(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-07-28
(45)【発行日】2023-08-07
(54)【発明の名称】ディスプレイ装置の製造方法、およびソース基板構造体
(51)【国際特許分類】
H01L 33/62 20100101AFI20230731BHJP
H01L 33/00 20100101ALI20230731BHJP
G09F 9/00 20060101ALI20230731BHJP
G09F 9/33 20060101ALI20230731BHJP
【ＦＩ】
H01L33/62
H01L33/00 Z
G09F9/00 338
G09F9/33
【請求項の数】
22
(21)【出願番号】P 2019089336
(22)【出願日】2019-05-09
(65)【公開番号】P2020188037
(43)【公開日】2020-11-19
【審査請求日】2022-04-04
(73)【特許権者】
【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．
【住所又は居所原語表記】１２９，Ｓａｍｓｕｎｇ－ｒｏ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ－ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ－ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ－ｄｏ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
(74)【代理人】
【識別番号】110000671
【氏名又は名称】ＩＢＣ一番町弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】高木 孝
【審査官】村井 友和
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１６／１５８２６４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００３－２０８１０６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－１７７３９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－２５１３５９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ３３／００－３３／６４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
所定波長のレーザー光を透過するソース基板と、発光素子との間にあり、前記ソース基板と前記発光素子とを接着するリリース層により前記ソース基板に前記発光素子を保持させるソース基板構造体形成工程と、駆動基板側電極が形成された駆動基板に接着剤層を形成する駆動基板接着剤層形成工程と、
前記ソース基板に保持されている所定の発光素子を前記駆動基板上の接着剤層の所定位置に移動させるために、前記所定の発光素子を前記駆動基板に対して位置決めする発光素子位置決め工程と、
前記ソース基板を透過させて前記発光素子を保持する前記リリース層へ前記所定波長のレーザー光を照射して前記ソース基板から前記駆動基板の接着剤層表面に移動させる発光素子移動工程と、
移動した前記発光素子を前記駆動基板に前記接着剤層を介して接着させるとともに、前記駆動基板側電極と前記発光素子とを接続して導通させる発光素子接着導通工程と、
を有し、
前記リリース層は、硬化後の膜厚が０．１μｍ以上０．５μｍ以下である樹脂材料を含む、ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項2】
前記ソース基板構造体形成工程は、サファイア基板上に形成された半導体層上に電極を形成し、
前記電極が形成された面側に仮接着層を形成し、
前記電極面側を前記仮接着層を介して中継基板に接着し、
前記サファイア基板を除去し、
前記半導体層の前記サファイア基板を除去した面に、前記ソース基板を前記リリース層を介して保持し、
前記仮接着層と前記中継基板を除去し、
前記半導体層の不要な部分を除去して分割し、
前記ソース基板上に前記リリース層を介して複数の前記発光素子を形成する発光素子形成工程を、
有する、請求項１に記載のディスプレイ装置の製造方法。
【請求項3】
前記リリース層は、前記所定波長の吸収率が６０％以上１００％以下である、請求項１または２に記載のディスプレイ装置の製造方法。
【請求項4】
前記樹脂材料は、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、およびＡＢＳ樹脂よりなる群から選択されたいずれか一つの樹脂を含む、請求項１～３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5】
前記リリース層は、前記ソース基板上に形成された第１樹脂材料を含む第１リリース層と、
前記発光素子上に形成され、前記第１樹脂材料とは異なる第２樹脂材料を含む第２リリース層と、
を有し、
前記第２樹脂材料は、前記発光素子上に硬化後の膜厚が０．１μｍ以上０．５μｍ以下で形成される、請求項１に記載のディスプレイ装置の製造方法。
【請求項6】
前記ソース基板構造体形成工程は、前記ソース基板を用意し、前記ソース基板上に、前記第１樹脂材料を塗布して前記第１リリース層を形成する第１リリース層形成工程と、
サファイア基板上に形成された半導体層上に電極を形成し、
前記電極が形成された面側に仮接着層を形成し、
前記電極面側を前記仮接着層を介して中継基板に接着し、
前記サファイア基板を除去し、
前記半導体層の前記サファイア基板を除去した面に、前記第２樹脂材料を、硬化後の膜厚が０．１μｍ以上０．５μｍ以下となるように塗布して前記第２リリース層を形成する第２リリース層形成工程と、
前記第１リリース層および前記第２リリース層を向かい合わせて、前記ソース基板と前記中継基板を貼り合わせて、前記ソース基板上に、前記第１リリース層および前記第２リリース層を介して前記半導体層を転写し、前記中継基板を除去し、前記半導体層の不要な部分を除去して分割し、前記ソース基板上に前記第１リリース層および前記第２リリース層を介して複数の前記発光素子を形成する発光素子形成工程と、
を有する、請求項５に記載のディスプレイ装置の製造方法。
【請求項7】
前記第１リリース層と前記第２リリース層の前記所定波長の吸収率の関係は、前記第１リリース層の前記所定波長の吸収率をＷａ１とし、前記第２リリース層の前記所定波長の吸収率をＷａ２とすると、Ｗａ１＜Ｗａ２である、請求項５または６に記載のディスプレイ装置の製造方法。
【請求項8】
前記第１リリース層の前記所定波長の吸収率は１％以上５０％以下であり、前記第２リリース層の前記所定波長の吸収率は６０％以上１００％以下である、請求項５～７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9】
前記第１リリース層と前記第２リリース層の膜厚の関係は、前記第１リリース層の膜厚をＴ１、前記第２リリース層の膜厚をＴ２とすると、Ｔ１＞Ｔ２である、請求項５～８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10】
