(57)【要約】      （修正有）【課題】マイクロＬＥＤの電極と配線基板の電極部との接着及び導通を確実に行なえると共に、マイクロＬＥＤと配線基板との接続を確実に行なえる手段を提供する。【解決手段】マイクロＬＥＤ実装構造１は、予め定められた配列に従って配設された電極部７を片面に有する配線基板４と、電極部７の位置に対応して設けられ、紫外から青色波長帯までのうちで特定のスペクトルを有する光を発光し、相対向する面の一方の面上に電極部７と導通接続する電極３１ａ、３１ｂを有し、他方の面に発光した光を放出する光放出面３２を有するマイクロＬＥＤ３と、を備え、電極３１ａ、３１ｂと電極部７とは、導電性を有する熱硬化型の第１の接着剤６を介して接着されており、マイクロＬＥＤ３の周側面の一部又は全部が、絶縁性を有する熱硬化型の第２の接着剤８で囲まれて接着されており、マイクロＬＥＤ３が第２の接着剤８を介して配線基板４に固定されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定められた配列に従って配設された電極部を片面に有する配線基板と、
前記電極部の位置に対応して設けられ、紫外から青色波長帯までのうちで特定のスペクトルを有する光を発光し、相対向する面の一方の面上に前記電極部と導通接続する電極を有し、他方の面に光放出面を有するマイクロＬＥＤと、を備え、
前記マイクロＬＥＤの電極と前記配線基板の電極部とは、導電性を有する熱硬化型の第１の接着剤を介して接着されており、前記マイクロＬＥＤの周側面の一部又は全部が、絶縁性を有する熱硬化型の第２の接着剤で囲まれて接着されており、前記マイクロＬＥＤが前記第２の接着剤を介して前記配線基板に固定されていることを特徴とするマイクロＬＥＤ実装構造。
【請求項２】
前記配線基板の電極部は、加圧により弾性変形するバンプ電極であって、前記第２の接着剤が、空間を空けて前記バンプ電極の周囲を囲んでおり、該バンプ電極が押し付けられた状態で前記マイクロＬＥＤの電極と前記配線基板の電極部とは前記第１の接着剤を介して接着されていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロＬＥＤ実装構造。
【請求項３】
前記マイクロＬＥＤの光放出面を含む領域には、平板状に形成された平坦化膜がさらに積層されており、
前記平坦化膜は、前記光放出面から放出される光の射出角度に基づいて、前記光放出面上の厚みが定められていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のマイクロＬＥＤ実装構造。
【請求項４】
フルカラー表示が可能なマイクロＬＥＤディスプレイであって、
予め定められた配列に従って配設された電極部を片面に有する配線基板に、前記電極部の位置に対応して、紫外から青色波長帯までのうちで特定のスペクトルを有する光を発光し、相対向する面の一方の面上に前記配線基板の電極部と導通接続する電極を有し、他方の面に光放出面を有するマイクロＬＥＤを実装したＬＥＤアレイ基板と、
前記ＬＥＤアレイ基板上に、前記マイクロＬＥＤから放出される光によって励起されることにより、光の三原色であるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の対応色の蛍光に夫々波長変換する蛍光材を含む蛍光発光層を複数有する蛍光発光層アレイと、を備え、
前記マイクロＬＥＤの電極と前記配線基板の電極部とは、導電性を有する熱硬化型の第１の接着剤を介して接着されており、前記マイクロＬＥＤの周側面の一部又は全部が、絶縁性を有する熱硬化型の第２の接着剤で囲まれて接着されており、前記マイクロＬＥＤが前記第２の接着剤を介して前記配線基板に固定されていることを特徴とするマイクロＬＥＤディスプレイ。
【請求項５】
フルカラー表示が可能なマイクロＬＥＤディスプレイの製造方法であって、
紫外から青色波長帯までのうちで特定のスペクトルを有する光を発光し、相対向する面の一方の面上に電極を有し、他方の面に光放出面を有するマイクロＬＥＤが予め定められた配列に従って表面に形成された透明基板に対して、前記電極上に導電性を有する熱硬化型の第１の接着剤をパターニングして積層する工程と、
前記透明基板の裏面からレーザ光を照射することにより、前記透明基板の表面に形成された前記マイクロＬＥＤの接合状態を、前記レーザ光の照射前と比較して弱くするレーザ加工を行なう工程と、
予め定められた配列に従って配設された電極部を片面に有する配線基板に対して、前記マイクロＬＥＤの周側面の一部又は全部を囲んで接着する、絶縁性を有する熱硬化型の第２の接着剤を、前記配線基板の電極部の周囲に空間を空けてパターニングして積層する工程と、
前記透明基板上のマイクロＬＥＤの電極と前記配線基板上の電極部とを、前記第１の接着剤を介して貼り合わせて加圧する工程と、
前記第１の接着剤及び第２の接着剤を加熱により硬化させる工程と、
前記マイクロＬＥＤから前記透明基板を剥離して、前記マイクロＬＥＤを前記配線基板に実装したＬＥＤアレイ基板を形成する工程と、
を含むことを特徴とするマイクロＬＥＤディスプレイの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロＬＥＤ（light emitting diode）を配線基板に実装するマイクロＬＥＤ実装構造に関し、特にマイクロＬＥＤの電極と配線基板の電極部との接着及び導通を確実に行なえると共に、マイクロＬＥＤと配線基板との接続を確実に行なえるマイクロＬＥＤ実装構造、そのマイクロＬＥＤ実装構造を採用したマイクロＬＥＤディスプレイ、及びマイクロＬＥＤディスプレイの製造方法に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ミクロンオーダーのサイズからなるマイクロＬＥＤを画素としたフラットパネルディスプレイの製造工程においては、サファイア等の基板上に形成されたマイクロＬＥＤを基板から剥離し、配線基板へ接続する必要がある。そこで、配線基板へのマイクロＬＥＤの接続を容易にするための構造としては、マイクロＬＥＤの電極と配線基板上に形成された電極配線とを当接させて周囲を接着剤層で固めたものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３―２１１４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記接着剤層が絶縁性を有しているため、配線基板の電極配線とマイクロＬＥＤの電極とを当接させて接着させる際、上記接着剤層が電極配線とマイクロＬＥＤの電極との境界面に染み込む等の事象が発生した場合、導通が図られなくなるおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、マイクロＬＥＤの電極と配線基板の電極部との接着及び導通を確実に行なえると共に、マイクロＬＥＤと配線基板との接続を確実に行なえるマイクロＬＥＤ実装構造、そのマイクロＬＥＤ実装構造を採用したマイクロＬＥＤディスプレイ、及びそのマイクロＬＥＤディスプレイの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明によるマイクロＬＥＤ実装構造は、予め定められた配列に従って配設された電極部を片面に有する配線基板と、上記電極部の位置に対応して設けられ、紫外から青色波長帯までのうちで特定のスペクトルを有する光を発光し、相対向する面の一方の面上に上記電極部と導通接続する電極を有し、他方の面に光放出面を有するマイクロＬＥＤと、を備え、上記マイクロＬＥＤの電極と上記配線基板の電極部とは、導電性を有する熱硬化型の第１の接着剤を介して接着されており、上記マイクロＬＥＤの周側面の一部又は全部が、絶縁性を有する熱硬化型の第２の接着剤で囲まれて接着されており、上記マイクロＬＥＤが上記第２の接着剤を介して上記配線基板に固定されているものである。
