(57)【要約】【課題】基板上に素子などの物体、特に微小な物体を実装する場合に、容易にしかも確実に高い位置精度で実装することができる実装方法を提供する。【解決手段】粘度を制御することができる物質からなる素子保持層１２を基板１１上に形成し、素子保持層１２の、素子の実装領域を含む第１の部分１２ａの粘度を素子が自然に移動可能な粘度に制御し、かつ、素子保持層１２の、第１の部分１２ａの外側の第２の部分１２ｂの粘度を素子が自然には移動不可能な粘度に制御し、第１の部分１２ａに一つの素子１３を実装した後、第１の部分１２ａの粘度を素子１３が自然には移動不可能な粘度に制御する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘度を制御することができる物質からなる物体保持層を基板上に形成する工程と、
上記物体保持層の、物体の実装領域を含む第１の部分の粘度を上記物体が移動可能な粘度に制御し、かつ、上記物体保持層の、上記第１の部分の外側の第２の部分の粘度を上記物体が移動不可能な粘度に制御する工程と、
上記第１の部分に少なくとも一つの物体を実装する工程と、
上記第１の部分に上記物体を実装した後、上記第１の部分の粘度を上記物体が移動不可能な粘度に制御する工程とを有する
ことを特徴とする実装方法。
【請求項２】
上記第１の部分に上記物体を実装した後、上記第１の部分の粘度を上記物体が移動不可能な粘度に制御する前に、上記第１の部分の粘度を低くする工程をさらに有することを特徴とする請求項１記載の実装方法。
【請求項３】
上記第１の部分は上記第２の部分により囲まれていることを特徴とする請求項１記載の実装方法。
【請求項４】
上記第１の部分に一つの上記物体を実装することを特徴とする請求項１記載の実装方法。
【請求項５】
上記第１の部分の平面形状と上記物体の平面形状とが互いに相似であることを特徴とする請求項４記載の実装方法。
【請求項６】
上記第１の部分の平面形状は回転対称であることを特徴とする請求項１記載の実装方法。
【請求項７】
上記第１の部分の平面形状は円形または正多角形であることを特徴とする請求項１記載の実装方法。
【請求項８】
上記第１の部分の面積をＳ１、上記物体の底面の面積をＳ２と表したとき、１＜Ｓ１／Ｓ２＜１００であることを特徴とする請求項４記載の実装方法。
【請求項９】
上記第１の部分の面積をＳ１、上記物体の底面の面積をＳ２、上記物体の高さをｔ２、上記物体を上記第１の部分に実装した後の上記物体の底面と上記物体保持層の表面との高さの差をｄと表したとき、Ｓ１・ｄ＜（Ｓ１−Ｓ２）・ｔ２であることを特徴とする請求項４記載の実装方法。
【請求項１０】
上記物体保持層は樹脂層であることを特徴とする請求項１記載の実装方法。
【請求項１１】
上記樹脂層は感光性樹脂、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂からなることを特徴とする請求項１０記載の実装方法。
【請求項１２】
上記第１の部分の粘度を上記物体が移動不可能な粘度に制御した後、上記第１の部分の粘度を上記物体が移動可能な粘度に制御する工程をさらに有することを特徴とする請求項１記載の実装方法。
【請求項１３】
粘度を制御することができる物質からなる物体保持層を基板上に形成する工程と、
上記物体保持層の、物体の実装領域を含む第１の部分の粘度を上記物体が移動可能な粘度に制御し、かつ、上記物体保持層の、上記第１の部分の外側の第２の部分の粘度を上記物体が移動不可能な粘度に制御する工程と、
上記第１の部分に少なくとも一つの物体を実装する工程と、
上記第１の部分に上記物体を実装した後、上記第１の部分の粘度を上記物体が移動不可能な粘度に制御する工程とを少なくとも実施することにより製造される
ことを特徴とする実装構造体。
【請求項１４】
粘度を制御することができる物質からなる素子保持層を基板上に形成する工程と、
上記素子保持層の、素子の実装領域を含む第１の部分の粘度を上記素子が移動可能な粘度に制御し、かつ、上記素子保持層の、上記第１の部分の外側の第２の部分の粘度を上記素子が移動不可能な粘度に制御する工程と、
上記第１の部分に少なくとも一つの素子を実装する工程と、
上記第１の部分に上記素子を実装した後、上記第１の部分の粘度を上記素子が移動不可能な粘度に制御する工程とを有する
ことを特徴とする電子機器の製造方法。
【請求項１５】
粘度を制御することができる物質からなる素子保持層を基板上に形成する工程と、
上記素子保持層の、素子の実装領域を含む第１の部分の粘度を上記素子が移動可能な粘度に制御し、かつ、上記素子保持層の、上記第１の部分の外側の第２の部分の粘度を上記素子が移動不可能な粘度に制御する工程と、
上記第１の部分に少なくとも一つの素子を実装する工程と、
上記第１の部分に上記素子を実装した後、上記第１の部分の粘度を上記素子が移動不可能な粘度に制御する工程とを少なくとも実施することにより製造される
ことを特徴とする電子機器。
【請求項１６】
赤色発光の発光ダイオード、緑色発光の発光ダイオードおよび青色発光の発光ダイオードが基板上にそれぞれ複数実装された発光ダイオードディスプレイの製造方法において、
粘度を制御することができる物質からなる素子保持層を上記基板上に形成する工程と、
上記素子保持層の、発光ダイオードの実装領域を含む第１の部分の粘度を上記発光ダイオードが移動可能な粘度に制御し、かつ、上記素子保持層の、上記第１の部分の外側の第２の部分の粘度を上記発光ダイオードが移動不可能な粘度に制御する工程と、
上記第１の部分に少なくとも一つの発光ダイオードを実装する工程と、
上記第１の部分に上記発光ダイオードを実装した後、上記第１の部分の粘度を上記発光ダイオードが移動不可能な粘度に制御する工程とを有する
ことを特徴とする発光ダイオードディスプレイの製造方法。
【請求項１７】
赤色発光の発光ダイオード、緑色発光の発光ダイオードおよび青色発光の発光ダイオードが基板上にそれぞれ複数実装された発光ダイオードディスプレイにおいて、
粘度を制御することができる物質からなる素子保持層を上記基板上に形成する工程と、
上記素子保持層の、発光ダイオードの実装領域を含む第１の部分の粘度を上記発光ダイオードが移動可能な粘度に制御し、かつ、上記素子保持層の、上記第１の部分の外側の第２の部分の粘度を上記発光ダイオードが移動不可能な粘度に制御する工程と、
上記第１の部分に少なくとも一つの発光ダイオードを実装する工程と、
上記第１の部分に上記発光ダイオードを実装した後、上記第１の部分の粘度を上記発光ダイオードが移動不可能な粘度に制御する工程とを少なくとも実施することにより製造される
