特開 2024-21331 表示装置の製造方法と製造装置

(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】P2024021331

(43)【公開日】2024-02-16

(54)【発明の名称】表示装置の製造方法と製造装置

(51)【国際特許分類】

   G09F 9/00 20060101AFI20240208BHJP

   G09F 9/33 20060101ALI20240208BHJP

   H01L 33/48 20100101ALI20240208BHJP

   G09F 9/30 20060101ALI20240208BHJP

【ＦＩ】

G09F9/00 338

G09F9/33

H01L33/48

G09F9/30 338

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022124083

(22)【出願日】2022-08-03

(71)【出願人】

【識別番号】502356528

【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ

(74)【代理人】

【識別番号】110000408

【氏名又は名称】弁理士法人高橋・林アンドパートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】浅田 圭介

(72)【発明者】

【氏名】山田 一幸

(72)【発明者】

【氏名】武政 健一

(72)【発明者】

【氏名】磯野 大樹

【テーマコード（参考）】

5C094

5F142

5G435

【Ｆターム（参考）】

5C094AA43

5C094BA23

5F142AA86

5F142CA11

5F142CB23

5F142CD02

5F142DB24

5F142FA32

5F142FA38

5F142FA50

5F142GA02

5G435AA17

5G435BB04

5G435KK05

(57)【要約】

【課題】転写法に起因する不具合の発生を抑制することが可能なＬＥＤディスプレイの製造方法、およびこの製造方法を実現するための製造装置を提供すること。
【解決手段】この製造方法は、ガリウム系半導体を含む複数の発光素子を基板上に形成すること、第１のベース層と第１のベース層上の第１の粘着層を含む第１のキャリア基板上に複数の発光素子を転置すること、複数の発光素子が配置された第１のキャリア基板とクリーナユニットを互いに重なるように配置すること、およびクリーナユニットを第１のキャリア基板上から除去することを含む。クリーナユニットは、基材と基材上の吸着層を備える。第１のキャリア基板とクリーナユニットの配置は、隣接する発光素子の間に吸着層が挟まれ、かつ、複数の発光素子が吸着層から露出するように行われる。
【選択図】図７Ｂ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガリウム系半導体を含む複数の発光素子を基板上に形成すること、
第１のベース層と前記第１のベース層上の第１の粘着層を含む第１のキャリア基板上に前記複数の発光素子を転置すること、
前記複数の発光素子が配置された前記第１のキャリア基板とクリーナユニットを互いに重なるように配置すること、および
前記クリーナユニットを前記第１のキャリア基板上から除去することを含み、
前記クリーナユニットは、基材と前記基材上の吸着層を備え、
前記第１のキャリア基板と前記クリーナユニットの前記配置は、隣接する前記発光素子の間に前記吸着層が挟まれ、かつ、前記複数の発光素子が前記吸着層から露出するように行われる、表示装置の製造方法。

【請求項2】

前記クリーナユニットの前記配置は、前記吸着層が前記第１のキャリア基板と接するように行われる、請求項１に記載の製造方法。

【請求項3】

前記基材は平板形状を有し、
前記クリーナユニットの前記配置は、前記第１のキャリア基板上において前記クリーナユニットを押し下げることを含む、請求項１に記載の製造方法。

【請求項4】

前記基材は円柱形状であり、
前記クリーナユニットの前記配置は、前記第１のキャリア基板上において前記クリーナユニットを回転することを含む、請求項１に記載の製造方法。

【請求項5】

前記吸着層と前記第１の粘着層は、それぞれエラストマーを含む、請求項１に記載の製造方法。

【請求項6】

前記複数の発光素子を転置することは、前記基板を介して前記複数の発光素子に光を照射することを含む、請求項１に記載の製造方法。

【請求項7】

前記複数の発光素子を、前記第１のキャリア基板から複数のトランジスタが形成されたアレイ基板上に転置することをさらに含む、請求項１に記載の製造方法。

【請求項8】

前記複数の発光素子を、前記第１のキャリア基板から、第２のベース層と前記第２のベース層上の第２の粘着層を備える第２のキャリア基板上に転置することをさらに含む、請求項１に記載の製造方法。

【請求項9】

前記複数の発光素子を、前記第２のキャリア基板から複数のトランジスタが形成されたアレイ基板上に転置することをさらに含む、請求項８に記載の製造方法。

【請求項10】

前記第２の粘着層の接着力は、前記第１の粘着層の接着よりも高い、請求項８に記載の製造方法。

【請求項11】

ガリウム系半導体を含む複数の発光素子が形成された基板を配置するための第１のステージ、
前記第１のステージ上に配置された光源、
基材と前記基材上の吸着層を有するクリーナユニットを配置するための第２のステージ、および、
第１のキャリア基板を前記基板に接触させ、前記第２のステージ上に搬送し、前記クリーナユニット上に配置するように構成される搬送機構を備える、表示装置の製造装置。

【請求項12】

前記搬送機構は、前記第１のキャリア基板を前記クリーナユニットに接触させるように構成される、請求項１１に記載の製造装置。

【請求項13】

複数のトランジスタが形成されたアレイ基板を配置するための第２のステージをさらに備え、
前記搬送機構は、第１のキャリア基板を前記アレイ基板に接触させるように構成される、請求項１１に記載の製造装置。

【請求項14】

第２のキャリア基板を配置するための第３のステージをさらに備え、
前記搬送機構は、前記第１のキャリア基板を前記第３のステージ上に搬送し、前記第２のキャリア基板に接触させるように構成される、請求項１１に記載の製造装置。

