(57)【要約】      （修正有）【課題】赤、緑、青の３種類のＬＥＤを効率よく一体化するＬＥＤ組み立て方法を提供する。【解決手段】エピタキシー基板２２１の上面にバッファー層ＢＦを介してＬＥＤ層を積層し、所定の間隔をもって区画された領域にＬＥＤを表面に備えた赤、緑、青の３種類のＬＥＤ基板２２等を準備するＬＥＤ基板準備工程において、少なくとも２種類のＬＥＤ基板２２等は、ＬＥＤ収容工程の際に、モジュールチップの収容領域１２２、１２３にＬＥＤ基板２２上のＬＥＤ２３ｂが位置付けられることで、ＬＥＤが既にモジュールチップに収容されたＬＥＤと重ならないように所定の間隔を開けてＬＥＤを表面に備えているＬＥＤ基板２２を準備するＬＥＤ組み立て方法である。【選択図】図７
2018088459.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤、緑、青のＬＥＤを備えたモジュールチップを組み立てるＬＥＤ組立方法であって、
エピタキシー基板の上面にバッファー層を介してＬＥＤ層を積層し、所定の間隔をもって区画された領域に赤、緑、青のいずれかのＬＥＤを表面に備えた３種類のＬＥＤ基板を準備するＬＥＤ基板準備工程と、
赤、緑、青のＬＥＤを収容する収容領域を有するモジュールチップが分割予定ラインによって区画され上面に複数形成されたモジュール基板を準備するモジュール基板準備工程と、
該モジュール基板の上面に、赤、緑、青のいずれかのＬＥＤを形成したＬＥＤ基板の表面を対面させて該ＬＥＤを該モジュールチップの所定の収容領域に位置付ける位置付け工程と、
該ＬＥＤ基板の裏面から該モジュールチップの所定の収容領域に位置付けられた該ＬＥＤのバッファー層にレーザー光線の集光点を位置付けて照射し、該ＬＥＤを該エピタキシー基板から剥離して該モジュールチップの所定の収容領域に該ＬＥＤを収容するＬＥＤ収容工程と、
を少なくとも含み、
該ＬＥＤ基板準備工程において、
赤、緑、青のいずれかのＬＥＤを表面に備えた３種類のＬＥＤ基板の内、少なくとも２種類のＬＥＤ基板は、該ＬＥＤ収容工程の際に、該モジュールチップの収容領域にＬＥＤ基板上のＬＥＤが位置付けられることで、該ＬＥＤが既にモジュールチップに収容されたＬＥＤと重ならないように所定の間隔を開けて該ＬＥＤを表面に備えているＬＥＤ基板を準備するＬＥＤ組み立て方法。
【請求項２】
該ＬＥＤは、マイクロＬＥＤである請求項１に記載のＬＥＤ組み立て方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤、緑、青の３種類のＬＥＤを一体化して、該３種類のＬＥＤを搭載したモジュールチップを組み立てるＬＥＤ組み立て方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
サファイア基板、ＳｉＣ基板等のエピタキシー基板の上面にエピタキシャル成長によってバファー層、Ｎ型半導体層、発光層、及びＰ型半導体層からなるエピタキシャル層と、Ｎ型半導体層、及びＰ型半導体層に配設された電極と、によって構成された複数のＬＥＤが分割予定ラインによって区画されて形成されたウエーハは、分割予定ラインがレーザー光線等によってエピタキシー基板と共に切断されて個々のＬＥＤに生成される（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００３】
また、エピタキシー基板の裏面からレーザー光線を照射してバファー層を破壊してエピタキシャル層をエピタキシー基板から剥離する技術も提案されている（例えば、特許文献２を参照。）。
【０００４】
そして、剥離されたＬＥＤは、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤを一体にしたモジュールチップとして組み立てられ、モジュールチップの集合体として形成されるモニター等に使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３０５４２０号公報
【特許文献２】特開２００２−３１４０５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来知られた構成によれば、上記した赤色、緑色、青色のＬＥＤをモジュールチップに組み込む場合、先ずＬＥＤを構成するエピタキシャル層をエピタキシー基板から剥離して、１つ１つのＬＥＤを個片化し、各個片化されたＬＥＤをモジュールに実装するために一時的に保持するサブストレートに所定の間隔をもって再配置し、その後、該サブストレートに再配置されたＬＥＤを、モジュール側に組み込む等の工程を実行する必要があり、３種類のＬＥＤを搭載した個々のモジュールチップを得るまでに多くの手間が掛かり、特にマイクロＬＥＤを採用するモニターを生産するためには、大量のモジュールチップを必要とするため、ＬＥＤをモジュールチップに組み立てるＬＥＤ組み立て方法について、さらなる高効率化が望まれている。なお、本発明でいう「マイクロＬＥＤ」とは、ＬＥＤの１辺の寸法がμｍオーダー（１０００μｍ未満）のＬＥＤを指す。
【０００７】
