JP7223310B2 - 保持部材、転写部材、転写部材の製造方法及び発光基板の製造方法 - Google Patents

Description

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

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

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

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

特表２０１７－５３１９１５号公報

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

そこで、本件発明者らは検討を行い、ピックアンドプレイス工程を繰り返し行うことなく、ウエハから回路基板にマイクロ発光ダイオードチップを配置することを可能とする、さらには回路基板にマイクロ発光ダイオードチップを一括で配置することを可能とする、マイクロ発光ダイオードチップを保持する保持部材、当該保持部材を有するマイクロ発光ダイオードチップの転写部材、当該転写部材の製造方法、及び当該転写部材を用いた発光基板の製造方法を知見した。すなわち、本発明は、複数のマイクロ発光ダイオードチップが配置された発光基板の生産性を高めることを目的とする。

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

本発明の保持部材において、前記基材の平面視における面積は、１７６ｃｍ^２以上であってもよい。

本発明の保持部材において、前記基材は、透明であってもよい。

本発明の保持部材において、前記基材は、位置決めマークを有してもよい。

本発明の保持部材において、前記基材の線膨張係数は、１０×１０^－５／Ｋ以下であってもよい。

本発明の保持部材において、前記突出部のヤング率は、１０ＧＰａ以下であってもよい。

本発明の保持部材において、前記粘着層の粘着性は、加熱、冷却又は紫外線照射によって低下してもよい。

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

本発明の転写部材の製造方法は、
ダイシングされた発光ダイオードチップを有するチップ基板を上述したいずれかの保持部材に接触させて、複数の前記発光ダイオードチップを前記保持部材の第１領域内の複数の突出部上に保持させる工程と、
前記チップ基板に対して前記保持部材を相対移動させる工程と、
前記チップ基板を前記保持部材に接触させて、前記複数の前記発光ダイオードチップとは異なる他の複数の前記発光ダイオードチップを前記保持部材の前記第１領域とは異なる第２領域内の複数の突出部上に保持させる工程と、を備える。

本発明の転写部材の製造方法において、前記チップ基板に対して前記保持部材を相対移動させる工程において、前記保持部材を相対移動させる位置は、前記チップ基板及び前記保持部材の少なくとも一方が有する位置決めマークに基づいて決定されてもよい。

本発明の転写部材の製造方法において、前記保持部材の複数の前記突出部の配列のピッチは、前記チップ基板のダイシングされた前記発光ダイオードチップの配列のピッチの整数倍であってもよい。

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

本発明の発光基板の製造方法において、
前記転写部材から前記回路基板に前記発光ダイオードチップを転写する工程は、
前記転写部材を前記回路基板に押圧して、前記発光ダイオードチップを前記回路に電気的に接続させる工程と、
前記発光ダイオードチップを前記粘着層から剥離させる工程と、を含んでもよい。

本発明の発光基板の製造方法において、前記転写部材から前記回路基板に前記発光ダイオードチップを転写する工程は、前記発光ダイオードチップを前記粘着層から剥離させる工程の前に、前記粘着層の粘着性を低下させる工程をさらに含んでもよい。

本発明によれば、複数の発光ダイオードチップが配置された発光基板の生産性を高めることができる。

図１は、マイクロ発光ダイオードチップを有する発光基板を用いた表示装置を示す分解斜視図である。 図２は、マイクロ発光ダイオードチップを有する発光基板の平面図である。 図３は、図２の発光基板の一部を拡大して示す図である。 図４は、マイクロ発光ダイオードチップを有する発光基板の縦断面図である。 図５は、転写部材の縦断面図である。 図６は、保持部材の縦断面図である。 図７は、保持部材の平面図である。 図８は、ダイシングされたマイクロ発光ダイオードチップを有するチップ基板を示す平面図である。 図９は、保持部材にマイクロ発光ダイオードチップを保持させる工程を説明するための図である。 図１０は、保持部材にマイクロ発光ダイオードチップを保持させる工程を説明するための図である。 図１１は、保持部材にマイクロ発光ダイオードチップを保持させる工程を説明するための図である。 図１２は、保持部材にマイクロ発光ダイオードチップを保持させる工程を説明するための図である。 図１３は、保持部材にマイクロ発光ダイオードチップを保持させる工程を説明するための図である。 図１４は、保持部材にマイクロ発光ダイオードチップを保持させる工程を説明するための図である。 図１５は、保持部材にマイクロ発光ダイオードチップを保持させる工程を説明するための図である。 図１６は、転写部材から回路基板にマイクロ発光ダイオードチップを転写する工程を説明するための図である。 図１７は、転写部材から回路基板にマイクロ発光ダイオードチップを転写する工程を説明するための図である。 図１８は、転写部材から回路基板にマイクロ発光ダイオードチップを転写する工程を説明するための図である。 図１９は、保持部材の一変形例を説明するための図である。