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明によるマイクロＬＥＤディスプレイは、フルカラー表示が可能なマイクロＬＥＤディスプレイであって、予め定められた配列に従って配設された電極部を片面に有する配線基板に、上記電極部の位置に対応して、紫外から青色波長帯までのうちで特定のスペクトルを有する光を発光し、相対向する面の一方の面上に上記配線基板の電極部と導通接続する電極を有し、他方の面に光放出面を有するマイクロＬＥＤを実装したＬＥＤアレイ基板と、上記ＬＥＤアレイ基板上に、上記マイクロＬＥＤから放出される光によって励起されることにより、光の三原色であるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の対応色の蛍光に夫々波長変換する蛍光材を含む蛍光発光層を複数有する蛍光発光層アレイと、を備え、上記マイクロＬＥＤの電極と上記配線基板の電極部とは、導電性を有する熱硬化型の第１の接着剤を介して接着されており、上記マイクロＬＥＤの周側面の一部又は全部が、絶縁性を有する熱硬化型の第２の接着剤で囲まれて接着されており、上記マイクロＬＥＤが上記第２の接着剤を介して上記配線基板に固定されているものである。
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明によるマイクロＬＥＤディスプレイの製造方法は、フルカラー表示が可能なマイクロＬＥＤディスプレイの製造方法であって、紫外から青色波長帯までのうちで特定のスペクトルを有する光を発光し、相対向する面の一方の面上に電極を有し、他方の面に光放出面を有するマイクロＬＥＤが予め定められた配列に従って表面に形成された透明基板に対して、上記電極上に導電性を有する熱硬化型の第１の接着剤をパターニングして積層する工程と、上記透明基板の裏面からレーザ光を照射することにより、上記透明基板の表面と上記マイクロＬＥＤとの接合状態を、上記レーザ光の照射前と比較して弱くするレーザ加工を行なう工程と、予め定められた配列に従って配設された電極部を片面に有する配線基板に対して、上記マイクロＬＥＤの周側面の一部又は全部を囲んで接着する、絶縁性を有する熱硬化型の第２の接着剤を、上記配線基板の電極部の周囲に空間を空けてパターニングして積層する工程と、上記透明基板上のマイクロＬＥＤの電極と上記配線基板上の電極部とを、上記第１の接着剤を介して貼り合わせて加圧する工程と、上記第１の接着剤及び第２の接着剤を加熱により硬化させる工程と、上記マイクロＬＥＤから上記透明基板を剥離して、上記マイクロＬＥＤを上記配線基板に実装したＬＥＤアレイ基板を形成する工程と、を含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によるマイクロＬＥＤ実装構造によれば、上記マイクロＬＥＤの電極と上記配線基板の電極部とが導電性を有する上記第１の接着剤を介して接着される。これにより、上記マイクロＬＥＤの電極と上記配線基板の電極部との接着及び導通を確実に行なうことができる。また、本発明によるマイクロＬＥＤ実装構造によれば、絶縁性を有する上記第２の接着剤が上記第１の接着剤を積層した上記電極を含むマイクロＬＥＤの周側面の一部又は全部を囲んで接着するので、上記マイクロＬＥＤを上記第２の接着剤を介して上記配線基板に確実に固定させて接続することができる。
【００１０】
また、本発明によるマイクロＬＥＤディスプレイによれば、本発明によるマイクロＬＥＤ実装構造を含むので、上記マイクロＬＥＤの電極と上記配線基板の電極部との接着及び導通を確実に行なうことができると共に、上記マイクロＬＥＤを上記第２の接着剤を介して上記配線基板に確実に固定させて接続することができる。
【００１１】
さらに、本発明によるマイクロＬＥＤディスプレイの製造方法によれば、本発明によるマイクロＬＥＤ実装構造を含むマイクロＬＥＤディスプレイを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明によるマイクロＬＥＤディスプレイの実施形態を模式的に示す平面図である。
【図２】本発明によるマイクロＬＥＤ実装構造を示す説明図である。
【図３】セルの一例を示す説明図である。
【図４】図３に示すセルの詳細な説明図である。
【図５】本発明によるマイクロＬＥＤディスプレイの製造方法の工程を示すフローチャートである。
【図６】ウエハの一例を示す説明図である。
【図７】ウエハの加工の工程を示すフローチャートである。
【図８】ＬＥＤ電極上に第１の接着剤が積層された状態を示す説明図である。
【図９】レーザ加工の説明図である。
【図１０】レーザ加工の説明図である。
【図１１】レーザ加工の説明図である。
【図１２】配線基板の加工の工程を示すフローチャートである。
【図１３】バンプ電極が形成された配線基板の一例を示す説明図である。
【図１４】配線基板上に第２の接着剤が積層された状態を示す説明図である。
【図１５】第２の接着剤とバンプ電極との位置関係を示す説明図である。
【図１６】図５に示す位置合わせから貼り合わせまでの工程を説明する工程図である。
【図１７】図５に示す加圧からウエハの剥離までの工程を説明する工程図である。
【図１８】第１の接着剤及び第２の接着剤の粘度の温度特性を示すグラフである。
【図１９】ウエハが剥離されることにより形成されたＬＥＤアレイ基板の説明図である。
【図２０】平坦化膜が積層されたＬＥＤアレイ基板の説明図である。
【図２１】蛍光発光層の形成工程を示すフローチャートである。
【図２２】蛍光発光層の形成工程を説明する工程図である。
【図２３】平坦化膜の厚みが発光に及ぼす影響を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
［マイクロＬＥＤディスプレイ］
