JP7389331B2 - 発光デバイスの製造方法 - Google Patents

Description

本発明の一実施形態は、発光デバイスの製造方法に関する。

近年、発光素子として、マイクロサイズの寸法を有するマイクロＬＥＤの需要が高まっている。特許文献１には、ウェハ上に行列状に配置されたマイクロＬＥＤをウェハから相対的に大きな寸法（５０インチ）を有する単一の実装基板へと複数回に分けて移し、マイクロＬＥＤと実装基板との一体化物を画像表示装置として用いることが示されている。

特許第４４９１９４８号公報

ここで、生産効率向上の観点からウェハ上に配置されたマイクロＬＥＤを実装基板へと一括して移す場合が考えられる。この場合、実装基板上へと移されるマイクロＬＥＤの平面領域がウェハ上に配置されたマイクロＬＥＤの全平面領域よりも小さいと、ウェハ上に未使用のマイクロＬＥＤ（発光素子）が残る可能性がある。

本発明の一実施形態は、未使用の発光素子が生じることを抑制可能な発光デバイスの製 造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一実施形態では、
複数の発光素子が搭載された発光素子搭載基材から、複数の発光素子のうちの１つ又は ２つ以上の発光素子をそれぞれ含む発光素子アレイごとに配線基材に搭載することを含む発光デバイスの製造方法であって、
前記発光素子搭載基材の前記複数の発光素子を、それぞれ少なくとも１つの発光素子アレイから構成される複数ｎグループに分類し、各グループに含まれる前記発光素子アレイをグループごとに異なる樹脂材料付きのキャリア基材に転写することにより、各グループに含まれる前記発光素子アレイがそれぞれ転写された複数ｎ個の発光素子搭載キャリア基材を作製する工程と、
前記複数ｎ個の発光素子搭載キャリア基材をそれぞれ前記少なくとも１つの発光素子アレイを含むように個片化して、各発光素子搭載キャリア基材からそれぞれ複数ｍ個の発光素子搭載キャリア基材ユニットを作製する工程と、
前記発光素子搭載キャリア基材ユニットの前記発光素子アレイに含まれる前記発光素子を配線基材に搭載する工程と
を含む発光デバイスの製造方法が供される。

本発明の一実施形態に係る発光デバイスの製造方法によれば、未使用の発光素子が生じることを抑制可能である。

発光素子搭載基材の準備工程を示す模式図である。 発光素子搭載キャリア基材の作製工程を示す模式平面図である。 発光素子搭載キャリア基材ユニットの作製工程を示す模式図である。 配線基材および配線基材上に配置された発光素子アレイを有して成る、本発明の一実施形態に係る発光デバイスの完成工程を示す模式斜視図である。 樹脂材料付きのキャリア基材上への発光素子搭載基材の位置づけ態様を示す模式断面図である。 発光素子搭載基材の模式図である。 樹脂材料付きのキャリア基材の模式図である。 第１のキャリア基材上への樹脂材料の塗布態様を示す模式平面図である。 第２のキャリア基材上への樹脂材料の塗布態様を示す模式平面図である。 第３のキャリア基材上への樹脂材料の塗布態様を示す模式平面図である。 第４のキャリア基材上への樹脂材料の塗布態様を示す模式平面図である。 樹脂材料付きのキャリア基材と発光素子との貼合せ態様を示す模式断面図である。 樹脂材料付きのキャリア基材と発光素子との貼合せ態様を示す模式平面図である。 樹脂材料付きのキャリア基材上への発光素子転写態様を示す模式断面図である。 樹脂材料付きのキャリア基材上への発光素子転写実施後における発光素子搭載基材の模式図である。 樹脂材料付きのキャリア基材上への発光素子転写実施後におけるキャリア基材の模式図である。 発光素子の電極面側のクリーニング工程を示す模式断面図である。 個片化工程完了時の態様を示す模式断面図である。 個片化工程実施中の態様を示す模式図である。 個片化工程完了時の態様を示す模式平面図である。 配線基材への発光素子搭載キャリア基材ユニットの搭載態様を示す模式断面図である。 樹脂材料付きのキャリア基材の剥離態様を示す模式部分断面図である。 配線基材上に所定の間隔をおいて複数搭載された発光素子アレイを示す模式平面図である。 個片化された発光デバイスを示す模式斜視図である。

以下、図面に基づいて本発明の一実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語を用いる。しかしながら、これらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、これらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が制限されるものではない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一または同等の部分を指す。

更に、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための発光デバイスを例示するものであって、本発明を限定するものではない。また、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また、図面が示す部材の大きさおよび位置関係等は、説明を明確にするため誇張している場合がある。

[発光デバイスの製造方法］
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る発光デバイスの製造方法について説明する。図１Ａは、発光素子搭載基材の準備工程を示す模式図である。図１Ｂは、発光素子搭載キャリア基材の作製工程を示す模式平面図である。図１Ｃは、発光素子搭載キャリア基材ユニットの作製工程を示す模式図である。図１Ｄは、配線基材および配線基材上に配置された発光素子アレイを有して成る、本発明の一実施形態に係る発光デバイスの完成工程を示す模式斜視図である。