本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、その主たる技術課題は、赤、緑、青の３種類のＬＥＤを効率よく一体化するＬＥＤ組み立て方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、赤、緑、青のＬＥＤを備えたモジュールチップを組み立てるＬＥＤ組立方法であって、エピタキシー基板の上面にバッファー層を介してＬＥＤ層を積層し、所定の間隔をもって区画された領域に赤、緑、青のいずれかのＬＥＤを表面に備えた３種類のＬＥＤ基板を準備するＬＥＤ基板準備工程と、赤、緑、青のＬＥＤを収容する収容領域を有するモジュールチップが分割予定ラインによって区画され上面に複数形成されたモジュール基板を準備するモジュール基板準備工程と、該モジュール基板の上面に、赤、緑、青のいずれかのＬＥＤを形成したＬＥＤ基板の表面を対面させて該ＬＥＤを該モジュールチップの所定の収容領域に位置付ける位置付け工程と、該ＬＥＤ基板の裏面から該モジュールチップの所定の収容領域に位置付けられた該ＬＥＤのバッファー層にレーザー光線の集光点を位置付けて照射し、該ＬＥＤを該エピタキシー基板から剥離して該モジュールチップの所定の収容領域に該ＬＥＤを収容するＬＥＤ収容工程と、を少なくとも含み、該ＬＥＤ基板準備工程において、赤、緑、青のいずれかのＬＥＤを表面に備えた３種類のＬＥＤ基板の内、少なくとも２種類のＬＥＤ基板は、該ＬＥＤ収容工程の際に、該モジュールチップの収容領域にＬＥＤ基板上のＬＥＤが位置付けられることで、該ＬＥＤが既にモジュールチップに収容されたＬＥＤと重ならないように所定の間隔を開けて該ＬＥＤを表面に備えているＬＥＤ基板を準備するＬＥＤ組み立て方法が提供される。
【０００９】
該ＬＥＤはマイクロＬＥＤであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のＬＥＤ組み立て方法では、エピタキシー基板の上面にバッファー層を介してＬＥＤ層を積層し、所定の間隔をもって区画された領域に赤、緑、青のいずれかのＬＥＤを表面に備えた３種類のＬＥＤ基板を準備するＬＥＤ基板準備工程と、赤、緑、青のＬＥＤを収容する収容領域を有するモジュールチップが分割予定ラインによって区画され上面に複数形成されたモジュール基板を準備するモジュール基板準備工程と、該モジュール基板の上面に、赤、緑、青のいずれかのＬＥＤを形成したＬＥＤ基板の表面を対面させて該ＬＥＤを該モジュールチップの所定の収容領域に位置付ける位置付け工程と、該ＬＥＤ基板の裏面から該モジュールチップの所定の領域に位置付けられた該ＬＥＤのバッファー層にレーザー光線の集光点を位置付けて照射し、該ＬＥＤを該エピタキシー基板から剥離して該モジュールチップの所定の収容領域に該ＬＥＤを収容するＬＥＤ収容工程と、を少なくとも含み、該ＬＥＤ基板準備工程において、赤、緑、青のいずれかのＬＥＤを表面に備えた３種類のＬＥＤ基板の内、少なくとも２種類のＬＥＤ基板は、該ＬＥＤ収容工程の際に、該モジュールチップの収容領域にＬＥＤ基板上のＬＥＤが位置付けられることで、該ＬＥＤが既にモジュールチップに収容されたＬＥＤと重ならないように所定の間隔を開けて該ＬＥＤを表面に備えているＬＥＤ基板を準備するようにするので、ＬＥＤが形成されたエピタキシー基板から剥離したＬＥＤのチップをモジュールチップに収容するために、サブストレートに再配置する工程を省略することができ、エピタキシー基板からＬＥＤチップを直接モジュールチップに収容することが可能になり、モジュールチップを効率よく生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のＬＥＤ組み立て方法においてＬＥＤが収容されるモジュールチップが形成されたモジュール基板を示す斜視図である。
【図２】図１のモジュール基板に形成されたモジュールチップに収容されるＬＥＤが形成されたＬＥＤ基板を示す図である。
【図３】本発明において実施される位置付け工程、ＬＥＤ収容工程を実施するためのレーザー加工装置の全体斜視図である。
【図４】図３に示すレーザー加工装置のＬＥＤ基板保持手段を説明するための説明図である。
【図５】図３に示すレーザー加工装置におけるレーザー光線照射手段と、ＬＥＤ基板保持手段、及び保持テーブルの構成を説明するための説明図である。
【図６】ＬＥＤ収容工程において赤色ＬＥＤをモジュールチップに収容する工程を説明するための説明図である。
【図７】ＬＥＤ収容工程において緑色ＬＥＤをモジュールチップに収容する工程を説明するための説明図である。
【図８】ＬＥＤ収容工程において青色ＬＥＤをモジュールチップに収容する工程を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明によるＬＥＤ組み立て方法について、添付図面を参照して、詳細に説明する。
【００１３】
先ず、本発明のＬＥＤ組み立て方法を実施するに際し、エピタキシー基板の上面にバッファー層を介してＬＥＤ層を積層し、所定の間隔をもって区画された領域に赤、緑、青のいずれかのＬＥＤを表面に備えた３種類のＬＥＤ基板を準備するＬＥＤ基板準備工程を実施すると共に、赤、緑、青のＬＥＤを収容する収容領域を有するモジュールチップが分割予定ラインによって区画され上面に複数形成されたモジュール基板を準備するモジュール基板準備工程を実施する。
【００１４】
図１には、モジュール基板準備工程によって準備されるモジュール基板１０が示されており、モジュール基板１０は、略円板形状をなし（図１（ａ））、裏面１０ｂ側を粘着テープＴに貼着し、粘着テープＴを介して環状のフレームＦに保持される（図１（ｂ））。モジュール基板１０は、直径４インチ≒１００ｍｍで形成され、分割予定ラインによって格子状に区画された表面１０ａ側の各領域に平面視で直方形をなすモジュールチップ１２が形成されている。モジュール基板１０に形成される各モジュールチップ１２は、図中にモジュール基板１０の一部を拡大して示すように、長手方向に隣接して形成された赤色ＬＥＤを収容する矩形状の開口を有する凹部からなる収容領域１２１と、緑色ＬＥＤを収容する矩形状の開口を有する凹部からなる収容領域１２２と、青色ＬＥＤを収容する矩形状の開口部を有する凹部からなる収容領域１２３とを少なくとも備え、各収容領域１２１〜１２３の各底部には、後述するＬＥＤを収容した際に各ＬＥＤのアノード電極、カソード電極が接続される金（Ａｕ）から構成されたバンプ１２４が２ずつ配設されている。
