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特開2020-194886ディスプレイ装置、ソース基板構造体、駆動基板構造体、およびディスプレイ装置の製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2020-194886(P2020-194886A)
(43)【公開日】2020年12月3日
(54)【発明の名称】ディスプレイ装置、ソース基板構造体、駆動基板構造体、およびディスプレイ装置の製造方法
(51)【国際特許分類】
H01L 33/62 20100101AFI20201106BHJP
G09F 9/33 20060101ALI20201106BHJP
G09F 9/00 20060101ALI20201106BHJP
【ＦＩ】
H01L33/62
G09F9/33
G09F9/00 342
【審査請求】未請求
【請求項の数】23
【出願形態】ＯＬ
【全頁数】35
(21)【出願番号】特願2019-99645(P2019-99645)
(22)【出願日】2019年5月28日
(71)【出願人】
【識別番号】390019839
【氏名又は名称】三星電子株式会社
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
(74)【代理人】
【識別番号】110000671
【氏名又は名称】八田国際特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】柳澤 智史
(72)【発明者】
【氏名】高木 孝
【テーマコード（参考）】
5C094
5F142
5G435
【Ｆターム（参考）】
5C094AA43
5C094BA25
5C094CA18
5C094DA11
5C094DB01
5C094FB01
5C094FB02
5C094FB12
5C094FB20
5F142AA32
5F142AA58
5F142AA82
5F142BA32
5F142CA11
5F142CA13
5F142CD02
5F142CD32
5F142DB24
5F142FA32
5F142FA34
5F142GA02
5G435AA17
5G435BB04
5G435KK05
(57)【要約】
【課題】発光素子と、発光素子を駆動する駆動基板とを簡便かつ確実に接合できるディスプレイ装置を提供する。【解決手段】発光素子側電極１２を有する発光素子１１と、基板側電極２１を有する基板２０と、発光素子側電極１２と基板側電極２１とを接続する金属層３５と、を有し、発光素子側電極１２と金属層３５との界面または基板側電極２１と金属層３５との界面のうち少なくともどちらか一方の界面に金属間化合物が形成されている、ディスプレイ装置１０。
【選択図】図１２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
発光素子側電極を有する発光素子と、
前記発光素子を駆動するための駆動基板と、
前記駆動基板上に設けられた駆動基板側電極と、
前記発光素子側電極と前記駆動基板側電極とを接続する金属層と、を有し、
前記発光素子側電極と前記金属層との界面または前記駆動基板側電極と前記金属層との界面のうち少なくともどちらか一方の界面に金属間化合物が形成されている、ディスプレイ装置。
前記発光素子を駆動するための駆動基板と、
前記駆動基板上に設けられた駆動基板側電極と、
前記発光素子側電極と前記駆動基板側電極とを接続する金属層と、を有し、
前記発光素子側電極と前記金属層との界面または前記駆動基板側電極と前記金属層との界面のうち少なくともどちらか一方の界面に金属間化合物が形成されている、ディスプレイ装置。
【請求項2】
発光素子側電極を有する発光素子と、
前記発光素子を駆動するための駆動基板と、
前記駆動基板上に設けられた駆動基板側電極と、
前記発光素子側電極と前記駆動基板側電極とを接続する金属層と、
前記発光素子と前記駆動基板とを接続する接着剤層と、
を有する、ディスプレイ装置。
前記発光素子を駆動するための駆動基板と、
前記駆動基板上に設けられた駆動基板側電極と、
前記発光素子側電極と前記駆動基板側電極とを接続する金属層と、
前記発光素子と前記駆動基板とを接続する接着剤層と、
を有する、ディスプレイ装置。
【請求項3】
前記発光素子側電極および前記駆動基板側電極は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、およびＩＴＯよりなる群から選択される少なくとも１種の金属、またはグラフェンを少なくとも含み、
前記金属層は、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金、Ｓｎ−Ｂｉ合金、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ合金、およびＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｎｉ合金よりなる群から選択される少なくとも１種の合金を含む、請求項１または２に記載のディスプレイ装置。
前記金属層は、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金、Ｓｎ−Ｂｉ合金、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ合金、およびＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｎｉ合金よりなる群から選択される少なくとも１種の合金を含む、請求項１または２に記載のディスプレイ装置。
【請求項4】
前記発光素子側電極は、矩形状であり、最も長い辺の長さが１００μｍ以下である、請求項１〜３のいずれか１つに記載のディスプレイ装置。
【請求項5】
前記発光素子側電極は矩形状であり、前記金属層の膜厚は、前記発光素子側電極の短辺の長さの半分以下である、請求項１〜４のいずれか１つに記載のディスプレイ装置。
【請求項6】
請求項１〜５のいずれか１つに記載のディスプレイ装置の製造に使用する、ソース基板構造体であって、
所定波長のレーザー光を透過させるソース基板と、
前記ソース基板に樹脂材料を含むリリース層を介して保持された複数の発光素子と、
前記発光素子に設けられた発光素子側電極と、
前記発光素子側電極に設けられたバンプと、
を有する、ソース基板構造体。
所定波長のレーザー光を透過させるソース基板と、
前記ソース基板に樹脂材料を含むリリース層を介して保持された複数の発光素子と、
前記発光素子に設けられた発光素子側電極と、
前記発光素子側電極に設けられたバンプと、
を有する、ソース基板構造体。
【請求項7】
前記発光素子側電極は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、およびＩＴＯよりなる群から選択される少なくとも１種の金属、またはグラフェンを少なくとも含み、
前記バンプは、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金、Ｓｎ−Ｂｉ合金、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ合金、およびＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｎｉ合金よりなる群から選択される少なくとも１種の合金を含む、請求項６に記載のソース基板構造体。
前記バンプは、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金、Ｓｎ−Ｂｉ合金、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ合金、およびＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｎｉ合金よりなる群から選択される少なくとも１種の合金を含む、請求項６に記載のソース基板構造体。
【請求項8】
前記バンプ上を含む前記発光素子上に形成された接着剤層をさらに有する、請求項６または７に記載のソース基板構造体。
【請求項9】
前記接着剤層の膜厚が５０μｍ以下である、請求項８に記載のソース基板構造体。
【請求項10】
前記バンプは、ドーム状、円柱、ｎ角錐、ｎ角柱（ｎは３以上の整数）、半円柱、半楕円柱、および半ｍ角柱（ｍは４以上の整数）よりなる群から選択される少なくとも１つの形状である、請求項６〜９のいずれか１つに記載のソース基板構造体。
【請求項11】
請求項１〜５のいずれか１つに記載のディスプレイ装置の製造に使用する、ソース基板構造体であって、
所定波長のレーザー光を透過させるソース基板と、
前記ソース基板に樹脂材料を含むリリース層を介して保持された複数の発光素子と、
前記発光素子に設けられた発光素子側電極と、
前記発光素子の前記発光素子側電極を含む面に形成されていて、金属粉を含む樹脂層と、
を有する、ソース基板構造体。
所定波長のレーザー光を透過させるソース基板と、
前記ソース基板に樹脂材料を含むリリース層を介して保持された複数の発光素子と、
前記発光素子に設けられた発光素子側電極と、
前記発光素子の前記発光素子側電極を含む面に形成されていて、金属粉を含む樹脂層と、
を有する、ソース基板構造体。
【請求項12】
前記金属粉を含む樹脂層は、異方性導電性を有する、請求項１１に記載のソース基板構造体。
【請求項13】
前記発光素子は、矩形状であり、長辺の長さが１００μｍ以下であり、
前記複数の発光素子は、前記ソース基板上での配列ピッチが２００μｍ以下である、請求項６〜１２のいずれか１つに記載のソース基板構造体。
前記複数の発光素子は、前記ソース基板上での配列ピッチが２００μｍ以下である、請求項６〜１２のいずれか１つに記載のソース基板構造体。
【請求項14】
請求項１〜５のいずれか１つに記載のディスプレイ装置の製造に使用する、駆動基板構造体であって、
ディスプレイ装置の発光素子と電気的に接続するための駆動基板側電極が設けられている駆動基板と、
前記駆動基板側電極上を含む前記駆動基板上に形成されていて、樹脂材料を含む接着剤層と、
を有する、駆動基板構造体。
ディスプレイ装置の発光素子と電気的に接続するための駆動基板側電極が設けられている駆動基板と、
前記駆動基板側電極上を含む前記駆動基板上に形成されていて、樹脂材料を含む接着剤層と、
を有する、駆動基板構造体。
【請求項15】
請求項１〜５のいずれか１つに記載のディスプレイ装置の製造に使用する、駆動基板構造体であって、
ディスプレイ装置の発光素子と電気的に接続するための駆動基板側電極が設けられている駆動基板と、
前記駆動基板側電極上に設けられたバンプと、
を有する、駆動基板構造体。
ディスプレイ装置の発光素子と電気的に接続するための駆動基板側電極が設けられている駆動基板と、
前記駆動基板側電極上に設けられたバンプと、
を有する、駆動基板構造体。
【請求項16】
前記駆動基板側電極は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、およびＩＴＯよりなる群から選択される少なくとも１種の金属、またはグラフェンを少なくとも含み、
前記バンプは、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金、Ｓｎ−Ｂｉ合金、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ合金、およびＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｎｉ合金よりなる群から選択される少なくとも１種の合金を含む、請求項１５に記載の駆動基板構造体。
前記バンプは、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金、Ｓｎ−Ｂｉ合金、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ合金、およびＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｎｉ合金よりなる群から選択される少なくとも１種の合金を含む、請求項１５に記載の駆動基板構造体。
