JP2006041500A - 素子の転写方法、素子の間引き方法及び素子の転写装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】レーザービームを発生させるレーザー光源10と、そのレーザー光源10からのレーザービームを所要の方向に反射させる反射手段11と、その反射手段11と連動してレーザービームの照射及び非照射を制御する制御手段とを有するレーザー照射装置を用いて、転写元基板上に複数配列された素子の一部に対してレーザービームを選択的に照射し、該レーザービームの照射によるレーザーアブレーションを発生させる。この選択的なレーザーアブレーションによって素子の一部が転写先基板上に高精度に転写される。
【選択図】 図1
Description
これらの軽量薄型の画像表示装置として、発光ダイオードを発光素子として用い、発光ダイオードを複数個配列させて表示画面を構成する表示装置も提案されている。発光ダイオードを用いた画像表示装置では、青色、緑色、赤色のいずれかを発光する発光ダイオードを半導体基板上にそれぞれ形成した後に、表示面上にマトリクス状に配列し、駆動用の配線形成などが行なわれる。
このように、半導体基板上にそれぞれ形成した素子を表示装置上の所定の位置に配列させるために、発光ダイオード素子の転写が行なわれており、その転写方法としては、真空吸着を用いて所望の位置に素子を配置する方法が広く用いられており、また配線形成にはワイヤーボンディング技術などが用いられている。
しかしながら、微小な発光素子を真空吸着して、さらに表示画面に対応する位置で素子を配列し、所要の配線を形成することは容易ではなく、素子配列での位置精度を向上させることも困難である。
そこで、基板上に等間隔で形成した微小な発光ダイオード素子を選択的に剥離して、他の基板に対して素子を転写する技術も提案されている(例えば特許文献1参照)。
このレーザーアブレーション技術では、半導体基板上に密集して形成された微細な素子に対して選択的にレーザー光を照射するために、レーザー光の光径を小さくして素子に照射する必要があり、レーザー光をレンズなどの光学部材で集光して照射する方法が用いられている。
しかし、光学部材を用いてレーザー光を集光することによって、光の回折などで基板上に照射されるレーザー光の結像パターンが乱れてしまうことや、光学部材の焦点距離および焦点深度などの影響によってレーザー光の照射範囲が定まらないなどの問題が発生し易い。
ことを特徴とする。
このレーザービームに対しては更に位相回折格子やマスクを介して位置精度の向上や複数の素子への一括照射を可能とさせることができる。
このようにすることによって、転写基板上の所要の領域が光学系の光軸近くにある場合と光軸から離れた場合とに因らずに実質的に均一なレーザービームの照射が実現されることになり、高精度で高速度な素子の転写が行なわれる。
このようにすることによって、確実にレーザーアブレーションを生じさせるべき位置に確実にレーザー照射を行うことができ、その転写を確実に行うことができるものである。
また、本発明に好適な実施形態の一例として、反射手段としてガルバノミラーを用い、そのガルバノミラーで反射した光がfθレンズなどのスキャニングレンズを介して転写元基板上の素子に照射される場合では、高精度のビーム照射が可能であり、縮小投影光学部を介することで、高精度のビーム照射をそのまま縮小した形式での位置ずれの極めて少ない転写が実現される。
図1は本発明の素子の転写方法を実施する本発明による素子の転写装置の一例を示す構成図であり、本実施形態の素子の転写方法に用いられるレーザー照射装置である。本実施形態の素子の転写方法は、レーザーアブレーションにより転写元基板上の素子を選択的に剥離して、転写先基板上に転写するものであり、本実施形態の方法では複数の円柱形状の発光ダイオードを転写する。
本実施の形態の素子の転写方法は、レーザーアブレーションにより転写元基板上の素子を選択的に剥離して、転写先基板上に転写するものであり、ガルバノミラーとfθレンズの組み合わせでレーザービームの走査を行い、その走査されたレーザービームを縮小投影光学系で処理することで高精度な素子の転写を実現するものである。
図7は第3の実施の形態を説明するための本発明による転写装置の一例の構成図である。