前記第１リリース層の硬化後の膜厚は、１μｍ以上５μｍ以下である、請求項５～９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11】
前記第１樹脂材料は、ポリジメチルシロキサン樹脂を含み、前記第２樹脂材料は、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、およびＡＢＳ樹脂よりなる群から選択されたいずれか一つの樹脂を含む、請求項５～１０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12】
前記所定波長は、２４８ｎｍ以上３５５ｎｍ以下の波長である、請求項１～１１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13】
前記発光素子は、１辺が１μｍ以上１００μｍ以下の多角形状、直径が１μｍ以上１００μｍ以下の円形状、または長径が１μｍを超えて１００μｍ以下で短径が１μｍ以上１００μｍ未満の楕円形状である、請求項１～１２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14】
所定波長のレーザー光を透過するソース基板と、発光素子との間にあり、前記ソース基板と前記発光素子とを接着するリリース層を有し、前記リリース層によって前記ソース基板に前記発光素子が保持され、前記リリース層は、硬化後の膜厚が０．１μｍ以上０．５μｍである樹脂材料を含む、ソース基板構造体。
【請求項15】
前記リリース層は、前記所定波長の吸収率が６０％以上１００％以下である、請求項１４に記載のソース基板構造体。
【請求項16】
前記樹脂材料は、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、およびＡＢＳ樹脂よりなる群から選択されたいずれか一つの樹脂である、請求項１４または１５に記載のソース基板構造体。
【請求項17】
前記リリース層は、第１樹脂材料を含む第１リリース層と、
前記第１樹脂材料とは異なる第２樹脂材料を含み、前記発光素子上にある第２リリース層と、
を有し、
前記第２樹脂材料は、硬化後の膜厚が０．１μｍ以上０．５μｍ以下である、請求項１４に記載のソース基板構造体。
【請求項18】
前記第１リリース層と前記第２リリース層の前記所定波長の吸収率の関係は、前記第１リリース層の前記所定波長の吸収率をＷａ１とし、前記第２リリース層の前記所定波長の吸収率をＷａ２とすると、Ｗａ１＜Ｗａ２である、請求項１７に記載のソース基板構造体。
【請求項19】
前記第１リリース層の前記所定波長の吸収率は１％以上５０％以下であり、前記第２リリース層の前記所定波長の吸収率は６０％以上１００％以下である、請求項１７または１８に記載のソース基板構造体。
【請求項20】
前記第１樹脂材料は、ポリジメチルシロキサン樹脂を含み、前記第２樹脂材料は、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、およびＡＢＳ樹脂よりなる群から選択されたいずれか一つの樹脂を含む、請求項１７～１９のいずれか１つに記載のソース基板構造体。
【請求項21】
前記所定波長は、２４８ｎｍ以上３５５ｎｍ以下の波長である、請求項１７～２０のいずれか１つに記載のソース基板構造体。
【請求項22】
前記発光素子は、１辺が１μｍ以上１００μｍ以下の多角形状、直径が１μｍ以上１００μｍ以下の円形状、または長径が１μｍを超えて１００μｍ以下で短径が１μｍ以上１００μｍ未満の楕円形状である、請求項１７～２１のいずれか１つに記載のソース基板構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ディスプレイ装置の製造方法、およびソース基板構造体に関し、詳細には、ディスプレイ装置の製造方法、およびディスプレイ装置の製造に使用されるソース基板構造体に関する。
【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、成長基板上で形成された発光デバイス（発光素子）が移送基板（ソース基板）に接着される。その後、特許文献１の技術は、移送基板側からレーザ光が照射されて、発光デバイスが移送基板から切り離されてバックプレーン基板（駆動基板）へ移動される。特許文献１の技術では、移送基板と発光デバイスの接着は、発光デバイス側に第１接着剤層を形成する一方、移送基板上には、リリース層と第２接着剤層が、この順で形成されている。そして、第１接着剤層と第２接着剤層とが合わされて接着されることで、移送基板に発光デバイスが接着される。
【0004】
そのほか、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４がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特表２０１８－５０８９７１号公報
【文献】米国特許第９９９１４２３号明細書
【文献】米国特許出願公開第２００５／０２６９９４３号明細書
【文献】米国特許第９４８４３３２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
このような従来技術においては、移送基板と発光デバイスは、珪素酸化物やガラス系材料を含む第１接着剤層、第２接着剤層およびリリース層によって接着されている。そして従来技術では、レーザー照射によって移送基板から放出された後の発光デバイス上に残留した接着剤層はそのままでもよいし、フッ化水素酸により除去してもよい、とされている。
【0007】
しかし、発光デバイス上に残留物を残した場合は、発光デバイスとしての特性を劣化させてしまう。一方、フッ化水素酸を用いて除去した場合は、半導体層によって形成されている発光デバイスそのものを損傷させてしまうおそれがある。
【0008】
そこで、本発明は、発光素子をソース基板から駆動基板へ転写後、発光素子上に残膜を残さないディスプレイ装置の製造方法を提供することである。
【0009】
また、本発明の他の目的は、ディスプレイ装置の製造に用いられ、発光素子をソース基板から駆動基板へ転写後、発光素子上に残膜を残さないソース基板構造体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記課題は以下の手段により達成される。
【0011】
（１）所定波長のレーザー光を透過するソース基板と発光素子との間にあり、前記ソース基板と前記発光素子とを接着するリリース層により前記ソース基板に前記発光素子を保持させるソース基板構造体形成工程と、
駆動基板側電極が形成された駆動基板に接着剤層を形成する駆動基板接着剤層形成工程と、
前記ソース基板に保持されている所定の発光素子を前記駆動基板上の接着剤層の所定位置に移動させるために、前記所定の発光素子を前記駆動基板に対して位置決めする発光素子位置決め工程と、
前記ソース基板を透過させて前記発光素子を保持する前記リリース層へ前記所定波長のレーザー光を照射して前記ソース基板から前記駆動基板の接着剤層表面に移動させる発光素子移動工程と、
