CN114072914A - 图像显示装置的制造方法及图像显示装置 - Google Patents

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Abstract

实施方式的图像显示装置的制造方法具备：准备在第一基板上具有包含发光层的半导体层的第二基板的工序；准备形成有包含电路元件的电路的第三基板的工序；将所述半导体层粘合于所述第三基板的工序；蚀刻所述半导体层而形成发光元件的工序；用具有透光性的绝缘部件覆盖所述发光元件的工序；形成将所述发光元件与所述电路元件电连接的配线层的工序。所述发光元件包含与粘合于所述第三基板的面相对的发光面。所述绝缘部件被设置成使从所述发光元件放射的光向所述发光面的法线方向且所述发光面侧配光。

Description

图像显示装置的制造方法及图像显示装置
技术领域
本发明涉及一种图像显示装置的制造方法及图像显示装置。
背景技术
期望实现高亮度、宽视场角、高对比度且低功耗的薄型图像显示装置。为了应对这样的市场要求，正在进行利用自发光元件的显示装置的开发。
作为自发光元件，期待出现使用作为微细发光元件的微型LED的显示装置。作为使用微型LED的显示装置的制造方法，介绍了将分别形成的微型LED依次转印到驱动电路的方法。但是，随着成为全高清或4K、8K等高画质，若微型LED的元件数增多，则在分别形成多个微型LED并依次转印到形成有驱动电路等的基板上的情况下，转印工序需要庞大的时间。进而，有可能产生微型LED与驱动电路等的连接不良等，产生成品率的降低。
已知有在Si基板上生长包含发光层的半导体层，并在半导体层上形成电极之后，粘合于形成有驱动电路的电路基板的技术(例如，专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002－141492号公报
发明内容
本发明的一实施方式提供一种缩短发光元件的转印工序，提高成品率的图像显示装置的制造方法及图像显示装置。
本发明的一实施方式的图像显示装置的制造方法，具备：准备在第一基板上具有包含发光层的半导体层的第二基板的工序；准备形成有包含电路元件的电路的第三基板的工序；将所述半导体层粘合于所述第三基板的工序；蚀刻所述半导体层而形成发光元件的工序；用具有透光性的绝缘部件覆盖所述发光元件的工序；形成将所述发光元件与所述电路元件电连接的配线层的工序。所述发光元件包含与粘合于所述第三基板的面相对的发光面。所述绝缘部件被设置成，使从所述发光元件放射的光向所述发光面的法线方向且发光面侧配光。
本实施方式的一实施方式的图像显示装置，具备：电路元件；第一配线层，其与所述电路元件电连接；绝缘膜，其覆盖所述电路元件及所述第一配线层；第二配线层，其设置在所述绝缘膜上；发光元件，其设置在所述第二配线层上，包含与所述第二配线层侧的面相对的发光面；绝缘部件，其覆盖所述发光元件的至少一部分，并具有透光性；以及第三配线层，其与所述发光元件电连接，配置在所述绝缘部件上。所述发光元件包含：设置在所述第二配线层上的第一导电型的第一半导体层；设置在所述第一半导体层上的发光层；以及设置在所述发光层上，并与所述第一导电型不同的第二导电型的第二半导体层。所述绝缘部件被设置成，使从所述发光元件放射的光向所述发光面的法线方向且所述发光面侧配光。
本实施方式的一实施方式的图像显示装置，具备：多个晶体管；第一配线层，其与所述多个晶体管电连接；绝缘膜，其覆盖所述多个晶体管和所述第一配线层；第二配线层，其设置在所述绝缘膜上；第一半导体层，其设置在所述第二配线层上，是第一导电型；发光层，其设置在所述第一半导体层上；第二半导体层，其设置在所述发光层上，是与所述第一导电型不同的第二导电型；绝缘部件，其覆盖所述第一半导体层和所述发光层，并覆盖所述第二半导体层的至少一部分，且具有透光性；第三配线层，其与在对应所述多个晶体管而分别从所述绝缘部件露出的、所述第二半导体层的多个露出面上配设的透光性电极连接。所述绝缘部件被设置成，使从所述发光层放射的光向多个所述露出面的各自的法线方向且多个所述露出面侧配光。
发明效果
根据本发明的一实施方式，能够实现缩短发光元件的转印工序，并提高成品率的图像显示装置的制造方法及图像显示装置。
附图说明
图1是例示第一实施方式的图像显示装置的一部分的示意剖面图。
图2是例示第一实施方式的图像显示装置的一部分的示意剖面图。
图3A是用于说明第一实施方式中的绝缘部件的透镜功能的示意图。
图3B是用于说明第一实施方式中的绝缘部件的透镜功能的示意图。
图3C是用于说明第一实施方式中的绝缘部件的透镜功能的示意图。
图3D是用于说明第一实施方式中的绝缘部件的透镜功能的示意图。
图4是例示第一实施方式的图像显示装置的示意块图。
图5A是例示第一实施方式的图像显示装置的制造方法的示意剖面图。
图5B是例示第一实施方式的图像显示装置的制造方法的示意剖面图。
图6A是例示第一实施方式的图像显示装置的制造方法的变形例的示意剖面图。
图6B是例示第一实施方式的图像显示装置的制造方法的变形例的示意剖面图。
图6C是例示第一实施方式的图像显示装置的制造方法的变形例的示意剖面图。
图7A是例示第一实施方式的图像显示装置的制造方法的变形例的示意剖面图。
图7B是例示第一实施方式的图像显示装置的制造方法的变形例的示意剖面图。
图8A是例示第一实施方式的图像显示装置的制造方法的示意剖面图。
图8B是例示第一实施方式的图像显示装置的制造方法的示意剖面图。
图8C是例示第一实施方式的图像显示装置的制造方法的示意剖面图。
图9是例示第一实施方式的图像显示装置的制造方法的示意立体图。
图10是例示第一实施方式的图像显示装置的制造方法的示意剖面图。
图11A是例示第一实施方式的图像显示装置的制造方法的示意剖面图。
图11B是例示第一实施方式的图像显示装置的制造方法的示意剖面图。
图11C是例示第一实施方式的图像显示装置的制造方法的示意剖面图。
图11D是例示第一实施方式的图像显示装置的制造方法的示意剖面图。
图12是例示第二实施方式的图像显示装置的一部分的示意剖面图。
图13是例示第二实施方式的图像显示装置的示意块图。
图14A是例示第二实施方式的图像显示装置的制造方法的示意剖面图。
图14B是例示第二实施方式的图像显示装置的制造方法的示意剖面图。
图15A是例示第二实施方式的图像显示装置的制造方法的示意剖面图。
图15B是例示第二实施方式的图像显示装置的制造方法的示意剖面图。
图15C是例示第二实施方式的图像显示装置的制造方法的示意剖面图。
图16是例示第三实施方式的图像显示装置的一部分的示意剖面图。
图17是例示第三实施方式的图像显示装置的一部分的示意剖面图。
图18A是例示第三实施方式的图像显示装置的制造方法的示意剖面图。
图18B是例示第三实施方式的图像显示装置的制造方法的示意剖面图。
图19是例示第四实施方式的图像显示装置的一部分的示意剖面图。
图20A是例示第四实施方式的变形例的图像显示装置的制造方法的示意剖面图。
图20B是例示第四实施方式的变形例的图像显示装置的制造方法的示意剖面图。
图20C是例示第四实施方式的变形例的图像显示装置的制造方法的示意剖面图。
图21A是例示第四实施方式的变形例的图像显示装置的制造方法的示意剖面图。
图21B是例示第四实施方式的变形例的图像显示装置的制造方法的示意剖面图。
图22A是例示第四实施方式的变形例的图像显示装置的制造方法的示意剖面图。
图22B是例示第四实施方式的变形例的图像显示装置的制造方法的示意剖面图。
图23A是例示第四实施方式的变形例的图像显示装置的制造方法的示意剖面图。
图23B是例示第四实施方式的变形例的图像显示装置的制造方法的示意剖面图。
图24是例示第四实施方式的变形例的图像显示装置的一部分的示意剖面图。
图25A是例示第四实施方式的变形例的图像显示装置的制造方法的示意剖面图。
图25B是例示第四实施方式的变形例的图像显示装置的制造方法的示意剖面图。
图26是例示像素LED元件的特性的曲线图。
图27是例示第五实施方式的图像显示装置的块图。
图28是例示第五实施方式的变形例的图像显示装置的块图。
图29是示意性地例示第一～第四实施方式以及它们的变形例的图像显示装置的立体图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
另外，附图是示意性或概念性的内容，各部分的厚度与宽度的关系、部分间的大小的比率等不一定与现实的相同。另外，即使在表示相同部分的情况下，也存在根据附图不同而相互的尺寸或比率不同地表示的情况。
另外，在本申请说明书和各附图中，对与已出现的图有关的上述内容相同的要素标注相同的符号，适当省略详细的说明。
(第一实施方式)
图1是例示实施方式的图像显示装置的一部分的示意剖面图。
图1示意性地示出了本实施方式的图像显示装置的子像素20的结构。构成显示在图像显示装置中的图像的像素由多个子像素20构成。
以下，有时使用XYZ的三维坐标系进行说明。子像素20排列在二维平面上。将排列有子像素20的二维平面设为XY平面。子像素20沿X轴方向和Y轴方向排列。
子像素20具有与XY平面大致平行的发光面151S。发光面151S主要朝向与XY平面正交的Z轴的正方向输出光。有时将沿着Z轴的正方向的长度称为高度。
图1示意性地表示用与XZ平面平行的面切断子像素20时的剖面。
如图1所示，图像显示装置的子像素20具备：晶体管103、第一配线层110、层间绝缘膜112、第二配线层130、发光元件150和绝缘部件156。在本实施方式中，覆盖发光元件150的绝缘部件156具有透光性，并具有向发光面151S侧凸出的面。
子像素20还具备滤色器180。滤色器(波长变换部件)180设置在粘接层170上。粘接层170设置在发光元件150、绝缘部件156及透光性电极159、159a、159k上。
晶体管103形成在基板102上。在基板102上，除了发光元件150的驱动用的晶体管103之外，还形成有其他晶体管以及电容器等电路元件，并通过配线等构成电路101。例如，晶体管103与后述的图4所示的驱动晶体管26对应，此外，选择晶体管24和电容器28等是电路元件。以下，电路101包括形成有电路元件的元件形成区域104、绝缘层105、配线层110、连接配线层110和电路元件的通孔(过孔)111d、111s以及使电路元件之间等绝缘的绝缘膜108。有时包含基板102、电路101及层间绝缘膜112等其他构成要素而称为电路基板100。