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

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

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

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

発光基板１０は、表示面５に表示する画像を形成する光を発光する。図２は、発光基板１０の一部を示す平面図であり、図３は、図２の発光基板１０の一部を拡大して示す平面図であり、図４は、発光基板１０の一部を示す縦断面図である。図２に示すように、発光基板１０は、回路基板１１と、回路基板１１上に規則的に二次元配列された複数のマイクロ発光ダイオードチップ（単に「発光ダイオードチップ」とも呼ぶ）５０と、を有している。回路基板１１は、後述する転写部材２０からマイクロ発光ダイオードチップ５０を転写される工程において、マイクロ発光ダイオードチップ５０を有する転写部材２０と位置決めするための位置決め手段を有している。図２に示す例では、位置決め手段は、十字型の複数の位置決めマークＭ１である。ただし、十字型の位置決めマークＭ１は例示に過ぎず、例えば四角形、三角形、丸等の種々の位置決めマークＭ１を用いることができる。また、図３に示すように、回路基板１１は、回路１３を有している。さらに、図４に示すように、各マイクロ発光ダイオードチップ５０は、２つの電極５１を有している。マイクロ発光ダイオードチップ５０は、電極５１を介して、回路１３に電気的に接続している。回路１３に流れる電流を制御して２つの電極５１の間に電圧を印加することで、任意のマイクロ発光ダイオードチップ５０を発光させることができる。マイクロ発光ダイオードチップ５０の発光の組み合わせにより、表示装置１が表示する画像を形成することができる。

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

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

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

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

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

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

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

基材３１は、複数の突出部３３を適切に支持する部材である。基材３１は、後述する保持部材３０にマイクロ発光ダイオードチップ５０を保持させる工程において、マイクロ発光ダイオードチップ５０を有するチップ基板４０と保持部材３０との位置決めするための位置決め手段を有している。図２に示す例では、位置決め手段は、十字型の位置決めマークＭ２である。ただし、十字型の位置決めマークＭ２は例示に過ぎず、例えば四角形、三角形、丸等の種々の位置決めマークＭ２を用いることができる。位置決めマークＭ２は、保持部材３０を一定の間隔で区画する領域ごとに基材３１の一方の面上に複数設けられている。また、位置決めマークＭ２の観察を容易にするために、基材３１は、透明であることが好ましい。

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

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

基材３１の厚さは、透明性や、突出部３３の適切な支持性等を考慮すると、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下の厚みを有していることが好ましい。また、後述する発光基板１０の製造工程において基材３１の変形を防止するために、基材３１の剛性が高いことが好ましい。また、基材３１は、熱によって変形しにくいことが好ましい。具体的には、基材３１の線膨張係数が１０×１０^－５／Ｋ以下であることが好ましく、５×１０^－５／Ｋ以下であることがより好ましい。このような基材３１の材料としては、例えばアクリル樹脂やガラスを挙げることができる。

突出部３３は、後述する粘着層３５を介して、マイクロ発光ダイオードチップ５０を保持する部分である。突出部３３は、基材３１上において保持部材３０がマイクロ発光ダイオードチップ５０を保持する位置に設けられている。すなわち、突出部３３は、回路基板１１のマイクロ発光ダイオードチップ５０が配置される位置に対応した位置に設けられている。突出部３３の平面視における寸法は、マイクロ発光ダイオードチップ５０の寸法以下であることが好ましい。図示された例では、突出部３３の平面視における寸法は、マイクロ発光ダイオードチップ５０の寸法に等しくなっている。