移動した前記発光素子を前記駆動基板に前記接着剤層を介して接着させるとともに、前記駆動基板側電極と前記発光素子とを接続して導通させる発光素子接着導通工程と、
を有し、
前記リリース層は、硬化後の膜厚が０．１μｍ以上０．５μｍ以下である樹脂材料を含む、ディスプレイ装置の製造方法。
駆動基板側電極が形成された駆動基板に接着剤層を形成する駆動基板接着剤層形成工程と、
前記ソース基板に保持されている所定の発光素子を前記駆動基板上の接着剤層の所定位置に移動させるために、前記所定の発光素子を前記駆動基板に対して位置決めする発光素子位置決め工程と、
前記ソース基板を透過させて前記発光素子を保持する前記リリース層へ前記所定波長のレーザー光を照射して前記ソース基板から前記駆動基板の接着剤層表面に移動させる発光素子移動工程と、
移動した前記発光素子を前記駆動基板に前記接着剤層を介して接着させるとともに、前記駆動基板側電極と前記発光素子とを接続して導通させる発光素子接着導通工程と、
を有し、
前記リリース層は、硬化後の膜厚が０．１μｍ以上０．５μｍ以下である樹脂材料を含む、ディスプレイ装置の製造方法。
【0012】
（２）前記リリース層は、
前記ソース基板上に形成された第１樹脂材料を含む第１リリース層と、
前記発光素子上に形成され、前記第１樹脂材料とは異なる第２樹脂材料を含む第２リリース層と、
を有し、
前記第２樹脂材料は、前記発光素子上に硬化後の膜厚が０．１μｍ以上０．５μｍ以下で形成される、上記（１）に記載のディスプレイ装置の製造方法。
前記ソース基板上に形成された第１樹脂材料を含む第１リリース層と、
前記発光素子上に形成され、前記第１樹脂材料とは異なる第２樹脂材料を含む第２リリース層と、
を有し、
前記第２樹脂材料は、前記発光素子上に硬化後の膜厚が０．１μｍ以上０．５μｍ以下で形成される、上記（１）に記載のディスプレイ装置の製造方法。
【0013】
（３）所定波長のレーザー光を透過するソース基板と発光素子との間にあり、前記ソース基板と前記発光素子とを接着するリリース層を有し、前記リリース層によって前記ソース基板に前記発光素子が保持され、
前記リリース層は、硬化後の膜厚が０．１μｍ以上０．５μｍである樹脂材料を含む、ソース基板構造体。
前記リリース層は、硬化後の膜厚が０．１μｍ以上０．５μｍである樹脂材料を含む、ソース基板構造体。
【0014】
（４）前記リリース層は、
第１樹脂材料を含む第１リリース層と、
前記第１樹脂材料とは異なる第２樹脂材料を含み、前記発光素子上にある第２リリース層と、
を有し、
前記第２樹脂材料は、硬化後の膜厚が０．１μｍ以上０．５μｍ以下である、上記（４）に記載のソース基板構造体。
第１樹脂材料を含む第１リリース層と、
前記第１樹脂材料とは異なる第２樹脂材料を含み、前記発光素子上にある第２リリース層と、
を有し、
前記第２樹脂材料は、硬化後の膜厚が０．１μｍ以上０．５μｍ以下である、上記（４）に記載のソース基板構造体。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、ソース基板と発光素子とを接着するリリース層として、膜厚０．１μｍ以上０．５μｍ以下で塗布した樹脂材料を用いた。このため、本発明は、ソース基板側からレーザー光を照射することで、リリース層は消失して、ソース基板から発光素子が放出される。このため、発光素子上にはリリース層の残膜が残らない。
【0016】
また、本発明によれば、ソース基板と発光素子とを接着するリリース層を２層以上とした。２層以上のリリース層は、第１樹脂材料を含む第１リリース層と、第１樹脂材料とは異なる第２樹脂材料を含む第２リリース層である。このうち、発光素子上の第２リリース層に含まれる第２樹脂材料は、膜厚０．１μｍ以上０．５μｍ以下で塗布した。このため、本発明は、ソース基板側からレーザー光を照射することでは第２リリース層は消失して、発光素子が放出される。このため、発光素子上にはリリース層の残膜が残らない。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【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駆動基板を示す断面図である。
【図8】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9】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10】実施形態２における、半導体層とソース基板との接着工程を示す断面図である。
【図11】実施形態２における、半導体層とソース基板との接着工程を示す断面図である。
【図12】実施形態２における、半導体層とソース基板との接着工程を示す断面図である。
【図13】実施形態２における、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。
【発明を実施するための形態】
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
（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。
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。
【0024】
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
ＬＥＤ側電極１２は、たとえば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、ＩＴＯのうちいずれか一つの金属またはグラフェン（Ｇｒａｐｈｅｎｅ）を用いて形成される。中でも、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕが好ましい。
【0030】
続いて、図２に示すように、初期基板１００のＬＥＤ側電極１２が形成された面側に、転写用樹脂層１１１によって中継基板１１２が貼り付けられる。転写用樹脂層１１１は仮接着層である。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が接着される。中継基板１１２は、たとえば石英ガラス基板が用いられる。
【0031】
転写用樹脂層１１１には、樹脂材料硬化後、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６０％以上１００％以下となる樹脂材料を用いることが好ましく、より好ましくは８０％以上１００％以下となる樹脂材料を用いることである。具体的な樹脂材料としては、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、およびＡＢＳ（Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ Ｓｔｙｒｅｎｅ）樹脂よりなる群から選択されたいずれか一つの樹脂が用いられる。例示した樹脂の使用に際しては、熱硬化剤が配合されてもよい。また、転写用樹脂層１１１としては、その他の熱硬化性樹脂が使用されてもよい。
【0032】
なお、樹脂材料と光は、透過率（％）＝１００％－吸収率（％）－反射率（％）の関係がある。したがって、レーザー光波長の吸収率は、レーザーリフトオフで使用するレーザー光の波長について、この関係式から求めることができる。また、樹脂材料は、市販されている樹脂材料の仕様（たとえば透過率、吸収率、反射率）や樹脂材料の特性（たとえば透過率、吸収率、反射率）などから、上記のレーザー光波長の吸収率となるように選定してもよい。
