JP2020191423A - 保持部材、転写部材、転写部材の製造方法及び発光基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マイクロ発光ダイオードチップや回路基板が静電破壊されることを効果的に防止する。【解決手段】保持部材３０は、複数の発光ダイオードチップ５０を保持する。保持部材３０は、基材３１と、基材３１の一方の面上に設けられた導電層３３と、導電層３３の一方の面上に規則的に二次元配列された複数の突出部３６と、突出部３６の先端に設けられた粘着性を有する粘着層３７と、を備える。【選択図】図５

Description

本発明は、保持部材、保持部材を有する転写部材、転写部材の製造方法、及び転写部材を用いた発光基板の製造方法に関する。

近年、回路を有する回路基板に複数のマイクロ発光ダイオード（ＬＥＤ）チップを配置した発光基板を用いた表示装置、いわゆるマイクロＬＥＤディスプレイが注目されている。マイクロＬＥＤディスプレイは、液晶ディスプレイ等に比べて、輝度、消費電力、応答速度、信頼性等の面で優れており、次世代の軽量且つ薄型のディスプレイとして注目されている。

従来、マイクロＬＥＤディスプレイに用いられる発光基板を製造する際に、ウエハをダイシングして形成された複数のマイクロ発光ダイオードチップを、ピックアンドプレイス工程により、１つずつ回路基板に配置していた。このような発光基板の製造方法では、ピックアンドプレイス工程を数百万回以上繰り返すことになるため、回路基板にマイクロ発光ダイオードチップを配置する工程に時間がかかり、それに伴って製造コストが上昇してしまう。すなわち、低い生産性でしか発光基板を製造することができない。

そこで、特許文献１のように、粘着スタンプによって、ウエハから回路基板にマイクロ発光ダイオードチップを配置することが考えられた。特許文献１の粘着スタンプは、複数のマイクロ発光ダイオードチップを保持することができるため、１回のピックアンドプレイス工程で複数のマイクロ発光ダイオードチップを回路基板に配置することができる。したがって、回路基板にマイクロ発光ダイオードチップを配置する工程に要する時間を短縮し、製造コストを削減することができる。

特表２０１７−５３１９１５号公報

ところで、特許文献１の粘着スタンプは、ピックアンドプレイス工程を繰り返し行うと、粘着力が低下してしまう。粘着スタンプの粘着力が低下すると、ピックアンドプレイス工程を行う際に粘着スタンプがマイクロ発光ダイオードチップを保持する確実性が低下してしまう。このため、粘着スタンプに粘着力を付与する工程や、粘着スタンプを交換する工程を要することになり、発光基板の製造の生産性を高めにくい。

そこで、本件発明者らは検討を行い、ピックアンドプレイス工程を繰り返し行うことなく、ウエハから回路基板にマイクロ発光ダイオードチップを配置することを可能とする、さらには回路基板にマイクロ発光ダイオードチップを一括で配置することを可能とする、マイクロ発光ダイオードチップを保持する保持部材及び当該保持部材を有するマイクロ発光ダイオードチップの転写部材を見出した。

このような保持部材は、樹脂等の誘電体を含んでいるため、帯電することがある。保持部材が帯電していると、保持部材にマイクロ発光ダイオードチップを保持させる際やマイクロ発光ダイオードチップを保持する保持部材からマイクロ発光ダイオードチップを回路基板に転写して配置する際に、保持部材に帯電した電荷が放電されることがある。放電された電荷が電流としてマイクロ発光ダイオードチップや回路基板に流れると、当該マイクロ発光ダイオードチップのＰＮ接合が破壊されたり、回路基板の絶縁部分が破壊されたりし得る。すなわち、保持部材の静電気によってマイクロ発光ダイオードチップや回路基板が静電破壊され得る。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、マイクロ発光ダイオードチップや回路基板が静電破壊されることを効果的に防止することを目的とする。

本発明の保持部材は、
複数の発光ダイオードチップを保持する保持部材であって、
基材と、
前記基材の一方の面上に設けられた導電層と、
前記導電層の一方の面上に規則的に二次元配列された複数の突出部と、
前記突出部の先端に設けられた粘着性を有する粘着層と、を備える。

本発明の保持部材において、前記導電層及び前記基材は、透明であってもよい。

本発明の保持部材において、前記導電層のシート抵抗は、１×１０^−３Ω／□以上１×１０^６Ω／□以下であってもよい。

本発明の保持部材において、前記導電層は、金属酸化物を含んでもよい。

本発明の転写部材は、
上述したいずれかの保持部材と、
各突出部に前記粘着層を介して保持された複数の発光ダイオードチップと、を備える。

本発明の転写部材の製造方法は、ダイシングされた発光ダイオードチップを有するチップ基板を請求項１乃至５のいずれか一項に記載の保持部材に接触させて、複数の前記発光ダイオードチップを前記保持部材の複数の突出部上に保持させる工程を備える。

本発明の発光基板の製造方法は、上述した転写部材の前記発光ダイオードチップが、回路基板の回路に電気的に接続するようにして、複数の前記発光ダイオードチップを前記転写部材の前記保持部材から前記回路基板に一括で転写する工程を備える。

