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JP4100203B2 - Element transfer method - Google Patents

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JP4100203B2 JP2003069635A JP2003069635A JP4100203B2 JP 4100203 B2 JP4100203 B2 JP 4100203B2 JP 2003069635 A JP2003069635 A JP 2003069635A JP 2003069635 A JP2003069635 A JP 2003069635A JP 4100203 B2 JP4100203 B2 JP 4100203B2
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、素子転写方法、素子転写用基板および表示装置に関する。さらに詳しくは、素子を精度良く転写することができる素子転写方法、素子転写用基板および表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発光素子をマトリクス状に配列して画像表示装置に組み上げる場合には、従来、液晶表示装置（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）やプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）のように基板上に直接素子を形成するか、あるいは発光ダイオードディスプレイ（ＬＥＤディスプレイ）のように単体のＬＥＤパッケージを配列することが行われている。例えば、ＬＣＤ、ＰＤＰの如き画像表示装置においては、素子分離ができないために、製造プロセスの当初から各素子はその画像表示装置の画素ピッチだけ間隔を空けて形成することが通常行われている。
【０００３】
一方、ＬＥＤディスプレイの場合には、ＬＥＤチップをダイシング後に取り出し、個別にワイヤーボンドもしくはフリップチップによるバンプ接続により外部電極に接続し、パッケージ化されることが行われている。この場合、パッケージ化の前もしくは後に画像表示装置としての画素ピッチに配列されるが、この画素ピッチは素子形成時の素子のピッチとは無関係とされる。
【０００４】
発光素子であるＬＥＤ（発光ダイオード）は高価である為、１枚のウエハから数多くのＬＥＤチップを製造することによりＬＥＤを用いた画像表示装置を低コストにできる。すなわち、ＬＥＤチップの大きさを従来約３００μｍ角のものを数十μｍ角のＬＥＤチップにして、それを接続して画像表示装置を製造すれば画像表示装置の価格を下げることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、素子形成基板に形成された複数の素子を装置基板に再配列して所要の装置を製造する製造工程に関して、一時的に素子を保持する素子保持基板に形成された接着剤層に素子を転写した後、最終的な配置先である装置基板に転写することにより素子を配列する素子の配列方法が行われている。（例えば特許文献１参照）
【０００６】
素子保持基板から装置基板に素子を転写する際には、素子保持基板に仮固定された素子上に接着剤を滴下し、その後に装置基板を接着していた。この際、素子保持基板と装置基板とを接着した後に、素子保持基板と装置基板とを剥離するのであるが、接着剤によって強力に接着されている素子保持基板と装置基板とを剥離することは困難であった。特に、大きな面積の基板同士を張り合わせた場合には剥離の際に基板が損傷する可能性が高くなるという問題があった。さらに、素子が接着剤に埋め込まれた状態で接着剤を硬化するため、素子を装置基板上に転写した後に再度同一の装置基板上に素子を転写することが困難であった。
【０００７】
したがって本願発明は、素子を配列した基板から他の基板へ素子を転写する際に、素子の転写を行った後に容易に基板の剥離を行うことができ、基板が損傷する可能性を低減することが可能であり、素子を転写した後に再度同一の基板上に素子を追加して転写することが可能な素子転写方法、素子転写用基板および表示装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−１１８１２４号公報
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本願発明の素子転写方法は、第一の基板上に配列された素子の少なくとも一部を第二の基板上に形成された粘着層に埋入する工程と、前記第一の基板から前記素子を剥離して、前記素子を前記粘着層に埋入した状態で保持する工程と、前記粘着層の一部を選択的に硬化して、前記埋入された素子の周囲で前記粘着層の未硬化部分を小領域に分割する工程とを有することを特徴とする。
【００１０】
粘着層を選択的に硬化して、素子が埋入された周囲で粘着層の未硬化部分を小領域に分割することにより、素子が埋入されている周囲を取り囲むように硬化した粘着層を形成することができる。素子の周囲が硬化されて未硬化な粘着層を小領域に分割してマイクロセル化することで、後工程において素子を未硬化な粘着層に押圧して更に深く埋入する際に、硬化した粘着層は押圧により変形しなくなるため、粘着層が押圧により変形して素子の配列に乱れが生じることを防止できる。また、粘着層に素子の一部を埋入した状態で第一の基板から素子を剥離することで、第一の基板と第二の基板とを直接接触させずに素子を第一の基板上から第二の基板上に転写でき、粘着層の表面状態を乱すことなく転写を行なうことが出来る。
【００１１】
また、埋入された素子の周囲で粘着層の未硬化部分が小領域に分割された状態で、素子を更に深く粘着層に埋入し、粘着層の未硬化部分を軟化させることで、粘着層に素子を埋入した際に粘着層表面に生じる窪みなどを平坦化させることができる。粘着層表面が平坦化することで、後工程において粘着層上に電気配線を良好に形成することが可能となる。
【００１２】
また、埋入された素子の周囲で粘着層の未硬化部分が小領域に分割された状態で、粘着層の未硬化部分を硬化させ、粘着層の未硬化部分を硬化した後に、粘着層上に電気配線を形成することで、簡便に電気配線の形成を行うことが可能となる。粘着層として絶縁性材料を選択することで、硬化した粘着層を絶縁層として用いることができる。
【００１３】
また、上記課題を解決するために本願発明の素子転写方法は、第一の基板上に配列された素子の少なくとも一部を第二の基板上に形成された粘着層に埋入する工程を有する素子転写方法であって、前記素子を前記粘着層に埋入する前に、前記粘着層の一部を選択的に硬化して、前記素子を埋入する位置の周囲で前記粘着層の未硬化部分を小領域に分割する工程と、前記素子の少なくとも一部を前記粘着層に埋入した後に、前記第一の基板から前記素子を剥離して、前記素子を前記粘着層に埋入した状態で保持する工程とを有することを特徴とする。
【００１４】
粘着層を選択的に硬化して、素子が埋入される位置の周囲で粘着層の未硬化部分を小領域に分割することにより、素子が埋入される位置の周囲を取り囲むように硬化した粘着層を形成することができる。素子が埋入される位置の周囲が硬化されて未硬化な粘着層を小領域に分割してマイクロセル化することで、後工程において素子を粘着層に押圧して埋入する際に、硬化した粘着層は押圧により変形しなくなるため、粘着層が押圧により変形して素子の配列に乱れが生じることを防止できる。また、粘着層に素子の一部を埋入した状態で第一の基板から素子を剥離することで、第一の基板と第二の基板とを直接接触させずに素子を第一の基板上から第二の基板上に転写でき、粘着層の表面状態を乱すことなく転写を行なうことが出来る。
【００１５】
また、素子の埋入を行う前に粘着層の未硬化部分を除去して粘着層に凹部を形成し、凹部内に反射膜を形成し、凹部内の反射膜上に再度粘着層を形成して粘着層に素子を埋入することにより、素子として発光ダイオードなどの発光素子を用いた場合に凹部内の反射膜によって光が反射され、光の取り出し効率を向上させることができる。
【００１６】
また、上記課題を解決する素子転写方法は、第一の基板上に配列された素子を、第二の基板上に形成された粘着層に埋入する工程と、前記第一の基板から前記素子を剥離して、前記素子を前記粘着層に埋入した状態で保持する工程と、前記粘着層の前記第二の基板側を少なくとも前記粘着層の厚さ方向で前記素子が埋入されている位置まで硬化して硬化層を形成する工程とを有することを特徴とする。
【００１７】
粘着層に素子を埋入した後に、粘着層の第二の基板側を硬化して硬化層を形成することにより、粘着層の露出した面側は未硬化で第二基板側は硬化した状態となる。粘着層の露出した面側が未硬化であることにより、後工程で粘着層の軟化を行って粘着層表面を平坦化することができ、粘着層上に電気配線を良好に形成することが可能となる。
【００１８】
また、少なくとも粘着層の厚さ方向で素子が埋入されている位置まで粘着層を硬化することで、素子が硬化層により保持された状態となるため、粘着層の軟化等の処理を行う際に素子が浮動および変位することがなくなり、素子の配列乱れを防止することが可能となる。
【００１９】
また、上記課題を解決するために本願発明の素子転写方法は、第一の基板上に配列された素子を、第二の基板上に形成された粘着層に埋入する工程と、前記第一の基板から前記素子を剥離して、前記素子を前記粘着層に埋入した状態で保持する工程と、前記粘着層の一部を選択的に硬化して、前記埋入された前記素子の周囲で前記粘着層の未硬化部分を小領域に分割する工程と、前記粘着層の前記第二の基板側を少なくとも前記粘着層の厚さ方向で前記素子が埋入されている位置まで硬化して硬化層を形成する工程とを有することを特徴とする。
【００２０】
粘着層を選択的に硬化して、素子が埋入された周囲で粘着層の未硬化部分を小領域に分割することにより、素子が埋入されている周囲を取り囲むように硬化した粘着層を形成することができる。素子の周囲が硬化されて未硬化な粘着層を小領域に分割してマイクロセル化することで、後工程において素子を未硬化な粘着層に押圧して更に深く埋入する際に、硬化した粘着層は押圧により変形しなくなるため、粘着層が押圧により変形して素子の配列に乱れが生じることを防止できる。また、粘着層に素子を埋入した後に、粘着層の第二の基板側を硬化して硬化層を形成することにより、粘着層の露出した面側は未硬化で第二基板側は硬化した状態となる。少なくとも粘着層の厚さ方向で素子が埋入されている位置まで粘着層を硬化することで、素子が硬化層により保持された状態となるため、粘着層の軟化等の処理を行う際に素子が浮動および変位することがなくなり、素子の配列乱れを防止することが可能となる。
【００２１】
また、上記課題を解決する素子転写方法は、第一の基板上に配列された素子を第二の基板上に転写する素子転写方法であって、前記第二の基板上に電気配線を形成する工程と、前記電気配線上に粘着層を形成する工程と、前記第一の基板上に配列された前記素子を、前記電気配線と電気的に接続するまで前記粘着層に埋入する工程とを有することを特徴とする。
【００２２】
予め第二の基板上に電気配線を形成しておき、素子と電気配線との電気的接続が行われるまで粘着層に素子を埋入することにより、後工程において粘着層の第二の基板側に電気配線を形成する必要がなくなり、製造工程の簡略化を行うことができる。
【００２３】
また、上記課題を解決する素子転写方法は、第一の基板上に配列された素子を第二の基板上に転写する素子転写方法であって、前記第二の基板上の前記素子を転写する位置凸形状のパターンを形成する工程と、前記第二の基板上に粘着層を形成する工程と、前記第一の基板上に配列された前記素子を、前記粘着層の前記凸形状のパターンに対応する位置に埋入する工程と、前記第一の基板から前記素子を剥離して、前記素子を前記粘着層に埋入した状態で保持する工程と前記粘着層を硬化する工程と、前記第二の基板と前記粘着層とを剥離して、前記粘着層の前記凸形状のパターンに対応する凹形状のパターンを形成する工程とを有することを特徴とする。
【００２４】
予め第二の基板上に凸形状のパターンを形成しておき、凸形状のパターンに対応する位置に素子を埋入し、第二の基板と粘着層とを剥離して、粘着層の凸形状のパターンに対応する凹形状のパターンを形成し、粘着層を一部除去して凹形状のパターンを素子まで到達する開口部とすることにより、簡便に粘着層に埋入されている素子まで開口部を形成することができる。
【００２５】
また、上記課題を解決する素子転写用基板は、基板上に粘着層が形成され、前記粘着層の一部が選択的に硬化されて、前記粘着層の未硬化部分が小領域に分割されていることを特徴とする。
【００２６】
粘着層を選択的に硬化して、粘着層の未硬化部分を小領域に分割した素子転写用基板を形成することにより、素子を埋入する位置の周囲を取り囲むように硬化した粘着層を形成することができる。素子の周囲が硬化されて未硬化な粘着層を小領域に分割してマイクロセル化することで、素子を未硬化な粘着層に押圧して埋入する際に、硬化した粘着層は押圧により変形しなくなるため、粘着層が押圧により変形して素子の配列に乱れが生じることを防止できる。
【００２７】
また、上記課題を解決する表示装置は、第一の基板上に配列された素子を、第二の基板上に形成された粘着層に埋入し、前記第一の基板から前記素子を剥離して前記素子を前記粘着層に埋入した状態で保持し、前記粘着層の前記第二の基板側を硬化して硬化層を形成し、前記粘着層の未硬化部分を軟化した後に前記粘着層の未硬化部分を硬化させ、前記粘着層上に第一の電気配線を形成し、前記粘着層の前記第一の電気配線が形成された面に第三の基板を貼り付け、前記第二の基板と前記粘着層とを剥離し、前記粘着層に前記素子まで到達する開口部を形成し、前記開口部に導電性材料を充填するとともに、前記粘着層上に第二の電気配線を形成することにより得られることを特徴とする。
【００２８】
粘着層に素子を埋入した後に、粘着層の第二の基板側を硬化して硬化層を形成することにより、粘着層の厚さ方向で素子が埋入されている位置まで粘着層を硬化することで、素子が硬化層により保持された状態となるため、粘着層の軟化等の処理を行う際に素子が浮動および変位することがなくなり、素子の配列乱れを防止することが可能となる。
【００２９】
また、上記課題を解決する表示装置は、第一の基板上に配列された素子の少なくとも一部を第二の基板上に形成された粘着層に埋入し、前記第一の基板から前記素子を剥離して前記素子を前記粘着層に埋入した状態で保持し、前記粘着層の一部を選択的に硬化して前記埋入された前記素子の周囲で前記粘着層の未硬化部分を小領域に分割し、前記素子を更に深く前記粘着層に埋入し、前記粘着層の未硬化部分を硬化させ、前記粘着層上に第一の電気配線を形成し、前記粘着層の前記第一の電気配線が形成された面に第三の基板を貼り付け、前記第二の基板と前記粘着層とを剥離し、前記粘着層に前記素子まで到達する開口部を形成し、前記開口部に導電性材料を充填するとともに、前記粘着層上に第二の電気配線を形成することにより得られることを特徴とする。
【００３０】
粘着層を選択的に硬化して、粘着層の未硬化部分を小領域に分割することにより、素子を埋入する位置の周囲を取り囲むように硬化した粘着層を形成することができる。素子の周囲が硬化されて未硬化な粘着層を小領域に分割してマイクロセル化することで、素子を未硬化な粘着層に押圧して埋入する際に、硬化した粘着層は押圧により変形しなくなるため、粘着層が押圧により変形して素子の配列に乱れが生じることを防止できる。また、粘着層に素子の一部を埋入した状態で第一の基板から素子を剥離することで、第一の基板と第二の基板とを直接接触させずに素子を第一の基板上から第二の基板上に転写でき、粘着層の表面状態を乱すことなく転写を行なうことが出来る。
【００３１】
【発明の実施の形態】
［第一の実施の形態］
以下、本願発明を適用した素子転写方法、素子転写用基板および表示装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお本願発明は、以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【００３２】
図１に示すように、仮保持基板１上に仮接着層２を形成し、仮接着層２上に素子３を配列する。仮保持基板１は所要の剛性を有した基板であり、半導体基板、石英ガラス基板、プラスチック基板、金属基板などの種々の基板を用いることができる。仮接着層２は、仮保持基板１の取り扱い時に仮保持基板１上での素子３の位置が変位しない程度に、素子３を保持できる粘着力を有する材質により形成されている。また仮接着層２は、例えばシリコーン樹脂層によって形成されるが、シート状の接着剤層を貼り付けることや、接着剤層をスピンコート等により塗布することなどにより形成されてもよい。
【００３３】
素子３は、例えば窒化ガリウムなどの窒化物半導体系の材料により構成される発光素子ダイオードのパッケージであり、一例として活性層をｐクラッド層とｎクラッド層が挟んで構成されたダブルへテロ構造の発光ダイオード３ａ上に電極３ｂを形成して、電極３ｂ上に樹脂層３ｃを形成した構造のものを示す。また、ここで示す素子３は略直方体状であり、素子３の活性層、クラッド層は活性層及びクラッド層を成長させるサファイア基板の主面に平行な面で延在され、選択成長などにより窒化ガリウム結晶層などを積層させることにより形成される。また、図では省略しているが、素子３の仮接着層２側にはｐクラッド層との電気的接触を向上させるためのｐ電極が形成され、樹脂層３ｃ上には電極３ｂと接続されたｎ電極が形成されて、それぞれ発光ダイオードのｐクラッド層とｎクラッド層に対する電気的接続が行えるようになっている。
【００３４】