【請求項15】

複数のトランジスタが形成されたアレイ基板を配置するための第２のステージをさらに備え、
前記搬送機構は、さらに、前記第２のキャリア基板を上下反転し、前記第２のステージ上に搬送し、前記アレイ基板に接触させるように構成される、請求項１４に記載の製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態の一つは、表示装置の製造方法および製造装置に関する。例えば、本発明の実施形態の一つは、無機発光ダイオードを発光素子として備える表示装置の製造方法と製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、マトリクス状に配列された画素内に無機発光ダイオード（ＬＥＤ）を配置した表示装置（ＬＥＤディスプレイ）の開発が進められている。ＬＥＤは、ガリウムやインジウム、ヒ素、亜鉛、セレンなどの第１２、１３、１５族元素などを含む無機化合物を発光体として用いるため、有機発光ダイオード（有機電界発光素子）と比較すると高い信頼性を示し、また、高輝度で高効率な発光が可能である。ＬＥＤディスプレイの製造においてＬＥＤを配置する一つの方法として転写法（転置法とも呼ばれる。）が知られている（特許文献１、２参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－３９２１２号公報

【特許文献2】特開２０２２－７７７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の実施形態の一つは、ＬＥＤディスプレイのための新規製造方法、およびこの製造方法を実現するための製造装置を提供することを課題の一つとする。あるいは、本発明の実施形態の一つは、転写法に起因する不具合の発生を抑制することが可能なＬＥＤディスプレイの製造方法、およびこの製造方法を実現するための製造装置を提供することを課題の一つとする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の実施形態の一つは、表示装置の製造方法である。この製造方法は、ガリウム系半導体を含む複数の発光素子を基板上に形成すること、第１のベース層と第１のベース層上の第１の粘着層を含む第１のキャリア基板上に複数の発光素子を転置すること、複数の発光素子が配置された第１のキャリア基板とクリーナユニットを互いに重なるように配置すること、およびクリーナユニットを第１のキャリア基板上から除去することを含む。クリーナユニットは、基材と基材上の吸着層を備える。第１のキャリア基板とクリーナユニットの配置は、隣接する発光素子の間に吸着層が挟まれ、かつ、複数の発光素子が吸着層から露出するように行われる。

【0006】

本発明の実施形態の一つは、表示装置の製造装置である。この製造装置は、ガリウム系半導体を含む複数の発光素子が形成された基板を配置するための第１のステージ、第１のステージ上に配置された光源、基材と基材上の吸着層を有するクリーナユニットを配置するための第２のステージ、および、搬送機構を備える。搬送機構は、第１のキャリア基板を基板に接触させ、第２のステージ上に搬送し、クリーナユニット上に配置するように構成される。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の実施形態に係る製造方法で製造される表示装置の模式的上面図。

【図2】本発明の実施形態に係る製造方法で製造される表示装置の模式的端面図。

【図3】本発明の実施形態に係る表示装置の製造方法を示すフローチャート。

【図4】本発明の実施形態に係る表示装置の製造方法を示す模式的斜視図。

【図5A】本発明の実施形態に係る表示装置の製造方法を示す模式的端面図。

【図5B】本発明の実施形態に係る表示装置の製造方法を示す模式的端面図。

【図6A】本発明の実施形態に係る表示装置の製造方法を示す模式的端面図。

【図6B】本発明の実施形態に係る表示装置の製造方法を示す模式的端面図。

【図6C】本発明の実施形態に係る表示装置の製造方法を示す模式的端面図。

【図7A】本発明の実施形態に係る表示装置の製造方法を示す模式的端面図。

【図7B】本発明の実施形態に係る表示装置の製造方法を示す模式的端面図。

【図7C】本発明の実施形態に係る表示装置の製造方法を示す模式的端面図。

【図8A】本発明の実施形態に係る表示装置の製造方法を示す模式的上面図。

【図8B】本発明の実施形態に係る表示装置の製造方法を示す模式的上面図。

【図9A】本発明の実施形態に係る表示装置の製造方法を示す模式的上面図。

【図9B】本発明の実施形態に係る表示装置の製造方法を示す模式的上面図。

【図10】本発明の実施形態に係る表示装置の製造方法を示す模式的端面図。

【図11A】本発明の実施形態に係る表示装置の製造方法を示す模式的端面図。

【図11B】本発明の実施形態に係る表示装置の製造方法を示す模式的端面図。

【図12A】本発明の実施形態に係る表示装置の製造方法を示す模式的端面図。

【図12B】本発明の実施形態に係る表示装置の製造方法を示す模式的端面図。

【図12C】本発明の実施形態に係る表示装置の製造方法を示す模式的端面図。

【図13】本発明の実施形態に係る表示装置の製造方法を示す模式的端面図。

【図14】本発明の実施形態に係る表示装置の製造装置の模式的上面図。

【図15】本発明の実施形態に係る表示装置の製造装置の模式的側面図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明の各実施形態について、図面などを参照しつつ説明する。ただし、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な態様で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

【0009】

図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状などについて模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。本明細書と各図において、既出の図に関して説明したものと同様の機能を備えた要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略することがある。同一、あるいは類似する複数の構造を総じて表す際にはこの符号が用いられ、これらを個々に表す際には符号の後にハイフンと自然数が加えられる。また、一つの構造の一部を示す際には、符号の後に小文字のアルファベットを付すことがある。

【0010】

本明細書および請求項において、ある構造体の上に他の構造体を配置する態様を表現するにあたり、単に「上に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある構造体に接するように、直上に他の構造体を配置する場合と、ある構造体の上方に、さらに別の構造体を介して他の構造体を配置する場合との両方を含むものとする。

【0011】

本明細書および請求項において、「ある構造体が他の構造体から露出する」という表現は、ある構造体の一部が他の構造体によって覆われていない態様を意味し、この他の構造体によって覆われていない部分は、さらに別の構造体によって覆われる態様も含む。また、この表現で表される態様は、ある構造体が他の構造体と接していない態様も含む。

【0012】

１．第１実施形態
本実施形態では、本発明の実施形態の一つである、表示装置の製造方法について説明する。この製造方法で製造される表示装置はＬＥＤディスプレイであり、以下に説明するように、本製造方法に従って各画素にＬＥＤが配置される。

【0013】

（１）表示装置の構造
表示装置の一例を表示装置１００として図１に示す。表示装置１００はアレイ基板１０２を備え、アレイ基板１０２上にはパターニングされた種々の絶縁物、導電体、半導体の薄膜が積層される。これらの薄膜により、複数の画素１０４、駆動回路（走査線駆動回路１０６、信号線駆動回路１０８）、種々の配線（図示しない）などがアレイ基板１０２上に形成される。複数の画素１０４は、複数の行と列を有するマトリクス状に配置される。各画素１０４は一つまたは複数のＬＥＤを含み、色情報を与える最小単位として機能する。全ての画素１０４を囲む単一の領域が表示領域である。