図１は、本発明によるマイクロＬＥＤディスプレイの実施形態を模式的に示す平面図である。このマイクロＬＥＤディスプレイは、マイクロＬＥＤとＲＧＢ蛍光体とを組み合わせて、フルカラー表示が可能なデバイスであって、ＬＥＤアレイ基板１と蛍光発光層アレイ２とを備えて成る。なお、本発明によるマイクロＬＥＤディスプレイは、フラットディスプレイやフレキシブルディスプレイに適用可能である。このマイクロＬＥＤディスプレイが、例えばフラットディスプレイに適用される場合、図１において、他の構成要素として、例えば保護ガラスの図示が省略されている。
【００１４】
ＬＥＤアレイ基板１は、マイクロＬＥＤ３（以下、単に「ＬＥＤ３」という）を個別に発光させるものであって、図１に示すようにマトリクス状に配置された複数のＬＥＤ３と、ＬＥＤ３を駆動する配線基板４とを含む。
【００１５】
蛍光発光層アレイ２は、ＬＥＤ３から放出された光（励起光）によって励起されて、光の三原色であるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の対応色の蛍光に夫々波長変換する蛍光材を含む蛍光発光層を複数有するものである。蛍光発光層アレイ２は、複数の蛍光発光層１１をマトリクス状に配置している。
【００１６】
本実施形態では、説明の便宜上、１画素に相当する３つのＬＥＤ３と、各々のＬＥＤ３上に設けられた蛍光材層１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂを含む１つの蛍光発光層１１との組み合わせを１つのセル２１とする。つまり、ＬＥＤアレイ基板１と蛍光発光層アレイ２とを組み合わせることにより、セル２１の単位で取り扱うことができる。これにより、マイクロＬＥＤディスプレイは、フルカラー表示を実現するための複数のセル２１がマトリクス状に配置されたことになる。図１では、説明をわかりやすくするため、セル２１が４行５列で配置されている。
【００１７】
蛍光発光層１１は、赤色の蛍光色素を充填した蛍光材層１１Ｒ、緑色の蛍光色素を充填した蛍光材層１１Ｇ、青色の蛍光色素を充填した蛍光材層１１Ｂを有している。これらの蛍光色素は、ＲＧＢ蛍光体の一例である。
【００１８】
本実施形態においては、例えば、短波長の光を発光するＬＥＤ３とＲＧＢ蛍光体とを組み合わせてフルカラー表示を実現する方式を採用する。そのため、ＬＥＤ３は、特定のスペクトルを有する光を発光するものであり、窒化ガリウム（ＧａＮ）を主材料として製造される。具体的には、ＬＥＤ３は、紫外光発光ダイオード（ＵＶ−ＬＥＤ）であって、波長が例えば２００ｎｍ〜３８０ｎｍの近紫外線を発光するＬＥＤである。また、ＬＥＤ３は、波長が例えば３８０ｎｍ〜５００ｎｍの青色光を発光するＬＥＤであってもよい。波長が例えば２００ｎｍ〜３８０ｎｍの近紫外線や波長が例えば３８０ｎｍ〜５００ｎｍの青色光は、特定のスペクトルを有する光の一例に相当する。
【００１９】
図２は、本発明によるマイクロＬＥＤ実装構造を示す説明図である。ここで、ＬＥＤアレイ基板１は、本発明によるマイクロＬＥＤ実装構造の一例である。図２（ａ）は、図１に示す破線Ｒ１で囲まれた領域において、ＬＥＤアレイ基板１のＡ−Ａ線断面図を示している。また、図２（ｂ）は、図１に示す破線Ｒ１で囲まれた領域において、ＬＥＤアレイ基板１のＢ−Ｂ線断面図を示している。図２（ｃ）は、図２（ａ）に示す破線Ｒ２で囲まれているＬＥＤアレイ基板１の要部拡大図であり、図２（ｄ）は、図２（ｂ）に示す破線Ｒ３で囲まれているＬＥＤアレイ基板１の要部拡大図である。
【００２０】
ＬＥＤアレイ基板１は、図２（ａ）〜（ｄ）に示すとおり、ベース基板５上に配線基板４を有し、配線基板４上にＬＥＤ３が接続され、さらに平坦化膜９が積層された構造を有している。そして、配線基板４とＬＥＤ３とは、後述する第１の接着剤６及び第２の接着剤８により、機械的な接続及び電気的な接続が良好に実現されている。
【００２１】
ＬＥＤ３は、図２（ｄ）に示すとおり、レーザリフトオフ用の剥離層、発光層等の複数の階層を含む化合物半導体３０を有している。ＬＥＤ３は、化合物半導体３０において、一方の面上の予め定められた位置に発光用のＬＥＤ電極３１ａ、３１ｂを有し、他方の面に光源（発光層）からの光を放出する光放出面３２が形成されている。
【００２２】
レーザリフトオフは、例えば、サファイア基板の一方の面に形成されたＬＥＤに対して、サファイア基板の他方の面からパルス発振によるレーザ光を照射し、各々のＬＥＤをサファイア基板から剥離させる手段である。具体的には、レーザリフトオフでは、剥離させたい箇所の界面領域（例えば剥離層）にレーザ光をフォーカスして照射することによって、例えばＧａＮの窒素が気化する現象に伴って、界面領域でＬＥＤがサファイア基板から剥離される。レーザリフトオフを行なう装置（図示省略）によって、レーザリフトオフを行なう場合、例えば、固体ＵＶ（Ultra Violet：紫外線）領域のＹＡＧレーザ発振器により、第４高調波（ＦＨＧ：Fourth-Harmonic Generation）である波長２６６ｎｍのピコ秒パルスレーザを使用することが好ましい。
【００２３】
但し、本実施形態では、レーザリフトオフを行なう装置を利用して、レーザパワー、レーザ光の照射領域、パルス照射に基づく照射回数等のパラメータを調節することによって、サファイア等の透明基板であるウエハ１０（図６参照）をＬＥＤ３から剥離させるのではなく、ウエハ１０をＬＥＤ３からは剥がれやすくしている点を特徴としている。詳細は、図９〜図１１を用いて後述する。
【００２４】
配線基板４は、例えば、フレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuits）であって、絶縁性を有するベースフィルム（例えば、ポリイミド）と、電気回路を形成した配線層とからなるフィルム状の基板である。配線基板４は、予め定められた配列に従って片面に配設された導通接続用のバンプ電極７を有する。なお、配線基板４には、外部に設けられた駆動回路（図示省略）から複数のＬＥＤ３の夫々に点灯及び消灯の駆動電流を供給することができるように配線が設けられている。ベース基板５は、ＬＥＤ３を実装した配線基板４を支持するものであって、例えば、石英ガラス等の透明な基板である。
【００２５】
第１の接着剤６は、ＬＥＤ電極３１ａ、３１ｂと、バンプ電極７との接着及び導通を確実なものとするものである。第１の接着剤６は、各々のＬＥＤ３のＬＥＤ電極面上に積層され、導電性を有する熱硬化型の接着剤等を含む樹脂組成物である。
【００２６】
バンプ電極７は、電極部の一例であって、配線基板４上に設けられ、第１の接着剤６を介してＬＥＤ３のＬＥＤ電極３１ａ、３１ｂ（図２（ｄ）参照）と接続して導通可能となる電極である。そして、バンプ電極７は、例えば導電性を有し、加圧により弾性変形するものである。これにより、ＬＥＤ３のＬＥＤ電極３１ａ、３１ｂと配線基板４との接続がより確実になる。
【００２７】
第２の接着剤８は、配線基板４上に設けられ、第１の接着剤６を積層したＬＥＤ電極３１ａ、３１ｂを含むＬＥＤ３の周側面の一部又は全部を囲んで接着するものであって、絶縁性を有する熱硬化型の接着剤等を含む樹脂組成物である。
【００２８】