ことを特徴とする発光ダイオードディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、実装方法、実装構造体、電子機器の製造方法、電子機器、発光ダイオードディスプレイの製造方法および発光ダイオードディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスプレイの各画素の位置精度は、画面の均一性の観点から、一般に画素ピッチの１／１００程度が要求される。このため、発光ダイオードなどの自発光素子を基板上に実装することにより製造されるディスプレイにおいては、画素ピッチの１／１００程度の実装位置精度が要求される。例えば、対角４０インチのフルＨＤ（High Definition)高精細フルカラーディスプレイにおいては、画面の水平方向の画素数が１９２０、画面の垂直方向の画素数が１０８０であるから、画素ピッチは０．４６１ｍｍとなり、要求実装位置精度は±０．００５ｍｍ（５μｍ）となる。この場合、実装する発光素子の個数は１９２０×１０８０×（一画素を構成するのに使用する赤（Ｒ）緑（Ｇ）青（Ｂ）３色の発光素子の数）で約２００万個×（一画素を構成するのに使用するＲＧＢ３色の発光素子の数）となるが、このような膨大な数の発光素子を４０インチの基板上に±０．００５ｍｍの位置精度で実装するためには、極めて高精度な実装装置の開発が必要である。また、画面サイズよりも小さなサイズで発光素子アレイを形成し、それを基板上に位置をずらしながら順次実装すること、すなわちステップ実装することで大画面ディスプレイを形成する場合、始めに形成する発光素子アレイのピッチずれの分だけさらに高い実装位置精度が要求される。例えば、ピッチずれを±０．００２ｍｍとした場合、実装位置精度は±０．００３ｍｍが要求され、実装装置のコストやスループットの観点から、かなりの困難が生じる。
【０００３】
なお、基盤上に凸部を設け、その上に液体接着剤を滴下して表面張力により半球状態に濡れ広げ、さらに上に部材を設置することで、その部材に接触角の分布が等しくなるような力が働き、整列され、そこに紫外線を照射することで部材を固定させる複合素子の製造方法が提案されている（特許文献１参照。）。しかしながら、この特許文献１には、粘度を制御することができる物質からなる物体保持層を形成し、この物体保持層の、物体の実装領域を含む第１の部分の粘度をこの物体が移動可能な粘度に制御し、かつ、この物体保持層の、第１の部分の外側の第２の部分の粘度を物体が移動不可能な粘度に制御し、第１の部分に物体を実装した後、第１の部分の粘度を物体が移動不可能な粘度に制御することを特徴とするこの発明に関しては、何ら開示も示唆もされていない。
【特許文献１】特開２００５−１４１４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の実装上の困難は、発光素子を実装する場合だけでなく、一般に微小な物体をμｍオーダーの位置精度で実装する場合全般に生じるものである。
そこで、この発明が解決しようとする課題は、基板上に素子などの物体、特に微小な物体を実装する場合に、容易にしかも確実に高い位置精度で実装することができる実装方法およびそのような実装方法により物体が実装された実装構造体を提供することである。
この発明が解決しようとする他の課題は、上記のような実装方法に基づく電子機器の製造方法および電子機器を提供することである。
この発明が解決しようとするさらに他の課題は、上記のような実装方法に基づく発光ダイオードディスプレイの製造方法および発光ダイオードディスプレイを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、第１の発明は、
粘度を制御することができる物質からなる物体保持層を基板上に形成する工程と、
上記物体保持層の、物体の実装領域を含む第１の部分の粘度を上記物体が移動可能な粘度に制御し、かつ、上記物体保持層の、上記第１の部分の外側の第２の部分の粘度を上記物体が移動不可能な粘度に制御する工程と、
上記第１の部分に少なくとも一つの物体を実装する工程と、
上記第１の部分に上記物体を実装した後、上記第１の部分の粘度を上記物体が移動不可能な粘度に制御する工程とを有する
ことを特徴とする実装方法である。
【０００６】
第２の発明は、
粘度を制御することができる物質からなる物体保持層を基板上に形成する工程と、
上記物体保持層の、物体の実装領域を含む第１の部分の粘度を上記物体が移動可能な粘度に制御し、かつ、上記物体保持層の、上記第１の部分の外側の第２の部分の粘度を上記物体が移動不可能な粘度に制御する工程と、
上記第１の部分に少なくとも一つの物体を実装する工程と、
上記第１の部分に上記物体を実装した後、上記第１の部分の粘度を上記物体が移動不可能な粘度に制御する工程とを少なくとも実施することにより製造される
ことを特徴とする実装構造体である。
【０００７】
第１および第２の発明において、第１の部分が物体が移動可能な粘度である状態は、第１の部分が物体が自然に移動可能な程度の流動性を有する状態に対応し、第２の部分または第１の部分が物体が移動不可能な粘度である状態は、第２の部分または第１の部分が流動性をほとんど有しておらず（ほぼ硬化している）物体が自然には移動不可能な状態に対応する。
【０００８】
第１の部分に実装する物体は典型的には一つであるが、場合によっては複数の物体を実装してもよく、この場合、それらの物体は同種のものであっても異種のものであってもよい。第１の部分に一つの物体を埋め込んで実装する場合を考えると、この第１の部分が流動性を有するため、この物体の周囲の第１の部分が盛り上がる。このとき、基板面内で見て、物体の重心が第１の部分の重心からずれていると、この物体の側面と接触する第１の部分の表面張力の基板面に平行な成分の合力が物体に働く。この合力は第１の部分の重心を向いており、この合力が駆動力となって物体は自動的に（自然に）この第１の部分の重心に向かって移動し、これに伴いこの合力は減少する。基板面内で見て、物体の重心が第１の部分の重心と一致した時点でこの合力はゼロとなり、物体の移動は停止する。こうして、第１の部分に物体を埋め込んで実装するだけで、物体の重心を自動的に第１の部分の重心に位置決めすることができる。すなわち、物体を第１の部分に対して自己整列化（セルフアライメント）することができる。この自己整列化をより短時間で行うためには、第１の部分に物体を実装した後、第１の部分の粘度を物体が移動不可能な粘度に制御する前に、第１の部分の粘度を低くするのが有効である。また、この自己整列化をより有効に行うためには、第１の部分に物体を実装するとき、物体の側面（端面）に対する第１の部分の接触角は９０度以下であるのが望ましく、特に自己整列化をより短時間で行うために第１の部分の粘度を低くする場合には、この状態での物体の側面（端面）に対する第１の部分の接触角が９０度以下であるのが望ましい。この自己整列化を促進するために、基板に超音波振動などを加えるようにしてもよい。第１の部分に複数の物体を埋め込んで実装する場合は、各物体にその位置に応じて上記の合力が働き、各物体は自動的に（自然に）この第１の部分の重心の周りに配列する。この場合、これらの物体が互いに接触して凝集状態となることもある。