【００１５】
モジュールチップ１２の各収容領域１２１〜１２３に長手方向で隣接する上面には、各収容領域１２１〜１２３に配設された該バンプ１２４、１２４と導通する電極１２５が６つ設けられており、該電極１２５からバンプ１２４、１２４を介して各収容領域１２１〜１２３に収容されるＬＥＤに電力が供給される構造となっている。該モジュールチップ１２の外径寸法は、平面視で長手方向が４０μｍ、短手方向が１０μｍ程度の大きさで形成され、各収容領域の開口は、１辺が９μｍの正方形で形成される。なお、図１のモジュール基板１０上に表現されているモジュールチップ１２は、説明の都合上、実寸法よりも大きく記載されており、実際は図示されているよりも極めて小さく、より多くのモジュールチップ１２がモジュール基板１０上に形成される。
【００１６】
図２（ａ）〜（ｃ）には、本発明のＬＥＤ基板準備工程で準備される赤色ＬＥＤ２１が形成されるＬＥＤ基板２０、緑色ＬＥＤ２３が形成されるＬＥＤ基板２２、青色ＬＥＤ２５が形成されるＬＥＤ基板２４と、それぞれの一部拡大断面図Ａ−Ａ、Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃが示されている。各ＬＥＤ基板２０、２２、２４は図に示すように、略円板状をなし、モジュール基板１０と略同一の寸法（直径４インチ≒１００ｍｍ）で構成されている。各ＬＥＤ基板２０、２２、２４は、いずれもサファイア基板、又はＳｉＣ基板等のエピタキシー基板２０１、２２１、２４１の上面に、Ｇａ化合物（例えば、窒化ガリウム：ＧａＮ）からなるバッファー層ＢＦを介して赤色に発光をするＬＥＤ２１、緑色に発光をするＬＥＤ２３、青色に発光するＬＥＤ２５（以下ＬＥＤ２１を赤色ＬＥＤ２１、ＬＥＤ２３を緑色ＬＥＤ２３、ＬＥＤ２５を青色ＬＥＤ２５という。）を構成するＬＥＤ層が形成されている。該赤色ＬＥＤ２１、緑色ＬＥＤ２３、青色ＬＥＤ２５は、個々の寸法が平面視で８μｍ×８μｍの寸法で形成され、Ｎ型半導体層、発光層、Ｐ型半導体層からなるエピタキシャル層と、該エピタキシャル層の上面に配設されるＰ型半導体、Ｎ型半導体からなる電極とによって構成される（図示は省略する。）。各ＬＥＤ基板２０、２２、２４においては隣接するＬＥＤが、所定の間隔２０２、２２２、２４２をもって区画されて形成されており、各ＬＥＤ間を構成する所定の間隔２０２、２２２、２４２が形成されている領域は、該ＬＥＤ層を形成する際にマスクされていることからバッファー層ＢＦが露出している状態となっている。
【００１７】
各ＬＥＤ基板２０、２２、２４の外周には、結晶方位を示す直線部分、所謂オリエンテーションフラットＯＦが形成されており、ＬＥＤ基板２０、２２、２４の上面に形成される赤色ＬＥＤ２１、緑色ＬＥＤ２３、青色ＬＥＤ２５は、該結晶方位を基準にして所定の方向に配列される。赤色ＬＥＤ２１、緑色ＬＥＤ２３、青色ＬＥＤ２５における赤色、緑色、青色の発光は、発光層を構成する材料を変更することにより得ることが知られており、例えば、赤色ＬＥＤ２１はアルミニウムガリウムヒ素（ＡｌＧａＡｓ）、緑色ＬＥＤ２３はリン化ガリウム（ＧａＰ）、青色ＬＥＤ２５は窒化ガリウム（ＧａＮ）が使用される。なお、本発明の赤色ＬＥＤ２１、緑色ＬＥＤ２３、青色ＬＥＤ２５を形成する材料はこれに限定されず、各色を発光させるための公知の材料を採用することができ、他の材料を用いて各色を発光させることも可能である。また、本実施形態では、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、緑色ＬＥＤ２３、青色ＬＥＤ２５を表面に備えたＬＥＤ基板２２、２４は、後述するＬＥＤ収容工程の際に、緑色ＬＥＤ２３、青色ＬＥＤ２５が、先にモジュールチップ１２に収容される赤色ＬＥＤ２１と重ならないように所定の間隔を開けてＬＥＤ基板２２、２４の表面に形成される。この点については、追って詳述する。
【００１８】
図３〜８に基づいて、上記準備工程に続く後の工程について説明する。上記ＬＥＤ基板準備工程、モジュール基板準備工程を実施したならば、図３に示すレーザー加工装置４０を使用して、該ＬＥＤ基板２０、２２、２４の赤色ＬＥＤ２１、緑色ＬＥＤ２３、青色ＬＥＤ２５を該モジュールチップ１２の所定の収容領域１２１〜１２３に位置付ける位置付け工程と、各ＬＥＤを該エピタキシー基板２０１、２２１、２４１から剥離して該モジュールチップの赤、緑、青のＬＥＤが収容される所定の収容領域１２１〜１２３に各ＬＥＤを収容するＬＥＤ収容工程を実施する。
【００１９】
図３を参照しながら、レーザー加工装置４０について説明する。図に示すレーザー加工装置４０は、基台４１と、モジュール基板１０を保持する保持手段４２と、保持手段４２を移動させる移動手段４３と、レーザー光線を照射するレーザー光線照射手段４４と、基台４１の上面から上方に延び、次いで実質上水平に延びる該レーザー光線照射手段４４が内蔵された枠体４５と、後述するコンピュータにより構成される制御手段と、を備え、該制御手段により各手段が制御されるように構成されている。また、水平に延びる該枠体４５の先端部の下面には、レーザー光線照射手段４４を構成するｆθレンズを含む集光器４４ａと、該集光器４４ａに対して図中矢印Ｘで示す方向に並び隣接して配設された、ＬＥＤ基板保持手段５０と、被加工物の加工領域を撮像するための撮像手段４８が配設されている。