晶体管103包括p型半导体区域104b、n型半导体区域104s、104d和栅极107。栅极107经由绝缘层105设置在p型半导体区域104b之上。绝缘层105是为了使元件形成区域104与栅极107绝缘，并且使相邻的其他电路元件充分绝缘而设置的。若对栅极107施加电压，则能够在p型半导体区域104b形成沟道。晶体管103是n沟道晶体管，例如是n沟道MOSFET。
元件形成区域104设置在基板102上。基板102例如是Si基板。元件形成区域104包含p型半导体区域104b和n型半导体区域104s、104d。p型半导体区域104b设置在基板102的表面附近。n型半导体区域104s、104d在p型半导体区域104b内相互隔离地设置在p型半导体区域104b的表面附近。
在基板102的表面设置有绝缘层105。绝缘层105也覆盖元件形成区域104，也覆盖p型半导体区域104b及n型半导体区域104s、104d的表面。绝缘层105例如是SiO2。对应覆盖区域，绝缘层105也可以是包括SiO2或Si3N4等的多层的绝缘层。绝缘层105也可以包含具有高介电常数的绝缘材料的层。
经由绝缘层105，在p型半导体区域104b上设置有栅极107。栅极107设置在n型半导体区域104s、104d之间。栅极107例如是多晶Si。栅极107也可以包含电阻比多晶Si低的硅化物等。
在该例子中，栅极107和绝缘层105被绝缘膜108覆盖。绝缘膜108例如是SiO2或Si3N4等。为了在形成配线层110时使表面平坦化，也可以进一步设置PSG(PhosphorusSilicon Glass：磷硅玻璃)或BPSG(Boron Phosphorus Silicon Glass：硼磷硅玻璃)等有机绝缘膜。
在绝缘膜108形成有通孔111s、111d。在绝缘膜108上形成有第一配线层(第一配线层)110。第一配线层110包含电位可不同的多条配线，包含配线110s、110d。
在图1以后的剖面图中，在应附加符号的配线层中包含的1个配线的横向位置上表示该配线层的符号。通孔111s、111d分别设置在配线层110的配线110s、110d与n型半导体区域104s、104d之间，将它们电连接。配线层110和通孔111s、111d例如由Al或Cu等金属形成。配线层110和通孔111s、111d也可以包含高熔点金属等。
在绝缘膜108和配线层110上，进一步设置层间绝缘膜112作为平坦化膜。层间绝缘膜(绝缘膜)112例如是PSG或BPSG等有机绝缘膜。层间绝缘膜112在电路基板100中也作为保护其表面的保护膜发挥作用。
第二配线层(第二配线层)130设置在层间绝缘膜112上。配线层130包含第一配线130a。第一配线(配线部分)130a例如按每个子像素设置，在该例中，与设置于第一配线130a上的透光性电极159a一起连接于后述的图4所示的电源线3。发光元件150设置在第一配线130a上。
包含第一配线130a的配线层130由具有高电导率的材料形成。配线层130例如包含Ti、Al、Ti和Sn的合金等。也可以包含Cu或V等、或者Ag或Pt等具有高光反射性的贵金属。配线层130由具有这样的高电导率的金属材料等形成，因此能够以低电阻电连接发光元件150和电路101。
第一配线130a的外周包含在XY平面观察中从Z轴上方投影发光元件150时的外周。由此，第一配线130a能够将向发光元件150的下方的光的散射向发光面151S侧反射，从而遮挡散射光。
通过适当地选择第一配线130a的材料，能够使向发光元件150的下方的散射光向发光面151S侧反射而提高发光效率。另外，通过第一配线130a遮挡向发光元件150的下方的散射光，能够抑制光到达晶体管103，也能够防止晶体管103的误动作。
发光元件150包含p型半导体层(第一半导体层)153、发光层152和n型半导体层(第二半导体层)151。p型半导体层153、发光层152及n型半导体层151从层间绝缘膜112向Z轴的正方向依次层叠。即，发光元件150的各层从层间绝缘膜112侧向发光面151S侧层叠。
发光元件150在XY平面观察中具有例如大致正方形或长方形状，但角部也可以变圆。发光元件150也可以在XY平面观察中具有例如椭圆形状或圆形状。通过适当地选定平面观察中的发光元件的形状和配置等，可提高布局的自由度。
发光元件150优选使用例如InXAlYGa1－X－YN(0≤X、0≤Y、X+Y<1)等氮化物半导体。本发明的一实施方式中的发光元件150是所谓的蓝色发光二极管，发光元件150发出的光的波长例如为467nm±20nm左右。发光元件150发出的光的波长也可以是410nm±20nm左右的蓝紫光。发光元件150发出的光的波长不限于上述值，可以是适当的波长。
绝缘部件156覆盖层间绝缘膜112的一部分、第二配线层130的一部分及发光元件150的至少侧面。绝缘部件156例如由具有透光性的有机绝缘材料等形成。绝缘部件156优选是透明的。绝缘部件156具有与覆盖绝缘部件156的粘接层170的折射率相比足够大的折射率。
作为绝缘部件156的材料，例如具有含硫(S)的取代基或含磷(P)原子的基团的高分子材料，在聚酰亚胺等高分子基质中导入了高折射率的无机纳米粒子的高折射率纳米复合材料等是众所周知的，但不限于此。另外，作为粘接层170的材料，例如公知有使中空纳米粒子或多孔纳米粒子分散的有机材料等，但也不限于此，也可以适用在绝缘部件156的附近设置空间等。
绝缘部件156具有向发光面151S侧凸出的凸面。绝缘部件156是作为将从发光元件150的侧面放射的光向发光面151S侧配光的凸透镜而发挥功能的绝缘部件。
图2是例示本实施方式的图像显示装置的一部分的示意剖面图。
图2是用于说明绝缘部件156的功能的示意图。在图2中详细示出了在图1的剖面图中的第一配线130a、发光元件150及绝缘部件156的位置关系。
如图2所示，发光元件150朝向Z轴的正方向，按照p型半导体层153、发光层152及n型半导体层151的顺序层叠。p型半导体层153载置于第一配线130a上的第一面131a。这里，第一面131a是与XY平面大致平行的平面。发光面151S设置成从绝缘部件156的开口158露出，并与第一面131a大致平行。
绝缘部件156覆盖发光元件150的侧面。绝缘部件156具有从第一配线130a侧向发光面151S侧凸出的面157a。
从发光元件150的侧面露出发光层152。被注入电子和空穴而激励的发光层152也从侧面放射光。从发光层152的侧面放射的光包含具有与XY平面平行的成分的放射光。具有与XY平面平行的成分的放射光从面157a射出。能够以使从绝缘部件156的面157a射出的放射光配光到发光面151S侧的方式、设定面157a的形状。
优选绝缘部件156的高度H1(第一高度)设定在比发光层152的面152a1(第二面)的高度H2(第二高度)充分高的位置。通过这样设定，具有与XY平面平行的成分的放射光被配光到发光面151S侧。高度H1是从第一面131a到绝缘部件156的最高位置的高度。高度H2中的发光层152的面152a1是设置有n型半导体层151的一侧的面。
图3A～图3D是用于说明本实施方式中的绝缘部件的透镜功能的示意图。
图3A～图3D示出了发光层152与面157a之间的位置关系的细节。在该情况下，面157a是球面的一部分。C1～C4表示由面157a形成的球面的中心。在图3A～图3C的例子中，中心C1～C3位于发光层152的Z轴方向的长度的1/2。即，中心C1～C3位于发光层152的一面152a1与另一面152a2之间的距离的1/2。在图3D的示例中，中心C4位于比发光层152的Z轴方向的长度的1/2的位置向Z轴的负方向侧偏移的位置。
发光层152具有端部152a3，端部152a3包含在发光层152的侧面。另外，一面152a1是层叠有n型半导体层151的面，另一面152a2是层叠有p型半导体层153的面。
在XY平面观察中，发光层152是具有分别与X轴和Y轴平行的边的方形。中心C1～C4位于通过发光层152的与Y轴平行的边的1/2的位置的与X轴平行的直线上。另外，面157a的内侧的折射率大于面157a的外侧的折射率。
如图3A所示，在中心C1位于发光层152内且位于发光层152的Z轴方向的长度的1/2的位置的情况下，从端部152a3放射的光中的、与X轴平行的光以外的光在面157a向发光面的方向折射。
如图3B所示，在中心C2存在于发光层152的端部152a3、且位于发光层152的Z轴方向的长度的1/2的位置的情况下，从端部152a3放射的几乎所有的光以大致90°入射到面157a，因此几乎不折射，保持来自端部152a3的放射光的角度不变地从面157a放射。
如图3C所示，在中心C3位于发光层152的外侧、且位于发光层152的Z轴方向的长度的1/2的位置的情况下，从端部152a3放射的光中的、与Y轴平行的光以外的光在面157a向与发光面正交的方向折射。因此，可抑制向发光面方向配光的光。
如图3D所示，在中心C4位于与发光层152的端部152a3的Z轴平行的线上、并且位于比发光层152的Z轴方向的中心向Z轴的负方向偏移的位置的情况下，与Y轴平行的光以外的光在面157a向与发光面正交的方向折射。因此，可抑制向发光面方向配光的光。
上述是一例，以使从发光层152的侧面放射的光向与发光面151S垂直的法线方向配光的方式、能够适当地设定绝缘部件156的面157a的形状。另外，通过适当地选择绝缘部件156的材料和覆盖绝缘部件156的粘接层170的材料来设定折射率，能够将绝缘部件156用作更适当的配光控制单元。
返回图1继续说明。
绝缘部件156具有开口158。开口158通过去除发光元件150上方的绝缘部件156的一部分而形成。开口158形成为以使发光面151S从绝缘部件156露出。发光面151S是与n型半导体层151的面中的与发光层152相接的面相对的面。
发光面151S优选进行粗糙面加工。发光元件150在发光面151S为粗糙面的情况下，能够提高光的提取效率。在发光面151S未被粗糙化的情况下，能够省略进行粗糙面加工的工序。
在层间绝缘膜112设置有层间绝缘膜112的开口113。从开口113露出与晶体管103的漏极电极连接的配线110d的面的一部分。该开口113为了电连接第一半导体层151和配线110s而形成于层间绝缘膜112。
透光性电极159k遍及经过粗糙化的发光面151S上而设置，与n型半导体层151电连接。透光性电极159k延伸设置于绝缘部件156、配线110d的露出面及层间绝缘膜112上。因此，n型半导体层151和配线110d通过透光性电极159k电连接。