【請求項17】
サファイア基板上に発光素子となる半導体層を形成する半導体層形成工程と、
前記半導体層上に発光素子側電極を形成する発光素子側電極形成工程と、
前記発光素子側電極の面に中継基板を接着して前記半導体層を前記中継基板に転写する１次転写工程と、
前記サファイア基板を前記半導体層から除去するサファイア基板除去工程と、
所定波長のレーザー光を透過するソース基板上に、樹脂材料を含むリリース層を形成するリリース層形成工程と、
前記リリース層上へ前記中継基板上の前記半導体層を転写する２次転写工程と、
前記中継基板を除去する中継基板除去工程と、
前記半導体層を分割して前記発光素子にする発光素子形成工程と、
前記発光素子側電極にバンプを形成する発光素子側バンプ形成工程と、
駆動基板側電極が形成されている駆動基板の上に樹脂材料を含む接着剤層を形成する駆動基板側接着剤層形成工程と、
前記駆動基板側電極に対応させて前記発光素子を位置決めする位置決め工程と、
前記ソース基板側から、位置決めされた前記発光素子へ所定波長のレーザー光を照射して前記リリース層から前記発光素子を分離させて前記駆動基板へ接着させる発光素子固定工程と、
を有する、ディスプレイ装置の製造方法。
前記半導体層上に発光素子側電極を形成する発光素子側電極形成工程と、
前記発光素子側電極の面に中継基板を接着して前記半導体層を前記中継基板に転写する１次転写工程と、
前記サファイア基板を前記半導体層から除去するサファイア基板除去工程と、
所定波長のレーザー光を透過するソース基板上に、樹脂材料を含むリリース層を形成するリリース層形成工程と、
前記リリース層上へ前記中継基板上の前記半導体層を転写する２次転写工程と、
前記中継基板を除去する中継基板除去工程と、
前記半導体層を分割して前記発光素子にする発光素子形成工程と、
前記発光素子側電極にバンプを形成する発光素子側バンプ形成工程と、
駆動基板側電極が形成されている駆動基板の上に樹脂材料を含む接着剤層を形成する駆動基板側接着剤層形成工程と、
前記駆動基板側電極に対応させて前記発光素子を位置決めする位置決め工程と、
前記ソース基板側から、位置決めされた前記発光素子へ所定波長のレーザー光を照射して前記リリース層から前記発光素子を分離させて前記駆動基板へ接着させる発光素子固定工程と、
を有する、ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項18】
サファイア基板上に発光素子となる半導体層を形成する半導体層形成工程と、
前記半導体層上に発光素子側電極を形成する発光素子側電極形成工程と、
前記発光素子側電極の面に中継基板を接着して前記半導体層を前記中継基板に転写する１次転写工程と、
前記サファイア基板を前記半導体層から除去するサファイア基板除去工程と、
所定波長のレーザー光を透過するソース基板上に、樹脂材料を含むリリース層を形成するリリース層形成工程と、
前記リリース層上へ前記中継基板上の前記半導体層を転写する２次転写工程と、
前記中継基板を除去する中継基板除去工程と、
前記半導体層を分割して前記発光素子にする発光素子形成工程と、
前記発光素子側電極にバンプを形成する発光素子側バンプ形成工程と、
前記発光素子側電極および前記バンプを含む前記発光素子上に樹脂材料を含む接着剤層を形成する発光素子側接着剤層形成工程と、
駆動基板上に形成された駆動基板側電極の前記駆動基板側電極に対応させて前記発光素子を位置決めする位置決め工程と、
前記ソース基板側から、位置決めされた前記発光素子へ所定波長のレーザー光を照射して前記リリース層から前記発光素子を分離させて前記駆動基板へ接着させる発光素子固定工程と、
を有する、ディスプレイ装置の製造方法。
前記半導体層上に発光素子側電極を形成する発光素子側電極形成工程と、
前記発光素子側電極の面に中継基板を接着して前記半導体層を前記中継基板に転写する１次転写工程と、
前記サファイア基板を前記半導体層から除去するサファイア基板除去工程と、
所定波長のレーザー光を透過するソース基板上に、樹脂材料を含むリリース層を形成するリリース層形成工程と、
前記リリース層上へ前記中継基板上の前記半導体層を転写する２次転写工程と、
前記中継基板を除去する中継基板除去工程と、
前記半導体層を分割して前記発光素子にする発光素子形成工程と、
前記発光素子側電極にバンプを形成する発光素子側バンプ形成工程と、
前記発光素子側電極および前記バンプを含む前記発光素子上に樹脂材料を含む接着剤層を形成する発光素子側接着剤層形成工程と、
駆動基板上に形成された駆動基板側電極の前記駆動基板側電極に対応させて前記発光素子を位置決めする位置決め工程と、
前記ソース基板側から、位置決めされた前記発光素子へ所定波長のレーザー光を照射して前記リリース層から前記発光素子を分離させて前記駆動基板へ接着させる発光素子固定工程と、
を有する、ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項19】
サファイア基板上に発光素子となる半導体層を形成する半導体層形成工程と、
前記半導体層上に発光素子側電極を形成する発光素子側電極形成工程と、
前記発光素子側電極の面に中継基板を接着して前記半導体層を前記中継基板に転写する１次転写工程と、
前記サファイア基板を前記半導体層から除去するサファイア基板除去工程と、
所定波長のレーザー光を透過するソース基板上に、樹脂材料を含むリリース層を形成するリリース層形成工程と、
前記リリース層上へ前記中継基板上の前記半導体層を転写する２次転写工程と、
前記中継基板を除去する中継基板除去工程と、
前記半導体層を分割して前記発光素子にする発光素子形成工程と、
前記発光素子上に金属粉を含む樹脂層を形成する発光素子側樹脂層形成工程と、
駆動基板側電極が形成されている駆動基板の前記駆動基板側電極に対応させて前記発光素子を位置決めする位置決め工程と、
前記ソース基板側から、位置決めされた前記発光素子へ所定波長のレーザー光を照射して前記リリース層から前記発光素子を分離させて前記駆動基板へ接着させる発光素子固定工程と、
を有する、ディスプレイ装置の製造方法。
前記半導体層上に発光素子側電極を形成する発光素子側電極形成工程と、
前記発光素子側電極の面に中継基板を接着して前記半導体層を前記中継基板に転写する１次転写工程と、
前記サファイア基板を前記半導体層から除去するサファイア基板除去工程と、
所定波長のレーザー光を透過するソース基板上に、樹脂材料を含むリリース層を形成するリリース層形成工程と、
前記リリース層上へ前記中継基板上の前記半導体層を転写する２次転写工程と、
前記中継基板を除去する中継基板除去工程と、
前記半導体層を分割して前記発光素子にする発光素子形成工程と、
前記発光素子上に金属粉を含む樹脂層を形成する発光素子側樹脂層形成工程と、
駆動基板側電極が形成されている駆動基板の前記駆動基板側電極に対応させて前記発光素子を位置決めする位置決め工程と、
前記ソース基板側から、位置決めされた前記発光素子へ所定波長のレーザー光を照射して前記リリース層から前記発光素子を分離させて前記駆動基板へ接着させる発光素子固定工程と、
を有する、ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項20】
サファイア基板上に発光素子となる半導体層を形成する半導体層形成工程と、
前記半導体層上に発光素子側電極を形成する発光素子側電極形成工程と、
前記発光素子側電極の面に中継基板を接着して前記半導体層を前記中継基板に転写する１次転写工程と、
前記サファイア基板を前記半導体層から除去するサファイア基板除去工程と、
所定波長のレーザー光を透過するソース基板上に、樹脂材料を含むリリース層を形成するリリース層形成工程と、
前記リリース層上へ前記中継基板上の前記半導体層を転写する２次転写工程と、
前記中継基板を除去する中継基板除去工程と、
前記半導体層を分割して前記発光素子にする発光素子形成工程と、
前記発光素子上に金属粉を含む樹脂層を形成する発光素子側樹脂層形成工程と、
前記金属粉を含む樹脂層上に樹脂材料を含む接着剤層を形成する発光素子側接着剤層形成工程と、
駆動基板側電極が形成されている駆動基板の前記駆動基板側電極に対応させて前記発光素子を位置決めする位置決め工程と、
前記ソース基板側から、位置決めされた前記発光素子へ所定波長のレーザー光を照射して前記リリース層から前記発光素子を分離させて前記駆動基板へ接着させる発光素子固定工程と、
を有する、ディスプレイ装置の製造方法。
前記半導体層上に発光素子側電極を形成する発光素子側電極形成工程と、
前記発光素子側電極の面に中継基板を接着して前記半導体層を前記中継基板に転写する１次転写工程と、
前記サファイア基板を前記半導体層から除去するサファイア基板除去工程と、
所定波長のレーザー光を透過するソース基板上に、樹脂材料を含むリリース層を形成するリリース層形成工程と、
前記リリース層上へ前記中継基板上の前記半導体層を転写する２次転写工程と、
前記中継基板を除去する中継基板除去工程と、
前記半導体層を分割して前記発光素子にする発光素子形成工程と、
前記発光素子上に金属粉を含む樹脂層を形成する発光素子側樹脂層形成工程と、
前記金属粉を含む樹脂層上に樹脂材料を含む接着剤層を形成する発光素子側接着剤層形成工程と、
駆動基板側電極が形成されている駆動基板の前記駆動基板側電極に対応させて前記発光素子を位置決めする位置決め工程と、
前記ソース基板側から、位置決めされた前記発光素子へ所定波長のレーザー光を照射して前記リリース層から前記発光素子を分離させて前記駆動基板へ接着させる発光素子固定工程と、
を有する、ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項21】
サファイア基板上に発光素子となる半導体層を形成する半導体層形成工程と、
前記半導体層上に発光素子側電極を形成する発光素子側電極形成工程と、
前記発光素子側電極の面に中継基板を接着して前記半導体層を前記中継基板に転写する１次転写工程と、
前記サファイア基板を前記半導体層から除去するサファイア基板除去工程と、
所定波長のレーザー光を透過するソース基板上に、樹脂材料を含むリリース層を形成するリリース層形成工程と、
前記リリース層上へ前記中継基板上の前記半導体層を転写する２次転写工程と、
前記中継基板を除去する中継基板除去工程と、
前記半導体層を分割して前記発光素子にする発光素子形成工程と、
前記発光素子上に樹脂材料を含む接着剤層を形成する発光素子側接着剤層形成工程と、
駆動基板側電極が形成されている駆動基板の前記駆動基板側電極の上にバンプを形成する駆動基板側バンプ形成工程と、
前記駆動基板側電極に対応させて前記発光素子を位置決めする位置決め工程と、
前記ソース基板側から、位置決めされた前記発光素子へ所定波長のレーザー光を照射して前記リリース層から前記発光素子を分離させて前記駆動基板へ接着させる発光素子固定工程と、
を有する、ディスプレイ装置の製造方法。
前記半導体層上に発光素子側電極を形成する発光素子側電極形成工程と、
前記発光素子側電極の面に中継基板を接着して前記半導体層を前記中継基板に転写する１次転写工程と、
前記サファイア基板を前記半導体層から除去するサファイア基板除去工程と、
所定波長のレーザー光を透過するソース基板上に、樹脂材料を含むリリース層を形成するリリース層形成工程と、
前記リリース層上へ前記中継基板上の前記半導体層を転写する２次転写工程と、
前記中継基板を除去する中継基板除去工程と、
前記半導体層を分割して前記発光素子にする発光素子形成工程と、
前記発光素子上に樹脂材料を含む接着剤層を形成する発光素子側接着剤層形成工程と、
駆動基板側電極が形成されている駆動基板の前記駆動基板側電極の上にバンプを形成する駆動基板側バンプ形成工程と、
前記駆動基板側電極に対応させて前記発光素子を位置決めする位置決め工程と、