【００２０】
保持手段４２は、図中に矢印Ｘで示すＸ方向において移動自在に基台４１に搭載された矩形状のＸ方向可動板６０と、図中に矢印Ｙで示すＹ方向において移動自在にＸ方向可動板６０に搭載された矩形状のＹ方向可動板６１と、Ｙ方向可動板６１の上面に固定された円筒状の支柱６２と、支柱６２の上端に固定された矩形状のカバー板６３とを含む。カバー板６３には該カバー板６３上に形成された長穴を通って上方に延びる円形状の被加工物を保持する保持テーブル６４が配設されている。被加工物は、該保持テーブル６４の上面を構成する図示しない吸引手段に接続された吸着チャックによって吸引保持される。なお、本実施形態でいうＸ方向とは図３に矢印Ｘで示す方向であり、Ｙ方向は図３に矢印Ｙで示す方向であってＸ方向に直交する方向である。Ｘ方向、Ｙ方向で規定される平面は実質上水平である。
【００２１】
移動手段４３は、Ｘ方向移動手段８０と、Ｙ方向移動手段８２と、を含む。Ｘ方向移動手段８０は、Ｘ方向移動手段８０は、モータの回転運動を直線運動に変換してＸ方向可動板６０に伝達し、基台４１上の案内レールに沿ってＸ方向可動板６０をＸ方向において進退させる。Ｙ方向移動手段８２は、モータの回転運動を直線運動に変換し、Ｙ方向可動板６１に伝達し、Ｘ方向可動板６０上の案内レールに沿ってＹ方向可動板６１をＹ方向において進退させる。なお、図示は省略するが、Ｘ方向移動手段８０、Ｙ方向移動手段８２には、それぞれ位置検出手段が配設されており、保持テーブルのＸ方向の位置、Ｙ方向の位置、周方向の回転位置が正確に検出され、後述する制御手段から指示される信号に基づいてＸ方向移動手段８０、Ｙ方向移動手段８２が駆動され、任意の位置および角度に上記保持テーブルを正確に位置付けることが可能になっている。
【００２２】
該撮像手段４８は、顕微鏡を構成する光学系と撮像素子（ＣＣＤ）を備えており、撮像した画像信号を該制御手段に送り、図示しない表示手段に表示することが可能に構成されている。なお、制御手段は、コンピュータにより構成され、制御プログラムに従って演算処理する中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）と、検出した検出値、演算結果等を一時的に格納するための読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）と、入力インターフェース、及び出力インターフェースとを備えている（詳細についての図示は省略する。）。
【００２３】
ＬＥＤ基板保持手段５０について、図４を参照しながら詳細に説明する。図４（ａ）に示すように、ＬＥＤ基板保持手段５０は、基板保持リング５２と、基板保持リング５２を支持する保持アーム５４とから構成されており、該保持アーム５４は、水平に延びる該枠体４５の先端部の下面に配設された保持基体５６に、保持基体５６の開口孔５６ａを介して保持基体５６に内蔵された駆動手段（図示は省略する。）に連結されている。基板保持リング５２は、ＬＥＤ基板の寸法に合わせて形成された環状の開口部５８を有しており、内側には、ＬＥＤ基板が載置される環状の段差部５２ａが基板保持リング５２の内側に沿って配設されている。段差部５２ａの上面には、載置されるＬＥＤ基板を吸引保持するための吸引孔５２ｂが周方向に所定の間隔をおいて複数配設されており、ＬＥＤ基板２０を保持する場合には、例えば、図４（ｂ）に示すように、開口部５８に対してＬＥＤ基板２０の表面２０ａを上方に向けて位置付け、段差部５２ａ上に載置する。この際、基板保持リング５２に形成された直線部５２ｃに、ＬＥＤ基板２０のオリエンテーションフラットＯＦを対向させて位置付けて載置することで、基板保持手段５２に保持されるＬＥＤ基板の方向を正確に規定することが可能である。吸引孔５２ｂは、基板保持リング５２、及び保持アーム５４の内部に形成された吸引通路を介して図示しない吸引手段に連結されており、該吸引手段を作動させることにより、ＬＥＤ基板２０を吸引保持する。
【００２４】
ＬＥＤ基板２０を保持した基板保持リング５２は、保持アーム５４を該保持基体５６に配設された該駆動手段により、図４（ｃ）の矢印５４ａで示す方向に回転させることが可能になっており、ＬＥＤ基板２０の表面２０ａ、裏面２０ｂのいずれをも上方に向けることができる。さらに、基板保持リング５２は、上記制御手段の指令により、矢印５４ｂで示す上下方向に移動させることが可能に構成され、所望の高さ位置に正確に制御することが可能になっている。
【００２５】
図５に拡大して示すレーザー光線照射手段４４の集光器４４ａは、ｆθレンズにより構成されている。また、該集光器４４ａから照射されるレーザー光線ＬＢの照射位置は、レーザー光線照射手段４４に配設されるレーザー光線発振器、該レーザー光線発振器から発振されたレーザー光の方向を変換する反射ミラー、及び該反射ミラーから反射されたレーザー光の照射方向を集光器４４ａのｆθレンズの所定の位置に向けて調整するガルバノミラー等から構成されている。該ガルバノミラーの方向を適宜制御することにより、集光器４４ａの直下に位置付けられる基板保持リング５２に保持されるＬＥＤ基板の所望の位置にレーザー光線ＬＢを照射することが可能に構成されており、図５が記載される紙面に垂直なＹ方向、紙面の左右方向を示すＸ方向にその照射位置を制御することが可能になっている。
【００２６】
レーザー加工装置４０は、概ね上述したとおりの構成を備えており、さらに図６〜８も参照しながらレーザー加工装置４０を用いた上記位置付け工程、及びＬＥＤ収容工程について説明する。
【００２７】