透光性电极159a设置在第一配线130a上，与第一配线130a电连接。在该例中，如后述的图4所示，透光性电极159a及第一配线130a与电源线3连接。因此，p型半导体层153通过透光性电极159a及第一配线130a与电源线3电连接。
透光性电极159也设置在第二配线层130的其他配线上。透光性电极159、159a、159k(第三配线层)由ITO(氧化铟锡)等具有透光性的导电膜形成。
粘接层170覆盖绝缘部件156、透光性电极159、159a、159k以及层间绝缘膜112。粘接层170是大致透明的树脂性粘接剂，是用于保护绝缘部件156和透光性电极159、159a、159k等，粘接滤色器180而设置。
滤色器180包含遮光部181和颜色变换部182。颜色变换部182在形成为凸透镜状的绝缘部件156的大致正上方，对应XY平面观察中的绝缘部件156的配光的形状而设置。
颜色变换部182为1层或2层。图1表示2层的部分。由子像素20发出的光的颜色、即波长决定是1层还是2层。在子像素20的发光颜色为红色或绿色的情况下，颜色变换部182优选为2层。在子像素20的发光颜色为蓝色的情况下，优选为1层。
在颜色变换部182是2层的情况下，更接近发光元件150的第一层是颜色变换层183，第二层是过滤层184。即，过滤层184层叠在颜色变换层183上。
颜色变换层183是将发光元件150发出的光的波长变换为期望的波长的层。在发出红色光的子像素20的情况下，将发光元件150的波长467nm±20nm的光变换为例如630nm±20nm左右的波长的光。在发出绿色光的子像素20的情况下，将发光元件150的波长467nm±20nm的光变换为例如532nm±20nm左右的波长的光。
过滤层184阻断未被颜色变换层183变换颜色而残留的蓝色发光的波长成分。
在子像素20发出的光的颜色为蓝色的情况下，子像素20可以经由颜色变换层183输出光，也可以不经由颜色变换层183而直接输出光。在发光元件150发出的光的波长为467nm±20nm左右的情况下，子像素20可以不经由颜色变换层183而输出光。在将发光元件150发出的光的波长设为410nm±20nm的情况下，为了将输出的光的波长变换为467nm±20nm左右，优选设置1层颜色变换层183。
在蓝色的子像素20的情况下，子像素20也可以具有过滤层184。通过在蓝色的子像素20设置过滤层184，能够抑制在发光元件150的表面产生的微小的外部光反射。
在滤色器180中，除了颜色变换部182之外的部分是遮光部181。遮光部181是所谓的黑矩阵，能够减少从相邻的颜色变换部182发出的光的混色等引起的渗色，以能够显示清晰的图像。
图4是例示本实施方式的图像显示装置的示意块图。
如图4所示，本实施方式的图像显示装置1具备显示区域2。在显示区域2中排列有子像素20。子像素20例如排列成格子状。例如，子像素20沿着X轴排列n个，沿着Y轴排列m个。
像素10包含发出不同颜色的光的多个子像素20。子像素20R发出红色光。子像素20G发出绿色光。子像素20B发出蓝色光。通过3种子像素20R、20G、20B以期望的亮度发光，来决定1个像素10的发光颜色和亮度。
1个像素10包含3个子像素20R、20G、20B，子像素20R、20G、20B例如如该例那样在X轴上排列成直线状。各像素10可以将相同颜色的子像素排列在同一列，也可以如该例那样，按每列排列不同颜色的子像素。
图像显示装置1还具有电源线3和接地线4。电源线3和接地线4沿着子像素20的排列而布线成格子状。电源线3和接地线4与各子像素20电连接，从连接在电源端子3a和GND端子4a之间的直流电源向各子像素20供给电力。电源端子3a和GND端子4a分别设置在电源线3和接地线4的端部，与设置在显示区域2的外部的直流电源电路连接。电源端子3a以GND端子4a为基准被供给正电压。
图像显示装置1还具有扫描线6和信号线8。扫描线6沿与X轴平行的方向布线。即，扫描线6沿着子像素20的行方向的排列而布线。信号线8沿与Y轴平行的方向布线。即，信号线8沿着子像素20的列方向的排列而布线。
图像显示装置1还具有行选择电路5和信号电压输出电路7。行选择电路5和信号电压输出电路7沿着显示区域2的外缘设置。行选择电路5沿着显示区域2的外缘的Y轴方向设置。行选择电路5经由扫描线6与各列的子像素20电连接，向各子像素20供给选择信号。
信号电压输出电路7沿着显示区域2的外缘设置。信号电压输出电路7沿着显示区域2的外缘的X轴方向设置。信号电压输出电路7经由信号线8与各行的子像素20电连接，向各子像素20供给信号电压。
子像素20包含发光元件22、选择晶体管24、驱动晶体管26和电容器28。在图4中，选择晶体管24表示为T1，驱动晶体管26表示为T2，电容器28表示为Cm。
发光元件22与驱动晶体管26串联连接。在本实施方式中，驱动晶体管26是n沟道MOSFET，发光元件22的n电极即阴极电极与驱动晶体管26的主电极即漏极电极连接。发光元件22和驱动晶体管26的串联电路连接在电源线3与接地线4之间。驱动晶体管26对应于图1等中的晶体管103，发光元件22对应于图1等中的发光元件150。由施加到驱动晶体管26的栅极-源极之间的电压决定流过发光元件22的电流，发光元件22以对应于流过的电流的亮度发光。
选择晶体管24经由主电极连接在驱动晶体管26的栅极电极与信号线8之间。选择晶体管24的栅极电极与扫描线6连接。在驱动晶体管26的栅极电极与接地线4之间连接有电容器28。
行选择电路5从m行的子像素20的排列中选择1行，向扫描线6供给选择信号。信号电压输出电路7向所选择的行的各子像素20供给具有必要的模拟电压值的信号电压。在所选择的行中的子像素20的驱动晶体管26的栅极-源极之间施加信号电压。信号电压由电容器28保持。驱动晶体管26使与信号电压对应的电流流过发光元件22。发光元件22以与流过发光元件22的电流对应的亮度发光。
行选择电路5依次切换选择的行来供给选择信号。即，行选择电路5扫描排列有子像素20的行。在依次扫描的子像素20的发光元件22中流过与信号电压对应的电流而发光。各像素10以由RGB各颜色的子像素20发出的发光色和亮度决定的发光色和亮度发光而在显示区域2显示图像。
对本实施方式的图像显示装置1的制造方法进行说明。
图5A～图8C是例示本实施方式的图像显示装置的制造方法及其变形例的示意剖面图。
如图5A所示，在本实施方式的图像显示装置的制造方法中，准备半导体生长基板(第二基板)1194。半导体生长基板1194具有在晶体生长用基板(第一基板)1001上生长的半导体层1150。晶体生长用基板1001例如是Si基板或蓝宝石基板等。优选使用Si基板。
在该例中，在晶体生长基板1001的一面上形成有缓冲层1140。缓冲层(缓冲层)1140优选使用AlN等的氮化物。缓冲层1140用于在使GaN外延生长时，缓和GaN的结晶与晶体生长用基板1001之间的界面的不匹配。
在半导体生长基板1194中，在缓冲层1140上，从缓冲层1140侧依次层叠n型半导体层1151、发光层1152和p型半导体层1153。在半导体层1150的生长中，例如使用气相生长法(Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积，CVD法)，优选使用有机金属气相生长法(Metal Organic Chemical Vapor Deposition：金属有机化学气相沉积，MOCVD法)。半导体层1150例如是InXAlYGa1－X－YN(0≤X，0≤Y，X+Y<1)等。
在晶体生长的初期容易产生起因于晶格常数的不匹配的晶体缺陷，这样的晶体呈现n型。因此，如该例那样，在从n型半导体层1151层叠在晶体生长用基板1001上的情况下，具有容易增大生产工艺上的余量而提高成品率的优点。
在p型半导体层1153的与设置有发光层1152的一侧的面相对的一侧的面上形成金属层1130。金属层1130例如包含Ti、Al、Ti和Sn的合金等。也可以包含Cu或V等、或者Ag或Pt等具有高光反射性的贵金属。
在p型半导体层1153的面上形成金属层1130的情况下，能够通过金属层1130保护p型半导体层1153，产生半导体生长基板1194的保管变得容易的优点。通过在p型半导体层1153与金属层1130的界面形成使用了具有空穴注入性的材料的薄膜层，也能够使上述的发光元件150的驱动电压进一步降低。作为这样的具有空穴注入性的材料，例如可以优选使用ITO膜等。
如图5B所示，准备电路基板1100。电路基板(第三基板)1100包含在图1等中说明的电路101。半导体生长基板1194上下反转，与电路基板1100粘合。更详细地说，如图中箭头所示，使形成于电路基板1100上的层间绝缘膜112的露出面与形成于半导体层1150上的金属层1130的面相对，将两者粘合。然后，去除晶体生长用基板1001。为了去除晶体生长基板1001，例如使用湿法蚀刻或激光剥离。
在粘合2个基板的晶片键合中，例如，加热2个基板并通过热压接粘合2个基板。在加热压接时，也可以使用低熔点金属或低熔点合金。低熔点金属例如可以是Sn或In等，低熔点合金例如可以是以Zn或In、Ga、Sn、Bi等为主要成分的合金。
在晶片键合中，除了上述以外，也可以在使用化学机械研磨(ChemicalMechanical Polishing：CMP)等使各个基板的粘合面平坦化的基础上，在真空中通过等离子处理使粘合面清洁化而密合。
在图6A～图7B中表示了与晶片键合工序相关的变形例。在晶片键合工序中，可以用图6A～图6C的工序代替图5A和图5B的工序。另外，也可以由图7A或图7B的任意一个工序代替图5A和图5B的工序。
在图6A～图6C中，在晶体生长用基板1001上形成半导体层1150之后，将半导体层1150转印到与晶体生长用基板1001不同的支承基板1190上。半导体层1150在晶体生长用基板1001上，经由缓冲层1140，从晶体生长用基板1001侧按照p型半导体层1153、发光层1152和n型半导体层1151的顺序生长。
如图6A所示，在形成半导体层1150之后，在n型半导体层1151的与设置有发光层1152的一侧的面相对的面，即n型半导体层1151的开放的面上粘接支承基板1190。支承基板1190例如由Si或石英等形成。然后，去除晶体生长用基板1001。为了去除晶体生长用基板1001，例如使用激光剥离。
如图6B所示，通过湿法蚀刻等去除缓冲层1140。在去除了缓冲层1140而开放的p型半导体层1153的面形成金属层1130。
如图6C所示，半导体层1150经由金属层1130与电路基板1100粘合。之后，通过激光剥离等去除支承基板1190。
