CN116783641A - 图像显示装置的制造方法和图像显示装置 - 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：在基板的第一面上形成石墨烯层的工序；在所述石墨烯层上形成半导体层的工序；对所述半导体层进行加工，形成包含所述石墨烯层上的发光面和所述发光面的相反侧的上面在内的发光元件的工序；形成将所述第一面、所述石墨烯层以及所述发光元件覆盖的第一绝缘膜的工序；在所述第一绝缘膜上形成电路元件的工序；形成将所述第一绝缘膜和所述电路元件覆盖的第二绝缘膜的工序；形成贯通所述第一绝缘膜和第二绝缘膜的第一过孔的工序；在所述第二绝缘膜上形成第一配线层的工序。所述第一过孔设置在所述第一配线层与所述上面之间，并且将它们电连接。

Description

图像显示装置的制造方法和图像显示装置
技术领域
本发明的实施方式涉及图像显示装置的制造方法和图像显示装置。
背景技术
期望实现高辉度、广视角、高对比度且耗电低的薄型图像显示装置。为了应对这样的市场需求，当前正推进利用了自发光元件的显示装置的开发。
作为自发光元件，期待着使用了作为微细发光元件的微型LED的显示装置的推出。作为使用了微型LED的显示装置的制造方法，介绍了将单独形成的微型LED向驱动电路依次转印的方法。然而，随着全高清、4K、8K等而成为高画质，微型LED的元件数量变多，如果将大量微型LED单独形成并向形成有驱动电路等的基板依次转印，则转印工序需要庞大的时间。而且，可能会产生微型LED与驱动电路等的连接不良等而导致成品率下降。
已知以下技术：在Si基板上使包含发光层的半导体层生长，在半导体层上形成电极后，向形成有驱动电路的电路基板粘合(例如，参照专利文献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
非专利文献
非专利文献1：H.Kim,J.Ohta,K.Ueno,a.Kobayashi,M.Morita,Y.Tokumoto&H.Fujioka,"Fabrication of full-color GaN-based light-emitting diodes onnearly lattice-matched flexible metal foils",SCIENTIFIC REPORTS,7:2112,18May2017
非专利文献2：J.W.Shon,J.Ohta,K.Ueno,a.Kobayashi&H.Fujioka,"Fabricationof full-color InGaN-based light-emitting diodes onamorphoussubstrates bypulsedsputtering",SCIENTIFIC REPORTS,4:5325,23June 2014
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明一个实施方式提供一种缩短发光元件的转印工序且提高了成品率的图像显示装置的制造方法和图像显示装置。
用于解决技术问题的技术方案
本发明一个实施方式的图像显示装置的制造方法具备：在基板的第一面上形成包含石墨烯在内的层的工序；在包含所述石墨烯在内的层上形成包含发光层在内的半导体层的工序；对所述半导体层进行加工，形成包含发光面和所述发光面的相反侧的上面在内的发光元件的工序，所述发光面是包含所述石墨烯在内的层上的发光面；形成将所述第一面、包含所述石墨烯在内的层以及所述发光元件覆盖的第一绝缘膜的工序；在所述第一绝缘膜上形成电路元件的工序；形成将所述第一绝缘膜和所述电路元件覆盖的第二绝缘膜的工序；形成贯通所述第一绝缘膜和所述第二绝缘膜的第一过孔的工序；在所述第二绝缘膜上形成第一配线层的工序。所述第一过孔设置在所述第一配线层与所述上面之间，将所述第一配线层和所述上面电连接。
本发明一个实施方式的图像显示装置具备：光透过性部件，其具有第一面；发光元件，其包含所述第一面上的发光面和所述发光面的相反侧的上面；第一绝缘膜，其覆盖所述第一面和所述发光元件；电路元件，其设置在所述第一绝缘膜上；第二绝缘膜，其覆盖所述第一绝缘膜和所述电路元件；第一过孔，其以贯通所述第一绝缘膜和所述第二绝缘膜的方式设置；第一配线层，其设置在所述第二绝缘膜上。所述第一过孔设置在所述第一配线层与所述上面之间，并且将所述第一配线层和所述上面电连接。
本发明一个实施方式的图像显示装置具备：光透过性部件，其具有第一面；第一半导体层，其在所述第一面上包含能够形成多个发光区域的发光面；多个发光层，其在所述第一半导体层上分离设置；多个第二半导体层，其分别设置在所述多个发光层上，并且具有与所述第一半导体层不同的导电型；第一绝缘膜，其覆盖所述第一面、所述第一半导体层、所述多个发光层以及所述多个第二半导体层；多个晶体管，其在所述第一绝缘膜上相互分离设置；第二绝缘膜，其覆盖所述第一绝缘膜和所述多个晶体管；多个第一过孔，其以贯通所述第一绝缘膜和所述第二绝缘膜的方式设置；第一配线层，其设置在所述第二绝缘膜上。所述多个第二半导体层和所述多个发光层被所述第一绝缘膜分离。所述多个第一过孔分别设置在所述第一配线层与所述多个第二半导体层之间，并且分别将所述第一配线层和所述多个第二半导体层电连接。
本发明一个实施方式的图像显示装置具备：光透过性部件，其具有第一面；多个发光元件，其包含所述第一面上的发光面和所述发光面的相反侧的上面；第一绝缘膜，其覆盖所述第一面和所述多个发光元件；电路元件，其设置在所述第一绝缘膜上；第二绝缘膜，其覆盖所述第一绝缘膜和所述电路元件；多个第一过孔，其以贯通所述第一绝缘膜和所述第二绝缘膜的方式设置；第一配线层，其设置在所述第二绝缘膜上。所述多个第一过孔设置在所述第一配线层与所述上面之间，并且分别将所述第一配线层和所述上面电连接。
发明效果
根据本发明的一个实施方式，能够实现缩短发光元件的转印工序且提高了成品率的图像显示装置的制造方法。
根据本发明的一个实施方式，能够实现发光元件的小型化，并且能够实现高清化的图像显示装置。
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性剖视图。
图2是例示第一实施方式的图像显示装置的示意性框图。
图3是例示第一实施方式的图像显示装置的一部分的示意性平面图。
图4A是例示第一实施方式的图像显示装置的制造方法的一部分的示意性剖视图。
图4B是例示第一实施方式的图像显示装置的制造方法的一部分的示意性剖视图。
图5A是例示第一实施方式的图像显示装置的制造方法的一部分的示意性剖视图。
图5B是例示第一实施方式的图像显示装置的制造方法的一部分的示意性剖视图。
图6A是例示第一实施方式的图像显示装置的制造方法的一部分的示意性剖视图。
图6B是例示第一实施方式的图像显示装置的制造方法的一部分的示意性剖视图。
图7A是例示第一实施方式的图像显示装置的制造方法的一部分的示意性剖视图。
图7B是例示第一实施方式的图像显示装置的制造方法的一部分的示意性剖视图。
图7C是例示第一实施方式的图像显示装置的制造方法的一部分的示意性剖视图。
图7D是例示第一实施方式的图像显示装置的制造方法的一部分的示意性剖视图。
图8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一部分的示意性剖视图。
图9是例示第一实施方式的图像显示装置的示意性立体图。
图10是例示第一实施方式的变形例的图像显示装置的示意性立体图。
图11是例示第二实施方式的图像显示装置的一部分的示意性剖视图。
图12是例示第二实施方式的图像显示装置的示意性框图。
图13A是例示第二实施方式的图像显示装置的制造方法的一部分的示意性剖视图。
图13B是例示第二实施方式的图像显示装置的制造方法的一部分的示意性剖视图。
图14A是例示第二实施方式的图像显示装置的制造方法的一部分的示意性剖视图。
图14B是例示第二实施方式的图像显示装置的制造方法的一部分的示意性剖视图。
图15A是例示第二实施方式的图像显示装置的制造方法的一部分的示意性剖视图。
图15B是例示第二实施方式的图像显示装置的制造方法的一部分的示意性剖视图。
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性剖视图。
图17A是例示第三实施方式的图像显示装置的制造方法的一部分的示意性剖视图。
图17B是例示第三实施方式的图像显示装置的制造方法的一部分的示意性剖视图。
图18A是例示第三实施方式的图像显示装置的制造方法的一部分的示意性剖视图。
图18B是例示第三实施方式的图像显示装置的制造方法的一部分的示意性剖视图。
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性剖视图。
图20A是例示第四实施方式的图像显示装置的制造方法的一部分的示意性剖视图。
图20B是例示第四实施方式的图像显示装置的制造方法的一部分的示意性剖视图。
图21A是例示第四实施方式的图像显示装置的制造方法的一部分的示意性剖视图。
图21B是例示第四实施方式的图像显示装置的制造方法的一部分的示意性剖视图。
图22A是例示第四实施方式的图像显示装置的制造方法的一部分的示意性剖视图。
图22B是例示第四实施方式的图像显示装置的制造方法的一部分的示意性剖视图。
图23是例示第五实施方式的图像显示装置的一部分的示意性剖视图。
图24A是例示第五实施方式的图像显示装置的制造方法的一部分的示意性剖视图。
图24B是例示第五实施方式的图像显示装置的制造方法的一部分的示意性剖视图。
图25A是例示第五实施方式的图像显示装置的制造方法的一部分的示意性剖视图。
图25B是例示第五实施方式的图像显示装置的制造方法的一部分的示意性剖视图。
图26是例示第六实施方式的图像显示装置的一部分的示意性剖视图。
图27是例示第六实施方式的图像显示装置的一部分的示意性剖视图。
图28是例示第七实施方式的图像显示装置的一部分的示意性剖视图。
图29是例示第七实施方式的图像显示装置的一部分的示意性剖视图。
图30是例示第八实施方式的图像显示装置的框图。
图31是例示第八实施方式的变形例的图像显示装置的框图。
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。
需要说明的是，附图是示意性或概念的，各部分的厚度与宽度的关系、部分间的大小的比例等未必与现实相同。并且，即使在表示相同部分的情况下，也存在附图以尺寸、比例相互不同的方式表示的情况。
需要说明的是，在本申请说明书和各附图中，对于与已经出现的附图中说明过的要素同样的要素，标注相同的附图标记而适当省略详细的说明。
(第一实施方式)
图1是例示本实施方式的图像显示装置的一部分的示意性剖视图。
在图1中示意性表示的是本实施方式的图像显示装置的子像素20的结构。
以下，使用XYZ的三维坐标系来说明。如后述图9和图10所示，发光元件150呈二维平面状排列。发光元件150针对每个子像素20设置。将排列有子像素20的二维平面设为XY平面。子像素20沿着X轴方向和Y轴方向排列。
图1表示的是后述图3的AA’线处的向视剖面，是将与XY平面垂直的多个平面处的剖面在一个平面上相连的剖视图。在其他的图中，也如图1那样，在与XY平面垂直的多个平面处的剖视图中，X轴和Y轴未图示，表示的是与XY平面垂直的Z轴。也就是说，在这些图中，与Z轴垂直的平面为XY平面。
以下，将Z轴的正向称为“上”“上方”，将Z轴的负向称为“下”“下方”，但沿着Z轴的方向未必限定于重力作用的方向。存在将沿着Z轴的方向的长度称为高度的情况。
子像素20具有与XY平面大致平行的发光面151S。发光面151S是主要朝向与XY平面正交的Z轴的负向放射光的面。在本实施方式、其变形例、后述所有实施方式以及它们的变形例中，发光面主要朝向Z轴的负向放射光。
如图1所示，图像显示装置的子像素20包含基板(光透过性部件)102、石墨烯层140、发光元件150、第一层间绝缘膜(第一绝缘膜)156、晶体管(电路元件)103、第二层间绝缘膜(第二绝缘膜)108、过孔(第一过孔)161a以及第一配线层110。在本实施方式中，子像素20还包含滤色器180。
基板102具有两个面102a,102b，面102b是面102a的相反侧的面，任一面102a,102b都是与XY平面大致平行的面。发光元件150设置在一面(第一面)102a上。滤色器180设置在另一面102b上。基板102是透光性基板，例如是玻璃基板。
在本实施方式中，在基板102与发光元件150之间设有石墨烯层140。石墨烯层140设置在基板102的一面102a上，发光元件150设置在石墨烯层140上。如与后述图4A～图6B关联地说明的那样，石墨烯层140在发光元件150的形成工序中使用。由于石墨烯层140的厚度足够薄，因而使光透过。
发光元件150经由石墨烯层140和基板102设置在滤色器180上。滤色器180上的发光元件150的面是发光面151S。
发光元件被在所述第一层间绝缘膜156上设置的晶体管103驱动。晶体管103例如是薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)。
以下，对子像素20的结构详细地进行说明。
滤色器180包含遮光部181和颜色转换部182。颜色转换部182在发光元件150的发光面151S的正下方根据发光面151S的形状而设置。在滤色器180中，颜色转换部182以外的部分为遮光部181。遮光部181是所谓的黑矩阵，能够降低由从相邻的颜色转换部182发出的光的混色等引起的渗色，显示更锐利的图像。
颜色转换部182为一层或两层以上。在图1中表示的是颜色转换部182为两层的情况。颜色转换部182是一层还是两层由子像素20发出的光的颜色、即波长决定。在子像素20的发光色是红色的情况下，优选的是，颜色转换部182为颜色转换层183和使红色的光通过的滤光层184这两层。在子像素20的发光色是绿色的情况下，优选的是，颜色转换部182为颜色转换层183和使绿色的光通过的滤光层184这两层。在子像素20的发光色是蓝色的情况下，优选为一层。
在颜色转换部182为两层的情况下，一层是颜色转换层183，另一层是滤光层184。颜色转换层183层叠在滤光层184上、颜色转换层183设置在与滤光层184相比接近发光元件150的位置。
颜色转换层183将发光元件150发出的光的波长转换为所期望的波长。在发出红色光的子像素20的情况下，将发光元件150的波长即467nm±30nm的光转换为例如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的波长即467nm±30nm的光转换为例如532nm±20nm左右的波长的光。
