 전기 배선이나 광 추출 효율의 최대화도 도모할 수 있다.
또한, 전사용 기판(280)에 유지되어 있는 상태로, 발광 소자의 검사를 행할 수 있고, 불량인 소자를 빠른 시기에 제거하여 수율을 개선할 수 있다. 또한, Ga층의 제거를 배선용 기판(290)에 대한 실장 전에 행할 수 있고, 에칭으로 배선용 기판(290)을 손상시키는 문제도 회피할 수 있다.
예 4
본 예는 도 47 및 도 48에 도시하는 바와 같이, 배선용 기판의 전극 피치에 맞추어 발광 소자를 형성하여, 직접 배선용 기판에 실장하는 예이다.
도 47에 도시하는 바와 같이, 성장용 기판(305)상에는 배선용 기판의 전극 피치에 맞추어 발광 소자가 형성되어 있다. 발광 소자는 상술한 실시예와 동일 하지 성장층(311)상에 육각뿔형의 결정 성장층(312)이 형성되고, 결정 성장층(312)상에는 p전극(313)이 하지 성장층(311)상에는 또한 n전극(314)이 형성되고, p전극(313)과 높이를 같은 정도로 하기 위한 범프(315)가 형성되어 있다. 성장용 기판(305)상에는 복수의 발광 소자가 형성되고, 그 간격이 배선용 기판(301)의 전극층(303, 302)의 피치에 대응한 것으로 되어 있다.
발광 소자가 형성된 성장용 기판(305)을 배선용 기판(301)과 대향시켜서, 성장용 기판(305)의 이면으로부터 KrF 엑시머 레이저 혹은 3배파 YAG 레이저 등의 레이저광을 조사하는 것으로, 하지 성장층(311)과 성장용 기판(305)의 계면에는 질소가 발생하고, 발광 소자는 소자마다 분리되어 배선용 기판(301)에 유지된다.
도 48은 발광 소자가 배선용 기판(301)에 유지된 상태를 도시하고 있고, 이 후, 다른 파장의 발광 소자에 대해서도 실장을 하여, 접착제(307)를 경화시키는 것으로 화상 표시 장치가 완성된다. 이때 Ga층(316)이 하지 성장층(311)의 상측면에 형성되어 있기 때문에, 접착제층(307)이 자외선 경화형인 경우에는 배선용 기판(301)의 이면측으로부터 자외선을 조사한다. 접착제층(307)이 열 경화형의 경우에는 예 3과 같은 조건에서의 경화 공정이어도 좋다. 접착제층(307)이 경화된 후에 Ga층(316)을 제거함으로써, 배선용 기판(301)에 대한 데미지를 현저하게 저감할 수 있다.
예 5
본 예는 도 49에 도시하는 바와 같이, 배선용 기판의 전극 피치에 맞추어 선 택적으로 레이저광을 조사하여, 발광 소자를 직접 배선용 기판에 실장하는 예이다.
도 49에 도시하는 바와 같이, 성장용 기판(328)상에는 발광 소자가 복수 형성되어 있고, 발광 소자는 상술한 예와 같이 하지 성장층(327)상에 육각뿔형의 결정 성장층(324)이 형성되고, 결정 성장층(324)상에는 p전극(326)이 하지 성장층(327)상에는 또한 n전극이 형성되고, p전극(326)과 높이를 같은 정도로 하기 위한 범프(325)가 형성되어 있다.