先ず、図３に示すレーザー加工装置４０における保持テーブル６４を、移動手段４３を作動することにより、図中手前側の基板搭載領域に移動させた状態とする。保持テーブル６４を図３で示す位置に移動させたならば、保持テーブル６４の上面に、粘着テープＴを介してフレームＦにより保持されたモジュール基板１０の表面１０ａを上方に、裏面１０ｂ側を下方にして載置し、図示しない吸引手段を作動させて、保持テーブル６４上に吸引保持する。モジュール基板１０を保持テーブル６４に吸引保持し該フレームＦを保持テーブル６４の外周に配設されるクランプ機構等により固定したならば、保持テーブル６４上に吸引保持したモジュール基板１０を、上記した撮像手段４８を用いて撮像し、レーザー光線照射手段４４の集光器４４ａと、モジュール基板１０の位置との位置合わせを行うアライメントを実行する。該アライメントを実行して両者の位置合わせが完了したならば、図示しない制御手段の指令により基板保持リング５２の上下方向の位置を制御して下方に下げ、ＬＥＤ基板保持手段５０を図４（ａ）で示す状態とし、赤色ＬＥＤ２１が形成されたＬＥＤ基板２０を基板保持リング５２の段差部５２ａに載置する。なお、上述したように、ＬＥＤ基板２０を基板保持リング５２に保持する際には、ＬＥＤ基板２０のオリエンテーションフラットＯＦを、基板保持リング５２の直線部５２ｃに位置付けて載置することにより基板保持リング５２に対して所望の方向に正確に位置付けられる（図４（ｂ）を参照。）。
【００２８】
該段差部５２ａにＬＥＤ基板２０を載置したならば、図示しない吸引手段を作動させて吸引孔５２ｂから吸引しＬＥＤ基板２０を吸引保持状態とする。ＬＥＤ基板２０を基板保持リング５２に吸引保持したならば、保持基体５６の駆動手段を作動させて基板保持リング５２を図４（ｃ）に示すように図中矢印５４ａの方向に１８０°回転させてＬＥＤ基板２０の裏面２０ｂ側を上方に露出させ、赤色ＬＥＤ２１が形成された表面２０ａが下方を向くように方向を転換する。ＬＥＤ基板２０をこのように回転させたならば、該アライメントを実行したことによって得た位置情報に基づき、移動手段４３を作動して、保持テーブル６４を集光器４４ａ、及び基板保持リング５２の直下に位置付ける（図５を参照。）。そして、保持テーブル６４が基板保持リング５２の直下に移動させられたならば、保持テーブル６４の高さ位置よりも所定量高い位置に移動させられている基板保持リング５２を下降させる。このとき、基板保持リング５２を下降させることにより、ＬＥＤ基板２０とモジュール基板１０とを側方から見た位置関係をより具体的に示す図６（ａ）から理解されるように、ＬＥＤ基板２０をモジュール基板１０の表面１０ａに近接させることにより、ＬＥＤ基板２０の赤色ＬＥＤ２１ａの直下に、モジュールチップ１２ａの収容領域１２１が近接して位置付けられる。これが本発明の位置付け工程となる。なお、図６〜８では該ＬＥＤ基板２０、２２、２４を保持する基板保持リング５２は説明の都合上省略されている。
【００２９】
該位置付け工程により、モジュールチップ１２ａの収容領域１２１の直上に、ＬＥＤ基板２０の赤色ＬＥＤ２１ａに位置付けて、赤色ＬＥＤ２１ａを近接させたならば、レーザー光線照射手段４４を作動して、赤色ＬＥＤ２１ａを該収容領域１２１に収容する収容工程を実施する。より具体的には、該制御手段からの指令によりレーザー光線照射手段４４の図示しないレーザー発振器、及びガルバノミラーの位置を制御して、ｆθレンズに対する入射位置を調整し、ＬＥＤ基板２０の裏面２０ｂ側から、エピタキシー基板２０１に対しては透過性を有し、該バッファー層ＢＦに対しては吸収性を有する波長（例えば、２５７ｎｍ、又は２６６ｎｍ）のレーザー光線ＬＢが、ターゲットとなる赤色ＬＥＤ２１ａの裏面に位置するバッファー層ＢＦに向けて照射される。これにより、バッファー層ＢＦが破壊されて、エピタキシー基板２０１と、赤色ＬＥＤ２１ａとの境界面にガス層が形成され、該赤色ＬＥＤ２１がエピタキシー基板２０１から剥離される。
【００３０】
ＬＥＤ基板２０から剥離された赤色ＬＥＤ２１ａは、ＬＥＤ基板２０から剥離される前の状態で、既にモジュールチップ１２の該収容領域１２１に極めて近接しており、剥離された時点で該収容領域１２１に収容される。なお、該レーザー光線ＬＢのスポット径は適宜調整が可能である。例えば、該赤色ＬＥＤ２１ａのバッファー層ＢＦが形成された裏面側全面を覆うスポット径（例えば、８〜９μｍ）であれば１回のパルスレーザー光線によって剥離が可能であり、また、それよりも小さいスポット径（例えば、４μｍ）のパルスレーザー光線であれば、赤色ＬＥＤ２１ａの裏面にあるバッファー層ＢＦの全面を破壊するようにｆθレンズに入射されるレーザー光線の入射位置を変えて、４回のパルスレーザー光線を照射するによって、赤色ＬＥＤ２１ａを剥離することができる。
【００３１】