本発明によれば、マイクロ発光ダイオードチップや回路基板が静電破壊されることを効果的に防止することができる。

図１は、マイクロ発光ダイオードチップを有する発光基板を用いた表示装置を示す分解斜視図である。 図２は、マイクロ発光ダイオードチップを有する発光基板の平面図である。 図３は、図２の発光基板の一部を拡大して示す図である。 図４は、マイクロ発光ダイオードチップを有する発光基板の縦断面図である。 図５は、転写部材の縦断面図である。 図６は、保持部材の縦断面図である。 図７は、保持部材の平面図である。 図８は、ダイシングされたマイクロ発光ダイオードチップを有するチップ基板を示す平面図である。 図９は、保持部材にマイクロ発光ダイオードチップを保持させる工程を説明するための図である。 図１０は、保持部材にマイクロ発光ダイオードチップを保持させる工程を説明するための図である。 図１１は、保持部材にマイクロ発光ダイオードチップを保持させる工程を説明するための図である。 図１２は、保持部材にマイクロ発光ダイオードチップを保持させる工程を説明するための図である。 図１３は、保持部材にマイクロ発光ダイオードチップを保持させる工程を説明するための図である。 図１４は、保持部材にマイクロ発光ダイオードチップを保持させる工程を説明するための図である。 図１５は、保持部材にマイクロ発光ダイオードチップを保持させる工程を説明するための図である。 図１６は、転写部材から回路基板にマイクロ発光ダイオードチップを転写する工程を説明するための図である。 図１７は、転写部材から回路基板にマイクロ発光ダイオードチップを転写する工程を説明するための図である。 図１８は、転写部材から回路基板にマイクロ発光ダイオードチップを転写する工程を説明するための図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。

また、「シート面（板面、フィルム面）」とは、対象となるシート状（板状、フィルム状）の部材を全体的かつ大局的に見た場合において対象となるシート状部材（板状部材、フィルム状部材）の平面方向と一致する面のことを指す。

さらに、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件ならびにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。

図１は、表示装置１を概略的に示す分解斜視図である。表示装置１は、表示面５に画像等を表示する。図１に示された例において、表示装置１は、発光基板１０と、発光基板１０に対向して配置された拡散層７と、を有している。図示された例において、拡散層７の発光基板１０に対向する側とは逆側の面が、表示装置１の表示面５となっている。表示装置１は、１つ又は複数の発光ダイオードから発光した光を１つの画素として用いている、いわゆるマイクロＬＥＤディスプレイである。図示された例において、発光基板１０で発光した光は、拡散層７で拡散される。ただし、図示された例に限らず、表示装置１において、拡散層７が省略されてもよい。

発光基板１０は、表示面５に表示する画像を形成する光を発光する。図２は、発光基板１０の一部を示す平面図であり、図３は、図２の発光基板１０の一部を拡大して示す平面図であり、図４は、発光基板１０の一部を示す縦断面図である。図２に示すように、発光基板１０は、回路基板１１と、回路基板１１上に規則的に二次元配列された複数のマイクロ発光ダイオードチップ（単に「発光ダイオードチップ」とも呼ぶ）５０と、発光ダイオードチップ５０を回路基板１１に接着させるための異方性導電性粘着層１５と、を有している。

図３に示すように、回路基板１１は、回路１３を有している。回路基板１１は、回路１３にマイクロ発光ダイオードチップ５０を接続させる。回路基板１１は、薄板状の部材である。回路基板１１は、例えばガラスエポキシ等の絶縁体上に銅等からなる回路１３の配線が配置されることで形成されている。

また、回路基板１１は、後述する転写部材２０からマイクロ発光ダイオードチップ５０を転写される工程において、マイクロ発光ダイオードチップ５０を有する転写部材２０と位置決めするための位置決め手段を有している。図２に示す例では、位置決め手段は、十字型の複数の位置決めマークＭ１である。ただし、十字型の位置決めマークＭ１は例示に過ぎず、例えば四角形、三角形、丸等の種々の位置決めマークＭ１を用いることができる。

異方性導電性粘着層１５は、マイクロ発光ダイオードチップ５０を回路基板１１に対して固定する。異方性導電性粘着層１５は、回路基板１１の発光ダイオードチップ５０が配置される位置に形成されている。異方性導電性粘着層１５は、典型的には、微細な金属粒子を含む熱硬化性樹脂の層であって、初期状態では導電性を有さない層であり、熱圧着に用いられると、圧力がかかった部分のみが、金属粒子同士が接続することにより、導電性を有するようになる材料である。この異方性導電性粘着層１５として、例えば異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）、異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ）又は異方性導電接着剤（ＡＣＡｓ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ａｄｈｅｓｉｖｅｓ）を用いることができる。

図４に示すように、各マイクロ発光ダイオードチップ５０は、２つの電極５１を有している。マイクロ発光ダイオードチップ５０は、電極５１を介して、回路１３に電気的に接続している。回路１３に流れる電流を制御して２つの電極５１の間に電圧を印加することで、任意のマイクロ発光ダイオードチップ５０を発光させることができる。複数のマイクロ発光ダイオードチップ５０の発光の組み合わせにより、表示装置１が表示する画像を形成することができる。

マイクロ発光ダイオードチップ５０から発光する光の波長は、マイクロ発光ダイオードチップ５０を構成する半導体材料等によって決定される。マイクロ発光ダイオードチップ５０は、例えばＧａＡｓ系化合物半導体、ＩｎＰ系化合物半導体、ＧａＮ系化合物半導体等を含んでいる。平面視におけるマイクロ発光ダイオードチップ５０の寸法は、例えば１辺が３μｍ以上１０００μｍ以下の矩形形状とすることができ、マイクロ発光ダイオードチップ５０の厚さは、例えば１０μｍ以上５００μｍ以下とすることができる。

図示された例では、マイクロ発光ダイオードチップ５０は、波長域６２０ｎｍ〜６８０ｎｍの赤色の光を発光する第１発光ダイオードチップ５０Ｒと、波長域５３０ｎｍ〜５７０ｎｍの緑色の光を発光する第２発光ダイオードチップ５０Ｇと、波長域４４０ｎｍ〜４８０ｎｍの青色の光を発光する第３発光ダイオードチップ５０Ｂと、を含んでいる。互いの近傍に配置された第１発光ダイオードチップ５０Ｒ、第２発光ダイオードチップ５０Ｇ及び第３発光ダイオードチップ５０Ｂが、表示装置１の１つの画素を形成している。このため、発光基板１０は、フルカラーで表示する画像を形成する光を発光することができる。

発光基板１０は、回路基板１１の回路１３が形成された位置に異方性導電性粘着層１５を介してマイクロ発光ダイオードチップ５０を配置することで製造される。複数のマイクロ発光ダイオードチップ５０が配置された発光基板１０を高い生産性で製造するために、図５に示すような保持部材３０、及び保持部材３０を有する転写部材２０が用いられる。