滤光层184将不被颜色转换层183进行颜色转换而残留的蓝色发光的波长成分截断。
在子像素20发出的光的颜色是蓝色的情况下，可以经由颜色转换层183，也可以不经由颜色转换层183直接输出。在发光元件150发出的光的波长是467nm±30nm左右的情况下，可以不经由颜色转换层183地输出光。在使发光元件150发出的光的波长为410nm±30nm的情况下，为了将输出的光的波长转换为467nm±30nm左右，优选设置颜色转换层183。
即使在蓝色的子像素20的情况下，子像素20也可以具有滤光层184。通过在蓝色的子像素20设置蓝色的光透过的滤光层184，在发光元件150的表面产生的蓝色的光以外的微小的外光反射受到抑制。
基板102设置在滤色器180上。石墨烯层140设置在基板102的一面102a上。
石墨烯层140包含多个石墨烯片140a。石墨烯片140a针对每个发光元件150设置。石墨烯片140a的XY平面图中的外周与发光元件150的XY平面图中的外周大致一致。
发光元件150包含在石墨烯片(包含石墨烯的层)上设置的发光面151S。发光元件150包含在发光面151S的相反侧设置的上面153U。在该例子中，发光面151S和上面153U的XY平面图中的外周形状是方形或长方形，发光元件150是在面102a上具有发光面151S的棱柱状的元件。棱柱的剖面也可以是五边形以上的多边形。发光元件150不限于棱柱状的元件，也可以是圆柱状的元件。
发光元件150包含n型半导体层151、发光层152和p型半导体层153。n型半导体层151、发光层152和p型半导体层153从发光面151S朝向上面153U依次层叠。n型半导体层151即发光面151S与石墨烯片140a接触地设置。发光元件150隔着发光面151S、石墨烯片140a、基板102以及滤色器180主要向Z轴的负向放射光。
n型半导体层151包含连接部151a。连接部151a以在基板102的一方的面102a上从n型半导体层151向一个方向突出的方式设置。连接部151a的从面102a起的高度与n型半导体层151的从面102a起的高度相同，或者比n型半导体层151的面102a起的高度低。连接部151a是n型半导体层151的一部分，n型半导体层151经由连接部151a而与过孔161k电连接。
在发光元件150是棱柱状的形状的情况下，发光元件150的XY平面图的形状例如是大致正方形或长方形。在发光元件150的XY平面图的形状是包含方形的多边形的情况下，发光元件150的角部也可以圆润。在发光元件150的XY平面图的形状是圆柱状的形状的情况下，发光元件150的XY平面图的形状不限于圆形，也可以是例如椭圆形。通过合适地选定平面图中的发光元件的形状、配置等，配线布局等的自由度得以提高。
对于发光元件150，例如优选使用包含InXAlYGa1-X-YN(0≤X，0≤Y，X+Y＜1)等的发光层的氮化镓系化合物半导体。以下，将上述氮化镓系化合物半导体简称作氮化镓(GaN)。本发明一个实施方式中的发光元件150是所谓的发光二极管。发光元件150发出的光的波长是近紫外域至可见光域的范围的波长即可，例如为467nm±30nm左右。发光元件150发出的光的波长也可以为410nm±30nm左右的蓝紫发光。发光元件150发出的光的波长不限于上述值，能够为合适的值。
第一层间绝缘膜(第一绝缘膜)156覆盖面102a、包含石墨烯片140a的石墨烯层140以及发光元件150。第一层间绝缘膜156与相邻配置的发光元件150彼此电分离。第一层间绝缘膜156将发光元件150从晶体管103等电路元件电分离。第一层间绝缘膜156提供用于形成包含晶体管103等电路元件在内的电路101的平坦面。第一层间绝缘膜156通过覆盖发光元件150来保护发光元件150免受形成晶体管103等的情况下的热应力。
第一层间绝缘膜156优选通过有机绝缘材料形成。在第一层间绝缘膜156中使用的有机绝缘材料具有光反射性，优选为白色树脂。通过使第一层间绝缘膜156为白色树脂，能够将发光元件150的横向的出射光引起的返回光反射。发光元件150射出的返回光也会在发光元件150与石墨烯片140a的界面、发光元件150与基板102的交界等产生，因此这些返回光也能够反射。这样，通过使第一层间绝缘膜156为白色树脂，发光元件150的发光效率实质上提高。另外，由于第一层间绝缘膜156具有光反射性，所以能够获得将向发光元件150的上方的散射光等反射，抑制光到达晶体管103而防止晶体管103的误动作的效果。
白色树脂通过使具有米氏(Mie)散射效应的散射性微粒分散于SOG(Spin OnGlass：旋涂玻璃)等硅系树脂、酚醛清漆型酚醛系树脂等透明树脂而形成。散射性微粒为无色或白色，具有发光元件150发出的光的波长的1/10左右至数倍左右的直径。优选使用的散射性微粒具有光的波长的1/2左右的直径。例如，作为这样的散射性微粒，能够举出TiO2、Al2O3、ZnO等。
除了上述之外，白色树脂也能够通过活用分散于透明树脂内的大量微细的空孔等来形成。在将绝缘膜156白色化的情况下，也可以将SiO2膜等重叠于SOG。在该情况下，SiO2膜等例如使用ALD(Atomic-Layer-Deposition：原子层沉积)、CVD而形成。
第一层间绝缘膜156也可以通过黑色树脂形成。通过使第一层间绝缘膜156为黑色树脂，子像素20内的光的散射受到抑制，杂散光更有效地受到抑制。杂散光受到抑制的图像显示装置能够显示更清晰的图像。
遍及第一层间绝缘膜156上地形成TFT下层膜106。TFT下层膜106为了在晶体管103的形成时确保平坦性并且在加热处理时保护晶体管103的TFT沟道104免受污染等而设置。TFT下层膜106是SiO2等的绝缘膜。
晶体管103形成在TFT下层膜106上。在TFT下层膜106上，除了晶体管103之外，还形成有其他晶体管、电容器等电路元件，利用配线等构成了电路101。例如，在后述的图2中，晶体管103对应于驱动晶体管26。除此之外，在图2中，选择晶体管24、电容器28等是电路元件。电路101包含TFT沟道104、绝缘层105、绝缘膜108、过孔111s,111d以及第一配线层110。
在该例子中，晶体管103是p沟道的TFT。晶体管103包含TFT沟道104和栅极107。TFT沟道104优选通过低温多晶硅(Low Temperature PolySilicon，LTPS)工艺而形成。在LTPS工艺中，TFT沟道104通过将在TFT下层膜106上形成的非晶Si的区域多晶化且活性化而形成。例如，对于非晶Si的区域的多晶化、活性化，使用基于激光的激光退火。通过LTPS工艺而形成的TFT具有充分高的移动度。
TFT沟道104包含区域104s、区域104i、区域104d。区域104s、区域104i、区域104d均设置在TFT下层膜106上。区域104i设置在区域104s与区域104d之间。区域104s、区域104d掺杂含有硼(B)或氟化硼(BF)等杂质而活性化，作为p型半导体区域发挥作用。区域104s,104d与过孔111s,111d分别欧姆连接。
栅极107隔着绝缘层105而设置在TFT沟道104上。绝缘层105为了将TFT沟道104和栅极107绝缘并且从相邻的其他电路元件绝缘而设置。如果比区域104s低的电位向栅极107施加，则在区域104i形成沟道，从而能够控制在区域104s、区域104d之间流动的电流。
绝缘层105例如是SiO2。绝缘层105也可以是包含SiO2、Si3N4等的多层的绝缘层。
栅极107可以由例如多晶Si形成，也可以由W、Mo等高熔点金属形成。栅极107在由多晶Si膜形成的情况下，通过例如CVD等而形成。
第二层间绝缘膜108设置在栅极107和绝缘层105上。第二层间绝缘膜108例如以与第一层间绝缘膜156相同的材料形成。也就是说，第二层间绝缘膜108通过白色树脂、SiO2等无机膜等形成。第二层间绝缘膜108作为用于形成第一配线层110的平坦化膜发挥作用。
过孔111s,111d以贯通第二层间绝缘膜108和绝缘层105的方式设置。第一配线层110形成在第二层间绝缘膜108上。第一配线层110能够包含电位不同的多条配线。在该例子中，配线层110包含配线110s、配线110d、配线110k。这些配线110s、配线110d、配线110k分离地形成。
配线110s的一部分设置在区域104s的上方。配线110s的其他部分例如与后述图2所示的电源线3连接。配线110d的一部分设置在区域104d的上方。配线110d的其他部分设置在上面153U的上方。配线110k的一部分设置在连接部151a的上方。配线110k的其他部分例如与后述图2的电路所示的接地线4连接。
在图1之后的剖视图中，只要没有特别地排除，表示配线层的附图标记在构成该配线层的一条配线的侧方表示。在图1的例子中，第一配线层110的附图标记在配线110s的侧方表示。
过孔111s设置在配线110s与区域104s之间，将配线110s和区域104s电连接。过孔111d设置在配线110d与区域104d之间，将配线110d和区域104d电连接。
配线110s经由过孔111s而与区域104s连接。区域104s是晶体管103的源极区域。因此，晶体管103的源极区域经由过孔111s和配线110s而与例如后述图2的电路所示的电源线3电连接。
配线110d经由过孔111d而与区域104d电连接。区域104d是晶体管103的漏极区域。
过孔(第一过孔)161a以贯通第二层间绝缘膜108、绝缘层105、TFT下层膜106以及第一层间绝缘膜156而到上面153U的方式设置。过孔161a设置在配线(第一配线)110d与上面153U之间，将配线110d和p型半导体层153电连接。因此,p型半导体层153经由过孔161a、配线110d以及过孔111d与晶体管103的漏极区域电连接。
过孔(第二过孔)161k以贯通第二层间绝缘膜108、绝缘层105、TFT下层膜106以及第一层间绝缘膜156而到达连接部151a的方式设置。过孔161k设置在配线(第二配线)110k与连接部151a之间、将配线110k和连接部151a电连接。因此，n型半导体层151经由连接部151a、过孔161k以及配线110k而与例如图2的电路的接地线4电连接。
第一配线层110以及过孔111s,111d,161a,161k由例如Al、Al的合金、Al与Ti等的层叠膜等形成。例如，在Al与Ti的层叠膜中，在Ti的薄膜上层叠有Al，进一步在Al上层叠有Ti。
为了相对于外部的环境进行保护，也可以遍及第二层间绝缘膜108和配线层110上地设置保护层。
图2是例示本实施方式的图像显示装置的示意性框图。
如图2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。
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的排列而呈格子状配置。电源线3和接地线4与各子像素20电连接，从连接于电源端子3a与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分别设置于电源线3和接地线4的端部，与在显示区域2的外部设置的直流电源电路连接。电源端子3a以GND端子4a为基准而被供给正的电压。
图像显示装置1还具有扫描线6和信号线8。扫描线6在与X轴平行的方向上配设。也就是说，扫描线6沿着子像素20的行方向的排列而布设。信号线8在与Y轴平行的方向上布设。也就是说，信号线8沿着子像素20的列方向的排列而布设。
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与各列的子像素20经由扫描线6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的外缘的X轴方向设置。信号电压输出电路7与各行的子像素20经由信号线8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以及电容器28。在图2和后述图3中，选择晶体管24显示为T1，驱动晶体管26显示为T2，电容器28显示为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p沟道的TFT，在驱动晶体管26的漏电极连接有发光元件22的阳电极。驱动晶体管26和选择晶体管24的主电极是漏电极和源电极。发光元件22的阳电极与p型半导体层连接。发光元件22的阴电极与n型半导体层连接。发光元件22和驱动晶体管26的串联电路连接于电源线3与接地线4之间。驱动晶体管26对应于图1中的晶体管103，发光元件22对应于图1中的发光元件150。向发光元件22流动的电流由向驱动晶体管26的栅极-源极间施加的电压决定，发光元件22以与向发光元件22流动的电流相应的辉度发光。
选择晶体管24经由主电极而连接于驱动晶体管26的栅电极与信号线8之间。选择晶体管24的栅电极与扫描线6连接。在驱动晶体管26的栅电极与电源线3之间连接有电容器28。
行选择电路5从m行的子像素20的排列选择一行而向扫描线6供给选择信号。信号电压输出电路7向被选择的行的各子像素20供给具有所需的模拟电压值的信号电压。在所选择的行的子像素20的驱动晶体管26的栅极-源极间施加有信号电压。信号电压由电容器28保持。驱动晶体管26使与信号电压相应的电流向发光元件22流动。发光元件22以与流动的电流相应的辉度发光。
行选择电路5将所选择的行依次切换而供给选择信号。也就是说，行选择电路5对排列有子像素20的行进行扫描。在依次扫描的子像素20的发光元件22流动与信号电压相应的电流而发光。子像素20的辉度由在发光元件22中流动的电流决定。子像素20以基于所决定的辉度的灰度发光，在显示区域2显示图像。
图3是例示本实施方式的图像显示装置的一部分的示意性平面图。
在图3中，AA'线表示图1等剖视图中的剖切线。
在本实施方式中，发光元件150和驱动用的晶体管103经由第一层间绝缘膜156而在Z轴方向上层叠。发光元件150在图2中对应于发光元件22。驱动用的晶体管103在图2中对应于驱动晶体管26，也被记为T2。
如图3所示，发光元件150的阳电极由连接部151a提供。连接部151a设置于比晶体管103、第一配线层110靠下的层。连接部151a经由过孔161k而与配线160k电连接。更具体而言，过孔161k的一端与连接部151a连接。过孔161k的另一端经由接触孔161k1而与配线160k连接。配线160k与配线101k连接。