在另一变形例中，如图5A所示，准备形成有金属层1130的半导体生长基板1194。
如图7A所示，在电路基板1100的层间绝缘膜112上预先形成有金属层1120。金属层1120优选含有与设置在半导体生长基板1194上的金属层1130相同的金属材料。形成在半导体层1150上的金属层1130与形成在电路基板1100上的金属层1120相互粘合。
金属层只要设置在半导体生长基板1194或电路基板1100的至少一方上即可。在电路基板1100侧形成金属层1120的情况下，也可以不在半导体生长基板1194上设置金属层1130，而是经由金属层1120使半导体层1150和电路基板1100相互粘合。
在另一变形例中，如图7B所示，不经由缓冲层而在晶体生长用基板1001上形成半导体层1150。在晶体生长用基板1001上，从晶体生长用基板1001侧依次生长n型半导体层1151、发光层1152和p型半导体层1153。在该情况下，可以省略在晶片键合后去除缓冲层的工序。
返回晶片键合后的制造工序继续说明。
如图8A所示，电路基板1100通过晶片键合经由金属层1130与半导体层1150接合之后，通过湿法蚀刻或激光剥离等去除晶体生长用基板1001。
如图8B所示，在通过湿法蚀刻、干法蚀刻等去除缓冲层1140之后，通过蚀刻将金属层1130和半导体层1150成形为所需的形状。
半导体层1150成形为发光元件150的形状。发光元件150的成形例如使用干法蚀刻工艺，优选使用各向异性等离子体蚀刻(Reactive Ion Etching：反应离子蚀刻，RIE)。然后，蚀刻金属层1130，形成第二配线层130。配线层130包含第一配线130a。第一配线130a通过蚀刻成形为上述期望的形状。
如图8C所示，在层间绝缘膜112形成有开口113。开口113的形成可以是湿法蚀刻，也可以是干法蚀刻。蚀刻进行到配线110d露出为止。
之后，以覆盖层间绝缘膜112的一部分、第一配线130a的一部分及发光元件150的方式设置绝缘部件156。绝缘部件156形成为具有从第一配线130a向发光面151S凸出的圆顶状的形状。在XY平面观察中，发光元件150的位置的绝缘部件156的一部分被去除。发光面151S从去除了绝缘部件156的开口158露出。
遍及去除了绝缘部件156的发光面151S上形成透光性电极159k。透光性电极159k形成为覆盖在绝缘部件156上延伸并从开口113露出的配线110d。在形成透光性电极159k的同时，在第一配线130a上形成透光性电极159a。另外，在其他配线上也设置透光性电极159。
子像素20以外的电路的一部分形成在电路基板1100中。例如，图4所示的行选择电路5可以与驱动晶体管、选择晶体管等一起形成在电路基板1100中。即，行选择电路5有时通过上述的制造工序同时组装。另一方面，信号电压输出电路7优选组装在通过可进行基于微细加工的高集成化的制造工艺制造的半导体设备中。信号电压输出电路7与CPU和其他电路要素一起安装在其他基板上，例如在后述的滤色器的组装之前、或者在滤色器的组装之后，与电路基板1100的配线相互连接。
优选电路基板1100是包含电路101的晶片。在电路基板1100上形成有用于一个或多个图像显示装置的电路101。或者，在画面尺寸更大等的情况下，也可以将用于构成一个图像显示装置的电路101分割为多个电路基板1100而形成，将所分割的电路的全部组合而构成一个图像显示装置。
另外，优选晶体生长用基板1001是与晶片状的电路基板1100相同大小的晶片。
图9是例示本实施方式的图像显示装置的制造方法的立体图。
如图9所示，也可以准备多个半导体生长基板1194，在一个电路基板1100上接合形成在多个晶体生长用基板1001上的半导体层1150。在半导体生长基板1194的半导体层1150上形成有金属层1130。或者，也可以在电路基板1100的层间绝缘膜112上形成金属层1120。半导体生长基板1194与电路基板1100(100)的接合的情况已经与图5A和图7A相关联地进行了说明。
在电路基板1100上例如格子状地配置有多个电路101。电路101包含一个图像显示装置1所需的所有子像素20等。在相邻配置的电路101之间设有划线宽度左右的间隔。在电路101的端部及端部附近没有配置电路元件等。
半导体层1150形成为其端部与晶体生长基板1001的端部一致。因此，通过以与电路101的端部一致的方式配置并接合半导体生长基板1194的端部，能够使接合后的半导体层1150的端部与电路101的端部一致。
在晶体生长用基板1001上生长半导体层1150时，在半导体层1150的端部及其附近，容易产生结晶品质的降低。因此，通过使半导体层1150的端部与电路101的端部一致，能够使半导体生长基板1194上的半导体层1150的端部附近的结晶品质容易降低的区域不用于图像显示装置1的显示区域。
或者，与此相反，也可以准备多个电路基板1100，将多个电路基板1100接合在形成于一个半导体生长基板1194的晶体生长用基板1001上的半导体层1150上。或者，至少在此，重要的是晶体生长用基板1001的端部与图像显示装置1的发光元件22(150)不重叠。
图10是例示本实施方式的图像显示装置的制造方法的示意剖面图。
另外，在图10中，为了避免繁杂，关于电路基板1100内的结构以及层间绝缘膜112、透光性电极159、159a、159k等，省略表示。另外，在图10中显示了滤色器180等颜色变换部件的一部分。在图10中，将包含配线层130、发光元件150、粘接层170以及省略了图示的透光性电极159、159k、159a等的结构物称为发光电路部172。另外，将在电路基板1100上设置有发光电路部172的结构体称为结构体1192。
如图10所示，滤色器(波长变换部件)180的一面粘接至结构1192。滤色器180的另一面粘接至玻璃基板186。滤色器180经由粘接层170与发光电路部172粘接。
在该示例中，滤色器180具有以红色、绿色和蓝色的顺序在X轴的正方向上排列的颜色变换部。对于红色，在第一层设置红色的颜色变换层183R。对于绿色，在第一层设置绿色的颜色变换层183G，分别都在第二层设置过滤层184。对于蓝色，可以设置单层的颜色变换层183B，也可以设置过滤层184。在各颜色变换部之间设置有遮光部181。
使各色的颜色变换层183R、183G、183B的位置与发光元件150的位置一致对应，将滤色器180粘贴到结构体1192上。
图11A～图11D是表示本实施方式的图像显示装置的制造方法的变形例的示意剖面图。
图11A～图11D表示了通过喷墨形成滤色器的方法。
如图11A所示，准备在电路基板1100上粘贴有发光电路部172的结构体1192。
如图11B所示，在结构体1192上形成遮光部181。遮光部181例如使用丝网印刷或光刻技术等形成。
如图11C所示，与发光颜色对应的荧光体从喷墨喷嘴喷出，形成颜色变换层183。荧光体对未形成遮光部181的区域进行着色。荧光体使用例如使用了一般的荧光体材料或量子点荧光体材料的荧光涂料。在使用量子点荧光体材料的情况下，能够实现各发光色，并且单色性高，能够提高颜色再现性，因此优选。利用喷墨喷嘴进行描绘后，以适当的温度和时间进行干燥处理。着色时的涂膜的厚度设定为比遮光部181的厚度薄。
如已经说明的那样，对于蓝色发光的子像素，在不形成颜色变换部的情况下，不喷出荧光体。另外，对于蓝色发光的子像素，在形成蓝色的颜色变换层时，在颜色变换部可以是1层的情况下，优选蓝色的荧光体的涂膜的厚度为与遮光部181的厚度相同的程度。
如图11D所示，用于过滤层184的涂料从喷墨喷嘴喷出。涂料重叠涂布在荧光体的涂膜上。荧光体和涂料的涂膜的合计厚度与遮光部181的厚度为相同程度。
这样，能够制造图像显示装置1。
对本实施方式的图像显示装置1的效果进行说明。
在本实施方式的图像显示装置1的制造方法中，在包含驱动发光元件150的晶体管103等电路元件的电路基板1100(100)上，粘合包含用于形成发光元件150的发光层1152的半导体层1150。然后，蚀刻半导体层1150，形成发光元件150。因此，与将单片化的发光元件分别转印到电路基板1100(100)上的情况相比，能够显著缩短转印发光元件的工序。
例如，在4K画质的图像显示装置中，子像素的数量超过2400万个，在8K画质的图像显示装置中，子像素的数量超过9900万个。将如此大量的发光元件分别安装到电路基板上，需要大量的时间，难以以现实的成本实现基于微型LED的图像显示装置。另外，分别安装大量的发光元件，则安装时的连接不良等导致的成品率降低，无法避免成本的进一步上升。
与此相对，在本实施方式的图像显示装置1的制造方法中，由于在将半导体层1150单片化之前，将半导体层1150整体粘贴到电路基板1100(100)上，因此转印工序一次完成。
在电路基板上，通过蚀刻等直接形成发光元件之后，通过形成透光性电极159k、159a将发光元件与电路基板1100(100)内的电路元件电连接，因此，能够实现均匀的连接结构，能够抑制成品率的降低。
进而，由于不预先将半导体层1150单片化、或在与电路元件对应的位置形成电极，而以晶片级粘贴到电路基板1100(100)上，所以不需要进行对准。因此，能够在短时间内容易地进行粘合工序。由于在粘合时不需要对准，所以发光元件150的小型化也容易，适合于高精细化的显示器。
在将半导体层1150晶片键合于电路基板1100的情况下，在本实施方式中，在半导体层1150及电路基板1100的粘合面的至少一方预先形成有金属层1130、1120。因此，通过适当地选定金属层的材料，能够容易地进行晶片键合。
晶片键合时形成的金属层作为第二配线层130，可以用于发光元件150与外部的连接等。
绝缘部件156从配线层130朝向发光面151S具有凸面。因此，通过适当地设定绝缘部件156的凸面，能够使从发光层152放射的具有与发光面151S平行的成分的光具有与发光面151S垂直的法线成分，而向发光面151S侧配光，能够实质地提高发光效率。
配线层130可以包含第一配线130a，并且第一配线130a可以是具有光反射性的材料。通过使第一配线130a具有光反射性，能够反射从发光元件150放射的向下方的光，再次反射到发光面151S侧，能够提高发光效率。
第一配线130a能够遮挡从发光元件150放射的向下方的光，因此能够防止由于发光元件150的不需要的光的散射而导致晶体管103等电路元件误动作。
(第二实施方式)
图12是例示本实施方式的图像显示装置的一部分的示意剖面图。