以下、保持部材３０及び保持部材を有する転写部材２０の一実施の形態について、図５乃至図７を参照しつつ説明する。

図５は、転写部材２０の一部を示す縦断面図である。転写部材２０は、複数のマイクロ発光ダイオードチップ５０を一括で回路基板１１に転写することを可能にする部材である。１回の転写のみで回路基板１１の全体にマイクロ発光ダイオードチップ５０を配置することができるよう、転写部材２０の平面視における寸法は、回路基板１１の平面視における寸法以上であることが好ましい。

転写部材２０は、保持部材３０と、保持部材３０に保持された複数のマイクロ発光ダイオードチップ５０と、を有している。複数のマイクロ発光ダイオードチップ５０は、転写部材２０において、当該マイクロ発光ダイオードチップ５０が転写される回路基板１１のマイクロ発光ダイオードチップ５０が配置される位置に対応した位置に保持されるよう、配置されている。言い換えると、複数のマイクロ発光ダイオードチップ５０の転写部材２０における配列間隔および配列パターンは、当該複数のマイクロ発光ダイオードチップ５０が回路基板１１上で配列されるべき配列間隔および配列パターンと同一となっている。また、図示された例では、マイクロ発光ダイオードチップ５０として、第１発光ダイオードチップ５０Ｒが、保持部材３０に保持されている。

保持部材３０は、複数のマイクロ発光ダイオードチップ５０を保持することができる部材である。図６は、本発明の保持部材３０の一部を示す縦断面図であり、図７は、保持部材３０の一部を示す平面図である。図６及び図７に示すように、保持部材３０は、基材３１と、基材３１の一方の面上に設けられた導電層３３と、導電層３３の一方の面上に設けられた複数の突出保持部３５と、を有している。

基材３１は、導電層３３及び複数の突出保持部３５を適切に支持する部材である。基材３１は、後述する保持部材３０にマイクロ発光ダイオードチップ５０を保持させる工程において、マイクロ発光ダイオードチップ５０を有するチップ基板４０と保持部材３０との位置決めするための位置決め手段を有している。図７に示す例では、位置決め手段は、十字型の位置決めマークＭ２である。ただし、十字型の位置決めマークＭ２は例示に過ぎず、例えば四角形、三角形、丸等の種々の位置決めマークＭ２を用いることができる。位置決めマークＭ２は、保持部材３０を一定の間隔で区画する領域ごとに基材３１の一方または他方の面上に複数設けられている。また、位置決めマークＭ２の観察を容易にするために、基材３１は、透明であることが好ましい。

なお、透明とは、当該部材を介して当該部材の一方の側から他方の側を透視し得る程度の透明性を有していることを意味しており、例えば、３０％以上、より好ましくは７０％以上の可視光透過率を有していることを意味する。可視光透過率は、分光光度計（（株）島津製作所製「ＵＶ−３１００ＰＣ」、ＪＩＳ Ｋ ０１１５準拠品）を用いて測定波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲内で測定したときの、各波長における透過率の平均値として特定される。

基材３１の平面視における面積は、後述する複数のマイクロ発光ダイオードチップ５０を有するチップ基板４０より大きくなっている。具体的には、基材３１の平面視における面積は、１７６ｃｍ^２以上となっていることが好ましい。また、転写部材２０の平面視における寸法が回路基板１１の平面視における寸法以上となるよう、基材３１の平面視における寸法は、回路基板１１の平面視における寸法以上であることが好ましい。

基材３１の厚さは、透明性や、突出保持部３５の適切な支持性等を考慮すると、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下の厚みを有していることが好ましい。このような基材３１の材料としては、例えばアクリル樹脂やガラスを挙げることができる。

導電層３３は、導電性を有している。導電層３３は、アースに接続されている。導電層３３をアースに接続することで、保持部材３０が帯電した際に、保持部材３０が保持している発光ダイオードチップ５０等に電荷が電流として流れて静電破壊されてしまうことを効果的に防止する。帯電した電荷を適切に保持部材３０から除去して保持部材３０を帯電していない状態に保つため、導電層３３のシート抵抗は、１×１０^−３Ω／□以上１×１０^６Ω／□以下であることが好ましい。また、導電層３３は、透明であることが好ましい。

導電層３３は、基材３１の一方の面の全面に亘って設けられている。したがって、導電層３３の平面視における面積は、基材３１の平面視における面積と略同一である。具体的には、導電層３３の平面視における面積は、１７６ｃｍ^２以上となっている。また、導電層３３の厚さは、透明性や、突出保持部３５の支持性等を考慮すると、１ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることが好ましい。

このような導電層３３は、基材３１と突出保持部３５との密着性を向上させ得る。すなわち、導電層３３を介した基材３１と突出部３６との密着性は、基材３１と突出部３６との直接的な密着性より高くなっている。

このような導電層３３は、例えば基材３１上に金属酸化物を薄膜状に形成することで、設けることができる。金属酸化物としては、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）を例示することができる。すなわち、導電層３３は、酸化インジウム錫を含んでいることで、導電性を有し、透明であり、且つ基材３１と突出保持部３５との密着性を向上させることができる。ただし、導電層３３は、酸化インジウム錫以外の材料からなっていてもよい。例えば、ＩＺＯ（亜鉛ドープ酸化インジウム）、ＡＴＯ（アンチモンドープ酸化スズ）、ＡＺＯ（アルミドープ酸化亜鉛）、ＧＺＯ（ガリウムドープ酸化スズ）、ＴＴＯ（タンタルドープ酸化スズ）及びＮＴＯ（ニオブドープ酸化チタン）、酸化スズ、及び酸化亜鉛からなる群から選ばれる少なくとも１種を用いて導電層３３を形成することができる。