本実施形態の素子の転写方法は、位相回折格子をレーザービームの光路中に存在させ、その位相回折格子での回折現象によって複数のパターンに効率良く光エネルギーを分配し、比較的に広い領域に対して選択転写を行なう場合でも高速度で転写が可能な方法となっている。
利用して一本のレーザービームを複数のビームに分けることができる。図8は、そのような空間的なレーザービームの分配の様子を示した図であり、図8の(A)は一例として或る領域90内でマトリクス状にレーザーのスポット91が分配される例を示している。このようなパターンは、図8の(B)に示すように、位相回折格子84を通過したレーザービームの0次回折光、±1次回折光により空間的に分散した状態で光エネルギーのピークが得られる場合に、比較的に容易に得ることができるものである。
図9は、この第4の実施形態の素子の転写方法を実施するためのレーザー照射システムの一例の構成図である。
パルスレーザー61で生成されたレーザービームがシャッター62を介してビームエクスパンダー63に入射し、そのビームエクスパンダー63の出力が反射鏡78と2分の1波長板64を介してビームスプリッター66に入射する。ビームスプリッター66はハーフミラーとして機能し、レーザービーム61からの入射光と転写が行なわれる基板76、77の下部のルミネーター75からの光を振り分けるように機能する。基板76、77からの光はビームスプリッター66を介してレンズ67に入射し、レンズ67でエリアスキャンカメラ68の撮像部に結像される。当該レーザー照射システムのオペレーターは、エリアスキャンカメラ68によって転写の様子をモニターすることが可能である。
ガルバノミラー 11、41、70、71、81
fθレンズ 13、42、82
転写元基板 14、47、85
転写先基板 15、50、86
素子 16、17、48、49、87、88
マスク 44,73
位相回折格子 84
スキャニングレンズ 72
投影レンズ 46、74
ルミネーター 75
シャッター 62
パルスレーザー 61
ビームエクスパンダー 63
レンズ 67
ビームスプリッター 66
反射鏡 78
4分の1波長板 69
Claims (18)
- レーザービームを発生させるレーザー光源と、
前記レーザー光源からのレーザービームを所要の方向に反射させる反射手段と、
前記反射手段と連動してレーザービームの照射及び非照射を制御する制御手段とを有するレーザー照射装置を用い、
転写元基板上に複数配列された素子の一部に対して前記レーザービームを選択的に照射し、該レーザービームの照射によるレーザーアブレーションによって前記素子の一部を転写先基板上に転写する
ことを特徴とする素子の転写方法。 - 前記転写元基板若しくは前記素子は前記レーザービームを透過させ、前記転写元基板及び前記素子の界面で発生するレーザーアブレーションを用いて前記素子を前記転写元基板から選択的に剥離し、該選択的に剥離された素子を前記転写先基板に転写する
ことを特徴とする請求項1に記載の素子の転写方法。 - 前記レーザー光源が紫外線レーザー光源である
ことを特徴とする請求項1に記載の素子の転写方法。 - 前記レーザー光源は可視光レーザーであり、前記転写元基板及び前記素子の界面には金属膜が形成され、該金属膜に選択的に照射された可視光レーザーの光照射によって前記金属膜近傍で発生するレーザーアブレーションを用いて前記素子を前記転写元基板から前記転写先基板に転写することを特徴とする請求項1に記載の素子の転写方法。
- 前記反射手段はガルバノミラーである
ことを特徴とする請求項1に記載の素子の転写方法。 - 前記反射手段はガルバノミラーであり、該ガルバノミラーで反射されたレーザービームは、スキャニングレンズを介して前記素子の一部に対して選択的に照射される
ことを特徴とする請求項1に記載の素子の転写方法。 - 前記スキャニングレンズはfθレンズである
ことを特徴とする請求項6に記載の素子の転写方法。 - 前記反射手段から反射されたレーザービームは、スキャニングレンズと位相回折格子を介して前記転写元基板上複数本に分岐して照射され、
レーザーアブレーションによって前記素子の一部を前記転写先上に転写する