【0033】
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。
【0034】
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が接着される。
【0035】
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。
【0036】
リリース層１３は、樹脂材料の硬化後の膜厚が０．１μｍ以上０．５μｍ以下となるように材料の硬化収縮率に応じて塗布膜厚を調整して形成する。たとえば、使用する樹脂材料の硬化収縮率が７０％の場合は、塗布膜厚０．１４μｍ以上０．７μｍ以下で塗布する。また、樹脂材料の塗布膜厚は、リリース層１３となる樹脂材料が硬化後、上記膜厚の範囲となるように、あらかじめ実験などによって決めてもよい。
【0037】
リリース層１３には、使用する樹脂材料が硬化後、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６０％以上１００％以下となる樹脂材料を用いることが好ましく、より好ましくは８０％以上１００％以下である。所定波長については後述する。
【0038】
なお、樹脂材料と光は、透過率（％）＝１００％－吸収率（％）－反射率（％）の関係がある。したがって、所定波長の吸収率は、レーザーアブレーション工程で使用するレーザー光の波長について、この関係式から求めることができる。また、樹脂材料は、市販されている樹脂材料の仕様（たとえば透過率、吸収率、反射率）や樹脂材料の特性（たとえば透過率、吸収率、反射率）などから、上記の所定波長の吸収率となるように選定してもよい。
【0039】
リリース層１３に用いる樹脂材料としては、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、ポリプロピレン（ＰＰ（Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ））樹脂、ポリカーボネート樹脂、およびＡＢＳ（Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ Ｓｔｙｒｅｎｅ）樹脂よりなる群から選択されたいずれか一つの樹脂が用いられる。例示した樹脂の使用に際しては、熱硬化剤が配合されてもよい。また、樹脂材料としては、その他の熱硬化性樹脂が使用されてもよい。
【0040】
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、たとえば、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。
【0041】
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。
【0042】
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、たとえば、１辺が１μｍ以上１００μｍ以下の多角形状である。好ましくは、１辺が１μｍ以上１００μｍ以下の矩形状である。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、１μｍ程度であるが、これに限定されず、製造可能な大きさであればよい。また、マイクロＬＥＤ１１の形状は、円形状または楕円形状などとしてもよい。円形状に分割する場合は直径が１μｍ以上１００μｍ以下、楕円形状に分割する場合は長径が１μｍを超えて１００μｍ以下、短径が１μｍ以上１００μｍ未満とすることが好ましい。これらの場合も径の下限は、１μｍに限定されず、製造可能な大きさであればよい。
【0043】
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。
【0044】
本実施形態１では、ここまでの工程で、ソース基板１４とマイクロＬＥＤ１１の間にある１層のリリース層１３により、ソース基板１４にマイクロＬＥＤ１１が保持されたソース基板構造体が提供される。
【0045】
次に、駆動基板について説明する。図７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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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）、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。
【0049】
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を駆動基板側電極２１まで到達させることができる。
【0050】
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。
【0051】
【0052】
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８に示すように、まず、１個のマイクロＬＥＤ１１を駆動基板２０へ接続するために、ソース基板１４全体を移動させて位置決めされる。このときの位置決めは、１個のマイクロＬＥＤ１１のＬＥＤ側電極１２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移動される。
【0053】
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が照射されることによって、１個のマイクロＬＥＤ１１を保持していたリリース層１３が分解、消失して、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。したがって、所定波長としては、たとえば、波長２４８ｎｍ以上３５５ｎｍ以下である。そのほかの波長のレーザー光を用いてもよい。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
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、たとえば、７０μｍ以上１００μｍ以下とすることが好ましい。このような隙間（ギャップ）間隔とすることで、レーザーアブレーション工程によりソース基板１４から放出されたマイクロＬＥＤ１１を、駆動基板２０の狙い通りの位置でキャッチさせることができる。また、ボンディング装置の動作精度にもよるが、隙間間隔の下限を７０μｍとすることで、ボンディング装置によりソース基板１４を移動させる際にソース基板１４が駆動基板２０と接触させずに高速で移動させることができる。なお、隙間（ギャップ）間隔は、ソース基板１４と駆動基板２０を対向させた状態でもっとも近接した位置の間隔である。もっとも近接した位置の間隔は、通常、ＬＥＤ側電極１２と、駆動基板側電極２１上の接着剤層３２が対向する位置である。このレーザー光による、ソース基板１４からのマイクロＬＥＤ１１の放出と駆動基板２０への接着が、ディスプレイ装置として必要な個数分、繰り返し行われる。