发光元件150的阳电极由图1所示的p型半导体层153提供。p型半导体层153的上面153U经由过孔161a与配线110d连接。更具体而言，过孔161a的一端与上面153U连接、过孔161a的另一端经由接触孔161a1与配线110d连接。
配线110d的另一端经由图1所示的过孔111d而连接于晶体管103的漏电极。晶体管103的漏电极是图1所示的区域104d。晶体管103的源电极经由图1所示的过孔111s而连接于配线110s。晶体管103的源电极是图1所示的区域104s。在该例子中，配线层110包含电源线3，配线110s连接于电源线3。
在该例子中，接地线4与第一配线层110相比设置在更上层。在图1中虽未图示、在第一配线层110上进一步设有层间绝缘膜。接地线4设置在最上层的层间绝缘膜上，从电源线3绝缘。
这样，发光元件150通过使用过孔161a,161k、能够与在发光元件150更上层设置的第一配线层110电连接。
对本实施方式的图像显示装置的制造方法进行说明。
图4A至图6B是例示本实施方式的图像显示装置的制造方法的一部分的示意性剖视图。
如图4A所示，在本实施方式的图像显示装置的制造方法中，准备基板102。基板102是透光性基板，例如是1500mm×1800mm左右的大致长方形的玻璃基板。石墨烯层(石墨烯的层)1140形成在基板的一面(第一面)102a上。石墨烯层1140是包含石墨烯的层，优选单层的石墨烯的层层叠数层至十层左右而形成。被裁剪成适当的大小和形状的石墨烯层1140配置于面102a的规定的位置，通过面102a的平坦性而吸附于基板102。石墨烯层1140例如可以通过粘接剂等粘接在面102a上。
被裁剪的石墨烯层1140在XY平面图中的外周根据后述图4B所示的半导体层1150在XY平面图中的外周来确定。石墨烯层1140的XY平面图中的外周和半导体层1150的XY平面图中的外周以充分包含后述图5A的发光元件150的XY平面图中的外周的方式设定。即，在XY平面图中，发光元件150的外周配置在石墨烯层1140的外周以内和半导体层1150的外周以内。
如图4B所示，半导体层1150形成在石墨烯层1140上。半导体层1150从石墨烯层1140侧朝向Z轴的正向依次形成n型半导体层1151、发光层1152以及p型半导体层1153。半导体层1150例如包含GaN，更详细而言，包含InXAlYGa1-X-YN(0≤X、0≤Y、X+Y＜1)等。在半导体层1150的生长初期容易产生由晶格的不匹配引起的晶体缺陷，以GaN为主成分的晶体通常显示n型半导体特性。因此，通过从n型半导体层1151在石墨烯层1140上生长，能够使成品率提高。
在半导体层1150的形成中，使用蒸镀、离子束沉积、分子束外延(Molecular BeamEpitaxy，MBE)、溅射等物理气相生长法，优选使用低温溅射法。在低温溅射法中，在成膜时，如果利用光、等离子体进行辅助，则能够成为更低的温度，因此优选。在基于MOCVD的外延生长中，存在超过1000℃的情况。与此相对，在低温溅射法中，已知能够以400℃左右至700℃左右的低温使包含发光层的GaN的晶体在石墨烯层1140上外延生长(参照非专利文献1、2等)。这样的低温溅射法与在玻璃基板上形成半导体层1150相匹配。
通过使用合适的成膜技术在石墨烯层1140上使GaN的半导体层1150生长，在石墨烯层1140上形成包含发光层1152的被单晶化的半导体层1150。半导体层1150形成于图4B的双点划线所示的区域内。
在半导体层1150的生长过程中，有时在不存在石墨烯层1140的面102a上堆积包含生长晶种的材料即Ga等的非晶体状态的堆积物1162。在该例子中，堆积物1162从面102a朝向Z轴的正向按照堆积物1162a,1162b,1162c的顺序层叠。虽然表示的是堆积物1162a在n型半导体层1151的形成时堆积、堆积物1162b在发光层1152的形成时堆积、堆积物1162c在p型半导体层1153的形成时堆积，但不限于此。
半导体层1150不限于直接形成在石墨烯层1140上的情况，也可以形成于在石墨烯层1140上形成的缓冲层上。通过设置缓冲层，存在能够促进GaN的晶体生长的情况。缓冲层只要是能够以不影响光的透过性的方式形成得足够薄、促进GaN的结晶生长的材料，则无论种类如何，可以是绝缘材料，也可以是金属材料等。
如图5A所示，图5B所示的半导体层1150通过蚀刻而加工成所期望的形状，形成发光元件150。
在发光元件150的形成工序中，形成连接部151a，然后，通过进一步蚀刻而形成其他部分。由此，能够形成具有从n型半导体层151在面102a上向一个方向突出的连接部151a的发光元件150。在发光元件150的形成中，使用例如干法蚀刻工艺，优选使用各向异性等离子体蚀刻(Reactive Ion Etching，RIE)。
图4B所示的石墨烯层1140在发光元件150的形成时被过度蚀刻而成形为石墨烯片140a。在该例子中，XY平面图中的石墨烯片140a的外周形成为与发光元件150的发光面151S的外周大致一致。
第一层间绝缘膜(第一绝缘膜)156以覆盖面102a、石墨烯片140a以及发光元件的方式形成。
如图5B所示，TFT下层膜106通过例如CVD等形成在第一层间绝缘膜156上。在所形成的TFT下层膜106上形成Si层1104。Si层1104在成膜时是非晶Si的层，在成膜后，通过将例如准分子激光脉冲多次扫描而形成多晶化的Si层1104。
如图6A所示，图7B所示的多晶化的Si层1104被加工成岛状，形成TFT沟道104。以覆盖TFT下层膜106和TFT沟道104的方式形成绝缘层105。绝缘层105作为栅极绝缘膜发挥作用。在TFT沟道104上隔着绝缘层105而形成栅极107。通过对栅极107选择性地掺杂B等杂质且热活性化，形成晶体管(电路元件)103。区域104s、区域104d为p型的活性区域，分别作为晶体管103的源极区域、漏极区域发挥作用。区域104i为n型的活性区域，作为沟道发挥作用。
在使用了LTPS工艺的情况下，以这种方式在TFT下层膜106上的所期望的位置形成晶体管103。
如图6B所示，第二层间绝缘膜(第二绝缘膜)108以覆盖绝缘层105和栅极107的方式设置。在第二层间绝缘膜108的形成中，根据第二层间绝缘膜108的材质而应用合适的制法。例如，在第二层间绝缘膜108由SiO2形成的情况下，使用ALD、CVD等技术。
第二绝缘膜108的平坦度可以是能够形成第一配线层110的程度，也可以不进行平坦化工序。在不对第二绝缘膜108实施平坦化工序的情况下，能够削减工序数。例如，在发光元件150的周围存在第二层间绝缘膜108的厚度变薄的部位的情况下，能够使用于形成过孔161a,161k的过孔的深度变浅，因而能够确保充足的开口径。因此，容易确保由过孔实现的电连接，能够抑制由于电气特性不良造成的成品率降低。
以贯通第二层间绝缘膜108、绝缘层105、TFT下层膜106以及第一层间绝缘膜156的方式形成过孔161a,161k。过孔(第一过孔)161a通过向以到达上面153U的方式形成的过孔填充导电材料而形成，与上面153U电连接。过孔(第二过孔)161k通过向以到达连接部151a的方式形成的过孔填充导电材料而形成，与连接部151a电连接。
以贯通第二绝缘膜108和绝缘层105的方式形成过孔111s,111d。过孔111s以到达区域104s的方式形成。过孔111d以到达区域104d的方式形成。对于用于形成过孔161a,161k,111s,111d的过孔形成来说，使用例如RIE等。
包含配线110k,110d,110s的配线层110形成在第二层间绝缘膜108上。配线110k与过孔161k的一端连接。配线110d与过孔161a的一端和过孔111d的一端连接。配线110s与过孔111s的一端连接。在配线层110的形成中，配线110k,110d,110s可以与过孔161a,161k,111d,111s的形成同时形成。
如图9A所示，在第二层间绝缘膜108和配线层110上形成粘接层1170，在粘接层1170上粘接有加强基板1180。加强基板1180为了对将图8B所示的基板102除去后的构造物维持之后的工序中的处理、移动等中的充分的强度而设置。
然后，为了相对于外部的环境进行保护，也可以形成覆盖第二层间绝缘膜108和第一配线层110的保护膜。
对图1所示的滤色器180的形成工序进行说明。
图7A至图7D是例示本实施方式的图像显示装置的制造方法的一部分的示意性剖视图。
在图7A至图7D中表示的是以喷墨方式形成滤色器的方法。
如图7A所示，准备构造体1192。滤色器形成在基板102的露出的面(第二面)102b上。构造体1192除了基板102和发光元件150之外，还包含图6B所示的石墨烯片140a、第一层间绝缘膜156、TFT下层膜106、TFT沟道、绝缘层105、栅极107、过孔111s,111d,161d,161k以及第一配线层110等。
如图7B所示，在面102b上的不包含发光面151s的区域形成遮光部181。遮光部181使用例如丝网印刷、光刻技术等而形成。
如图7C所示，从喷墨嘴喷出与发光色相应的荧光体，形成颜色转换层183。荧光体将面102b上未形成遮光部181的区域着色。荧光体使用例如使用了一般的荧光体材料、钙钛矿荧光体材料、量子点荧光体材料的荧光涂料。在使用了钙钛矿荧光体材料、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。在利用喷墨嘴进行描绘然后，以合适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，在不形成颜色转换部的情况下，不形成颜色转换层183。并且，对于蓝色发光的子像素，在形成蓝色的颜色转换层时颜色转换部可以是一层的情况下，优选的是，蓝色荧光体的涂膜的厚度为在颜色转换层183上层叠了滤光层184的厚度，与遮光部181的厚度为相同程度。
如图7D所示，从喷墨嘴喷出用于滤光层184的涂料。涂料重叠于荧光体的涂膜地涂布。荧光体和涂料的涂膜的总厚度与遮光部181的厚度为相同程度。以这种方式形成滤色器180。
对代替喷墨方式的滤色器形成工序，形成膜形式的滤色器180a的工序进行说明。
图18是例示本实施方式的图像显示装置的制造方法的变形例的一部分的示意性剖视图。
在图18中，箭头之上的图是构造体1192。构造体1192除了基板102和发光元件150之外包含图6B所示的石墨烯片140a、第一层间绝缘膜156、TFT下层膜106、TFT沟道、绝缘层105、栅极107、过孔111s,111d,161a,161k以及第一配线层110等。箭头之下的图表示的是玻璃基板186、粘接于玻璃基板186的滤色器180a以及将滤色器180a向构造体1192粘接的透明薄膜粘接层189。箭头表示将滤色器180a与玻璃基板186和透明薄膜粘接层189一起向构造体1192粘贴的状况。
在图18中，为了避免图示的繁杂，对于构造体1192的一部分的构成要素，省略其附图标记、包含该附图标记的构成要素自身的图示。省略了图示的构造体1192内的构成要素是图6B所示的包含晶体管103的电路101和过孔161a,161k。
如图18所示，滤色器(波长转换部件)180a包含遮光部181a、颜色转换层183R,183G,183B以及滤光层184a。遮光部181a具有与喷墨方式的情况同样的功能。颜色转换层183R,183G,183B以与喷墨方式的情况下同样的功能和同样的材料形成。滤光层184a也具有与喷墨方式的情况同样的功能。
滤色器180a在一个面粘接于构造体1192。滤色器180a的另一个面粘接于玻璃基板186。在滤色器180a的一个面设有透明薄膜粘接层189，经由透明薄膜粘接层189而粘接于构造体1192的露出的面(第二面)102b。
在该例子中，滤色器180a按照红色、绿色、蓝色的顺序向X轴的正向排列有颜色转换部。对于红色的颜色转换部，在透明薄膜粘接层189侧的层设有红色的颜色转换层183R。对于绿色的颜色转换部，在透明薄膜粘接层189侧的层设有绿色的颜色转换层183G。对于红色的颜色转换部和绿色的颜色转换部，在玻璃基板186侧的层分别设置有滤光层184a。对于蓝色的颜色转换部，在该例子中，从玻璃基板186侧到透明薄膜粘接层189侧设有单层的颜色转换层183B。不限于此，也可以与其他颜色的情况同样地在玻璃基板186侧设有滤光层184a。对于滤光层184的频率特性来说，可以是针对颜色转换部的所有颜色为同一特性，也可以针对颜色转换部的每个颜色为不同的特性。在各颜色转换部之间设有遮光部181a。
如图18的箭头所示，将各色的颜色转换层183R,183G,183B的位置向发光元件150的位置对准，经由透明薄膜粘接层189而向构造体1192粘贴滤色器180a。
这样，在包含发光元件150和电路101在内的构造体1192形成滤色器180,180a，形成子像素。对于滤色器，选择喷墨方式、膜方式以及其他能够同等地形成滤色器的方式中的合适的方式。通过利用喷墨方式形成滤色器180，能够省略膜的粘贴工序等，能够以更低的成本实现图2所示的图像显示装置1的制造。
不管是以喷墨方式形成的滤色器180，还是膜型的滤色器180a，为使颜色转换效率提高，均优选颜色转换层183尽量厚。另一方面，如果颜色转换层183过厚，则颜色转换后的光的出射光近似于朗伯，而不被颜色转换的蓝色光被遮光部181,181a限制射出角。因而，会产生在显示图像的显示色中产生视角依存性这一问题。为使设置颜色转换层183的子像素的光的配光与不被颜色转换的蓝色光的配光一致，颜色转换层183的厚度优选为遮光部181,181a的开口尺寸的一半左右。
例如，在250ppi(pitch per inch)左右的高清的图像显示装置的情况下，子像素20的间距成为30μm左右，因此颜色转换层183的厚度优选为15μm左右。在这里，在颜色转换材料由球状的荧光体颗粒构成的情况下，为了抑制来自发光元件150的漏光，优选层叠成最密构造状。为此，至少颗粒的层需要为三层。因此，构成颜色转换层183的荧光体材料的粒径例如优选为5μm左右以下，更优选的是3μm左右以下。
在形成滤色器180,180a后，图7D等所示的构造体1192与滤色器180,180a一起被切割而形成图像显示装置。需要说明的是、滤色器180,180a的形成工序可以在构造体1192的切割后进行。
图19是例示本实施方式的图像显示装置的示意性立体图。
如图19所示，本实施方式的图像显示装置在滤色器180上设有具有大量发光元件150的发光电路部172。发光电路部172除了发光元件150之外，还包含在图1所示的基板102上形成的石墨烯片140a和第一层间绝缘膜156。在发光电路部172上经由图1所示的TFT下层膜106设有包含晶体管103等的电路101。电路101和发光电路部172经由图1所示的过孔161a,161k电连接。