また、素子３はダブルへテロ構造である必要も発光ダイオードである必要もなく、微細加工された電子回路素子であってもよい。素子３の形状としては略平板状である必要はなく、六角錐形状などの種々の形状に形成されてよいが、仮接着層２と密着して効率的に保持されるためには仮接着層２と接する面は平坦であることが望ましい。また、仮接着層２上での素子３同士の配置間隔を図中では一定間隔として示しているが、一定間隔である必要はない。
【００３５】
仮接着層２上での素子３の配列は平面内での縦横方向に複数配列されたマトリクス状であり、図中の紙面に垂直方向にも等間隔に複数の素子３が配列されている。素子３が表示素子として機能する発光ダイオードであるため、マトリクス状に配列された素子３を単純マトリクス駆動によって駆動することで画像の表示を行うことが可能となる。
【００３６】
次に図２（ａ）に示すように、粘着層５が形成された転写基板４を仮保持基板１と平行になるように位置決め装置６に保持して配置する。転写基板４は、半導体基板、石英ガラス基板、プラスチック基板、金属基板などの種々の基板を用いることができる。粘着層５は露光等の外的要因により硬化する可塑性の樹脂であり、感光性永久レジストフィルムをラミネートにより貼り付けることや、感光性永久レジスト樹脂をスピンコート等により塗布することなどにより形成される。粘着層５は素子３を例えば完全に粘着層５内に埋め込むことができる程度の厚さを有しているとする。また、後工程で粘着層５を除去せずに表示装置の絶縁層として利用するためには絶縁性の材料を用いることが望ましい。
【００３７】
位置決め装置６は転写基板４を保持して仮保持基板１と転写基板４との位置関係を調整する装置である。位置決め装置６は、転写基板４の向きを調整して仮保持基板１の素子３が配列される面と転写基板４の粘着層５が形成されている面とを平行にすること、転写基板４を平面内で水平方向に移動させて仮保持基板１上に配列されている素子３と粘着層５との位置関係を変更すること、および仮保持基板１と転写基板４の平行を確保したまま仮保持基板１と転写基板４との距離を調整することを行うことができ、以後の説明において転写基板４の動きについて説明をする際には位置決め装置６によって転写基板４の位置が変更されているものとする。
【００３８】
次に図２（ｂ）に示すように、転写基板４と仮保持基板１とを平行なまま接近させ、仮接着層２上に保持されている素子３を粘着層５に部分的に埋め込まれる位置まで素子３を埋入し、仮接着層２から素子３を剥離して、素子３が粘着層５に埋入された状態で転写基板４上の位置を保持する。このとき、仮接着層２と粘着層５とが接触しない程度に転写基板４と仮保持基板１を接近させ、素子３の一部分が粘着層５に埋入されて、素子３が粘着層５から一部突出した状態で保持されるようにする。素子３が粘着層５に埋入されて保持されることにより、後工程において素子３を仮接着層２から剥離した際に、転写基板４に対する素子３の位置が固定されて素子３の配列を維持することができる。
【００３９】
この際、仮接着層２が素子３を保持する粘着力よりも、埋入された素子３を保持する粘着層５の粘着力が大きくなるように粘着層５と仮接着層２を構成する材質を選択しておくことで、仮保持基板１と転写基板４とを引き離すだけで素子３を仮接着層２から剥離し、粘着層５に素子３を埋入した状態で保持することが可能となる。また、加熱や光照射などの環境変化によって粘着力が変化するように仮接着層２または粘着層５を構成する材質を選択して、素子３を粘着層５に埋入した後に仮接着層２の粘着力よりも粘着層５の粘着力が大きくなるように環境を変化させるとしてもよい。
【００４０】
粘着層５を硬化する前に仮接着層２から素子３を剥離するため、仮保持基板１と転写基板４とを引き離す際に必要な力が小さく、素子３を仮接着層２から剥離する際に仮保持基板１や転写基板４を破損する可能性が低くなる。特に、大画面の表示装置を製造する際には転写基板４の面積を大きくする必要があるため、転写基板４や仮保持基板１の破損を低減できることにより、製造コストの低減を図ることも可能となる。また、粘着層５に素子３の一部を埋入した状態で仮保持基板１から素子３を剥離することで、仮接着層２と粘着層５とを直接接触させずに素子を仮保持基板１上から転写基板４上に転写でき、粘着層５の表面状態を乱すことなく転写を行なうことが出来る。
【００４１】
また、素子３を仮接着層２から粘着層５に転写する際に加熱処理を施す必要がないため、仮保持基板１および転写基板４が熱膨張せず、素子３の配列に乱れが生じることや、仮保持基板１および転写基板４に反りが発生する可能性もない。したがって、仮保持基板１を構成する材質として加熱により変形してしまう材料も選択することが可能となり、製造工程の自由度が向上する。
【００４２】
粘着層５に素子３を埋入することにより転写基板４に対する素子３の配列を保持するため、素子３の形状に依らずに粘着層５内に素子３を埋め込み、転写基板４上に実装することが可能となる。また、仮保持基板１と転写基板４とを接近させることで仮接着層２上に配列された複数の素子３を、一括して粘着層５に埋入することができるため、仮接着層２上での素子３同士の配置状態を維持したまま同時に複数の素子３を転写基板４に実装させることが可能である。
【００４３】
次に図３に示すように、素子３が部分的に粘着層５に埋入された状態で、粘着層５上にマスク７を施して露光を行い、素子３の周囲を選択的に硬化して硬化壁８を形成する。マスク７は素子３の周囲に相当する領域に開口部が形成され、素子３が埋入されている位置の遮光を行う部材である。素子３の周囲の粘着層５を選択的に硬化して硬化壁８とすることにより、硬化壁８によって粘着層５の硬化していない部分である未硬化領域が小さな領域（マイクロセル）に分割されることになる。このとき素子３が直接に接する粘着層５は硬化されず、硬化壁８によって分割された未硬化な粘着層５内に素子３が部分的に埋入されている状態である。
【００４４】
粘着層５に形成された硬化壁８の例を図４に示す。転写基板４上の平面内に縦横方向に格子状に硬化壁８が形成され、転写基板４上にマトリクス状に配列されている素子３の周囲は硬化されないため、未硬化な粘着層５がマイクロセルに分割されてマトリクス状に配列される。
【００４５】
図４に示したような格子状の硬化壁８を形成する方法として、マスクを用いて選択部分を露光するほかに、電子ビーム露光装置を用いて電子線で直接粘着層５を選択的に硬化させる直接描画方式を用いても良い。また、露光により軟化する材料を粘着層５に用いた場合には、一度粘着層５を硬化した後に選択的に露光を行って素子３の周囲を軟化するとしてもよい。
【００４６】
次に図５に示すように、粘着層５に部分的に埋入して粘着層５から部分的に突出した状態の素子３を、ローラー等で粘着層５に更に深く埋入し、素子３と粘着層５の表面が略同一面となるまで素子３を粘着層５に埋入して粘着層５に保持させる。素子３が保持されている粘着層５のうち素子３の周囲は硬化されていないために、ローラー等により素子３がマイクロセルに分割された粘着層５内に押圧することで、素子３の表面が粘着層５の表面と略同一面となる程度まで埋入を行うことができる。このとき、素子３を押圧するためにローラー等を転写基板４の一方から順次転がして圧力を粘着層５に加えていったとしても、粘着層５には部分的に露光した硬化壁８が形成されているために、ローラー等により加えられる圧力により粘着層５が押しつぶされて圧延されることがなく、転写基板４上での素子３の配列に乱れが生じる可能性が低減される。
【００４７】
次に図６に示すように、転写基板４側から粘着層５の露光を行って粘着層５を硬化させて硬化層９を形成する。このときの露光は粘着層５の全面にわたって行い、粘着層５の転写基板４から徐々に硬化を行って、硬化層９が粘着層５の転写基板４側に徐々に形成していき、素子３が埋入されている位置まで粘着層５の硬化が進行した段階で粘着層５の硬化を終える。これにより、粘着層５には格子状に硬化された硬化壁８と硬化層９が形成され、硬化壁８によって未硬化な粘着層５がマイクロセルに分割され、硬化層９によって素子３の転写基板４上の位置が固定された状態となる。このとき、素子３の周囲の粘着層５は表面が未硬化な状態であり、転写基板４側は露光されて硬化層９となった状態である。
【００４８】
転写基板４側から粘着層５の露光を行って、素子３が埋入された位置程度まで粘着層５の硬化をして硬化層９を形成した段階の素子３の周辺部分の状態を拡大して図７に示す。素子３は硬化壁８によって分割されたマイクロセル内の粘着層５に埋入され、転写基板４側に形成された硬化層９によって転写基板４上での位置が固定されている。また、素子３周囲の粘着層５表面は未硬化な状態である。未硬化な粘着層５は素子３が埋入されたことにより、素子３に引きずられて素子３の周囲が陥没してしまい、粘着層５表面と素子３表面とが連続した平面を形成せず、素子３の表面と粘着層５の表面とに段差が生じる不連続部１０となっている。
【００４９】
そこで、素子３を粘着層５に埋入して粘着層５の転写基板４側に硬化層９を形成した後に、粘着層５を軟化させる加熱処理を施す。加熱処理によって未硬化な粘着層５の粘性が一時的に低下して粘着層５の流動性が増加し、素子３の周囲で陥没して不連続部１０を形成している粘着層５が平坦化して、素子３の表面と粘着層５の表面との段差が減少して連続した平面に近くなる。このとき、素子３は硬化層９によって転写基板４上での位置が固定されているため、未硬化な粘着層５が軟化して流動性が増したとしても、素子３の配列に乱れが生じることはない。
【００５０】
素子３の表面と粘着層５の表面との段差が減少することにより、後工程において素子３および粘着層５上に電気配線等を形成する際に、不連続部１０が存在する場合よりも良好に電気配線の形成を行うことができる。また、素子３と粘着層５との境界部分での段差が小さいことにより、素子３と粘着層５上に形成される電気配線に断線等の不具合が生じる可能性を低減することが可能となる。
【００５１】
次に図８に示すように、粘着層５全体を露光して未硬化な粘着層５を転写基板４全域にわたって硬化させる。このときの露光は未硬化な粘着層５を完全に硬化して素子３を固定するために行うので、転写基板４側からと粘着層５側から露光を行うことが望ましい。粘着層５の両面側から粘着層５の硬化を行うことで、粘着層５の未硬化領域を効率的に硬化させることが可能となる。
【００５２】
次に図９に示すように、硬化した粘着層５に素子３が埋入されて保持された状態で、粘着層５および素子３上に電気配線１１を形成する。素子３と粘着層５が略同一面を構成しているので、粘着層５上にマスクを施して金属をスパッタする方法や、素子３および粘着層５上に金属層を形成した後にフォトリソグラフィーおよびエッチングを行う方法など、通常用いられる方法によって電気配線１１を形成することが可能である。素子３の露出した面はｐクラッド層上に形成されているｐ電極であるので、電気配線１１は各素子のｐクラッド層と接続された配線となる。また、電気配線１１は図中の紙面と水平方向に延伸してストライプ状に形成され、マトリクス状に配されている素子３の走査配線として機能する。
【００５３】
次に図１０に示すように、粘着層５の電気配線１１が形成された面と接着剤層１２とが接するように、接着剤層１２が形成された支持基板１３を粘着層５に貼り付ける。このとき、粘着層５上に形成された複数の電気配線１１と接着剤層１２とが接触するため、接着剤層１２は絶縁性の材質を選択する。支持基板１３の貼り付けをした後、図１１に示すようにレーザーを照射することによって転写基板４を粘着層５から剥離する。転写基板４と粘着層５の剥離を行うことにより、図に示すように、支持基板１３上に接着剤層１２が形成され、接着剤層１２上に硬化した粘着層５が積層され、接着剤層１２上に形成された電気配線１１と粘着層５に埋入された複数の素子３とが接着剤層１２と粘着層５の間に保持された状態となる。このとき、素子３は硬化した粘着層５から露出していないため、素子３のｎ電極に対して電気配線の形成が行えないことになる。
【００５４】
そこで図１２に示すように、硬化した粘着層５にドライエッチング等により素子３のｎクラッド層まで到達する開口部であるコンタクトビア１４を形成する。粘着層５にコンタクトビア１４を開口することによって、素子３のｎクラッド層が粘着層５から露出し、電気配線の形成を行うことが可能になる。
【００５５】
次に図１３に示すように、コンタクトビア１４に金属を充填すると共に粘着層５上に電気配線１５を形成する。電気配線１５の形成には、粘着層５上にマスクを施して金属をスパッタする方法や、素子３および粘着層５上に金属層を形成した後にフォトリソグラフィーおよびエッチングを行う方法など、通常用いられる方法により形成することが可能である。コンタクトビア１４から露出した素子３の面は樹脂層３ｃ上に形成されたｎ電極であるので、電気配線１５は各素子のｎクラッド層と接続された配線となる。また、電気配線１５は図中の紙面に対して垂直方向に延伸してストライプ状に形成され、マトリクス状に配されている素子３の信号配線として機能する。
【００５６】
上述した方法で素子３の転写および電気配線１１および電気配線１５の形成を行うことで、支持基板１３上に接着剤層１２が形成され、接着剤層１２上に硬化した粘着層５が積層され、接着剤層１２上に形成された電気配線１１と粘着層５に埋入された複数の素子３とが接着剤層１２と粘着層５の間に保持され、粘着層５に形成されたコンタクトビア１４が金属で充填されて、粘着層５上に電気配線１５が形成された素子３の配列が得られる。支持基板１３上にマトリクス状に配置された素子３は発光ダイオードであり、電気配線１１は素子３のｐクラッド層に接続されたストライプ状の走査配線であり、電気配線１５は素子３のｎクラッド層に接続されたストライプ状の信号配線であるため、図１４に示された素子の配列により、単純マトリクス駆動により表示を行うことが可能な表示装置が得られる。
【００５７】
［第二の実施の形態］
次に、本願発明の他の実施の形態を以下に図面を用いて説明する。本実施の形態は、上述した第一の実施の形態のうち、素子を粘着層に埋入する工程を複数回繰り返して行う素子の転写方法であり、他の工程は第一の実施の形態と同様であるために説明を省略する。
【００５８】
図１４は本実施の形態において素子２３を粘着層２５に埋入する工程を示した図である。素子２３Ｒは赤色を発光する発光ダイオードである。仮保持基板上に形成された仮接着層上に素子２３Ｒを配列し、粘着層２５が形成された転写基板２４を仮保持基板と平行になるように配置した後に、仮保持基板と転写基板２４とを接近させて、粘着層２５に素子２３Ｒを部分的に埋入する。仮接着層から素子２３Ｒを剥離して、粘着層２５上にマスキングを施して選択部分を露光して硬化壁２８を形成して、硬化壁２８によって未硬化な粘着層２５を小領域のマイクロセルに分割する。図１４（ａ）に示すようにマイクロセル毎に素子２３Ｒが粘着層３５に部分的に埋入された状態で転写基板３４上の位置を保持する。
【００５９】
その後図１４（ｂ）に示すように、緑色を発光する発光ダイオードである素子２３Ｇを再度マイクロセル毎に埋入し、その後さらに、図１４（ｃ）青色を発光する発光ダイオードである素子２３Ｂをマイクロセル毎に埋入する。
【００６０】
複数種類の素子を粘着層２５のマイクロセル毎に埋入した後に、第一の実施の形態と同様にして、粘着層２５に素子２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂが部分的に埋入されて保持された状態で、ローラー等によって素子２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂを更に深く粘着層２５に埋入する。その後、転写基板２４側から粘着層２５の露光を行って粘着層２５の転写基板２４側に硬化層を形成し、硬化層によって素子２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂの転写基板２４上での位置を固定する。硬化層の形成後に加熱処理により未硬化な粘着層２５を軟化させて、素子２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂの表面と粘着層２５の表面との境界の段差を軽減した後、粘着層２５の全体を露光して粘着層２５の硬化を行う。
【００６１】
その後、粘着層２５および素子２３上に電気配線を形成し、粘着層２５の電気配線が形成された面と接着剤層とが接するように、接着剤層が形成された支持基板を粘着層２５に貼り付ける。支持基板の貼り付けをした後、レーザーを照射することによって転写基板２４を粘着層２５から剥離する。
【００６２】
次に、硬化した粘着層２５にドライエッチング等により素子２３まで到達する開口部であるコンタクトビアを形成し、コンタクトビアに金属を充填すると共に粘着層２５上に電気配線を形成する。素子２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂおよび電気配線の配列と電気的な接続構造により、赤・緑・青の発光を行う素子により一画素を構成する表示装置を得ることが可能である。また、赤・緑・青の発光を行う素子２３をマイクロセル毎にひとつずつ配置する必要は無く、輝度が低い色の素子を複数配置することで画素ごとの発色を調整することもできる。
【００６３】
異なる特性を有する素子は、一般的に、同一の成長基板上に形成することが困難であり、そのために、異なる特性を有する素子を仮保持基板上に配列した後に粘着層２５に素子２３を埋入するのは困難である。粘着層２５の転写基板２４側を硬化して硬化層を形成する前に、仮保持基板上に配列した素子２３の粘着層２５への埋入を繰り返して行うことにより、異なる特性を有する素子２３を転写基板２４上の同一面内に配列することが容易になる。また、粘着層２５に素子２３Ｒが埋入された状態で異なる特性の素子２３Ｇを粘着層２５に埋入することで、仮保持基板上に配列された素子２３Ｇと粘着層２５に部分的に埋入されている素子２３Ｒとの位置関係を調整する際に、素子２３Ｇと素子２３Ｒとが干渉して配列が乱れることを防止することができる。