前記ソース基板側から、位置決めされた前記発光素子へ所定波長のレーザー光を照射して前記リリース層から前記発光素子を分離させて前記駆動基板へ接着させる発光素子固定工程と、
を有する、ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項22】
前記ソース基板には、分割後の複数の前記発光素子が前記リリース層によって保持されており、
１個の前記発光素子は、矩形状で、長辺の長さが１００μｍ以下であり、
複数の前記発光素子の前記ソース基板上での配列ピッチは２００μｍ以下であり、
前記発光素子固定工程は、前記駆動基板上に配列させる複数の前記発光素子の配列ピッチが、前記ソース基板の配列ピッチに対して３倍以上となり、かつディスプレイパネルサイズに応じた所定個数を配列させる、請求項１７〜２１のいずれか１つに記載のディスプレイ装置の製造方法。
１個の前記発光素子は、矩形状で、長辺の長さが１００μｍ以下であり、
複数の前記発光素子の前記ソース基板上での配列ピッチは２００μｍ以下であり、
前記発光素子固定工程は、前記駆動基板上に配列させる複数の前記発光素子の配列ピッチが、前記ソース基板の配列ピッチに対して３倍以上となり、かつディスプレイパネルサイズに応じた所定個数を配列させる、請求項１７〜２１のいずれか１つに記載のディスプレイ装置の製造方法。
【請求項23】
前記発光素子側電極および前記駆動基板側電極は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、およびＩＴＯよりなる群から選択される少なくとも１種の金属、またはグラフェンを少なくとも含み、
前記発光素子側電極および前記駆動基板側電極の間に、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金、Ｓｎ−Ｂｉ合金、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ合金、およびＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｎｉ合金よりなる群から選択される少なくとも１種の合金を含む金属層が形成されている、請求項１７〜２２のいずれか１つに記載のディスプレイ装置の製造方法。
前記発光素子側電極および前記駆動基板側電極の間に、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金、Ｓｎ−Ｂｉ合金、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ合金、およびＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｎｉ合金よりなる群から選択される少なくとも１種の合金を含む金属層が形成されている、請求項１７〜２２のいずれか１つに記載のディスプレイ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ディスプレイ装置、ソース基板構造体、駆動基板構造体、およびディスプレイ装置の製造方法に関し、詳細には、ディスプレイ装置、ディスプレイ装置を製造する際に使用されるソース基板構造体と駆動基板構造体、およびディスプレイ装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ディスプレイ装置として、最近では、発光素子としてマイクロＬＥＤ（ｍｉｃｒｏ−ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）によるディスプレイ装置が脚光を浴びている。マイクロＬＥＤによるディスプレイ装置は、応答速度が速く、焼き付けを起こさず、低電力で高輝度高精細の映像を映し出せる次世代の表示装置である。
【0003】
マイクロＬＥＤによるディスプレイ装置の製造技術としては、たとえば、特許文献１がある。特許文献１の技術は、まず、第１段付き水平面上に第１導電性接着構造が形成される。続いて、第１移送基板上の第１発光デバイスが第１導電性接着構造上に置かれ、第１発光デバイスの第１部分集合が第１導電性接着構造に接着される。続いて、第１発光デバイスの第２部分集合が第１移送基板に取り付けられたまま、レーザー照射を用いて、第１移送基板から第１発光デバイスの第１部分集合を選択的に切り離す。この技術によれば、追加的デバイスが既存の第１発光デバイスまたはバックプレーン上の接着位置にあるデバイスと重なる位置に存在しない限り、各追加的移送基板上の追加的デバイスをバックプレーン上の追加的導電性接着構造に、同じ方法を用いて接着できるものとされている。この技術においては、発光デバイスがマイクロＬＥＤである。また、バックプレーン基板は、発光デバイスへ電力を供給する駆動基板である。
【0004】
なお、マイクロＬＥＤを用いたディスプレイ装置ではないが、素子と基板とを接続する技術としては、たとえば、特許文献２から８がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特表２０１８−５０８９７１号公報
【特許文献2】特許４０７０７９５号明細書
【特許文献3】特許５５４９１９０号明細書
【特許文献4】特開２００２−１１８１３７号公報
【特許文献5】特開２０１５−０８８７４４号公報
【特許文献6】特開２０１６−１４３７４１号公報
【特許文献7】国際公開第２０１４／１１５７９８号
【特許文献8】国際公開第２０１７／０３３９３１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
マイクロＬＥＤによるディスプレイ装置の発展には、一般消費者向け製品の市場投入が必要不可欠である。そのためには、より簡便な製造方法の確立が急務である。
【0007】
このような要望がある中で、従来技術である特許文献１では、発光デバイスに電力を供給するバックプレーン基板に段差を形成し、段差ごとに発光デバイスを接続している。このため、従来技術では、段差付きのバックプレーン基板をまず製造し、さらに、バックプレーン基板の段差ごとに発光デバイスを接続するなど、複雑な製造方法となっている。
【0008】
そこで、本発明は、発光素子と、発光素子を駆動する駆動基板とを簡便かつ確実に接合できるディスプレイ装置を提供することである。
【0009】
また、本発明の他の目的は、発光素子を含むソース基板構造体であって、発光素子と駆動基板とを簡便かつ確実に接合できるソース基板構造体を提供することである。
【0010】
また、本発明の他の目的は、発光素子を駆動する駆動基板構造体であって、発光素子と駆動基板とを簡便かつ確実に接合できる駆動基板構造体を提供することである。
【0011】
また、本発明の他の目的は、発光素子を駆動する駆動基板とを簡便かつ確実に接合できるディスプレイ装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0012】
上記課題は以下の手段により達成される。
【0013】
（１）発光素子側電極を有する発光素子と、前記発光素子を駆動するための駆動基板と、
前記駆動基板上に設けられた駆動基板側電極と、
前記発光素子側電極と前記駆動基板側電極とを接続する金属層と、を有し、
前記発光素子側電極と前記金属層との界面または前記駆動基板側電極と前記金属層との界面のうち少なくともどちらか一方の界面に金属間化合物が形成されている、ディスプレイ装置。
【0014】
（２）発光素子側電極を有する発光素子と、前記発光素子を駆動するための駆動基板と、
前記駆動基板上に設けられた駆動基板側電極と、
前記発光素子側電極と前記駆動基板側電極とを接続する金属層と、
前記発光素子と前記駆動基板とを接続する接着剤層と、
を有する、ディスプレイ装置。
【0015】
（３）ディスプレイ装置の製造に使用する、ソース基板構造体であって、所定波長のレーザー光を透過させるソース基板と、
前記ソース基板に樹脂材料を含むリリース層を介して保持された複数の発光素子と、
前記発光素子に設けられた発光素子側電極と、
前記発光素子側電極に設けられたバンプと、
を有する、ソース基板構造体。
【0016】
（４）ディスプレイ装置の製造に使用する、ソース基板構造体であって、所定波長のレーザー光を透過させるソース基板と、
前記ソース基板に樹脂材料を含むリリース層を介して保持された複数の発光素子と、
前記発光素子に設けられた発光素子側電極と、
前記発光素子の前記発光素子側電極を含む面に形成されていて、金属粉を含む樹脂層と、
を有する、ソース基板構造体
（５）ディスプレイ装置の発光素子と電気的に接続するための駆動基板側電極が設けられている駆動基板と、
前記駆動基板側電極上を含む前記駆動基板上に形成されていて、樹脂材料を含む接着剤層と、
を有する、駆動基板構造体。
【0017】
（６）ディスプレイ装置の製造に使用する、駆動基板構造体であって、ディスプレイ装置の発光素子と電気的に接続するための駆動基板側電極が設けられている駆動基板と、
前記駆動基板側電極上に設けられたバンプと、
を有する、駆動基板構造体。
【0018】
（７）サファイア基板上に発光素子となる半導体層を形成する半導体層形成工程と、前記半導体層上に発光素子側電極を形成する発光素子側電極形成工程と、
前記発光素子側電極の面に中継基板を接着して前記半導体層を前記中継基板に転写する１次転写工程と、
前記サファイア基板を前記半導体層から除去するサファイア基板除去工程と、
所定波長のレーザー光を透過するソース基板上に、樹脂材料を含むリリース層を形成するリリース層形成工程と、
前記リリース層上へ前記中継基板上の前記半導体層を転写する２次転写工程と、
前記中継基板を除去する中継基板除去工程と、
前記半導体層を分割して前記発光素子にする発光素子形成工程と、
前記発光素子側電極にバンプを形成する発光素子側バンプ形成工程と、
駆動基板側電極が形成されている駆動基板の上に樹脂材料を含む接着剤層を形成する駆動基板側接着剤層形成工程と、
前記駆動基板側電極に対応させて前記発光素子を位置決めする位置決め工程と、
前記ソース基板側から、位置決めされた前記発光素子へ所定波長のレーザー光を照射して前記リリース層から前記発光素子を分離させて前記駆動基板へ接着させる発光素子固定工程と、
を有する、ディスプレイ装置の製造方法。
【0019】
（８）サファイア基板上に発光素子となる半導体層を形成する半導体層形成工程と、前記半導体層上に発光素子側電極を形成する発光素子側電極形成工程と、
前記発光素子側電極の面に中継基板を接着して前記半導体層を前記中継基板に転写する１次転写工程と、
前記サファイア基板を前記半導体層から除去するサファイア基板除去工程と、
所定波長のレーザー光を透過するソース基板上に、樹脂材料を含むリリース層を形成するリリース層形成工程と、
前記リリース層上へ前記中継基板上の前記半導体層を転写する２次転写工程と、
前記中継基板を除去する中継基板除去工程と、
前記半導体層を分割して前記発光素子にする発光素子形成工程と、
前記発光素子側電極にバンプを形成する発光素子側バンプ形成工程と、
前記発光素子側電極および前記バンプを含む前記発光素子上に樹脂材料を含む接着剤層を形成する発光素子側接着剤層形成工程と、
駆動基板上に形成された駆動基板側電極の前記駆動基板側電極に対応させて前記発光素子を位置決めする位置決め工程と、
前記ソース基板側から、位置決めされた前記発光素子へ所定波長のレーザー光を照射して前記リリース層から前記発光素子を分離させて前記駆動基板へ接着させる発光素子固定工程と、
を有する、ディスプレイ装置の製造方法。
【0020】
（９）サファイア基板上に発光素子となる半導体層を形成する半導体層形成工程と、前記半導体層上に発光素子側電極を形成する発光素子側電極形成工程と、
前記発光素子側電極の面に中継基板を接着して前記半導体層を前記中継基板に転写する１次転写工程と、
前記サファイア基板を前記半導体層から除去するサファイア基板除去工程と、
所定波長のレーザー光を透過するソース基板上に、樹脂材料を含むリリース層を形成するリリース層形成工程と、