平坦化膜９は、ＬＥＤ３の光放出面３２を含む領域に積層されており、平板状に形成された膜である。平坦化膜９は、光放出面３２から放出される光の射出角度に基づいて、光放出面３２上の厚みが定められているものである。詳細は、図２０、図２３を用いて後述する。
【００２９】
そして、ＬＥＤアレイ基板１は、上述した構成において、ＬＥＤ３と配線基板４との接続に際して、各々のＬＥＤ３を、第１の接着剤６を介してバンプ電極７に押し付けた状態で、第１の接着剤６及び第２の接着剤８を加熱により硬化させたものである。
【００３０】
すなわち、ＬＥＤ３のＬＥＤ電極３１ａ、３１ｂと配線基板４のバンプ電極７とは、第１の接着剤６を介して接着されている。具体的には、後述するように、ＬＥＤ電極３１ａとバンプ電極７（図１３に示すアノード電極７ａ）とは、第１の接着剤６を介して接着されている。また、ＬＥＤ電極３１ｂとバンプ電極７（図１３に示すカソード電極７ｂ）とは、第１の接着剤６を介して接着されている。さらに、ＬＥＤ３の周側面の一部が、第２の接着剤８で囲まれて接着されており、各々のＬＥＤ３が第２の接着剤８を介して配線基板４に固定されている。なお、ＬＥＤ３の周側面の全部が、第２の接着剤８で囲まれて接着されるようにしてもよい。
【００３１】
図３は、セルの一例を示す説明図である。図４は、図３に示すセルの詳細な説明図である。図３（ａ）は、図１に示すセル２１の平面図を示し、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すＣ−Ｃ線断面図である。なお、図３（ｂ）において、セル２１は配線基板４及びベース基板５を含まない。蛍光発光層１１は、ＬＥＤ３の光放出面３２から放出された光（励起光）によって、赤色、緑色、青色の蛍光色素（蛍光材の一例）がフルカラー表示を実現するための赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の蛍光に夫々波長変換するものである。具体的には、蛍光発光層１１は、励起光によって、各蛍光材層１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂの蛍光色素が励起状態に遷移し、その後、基底状態に戻るときに、各蛍光材によって各々波長変換された赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の可視スペクトルに相当する蛍光を発光する。これらの蛍光材層１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂは反射膜１３を表面に有する隔壁１２で区画されている。
【００３２】
図４には、セル２１のより詳細な構成が示されており、蛍光発光層１１は、ＬＥＤアレイ基板１上に設けられている。ここで、蛍光発光層１１の蛍光材層１１Ｒは、レジスト膜中にミクロンサイズの粒子径の蛍光色素１４ａと、ナノサイズの粒子径の蛍光色素１４ｂとを混合、分散させたものである。また、蛍光材層１１Ｇは、蛍光材層１１Ｒと同様、ミクロンサイズの粒子径の蛍光色素１４ｃと、ナノサイズの粒子径の蛍光色素１４ｄとを混合、分散させたものである。さらに、蛍光材層１１Ｂは、蛍光材層１１Ｒと同様、ミクロンサイズの粒子径の蛍光色素１４ｅと、ナノサイズの粒子径の蛍光色素１４ｆとを混合、分散させたものである。このように、粒子径の異なる蛍光色素を用いることにより、ナノサイズの粒子径の蛍光色素が、蛍光色素の充填率の低下による励起光の漏れ光を防ぐと共に、ミクロンサイズの粒子径の蛍光色素が発光効率を向上させることができる。
【００３３】
また、隔壁１２は、遮光壁の一例であって、蛍光材層１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂを互いに隔てるものである。隔壁１２は、例えば透明な感光性樹脂で形成されている。本実施形態では、例えば、蛍光材層１１Ｒ内において、蛍光色素１４ｂよりも粒子径が大きい蛍光色素１４ａの充填率を上げるためには、隔壁１２として、高さ対幅のアスペクト比が３以上を可能とする高アスペクト材料を使用するのが望ましい。蛍光材層１１Ｇ、１１Ｂも同様である。このような高アスペクト材料としては、一例として日本化薬株式会社製のＳＵ−８ ３０００のフォトレジストがある。
【００３４】
隔壁１２の表面には、図４に示すように、反射膜１３が設けられている。この反射膜１３は、励起光と蛍光ＦＬとが隔壁１２を透過して隣接する他の蛍光材層内に入射するのを防止するものである。この蛍光ＦＬは、各蛍光材層１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂの各蛍光色素が励起光により励起されることにより、発光する。反射膜１３は、励起光及び蛍光ＦＬを十分に遮断できる厚みで形成されている。この場合、反射膜１３としては、励起光及び蛍光ＦＬを反射し易いアルミニウムやアルミ合金等の薄膜が好適である。
【００３５】
蛍光発光層１１は、隔壁１２に向かう励起光をアルミニウム等の反射膜１３で反射させ、各蛍光材層１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂの発光に利用することができる。そのため、各蛍光材層１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂの発光効率は、向上する。但し、隔壁１２の表面に被着される薄膜は、励起光及び蛍光ＦＬを反射する反射膜１３に限られず、励起光及び蛍光ＦＬを吸収するものであってもよい。
【００３６】
以上、本発明のマイクロＬＥＤディスプレイの構成について説明した。ここで、本発明によるマイクロＬＥＤ実装構造によれば、各々のＬＥＤ３のＬＥＤ電極３１ａ、３１ｂとバンプ電極７とが導電性を有する第１の接着剤６を介して接続され、ＬＥＤ３の周側面の一部が、絶縁性を有する第２の接着剤で囲まれて接着されており、ＬＥＤ３がその第２の接着剤を介して配線基板４に固定されている。これにより、本発明によるマイクロＬＥＤ実装構造は、ＬＥＤ３のＬＥＤ電極３１ａ、３１ｂと配線基板４のバンプ電極７との接着及び導通を確実に行なうことができると共に、ＬＥＤ３を第２の接着剤を介して配線基板４に確実に固定させて接続することができる。つまり、本発明によるマイクロＬＥＤ実装構造は、ＬＥＤ３と配線基板４との電気的及び機械的接続を確実に行なうことができる。
【００３７】
また、本発明のマイクロＬＥＤディスプレイによれば、上記のマイクロＬＥＤ実装構造としてＬＥＤアレイ基板１を有するので、上記ＬＥＤ３と上記配線基板４との電気的及び機械的接続を確実に行なうことができる。そして、外部に設けられた駆動回路から駆動電流が配線基板４に供給されることにより、本発明のマイクロＬＥＤディスプレイはフルカラー表示が可能となる。
【００３８】
［マイクロＬＥＤディスプレイの製造方法］
次に、このように構成されたマイクロＬＥＤディスプレイの製造方法について説明する。
