(57)【要約】【課題】生産性を向上させることの可能な実装基板の製造方法ならびにその製造方法によって製造された実装基板およびそれを備えた発光装置を提供する。【解決手段】ウェハ１００の一の面上に、複数の発光素子を格子状に形成したのち、ウェハ１００上に形成された複数の発光素子のうち種々の特性があまりばらついていない領域（有効画素領域１００Ａ）を選択する。次に、有効画素領域１００Ａに含まれる複数の発光素子を、１ラインまたは複数ラインごとに一括して転写基板２００に転写したのち、転写基板２００に転写された後の複数の発光素子を、１ラインまたは複数ラインごとに転写基板３００に一括して転写する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子がマトリクス状に形成された第１基板の所定の領域に含まれる複数の発光素子を、１ラインまたは複数ラインごとに第２基板に一括して転写する第１工程と、
前記第２基板に転写された後の複数の発光素子を、１ラインまたは複数ラインごとに第３基板に一括して転写する第２工程と
を含む実装基板の製造方法。
【請求項２】
前記第１工程において、前記１ラインまたは複数ラインの発光素子を前記第２基板の一の端部から他の端部に向かって等間隔で転写し、
前記第２工程において、前記１ラインまたは複数ラインの発光素子を前記第３基板の一の端部から他の端部に向かって等間隔で転写する
請求項１に記載の実装基板の製造方法。
【請求項３】
前記第１工程において、前記１ラインまたは複数ラインの発光素子を前記第２基板の一の端部から他の端部に向かって不等間隔で転写し、
前記第２工程において、前記１ラインまたは複数ラインの発光素子を前記第３基板の一の端部から他の端部に向かって不等間隔で転写する
請求項１に記載の実装基板の製造方法。
【請求項４】
前記第１工程において、前記第２基板に転写された後の複数の発光素子が前記第１基板での位置関係とは異なる位置関係となるように、前記第１基板の所定の領域に含まれる複数の発光素子を前記第２基板に転写し、
前記第２工程において、前記第３基板に転写された後の複数の発光素子が前記第２基板での位置関係とは異なる位置関係となるように、前記第２基板に転写された後の複数の発光素子を前記第３基板に転写する
請求項１に記載の実装基板の製造方法。
【請求項５】
複数の発光素子を第４基板上に備え、
前記複数の発光素子は、以下の工程を経て前記第４基板上に実装されたものである
実装基板。
前記複数の発光素子がマトリクス状に形成された第５基板の所定の領域に含まれる複数の発光素子を、１ラインまたは複数ラインごとに第６基板に一括して転写する工程
前記第６基板に転写された後の複数の発光素子を、１ラインまたは複数ラインごとに第４基板に一括して転写する工程
【請求項６】
複数の発光素子と、前記複数の発光素子を駆動する駆動ＩＣとを有する実装基板を備え、
前記複数の発光素子は、以下の工程を経て前記実装基板上に実装されたものである
発光装置。
前記複数の発光素子がマトリクス状に形成された第５基板の所定の領域に含まれる複数の発光素子を、１ラインまたは複数ラインごとに第６基板に一括して転写する工程
前記第６基板に転写された後の複数の発光素子を、１ラインまたは複数ラインごとに前記実装基板に一括して転写する工程
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子が基板に実装された実装基板の製造方法ならびにその製造方法によって製造された実装基板およびそれを備えた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）は、液晶表示装置のバックライトや、ＬＥＤ表示装置の表示パネル、照明器具など、様々な機器に用いられるようになってきている。それに伴い、ＬＥＤの低コスト化が強く求められるようになってきている。ＬＥＤのコストを下げるためには、例えば、生産性の向上や、安価な材料の選択などが必要となる。
【０００３】
例えば、生産性を向上させるために、チップサイズを小さくして、１枚のウェハから数多くのＬＥＤを取ることが一般的に行われている。近年では、チップサイズが例えば２０μｍと極めて小さくなってきており、ＬＥＤチップ単体でのハンドリングが難しくなってきている。そのため、マウンタを用いて個々のＬＥＤチップを回路基板に実装することが現実的ではなくなってきている。
【０００４】