突出保持部３５は、突出保持部３５の本体となる突出部３６と、各突出部３６の先端に設けられた粘着層３７と、を有している。突出保持部３５は、粘着層３７を介して、マイクロ発光ダイオードチップ５０を保持する部分である。突出保持部３５は、基材３１上に設けられた導電層３３上において保持部材３０がマイクロ発光ダイオードチップ５０を保持する位置に設けられている。すなわち、突出保持部３５は、回路基板１１のマイクロ発光ダイオードチップ５０が配置される位置に対応した位置に設けられている。

突出保持部３５は、導電層３３の一方の面上に、規則的に二次元配列されている。突出保持部３５の規則的な二次元配列は、回路基板１１上に規則的に二次元配列される複数のマイクロ発光ダイオードチップ５０に対応している。言い換えると、突出保持部３５の配列間隔および配列パターンは、回路基板１１上で配列されるべき複数のマイクロ発光ダイオードチップ５０の配列間隔および配列パターンと同一となっている。突出保持部３５は、第１方向ｄ１にピッチｐ１ｘで配列されており、第１方向ｄ１に非平行な第２方向ｄ２にピッチｐ１ｙで配列されている。なお、図示された例において、第１方向ｄ１と第２方向ｄ２は、互いに直交している。ピッチｐ１ｘ、ｐ１ｙは、例えば５０μｍ以上８７０μｍ以下である。

突出部３６は、基材３１及び導電層３３のシート面の法線方向に突出している。突出部３６が基材３１及び導電層３３から突出している長さＬは、例えば０．１μｍ以上１００μｍ以下である。また、突出部３６の先端側の平面視における寸法は、マイクロ発光ダイオードチップ５０の寸法以下であることが好ましい。図示された例では、突出部３６の先端側の平面視における寸法は、マイクロ発光ダイオードチップ５０の寸法に等しくなっている。さらに、突出部３６は、柔軟性を有している。具体的には、突出部３６のヤング率は、１０ＧＰａ以下であることが好ましく、５ＧＰａ以下であることがより好ましい。このような突出部３６は、例えばアクリル樹脂からなり、フォトリソグラフィ技術やインプリント技術を利用して、形成することができる。

粘着層３７は、突出部３６にマイクロ発光ダイオードチップ５０を保持させることができるよう、突出部３６の先端に設けられている。粘着層３７は、粘着性を有している。粘着層３７の粘着性は、例えば加熱、冷却又は紫外線照射によって、低下させることができる。なお、本明細書において、粘着性とは、粘り着く性質のことであり、接着性と区別しない。粘着層３７の材料としては、例えばアクリル系粘着剤が用いられる。粘着層３７の厚さは、例えば０．１μｍ以上１００μｍ以下である。

次に、保持部材３０にマイクロ発光ダイオードチップ５０を保持させる方法、すなわち転写部材２０の製造方法について、図８乃至図１５を参照しつつ説明する。以下の説明では、一例として、保持部材３０に第１発光ダイオードチップ５０Ｒを保持させる方法について説明する。

まず、図８に示すように、一方の面上にダイシングされた複数のマイクロ発光ダイオードチップ５０（第１発光ダイオードチップ５０Ｒ）を有するチップ基板４０を用意する。チップ基板４０は、ダイシングされたウエハ自体であってもよいし、ダイシングされたウエハからマイクロ発光ダイオードチップ５０を仮転写した基板であってもよい。チップ基板４０は、チップ基材４１と、チップ基材４１上に配置された複数のマイクロ発光ダイオードチップ５０と、を有している。また、チップ基板４０は、保持部材３０との位置決めするための位置決め手段を有している。図８に示す例では、位置決め手段は、十字型の複数の位置決めマークＭ３である。ただし、十字型の位置決めマークＭ３は例示に過ぎず、例えば四角形、三角形、丸等の種々の位置決めマークＭ３を用いることができる。

各マイクロ発光ダイオードチップ５０は、チップ基材４１の側に設けられた２つの電極５１を有している。また、マイクロ発光ダイオードチップ５０は、チップ基材４１上において、第１方向ｄ１にピッチｐ２ｘで配列されており、第１方向ｄ１に非平行な第２方向ｄ２にピッチｐ２ｙで配列されている。すなわち、マイクロ発光ダイオードチップ５０は、ウエハを第１方向ｄ１及び第２方向ｄ２にダイシングすることで形成されている。なお、図示された例において、第１方向ｄ１と第２方向ｄ２は、互いに直交している。ピッチｐ２ｘ、ｐ２ｙは、例えば５μｍ以上２００μｍ以下である。

ここで、チップ基板４０のマイクロ発光ダイオードチップ５０の第１方向ｄ１における配列のピッチｐ２ｘの整数倍が、保持部材３０の複数の突出保持部３５の第１方向ｄ１における配列のピッチｐ１ｘとなっている。同様に、チップ基板４０のマイクロ発光ダイオードチップ５０の第２方向ｄ２における配列のピッチｐ２ｙの整数倍が、保持部材３０の複数の突出保持部３５の第２方向ｄ２における配列のピッチｐ１ｙとなっている。突出保持部３５の配列間隔および配列パターンが回路基板１１上で配列される複数のマイクロ発光ダイオードチップ５０の配列間隔および配列パターンと同一となっているため、チップ基板４０のマイクロ発光ダイオードチップ５０の第１方向ｄ１における配列のピッチｐ２ｘの整数倍が、回路基板１１のあるマイクロ発光ダイオードチップ５０（第１発光ダイオードチップ５０Ｒ）の第１方向ｄ１における配列のピッチの整数倍となっており、第２方向ｄ２における配列のピッチｐ２ｙの整数倍が、回路基板１１のあるマイクロ発光ダイオードチップ５０（第１発光ダイオードチップ５０Ｒ）の第２方向ｄ２における配列のピッチの整数倍となっている。