【０００９】
物体が移動可能であるときの第１の部分の粘度は例えば１〜１００００Ｐａ・ｓであるが、これに限定されるものではない。自己整列化をより短時間で行うために第１の部分の粘度を低くする場合、低くしたときの粘度は例えば０．００１〜１０Ｐａ・ｓであるが、これに限定されるものではない。参考までに挙げると、室温での水の粘度は０．００１Ｐａ・ｓである。
【００１０】
典型的には、第１の部分は第２の部分により囲まれるように形成される。第１の部分に一つの物体を埋め込んで実装する場合、第１の部分の重心に精度よく物体を位置決めする観点より、好適には、第１の部分の平面形状と物体の平面形状とを互いに相似とする。第１の部分の平面形状は、好適には回転対称であり、具体的には、円形や正多角形（正三角形、正方形、正五角形、正六角形など）あるいはこれらを変形した形状などである。第１の部分の平面形状は必ずしも回転対称である必要はなく、線対称や点対称であってもよく、さらには対称性を有していなくてもよい。
【００１１】
図１は、粘度を制御することができる物質からなる物体保持層を基板上に形成し、この物体保持層の、物体の実装領域を含む第１の部分の粘度を物体が移動可能な粘度に制御し、かつ、この物体保持層の、第１の部分の外側の第２の部分の粘度を物体が移動不可能な粘度に制御し、第１の部分に少なくとも一つの物体を埋め込んで実装した状態を示す。最初に形成する物体保持層の厚さをｔ１とする。第１の部分の面積をＳ１、物体の底面の面積をＳ２、物体の高さをｔ２、物体を第１の部分に実装した後の物体の底面と物体保持層の表面との高さの差をｄと表す。このとき、第１の部分の表面張力により物体を第１の部分の重心に向かって移動させるのに必要十分な大きさの力が働くようにする観点より、好適には１＜Ｓ１／Ｓ２＜１００、より好適には１＜Ｓ１／Ｓ２＜１０、さらに好適には１＜Ｓ１／Ｓ２＜５とする。図２に示すように、第１の部分に埋め込まれた部分の物体の体積はＳ２・ｄであり、物体が第１の部分を排除することにより物体の周囲の第１の部分が盛り上がった部分の体積もＳ２・ｄである。図３において点線で示す領域の体積は（Ｓ１−Ｓ２）・（ｔ２−ｄ）と表されるが、第１の部分の表面張力により物体を第１の部分の重心に向かって移動させるのに必要十分な大きさの力が働くようにする観点より、好適には（Ｓ１−Ｓ２）・（ｔ２−ｄ）＞Ｓ２・ｄであり、変形するとＳ１・ｄ＜（Ｓ１−Ｓ２）・ｔ２である。
【００１２】
粘度を制御することができる物質からなる物体保持層は、光（特に紫外線など）、放射線（Ｘ線など）、電子線などを照射したり、熱、圧力、電界、磁界などを加えたりすることを始めとした何らかの方法により粘度を制御することができる限り、基本的にはどのようなものであってもよく、材質を問わないが、容易に形成することができ、しかも容易に粘度を制御することができるものは例えば樹脂層、取り分け感光性樹脂、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂からなるものである。感光性樹脂としては従来公知のものを用いることができ、具体的には、例えば、ポリケイ皮酸ビニルやポリビニルアジドベンザルなどの光架橋反応により露光部が難溶性となり、あるいは、アクリルアミドなどの光重合反応により露光部が難溶性となるネガ型のもの、ｏ−キノンジアジドノボラック樹脂のようなキノンジアジド基が光分解によりカルボン酸を生じて易溶性となるポジ型のものなどを用いることができる。熱硬化性樹脂としても従来公知のものを用いることができ、具体的には、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミドなどを用いることができる。熱可塑性樹脂としても従来公知のものを用いることができ、具体的には、例えば、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアミドなどを用いることができる。例えば、感光性樹脂からなる樹脂層を用いる場合、この樹脂層を流動性を有する状態で形成した後、第２の部分に選択的に光を照射することによりこの第２の部分を硬化させることができる。また、熱硬化性樹脂からなる樹脂層を用いる場合、この樹脂層を流動性を有する状態で形成した後、光の照射などにより第２の部分を選択的に加熱することによりこの第２の部分を硬化させることができる。さらに、熱可塑性樹脂からなる樹脂層を用いる場合、この樹脂層を流動性を有していない状態で形成した後、光の照射などにより第１の部分を選択的に加熱することによりこの第１の部分を融解し、流動性を持たせることができる。粘度を制御することができる物質は、上記のもののほかに、例えば、感圧性樹脂層（例えば、アクリル系のもの）、金属（単体金属および合金）、ガラスなどであってもよい。
【００１３】
第１の部分に実装する物体は、基本的にはどのようなものであってもよく、形状、大きさ、材質、機能、用途などを問わず、生物、非生物も問わないが、典型的には、何らかの機能または用途を有する素子である。素子は、具体的には、例えば、発光素子（発光ダイオード、半導体レーザ、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子など）、受光素子（フォトダイオード、ＣＣＤセンサ、ＭＯＳセンサなど）、電子素子（ＩＣチップなど）などである。この素子は、半導体素子（発光素子、受光素子、電子走行素子など）のほか、圧電素子、焦電素子、光学素子（非線形光学結晶を用いる第２次高調波発生素子など）、誘電体素子（強誘電体素子を含む）、超伝導素子などの各種のものを含む。第１の部分に実装する物体は、例えば、光エンコーダなどの各種のＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）に用いる微小な部品または要素であってもよい。この物体または素子の大きさ（チップサイズ）も特に制限されない。この物体または素子は、典型的には微小なものであり、具体的には例えば１ｍｍ以下あるいは例えば３００μｍ以下あるいは例えば１００μｍ以下の大きさのものであるが、これに限定されるものではない。
基板上に実装する物体は、一つまたは複数であり、基板の用途や機能などに応じてその数、種類、配置、間隔などが決められる。