图12示意性地示出了沿着平行于XZ平面的面切断子像素220的剖面。
在本实施方式中，发光元件250的结构及驱动发光元件250的晶体管203的结构与上述其他实施方式的情况不同，其他的部分与其他实施方式的情况相同。对于与其他实施方式的情况相同的构成要素，标注相同的符号并适当省略详细的说明。
如图12所示，本实施方式的图像显示装置的子像素220包含晶体管203和发光元件250。晶体管203形成在形成于基板102的元件形成区域204。元件形成区域204包含n型半导体区域204b和p型半导体区域204s、204d。n型半导体区域204b设置在基板102的表面附近。p型半导体区域204s、204d在n型半导体区域204b内相互隔离地设置在n型半导体区域204b的表面附近。
经由绝缘层105，在n型半导体区域204b上设置有栅极107。栅极107设置在p型半导体区域204s、204d之间。
晶体管203的上部的结构及配线的结构与上述其他实施方式的情况相同。在本实施方式中，晶体管203是p沟道晶体管，例如是p沟道MOSFET。
与其他实施方式的情况相同，在层间绝缘膜112上形成第二配线层130，配线层130包含第二配线(配线部分)130k。
发光元件250包含：n型半导体层251、发光层252和p型半导体层253。n型半导体层251、发光层252及p型半导体层253从层间绝缘膜112侧向发光面253S侧依次层叠。发光元件250在XY平面观察中例如呈大致正方形或长方形状，但角部也可以变圆。发光元件250可以具有在XY平面观察中例如椭圆形或圆形。通过适当地选定平面观察中的发光元件的形状和配置等，可提高布局的自由度。
发光元件250可以是与上述其他实施方式的情况相同的材料。发光元件250发出例如467nm±20nm左右的蓝色光或410nm±20nm的波长的蓝紫色光。
发光元件250的n型半导体层251设置在第二配线130k上。优选第二配线130k与n型半导体层251欧姆连接。
绝缘部件156覆盖层间绝缘膜112的一部分、第二配线层130的一部分以及发光元件250的至少侧面。绝缘部件156具有向发光面253S侧凸出的凸面。绝缘部件156具有开口258。开口258形成在发光元件250上，绝缘部件156未设置在发光元件250的发光面253S上。绝缘部件156优选使用具有透光性的有机绝缘材料。
发光面253S是与p型半导体层253的面中的与发光层252相接的面相对的面。发光面253S优选被粗糙化。
遍及发光面253S的整个面设有透光性电极159a。透光性电极159a设置在绝缘部件156上，并延伸至层间绝缘膜112的开口113。透光性电极159a也设置在从层间绝缘膜112的开口113露出的配线110d上，将p型半导体层253与配线110d电连接。
透光性电极159k也设置在第二配线130k上，将n型半导体层251与第二配线130k一起与其他电路连接。在该例中，透光性电极159k及第二配线130k与后述的图13所示的接地线4连接。
图13是例示本实施方式的图像显示装置的示意块图。
如图13所示，本实施方式的图像显示装置201具备显示区域2、行选择电路205及信号电压输出电路207。在显示区域2中，与上述其他实施方式的情况相同，例如子像素220排列成格子状。
子像素220包含发光元件222、选择晶体管224、驱动晶体管226和电容器228。在图13中，有时选择晶体管224表示为T1，驱动晶体管226表示为T2，电容器228表示为Cm。
在本实施方式中，发光元件222设置在接地线4侧，与发光元件222串联连接的驱动晶体管226设置在电源线3侧。即，驱动晶体管226与比发光元件222高的电位侧连接。驱动晶体管226是p沟道MOSFET。
选择晶体管224连接在驱动晶体管226的栅极电极和信号线208之间。电容器228连接在驱动晶体管226的栅极电极和电源线3之间。
行选择电路205以及信号电压输出电路207为了驱动作为p沟道MOSFET的驱动晶体管226，将与上述其他实施方式不同极性的信号电压以及同一极性的选择信号供给扫描线206以及信号线208。
在本实施方式中，由于驱动晶体管226的极性为p沟道，因此信号电压的极性等与上述其他实施方式的情况不同。即，行选择电路205以从m行的子像素220的排列中依次选择1行的方式向扫描线206供给选择信号。信号电压输出电路207向所选择的行的各子像素220供给具有所需的模拟电压值的信号电压。所选择的行的子像素220的驱动晶体管226使与信号电压对应的电流流过发光元件222。发光元件222以与流过的电流对应的亮度发光。
对本实施方式的图像显示装置201的制造方法进行说明。
图14A～图15C是例示本实施方式的图像显示装置的制造方法的示意剖面图。
在本实施方式中，准备与在图5A中已经说明的半导体生长基板1194不同的半导体生长基板1294。
如图14A所示，半导体生长基板1294具有在晶体生长用基板1001上生长的半导体层1150。在该例中，半导体层1150经由缓冲层1140在晶体生长用基板1001上生长，但与上述其他实施方式的情况相同，也可以不经由缓冲层1140而使半导体层1150生长。
在本实施方式中，半导体生长基板1294从缓冲层1140侧开始，按照p型半导体层1153、发光层1152和n型半导体层1151的顺序层叠。金属层1130形成于n型半导体层1151的开放的面。
如图14B所示，半导体生长基板1294上下反转，粘贴于电路基板1100。如图中的箭头所示，电路基板1100的一面与形成在半导体层1150上的金属层1130的面相互粘合。电路基板1100的粘合面是层间绝缘膜112的露出面。
在上述的晶片键合时，能够适用在图6A～图7B中说明的变形例。即，也可以在将半导体层1150转印到支承基板1190之后，不反转半导体生长基板而粘贴于电路基板1100。在该情况下，使用从晶体生长用基板1001侧依次层叠了n型半导体层1151、发光层1152和p型半导体层1153的半导体生长基板1194。另外，也可以将金属层设置在半导体层1150及电路基板1100的至少一方，也可以不经由缓冲层1140而粘合晶体生长的半导体层1150。
如图15A所示，使用激光剥离等从粘贴在电路基板1100上的半导体生长基板1294去除晶体生长用基板1001。
如图15B所示，与其他实施方式的情况相同，适当使用湿法蚀刻或干法蚀刻，去除缓冲层1140，由金属层1130形成第二配线层130，由半导体层1150形成发光元件250。
如图15C所示，在层间绝缘膜112形成开口113，以使配线110d的一部分露出。绝缘部件156形成为覆盖第二配线130k的一部分、层间绝缘膜112的一部分和发光元件250。去除绝缘部件156的一部分而使发光面253S露出。通过透光性电极159a将p型半导体层253与配线110d电连接。
说明本实施方式的图像显示装置201的效果。
在本实施方式中，具有与上述其他实施方式的情况相同的效果。即，在将半导体层1150粘合于电路基板1100之后，通过蚀刻形成单独的发光元件250，因此能够显著缩短发光元件的转印工序。
通过将绝缘部件156的形状成形为向发光面253S侧凸出，能够将来自发光元件250的向侧方或下方的放射光配光到发光面253S侧。因此，能够实质上提高发光效率。
(第三实施方式)
在本实施方式中，发光元件的侧面的形状与上述其他实施方式的情况不同。本实施方式的其他构成要素与其他实施方式的情况相同，对相同的构成要素标注相同的符号，适当省略详细的说明。
图16是例示本实施例的图像显示装置的一部分的示意剖面图。
图16示意性地示出了沿着平行于XZ平面的面切断的子像素320的剖面。
本实施方式的发光元件350从第一配线130a侧朝向发光面351S侧，按照p型半导体层353、发光层352及n型半导体层351的顺序层叠。发光面351S是n型半导体层351的面，是与设置有发光层352的面相对的面。
发光元件350的侧面被设定为，设置有发光元件350的第一配线130a的面与发光元件350的侧面所成的角度θc小于90°。即，发光元件350的侧面不是自第一配线130a的垂直面，而是倾斜面。发光元件350形成为以第一配线130a的面上的底面及发光面351S为上表面的角锥台状或圆锥台状等。
在该例中，覆盖发光元件350的侧面的绝缘部件356的面也对应于发光元件350的侧面的倾斜而具有自第一配线130a的倾斜。第一配线130a的面与绝缘部件356的面之间的角度θ1被设置为小于角度θc。
绝缘部件356是具有透光性的绝缘材料，优选是透明树脂。绝缘部件356的折射率优选大于覆盖绝缘部件356的粘接层170的折射率。
图17是例示本实施方式的图像显示装置的一部分的示意剖面图。
图17示出了第一配线130a与发光元件350之间的详细位置关系。
如图17所示，第一配线130a具有第一面131a。第一面131a是与XY平面大致平行的平面。第一配线130a，以具有高的光反射性的材质形成，入射到第一面131a的光以高的反射率进行反射。
发光元件350载置于第一配线130a的第一面131a上。发光元件350具有侧面360a。侧面360a是发光面351S与第一面131a之间的面，是与发光面351S相邻的面。侧面360a与第一面131a之间所成的角度θc小于90°。优选角度θc为70°左右。更优选的是，角度θc小于基于发光元件350的折射率及绝缘部件356的折射率决定的侧面360a中的临界角。
绝缘部件356被设置成至少覆盖发光元件350的侧面360a。绝缘部件356具有侧面357a。侧面357a是绝缘部件356的顶部357b与面131a之间的面。绝缘部件356的顶部357b是绝缘部件356的距面131a的高度是高度最高的位置。绝缘部件356的距第一面131a的高度是指第一面131a与顶部357b之间的Z轴的正方向的长度。
绝缘部件356的侧面357a与面131a所成的角度θ1例如小于角度θc。绝缘部件356的侧面357a的形状不限于该例那样的直线状。绝缘部件356的侧面357a的形状优选设定为从侧面357a射出的光向发光面351S的方向配光。例如，与上述其他实施方式的情况相同，侧面357a也可以在发光面351S侧具有凸面。
发光元件350的侧面360a与第一配线130a的第一面131a所成的角度θc例如如下决定。
若发光元件350的折射率设为n0，绝缘部件356的折射率为n1，则从发光元件350向绝缘部件356射出的光的临界角θc0使用下式(1)求出。
θc0＝90°－sin－1(n1/n0) (1)