ことを特徴とする請求項1記載の素子の転写方法。 - 前記制御手段は、レーザービームの光路に配されるシャッター、開口部を有するマスク、レーザー光源からのビーム照射を制御する制御装置若しくはこれらの組み合わせのいずれかである
ことを特徴とする請求項1に記載の素子の転写方法。 - レーザービームを発生させるレーザー光源と、
前記レーザー光源からのレーザービームを所要の方向に反射させる反射手段と、
前記反射手段と連動してレーザービームの照射及び非照射を制御する制御手段とを有するレーザー照射装置を有して成り、
転写元基板上に複数配列された素子の一部に対して前記レーザービームを選択的に照射し、該レーザービームの照射によるレーザーアブレーションによって前記素子の一部を転写先基板上に転写する
ことを特徴とする素子の転写装置。 - レーザービームを発生させるレーザー光源と、
前記レーザー光源からのレーザービームを所要の方向に反射させる反射手段と、
前記反射手段で反射されたレーザービームを縮小投影する縮小投影光学部とを有するレーザー照射装置を用い、
転写元基板上に複数配列された素子の一部に対してマスクを介して縮小投影された前記レーザービームを照射し、該レーザービームの照射によるレーザーアブレーションによって前記素子の一部を転写先基板上に転写する
ことを特徴とする素子の転写方法。 - 前記反射手段はガルバノミラーであり、前記レーザービームを前記マスクを介して前記縮小投影光学部に入射する
ことを特徴とする請求項11記載の素子の転写方法。 - レーザービームを発生させるレーザー光源と、
前記レーザー光源からのレーザービームを所要の方向に反射させる反射手段と、前記反射手段で反射されたレーザービームを縮小投影する縮小投影光学部とを有するレーザー照射装置を用い、
転写元基板上に複数配列された素子の一部に対して位相回折格子を介して縮小投影された前記レーザービームを照射し、前記素子の一部を転写先基板上に転写する
ことを特徴とする素子の転写方法。 - 前記反射手段はガルバノミラーであり、前記レーザービームは前記位相回折格子を介して前記縮小投影光学部に入射する
ことを特徴とする請求項13記載の素子の転写方法。 - レーザービームを発生させるレーザー光源と、
前記レーザー光源からのレーザービームを所要の方向に反射させる反射手段と、
前記反射手段で反射されたレーザービームを縮小投影する縮小投影光学部とを有するレーザー照射装置を有して成り、
転写元基板上に複数配列された素子の一部に対してマスクを介して縮小投影された前記レーザービームを照射し、該レーザービームの照射によるレーザーアブレーションによって前記素子の一部を転写先基板上に転写する
ことを特徴とする素子の転写装置。 - レーザービームを発生させるレーザー光源と、
前記レーザー光源からのレーザービームを所要の方向に反射させる反射手段と、
前記反射手段で反射されたレーザービームを縮小投影する縮小投影光学部とを有するレーザー照射装置を有して成り、
転写元基板上に複数配列された素子の一部に対して回折格子を介して縮小投影された前記レーザービームを照射し、該レーザービームの照射によるレーザーアブレーションによって前記素子の一部を転写先基板上に転写する
ことを特徴とする素子の転写装置。 - レーザービームを発生させるレーザー光源と、
前記レーザー光源からのレーザービームを所要の方向に反射させる反射手段と、前記反射手段で反射されたレーザービームを縮小投影する縮小投影光学部とを有するレーザー照射装置を用い、
転写元基板上に複数配列された素子の一部に対して位相回折格子を介して縮小投影された前記レーザービームを照射し、前記素子の一部を転写先基板上に転写する
ことを特徴とする素子の転写方法。 - レーザービームを発生させるレーザー光源と、
前記レーザー光源からのレーザービームを所要の方向に反射させる反射手段と、前記反射手段で反射されたレーザービームを縮小投影する縮小投影光学部とを有するレーザー照射装置を有して成り、
転写元基板上に複数配列された素子の一部に対して位相回折格子を介して縮小投影された前記レーザービームを照射し、前記素子の一部を転写先基板上に転写する
ことを特徴とする素子の転写装置。
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