【００６４】
また、素子２３としては発光ダイオードの他にも、受光素子や駆動回路素子などを用いることが出来るため、表示素子と受光素子を同一面内に混在させて配列することや、表示素子と駆動回路素子とを同一面内に混在させて配列することが容易に行える。
【００６５】
表示素子と駆動回路素子とを一画素中に混在させて素子の転写を行い、電気配線の形成を行うことにより、駆動回路素子に対して電気信号を送出して、駆動回路素子によって画素毎の発光を制御するアクティブマトリクス駆動の表示素子を得ることもできる。
【００６６】
［第三の実施の形態］
次に、本願発明の他の実施の形態を以下に図面を用いて説明する。本実施の形態は、転写基板に粘着層を形成する前に転写基板上に電気配線を形成し、素子を粘着層に埋入することで電気配線と素子との電気的接続を確保する方法であり、他の工程は第一の実施の形態と同様であるために説明を省略する。
【００６７】
図１５は本実施の形態の素子転写方法の工程を示す工程断面図である。図１５（ａ）に示すように、転写基板３４上にめっき等により電気配線３６を形成しておく。電気配線３６は紙面と垂直方向に延伸してストライプ状に配されている。次に図１５（ｂ）に示すように、電気配線３６上に印刷技術を用いてバンプ３７を形成する。バンプ３７は電気伝導性を有すると共に可塑性を有する材質により形成される。
【００６８】
次に図１５（ｃ）に示すように、転写基板３４上の電気配線３６およびバンプ３７が形成された面に粘着層３５を形成する。粘着層３５は露光等の外的要因により硬化する可塑性の樹脂であり、感光性永久レジストフィルムをラミネートにより貼り付けることや、感光性永久レジスト樹脂をスピンコート等により塗布することなどにより形成される。粘着層３５は素子を粘着層３５内に埋め込んだ際に、素子がバンプ３７と接触することができる程度の厚さを有しているとする。また、後工程で粘着層３５を除去せずに表示装置の絶縁層として利用するためには絶縁性の材料を用いることが望ましい。
【００６９】
次に図１５（ｄ）に示すように、仮接着層３２が形成された仮保持基板３１上に配置されている素子３３ａを粘着層３５に埋入して、仮接着層３２から素子３３ａを剥離し、素子３３ａが粘着層３５に部分的に埋入されて保持された状態とする。このとき素子３３ａを埋入する転写基板３４上での位置が、バンプ３７が形成された位置と重なるように素子３３ａの埋入を行う。素子３３ａは転写基板３４側と粘着層３５から露出する側に電極が形成されており、二つの電極に電圧を印加することにより駆動されるものとする。次に図１５（ｅ）に示すように、素子３３ｂおよび素子３３ｃをバンプ３７に対応する位置に部分的に埋入して保持させる。このとき、素子３３ａ，３３ｂ，３３ｄは異なる特性を有する素子としてもよく、また、図示したような略直方体形状ではなく六角錐形状などの形状であるとしてもよい。
【００７０】
次に図１６（ｆ）に示すように、素子３３ａ，３３ｂ，３３ｃをローラー等により粘着層３５に押圧して、素子３３ａ，３３ｂ，３３ｃを粘着層３５に深く埋入していき、素子３３ａ，３３ｂ、３３ｃの電極がバンプ３７に埋入して電極とバンプ３７との電気的接続を確保する。このときの素子３３ａ，３３ｂ，３３ｃは粘着層３５からもう一方の電極が露出した状態となっている。その後、図１６（ｇ）に示すように粘着層３５およびバンプ３７の硬化を行い、図１６（ｈ）に示すように素子３３ａ，３３ｂ，３３ｃおよび粘着層３５上にめっき等により電気配線３８を形成する。電気配線３８はは紙面と水平方向に延伸してストライプ状に配されている。
【００７１】
図１５および図１６を用いて説明した素子転写方法によって、転写基板３４上に電気配線３６とバンプ３７が形成され、バンプ３７に対応する位置の粘着層３５に素子３３ａ，３３ｂ，３３ｃが埋入され、粘着層３５上に電気配線３８が形成された表示装置が得られる。素子３３ａ，３３ｂ，３３ｃがマトリクス状に配列され、電気配線３６と電気配線３８とがそれぞれ縦方向と横方向にストライプ状に形成されて走査配線および信号配線として機能し、素子３３ａ，３３ｂ，３３ｃの電極と電気的に接続されていることにより、単純マトリクス駆動により表示を行うことが可能な表示装置が得られる。
【００７２】
粘着層３５を転写基板３４上に形成する前に電気配線３６およびバンプ３７を転写基板３４上に形成しておき、素子３３を粘着層３５に埋入することで電気配線３６と素子３３との電気的接続を行うことにより、表示装置を製造するために必要な工程数を減少させることが可能となる。また、転写基板３４を支持基板として用いることができるため、表示装置を得るために必要な部品数を減少させることも可能となる。
【００７３】
［第四の実施の形態］
次に、本願発明の他の実施の形態を以下に図面を用いて説明する。本実施の形態は、転写基板に粘着層を形成する前に転写基板上の素子を配置する位置に凸パターンを形成し、素子を粘着層に埋入して粘着層から転写基板を剥離することで粘着層に凹パターンを形成し、粘着層をエッチングすることで素子まで到達する開口部を形成する方法であり、他の工程は第一の実施の形態と同様であるために説明を省略する。
【００７４】
図１７は本実施の形態の素子転写方法の工程を示す工程断面図である。図１７（ａ）に示すように、転写基板４４の粘着層４５が形成されている面には、素子が埋入される位置に対応して凸形状の凸パターン４６が形成されている。凸パターン４６は紙面に垂直方向に延伸してストライプ状に形成されているとする。図１７（ｂ）に示すように、素子４３ａ，４３ｂ，４３ｃを凸パターン４６に対応する位置の粘着層４５に埋入し、粘着層４５の露光を行って粘着層４５を硬化した後に、粘着層４５上に電気配線４７を形成する。電気配線４７は紙面と水平方向に延伸してストライプ状に配される。
【００７５】
次に図１７（ｃ）に示すように、接着剤層４９が形成された支持基板４８を粘着層４５に接着して、粘着層４５から転写基板４４を剥離する。転写基板４４を剥離した側の粘着層４５には、凸パターン４６に対応する位置に窪みである凹パターン５０が形成された状態となる。凹パターン５０は凸パターン４６の位置に形成されるため、素子４３ａ，４３ｂ，４３ｃに対応する位置に凹パターン５０が形成されることになる。
【００７６】
次に、図１７（ｄ）に示すように、粘着層４５を凹パターン５０が形成されている面からエッチング等により除去していき、４３ａ，４３ｂ，４３ｃを露出され、粘着層４５上に金属を積層したのちに研磨を行って、凹パターン５０を金属で充填して電気配線５１を形成する。電気配線５１は凹パターン５０の形状、つまり凸パターン４６の形状に応じて形成されることになるため、紙面に対して垂直方向に延伸してストライプ状に配されることになる。
【００７７】
図１７に示した素子転写方法によって、支持基板４８上に接着剤層４９が形成され、接着剤層４９上に電気配線４７が形成され、接着剤層４９上に形成された硬化された粘着層４５に素子４３ａ，４３ｂ，４３ｃが埋入されて配列され、粘着層４５上に電気配線５１が形成された表示装置が得られる。素子４３ａ，４３ｂ，４３ｃがマトリクス状に配列され、電気配線４７と電気配線５１とがそれぞれ縦方向と横方向にストライプ状に形成されて走査配線および信号配線として機能し、素子４３ａ，４３ｂ，４３ｃの電極と電気的に接続されていることにより、単純マトリクス駆動により表示を行うことが可能な表示装置が得られる。
【００７８】
予め転写基板上に凸形状のパターンを形成しておき、凸形状のパターンに対応する位置に素子を埋入し、転写基板と粘着層とを剥離して、粘着層の凸形状のパターンに対応する凹形状のパターンを形成し、粘着層を一部除去して凹形状のパターンを素子まで到達する開口部とすることにより、簡便に粘着層に埋入されている素子まで開口部を形成することができる。
【００７９】
［第五の実施の形態］
次に、本願発明の他の実施の形態を以下に図面を用いて説明する。本実施の形態は、上述した第一の実施の形態のうち、素子を粘着層に埋入する前に硬化壁を形成する素子の転写方法であり、他の工程は第一の実施の形態と同様であるために説明を省略する。
【００８０】
図１８は本実施の形態において素子６３を粘着層６５に埋入する工程を示した図である。図１８（ａ）に示すように、粘着層６５が形成された転写基板６４にマスキングを施して選択部分を露光して硬化壁６８を形成して、硬化壁６８によって未硬化な粘着層６５を小領域のマイクロセルに分割する。次に図１８（ｂ）に示すように、仮保持基板上に形成された仮接着層上に素子６３を配列し、粘着層６５が形成された転写基板６４を仮保持基板と平行になるように配置した後に、仮保持基板と転写基板６４とを接近させて、マイクロセルに分割された未硬化な粘着層６５に素子６３を埋入する。仮接着層から素子６３を剥離して、粘着層６５上のマイクロセル毎に素子６３が粘着層６５に埋入された状態で転写基板６４上の位置を保持する。
【００８１】
その後、転写基板６４側から粘着層６５の露光を行って粘着層６５の転写基板６４側に硬化層を形成し、硬化層によって素子６３の転写基板６４上での位置を固定する。硬化層の形成後に加熱処理により未硬化な粘着層６５を軟化させて、素子６３の表面と粘着層６５の表面との境界の段差を軽減した後、粘着層６５の全体を露光して粘着層６５の硬化を行う。
【００８２】
その後、粘着層６５および素子６３上に電気配線を形成し、粘着層６５の電気配線が形成された面と接着剤層とが接するように、接着剤層が形成された支持基板を粘着層６５に貼り付ける。支持基板の貼り付けをした後、レーザーを照射することによって転写基板６４を粘着層６５から剥離する。次に、硬化した粘着層６５にドライエッチング等により素子６３まで到達する開口部であるコンタクトビアを形成し、コンタクトビアに金属を充填すると共に粘着層６５上に電気配線を形成する。
【００８３】
素子を埋入する前に粘着層を選択的に硬化して、素子が埋入される位置の周囲で粘着層の未硬化部分を小領域に分割することにより、後工程において素子を未硬化な粘着層に埋入する際に、硬化した粘着層は押圧により変形しなくなるため、粘着層が押圧により変形して素子の配列に乱れが生じることを防止できる。
【００８４】
また、粘着層の未硬化部分を軟化させることで、粘着層に素子を埋入した際に粘着層表面に生じる窪みなどを平坦化させることができる。粘着層表面が平坦化することで、後工程において粘着層上に電気配線を良好に形成することが可能となる。
【００８５】
［第六の実施の形態］
次に、本願発明の他の実施の形態を以下に図面を用いて説明する。本実施の形態は、上述した第一の実施の形態のうち、素子を粘着層に埋入する前に硬化壁を形成し、硬化壁内面に反射膜を形成する素子の転写方法であり、他の工程は第一の実施の形態と同様であるために説明を省略する。
【００８６】
図１９は本実施の形態において素子７３を粘着層７５に埋入する工程を示した図である。図１９（ａ）に示すように、粘着層７５が形成された転写基板７４にマスキングを施して選択部分を露光して硬化壁７８を形成して、硬化壁７８によって未硬化な粘着層７５を小領域のマイクロセルに分割する。次に図１９（ｂ）に示すように、未硬化な粘着層７５を除去して転写基板７４上に硬化壁７８のみが形成されている状態として、その後、硬化壁７８内面および転写基板７４上にアルミニウム等の金属薄膜である反射膜７９を形成する。反射膜７９は光を効率的に反射することが可能な材質であればよい。
【００８７】
次に、図１９（ｃ）に示すように、反射膜７９上に再度未硬化な粘着層７５を形成して粘着層７５が硬化壁７８によってマイクロセルに分割された状態とする。仮保持基板上に形成された仮接着層上に素子７３を配列し、粘着層７５が形成された転写基板７４を仮保持基板と平行になるように配置した後に、仮保持基板と転写基板７４とを接近させて、マイクロセルに分割された未硬化な粘着層７５に素子７３を埋入する。仮接着層から素子７３を剥離して、粘着層７５上のマイクロセル毎に素子７３が粘着層７５に埋入された状態で転写基板７４上の位置を保持する。
【００８８】
その後、転写基板７４側から粘着層７５の露光を行って粘着層７５の転写基板７４側に硬化層を形成し、硬化層によって素子７３の転写基板７４上での位置を固定する。硬化層の形成後に加熱処理により未硬化な粘着層７５を軟化させて、素子７３の表面と粘着層７５の表面との境界の段差を軽減した後、粘着層７５の全体を露光して粘着層７５の硬化を行う。
【００８９】
その後、粘着層７５および素子７３上に電気配線を形成し、粘着層７５の電気配線が形成された面と接着剤層とが接するように、接着剤層が形成された支持基板を粘着層７５に貼り付ける。支持基板の貼り付けをした後、レーザーを照射することによって転写基板７４を粘着層７５から剥離する。次に、硬化した粘着層７５にドライエッチング等により素子７３まで到達する開口部であるコンタクトビアを形成し、コンタクトビアに金属を充填すると共に粘着層７５上に電気配線を形成する。
【００９０】
素子の埋入を行う前に粘着層の未硬化部分を除去して粘着層に凹部を形成し、凹部内に反射膜を形成し、凹部内の反射膜上に再度粘着層を形成して粘着層に素子を埋入することにより、素子として発光ダイオードなどの発光素子を用いた場合に凹部内の反射膜によって光が反射され、光の取り出し効率を向上させることができる。
【００９１】
【発明の効果】
粘着層を選択的に硬化して、素子が埋入された周囲で粘着層の未硬化部分を小領域に分割することにより、後工程において素子を未硬化な粘着層に押圧して更に深く埋入する際に、硬化した粘着層は押圧により変形しなくなるため、粘着層が押圧により変形して素子の配列に乱れが生じることを防止できる。
【００９２】
また、粘着層の未硬化部分を軟化させることで、粘着層に素子を埋入した際に粘着層表面に生じる窪みなどを平坦化させることができる。粘着層表面が平坦化することで、後工程において粘着層上に電気配線を良好に形成することが可能となる。
【００９３】
素子の埋入を行う前に粘着層の未硬化部分を除去して粘着層に凹部を形成し、凹部内に反射膜を形成し、凹部内の反射膜上に再度粘着層を形成して粘着層に素子を埋入することにより、素子として発光ダイオードなどの発光素子を用いた場合に凹部内の反射膜によって光が反射され、光の取り出し効率を向上させることができる。
【００９４】
また、粘着層の厚さ方向で素子が埋入されている位置まで粘着層を硬化して硬化層を形成することで、素子が硬化層により保持された状態となるため、粘着層の軟化等の処理を行う際に素子が浮動および変位することがなくなり、素子の配列乱れを防止することが可能となる。
【００９５】
予め転写基板上に電気配線を形成しておき、素子と電気配線との電気的接続が行われるまで粘着層に素子を埋入することにより、後工程において粘着層の転写基板側に電気配線を形成する必要がなくなり、製造工程の簡略化を行うことができる。
【００９６】
予め転写基板上に凸形状のパターンを形成しておき、凸形状のパターンに対応する位置に素子を埋入し、転写基板と粘着層とを剥離して、粘着層の凸形状のパターンに対応する凹形状のパターンを形成し、粘着層を一部除去して凹形状のパターンを素子まで到達する開口部とすることにより、簡便に粘着層に埋入されている素子まで開口部を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本願発明の素子転写方法の工程を示す工程断面図であり、仮保持基板上に素子が配列された様子を示すものである。
【図２】 仮保持基板上に配列された素子を転写基板上の粘着層に埋入して転写した様子を示す工程断面図であり、（ａ）は素子を粘着層に埋入する前、（ｂ）は素子を粘着層に埋入した後を示している。
【図３】 粘着層を選択的に露光して硬化壁を形成する様子を示す工程断面図である。
【図４】 硬化壁によってマイクロセルに分割された粘着層と素子を示す斜視図である。
【図５】 素子を粘着層にさらに深く埋入した様子を示す工程断面図である。
【図６】 粘着層を転写基板側から露光して硬化層を形成した様子を示す工程断面図である。
【図７】 素子周辺の粘着層に発生した不連続部を模式的に示す部分拡大断面図である。
【図８】 粘着層を全て硬化した状態を示す工程断面図である。
【図９】 硬化した粘着層上に電気配線を形成した状態を示す工程断面図である。
【図１０】 粘着層に支持基板を接着した状態を示す工程断面図である。
【図１１】 粘着層から転写基板を剥離した状態を示す工程断面図である。
【図１２】 粘着層に素子まで到達するコンタクトビアを形成した状態を示す工程断面図である。
【図１３】 コンタクトビアに金属を充填して電気配線を形成した状態を示す工程断面図であり、得られる表示装置の断面図である。
【図１４】 第二の実施の形態である異なる特性の素子を複数回にわたって粘着層に埋入する様子を示した工程図である。
【図１５】 第三の実施の形態である素子転写方法の前半部分を示す工程断面図であり、（ａ）は転写基板上に電気配線が形成されている状態であり、（ｂ）は電気配線上にバンプが形成された状態であり、（ｃ）は転写基板上に粘着層が形成された状態であり、（ｄ）は粘着層の電気配線に対応する位置に素子を埋入して保持させた状態であり、（ｅ）は異なる特性の素子を複数回にわたって粘着層に埋入している状態を示している。
【図１６】 第三の実施の形態である素子転写方法の後半部分を示す工程断面図であり、（ｆ）は素子を粘着層に深く埋入して素子とバンプを電気的に接続した状態であり、（ｇ）は粘着層とバンプを硬化した状態であり、（ｈ）は粘着層上に電気配線を形成した状態を示している。
【図１７】 第四の実施の形態である素子転写方法を示す工程断面図であり、（ａ）は転写基板に凸パターンと粘着層が形成された状態であり、（ｂ）は粘着層の凸パターンに対応する位置に素子が埋入されて粘着層上に電気配線が形成された状態であり、（ｃ）は粘着層から転写基板を剥離して凹パターンが形成された状態であり、（ｄ）は凹パターンに金属を充填して電気配線を形成した状態を示している。