前記リリース層上へ前記中継基板上の前記半導体層を転写する２次転写工程と、
前記中継基板を除去する中継基板除去工程と、
前記半導体層を分割して前記発光素子にする発光素子形成工程と、
前記発光素子上に金属粉を含む樹脂層を形成する発光素子側樹脂層形成工程と、
駆動基板側電極が形成されている駆動基板の前記駆動基板側電極に対応させて前記発光素子を位置決めする位置決め工程と、
前記ソース基板側から、位置決めされた前記発光素子へ所定波長のレーザー光を照射して前記リリース層から前記発光素子を分離させて前記駆動基板へ接着させる発光素子固定工程と、
を有する、ディスプレイ装置の製造方法。
【0021】
（１０）サファイア基板上に発光素子となる半導体層を形成する半導体層形成工程と、前記半導体層上に発光素子側電極を形成する発光素子側電極形成工程と、
前記発光素子側電極の面に中継基板を接着して前記半導体層を前記中継基板に転写する１次転写工程と、
前記サファイア基板を前記半導体層から除去するサファイア基板除去工程と、
所定波長のレーザー光を透過するソース基板上に、樹脂材料を含むリリース層を形成するリリース層形成工程と、
前記リリース層上へ前記中継基板上の前記半導体層を転写する２次転写工程と、
前記中継基板を除去する中継基板除去工程と、
前記半導体層を分割して前記発光素子にする発光素子形成工程と、
前記発光素子上に金属粉を含む樹脂層を形成する発光素子側樹脂層形成工程と、
前記金属粉を含む樹脂層上に樹脂材料を含む接着剤層を形成する発光素子側接着剤層形成工程と、
駆動基板側電極が形成されている駆動基板の前記駆動基板側電極に対応させて前記発光素子を位置決めする位置決め工程と、
前記ソース基板側から、位置決めされた前記発光素子へ所定波長のレーザー光を照射して前記リリース層から前記発光素子を分離させて前記駆動基板へ接着させる発光素子固定工程と、
を有する、ディスプレイ装置の製造方法。
【0022】
（１１）サファイア基板上に発光素子となる半導体層を形成する半導体層形成工程と、前記半導体層上に発光素子側電極を形成する発光素子側電極形成工程と、
前記発光素子側電極の面に中継基板を接着して前記半導体層を前記中継基板に転写する１次転写工程と、
前記サファイア基板を前記半導体層から除去するサファイア基板除去工程と、
所定波長のレーザー光を透過するソース基板上に、樹脂材料を含むリリース層を形成するリリース層形成工程と、
前記リリース層上へ前記中継基板上の前記半導体層を転写する２次転写工程と、
前記中継基板を除去する中継基板除去工程と、
前記半導体層を分割して前記発光素子にする発光素子形成工程と、
前記発光素子上に樹脂材料を含む接着剤層を形成する発光素子側接着剤層形成工程と、
駆動基板側電極が形成されている駆動基板の前記駆動基板側電極の上にバンプを形成する駆動基板側バンプ形成工程と、
前記駆動基板側電極に対応させて前記発光素子を位置決めする位置決め工程と、
前記ソース基板側から、位置決めされた前記発光素子へ所定波長のレーザー光を照射して前記リリース層から前記発光素子を分離させて前記駆動基板へ接着させる発光素子固定工程と、
を有する、ディスプレイ装置の製造方法。
【発明の効果】
【0023】
本発明によれば、発光素子側電極と駆動基板側電極とを、金属間化合物が形成された金属層によって接続したので、発光素子と、発光素子を駆動する駆動基板とを簡便かつ確実に接合できる。
【0024】
また、本発明によれば、発光素子側電極と駆動基板側電極とを金属層によって接続すると共に、発光素子と駆動基板とを接着剤層によって接続したので、発光素子と、発光素子を駆動する駆動基板とを簡便かつ確実に接合できる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】ディスプレイ装置の製造方法に係る、マイクロＬＥＤ形成工程を示した断面図である。
【図2】ディスプレイ装置の製造方法に係る、マイクロＬＥＤ形成工程を示した断面図である。
【図3】ディスプレイ装置の製造方法に係る、マイクロＬＥＤ形成工程を示した断面図である。
【図4】ディスプレイ装置の製造方法に係る、マイクロＬＥＤ形成工程を示した断面図である。
【図5】ディスプレイ装置の製造方法に係る、マイクロＬＥＤ形成工程を示した断面図である。
【図6】ディスプレイ装置の製造方法に係る、マイクロＬＥＤ形成工程を示した断面図である。
【図7】ディスプレイ装置の製造方法に係る、マイクロＬＥＤ形成工程を示した断面図である。
【図8A】ＳＡＰを用いたバンプ形成方法を説明するための断面図である。
【図8B】ＳＡＰを用いたバンプ形成方法を説明するための断面図である。
【図8C】ＳＡＰを用いたバンプ形成方法を説明するための断面図である。
【図9A】バンプの形状例を示す斜視図である。
【図9B】バンプの形状例を示す斜視図である。
【図9C】バンプの形状例を示す斜視図である。
【図9D】バンプの形状例を示す斜視図である。
【図9E】バンプの形状例を示す斜視図である。
【図9F】バンプの形状例を示す斜視図である。
【図9G】バンプの形状例を示す斜視図である。
【図9H】バンプの形状例を示す斜視図である。
【図9I】バンプの形状例を示す斜視図である。
【図10】ディスプレイ装置の製造方法に係る駆動基板を示す断面図である。
【図11】ディスプレイ装置の製造方法に係るマイクロＬＥＤと駆動基板との接続方法を説明するための断面図である。
【図12】ディスプレイ装置の製造方法に係るマイクロＬＥＤと駆動基板との接続方法を説明するための断面図である。
【図13】実施形態２における、駆動基板と接続する前のマイクロＬＥＤが保持されたソース基板の断面図である。
【図14】実施形態２における、マイクロＬＥＤが接続される前の駆動基板の断面図である。
【図15】実施形態３における、駆動基板と接続する前のマイクロＬＥＤが保持されたソース基板の断面図である。
【図16】実施形態３の変形例における、駆動基板と接続する前のマイクロＬＥＤが保持されたソース基板の断面図である。
【図17】実施形態４における、駆動基板と接続する前のマイクロＬＥＤが保持されたソース基板の断面図である。
【図18】実施形態４における、マイクロＬＥＤが接続される前の駆動基板の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0026】
以下、添付された図面を参照し、本発明の実施形態について詳細に説明する。以下の図面において、同一参照符号は、同一構成要素を指し、図面上において、各構成要素の大きさは、説明の明瞭性および便宜さのために誇張されてもいる。一方、以下で説明される実施形態は、ただ例示的なものに過ぎず、そのような実施形態から多様な変形が可能である。
【0027】
以下において、「上部」や「上」と記載されたところは、接触して真上にあるものだけではなく、非接触で上にあるものも含んでもよい。
【0028】
単数の表現は、文脈上明白に異なって意味しない限り、複数の表現を含む。また、ある部分がある構成要素を「含む」または「有する」とするとき、それは、特別に反対となる記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含んでもよいということを意味する。
【0029】
また、「前記」の用語、およびそれと類似した指示用語の使用は、単数および複数のいずれにも該当する。
【0030】
方法を構成する段階について、明白に順序を記載する、あるいは反対となる記載がなければ、段階は、適切な順序で実行される。必ずしも前記段階の記載順序に限定されるものではない。全ての例、または例示的な用語（たとえば、など）の使用は、単に技術的思想を説明するためのものであり、特許請求の範囲によって限定されない以上、前記例、または例示的な用語によって範囲が限定されるものではない。
【0031】
（実施形態１）本発明の例示的な実施形態１によるディスプレイ装置の製造方法について説明する。
【0033】
ディスプレイ装置の製造方法に係る、マイクロＬＥＤ形成工程は、まず、図１に示すように、サファイア基板１０１にマイクロＬＥＤ（発光素子）となる半導体層１０２が形成される。半導体層１０２は、ＬＥＤとして所定の波長の光を発光する。半導体層１０２は、サファイア基板１０１に成長させたＧａＮ系半導体などである。この段階では、半導体層１０２は、個別のマイクロＬＥＤの形態に分割されていない。本実施形態では、サファイア基板１０１と半導体層１０２を合わせて初期基板１００と称する。
【0034】
サファイア基板１０１は、たとえば４インチウェーハサイズの大きさである。
【0035】
半導体層１０２の上には、さらに、分割後の各マイクロＬＥＤに対応する位置に、電極が形成される。本実施形態では、この電極をＬＥＤ側電極１２（発光素子側電極）と称する。マイクロＬＥＤへの分割については後述する。
【0036】
ＬＥＤ側電極１２は、半導体層１０２上に、分割後のマイクロＬＥＤとなる部分ごとに形成される。ＬＥＤ側電極１２は、半導体層１０２と電気的に接続された金属配線の一部がそのまま用いられてもよいし、半導体層１０２と直接接する金属パッドとして形成されてもよい。
【0037】
ＬＥＤ側電極１２は、たとえば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、およびＩＴＯよりなる群から選択される少なくとも１種の金属、またはグラフェン（Ｇｒａｐｈｅｎｅ）を少なくとも用いて形成される。中でも、Ａｕ、Ａｇ、およびＣｕが好ましい。これらの金属は、後述するハンダ合金と金属間化合物を形成する。
【0038】
続いて、図２に示すように、初期基板１００のＬＥＤ側電極１２が形成された面に、転写用樹脂層１１１によって中継基板１１２が貼り付けられる。この工程は、たとえば、以下のように行われる。まず、中継基板１１２の、初期基板１００と対向する面に転写用樹脂層１１１がスピンコーティングなどで形成される。続いて、初期基板１００と中継基板１１２が貼り合わされる。続いて、加熱処理によって、転写用樹脂層１１１が硬化されて、初期基板１００と中継基板１１２が固着される。
【0039】
中継基板１１２は、たとえば石英ガラス基板が用いられる。転写用樹脂層１１１は、たとえば、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂（たとえばＰＭＭＡ（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ））、エポキシ樹脂、ＰＰ（Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）樹脂、ポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ（Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ Ｓｔｙｒｅｎｅ）樹脂などの樹脂材料が用いられる。転写用樹脂層１１１は、例示した樹脂材料と共に熱硬化剤が配合されている。また転写用樹脂層１１１は、その他の熱硬化性樹脂が使用される。転写用樹脂層１１１は、後述するレーザーリフトオフで使用するレーザー光波長の吸収率が８０％以上であることが好ましい。
【0040】
続いて、図３に示すように、サファイア基板１０１が半導体層１０２から分離される。サファイア基板１０１の分離は、たとえば、レーザーリフトオフ技術を用いる。具体的には、サファイア基板１０１側から、その全面を走査するようにして、紫外線波長のレーザー光が照射される。レーザー光照射によって、サファイア基板１０１が半導体層１０２から分離される。レーザー光は、たとえば、波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザーが使用される。使用する波長はこれに限定されず、サファイア基板１０１を半導体層１０２から分離できる波長であればよい。
【0041】