(变形例)
图10是例示本实施方式的变形例的图像显示装置的示意性立体图。
在上述第一实施方式的图像显示装置中，设置了滤色器180、但也可以如图10所示那样不设置滤色器而成为单色发光的图像显示装置。
对本实施方式的图像显示装置的效果进行说明。
在本实施方式的图像显示装置的制造方法中，通过对在基板102上晶体生长的半导体层1150进行蚀刻来形成发光元件150。然后，将发光元件150利用第一层间绝缘膜156覆盖，制作在第一层间绝缘膜156上包含对发光元件150进行驱动的晶体管103等电路元件在内的电路101。因而，与将单片化的发光元件分别向基板102转印相比，制造工序显著缩短。
在本实施方式的图像显示装置1的制造方法中，通过将在基板102上形成石墨烯层1140而将石墨烯层1140作为用于使半导体层1150晶体生长的晶种。通过将切割成规定形状的石墨烯粘附到基板102的一面102a上，能够容易地形成石墨烯层1140，并且能够实现简单的工序。
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的情况下，子像素的数量超过9900万个。要是将如此大量的发光元件单独形成并向电路基板安装的话，需要庞大的时间。因而，难以将基于微型LED的图像显示装置以现实的成本实现。并且，要是单独安装了大量的发光元件的话，安装时的连接不良等引起的成品率下降，进一步的成本上升不可避免，但在本实施方式的图像显示装置的制造方法中，得到以下这样的效果。
在本实施方式的图像显示装置1的制造方法中，由于在形成于基板102上的石墨烯层1140上将半导体层1150整体成膜后形成发光元件150，所以能够削减发光元件150的转印工序。因而，在本实施方式的图像显示装置1的制造方法中，能够相对于以往的制造方法缩短转印工序的时间、削减工序数。
由于具有均一的晶体构造的半导体层1150在石墨烯层1140上生长，所以通过将石墨烯层1140裁切成适当的形状并粘贴，能够以自对准的方式配置发光元件150。因而，无需在基板102上进行发光元件的对准，发光元件150的小型化容易，适合高清化的显示器。
由于在基板102上通过蚀刻等而直接形成发光元件后，将发光元件150和在发光元件150的上层形成的电路元件通过过孔形成而电连接，所以能够实现均一的连接构造，能够抑制成品率的下降。
在本实施方式中，例如通过第一层间绝缘膜156覆盖如上所述地形成的玻璃基板上的发光元件150，能够在平坦化的面上使用LTPS工艺等形成包含TFT等在内的驱动电路、扫描电路等。LTPS工艺存在能够利用现有的平板显示器的制造工艺、设备这一优点，并且能够减小对下层的发光元件150等的热应力，能够提高成品率。
在本实施方式中，与晶体管103等相比形成在下层的发光元件150通过形成贯通第一层间绝缘膜156、TFT下层膜106、绝缘层105以及第二层间绝缘膜108的过孔而能够与在上层形成的电源线和接地线、驱动用晶体管等电连接。通过使用以这种方式在技术上确立的多层配线技术，能够容易地实现均匀的连接构造，能够使成品率提高。因此，能够抑制发光元件等的连接不良造成的成品率降低。
由石墨烯层1140形成的石墨烯片140a是数原子至数十原子左右的层叠体，因此足够薄，不会影响光的透过性。因此，能够省略将形成有包含石墨烯片140a在内的石墨烯层140的基板102除去的工序。因此，能够以更少的工序形成图像显示装置，能够实现图像显示装置的低成本化。
在形成滤色器180之前，可以追加将基板102除去的工序。在该情况下，能够实现更薄型的图像显示装置。
(第二实施方式)
图11是例示本实施方式的图像显示装置的一部分的示意性剖视图。
如图11所示，在本实施方式的图像显示装置的子像素220中，发光元件250和晶体管203的结构与上述其他实施方式的情况不同。具体而言，在发光元件250的发光面253S由p型半导体层253提供，晶体管203是n沟道的这些点与上述其他实施方式不同，另外，在子像素220包含具有配线230a的第二配线层230，将p型半导体层253和过孔261a利用配线230a连接这一点也与上述其他实施方式的情况不同。对于与其他实施方式的情况相同的构成要素，标注相同的附图标记，适当省略详细的说明。
本实施方式的图像显示装置具备子像素220。子像素220包含基板102、第二配线层230、石墨烯层140、发光元件250、第一层间绝缘膜156、晶体管(电路元件)203、第二层间绝缘膜108、过孔(第一过孔)261k以及第一配线层110。
与上述其他实施方式的情况相同，发光元件250设置在基板102的一面102a上。滤色器180设置于基板102的另一面102b。
第二配线层230设置在面102a上。第二配线层230包含多条配线230a。配线230a针对每个发光元件250设置。包含配线230a的第二配线层230由具有透光性的导电膜形成。导电膜例如由ITO、ZnO等透明导电膜形成，或者由为使光透过而形成得足够薄的金属薄膜形成。
包含多个石墨烯片140a在内的石墨烯层140设置在第二配线层230上。石墨烯片140a设置在配线230a上，发光元件250经由石墨烯片140a与配线230a电连接。
发光元件250包含发光面253S和发光面253S的相反侧的上面251U。发光面253S与石墨烯片140a接触。因此，发光元件250经由发光面253S、石墨烯片140a、配线230a、基板102以及滤色器180向Z轴的负向放射光。
发光元件250包含p型半导体层253、发光层252以及n型半导体层251。p型半导体层253、发光层252以及n型半导体层251从发光面253S朝向上面251U依次层叠。
发光元件250具有与上述其他实施方式的发光元件150同样的XY平面图的形状。根据电路元件的布局等而选定合适的形状。
发光元件250是与上述图1所示的发光元件150同样的发光二极管。
配线230a的外周设定为在XY平面图中，在将发光元件250投影于配线230a时，包含发光元件250的外周。即，发光元件250的外周在XY平面图中配置在配线230a的外周以内。配线230a以在面102a上从发光面253S的正下方向一个方向突出的方式设置。过孔261a的一端连接到配线230a的突出区域。因此，p型半导体层253经由石墨烯片140a、配线230a、过孔261a以及配线210a而与例如后述图12的电路的电源线3电连接。
石墨烯片140a的XY平面图中的外周与上述其他实施方式的情况相同，与发光元件250的XY平面图中的外周大致一致。
晶体管203设置在TFT下层膜106上。晶体管203是n沟道的TFT。晶体管203包含TFT沟道204和栅极107。优选的是，晶体管203与上述其他实施方式同样地通过LTPS工艺等而形成。在本实施方式中，电路101包含TFT沟道204、绝缘层105、第二层间绝缘膜108、过孔111s,111d以及配线层110。
TFT沟道204包含区域204s,204i,204d。区域204s,204i,204d设置在TFT下层膜106上。区域204s,204d被掺杂磷(P)等杂质而被活性化，形成n型半导体区域。区域204s与过孔111s欧姆连接。区域204d与过孔111d欧姆连接。
栅极107隔着绝缘层105而设置在TFT沟道204上。绝缘层105将TFT沟道204和栅极107绝缘。
在晶体管203中，如果比区域204s高的电压施加于栅极107，则在区域204i形成沟道。在区域204s,204d间流动的电流受相对于栅极107的区域204s的电压控制。TFT沟道204、栅极107以与上述其他实施方式的情况下的TFT沟道104、栅极107同样的材料、制法形成。
第一配线层110包含配线110s,110d,210a。配线210a的一部分设置在配线230a的上方。配线210a的其他部分例如与后述图12所示的电源线3连接。
过孔111s,111d以贯通第二层间绝缘膜108的方式设置。过孔111s设置在配线110s与区域204s之间。过孔111s将配线110s和区域204s电连接。过孔111d设置在配线110d与区域204d之间。过孔111d将配线110d和区域204d电连接。过孔111s,111d以与上述其他实施方式的情况同样的材料和制法形成。
过孔(第一过孔)261a以贯通第二层间绝缘膜108、绝缘层105、TFT下层膜106以及第一层间绝缘膜156而到达上面251U的方式设置。过孔261k设置在配线(第三配线)110d与上面251之间，将配线110d和上面251U电连接。因此，n型半导体层251经由过孔261k、配线110d以及过孔111d而与形成晶体管203的漏极的区域204d电连接。
过孔(第二过孔)261a以贯通第二层间绝缘膜108、绝缘层105、TFT下侧膜106以及第一层间绝缘膜156而到达配线230a的方式设置。过孔261a设置在配线(第四配线)210a与配线230a之间，将配线210a和配线230a电连接。因此，p型半导体层253经由配线230a、过孔261a以及配线210a而与例如图12的电路的电源线3电连接。
图12是例示本实施方式的图像显示装置的示意性框图。
如图12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以及信号电压输出电路207。在显示区域2，与上述其他实施方式的情况相同，例如子像素220在XY平面上呈格子状排列。
像素10与上述其他实施方式的情况相同，包含发出不同颜色的光的多个子像素220。子像素220R发出红色的光。子像素220G发出绿色的光。子像素220B发出蓝色的光。通过三种像素220R,220G,220B以所期望的辉度发光，决定一个像素10的发光色和辉度。
一个像素10包含三个子像素220R,220G,220B，子像素220R,220G,220B例如如该例子这样在X轴上排列成直线状。各像素10可以是相同颜色的子像素排列于相同的列，也可以如该例子这样在每个列排列有不同颜色的子像素。
子像素220包含发光元件222、选择晶体管224、驱动晶体管226以及电容器228。在图12中，存在选择晶体管224显示为T1，驱动晶体管226显示为T2，电容器228显示为Cm的情况。
在本实施方式中，发光元件222设置在电源线3侧，与发光元件222串联连接的驱动晶体管226设置在接地线4侧。也就是说，驱动晶体管226连接于比发光元件222靠低电位侧处。驱动晶体管226是n沟道的晶体管。
在驱动晶体管226的栅电极与信号线208之间连接有选择晶体管224。电容器228连接于驱动晶体管226的栅电极与电源线3之间。
行选择电路205和信号电压输出电路207为了驱动n沟道的晶体管即驱动晶体管226，将与上述其他实施方式不同极性的信号电压向信号线208供给。
在本实施方式中，由于驱动晶体管226的极性是n沟道，所以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向被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。被选择的行的子像素220的驱动晶体管226使与信号电压相应的电流向发光元件222流动。发光元件222以与流动的电流相应的辉度发光。
对本实施方式的制造方法进行说明。
图13A至图15B是例示本实施方式的图像显示装置的制造方法的一部分的示意性剖视图。
如图13A所示，准备基板102。基板102与上述其他实施方式的情况同为玻璃基板等透光性基板。在所准备的基板102的一面102a形成透光性导电膜1130。石墨烯层1140形成在透光导电膜1130上。
如图13B所示，遍及石墨烯层1140上地形成半导体层1150。半导体层1150从石墨烯层1140侧朝向Z轴的正向按照p型半导体层1153、发光层1152以及n型半导体层1151的顺序形成。半导体层1150如图13B的双点划线内那样遍及石墨烯层1140地形成。与上述其他实施方式的情况相同，存在在不存在石墨烯层1140的面102a上堆积包含生长晶种的材料即Ga等的非晶体状态的堆积物1162的情况。在该例子中，堆积物1162从面102a朝向Z轴的正向按照堆积物1162d,1162e,1162f的顺序层叠。虽然表示的是堆积物1162d在p型半导体层1153的形成时堆积、堆积物1162e在发光层1152的形成时堆积、堆积物1162f在n型半导体层1151的形成时堆积，但不限于此。
如图14A所示，图13B所示的透光性导电膜1130通过蚀刻进行加工，形成包含配线230a的第二配线层230。
图13B所示的半导体层1150通过蚀刻进行加工，在配线230a上形成发光元件250。图13B所示的石墨烯层1140在形成发光元件250时被过蚀刻而成形为石墨烯片140a。
第一层间绝缘膜156形成为将面102a、包含配线230a在内的第二配线层230、包含石墨烯片140a在内的石墨烯层140以及发光元件250覆盖。
如图14B所示，在第一层间绝缘膜156上形成有TFT下层膜106，Si层1104形成在TFT下层膜106上且被多结晶化。
如图15A所示，Si层1104如图14B所示地多晶化的Si层1104被加工成岛状，形成有TFT沟道204。以覆盖TFT下层膜106和TFT沟道204的方式形成绝缘层105。绝缘层105作为栅极绝缘膜发挥作用。在TFT沟道204上隔着绝缘层105而形成栅极107。通过对栅极107选择性地掺杂B等杂质且热活性化，形成晶体管203。区域204s,204d为n型的活性区域，分别作为晶体管203的源极区域、漏极区域发挥作用。区域204i为p型的活性区域，作为沟道发挥作用。
如图115B所示，以覆盖绝缘层105和晶体管203的方式形成第二层间绝缘膜108。形成贯通第二层间绝缘膜108和绝缘层105的过孔111s,111d。通过导电材料对以贯通第二层间绝缘膜108、绝缘层105、TFT下层膜106以及第一层间绝缘膜156而到达上面251U的方式形成的过孔进行填充而形成过孔(第一过孔)261k。过孔261k与上面251U电连接。通过导电材料对以贯通第二层间绝缘膜108、绝缘层105、TFT下层膜106以及第一层间绝缘膜156而到达配线230a的方式形成的过孔而形成过孔(第一过孔)261a。过孔261a与配线230a电连接。配线110s与过孔111s连接。配线层110d与过孔111d和过孔261k连接。配线210a与过孔261a连接。第一配线层110的形成和与过孔111s,111d,261a,261k的连接工序与过孔111s,111d,261a,261k的形成工序同时进行。