【図１８】 第五の実施の形態である素子転写方法を示す工程断面図であり、（ａ）は転写基板上に形成された粘着層を部分的に硬化して硬化壁を形成して、未硬化な粘着層をマイクロセルに分割した状態であり、（ｂ）はマイクロセルに分割された未硬化な粘着層に素子が埋入された状態を示している。
【図１９】 第六の実施の形態である素子転写方法を示す工程断面図であり、（ａ）は転写基板上に形成された粘着層を部分的に硬化して硬化壁を形成して、未硬化な粘着層をマイクロセルに分割した状態であり、（ｂ）は未硬化な粘着層を除去して硬化壁と転写基板に反射膜を形成した状態であり、（ｃ）は反射膜上に再度粘着層を形成して粘着層に素子を埋入した状態を示している。
【符号の説明】
１，３１ 仮保持基板
２，３２ 仮接着層
３ａ 発光ダイオード
３ｂ 電極
３ｃ 樹脂層
３，２３，３３，４３，６３，７３ 素子
４，２４，３４，４４，６４，７４ 転写基板
５，２５，３５，４５，６５，７５ 粘着層
６ 位置決め装置
７ マスク
８，２８，６８，７８ 硬化壁
９ 硬化層
１０ 不連続部
１１，１５，３６，３８，４７，５１ 電気配線
１２，４９ 接着剤層
１３，４８ 支持基板
１４ コンタクトビア
３７ バンプ
４６ 凸パターン
５０ 凹パターン
７９ 反射膜[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an element transfer method, an element transfer substrate, and a display device. More specifically, the present invention relates to an element transfer method, an element transfer substrate, and a display device that can transfer an element with high accuracy.
[0002]
[Prior art]
In the case where light emitting elements are arranged in a matrix and assembled into an image display device, the elements are conventionally directly mounted on a substrate such as a liquid crystal display device (LCD) or a plasma display panel (PDP). Forming or arranging a single LED package such as a light emitting diode display (LED display) is performed. For example, in an image display device such as an LCD or PDP, since elements cannot be separated, each element is usually formed at an interval of the pixel pitch of the image display device from the beginning of the manufacturing process.
[0003]
On the other hand, in the case of an LED display, LED chips are taken out after dicing, and individually connected to external electrodes by wire bonding or bump connection by flip chip, and packaged. In this case, the pixels are arranged at a pixel pitch as an image display device before or after packaging, but this pixel pitch is independent of the element pitch at the time of element formation.
[0004]
Since LEDs (light emitting diodes), which are light emitting elements, are expensive, an image display device using LEDs can be manufactured at low cost by manufacturing a large number of LED chips from a single wafer. That is, if an LED chip having a size of about 300 μm square is changed to an LED chip of several tens μm square and connected to manufacture an image display apparatus, the price of the image display apparatus can be reduced.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, regarding a manufacturing process in which a plurality of elements formed on an element formation substrate are rearranged on a device substrate to manufacture a required device, the elements are temporarily attached to an adhesive layer formed on the element holding substrate that holds the elements. After the transfer, an element arraying method is performed in which the elements are arrayed by transferring to a device substrate that is a final placement destination. (For example, see Patent Document 1)
[0006]
When transferring the element from the element holding substrate to the device substrate, an adhesive was dropped on the element temporarily fixed to the element holding substrate, and then the device substrate was bonded. At this time, after the element holding substrate and the device substrate are bonded, the element holding substrate and the device substrate are peeled off, but the element holding substrate and the device substrate that are strongly bonded by the adhesive are peeled off. It was difficult. In particular, when substrates having a large area are bonded to each other, there is a problem that the possibility that the substrates are damaged at the time of peeling increases. Further, since the adhesive is cured in a state where the element is embedded in the adhesive, it is difficult to transfer the element onto the same apparatus substrate again after the element is transferred onto the apparatus substrate.
[0007]
Therefore, according to the present invention, when transferring an element from a substrate on which elements are arranged to another substrate, the substrate can be easily peeled off after transferring the element, and the possibility of damaging the substrate is reduced. It is an object of the present invention to provide an element transfer method, an element transfer substrate, and a display device that can transfer an element on the same substrate again after the element is transferred.
[0008]
[Patent Document 1]
JP 2002-118124 A
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, an element transfer method of the present invention includes a step of embedding at least a part of elements arranged on a first substrate in an adhesive layer formed on a second substrate; Peeling the element from one substrate and holding the element embedded in the adhesive layer; selectively curing a part of the adhesive layer and surrounding the embedded element And dividing the uncured portion of the adhesive layer into small regions.
[0010]
By selectively curing the adhesive layer and dividing the uncured portion of the adhesive layer into small regions around the area where the element is embedded, the adhesive layer cured so as to surround the periphery where the element is embedded Can be formed. The periphery of the device is cured, and the uncured adhesive layer is divided into small areas to form microcells, which are cured when the device is pressed deeper into the uncured adhesive layer in a later step. Since the pressure-sensitive adhesive layer is not deformed by the pressing, it is possible to prevent the pressure-sensitive adhesive layer from being deformed by the pressing and disturbing the arrangement of the elements. In addition, by peeling the element from the first substrate with a part of the element embedded in the adhesive layer, the element can be placed on the first substrate without directly contacting the first substrate and the second substrate. To the second substrate, and transfer can be performed without disturbing the surface state of the adhesive layer.
[0011]
In addition, in the state where the uncured portion of the adhesive layer is divided into small areas around the embedded element, the device is embedded deeper into the adhesive layer, and the uncured portion of the adhesive layer is softened. When a device is embedded in the layer, a depression or the like generated on the surface of the adhesive layer can be flattened. By flattening the surface of the adhesive layer, it is possible to satisfactorily form electrical wiring on the adhesive layer in a later step.
[0012]
Also, after the uncured portion of the adhesive layer is cured in the state where the uncured portion of the adhesive layer is divided into small regions around the embedded element, the uncured portion of the adhesive layer is cured, and then the adhesive layer By forming the electrical wiring on the electrical wiring, it is possible to easily form the electrical wiring. By selecting an insulating material as the adhesive layer, the cured adhesive layer can be used as the insulating layer.
[0013]
In order to solve the above-mentioned problem, the element transfer method of the present invention includes a step of embedding at least a part of the elements arranged on the first substrate into the adhesive layer formed on the second substrate. An element transfer method comprising: selectively curing a part of the adhesive layer before embedding the element in the adhesive layer, and uncuring the adhesive layer around a position where the element is embedded A step of dividing the portion into small regions, and after embedding at least a part of the element in the adhesive layer, peeling the element from the first substrate and embedding the element in the adhesive layer And holding the step.