【0014】

駆動回路からは複数の配線がアレイ基板１０２の一辺へ延伸し、アレイ基板１０２の端部で露出して複数の端子（図示しない）を形成する。複数の端子はフレキシブル回路（ＦＰＣ）基板などのコネクタ１１０と電気的に接続され、これにより、図示しない外部回路からコネクタ１１０を介して電源や種々の信号が駆動回路に供給される。なお、信号線駆動回路１０８に替わり、あるいは信号線駆動回路１０８とともに、半導体基板上に形成された集積回路を備える駆動ＩＣ１１２をアレイ基板１０２またはコネクタ１１０上に搭載してもよい。

【0015】

複数の画素１０４はそれぞれ走査線駆動回路１０６と信号線駆動回路１０８に接続される。走査線駆動回路１０６と信号線駆動回路１０８は、外部回路から供給された信号に基づいて映像を表示するための信号（映像信号、ゲート信号、初期化信号など）を生成し、電源と共に画素１０４へ供給する。これにより、画素１０４が制御され、表示領域上に映像を表示することができる。

【0016】

各画素１０４には、駆動回路から供給される信号によって動作してＬＥＤを制御するための画素回路が設けられる。一つの画素１０４の模式的端面図を図２に示す。図２では、各画素回路に含まれる一つのトランジスタ１２０だけが示されているが、画素回路の構成は任意に決定することができ、一つまたは複数のトランジスタと一つまたは複数の容量素子などを適宜組み合わせて画素回路が形成される。

【0017】

トランジスタ１２０を含む画素回路は、アレイ基板１０２上に直接または任意の構成であるアンダーコート１１４を介して設けられる。図２に示すトランジスタ１２０は、第１のゲート電極１２２、第１のゲート電極１２２上の第１のゲート絶縁膜１２４、第１のゲート絶縁膜１２４上の半導体膜１２６、半導体膜１２６上の第２のゲート絶縁膜１２８、第２のゲート絶縁膜１２８上の第２のゲート電極１３０、第２のゲート電極１３０や第２のゲート絶縁膜１２８を覆う層間膜１３２、第２のゲート絶縁膜１２８と層間膜１３２に設けられる開口を介して半導体膜１２６と電気的に接続する第１の端子１３４と第２の端子１３６などによって構成される。トランジスタ１２０は半導体膜１２６を挟む二つのゲート電極を有するが、トランジスタ１２０の構成も任意に決定すればよく、例えばボトムゲート型トランジスタまたはトップゲート型トランジスタをトランジスタ１２０として採用してもよい。

【0018】

画素１０４は、第１の端子１３４と第２の端子１３６上の平坦化膜１３８、平坦化膜１３８に設けられる開口を介して第２の端子１３６と電気的に接続される画素電極１４０、平坦化膜１３８上に設けられ、一定電位が供給される共通電極１４２、画素電極１４０と共通電極１４２の端部を覆う保護絶縁膜１４４をさらに有してもよい。

【0019】

上述した構成は公知の材料と成膜方法を適宜適用して形成することができる。例えば、アレイ基板１０２としては、ガラス基板、石英基板、ステンレスやアルミニウムなどの金属を含む基板、またはポリイミドやポリカーボネート、ポリエステルなどの高分子材料を含む基板などを使用することができる。アレイ基板１０２は可撓性を有してもよい。アンダーコート１１４、第１のゲート絶縁膜１２４、第２のゲート絶縁膜１２８、層間膜１３２、保護絶縁膜１４４などは、それぞれ化学気相堆積（ＣＶＤ）法やスパッタリング法などを用い、酸化ケイ素や窒化ケイ素などのケイ素含有無機化合物を含む一つまたは複数の層で構成すればよい。あるいは、酸化アルミニウムや窒化アルミニウムなどの無機化合物を含む一つまたは複数の層でこれらの膜を形成してもよい。第１のゲート電極１２２、第２のゲート電極１３０、第１の端子１３４、第２の端子１３６、画素電極１４０、共通電極１４２は、ＣＶＤ法やスパッタリング法などを用いて形成され、タンタルやモリブデン、タングステン、クロム、ハフニウム、チタン、アルミニウム、銅などの金属を含むように構成すればよい。平坦化膜１３８は、例えばポリイミドやポリアミド、ポリシロキサン、アクリル樹脂などの高分子材料を用いて形成すればよい。層間膜１３２も高分子材料を用いて形成してもよい。半導体膜１２６は、シリコンまたは酸化亜鉛、インジウム－ガリウム酸化物、インジウム－ガリウム－酸化物などの酸化物半導体を含むように構成される。半導体膜１２６もＣＶＤ法またはスパッタリング法を適用して形成される。以下、画素回路やその上の平坦化膜１３８を含む構成を総じて画素回路層１１６と呼ぶ。

【0020】

画素回路層１１６上には、ＬＥＤ１５０が設けられる。ＬＥＤ１５０は、例えばｐ型クラッド層１５６、活性層（発光層）１５８、およびｎ型クラッド層１６０を含む積層体を含むことができ、ｐ型クラッド層１５６とｎ型クラッド層１６０にはそれぞれ陽極１５２と陰極１５４が電気的に接続される。共通電極１４２と画素電極１４０上には、導電性を有する接着剤としてバンプ１４６が形成され、バンプ１４６を介してＬＥＤ１５０の陽極１５２と陰極１５４がそれぞれ共通電極１４２と画素電極１４０に電気的に接続される。バンプ１４６は、例えば銀やスズなどの金属を含む合金である。図示しないが、ＬＥＤ１５０は、ｎ型クラッド層１６０の上（ｐ型クラッド層１５６とは反対側の面）にバッファ層を備えてもよい。