【0057】
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、密着させるとともに加熱する。このときの加圧力はＬＥＤ側電極１２と駆動基板側電極２１が接続されるようにする。加熱温度は、接着剤層３２が硬化する温度である。この加熱温度は、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。
【0058】
これにより、図９に示すように、ＬＥＤ側電極１２と駆動基板側電極２１が電気的に接続されて導通され、硬化した接着剤層３２によってマイクロＬＥＤ１１と駆動基板２０が接着される。
【0059】
ディスプレイ装置１０の製造方法としては、さらに必要な周辺回路の接続や配線などがあれば、それらの形成や配線工程が行われ、また、マイクロＬＥＤ１１保護のために、樹脂モールディングなどが行われて、ディスプレイ装置１０が完成する。
【0060】
本実施形態１によれば以下の効果を奏する。
【0061】
本実施形態１においては、ソース基板１４がマイクロＬＥＤ１１を保持するリリース層１３として、膜厚０．１μｍ以上０．５μｍ以下で樹脂材料を形成した。このように極めて薄いリリース層１３は、レーザー光の照射によって分解、消失してしまうので、ソース基板１４から放出後のマイクロＬＥＤ１１上には、リリース層１３の樹脂成分が残らない。したがって、本実施形態１は、レーザーアブレーション工程後の残膜処理や洗浄工程が不要となり、製造コストの低減を図ることができる。
【0062】
また、本実施形態１は、マイクロＬＥＤ１１上に残膜が残らないので、マイクロＬＥＤ１１から放射される光の光学特性が劣化しない。
【0063】
また、本実施形態１は、マイクロＬＥＤ１１上に残膜が残らないので、マイクロＬＥＤ１１上に樹脂モールディングをする際に密着不良、はじきなどの不具合が生じない。
【0064】
また、本実施形態１は、リリース層１３でのレーザー光の吸収率が６０％以上と高いため、より速くリリース層１３を分解させることができる。このため、レーザーアブレーション工程によって照射されるレーザー光のエネルギーを低減させることができるので、レーザー光によってマイクロＬＥＤ１１が受ける損傷を防止または極めて少なくできる。
【0065】
また、本実施形態１は、レーザーアブレーション工程によって照射されるレーザー光のエネルギーを低減させることができる。このため、本実施形態１は、マイクロＬＥＤ１１をソース基板１４から放出させる際の、転写位置精度を安定化させることができる。レーザーアブレーション工程は、レーザー光のエネルギーでリリース層１３を分解、消失させるだけでなく、マイクロＬＥＤ１１を弾き出す作用がある。このため、レーザーアブレーション工程は、レーザー光のエネルギーが強すぎると、強い力でマイクロＬＥＤ１１が弾き出されることになって、マイクロＬＥＤ１１の放出される方向が不安定になる。この点、本実施形態１は、エネルギーを少なくできるので、その結果、マイクロＬＥＤ１１を弾き出す力が弱くなり、マイクロＬＥＤ１１が放出される方向が安定する。
【0066】
また、本実施形態１は、このようにマイクロＬＥＤ１１が放出される方向が安定するため、ソース基板１４と駆動基板２０との隙間（ギャップ）を比較的広くすることができる。したがって、本実施形態１は、ギャップマージンも広くできる。ゆえに、本実施形態１は、ソース基板１４よりも大きな駆動基板２０にマイクロＬＥＤ１１を転写する際に、ソース基板１４を連続的に移動させる動作が比較的容易に実現できるようになり、プロセス時間を短くすることができる。
【0067】
また、本実施形態１では、レーザーアブレーション工程によって照射されるレーザー光のエネルギーを低減させることができるので、レーザーアブレーション工程で発生するプラズマの発生を少なくできる。このように本実施形態１は、レーザーアブレーション工程で発生するプラズマを少なくできることで、ソース基板１４がプラズマによって受ける損傷を防止または極めて少なくできる。これにより、本実施形態１は、マイクロＬＥＤ１１を放出させた後のソース基板１４を再利用しやすくなり、製造コストの低減を図ることができる。これは、従来、ソース基板１４を再利用する際は、プラズマによって損傷された表面を研磨工程によって鏡面化する必要があった。この点、本実施形態１では、ソース基板１４が受ける損傷がないか極めて少なくできる。ゆえに、本実施形態１では、ソース基板１４を再利用する際の研磨作業をなくし、または研磨回数を少なくできるので、ソース基板１４を再利用するためのコストを低減できる。
【0068】
また、本実施形態１では、レーザーアブレーション工程によって照射されるレーザー光のエネルギーを低減させることができるので、製造工程の省エネルギー化を図ることができる。たとえば、４Ｋ解像度のディスプレイ装置を製造する場合、約８００万画素分のマイクロＬＥＤ１１を駆動基板２０へ転写する必要がある。１画素をＲＧＢ各１個のマイクロＬＥＤ１１で構成した場合、単純に約２４００万個ものマイクロＬＥＤ１１を１個１個レーザー照射によって放出することになる。このため、本実施形態１は、レーザー光のエネルギーを少なくできることで、製造コストを低減させることができる。
【0069】
（実施形態２）
本発明の例示的な実施形態２によるディスプレイ装置の製造方法について説明する。
本発明の例示的な実施形態２によるディスプレイ装置の製造方法について説明する。
【0070】
実施形態２は、ソース基板１４とマイクロＬＥＤ１１との間にあるリリース層として、異なる樹脂材料からなる２層以上を有する。リリース層以外の構成およびリリース層の製造工程以外は、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。
【0071】
図１０～１２は、実施形態２における、半導体層１０２とソース基板１４との接着工程を示す断面図である。また、図１３は、実施形態２における、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。
【0072】
本実施形態２では、図１０に示すように、半導体層１０２を接着する前のソース基板１４に第１リリース層１３１となる第１樹脂材料を塗布している。第１リリース層１３１となる第１樹脂材料としては、たとえば、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）樹脂である。第１リリース層１３１の膜厚は、塗布時において１μｍ以上５μｍ以下とする。第１樹脂材料は、塗布後、加熱焼成されて、第１リリース層１３１となる。第１樹脂材料硬化後、第１リリース層１３１の膜厚は、たとえば１μｍ以上５μｍ以下である。第１リリース層１３１の膜厚が、硬化前後で同じ値なのは、第１樹脂材料であるポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）樹脂の硬化前後の比重が測定限界以下の差であるためである。もちろん、使用する樹脂材料によっては、硬化前後の膜厚が異なる。そのような場合は、第１リリース層１３１となる第１樹脂材料の硬化後、膜厚が上記範囲となるように、塗布膜厚を調整するとよい。
【0073】