例如，已知丙烯酸树脂等一般的透明有机绝缘材料的折射率为1.4～1.5左右。于是，在发光元件350由GaN形成、绝缘部件356由一般的透明有机绝缘材料形成的情况下，能够使发光元件350的折射率n0＝2.5、绝缘部件356的折射率n＝1.4。将这些值代入式(1)，得到临界角θc0＝56°。
这表示在将第一面131a与侧面360a所成的角度θc设为56°的情况下，从发光层352放射的光中的与第一面131a平行的光被侧面360a全反射。另外，从发光层352放射的光中的具有Z轴的负方向的成分的光也被侧面360a全反射。
另一方面，从发光层352放射的光中的具有Z轴的正方向的成分的光在侧面360a以与折射率对应的射出角度从侧面360a射出。入射到绝缘部件356的光以由绝缘部件356的折射率和图16所示的粘接层170的折射率决定的角度从绝缘部件356射出。由于粘接层170的折射率设定得比绝缘部件356的折射率小，所以入射到粘接层170的光的角度更朝向发光面351S侧。
在侧面360a全反射的光被第一配线130a再次反射，再次反射的光中的具有Z轴的正方向的成分的光从发光面351S和侧面360a射出。与第一面131a平行的光以及具有Z轴的负方向的成分的光在侧面360a被全反射。
这样，从发光层352放射的光中的与第一面131a平行的光及具有Z轴的负方向的成分的光，通过侧面360a及第一配线130a，变换为具有朝向Z轴的正方向的成分的光。因此，在从发光元件350射出的光中，朝向发光面351S的比例增加，发光元件350的实质的发光效率提高。
通过使θc＜θc0，能够使具有与第一面131a平行的成分的光的大部分全反射到发光元件350内。当绝缘部件356的折射率为n＝1.4时，则临界角θc0为56°左右，因此设定的角度θc更优选为45°或30°等。另外，在折射率n更大的材料中，临界角θc0变得更小。但是，即使将角度θc设定为70°左右，也能够将具有Z轴的负方向的成分的光的大部分变换为具有Z轴的正方向的成分的光，因此考虑到制造偏差等，例如也可以将角度θc设定为80°以下等。
对本实施方式的图像显示装置的制造方法进行说明。
在本实施方式中，直到形成发光元件350之前的工序，在上述的其他实施方式中，能够与图5A～图8A相同。以下，对图8A的工序之后的工序进行说明。
图18A和图18B是例示本实施方式的图像显示装置的制造方法的示意剖面图。
如图18A所示，在通过湿法蚀刻等去除了缓冲层1140之后，通过蚀刻将金属层1130和半导体层1150成形为所需的形状。
半导体层1150进一步成形为发光元件350的形状。在发光元件350的成形中，以发光元件350的侧面360a相对于第一配线130a的面呈角度θc方式、选择蚀刻速率。例如，越接近发光面351S，蚀刻选择越高的蚀刻速率。优选的是，蚀刻速率被设定为从面131a侧朝向发光面351S侧线性增大。
具体地，例如，在曝光时设计成使干法蚀刻时的抗蚀剂掩模图案朝向其端部逐渐变薄。由此，在干法蚀刻时从抗蚀剂的薄的部分逐渐后退，能够朝向发光面351S侧增大蚀刻量。由此，发光元件350的侧面360a形成为相对于面131a呈一定的角度。因此，发光元件350形成为，在从发光面351S的平面观察中，按照p型半导体层353、发光层352、n型半导体层351的顺序面积变大。
然后，蚀刻金属层1130，形成第二配线层130。该配线层130包含第一配线130a。第一配线130a通过蚀刻形成为上述形状。
对本实施方式的图像显示装置的效果进行说明。
本实施方式的图像显示装置发挥与上述其他实施方式的图像显示装置相同的效果，并且除此之外还发挥以下效果。
在本实施方式的图像显示装置中，以具有相对于设置有发光元件350的第一配线130a的第一面131a呈角度θc的侧面的方式，形成发光元件350。角度θc小于90°，并基于由发光元件350和绝缘部件356各自的材质的折射率决定的临界角θc0来设定。角度θc能够将从发光层352放射的光中的朝向发光元件350的侧方或下方的光变换为朝向发光面351S侧的光而射出。通过充分减小角度θc，在发光元件350中，实质的发光效率提高。
(第四实施方式)
在本实施方式中，通过在包含发光层的单一的半导体层上形成相当于多个发光元件的多个发光面，实现发光效率更高的图像显示装置。在以下的说明中，对与上述其他实施方式的情况相同的构成要素标注相同的符号，适当省略详细的说明。
图19是例示本实施方式的图像显示装置的一部分的示意剖面图。
如图19所示，图像显示装置具备子像素组420。子像素组420包含晶体管203-1、203-2、第一配线层410、层间绝缘膜112、插塞(plug)416a1、416a2、半导体层450以及绝缘部件456。
在本实施方式中，通过接通p沟道的晶体管203-1、203-2，经由插塞416a1、416a2向半导体层450注入空穴，经由配线层460向半导体层450注入电子，使发光层452发光。驱动电路例如适用图13所示的电路结构。也可以使用上述的其他实施方式，上下替换半导体层的n型半导体层和p型半导体层。半导体层450由n沟道晶体管驱动。在该情况下，驱动电路例如适用图4的电路结构。
半导体层450包含2个发光面451S1、451S2，子像素组420实质上包含2个子像素。在本实施方式中，与上述其他实施方式的情况相同，通过将实质上包含2个子像素的子像素组420排列成格子状，形成显示区域。
晶体管203-1、203-2分别形成于元件形成区域204-1、204-2。在该例中，元件形成区域204-1、204-2是n型的半导体层，形成有与n型的半导体层隔离形成的p型的半导体层。n型半导体层包含沟道区域，p型半导体层分别包含源极区域及漏极区域。
在元件形成区域204-1、204-2上形成有绝缘层105，经由绝缘层105分别形成有栅极107-1、107-2。栅极107-1、107-2是晶体管203-1、203-2的栅极。晶体管203-1、203-2是p沟道的晶体管，例如是p沟道MOSFET。
绝缘膜108覆盖在2个晶体管203-1、203-2上。在绝缘膜108上形成有配线层410。
在晶体管203-1的p型半导体层与配线层410之间设置有通孔111s1、111d1。在晶体管203-2的p型半导体层与配线层410之间设置有通孔111s2、111d2。
配线层410包含配线410s1、410s2、410d1、410d2。配线410s1、410s2经由通孔111s1、111s2分别与对应于晶体管203-1、203-2的源极电极的p型半导体层电连接。配线410s1、410s2例如与图13所示的电源线3连接。
配线410d1、410d2经由通孔111d1、111d2分别与对应于晶体管203-1、203-2的漏极电极的p型半导体层连接。
层间绝缘膜112覆盖晶体管203-1、203-2、配线层410。插塞416a1、416a2形成于层间绝缘膜112上。
平坦化膜414形成于层间绝缘膜112上。在插塞416a1、416a2之间也设置有平坦化膜414。插塞416a1、416a2被埋入平坦化膜114，平坦化膜414及插塞416a1、416a2具有在XY平面观察中处于同一平面的面。这些面是与层间绝缘膜112侧的面相对的一侧的面。
在插塞416a1与配线410d1之间设置有连接部415a1。连接部415a1电连接插塞416a1和配线410d1。在插塞416a2与配线410d2之间设置有连接部415a2。连接部415a2电连接插塞416a2和配线410d2。
半导体层450设置于平坦化膜414及插塞416a1、416a2上。
半导体层450包含p型半导体层453、发光层452和n型半导体层451。半导体层450从层间绝缘膜112侧朝向发光面451S1、451S2侧，按照p型半导体层453、发光层452及n型半导体层451的顺序层叠。插塞416a1、416a2与p型半导体层453连接。
绝缘部件456覆盖平坦化膜414的一部分。绝缘部件456覆盖半导体层450的一部分。优选除了半导体层450的发光面(露出面)451S1、451S2之外，绝缘部件456还覆盖n型半导体层451的面。绝缘部件456覆盖半导体层450的侧面。绝缘部件456例如由具有透光性的有机绝缘材料等形成，优选由透明树脂形成。
绝缘部件456具有向发光面451S1、451S2侧凸出的面。绝缘部件456通过该凸面，将从半导体层450的侧面放射的光配光到发光面451S1、451S2侧。因此，可提高半导体层450的实质发光效率。
半导体层450中的未被绝缘部件456覆盖的部分形成有开口458-1、458-2。开口458-1、458-2形成在与发光面451S1、451S2对应的位置。发光面451S1、451S2形成在n型半导体层451上的隔离的位置。发光面451S1设置在更靠近n型半导体层451上的晶体管203-1的位置。发光面451S2设置在更靠近n型半导体层451上的晶体管203-2的位置。
开口458-1、458-2在XY平面观察中例如为正方形或长方形。不限于方形，也可以是圆形、椭圆形或六边形等多边形。发光面451S1、451S2也是在XY平面观察中为正方形或长方形、其他多边形或圆形等。发光面451S1、451S2的形状可以与开口458-1、458-2的形状相似，也可以是不同的形状。
配线层460(第三配线层)设置在绝缘部件456上。配线层460包含配线460k。配线460k设置在开口458-1、458-2之间且设置于n型半导体层451上的绝缘部件456上。配线460k例如与图13所示的接地线4连接。另外，在图19中，将该配线层460的符号与配线460k的符号一并标示，表示配线层460包含配线460k。在后述的图24中也同样。
透光性电极459k分别设置在遍及从开口458-1、458-2露出的n型半导体层451的发光面451S1、451S2上。透光性电极459k设置在配线460k上。透光性电极459k设置在发光面451S1与配线460k之间，并且设置在发光面451S2与配线460k之间。透光性电极459k将发光面451S1、451S2及配线460k电连接。
如上所述，在从开口458-1、458-2露出的发光面451S1、451S2上连接有透光性电极459k。因此，从透光性电极459k供给的电子分别从露出的发光面451S1、451S2供给到n型半导体层451。另一方面，经由插塞416a1、416a2向p型半导体层453分别供给空穴。
晶体管203-1、203-2是相邻的子像素的驱动晶体管，依次被驱动。因此，从2个晶体管203-1、203-2的任一方供给的空穴被注入到发光层452，从配线460k供给的电子被注入发光层452，发光层452发光。