図５は、本発明に係るマイクロＬＥＤディスプレイの製造方法の工程を示すフローチャートである。
【００３９】
図６は、ウエハの一例を示す説明図である。（ａ）は、ウエハ１０の平面図である。（ｂ）は、（ａ）のＤ−Ｄ線断面図であり、（ｃ）は、（ａ）のＥ−Ｅ線断面図である。本実施形態では、説明をわかりやすくするため、一方の面（表面）上に予め定められた間隔でマトリクス状（３行６列）に配置された複数のＬＥＤ３を有するウエハ１０を用いて、マイクロＬＥＤディスプレイの製造方法について説明をする。なお、複数のＬＥＤ３は、例えばＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）等の結晶成長プロセスによりウエハ１０の一方の面上に形成される。
【００４０】
図６において、ＬＥＤ３は、例えば、列方向（ｙ方向）にはＷ１のピッチの間隔が設けられ、行方向（ｘ方向）にはＷ２のピッチの間隔が設けられるように配置されている。Ｗ１とＷ２との比率Ｐ１（Ｗ２／Ｗ１）は、図６に示す配置では、例えば３程度が好ましい。そのため、例えば、Ｗ１のピッチは５０μｍ、Ｗ２のピッチは１５０μｍとしている。また、ＬＥＤ３のサイズは、一例として、縦（ａ）＝５０μｍ、横（ｂ）＝１６μｍとしている。また、高さ（ｈ１）については、例えば数μｍ〜３０μｍ程度のサイズを対象とすることができる。
【００４１】
（ウエハの加工）
図７は、ウエハの加工の工程を示すフローチャートである。ウエハの加工（工程Ｓ１）では、図７に示す工程Ｓ１１から工程Ｓ１４までの処理を行なう。ここで、ウエハの加工（工程Ｓ１）では、フォトマスク（図示省略）を使用したフォトリソグラフィー技術を適用して、ウエハ１０に導電性及び感光性を有する熱硬化型の第１の接着剤６を塗布する。具体的には、ウエハの加工（工程Ｓ１）では、露光、現像によって、パターニングすることにより、ＬＥＤ電極３１ａ、３１ｂ上に第１の接着剤６が積層される。以下、詳細を説明する。
【００４２】
第１の接着剤の塗布（工程Ｓ１１）では、ＬＥＤ３を配置しているウエハ１０の面上に第１の接着剤６を塗布する。第１の接着剤６は、例えば、絶縁性の熱硬化性樹脂に、導電材料と、接着材料と、感光剤とを配合した樹脂組成物である。第１の接着剤６は、加熱することにより接着機能を発現して硬化する樹脂組成物である。接着材料は、例えば熱硬化型のエポキシ系の樹脂であってもよい。
【００４３】
また、第１の接着剤６には、導電材料として、例えば、１０ｎｍ〜１．０μｍ以下の範囲の粒子径から選択された微粒子のカーボンが配合され、導電性の機能が付加されたものである。本実施形態では、一例として、０．５μｍ〜１．０μｍ程度の微粒子のカーボンを用いている。
【００４４】
さらに、第１の接着剤６は、感光剤が配合されているため、紫外線によりパターニング形成が可能な感光性の機能が付加されたものである。すなわち、この第１の接着剤６は、フォトレジストとしても機能する。なお、絶縁性の熱硬化性樹脂自体が、接着機能を有する場合には、第１の接着剤６は、導電材料と感光剤とを配合した樹脂組成物であってよいし、さらに接着力を高めるために、接着材料を配合してもよい。
【００４５】
ここで、導電材料は、上記のカーボンに限られず、金属の微粒子を採用してもよい。金属の微粒子としては、例えば銀（Ａｇ）であることが好ましい。但し、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）等、用途に応じて採用してもよい。そして、導電材料は、例えば、金属の粒子径が１０ｎｍ程度の金属ナノ粒子から１．０μｍ以下の金属の微粒子までのうちから、適用可能なものを選択してもよい。
【００４６】
工程Ｓ１１では、例えば、フォトリソグラフィー技術で使用されるスピンコータ（図示省略）を用いて、ＬＥＤ３を配置しているウエハ１０の面上に第１の接着剤６を塗布する。スピンコータは、均一な塗布を実現するための装置である。具体的には、工程Ｓ１１では、第１の接着剤６をフォトレジストとして、ウエハ１０に滴下し、ウエハ１０を予め定めた回転数、回転時間を設定することにより、ウエハ１０の面上に第１の接着剤６が塗布される。なお、工程Ｓ１１では、一定の膜厚に塗布する手段として、バーコーターを適用してもよい。そして、工程Ｓ１１では、第１の接着剤６が塗布されたウエハ１０を、ヒータ（図示省略）等の加熱手段により、プリベークする。プリベークの条件は、例えば、加熱温度を１００℃とし、加熱時間を１分とする。
【００４７】
露光（工程Ｓ１２）では、第１の接着剤６を塗布したウエハ１０へ、フォトマスクを介して紫外（ＵＶ）光を照射する。現像（工程Ｓ１３）では、ウエハ１０を現像液へ浸して洗浄する。これにより、ＬＥＤ電極３１ａ、３１ｂ上に第１の接着剤６が積層される。
【００４８】
図８は、ＬＥＤ電極上に第１の接着剤が積層された状態を示す説明図である。（ａ）は、ウエハ１０の表面の平面図である。（ｂ）は、（ａ）のＦ−Ｆ線断面図であり、（ｃ）は、（ａ）のＧ−Ｇ線断面図である。ＬＥＤ電極３１ａ、３１ｂ上に積層された第１の接着剤６の膜厚（ｈ２）は、一例として、２μｍとしている。
【００４９】
レーザ加工（工程Ｓ１４）では、ウエハ１０とＬＥＤ３との界面に対して、ウエハ１０の裏面からレーザ光Ｌをフォーカスして照射する。具体的には、工程Ｓ１４では、ウエハ１０の裏面からレーザ光Ｌを照射することにより、ウエハ１０の表面に形成されたＬＥＤ３の接合状態を、レーザ光Ｌの照射前と比較して弱くするレーザ加工を行なう。この場合、工程Ｓ１４では、ウエハ１０からＬＥＤ３を剥離させるレーザリフトオフを実行するのではなく、ＬＥＤ３を剥がれやすい状態にする。ここで、剥がれやすい状態とは、ＬＥＤ３と接着している第２の接着剤８の接着力が、ウエハ１０と接合しているＬＥＤ３の接合状態における接着力よりも大きい状態を意味する。本実施形態においては、加圧した状態でウエハ１０をレーザリフトオフして剥がすよりも、予めＬＥＤ３を剥がれやすい状態にしておいて、ウエハ１０を剥がすことが好ましい。つまり、後述するウエハの剥離（工程Ｓ８）で、昇降機構（図示省略）によりウエハ１０を持ち上げることにより、ウエハ１０を配線基板４から剥離する方が、比較結果から、ＬＥＤ３の接続不良による歩留りをより改善することができるためである。
【００５０】
図９〜図１１は、レーザ加工の説明図である。図９において、（ａ）はウエハ１０を裏面から見た平面図である。ここで、ウエハ１０は透明であるため、ＬＥＤ３の光放出面３２が見える状態になっている。また、図９において、（ａ）は、レーザ光Ｌが１つのＬＥＤ３の光放出面３２とウエハ１０との境界にフォーカスして照射されている状態を模式的に図示している。図９（ｂ）は（ａ）のＨ−Ｈ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＩ−Ｉ線断面図であって、レーザ照射の状態を示している。
【００５１】