【0021】

ｐ型クラッド層１５６、活性層１５８、およびｎ型クラッド層１６０は、それぞれ無機半導体を含む一つまたは複数の機能層で構成される。無機半導体としては、例えば、第１３族元素と第１５族元素を含む化合物が挙げられる。より具体的には、アルミニウム、ガリウム、および／またはインジウム、ならびに窒素、リン、および／またはヒ素を含む化合物半導体が挙げられる。典型的には、ガリウム系材料が挙げられる。例えば、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）、窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）などの窒化ガリウム系材料、リン化ガリウム（ＧａＰ）、アルミニウムインジウムガリウムリン（ＡｌＧａＩｎＰ）などのリン化ガリウム系材料が例示される。各機能層にはドーパントがさらに含まれてもよい。ドーパントとしては、ケイ素やゲルマニウム、マグネシウム、亜鉛、カドミウム、ベリリウムなどの元素が挙げられる。これらの元素を添加することで、各機能層の価電子制御が可能となり、真性（ｉ型）を維持するだけでなく、バンドギャップの制御、ｐ型またはｎ型の導電性の付与などが可能となる。活性層１５８は、単層構造でもよく、あるいは量子井戸構造を有してもよい。量子井戸構造とは、バンドギャップが異なり、１から５ｎｍ程度の厚さを有する複数の薄膜を交互に積層した構造であり、例えばＩｎＧａＮとＧａＮの交互積層体、ＧａＩｎＡｓＰとＩｎＰの交互積層体、ＡｌＩｎＡｓとＩｎＧａＡｓの交互積層体などが例示される。

【0022】

図２に示すＬＥＤ１５０は、一方の側に陽極１５２と陰極１５４が設けられるが、ＬＥＤ１５０は必ずしもこのような構造を有する必要は無い。例えば、後述するように、ｐ型クラッド層１５６、活性層１５８、ｎ型クラッド層１６０が陽極１５２と陰極１５４によって挟持された構造を有するＬＥＤ１５０を用いてもよい。この場合、図示しない配線によって陽極１５２に一定電位が供給される。

【0023】

（２）表示装置の製造方法
本発明の実施形態に係る、表示装置１００の製造方法の一例を図３のフローチャート、および図４Ａから図１３を用いて説明する。これらの図では、ＬＥＤ１５０や画素回路層の詳細な構成は図示されないことがある。なお、画素回路層１１６は公知の材料や方法を適用して形成することができるので、説明は省略する。

【0024】

図３に示すように、本製造方法では、基板上に作製されたＬＥＤ１５０が第１のキャリア基板へ転置され、その後、異物除去の工程を経た後、アレイ基板１０２上（より具体的には、アレイ基板１０２上に形成される画素回路層１１６上）に転置される。また、ＬＥＤ１５０の構造によっては、第１のキャリア基板上に転置されたＬＥＤ１５０がさらに第２のキャリア基板上に転置され、その後、アレイ基板１０２上に転置される。これらの一連の工程によって各画素１０４にＬＥＤ１５０が配置され、表示装置１００を製造することができる。

【0025】

ア ＬＥＤの作製
まず、ＬＥＤ１５０を作製する。ＬＥＤ１５０は公知の方法によって作製することができるので詳細な説明は割愛するが、例えば図４に示すように、単結晶シリコン基板、サファイア基板などの基板（以下、ＬＥＤ基板）１７０上に化合物半導体の膜をエピタキシャル成長させてｎ型クラッド層１６０、活性層１５８、ｐ型クラッド層１５６を形成する。その後、ｎ型クラッド層１６０とｐ型クラッド層１５６上にそれぞれ陰極１５４と陽極１５２を形成することで、図５Ａに示すように、一つのＬＥＤ基板１７０上に複数のＬＥＤ１５０を形成することができる。上述したように、ＬＥＤ１５０は、ｐ型クラッド層１５６、活性層１５８、ｎ型クラッド層１６０が陽極１５２と陰極１５４によって挟持された構造を有することができる。この場合、例えば陰極１５４をＬＥＤ基板１７０上に形成し、その後、ｎ型クラッド層１６０、活性層１５８、ｐ型クラッド層１５６を順に成長させ、さらに陽極１５２が設けられる（図５Ｂ参照。）。あるいは、陽極１５２をＬＥＤ基板１７０上に形成し、その後、ｐ型クラッド層１５６、活性層１５８、ｎ型クラッド層１６０を順に成長させ、ｎ型クラッド層１６０上に陰極１５４形成してもよい。以下、主に図５Ａに示された構造を有するＬＥＤ１５０を用いて説明を続ける。

【0026】

イ ＬＥＤの第１のキャリア基板への転置
ＬＥＤ１５０の作製後、ＬＥＤ基板１７０上のＬＥＤ１５０を第１のキャリア基板上に転置する（第１の転置工程）。具体的には、まず、ＬＥＤ基板１７０に第１のキャリア基板１８０を貼り合わせる（図６Ａ）。第１のキャリア基板１８０は、ダイシングフィルムまたはダイシングシートとも呼ばれ、ベース層１８２と粘着層１８４を含むことができる。貼り合わせは、粘着層１８４がＬＥＤ１５０と接するように行われる。

【0027】

ベース層１８２は、石英基板やガラス基板、あるいはステンレス基板などの金属基板に例示される可撓性の低い基板でもよく、あるいはポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートなどのポリエステル、ナイロン、ポリカーボネート、ポリエチレンやポリプロピレン、ポリスチレンなどのポリオレフィン、ポリノルボルネンを基本骨格に含むシクロオレフィンポリマー、ノルボルネン類の開環メタセシス重合体などを含む可撓性を有する基板（フィルム）でもよい。一方、粘着層１８４は、ポリオレフィン系エラストマー、ポリスチレン系エラストマー、塩化ビニル系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアクリロニトリル系エラストマー、ポリアミド系エラストマーなどのエラストマーを含むことができる。より具体的には、粘着層１８４は、スチレン・ブタジエンゴム、イソブチエン・イソプレンゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム、ニトリルゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴムのほか、シリコーンゴムや天然ゴムを含むことができる。あるいは、粘着層１８４として水溶性の接着剤を用いてもよい。