本発明の一実施形態に係る発光デバイスの製造方法は、複数の発光素子が搭載された発光素子搭載基材（図１Ａ参照）から、最終的に、発光素子アレイごとに配線基材に搭載する（図１Ｄ参照）ことを前提とする。特に、一実施形態の発光デバイスの製造方法は、発光素子アレイごとに配線基材に搭載する前段階にて、主として下記の工程を含むことを特徴とする。なお、本明細書において「発光素子アレイ」とは１つ又は２つ以上の発光素子から構成されるものを指し、例えば平面視で行列状に密集して配置された１００００個～３００００個の発光素子から構成されるものを指す。

（ａ）発光素子搭載キャリア基材を作製する工程
図１Ａおよび図１Ｂに示すように、発光素子搭載キャリア基材を作製する工程では、発光素子搭載基材１００の複数の発光素子１を、それぞれ少なくとも１つの発光素子アレイ１０αから構成される複数ｎグループ（ｎ≧２）に分類し、各グループに含まれる発光素子アレイ１０αをグループごとに異なる樹脂材料付きのキャリア基材３０に転写する。すなわち、発光素子アレイ１０αをグループごとに複数ｎ個（ｎ≧２）のキャリア基材の各々に転写する。これにより、各グループに含まれる発光素子アレイ１０αがそれぞれ転写された複数ｎ個の発光素子搭載キャリア基材２００を作製する。

具体的には、発光素子搭載基材１００に配置された複数の発光素子１の全体領域１０の形状と、各キャリア基材３０への発光素子アレイ１０αの転写領域をそれぞれ重ね合わせた際における転写全領域の形状とが略同一となるように、発光素子アレイ１０を各キャリア基材３０に転写する。

つまり、本工程では、“転写前”における発光素子搭載基材１００に配置された複数の発光素子１の全体領域１０の形状を基準として、各キャリア基材３０への発光素子アレイ１０αの転写方法を予め決定する。換言すれば、当該転写方法は、あくまでも発光素子搭載基材１００に配置された発光素子１の全体領域１０の形状に基づき予め決定される。

そのため、予め決定した各キャリア基材３０への発光素子アレイ１０αの転写方法に従えば、発光素子搭載基材１００に配置された複数の発光素子１の略全てを複数ｎ個のキャリア基材３０上へと転写することが可能となる。後述するようにキャリア基材３０を４個以上用いることで、未使用の発光素子１が生じることを確実に抑制できる。

なお、各キャリア基材３０上への発光素子アレイ１０αの転写に際しては、当該発光素子アレイ１０αの転写形状、転写サイズ、および転写位置等を考慮する必要がある。

発光素子アレイ１０αの転写形状および転写サイズについては、生産効率の観点から、最終的に得られる発光デバイスの構成要素である単一の発光素子アレイの平面形状およびサイズに対応させることが好ましい。又、発光素子アレイ１０αの転写位置については、後刻の個片化工程の実施し易さの観点から、各キャリア基材３０上にて複数の転写領域がそれぞれ離隔して配置されるように調整することが好ましい。

各転写領域の離隔配置については、各キャリア基材３０への発光素子アレイ１０αの転写と、各キャリア基材３０への発光素子アレイ１０αの転写を実施しない非転写とを交互に繰り返すことで実施し得る。

発光素子アレイ１０αの転写と非転写の交互実施の一例としては、例えば、行方向および列方向の少なくとも一方の方向に各転写領域を供する場合、当該少なくとも一方の方向に沿って所定の間隔をおいて発光素子アレイ１０αの転写を行う。これにより、各キャリア基材３０上にて複数の転写領域をそれぞれ離隔して位置づけることが可能となり、後刻の個片化工程を実施し易くすることが可能となる。

以下、（ａ）発光素子搭載キャリア基材を作製する工程について、より具体的に説明する。

発光素子搭載キャリア基材を作製する工程は、以下のステップを含む。

１）樹脂材料付きのキャリア基材上への発光素子搭載基材の位置づけ
図２Ａは、樹脂材料付きのキャリア基材上への発光素子搭載基材の位置づけ態様を示す模式断面図である。図２Ｂは、発光素子搭載基材の模式図である。図２Ｃは、樹脂材料付きのキャリア基材の模式図である。

まず、図２Ａに示すように、樹脂材料Ｍ付きのキャリア基材３０上に、複数の発光素子１が基材２０に搭載された発光素子搭載基材１００を位置づける。

図２Ｂに示すように、発光素子搭載基材１００は、上述のように複数の発光素子１が基材２０に搭載されたものである。具体的には、発光素子搭載基材１００は、基材２０（例えばサファイア基材）上に、行列状に密集して複数の発光素子１を形成することで得られる。特に限定されるものではないが、本実施形態では、発光素子搭載基材１００には、５００，０００個～１，０００，０００個の発光素子１が基材２０上に行列状に密集して配置される。

上記発光素子１は、半導体積層体と、電極と、を備える。発光素子１は、発光面１ａ(主発光面ともいう)と、発光面１ａに対して異なる方向(例えば垂直方向)に延在する側面１ｂと、発光面１ａの反対側の面であって正負一対の電極１ｃが設けられた電極面１ｄとを備える。発光素子搭載基材１００は、発光素子の電極面１ｄが基材２０に対向するように複数の発光素子１が基材２０に樹脂などの接合材を用いて搭載されている。