한편, 배선용 기판(320)의 주면에는 전극층(321, 322)이 소요의 피치로 형성되어 있고, 성장용 기판(328)과 배선용 기판(320)이 대향하여 유지된 상태로, 배선용 기판의 전극 피치에 맞추어 레이저 빔이 조사된다. 성장용 기판(328)의 이면으로부터 KrF 엑시머 레이저 혹은 3배파 YAG 레이저 등의 레이저광을 조사함으로써, 하지 성장층(327)과 성장용 기판(328)의 계면에는 질소가 발생하고, 발광 소자는 소자마다 분리되어, 배선용 기판(320)에 유지되지만, 레이저 빔의 조사가 전극 피치에 맞춘 선택적인 것이기 때문에, 성장용 기판(328)상의 전부의 발광 소자가 분리되는 것은 아니고, 배선용 기판의 전극 피치에 맞춘 단색의 소자만이 확실히 전사된다. 이 공정을 다른 파장의 소자에 대하여 반복함으로써 화상 표시 장치가 완성된다. 레이저광은 단일 빔을 스캔하는 방법과, 단일 빔으로 성장용 기판과 배선용 기판을 이동하는 방법이 있다.
예 6
본 예는 2회 전사용 기판을 사용하여 실장하는 예이고, 본 예를 도 50 내지 도 54를 참조하면서 설명한다.
도 50에 도시하는 바와 같이, 성장용 기판(336)상에는 발광 소자를 구성하도록, 하지 성장층(332)상에 육각뿔형의 결정 성장층(333)이 형성되고, 결정 성장층(333)상에는 p전극(334)이 하지 성장층(332)상에는 또한 n전극이 형성되고, p전극(334)과 높이를 같은 정도로 하기 위한 범프(335)가 형성되어 있다. 성장용 기판(336)상에는 발광 소자는 배선용 기판의 전극 피치에 맞추어 이간하고 있다. 이 성장용 기판(336)은 전사용 기판(330)과 대향하도록 유지되어, 성장용 기판(336)의 이면으로부터 레이저광을 조사하는 것으로, 발광 소자는 소자마다 분리되어, 전사용 기판(330)에 전사된다. 전사용 기판(330)에는 이때 실리콘수지 등으로 이루어지는 전사재(331)가 형성되어 있고, 이 전사재(331)에 의해, 발광 소자는 소자마다 유지된다.
다음에, 도 51에 도시하는 바와 같이, Ga층의 제거에 의해, 전사용 기판(330)에 광 추출면이 외측으로 되는 형태로 유지되고, 또한 도 52에 도시하는 바와 같이, 전사재(340)가 상측면에 도포된 제 2 전사용 기판(341)이 접합된다. 이 경우에 있어서, 전사재(340)는 예를 들면 자외선 경화형 점착재이고, 제 2 전사용 기판(341)은 글래스 또는 석영유리이다.
다음에, 최초의 전사용 기판(330)이 벗겨지는 것으로, 도 53에 도시하는 바와 같이, 발광 소자는 제 2 전사용 기판(341)에 전사된다.
그리고 도 54에 도시하는 바와 같이, 배선용 기판(342)의 주면에는 전극층(343, 344)이 소요의 피치로 형성되어 있는 부분에서, 제 2 전사용 기판(341)과 배선용 기판(342)이 대향하여 유지된, 배선용 기판의 전극 피치에 맞추어 레이저 빔이 조사된다. 성장용 기판(328)의 이면으로부터 레이저광을 조사함으로써, 전사재(340)의 어블레이션에 의해 발광 소자는 소자마다 분리되어, 배선용 기판(342)에 유지된다. 이 전사는 레이저 빔의 조사가 전극 피치에 맞춘 선택적인 것이기 때문에, 성장용 기판(328)상의 전부의 발광 소자가 분리되는 것은 아니고, 배선용 기판의 전극 피치에 맞춘 단색의 소자만이 확실히 전사된다. 이 공정을 다른 파장의 소자에 대하여 반복하여, 배선용 기판(342)상의 접착제(345)를 경화시켜 화상 표시 장치가 완성된다. 또, 전사재(340)의 어블레이션의 나머지가 발광 소자 이면에 부착되어 있을 때는 세정 또는 연마의 공정을 부가한다.