突出部３３は、基材３１の一方の面上に、規則的に二次元配列されている。突出部３３の規則的な二次元配列は、回路基板１１上に規則的に二次元配列される複数のマイクロ発光ダイオードチップ５０に対応している。言い換えると、突出部３３の配列間隔および配列パターンは、回路基板１１上で配列されるべき複数のマイクロ発光ダイオードチップ５０の配列間隔および配列パターンと同一となっている。突出部３３は、第１方向ｄ１にピッチｐ１ｘで配列されており、第１方向ｄ１に非平行な第２方向ｄ２にピッチｐ１ｙで配列されている。なお、図示された例において、第１方向ｄ１と第２方向ｄ２は、互いに直交している。ピッチｐ１ｘ、ｐ１ｙは、例えば５０μｍ以上８７０μｍ以下である。

突出部３３は、基材３１の板面の法線方向に突出している。突出部３３が基材３１から突出している長さＬは、マイクロ発光ダイオードチップ５０の厚さより大きいことが好ましく、例えば０．１μｍ以上１００μｍ以下である。また、突出部３３は、柔軟性を有している。具体的には、突出部３３のヤング率は、１０ＧＰａ以下であることが好ましく、５ＧＰａ以下であることがより好ましい。このような突出部３３は、例えばアクリル樹脂からなり、フォトリソグラフィ技術やインプリント技術を利用して、形成することができる。

粘着層３５は、突出部３３にマイクロ発光ダイオードチップ５０を保持させることができるよう、突出部３３の先端に設けられている。粘着層３５は、粘着性を有している。粘着層３５の粘着性は、例えば加熱、冷却又は紫外線照射によって、低下させることができる。なお、本明細書において、粘着性とは、粘り着く性質のことであり、接着性と区別しない。粘着層３５の材料としては、例えばアクリル系粘着剤が用いられる。粘着層３５の厚さは、例えば０．１μｍ以上１００μｍ以下である。

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

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

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

ここで、チップ基板４０のマイクロ発光ダイオードチップ５０の第１方向ｄ１における配列のピッチｐ２ｘの整数倍が、保持部材３０の複数の突出部３３の第１方向ｄ１における配列のピッチｐ１ｘとなっている。同様に、チップ基板４０のマイクロ発光ダイオードチップ５０の第２方向ｄ２における配列のピッチｐ２ｙの整数倍が、保持部材３０の複数の突出部３３の第２方向ｄ２における配列のピッチｐ１ｙとなっている。突出部３３の配列間隔および配列パターンが回路基板１１上で配列される複数のマイクロ発光ダイオードチップ５０の配列間隔および配列パターンと同一となっているため、チップ基板４０のマイクロ発光ダイオードチップ５０の第１方向ｄ１における配列のピッチｐ２ｘの整数倍が、回路基板１１のあるマイクロ発光ダイオードチップ５０（第１発光ダイオードチップ５０Ｒ）の第１方向ｄ１における配列のピッチの整数倍となっており、第２方向ｄ２における配列のピッチｐ２ｙの整数倍が、回路基板１１のあるマイクロ発光ダイオードチップ５０（第１発光ダイオードチップ５０Ｒ）の第２方向ｄ２における配列のピッチの整数倍となっている。

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

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

次に、図１０に示すように、チップ基板４０と保持部材３０とを接近させて、チップ基板４０を保持部材３０に接触させる。チップ基板４０が保持部材３０に接触すると、チップ基板４０のマイクロ発光ダイオードチップ５０が、保持部材３０の第１領域Ｒ１内の複数の突出部３３の先端に設けられた粘着層３５に接触する。マイクロ発光ダイオードチップ５０が粘着層３５に粘着されることで、複数の突出部３３が粘着層３５を介してマイクロ発光ダイオードチップ５０を保持する。すなわち、マイクロ発光ダイオードチップ５０が、チップ基板４０から保持部材３０の第１領域Ｒ１内の複数の突出部３３上に保持される。

ここで、突出部３３が柔軟性を有しているため、具体的には突出部３３のヤング率が１０ＧＰａ以下、より好ましくは５ＧＰａ以下であるため、チップ基板４０が保持部材３０に接触すると、保持部材３０の突出部３３がチップ基板４０と突出部３３との接触面に垂直な方向に変形し得る。このため、チップ基板４０を突出部３３に接触させる接触圧力は、チップ基板４０と接触している各突出部３３に均一にかかる。言い換えると、突出部３３の一部が高い接触圧力でチップ基板４０のマイクロ発光ダイオードチップ５０と接触することを回避することができる。突出部３３の一部が高い接触圧力でマイクロ発光ダイオードチップ５０と接触すると、当該突出部３３とマイクロ発光ダイオードチップ５０との粘着力が、他の突出部３３と他のマイクロ発光ダイオードチップ５０との粘着力と異なるようになり、製造される転写部材２０の取り扱いに不具合が生じたり、高い接触圧力によってマイクロ発光ダイオードチップ５０が破壊されたりし得る。このため、突出部３３の一部が高い接触圧力でマイクロ発光ダイオードチップ５０と接触することは、回避されていることが好ましい。