【0028】

その後、ＬＥＤ基板１７０を透過し、ｎ型クラッド層１６０に吸収される波長を有する光をＬＥＤ基板１７０側から照射する（図６Ａの矢印参照。）。光は、非コヒーレント光でもよく、あるいは、レーザでもよい。レーザとしては、２００ｎｍから３７０ｎｍの範囲から選択される波長を有するレーザが例示され、例えばパルス発振の高密度ＫｒＦエキシマレーザ、ＮｄイオンなどがドープされたＹＡＧレーザなどを利用することができる。光照射されるＬＥＤ１５０は一つでもよく、複数でもよい。例えば、連続して配置される複数のＬＥＤ１５０に光照射してもよく、あるいは、アレイ基板１０２上における画素１０４のピッチと同じピッチで複数のＬＥＤ１５０に光を照射してもよい。ｎ型クラッド層１６０が光を吸収して発熱すると一部が分解し、その結果、ｎ型クラッド層１６０とＬＥＤ基板１７０間の接着力が低下する。このため、ＬＥＤ基板１７０を剥離・除去することで、光照射されたＬＥＤ１５０を第１のキャリア基板１８０上に残存させたまま一つまたは複数のＬＥＤ１５０をＬＥＤ基板１７０から第１のキャリア基板１８０上に転置することができる（図６Ｂ）。

【0029】

第１のキャリア基板１８０上に転置されたＬＥＤ１５０の配置（ピッチ）は、表示装置１００におけるＬＥＤ１５０の配置（ピッチ）とは異なる場合がある。このため、表示装置１００上で要求されるＬＥＤ１５０の配置に適合するように、第１のキャリア基板１８０を適宜引き伸ばし、第１のキャリア基板１８０上で隣接するＬＥＤ１５０間の距離を調節してもよい。

【0030】

ウ 異物の除去
光照射すると、分解されたｎ型クラッド層１６０の大部分は気化するものの、一部は気化せずに剥がれ、第１のキャリア基板１８０上に残存することがある。その結果、ＬＥＤ１５０を第１のキャリア基板１８０上に転置する際、第１のキャリア基板１８０に異物（以下、デブリと記す。）１８６が生じることがある（図６Ｃ）。デブリ１８６を残存したままＬＥＤ１５０を画素回路層１１６上に転置すると、画素回路層１１６上にもデブリ１８６が転置することがある。水などの洗浄液を用いて第１のキャリア基板１８０上のデブリ１８６の全てまたは一部を除去することも可能であるが、洗浄によってＬＥＤ１５０も除去されることがある。このため、本製造方法では、デブリ１８６を除去するための工程が実施される。

【0031】

具体的には、ＬＥＤ１５０が配置された第１のキャリア基板１８０をクリーナユニット１９０と重なるように配置する（図７Ａ、図７Ｂ）。クリーナユニット１９０は、基材１９２と吸着層１９４を備える。基材１９２は、第１のキャリア基板１８０のベース層１８２で使用可能な材料を含むことができ、例えば可撓性の低いまたは可撓性を有する平板形状の基板を用いることができる。吸着層１９４は、少なくとも表面（基材１９２に対して反対側の表面）が接着力を有しており、第１のキャリア基板１８０の粘着層１８４で使用可能な材料を含むことができる。図示しないが、基材１９２および／またはベース層１８２が可撓性を有するまたは十分な剛性が無い場合、第１のキャリア基板１８０とクリーナユニット１９０の配置の際に補助基板（図示しない）を基材１９２および／またはベース層１８２に設けてもよい。

【0032】

ここで、クリーナユニット１９０は、クリーナユニット１９０と第１のキャリア基板１８０を配置する際に第１のキャリア基板１８０上で隣接するＬＥＤ１５０の間に吸着層１９４が挟まれ、かつ、ＬＥＤ１５０が吸着層１９４から露出するように構成される（図７Ｂ参照。）。換言すると、クリーナユニット１９０と第１のキャリア基板１８０は、第１のキャリア基板１８０上で隣接するＬＥＤ１５０の間に吸着層１９４が挟まれ、かつ、ＬＥＤ１５０が吸着層１９４から露出する（すなわち、ＬＥＤ１５０が吸着層１９４と重ならない）ように配置される。また、吸着層１９４が第１のキャリア基板１８０（すなわち、粘着層１８４）に接するよう、クリーナユニット１９０と第１のキャリア基板１８０を互いに押し付けてもよい（スタンプ）。この場合、吸着層１９４が圧し潰されて変形してもよい。したがって、吸着層１９４の高さ（基材１９２の法線方向における長さ）ｈは、ＬＥＤ１５０の高さに対して８０％以上１２０％以下、または９０％以上１１０％以下としてもよい。一方、吸着層１９４の幅（基材１９２の表面に平行な方向の長さ）ｗは、例えば第１のキャリア基板１８０上で隣接するＬＥＤ１５０間の距離に対して６０％以上１００％未満、７０％以上９０％以下、または７０％以上８０％以下でもよい。

【0033】

図７Ｂなどから理解されるように、デブリ１８６が残留し得る領域はＬＥＤ１５０の間である。したがって、吸着層１９４は、第１のキャリア基板１８０上で隣接するＬＥＤ１５０の間を延伸するように設けられる。例えば図８Ａに示すように、吸着層１９４は格子状の形状を有してもよい。クリーナユニット１９０と第１のキャリア基板１８０を配置する際、格子形状の開口部１９４ａにおいて、第１のキャリア基板１８０上に転置されたＬＥＤ１５０が吸着層１９４から露出する。あるいは、図８Ｂに示すように、互いに平行または実質的に平行に延伸する複数の吸着層１９４を基材１９２上に設けてもよい。この場合、隣接する吸着層１９４の間でＬＥＤ１５０が吸着層１９４から露出する。吸着層１９４が格子形状を有する場合、開口部１９４ａのピッチは表示装置１００の画素１０４のピッチと同一でもよく、あるいは異なってもよい。例えば、クリーナユニット１９０に画素１０４を重ねた概念図（図９Ａ）に示されるように、開口部１９４ａのピッチは画素１０４のピッチよりも大きくてもよい。したがって、隣接する開口部１９４a間の距離は、隣接する画素１０４の間の距離よりも大きくてもよい。同様に、クリーナユニット１９０が互いに平行または実質的に平行な複数の吸着層１９４を有する場合、隣接する吸着層１９４間の距離は一定でもよく（図８Ｂ）、異なってもよい（図９Ｂ）。後者の場合、隣接する画素１０４の間の距離よりも小さい幅を有する吸着層１９４と大きい幅を有する複数の吸着層１９４がクリーナユニット１９０に含まれる。