そこで、従来から、マウンタによる実装の代わりに、例えば、以下に説明する拡大転写が行われている（特許文献１参照）。まず、表面に接着層の設けられた支持ウェハを用意する。次に、その支持ウェハの接着層側の面を、基板上に複数の発光素子がマトリクス状に形成されたウェハのうち発光素子側の面に接触させたのち、レーザリフトオフによって、ウェハから発光素子を所定の間隔ごとに剥離し、支持ウェハに転写する。これにより、発光素子の配列ピッチが疎になる。次に、疎に配置された発光素子の配列ピッチと等しいピッチで接続電極が形成された回路基板を用意し、支持ウェハに付着した発光素子を回路基板に転写する。このようにして、回路基板上に発光素子が実装された実装基板を作製することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１８２５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、回路基板上に発光素子を実装する方法としては、例えば、ウェハ上にマトリクス状に形成された発光素子を回路基板などに一つずつ転写することが考えられる。しかし、この方法では、例えば一枚の表示パネルに実装される発光素子の個数が数百万個レベルにまで達している大型の表示装置を作製する際には、数百万回の転写が必要となり、生産性が著しく低い。このような問題は、表示装置に限らず、大型のバックライトや照明装置などにおいても生じ得るものである。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、生産性を向上させることの可能な実装基板の製造方法ならびにその製造方法によって製造された実装基板およびそれを備えた発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実装基板の製造方法は、以下の工程を含むものである。
（Ａ１）複数の発光素子がマトリクス状に形成された第１基板の所定の領域に含まれる複数の発光素子を、１ラインまたは複数ラインごとに第２基板に一括して転写する第１工程
（Ａ２）第２基板に転写された後の複数の発光素子を、１ラインまたは複数ラインごとに第３基板に一括して転写する第２工程
【０００９】
本発明の実装基板の製造方法では、複数の発光素子がマトリクス状に形成された第１基板のうち所定の領域に含まれる複数の発光素子が１ラインまたは複数ラインごとに第２基板に一括して転写される。その後、第２基板に転写された後の複数の発光素子が１ラインまたは複数ラインごとに第３基板に一括して転写される。これにより、発光素子を一つずつ回路基板などに実装する場合と比べて、転写回数を大幅に減らすことができる。
【００１０】
ここで、上述した各工程において、１ラインまたは複数ラインの発光素子を基板の一の端部から他の端部に向かって等間隔で転写してもよいし、不等間隔で転写してもよい。
【００１１】
本発明の実装基板は、複数の発光素子を第４基板上に備えたものである。複数の発光素子は、以下の工程を経て第４基板上に実装されたものである。
（Ｂ１）複数の発光素子がマトリクス状に形成された第５基板の所定の領域に含まれる複数の発光素子を、１ラインまたは複数ラインごとに第６基板に一括して転写する工程
（Ｂ２）第６基板に転写された後の複数の発光素子を、１ラインまたは複数ラインごとに第４基板に一括して転写する工程
【００１２】
本発明の表示装置は、複数の発光素子と、複数の発光素子を駆動する駆動ＩＣとを有する実装基板を備えたものである。複数の発光素子は、以下の工程を経て実装基板上に実装されたものである。
（Ｃ１）複数の発光素子がマトリクス状に形成された第５基板の所定の領域に含まれる複数の発光素子を、１ラインまたは複数ラインごとに第６基板に一括して転写する工程
（Ｃ２）第６基板に転写された後の複数の発光素子を、１ラインまたは複数ラインごとに実装基板に一括して転写する工程
【００１３】
本発明の実装基板および表示装置では、複数の発光素子がマトリクス状に形成された第５基板の所定の領域に含まれる複数の発光素子が１ラインまたは複数ラインごとに第６基板に一括して転写される。その後、第６基板に転写された後の発光素子が１ラインまたは複数ラインごとに実装基板に一括して転写される。これにより、発光素子を一つずつ回路基板などに実装する場合と比べて、転写回数を大幅に減らすことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の実装基板の製造方法によれば、複数の発光素子がマトリクス状に形成された第１基板のうち所定の領域に含まれる複数の発光素子を１ラインまたは複数ラインごとに第２基板に一括して転写した後、第２基板に転写された後の複数の発光素子を１ラインまたは複数ラインごとに第３基板に一括して転写するようにした。これにより、発光素子を一つずつ回路基板などに実装する場合と比べて、生産性を向上させることができる。
【００１５】
また、本発明の実装基板の製造方法において、１ラインまたは複数ラインの発光素子を基板の一の端部から他の端部に向かって等間隔で転写したり、不等間隔で転写したりすることにより、第３基板に転写された後の複数の発光素子を第１基板での位置関係とは異なる位置関係にした場合には、生産性を低下させることなく、転写後の発光素子から発せられる光に生じうる面内の色むらを低減することができる。
【００１６】