発光素子１としては、任意の波長を有する光を発することが可能な半導体発光素子を選択することができる。例えば、発光素子１として、発光ダイオード等を選択することができる。一例として、発光素子１としては、青色光を発するものを用いることができる。これに限定されることなく、発光素子１としては、青色光以外の他の色の光を発するものを用いてよい。発光デバイスにおいて、所定の間隔をおいて各々配置された複数の発光素子１を用いる場合、同色の光を各々発するものを用いてもよいし、異なる色を発するものを用いてもよい。

例えば、青色光を発することが可能な発光素子１の半導体積層体として、窒化物系半導体（Ｉｎ_xＡｌ_yＧａ_1-x-yＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）を用いることができる。この場合、窒化物系半導体発光素子は、例えば、サファイア基板およびサファイア基板に積層された窒化物系半導体積層構造を有する。窒化物系半導体積層構造は、発光層と、発光層をはさむように位置づけられたｎ型窒化物系半導体層およびｐ型窒化物系半導体層とを含む。ｎ型窒化物系半導体層およびｐ型窒化物系半導体層に、電極１ｃであるｎ側電極およびｐ側電極がそれぞれ電気的に接続される。

発光素子１は、平面視にて任意の形状、例えば、正方形、矩形等の形状を有してよい。さらに、発光素子１の平面視形状は、三角形、六角形等の多角形等でもよい。発光素子１の平面視における大きさは、例えば、平面視にて５μｍ以上１００μｍ以下、好ましくは１０μｍ以上８０μｍ以下の縦横寸法を有し得る。発光素子１の高さは、１μｍ以上５０μｍ以下、好ましくは２μｍ～２０μｍを有し得る。

又、図２Ｃに示すように、樹脂材料Ｍ付きのキャリア基材３０は、キャリア基材３０の上面に樹脂材料Ｍを塗布することで得られる。樹脂材料Ｍは、キャリア基材３０と、キャリア基材３０上に後刻に転写する発光素子アレイとを接合可能なものであれば特に限定されるものではない。樹脂としては、シリコーン系樹脂材、エポキシ系樹脂材、およびアクリル系樹脂材から成る群から選択される少なくとも１種の樹脂材が挙げられる。具体的には、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を用いることができる。ポリジメチルシロキサンのような低粘度の材料を用いれば、樹脂材料の塗布領域を狙った位置に形成することができる。又、キャリア基材３０としては、ガラス基材等を用いることができる。

当該塗布態様としては、「キャリア基材３０の上面に所定の間隔をおいて樹脂材料Ｍを塗布する」塗布態様１と、「キャリア基材３０の上面に樹脂材料Ｍを連続して塗布する」塗布態様２とに分けることができる。塗布態様１は、キャリア基材３０上面における複数の発光素子１の全体領域１０に対応する領域に対して、樹脂材料Ｍを塗布する領域と塗布しない領域が形成されるように樹脂材料Ｍの塗布を行う。一方、塗布態様２は、キャリア基材３０上面における複数の発光素子１の全体領域１０に対応する領域全域に樹脂材料Ｍの塗布を行う。なお、塗布態様２では、キャリア基材３０上面全域に樹脂材料Ｍを塗布しても良い。

図３Ａは、第１のキャリア基材上への樹脂材料の塗布態様を示す模式平面図である。図３Ｂは、第２のキャリア基材上への樹脂材料の塗布態様を示す模式平面図である。図３Ｃは、第３のキャリア基材上への樹脂材料の塗布態様を示す模式平面図である。図３Ｄは、第４のキャリア基材上への樹脂材料の塗布態様を示す模式平面図である。

以下、主として塗布態様１について説明する。塗布態様１は、上記の発光素子アレイ１０αの転写前に、キャリア基材３０の上面に所定の間隔をおいて樹脂材料Ｍを塗布する態様である（図２Ｃ参照）。つまり、塗布態様１では、キャリア基材３０の上面に断続的かつ非連続的に樹脂材料Ｍからなる塗布領域を形成する。

具体的には、発光素子搭載基材１００に配置された複数の発光素子１の全体領域１０の形状に基づいて、複数のキャリア基材３０に対する樹脂材料Ｍの塗布位置を決定し、決定した塗布位置に従い各キャリア基材３０に所定の間隔をおいて樹脂材料Ｍからなる塗布領域を形成する。

より具体的には、発光素子搭載基材１００に配置された複数の発光素子１の全体領域１０の形状と、各キャリア基材３０への樹脂材料Ｍの塗布領域をそれぞれ重ね合わせた際における塗布全領域の形状とが略同一となるように、各キャリア基材３０の上面に所定の間隔をおいて樹脂材料Ｍからなる塗布領域を形成する。

つまり、“転写前”における発光素子搭載基材１００に配置された複数の発光素子１の全体領域１０の形状を基準として、各キャリア基材３０の上面への樹脂材料の塗布態様を予め決定する。換言すれば、当該塗布態様は、あくまでも発光素子搭載基材１００に配置された発光素子１の全体領域１０の形状に基づき予め決定される。