【0034】

その後、クリーナユニット１９０を除去する（図７Ｃ）。以上のプロセスにより、吸着層１９４にデブリ１８６が吸着され、第１のキャリア基板１８０から除去することができる。なお、デブリ１８６の除去において第１のキャリア基板１８０とクリーナユニット１９０の上下関係に制約はなく、クリーナユニット１９０を第１のキャリア基板１８０の下に配置してもよい。また、クリーナユニット１９０と第１のキャリア基板１８０を相対的に動かして互いの距離を変化させればよいため、いずれか一方を固定して他方を動かしてもよく、あるいは両者を同時に動かしてもよい。さらに、デブリ１８６が吸着したクリーナユニット１９０を水やアルコールなどの洗浄液を用いて洗浄し、デブリ１８６を除去してもよい。これにより、クリーナユニット１９０を再使用することができる。

【0035】

クリーナユニット１９０の形状は必ずしも平板形状に限られず、柱状形状を有してもよい。具体的には、クリーナユニット１９０は、円柱状形状を有する基材１９２と基材１９２を取り囲む吸着層１９４を備えてもよい（図１０）。この場合には、クリーナユニット１９０を第１のキャリア基板１８０上で回転させ、隣接するＬＥＤ１５０の間に吸着層１９４を順に配置すればよい。

【0036】

エ ＬＥＤの第２のキャリア基板への転置
ＬＥＤ１５０の陽極１５２と陰極１５４が同じ側に設けられる場合（図５Ａ参照。）、ＬＥＤ１５０をＬＥＤ基板１７０から第１のキャリア基板１８０に転置すると、陽極１５２と陰極１５４が第１のキャリア基板１８０側に位置する。このため、第１のキャリア基板１８０上に転置されたＬＥＤ１５０を直接画素回路層上へ転置すると、ＬＥＤ１５０を画素回路と電気的に接続することができない。

【0037】

そこで、この場合にはＬＥＤ１５０を再度転置する（第２の転置工程）。具体的には、図１１Ａに示すように、ベース層２０２と粘着層２０４を備える第２のキャリア基板２００を、粘着層２０４とＬＥＤ１５０が第１のキャリア基板１８０と第２のキャリア基板２００で挟持されるように第１のキャリア基板１８０に貼り合わせる。その後、第２のキャリア基板２００上にＬＥＤ１５０を残存させるように第１のキャリア基板１８０を剥離・除去することで、第２のキャリア基板２００上にＬＥＤ１５０を転置する（図１１Ｂ）。異物除去工程と同様、第１のキャリア基板１８０と第２のキャリア基板２００の上下関係に制約はなく、第２のキャリア基板２００を第１のキャリア基板１８０の下に配置してもよい。また、第２のキャリア基板２００と第１のキャリア基板１８０を相対的に動かして互いの距離を変化させればよい。したがって、いずれか一方を固定して他方を動かしてもよく、あるいは両者を同時に動かしてもよい。

【0038】

ベース層２０２は、第１のキャリア基板１８０のベース層１８２で使用可能な材料を含むことができる。粘着層２０４も第１のキャリア基板１８０の粘着層１８４で使用可能な材料を含んでもよいが、ＬＥＤ１５０を選択的に第２のキャリア基板２００上に残存させるため、粘着層２０４は、粘着層１８４よりも高い接着力を有することが好ましい。例えば、粘着層１８４に水溶性の接着剤を用い、水を用いてその接着力を低減させてもよい。あるいは、粘着層１８４の接着力を粘着層２０４よりも低減させるため、粘着層１８４の表面に凹凸を設けてもよい。あるいは、第１のキャリア基板１８０または第２のキャリア基板２００側から光（例えば、４００ｎｍ以上３０００ｎｍの範囲に波長を有する非コヒーレント光またはレーザ）を照射して陽極１５２と陰極１５４を加熱し、これらに接する粘着層１８４の一部を分解することで、粘着層１８４の接着力を低減させてもよい。なお、ＬＥＤ１５０間の距離の調節は、第２のキャリア基板２００を延伸することで行ってもよい。

【0039】

図示しないが、上述したデブリ１８６の除去工程においてデブリ１８６が完全に除去できず、第２のキャリア基板２００上に転置された場合には、上記異物除去工程を第２のキャリア基板２００上で行ってもよい。すなわち、第２のキャリア基板２００上で隣接するＬＥＤ１５０の間に吸着層１９４が挟まれ、かつ、ＬＥＤ１５０が吸着層１９４から露出するように第２のキャリア基板２００とクリーナユニット１９０を重ね合わせ、その後クリーナユニット１９０を除去してもよい。吸着層１９４と粘着層２０４が接するよう第２のキャリア基板２００とクリーナユニット１９０を配置してもよい。