続いて、図４に示すように、半導体層１０２側に、リリース層１３を介してソース基板１４を貼り合わせる。リリース層１３は、ダイナミックリリース層（ＤＲＬ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒｅｌｅａｓｅ Ｌａｙｅｒ））とも称される。この工程は、たとえば、以下のように行われる。まず、半導体層１０２側に、リリース層１３となる樹脂材料がスピンコーティングなどで形成される。続いて、この樹脂材料にソース基板１４が貼り合わされる。続いて、加熱処理によって、樹脂材料が硬化されてリリース層１３となり、ソース基板１４が固着される。
【0042】
ソース基板１４は、後述するレーザーアブレーション工程に使用するレーザー光の波長を透過させる。ソース基板１４は、たとえば、石英ガラス基板が用いられる。石英ガラス基板は、たとえば、前述したサファイア基板１０１と同じサイズかそれ以上でよく、具体的には、サファイア基板１０１が４インチウェーハであれば、ソース基板１４（石英ガラス基板）も４インチウェーハサイズが用いられる。具体的なソース基板の大きさの例は、後述する。
【0043】
リリース層１３となる樹脂材料は、たとえば、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂（たとえばＰＭＭＡ（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ））、エポキシ樹脂、ＰＰ（Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）樹脂、ポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ（Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ Ｓｔｙｒｅｎｅ）樹脂などであり、熱硬化剤が配合されている。樹脂材料は、その他の熱硬化性樹脂が使用されてもよい。リリース層１３となる樹脂材料は、レーザーアブレーション工程で使用するレーザー光の所定波長の吸収率が８０％以上であることが好ましい。このような吸収率の樹脂材料を用いることによって、レーザーアブレーション工程におけるマイクロＬＥＤの分離が容易になる。
【0044】
リリース層１３の膜厚は、硬化後において０．１μｍ以上２μｍ以下となるように、樹脂材料の塗布時に調整される。
【0045】
続いて、図５に示すように、中継基板１１２が除去される。中継基板１１２の除去は、たとえば、レーザーリフトオフ技術が用いられる。中継基板１１２の除去は、たとえば、以下ように行われる。まず、中継基板１１２側から、中継基板１１２の全面を走査するように紫外線波長のレーザー光が照射される。これにより、レーザー光の照射によって転写用樹脂層１１１が溶解し、中継基板１１２がＬＥＤ側電極１２の面から分離されて、除去される。ＬＥＤ側電極１２の面に残った転写用樹脂層１１１は、洗浄処理により取り除かれる。ここで使用するレーザー光は、波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザーである。使用する波長はこれに限定されず、転写用樹脂層１１１として使用する樹脂材料に応じて適宜決定されてもよい。
【0046】
続いて、図６に示すように、半導体層１０２が複数のマイクロＬＥＤ１１に分割される。複数のマイクロＬＥＤ１１への分割は、たとえば、半導体層１０２上にフォトレジストを形成して、フォトリソグラフィによりパターニングし、パターニングされたフォトレジストをマスクとしてドライエッチングにより、個別のマイクロＬＥＤ１１に分割される。この段階では、さらに、分割されたマイクロＬＥＤ１１をマスクとして、リリース層１３もマイクロＬＥＤ１１と同じ形状となるようにパターニングされる。使用されるドライエッチングは、異方性エッチングであるＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）が好ましい。マイクロＬＥＤ１１のチップ形状は、ＬＥＤ側電極１２が形成されている面を平面として見たとき、矩形状である。マイクロＬＥＤ１１は、矩形の各辺のうち最も長い辺の長さが、たとえば１００μｍ以下である。また、マイクロＬＥＤ１１の高さ、すなわち、半導体層１０２の厚さは、たとえば５００μｍ以下である。したがって、マイクロＬＥＤ１１全体の形状としては、縦×横×高さ＝１００μｍ以下×１００μｍ以下×５００μｍ以下である。なお、縦、横および高さのそれぞれ下限値は、特に限定されず、製造可能な大きさであればよい。
【0047】
また、ソース基板１４上に配列されたマイクロＬＥＤ１１は、マイクロＬＥＤ１１同士が確実に分割されていれば、それらの隙間（間隔）は製造可能な最小値でよい。このため、配列ピッチは、マイクロＬＥＤ１１の大きさにもよるが、たとえば２００μｍ以下が好ましい。配列ピッチは、たとえば、隣接するマイクロＬＥＤ同士の中心間距離、または隣接するマイクロＬＥＤ同士の同じ側のエッジ間距離である。
【0048】
本実施形態１では、続いて、図７に示すように、ＬＥＤ側電極１２のそれぞれにバンプ３１が形成される。バンプ３１の形成は、周知の方法でよく、たとえば、ボールバンプ法、ソルダーペースト法、プレス法、めっき法などを用いることができる。また、異方性導電性ペーストの一つであるＳＡＰ（Ｓｅｌｆ Ａｓｓｅｎｍｂｌｙ Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ）を用いることもできる。
【0049】
バンプ３１を形成するための金属は、たとえば、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金、Ｓｎ−Ｂｉ合金、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ合金、およびＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｎｉ合金よりなる群から選択される少なくとも１種の合金が好ましい。これらの合金は、先に説明したＬＥＤ側電極１２の金属および後述する駆動基板側電極の金属と、金属間化合物を形成する。このような合金は、市販のハンダ合金を用いることができる。市販のハンダ合金としては、たとえば、ハンダメーカーからハンダ（ソルダー）の組成が開示されている（参考：千住金属工業株式ホームページ内、「エコソルダー合金と形態」。ＵＲＬ＝ｈｔｔｐｓ：／／ｊｐ．ｓｅｎｊｕ．ｃｏｍ／ｊａ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｅｃｏｓｏｌｄｅｒ／ａｌｌｏｙ＿ｆｏｒｍ／）。このＵＲＬのページから抜粋したハンダ合金の組成を表１および２に示す。
【0050】
【表1】
【0051】
【表2】
【0052】
バンプ形成方法の一例として、ＳＡＰを用いた方法を説明する。図８Ａから図８Ｃは、ＳＡＰを用いたバンプ形成方法を説明するための断面図である。図８Ａから図８Ｃは、１個のＬＥＤ１１を示している。
【0054】
続いて、図８Ｂに示すように、ＬＥＤ側電極１２がある面にＳＡＰ３０が塗布される。ＳＡＰ３０は、熱硬化性樹脂３０ａ内にハンダなどの金属粉３０ｂが配合されている。金属粉３０ｂの形状は限定されず、粒子状、板片状など、どのような形状でもよい。ＳＡＰ３０内に配合される金属粉３０ｂは、上記したハンダ合金と同様の金属が用いられる。
【0055】
続いて、マイクロＬＥＤ１１が形成されているソース基板１４全体が加熱される。加熱温度は、たとえば１６０℃である。加熱により、ＬＥＤ側電極１２の金属表面には、金属粉３０ｂが凝集する。一方、ＳＡＰ３０内の樹脂成分は、溶解して失われる。これにより、図８Ｃに示すように、ＬＥＤ側電極１２の金属表面に凝集された金属粉３０ｂがバンプ３１になる。
【0056】
図９Ａから９Ｉは、バンプ３１の形状例を示す斜視図である。ＬＥＤ側電極１２の上に形成されるバンプ３１の形状は、たとえば、図９Ａに示すドーム状３１１、図９Ｂに示すアーチ状３１２、図９Ｃに示す円柱３１３、図９Ｄに示す半円柱３１４、図９Ｅに示す半楕円柱３１５、図９Ｆに示すｎ角錐３１６（ｎは３以上の整数、図はｎ＝４を示す）、図９Ｇに示すｎ角柱３１７（ｎは３以上の整数、図はｎ＝４を示す）、図９Ｈに示す半ｍ角柱３１８（半ｍ角柱とは、角柱の少なくとも１辺の長さが他の辺と異なり、ｍは４以上の整数）、図９Ｉに示す不定形３１９などである。
【0057】
バンプ３１の形成面積は、その形状によらず、バンプ３１の底面の面積が、図９Ａに示したように、ＬＥＤ側電極１２の面積より小さくしてもよいし、図９Ｂに示したようにＬＥＤ側電極１２の面積とほぼ同じになるようにしてもよい。
【0058】
バンプ３１の大きさは、ＬＥＤ側電極１２および後述する駆動基板側電極の面積によって異なる。バンプ３１は、後述するディスプレイ装置の完成品（詳細後述）において、ＬＥＤ側電極１２と駆動基板側電極を接続する金属層になる。このため、バンプ３１の大きさは、この金属層の膜厚を決めることになる。そこで、ディスプレイ装置の完成品において、金属層の膜厚を以下のように定義する。図９Ａを参照して、ＬＥＤ側電極１２の短辺の長さをＡ、ＬＥＤ側電極１２の長辺の長さをＢとするとき（Ａ＝Ｂでもよい）、ＬＥＤ側電極面積Ｓ＝Ａ×Ｂとなる。そして、ディスプレイ装置の完成時における金属層の膜厚Ｔは、短辺Ａの半分以下とする。金属層は、この範囲の膜厚にすることで、ＬＥＤ側電極１２と駆動基板側電極を接続した際に、金属が周辺にあふれて、他の配線やパッドなどと接触してしまうのを防止できる。したがって、バンプ３１の大きさは、ディスプレイ装置の完成時における金属層の膜厚Ｔを考慮して設計する。具体的には、たとえば、ＬＥＤ側電極１２の大きさを、１辺が５μｍ以上１０μｍ以下の正方形とした場合、バンプ３１の高さｔは、たとえば２μｍ以上２０μｍ以下とすることが好ましい。このようなバンプ３１の大きさは、限定的なものではなく、ＬＥＤ側電極１２の大きさや、バンプ形状などによって適宜変更可能である。なお、バンプ３１の高さｔは、図９Ａに示したように、ＬＥＤ側電極表面からバンプ３１の最も高い部分までの高さｔである。バンプ３１の高さｔは、図９Ｂから図９Ｉには示していないが、図９Ｂから図９Ｉに示したバンプにおいても同様である。
【0059】
本実施形態１では、ここまでの工程で、マイクロＬＥＤ１１がリリース層１３によってソース基板１４に保持されたソース基板構造体が提供される。
【0060】
次に、駆動基板について説明する。図１０はディスプレイ装置の製造方法に係る駆動基板を示す断面図である。
【0061】
駆動基板２０は、製造するディスプレイ装置のサイズに対応した大きさとなる。具体的な大きさの例は後述する。
【0062】
駆動基板２０は、マイクロＬＥＤ１１に電力を供給するために必要な配線やＴＦＴ（ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ−ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などと共に、ＬＥＤ側電極１２と接続するための電極が形成される。本実施形態では、駆動基板２０に設けられる電極を駆動基板側電極２１と称する。駆動基板側電極２１は、駆動基板２０上に形成されている金属配線の一部がそのまま用いられてもよいし、配線と接続された金属パッドとして形成されてもよい。駆動基板側電極２１は、既に説明したＬＥＤ側電極１２と同様の金属が用いられる。
【0063】
そして、本実施形態１では、駆動基板２０の駆動基板側電極２１が形成された面に、接着剤層３２が形成される。接着剤層３２は、たとえば、非導電性接着剤であるＮＣＦ（Ｎｏｎｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）、ＮＣＰ（Ｎｏｎｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｐａｓｔｅ）、およびＮＣＡ（Ｎｏｎ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ａｄｈｅｓｉｖｅ）などが用いられる。また、接着材層は、たとえば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンなどに、熱硬化剤が配合されたものが使用されてもよい。接着剤層３２は、これらに限定されず、熱硬化性樹脂を使用することができる。また、接着剤層３２は、フォトレジスト（ポジ型）が使用されてもよい。