又、各塗布領域の形状およびサイズについては、最終的に得られる発光デバイスの構成要素の１つである発光素子アレイの平面形状および平面サイズに対応させることが好ましい。

一例として、最終的に得られる発光デバイスの構成要素である単一の発光素子アレイの平面形状が矩形形状である場合、これに対応して樹脂材料Ｍからなる塗布領域の平面形状も矩形形状にすることが好ましい。これに限定されることなく、塗布領域の平面形状は正方形等であってよい。更に、樹脂材料Ｍからなる塗布領域のサイズを、最終的に得られる発光デバイスの構成要素である単一の発光素子アレイの平面サイズに対応させることが好ましい。又、後刻に同一形状の発光素子アレイを効率的に生産する観点から、各キャリア基材３０の上面に所定の間隔をおいて形成する各塗布領域の形状は略同一であることが好ましい。

樹脂材料の塗布領域のサイズが、発光素子アレイのサイズと同等であるのが好ましい。樹脂材料の塗布領域のサイズが、発光素子アレイのサイズより大きければ、転写対象ではない発光素子にも樹脂が接するため、発光素子の表面に樹脂が残存してしまい、後の工程に影響を及ぼす恐れがあるが、樹脂材料の塗布領域のサイズが、発光素子アレイのサイズと同等であれば、前述した恐れは生じない。

特に限定されるものではないが、塗布領域のサイズについてはその平面形状が矩形形状又は正方形である場合、塗布領域の一辺は１ｍｍ～４０ｍｍであってよく、好ましくは２ｍｍ～３５ｍｍであり、更に好ましくは３ｍｍ～３０ｍｍであり、例えば２５ｍｍである。又、特に限定されるものではないが、塗布領域の厚さは５μｍ～５００μｍであってよく、好ましくは１０μｍ～４００μｍ、更に好ましくは１５μｍ～３００μｍである。

樹脂材料の厚みが薄すぎると、発光素子アレイをキャリア基材３０に配置する際に、発光素子１に衝撃が加わり、発光素子がダメージを受ける恐れがある。また、樹脂材料の厚みが厚すぎると、発光素子アレイをキャリア基材３０に配置する際、平面方向にズレやすくなるため、発光素子アレイの実装精度が低下する恐れがある。

各塗布領域の位置については、後刻の個片化工程の実施し易さの観点から、各キャリア基材３０上にて複数の塗布領域がそれぞれ離隔して形成されるように調整決定されることが好ましい。

各塗布領域の離隔配置については、各キャリア基材３０の上面への樹脂材料Ｍの塗布と、各キャリア基材３０の上面への樹脂材料Ｍの塗布を実施しない未塗布とを交互に繰り返すことで実施し得る。

材料Ｍの塗布と未塗布の交互実施の一例としては、例えば、行方向および列方向の少なくとも一方の方向に各塗布領域を形成する場合、当該少なくとも一方の方向に沿って所定の間隔をおいて樹脂材料Ｍの塗布を行う。これにより、各キャリア基材３０の上面に複数の塗布領域をそれぞれ離隔して形成することが可能となる。

以上の事からも、塗布態様１では、既述の複数ｎ個のキャリア基材３０の各々に転写する発光素子アレイ１０αの転写条件に対応する条件で、樹脂材料Ｍからなる塗布領域を形成する。すなわち、塗布態様１では、各キャリア基材３０上に後刻に転写する発光素子アレイの転写形状と略同一形状を有し、転写サイズと略同一サイズを有し、および転写位置と略同一箇所に、樹脂材料Ｍからなる塗布領域を形成する。

一例として、複数の発光素子１の全体領域１０の平面形状が、矩形部分の各コーナー部分が取り除かれた形状を有する場合を例に採る（図２Ｂ参照）。

この場合、複数の発光素子１の全体領域１０の形状に基づき、必要なキャリア基材３０の枚数を決定する。具体的には、複数の発光素子１の全体領域１０の形状と各キャリア基材３０への樹脂材料Ｍの塗布領域をそれぞれ重ね合わせた際における塗布全領域の形状とが略同一となり得るために必要なキャリア基材３０の枚数を判断する。

なお、かかる判断に際しては、各キャリア基材３０上に塗布する塗布領域を、後刻の個片化工程の実施し易さ等をふまえ所定の間隔をおいて形成すること、および発光素子アレイの平面形状と略同一平面形状とすることを考慮する。

かかる判断の結果、図２Ｂに示す例の場合、図３Ａ～３Ｄに示す４枚のキャリア基材３０Ａ～３０Ｄを用いれば、複数の発光素子１の全体領域１０の形状と４枚のキャリア基材３０Ａ～３０Ｄへの樹脂材料Ｍの塗布領域をそれぞれ重ね合わせた際における塗布全領域の形状とが略同一となり得ることが把握できる。