次に、図９に示すように、チップ基板４０のチップ基材４１のマイクロ発光ダイオードチップ５０が配置された側の面と、保持部材３０の基材３１の突出保持部３５が配列された面と、を対面させる。その後、チップ基板４０と保持部材３０との位置決めを行う。位置決めは、保持部材３０の基材３１が有する位置決め手段と、チップ基板４０が有する位置決め手段と、に基づいて行われる。具体的な例として、保持部材３０の第１領域Ｒ１において基材３１が有する位置決めマークＭ２と、チップ基板４０が有する位置決めマークＭ３とを一致させることで、位置決めが行われる。位置決めマークＭ２とＭ３とが一致していることは、例えば、保持部材３０の突出保持部３５が配列された面とは逆側に配置されたカメラ８０によって、確認することができる。基材３１及び導電層３３が透明であるため、保持部材３０の突出保持部３５が配列された面とは逆側から、基材３１及び導電層３３を介して、位置決めマークＭ２及びＭ３を確認することが可能である。

なお、チップ基板４０と保持部材３０との位置決めは、保持部材３０の基材３１が有する位置決め手段及びチップ基板４０が有する位置決め手段のいずれか一方のみによって行われてもよい。

次に、図１０に示すように、チップ基板４０と保持部材３０とを接近させて、チップ基板４０を保持部材３０に接触させる。チップ基板４０が保持部材３０に接触すると、チップ基板４０のマイクロ発光ダイオードチップ５０が、保持部材３０の第１領域Ｒ１内の複数の突出保持部３５の先端に設けられた粘着層３７に接触する。マイクロ発光ダイオードチップ５０が粘着層３７に粘着されることで、複数の突出保持部３５が粘着層３７を介してマイクロ発光ダイオードチップ５０を保持する。すなわち、マイクロ発光ダイオードチップ５０が、チップ基板４０から保持部材３０の第１領域Ｒ１内の複数の突出保持部３５上に保持される。

ここで、突出保持部３５の突出部３６が柔軟性を有しているため、具体的には突出部３６のヤング率が１０ＧＰａ以下、より好ましくは５ＧＰａ以下であるため、チップ基板４０が保持部材３０に接触すると、保持部材３０の突出部３６がチップ基板４０と突出部３６との接触面に垂直な方向に変形し得る。このため、チップ基板４０を突出保持部３５に接触させる接触圧力は、チップ基板４０と接触している各突出保持部３５に均一にかかる。言い換えると、突出保持部３５の一部が高い接触圧力でチップ基板４０のマイクロ発光ダイオードチップ５０と接触することを回避することができる。突出保持部３５の一部が高い接触圧力でマイクロ発光ダイオードチップ５０と接触すると、当該突出保持部３５とマイクロ発光ダイオードチップ５０との粘着力が、他の突出保持部３５と他のマイクロ発光ダイオードチップ５０との粘着力と異なるようになり、製造される転写部材２０の取り扱いに不具合が生じたり、高い接触圧力によってマイクロ発光ダイオードチップ５０が破壊されたりし得る。このため、突出保持部３５の一部が高い接触圧力でマイクロ発光ダイオードチップ５０と接触することは、回避されていることが好ましい。

図１１は、図１０に示すチップ基板４０を保持部材３０の第１領域Ｒ１内の複数の突出保持部３５に接触させている状態を示す平面図である。チップ基板４０と保持部材３０とが位置決めされていること、及び突出保持部３５の平面視における寸法がマイクロ発光ダイオードチップ５０の寸法に等しくなっていることで、第１領域Ｒ１内の１つの突出保持部３５に対して１つのマイクロ発光ダイオードチップ５０を保持させることができる。さらに、図１１に示すように、保持部材３０の複数の突出保持部３５の第１方向ｄ１における配列のピッチｐ１ｘがチップ基板４０のマイクロ発光ダイオードチップ５０の第１方向ｄ１における配列のピッチｐ２ｘの整数倍（図示された例では５倍）であることから、第１方向ｄ１において第１領域Ｒ１内の全ての突出保持部３５に対して１つのマイクロ発光ダイオードチップ５０を保持させることができる。同様に、保持部材３０の複数の突出保持部３５の第２方向ｄ２における配列のピッチｐ１ｙがチップ基板４０のマイクロ発光ダイオードチップ５０の第２方向ｄ２における配列のピッチｐ２ｙの整数倍（図示された例では２倍）であることから、第２方向ｄ２において第１領域Ｒ１内の全ての突出保持部３５に対してそれぞれ１つのマイクロ発光ダイオードチップ５０を保持させることができる。

その後、図１２に示すように、チップ基板４０と保持部材３０とを離間させた後、チップ基板４０に対して保持部材３０を相対移動させる。チップ基板４０に対して保持部材３０を相対移動させた後の位置は、基材３１が有する位置決め手段及びチップ基板４０が有する位置決め手段によって決定される。例えば、保持部材の第２領域Ｒ２において基材３１が有する位置決めマークＭ２とチップ基板４０が有する位置決めマークＭ３とを一致させることで、位置決めが行われる。なお、保持部材３０の第２領域Ｒ２は、第１領域Ｒ１とは異なる領域であり、図示された例では、第１方向ｄ１において第１領域Ｒ１に隣り合う領域である。

次に、図１３に示すように、チップ基板４０と保持部材３０とを接近させて、チップ基板４０を保持部材３０に接触させる。チップ基板４０保持部材３０に接触すると、チップ基板４０のマイクロ発光ダイオードチップ５０が、保持部材３０の第２領域Ｒ２内の複数の突出保持部３５の先端に設けられた粘着層３７に接触する。第２領域Ｒ２内の粘着層３７に接触するマイクロ発光ダイオードチップ５０は、第１領域Ｒ１内の粘着層３７に接触したマイクロ発光ダイオードチップ５０とは異なる。複数の突出保持部３５が粘着層３７を介して複数のマイクロ発光ダイオードチップ５０を保持する。すなわち、マイクロ発光ダイオードチップ５０が、チップ基板４０から保持部材３０の第２領域Ｒ２内の複数の突出保持部３５上に保持される。