図１１は、図１０に示すチップ基板４０を保持部材３０の第１領域Ｒ１内の複数の突出部３３に接触させている状態を示す平面図である。チップ基板４０と保持部材３０とが位置決めされていること、及び突出部３３の平面視における寸法がマイクロ発光ダイオードチップ５０の寸法に等しくなっていることで、第１領域Ｒ１内の１つの突出部３３に対して１つのマイクロ発光ダイオードチップ５０を保持させることができる。さらに、図１１に示すように、保持部材３０の複数の突出部３３の第１方向ｄ１における配列のピッチｐ１ｘがチップ基板４０のマイクロ発光ダイオードチップ５０の第１方向ｄ１における配列のピッチｐ２ｘの整数倍（図示された例では５倍）であることから、第１方向ｄ１において第１領域Ｒ１内の全ての突出部３３に対して１つのマイクロ発光ダイオードチップ５０を保持させることができる。同様に、保持部材３０の複数の突出部３３の第２方向ｄ２における配列のピッチｐ１ｙがチップ基板４０のマイクロ発光ダイオードチップ５０の第２方向ｄ２における配列のピッチｐ２ｙの整数倍（図示された例では２倍）であることから、第２方向ｄ２において第１領域Ｒ１内の全ての突出部３３に対してそれぞれ１つのマイクロ発光ダイオードチップ５０を保持させることができる。

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

次に、図１３に示すように、チップ基板４０と保持部材３０とを接近させて、チップ基板４０を保持部材３０に接触させる。チップ基板４０保持部材３０に接触すると、チップ基板４０のマイクロ発光ダイオードチップ５０が、保持部材３０の第２領域Ｒ２内の複数の突出部３３の先端に設けられた粘着層３５に接触する。第２領域Ｒ２内の粘着層３５に接触するマイクロ発光ダイオードチップ５０は、第１領域Ｒ１内の粘着層３５に接触したマイクロ発光ダイオードチップ５０とは異なる。複数の突出部３３が粘着層３５を介して複数のマイクロ発光ダイオードチップ５０を保持する。すなわち、マイクロ発光ダイオードチップ５０が、チップ基板４０から保持部材３０の第２領域Ｒ２内の複数の突出部３３上に保持される。

図１４は、図１３に示すチップ基板４０を保持部材３０の第２領域Ｒ２内の複数の突出部３３に接触させている状態を示す平面図である。チップ基板４０と保持部材３０とが位置決めされていること、突出部３３の平面視における寸法がマイクロ発光ダイオードチップ５０の寸法に等しくなっていること、及び保持部材３０の突出部３３の配列のピッチｐ１ｘ、ｐ１ｙがチップ基板４０のマイクロ発光ダイオードチップ５０の配列のピッチｐ２ｘ、ｐ２ｙの整数倍であることから、第２領域Ｒ２内の全ての突出部３３に対してそれぞれ１つのマイクロ発光ダイオードチップ５０を保持させることができる。

以上のように、チップ基板４０に対して保持部材３０を相対移動させる工程と、ある領域の突出部３３にマイクロ発光ダイオードチップ５０を保持させる工程と、を繰り返すことで、保持部材３０の複数の領域の各突出部３３に粘着層３５を介してマイクロ発光ダイオードチップ５０を保持させることができる。図１５に示すように、チップ基板４０に対して保持部材３０を、第１方向ｄ１及び第２方向ｄ２に相対移動させることで、保持部材３０の全領域に亘って突出部３３にマイクロ発光ダイオードチップ５０を保持させることができる。以上の工程により、図５に示すような、保持部材３０と複数のマイクロ発光ダイオードチップ５０とを有する転写部材２０が製造される。