【００１４】
基板上に複数の物体を実装する場合には、これらの物体の配置に対応する配置で物体保持層に第１の部分を形成する。この場合、第１の部分の間の距離は、例えば、物体保持層の厚さの０．１倍以上とするのが望ましい。これらの物体の配置、したがって第１の部分の配置は規則的であっても不規則であってもよい。例えば、複数の第１の部分が一組となり、これが周期的に繰り返されるようにしてもよい。この場合、各組の複数の第１の部分には、互いに異なる物体または素子を実装してもよいし、同一の物体または素子を実装してもよい。具体的には、例えば、基板上に赤色発光の発光ダイオード、緑色発光の発光ダイオードおよび青色発光の発光ダイオードをそれぞれ複数実装してディスプレイなどを製造する場合には、例えば三つの第１の部分が一組となり、これが周期的に繰り返されるようにする。この場合、各組の三つの第１の部分に、それぞれ赤色発光の発光ダイオード、緑色発光の発光ダイオードおよび青色発光の発光ダイオードを実装する。
【００１５】
また、基板上に実装する全ての物体を個別に第１の部分に実装した後にこれらの物体を一括して自己整列化してもよいし、基板上に実装する全ての物体を一括して第１の部分に実装した後にこれらの物体を一括して自己整列化してもよいし、基板上に実装する全ての物体を複数回に分けて繰り返し実装（ステップ実装またはステップ転写）した後にこれらの物体を一括して自己整列化してもよいし、基板上に実装する複数種類の物体を第１の部分に実装した後にこれらの物体を一括して自己整列化してもよい。
【００１６】
必要に応じて、第１の部分に物体を実装し、第１の部分の粘度を物体が移動不可能な粘度に制御した後に、第１の部分の少なくとも物体を含む領域の粘度を物体が移動可能な粘度に制御する工程を実施するようにしてもよい。こうすることで、例えば何らかの原因で実装完了後の物体の位置が実装予定位置からずれていることが判明した場合、この位置を微調整することができ、実装予定位置に精度よく位置決めすることができる。この場合、第１の部分のうちの粘度を物体が移動可能な粘度に制御する領域は、物体を実装予定位置に移動させる力が発生するように選ばれる。
【００１７】
さらに、必要に応じて、粘度を制御することができる物質からなる物体保持層の第１の部分に物体を実装し、第１の部分の粘度を物体が移動不可能な粘度に制御する工程を実施した後、その上に粘度を制御することができる物質からなる物体保持層を再度形成し、この物体保持層の第１の部分に物体を実装し、第１の部分の粘度を物体が移動不可能な粘度に制御する工程を繰り返し実施するようにしてもよい。こうすることで、物体を立体的に実装することができる。
実装構造体は、基本的にはどのような用途や機能を有するものであってもよいが、例えば、発光ダイオードディスプレイ、発光ダイオードバックライト、発光ダイオード照明装置、ＥＬディスプレイ、電子機器などである。
【００１８】
第３の発明は、
粘度を制御することができる物質からなる素子保持層を基板上に形成する工程と、
上記素子保持層の、素子の実装領域を含む第１の部分の粘度を上記素子が移動可能な粘度に制御し、かつ、上記素子保持層の、上記第１の部分の外側の第２の部分の粘度を上記素子が移動不可能な粘度に制御する工程と、
上記第１の部分に少なくとも一つの素子を実装する工程と、
上記第１の部分に上記素子を実装した後、上記第１の部分の粘度を上記素子が移動不可能な粘度に制御する工程とを有する
ことを特徴とする電子機器の製造方法である。
【００１９】
第４の発明は、
粘度を制御することができる物質からなる素子保持層を基板上に形成する工程と、
上記素子保持層の、素子の実装領域を含む第１の部分の粘度を上記素子が移動可能な粘度に制御し、かつ、上記素子保持層の、上記第１の部分の外側の第２の部分の粘度を上記素子が移動不可能な粘度に制御する工程と、
上記第１の部分に少なくとも一つの素子を実装する工程と、
上記第１の部分に上記素子を実装した後、上記第１の部分の粘度を上記素子が移動不可能な粘度に制御する工程とを少なくとも実施することにより製造される
ことを特徴とする電子機器である。
【００２０】
電子機器は、基本的にはどのようなものであってもよく、携帯型のものと据え置き型のものとの双方を含み、具体例を挙げると、携帯電話、モバイル機器、ロボット、パーソナルコンピュータ、車載機器、各種家庭電気製品などである。
第３および第４の発明においては、上記以外のことについては、その性質に反しない限り、物体保持層、物体の実装領域および物体をそれぞれ素子保持層、素子の実装領域および素子と読み替えて、第１および第２の発明に関連して説明したことが成立する。
【００２１】
第５の発明は、
赤色発光の発光ダイオード、緑色発光の発光ダイオードおよび青色発光の発光ダイオードが基板上にそれぞれ複数実装された発光ダイオードディスプレイの製造方法において、
粘度を制御することができる物質からなる素子保持層を上記基板上に形成する工程と、
上記素子保持層の、発光ダイオードの実装領域を含む第１の部分の粘度を上記発光ダイオードが移動可能な粘度に制御し、かつ、上記素子保持層の、上記第１の部分の外側の第２の部分の粘度を上記発光ダイオードが移動不可能な粘度に制御する工程と、
上記第１の部分に少なくとも一つの発光ダイオードを実装する工程と、
上記第１の部分に上記発光ダイオードを実装した後、上記第１の部分の粘度を上記発光ダイオードが移動不可能な粘度に制御する工程とを有する
ことを特徴とする発光ダイオードディスプレイの製造方法である。
【００２２】
第６の発明は、
赤色発光の発光ダイオード、緑色発光の発光ダイオードおよび青色発光の発光ダイオードが基板上にそれぞれ複数実装された発光ダイオードディスプレイにおいて、
粘度を制御することができる物質からなる素子保持層を上記基板上に形成する工程と、
上記素子保持層の、発光ダイオードの実装領域を含む第１の部分の粘度を上記発光ダイオードが移動可能な粘度に制御し、かつ、上記素子保持層の、上記第１の部分の外側の第２の部分の粘度を上記発光ダイオードが移動不可能な粘度に制御する工程と、
上記第１の部分に少なくとも一つの発光ダイオードを実装する工程と、
上記第１の部分に上記発光ダイオードを実装した後、上記第１の部分の粘度を上記発光ダイオードが移動不可能な粘度に制御する工程とを少なくとも実施することにより製造される
ことを特徴とする発光ダイオードディスプレイである。
【００２３】