かかる内容をふまえ、図３Ａに示すように、第１のキャリア基材３０Ａ上に、行方向および列方向に沿って所定の間隔をおいて樹脂材料Ｍの塗布領域を複数形成する。例えば、行方向および列方向に沿って、最終的に得られる発光デバイスの構成要素である発光素子アレイの略幅分間隔をあけて、複数の塗布領域を形成する。ここでいう「所定の間隔」とは、例えば、発光素子アレイのサイズ分の間隔である。発光素子アレイのサイズ分の間隔である場合、樹脂材料は、列方向に３．２ｍｍ、行方向に１２．８ｍｍの間隔をおいて複数形成することができる。

図３Ｂに示すように、第１のキャリア基材３０Ａへの樹脂材料Ｍの塗布領域（図３Ａ参照）の位置を基準として、塗布領域の位置が列方向に沿って発光素子アレイの略幅分ずれるように、第２のキャリア基材３０Ｂ上に樹脂材料Ｍからなる塗布領域を形成する。

図３Ｃに示すように、第１のキャリア基材３０Ａへの樹脂材料Ｍの塗布領域（図３Ａ参照）の位置を基準として、塗布領域の位置が行方向に沿って発光素子アレイの略幅分ずれるように、第３のキャリア基材３０Ｃ上に樹脂材料Ｍからなる塗布領域を形成する。

最後に、図３Ｄに示すように、第１のキャリア基材３０Ａへの樹脂材料Ｍの塗布領域（図３Ａ参照）の位置を基準として、塗布領域の位置が行方向および列方向に沿って発光素子アレイの略幅分ずれるように、第４のキャリア基材３０Ｄ上に樹脂材料Ｍからなる塗布領域を形成する。なお、当該第４のキャリア基材３０Ｄ上における塗布領域の形成パターンについては、第３のキャリア基材３０Ｃ上における塗布領域の位置を基準として、列方向に沿って発光素子アレイの略幅分更にずれるように形成する。

なお、上述のとおり、塗布態様１に限定されることなく、「キャリア基材３０の上面に樹脂材料Ｍを連続して塗布する」塗布態様２を適用してもよい。

２）樹脂材料付きのキャリア基材と発光素子との貼合せ
図４Ａは、樹脂材料付きのキャリア基材と発光素子との貼合せ態様を示す模式断面図である。図４Ｂは、樹脂材料付きのキャリア基材と発光素子との貼合せ態様を示す模式平面図である。なお、図４Ｂでは、発光素子１の位置を判別しやすくするために基材２０は省略している。

図４Ａおよび図４Ｂに示すように、樹脂材料Ｍ付きのキャリア基材３０と発光素子１との貼合せを行う。

具体的には、発光素子アレイを構成する発光素子１の発光面１ａと各キャリア基材３０上の樹脂材料Ｍとが接するように、キャリア基材３０上に発光素子搭載基材１００を位置づける。なお、特に限定されるものではないが、一例として、基材２０（サファイア基材等）の平面形状および平面サイズと、キャリア基材３０の平面形状および平面サイズとは略同一であってよい。

発光素子アレイを構成する発光素子１の発光面１ａと直接対向する樹脂材料Ｍの塗布態様としては、図４Ａおよび図４Ｂに示すように上記の塗布態様１（キャリア基材３０の上面に所定の間隔をおいて樹脂材料Ｍを塗布する態様）を用いることができる。なお、これに限定されることなく、塗布態様２を用いてもよい。

特に、塗布態様２と比べ、塗布態様１では、塗布領域の形成位置、形状およびサイズを予め決定の上、所定の間隔をおいてキャリア基材３０上に樹脂材料Ｍを塗布して塗布領域を形成する。そのため、後刻に転写する発光素子アレイの構成要素である発光素子１の発光面１ａとキャリア基材上の樹脂材料Ｍとが接するように、キャリア基材３０上における発光素子搭載基材１００の位置合わせをすることが好ましい。

３）発光素子アレイの転写
図５は、樹脂材料付きのキャリア基材上への発光素子転写態様を示す模式断面図である。図６Ａは、樹脂材料付きのキャリア基材上への発光素子転写実施後における発光素子搭載基材の模式図である。図６Ｂは、樹脂材料付きのキャリア基材上への発光素子転写実施後におけるキャリア基材の模式図である。

次に、発光素子アレイの転写を行う。すなわち、発光素子の転写を行う。予め決定した発光素子アレイの転写位置、転写形状、転写サイズに関する情報に従い、各キャリア基材３０の上面の所定箇所に当該発光素子アレイを転写する。

本実施形態では、“転写前”における発光素子搭載基材１００に配置された複数の発光素子１の全体領域１０の形状を基準として、発光素子搭載基材１００の複数の発光素子１を、それぞれ少なくとも１つの発光素子アレイ１０αから構成される複数ｎグループに分類し、各グループに含まれる発光素子アレイ１０αをグループごとに異なる樹脂材料付きのキャリア基材３０に転写する。

一例として、複数の発光素子１の全体領域１０の平面形状が、矩形部分の各コーナー部分が取り除かれた形状を有する場合を例に採る（図２Ｂ参照）。この場合、上記のとおり、４枚のキャリア基材３０を用いれば、複数の発光素子１の全体領域１０の形状と４枚のキャリア基材３０への樹脂材料Ｍの塗布領域をそれぞれ重ね合わせた際における塗布全領域の形状とが略同一となり得る。かかる内容を前提として、各キャリア基材３０における、発光素子アレイ１０αの転写位置、転写形状、および転写サイズを予め決定する。