第１樹脂材料からなる第１リリース層１３１の所定波長の吸収率は、１％以上５０％以下である。この所定波長は、実施形態１同様に、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である。なお、第１樹脂材料における所定波長の吸収率は、実施形態１同様に、透過率（％）＝１００％－吸収率（％）－反射率（％）の関係式を用いて求めることができる。すなわち、所定波長の吸収率は、レーザーアブレーション工程で使用するレーザー光の波長について、この関係式から求める。また、実施形態１同様に、第１樹脂材料としては、市販されている樹脂材料の仕様（たとえば透過率、吸収率、反射率）や樹脂材料の特性（たとえば透過率、吸収率、反射率）などから、上記の所定波長の吸収率となるように選定してもよい。
【0074】
さらに、本実施形態２では、図１１に示すように、中継基板１１２上に保持された半導体層１０２上に、第２リリース層１３２となる第２樹脂材料が塗布される。第２リリース層１３２は、第２樹脂材料の硬化後の膜厚が、０．１μｍ以上０．５μｍ以下となるように、塗布膜厚を調整して形成する。たとえば、使用する第２樹脂材料の硬化収縮率が７０％の場合は、塗布膜厚０．１４μｍ以上０．７μｍ以下で塗布することになる。また、第２樹脂材料の塗布膜厚は、第２リリース層１３２となる第２樹脂材料が硬化後、上記膜厚の範囲となるように、あらかじめ実験などによって決めてもよい。したがって、この第２樹脂材料は、実施形態１におけるリリース層を形成している樹脂材料と同様の構成である。
【0075】
したがって、第１リリース層１３１と第２リリース層１３２の膜厚の関係は、第１リリース層１３１の膜厚をＴ１、第２リリース層１３２の膜厚をＴ２とすると、Ｔ１＞Ｔ２となっている。
【0076】
第２樹脂材料は、実施形態１のリリース層１３に用いられる樹脂材料と同様である。すなわち第２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、ポリプロピレン（ＰＰ（Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ））樹脂、ポリカーボネート樹脂、およびＡＢＳ（Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ Ｓｔｙｒｅｎｅ）樹脂よりなる群から選択されたいずれか一つの樹脂が用いられる。例示した樹脂の使用に際しては、熱硬化剤が配合されてもよい。また、樹脂材料としては、その他の熱硬化性樹脂が使用されてもよい。
【0077】
第２リリース層１３２は、樹脂材料硬化後、所定波長の吸収率が６０％以上１００％以下であることが好ましく、より好ましくは８０％以上１００％以下である。所定波長は、実施形態１同様に、たとえば、波長２４８ｎｍ以上３５５ｎｍ以下である。なお、第２樹脂材料における所定波長の吸収率は、実施形態１同様に、透過率（％）＝１００％－吸収率（％）－反射率（％）の関係式を用いて求めることができる。すなわち、所定波長の吸収率は、レーザーアブレーション工程で使用するレーザー光の波長について、この関係式から求める。また、実施形態１同様に、第２樹脂材料としては、市販されている樹脂材料の仕様（たとえば透過率、吸収率、反射率）や樹脂材料の特性（たとえば透過率、吸収率、反射率）などから、上記の所定波長の吸収率となるように選定してもよい。
【0078】
このように、本実施形態２では、第１リリース層１３１がソース基板１４に近い側に形成されており、第２リリース層１３２がマイクロＬＥＤ１１となる半導体層１０２側に形成されている。
【0079】
そして、第１リリース層１３１と第２リリース層１３２とは、所定波長の吸収率に違いがあり、第１リリース層１３１の所定波長の吸収率は、第２リリース層１３２の所定波長の吸収率より低い。すなわち、第１リリース層１３１と第２リリース層１３２の所定波長の吸収率の関係は、第１リリース層１３１の所定波長の吸収率をＷａ１とし、第２リリース層１３２の所定波長の吸収率をＷａ２とすると、Ｗａ１＜Ｗａ２となっている。
【0080】
続いて、本実施形態２では、図１２に示すように、第１リリース層１３１と第２リリース層１３２を向かい合わせて、ソース基板１４と中継基板１１２とを貼り合わせ、加圧加熱される。これにより、第１リリース層１３１と第２リリース層１３２とが接着される。
【0081】
その後、本実施形態２は、実施形態１同様に、中継基板１１２をレーザーリフトオフによって除去し、半導体層１０２表面を洗浄する。
【0082】
その後、本実施形態２は、実施形態１同様に、半導体層１０２がマイクロＬＥＤ１１へ分割される。このとき、少なくとも第２リリース１３２層は、実施形態１同様にマイクロＬＥＤ１１の大きさに合わせて分割されるが、第１リリース層１３１については、分割されてもよいし、分割されなくてもよい。つまり、第１リリース層１３１は、分割後のマイクロＬＥＤ１１をマスクとして第２リリース１３２層をエッチングした際に、オーバーエッチングされてもよい。
【0083】
これにより、本実施形態２では、ソース基板１４とマイクロＬＥＤ１１の間にある第１リリース層１３１および第２リリース層１３２によって、ソース基板１４にマイクロＬＥＤ１１が保持されたソース基板構造体が提供される。
【0084】
本実施形態２では、その後、図１３に示すように、レーザーアブレーション工程によって、１個１個のマイクロＬＥＤ１１が、駆動基板２０へ転写される。本実施形態２におけるレーザーアブレーション工程は、基本的には実施形態１同様であり、実施形態１で説明した所定波長のレーザー光が用いられる。
【0085】
その後は、本実施形態２においても、所定個数のマイクロＬＥＤ１１を駆動基板２０へ転写したなら、実施形態１同様に、加圧加熱工程が行われる。これにより、本実施形態２においても、マイクロＬＥＤ１１が駆動基板２０へ接着され、ＬＥＤ側電極１２と駆動基板側電極２１が電気的に接続されて導通される。そして、本実施形態２においても、必要な周辺回路の接続や配線工程が行われ、また、マイクロＬＥＤ１１保護のために、樹脂モールディングなどが行われて、ディスプレイ装置１０が完成する（図９参照）。
【0086】
本実施形態２によれば以下の効果を奏する。
【0087】
本実施形態２においては、ソース基板１４とマイクロＬＥＤ１１を、２層以上のリリース層（第１リリース層１３１および第２リリース層１３２）を用いて保持した。このうち、マイクロＬＥＤ１１側の第２リリース層１３２は、第２リリース層１３２となる第２樹脂材料塗布後、硬化後の膜厚０．１μｍ以上０．５μｍ以下とした。このため、本実施形態２においても、実施形態１同様に、レーザーアブレーション工程によって放出されたマイクロＬＥＤ１１上に残膜が発生しない。したがって、レーザーアブレーション工程後の残膜処理や洗浄工程が不要となる。
【0088】
また、本実施形態２は、第１リリース層１３１の所定波長の吸収率が１％以上５０％以下とし、第２リリース層１３２の所定波長の吸収率が６０％以上１００％以下とした。これにより、本実施形態２では、レーザーアブレーション工程によって照射されるレーザー光のエネルギーが実施形態１より高くても、第１リリース層１３１によって吸収させることができる。このため本実施形態２では、マイクロＬＥＤ１１に到達するレーザー光のエネルギーが低減されるので、実施形態１同等に、マイクロＬＥＤ１１は放出される際の起動が安定する。したがって、本実施形態２でも、実施形態１同様に、ソース基板１４と駆動基板２０との間のギャップマージンを広くとることができる。また、本実施形態２においても、マイクロＬＥＤ１１に到達するレーザー光のエネルギーが低減されるので、マイクロＬＥＤ１１がレーザー光によって受ける損傷を防止または極めて少なくできる。