第５および第６の発明においては、赤色発光の発光ダイオード、緑色発光の発光ダイオードおよび青色発光の発光ダイオードとしては、例えば、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を用いたものを用いることができる。赤色発光の発光ダイオードとしては、例えば、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体を用いたものを用いることもできる。
第５および第６の発明においては、上記以外のことについては、その性質に反しない限り、物体保持層、物体の実装領域および物体をそれぞれ素子保持層、発光ダイオードの実装領域および発光ダイオードと読み替えて、第１および第２の発明に関連して説明したことが成立する。
【００２４】
上述のように構成されたこの発明においては、第１の部分に物体を実装したとき、この物体の重心が基板面内で見たときに第１の部分の重心からずれていると、第１の部分の表面張力の基板面に平行な成分の合力が物体に働き、これが駆動力となって物体が第１の部分の重心に向かって移動する。この力は、物体の重心が第１の部分の重心に近づくにつれて徐々に小さくなり、物体の重心が第１の部分の重心に一致した時点でゼロとなる。こうして、第１の部分に物体を実装するだけで、物体を自動的に第１の部分の重心に精度よく位置決めすることができる。すなわち、物体を第１の部分に対して自己整列化させることができる。
【発明の効果】
【００２５】
この発明によれば、基板上に素子などの物体、特に微小な物体を実装する場合に、容易にしかも確実に高い位置精度で実装することができる。そして、この実装方法を用いることにより、高性能の各種の電子機器や高性能の発光ダイオードディスプレイなどを容易に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、実施形態の全図において、同一または対応する部分には同一の符号を付す。
まず、この発明の第１の実施形態による素子の実装方法について説明する。
図４〜図７はこの第１の実施形態による素子の実装方法を示す。
この第１の実施形態においては、図４に示すように、まず、基板１１上に、粘度を制御することができる物質からなる素子保持層１２を形成する。この素子保持層１２はどのような方法により形成してもよいが、具体的には、例えば、塗布（スピンコートなど）、印刷（コンタクトプリント法、インプリント法、スクリーン印刷、グラビア印刷、オフセット印刷など）などにより形成することができる。この素子保持層１２は、例えば感光性樹脂や熱硬化性樹脂などからなるが、これに限定されるものではない。形成直後の素子保持層１２は未硬化の状態にあり、この素子保持層１２に素子を埋め込んで実装したときにこの素子が移動することが可能な程度の低い粘度を有し、流動性を有する。
【００２７】
次に、図５Ａに示すよう、素子保持層１２の、素子の実装領域を含む第１の部分１２ａの粘度を実装する素子が自然に移動可能な粘度に制御し、かつ、素子保持層１２の、第１の部分１２ａの外側の第２の部分１２ｂを選択的に硬化させることで素子が自然には移動不可能な粘度に制御する。この硬化は、例えば、素子保持層１２が感光性樹脂からなる場合には、使用する感光性樹脂に応じた露光条件で第２の部分１２ｂに紫外線などの光や電子線などを選択的に照射して感光させることにより行うことができ、素子保持層１２が熱硬化性樹脂からなる場合には、使用する熱硬化性樹脂に応じた露光条件で第２の部分１２ｂに紫外線などの光や電子線などを選択的に照射して硬化温度以上の温度に加熱することにより行うことができる。図５Ｂにこの状態の平面図を示す。図５Ｂに示すように、この場合、第１の部分１２ａの平面形状は円形である。図５ＡおよびＢでは、第１の部分１２ａが一つだけ図示されているが、素子を複数実装する場合には、第１の部分１２ａも複数形成される。
【００２８】
次に、図６Ａに示すように、円柱形状の素子１３を素子保持層１２の第１の部分１２ａに埋め込んで実装する。図６Ｂにこの状態の平面図を示す。この素子１３は第１の部分１２ａの範囲内に実装すればよく、このときの実装精度は低くても問題ない。ここでは、素子１３の重心Ｃ1 が第１の部分１２ａの重心Ｃ0 に対してΔだけずれているものとする。第１の部分１２ａに素子１３が実装されると、素子１３の重心Ｃ1 が第１の部分１２ａの重心Ｃ0 に対してずれていることを反映して、第１の部分１２ａの表面張力の基板面に平行な成分が素子１３の重心Ｃ1 に対して非対称な分布となる結果、この表面張力の基板面に平行な成分の合力Ｆが素子１３に働き、この素子１３が第１の部分１２ａの重心Ｃ0 に向かって徐々に移動する。この合力Ｆは、素子１３の重心Ｃ1 が第１の部分１２ａの重心Ｃ0 に近づくにつれて徐々に小さくなり、素子１３の重心Ｃ1 が第１の部分１２ａの重心Ｃ0 と一致した時点でゼロとなり、素子１３の移動が停止する。こうして一定時間経過後には、図７ＡおよびＢに示すように、素子１３の重心Ｃ1 が第１の部分１２ａの重心Ｃ0 と一致する。すなわち、素子１３が第１の部分１２ａの重心Ｃ0 に自己整列化する。素子１３の重心Ｃ1 が第１の部分１２ａの重心Ｃ0 と一致するまでに要する時間は、第１の部分１２ａの粘度、第１の部分１２ａの表面張力の基板面に平行な成分の合力の大きさ、実装時の素子１３の重心Ｃ1 と第１の部分１２ａの重心Ｃ0 とのずれの大きさΔ、素子１３の質量、第１の部分１２ａの温度などによって決まる。この時間を短くするためには、好適には、基板１１を適度な温度に加熱することにより、第２の部分１１ｂが硬化した状態を保存したまま、第１の部分１２ａの粘度を低くし、素子１３がより移動しやすいようにすればよい。
【００２９】
上述のようにして素子１３が第１の部分１２ａの重心Ｃ0 に位置決めされた状態で、第１の部分１２ａを硬化させる。この硬化は、例えば、素子保持層１２が感光性樹脂からなる場合には、第１の部分１２ａに光を照射して感光させることにより行うことができ、素子保持層１２が熱硬化性樹脂からなる場合には、第１の部分１２ａに光を照射して硬化温度以上の温度に加熱することにより行うことができる。この結果、素子１３が、硬化後の第１の部分１２ａの重心Ｃ0 に強固に固定された状態となり、実装が完了する。
以上のように、この第１の実施形態によれば、素子１３を第１の部分１２ａの重心Ｃ0 に自動的に、容易にしかも高い位置精度で自己整列化させることができる。そして、例えば、完成時の素子１３に要求される位置精度が±１．５μｍだとしても、素子１３の最初の実装位置精度は±７μｍと低くても構わないため、素子１３を同一基板上に多数形成する際の形成位置精度や実装装置の実装位置精度が低くて済み、プロセスコストの低減による素子１３の製造コストの低減や実装装置のコストの低減を図ることができる。また、基板１１上に素子１３を複数実装する場合、これらの素子１３を例えば未硬化の樹脂などの未硬化の状態の素子保持層１２に埋め込んで実装すると、これらの素子１３は相互に凝集する性質を持つため、素子１３の位置精度は実装装置の実装位置精度よりもさらに悪くなるおそれがあるのに対し、この第１の実施形態では、素子保持層１２の未硬化の状態の第１の部分１２ａに一つの素子１３を埋め込んで実装するようにしていることにより、素子１３の凝集を本質的に防止することができる。