【0064】
接着剤層３２は、たとえば、ラミネート法や印刷法などによって、駆動基板２０の駆動基板側電極２１が形成された面の全面に塗布される。接着剤層３２の厚さは、たとえば、１μｍ以上５０μｍ以下である。後述するマイクロＬＥＤ１１と駆動基板２０との接続においては、加圧、加熱工程がある。本実施形態１では、接着剤層３２の厚さを１μｍ以上５０μｍ以下とすることで、この加圧、加熱工程によりＬＥＤ側電極１２に形成されたバンプ３１を駆動基板側電極２１まで到達させることができる。
【0065】
本実施形態１では、ここまでの工程で、接着剤層３２が設けられている駆動基板構造体が提供される。
【0066】
次に、マイクロＬＥＤ１１と駆動基板２０との接続について説明する。図１１および図１２は、ディスプレイ装置の製造方法に係るマイクロＬＥＤ１１と駆動基板２０との接続方法を説明するための断面図である。
【0067】
マイクロＬＥＤ１１と駆動基板２０との接続は、レーザーアブレーション技術を利用する。図１１に示すように、まず、１個のマイクロＬＥＤ１１が駆動基板２０へ接続するための位置となるように、ソース基板１４全体の位置が位置決めされる。このときの位置決めは、１個のマイクロＬＥＤ１１のＬＥＤ側パッドが、これを駆動するために対応する駆動基板側電極２１と接続できる位置にされる。
【0068】
位置決め後、ソース基板１４側から、１個のマイクロＬＥＤ１１に目がけて、所定波長（紫外線（ＵＶ））のレーザー光１６が照射される。レーザー光１６の照射によって、１個のマイクロＬＥＤ１１をソース基板１４に接着していたリリース層１３が溶解されて、マイクロＬＥＤ１１が駆動基板２０側へ放出される。放出されたマイクロＬＥＤ１１は、駆動基板２０側の接着剤層３２にキャッチされる。使用されるレーザー光１６の所定波長としては、たとえば、波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザーである。そのほか、波長２６６ｎｍのＹＡＧ（ＦＨＧ）、波長３５５ｎｍのＹＡＧ（ＴＨＧ）などが用いられる。特に、波長３５５ｎｍのレーザーは、石英ガラス基板に代えてガラス基板を用いることができ、部材および装置コストの面でより優位性が得られる。そのほかの波長のレーザー光を用いてもよい。
【0069】
レーザー光１６のビーム径は１個のマイクロＬＥＤ１１のチップサイズと同じか、それ以上のサイズでもよい。ただし、レーザー光１６のビーム径は、ソース基板１４上で隣接するマイクロＬＥＤ１１に影響しない程度の大きさとすることが好ましい。このようなレーザー光１６のビーム径とすることで、ソース基板１４上で並んでいるマイクロＬＥＤ１１を１個１個選択的に駆動基板２０側へ転写させることができる。
【0070】
レーザー光１６のビームは１本でも良いが、マスクなどを用いて、またはレーザー光源を複数用意して、所望のピッチで複数のビームを同時に照射することとしてもよい。このようにすることで、多数のマイクロＬＥＤ１１を同時に転写させることもできる。
【0071】
また、レーザーアブレーション工程を行う際の、マイクロＬＥＤ１１と駆動基板２０との隙間（ギャップ）間隔は、１μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。隙間間隔が１μｍ以上２００μｍ以下とされることで、レーザーアブレーション工程により分離されたマイクロＬＥＤ１１を、狙い通りの位置で駆動基板２０にキャッチさせることができる。
【0072】
続いて、駆動基板２０上に必要数のマイクロＬＥＤ１１が配置されたなら、マイクロＬＥＤ１１を駆動基板２０方向へ相対的に押圧して、密着させると共に加熱する。このときの加圧力はＬＥＤ側電極１２と駆動基板側電極２１がバンプ３１によって接続されるようにする。加熱温度は、バンプ３１が溶解する温度である。加熱温度は、たとえば、上述した千住金属工業株式製のエコソルダーによりバンプ３１を形成した場合、ハンダリフローと同様の温度が使用される。上述した千住金属工業株式製のホームページによれば、エコソルダーの溶融温度は、組成により異なり、１３９℃以上２４５℃以下となっている。したがって、加圧加熱工程における加熱温度は、使用したハンダ合金（エコソルダー）に合わせて設定される。
【0073】
加熱温度は、接着剤層３２を硬化させる温度でもなければならない。たとえば、熱硬化性樹脂を含むＮＣＦ、ＮＣＰ、ＮＣＡを用いた場合、加圧力にもよるが、圧力１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下の場合、硬化温度は１００℃以上２００℃以下とされる。この温度範囲は、上述したハンダリフロー温度範囲と重なる温度である。このことから、加圧加熱工程における温度は、バンプ３１に使用するハンダ合金の組成および接着剤層３２として用いた樹脂材料の硬化温度から、両者の特性に合わせて適宜決定される。
【0074】
これにより、図１２に示すように、ディスプレイ装置１０が完成する。完成品のディスプレイ装置１０におけるＬＥＤ側電極１２と駆動基板側電極２１は、バンプ３１が金属層３５となって電気的に接続される。金属層３５は、バンプ３１の金属と各電極の金属とで形成された金属間化合物である。金属層３５の膜厚Ｔは既に説明したとおりである。
【0075】
金属間化合物は、２種類以上の金属からなる化合物である。金属間化合物は、いわゆる合金の仲間である。通常の合金は元の金属のどちらかの構造が保持され、もう一方の金属原子がランダムに置換された固溶体の構造を有している。通常の合金は固溶体合金と称される。固溶体合金の組成は、構成する金属が同じであっても、ある程度の幅はあるものの様々な比率とすることができる。一方、金属間化合物は、元の金属とは異なる結晶構造をもつ化合物である。金属間化合物の組成は、２種類以上の金属が簡単な整数比（１：２、１：３など）となっている。
【0076】
このような金属間化合物は、ＬＥＤ側電極１２および駆動基板側電極２１のそれぞれの金属にバンプ３１の金属が接合される際に形成される。したがって、金属間化合物は、金属層３５のうち、ＬＥＤ側電極１２と金属層３５との界面１２ａ、または駆動基板側電極２１と金属層３５との界面２１ａのうち少なくともどちらか一方の界面を含む範囲に形成される。
【0077】
ディスプレイ装置１０の製造方法としては、マイクロＬＥＤ１１と駆動基板２０とを接続した後、必要な周辺回路の接続や配線などが行われる。
【0078】
本実施形態１によれば以下の効果を奏する。
【0079】
本実施形態１において、完成したディスプレイ装置１０は、平面状の駆動基板２０に対してマイクロＬＥＤ１１が、金属層３５と接着剤層３２の薄膜によって接続されている。したがって、本実施形態１は、マイクロＬＥＤ１１を保持したソース基板１４も、駆動基板２０も、素子構造や電極以外の段差などはないため、従来技術と比較して簡便かつ確実に、マイクロＬＥＤ１１と駆動基板２０を接続することができる。しかも、本実施形態１は、駆動基板２０とマイクロＬＥＤ１１が金属層３５と接着剤層３２の２層構造で接続されているため、強固に接続させることができる。
【0080】
また、本実施形態１では、マイクロＬＥＤ１１と駆動基板２０の間が、金属間化合物による金属層３５によって接続されるため、電気伝導性がよい。
【0081】
また、本実施形態１では、バンプ３１を、マイクロＬＥＤ１１がソース基板１４に保持された状態でＬＥＤ側電極１２に形成した。マイクロＬＥＤ１１が保持されているソース基板１４は、ウェーハサイズである。一方、駆動基板２０はディスプレイサイズである。
【0082】
ソース基板１４と駆動基板２０の大きさの違いについて具体例を挙げて説明する。表３から４は、パネルサイズごとに、ソース基板１４と駆動基板２０との配列ピッチおよび大きさの違いと、それらの比率を示している。表３は３２インチパネル用の場合、表４は８８インチパネル用の場合、表５は１００インチパネル用の場合である。いずれの場合も、マイクロＬＥＤ１１のチップサイズは、４０μｍ×４０μｍ、ディスプレイパネルの解像度は４Ｋで画素数３，８４０×２，１６０である。
【0083】
【表3】
【0084】
【表4】
【0085】
【表5】
【0086】
表３に示すように、駆動基板２０のサイズが３２インチパネル用の場合、ソース基板１４と駆動基板２０とで、配列ピッチは３．６倍、面積は約５７倍になる。
【0087】
また、表４に示すように、駆動基板２０のサイズが８８インチパネル用の場合、ソース基板１４と駆動基板２０とで、配列ピッチは１０倍、面積は約４４０倍になる。
【0088】
また、表５に示すように、駆動基板２０のサイズが１００インチパネル用の場合、ソース基板１４と駆動基板２０とで、配列ピッチは１２倍、面積は約５６９倍になる。
【0089】
これらのことから、ソース基板１４上のマイクロＬＥＤ１１の配列ピッチは、駆動基板２０上では３倍以上となるように配列されて、接着されることがわかる。しかも、パネルサイズが大きくなるほど、配列ピッチの比率も大きくなる。なお、駆動基板２０上における配列ピッチの上限は、ディスプレイパネルとして所望される所定個数のマイクロＬＥＤ１１が配列できるピッチであればよい。
【0090】
面積についても同様に、約５７倍から５６９倍と、パネルサイズが大きくなると、その比率も大きくなる。このことからは、ＳＡＰ３０を塗布してバンプ３１を形成する場合、駆動基板２０側に塗布するよりも、ソース基板１４側へ塗布する方が、塗布面積が小さくなる。
【0091】
４インチウェーハサイズである７０×７０ｍｍでは、そこに保持されるマイクロＬＥＤの個数は、約１８８万個である。したがって、４Ｋ解像度（約８３０万画素）では、ソース基板約４．４枚必要となる。
【0092】
このことから、ＳＡＰ３０を塗布する場合、塗布面積は、駆動基板２０の面積に対して必要枚数のソース基板１４の面積が、３２インチパネルで約１３分の１、８８インチパネルで約１００分の１、１００インチパネルで約１４４分の１になる。このため、本実施形態１では、使用するＳＡＰ３０の量を少なくできる。したがって、材料コストや塗布工程に係る経費を低減することが可能となる。また、マイクロＬＥＤ１１の配列ピッチの大きく違うため、ＳＡＰ３０がソース基板側へ塗布されることで、無駄になるＳＡＰの量も少なくできる。
【0093】
このように、本実施形態１では、ディスプレイパネルの大きさによって異なるもの、ソース基板１４から駆動基板２０へマイクロＬＥＤ１１を転写する際、配列ピッチで３倍以上、塗布面積比で１０以上の差がある。このため、たとえば、駆動基板２０側に、バンプ３１と共に接着剤層３２を形成するような方法と比較して、本実施形態１は、製造工程を簡便にし、かつ材料の無駄を少なくすることができる。
【0094】
特に、近年、実用化されてきた４Ｋ、８Ｋといった高精細解像度を有するディスプレイ装置１０の製造では、多くのマイクロＬＥＤ１１を駆動基板２０へ転写させて接続しなければならない。このため、本実施形態によって、製造時間を短縮することができ、生産性を向上できる。
【0095】
また、本実施形態１では、バンプ３１として、既に説明したようにハンダ合金など、もともと金属間化合物を形成しやすい金属を使用することで、ＬＥＤ側電極１２および駆動基板側電極２１に使用している金属と容易に金属間化合物が形成される。これは、たとえば、電極の表面にメッキ法によって形成されるＡｕＳｎ合金などよりも金属間化合物が形成されやすい。
【0096】
また、本実施形態１では、特に、バンプ３１をＳＡＰ３０により形成することで、微細化構造の電極でも確実にバンプ形成を行うことができる。
【0097】
また、本実施形態１では、特に、バンプ３１をＳＡＰ３０により形成することで、たとえば、金属ワイヤの先端部を溶融させたボールを固着させてバンプ３１を形成させたり、ニードルディスペンサーやフォトレジスト工程を経るバンプ形成方法と比較して、工程時間が短くて済む。