之后，在基板102的另一面102b形成图11所示的滤色器180，形成子像素220。在滤色器180的形成中与上述图7A～图7D相关联地说明的喷墨方式，但也可以利用与图8相关联地说明的膜粘贴方式进行。另外，也可以不设置滤色器而作为单色的图像显示装置。
对本实施方式的图像显示装置的效果进行说明。
在本实施方式的图像显示装置中，具有能够与上述其他实施方式的情况同样地缩短用于形成发光元件250的转印工序的时间、削减工序数这一效果。除此之外，通过使TFT的极性为p沟道，能够使发光面253S为p型半导体层253。因而，存在电路元件的配置、电路设计上的自由度提高等优点。
包含配线230a在内的第二配线层230由具有透光性的导电膜形成，因此容易导入制造工序，也容易加工成所期望的形状。并且，由于第二配线层230具有充分的透光性，从而无需在子像素220的形成后追加基板102的除去等工序，因此具有能够实现制造工序的简化、缩短化的优点。
在本实施方式中，将配线230a经由石墨烯片140a连接于发光面253S，将过孔261a的一端连接于配线230a，由此能够以低电阻将p型半导体层253与外部电路电连接。通过设为本实施方式的情况那样的纵型的发光元件构造，能够抑制流过发光元件250的各层的电流的沿着XY平面的成分，成为沿着Z轴的方向，能够降低发光元件250内的损失。
在本实施方式中，通过第二配线层230的配线230a来取得p型半导体层253与过孔261a的连接，但也能够应用于第一实施方式的情况。即，通过将n型半导体层151隔着石墨烯片140a设置在配线230a上，能够将n型半导体层151和过孔161k经由石墨烯片140a和配线230a连接。
(第三实施方式)
图16是例示本实施方式的图像显示装置的一部分的示意性剖视图。
在本实施方式中，在通过n沟道的晶体管203驱动发光面151S由n型半导体层151提供的发光元件150的点与上述其他实施方式的情况不同。在本实施方式中，在发光元件150与晶体管203之间设置有遮光层330这一点与上述其他实施方式的情况不同。在本实施方式的发光元件150中，在将石墨烯片140a除去、发光面151S被粗糙化这一点也与上述其他实施方式的情况不同。对于与上述其他实施方式的情况相同的构成要素，标注相同的附图标记，适当省略详细的说明。
如图16所示，本实施方式的图像显示装置具备子像素320。子像素320包含滤色器(光透过部件)180、发光元件150、第一层间绝缘膜156、遮光层330、晶体管203、第二层间绝缘膜108、过孔(第一过孔)361a以及第一配线层110。
在本实施方式中，发光元件150设置在滤色器180的连接面(第一面)180S上，具有粗糙化的发光面151S。在粗糙化的发光面151S与滤色器180之间设有透明树脂层188。透明树脂层188也设置在第一层间绝缘膜156的一个面156S1上，发光元件150和第一层间绝缘膜156隔着透明树脂层188设置在滤色器180的连接面180S上。透明树脂层188覆盖面156S1和发光面151S的方式形成，通过形成某种程度平坦化的平面，使彩色滤光片180的形成变得容易。
发光元件150从发光面151S朝向上面153U依次层叠有n型半导体层151、发光层152以及p型半导体层153。作为n型半导体层151的发光面151S设置在滤色器180的连接面180S上。连接面180S是与透明树脂188接触的面。因此，发光元件150经由透明树脂层188和滤色器180的颜色转换部182而向Z轴的负向放射光。
n型半导体层151包含连接部151a。连接部151a以在连接面180S上从n型半导体层151向一个方向突出的方式设置。在该例子中，连接部151a以向与上述其他实施方式的情况不同的方向突出的方式设置。连接部151a的形状和结构与第一实施方式的情况相同，发光元件150的形状和结构也与第一实施方式的情况相同。过孔361k的一端与连接部151a连接。
遮光层330设置在第一层间绝缘膜156与第二层间绝缘膜108之间。在第一层间绝缘膜156与第二层间绝缘膜108之间设有TFT下层膜106和绝缘层105、因此更详细地说，遮光层330设置在第一层间绝缘膜156与TFT下层膜106之间。也就是说，遮光层330遍及第一层间绝缘膜156的另一面156S2上地设置。另一面156S2是第一层间绝缘膜156的一面156S1的相反侧的面。遮光层330遍及第一层间绝缘膜156与TFT下层膜106之间地除了一部分之外而设置在整个面上。
遮光层330由具有遮光性的材料形成。遮光层330的材料只要具有遮光性，则不论有无导电性，例如如该例那样由具有光反射性的金属材料形成。遮光层330包含贯通孔331a,331k。在XY平面图中，贯通孔331a设置在使遮光层330的过孔361a通过的位置。贯通孔331a的直径被设定为大于过孔361a的直径，使得当过孔361a通过贯通孔331a时，遮光层330不与过孔361a接触。在XY平面图中，贯通孔331k设置在使遮光层330的过孔361k通过的位置。贯通孔331k的直径被设定为大于过孔361k的直径，使得在过孔361k通过贯通孔331k时，遮光层330不与过孔361k接触。
过孔361a以贯通第二层间绝缘膜108、绝缘层105、TFT下层膜106、遮光层330以及第一层间绝缘膜156而到达上面153U的方式设置。过孔361k以贯通第二层间绝缘膜108、绝缘层105、TFT下层膜106、遮光层330以及第一层间绝缘膜156而到达连接部151a的方式设置。
在上述中，遮光层330由金属材料形成，但遮光层330也可以由不具有导电性的树脂形成。该情况下的树脂从遮光性的观点出发例如为黑色树脂。在遮光层330由黑色树脂形成的情况下，可以通过与第一层间绝缘膜156等一起一并形成过孔并填充导电材料来形成过孔，而无需预先形成直径大于过孔361k,361a的直径的贯通孔331k,331a。
遮光层330以覆盖TFT沟道204的方式设置。遮光层330形成为，在XY平面图中，在将TFT沟道204投影到遮光层330时，包含TFT沟道204的外周。即，TFT沟道204的外周在XY平面图中配置在遮光层330的外周以内。通过遮光层330，即使在从设置于TFT沟道204的下方的发光元件150向上方放射散射光等的情况下，散射光等也被遮光层330遮挡，散射光等几乎不能到达TFT沟道，因此能够抑制晶体管203的误动作。
从遮光性的观点出发，优选遮光层330如该例子那样遍及第一层间绝缘膜156与第二层间绝缘膜108之间的整个面设置，但遮光层330并不限于物理上为一个部件的情况。例如，遮光层330也可以分离地设置在TFT沟道204的正下方部分和发光元件150的正上方部分。在该例子中，遮光层330不与任何电位连接，但也可以与接地电位、电源电位等特定的电位连接。在遮光层330具有分离的多个部分的情况下，可以将全部设为共同的电位，也可以按每个部分与不同的电位连接。
第一配线层110设置在第二层间绝缘膜108上。第一配线层110包含配线110s,110d,310a。
过孔111s设置在配线110s与区域204s之间、将配线110s和区域204s电连接。过孔111d设置在配线110d与区域204d之间，将配线110d和区域204d电连接。
配线110s经由过孔111s与区域204s连接。区域204s是晶体管203的源极区域。因此，晶体管203的源极区域经由过孔111s和配线110s与例如图12所示的接地线4电连接。
配线110d经由过孔111d与区域204d连接。区域204d是晶体管203的漏极区域。配线110d的一端设置在连接部151a的上方。
配线310a的一端设置在发光元件150的上方。配线310a例如与图12的电源线3电连接。
过孔361k设置在配线110d与连接部151a之间，将配线110d和连接部151a电连接。因此，晶体管203的漏极区域经由过孔111d、配线110d、过孔361k以及连接部151a与n型半导体层151电连接。
过孔361a设置在配线310a与上面153U之间，将配线310a和上面153U电连接。因此，p型半导体层153经由过孔361a和配线310a与电源线3电连接。
对本实施方式的图像显示装置的制造方法进行说明。
图17A至图18B是例示本实施方式的图像显示装置的制造方法的一部分的示意性剖视图。
在该例子中，对于与上述图5A相关联地说明的工序为止，与第一实施方式的情况同样地应用。以下，对在图5A的工序之后应用图17A之后的工序的情况进行说明。其中，如上所述，在本实施方式中、连接部151a的突出方向与图5A的情况不同。
如图17A所示，遍及第一层间绝缘膜156的面156S2上地形成遮光层330。以贯通遮光层330而使面156S2露出的方式形成贯通孔331a,331k。
如图17B所示，在遮光层330和露出的面156S2上形成TFT下层膜106。贯通孔331a,331k被形成TFT下层膜106的材料埋入，之后，TFT下层膜106被平坦化。在平坦化后的TFT下层膜106上形成TFT沟道204。覆盖TFT沟道204而形成绝缘层105，在绝缘层105上形成栅极107而形成晶体管203。这些工序可以使用LTPS工艺，与第二实施方式的情况同样地执行。
如图18A所示，第二层间绝缘膜108以覆盖绝缘层105和栅极107的方式形成，并且形成有过孔111s,111d,361k,361a。在第二层间绝缘膜108上形成配线层110，在配线110s连接有过孔111s，在配线110d连接有过孔111d和过孔361k，在配线310a连接有过孔361a。这些工序与上述其他实施方式的情况相同。
如图18B所示，在第二层间绝缘膜108和第一配线层110上涂布粘接层1170，通过粘接层1170粘接加强基板1180。
然后，通过湿法蚀刻或激光剥离依次或同时除去图18A所示的基板102和石墨烯片140a。
在将石墨烯片140a除去之后，使露出的发光表面151S粗糙化。发光面151S的粗糙化例如使用湿法蚀刻。
然后，以覆盖第一面156S1和发光面151S的方式设置透明树脂层188，大致平坦化的滤色器形成面188S。图16所示的滤色器180形成在滤色器形成面188S上而形成子像素。在不设置滤色器而形成单色的图像显示装置的情况下，图18A所示的基板102不被除去。在该情况下，发光面151S未被粗糙化。
对本实施方式的图像显示装置的效果进行说明。
在本实施方式的图像显示装置的制造方法中，除了能够与上述其他实施方式的情况同样地缩短用于形成发光元件150的转印工序的时间、削减工序数这一效果之外，由于使发光面151S为电阻比p型低的n型半导体层151，所以能够将n型半导体层151形成得厚，能够将发光面151S充分地粗糙化。在本实施方式的图像显示装置中，通过将发光面151S粗糙化，放射光被扩散，因此，即使是小型的发光元件150，也能够作为充分的发光面积的光源而使用。
在本实施方式中，能够通过n沟道的晶体管203来驱动以发光面151S为n型半导体层151的发光元件150。因此，能够使电路结构的自由度增大、使设计效率提高。
在本实施方式的图像显示装置中，遮光层330设置在第一层间绝缘膜156与第二层间绝缘膜108之间。也就是说，遮光层330设置在发光元件150与晶体管203之间。因而，即使发光元件150向上方放射散射光，放射出的光也不容易到达TFT沟道204，能够防止晶体管203的误动作。
遮光层330能够由金属等导电材料形成，能够将遮光层330与任一电位连接。例如，通过将遮光层330的一部分配置于晶体管203等开关元件等的正下方并与接地电位、电源电位等连接，也能够有助于噪声抑制。
遮光层330不限于本实施方式的情况的应用，能够对上述其他实施方式、后述其他实施方式的子像素共通地应用。在应用于其他实施方式的情况下，也能够得到与上述同样的效果。
在本实施方式中，为使发光面151S粗糙化，在将基板102和石墨烯片140a除去之后形成滤色器180。如上所述，发光面151S能够通过粗糙化而高效地发光，并且能够使光不经由基板102、石墨烯片140a等而到达滤色器180。因此，即使是低辉度发光，也能够显示高精细的图像，有助于低功耗化。
在上述的例子中，对具有被粗糙化的发光面的发光元件的结构和制造方法进行了说明。在具有连接部的发光元件中，如本实施方式的情况那样，能够适用粗糙化的发光面。具体而言，具有粗糙化的发光面的发光元件的结构能够适用第一实施方式的情况的发光元件150，第二实施方式的情况下的发光元件250，也可以适用后述第六实施方式的发光元件650。并且，也能够将粗糙化的发光面适用于后述第七实施方式的半导体层750。通过将这些发光元件的构成要素的发光面粗糙化，能够具有上述效果。
(第四实施方式)
图19是例示本实施方式的图像显示装置的一部分的示意性剖视图。
在本实施方式中，在发光元件150上包含第三配线层470的点与上述实施方式不同，在其他的点与上述其他实施方式的情况相同。对于相同的构成要素，标注相同的附图标记而适当省略详细的说明。
如图19所示，本实施方式的图像显示装置的子像素420包含基板102、第二配线层230、石墨烯层140、发光元件150、第三配线层470、第一层间绝缘膜156、晶体管103、第二层间绝缘膜108、过孔461a、第一配线层110。子像素420还包含滤色器180。
与第二实施方式的情况相同，第二配线层230设置在基板102的一面102a上。第二配线层230包含多条配线230a。多条配线230a针对每个发光元件150设置。在配线230a上设有石墨烯片140a，发光元件150隔着石墨烯片140a设置在配线230a上。包含配线230a在内的第二配线层230和包含石墨烯片140a在内的石墨烯层140的结构和功能与第二实施方式的情况相同，因此省略其详细说明。
以覆盖面102a、第二配线层230、石墨烯层140以及发光元件150的方式设置树脂层457。树脂层457例如是透明树脂。第三配线层470设置在树脂层457上。第三配线层470可以包含多条配线。例如，多条配线的一部分在物理上分离，能够成为在电气上也不同的电位。多条配线的另一部分物理连接。在该示例中，第三配线层470包含分离的配线470a,470b。
配线(第一遮光电极)470a遍及发光元件150的上方和侧方地设置，覆盖发光元件150的上面153U和侧面。配线470a覆盖发光元件150的发光面151S以外的大部分，从而配线470a遮挡向发光元件150的侧方、上方的散射光、反射光。连接电极462a设置在上面153U与配线470a之间，将上面153U与配线470a电连接。配线470a作为遮光电极发挥作用。