赤色ＬＥＤ２１ａをＬＥＤ基板２０から剥離してモジュールチップ１２ａの収容領域１２１に収容したならば、レーザー加工装置４０のＸ方向移動手段８０を作動してモジュール基板１０を、図６（ｂ）にて矢印で示す方向に所定量移動し、次のモジュールチップ１２ｂにおいて赤色ＬＥＤ２１ｂを収容するための収容領域１２１を、次の赤色ＬＥＤ２１ｂの直下に位置付ける（位置付け工程）。モジュールチップ１２ｂの収容領域１２１を、赤色ＬＥＤ２１ｂの直下に位置付けたならば、該制御手段からの指令により、レーザー光線照射手段のガルバノミラーの向きが調整され、レーザー光線ＬＢの照射位置が変更されて、赤色ＬＥＤ２１ｂの裏面に位置するバッファー層ＢＦに照射される。これにより、赤色ＬＥＤ２１ｂの裏面に位置するバッファー層ＢＦが破壊され、赤色ＬＥＤ２１ａと同様にＬＥＤ基板２０から赤色ＬＥＤ２１ｂが剥離され、モジュールチップ１２ｂの収容領域１２１に赤色ＬＥＤ２１ｂが収容される（ＬＥＤ収容工程）。さらに、上記と同様の工程を実行することにより、モジュールチップ１２ｂに隣接して形成されているモジュールチップ１２ｃの収容領域１２１に、次の赤色ＬＥＤ２１ｃが収容される。このようにしてＸ方向に配列された全てのモジュールチップ１２に対して赤色ＬＥＤ２１を収容したならば、モジュール基板１０をＹ方向にインデックス送りして再度Ｘ方向に配列された全てのモジュールチップ１２の収容領域１２１に対してＬＥＤ基板２０上の赤色ＬＥＤ２１を収容する。このような位置付け工程、ＬＥＤ収容工程を繰り返すことで、モジュール基板１０上の全てのモジュールチップ１２の収容領域１２１に対して赤色ＬＥＤ２１が収容される。図６（ｂ）に記載されたモジュールチップ１２ａを参照することで理解されるように、モジュールチップ１２に収容されるＬＥＤ２１は、モジュールチップ１２の表面から上方に突出した状態となる。なお、赤色ＬＥＤ２１が各モジュールチップ１２の収容領域１２１に収容されることで、赤色ＬＥＤ２１上のＰ型半導体、Ｎ型半導体からなる電極が、収容領域１２１の底部に形成されているバンプ１２４、１２４に当接するが、両者は赤色ＬＥＤ２１に付与される超音波振動によって溶着結合されてもよいし、予めバンプ１２４、１２４の先端部に塗布された導電性のボンド材によって結合させてもよい。
【００３２】
モジュール基板１０上に形成された全てのモジュールチップ１２に赤色ＬＥＤ２１を収容したならば、次に緑色ＬＥＤ２３を各モジュールチップ１２の所定の収容領域１２２に収容するための位置付け工程、及び収容工程を実施する。上述したように全てのモジュールチップ１２に対し赤色ＬＥＤ２１を収容した後、基板保持リング５２を上昇させ、ＬＥＤ基板２０を基板保持リング５２から取り外す。そして、図４（ａ）に示すように、緑色ＬＥＤ２３が配設されたＬＥＤ基板２２を基板保持リング５２に保持させる。基板保持リング５２にＬＥＤ基板２２を載置し吸引保持する工程は上述したＬＥＤ基板２０を保持する手順と全く同一であるので、ここではその詳細については省略する。基板保持リング５２にＬＥＤ基板２２を吸引保持したならば、図４（ｃ）に示す動作と同様にして、基板保持リング５２を回転させてＬＥＤ基板２２の裏面２２ｂ側が上方に露出するように、すなわち表面２２ａ側が下方を向くように方向を転換する。そして、改めて移動手段４３を作動してモジュール基板１０をＬＥＤ基板２２の直下に位置付ける。この際、モジュール基板１０は、モジュールチップ１２ａに形成された収容領域１２２がＬＥＤ基板２２の所定の緑色ＬＥＤ２３ａの直下に位置付けられる。そして、モジュール基板１０がＬＥＤ基板２２の直下に移動させられたならば、保持テーブル６４の高さ位置よりも所定量高い位置に移動させられている基板保持リング５２を下降させることにより、ＬＥＤ基板２２がモジュール基板１０の表面１０ａに近接させられる（位置付け工程）。
【００３３】
本実施形態におけるＬＥＤ基板２２の詳細についてさらに説明する。図７に記載されたＬＥＤ基板２２の記載から理解されるように、ＬＥＤ基板２２に配設された緑色ＬＥＤ２３は、所定の間隔２２２を開けて配設されており、図６に示すＬＥＤ基板２０に配設された赤色ＬＥＤ２１の所定の間隔２０２よりも広く形成されている。ここで、ＬＥＤ基板２２における上記所定の間隔は、図７（ａ）に示すように、ＬＥＤ基板２２の緑色ＬＥＤ２３をモジュールチップ１２に収容すべく近接させた際に、先にモジュールチップ１２に収容されている赤色ＬＥＤ２１と平面視で重ならないように設定される。これにより、図７（ａ）に示すように、緑色ＬＥＤ２３をモジュールチップ１２に収容すべく、ＬＥＤ基板２２をモジュール基板１０に近づけても、該緑色ＬＥＤ２３が既にモジュールチップ１２に収容された赤色ＬＥＤ２１と重ならず、緑色ＬＥＤ２３を所定の収容領域１２２に収容するのに適した位置まで近接させることができる。
【００３４】
図７（ａ）を参照しながら説明を続けると、上記位置付け工程を実施することによりモジュールチップ１２ａの収容領域１２２をＬＥＤ基板２２の緑色ＬＥＤ２３ａの直下に近接して位置付けたならば、上述したＬＥＤ収容工程と同様に、レーザー光線照射手段４４を作動して、緑色ＬＥＤ２３ａを該収容領域１２２に収容するＬＥＤ収容工程を実施する。すなわち、ＬＥＤ基板２２の裏面２２ｂ側から、エピタキシー基板２２１に対しては透過性を有し、該バッファー層ＢＦに対しては吸収性を有する波長のレーザー光線ＬＢを、ターゲットとなる緑色ＬＥＤ２３ａの裏面に位置するバッファー層ＢＦに向けて照射する。これにより、バッファー層ＢＦが破壊されて、エピタキシー基板２２１と、緑色ＬＥＤ２３ａとの境界面にガス層が形成され、該緑色ＬＥＤ２３ａがエピタキシー基板２２１から剥離される。ＬＥＤ基板２２から剥離された緑色ＬＥＤ２３ａは、ＬＥＤ基板２２から剥離される前の状態で、既にモジュールチップ１２ａの該収容領域１２２に極めて近接しており、剥離された時点で該収容領域１２２に収容される。
【００３５】