【0089】
また、本実施形態２では、レーザーアブレーション工程により、個々のマイクロＬＥＤ１１と同形状に分割されている第２リリース層１３２は消失するが、第１リリース層１３１はソース基板１４に残る。このため、本実施形態２では、ソース基板１４の半導体層１０２を貼り付ける面は、レーザーアブレーション工程で発生したプラズマから、残った第１リリース層１３１により保護される。したがって、本実施形態２は、ソース基板１４が、レーザーアブレーション工程で発生したプラズマによって受ける損傷を防止できる。これにより、マイクロＬＥＤ１１を放出させた後のソース基板１４を再利用しやすくなり、製造コストの低減を図ることができる。これは、従来、ソース基板１４を再利用する際は、プラズマによって損傷された表面を研磨工程によって鏡面化する必要があった。この点、本実施形態２では、ソース基板１４が受ける損傷がないか極めて少なくできる。ゆえに、本実施形態２では、ソース基板１４を再利用する際の研磨作業をなくし、または研磨回数を少なくできるので、ソース基板１４を再利用するためのコストを低減できる。
【実施例】
【0090】
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。
【0091】
＜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。また、ＬＥＤ側電極（パッド）の大きさは３０×２０μｍとした。半導体層１０２の膜厚は、５μｍとした。
（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。また、ＬＥＤ側電極（パッド）の大きさは３０×２０μｍとした。半導体層１０２の膜厚は、５μｍとした。
【0092】
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。
【0093】
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。
【0094】
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。
【0095】
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、硬化後、波長２４８ｎｍの紫外線吸収率が９９％以上である。
【0096】
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。
【0097】
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。
【0098】
続いて、ドライエッチング（ＲＩＥ）により半導体層１０２を個々のマイクロＬＥＤ１１に分割した。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を酸素プラズマＲＩＥによりエッチングして、マイクロＬＥＤ１１の形状に合わせて分割した。
【0099】
（レーザーアブレーション工程による転写）
一定の間隔でＴＦＴがアレイ上に配置されるとともに、ＴＦＴに接続された銅（Ｃｕ）配線が施された駆動基板２０を用意した。銅配線の一部が駆動基板側電極２１となる。
一定の間隔でＴＦＴがアレイ上に配置されるとともに、ＴＦＴに接続された銅（Ｃｕ）配線が施された駆動基板２０を用意した。銅配線の一部が駆動基板側電極２１となる。
【0100】
駆動基板２０の駆動基板側電極２１が配置されている面の全面に、エポキシ樹脂と熱硬化剤からなる非導電性材料を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。接着剤層３２は駆動基板側電極２１上で膜厚５μｍとした。
【0101】
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、駆動基板２０の駆動基板側電極２１が配置されている面を１００μｍの隙間を開けて向かい合わせて保持した。このとき、転写する１個のマイクロＬＥＤ１１を駆動基板２０の狙いの位置に位置決めした。
【0102】
続いて、レーザーアブレーション工程により、マイクロＬＥＤ１１を駆動基板２０へ転写させた。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ソース基板１４側から、転写する１個のマイクロＬＥＤ１１へ、照射エネルギー密度１００ｍＪ／ｃｍ２で照射した。レーザー光の径は、１個のマイクロＬＥＤ１１以上でかつ隣接するマイクロＬＥＤ１１にはレーザ光が照射されない大きさとした。
【0103】
これにより、１個のマイクロＬＥＤ１１がソース基板１４から放出され、駆動基板２０の狙いの位置にキャッチされた。
【0104】
同様にして駆動基板２０上に必要な数量のマイクロＬＥＤ１１を繰り返し転写した。
【0105】
続いて、加圧、加熱工程により、駆動基板２０にマイクロＬＥＤ１１を固定した。加圧、加熱工程は、駆動基板２０の全面を加圧して、ＬＥＤ側電極１２と駆動基板側電極２１とがエポキシ樹脂を貫通して接触された状態となるようにし、２５０℃の温度でエポキシ樹脂を熱硬化させた。
【0106】
以上により、駆動基板２０上にディスプレイパネルとして必要な数のマイクロＬＥＤ１１が転写された。
【0107】
駆動基板２０へ転写後のマイクロＬＥＤ１１の表面を、洗浄を行わずに観察した。その結果、転写後のマイクロＬＥＤ１１の表面には、リリース層１３であるポリイミド樹脂の残膜は存在しなかった。また、マイクロＬＥＤ１１の表面には、レーザー痕などの損傷は検出されなかった。
【0108】
＜実施例２＞
実施例２は、リリース層１３となる樹脂材料塗布時の膜厚を０．５μｍとした。それ以外の工程および材料は実施例１と同様である。
実施例２は、リリース層１３となる樹脂材料塗布時の膜厚を０．５μｍとした。それ以外の工程および材料は実施例１と同様である。
【0109】
駆動基板２０へ転写後のマイクロＬＥＤ１１の表面を、洗浄を行わずに観察した。その結果、転写後のマイクロＬＥＤ１１の表面には、リリース層１３であるポリイミド樹脂の残膜は存在しなかった。また、マイクロＬＥＤ１１の表面には、レーザー痕などの損傷は検出されなかった。
【0110】
＜比較例１＞
比較例１は、リリース層１３となる樹脂材料塗布時の膜厚を０．７μｍとした。それ以外の工程および材料は実施例１と同様である。
比較例１は、リリース層１３となる樹脂材料塗布時の膜厚を０．７μｍとした。それ以外の工程および材料は実施例１と同様である。
【0111】
駆動基板２０へ転写後のマイクロＬＥＤ１１の表面を、洗浄を行わずに観察した。その結果、転写後のマイクロＬＥＤ１１の表面には、リリース層１３であるポリイミド樹脂の残膜が検出された。
【0112】
＜実施例３＞
実施例３は、中継基板１１２上に半導体層１０２を接着するまでは実施例１と同じにした。
実施例３は、中継基板１１２上に半導体層１０２を接着するまでは実施例１と同じにした。
【0113】