図１４は、図１３に示すチップ基板４０を保持部材３０の第２領域Ｒ２内の複数の突出保持部３５に接触させている状態を示す平面図である。チップ基板４０と保持部材３０とが位置決めされていること、突出保持部３５の平面視における寸法がマイクロ発光ダイオードチップ５０の寸法に等しくなっていること、及び保持部材３０の突出保持部３５の配列のピッチｐ１ｘ、ｐ１ｙがチップ基板４０のマイクロ発光ダイオードチップ５０の配列のピッチｐ２ｘ、ｐ２ｙの整数倍であることから、第２領域Ｒ２内の全ての突出保持部３５に対してそれぞれ１つのマイクロ発光ダイオードチップ５０を保持させることができる。

以上のように、チップ基板４０に対して保持部材３０を相対移動させる工程と、ある領域の突出保持部３５にマイクロ発光ダイオードチップ５０を保持させる工程と、を繰り返すことで、保持部材３０の複数の領域の各突出保持部３５に粘着層３７を介してマイクロ発光ダイオードチップ５０を保持させることができる。図１５に示すように、チップ基板４０に対して保持部材３０を、第１方向ｄ１及び第２方向ｄ２に相対移動させることで、保持部材３０の全領域に亘って突出保持部３５にマイクロ発光ダイオードチップ５０を保持させることができる。以上の工程により、図５に示すような、保持部材３０と複数のマイクロ発光ダイオードチップ５０とを有する転写部材２０が製造される。

上述した例では、マイクロ発光ダイオードチップ５０として、第１発光ダイオードチップ５０Ｒを保持部材３０に保持させる方法について説明したが、第２発光ダイオードチップ５０Ｇ及び第３発光ダイオードチップ５０Ｂも、同様の工程によってそれぞれ別の保持部材３０に保持させることができる。

次に、転写部材２０を用いて回路基板１１にマイクロ発光ダイオードチップ５０を配置する方法、すなわち発光基板１０の製造方法について、図１６乃至図１８を参照しつつ説明する。以下の説明では、一例として、第１発光ダイオードチップ５０Ｒを回路基板１１に配置する方法について説明する。

まず、図１６に示すように、回路基板１１の回路１３が形成された側の面と、転写部材２０のマイクロ発光ダイオードチップ５０が保持された側の面と、を対面させる。その後、回路基板１１と転写部材２０との位置決めを行う。位置決めは、例えば回路基板１１が有する位置決め手段と、転写部材２０が有する位置決め手段と、に基づいて行われる。具体的な一例として、位置決めは、回路基板１１が有する位置決めマークＭ１と、転写部材２０の基材３１が有する位置決めマークＭ２とを一致させることで、行われる。位置決めマークＭ１，Ｍ２が一致していることは、転写部材２０のマイクロ発光ダイオードチップ５０が保持された面とは逆側に配置されたカメラ９０によって、確認することができる。基材３１及び導電層３３が透明であるため、転写部材２０のマイクロ発光ダイオードチップ５０が保持された面とは逆側から、基材３１及び導電層３３を介して、位置決めマークＭ１，Ｍ２を確認することができる。

なお、回路基板１１と転写部材２０との位置決めに用いられる基材３１が有する位置決めマークＭ２は、チップ基板４０と保持部材３０との位置決めに用いられた位置決めマークと同一であってもよいし、チップ基板４０と保持部材３０との位置決めに用いられた位置決めマークとは異なる位置決めマークであってもよい。

次に、図１７に示すように、転写部材２０を回路基板１１に接触させる。回路基板１１と転写部材２０とが位置決めされているため、回路基板１１の回路１３が設けられた位置にマイクロ発光ダイオードチップ５０を接触させることで、回路基板１１の回路１３にマイクロ発光ダイオードチップ５０を電気的に接続させることができる。回路基板１１のマイクロ発光ダイオードチップ５０が配置される位置には、マイクロ発光ダイオードチップ５０を回路基板１１に接着するための異方性導電性粘着層１５が形成されている。異方性導電性粘着層１５は、例えば異方性導電フィルムの場合は、通常、ラミネートにより積層され、異方性導電ペースト又は異方性導電接着剤の場合は、通常、塗布により塗膜として積層される。

ここで、突出部３６が柔軟性を有しているため、具体的には突出部３６のヤング率が１０ＧＰａ以下、より好ましくは５ＧＰａ以下であるため、転写部材２０を回路基板１１に押圧すると、保持部材３０の突出部３６が回路基板１１と突出部３６との押圧面に垂直な方向に変形し得る。このため、転写部材２０を回路基板１１に押圧する圧力は、回路基板１１に押圧されている各突出保持部３５に均一にかかる。言い換えると、突出保持部３５の一部に保持されたマイクロ発光ダイオードチップ５０が高い圧力で回路基板１１に押圧されることを回避することができる。突出保持部３５の一部に保持されたマイクロ発光ダイオードチップ５０が高い圧力で回路基板１１に押圧されると、高い圧力によってマイクロ発光ダイオードチップ５０が破壊されたりし得る。このため、突出保持部３５の一部に保持されたマイクロ発光ダイオードチップ５０が高い圧力で回路基板１１に押圧されることは、回避されていることが好ましい。

転写部材２０を回路基板１１に押圧している状態で、異方性導電性粘着層１５を加熱する。異方性導電性粘着層１５が加熱されることで、回路基板１１とマイクロ発光ダイオードチップ５０とが接着される。また、異方性導電性粘着層１５によれば、押圧方向に導電性を発現することができる。したがって、マイクロ発光ダイオードチップ５０の各電極５１を、押圧方向に対向する回路１３と電気的に接続することができる。

また、転写部材２０を回路基板１１に押圧している状態で、粘着層３７の粘着性を低下させる。すなわち、粘着層３７に加熱する、冷却する又は紫外線を照射する。なお、加熱により粘着層３７の粘着性を低下させる場合、上述した異方性導電性粘着層１５を加熱する際の熱を利用してもよい。粘着層３７の粘着性を低下させることで、マイクロ発光ダイオードチップ５０を粘着層３７から容易に剥離させることができる。