开口458-1和发光面451S1设置在n型半导体层451更靠近晶体管203-1的位置。因此，在晶体管203-1接通时，经由配线410d1、连接部415a1及插塞416a1注入空穴，发光面451S1发光。
另一方面，开口458-2和发光面451S2设置在n型半导体层451更靠近晶体管203-2的位置。因此，在晶体管203-2接通时，经由配线410d2、连接部415a2及插塞416a2，发光面451S2发光。
在本实施方式中，插塞416a1、416a2发挥遮光层和反射层的作用，但在由这些插塞416a1、416a2夹持的间隙中设置有绝缘性的平坦化膜414，没有设置发挥遮光层和反射层的作用的层。为了在两插塞416a1、416a2之间分别施加不同的驱动电压，需要该间隙。n型半导体层451和p型半导体层453具有电阻，通过该电阻，在半导体层550内，抑制在与XY平面平行的方向上流动的漂移电流。因此，实质的发光区域被限制在由发光面451S1和插塞416a1夹持的区域、以及由发光面451S2和插塞416a2夹持的区域。因此，若以覆盖发光面451S1、451S2的正下方的方式分别设置插塞416a1、416a2，则可充分地发挥遮光层以及反射层的作用。
对本实施方式的图像显示装置的制造方法进行说明。
图20A～图23B是例示本实施方式的图像显示装置的制造方法的示意剖面图。
在图20A～图21B中，示出了在电路基板4100上形成插塞416a1、416a2的工序。
在图22A～23B中，示出了使用形成有插塞416a1、416a2的电路基板4100和半导体生长基板1194来形成子像素组420的工序。
如图20A所示，准备电路基板4100，在层间绝缘膜112上形成接触孔h1、h2。形成接触孔h1、h2的位置是分别设置有配线410d1、410d2的位置。接触孔h1、h2形成为使配线410d1、410d2的面露出的深度。
如图20B所示，遍及层间绝缘膜112的整个面上形成金属层4416。接触孔h1、h2在形成金属层4416的同时用与金属层4416相同的导电材料填充。在用金属层4416的材料填充的接触孔h1、h2形成连接部415a1、415a2。
如图20C所示，通过光刻法和干法蚀刻在连接部415a1、415a2上形成插塞416a1、416a2。
也可以不形成连接部415a1、415a2，而在配线410d1、410d2上直接形成插塞。
如图21A所示，以覆盖层间绝缘膜112及插塞416a1、416a2的方式涂敷平坦化膜4414，之后进行烧制。平坦化膜4414形成为比插塞416a1、416a2的厚度更厚。然后，研磨平坦化膜4414的表面。平坦化膜4414的研磨例如使用CMP(Chemical Mechanical Polishing：化学机械研磨)。
如图21B所示，通过研磨露出插塞416a1、416a2的面，并且形成平坦化膜414。这样，形成插塞416a1、416a2及连接部415a1、415a2。
进而，如图22A所示，准备形成有半导体生长基板1194及插塞416a1、416a2的电路基板1100。所准备的半导体生长基板1194和电路基板4100相互粘合。
如图22B所示，在形成有插塞416a1、416a2的电路基板4100上接合了半导体层1150之后，通过激光剥离等去除晶体生长用基板1001。
如图23A所示，半导体层1150被蚀刻，形成半导体层450。
如图23B所示，形成覆盖平坦化膜414的一部分和半导体层450的绝缘部件456。
在绝缘部件456上形成配线层460，通过蚀刻形成配线460k等。
通过去除与发光面451S1、451S2对应的位置的绝缘部件456，分别形成开口458-1、458-2。
通过开口458-1、458-2露出的发光面451S1、451S2分别被粗糙化。之后，以将发光面451S1、451S2与配线460k电连接的方式，形成透光性电极459k。
这样，形成共有具有2个发光面451S1、451S2的半导体层450的子像素组420。
在本实施例中，在一个半导体层450上设置了2个发光面451S1、451S2，但发光面的数量不限于2个，也可以在一个半导体层450上设置3个或3个以上的发光面。作为一例，也可以用单一的半导体层450实现1列或2列的子像素。由此，如后续所述，能够削减对每个发光面的发光没有贡献的复合电流，并且能够增大实现更微细的发光元件的效果。
(变形例)
图24是例示本实施方式的变形例的图像显示装置的一部分的示意剖面图。
在本变形例中，在发光层452上设置2个n型半导体层4451a1、4451a2，这一点与上述第四实施方式的情况不同。其他方面与第四实施方式的情况相同，对相同的构成要素标注相同的附图标记并适当省略详细的说明。
如图24所示，本变形例的图像显示装置具备子像素组420a。子像素组420a包含半导体层450a。半导体层450a包含p型半导体层453、发光层452、n型半导体层4451a1、4451a2。p型半导体层453、发光层452及n型半导体层4451a1、4451a2从绝缘部件456朝向发光面4451S1、4451S2侧依次层叠。
n型半导体层4451a1、4451a2在发光层452上沿着X轴方向隔离配置。在n型半导体层4451a1、4451a2之间设置有绝缘部件456，n型半导体层4451a1、4451a2被绝缘部件456分离。
n型半导体层4451a1、4451a2在XY平面观察中具有大致相同的形状，其形状为大致正方形或长方形状，也可以是其他的多边形状或圆形等。
n型半导体层4451a1、4451a2分别具有发光面4451S1、4451S2。发光面4451S1、4451S2是通过开口458-1、458-2分别露出的n型半导体层4451a1、4451a2的面。
发光面4451S1、4451S2的XY平面观察中的形状与第四实施方式的情况下的发光面的形状相同，具有大致相同的形状，具有大致正方形等形状。发光面4451S1、4451S2的形状不限于本实施方式那样的方形，也可以是圆形、椭圆形或六边形等多边形。发光面4451S1、4451S2的形状可以与开口458-1、458-2的形状相似，也可以是不同的形状。
在发光面4451S1、4451S2上分别设置有透光性电极459k。透光性电极459k也设置在配线460k上。透光性电极459k设置在配线460k与发光面4451S1之间，并且设置在配线460k与发光面4451S2之间。透光性电极459k将配线460k及发光面4451S1、4451S2电连接。
图25A和图25B是例示本变形例的图像显示装置的制造方法的示意剖面图。
在本变形例中，直到将形成有插塞416a1、416a2及连接部415a1、415a2的电路基板4100接合于半导体层1150为止，适用与第四实施方式的情况的图20A～图22B中说明的工序相同的工序。以下，对其以后的工序进行说明。
如图25A所示，在本变形例中，在图22B中，去除缓冲层1140，对p型半导体层1153、发光层1152和n型半导体层1151进行蚀刻，形成发光层452和p型半导体层453之后，进一步进行蚀刻，形成2个n型半导体层4451a1、4451a2。
n型半导体层4451a1、4451a2也可以通过更深的蚀刻形成。例如，用于形成n型半导体层4451a1、4451a2的蚀刻也可以进行至到达发光层452内或p型半导体层453内的深度。这样，在较深地蚀刻n型半导体层的情况下，n型半导体层1151的蚀刻位置优选从后述的n型半导体层的发光面4451S1、4451S2的外周离开1μm以上。通过使蚀刻位置离开发光面4451S1、4451S2的外周，能够抑制复合电流。
如图25B所示，形成覆盖平坦化膜414、插塞416a1、416a2以及半导体层450a的绝缘部件456。在绝缘部件456上形成配线层460，通过蚀刻形成配线460k等。
在绝缘部件456的与发光面4451S1、4451S2对应的位置分别形成有开口458-1、458-2。通过开口458-1、458-2露出的n型半导体层的发光面4451S1、4451S2分别被粗糙化。然后，形成透光性电极459k。
这样，形成具有2个发光面4451S1、4451S2的子像素组420a。
在本变形例的情况下，也与第四实施方式的情况同样地，发光面的数量并不限定于2个，也可以将3个或3个以上的发光面设置于1个半导体层450a。
对本实施方式的图像显示装置的效果进行说明。
图26是例示像素LED元件的特性的曲线图。
图26的纵轴表示发光效率[％]。横轴以相对值表示流过像素LED元件的电流的电流密度。
如图26所示，在电流密度的相对值小于1.0的区域中，像素LED元件的发光效率几乎一定或单调地增加。在电流密度的相对值大于1.0的区域中，发光效率单调地减少。即，在像素LED元件中存在使发光效率最大的适当的电流密度。
通过将电流密度抑制到能够从发光元件得到充分的亮度的程度，能够期待实现高效率的图像显示装置。然而，图26示出了在低电流密度下发光效率随着电流密度的降低而降低的趋势。
如在第一实施方式至第三实施方式中说明的那样，通过利用蚀刻等将包含发光层的半导体层1150的整个层分离成单独的而形成发光元件。此时，发光层与n型半导体层的接合面在端部露出。同样地，发光层与p型半导体层的接合面在端部露出。
在存在这样的端部的情况下，电子和空穴在端部复合。另一方面，这样的复合对发光没有贡献。端部的复合与流过发光元件的电流几乎无关地发生。认为复合是对应有助于端部的发光的接合面的长度而产生的。
在使2个相同尺寸的立方体形状的发光元件发光的情况下，由于端部按每个发光元件形成在四方，所以在合计8个端部中可能发生复合。
相对于此，在本实施方式中，在具有2个发光面的半导体层450、450a中，端部为4个。开口458-1、458-2之间的区域的电子或空穴的注入少，对发光几乎没有贡献，因此，可以认为对发光有贡献的端部为6个。这样，在本实施方式中，通过实质上减少半导体层的端部的数量，能够减少无助于发光的复合，复合电流的减少能够降低驱动电流。
在为了高精细化等而缩短子像素间的距离的情况或电流密度比较高的情况等下，在第四实施方式的子像素组420中，发光面451S1、451S2的距离变短。在该情况下，若共用n型半导体层451，则注入到相邻的发光面侧的电子的一部分分流，有可能未被驱动侧的发光面微发光。在变形例中，由于将n型半导体层4451a1、4451a2按每个发光面4451S1、4451S2分离，因此，能够减少在未被驱动侧的发光面产生微发光的情况。