レーザ照射を行なう場合、レーザ光Ｌとしては、例えば上記の第４高調波（２６６ｎｍ）のピコ秒パルスレーザを使用することが好ましい。但し、レーザ加工エネルギーは、ウエハ１０からＬＥＤ３を剥がれやすい状態にするため、例えば、ＬＥＤ３をレーザリフトオフする場合のエネルギーよりも弱く、かつ、複数ショットによって加工することが好ましい。具体的には、工程Ｓ１４では、例えば、レーザリフトオフ時の１／２のエネルギーで２０ショット程度照射するようにしてもよい。このレーザ加工により、ＬＥＤ３はウエハ１０との界面のＧａＮが窒素と分離された後、再融着した状態となり、ＬＥＤ３とウエハ１０との接着力が低下した状態となる。このとき、ＬＥＤ３は剥離されずにウエハ１０上に残っている。図９において、ウエハ１０がステージ（図示省略）上に載置され、ステップ移動によりそのウエハ１０上のＬＥＤ３が順番にレーザ照射される。
【００５２】
ここで、工程Ｓ１４では、後述するウエハの剥離（工程Ｓ８）においてレーザ照射をしないでウエハ１０を配線基板４から剥離できるようにするため、ＬＥＤ３における剥離層を改質している。説明の便宜上、改質された剥離層をＧａＮの再融着層という。ウエハ１０に対するＧａＮの再融着層の接着力は、ＬＥＤ３の接合状態における接着力であって、例えば２３０ｋｇ／ｃｍ２以下であればよい。なお、ＧａＮの再融着層の接着力は、１００ｋｇ／ｃｍ２程度であることが好ましい。
【００５３】
図１０、図１１において、（ａ）は、図９（ａ）のＨ−Ｈ線断面図であり、（ｂ）及び（ｃ）は、図９（ａ）の破線で示す領域Ｒ４で囲まれた各々のＬＥＤ３の光放出面３２にレーザ照射を行なった場合について例示している。この場合、工程Ｓ１４では、図１０に示すとおり、１つのＬＥＤ３の光放出面３２に対して、投影マスクやスリットを用いて、光放出面３２の上半面、下半面というように２回に分けてレーザ光Ｌを照射してもよい。図１０では、ウエハ１０をステップ移動させることにより、各々のＬＥＤ３が順番にレーザ光Ｌに照射された状態を示している。
【００５４】
或いは、工程Ｓ１４では、図１１に示すとおり、１度にレーザ光Ｌを光放出面３２の全面に照射しないようにして、投影マスク等で分割したレーザ光Ｌを各々のＬＥＤ３に照射してもよい。図１１では、ウエハ１０をステップ移動させることにより、各々のＬＥＤ３が順番にレーザ光Ｌに照射された状態を示している。以上より、ウエハの加工（工程Ｓ１）が終了し、配線基板の加工（工程Ｓ２）に移行する。
【００５５】
（配線基板の加工）
図１２は、配線基板の加工の工程を示すフローチャートである。配線基板の加工（工程Ｓ２）では、図１２に示す工程Ｓ２１から工程Ｓ２４までの処理を行なう。図１３は、バンプ電極が形成された配線基板の一例を示す説明図である。（ａ）はバンプ電極７が形成された配線基板４の平面図である。（ｂ）は（ａ）のＪ−Ｊ線断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＫ−Ｋ線断面図である。（ｄ）は、（ｂ）の破線で示す領域Ｒ５を拡大した図である。配線基板４には、マトリクス状に配置される複数のＬＥＤ３のＬＥＤ電極３１ａ、３１ｂに対応させて複数の電極パッド４ａ（図１３（ｄ）参照）が設けられている。
【００５６】
バンプ電極の形成（工程Ｓ２１）では、電極パッド４ａ上に、導電性の弾性突起部７１が形成される（図１３（ｄ）参照）。具体的には、工程Ｓ２１では、配線基板４の全面にフォトスペーサ用のレジストを塗布したのち、フォトマスクを使用して露光し、現像して電極パッド４ａ上に突起をパターニング形成する。工程Ｓ２１では、上記突起及び電極パッド４ａ上に、金又はアルミニウム等の良導電性の導電体膜７２をスパッタリングや蒸着等により成膜して導電性の弾性突起部７１を形成する。
【００５７】
このようにして、弾性突起部７１、導電体膜７２及び電極パッド４ａを含むバンプ電極７が形成される。バンプ電極７は、具体的には、ＬＥＤ電極３１ａ、３１ｂに対応して、アノード電極７ａ及びカソード電極７ｂで構成されている（図１３（ａ）、（ｃ）参照）。また、バンプ電極７は、一例として、高さ（ｈ３）＝４μｍ、直径（ｄ）＝１０μｍである（図１３（ｄ）参照）。
【００５８】
なお、弾性突起部７１は、フォトレジストに銀等の導電性微粒子を添加した導電性フォトレジスト又は導電性高分子を含む導電性フォトレジストで形成した突起であってもよい。この場合、工程Ｓ２１では、配線基板４の上面の全面に導電性フォトレジストを所定の厚みで塗布した後、フォトマスクを使用して露光し、現像して電極パッド上に突起として、弾性突起部７１がパターニング形成される。この場合、バンプ電極７は、導電性を有する弾性突起部７１及び電極パッド４ａで構成される。このように、バンプ電極７は、フォトリソグラフィープロセスを適用して形成することができるので、位置及び形状に高い精度を確保することができる。
【００５９】
次に、第２の接着剤の塗布（工程Ｓ２２）では、バンプ電極７が形成された配線基板４上に第２の接着剤８を塗布する。第２の接着剤８は、例えば、絶縁性の熱硬化性樹脂に、接着材料と感光剤とを配合した樹脂組成物である。第２の接着剤８は、加熱することにより接着機能を発現して硬化する樹脂組成物である。但し、第２の接着剤８は、感光剤が配合されているため、紫外線によりパターニング形成が可能な感光性の機能が付加されたものである。すなわち、この第２の接着剤８は、フォトレジストとしても機能する。
【００６０】
工程Ｓ２２では、第１の接着剤の塗布（工程Ｓ１１）と同様にして、スピンコータを用いて、配線基板４上に第２の接着剤８を塗布する。工程Ｓ２２では、第２の接着剤８が塗布された配線基板４を、ヒータ（図示省略）等の加熱手段により、プリベークする。プリベークの条件は、例えば、加熱温度を１００℃とし、加熱時間を５分とする。
【００６１】
次に、露光（工程Ｓ２３）では、第２の接着剤８を塗布した配線基板４へ、フォトマスクを介して紫外（ＵＶ）光を照射する。現像（工程Ｓ２４）では、配線基板４を現像液へ浸して洗浄する。これにより、各々のバンプ電極７（アノード電極７ａ及びカソード電極７ｂ）の周囲にフォトマスクにより予め定められた配列で区画された第２の接着剤８がパターニング形成される。
【００６２】
図１４は、配線基板上に第２の接着剤が積層された状態を示す説明図である。（ａ）は、配線基板４の表面の平面図である。（ｂ）は、（ａ）のＬ−Ｌ線断面図であり、（ｃ）は、（ａ）のＭ−Ｍ線断面図である。図１５は、第２の接着剤とバンプ電極との位置関係を示す説明図である。（ａ）は、図１４（ｂ）の破線で示す領域Ｒ６の要部（符号を付した箇所）を拡大した図である。（ｂ）は、図１４（ａ）の破線で示す領域Ｒ７を拡大した図である。（ｃ）は、（ｂ）の変形例である。
【００６３】