モジュールチップ１２ａの収容領域１２２に緑色ＬＥＤ２３ａが収容されたならば、移動手段４３を作動して図７（ｂ）に示す矢印の方向にモジュール基板１０を所定距離移動し、次のモジュールチップ１２ｂにおける収容領域１２２を、次の緑色ＬＥＤ２３ｂの直下に位置付ける（位置付け工程）。なお、図７（ｂ）から理解されるように、ＬＥＤ基板２２がモジュール基板１０に近接された状態では、ＬＥＤ基板２２に形成されている緑色ＬＥＤ２３の下端が、モジュールチップ１２に先に収容されている赤色ＬＥＤ２１の上端よりも低い位置にあるため、そのままでは、モジュール基板１０を図中の矢印の方向に移動させることができない。よって、移動手段４３による矢印方向への移動を実施する際には、ＬＥＤ基板２２を保持する基板保持リング５２を保持基体５６に備えられた該駆動手段を作動して一旦上昇させ、モジュール基板１０を所定距離移動させた後に再度下降させてモジュール基板１０に近接させる動作を実施する。
【００３６】
上述したように、該モジュールチップ１２ｂの収容領域１２２を、緑色ＬＥＤ２３ｂの直下に位置付けたならば、該制御手段からの指令により、レーザー光線照射手段のガルバノミラーの向きが調整されることで、レーザー光線ＬＢの照射位置が変更されて、緑色ＬＥＤ２３ｂの裏面に位置するバッファー層ＢＦに照射される。これにより、緑色ＬＥＤ２３ｂの裏面に位置するバッファー層ＢＦが破壊され、ＬＥＤ基板２２から緑色ＬＥＤ２３ｂが剥離され、モジュールチップ１２ｂの収容領域１２２に緑色ＬＥＤ２３ｂが収容される（ＬＥＤ収容工程）。そして、同様の工程をさらに実行することにより、モジュールチップ１２ｂに隣接して形成されているモジュールチップ１２ｃの収容領域１２２に、次の緑色ＬＥＤ２３ｃが収容される。このようにしてＸ方向に配列された全てのモジュールチップ１２に対して緑色ＬＥＤ２３を収容したならば、モジュール基板１０をＹ方向にインデックス送りして再度Ｘ方向に配列された全てのモジュールチップ１２の収容領域１２２に対してＬＥＤ基板２２上の緑色ＬＥＤ２３を収容する。このような位置付け工程、ＬＥＤ収容工程を繰り返すことで、モジュール基板１０上の全てのモジュールチップ１２の収容領域１２２に対して緑色ＬＥＤ２３が収容される。なお、上述したように、ＬＥＤ基板２２に形成される緑色ＬＥＤ２３は、赤色ＬＥＤ２１がＬＥＤ基板２０に形成される場合に比して広い間隔で配列されており、ＬＥＤ基板２２に配設される緑色ＬＥＤ２３の数は赤色ＬＥＤ２１が配設されるＬＥＤ基板２０に対して概ね１／２程度であり、１枚のＬＥＤ基板２０に対して概ね２枚のＬＥＤ基板２２を必要とする。
【００３７】
モジュール基板１０上に形成された全てのモジュールチップ１２に緑色ＬＥＤ２３を収容したならば、次に青色ＬＥＤ２５を各モジュールチップ１２の所定の収容領域１２３に収容するための位置付け工程、及びＬＥＤ収容工程を実施する。上述したように全てのモジュールチップ１２に対しＬＥＤ基板２２から緑色ＬＥＤ２３を剥離してモジュールチップ１２に収容したならば、基板保持リング５２を上昇させ、ＬＥＤ基板２２を基板保持リング５２から取り外す。そして、図４（ａ）に示すように、青色ＬＥＤ２５が配設されたＬＥＤ基板２４を基板保持リング５２に載置する。基板保持リング５２にＬＥＤ基板２２を載置し吸引保持する工程は上述したＬＥＤ基板２０、２２を保持する手順と全く同一であるので、ここではその詳細については省略する。基板保持リング５２にＬＥＤ基板２４を吸引保持したならば、図４（ｃ）に示す動作と同様にして、基板保持リング５２を回転させてＬＥＤ基板２４の裏面２４ｂ側が上方に露出するように、すなわち青色ＬＥＤ２５が配設された表面２４ａ側が下方を向くように方向を転換する。さらに、移動手段４３を作動して保持テーブル６４を基板保持リング５２側に移動してモジュール基板１０をＬＥＤ基板２４の直下に位置付ける。この際、モジュール基板１０は、モジュールチップ１２ａに形成された青色ＬＥＤ２５ａを収容するための収容領域１２３がＬＥＤ基板２２の所定の緑色ＬＥＤ２３ａの直下に位置付けられる。そして、モジュール基板１０がＬＥＤ基板２４の直下に移動させられたならば、保持テーブル６４の高さ位置よりも所定量高い位置に移動させられている基板保持リング５２を下降させることにより、ＬＥＤ基板２４がモジュール基板１０の表面１０ａに近接される（位置付け工程）。
【００３８】
本実施形態におけるＬＥＤ基板２４の詳細についてさらに説明する。図８に記載されたＬＥＤ基板２４の記載から理解されるように、ＬＥＤ基板２４に配設された青色ＬＥＤ２５は、所定の間隔２４２を開けて配設されており、図７に示すＬＥＤ基板２２に配設された緑色ＬＥＤ２３が配設される所定の間隔２２２よりもさらに広く形成されている。ここで、ＬＥＤ基板２４における上記所定の間隔は、図８（ａ）に示すように、ＬＥＤ基板２４の青色ＬＥＤ２５をモジュールチップ１２に収容すべく近接させた際に、先にモジュールチップ１２に収容された赤色ＬＥＤ２１、及び緑色ＬＥＤ２３と平面視で重ならないように設定されている。これによって、図８（ａ）に示すように、青色ＬＥＤ２５をモジュールチップ１２に収容すべく、ＬＥＤ基板２４をモジュール基板１０に近づけても、該ＬＥＤが既にモジュールチップに収容された赤色ＬＥＤ２１、及び緑色ＬＥＤ２３と重ならず、青色ＬＥＤ２５を所定の収容領域１２３に収容するのに適した位置まで近接させることができる。
【００３９】
図８（ａ）を参照しながら説明を続けると、上記位置付け工程を実施することにより、ＬＥＤ基板２４の青色ＬＥＤ２５ａを、モジュールチップ１２ａの収容領域１２３に近接するよう位置付けたならば、赤色ＬＥＤ２１、緑色ＬＥＤ２３をモジュールチップ１２ａに収容したＬＥＤ収容工程と同様にして、レーザー光線照射手段４４を作動して、青色ＬＥＤ２５ａを該収容領域１２３に収容する。すなわち、ＬＥＤ基板２４の裏面２４ｂ側から、エピタキシー基板２４１に対しては透過性を有し、該バッファー層ＢＦに対しては吸収性を有する波長のレーザー光線ＬＢを、ターゲットとなる青色ＬＥＤ２５ａの裏面に位置するバッファー層ＢＦに向けて照射する。これにより、バッファー層ＢＦが破壊されて、エピタキシー基板２４１と、青色ＬＥＤ２５ａとの境界面にガス層が形成され、該青色ＬＥＤ２５ａがエピタキシー基板２４１から剥離される。ＬＥＤ基板２４から剥離された青色ＬＥＤ２５ａは、ＬＥＤ基板２４から剥離される前の状態で、既にモジュールチップ１２ａの該収容領域１２３に極めて近接しており、剥離された時点で該収容領域１２３に収容される。