本発明の実装基板および表示装置によれば、複数の発光素子がマトリクス状に形成された第５基板の所定の領域に含まれる複数の発光素子を１ラインまたは複数ラインごとに第６基板に一括して転写した後、第６基板に転写された後の発光素子を１ラインまたは複数ラインごとに実装基板に一括して転写するようにした。これにより、発光素子を一つずつ回路基板などに実装する場合と比べて、生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施の形態に係る表示装置の斜視図である。
【図２】図１の画像表示領域の上面図である。
【図３】図１の表示パネルの製造過程の一例を説明するための模式図である。
【図４】図１の表示パネルの製造過程の他の例を説明するための模式図である。
【図５】図１の表示パネルの製造過程のその他の例を説明するための模式図である。
【図６】図３〜図５に続く工程を説明するための模式図である。
【図７】図６の工程を経た後の表示画素のレイアウトの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．表示装置の構成
表示パネル、駆動ＩＣ
２．表示パネルの製造方法
３．表示装置の動作・効果
４．変形例
【００１９】
図１は、本発明の一実施の形態に係る表示装置１（発光装置）の概略構成の一例を斜視的に表したものである。本実施の形態の表示装置１は、いわゆるＬＥＤディスプレイと呼ばれるものであり、表示画素としてＬＥＤが用いられたものである。この表示装置１は、例えば、図１に示したように、複数の発光素子１２と、駆動ＩＣ２０とを有する表示パネル１０（第４基板、実装基板）を備えている。
【００２０】
［表示パネル１０］
表示パネル１０は、一の面内に、画像表示領域１０Ａと、画像表示領域１０Ａを取り囲む環状のフレーム領域１０Ｂとを有している。画像表示領域１０Ａには、例えば、複数のデータ配線（図示せず）が垂直方向に延在して形成されており、さらに、例えば、複数のスキャン配線（図示せず）がデータ配線と交差する方向（例えば水平方向）に延在して形成されている。データ配線およびスキャン配線は、画像表示領域１０Ａにおいて、基板１０の法線方向から見て互いに交差（直交）している。データ配線とスキャン配線との交差部分に、例えば、図２に示したような表示画素１１が設けられており、複数の表示画素１１が画像表示領域１０Ａ内において格子状に配置されている。なお、図２は、画像表示領域１０Ａの上面構成の一例を表したものである。
【００２１】
表示画素１１には１または複数の発光素子１２が実装されている。例えば、図２に示したように、表示画素１１には３つの発光素子１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂが実装されており、これら３つの発光素子１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂによって一つの表示画素１１が構成されている。表示画素１１は、例えば、水平方向にピッチＰ１で配列されており、かつ垂直方向にピッチＰ２で配列されている。
【００２２】
発光素子１２Ｒは赤色光を出力するＬＥＤ素子であり、発光素子１２Ｇは緑色光を出力するＬＥＤ素子であり、発光素子１２Ｂは青色光を出力するＬＥＤ素子である。発光素子１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂには、当該発光素子１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂに電流を注入するための一対の電極（図示せず）が設けられており、一方の電極がデータ配線に電気的に接続されており、他方の電極がスキャン配線に電気的に接続されている。
【００２３】
［駆動ＩＣ２０］
駆動ＩＣ２０は、例えば、図１に示したように、２つの駆動ＩＣ２０Ａ、２０Ｂを有している。駆動ＩＣ２０Ａは、表示画素１１に接続されたデータ配線を駆動するデータドライバであり、例えば、図１に示したように、細長い棒状のチップとなっている。駆動ＩＣ２０Ｂは、表示画素１１に接続されたスキャン配線を駆動するスキャンドライバであり、例えば、図１に示したように、細長い棒状のチップとなっている。
【００２４】
［表示パネル１０の製造方法］
次に、本実施の形態の表示パネル１０の製造方法の一例について説明する。
【００２５】
まず、ウェハ１００（第１基板、第５基板）の一の面上に、複数の発光素子（１２Ｒ、１２Ｇまたは１２Ｂ）を格子状に形成する。複数の発光素子の形成方法として、例えば、以下に示したようなバリエーションが考えられる。なお、以下では、発光素子１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの総称として発光素子１２を用いる。
【００２６】
（その１）図３に示したように、３種類の発光素子１２Ｒ、１２Ｇおよび１２Ｂを１枚のウェハ１００上に種類ごとに一の方向にライン状に形成すると共に、上記一の方向と交差する方向に周期的に形成する。