[0014]
The adhesive layer is selectively cured, and the uncured portion of the adhesive layer is divided into small areas around the position where the element is embedded, so as to surround the position where the element is embedded. An adhesive layer can be formed. The area around the position where the element is embedded is cured and the uncured adhesive layer is divided into small areas to form microcells, which are cured when the element is pressed into the adhesive layer and embedded in the subsequent process. Thus, the pressure-sensitive adhesive layer is prevented from being deformed by the pressing, so that it is possible to prevent the pressure-sensitive adhesive layer from being deformed by the pressing and disturbing the arrangement of the elements. In addition, by peeling the element from the first substrate with a part of the element embedded in the adhesive layer, the element can be placed on the first substrate without directly contacting the first substrate and the second substrate. To the second substrate, and transfer can be performed without disturbing the surface state of the adhesive layer.
[0015]
Before embedding the element, the uncured portion of the adhesive layer is removed to form a recess in the adhesive layer, a reflective film is formed in the recess, and an adhesive layer is formed again on the reflective film in the recess. By embedding the element in the adhesive layer, when a light-emitting element such as a light-emitting diode is used as the element, light is reflected by the reflective film in the recess, and the light extraction efficiency can be improved.
[0016]
Also solve the above problems Rumo The child transfer method includes a step of embedding elements arranged on a first substrate in an adhesive layer formed on a second substrate, and peeling the elements from the first substrate, And a cured layer by curing the second substrate side of the adhesive layer to at least the position where the element is embedded in the thickness direction of the adhesive layer. Forming the step.
[0017]
After embedding the element in the adhesive layer, the second substrate side of the adhesive layer is cured to form a cured layer, whereby the exposed surface side of the adhesive layer is uncured and the second substrate side is cured. Become. Since the exposed surface side of the adhesive layer is uncured, the adhesive layer can be softened in a later step to flatten the surface of the adhesive layer, and electrical wiring can be satisfactorily formed on the adhesive layer. Become.
[0018]
In addition, since the element is held by the cured layer by curing the adhesive layer at least to the position where the element is embedded in the thickness direction of the adhesive layer, when performing a process such as softening of the adhesive layer Therefore, the elements are not floated and displaced, and the arrangement of elements can be prevented from being disturbed.
[0019]
In order to solve the above-mentioned problem, the element transfer method of the present invention includes a step of embedding elements arranged on a first substrate in an adhesive layer formed on a second substrate, and the first Peeling the element from the substrate and holding the element embedded in the adhesive layer, selectively curing a part of the adhesive layer, and surrounding the embedded element A step of dividing the uncured portion of the adhesive layer into small regions, and curing the second substrate side of the adhesive layer to at least a position where the element is embedded in the thickness direction of the adhesive layer. And a step of forming a cured layer.
[0020]
By selectively curing the adhesive layer and dividing the uncured portion of the adhesive layer into small regions around the area where the element is embedded, the adhesive layer cured so as to surround the periphery where the element is embedded Can be formed. The periphery of the device is cured, and the uncured adhesive layer is divided into small areas to form microcells, which are cured when the device is pressed deeper into the uncured adhesive layer in a later step. Since the pressure-sensitive adhesive layer is not deformed by the pressing, it is possible to prevent the pressure-sensitive adhesive layer from being deformed by the pressing and disturbing the arrangement of the elements. Moreover, after embedding an element in the adhesive layer, the second substrate side of the adhesive layer is cured to form a cured layer, whereby the exposed surface side of the adhesive layer is uncured and the second substrate side is cured. It becomes a state. Since the element is held by the cured layer by curing the adhesive layer at least to the position where the element is embedded in the thickness direction of the adhesive layer, the element is subjected to processing such as softening of the adhesive layer. Can be prevented from floating and displacing, and it is possible to prevent the disorder of the arrangement of elements.
[0021]
Also solve the above problems Rumo The child transfer method is an element transfer method for transferring elements arranged on a first substrate onto a second substrate, the step of forming an electrical wiring on the second substrate, Forming an adhesive layer, and embedding the elements arranged on the first substrate into the adhesive layer until they are electrically connected to the electrical wiring.
[0022]
The electrical wiring is formed on the second substrate in advance, and the element is embedded in the adhesive layer until the electrical connection between the element and the electrical wiring is performed. Thus, it is not necessary to form an electrical wiring, and the manufacturing process can be simplified.
[0023]
Also solve the above problems Rumo The child transfer method is an element transfer method in which elements arranged on a first substrate are transferred onto a second substrate, and a convex pattern is formed to transfer the elements on the second substrate. A step of forming an adhesive layer on the second substrate, and embedding the elements arranged on the first substrate in positions corresponding to the convex pattern of the adhesive layer. A step of peeling the element from the first substrate, holding the element in a state embedded in the adhesive layer, a step of curing the adhesive layer, the second substrate, and the adhesive layer And a step of forming a concave pattern corresponding to the convex pattern of the adhesive layer.
[0024]
A convex pattern is formed in advance on the second substrate, the element is embedded at a position corresponding to the convex pattern, the second substrate and the adhesive layer are peeled off, and the convex shape of the adhesive layer By forming a concave pattern corresponding to the pattern, and removing the adhesive layer partly to make the concave pattern an opening that reaches the element, it is easy to open up to the element embedded in the adhesive layer The part can be formed.
[0025]
Also solve the above problems Rumo The child transfer substrate is characterized in that an adhesive layer is formed on the substrate, a part of the adhesive layer is selectively cured, and an uncured portion of the adhesive layer is divided into small regions.
[0026]
By selectively curing the adhesive layer and forming an element transfer substrate by dividing the uncured portion of the adhesive layer into small areas, a cured adhesive layer is formed so as to surround the area where the element is embedded. can do. When the periphery of the device is cured and the uncured adhesive layer is divided into small areas to form microcells, the cured adhesive layer is pressed by the device when the device is pressed into the uncured adhesive layer and embedded. Since the adhesive layer is not deformed, it is possible to prevent the adhesive layer from being deformed by pressing and disturbing the arrangement of the elements.
[0027]
Also solve the above problems Table The display device embeds the elements arranged on the first substrate in an adhesive layer formed on the second substrate, peels the element from the first substrate, and places the element on the adhesive layer. The adhesive layer is held in an embedded state, the second substrate side of the adhesive layer is cured to form a cured layer, the uncured portion of the adhesive layer is softened, and then the uncured portion of the adhesive layer is cured Forming a first electrical wiring on the adhesive layer, attaching a third substrate to the surface of the adhesive layer on which the first electrical wiring is formed, and attaching the second substrate and the adhesive layer It is obtained by peeling, forming an opening reaching the element in the adhesive layer, filling the opening with a conductive material, and forming a second electrical wiring on the adhesive layer. And
[0028]
After embedding the element in the adhesive layer, cure the adhesive layer to the position where the element is embedded in the thickness direction of the adhesive layer by curing the second substrate side of the adhesive layer to form a cured layer By doing so, since the element is held by the cured layer, the element is prevented from floating and displacing when performing processing such as softening of the adhesive layer, and it is possible to prevent disorder of the element arrangement. .
[0029]
Also solve the above problems Table The indicating device embeds at least a part of the elements arranged on the first substrate in an adhesive layer formed on the second substrate, peels the elements from the first substrate, and removes the elements. Holding in an embedded state in the adhesive layer, selectively curing a part of the adhesive layer to divide the uncured portion of the adhesive layer into small areas around the embedded element, The device is further embedded in the adhesive layer, the uncured portion of the adhesive layer is cured, a first electrical wiring is formed on the adhesive layer, and the first electrical wiring of the adhesive layer is formed. A third substrate is attached to the surface, the second substrate and the adhesive layer are peeled off, an opening reaching the element is formed in the adhesive layer, and the opening is filled with a conductive material. And it is obtained by forming a 2nd electrical wiring on the said adhesion layer.
[0030]
By selectively curing the pressure-sensitive adhesive layer and dividing the uncured portion of the pressure-sensitive adhesive layer into small regions, it is possible to form a pressure-sensitive adhesive layer that is cured so as to surround the periphery of the position where the element is embedded. When the periphery of the device is cured and the uncured adhesive layer is divided into small areas to form microcells, the cured adhesive layer is pressed by the device when the device is pressed into the uncured adhesive layer and embedded. Since the adhesive layer is not deformed, it is possible to prevent the adhesive layer from being deformed by pressing and disturbing the arrangement of the elements. In addition, by peeling the element from the first substrate with a part of the element embedded in the adhesive layer, the element can be placed on the first substrate without directly contacting the first substrate and the second substrate. To the second substrate, and transfer can be performed without disturbing the surface state of the adhesive layer.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[First embodiment]
Hereinafter, an element transfer method, an element transfer substrate, and a display device to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following description, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.
[0032]
As shown in FIG. 1, the temporary adhesive layer 2 is formed on the temporary holding substrate 1, and the elements 3 are arranged on the temporary adhesive layer 2. The temporary holding substrate 1 is a substrate having required rigidity, and various substrates such as a semiconductor substrate, a quartz glass substrate, a plastic substrate, and a metal substrate can be used. The temporary adhesive layer 2 is formed of a material having an adhesive force capable of holding the element 3 to such an extent that the position of the element 3 on the temporary holding substrate 1 is not displaced when the temporary holding substrate 1 is handled. The temporary adhesive layer 2 is formed of, for example, a silicone resin layer, but may be formed by attaching a sheet-like adhesive layer or applying the adhesive layer by spin coating or the like.
[0033]
The element 3 is a light emitting element diode package made of a nitride semiconductor material such as gallium nitride. For example, the element 3 has a double hetero structure in which an active layer is sandwiched between a p-clad layer and an n-clad layer. A structure in which an electrode 3b is formed on a light emitting diode 3a and a resin layer 3c is formed on the electrode 3b is shown. The element 3 shown here has a substantially rectangular parallelepiped shape. The active layer and the cladding layer of the element 3 are extended in a plane parallel to the main surface of the sapphire substrate on which the active layer and the cladding layer are grown, and are nitrided by selective growth or the like. It is formed by laminating a gallium crystal layer or the like. Although not shown in the figure, a p-electrode for improving electrical contact with the p-cladding layer is formed on the temporary adhesive layer 2 side of the element 3 and connected to the electrode 3b on the resin layer 3c. In addition, an n-electrode is formed to make electrical connection to the p-clad layer and the n-clad layer of the light emitting diode, respectively.
[0034]
Further, the element 3 does not need to have a double hetero structure or a light emitting diode, and may be a microfabricated electronic circuit element. The shape of the element 3 does not need to be a substantially flat plate shape, and may be formed in various shapes such as a hexagonal pyramid shape. The surface in contact with 2 is preferably flat. Moreover, although the arrangement | positioning space | interval of the elements 3 on the temporary contact bonding layer 2 is shown as a fixed space | interval in the figure, it does not need to be a fixed space | interval.
[0035]
The arrangement of the elements 3 on the temporary adhesive layer 2 is a matrix in which a plurality of elements 3 are arranged in the vertical and horizontal directions in the plane, and a plurality of elements 3 are arranged at equal intervals in the direction perpendicular to the paper surface in the figure. Since the element 3 is a light-emitting diode that functions as a display element, it is possible to display an image by driving the elements 3 arranged in a matrix by simple matrix driving.
[0036]
Next, as shown in FIG. 2A, the transfer substrate 4 on which the adhesive layer 5 is formed is held and disposed on the positioning device 6 so as to be parallel to the temporary holding substrate 1. As the transfer substrate 4, various substrates such as a semiconductor substrate, a quartz glass substrate, a plastic substrate, and a metal substrate can be used. The adhesive layer 5 is a plastic resin that is cured by an external factor such as exposure, and is formed by laminating a photosensitive permanent resist film by lamination, or applying a photosensitive permanent resist resin by spin coating or the like. . It is assumed that the adhesive layer 5 has a thickness that allows the element 3 to be completely embedded in the adhesive layer 5, for example. Further, it is desirable to use an insulating material in order to use it as an insulating layer of the display device without removing the adhesive layer 5 in a subsequent process.
[0037]
The positioning device 6 is a device that holds the transfer substrate 4 and adjusts the positional relationship between the temporary holding substrate 1 and the transfer substrate 4. The positioning device 6 adjusts the orientation of the transfer substrate 4 so that the surface of the temporary holding substrate 1 on which the elements 3 are arranged and the surface of the transfer substrate 4 on which the adhesive layer 5 is formed are parallel to each other. Is moved horizontally in the plane to change the positional relationship between the elements 3 arranged on the temporary holding substrate 1 and the adhesive layer 5 and to keep the temporary holding substrate 1 and the transfer substrate 4 parallel. The distance between the temporary holding substrate 1 and the transfer substrate 4 can be adjusted. In the following description, when the movement of the transfer substrate 4 is described, the position of the transfer substrate 4 is changed by the positioning device 6. It shall be.
[0038]
Next, as shown in FIG. 2B, the transfer substrate 4 and the temporary holding substrate 1 are brought close to each other in parallel, and the element 3 held on the temporary adhesive layer 2 is partially embedded in the adhesive layer 5. The element 3 is embedded to the position, the element 3 is peeled off from the temporary adhesive layer 2, and the position on the transfer substrate 4 is held in a state where the element 3 is embedded in the adhesive layer 5. At this time, the transfer substrate 4 and the temporary holding substrate 1 are brought close to each other so that the temporary adhesive layer 2 and the adhesive layer 5 do not contact each other, and a part of the element 3 is embedded in the adhesive layer 5. Make sure it is partly protruding. Since the element 3 is embedded and held in the adhesive layer 5, the position of the element 3 with respect to the transfer substrate 4 is fixed when the element 3 is peeled off from the temporary adhesive layer 2 in a later process, and the arrangement of the elements 3 is changed. Can be maintained.
[0039]
At this time, the material constituting the adhesive layer 5 and the temporary adhesive layer 2 so that the adhesive force of the adhesive layer 5 holding the embedded element 3 is larger than the adhesive force of the temporary adhesive layer 2 holding the element 3. By simply separating the temporary holding substrate 1 and the transfer substrate 4, it is possible to peel the element 3 from the temporary adhesive layer 2 and hold the element 3 embedded in the adhesive layer 5. Become. In addition, the material constituting the temporary adhesive layer 2 or the adhesive layer 5 is selected so that the adhesive force changes due to environmental changes such as heating or light irradiation, and the element 3 is embedded in the adhesive layer 5 and then the temporary adhesive layer 2. The environment may be changed so that the adhesive strength of the adhesive layer 5 is greater than the adhesive strength of the adhesive layer 5.
[0040]
Since the element 3 is peeled from the temporary adhesive layer 2 before the adhesive layer 5 is cured, the force required to separate the temporary holding substrate 1 and the transfer substrate 4 is small, and the element 3 is peeled from the temporary adhesive layer 2. In addition, the possibility of damaging the temporary holding substrate 1 and the transfer substrate 4 is reduced. In particular, when manufacturing a large-screen display device, it is necessary to increase the area of the transfer substrate 4, so that damage to the transfer substrate 4 and the temporary holding substrate 1 can be reduced, thereby reducing manufacturing costs. It becomes. Further, by peeling the element 3 from the temporary holding substrate 1 with a part of the element 3 embedded in the adhesive layer 5, the element can be temporarily held without bringing the temporary adhesive layer 2 and the adhesive layer 5 into direct contact with each other. 1 can be transferred onto the transfer substrate 4, and transfer can be performed without disturbing the surface state of the adhesive layer 5.