【0098】
（実施形態２）実施形態２は、マイクロＬＥＤ１１と駆動基板２０とを接続する工程が実施形態１と異なる。それ以外の製造工程は、実施形態１と同様である。また、実施形態１で説明した部材と、同様機能を有する部材については、配置が異なっている場合も含めて同じ符号を付した。
【0099】
図１３は、実施形態２における、駆動基板２０と接続する前のマイクロＬＥＤ１１が保持されたソース基板１４の断面図である。図１４は、実施形態２における、マイクロＬＥＤ１１が接続される前の駆動基板２０の断面図である。
【0100】
ソース基板１４側は、図１３に示すように、分割されたマイクロＬＥＤ１１のＬＥＤ側電極１２にバンプ３１が形成され、さらに、マイクロＬＥＤ１１ごとに、バンプ３１を覆うように接着剤層３２が形成されている。バンプ３１の形成方法、およびバンプ３１となる金属材料は、実施形態１と同じである。接着剤層３２は、たとえば、印刷法を用いて形成され、１個１個のマイクロＬＥＤ１１に対応して、分割されている。バンプ３１を含む接着剤層３２の膜厚は、５０μｍ以下であることが好ましい。一方、接着剤層３２の膜厚の下限は、バンプ３１を覆うようにすることが好ましい。たとえば、バンプ３１の高さｔが実施形態１同様に、２μｍ以上２０μｍ以下である場合、接着剤層３２の膜厚の下限は、３μｍ以上２１μｍ以下とすることが好ましい。
【0101】
本実施形態２では、バンプ３１の上から接着剤層３２が設けられているソース基板構造体が提供される。
【0102】
一方、駆動基板２０側は、図１４に示すように、駆動基板側電極２１が形成された状態である。したがって、本実施形態２では、実施形態１とは異なり、駆動基板２０に接着剤層３２は形成されていない。
【0103】
その後は、実施形態１同様に、用意されたソース基板１４のマイクロＬＥＤ１１が１個１個、駆動基板２０に対して位置決めされ、レーザーアブレーション工程によってソース基板１４から１個１個のマイクロＬＥＤ１１が駆動基板２０へ転写される（図１１参照）。
【0104】
完成したディスプレイ装置１０は、実施形態１と同様に（図１２参照）、ＬＥＤ側電極１２と駆動基板側電極２１が金属層３５により接続され、金属層３５の一部または全部が金属間化合物となっている。また、マイクロＬＥＤ１１と駆動基板２０は、それぞれの電極以外の部分が接着剤層３２によって接続される。
【0105】
本実施形態２によれば、実施形態１と同様の効果に加え、以下の効果を奏する。
【0106】
本実施形態２は、接着剤層３２を、ソース基板１４のマイクロＬＥＤ１１上に形成した。このため、本実施形態２は、接着剤層３２の塗布面積も少なくなり、実施形態１と比較して、さらに材料コストを低減できる。
【0107】
このように、本実施形態２では、たとえば、駆動基板２０側にバンプ３１と共に接着剤層３２を形成するような方法と比較して、製造工程を簡便にし、かつ材料の無駄を少なくすることができる。
【0108】
（実施形態３）実施形態３は、マイクロＬＥＤ１１と駆動基板２０とを接続する工程が実施形態１および２と異なる。それ以外の工程は、実施形態１と同様である。また、実施形態１で説明した部材と、同様機能を有する部材については、配置が異なっている場合も含めて同じ符号を付した。
【0109】
図１５は、実施形態３における、駆動基板２０と接続する前のマイクロＬＥＤ１１が保持されたソース基板１４の断面図である。
【0110】
本実施形態３では、ソース基板１４側に、図１５に示すように、分割されたマイクロＬＥＤ１１ごとに、ＳＡＰ３０が塗布されている。本実施形態３では、ＳＡＰ３０が塗布されて形成された層は、熱硬化性樹脂３０ａの中に金属粉３０ｂが入っている樹脂層である。本実施形態では、この樹脂層をＳＡＰ層３６と称する。
【0111】
実施形態３のＳＡＰ層３６は、実施形態１において例示したＳＡＰ３０が用いられる。
【0112】
ＳＡＰ層３６は、たとえば、印刷法を用いることで、マイクロＬＥＤ１１のＬＥＤ側電極１２がある面にのみ形成される。したがって、ＳＡＰ層３６は、１個１個のマイクロＬＥＤ１１に対応して分割されている。
【0113】
ＳＡＰ層３６の膜厚は、たとえば５０μｍ以下とすることが好ましい。ＳＡＰ層３６の膜厚を、５０μｍ以下とすることで、実施形態１で説明した金属層３５の膜厚とすることができる。
【0114】
本実施形態３では、ＳＡＰ層３６が設けられているソース基板構造体が提供される。
【0115】
一方、駆動基板２０側は、実施形態２同様に、接着剤層３２は形成されない（図１４参照）。
【0116】
その後は、実施形態１同様に、用意されたソース基板１４のマイクロＬＥＤ１１が１個１個、駆動基板２０に対して位置決めされ、レーザーアブレーション工程によってソース基板１４から１個１個のマイクロＬＥＤ１１が駆動基板２０へ転写される（図１１参照）。その後、実施形態３では、加圧加熱工程において、ＳＡＰ３０内の金属粉３０ｂが電極間に凝集されて、電極同士を接続する金属層３５となる。
【0117】
完成したディスプレイ装置１０は、実施形態１と同様に（図１２参照）、ＬＥＤ側電極１２と駆動基板側電極２１が金属層３５により接続され、金属層３５の一部または全部が金属間化合物となっている。また、マイクロＬＥＤ１１と駆動基板２０の電極以外の部分は、接着剤層３２によって接続される。
【0118】
本実施形態３によれば、実施形態１と同様の効果に加え、以下の効果を奏する。
【0119】
本実施形態３は、ソース基板１４側に、ＳＡＰ３０を塗布してＳＡＰ層３６を形成したので、実施形態１または２のように、マイクロＬＥＤ１１上のＬＥＤ側電極１２にバンプ３１を形成する必要がない。このため、本実施形態３は、実施形態１および２より、製造工程がいっそう簡便にできる。
【0120】
また、本実施形態３は、たとえば、駆動基板２０の全面にＳＡＰを塗布するような方法と比較して、ＳＡＰ材料の無駄を少なくすることができる。
【0121】
なお、本実施形態３は、ＳＡＰ３０に代えて、その他の異方導電性ペーストであるＡＣＰ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ）や、異方導電性フィルムＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）を用いることもできる。ＡＣＰやＡＣＦを用いた場合、ＳＡＰ層３６は、ＡＣＰ層またはＡＣＦ層３６となる。本実施形態３は、ＡＣＰやＡＣＦを用いた場合も、上述したＳＡＰ３０を用いた場合と同様の効果を奏する。
【0123】
実施形態３の変形例では、実施形態３におけるＳＡＰ層３６の上に、さらに接着剤層３２が設けられている。ＳＡＰ層３６上の接着剤層３２は、ＳＡＰ層３６を同様に、マイクロＬＥＤ１１に合わせて分割されて形成される。
【0124】
ＳＡＰ３０は、熱硬化性樹脂３０ａを有するが、樹脂成分によっては接着力が小さい場合がある。このため使用するＳＡＰ３０の樹脂成分によっては、レーザーアブレーション工程により飛ばされたマイクロＬＥＤ１１が駆動基板２０でキャッチされない（接着しない）場合がある。
【0125】
本実施形態３の変形例は、ＳＡＰ層３６上の接着剤層３２が形成されたことで、使用するＳＡＰ３０の樹脂成分によらず、レーザーアブレーション工程においてマイクロＬＥＤ１１を、狙い通りの位置で駆動基板２０にキャッチさせることができる。
【0126】
ＳＡＰ層３６と接着剤層３２との合計膜厚は、６μｍ以上１００μｍ以下とすることが好ましい。これは、ＳＡＰ層３６を５μｍ以上５０μｍ以下とした場合、その上に接着剤層３２を１μｍ以上５０μｍ以下形成するためである。もちろんこのような膜厚は適宜変更可能である。
【0127】
これにより本実施形態３の変形例は、ＳＡＰ層３６の上から接着剤層３２が設けられているソース基板構造体が提供される。
【0128】
本実施形態３の変形例によるマイクロＬＥＤ１１と駆動基板２０とを接続する工程は、実施形態３と同じでよい。
【0129】
このように構成された実施形態３の変形例による効果は、実施形態３の効果に加え、接着剤層３２を設けたことで、マイクロＬＥＤ１１を駆動基板２０へ確実にキャッチさせることができる。
【0130】
（実施形態４）実施形態４は、マイクロＬＥＤ１１と駆動基板２０とを接続する工程が実施形態１から３と異なる。それ以外の製造工程は、実施形態１と同様である。また、実施形態１で説明した部材と、同様機能を有する部材については、配置が異なっている場合も含めて同じ符号を付した。
【0131】
図１７は、実施形態４における、駆動基板２０と接続する前のマイクロＬＥＤ１１が保持されたソース基板１４の断面図である。図１８は、実施形態４における、マイクロＬＥＤ１１が接続される前の駆動基板２０の断面図である。
【0132】
ソース基板１４側は、図１７に示すように、分割されたマイクロＬＥＤ１１ごとに、ＬＥＤ側電極１２がある面に接着剤層３２が形成されている。ただし、実施形態１および２とは異なり、バンプ３１は形成されていない。
【0133】
接着剤層３２は、たとえば、印刷法を用いることで、マイクロＬＥＤ１１のＬＥＤ側電極１２がある面にのみ形成される。したがって、接着剤層３２は、１個１個のマイクロＬＥＤ１１に対応して分割されている。接着剤層３２は、実施形態１と同様の材料が用いられる。
【0134】
これにより、本実施形態４では、ＬＥＤ側電極１２の上から接着剤層３２が設けられているソース基板構造体が提供される。
【0135】
一方、駆動基板２０側は、図１８に示すように、駆動基板側電極２１にバンプ３８が形成される。バンプ３１の形成方法は、実施形態１で説明したＬＥＤ側電極１２へのバンプ形成方法と同様の方法を用いることができる。
【0136】
これにより、本実施形態４では、駆動基板側電極２１にバンプ３８が設けられている駆動基板構造体が提供される。
【0137】
その後は、実施形態１同様に、ソース基板１４のマイクロＬＥＤ１１が１個１個、駆動基板２０に対して位置決めされ、レーザーアブレーション工程によってソース基板１４から１個１個のマイクロＬＥＤ１１が駆動基板２０へ転写される（図１１参照）。
【0138】
完成したディスプレイ装置１０は、実施形態１と同様に（図１２参照）、ＬＥＤ側電極１２と駆動基板側電極２１が金属層３５により接続され、金属層３５の一部または全部が金属間化合物となっている。また、マイクロＬＥＤ１１と駆動基板２０の電極以外の部分は、接着剤層３２によって接続される。
【0139】
本実施形態４によれば、実施形態１と同様の効果に加え、以下の効果を奏する。
【0140】
本実施形態４は、接着剤層３２を、ソース基板１４のマイクロＬＥＤ１１上に形成する一方、駆動基板２０側にバンプ３１を形成した。このため、本実施形態４は、実施形態１と比較して、接着剤層３２の塗布面積が少なくなり、接着剤層３２の材料コストを低減できる。
【0141】
このように、本実施形態４では、たとえば、駆動基板２０側にバンプ３１と共に接着剤層３２を形成するような方法と比較して、製造工程を簡便にし、かつ材料の無駄を少なくすることができる。
【実施例】
【0142】
以下では、ディスプレイ装置１０を試作した例について説明する。
【0143】
（実施例１）（ソース基板の作成）
本実施例１は、まず、４インチサイズのサファイア基板１０１上にＬＥＤとなる半導体層１０２とＬＥＤ側電極１２を形成した。ＬＥＤ側電極１２は半導体層１０２に直接形成した金（Ａｕ）製のパッドとした。半導体層１０２の膜厚は、５μｍ、ＬＥＤ側電極１２（パッド）は６０μｍ×３５μｍの矩形状とした。
【0144】
続いて、中継基板１１２上に、熱硬化剤を配合したポリイミド樹脂を１０μｍの膜厚でスピンコーティングし、転写用樹脂層１１１を形成した。中継基板１１２は石英ガラス基板を用いた。
【0145】
続いて、半導体層１０２と転写用樹脂層１１１が接するように、サファイア基板１０１と中継基板１１２を重ね合わせて、１０００Ｎ、２５０℃で、１０分間、加圧、加熱して、両基板を貼り合せた。
【0146】