예 7
본 예는 예 6의 변형예로, 도 55에 도시하는 바와 같이, 제 2 전사용 기판(350)상의 전사재(351)에는 발광 소자를 구성하도록, 하지 성장층(353)상에 육각뿔형의 결정 성장층(354)이 형성되고, p전극과 높이를 같은 정도로 하기 위한 범프(355)가 형성되어 있지만, 제 2 전사용 기판(350)상에 있어서, 발광 소자는 배선용 기판의 전극 피치에 맞추어 이간하고 있는 것은 아니고, 제조상에서 편이한 피치로 배치되어 있다. 또, 그 밖의 공정에서는 예 6과 실질적으로 같다.
다음에, 도 56에 도시하는 바와 같이, 제 2 전사용 기판(350)의 이면으로부터 레이저광을 선택적으로 조사함으로써, 전사재(351)의 어블레이션에 의해 발광 소자는 소자마다 분리되어, 배선층(362, 363)을 갖는 배선용 기판(360)에 유지된다. 이 전사는 레이저 빔의 조사가 전극 피치에 맞춘 선택적인 것이기 때문에, 전 체의 발광 소자가 한번에 분리되는 것은 아니고, 배선용 기판의 전극 피치에 맞춘 단색의 소자만이 확실히 전사된다. 이 공정을 다른 파장의 소자에 대하여 반복하여, 배선용 기판(360)상의 접착제(361)를 경화시켜 화상 표시 장치가 완성된다. 또, 전사재(351)의 어블레이션의 나머지가 발광 소자 이면에 부착되어 있을 때는 세정 또는 연마의 공정을 부가한다.
예 8
본 예는 n전극 배선과 p전극 배선을 결정 성장층에 대해서 상하로 나누어 형성한 화상 표시 장치의 예이다. 본 예의 화상 표시 장치는 도 57에 도시하는 바와 같이, 배선용 기판(370)의 기판 주면(371)상에 p전극 배선(372)이 형성되고, 그 p전극 배선(372)의 상단에 접속하는 형태로, 육각뿔 형상의 경사진 경사 결정면을 갖는 결정 성장층(374)이 그 주위의 접착제층(373)에 매립되어 지지되어 있다. 결정 성장층(374)에는 도시하지 않은 제 1 도전층, 활성층, 제 2 도전층이 형성되어 있고, 이 결정 성장층(374)은 결정 성장시와는 도치한 형태로 접착제층(373)에 지지되어 있다. 결정 성장층(374)의 경사 결정면에 평행한 면에는 p전극(375)이 형성되어 있고, 결정 성장층(374)의 상측에는 결정 성장시에 사용한 평판형의 하지 성장층(376)이 존재하고, 이 하지 성장층(376)의 상측면측이 광 추출면(377)으로 되고, 이 하지 성장층(376)의 광 추출면(377)에 있어서, 발광 영역으로 되는 제 1 도전층, 활성층, 제 2 도전층의 적층부와는 기판 주면(371)의 법선 방향에 있어서 겹치지 않는 하지 성장층(376)의 각부(角部)에는 n전극 배선(378)이 형성되어 전기적으로 접속되어 있다. 이 n전극 배선(378)의 일부는 상기 접착제층(373)상에도 연장되어 있고, 예를 들면 수지층으로 이루어지는 접착제층(373)이 경화된 후, n전극 배선(378)이 소요의 패턴으로 형성된다. n전극 배선(378)은 폴리이미드 등의 수지층으로 이루어지는 보호층(379)에 의해서 피복되어 있다.
본 예의 화상 표시 장치에 있어서는 p전극, n전극의 쌍방이 결정 성장면측에 존재하는 발광 소자와는 달리, 적어도 n전극 배선(378)은 하지 성장층(376)의 광 추출면(377)측에 위치하기 때문에, 배선분만큼 발광 소자의 칩 사이즈를 작게 할 수 있다. 또한, n전극 배선(378)과 p전극 배선(372)은 결정 성장층(374)에 대해서 상하로 나누어 형성되고, 3차원적으로 떨어지게 되기 때문에, 단락되지 않게 되고, 배선폭을 넓게 형성하는 것이 가능해진다. 따라서, 배선의 형성도 용이하게 행할 수 있다.