在本实施方式中，包含发光层的半导体层从层间绝缘膜112侧依次层叠p型半导体层、发光层和n型半导体层，从使n型半导体层的露出面粗糙化来提高发光效率的观点出发是优选的。与上述其他实施方式的情况相同，也可以替换p型半导体层和n型半导体层的层叠顺序，而按照n型半导体层、发光层以及p型半导体层的顺序进行层叠。
(第五实施方式)
上述的图像显示装置作为具有适当的像素数的图像显示模块，例如可以是计算机用显示器、电视、智能手机那样的便携用终端、或者汽车导航等。
图27是例示本实施方式的图像显示装置的块图。
图27示出了计算机显示器的结构的主要部分。
如图27所示，图像显示装置501具备图像显示模块502。图像显示模块502例如是具有上述第一实施方式的情况下的结构的图像显示装置。图像显示模块502包含排列有子像素20的显示区域2、行选择电路5以及信号电压输出电路7。图像显示装置501也可以具备第二、第三实施方式的情况下的结构。
图像显示装置501还具备控制器570。控制器570输入由未图示的接口电路分离、生成的控制信号，对行选择电路5及信号电压输出电路7控制各子像素的驱动及驱动顺序。
(变形例)
图28是例示本变形例的图像显示装置的块图。
图28表示高精细薄型电视的结构。
如图28所示，图像显示装置601具备图像显示模块602。图像显示模块602例如是具有上述第一实施方式的情况下的结构的图像显示装置1。图像显示装置601具备控制器670和帧存储器680。控制器670基于由总线640提供的控制信号，控制显示区域2的各子像素的驱动顺序。帧存储器680存储1帧的显示数据，用于平滑的动态图像再现等处理。
图像显示装置601具有I/O电路610。I/O电路610提供用于与外部的终端或装置等连接的接口电路等。I/O电路610例如包含连接外置的硬盘装置等的USB接口或音频接口等。
图像显示装置601具有接收部620和信号处理部630。接收部620与天线622连接，从由天线622接收的电波中分离、生成所需的信号。信号处理部630包含DSP(Digital SignalProcessor：数字信号处理器)和CPU(Central Processing Unit：中央处理器)等，由接收部620分离、生成的信号通过信号处理部630分离、生成为图像数据和声音数据等。
通过将接收部620和信号处理部630设为移动电话的发送接收用或WiFi用、GPS接收器等高频通信模块，也能够设为其他图像显示装置。例如，具备适当的画面尺寸和分辨率的图像显示模块的图像显示装置可以是智能手机或汽车导航系统等便携信息终端。
本实施方式的情况下的图像显示模块不限于第一实施方式的情况下的图像显示装置的结构，也可以是其变形例或其他实施方式的情况。
根据以上说明的实施方式，能够实现缩短发光元件的转印工序，提高成品率的图像显示装置的制造方法及图像显示装置。
图29是示意性地例示第一～第四实施方式以及它们的变形例的图像显示装置的立体图。
如图29所示，如上所述，第一～第四实施方式的图像显示装置在电路基板100上设置具有多个子像素的发光电路172。在发光电路部172上设置有滤色器180。另外，在第五实施方式中，包含电路基板100、发光电路部172及滤色器180的结构物，作为图像显示模块502、602，组装于图像显示装置501、601。
以上，说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式是作为例子而提示的，并不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式或其变形包含在发明的范围或主旨内，并且包含在请求的范围所记载的发明及其等价物的范围内。另外，上述各实施方式能够相互组合实施。
符号说明
1、201、501、601：图像显示装置；2：显示区域；3：电源线；4：接地线；5、205：行选择电路；6、206：扫描线；7、207：信号电压输出电路；8、208：信号线；10：像素；20、220、320：子像素；22、222：发光元件；24、224：选择晶体管；26、226：驱动晶体管；28、228：电容器；100：电路基板；101：电路；103、203、203-1、203-2：晶体管；104、204、204-1、204-2：元件形成区域；105：绝缘层；107、107-1、107-2：栅极；108：绝缘膜；110：第一配线层；112：层间绝缘膜；130：第二配线层；130a：第一配线；140：缓冲层；150、250：发光元件；156、356、456：绝缘部件；159、159a、159k、459k：透光性电极；180：滤色器；460：配线层；420、420a：子像素组；1001：晶体生长用基板；1100、4100：电路基板；1140：缓冲层；1150：半导体层；1190：支承基板；1192：结构体；1194、1294：半导体生长基板。

Claims (24)

1.一种图像显示装置的制造方法，具备：
准备在第一基板上具有包含发光层的半导体层的第二基板的工序；
准备形成有包含电路元件的电路的第三基板的工序；
将所述半导体层粘合于所述第三基板的工序；
对所述半导体层进行蚀刻而形成发光元件的工序；
用具有透光性的绝缘部件覆盖所述发光元件的工序；
形成将所述发光元件与所述电路元件电连接的配线层的工序，
所述发光元件包含与粘合于所述第三基板的面相对的发光面，
所述绝缘部件设置成使从所述发光元件放射的光向所述发光面的法线方向且所述发光面侧配光。
2.如权利要求1所述的图像显示装置的制造方法，其中，
还具备：在将所述半导体层粘合于所述第三基板之前，在所述半导体层上或所述第三基板上的至少一方形成具有光反射性的层的工序，
经由具有光反射性的所述层，将所述半导体层粘合于所述第三基板。
3.如权利要求1所述的图像显示装置的制造方法，其中，
还具备：在将所述半导体层粘合于所述第三基板之前去除所述第一基板的工序。
4.如权利要求1所述的图像显示装置的制造方法，其中，
还具备：在将所述半导体层粘合于所述第三基板之后去除所述第一基板的工序。
5.如权利要求1所述的图像显示装置的制造方法，其中，
所述半导体层从所述第一基板侧依次层叠第一导电型的第一半导体层、所述发光层和与所述第一导电型不同的第二导电型的第二半导体层，
所述第一导电型是n型，
所述第二导电型是p型。
6.如权利要求1所述的图像显示装置的制造方法，其中，
在形成所述发光元件的工序中，所述发光元件被加工成，在从所述发光面侧平面观察时，所述第二半导体层的面积大于所述第一半导体层的面积。
7.如权利要求1所述的图像显示装置的制造方法，其中，
还具备：使所述发光元件的所述发光面从所述绝缘部件露出的工序。
8.如权利要求7所述的图像显示装置的制造方法，其中，
还具备：在露出的所述发光面的露出面形成粗糙面的工序。
9.如权利要求7所述的图像显示装置的制造方法，其中，
还具备：在露出的所述发光面的露出面形成透光性电极的工序。
10.如权利要求1所述的图像显示装置的制造方法，其中，
所述第一基板包含硅或蓝宝石。
11.如权利要求1所述的图像显示装置的制造方法，其中，
所述半导体层包含氮化镓类化合物半导体，
所述第三基板包含硅。
12.如权利要求1所述的图像显示装置的制造方法，其中，
还具备：在所述发光元件上形成波长变换部件的工序。
13.一种图像显示装置，具备：
电路元件；
第一配线层，其与所述电路元件电连接；
绝缘膜，其覆盖所述电路元件及所述第一配线层；
第二配线层，其设置在所述绝缘膜上；
发光元件，其设置在所述第二配线层上，并包含与所述第二配线层侧的面相对的发光面；
绝缘部件，其覆盖所述发光元件的至少一部分，并具有透光性；
第三配线层，其与所述发光元件电连接，并配置在所述绝缘部件上，
所述发光元件包含：设置在所述第二配线层上的第一导电型的第一半导体层；设置在所述第一半导体层上的发光层；以及设置在所述发光层上且与所述第一导电型不同的第二导电型的第二半导体层，
所述绝缘部件被设置成，使从所述发光元件放射的光向所述发光面的法线方向且所述发光面侧配光。
14.如权利要求13所述的图像显示装置，其中，
所述绝缘部件覆盖所述发光元件的侧面，并包含向所述发光面侧凸出的球面的一部分。
15.如权利要求13所述的图像显示装置，其中，
所述绝缘部件距所述第二配线层的设置有所述发光元件的第一面的第一高度比所述发光层的面即第二面距所述第一面的第二高度高，
所述第二面是设置有所述第二半导体层的一侧的面。
16.如权利要求13所述的图像显示装置，其中，
所述发光元件的侧面与设置有所述发光元件的所述第二配线层的面所成的角度小于90°。
17.如权利要求16所述的图像显示装置，其中，
所述角度小于70°。
18.如权利要求13所述的图像显示装置，其中，
所述第二配线层包含具有遮光性的配线部分，
所述第一半导体层设置在所述配线部分上，并且与所述配线部分电连接，
所述配线部分的外周包含投影到所述配线部分的所述发光元件的外周。
19.如权利要求13所述的图像显示装置，其中，
所述第一导电型是p型，
所述第二导电型是n型。
20.如权利要求13所述的图像显示装置，其中，
所述绝缘部件具有使所述发光面的至少一部分露出的开口，在从所述发光面露出的露出面上设有透光性电极。
21.如权利要求13～20中任一项所述的图像显示装置，其中，
所述发光元件包含氮化镓类化合物半导体，
所述电路元件形成于基板上，所述基板含有硅。
22.如权利要求13所述的图像显示装置，其中，
在所述发光元件上还具备波长变换部件。
23.一种图像显示装置，具备：
多个晶体管；
第一配线层，其与所述多个晶体管电连接；
绝缘膜，其覆盖所述多个晶体管及所述第一配线层；
第二配线层，其设置在所述绝缘膜上；
第一半导体层，其设置在所述第二配线层上，是第一导电型；
发光层，其配置在所述第一半导体层上；
第二半导体层，其配置在所述发光层上，是与所述第一导电型不同的第二导电型；
绝缘部件，其覆盖所述第一半导体层及所述发光层，并覆盖所述第二半导体层的至少一部分，且具有透光性；
第三配线层，其与在对应多个所述晶体管而分别从所述绝缘部件露出的、所述第二半导体层的多个露出面上配设的透光性电极连接，
所述绝缘部件设置成，使从所述发光层放射的光向多个所述露出面的各自的法线方向且多个所述露出面侧配光。
24.如权利要求23所述的图像显示装置，其中，
所述第二半导体层被所述绝缘部件分离。
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