在树脂层457为透明树脂的情况下，从发光元件150的上方或侧方射出的散射光等被配线470a向发光面151S侧反射。因此，发光元件150的实质性的发光效率得以提高。在将树脂层457设为白色树脂等具有高光反射性的材料的情况下，由于在树脂层457上还设有配线470a，因此能够实现更高的光反射性。
过孔(第一过孔)461a以贯通第二层间绝缘膜108、绝缘层105、TFT下层膜106和第一层间绝缘膜156而到达配线(第一遮光电极)470a的方式设置。过孔461a设置在配线110d与配线470a之间，将配线110d与配线470a电连接。因此，p型半导体层153经由连接电极462a、配线470a、过孔461a、配线110d以及过孔111d而与晶体管103的漏极区域电连接。
过孔461k以贯通第二层间绝缘膜108、绝缘层105、TFT下层膜106、第一层间绝缘膜156以及树脂层457而到达配线230a的方式设置。过孔461k设置在配线110k与配线230a之间，将配线110k与配线230a电连接。因此，n型半导体层151经由石墨烯片140a、配线230a、过孔461k及配线110k而与例如图2的电路的接地线4电连接。
第一层间绝缘膜156以将树脂层457和第三配线层470覆盖的方式设置。在第一层间绝缘膜156上设置的TFT下层膜106和电路101的结构与上述其他实施方式的情况相同，省略详细的说明。
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22B是例示本实施方式的图像显示装置的制造方法的示意性剖视图。
在本实施方式的图像显示装置的制造方法中，应用使用图13A和图13B说明的工序，以下的说明应用于图13B之后的工序中。但是，在图13B中，在透光性导电膜1130上的石墨烯层1140上，从石墨烯层1140侧朝向Z轴的正向，依次层叠p型半导体层1153、发光层1152以及n型半导体层1151。在本实施方式中，从石墨烯层1140侧朝向Z轴的正向，半导体层1150按照n型半导体层1151、发光层1152以及p型半导体层1153的顺序层叠。对于半导体层1150的形成工序，应用在上述第一实施方式和第二实施方式中所说明的技术。
如图20A所示，图13B所示的透光性导电膜1130通过蚀刻进行加工，形成包含配线230a的第二配线层230。图13B所示的半导体层1150通过蚀刻进行加工，形成发光元件150。图13B所示的石墨烯层1140在形成发光元件150时被过蚀刻而成形为石墨烯片140a。
树脂层457以覆盖面102a、配线230a、石墨烯片140a以及发光元件150的方式形成。在树脂层457中以使发光元件150的上面153U的一部分露出的方式形成开口463a。
如图20B所示，金属层1470以覆盖树脂层457的方式形成。在形成金属层1470时，可以同时填充图20A所示的开口463a而形成连接电极462a，也可以在对开口463a进行填充而形成连接电极462a之后，形成金属层1470。
如图21A所示，通过蚀刻对图20B所示的金属层1470进行加工，形成第三配线层470。在形成第三配线层470时，分离地形成配线470a,470b。配线470a形成为覆盖发光元件150的上面153U和侧面。第一层间绝缘膜156形成为覆盖树脂层457和第三配线层470。
如图21B所示，在第一层间绝缘膜156上形成TFT下层膜106，在TFT下层膜106上形成多晶化的Si层1104。
如图22A所示，使用LTPS工艺等，形成TFT沟道104、绝缘层105、栅极107以及各区域104s,104d,104i。
如图22B所示，形成过孔111s,111d,461a,461k，并且在第二层间绝缘膜108上形成第一配线层110。过孔461k通过用导电材料填充以到达配线230a的方式形成的通孔而形成。
图21A～图22B的各制造工序的详细情况能够应用在上述其他实施方式的图像显示装置的制造方法中说明的技术。
然后，在基板102的另一面102b形成滤色器180，形成子像素420。如图10所示，也可以不设置滤色器而作为单色的图像显示装置。
对本实施方式的图像显示装置的效果进行说明。
在本实施方式的图像显示装置中，与上述其他实施方式的情况相同，具有能够缩短用于形成发光元件150的转印工序的时间，削减工序数的效果。除此之外，具有以下效果。
在本实施方式的图像显示装置中，子像素420包含第三配线层470。第三配线层470通过树脂层457从发光元件150电分离。第三配线层470包含配线470a，配线470a隔着树脂层457覆盖发光元件150的上面153U和侧面。因此，能够遮挡向发光元件150的上方或侧方的散射光等。即使晶体管103设置在发光元件150的上方，由于向发光元件150的上方或侧方的散射光等被配线470a遮挡，因此也能够抑制这些散射光等到达晶体管103。因此，防止由发光元件150的散射光等引起的晶体管103的误动作。需要说明的是，与配线470a同时形成的配线470b能够用作与其他电路元件等的连接用，能够有助于配线布局的高效化。
此外，在本实施方式中，与第二实施方式的情况同样地设置对透光性导电膜进行加工而成的第二配线层230，在发光面151S连接配线230a。因此，加工容易，能够实现制造工序的简化、缩短化。
并且，由于是纵型的发光元件构造，所以还具有能够抑制在横向上流动的电流成分，降低发光元件150内部的损失的优点。
(第五实施方式)
图27是例示本实施方式的图像显示装置的一部分的示意性剖视图。在本实施方式中，设有覆盖发光元件150的上面153U的遮光电极560a，遮光电极560a与形成于通孔511a的壁面的配线510d连接，这一点与上述其他实施方式的情况不同。在该例子中，将玻璃基板等具有透光性的基板薄板化，在薄板化的基板502上设置滤色器180。其他的点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附图标记并适当省略详细的说明。
如图23所示，本实施方式的图像显示装置的子像素520包含基板502、第二配线层230、石墨烯层140、发光元件150、遮光电极560a、第一层间绝缘膜156、晶体管103、第二层间绝缘膜108以及第一配线层110。
基板502具有两个面502a,502b。面502b是面502a的相反侧的面。基板502是具有透光性的基板，例如是玻璃基板。基板502除了玻璃基板之外，也可以是具有透光性的树脂基板。发光元件150设置在基板502的一面(第一面)502a上。在基板502的另一面502b设有滤色器180。滤色器180与上述其他实施方式的情况相同。
发光元件150经由石墨烯片140a设置在第二配线层230的配线230a上，在发光面151S经由石墨烯片140a与配线230a电连接。包含配线230a在内的第二配线层230、包含石墨烯片140a在内的石墨烯层140、发光元件150以及第一层间绝缘膜156的结构与上述其他实施方式的情况相同。过孔461k在配线110k与配线230a将配线110k和配线230a之间电连接的点与上述第四实施例的情况相同。并且，TFT下层膜106上的晶体管103的结构也与上述其他实施方式的情况相同。对于这些，省略详细的说明。
在发光元件150的上方设有通孔511a。通孔511a以贯通第二层间绝缘膜108、绝缘层105、TFT下层膜106以及第一层间绝缘膜156而到达上面153U的方式设置。通孔511a的XY平面图中的内周被设置为与上面153U的XY平面图中的外周相同，或者处于上面153U的XY平面图中的外周的稍微内侧。
遮光电极(第二遮光电极)560a设置在上面153U上。遮光电极560a设置在通孔511a的底部，因此遮光电极560a的XY平面图中的外周与通孔511a的XY平面图中的内周大致一致。因此，遮光电极560a以覆盖上面153U的全部或上面153U的大部分的方式设置。
遮光电极560a遮挡向发光元件150的上方的散射光等。因此，能够抑制向上方的散射光等到达晶体管103，能够防止晶体管103误动作。通过由Ag等高反射材料形成遮光电极560a，或者在遮光电极560a与上面153U之间设置ITO膜，能够提高光反射性。通过提高光反射性，能够将向上面153U侧的散射光等向发光面151S侧反射，提高发光元件150的实质性的发光效率。需要说明的是，遮光电极560a能够与形成于通孔511a的壁面上的配线510d一体地形成，因此遮光电极560a和配线510d与上述其他实施方式中的连接第一配线层110与发光元件150的上面的过孔(第一过孔)161a等的功能对应。
第一配线层110包含配线510d。配线510d设置在第二层间绝缘膜108上，并且设置在通孔511a的壁面上，在通孔511a的底部与遮光电极560a连接。配线510d经由过孔111d而与晶体管103的漏极区域连接，因此p型半导体层153经由遮光电极560a、配线510d以及过孔111d而与晶体管103的漏极区域电连接。
晶体管103等其他结构与上述其他实施方式的情况相同，省略详细的说明。
对本实施方式的图像显示装置的制造方法进行说明。
图24A～图25B是例示本实施方式的图像显示装置的制造方法的一部分的示意性剖视图。
在本实施方式的图像显示装置的制造方法中，应用使用图13A和图13B说明的工序，以下说明应用于图13B以后的工序。此外，图13B所示的半导体层1150的极性与第二实施方式的情况相反这一点与第四实施方式的情况相同。
如图24A所示，图13B所示的透光性导电膜1130通过蚀刻进行加工，形成包含配线230a的第二配线层230。图13B所示的半导体层1150通过蚀刻进行加工而形成发光元件150。图13B所示的石墨烯层1140在形成发光元件150时被过蚀刻而成形为石墨烯片140a。第一层间绝缘膜156形成为覆盖面102a、包含配线230a在内的第二配线层230、包含石墨烯片140a在内的石墨烯层140以及发光元件150。
如图24B所示，以贯通在发光元件150的上面153U的上方设置的第二层间绝缘膜108、绝缘层105、TFT下层膜106以及第一层间绝缘膜156而到达上面153U的方式形成通孔511a。通过形成通孔511a，上面153U的一部分从开口511露出。
通过通孔511a的开口511而露出的上面153U优选使上面153U全部露出，但也可以根据通孔511a的形成精度来设定。例如，通孔511a的XY平面图中的内周设定得比上面153U的XY平面图中的外周稍小。
形成贯通第二层间绝缘膜108、绝缘层105、TFT下层膜106以及第一层间绝缘膜156而到达配线230a的通孔462k。形成贯通第二层间绝缘膜108和绝缘层105而到达区域104d的通孔112d。形成贯通第二层间绝缘膜108和绝缘层105而到达区域104s的通孔112s。通孔462k,112d,112s例如同时形成这些多个通孔。通孔511a也可以与通孔462k,112d,112s同时形成，也可以分别形成。
如图25A所示，通过导电材料填充图24B所示的通孔462k,112d,112s而形成过孔461k,111d,111s。在形成过孔461k,111d,111s时，也可以通过导电材料覆盖通孔511a的底部、即上面153U。
在第二层间绝缘膜108上形成第一配线层110。在形成第一配线层110时，在第二层间绝缘膜108上形成用于形成第一配线层110的导电层，通过蚀刻进行加工，形成包含配线110k,510d,110s的第一配线层110。导电层除了第二层间绝缘膜108上之外，还遍及露出的上面153U和通孔511a的壁面上地形成。
这样，形成与过孔461k连接的配线110k，形成与过孔111d连接的配线510d，形成与过孔111s连接的配线110s。配线510d遍及通孔511a的壁面上地设置，因此也与上面153U连接。
粘接层1170设置在第二层间绝缘膜108和第一配线层110上，并且加强基板1180被粘接层1170粘接。之后，图24B所示的基板102通过湿式蚀刻等被薄板化，加工成薄的基板502。
如图25B所示，在基板502的另一面502b形成滤色器180。
在将基板502设为具有透光性的树脂基板的情况下，例如，基板502只要将形成于玻璃基板上的树脂层设为基板502即可。在作为树脂层的基板502上形成发光元件等后，通过湿式蚀刻等除去玻璃基板，然后，在除去了玻璃基板的面502b上形成滤色片180即可。如图10所示，也可以不设置滤色器而作为单色的图像显示装置。在该情况下，也可以省略图24B所示的基板102的薄型化处理。
以这种方式，形成子像素520。
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与上述其他实施方式的图像显示装置同样地起到能够缩短用于形成发光元件150的转印工序的时间、削减工序数的效果。此外，由于遮光电极560a设置在上面153U上，因此能够遮挡发光元件150放射的向上方的散射光等。设置在发光元件150的上方的晶体管103通过遮光电极560a抑制光的到达，因此防止误动作。
在本实施方式中，能够与过孔的形成以及第一配线层110的形成一起形成遮光电极560a，因此不需要追加用于形成遮光电极560a的工序。因此，能够缩短制造工序，缩短从材料的投入到产品完成的期间。
(第六实施方式)
图26是例示本实施方式的图像显示装置的一部分的示意性剖视图。
在本实施方式中，发光元件650的结构与其他实施方式的情况不同。其他构成要素与上述其他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而适当省略详细的说明。
如图26所示，图像显示装置具备子像素620。子像素620包含滤色器(透光部件)180、第二配线层230、石墨烯层140、发光元件650、第一层间绝缘膜156、遮光层330、晶体管103、第二层间绝缘膜108和第一配线层110。
发光元件650经由透明树脂层188设置在滤色器180的连接面(第一面)180S上。在透明树脂层188上设有配线230a，在配线230a上设有石墨烯片640a的点与上述其他实施方式的情况相同。另外，发光元件650在设置于石墨烯片640a上的点上也与上述第四实施方式和第五实施方式的情况相同。第一层间绝缘膜156的发光面651S侧的面156S1也隔着透明树脂层188设置在滤色器180的连接面180S上。
发光元件650包含发光面651S和发光面651S的相反侧的面即上面653U。发光元件650从发光面651S朝向上面653U依次层叠有n型半导体层651、发光层652以及p型半导体层653。如使用后述的图27说明的那样，发光元件650成为从发光面651S朝向上面653U，XY平面图中的面积逐渐变小的棱锥台或圆锥台形状。