또, 상술한 예에서는 범프를 Cu, Ni에 Au의 코트를 한 것으로 설명하였지만, 땜납 범프에 의한 접속이어도 좋다. 발광 소자의 전극상의 범프는 땜납 도금, 또는 땜납 증착에 의해서 형성되고, 배선용 기판에 유지되는 접착제 대신에 플럭스(flux)를 사용하여, 배선용 기판에 미리 도포하여 둘 수 있다. 발광 소자는 그 플럭스의 점착성에 의해 배선용 기판상에 유지된다. 3색의 발광 소자가 박리·전사되면, 배선용 기판을 일괄하여 리플로하여 배선용 기판과 발광 소자를 접속하여도 좋다. 이때, 배선용 기판은 리플로로에 넣게 되기 때문에, 글래스 기판을 사용한다. 접속 후에는 플럭스 세정을 하여, 밀봉재를 칩과 배선용 기판 사이에 넣고, 밀봉재를 경화시킨다. 땜납을 사용한 접속의 경우는 접속 저항이 저저항으로 되어, 땜납 용융시의 셀프 얼라인먼트에 의해 발광 소자의 얼라인먼트 정밀도가 개선 되고, 화소 피치가 배선 전극의 패터닝 정밀도와 일치하게 되기 때문에, 화소 피치가 일정해지고, 화상 표시 장치는 고정밀이 된다. 발광 소자의 수리(修理)를 하는 경우는 밀봉재의 주입 전에 발광 소자의 점등 검사를 하여, 불량이 발생한 경우에는 그 발광 소자의 국부 가열에 의해, 땜납 범프를 용융하여 수리를 한다.
본 발명에 있어서 화상 표시 장치는 발광 다이오드(LED), 반도체 레이저 등의 발광 소자를 사용한 표시 장치(디스플레이 장치)이면 되고, 발광 소자가 배선용 기판상에 배열되어, 다른 전자 기기 등에 내장되는 구조이며, 더욱 예시적으로는 텔레비전 수상기, 비디오 재생 장치, 컴퓨터의 등의 전자기기의 모니터, 게임 기기의 출력 장치, 전자가전 등의 모니터 등을 포함하고, 또한, 비교적 작은 사이즈의 것으로서는 자동차 탑재형 안내 장치, 휴대전화, 휴대정보단말, 녹화 장치나 감시 장치 등의 모니터 화면 등이어도 좋다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예인 화상 표시 장치의 주요부의 레이아웃도.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예인 화상 표시 장치의 주요부의 레이아웃도.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예인 화상 표시 장치의 회로도.
도 4는 본 발명의 제 3 실시예인 화상 표시 장치의 제조 방법에 있어서의 결정층의 형성 공정을 도시하는 공정도.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예인 화상 표시 장치의 제조 방법에 있어서의 분리 홈의 형성 공정을 도시하는 공정도.
도 6은 본 발명의 제 3 실시예인 화상 표시 장치의 제조 방법에 있어서의 일시 유지용 기판의 압착 공정을 도시하는 공정도.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예인 화상 표시 장치의 제조 방법에 있어서의 에너지 빔의 조사 공정을 도시하는 공정도.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예인 화상 표시 장치의 제조 방법에 있어서의 소자 형성용 기판의 박리 공정을 도시하는 공정도.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예인 화상 표시 장치의 제조 방법에 있어서의 발광 소자의 흡착 공정을 도시하는 공정도.
도 10은 본 발명의 제 3 실시예인 화상 표시 장치의 제조 방법에 있어서의 발광 소자의 분리 공정을 도시하는 공정도.
도 11은 본 발명의 제 3 실시예인 화상 표시 장치의 제조 방법에 있어서의 발광 소자의 실장 직전의 상태를 도시하는 공정도.
도 12는 본 발명의 제 3 실시예인 화상 표시 장치의 제조 방법에 있어서의 발광 소자의 실장 후의 상태를 도시하는 공정도.