[0041]
Further, since it is not necessary to perform heat treatment when the element 3 is transferred from the temporary adhesive layer 2 to the adhesive layer 5, the temporary holding substrate 1 and the transfer substrate 4 are not thermally expanded, and the arrangement of the elements 3 is disturbed. In addition, there is no possibility that the temporary holding substrate 1 and the transfer substrate 4 are warped. Therefore, it is possible to select a material that is deformed by heating as the material constituting the temporary holding substrate 1, and the degree of freedom of the manufacturing process is improved.
[0042]
By embedding the elements 3 in the adhesive layer 5, the arrangement of the elements 3 with respect to the transfer substrate 4 is maintained, so that the elements 3 are embedded in the adhesive layer 5 and mounted on the transfer substrate 4 regardless of the shape of the elements 3. It becomes possible. Further, since the plurality of elements 3 arranged on the temporary adhesive layer 2 can be embedded in the adhesive layer 5 by bringing the temporary holding substrate 1 and the transfer substrate 4 close to each other, the temporary adhesive layer 2 A plurality of elements 3 can be simultaneously mounted on the transfer substrate 4 while maintaining the arrangement state of the elements 3 above.
[0043]
Next, as shown in FIG. 3, with the element 3 partially embedded in the adhesive layer 5, a mask 7 is applied on the adhesive layer 5 to perform exposure, and the periphery of the element 3 is selectively cured. Thus, the hardened wall 8 is formed. The mask 7 is a member that shields light at a position where an opening is formed in a region corresponding to the periphery of the element 3 and the element 3 is embedded. By selectively curing the adhesive layer 5 around the element 3 to form a hardened wall 8, the hardened wall 8 divides an uncured region, which is an uncured portion of the adhesive layer 5, into small regions (microcells). Will be. At this time, the adhesive layer 5 in direct contact with the element 3 is not cured, and the element 3 is partially embedded in the uncured adhesive layer 5 divided by the cured wall 8.
[0044]
An example of the hardened wall 8 formed on the adhesive layer 5 is shown in FIG. In the plane on the transfer substrate 4, the hardened walls 8 are formed in a grid pattern in the vertical and horizontal directions, and the periphery of the elements 3 arranged in a matrix on the transfer substrate 4 is not hardened. Divided into cells and arranged in a matrix.
[0045]
As a method of forming the lattice-shaped cured wall 8 as shown in FIG. 4, in addition to exposing a selected portion using a mask, the adhesive layer 5 is selectively cured directly with an electron beam using an electron beam exposure apparatus. Alternatively, a direct drawing method may be used. Moreover, when the material softened by exposure is used for the adhesive layer 5, the periphery of the element 3 may be softened by selectively exposing the adhesive layer 5 once cured.
[0046]
Next, as shown in FIG. 5, the element 3 partially embedded in the adhesive layer 5 and partially protruded from the adhesive layer 5 is embedded deeper into the adhesive layer 5 with a roller or the like. The element 3 is embedded in the adhesive layer 5 and held in the adhesive layer 5 until the surfaces of the adhesive layer 5 are substantially flush with each other. Since the periphery of the element 3 in the adhesive layer 5 holding the element 3 is not cured, the surface of the element 3 is pressed by pressing the element 3 into the adhesive layer 5 divided into microcells with a roller or the like. Can be embedded to the extent that is substantially flush with the surface of the adhesive layer 5. At this time, even if a roller or the like is sequentially rolled from one side of the transfer substrate 4 to press the element 3 and pressure is applied to the adhesive layer 5, a partially exposed hardened wall 8 is formed on the adhesive layer 5. Therefore, the pressure-sensitive adhesive layer 5 is not crushed and rolled by the pressure applied by a roller or the like, and the possibility that the arrangement of the elements 3 on the transfer substrate 4 is disturbed is reduced.
[0047]
Next, as shown in FIG. 6, the adhesive layer 5 is exposed from the transfer substrate 4 side to cure the adhesive layer 5 to form a cured layer 9. The exposure at this time is performed over the entire surface of the pressure-sensitive adhesive layer 5, and is gradually cured from the transfer substrate 4 of the pressure-sensitive adhesive layer 5, so that the cured layer 9 is gradually formed on the transfer substrate 4 side of the pressure-sensitive adhesive layer 5. When the curing of the pressure-sensitive adhesive layer 5 has progressed to the position where the is embedded, the curing of the pressure-sensitive adhesive layer 5 is finished. As a result, a hardened wall 8 and a hardened layer 9 cured in a lattice shape are formed on the adhesive layer 5, and the uncured adhesive layer 5 is divided into microcells by the hardened wall 8, and the element 3 is transferred by the hardened layer 9. The position on the substrate 4 is fixed. At this time, the surface of the adhesive layer 5 around the element 3 is in an uncured state, and the transfer substrate 4 side is exposed to become a cured layer 9.
[0048]
The adhesive layer 5 is exposed from the transfer substrate 4 side, the adhesive layer 5 is cured to the position where the element 3 is embedded, and the state of the peripheral portion of the element 3 at the stage where the cured layer 9 is formed is enlarged. FIG. The element 3 is embedded in the adhesive layer 5 in the microcell divided by the hardened wall 8, and the position on the transfer substrate 4 is fixed by the hardened layer 9 formed on the transfer substrate 4 side. Further, the surface of the adhesive layer 5 around the element 3 is in an uncured state. Since the element 3 is embedded, the uncured adhesive layer 5 is dragged by the element 3 and the periphery of the element 3 is depressed, so that the adhesive layer 5 surface and the element 3 surface do not form a continuous plane. A discontinuous portion 10 is formed between the surface of the element 3 and the surface of the adhesive layer 5.
[0049]
Therefore, after the element 3 is embedded in the adhesive layer 5 and the cured layer 9 is formed on the transfer substrate 4 side of the adhesive layer 5, heat treatment for softening the adhesive layer 5 is performed. Due to the heat treatment, the viscosity of the uncured pressure-sensitive adhesive layer 5 is temporarily reduced to increase the fluidity of the pressure-sensitive adhesive layer 5, and the pressure-sensitive adhesive layer 5 that is depressed around the element 3 to form the discontinuous portion 10 is flat. As a result, the level difference between the surface of the element 3 and the surface of the pressure-sensitive adhesive layer 5 is reduced to be close to a continuous plane. At this time, since the position of the element 3 on the transfer substrate 4 is fixed by the cured layer 9, even if the uncured adhesive layer 5 is softened and the fluidity is increased, the arrangement of the elements 3 is disturbed. There is nothing.
[0050]
Since the level difference between the surface of the element 3 and the surface of the adhesive layer 5 is reduced, it is better than the case where the discontinuous portion 10 is present when forming an electrical wiring or the like on the element 3 and the adhesive layer 5 in a later step. In addition, electrical wiring can be formed. In addition, since the level difference at the boundary between the element 3 and the adhesive layer 5 is small, it is possible to reduce the possibility of problems such as disconnection in the electrical wiring formed on the element 3 and the adhesive layer 5. .
[0051]
Next, as shown in FIG. 8, the entire adhesive layer 5 is exposed to cure the uncured adhesive layer 5 over the entire transfer substrate 4. Since exposure at this time is performed to completely cure the uncured adhesive layer 5 and fix the element 3, it is desirable to perform exposure from the transfer substrate 4 side and from the adhesive layer 5 side. By curing the adhesive layer 5 from both sides of the adhesive layer 5, it is possible to efficiently cure the uncured region of the adhesive layer 5.
[0052]
Next, as shown in FIG. 9, the electric wiring 11 is formed on the adhesive layer 5 and the element 3 in a state where the element 3 is embedded and held in the cured adhesive layer 5. Since the element 3 and the adhesive layer 5 constitute substantially the same surface, a method of sputtering a metal by applying a mask on the adhesive layer 5, photolithography after forming a metal layer on the element 3 and the adhesive layer 5, and It is possible to form the electrical wiring 11 by a commonly used method such as an etching method. Since the exposed surface of the element 3 is a p-electrode formed on the p-cladding layer, the electric wiring 11 is a wiring connected to the p-cladding layer of each element. The electrical wiring 11 extends in the horizontal direction with respect to the paper surface in the figure and is formed in a stripe shape, and functions as a scanning wiring for the elements 3 arranged in a matrix.
[0053]
Next, as shown in FIG. 10, the support substrate 13 on which the adhesive layer 12 is formed is attached to the adhesive layer 5 so that the surface of the adhesive layer 5 on which the electrical wiring 11 is formed and the adhesive layer 12 are in contact with each other. . At this time, since the plurality of electrical wirings 11 formed on the adhesive layer 5 and the adhesive layer 12 are in contact with each other, the adhesive layer 12 selects an insulating material. After the support substrate 13 is attached, the transfer substrate 4 is peeled from the adhesive layer 5 by irradiating a laser as shown in FIG. By peeling off the transfer substrate 4 and the adhesive layer 5, as shown in the figure, an adhesive layer 12 is formed on the support substrate 13, and the cured adhesive layer 5 is laminated on the adhesive layer 12. The electrical wiring 11 formed on the layer 12 and the plurality of elements 3 embedded in the adhesive layer 5 are held between the adhesive layer 12 and the adhesive layer 5. At this time, since the element 3 is not exposed from the cured adhesive layer 5, electric wiring cannot be formed on the n electrode of the element 3.
[0054]
Therefore, as shown in FIG. 12, contact vias 14 that are openings reaching the n-clad layer of the element 3 are formed in the cured adhesive layer 5 by dry etching or the like. By opening the contact via 14 in the adhesive layer 5, the n-clad layer of the element 3 is exposed from the adhesive layer 5, and electrical wiring can be formed.
[0055]
Next, as shown in FIG. 13, the contact via 14 is filled with a metal and an electric wiring 15 is formed on the adhesive layer 5. The electrical wiring 15 is usually formed by a method of sputtering a metal on the adhesive layer 5 or a method of performing photolithography and etching after forming a metal layer on the element 3 and the adhesive layer 5. It can be formed by a method. Since the surface of the element 3 exposed from the contact via 14 is an n-electrode formed on the resin layer 3c, the electric wiring 15 is a wiring connected to the n-clad layer of each element. Further, the electrical wiring 15 extends in a direction perpendicular to the paper surface in the drawing and is formed in a stripe shape, and functions as a signal wiring for the elements 3 arranged in a matrix.
[0056]
By transferring the element 3 and forming the electric wiring 11 and the electric wiring 15 by the method described above, the adhesive layer 12 is formed on the support substrate 13, and the cured adhesive layer 5 is laminated on the adhesive layer 12. The electrical wiring 11 formed on the adhesive layer 12 and the plurality of elements 3 embedded in the adhesive layer 5 are held between the adhesive layer 12 and the adhesive layer 5 and contact formed on the adhesive layer 5. The array of the elements 3 in which the vias 14 are filled with metal and the electric wiring 15 is formed on the adhesive layer 5 is obtained. The elements 3 arranged in a matrix on the support substrate 13 are light-emitting diodes, the electric wiring 11 is a stripe-shaped scanning wiring connected to the p-clad layer of the element 3, and the electric wiring 15 is an n-clad of the element 3. Since the striped signal wirings are connected to the layers, a display device capable of performing display by simple matrix driving can be obtained by the arrangement of the elements shown in FIG.
[0057]
[Second Embodiment]
Next, another embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. This embodiment is an element transfer method in which the step of embedding an element in the adhesive layer in the first embodiment described above is repeated a plurality of times, and the other steps are the same as those in the first embodiment. The description is omitted because it is similar.
[0058]
FIG. 14 is a diagram showing a process of embedding the element 23 in the adhesive layer 25 in the present embodiment. The element 23R is a light emitting diode that emits red light. The elements 23R are arranged on the temporary adhesive layer formed on the temporary holding substrate, and the transfer substrate 24 on which the adhesive layer 25 is formed is arranged so as to be parallel to the temporary holding substrate, and then the temporary holding substrate and the transfer substrate 24 are arranged. And the element 23 </ b> R is partially embedded in the adhesive layer 25. The element 23R is peeled off from the temporary adhesive layer, masking is performed on the adhesive layer 25, and a selected portion is exposed to form a hardened wall 28. The hardened wall 28 forms an uncured adhesive layer 25 into a small area microcell. Divide into As shown in FIG. 14A, the position on the transfer substrate 34 is held in a state where the element 23R is partially embedded in the adhesive layer 35 for each microcell.
[0059]
Thereafter, as shown in FIG. 14B, the element 23G, which is a light emitting diode that emits green light, is embedded again for each microcell, and then, further, FIG. 14C shows an element 23B that is a light emitting diode that emits blue light. Embed each microcell.
[0060]
After embedding a plurality of types of elements for each microcell of the adhesive layer 25, the elements 23R, 23G, and 23B were partially embedded and held in the adhesive layer 25 in the same manner as in the first embodiment. In the state, the elements 23R, 23G, and 23B are buried deeper in the adhesive layer 25 by a roller or the like. Thereafter, the adhesive layer 25 is exposed from the transfer substrate 24 side to form a cured layer on the transfer substrate 24 side of the adhesive layer 25, and the positions of the elements 23R, 23G, and 23B on the transfer substrate 24 are fixed by the cured layer. . After the cured layer is formed, the uncured adhesive layer 25 is softened by heat treatment to reduce the level difference between the surfaces of the elements 23R, 23G, and 23B and the surface of the adhesive layer 25, and then the entire adhesive layer 25 is exposed. Then, the adhesive layer 25 is cured.
[0061]
Thereafter, an electrical wiring is formed on the adhesive layer 25 and the element 23, and the support substrate on which the adhesive layer is formed contacts the adhesive layer so that the surface of the adhesive layer 25 on which the electrical wiring is formed contacts the adhesive layer 25. Paste to. After the support substrate is attached, the transfer substrate 24 is peeled from the adhesive layer 25 by irradiating a laser.
[0062]
Next, a contact via which is an opening reaching the element 23 is formed in the cured adhesive layer 25 by dry etching or the like, and the contact via is filled with metal and an electric wiring is formed on the adhesive layer 25. With the arrangement of the elements 23R, 23G, and 23B and the electrical wiring and the electrical connection structure, it is possible to obtain a display device in which one pixel is constituted by elements that emit red, green, and blue light. In addition, it is not necessary to dispose one element 23 for emitting red, green, and blue for each microcell, and it is possible to adjust color development for each pixel by disposing a plurality of elements having low luminance.