その後、図１９に示すように、保持部材３０を回路基板１１から離間させて、保持部材３０を除去する。以上の工程によって、転写部材２０の保持部材３０が保持する複数のマイクロ発光ダイオードチップ５０が、回路基板１１の回路１３に電気的に接続するようにして、転写部材２０の保持部材３０から回路基板１１に一括で転写、すなわちまとめて転写される。

上述した例では、マイクロ発光ダイオードチップ５０として、第１発光ダイオードチップ５０Ｒを回路基板１１に一括で転写する方法について説明した。この工程と同様の工程を、第２発光ダイオードチップ５０Ｇを保持する別の保持部材３０及び第３発光ダイオードチップ５０Ｂを保持するさらに別の保持部材３０についても行うことで、回路基板１１に３種のマイクロ発光ダイオードチップ５０を配置された発光基板１０が製造される。すなわち、フルカラーで発光することができる発光基板１０を得ることができる。

なお、保持部材３０の基材３１から突出部３６が突出しているため、転写部材２０を用いて、例えば第１発光ダイオードチップ５０Ｒを回路基板１１に一括で転写した後に第２発光ダイオードチップ５０Ｇを回路基板１１に転写する場合でも、第２発光ダイオードチップ５０Ｇの転写は、回路基板１１に転写されている第１発光ダイオードチップ５０Ｒによって阻害されにくい。

上述したように、特許文献１の粘着スタンプは、発光基板の製造工程において、ウエハから回路基板へのピックアンドプレイス工程に繰り返し使用されることで、粘着力が低下してしまうため、マイクロ発光ダイオードチップを回路基板に配置して発光基板を製造する生産性を高めにくい。一方、本実施の形態の保持部材３０によれば、ウエハ自体又はウエハからマイクロ発光ダイオードチップを仮転写した基板であるチップ基板４０から、保持部材３０の複数の領域に、マイクロ発光ダイオードチップ５０を保持させることができる。そして、保持部材３０にマイクロ発光ダイオードチップ５０を保持させた転写部材２０を回路基板１１に押圧することで、回路基板１１にマイクロ発光ダイオードチップ５０を転写することができる。このように、発光基板１０の製造工程において、保持部材の粘着層３７を介したマイクロ発光ダイオードチップ５０の保持及び剥離は、１回のみ行われる。このため、粘着層３７の粘着力が発光基板の製造中に低下することにはならないため、高い生産性で発光基板１０を製造することができる。さらには、回路基板１１にマイクロ発光ダイオードチップ５０を一括で転写することができるため、発光基板１０を簡易に製造することができ、発光基板１０の生産性を高めることができる。

また、特許文献１の粘着スタンプを用いてピックアンドプレイス工程を繰り返すことは、粘着スタンプをウエハと回路基板との間で往復させることになるため、発光基板の生産に時間がかかり、生産性が低くなってしまう。一方、本実施の形態の転写部材２０の製造方法及び発光基板１０の製造方法によれば、チップ基板４０に対して保持部材３０を相対移動させることによって保持部材３０にマイクロ発光ダイオードチップ５０を保持させ、マイクロ発光ダイオードチップ５０を保持した転写部材２０を回路基板１１に押圧することで、発光基板１０を製造することができる。チップ基板４０に対する保持部材３０の相対移動は、粘着スタンプのウエハと回路基板との間の往復に比べて微小である。したがって、本実施の形態の転写部材２０の製造方法及び発光基板１０の製造方法によれば、発光基板１０を製造する時間を短くすることができる。すなわち、高い生産性で発光基板１０を製造することができる。

さらに、本実施の形態の保持部材３０において、基材３１は、位置決めマークＭ２を有している。この位置決めマークＭ２とチップ基板４０が有する位置決めマークＭ３とによって、保持部材３０へマイクロ発光ダイオードチップ５０を高精度で保持させることができる。また、位置決めマークＭ２と回路基板１１が有する位置決めマークＭ１とによって、転写部材２０から回路基板１１へマイクロ発光ダイオードチップ５０を高精度で転写することができる。すなわち、高い生産性で発光基板１０を製造することができる。

また、本実施の形態では、保持部材３０の突出保持部３５の配列のピッチｐ１ｘ、ｐ１ｙが基板のマイクロ発光ダイオードチップ５０の配列のピッチｐ２ｘ、ｐ２ｙの整数倍となっている。このため、チップ基板４０と保持部材３０とが位置決めされることで、保持部材３０の各突出保持部３５に１つのマイクロ発光ダイオードチップ５０を高精度で配置した転写部材２０を製造することができる。この転写部材２０を用いることで、高い生産性で発光基板１０を製造することができる。

さらに、本実施の形態の保持部材３０において、突出部３６のヤング率が１０ＧＰａ以下、より好ましくは５ＧＰａ以下である。突出部３６がこのような柔軟性を有しているため、転写部材２０の製造工程においてチップ基板４０が突出保持部３５に接触する際、突出保持部３５の一部が高い接触圧力でマイクロ発光ダイオードチップ５０と接触してしまい、マイクロ発光ダイオードチップ５０が破壊されることを回避することができる。また、発光基板１０の製造工程において転写部材２０を回路基板１１に押圧する際、突出保持部３５の一部が高い圧力でマイクロ発光ダイオードチップ５０に押圧されてしまい、マイクロ発光ダイオードチップ５０が破壊されることを回避することができる。すなわち、高い生産性で転写部材２０及び発光基板１０を製造することができる。

ところで、上述したように、保持部材は静電気を帯電することがある。保持部材が帯電している場合、保持部材にマイクロ発光ダイオードチップを保持させる工程や転写部材からマイクロ発光ダイオードチップを回路基板に転写して配置する工程において、保持部材に帯電した電荷が電流としてマイクロ発光ダイオードチップや回路基板に流れてしまい、瞬間的に大きな電流が流れたマイクロ発光ダイオードチップや回路基板が静電破壊される虞がある。静電破壊されたマイクロ発光ダイオードチップや回路基板は、本来の機能を発揮することができなくなる。一方、本実施の形態の保持部材３０は、基材３１の一方の面上に導電層３３が設けられている。このため、保持部材３０が帯電しても、導電層３３によって電荷が除去されるため、マイクロ発光ダイオードチップ５０や回路基板１１に電流が流れて静電破壊されることが効果的に防止される。とりわけ、導電層３３がアースに接続されていると、導電層３３を介して保持部材３０から電荷を除去することができるため、マイクロ発光ダイオードチップ５０や回路基板１１の静電破壊をより効果的に防止することができる。