도 13은 본 발명의 실시예의 소자의 배열 방법을 도시하는 모식도.
도 14는 본 발명의 실시예의 다른 소자의 배열 방법을 도시하는 모식도.
도 15는 본 발명의 실시예의 소자의 배열 방법에 있어서의 솎아냄 전사를 도시하는 모식도.
도 16은 본 발명의 실시예의 소자의 배열 방법에 있어서의 수지 형성 칩을 도시하는 개략 사시도.
도 17은 본 발명의 실시예의 소자의 배열 방법에 있어서의 수지 형성 칩을 도시하는 개략 평면도.
도 18a는 본 발명의 실시예의 소자의 배열 방법에 사용되는 발광 소자의 예를 도시하는 단면도.
도 18b는 본 발명의 실시예의 소자의 배열 방법에 사용되는 발광 소자의 예를 도시하는 평면도.
도 19는 본 발명의 실시예의 발광 소자의 배열 방법에 있어서의 제 1 전사 공정의 공정 단면도.
도 20은 본 발명의 실시예의 발광 소자의 배열 방법에 있어서의 전극 패드 형성 공정의 공정 단면도.
도 21은 본 발명의 실시예의 발광 소자의 배열 방법에 있어서의 다른 전극 패드 형성 공정의 공정 단면도.
도 22는 본 발명의 실시예의 발광 소자의 배열 방법에 있어서의 흡착 공정의 공정 단면도.
도 23은 본 발명의 실시예의 발광 소자의 배열 방법에 있어서의 제 2 전사 공정의 공정 단면도.
도 24는 본 발명의 실시예의 발광 소자의 배열 방법에 있어서의 절연층의 형성 공정의 공정 단면도.
도 25는 본 발명의 실시예의 발광 소자의 배열 방법에 있어서의 배선 형성 공정의 공정 단면도.
도 26은 본 발명의 실시예의 액정 제어 소자의 배열 방법에 있어서의 박막 트랜지스터의 형성 공정의 공정 단면도.
도 27은 본 발명의 실시예의 액정 제어 소자의 배열 방법에 있어서의 제 1 전사 공정의 공정 단면도.
도 28은 본 발명의 실시예의 액정 제어 소자의 배열 방법에 있어서의 일시 유지용 부재에서의 유지 상태를 도시하는 공정 단면도.
도 29는 본 발명의 실시예의 액정 제어 소자의 배열 방법에 있어서의 일시 유지용 부재로부터 제 2 일시 유지용 부재에 대한 전사 공정의 공정 단면도.
도 30은 본 발명의 실시예의 액정 제어 소자의 배열 방법에 있어서의 제 2 일시 유지용 부재에서의 유지 상태를 도시하는 공정 단면도.
도 31은 본 발명의 실시예의 액정 제어 소자의 배열 방법에 있어서의 액정 패널로서 대향 기판을 형성하여 액정을 밀봉한 상태를 도시하는 공정 단면도.
도 32는 발광 소자의 일례를 도시하는 단면도.
도 33은 발광 소자의 다른 일례를 도시하는 단면도.
도 34는 발광 소자의 더욱 다른 일례를 도시하는 단면도.
도 35는 발광 소자의 결정 성장층이 도치하여 실장된 화상 표시 장치의 제 1 예를 도시하는 주요부의 단면도.
도 36a는 제 1 예인 화상 표시 장치를 구성하는 발광 다이오드를 도시하는 소자의 단면도.
도 36b는 제 1 예인 화상 표시 장치를 구성하는 발광 다이오드를 도시하는 소자의 평면도.
도 37은 제 2 예인 화상 표시 장치의 주요부의 단면도.
도 38은 제 3 예인 화상 표시 장치의 제조 방법에 있어서의 결정 성장층의 형성 공정 및 전극 형성 공정을 도시하는 공정 단면도.