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

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

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

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

次に、図１７に示すように、転写部材２０を回路基板１１に押圧する。回路基板１１と転写部材２０とが位置決めされているため、回路基板１１の回路１３が設けられた位置にマイクロ発光ダイオードチップ５０を押圧して、回路基板１１の回路１３にマイクロ発光ダイオードチップ５０を電気的に接続させることができる。回路基板１１のマイクロ発光ダイオードチップ５０が配置される位置には、マイクロ発光ダイオードチップ５０を回路基板１１に接着するための異方性導電性接着層（図示せず）が形成されている。

ここで、突出部３３が柔軟性を有しているため、具体的には突出部３３のヤング率が１０ＧＰａ以下、より好ましくは５ＧＰａ以下であるため、転写部材２０を回路基板１１に押圧すると、保持部材３０の突出部３３が回路基板１１と突出部３３との押圧面に垂直な方向に変形し得る。このため、転写部材２０を回路基板１１に押圧する圧力は、回路基板１１に押圧されている各突出部３３に均一にかかる。言い換えると、突出部３３の一部に保持されたマイクロ発光ダイオードチップ５０が高い圧力で回路基板１１に押圧されることを回避することができる。突出部３３の一部に保持されたマイクロ発光ダイオードチップ５０が高い圧力で回路基板１１に押圧されると、高い圧力によってマイクロ発光ダイオードチップ５０が破壊されたりし得る。このため、突出部３３の一部に保持されたマイクロ発光ダイオードチップ５０が高い圧力で回路基板１１に押圧されることは、回避されていることが好ましい。

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

ここで、転写部材２０の基材３１が熱によって変形しにくいため、具体的には基材３１の線膨張率が１０×１０^－５／Ｋ以下、より好ましくは５×１０^－５／Ｋ以下であるため、異方性導電性接着層が加熱される際に転写部材２０が加熱されたとしても、回路基板１１と転写部材２０との位置決めがずれにくい。すなわち、転写部材２０から回路基板１１へマイクロ発光ダイオードチップ５０を精度よく転写することができる。

また、転写部材２０を回路基板１１に押圧している状態で、粘着層３５の粘着性を低下させる。すなわち、粘着層３５に加熱する、冷却する又は紫外線を照射する。なお、加熱により粘着層３５の粘着性を低下させる場合、上述した異方性導電性接着層を加熱する際の熱を利用してもよい。粘着層３５の粘着性を低下させることで、マイクロ発光ダイオードチップ５０を粘着層３５から容易に剥離させることができる。

その後、図１８に示すように、保持部材３０を回路基板１１から離間させて、保持部材３０を除去する。以上の工程によって、転写部材２０の保持部材３０が保持する複数のマイクロ発光ダイオードチップ５０が、回路基板１１の回路１３に電気的に接続するようにして、転写部材２０の保持部材３０から回路基板１１に一括で転写、すなわちまとめて転写される。

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

なお、保持部材３０の突出部３３の突出している長さＬがマイクロ発光ダイオードチップ５０の厚さより大きくなっている。このため、転写部材２０を用いて、例えば第１発光ダイオードチップ５０Ｒを回路基板１１に一括で転写した後に第２発光ダイオードチップ５０Ｇを回路基板１１に転写する場合でも、第２発光ダイオードチップ５０Ｇの転写は、回路基板１１に転写されている第１発光ダイオードチップ５０Ｒによって阻害されにくい。

ところで、上述したように、特許文献１の粘着スタンプは、発光基板の製造工程において、ウエハから回路基板へのピックアンドプレイス工程に繰り返し使用されることで、粘着力が低下してしまうため、マイクロ発光ダイオードチップを回路基板に配置して発光基板を製造する生産性を高めにくい。一方、本実施の形態の保持部材３０によれば、ウエハ自体又はウエハからマイクロ発光ダイオードチップを仮転写した基板であるチップ基板４０から、保持部材３０の複数の領域に、マイクロ発光ダイオードチップ５０を保持させることができる。そして、保持部材３０にマイクロ発光ダイオードチップ５０を保持させた転写部材２０を回路基板１１に押圧することで、回路基板１１にマイクロ発光ダイオードチップ５０を転写することができる。このように、発光基板１０の製造工程において、保持部材の粘着層３５を介したマイクロ発光ダイオードチップ５０の保持及び剥離は、１回のみ行われる。このため、粘着層３５の粘着力が発光基板の製造中に低下することにはならないため、高い生産性で発光基板１０を製造することができる。さらには、回路基板１１にマイクロ発光ダイオードチップ５０を一括で転写することができるため、発光基板１０を簡易に製造することができ、発光基板１０の生産性を高めることができる。