[0063]
Elements having different characteristics are generally difficult to form on the same growth substrate. For this reason, the elements 23 having different characteristics are arranged on the temporary holding substrate and then the elements 23 are embedded in the adhesive layer 25. It is difficult to enter. The elements 23 having different characteristics are obtained by repeatedly embedding the elements 23 arranged on the temporary holding substrate into the adhesive layer 25 before curing the transfer substrate 24 side of the adhesive layer 25 to form a cured layer. Can be arranged in the same plane on the transfer substrate 24. Further, by embedding the elements 23G having different characteristics in the adhesive layer 25 in the state where the elements 23R are embedded in the adhesive layer 25, the elements 23G and the adhesive layer 25 arranged on the temporary holding substrate are partially embedded. When adjusting the positional relationship with the inserted element 23R, it is possible to prevent the arrangement of the element 23G and the element 23R from interfering with each other to disturb the arrangement.
[0064]
In addition to the light emitting diode, a light receiving element, a driving circuit element, or the like can be used as the element 23. Therefore, the display element and the light receiving element are mixedly arranged in the same plane, or the display element and the driving circuit are arranged. It is possible to easily arrange the elements in the same plane.
[0065]
The display element and the drive circuit element are mixed in one pixel, the element is transferred, and the electrical wiring is formed, thereby sending an electric signal to the drive circuit element, and the drive circuit element for each pixel. An active matrix drive display element that controls light emission can also be obtained.
[0066]
[Third embodiment]
Next, another embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. This embodiment is a method in which electrical wiring is formed on a transfer substrate before forming the adhesive layer on the transfer substrate, and the element is embedded in the adhesive layer to ensure electrical connection between the electrical wiring and the element. Since other processes are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.
[0067]
FIG. 15 is a process sectional view showing a process of the element transfer method of the present embodiment. As shown in FIG. 15A, electrical wiring 36 is formed on the transfer substrate 34 by plating or the like. The electrical wiring 36 extends in a direction perpendicular to the paper surface and is arranged in a stripe shape. Next, as shown in FIG. 15B, bumps 37 are formed on the electrical wiring 36 using a printing technique. The bump 37 is formed of a material having electrical conductivity and plasticity.
[0068]
Next, as shown in FIG. 15C, an adhesive layer 35 is formed on the surface of the transfer substrate 34 on which the electrical wiring 36 and the bumps 37 are formed. The adhesive layer 35 is a plastic resin that is cured by an external factor such as exposure, and is formed by laminating a photosensitive permanent resist film by laminating or applying a photosensitive permanent resist resin by spin coating or the like. . It is assumed that the adhesive layer 35 has such a thickness that the element can come into contact with the bump 37 when the element is embedded in the adhesive layer 35. Further, in order to use it as an insulating layer of the display device without removing the adhesive layer 35 in a subsequent process, it is desirable to use an insulating material.
[0069]
Next, as shown in FIG. 15 (d), the element 33 a disposed on the temporary holding substrate 31 on which the temporary adhesive layer 32 is formed is embedded in the adhesive layer 35, and the element 33 a is removed from the temporary adhesive layer 32. The element 33a is partially embedded in the adhesive layer 35 and held. At this time, the element 33a is embedded so that the position on the transfer substrate 34 in which the element 33a is embedded overlaps the position where the bump 37 is formed. The element 33a has electrodes formed on the transfer substrate 34 side and the side exposed from the adhesive layer 35, and is driven by applying a voltage to the two electrodes. Next, as shown in FIG. 15E, the element 33 b and the element 33 c are partially embedded and held at positions corresponding to the bumps 37. At this time, the elements 33a, 33b, and 33d may be elements having different characteristics, and may have a shape such as a hexagonal pyramid shape instead of a substantially rectangular parallelepiped shape as illustrated.
[0070]
Next, as shown in FIG. 16F, the elements 33a, 33b, and 33c are pressed against the adhesive layer 35 by a roller or the like, and the elements 33a, 33b, and 33c are deeply embedded in the adhesive layer 35, and the element 33a , 33b, 33c are embedded in the bump 37 to ensure electrical connection between the electrode and the bump 37. At this time, the elements 33a, 33b, and 33c are in a state where the other electrode is exposed from the adhesive layer 35. Thereafter, the adhesive layer 35 and the bumps 37 are cured as shown in FIG. 16G, and the electric wiring 38 is formed on the elements 33a, 33b, 33c and the adhesive layer 35 by plating or the like as shown in FIG. Form. The electric wiring 38 extends in the horizontal direction with respect to the paper surface and is arranged in a stripe shape.
[0071]
The electrical wiring 36 and the bump 37 are formed on the transfer substrate 34 by the element transfer method described with reference to FIGS. 15 and 16, and the elements 33 a, 33 b, and 33 c are embedded in the adhesive layer 35 at a position corresponding to the bump 37. Thus, a display device in which the electrical wiring 38 is formed on the adhesive layer 35 is obtained. The elements 33a, 33b, and 33c are arranged in a matrix, and the electric wiring 36 and the electric wiring 38 are formed in stripes in the vertical direction and the horizontal direction, respectively, and function as scanning wiring and signal wiring, and the elements 33a, 33b, and 33c. Thus, a display device capable of performing display by simple matrix driving is obtained.
[0072]
Before the adhesive layer 35 is formed on the transfer substrate 34, the electrical wiring 36 and the bumps 37 are formed on the transfer substrate 34, and the element 33 is embedded in the adhesive layer 35, whereby the electrical wiring 36 and the element 33 are connected. By performing the electrical connection, it is possible to reduce the number of processes necessary for manufacturing the display device. In addition, since the transfer substrate 34 can be used as a support substrate, it is possible to reduce the number of components necessary to obtain a display device.
[0073]
[Fourth embodiment]
Next, another embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, before forming the adhesive layer on the transfer substrate, a convex pattern is formed at a position where the element is arranged on the transfer substrate, the element is embedded in the adhesive layer, and the transfer substrate is peeled off from the adhesive layer. In this method, a concave pattern is formed in the adhesive layer, and an opening reaching the element is formed by etching the adhesive layer. Since other steps are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted. .
[0074]
FIG. 17 is a process sectional view showing the process of the element transfer method of the present embodiment. As shown in FIG. 17A, on the surface of the transfer substrate 44 on which the adhesive layer 45 is formed, a convex pattern 46 having a convex shape corresponding to the position where the element is embedded is formed. It is assumed that the convex pattern 46 is formed in a stripe shape extending in a direction perpendicular to the paper surface. As shown in FIG. 17B, the elements 43a, 43b, and 43c are embedded in the adhesive layer 45 at a position corresponding to the convex pattern 46, the adhesive layer 45 is exposed to cure, and the adhesive layer 45 is cured. Electric wiring 47 is formed on the layer 45. The electrical wiring 47 extends in the horizontal direction with respect to the paper surface and is arranged in a stripe shape.
[0075]
Next, as shown in FIG. 17C, the support substrate 48 on which the adhesive layer 49 is formed is adhered to the adhesive layer 45, and the transfer substrate 44 is peeled from the adhesive layer 45. The adhesive layer 45 on the side from which the transfer substrate 44 has been peeled is in a state in which a concave pattern 50 that is a depression is formed at a position corresponding to the convex pattern 46. Since the concave pattern 50 is formed at the position of the convex pattern 46, the concave pattern 50 is formed at positions corresponding to the elements 43a, 43b, and 43c.
[0076]
Next, as shown in FIG. 17 (d), the adhesive layer 45 is removed from the surface on which the concave pattern 50 is formed by etching or the like, and 43 a, 43 b, 43 c are exposed, and a metal is deposited on the adhesive layer 45. Then, polishing is performed, and the concave pattern 50 is filled with metal to form the electric wiring 51. Since the electric wiring 51 is formed according to the shape of the concave pattern 50, that is, the shape of the convex pattern 46, the electric wiring 51 extends in a direction perpendicular to the paper surface and is arranged in a stripe shape.
[0077]
The adhesive layer 49 is formed on the support substrate 48 by the element transfer method shown in FIG. 17, the electric wiring 47 is formed on the adhesive layer 49, and the cured adhesive layer formed on the adhesive layer 49. A display device in which the elements 43 a, 43 b, 43 c are embedded in the array 45 and the electric wiring 51 is formed on the adhesive layer 45 is obtained. The elements 43a, 43b, 43c are arranged in a matrix, and the electric wiring 47 and the electric wiring 51 are formed in stripes in the vertical direction and the horizontal direction, respectively, and function as scanning wiring and signal wiring, and the elements 43a, 43b, 43c. Thus, a display device capable of performing display by simple matrix driving is obtained.
[0078]
A convex pattern is formed in advance on the transfer substrate, the element is embedded at a position corresponding to the convex pattern, the transfer substrate and the adhesive layer are peeled off, and the convex pattern of the adhesive layer is supported. By forming a concave pattern to be removed and partially removing the adhesive layer to make the concave pattern an opening reaching the element, the opening is easily formed to the element embedded in the adhesive layer. be able to.
[0079]
[Fifth embodiment]
Next, another embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. This embodiment is a method for transferring an element that forms a hardened wall before embedding the element in the adhesive layer in the first embodiment described above, and other steps are the same as those in the first embodiment. Since it is the same, description is abbreviate | omitted.
[0080]
FIG. 18 is a diagram showing a process of embedding the element 63 in the adhesive layer 65 in the present embodiment. As shown in FIG. 18A, the transfer substrate 64 on which the adhesive layer 65 is formed is masked to expose a selected portion to form a hardened wall 68, and the hardened wall 68 forms an uncured adhesive layer 65. Divide into small area microcells. Next, as shown in FIG. 18B, the elements 63 are arranged on the temporary adhesive layer formed on the temporary holding substrate so that the transfer substrate 64 on which the adhesive layer 65 is formed is parallel to the temporary holding substrate. Then, the temporary holding substrate and the transfer substrate 64 are brought close to each other, and the element 63 is embedded in the uncured adhesive layer 65 divided into microcells. The element 63 is peeled from the temporary adhesive layer, and the position on the transfer substrate 64 is held in a state where the element 63 is embedded in the adhesive layer 65 for each microcell on the adhesive layer 65.
[0081]
Thereafter, the adhesive layer 65 is exposed from the transfer substrate 64 side to form a cured layer on the transfer substrate 64 side of the adhesive layer 65, and the position of the element 63 on the transfer substrate 64 is fixed by the cured layer. After the cured layer is formed, the uncured adhesive layer 65 is softened by heat treatment to reduce the step difference between the surface of the element 63 and the surface of the adhesive layer 65, and then the entire adhesive layer 65 is exposed to expose the adhesive layer. 65 cure.
[0082]
Thereafter, an electrical wiring is formed on the adhesive layer 65 and the element 63, and the support substrate on which the adhesive layer is formed contacts the adhesive layer 65 so that the surface of the adhesive layer 65 on which the electrical wiring is formed contacts the adhesive layer 65. Paste to. After the support substrate is attached, the transfer substrate 64 is peeled from the adhesive layer 65 by irradiating a laser. Next, a contact via that is an opening reaching the element 63 is formed in the cured adhesive layer 65 by dry etching or the like, and the contact via is filled with metal and an electric wiring is formed on the adhesive layer 65.
[0083]
By selectively curing the adhesive layer before embedding the element and dividing the uncured portion of the adhesive layer into small regions around the position where the element is embedded, the element is uncured in the subsequent process. When embedding in the adhesive layer, the cured adhesive layer is not deformed by pressing, so that it is possible to prevent the adhesive layer from being deformed by pressing and disturbing the arrangement of elements.
[0084]
Further, by softening the uncured portion of the adhesive layer, it is possible to flatten a dent or the like generated on the surface of the adhesive layer when an element is embedded in the adhesive layer. By flattening the surface of the adhesive layer, it is possible to satisfactorily form electrical wiring on the adhesive layer in a later step.
[0085]
[Sixth embodiment]
Next, another embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. This embodiment is a device transfer method in which, in the first embodiment described above, a hardened wall is formed before the device is embedded in the adhesive layer, and a reflective film is formed on the inner surface of the hardened wall. Since this process is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.
[0086]
FIG. 19 is a diagram showing a process of embedding the element 73 in the adhesive layer 75 in the present embodiment. As shown in FIG. 19A, the transfer substrate 74 on which the adhesive layer 75 is formed is masked to expose a selected portion to form a hardened wall 78, and the hardened wall 78 forms an uncured adhesive layer 75. Divide into small area microcells. Next, as shown in FIG. 19B, the uncured adhesive layer 75 is removed and only the cured wall 78 is formed on the transfer substrate 74, and then the inner surface of the cured wall 78 and the transfer substrate 74 are formed. Then, a reflective film 79 which is a metal thin film such as aluminum is formed. The reflective film 79 may be any material that can efficiently reflect light.
[0087]
Next, as shown in FIG. 19 (c), an uncured adhesive layer 75 is formed again on the reflective film 79 so that the adhesive layer 75 is divided into microcells by the cured walls 78. The elements 73 are arranged on the temporary adhesive layer formed on the temporary holding substrate, and the transfer substrate 74 on which the adhesive layer 75 is formed is arranged so as to be parallel to the temporary holding substrate, and then the temporary holding substrate and the transfer substrate 74 are arranged. And the element 73 is embedded in the uncured adhesive layer 75 divided into microcells. The element 73 is peeled from the temporary adhesive layer, and the position on the transfer substrate 74 is held in a state where the element 73 is embedded in the adhesive layer 75 for each microcell on the adhesive layer 75.
[0088]
Thereafter, the adhesive layer 75 is exposed from the transfer substrate 74 side to form a cured layer on the transfer substrate 74 side of the adhesive layer 75, and the position of the element 73 on the transfer substrate 74 is fixed by the cured layer. After the cured layer is formed, the uncured adhesive layer 75 is softened by heat treatment to reduce a step at the boundary between the surface of the element 73 and the surface of the adhesive layer 75, and then the entire adhesive layer 75 is exposed to expose the adhesive layer. Curing of 75 is performed.
[0089]
Thereafter, an electrical wiring is formed on the adhesive layer 75 and the element 73, and the support substrate on which the adhesive layer is formed contacts the adhesive layer 75 so that the surface of the adhesive layer 75 on which the electrical wiring is formed contacts the adhesive layer 75. Paste to. After the support substrate is attached, the transfer substrate 74 is peeled off from the adhesive layer 75 by irradiating a laser. Next, a contact via which is an opening reaching the element 73 is formed in the cured adhesive layer 75 by dry etching or the like, and the contact via is filled with a metal and an electric wiring is formed on the adhesive layer 75.
[0090]
Before embedding the element, the uncured portion of the adhesive layer is removed to form a recess in the adhesive layer, a reflective film is formed in the recess, and an adhesive layer is formed again on the reflective film in the recess to adhere By embedding the element in the layer, when a light-emitting element such as a light-emitting diode is used as the element, light is reflected by the reflective film in the recess, and the light extraction efficiency can be improved.