そして、図１Ｂ、図５、図６Ａ、および図６Ｂに示すように、予め決定した発光素子アレイ１０αの転写位置、転写形状、転写サイズに関する情報に従い、各キャリア基材３０の上面の所定箇所に当該発光素子アレイを転写する。

具体的には、第１のキャリア基材３０Ａ上に、行方向および列方向に沿って所定の間隔をおいて発光素子アレイを複数転写する。例えば、行方向および列方向に沿って、最終的に得られる発光デバイスの構成要素である発光素子アレイの略幅分間隔をあけて、複数の発光素子アレイを転写する。なお、図５、図６Ａ、および図６Ｂに示す態様は、一例として第１のキャリア基材上に所定の間隔をおいて発光素子アレイを複数転写する態様である。

同様に、第１のキャリア基材３０Ａへの発光素子アレイ１０αの転写領域の位置を基準として、転写領域の位置が列方向に沿って発光素子アレイの略幅分ずれるように、第２のキャリア基材３０Ｂ上に所定の間隔をおいて発光素子アレイ１０αを複数転写する（図１Ｂ参照）。

同様に、第１のキャリア基材３０Ａへの発光素子アレイ１０αの転写領域の位置を基準として、転写領域の位置が行方向に沿って発光素子アレイの略幅分ずれるように、第３のキャリア基材３０Ｃ上に所定の間隔をおいて発光素子アレイ１０αを複数転写する（図１Ｂ参照）。

最後に、第１のキャリア基材３０Ａへの発光素子アレイ１０αの転写領域の位置を基準として、転写領域の位置が行方向および列方向に沿って発光素子アレイの略幅分ずれるように、第４のキャリア基材３０Ｄ上に発光素子アレイ１０αの転写領域を形成する。なお、当該第４のキャリア基材３０Ｄ上における転写領域の形成パターンについては、第３のキャリア基材３０Ｃ上における転写領域の位置を基準として、列方向に沿って発光素子アレイの略幅分更にずれるように形成する。

これにより、複数の発光素子１の全体領域１０の平面形状が図２Ｂに示す形状である場合を例にとれば、上記の４つのキャリア基材３０の各々への発光素子アレイ１０αの転写により、４つの発光素子搭載キャリア基材２００（２００Ａ～２００Ｄ）を形成することができる。

その結果として、予め決定した各キャリア基材３０への発光素子アレイ１０αの転写方法に従えば、発光素子搭載基材１００に配置された複数の発光素子１の略全てを４枚のキャリア基材３０上へと転写することが可能となる。従って、未使用の発光素子１が生じることを抑制可能となる。

転写方法としては、公知のものが挙げられる。例えば、転写対象箇所に紫外光又はレーザー光を照射することで発光素子を転写先のキャリア基材３０に移すことができる。

（ｂ）発光素子搭載キャリア基材ユニットを作製する工程
図７は、発光素子の電極面側のクリーニング工程を示す模式断面図である。図８Ａは、個片化工程完了時の態様を示す模式断面図である。図８Ｂは、個片化工程実施中の態様を示す模式図である。図８Ｃは、個片化工程完了時の態様を示す模式平面図である。

上記のとおり、複数の発光素子１の全体領域１０の平面形状が図２Ｂに示す形状である場合を例にとれば、（ａ）発光素子搭載キャリア基材を作製する工程を経ることで、４つの発光素子搭載キャリア基材２００（２００Ａ～２００Ｄ）を形成することができる。

得られた４つの発光素子搭載キャリア基材２００の各々は、図８Ｂに示すように、キャリア基材３０およびキャリア基材３０上に所定の間隔をおいて配置された複数の発光素子アレイ１０αを有して成る。かかる状態で、図７に示すように、各発光素子搭載キャリア基材２００の発光素子１の電極面１ｄ側に位置する電極１ｃが露出するようにクリーニング処理を行う。その後、図１Ｃ、図８Ａ、および図８Ｃに示すように、例えばダイシングブレードを用いて行列方向にキャリア基材３０を切断することでキャリア基材３０が個片化される。

以上により、個片化されたキャリア基材３０αおよび当該キャリア基材３０α上に配置された発光素子アレイ１０αを有して成る、複数ｍ個の発光素子搭載キャリア基材ユニット２００αを作製することができる。

なお、上記の塗布態様１に従い得られる発光素子搭載キャリア基材２００は、その構成要素であるキャリア基材３０の上面に、塗布領域の形成位置、形状およびサイズを予め決定の上で所定の間隔をおいて形成された樹脂材料Ｍから構成される塗布領域を有して成る。

そのため、（ｂ）工程において、発光素子搭載キャリア基材ユニット２００αを得るためにキャリア基材３０を切断する際に、キャリア基材３０の切断を実施する一方、樹脂材料Ｍの切断を回避することが可能となる。その結果、樹脂屑の発生が抑制され、これに起因して歩留まりを改善することが可能となる。更に、切断する対象がキャリア基材３０単独であるため、その対象が２つ以上である場合と比べて、発光素子搭載キャリア基材ユニット２００αの作製工程を実施しやすいといった効果も奏され得る。