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

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

また、本実施の形態では、保持部材３０の突出部３３の配列のピッチｐ１ｘ、ｐ１ｙが基板のマイクロ発光ダイオードチップ５０の配列のピッチｐ２ｘ、ｐ２ｙの整数倍となっている。このため、チップ基板４０と保持部材３０とが位置決めされることで、保持部材３０の各突出部３３に１つのマイクロ発光ダイオードチップ５０を高精度で配置した転写部材２０を製造することができる。この転写部材２０を用いることで、高い生産性で発光基板１０を製造することができる。

さらに、本実施の形態の保持部材３０において、基材３１の線膨張率が１０×１０^－５／Ｋ以下、より好ましくは５×１０^－５／Ｋ以下である。基材３１に熱による変形が生じにくいため、発光基板１０の製造工程において、転写部材２０が加熱されたとしても、回路基板１１と転写部材２０との位置決めがずれにくい。転写部材２０から回路基板１１へマイクロ発光ダイオードチップ５０を精度よく転写することができる。すなわち、高い生産性で発光基板１０を製造することができる。

また、本実施の形態の保持部材３０において、突出部のヤング率が１０ＧＰａ以下、より好ましくは５ＧＰａ以下である。突出部３３が柔軟性を有しているため、転写部材２０の製造工程においてチップ基板４０が突出部３３に接触する際、突出部３３の一部が高い接触圧力でマイクロ発光ダイオードチップ５０と接触してしまい、マイクロ発光ダイオードチップ５０が破壊されることを回避することができる。また、発光基板１０の製造工程において転写部材２０を回路基板１１に押圧する際、突出部３３の一部が高い圧力でマイクロ発光ダイオードチップ５０に押圧されてしまい、マイクロ発光ダイオードチップ５０が破壊されることを回避することができる。すなわち、高い生産性で転写部材２０及び発光基板１０を製造することができる。

以上のように、本実施の形態の保持部材３０は、複数のマイクロ発光ダイオードチップ５０を保持する保持部材であって、基材３１と、基材３１の一方の面上に規則的に二次元配列された複数の突出部３３と、突出部３３の先端に設けられた粘着性を有する粘着層３５と、を備える。このような保持部材３０によれば、転写部材２０の製造工程において、各突出部３３に設けられた粘着層３５は、マイクロ発光ダイオードチップ５０を１回のみ保持する。また、発光基板１０の製造工程において、各突出部３３に設けられた粘着層３５は、マイクロ発光ダイオードチップ５０を１回のみ剥離される。このため、粘着層３５の粘着力が転写部材２０の製造時及び発光基板１０の製造中に低下して、転写部材２０の生産性及び発光基板１０の生産性を低下させることになりにくい。すなわち、保持部材３０にマイクロ発光ダイオードチップ５０を配置された転写部材２０を高い生産性で製造することができ、さらに、回路基板１１にマイクロ発光ダイオードチップ５０を配置された発光基板１０を高い生産性で製造することができる。

なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。

例えば、図１９に示すように、突出部３３は、基部３３ａと、基部３３ａ上に支持された複数の微細延出部３３ｂと、を含んでいてもよい。図示されているように、各微細延出部３３ｂは、基部３３ａより微細になっている。微細延出部３３ｂは、基部３３ａ上に二次元配列されている。各微細延出部３３ｂが屈曲することができるため、微細延出部３３ｂは、基部３３ａより高い柔軟性を有している。突出部３３がこのような構成を有するｍことで、突出部３３は、より高い柔軟性を有することができる。このため、保持部材３０にマイクロ発光ダイオードチップ５０を保持させる際に、突出部３３の一部が高い接触圧力でチップ基板４０のマイクロ発光ダイオードチップ５０と接触することを、より効果的に回避することができる。また、転写部材２０を用いて回路基板１１にマイクロ発光ダイオードチップ５０を配置する際に、突出部３３の一部に保持されたマイクロ発光ダイオードチップ５０が高い圧力で回路基板１１に押圧されることを、より効果的に回避することができる。すなわち、マイクロ発光ダイオードチップ５０が破壊されることが、より効果的に回避される。