【００３０】
〈実施例〉
基板１１としてガラス基板を用い、このガラス基板上に以下のようにして、素子１３として直径２０μｍ、高さ１２μｍの円柱形状のマイクロ発光ダイオードを実装した。
まず、このガラス基板上の所定の位置に、あらかじめ薄膜金属などによりアライメントマークを形成する。
次に、このガラス基板上に、素子保持層１２として厚さ３．５μｍの感光性樹脂層をスピンコートにより塗布形成した。
次に、ガラス基板上の感光性樹脂層に対し、露光装置、例えばコンタクトアライナやステッパ（縮小投影露光装置）などにより、上記のアライメントマークを基準として１５０μｍ×１５０μｍピッチで直径３０μｍの領域（第１の部分１２ａ）以外の領域に紫外線を照射し、感光性樹脂層を感光させる。このときのアライメントマークに対する位置精度は±１μｍである。こうして、直径３０μｍの円形の第１の部分１２ａの外側の第２の部分１２ｂを硬化させた（仮硬化）。
【００３１】
一方、以下のようにしてマイクロ発光ダイオードを形成した。まず、従来公知の技術により、サファイア基板上に発光ダイオード構造を形成するｎ型ＧａＮ層、活性層およびｐ型ＧａＮ層を順次成長させた後、これらの層を円錐台形状にパターニングし、さらにｐ側電極や端面保護層などを形成してマイクロ発光ダイオードアレイを形成する。次に、ｐ側電極側を別の基板上に仮接着剤層を介して固定したり、サファイア基板の裏面側から例えばエキシマーレーザなどによるレーザビームを選択的に照射したりするなどの工程を含む従来公知のレーザ選択転写法により、微粘着シリコーンゴムを形成した中継基板上に１５０μｍ×１５０μｍピッチで実装した（例えば、特開２００２−３１１８５８号公報、特開２００２−３１４０５２号公報、特開２００４−２７３５９６号公報、特開２００４−２８１６３０号公報など参照。）。各マイクロ発光ダイオードは直径２０μｍ、高さ１２μｍの円柱形状を有する。この実装時のマイクロ発光ダイオードの相対位置精度は±２μｍである。
【００３２】
次に、ガラス基板上に形成されたアライメントマークを基準に、中継基板からマイクロ発光ダイオードを、ガラス基板上の感光性樹脂層の直径３０μｍの円形の第１の部分１２ａに埋め込んで実装した。このときのアライメントマークに対する実装位置精度は±７μｍである。この状態では、この第１の部分１２ａの粘度は１〜１００００Ｐａ・ｓ程度と低く、十分な流動性を有していた。この状態の光学顕微鏡写真を図８Ａに示す。図８Ａ中、未硬化エリアφ３０μｍと記載されている円形の部分が第１の部分１２ａであり、ＬＥＤφ２０μｍと記載されている円形のものがマイクロ発光ダイオードである。図８Ａから分かるように、マイクロ発光ダイオードの重心は、第１の部分１２ａの重心からかなりずれている。
【００３３】
次に、第１の部分１２ａにマイクロ発光ダイオードが実装されたガラス基板を８０℃に加熱した。この加熱により、第２の部分１２ｂが硬化した状態が保存されたまま、第１の部分１２ａの粘度が０．００１〜１０Ｐａ・ｓと大幅に低下し、流動性が大幅に増大した。このとき、第１の部分１２ａに実装されたマイクロ発光ダイオードは第１の部分１２ａの重心に向かって移動し、８０℃に加熱し始めてから３分間経過後には、マイクロ発光ダイオードの重心は第１の部分１２ａの重心にほぼ一致した。こうして、位置精度±７μｍであったものが、±１．５μｍにまで自己整列化された。この状態の光学顕微鏡写真を図８Ｂに示す。
この後、感光性樹脂層を紫外線により全面露光し、第１の部分１２ａおよび第２の部分１２ｂとも十分に硬化させた。こうして、マイクロ発光ダイオードが第１の部分１２ａに強固に固定された状態となった。
【００３４】
次に、この発明の第２の実施形態について説明する。
この第２の実施形態においては、第１の実施形態による実装方法を用いて、赤色発光のマイクロ発光ダイオード、緑色発光のマイクロ発光ダイオードおよび緑色発光のマイクロ発光ダイオードを基板１１上に実装することによりマイクロ発光ダイオードディスプレイを製造する方法について説明する。
【００３５】
まず、ガラス基板などの透明な基板１１上の所定の位置に、あらかじめ薄膜金属などによりアライメントマークを形成する。
次に、この基板１１上に、粘度を制御することができる物質からなる素子保持層１２として感光性樹脂層をスピンコートなどにより形成する。この感光性樹脂層の厚さは例えば３．５μｍとする。
次に、露光装置、例えばコンタクトアライナやステッパなどにより、上記のアライメントマークを基準として１５０μｍ×５０μｍピッチで直径３５μｍの領域（第１の部分１２ａ）以外の領域に紫外線を照射し、感光性樹脂層を感光させる。このときのアライメントマークに対する位置精度は±１μｍである。
【００３６】
次に、レーザ選択転写などにより、微粘着シリコーンゴムを形成した中継基板上に直径２０μｍ、高さ１２μｍの円柱形状のマイクロ発光ダイオードを１５０μｍ×１５０μｍピッチで実装する。このときのマイクロ発光ダイオードの相対位置精度は±２μｍである。こうして、一枚の中継基板上に、１６０×１２０＝１９２００個の各色のマイクロ発光ダイオードが実装されるようにする。このような中継基板をＲＧＢのマイクロ発光ダイオードが実装されたものとして各色１６枚ずつ準備する。
次に、基板１１上のアライメントマークを基準に、中継基板からマイクロ発光ダイオードを、ガラス基板上の感光性樹脂層の直径３５μｍの円形の第１の部分１２ａに埋め込んで実装（転写）した。このときのアライメントマークに対する実装位置精度は±７μｍである。この状態では、この第１の部分１２ａの粘度は１〜１００００Ｐａ・ｓ程度と低く、十分な流動性を有していた。この転写を感光性樹脂層上の位置をずらしながら４×４枚の中継基板を用いて繰り返し行い（ステップ転写）、さらにＲＧＢの３色のマイクロ発光ダイオードについて繰り返し行う。この状態の基板１１の一部を図９Ａに示す。図９Ａにおいて、符号３０が赤色発光のマイクロ発光ダイオード、符号４０が緑色発光のマイクロ発光ダイオード、符号５０が青色発光のマイクロ発光ダイオードを示す。
【００３７】