続いて、波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザーをサファイア基板１０１側から、２００ｍＪ／ｃｍ２のエネルギー密度で全面照射し、半導体層１０２とサファイア基板１０１を分離した。
【0147】
続いて、ソース基板１４として石英ガラス基板を用意し、このソース基板１４上に、熱硬化剤が配合されたポリイミド樹脂をスピンコーティングして、膜厚０．１５μｍの樹脂層を形成し、真空オーブン中で２５０℃／１時間焼成してリリース層１３を形成した。ポリイミド樹脂は、ＨＤ３００７（ＨＤ ＭｉｃｒｏＳｙｓｔｅｍｓ）を所望の固形分濃度に希釈したものを用いた。ＨＤ３００７は波長２４８ｎｍの紫外線吸収率が９９％以上である。
【0148】
続いて、中継基板１１２上の半導体層１０２の面をソース基板１４のリリース層１３に重ね合わせて、ボンディング装置を用いて圧力１０００Ｎ、２５０℃で１０分、加圧、加熱して、ソース基板１４と中継基板１１２とを貼り合せた。
【0149】
続いて、波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザーを中継基板１１２側から、２００ｍＪ／ｃｍ２のエネルギー密度で全面照射し、転写用樹脂層１１１と中継基板１１２を分離した。半導体層１０２上に残った転写用樹脂を除去するために、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）を６０℃で転写用樹脂の表面に６０秒間スプレーした。その後、純水で６０秒間リンスした。
【0150】
続いて、ドライエッチング（酸素プラズマＲＩＥ）により半導体層１０２を個々のマイクロＬＥＤ１１に分割した。
【0151】
（バンプの形成）バンプ３１の形成のために、分割されたマイクロＬＥＤ１１を含むソース基板１４の全面にディスペンサーを用いてＳＡＰ３０を塗布した。ＳＡＰ３０の塗布後、ホットプレートを用いて１６０℃で１分間加熱し、その後、室温まで冷却した。ＳＡＰ３０は、リフロー実装異方性導電性ペーストＥｐｏｗｅｌｌ ＡＰ ｓｅｒｉｅｓ（積水化学工業株式会社製）を用いた。ＳＡＰ３０内の金属は、ＳｎＢｉおよびＳｎＡｇＣｕハンダ合金であり、樹脂は、熱硬化型の熱可塑性エポキシ樹脂である。
【0152】
その後、ＳＡＰ３０の樹脂成分をＮ−メチルピロリドンを用いてスプレー洗浄し、イソプロパノールで溶剤成分をリンス除去し、減圧下真空乾燥を行った。これにより、ＬＥＤ側電極１２上に、高さ３μｍのバンプ３１が形成された。
【0153】
（比較例１）比較例１は、マイクロＬＥＤ１１にバンプ３１を形成していない。比較例１は、バンプ３１を形成していない以外は実施例１と同じ構成である。
【0154】
（レーザーアブレーション工程による転写）一定の間隔に配線された銅（Ｃｕ）櫛型電極が形成されたガラス基板を用意した。ガラス基板は、駆動基板２０に相当する。櫛型電極は駆動基板側電極２１に相当する。櫛型電極の大きさは、２５μｍ×７０μｍである。
【0155】
この銅櫛型電極を含むガラス基板の全面に、非導電性材料を厚さ３０μｍでアプリケーターを用いて塗布して接着剤層３２を形成した。非導電性材料は、ビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂が主成分の熱硬化性樹脂である。
【0156】
続いて、ソース基板１４のマイクロＬＥＤ１１が保持されている面と、ガラス基板の櫛型電極が形成されている面を所定の隙間を開けて向かい合わせて保持した。この状態で、レーザーアブレーション工程により、マイクロＬＥＤ１１をガラス基板へ転写させた。ソース基板１４とガラス基板との隙間は、最も近接している部分で１００μｍとなるように保持した。レーザーアブレーション工程は、波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザーを使用し、照射エネルギー１００ｍＪ／ｃｍ２で行った。
【0157】
なお、実施例１は、評価実験のため、レーザーアブレーション工程の後、加圧加熱工程は行っていない。
【0158】
（転写位置精度の評価）レーザーアブレーション工程によってガラス基板にキャッチされたマイクロＬＥＤ１１の位置を測定した。測定は、目標となっている櫛型電極のエッジとマイクロＬＥＤ１１のエッジとの間隔を測定した。測定サンプル数は、マイクロＬＥＤ１１の個数として、実施例１および比較例１共に、それぞれ３０個である。
【0159】
実施例１（バンプ３１あり）では、測定値のバラツキの最大値が±２μｍであった。比較例１（バンプ３１なし）では、測定値のバラツキの最大値が±５μｍであった。
【0160】
この転写精度の評価結果から、マイクロＬＥＤ１１にバンプ３１を形成した実施例１の方が、バンプ３１なしの比較例１よりも転写の際に位置ずれが少なくなることがわかる。
【0161】
（キャッチ性能評価）上記同様に、銅櫛型電極が形成されたガラス基板に、接着剤層３２として、ビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂が主成分である非導電性材料を厚さ５、１０、２０、３０μｍ塗布したガラス基板サンプルを用意した。接着剤層３２として使用した熱硬化性樹脂は、既に説明したものと同じである。
【0162】
上記レーザーアブレーション工程による転写と同じく、波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザーを使用し、各ガラス基板サンプルごとに、それぞれ照射エネルギーを５０、６０、７０、８０、９０、および１００ｍＪ／ｃｍ２により照射してマイクロＬＥＤ１１を転写した。
【0163】
ガラス基板サンプルごと、および照射エネルギーごとに、上述した転写位置精度を評価した。結果を表６に示す。なお、評価結果は、目標位置に対するずれ量を評価し、×＝±１０μｍ以上のずれが発生、△＝±２μｍ以上１０μｍ未満のずれが発生、○＝±２μｍ未満のずれが発生とした。
【0164】
表６から、実施例１（バンプ３１あり）は、比較例１（バンプ３１なし）と比較して、照射エネルギーが低くても、位置精度が高いことがわかる。このため、バンプ３１を形成した方が、照射エネルギーマージンが広いことがわかる。一方、非導電性材料の膜厚については、実施例１（バンプ３１あり）の方が、比較例１（バンプ３１なし）より、膜厚が薄くても、位置ずれが少ない。このため、バンプ３１を形成した方が、非導電性材料の塗布時の膜厚のマージンが広いことがわかる。また、バンプ３１を形成した方が、非導電性材料の膜厚を薄くできるので、非導電性材料の使用量を少なくしてコスト低減を図ることができる。
【0165】
【表6】
【0166】
（実施例２）実施例２は、実施例１同様にソース基板１４にマイクロＬＥＤ１１を形成し、さらにマイクロＬＥＤ１１の電極にバンプ３１を形成した。
【0167】
そして、実施例２は、バンプ３１の上からソース基板１４の全面に、接着剤層３２としてビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂が主成分である非導電性材料を厚さ１０μｍでアプリケーターを用いて塗布した。
【0168】
（レーザーアブレーション工程による転写）一定の間隔に配線された銅（Ｃｕ）櫛型電極が形成されたガラス基板を用意した。櫛型電極の大きさは、２５μｍ×７０μｍである。
【0169】
続いて、ソース基板１４のマイクロＬＥＤ１１が保持されている面と、ガラス基板の櫛型電極が形成されている面を向かい合わせて保持し、レーザーアブレーション工程により、マイクロＬＥＤ１１をガラス基板へ転写させた。ソース基板１４とガラス基板との隙間は、最も近接している部分で１００μｍとなるように保持した。レーザーアブレーション工程は、波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザーを使用し、照射エネルギー１００ｍＪ／ｃｍ２で行った。
【0170】
なお、実施例２においても、実施例１同様に、評価実験のため、レーザーアブレーション工程の後、加圧加熱工程は行っていない。
【0171】
（転写位置精度の評価）レーザーアブレーション工程によってガラス基板にキャッチされたマイクロＬＥＤ１１の位置を測定した。測定は、目標となっている櫛型電極のエッジとマイクロＬＥＤ１１のエッジとの間隔を測定した。測定サンプル数は、マイクロＬＥＤ１１の個数として、実施例２および比較例１共に、それぞれ３０個である。
【0172】
実施例２（バンプ３１あり）では、測定値のバラツキの最大値が±２μｍであった。比較例１（バンプ３１なし）では、測定値のバラツキの最大値が±５μｍであった。
【0173】
この転写精度の評価結果から、マイクロＬＥＤ１１にバンプ３１を形成後、さらに接着剤層３２を塗布した実施例２の方が、バンプ３１なしの比較例１よりも転写の際に位置ずれが少ないことがわかる。
【0174】
（キャッチ性能評価）上記レーザーアブレーション工程による転写と同じく、波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザーを使用し、各ガラス基板サンプルごとに、それぞれ照射エネルギーを５０、６０、７０、８０、９０、および１００ｍＪ／ｃｍ２により照射してマイクロＬＥＤ１１を転写した。
【0175】
ガラス基板サンプルごと、および照射エネルギーごとに、上述した転写位置精度を評価した。結果を表７に示す。なお、評価結果は、表６と同様に、×＝±１０μｍ以上のずれが発生、△＝±２μｍ以上１０μｍ未満のずれが発生、○＝±２μｍ未満のずれが発生とした。
【0176】
表７から、実施例２（バンプ３１あり）は、比較例１（バンプ３１なし）と比較して、照射エネルギーが低くても、位置精度が高いことがわかる。このため、バンプ３１を形成した方が、照射エネルギーマージンが広いことがわかる。
【0177】
【表7】
【0178】
以上のように各実施例は、マイクロＬＥＤ１１を駆動基板２０側への転写位置精度がよい。また各実施例は、照射エネルギーに多くのマージンがある。これらのことから、本発明は、マイクロＬＥＤ１１のディスプレイ装置１０を製造する際に、従来よりも簡便な製造方法を採用したうえで、歩留まりの向上が期待できることがわかる。
【0179】
以上、本発明の実施形態および実施例を説明したが、本発明はこれら実施形態や実施例に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
【0180】
上述した各実施形態では、ＬＥＤ側電極１２と駆動基板側電極２１を接続する金属として、金属間化合物を形成しやすい金属を用いることとした。しかし、本発明は、金属間化合物を形成しやすい金属に限定されない。本発明の実施形態としては、たとえば、ＬＥＤ側電極１２と駆動基板側電極２１を電気的に接続できる金属であってもよい。その場合は、ＬＥＤ側電極１２と駆動基板側電極２１とが金属層３５で接続され、マイクロＬＥＤ１１と駆動基板２０とが接着剤層３２によって接続される。したがって、このような場合も、マイクロＬＥＤ１１と駆動基板２０とが金属層３５と接着剤層３２の２層構造によって接続された形態となる。金属間化合物を形成しやすい金属を用いなかった場合の製造方法は、説明した各実施形態と同様であるので、簡便かつ確実にマイクロＬＥＤ１１と駆動基板２０を接続することができる。
【0181】
そのほか、本発明は特許請求の範囲に記載された構成に基づき様々な改変が可能であり、それらについても本発明の範疇である。
【符号の説明】
【0182】
１０ ディスプレイ装置、１１ マイクロＬＥＤ、
１２ ＬＥＤ側電極、
１２ａ ＬＥＤ側電極と金属層との界面、
１３ リリース層、
１４ ソース基板、
１６ レーザー光、
２０ 駆動基板、
２１ 駆動基板側電極、
２１ａ 駆動基板側電極と金属層との界面、
３０ ＳＡＰ、
３０ａ ＳＡＰの熱硬化性樹脂、
３０ｂ ＳＡＰの金属粉、
３１ バンプ、
３２ 接着剤層、
３５ 金属層、
３６ ＳＡＰ層（ＡＣＰ層またはＡＣＦ層）、
１００ 初期基板、
１０１ サファイア基板、
１０２ 半導体層、
１１１ 転写用樹脂層、
１１２ 中継基板。