【0040】

オ ＬＥＤのアレイ基板への転置
引き続き、アレイ基板１０２と第２のキャリア基板２００を貼り合わせる（図１２Ａ、図１２Ｂ）。具体的には、アレイ基板１０２上に設けられる画素回路層１１６と第２のキャリア基板２００上のＬＥＤ１５０がアレイ基板１０２と第２のキャリア基板２００の間に挟まれるよう、アレイ基板１０２と第２のキャリア基板２００を互いに押し付ける。貼り合わせの際、ＬＥＤ１５０の陽極１５２と陰極１５４がそれぞれ共通電極１４２と画素電極１４０に電気的に接続されるように、アレイ基板１０２と第２のキャリア基板２００のアライメントが行われる。この時、アレイ基板１０２および／または第２のキャリア基板２００が可撓性を有する、または十分な剛性が無い場合には、十分な剛性を有する補助基板（図示しない）をそれぞれアレイ基板１０２の下および／または第２のキャリア基板２００上に配置してもよい。また、バンプ１４６を介して陽極１５２と陰極１５４がそれぞれ共通電極１４２と画素電極１４０と確実に電気的に接続されるよう、第２のキャリア基板２００側から光（例えば、４００ｎｍ以上３０００ｎｍの範囲に波長を有する光またはレーザ）を照射して陽極１５２と陰極１５４を加熱し、この熱によってバンプ１４６の一部または全体を溶融してもよい。バンプ１４６が再度凝固することで、陽極１５２と共通電極１４２、および陰極１５４と画素電極１４０が強固に固定される。

【0041】

その後、第２のキャリア基板２００を剥離・除去し、ＬＥＤ１５０を選択的にアレイ基板１０２上に残存させることで、表示装置１００を製造することができる（図１２Ｃ）。なお、通常、一つのＬＥＤ基板１７０には同一構造の複数のＬＥＤ１５０が形成される。すなわち、一つのＬＥＤ基板１７０には同色の発光を与えるＬＥＤ１５０が形成される。したがって、それぞれ赤色、緑色、青色の発光色のＬＥＤ１５０－１から１５０－３が形成された三つのＬＥＤ基板１７０からそれぞれ三つの第１のキャリア基板１８０－１から１８０－３にＬＥＤ１５０を転写し、その後、三つの第１のキャリア基板１８０－１から１８０－３上のＬＥＤ１５０を一つの第２のキャリア基板２００に転置してもよい。この工程により、赤色、緑色、青色の発光色のＬＥＤ１５０を第２のキャリア基板２００上に同時に転置することができる（図１３）。

【0042】

図示しないが、ＬＥＤ１５０の陰極１５４と陽極１５２がｐ型クラッド層１５６、活性層１５８、およびｎ型クラッド層１６０を挟持する構造を有する場合（図５Ｂ参照。）、第２の転置工程は行わなくてもよい。この場合には、第１のキャリア基板１８０上に転置されたＬＥＤ１５０をアレイ基板１０２上に設けられる画素回路層１１６上に転置すればよい。この転置は、上述した第２の転置工程と同様であるため、詳細な説明は割愛する。

【0043】

上述したように、本製造方法では、ＬＥＤ１５０を第１のキャリア基板１８０に転置する際に行われる光照射において発生するデブリ１８６を除去するため、クリーナユニット１９０が用いられる。このため、デブリ１８６に起因する不具合を防止することができる。例えば、図１３に示す工程において、第１のキャリア基板１８０－１上に残存するデブリを除去せずにＬＥＤ１５０－１を第２のキャリア基板２００上に転置すると、ＬＥＤ１５０－２、１５０－３を転置する領域にデブリ１８６が存在し得るので、ＬＥＤ１５０－２、１５０－３の転置に悪影響を及し得る。また、全てのＬＥＤ１５０が転置できたとしても、画素回路層１１６上にデブリ１８６が残存すると、ＬＥＤ１５０からの光が乱反射し、表示品質に影響を及ぼすことがある。さらには、デブリ１８６によってＬＥＤ１５０の短絡が生じることがある。

【0044】

したがって、本発明の実施形態の一つに係る本製造方法を適用することで、確実にＬＥＤ１５０を転置することができ、その結果、歩留まり良く表示装置１００を製造することができる。また、デブリ１８６の発生による表示品質の低下や短絡発生も防止することができる。

【0045】

２．第２実施形態
本実施形態では、第１実施形態で述べた表示装置の製造方法を実現するための製造装置について説明する。第１実施形態で述べた構成と同様または類似する構成については、説明を割愛することがある。

【0046】

本製造装置の一例を製造装置２１０として図１４と図１５に示す。製造装置２１０はチャンバ２１２を備え、チャンバ２１２内に後述する様々な構成が配置される。チャンバ２１２は一つまたは複数のロードロック扉２１４、２１６を備え、外部または図示しない他のチャンバと接続することができる。図示しないが、チャンバ２１２内を排気するための排気装置や、チャンバ２１２内部に不活性ガスを導入するための配管をチャンバ２１２に接続してもよい。

【0047】

チャンバ２１２内には、ＬＥＤ１５０が形成されたＬＥＤ基板１７０を配置するためのピックアップステージ２２０が設けられる。図示しないが、ＬＥＤ基板１７０を固定するための固定装置（例えば、静電チャック、あるいはフックなどの物理的固定具など）をピックアップステージ２２０に設けてもよい。ピックアップステージ２２０上には、光源２２４、および光源２２４を二次元的に移動させるための移動機構２２２が設けられる。移動機構２２２は、例えばガイドフレーム、およびガイドフレームに取り付けられ、光源２２４を保持する台座（図示しない）などによって構成することができる。

【0048】

チャンバ２１２内には、搬送機構２１８がさらに設けられる。搬送機構２１８は、ＬＥＤ基板１７０、第１のキャリア基板１８０、第２のキャリア基板２００、クリーナユニット１９０、アレイ基板１０２などをチャンバ２１２内で三次元的に移動・搬送するように構成される。搬送機構２１８は、典型的には搬送マニュピレータまたは搬送ロボットである。

【0049】

チャンバ２１２内には、さらにクリーニングステージ２２６が備えられる。図１４、図１５に示すように、クリーニングステージ２２６は、クリーナユニット１９０を配置するように構成してもよく、図示しないが、第１のキャリア基板１８０を配置するように構成してもよい。ピックアップステージ２２０と同様、クリーニングステージ２２６にもクリーナユニット１９０または第１のキャリア基板１８０を固定するための固定装置を設けてもよい。