次に、上述のようにして第１の部分１２ａにマイクロ発光ダイオードが実装されたガラス基板を８０℃に加熱する。この加熱により、第２の部分１２ｂが硬化した状態が保存されたまま、第１の部分１２ａの粘度が０．００１〜１０Ｐａ・ｓと大幅に低下し、流動性が大幅に増大する。このとき、第１の部分１２ａに実装されたマイクロ発光ダイオードは第１の部分１２ａの重心に向かって移動し、８０℃に加熱してから３分間経過後には、マイクロ発光ダイオードの重心は第１の部分１２ａの重心にほぼ一致する。こうして、位置精度±７μｍであったものが、±１．５μｍにまで自己整列化された。また、この時点でステップ転写境界も消失する。この状態を図９Ｂに示す。
次に、感光性樹脂層を紫外線により全面露光し、第１の部分１２ａおよび第２の部分１２ｂとも十分に硬化させる。こうして、マイクロ発光ダイオードが第１の部分１２ａに強固に固定された状態とする。
次に、各マイクロ発光ダイオードに配線を施し、駆動用ＩＣと接続する。
以上により、画素ピッチ１５０μｍ、マイクロ発光ダイオードの位置精度±１．５μｍ、画素数６４０×ＲＧＢ×４８０の対角４．７インチのパッシブ型マイクロ発光ダイオードディスプレイを製造することができる。
【００３８】
この第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、基板１１上に赤色発光のマイクロ発光ダイオード３０、緑色発光のマイクロ発光ダイオード４０および青色発光のマイクロ発光ダイオード５０を容易にしかも高い位置精度で配列することができるので、ディスプレイ画面の均一性の向上を図ることができる。また、ステップ転写により、マイクロ発光ダイオード３０、４０、５０を形成するサファイア基板などの成長基板のサイズよりも大きなサイズのマイクロ発光ダイオードディスプレイを製造する際に、そのステップ転写境界を消失させることができるので、これによってもディスプレイ画面の均一性の向上を図ることができる。そして、例えば、ディスプレイの完成時のマイクロ発光ダイオード３０、４０、５０に要求される位置精度が±１．５μｍだとしても、これらのマイクロ発光ダイオード３０、４０、５０の最初の実装位置精度は±７μｍと低くても構わないため、これらのマイクロ発光ダイオード３０、４０、５０を同一基板上に多数形成する際の形成位置精度や実装装置の実装位置精度が低くて済み、プロセスコストの低減によるマイクロ発光ダイオード３０、４０、５０の製造コストの低減や実装装置のコストの低減を図ることができ、ひいてはマイクロ発光ダイオードディスプレイの製造コストの低減を図ることができる。
【００３９】
次に、この発明の第３の実施形態について説明する。この第３の実施形態においては、第２の実施形態によるマイクロ発光ダイオードディスプレイに用いて好適なマイクロ発光ダイオードについて説明する。
図１０はこのマイクロ発光ダイオードを示す。
図１０に示すように、このマイクロ発光ダイオードにおいては、ｎ型半導体層６１、その上の活性層６２およびその上のｐ型半導体層６３により発光ダイオード構造が形成されている。これらのｎ型半導体層６１、活性層６２およびｐ型半導体層６３は全体として例えば円形の平面形状を有し、その端面（側面）６４はｎ型半導体層６１の下面に対して角度θ傾斜している。これらのｎ型半導体層６１、活性層６２およびｐ型半導体層６３の直径方向の断面形状は、台形（θ＜９０度）、長方形（θ＝９０度）または逆台形（θ＞９０度）であり、ｐ型半導体層６３上には、例えば円形のｐ側電極６５が形成されている。ｎ型半導体層６１の下面の一部には例えば円形のｎ側電極６６が形成されている。ｎ型半導体層６１の下面のｎ側電極６６の周りには透明絶縁層６７が形成されている。ｎ側電極６６および透明絶縁層６７から端面６４の途中の高さまで、この端面６４を覆うように絶縁層６８が形成されている。この絶縁層６８の上にはｐ側電極６５よりも高い位置まで絶縁層６９が形成されている。ｐ側電極６５の上の部分の絶縁層６９にはコンタクトビア７０が形成されている。このコンタクトビア７０はｐ側電極６５に配線をコンタクトさせるためのものである。
【００４０】
ｎ型半導体層６１、活性層６２およびｐ型半導体層６３に用いる半導体は必要に応じて選択されるが、具体的には、例えば、ＧａＮ系半導体、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体などである。
このマイクロ発光ダイオードが例えばＧａＮ系発光ダイオードである場合、その各部の寸法、材料などの具体例を挙げると次のとおりである。ｎ型半導体層６１はｎ型ＧａＮ層でその厚さは例えば２６００ｎｍ、活性層６２の厚さは例えば２００ｎｍ、ｐ型半導体層６３はｐ型ＧａＮ層でその厚さは例えば２００ｎｍである。活性層６２は、例えば、ＩｎＧａＮ井戸層とＧａＮ障壁層とからなる多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有し、ＩｎＧａＮ井戸層のＩｎ組成は、このＧａＮ系発光ダイオードが青色発光である場合は例えば０．１７、緑色発光である場合は例えば０．２５である。発光ダイオード構造の最大径、すなわちｎ型ＧａＮ層６１の下面の直径をａとすると、ａは例えば２０μｍである。上記のようにｎ型半導体層６１としてのｎ型ＧａＮ層６１の厚さが２６００ｎｍ、活性層６２およびｐ型半導体層６３としてのｐ型ＧａＮ層の厚さがそれぞれ２００ｎｍである場合、この発光ダイオード構造の全体の厚さは２６００＋２００＋２００＝３０００ｎｍ＝３μｍである。この場合、発光ダイオード構造のアスペクト比は、この発光ダイオード構造の全体の厚さ（高さ）をｂとすると、ｂ／ａ＝３／２０＝０．１５である。θは例えば５０度である。ｐ側電極６５は例えばＡｇ／Ｐｔ／Ａｕ構造の金属多層膜からなり、Ａｇ膜の厚さは例えば５０ｎｍ、Ｐｔ膜の厚さは例えば５０ｎｍ、Ａｕ膜の厚さは例えば２０００ｎｍである。ｐ側電極６５はＡｇの単層膜からなるものであってもよい。ｎ側電極６６は例えばＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ構造の金属積層膜からなり、Ｔｉ膜およびＰｔ膜の厚さは例えばそれぞれ５０ｎｍ、Ａｕ膜の厚さは例えば２０００ｎｍである。
このマイクロ発光ダイオードにおいては、動作時に活性層６２から発生する光は、端面６４で反射されてｎ型半導体層６１の下面から外部に取り出され、あるいは、直接ｎ型半導体層６１の下面に向かってそのまま外部に取り出される。
【００４１】
この第３の実施形態によれば、次のような種々の利点を得ることができる。すなわち、第２の実施形態で説明したように、マイクロ発光ダイオードを高い位置精度で配列することができることにより、位置ずれに対してマイクロ発光ダイオードに施す様々な対策工程を省くことができる。