【００２７】
（その２）図４（Ａ）に示したように、３種類の発光素子１２Ｒ、１２Ｇおよび１２Ｂのうち２種類の発光素子（例えば１２Ｒ、１２Ｇ）を１枚のウェハ１００上に種類ごとに一の方向にライン状に形成すると共に上記一の方向と交差する方向に周期的に形成する。また、図４（Ｂ）に示したように、３種類の発光素子１２Ｒ、１２Ｇおよび１２Ｂのうち残りの１種類の発光素子（例えば１２Ｂ）を別のウェハ１００上に格子状に形成する。
【００２８】
（その３）図５（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示したように、３種類の発光素子１２Ｒ、１２Ｇおよび１２Ｂを種類ごとに別個のウェハ１００上に格子状に形成する。
【００２９】
次に、ウェハ１００上に形成された複数の発光素子１２のうち種々の特性があまりばらついていない領域（有効画素領域１００Ａ）を選択する。続いて、有効画素領域１００Ａに含まれる複数の発光素子１２を、１ラインまたは複数ラインごとに一括して転写基板２００（第２基板、第６基板）に転写する。
【００３０】
このとき、１ラインまたは複数ラインの発光素子１２を転写基板２００の一の端部から他の端部に向かって等間隔で転写してもよいし、不等間隔で転写してもよい。これらの結果、転写基板２００に転写された後の複数の発光素子１２がウェハ１００での位置関係と同一の位置関係となっていてもよいし、異なる位置関係となっていてもよい。
【００３１】
また、上記の工程において、発光素子１２の、転写基板２００への転写はレーザ転写によって行うことが可能である。例えば、図６（Ａ）に示したように、有効画素領域１００Ａに含まれる１ラインまたは複数ラインの発光素子１２に帯状のレーザ光Ｌ１を照射する。このとき、レーザ光Ｌ１の光源（図示せず）の位置を固定した状態で、ウェハ１００と転写基板２００とを互いに逆の方向に所定のピッチで移動させることが好ましい（図中の白抜き矢印参照）。これにより、図７（Ａ）に示したように、照射された１ラインまたは複数ラインの発光素子１２が一括して転写基板２００に転写される。このとき、転写基板２００に転写された後の複数の発光素子１２は、レーザ光Ｌの延在方向と平行な方向にウェハ１００上のピッチと等ピッチで配置されると共に、レーザ光Ｌの延在方向と直交する方向に所定のピッチＰ１で配置される。
【００３２】
ここで、先の工程が上記（その１）であった場合には、ウェハ１００上の周期的な配列方向と平行な方向またはウェハ１００上の周期的な配列方向と交差（直交）する方向に延在する帯状のレーザ光Ｌを有効画素領域１００Ａに照射する。また、先の工程が上記（その２）であった場合には、２種類の発光素子が形成されたウェハ１００上の周期的な配列方向と平行な方向またはウェハ１００上の周期的な配列方向と交差（直交）する方向に延在する帯状のレーザ光Ｌを有効画素領域１００Ａに照射する。さらに、残りの１種類の発光素子が形成されたウェハ１００上の一の配列方向と平行な方向に延在する帯状のレーザ光Ｌを有効画素領域１００Ａに照射する。また、先の工程が上記（その３）であった場合には、ウェハ１００上の一の配列方向と平行な方向に延在する帯状のレーザ光Ｌを有効画素領域１００Ａに照射する。
【００３３】
次に、転写基板２００に転写された後の複数の発光素子１２を、１ラインまたは複数ラインごとに転写基板３００（第３基板）に一括して転写する。なお、転写基板３００が、例えば上記の表示パネル１０に対応している。このとき、１ラインまたは複数ラインの発光素子１２を転写基板３００に等間隔で転写してもよいし、ランダムに転写してもよい。
【００３４】
このとき、１ラインまたは複数ラインの発光素子１２を転写基板３００の一の端部から他の端部に向かって等間隔で転写してもよいし、不等間隔で転写してもよい。なお、先の工程で、１ラインまたは複数ラインの発光素子１２を等間隔で転写基板２００に転写した場合に、この工程において、１ラインまたは複数ラインの発光素子１２を等間隔で転写基板３００に転写してもよいし、不等間隔で転写してもよい。また、先の工程で、１ラインまたは複数ラインの発光素子１２を不等間隔で転写基板２００に転写した場合に、この工程において、１ラインまたは複数ラインの発光素子１２を等間隔で転写基板３００に転写してもよいし、不等間隔で転写してもよい。これらの工程を経た結果、転写基板３００に転写された後の複数の発光素子１２がウェハ１００での位置関係と同一の位置関係となっていてもよいし、異なる位置関係となっていてもよい。
【００３５】