一方、上記の塗布態様２に従い得られる発光素子搭載キャリア基材２００は、その構成要素であるキャリア基材３０の上面に、連続して形成された樹脂材料Ｍから構成される塗布領域を有して成る。

塗布態様２では、キャリア基板３０に設けた位置決めマークに合わせて発光素子１の位置合わせを行うことができる。塗布態様１で説明したような樹脂材料Ｍとキャリア基材３０の位置合わせは不要となるため、上記の発光素子搭載基材１００の位置合わせが容易となる。これにより、転写をして発光素子搭載キャリア基材２００を形成した後、当該発光素子搭載キャリア基材２００の切断実施にいたるまでの工程を円滑かつ低コストで行うことが可能となる。

（ｃ）発光素子を配線基材に搭載する工程
図９は、配線基材への発光素子搭載キャリア基材ユニットの搭載態様を示す模式断面図である。図１０は、樹脂材料キャリア基材の剥離態様を示す模式部分断面図である。図１１は、配線基材上に所定の間隔をおいて複数搭載された発光素子アレイを示す模式平面図である。図１２は、個片化された発光デバイスを示す模式斜視図である。

発光素子搭載キャリア基材ユニット２００αを形成した後、図９に示すように、発光素子１の電極面１ｄ側に設けた電極１ｃと配線基材４０の構成要素である配線部４１とが接触するように、配線基材４０上に、キャリア基材３０αを備えた発光素子搭載キャリア基材ユニット２００αを搭載する。配線基材４０は、例えば、ＩＣ回路を備えたシリコン基板からなるものを用いることができる。

その後、図１０に示すように、発光素子搭載キャリア基材ユニット２００αのキャリア基材３０αを発光素子１から剥離する。具体的には、発光素子１の発光面１ａと樹脂材料Ｍとが離れるように、個片化したキャリア基材３０αを発光素子１から剥離する。キャリア基材３０αの剥離方法は、公知の手法を用いることができる。

なお、図９および図１０では、単一の発光素子搭載キャリア基材ユニット２００αを配線基材４０上に搭載する態様を示している。しかしながら、図９および図１０に示す態様はあくまでも一例にすぎず、図１１に示すように、単一の配線基材４０の好適に電気接続可能な箇所に、複数の発光素子搭載キャリア基材ユニット２００αを所定の間隔をおいて配置し、その後図１０と同様に個片化したキャリア基材３０αを剥離し得る。

個片化したキャリア基材３０αの剥離後、例えばダイシングブレードを用いて平面視で各発光素子アレイ１０αが個片化されるように切断する。

以上により、図１Ｄおよび図１２に示すように、個片化された配線基材４０αおよび当該配線基材４０α上に配置された発光素子アレイ１０αを有して成る、本発明の一実施形態に係る発光デバイス３００αを得ることができる。

なお、発光デバイス３００αを得た後、発光素子アレイ１０αの構成要素である発光素子から発せられる光を所定方向に導きやすくする観点から、発光素子の側面を囲むように光反射部材を設けることが好ましい。光反射部材は、例えば光反射する白色粉末等を透明樹脂に加えられた白色樹脂を用いることができる。光反射部材は、例えば酸化チタン等の無機白色粉末を含有させたシリコーン樹脂であってよい。発光素子から発せられる光を好適に反射させる観点から、光反射部材は当該光に対して例えば６０％以上の反射率を有する白色樹脂であってよく、好ましくは９０％以上の反射率を有する白色樹脂である。なお、酸化チタン以外に、ジルコニア又は、アルミナなどを含有させても良い。

発光素子の側面と光反射部材との間および／または発光素子の発光面上に透光性部材を設けても良い。透光性部材の材料としては、例えば、シリコーン系樹脂、エポキシ樹脂、アクリル系樹脂が挙げられる。

又、発光素子の発光面側に発光素子から発せられる光を吸収して、異なる波長の光に変換可能な波長変換部材を設けてよい。波長変換部材は、蛍光体等の波長変換材を含んで成る。蛍光体としては、例えば、黄色系の発光をするＹＡＧ蛍光体（（Ｙ，Ｌｕ，Ｇｄ）_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ）、緑色系の発光をするβサイアロン蛍光体、赤色系の発光をするフッ化物系蛍光体（例えばＫ_２（Ｓｉ，Ｔｉ，Ｇｅ）Ｆ_６：Ｍｎ等）、窒化物系蛍光体（例えばＳｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ）等が挙げられる。波長変換部材は、単一種の波長変換材を含んでいてもよいし、複数の波長変換材を含んでいてもよい。

以上、本発明の一実施形態について説明してきたが、本発明の適用範囲のうちの典型例を例示したに過ぎない。従って、本発明はこれに限定されず、種々の改変がなされ得ることを当業者は容易に理解されよう。