そして、実施例３は、ソース基板１４に熱硬化触媒を配合したジメチルポリシロキサン（ＰＤＭＳ）樹脂を１０μｍの膜厚でスリットコーティングを用いて塗布し、１５０℃のオーブン中で１時間焼成し、第１リリース層１３１を形成した。
【0114】
ジメチルポリシロキサン（ＰＤＭＳ）樹脂を焼成して形成された第１リリース層１３１は、波長２４８ｎｍの紫外線吸収率が３５％である。
【0115】
別途、中継基板１１２上に接着された半導体層１０２の表面に、ポリイミド樹脂をスピンコーティング法により０．１μｍの膜厚で形成し、真空オーブン中で２５０℃／１時間焼成して第２リリース層１３２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、硬化後、波長２４８ｎｍの紫外線吸収率が９９％以上である。
【0116】
続いて、第１リリース層１３１と第２リリース層１３２を向かい合わせてソース基板１４および中継基板１１２を重ねて、真空ボンディング装置を用いて２０℃以上３０℃以下の室温で圧力１０Ｎ／ｃｍ２で加圧して貼り合せた。
【0117】
続いて、実施例１同様に、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。その後、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、その後、純水で６０秒間リンスした。
【0118】
続いて、ドライエッチング（ＲＩＥ）により半導体層１０２を個々のマイクロＬＥＤ１１に分割した。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を酸素プラズマＲＩＥによりエッチングして、マイクロＬＥＤ１１の形状に合わせて分割した。
【0119】
（レーザーアブレーション工程による転写）
レーザーアブレーション工程による転写は、実施例１と同様に行った。すなわち、駆動基板側電極２１上で膜厚５μｍとなるように接着剤層３２を形成した。
レーザーアブレーション工程による転写は、実施例１と同様に行った。すなわち、駆動基板側電極２１上で膜厚５μｍとなるように接着剤層３２を形成した。
【0120】
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、駆動基板２０の駆動基板側電極２１が配置されている面を１００μｍの隙間を開けて向かい合わせて保持した。このとき、転写する１個のマイクロＬＥＤ１１を駆動基板２０の狙いの位置に位置決めした。
【0121】
続いて、レーザーアブレーション工程により、マイクロＬＥＤ１１を駆動基板２０へ転写させた。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ソース基板１４側から、転写する１個のマイクロＬＥＤ１１へ、照射エネルギー密度１００ｍＪ／ｃｍ２で照射した。レーザー光の径は、１個のマイクロＬＥＤ１１以上でかつ隣接するマイクロＬＥＤ１１にはレーザ光が照射されない大きさとした。
【0122】
これにより、１個のマイクロＬＥＤ１１がソース基板１４から放出され、駆動基板２０の狙いの位置にキャッチされた。
【0123】
同様にして駆動基板２０上に必要な数量のマイクロＬＥＤ１１を繰り返し転写した後、加圧、加熱工程により、駆動基板２０上にマイクロＬＥＤ１１を固定した。加圧、加熱工程は、駆動基板２０全面を加圧して、ＬＥＤ側電極１２と駆動基板側電極２１が接触する状態にして、２００℃のオーブンで１時間熱処理を行い、エポキシ樹脂を熱硬化させた。
【0124】
以上により、駆動基板２０上にディスプレイパネルとして必要な数のマイクロＬＥＤ１１が転写された。
【0125】
実施例３においても、駆動基板２０へ転写後のマイクロＬＥＤ１１の表面を、洗浄を行わずに観察した。その結果、転写後のマイクロＬＥＤ１１の表面には、第２リリース層１３２であるポリイミド樹脂の残膜は存在しなかった。また、マイクロＬＥＤ１１の表面には、レーザー痕などの損傷は検出されなかった。
【0126】
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。
【0127】
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を直接接触させて接合させているが、これら電極の間に金属層を介して接続することとしてもよい。具体的には、たとえば、ＬＥＤ側電極１２および駆動基板側電極２１の少なくともいずれか一方にハンダバンプを形成して置く。そして、レーザーアブレーション工程によるマイクロＬＥＤを転写後、接着剤層を硬化させるための加熱工程において、その温度をハンダバンプのリフロー温度とすることで、電極を金属層により接続させることができる。
【0128】
また、上述した実施形態２では、ソース基板１４上で、第１リリース層１３１と第２リリース層１３２の２層のリリース層によってマイクロＬＥＤ１１を保持したが、これに代えて、３層以上のリリース層によってマイクロＬＥＤ１１を保持するようにしてもよい。３層以上のリリース層を設ける場合の製造方法は、たとえば、ソース基板１４側に第１リリース層となる第１樹脂材料を塗布し、さらにその上に第３リリース層となる第３樹脂材料を塗布する。
【0129】
ここで第３の樹脂材料は、たとえば、硬化後の所定波長の吸収率が第１リリース層１３１および第２リリース層１３２とは異なる。
【0130】
このような３層以上のリリース層を設けることは、たとえば、第１リリース層の１層だけではレーザー光のエネルギーを低減させる効果が低いような場合に、さらに第３リリース層を追加することで、エネルギーをいっそう低減させることができる。つまり、実施形態２としては、マイクロＬＥＤ１１に到達するレーザー光のエネルギー量を、リリース層の層数で制御できるということである。なお、第３リリース層の所定波長の吸収率は、第１リリース層１３１と同様に、１％以上５０％以下とすることが好ましい。ただし、第２リリース層１３２を確実に分解させる観点から、第１リリース層と第３リリース層を合わせた所定波長の吸収率は、５０％を超えないようにすることが好ましい。
【0131】
また、本発明は、さらに複数のリリース層があっても良い。その場合、各リリース層は異なる樹脂材料からなることが好ましい。
【0132】
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】
【0133】
１０ ディスプレイ装置、
１１ マイクロＬＥＤ、
１２ ＬＥＤ側電極、
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、
３２ 接着剤層、
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、
１３１ 第１リリース層、
１３２ 第２リリース層。
１１ マイクロＬＥＤ、
１２ ＬＥＤ側電極、
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、
３２ 接着剤層、
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、
１３１ 第１リリース層、
１３２ 第２リリース層。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