具体的には、従来は、例えば、第２の実施形態による実装方法を用いずに実装装置の精度などを高めることで±５μｍの位置精度を実現していたが、第２の実施形態では±１．５μｍの位置精度を実現することができるため、マイクロ発光ダイオードの構成および製造方法を大幅に簡略化することができる。具体的には、位置精度±５μｍの場合、マイクロ発光ダイオードの位置ずれに伴う光取り出し効率のばらつきを抑制するために、発光面側のｎ側電極６６の配線にＩＴＯインクなどによる透明電極を用いる必要があるのに対し、この第３の実施形態では位置精度を±１．５μｍとすることができるため、ｎ側電極６６の配線に形成が容易な金属配線を用いても取り出し効率のばらつきを許容範囲内に収めることができる。すなわち、ｎ側電極６６の配線にＩＴＯインクなどによる透明電極を用いる必要がないため、ｎ側電極６６の配線を容易に形成することができる。
【００４２】
また、従来は、ｎ型半導体層６１、活性層６２およびｐ型半導体層６３の端面６４を保護するためにこの端面６４を樹脂層により覆っていたが、この樹脂層と端面６４との密着性が悪いため、この樹脂層と端面６４との界面が露出した状態でｐ側電極６５およびｎ側電極６６に配線を施すと、ショートやその他の不良が発生する要因となる。したがって、従来は、例えば、端面６４の全体を覆い、さらにｐ側電極６５も覆う程度に厚く樹脂層を形成し、この樹脂層に、配線をコンタクトさせるためのコンタクトビアもしくはそれに類するものを形成することで、樹脂層と端面６４との界面が露出しないようにする必要があった。その際、マイクロ発光ダイオードの位置精度が±５μｍの場合、樹脂層と端面６４との界面が露出しないようにするためには、例えば、コンタクトビアの位置ずれは±２μｍ、コンタクトビア径は６μｍ以下という厳しい制約が生じてしまう。これに対し、この第３の実施形態によれば、例えば、マイクロ発光ダイオードの位置精度が±１．５μｍの場合、例えば、コンタクトビアの位置ずれ±３μｍ、コンタクトビア径は１１μｍ以下という設計が可能になり、設計が極めて容易になる。
【００４３】
上述のようにマイクロ発光ダイオードの位置精度が±５μｍの場合に、位置ずれ±２μｍ、ビア径６μｍ以下でコンタクトビアを形成することは困難であるため、それに代わる構造として、ｐ側電極６５上にバンプを形成する必要があった。これに対し、この第３の実施形態によれば、例えば、マイクロ発光ダイオードの位置精度を±１．５μｍとすることができることにより、コンタクトビアを容易に形成することができるため、このバンプ形成工程を削減できる。
【００４４】
次に、この発明の第４の実施形態による素子の実装方法について説明する。
図１１〜図１３はこの第４の実施形態による素子の実装方法を示す。
この第４の実施形態においては、まず、第１の実施形態と同様にして、図１１Ａに示すように、粘度を制御することができる物質からなる素子保持層１２の第１の部分１２ａに素子１３を実装し、自己整列化した後、第１の部分１２ａを硬化させる。
次に、図１１Ｂに示すように、第１の実施形態と同様にして、素子１３および素子保持層１２の全体を覆うように、二層目の素子保持層１２を形成する。
【００４５】
次に、図１２Ａに示すように、第１の実施形態と同様にして、二層目の素子保持層１２の第１の部分１２ａの粘度を実装する素子が自然に移動可能な粘度に制御し、かつ、この素子保持層１２の第２の部分１２ｂを選択的に硬化させることで素子が自然には移動不可能な粘度に制御する。図１２Ａでは、二層目の素子保持層１２の第１の部分１２ａの位置が一層目の素子保持層１２の第１の部分１２ａの位置と一致しているが、一致していなくてもよい。
次に、図１２Ｂに示すように、素子１４を二層目の素子保持層１２の第１の部分１２ａに埋め込んで実装する。素子１４は素子１３と同種のものであっても異種のものであってもよい。一定時間経過後には、図１３に示すように、素子１４がこの第１の部分１２ａに自己整列化する。この後、この第１の部分１２ａを硬化させる。
以上により、素子１３、１４を二段に配列することができる。
以上の工程を必要な回数、繰り返し実施することにより、素子を多段に配列することができる。
この第４の実施形態によれば、複数の素子が高い位置精度で立体的に実装された実装構造体を容易に得ることができる。
【００４６】
以上、この発明の実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
例えば、上述の第１〜第３の実施形態において挙げた数値、材料、構成、構造、形状、基板、原料、プロセスなどはあくまでも例に過ぎず、必要に応じて、これらと異なる数値、材料、構成、構造、形状、基板、原料、プロセスなどを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】この発明による実装方法を説明するための断面図である。
【図２】この発明による実装方法を説明するための断面図である。
【図３】この発明による実装方法を説明するための断面図である。
【図４】この発明の第１の実施形態による実装方法を説明するための断面図である。
【図５】この発明の第１の実施形態による実装方法を説明するための断面図および平面図である。
【図６】この発明の第１の実施形態による実装方法を説明するための断面図および平面図である。
【図７】この発明の第１の実施形態による実装方法を説明するための断面図および平面図である。
【図８】この発明の第１の実施形態による実装方法において感光性樹脂層にマイクロ発光ダイオードを実装した状態およびその後にマイクロ発光ダイオードが自己整列化した状態を示す図面代用写真である。
【図９】この発明の第２の実施形態においてステップ転写により感光性樹脂層にマイクロ発光ダイオードを実装した状態およびその後にマイクロ発光ダイオードが自己整列化した状態を示す平面図である。
【図１０】この発明の第３の実施形態によるマイクロ発光ダイオードを示す断面図である。
【図１１】この発明の第４の実施形態による素子の実装方法を説明するための断面図である。
【図１２】この発明の第４の実施形態による素子の実装方法を説明するための断面図である。
【図１３】この発明の第４の実施形態による素子の実装方法を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１１…基板、１２…素子保持層、１２ａ…第１の部分、１２ｂ…第２の部分、１３、１４…素子、３０、４０、５０…マイクロ発光ダイオード、６１…ｎ型半導体層、６２…活性層、６３…ｐ型半導体層、６４…端面、６５…ｐ側電極、６６…ｎ側電極
【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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