また、上記の工程において、発光素子１２の、転写基板３００への転写はレーザ転写によって行うことが可能である。例えば、図６（Ｂ）に示したように、転写基板２００に転写された後の複数の発光素子１２のうち１ラインまたは複数ラインの発光素子１２に帯状のレーザ光Ｌ２を照射する。このとき、レーザ光Ｌ２の光源（図示せず）の位置を固定した状態で、転写基板２００と転写基板３００とを互いに逆の方向に所定のピッチで移動させることが好ましい（図中の白抜き矢印参照）。これにより、図７（Ｂ）に示したように、照射された１ラインまたは複数ラインの発光素子１２が一括して転写基板３００に転写される。このとき、転写基板３００に転写された後の複数の発光素子１２は、レーザ光Ｌの延在方向と平行な方向に所定のピッチＰ１で配置されると共に、レーザ光Ｌの延在方向と直交する方向に所定のピッチＰ２で配置される。
【００３６】
ここで、先の工程が上記（その１）、（その２）および（その３）のいずれの場合であっても、転写基板２００上において密に配列されている方向と直交する方向に延在する帯状のレーザ光Ｌを転写基板２００に照射する。
【００３７】
［表示装置１の動作・効果］
本実施の形態では、表示画素１１が単純マトリクス配置されたデータ配線およびスキャン配線によって駆動（単純マトリクス駆動）される。これにより、データ配線とスキャン配線との交差部分に設けられた表示画素１１に順次、電流が供給され、画像表示領域１０Ａに画像が表示される。
【００３８】
本実施の形態では、製造過程において、複数の発光素子１２がマトリクス状に形成されたウェハ１００の有効画素領域１００Ａに含まれる複数の発光素子１２が、１ラインまたは複数ラインごとに一括して転写基板２００に転写される。その後、転写基板２００に転写された後の複数の発光素子１２が１ラインまたは複数ラインごとに転写基板３００に一括して転写される。これにより、発光素子１２を一つずつ回路基板などに実装する場合と比べて、転写回数を大幅に減らすことができ、生産性を向上させることができる。
【００３９】
ところで、ウェハ１００上にマトリクス状に配置された発光素子１２を、表示パネル１０の画素ピッチと等しいピッチごとに間引いて転写する一括間引き転写を行った場合には、色むらが生じることがある。この色むらは、製造プロセスにおいて例えばウェハ１００上のガス流のむらなどに起因して発光素子１２の構造がウェハ１００上の位置に応じて少しずつ異なっていることが原因となって生じるものである。
【００４０】
そこで、例えば、一括間引き転写をする代わりに、発光素子１２を一つずつ転写基板２００，３００にランダムに転写する方法が考えられる。しかし、この方法では、例えば一枚の表示パネル１０に実装される発光素子１２の個数が数百万個レベルにまで達している大型の表示装置を作製する際に、数百万回の転写が必要となり、生産性が著しく低下してしまう。
【００４１】
一方、本実施の形態において、１ラインまたは複数ラインの発光素子１２を転写基板２００の一の端部から他の端部に向かって等間隔で転写したり、不等間隔で転写したりすることにより、転写基板３００に転写された後の複数の発光素子１２をウェハ１００での位置関係と異なる位置関係にした場合には、生産性を低下させることなく、転写後の発光素子１２から発せられる光に生じうる面内の色むらを低減することができる。また、本実施の形態において、１ラインまたは複数ラインの発光素子１２を転写基板３００の一の端部から他の端部に向かって等間隔で転写したり、不等間隔で転写したりすることにより、転写基板３００に転写された後の複数の発光素子１２をウェハ１００での位置関係と異なる位置関係にした場合にも、生産性を低下させることなく、転写後の発光素子１２から発せられる光に生じうる面内の色むらを低減することができる。
【００４２】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。
【００４３】
例えば、上記実施の形態では、本発明をＬＥＤディスプレイに適用した場合について具体的に説明していたが、他のディスプレイにも適用することはもちろん可能である。また、上記実施の形態では、本発明を単純マトリクス駆動タイプのディスプレイに適用した場合について具体的に説明していたが、アクティブマトリクス駆動タイプのディスプレイにももちろん適用することが可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１…表示装置、１０…表示パネル、１０Ａ…画像表示領域、１０Ｂ…フレーム領域、１１…表示画素、１２，１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ…発光素子、１００…ウェハ、２００，３００…転写基板、１５…基板、１６…層間絶縁膜、１７…ビア、１８，１９，２２…接続パッド、２０，２０Ａ，２０Ｂ…駆動ＩＣ、２１…半導体チップ、２３…バンプ、３０…異方性導電膜、Ｄ１…幅、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４…ピッチ。
【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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