また、上述した実施の形態では、突出部３３は、基材３１上にフォトリソグラフィ技術やインプリント技術を利用して、形成されていた。しかしながら、突出部３３は、基材３１と一体的に形成されていてもよい。突出部３３は、基材３１を形成する材料をドライエッチングすることや、基材３１と同一の材料で基材３１上にインプリントすることで、基材３１と一体的に形成することができる。突出部３３が基材３１と一体的に形成される場合、突出部３３と基材３１との間に界面が形成されないため、突出部３３と基材３１との剥離を効果的に抑制することができる。また、突出部３３を基材３１と一括で形成することができるため、突出部３３を形成するコストを削減することができる。

さらに、突出部３３は、粘着性を有していてもよい。突出部３３が粘着性を有することで、突出部３３の先端に設けられる粘着層３５を省略することができる。したがって、粘着層３５を設けるコストを削減することができる。

また、粘着層３５は、突出部３３の先端のみでなく、突出部３３の間にも設けられていてもよい。さらには、粘着層３５は、保持部材３０の突出部３３が形成された側の面の全体に設けられていてもよい。この場合、例えば保持部材３０の突出部３３が形成された側の面にコーティングすることによって、粘着層３５を容易に設けることができる。

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

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

Claims (14)

1. 複数の発光ダイオードチップを保持する保持部材であって、
   基材と、
   前記基材の一方の面上に規則的に二次元配列された複数の突出部と、
   前記突出部の先端に設けられた粘着性を有する粘着層と、を備え、
   前記突出部が前記基材から突出している長さは、当該保持部材が保持する前記発光ダイオードチップの厚さより大きく、
   前記突出部は、基部と、前記基部上に支持された複数の微細延出部と、を含んでいる、保持部材。
2. 前記基材の平面視における面積は、１７６ｃｍ^２以上である、請求項１に記載の保持部材。
3. 前記基材は、透明である、請求項１または２に記載の保持部材。
4. 前記基材は、位置決めマークを有する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の保持部材。
5. 前記基材の線膨張係数は、１０×１０^－５／Ｋ以下である、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の保持部材。
6. 前記突出部のヤング率は、１０ＧＰａ以下である、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の保持部材。
7. 前記粘着層の粘着性は、加熱、冷却又は紫外線照射によって低下する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の保持部材。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の保持部材と、
   各突出部に前記粘着層を介して保持された複数の発光ダイオードチップと、を備える、転写部材。
9. ダイシングされた発光ダイオードチップを有するチップ基板を請求項１乃至７のいずれか一項に記載の保持部材に接触させて、複数の前記発光ダイオードチップを前記保持部材の第１領域内の複数の突出部上に保持させる工程と、
   前記チップ基板に対して前記保持部材を相対移動させる工程と、
   前記チップ基板を前記保持部材に接触させて、前記複数の前記発光ダイオードチップとは異なる他の複数の前記発光ダイオードチップを前記保持部材の前記第１領域とは異なる第２領域内の複数の突出部上に保持させる工程と、を備える、転写部材の製造方法。
10. 前記チップ基板に対して前記保持部材を相対移動させる工程において、前記保持部材を相対移動させる位置は、前記チップ基板及び前記保持部材の少なくとも一方が有する位置決めマークに基づいて決定される、請求項９に記載の転写部材の製造方法。
11. 前記保持部材の複数の前記突出部の配列のピッチは、前記チップ基板のダイシングされた前記発光ダイオードチップの配列のピッチの整数倍である、請求項９または１０に記載の転写部材の製造方法。
12. 請求項８に記載の転写部材の前記発光ダイオードチップが、回路基板の回路に電気的に接続するようにして、複数の前記発光ダイオードチップを前記転写部材の前記保持部材から前記回路基板に一括で転写する工程を備える、発光基板の製造方法。
13. 前記転写部材から前記回路基板に前記発光ダイオードチップを転写する工程は、
    前記転写部材を前記回路基板に押圧して、前記発光ダイオードチップを前記回路に電気的に接続させる工程と、
    前記発光ダイオードチップを前記粘着層から剥離させる工程と、を含む、請求項１２に記載の発光基板の製造方法。
14. 前記転写部材から前記回路基板に前記発光ダイオードチップを転写する工程は、前記発光ダイオードチップを前記粘着層から剥離させる工程の前に、前記粘着層の粘着性を低下させる工程をさらに含む、請求項１３に記載の発光基板の製造方法。

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