在本实施方式中，遮光层330设置在TFT下层膜106与第一层间绝缘膜156之间。遮光层330与在第三实施方式中使用图16说明的相同。因此，遮光层330以覆盖TFT沟道104的方式设置，能够遮挡从发光元件650放射的光，能够防止包含TFT沟道104在内的晶体管103的误动作。
过孔461k与第四实施方式的情况同样地设置。即过孔461k以贯通第二层间绝缘膜108、绝缘层105、TFT下层膜106、遮光层330以及第一层间绝缘膜156而到达配线230a的方式设置。过孔461k设置在配线110k与配线230a之间，将配线110k与配线230a电连接。
过孔661a以贯通第二层间绝缘膜108、绝缘层105、TFT下层膜106、遮光层330以及第一层间绝缘膜156而到达上面653U的方式设置。过孔661a设置在配线110d与上面653U之间，将配线110d与上面653U电连接。其他构成要素与上述其他实施方式的情况相同，省略详细的说明。
图27是图26的发光元件650的部分放大图，详细表示发光面651S与侧面655a的关系。
如图27所示，发光面651S是与XY平面大致平行的平面。发光元件650隔着透明树脂层188设置在滤色器的连接面180S上，发光面651S是与连接面180S大致平行的面。
以下，为了简便，对第一层间绝缘膜156为透明树脂的情况进行说明，但在第一层间绝缘膜156为白色树脂的情况下，白色树脂中的散射性微粒子对折射率的影响小因而能够无视其影响。
发光元件650的侧面655a是上面653U与发光面651S之间的面，是与发光面651S和上面653U相邻的面。在侧面655a与发光面651S之间所成的角度的内角θ比90°小。优选的是，内角θ为70°左右。更优选的是，内角θ比基于发光元件650的折射率和第一层间绝缘膜156的折射率而决定的侧面655a处的临界角小。发光元件650被第一层间绝缘膜156覆盖，侧面655a与第一层间绝缘膜156接触。
发光元件650的侧面655a与发光面651S所成的内角θ的临界角θc例如如以下这样决定。
如果将发光元件650的折射率设为n0且将第一层间绝缘膜156的折射率设为n1，则从发光元件650向第一层间绝缘膜156出射的光的临界角θc使用以下的式(1)而求出。
θc＝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至1.5前后。因此，在发光元件650由GaN形成且第一层间绝缘膜156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650的折射率为n0＝2.5且使第一层间绝缘膜156的折射率为n＝1.4。通过将这些值向式(1)代入，得到临界角θc＝56°。
这表示在使发光面651S与侧面655a所成的内角θ为θc＝56°的情况下，从发光层652放射出的光中的与发光面651S平行的光被侧面655a全反射。还表示从发光层652放射出的光中的具有Z轴的正向的成分的光也被侧面655a全反射。
另一方面，从发光层652放射出的光中的具有Z轴的负向的成分的光在侧面655a处以与折射率相应的出射角度从侧面655a出射。入射到第一层间绝缘膜156的光以由第一层间绝缘膜156的折射率决定的角度从第一层间绝缘膜156出射。
被侧面655a全反射后的光被上面653U再次反射，再次反射后的光中的具有Z轴的负向的成分的光从发光面651S和侧面655a出射。与发光面651S平行的光和具有Z轴的正向的成分的光被侧面655a全反射。
这样，从发光层652放射出的光中的与发光面651S平行的光和具有Z轴的正向的成分的光被侧面655a转换为具有去往Z轴的负向的成分的光。因此，在从发光元件650出射的光中，去往发光面651S的比例增加，发光元件650的实质性的发光效率提高。
通过使θ＜θc，能够使具有与发光面651S平行的成分的光的大部分向发光元件650内全反射。通过使第一层间绝缘膜156的折射率为n＝1.4，临界角θc成为56°左右，因此设定的内角θ更优选为45°、30°等。另外，在折射率n更大的材料中，临界角θc更小。不过，即使将内角θ设定为70°左右，也能够将具有Z轴的负向的成分的光的大部分转换为具有Z轴的正向的成分的光，因此也可以考虑制造偏差等而例如将内角θ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，发光元件650的制造工序与其他实施方式的情况不同，其他制造工序能够应用上述其他实施方式的情况。以下，对制造工序中不同的部分进行说明。
在本实施方式中，为了形成图26所示的发光元件650的形状，针对图13B以后的工序，执行以下工序。
图13B所示的半导体层1150通过蚀刻而被加工成图26所示的发光元件650的形状。在发光元件650的成形中，以使图27所示的侧面655a相对于发光面651S成内角θ的方式选定蚀刻的速率。例如，对于蚀刻来说，距上面653U越近则选定越高的蚀刻速率。优选的是，蚀刻速率以从发光面651S侧朝向上面653U侧而线性地增大的方式设定。
具体而言，例如，将干法蚀刻时的抗蚀剂掩模图案以朝向其端部逐渐变薄的方式在曝光时设计。由此，在干法蚀刻时从抗蚀剂薄的部分逐渐后退，能够从发光面651S朝向上面653U侧增大蚀刻量。由此，发光元件650的侧面655a以相对于发光面651S呈恒定的角度的方式形成。因而，在发光元件650中，从上面653U起的各层的XY平面图中的面积以使p型半导体层653、发光层652、n型半导体层651的顺序面积变大的方式形成。
然后，与其他实施方式的情况同样地形成子像素620。如图10所示，也可以不设置滤色器而作为单色的图像显示装置。在该情况下，如第三实施方式的情况那样，能够削减除去基板的工序。
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除了能够与上述其他实施方式的图像显示装置同样地缩短用于形成发光元件650的转印工序的时间、削减工序数这一效果之外，还起到以下效果。
在本实施方式的图像显示装置中，以具有相对于设有发光元件650的发光面651S成内角θ的侧面655a的方式形成发光元件650。内角θ比90°小，基于由发光元件650和第一层间绝缘膜156各自的材质的折射率决定的临界角θc而设定。内角θ能够将从发光层652放射的光中去往发光元件650的侧方、上方的光转换为去往发光面651S侧的光而出射。通过使内角θ充分地小，在发光元件650中，实质性的发光效率得以提高。
在本实施方式中，发光元件650为纵型的元件，使用第二配线层230的配线230a而与过孔461k连接。不限于此，也可以与第一实施方式的情况同样地在发光元件设置在连接面180s上形成的连接部，经由连接部而与过孔461k连接。
(第七实施方式)
图28是例示本实施方式的图像显示装置的一部分的示意性剖视图。
在本实施方式中，图像显示装置在具备在一个发光面包含多个发光区域在内的子像素群720这一点与其他实施方式不同。对于相同的构成要素，标注相同的附图标记而适当省略详细的说明。
如图28所示，本实施方式的图像显示装置具备子像素群720。子像素群720包含基板(光透过性部件)102、石墨烯层140、半导体层750、第一层间绝缘膜(第一绝缘膜)156、多个晶体管103-1,103-2、第二层间绝缘膜(第二绝缘膜)108、多个通孔(第一通孔)761a1,761a2以及第一配线层110。子像素群720还包含滤色器180。半导体层750设置于基板102的一面(第一面)102a，彩色滤光片180设置于基板102的另一面。
在本实施方式中，通过将p沟道的晶体管103-1,103-2导通，经由第一配线层110和过孔761a1,761a2而从半导体层750的一方注入空穴。通过将p沟道的晶体管103-1,103-2导通，经由第一配线层110和过孔761k而从半导体层750的另一方注入电子。半导体层750被注入空穴和电子，通过空穴与电子的结合，分离的发光层752a1,752a2发光。用于驱动发光层752a1,752a2的驱动电路应用例如图2所示的电路结构。也能够为以下的结构：使用第二实施方式的例子，将半导体层的n型半导体层和p型半导体层调换，利用n沟道的晶体管来驱动半导体层。在该情况下，驱动电路应用图12的电路结构。
对子像素群720的结构详细地进行说明。
半导体层750具有发光面751S。发光面751S与基板102的一面102a上接触地设置。发光面751S是n型半导体层751的面。发光面751S包含多个发光区域751R1,751R2。
半导体层750包含n型半导体层(第一半导体层)751、发光层752a1,752a2以及p型半导体层(第二半导体层)753a1,753a2。发光层752a1设置在n型半导体层751上。发光层752a1与发光层752a2分离且隔开地设置在n型半导体层751上。p型半导体层753a1设置在发光层752a1上。p型半导体层753a2与p型半导体层753a1分离且隔开地设置在发光层752a2上。
p型半导体层753a1具有在设有发光层752a1的面的相反侧设置的上面753U1。p型半导体层753a2具有在设有发光层752a2的面的相反侧设置的上面753U2。
发光区域751R1与发光面751S中与上面753U1相对的区域大致一致。发光区域751R2与发光面751S中与上面753U2相对的区域大致一致。
对半导体层750与发光区域751R1,751R2的关系进行说明。
图29是例示本实施方式的图像显示装置的一部分的示意性剖视图。
图29是用于对半导体层750的发光区域751R1,751R2进行说明的示意图。
如图29所示，发光区域751R1,751R2是发光面751S上的面。在图29中，将半导体层750中的包含发光区域751R1,751R2的部分分别称作发光部R1,R2。发光部R1包含n型半导体层751的一部分、发光层752a1以及p型半导体层753a1。发光部R2包含n型半导体层751的一部分、发光层752a2以及p型半导体层753a2。
半导体层750包含连接部R0。连接部R0设置在发光部R1与发光部R2之间，是n型半导体层751的一部分。在连接部R0连接有图28所示的过孔761k的一端，提供分别向发光部R1,R2供给电流的电流路径。
在发光部R1中，经由连接部R0而供给的电子向发光层752a1供给。在发光部R1中，从上面753U1供给的空穴向发光层752a1供给。供给到发光层752a1的电子和空穴结合而发光。由发光层752a1发出的光通过发光部R1的n型半导体层751的部分而到达发光面751S。光在发光部R1内沿着Z轴方向大致直行，因此发光面751S中的发光的部分成为发光区域751R1。因此，在该例子中，发光区域751R1在XY平面图中与投影到发光面751S的发光层752a1的外周所包围的区域大致一致。
对于发光部R2来说与发光部R1相同。即，在发光部R2，经由连接部R0供给的电子向发光层752a2供给。在发光部R2中，从上面753U2供给的空穴向发光层752a2供给。供给到发光层752a2的电子和空穴结合而发光。由发光层752a2发出的光通过发光部R2的n型半导体层751的部分而到达发光面751S。光在发光部R2内沿着Z轴方向大致直行，因此，发光面751S中的发光的部分为发光区域751R2。因此，在该例子中，发光区域751R2在XY平面图中与投影到发光面751S的发光层752a2的外周所包围的区域大致一致。
在本实施方式中，发光面751S设置在石墨烯片740a上，因此从各发光区域751R1,751R2放射的光经由石墨烯片740a到达基板102和滤色器180。
这样，在半导体层750中，能够共享n型半导体层751而在发光面751S上形成多个发光区域751R1,751R2。
在本实施方式中，通过在半导体层750的多个发光层752a1,752a2和多个p型半导体层753a1,753a2中使n型半导体层751的一部分为连接部R0，能够形成半导体层750。因此，能够与上述第一实施方式、第二实施方式等的情况下的发光元件150,250的形成方法同样地形成半导体层750。
回到图29继续进行说明。
石墨烯层140包含多个石墨烯片740a。石墨烯片740a设置在面102a上，针对每个半导体层750而设置。发光面751S与石墨烯片740a接触，半导体层750隔着石墨烯片740a设置于基板102的面102a。XY俯视时的石墨烯片740a的外周与XY俯视时的半导体层750的外周大致一致。
第一层间绝缘膜156(第一绝缘膜)设置成覆盖基板102的表面102a、石墨烯片740a和半导体层750。
遍及第一层间绝缘膜156上地形成TFT下层膜106。TFT下层膜106被平坦化而在TFT下层膜106上形成有TFT沟道104-1,104-2等。
绝缘层105覆盖TFT下层膜106和TFT沟道104-1,104-2。栅极107-1经由绝缘层105而设置在TFT沟道104-1上。栅极107-2经由绝缘层105而设置在TFT沟道104-2上。晶体管103-1包含TFT沟道104-1和栅极107-1。晶体管103-2包含TFT沟道104-2和栅极107-2。
第二层间绝缘膜(第二绝缘膜)108以覆盖绝缘层105、栅极107-1,107-2的方式设置。
TFT沟道104-1包含被掺杂为p型的区域104s1,104d1，区域104s1,104d1是晶体管103-1的源极区域、漏极区域。区域104i1被掺杂为n型，形成晶体管103-1的沟道。TFT沟道104-2也同样地包含被掺杂为p型的区域104s2,104d2，区域104s2,104d2是晶体管103-2的源极区域、漏极区域。区域104i2被掺杂为n型，形成晶体管103-2的沟道。在本实施方式中，电路101包含TFT沟道104-1,104-2、绝缘层105、第二层间绝缘膜108、过孔111s1,111d1,111s2,111d2以及配线层110。
第一配线层110设置在第二层间绝缘膜108上。第一配线层110包含配线710s1,710d1,710k,710d2,710s2。
配线710k设置在n型半导体层751的上方。过孔761k设置在配线710k与n型半导体层751之间，将配线710k和n型半导体层751电连接。配线710k例如与图2的电路的接地线4连接。