도 39는 제 3 예인 화상 표시 장치의 제조 방법에 있어서의 레지스트층의 형성 공정을 도시하는 공정 단면도.
도 40은 제 3 실시예인 화상 표시 장치의 제조 방법에 있어서의 범프의 형성 공정을 도시하는 공정 단면도.
도 41은 제 3 실시예인 화상 표시 장치의 제조 방법에 있어서의 에너지 빔의 조사 공정을 도시하는 공정 단면도.
도 42는 제 3 실시예인 화상 표시 장치의 제조 방법에 있어서의 일시 유지용 기판에 대한 전사 공정을 도시하는 공정 단면도.
도 43은 제 3 실시예인 화상 표시 장치의 제조 방법에 있어서의 발광 소자의 흡착 공정을 도시하는 공정 단면도.
도 44는 제 3 실시예인 화상 표시 장치의 제조 방법에 있어서의 발광 소자의 실장 공정을 도시하는 공정 단면도.
도 45는 제 3 실시예인 화상 표시 장치의 제조 방법에 있어서의 발광 소자의 실장 후의 상태를 도시하는 공정 단면도.
도 46은 제 3 실시예인 화상 표시 장치의 제조 방법에 있어서의 발광 소자의 가압 공정을 도시하는 공정 단면도.
도 47은 제 4 실시예인 화상 표시 장치의 제조 방법에 있어서의 에너지 빔의 조사 공정을 도시하는 공정 단면도.
도 48은 제 4 실시예인 화상 표시 장치의 제조 방법에 있어서의 발광 소자의 실장 공정을 도시하는 공정 단면도.
도 49는 제 5 실시예인 화상 표시 장치의 제조 방법에 있어서의 에너지 빔의 조사 공정을 도시하는 공정 단면도.
도 50은 제 6 실시예인 화상 표시 장치의 제조 방법에 있어서의 에너지 빔의 조사 공정을 도시하는 공정 단면도.
도 51은 제 6 실시예인 화상 표시 장치의 제조 방법에 있어서의 전사 공정을 도시하는 공정 단면도.
도 52는 제 6 실시예인 화상 표시 장치의 제조 방법에 있어서의 제 2 전사 공정을 도시하는 공정 단면도.
도 53은 제 6 실시예인 화상 표시 장치의 제조 방법에 있어서의 제 2 전사 공정 후의 상태를 도시하는 공정 단면도.
도 54는 제 6 실시예인 화상 표시 장치의 제조 방법에 있어서의 실장 공정시의 상태를 도시하는 공정 단면도.
도 55는 제 7 실시예인 화상 표시 장치의 제조 방법에 있어서의 발광 소자 형성시의 상태를 도시하는 공정 단면도.
도 56은 제 7 실시예인 화상 표시 장치의 제조 방법에 있어서의 에너지 조사를 수반하는 실장 공정을 도시하는 공정 단면도.
도 57은 제 8 실시예인 화상 표시 장치의 단면도.

Claims (4)

  1. 기판상에 반도체층을 적층하고, 상기 반도체층에 복수의 발광 소자를 배열하여 형성한 후, 각 발광 소자마다 분리하는 동시에 에너지 빔의 조사를 이용하여 각 발광 소자가 배열된 상태보다 이간한 상태로 되도록 각 발광 소자를 기판으로부터 분리하여 일시 유지용 기판에 유지시키는 것을 특징으로 하는 발광 소자의 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 에너지 빔의 조사 전에 상기 각 발광 소자를 상기 일시 유지용 기판에 유지시키고, 상기 에너지 빔의 조사 후에 상기 각 발광 소자를 상기 기판으로부터 분리시키고, 각 발광 소자를 상기 일시 유지용 기판에 유지시키는 것을 특징으로 하는 발광 소자의 제조 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 일시 유지용 기판은 전체면에 점착재가 형성되고, 그 점착재에 상기 발광 소자의 표면이 일시적으로 유지되는 것을 특징으로 하는 발광 소자의 제조 방법.
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