[0091]
【The invention's effect】
By selectively curing the adhesive layer and dividing the uncured portion of the adhesive layer into small areas around the area where the element is embedded, the element is pressed against the uncured adhesive layer in a later step to embed deeper. When entering, since the cured adhesive layer is not deformed by pressing, it is possible to prevent the adhesive layer from being deformed by pressing and disturbing the arrangement of elements.
[0092]
Further, by softening the uncured portion of the adhesive layer, it is possible to flatten a dent or the like generated on the surface of the adhesive layer when an element is embedded in the adhesive layer. By flattening the surface of the adhesive layer, it is possible to satisfactorily form electrical wiring on the adhesive layer in a later step.
[0093]
Before embedding the element, the uncured portion of the adhesive layer is removed to form a recess in the adhesive layer, a reflective film is formed in the recess, and an adhesive layer is formed again on the reflective film in the recess to adhere By embedding the element in the layer, when a light-emitting element such as a light-emitting diode is used as the element, light is reflected by the reflective film in the recess, and the light extraction efficiency can be improved.
[0094]
In addition, since the adhesive layer is cured to the position where the element is embedded in the thickness direction of the adhesive layer to form a cured layer, the element is held by the cured layer, so that the adhesive layer is softened, etc. When the above process is performed, the elements do not float and displace, and the arrangement of elements can be prevented from being disturbed.
[0095]
An electrical wiring is formed on the transfer substrate in advance, and the element is embedded in the adhesive layer until electrical connection between the element and the electrical wiring is performed. This eliminates the need for forming and simplifies the manufacturing process.
[0096]
A convex pattern is formed in advance on the transfer substrate, the element is embedded at a position corresponding to the convex pattern, the transfer substrate and the adhesive layer are peeled off, and the convex pattern of the adhesive layer is supported. By forming a concave pattern to be removed and partially removing the adhesive layer to make the concave pattern an opening reaching the element, the opening is easily formed to the element embedded in the adhesive layer. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a process cross-sectional view illustrating a process of an element transfer method according to the present invention, showing a state in which elements are arranged on a temporary holding substrate.
FIG. 2 is a process cross-sectional view showing a state in which elements arranged on a temporary holding substrate are embedded in an adhesive layer on a transfer substrate and transferred, (a) before embedding the elements in the adhesive layer; (B) has shown after embedding an element in the adhesion layer.
FIG. 3 is a process cross-sectional view showing a state where a pressure-sensitive adhesive layer is selectively exposed to form a hardened wall.
FIG. 4 is a perspective view showing an adhesive layer and elements divided into microcells by a hardened wall.
FIG. 5 is a process cross-sectional view showing a state in which the element is buried deeper in the adhesive layer.
FIG. 6 is a process cross-sectional view illustrating a state in which an adhesive layer is exposed from the transfer substrate side to form a cured layer.
FIG. 7 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing discontinuous portions generated in an adhesive layer around the element.
FIG. 8 is a process cross-sectional view showing a state where the adhesive layer is completely cured.
FIG. 9 is a process cross-sectional view showing a state in which electrical wiring is formed on a cured adhesive layer.
FIG. 10 is a process cross-sectional view illustrating a state where a support substrate is bonded to an adhesive layer.
FIG. 11 is a process cross-sectional view illustrating a state where the transfer substrate is peeled from the adhesive layer.
FIG. 12 is a process cross-sectional view showing a state in which a contact via reaching the element is formed in the adhesive layer.
FIG. 13 is a process cross-sectional view illustrating a state where an electrical wiring is formed by filling a contact via with a metal, and is a cross-sectional view of a display device obtained.
FIG. 14 is a process diagram showing a state in which elements having different characteristics according to the second embodiment are embedded in the adhesive layer a plurality of times.
FIGS. 15A and 15B are process cross-sectional views illustrating the first half of an element transfer method according to a third embodiment, in which FIG. 15A shows a state where electrical wiring is formed on a transfer substrate, and FIG. The bump is formed on the wiring, (c) is the state where the adhesive layer is formed on the transfer substrate, and (d) is the element embedded in the position corresponding to the electrical wiring of the adhesive layer. (E) shows a state in which elements having different characteristics are embedded in the adhesive layer a plurality of times.
FIG. 16 is a process cross-sectional view showing the latter half of the element transfer method according to the third embodiment, wherein (f) shows a state in which the element is deeply embedded in the adhesive layer and the element and the bump are electrically connected to each other; (G) shows a state in which the adhesive layer and the bump are cured, and (h) shows a state in which electric wiring is formed on the adhesive layer.
FIGS. 17A and 17B are process cross-sectional views showing an element transfer method according to a fourth embodiment, where FIG. 17A shows a state in which a convex pattern and an adhesive layer are formed on a transfer substrate, and FIG. The element is embedded at a position corresponding to the convex pattern and the electrical wiring is formed on the adhesive layer, (c) is the state where the concave substrate is formed by peeling the transfer substrate from the adhesive layer, (D) has shown the state which filled the concave pattern with the metal and formed the electrical wiring.
FIG. 18 is a process sectional view showing an element transfer method according to a fifth embodiment, wherein (a) partially cures an adhesive layer formed on a transfer substrate to form a hardened wall; This is a state where the uncured adhesive layer is divided into microcells, and (b) shows a state where the element is embedded in the uncured adhesive layer divided into microcells.
FIG. 19 is a process cross-sectional view illustrating an element transfer method according to a sixth embodiment, wherein (a) partially cures an adhesive layer formed on a transfer substrate to form a hardened wall; The uncured adhesive layer is divided into microcells, (b) is a state in which the uncured adhesive layer is removed and a reflective film is formed on the cured wall and the transfer substrate, and (c) is on the reflective film. 5 shows a state where the adhesive layer is formed again and the element is embedded in the adhesive layer.
[Explanation of symbols]
1,31 Temporary holding substrate
2,32 Temporary adhesive layer
3a Light emitting diode
3b electrode
3c Resin layer
3,23,33,43,63,73 elements
4,24,34,44,64,74 Transfer substrate
5, 25, 35, 45, 65, 75 Adhesive layer
6 Positioning device
7 Mask
8, 28, 68, 78 Hardened wall
9 Hardened layer
10 Discontinuous part
11, 15, 36, 38, 47, 51 Electrical wiring
12, 49 Adhesive layer
13, 48 Support substrate
14 Contact via
37 Bump
46 Convex pattern
50 concave pattern
79 Reflective film

Claims (17)

第一の基板上に配列された素子の少なくとも一部を第二の基板上に形成された粘着層に埋入する工程と、
前記第一の基板から前記素子を剥離して、前記素子を前記粘着層に埋入した状態で保持する工程と、
前記粘着層の一部を選択的に硬化して、前記埋入された素子の周囲で前記粘着層の未硬化部分を小領域に分割する工程と、
を有することを特徴とする素子転写方法。Embedding at least part of the elements arranged on the first substrate in an adhesive layer formed on the second substrate;
Peeling the element from the first substrate and holding the element embedded in the adhesive layer; and
Selectively curing a portion of the adhesive layer and dividing the uncured portion of the adhesive layer into small regions around the embedded element;
A device transfer method characterized by comprising: 前記埋入された素子の周囲で前記粘着層の未硬化部分が小領域に分割された状態で、
素子を更に深く前記粘着層に埋入する工程を有することを特徴とする請求項１記載の素子転写方法。With the uncured portion of the adhesive layer divided into small areas around the embedded element,
The element transfer method according to claim 1, further comprising a step of embedding the element deeper in the adhesive layer. 前記埋入された素子の周囲で前記粘着層の未硬化部分が小領域に分割された状態で、
前記粘着層の未硬化部分を軟化させる工程を有することを特徴とする請求項１記載の素子転写方法。With the uncured portion of the adhesive layer divided into small areas around the embedded element,
The element transfer method according to claim 1, further comprising a step of softening an uncured portion of the adhesive layer. 前記埋入された素子の周囲で前記粘着層の未硬化部分が小領域に分割された状態で、
前記粘着層の未硬化部分を硬化させる工程を有することを特徴とする請求項１記載の素子転写方法。With the uncured portion of the adhesive layer divided into small areas around the embedded element,
The element transfer method according to claim 1, further comprising a step of curing an uncured portion of the adhesive layer. 前記粘着層の前記未硬化部分を硬化した後に、前記粘着層上に電気配線を形成する工程を有することを特徴とする請求項４記載の素子転写方法。  The element transfer method according to claim 4, further comprising a step of forming an electrical wiring on the adhesive layer after curing the uncured portion of the adhesive layer. 前記粘着層は、絶縁性材料により形成されることを特徴とする請求項１記載の素子転写方法。  The element transfer method according to claim 1, wherein the adhesive layer is formed of an insulating material. 第一の基板上に配列された素子の少なくとも一部を第二の基板上に形成された粘着層に埋入する工程を有する素子転写方法であって、
前記素子を前記粘着層に埋入する前に、前記粘着層の一部を選択的に硬化して、前記素子を埋入する位置の周囲で前記粘着層の未硬化部分を小領域に分割する工程と、
前記素子の少なくとも一部を前記粘着層に埋入した後に、前記第一の基板から前記素子を剥離して、前記素子を前記粘着層に埋入した状態で保持する工程と、を有することを特徴とする素子転写方法。An element transfer method comprising a step of embedding at least a part of elements arranged on a first substrate in an adhesive layer formed on a second substrate,
Before embedding the element in the adhesive layer, a part of the adhesive layer is selectively cured, and an uncured portion of the adhesive layer is divided into small regions around a position where the element is embedded. Process,
After embedding at least a part of the element in the adhesive layer, peeling the element from the first substrate and holding the element in an embedded state in the adhesive layer. An element transfer method. 前記素子の少なくとも一部が前記粘着層に埋入され、前記粘着層の一部が選択的に硬化されて前記埋入された前記素子の周囲で前記粘着層の未硬化部分が小領域に分割された状態で、
前記素子を更に深く前記粘着層に埋入する工程を有することを特徴とする請求項７記載の素子転写方法。At least a part of the element is embedded in the adhesive layer, a part of the adhesive layer is selectively cured, and an uncured portion of the adhesive layer is divided into small regions around the embedded element. In the state
The element transfer method according to claim 7, further comprising a step of deeply embedding the element in the adhesive layer. 前記素子が前記粘着層に埋入され、前記粘着層の一部が選択的に硬化されて前記埋入された素子の周囲で前記粘着層の未硬化部分が小領域に分割された状態で、
前記粘着層の未硬化部分を軟化させる工程をさらに有することを特徴とする請求項７記載の素子転写方法。In a state where the element is embedded in the adhesive layer, a part of the adhesive layer is selectively cured and the uncured portion of the adhesive layer is divided into small areas around the embedded element,
The element transfer method according to claim 7, further comprising a step of softening an uncured portion of the adhesive layer. 前記素子が前記粘着層に埋入され、前記粘着層の一部が選択的に硬化されて前記埋入された素子の周囲で前記粘着層の未硬化部分が小領域に分割された状態で、
前記粘着層の未硬化部分を硬化させる工程をさらに有することを特徴とする請求項７記載の素子転写方法。In a state where the element is embedded in the adhesive layer, a part of the adhesive layer is selectively cured and the uncured portion of the adhesive layer is divided into small areas around the embedded element,
The element transfer method according to claim 7, further comprising a step of curing an uncured portion of the adhesive layer. 前記粘着層の前記未硬化部分を硬化した後に、前記粘着層上に電気配線を形成する工程を有することを特徴とする請求項１０記載の素子転写方法。  The element transfer method according to claim 10, further comprising a step of forming an electrical wiring on the adhesive layer after curing the uncured portion of the adhesive layer. 前記粘着層は、絶縁性材料により形成されることを特徴とする請求項７記載の素子転写方法。  The element transfer method according to claim 7, wherein the adhesive layer is formed of an insulating material. 前記粘着層の一部を選択的に硬化して、前記素子を埋入する位置の周囲で前記粘着層の未硬化部分を小領域に分割した後に、
前記粘着層の前記未硬化部分を除去して前記粘着層に凹部を形成する工程と、
前記凹部内に反射膜を形成する工程と、
前記凹部内の前記反射膜上に再度粘着層を形成する工程と、
前記粘着層に前記素子を埋入する工程とをさらに有することを特徴とする請求項７記載の素子転写方法。After selectively curing a part of the adhesive layer and dividing the uncured portion of the adhesive layer into small regions around the position where the element is embedded,
Removing the uncured portion of the adhesive layer to form a recess in the adhesive layer;
Forming a reflective film in the recess;
Forming an adhesive layer again on the reflective film in the recess,
The element transfer method according to claim 7, further comprising a step of embedding the element in the adhesive layer. 第一の基板上に配列された素子を、第二の基板上に形成された粘着層に埋入する工程と、
前記第一の基板から前記素子を剥離して、前記素子を前記粘着層に埋入した状態で保持する工程と、
前記粘着層の一部を選択的に硬化して、前記埋入された素子の周囲で前記粘着層の未硬化部分を小領域に分割する工程と、
前記粘着層の前記第二の基板側を少なくとも前記粘着層の厚さ方向で前記素子が埋入されている位置まで硬化して硬化層を形成する工程と、
を有することを特徴とする素子転写方法。Embedding the elements arranged on the first substrate in the adhesive layer formed on the second substrate;
Peeling the element from the first substrate and holding the element embedded in the adhesive layer; and
Selectively curing a portion of the adhesive layer and dividing the uncured portion of the adhesive layer into small regions around the embedded element;
Curing the second substrate side of the adhesive layer to at least a position where the element is embedded in the thickness direction of the adhesive layer to form a cured layer;
A device transfer method characterized by comprising: 前記素子を前記粘着層に埋入し、前記粘着層の一部が選択的に硬化されて前記埋入された素子の周囲で前記粘着層の未硬化部分を小領域に分割し、前記硬化層を形成した後に、
前記粘着層の未硬化部分を軟化させる工程をさらに有することを特徴とする請求項１４記載の素子転写方法。The element is embedded in the adhesive layer, a part of the adhesive layer is selectively cured, and an uncured portion of the adhesive layer is divided into small areas around the embedded element, and the cured layer After forming
It claims 1-4 element transfer method, wherein further comprising a step of softening the uncured portion of the adhesive layer. 前記粘着層の未硬化部分を軟化させた後に、
前記粘着層の未硬化部分を硬化させる工程をさらに有することを特徴とする請求項１５記載の素子転写方法。After softening the uncured part of the adhesive layer,
The element transfer method according to claim 15 , further comprising a step of curing an uncured portion of the adhesive layer. 前記粘着層の一部を選択的に硬化して、前記埋入された素子の周囲で前記粘着層の未硬化部分を小領域に分割する前に、
前記粘着層の前記第二の基板側を硬化して硬化層を形成することを特徴とする請求項１４記載の素子転写方法。Before selectively curing a portion of the adhesive layer and dividing the uncured portion of the adhesive layer into small regions around the embedded element,
Claims 1-4 element transfer method, wherein the forming a cured layer by curing the second substrate side of the adhesive layer.
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