【００４０】
モジュールチップ１２ａの収容領域１２３に緑色ＬＥＤ２５ａが収容されたならば、移動手段４３を作動して図８（ｂ）に示す矢印の方向にモジュール基板１０を所定量移動し、次のモジュールチップ１２ｂにおいて青色ＬＥＤ２４ｂを収容するための収容領域１２３を、次の青色ＬＥＤ２５ｂの直下に位置付ける（位置付け工程）。なお、緑色ＬＥＤ２３をモジュールチップ１２に収容した際と同様に、ＬＥＤ基板２４がモジュール基板１０に近接された状態では、ＬＥＤ基板２４に形成された青色ＬＥＤ２５の下端が、モジュールチップ１２に先に収容された赤色ＬＥＤ２２、及び緑色ＬＥＤ２４の上端よりも低い位置にあるため、そのままでは、モジュール基板１０を図中の矢印の方向に移動させることができない。よって、移動手段４３による矢印方向への移動を実施する際には、ＬＥＤ基板２４を保持する基板保持リング５２を保持基体５６に備えられた図示しない駆動手段を作動して一旦上昇させ、モジュール基板１０を所定距離移動させた後に再度下降させてモジュール基板１０に近接させる動作を実施する。
【００４１】
上述したようにして、次の青色ＬＥＤ２５ｂの直下に次のモジュールチップ１２ｂの収容領域１２３を近接するように位置付けたならば、該制御手段からの指令により、レーザー光線照射手段のガルバノミラーの向きを調整し、レーザー光線ＬＢの照射位置が変更されて、青色ＬＥＤ２５ｂの裏面に位置するバッファー層ＢＦに照射される。これにより、青色ＬＥＤ２５ｂの裏面に位置するバッファー層ＢＦが破壊され、青色ＬＥＤ２５ａと同様にＬＥＤ基板２４から青色ＬＥＤ２５ｂが剥離され、モジュールチップ１２ｂの収容領域１２３に青色ＬＥＤ２５ｂが収容される（ＬＥＤ収容工程）。同様の位置付け工程、ＬＥＤ収容工程をさらに実行することにより、モジュールチップ１２ｂに隣接して形成されているモジュールチップ１２ｃの収容領域１２３に、次の青色ＬＥＤ２５ｃが収容される。このようにしてＸ方向に配列された全てのモジュールチップ１２に対して青色ＬＥＤ２５を収容したならば、モジュール基板１０をＹ方向にインデックス送りして再度Ｘ方向に配列された全てのモジュールチップ１２の収容領域１２３に対してＬＥＤ基板２４上の青色ＬＥＤ２５を収容する。このような位置付け工程、ＬＥＤ収容工程を繰り返すことで、モジュール基板１０上の全てのモジュールチップ１２の収容領域１２３に対して青色ＬＥＤ２５が収容される。なお、上述したように、ＬＥＤ基板２４に形成される青色ＬＥＤ２５は、緑色ＬＥＤ２３がＬＥＤ基板２２に形成される場合に比してさらに広い間隔で配列されており、ＬＥＤ基板２４に配設される青色ＬＥＤ２５の数は赤色ＬＥＤ２１が配設されるＬＥＤ基板２０に対して概ね１／３程度であり、１枚のＬＥＤ基板２０に対して概ね３枚のＬＥＤ基板２４を必要とする。
【００４２】
以上のようにして、モジュール基板１０に配設された全てのモジュールチップ１２に、赤色、緑色、青色のＬＥＤが収容され、本発明のＬＥＤ組み立て方法が完了する。なお、上記した全てのモジュールチップ１２にＬＥＤが収容されたならば、適宜の方法で、各モジュールチップ１２を個片化する個片化工程を実施すればよい。該ＬＥＤ個片化工程は、例えば、適宜のレーザー加工装置を採用して、モジュール基板１０の材質に対して吸収性を有する波長によるレーザー光線をモジュールチップ１２を区画する分割予定ラインに沿って照射して分割し、個片化することができるが、該基板をレーザー加工装置により分割する方法は、周知であるので、詳細については省略する。
【００４３】
本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の技術的範囲に属する限り適宜変形例を想定することができる。
例えば、上述した実施形態では、赤色ＬＥＤ２１の配列間隔を最も小さくし、緑色ＬＥＤ２３、青色ＬＥＤ２５の順に所定の間隔が広くなるようにＬＥＤ基板２０、２２、２４を形成し、該ＬＥＤ基板２０を用いて赤色ＬＥＤ２１をモジュールチップ１２に収容し、順に、緑色ＬＥＤ２３、青色ＬＥＤ２５を収容する例を提示したが、これに限定されず、ＬＥＤ基板２０、２２、２４に配設されるＬＥＤの色については適宜入れ替えてもよい。
【００４４】
また、ＬＥＤ基板に配設されるＬＥＤの所定の間隔は、各ＬＥＤの寸法、モジュールチップの寸法、モジュール基板に配設されるモジュールチップの間隔等によって適宜設定されるとよい。その際は、本発明の技術思想に基づき、ＬＥＤ基板をモジュールチップに近接させても、新たに収容しようとするＬＥＤが、既に収容されたＬＥＤと重ならないように所定の間隔をもって配設される。
【符号の説明】
【００４５】
１０：モジュール基板
１２：モジュールチップ
１２１〜１２３：収容領域
１２４：バンプ
１２５：電極
２０、２２、２４：ＬＥＤ基板
２１：赤色ＬＥＤ
２３：緑色ＬＥＤ
２５：青色ＬＥＤ
４０：レーザー加工装置
４４：レーザー光線照射手段
５０：ＬＥＤ基板保持手段
５２：基板保持リング
【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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