本実施形態に係る発光デバイスは、自動車のヘッドライト、プロジェクタ等に好適に利用できる。

１ 発光素子
１ａ 発光素子の発光面
１ｂ 発光素子の側面
１ｃ 電極
１ｄ 発光素子の電極面
１０ 発光素子搭載基材に配置された複数の発光素子の全体領域
１０α 発光素子アレイ
２０ 基材
３０ キャリア基材
３０α 個片化されたキャリア基材
３０Ａ 第１のキャリア基材
３０Ｂ 第２のキャリア基材
３０Ｃ 第３のキャリア基材
３０Ｄ 第４のキャリア基材
４０ 配線基材
４０α 個片化された配線基材
４１ 配線部
４２ 基材
１００ 発光素子搭載基材
２００ 発光素子搭載キャリア基材
２００α 発光素子搭載キャリア基材ユニット
２００Ａ 第１の発光素子搭載キャリア基材
２００Ｂ 第２の発光素子搭載キャリア基材
２００Ｃ 第３の発光素子搭載キャリア基材
２００Ｄ 第４の発光素子搭載キャリア基材
３００α 発光デバイス
Ｍ 樹脂材料

Claims (12)

1. 複数の発光素子が搭載された発光素子搭載基材から、複数の発光素子のうちの２つ以上の発光素子をそれぞれ含む発光素子アレイごとに配線基材に搭載することを含む発光デバイスの製造方法であって、
   前記発光素子搭載基材の前記複数の発光素子を、それぞれ少なくとも１つの発光素子アレイから構成される複数ｎグループに分類し、各グループに含まれる前記発光素子アレイをグループごとに複数ｎ個の樹脂材料付きのキャリア基材のそれぞれに転写することにより、各グループに含まれる前記発光素子アレイがそれぞれ転写された複数ｎ個の発光素子搭載キャリア基材を作製する工程であって、前記樹脂材料付きのキャリア基材において、前記樹脂材料が、前記キャリア基材上における前記発光素子アレイが転写される転写領域に配置され、前記発光素子アレイが転写されない非転写領域に配置されていない、前記複数ｎ個の発光素子搭載キャリア基材を作製する工程と、
   前記複数ｎ個の発光素子搭載キャリア基材をそれぞれ前記少なくとも１つの発光素子アレイを含むように個片化して、各発光素子搭載キャリア基材からそれぞれ複数ｍ個の発光素子搭載キャリア基材ユニットを作製する工程と、
   前記発光素子搭載キャリア基材ユニットの前記発光素子アレイに含まれる前記発光素子を配線基材に搭載する工程と
   を含む発光デバイスの製造方法。
2. 前記発光素子搭載基材に配置された前記複数の前記発光素子の全体領域の形状と、各キャリア基材への発光素子アレイの転写領域をそれぞれ重ね合わせた際における転写全領域の形状とが略同一となるように、前記発光素子アレイを各キャリア基材に転写する、請求項１に記載の製造方法。
3. 行方向および列方向の少なくとも一方の方向に沿って、所定の間隔をおいて各キャリア基材への発光素子アレイの転写を行う、請求項１又は２に記載の製造方法。
4. 行方向および列方向の少なくとも一方の方向に沿って所定の間隔をおいて前記発光素子アレイの転写を行う、請求項３に記載の製造方法。
5. 前記発光素子アレイの転写前に、各キャリア基材に、該発光素子アレイと該キャリア基材とを接合するための前記樹脂材料を塗布することを含み、前記発光素子搭載基材に配置された前記複数の発光素子の全体領域の形状に基づいて、各キャリア基材に対する前記樹脂材料の塗布位置を決定し、決定した塗布位置に従い各キャリア基材に前記樹脂材料を塗布する、請求項１～４のいずれかに記載の製造方法。
6. 各キャリア基材上に、行方向および列方向の少なくとも一方の方向に沿って所定の間隔をおいて前記樹脂材料を塗布する、請求項５に記載の製造方法。
7. 前記樹脂材料の塗布領域の平面形状および平面サイズと、前記発光素子アレイの平面形状および平面サイズとを一致させる、請求項５又は６に記載の製造方法。
8. 各キャリア基材上に所定の間隔をおいて形成する各塗布領域の平面形状が略同一となるように、前記キャリア基材上に前記樹脂材料を塗布する、請求項７に記載の製造方法。
9. ４つの前記キャリア基材を用い、第１の前記キャリア基材への前記樹脂材料の塗布領域の位置を基準として、前記塗布領域の位置が行方向、列方向、および行列方向に沿って前記発光素子アレイの略幅分各々ずれるように、第２の前記キャリア基材、第３の前記キャリア基材、および第４の前記キャリア基材に前記樹脂材料を塗布する、請求項５～８のいずれかに記載の製造方法。
10. 前記発光素子アレイを構成する前記発光素子の発光面と前記キャリア基材上の前記樹脂材料とが接するように、前記キャリア基材上にて前記発光素子搭載基材の位置合わせを行う、請求項５～９のいずれかに記載の製造方法。
11. 前記発光素子アレイの転写前に、各キャリア基材に前記樹脂材料を塗布することを含み、各キャリア基材に前記樹脂材料を連続して塗布する、請求項１～４のいずれかに記載の製造方法。
12. 前記発光素子アレイとして、行列状に密集して配置された１００００個～３００００個の前記発光素子から構成されるものを用いる、請求項１～１１のいずれかに記載の製造方法。