【0050】

チャンバ２１２内には、さらに転置工程を行うための転置ステージ２３０や、アレイ基板１０２を配置するための基板ステージ２２８を設けてもよい。また、図示しないが、第１の転置工程と第２の転置工程を行うために二つの転置ステージを設けてもよい。あるいは、転置ステージ２３０と基板ステージ２２８は、ロードロック扉２１４または２１６に接続される別のチャンバ内に配置してもよい。図示しないが、転置ステージ２３０は、水溶性接着剤に対して水を散布するための機構（例えば、ノズル、シャワーヘッドなど）を有してもよい。基板ステージ２２８上にも二次元的に移動可能な光源を配置してもよい。

【0051】

製造装置２１０では、第１のキャリア基板１８０が搬送機構２１８によってピックアップステージ２２０上に搬送され、第１の転置工程が行われる。すなわち、第１のキャリア基板１８０がＬＥＤ基板１７０に貼り合わされ、光源２２４からの光が照射される。その後、搬送機構２１８は第１のキャリア基板１８０を上に移動する。この時に、ＬＥＤ１５０がＬＥＤ基板１７０から第１のキャリア基板１８０に転置される。

【0052】

その後、搬送機構２１８は、一つまたは複数のクリーナユニット１９０が配置されたクリーニングステージ２２６上に、第１のキャリア基板１８０を搬送し、第１のキャリア基板１８０とクリーナユニット１９０を互いに重ねるように配置する。この配置は、第１実施形態で述べたように行えばよい。これにより、異物除去工程が実施される。なお、搬送機構２１８を用いて第１のキャリア基板１８０を上下反転してクリーニングステージ２２６上に搬送し、その後、クリーナユニット１９０を第１のキャリア基板１８０上に配置して異物除去工程を行ってもよい。

【0053】

第２の転置工程を行う場合には、搬送機構２１８は、異物除去工程が施された第１のキャリア基板１８０を転置ステージ２３０上に搬送する。第２の転置工程では、搬送機構２１８を用い、転置ステージ２３０上に配置される第２のキャリア基板２００に第１のキャリア基板１８０を貼り合わせ、その後、第１のキャリア基板１８０を上に移動して剥離する。あるいは、搬送機構２１８を用いて第１のキャリア基板１８０を上限反転させて転置ステージ２３０上に搬送し、その後、第２のキャリア基板２００を第１のキャリア基板１８０に貼り合わせ、剥離してもよい。これにより、第１のキャリア基板１８０上のＬＥＤ１５０が第２のキャリア基板２００上に転置される。

【0054】

第２の転置工程を行わない場合には、搬送機構２１８は、異物除去工程が施された第１のキャリア基板１８０を基板ステージ２２８上に搬送する。その後、搬送機構２１８を用い、基板ステージ２２８上に配置されるアレイ基板１０２に第１のキャリア基板１８０を貼り合わせ、その後、第１のキャリア基板１８０を上に移動して剥離する。この時、光照射を行い、バンプ１４６を加熱、溶融してもよい。第２の転置工程を行う場合には、ＬＥＤ１５０が転置された第２のキャリア基板２００を上下反転させ、基板ステージ２２８上に搬送する。その後、搬送機構２１８を用い、基板ステージ２２８上に配置されるアレイ基板１０２に第２のキャリア基板２００を貼り合わせ、その後、第２のキャリア基板２００を上に移動して剥離すればよい。以上の工程により、第１のキャリア基板１８０上のＬＥＤ１５０が直接、または第２のキャリア基板２００を介してアレイ基板１０２上へ転置される。なお、上述したように、転置ステージ２３０や基板ステージ２２８をチャンバ２１２に接続される他のチャンバに配置する場合には、搬送機構２１８または他のチャンバに備えられる搬送機構を用いて異物除去工程が施された第１のキャリア基板１８０を他のチャンバに搬送すればよい。

【0055】

本実施形態で述べた製造装置２１０を用いることで、ＬＥＤ基板１７０からＬＥＤ１５０を転置する際に生じるデブリ１８６を除去することができる。このため、確実にＬＥＤ１５０をＬＥＤ基板１７０からアレイ基板１０２へ転置することができ、その結果、歩留まり良く表示装置１００を製造することができる。また、デブリ１８６の発生による表示品質の低下も防止することができる。

【0056】

本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。また、各実施形態の表示装置を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略もしくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

【0057】

上述した各実施形態の態様によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、又は、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。

【符号の説明】

【0058】

１００：表示装置、１０２：アレイ基板、１０４：画素、１０６：走査線駆動回路、１０８：信号線駆動回路、１１０：コネクタ、１１２：駆動ＩＣ、１１４：アンダーコート、１１６：画素回路層、１２０：トランジスタ、１２２：第１のゲート電極、１２４：第１のゲート絶縁膜、１２６：半導体膜、１２８：第２のゲート絶縁膜、１３０：第２のゲート電極、１３２：層間膜、１３４：第１の端子、１３６：第２の端子、１３８：平坦化膜、１４０：画素電極、１４２：共通電極、１４４：保護絶縁膜、１４６：バンプ、１５０：ＬＥＤ、１５０－１：ＬＥＤ、１５０－２：ＬＥＤ、１５０－３：ＬＥＤ、１５２：陽極、１５４：陰極、１５６：ｐ型クラッド層、１５８：活性層、１６０：ｎ型クラッド層、１７０：ＬＥＤ基板、１８０：第１のキャリア基板、１８０－１：第１のキャリア基板、１８０－２：第１のキャリア基板、１８０－３：第１のキャリア基板、１８４：粘着層、１８６：デブリ、１９０：クリーナユニット、１９２：基材、１９４：吸着層、１９４ａ：開口部、２００：第２のキャリア基板、２０２：ベース層、２０４：粘着層、２１０：製造装置、２１２：チャンバ、２１４：ロードロック扉、２１６：ロードロック扉、２１８：搬送機構、２２０：ピックアップステージ、２２２：移動機構、２２４：光源、２２６：クリーニングステージ、２２８：基板ステージ、２３０：転置ステージ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図8A】

【図8B】

【図9A】

【図9B】

【図10】

【図11A】

【図11B】

【図12A】

【図12B】

【図12C】

【図13】

【図14】

【図15】