図１４に示すとおり、バンプ電極７が押し付けられる前の状態において、第２の接着剤８が、空間を空けてバンプ電極７の周囲を囲んでいる。また、図１５（ａ）に示すとおり、第２の接着剤８の高さ（ｈ４）は、バンプ電極７の高さ（ｈ３）よりも高くしている。第２の接着剤８の高さ（ｈ４）とバンプ電極７の高さ（ｈ３）との比率Ｐ２（ｈ４／ｈ３）は、例えば、１．５程度が好ましい。そのため、図１５（ａ）では、一例として、バンプ電極７の高さ（ｈ３）を４μｍ、第２の接着剤８の高さ（ｈ４）を６μｍとしている。これは、バンプ電極７が押し付けられたときに、第１の接着剤６も加圧により変形して、上記空間の隙間を埋めるようにするためである。こうすることで、バンプ電極７（アノード電極７ａ及びカソード電極７ｂ）には、熱硬化前の第１の接着剤６が確実に接合される。
【００６４】
ここで、第２の接着剤８が、空間を空けてバンプ電極７の周囲を囲む場合、図１５（ｂ）に示すような形状の空間に限られず、図１５（ｃ）に示すような形状の空間にしてもよい。なお、本実施形態では、図５に示すウエハの加工（工程Ｓ１）と配線基板の加工（工程Ｓ２）とは、実行順序が入れ替わってもよい。
【００６５】
（位置合わせ）
図５に戻り、位置合わせ（工程Ｓ３）では、ウエハ１０の表面と配線基板４の表面とを貼り合わせるに際し、位置合わせが可能な機構（図示省略）により、ウエハ１０及び配線基板４に予め設けられたアライメントマーク（図示省略）を使用して。位置合わせを行なう。
【００６６】
図１６は、図５に示す位置合わせから貼り合わせまでの工程を説明する工程図である。図１７は、図５に示す加圧からウエハの剥離までの工程を説明する工程図である。図１６（ａ）は、ウエハ１０と配線基板４との位置合わせを示す図である。工程Ｓ３では、第１の接着剤６を介して、ＬＥＤ電極３１ａと配線基板４のアノード電極７ａとが当接するように位置合わせされ、第１の接着剤６を介して、ＬＥＤ電極３１ｂと配線基板４のカソード電極７ｂとが当接するように位置合わせされる。
【００６７】
（第１の加熱）
次に、第１の加熱（工程Ｓ４）では、第１の接着剤６と第２の接着剤８とを接着するため、ヒータＨ等の加熱手段を使用して加熱する。図１６（ｂ）は、第１の接着剤６と第２の接着剤８とをヒータＨを使用して加熱している状態を例示している。
【００６８】
図１８は、第１の接着剤及び第２の接着剤の粘度の温度特性を示すグラフである。図１８は実験結果の概要を示している。横軸は温度（℃）、縦軸は粘度（Ｐａ）の任意単位（arbitrary unit）を示している。本実施形態で使用する第１の接着剤６及び第２の接着剤８は、１２０℃ 程度で最も粘度が低くなる特性を有している。換言すると、第１の接着剤６及び第２の接着剤８は、熱硬化により常温で硬化した状態になるものの、熱可塑性及び熱硬化性を併せ持つ接着剤であってもよく、１２０℃及びその前後で最も柔らかくなる特性を有している。本実施形態では、第１の接着剤６及び第２の接着剤８が最も柔らかい状態で貼り合わせて加圧することが好ましい。そこで、第１の接着剤６及び第２の接着剤８を１２０℃ 程度に加熱した状態で、貼り合わせ（工程Ｓ５）に移行する。
【００６９】
（貼り合わせ）
貼り合わせ（工程Ｓ５）では、上述したアライメントマークに基づいて、ウエハ１０と配線基板４とを貼り合わせる。図１６（ｃ）は、ウエハ１０と配線基板４との貼り合わせを示す図である。工程Ｓ５では、第１の接着剤６及び第２の接着剤８が１２０℃ 程度に加熱された状態で、昇降機構（図示省略）によりウエハ１０が下降し、配線基板４とウエハ１０とが貼り合わされる。図１６（ｃ）は、詳細には、一方の第１の接着剤６と配線基板４のアノード電極７ａとが当接し、他方の第１の接着剤６と配線基板４のカソード電極７ｂとが当接した状態を例示している。
【００７０】
（加圧）
次に、加圧（工程Ｓ６）では、さらに、昇降機構によりウエハ１０が下降させて、ウエハ１０を配線基板４に対して予め定めた圧力Ｐで加圧する。これにより、ウエハ１０上のＬＥＤ３のＬＥＤ電極３１ａ、３１ｂと配線基板４上のバンプ電極７とを、第１の接着剤６を介して貼り合わせて加圧することになる。図１７（ａ）は、ウエハ１０を配線基板４に対して圧力Ｐで加圧した状態を示す図である。
【００７１】
（第２の加熱）
第２の加熱（工程Ｓ７）では、第１の接着剤６及び第２の接着剤８をさらに硬化させるために、ヒータＨにより加熱する。工程Ｓ７では、例えば、硬化させる温度を２３０℃ として、加熱時間を３０分に設定して第１の接着剤６及び第２の接着剤８を硬化させる、なお、これは一例であって、工程Ｓ７では、例えば、硬化させる温度を２００℃ として、加熱時間を６０分としてもよい。或いは、硬化させる温度を１８０℃ として、加熱時間を９０分としてもよい。図１７（ｂ）は、第１の接着剤６と第２の接着剤８とをヒータＨを使用してさらに加熱している状態を例示している。
【００７２】
（ウエハの剥離）
ウエハの剥離（工程Ｓ８）では、貼り合わせたウエハ１０と配線基板４とを冷却して常温（例えば２５℃）に戻した後、昇降機構によりウエハ１０を持ち上げて、そのウエハ１０を配線基板４から剥離する。これにより、ＬＥＤ３が配線基板４に実装されることになる。
【００７３】
図１９は、ウエハが剥離されることにより形成されたＬＥＤアレイ基板の説明図である。（ａ）は、ＬＥＤアレイ基板１の平面図である。（ｂ）は、（ａ）のＮ−Ｎ線断面図であり、（ｃ）は、（ａ）のＯ−Ｏ線断面図である。ＬＥＤアレイ基板１は、上述したとおり、マイクロＬＥＤ実装構造の一例である。
【００７４】
（平坦化膜の形成）
平坦化膜の形成（工程Ｓ９）では、例えば、自動制御によるマイクロディスペンサー（図示省略）を使用して透明な絶縁性の感光性樹脂を図１９に示すＬＥＤアレイ基板１上に塗布する。そして、感光性樹脂に紫外（ＵＶ）光を照射して硬化することにより、平坦化膜９が形成される。つまり、ＬＥＤアレイ基板１上に平坦化膜９が積層される。この場合、全てのＬＥＤ３が平坦化膜９で覆われる。本実施形態では、均一の高さになるように感光性樹脂を塗布するので、平板状の平坦化膜９が形成されることになる。
【００７５】
図２０は、平坦化膜が積層されたＬＥＤアレイ基板の説明図である。（ａ）は、平坦化膜の形成されたＬＥＤアレイ基板１の平面図である。（ｂ）は、（ａ）のＰ−Ｐ線断面図であり、（ｃ）は、（ａ）のＱ−Ｑ線断面図である。なお、図２０（ａ）において、平坦化膜９は透明なため、各々のＬＥＤ３の光放出面３２が見える状態にある。なお、この平坦化膜９については、さらに図２３を用いて後述する。
【００７６】
次に、蛍光発光層の形成について説明をする。
図２１は、蛍光発光層の形成工程を示すフローチャートである。図２２は、蛍光発光層の形成工程を説明する工程図である。蛍光発光層の形成（工程Ｓ１０）では、図２２に示す工程Ｓ３１から工程Ｓ３４までの処理を行なう。
【００７７】
先ず、隔壁の形成（工程Ｓ３１）では、平坦化膜９が形成されたＬＥＤアレイ基板１上に隔壁１２を形成する。図２２（ａ）は、図２０（ｂ）に示すＬＥＤアレイ基板１上に隔壁１２を設けた状態を示している。工程Ｓ３１では、例えば、隔壁１２用の透明な感光性樹脂を塗布した後、フォトマスクを使用して露光し、現像して各蛍光材層１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂの形成位置（図２２（ｄ）参照）に対応させて、開口部１２ａを設ける。