より具体的には、保持部材３０に帯電した電荷が導電層３３によって除去されるため、チップ基板４０を保持部材３０に接触させて複数の発光ダイオードチップ５０を保持部材３０の複数の突出部３６上に保持させる工程において、帯電した保持部材３０にチップ基板４０のマイクロ発光ダイオードチップ５０が接近する際に、保持部材３０からマイクロ発光ダイオードチップ５０に電流が流れてしまうことが効果的に防止される。また、保持部材３０に保持された複数のマイクロ発光ダイオードチップ５０を回路基板１１に転写する工程において、帯電した保持部材３０に回路基板１１が接近する際に、保持部材３０から回路基板１１に電流が流れてしまうことが効果的に防止される。このため、マイクロ発光ダイオードチップ５０や回路基板１１の静電破壊が効果的に防止される。

また、導電層３３のシート抵抗は、１×１０^−３Ω／□以上１×１０^６Ω／□以下となっている。導電層３３のシート抵抗が十分に低いため、保持部材３０に帯電した電荷を素早く除去することができる。また、導電層３３のシート抵抗が低すぎないことで、電荷が導電層３３を除去される際に急激な静電気放電が生じにくくすることができる。このように、保持部材３０に帯電した電荷を適切に除去することができるため、保持部材３０が帯電しても、導電層３３によって電荷が除去されるため、マイクロ発光ダイオードチップ５０や回路基板１１に電流が流れて静電破壊されることが効果的に防止される。

さらに、導電層３３は、基材３１と突出保持部３５との密着性を向上させ得る。すなわち、導電層３３を介した基材３１と突出部３６との密着性は、基材３１と突出部３６との直接的な密着性より高くなっている。基材３１と突出保持部３５とがより強固に密着するため、例えば保持部材３０に保持された複数のマイクロ発光ダイオードチップ５０を回路基板１１に転写する工程において、マイクロ発光ダイオードチップ５０に伴って突出保持部３５が回路基板１１に転写されてしまう等、意図せずに基材３１から突出保持部３５が離脱してしまうことを効果的に防止することができる。

以上のように、本実施の形態の保持部材３０は、複数の発光ダイオードチップ５０を保持する保持部材であって、基材３１と、基材３１の一方の面上に設けられた導電層３３と、導電層３３の一方の面上に規則的に二次元配列された複数の突出部３６と、突出部３６の先端に設けられた粘着性を有する粘着層３７と、を備える。このような保持部材３０によれば、保持部材３０が帯電しても、導電層３３によって電荷が除去される。保持部材３０に帯電した電荷が電流としてマイクロ発光ダイオードチップ５０や回路基板１１に流れにくくなるため、マイクロ発光ダイオードチップ５０や回路基板１１が静電破壊されることを効果的に防止することができる。

なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。

例えば、突出部３６は、粘着性を有していてもよい。突出部３６が粘着性を有することで、突出部３６の先端に設けられる粘着層３７を省略することができる。したがって、粘着層３７を設けるコストを削減することができる。

また、粘着層３７は、突出部３６の先端のみでなく、突出部３６の間にも設けられていてもよい。さらには、粘着層３７は、保持部材３０の突出部３６が形成された側の面の全体に設けられていてもよい。この場合、例えば保持部材３０の突出部３６が形成された側の面にコーティングすることによって、粘着層３７を容易に設けることができる。

なお、上述した発光基板１０は、表示装置１以外にも、例えば照明装置に用いられてもよい。

１ 表示装置
５ 表示面
７ 拡散層
１０ 発光基板
１１ 回路基板
１３ 回路
１５ 異方性導電性粘着層
２０ 転写部材
３０ 保持部材
３１ 基材
３３ 導電層
３５ 突出保持部
３６ 突出部
３７ 粘着層
４０ チップ基板
５０ マイクロ発光ダイオードチップ
５０Ｒ 第１発光ダイオードチップ
５０Ｇ 第２発光ダイオードチップ
５０Ｂ 第３発光ダイオードチップ
５１ 電極
Ｒ１ 第１領域
Ｒ２ 第２領域
Ｒ３ 第３領域
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３ 位置決めマーク
Ｐ１ｘ、Ｐ１ｙ、Ｐ２ｘ、Ｐ２ｙ ピッチ

Claims (7)

1. 複数の発光ダイオードチップを保持する保持部材であって、
   基材と、
   前記基材の一方の面上に設けられた導電層と、
   前記導電層の一方の面上に規則的に二次元配列された複数の突出部と、
   前記突出部の先端に設けられた粘着性を有する粘着層と、を備える、保持部材。
2. 前記導電層及び前記基材は、透明である、請求項１に記載の保持部材。
3. 前記導電層のシート抵抗は、１×１０^−３Ω／□以上１×１０^６Ω／□以下である、請求項１または２に記載の保持部材。
4. 前記導電層は、金属酸化物を含む、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の保持部材。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の保持部材と、
   各突出部に前記粘着層を介して保持された複数の発光ダイオードチップと、を備える、転写部材。
6. ダイシングされた発光ダイオードチップを有するチップ基板を請求項１乃至４のいずれか一項に記載の保持部材に接触させて、複数の前記発光ダイオードチップを前記保持部材の複数の突出部上に保持させる工程を備える、転写部材の製造方法。
7. 請求項５に記載の転写部材の前記発光ダイオードチップが、回路基板の回路に電気的に接続するようにして、複数の前記発光ダイオードチップを前記転写部材の前記保持部材から前記回路基板に一括で転写する工程を備える、発光基板の製造方法。