过孔111d1,111s1,111d2,111s2以贯通第二层间绝缘膜108、绝缘层105以及TFT下层膜106的方式设置。过孔111d1设置在区域104d1与配线610d1之间，将区域104d1和配线710d1电连接。过孔111s1设置在区域104s1与配线710s1之间，将区域104s1和配线710s1电连接。过孔111d2设置在区域104d2与配线710d2之间，将区域104d2和配线710d2电连接。过孔111s2设置在区域104s2与配线710s2之间，将区域104s2和配线710s2电连接。配线710s1,710s2例如与图2的电路的电源线3连接。
配线710d1设置在上面753U1的上方。过孔761a1设置在配线710d1与上面753U1之间，将配线710d1和上面753U1电连接。因此，p型半导体层753a1经由过孔761a1、配线710d1以及过孔111d1与晶体管103-1的漏极区域电连接。
配线710d2设置在上面753U2的上方。过孔761a2设置在配线710d2与上面753U2之间、将配线710d2和上面753U2电连接。因此，p型半导体层753a2经由过孔761a2、配线710d2以及过孔111d2与晶体管103-2的漏极区域电连接。
例如，晶体管103-1,103-2是相邻的子像素的驱动晶体管，依次被驱动。如果从晶体管103-1供给的空穴向发光层752a1注入且从配线710k供给的电子向发光层752a1注入，则发光层752a1发光，从发光区域751R1放射光。如果从晶体管103-2供给的空穴向发光层752a2注入且从配线710k供给的电子向发光层752a2注入，则发光层752a2发光，从发光区域751R2放射光。
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起到能够与上述其他实施方式的图像显示装置同样地缩短用于形成半导体层750的转印工序的时间、削减工序数这一效果。除此之外，由于对于多个发光部R1,R2来说能够共享连接部R0，所以能够减少设置于连接部R0的过孔761k的数量。通过减少过孔的个数，能够缩小构成子像素群720的发光部R1,R2的间距，能够实现小型、高清的图像显示装置。在该例子中，虽然对两个发光区域的情况进行了说明，但形成于发光面的发光区域的数量不限于两个，可以为三个以上的任意数量。
在本实施方式的例子中，对设有滤色器的情况进行了说明，但也可以与其他实施方式的情况同样地不设置滤色器而作为单色的图像显示装置。
上述各实施方式的各构成要素除了上述方案之外，还适当选择并应用。如上所述，发光面的粗糙化能够应用于第一实施方式、第二实施方式、第六实施方式以及第七实施方式。显然，遮光层330的应用也适用于第一实施方式、第二实施方式、第四实施方式、第五实施方式和第七实施方式。通过在应用了图19所示的具有遮光功能的配线470a、图23所示的遮光电极560a的实施方式中应用遮光层330，能够期待遮光性能的进一步提高。
在第二实施方式中，对将p型半导体层253作为发光面253S的例子进行了说明，但在其他实施方式的发光元件及其制造工序中也容易应用第二实施方式的例子。
(第八实施方式)
上述图像显示装置能够作为具有合适的像素数的图像显示模块而用于例如计算机用显示器、电视机、智能手机这样的便携用终端或汽车导航等。
图30是例示本实施方式的图像显示装置的框图。
在图30中表示的是计算机用显示器的结构的主要的部分。
如图30所示，图像显示装置801具备图像显示模块802。图像显示模块802是具备例如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802包含：显示区域2，其排列有包含子像素20在内的多个子像素；行选择电路5；信号电压输出电路7。
图像显示装置801还具备控制器870。控制器870将由未图示的接口电路分离、生成的控制信号，相对于行选择电路5和信号电压输出电路7对各子像素的驱动和驱动顺序进行控制。
(变形例)
图31是例示本实施方式的变形例的图像显示装置的框图。
在图31中表示的是高清薄型电视机的结构。
如图31所示，图像显示装置901具备图像显示模块902。图像显示模块902是具备例如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901具备控制器970和帧存储器980。控制器970基于由总线940供给的控制信号来控制显示区域2的各子像素的驱动顺序。帧存储器980保存一帧的显示数据，用于流畅的视频播放等处理。
图像显示装置901具有I/O电路910。I/O电路910在图32中被简记为“I/O”。I/O电路910提供用于与外部的终端、装置等连接的接口电路等。在I/O电路910中，包含连接例如外置硬盘装置等的USB接口、音频接口等。
图像显示装置901具有接收部920和信号处理部930。在接收部920连接有天线922，从由天线922接收到的电波分离、生成所需的信号。信号处理部930包含DSP(DigitalSignalProcessor)、CPU(Central Processing Unit)等，由接收部920分离、生成的信号由信号处理部930分离、生成为图像数据、声音数据等。
通过使接收部920和信号处理部930成为手机的收发用、WiFi用、GPS接收器等高频通信模块，也能够成为其他图像显示装置。例如，具备合适的画面尺寸和分辨率的图像显示模块的图像显示装置能够作为智能手机、汽车导航系统等便携信息终端。
本实施方式的情况的图像显示模块不限于第一实施方式的情况的图像显示装置的结构，也可以为其变形例、其他实施方式的情况。如图9、图10所示，本实施方式和变形例的情况下的图像显示模块为包含大量子像素的结构。
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且提高了成品率的图像显示装置的制造方法和图像显示装置。
以上，对本发明的一些实施方式进行了说明，但这些实施方式仅为例示，并非旨在限定发明的范围。这些新颖的实施方式能够以其他各种各样的方案来实施，能够在不脱离发明主旨的范围内进行各种省略、置换、变更。这些实施方式、变形包含于发明的范围、主旨，并且包含于权利要求书所记载的发明及其等效物的范围。并且，前述各实施方式能够相互组合实施。
附图标记说明
1、201、801、901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、420、520、620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，101电路，102、502基板，102a,102b面，103、103-1、103-2、203晶体管，104、104-1、104-2、204TFT沟道，105绝缘层，107、107-1、107-2栅极，108第二层间绝缘膜，110第一配线层，110d、110k、210a、230a配线，140石墨烯层，140a、740a石墨烯片，150、250、650发光元件，151a连接部，151S、253S、551S、651S、751S发光面，153U、251U、653U、753U1、753U2上面，156第一层间绝缘膜，161a,161k、261a、261k、361a、361k、461a、461k、661a、761a1、761a2、761k过孔，172第二发光部，180、180a滤色器，180S连接面，188透明树脂层，230第二配线层，330遮光层，470第三配线层，470a、560a遮光电极，720子像素群，1140石墨烯层，1150半导体层，1180加强基板，1192构造体。

Claims (25)

1.一种图像显示装置的制造方法，具备：
在基板的第一面上形成包含石墨烯的层的工序；
在包含所述石墨烯的层上形成包含发光层的半导体层的工序；
对所述半导体层进行加工，形成包含发光面和所述发光面的相反侧的上面在内的发光元件的工序，所述发光面是包含所述石墨烯在内的层上的发光面；
形成将所述第一面、包含所述石墨烯在内的层以及所述发光元件覆盖的第一绝缘膜的工序；
在所述第一绝缘膜上形成电路元件的工序；
形成将所述第一绝缘膜和所述电路元件覆盖的第二绝缘膜的工序；
形成贯通所述第一绝缘膜和所述第二绝缘膜的第一过孔的工序；
在所述第二绝缘膜上形成第一配线层的工序；
所述第一过孔设置在所述第一配线层与所述上面之间，并且将所述第一配线层和所述上面电连接。
2.根据权利要求1所述的图像显示装置的制造方法，
还具备形成贯通所述第一绝缘膜和所述第二绝缘膜的第二过孔的工序，
所述发光元件包含沿着所述第一面设置的连接部，
所述第二通孔设置在所述第一配线层与所述连接部之间，并且将所述第一配线层和所述连接部电连接。
3.根据权利要求1所述的图像显示装置的制造方法，
还具备在形成包含石墨烯在内的层之前、在所述第一面上形成具有透光性的第二配线层的工序，
还具备形成贯通所述第一绝缘膜和所述第二绝缘膜的第二过孔的工序，
所述第二过孔设置在所述第一配线层与所述第二配线层之间，并且将所述第一配线层和所述第二配线层电连接。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的图像显示装置的制造方法，
所述基板具有透光性。
5.根据权利要求4所述的图像显示装置的制造方法，
还具备在所述发光面侧形成波长转换部件的工序。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的图像显示装置的制造方法，
还具备在形成所述第一绝缘膜的工序之前、以覆盖所述发光元件的方式形成第三配线层的工序。
7.根据权利要求1或2所述的图像显示装置的制造方法，
还具备：将所述基板除去的工序；
使所述发光面粗糙化的工序。
8.根据权利要求7所述的图像显示装置的制造方法，
还具备代替所述基板而形成波长转换部件的工序。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的图像显示装置的制造方法，
还具备在所述第一绝缘膜上形成遮光层的工序。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的图像显示装置的制造方法，
所述半导体层包含氮化镓系化合物半导体。
11.一种图像显示装置，具备：
光透过性部件，其具有第一面；
发光元件，其包含所述第一面上的发光面和所述发光面的相反侧的上面；
第一绝缘膜，其覆盖所述第一面和所述发光元件；
电路元件，其设置在所述第一绝缘膜上；
第二绝缘膜，其覆盖所述第一绝缘膜和所述电路元件；
第一过孔，其以贯通所述第一绝缘膜和所述第二绝缘膜的方式设置；
第一配线层，其设置在所述第二绝缘膜上；
所述第一过孔设置在所述第一配线层与所述上面之间，并且将所述第一配线层和所述上面电连接。
12.根据权利要求11所述的图像显示装置，
还具备以贯通所述第一绝缘膜和所述第二绝缘膜的方式设置的第二过孔，
所述发光元件包含沿着所述发光面设置的连接部，
所述第一配线层包含第一配线和从所述第一配线分离的第二配线，
所述第一过孔设置在所述第一配线与所述上面之间，并且将所述第一配线和所述上面电连接，
所述第二过孔设置在所述第二配线与所述连接部之间，并且将所述第二配线和所述连接部电连接。
13.根据权利要求11所述的图像显示装置，
还具备：
第二配线层，其设置在所述第一面上并且具有光透过性；
第二过孔，其以贯通所述第一绝缘膜和所述第二绝缘膜的方式设置；
所述第一配线层包含第三配线和从所述第三配线分离的第四配线，
所述第一过孔设置在所述第三配线与所述上面之间，并且将所述第三配线和所述上面电连接，
所述第二过孔设置在所述第四配线与所述第二配线层之间，并且将所述第四配线和所述第二配线层电连接。
14.根据权利要求13所述的图像显示装置，
还具备第三配线层，所述第三配线层将所述上面和所述发光元件的侧面覆盖并且包含与所述上面电连接的第一遮光电极，
所述第一过孔设置在所述第一配线层与所述第一遮光电极之间，并且将所述第一配线层和所述第一遮光电极电连接。
15.根据权利要求13所述的图像显示装置，
还具备第二遮光电极，所述第二遮光电极覆盖所述上面并且与所述上面电连接，
所述第一过孔设置在具有包含所述第二遮光电极的平面图中的外周在内的内径的通孔内，并且设置在所述第一配线层与所述第二遮光电极之间，并且将所述第一配线层和所述第二遮光电极电连接。
16.根据权利要求11所述的图像显示装置，
所述第一面与所述发光元件的侧面所成的内角比90°小。
17.根据权利要求11至16中任一项所述的图像显示装置，
还具备在所述第一面与所述发光面之间设置的包含石墨烯的层。
18.根据权利要求11至17中任一项所述的图像显示装置，
所述发光面被粗糙化。
19.根据权利要求11至18中任一项所述的图像显示装置，
还具备在所述第一绝缘膜与所述第二绝缘膜之间设置的遮光层。
20.根据权利要求11至19中任一项所述的图像显示装置，
所述第一绝缘膜具有光反射性。
21.根据权利要求11至20中任一项所述的图像显示装置，
所述发光元件包含氮化镓系化合物半导体。
22.根据权利要求11至21中任一项所述的图像显示装置，
所述光透过性部件包含波长转换部件。
23.一种图像显示装置，具备：
光透过性部件，其具有第一面；
第一半导体层，其在所述第一面上包含能够形成多个发光区域的发光面；
多个发光层，其在所述第一半导体层上分离设置；
多个第二半导体层，其分别设置在所述多个发光层上，并且具有与所述第一半导体层不同的导电型；
第一绝缘膜，其覆盖所述第一面、所述第一半导体层、所述多个发光层以及所述多个第二半导体层；
多个晶体管，其在所述第一绝缘膜上相互分离设置；
第二绝缘膜，其覆盖所述第一绝缘膜和所述多个晶体管；
多个第一过孔，其以贯通所述第一绝缘膜和所述第二绝缘膜的方式设置；
第一配线层，其设置在所述第二绝缘膜上；
所述多个第二半导体层和所述多个发光层被所述第一绝缘膜分离，
所述多个第一过孔分别设置在所述第一配线层与所述多个第二半导体层之间，并且分别将所述第一配线层和所述多个第二半导体层电连接。
24.根据权利要求23所述的图像显示装置，
还具备在所述第一面与所述发光面之间设置的包含石墨烯的层。
25.一种图像显示装置，具备：
光透过性部件，其具有第一面；
多个发光元件，其包含所述第一面上的发光面和所述发光面的相反侧的上面；
第一绝缘膜，其覆盖所述第一面和所述多个发光元件；
电路元件，其设置在所述第一绝缘膜上；
第二绝缘膜，其覆盖所述第一绝缘膜和所述电路元件；
多个第一过孔，其以贯通所述第一绝缘膜和所述第二绝缘膜的方式设置；
第一配线层，其设置在所述第二绝缘膜上；
所述多个第一过孔设置在所述第一配线层与所述上面之间，并且分别将所述第一配线层和所述上面电连接。
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