【００７８】
そして、工程Ｓ３１では、高さ対幅のアスペクト比が３以上の透明な隔壁１２を１分間当たり２０μｍ程度の高さで形成する。この場合、使用する感光性樹脂は、一例として日本化薬株式会社製のＳＵ−８ ３０００等の高アスペクト材料が望ましい。
【００７９】
次に、反射膜の形成（工程Ｓ３２）では、ＬＥＤアレイ基板１上に形成された隔壁１２側から、スパッタリング等の成膜技術を適用して例えばアルミニウムやアルミ合金等の反射膜１３を所定の厚みに成膜する。なお、工程Ｓ３２では、メッキにより、反射膜１３を所定の厚みに成膜するようにしてもよい。図２２（ｂ）は、反射膜１３を成膜した後の状態を示している。
【００８０】
続いて、反射膜のレーザ加工（工程Ｓ２３）では、不要な反射膜１３の除去を行なう。具体的には、工程Ｓ２３では、反射膜１３のレーザ加工に適したレーザ照射により、隔壁１２によって囲まれた開口の上部を覆う反射膜１３が除去される。また、工程Ｓ２３では、このレーザ照射により、開口内の側面を除く領域にある反射膜１３が除去される。この場合、例えば第２高調波（ＳＨＧ：Second-Harmonic Generation）であるナノ秒レーザの波長５３２ｎｍ、第３高調波（ＴＨＧ：Third-Harmonic Generation）である波長３５５ｎｍ、第４高調波である波長２６６ｎｍから選択したＹＡＧレーザによるレーザ照射が行なわれる。そして、反射膜１３のレーザ加工により、ＬＥＤアレイ基板１と接触している開口の底部に被着した反射膜１３も除去される。図２２（ｃ）は、レーザ加工後の隔壁１２に反射膜１３が形成された状態を示している。
【００８１】
次に、蛍光材の充填（工程Ｓ３４）では、ＲＧＢの蛍光材として、赤色の蛍光色素を赤色対応の開口に充填して蛍光材層１１Ｒとし、緑色の蛍光色素を緑色対応の開口に充填して蛍光材層１１Ｇとし、青色の蛍光色素を青色対応の開口に充填して蛍光材層１１Ｂを形成する。具体的には、工程Ｓ３４では、赤色の蛍光色素１４を含有するレジストを塗布した後、フォトマスクを使用して露光し、現像し、ベークすることにより、赤色に対応した開口に赤色の蛍光材層１１Ｒを形成する。この場合、上記レジストは、粒子径の大きい蛍光色素１４ａと粒子径の小さい蛍光色素１４ｂとを混合、分散させたものである。
【００８２】
工程Ｓ３４では、上記の赤色に対応した開口に赤色の蛍光材層１１Ｒを形成した手法を、同様に適用して、緑色に対応した開口に緑色の蛍光材層１１Ｇを形成する。また、工程Ｓ３４では、上記の赤色に対応した開口に赤色の蛍光材層１１Ｒを形成した手法を、同様に適用して、青色に対応した開口に青色の蛍光材層１１Ｂを形成する。
【００８３】
図２２（ｄ）は、ＲＧＢの蛍光材を充填した後の状態を示す図である。このようにして、蛍光材の充填（工程Ｓ３４）では、図２２（ｄ）に示すように蛍光発光層１１をＬＥＤアレイ基板１上に形成できる。
【００８４】
ここで、上述した平坦化膜の形成（工程Ｓ９）では、平坦化膜９を積層する厚みが問題となる。図２３は、平坦化膜の厚みが発光に及ぼす影響を示す説明図である。平坦化膜９の厚み（Ｔ）は、隔壁１２の底面からＬＥＤ３の光放出面３２までの距離を示している。工程Ｓ９では、平坦化膜９の厚み（Ｔ）を持たないようにしてもよい場合や、所定の厚みを持たせた方が良い場合がある（図２３（ａ）参照）。図２３（ａ）は、図２２（ａ）と同様、図２０（ａ）のＰ−Ｐ線断面図に隔壁１２が形成された状態を示している。
【００８５】
一方、図２３（ｂ）では、厚み（Ｔ）を図２３（ａ）と比較して大きくしている。すなわち、平坦化膜９の厚み（Ｔ）によっては、ＬＥＤ３の光放出面３２から放出される光が隣接する蛍光材層に入射することが起こり得る。この場合、例えば隣接する蛍光材層の真下に位置するＬＥＤ３の発光をオフ（消灯）にしている場合、隣接する蛍光材層も蛍光ＦＬを発光して混色を起こし得る（図２３（ｂ）参照）。そこで、平坦化膜９の厚み（Ｔ）は、最適化されることが望ましい。
【００８６】
図２３（ｃ）は、平坦化膜の厚み（Ｔ）の最適化を行なうための説明図である。平坦化膜９の厚み（Ｔ）は、隔壁１２の幅Ｄ１、ＬＥＤ３の横幅Ｄ２、ＬＥＤ３の光放出面３２から放出される光の射出角度（θ）を含むパラメータに依存して求まる。ここで、光放出面３２から放出される光の射出角度（θ）とは、図２３（ｃ）の断面図において、光放出面３２の水平線と光の射出方向を示す矢印Ａのベクトルが交わる角度とする。すなわち、平坦化膜９は、光の射出角度（θ）に基づいて、光放出面３２上の厚み（Ｔ）が定められている。
【００８７】
詳細には、先ず、隔壁１２の幅Ｄ１、ＬＥＤ３の横幅Ｄ２が定められると、射出角度（θ）に基づいて定まる光の射出方向を示す矢印Ａのベクトルが隣接する蛍光材層に入射しないようにするため、図２３（ａ）に示すように平坦化膜の厚み（Ｔ）が求められる。したがって、上述したとおり、隔壁１２の幅Ｄ１、ＬＥＤ３の横幅Ｄ２、ＬＥＤ３の光放出面３２から放出される光の射出角度（θ）を含むパラメータに基づいて、平坦化膜９の厚み（Ｔ）を最適化することにより、上述した混色の問題を回避することができる。
【００８８】
以上より、本発明によるマイクロＬＥＤディスプレイの製造方法によれば、上述したように本発明によるマイクロＬＥＤ実装構造を含むマイクロＬＥＤディスプレイを製造することができる。これにより、マイクロＬＥＤディスプレイの製造段階におけるマイクロＬＥＤの接続不良による歩留りを改善することができる。
【００８９】
なお、上記実施形態では、電極部としてバンプ電極７を採用したが、配線基板４の表面に電極部としてバンプのない電極配線を設けたものであってもよい。ここで、ＬＥＤ３のＬＥＤ電極３１ａ、３１ｂ（例えば、電極サイズが２０μｍ×２０μｍ以下の場合）に対しては、接着面が微小なため、半田による接合や異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）を用いて接着することが困難であった。上記実施形態では、電極サイズが２０μｍ×２０μｍ以下の場合であっても、ＬＥＤ３に別途接着部を設けることなく、ＬＥＤ３のＬＥＤ電極３１ａ、３１ｂと配線基板４のバンプ電極７との確実な接続が容易にできることを示した。つまり、上記実施形態では、電極面同士の接着とＬＥＤ３の側面の接着を特徴とし、ＬＥＤ３のような微小なマイクロＬＥＤに対しても安定した接続と強い接着力を得ることができる。
【符号の説明】
【００９０】
１…ＬＥＤアレイ基板（マイクロＬＥＤ実装構造）
２…蛍光発光層アレイ
３…マイクロＬＥＤ
４…配線基板
６…第１の接着剤
７…バンプ電極
８…第２の接着剤
９…平坦化膜
１１…蛍光発光層
２１…セル
３１ａ、３１ｂ…ＬＥＤ電極
３２…光放出面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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