CN116806351A - 图像显示装置的制造方法和图像显示装置 - Google Patents

图像显示装置的制造方法和图像显示装置 Download PDF

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Abstract

实施方式的图像显示装置的制造方法具备：准备第一基板的工序，所述第一基板包含电路元件、与所述电路元件连接的第一配线层以及将所述电路元件和所述第一配线层覆盖的第一绝缘膜；在所述第一绝缘膜上形成包含单晶金属的导电层的工序；在所述单晶金属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而形成包含发光面的发光元件的工序；形成将所述第一绝缘膜、所述导电层以及所述发光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二配线层的工序；将所述发光面上的导电层的至少一部分除去的工序。

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 on amorphous substrates bypulsed sputtering",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：准备第一基板的工序，所述第一基板包含在基板上形成的电路元件、与所述电路元件连接的第一配线层、以及将所述电路元件和所述第一配线层覆盖的第一绝缘膜；在所述第一绝缘膜上形成包含单晶金属的第一部分在内的导电层的工序；在所述第一部分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而形成包含所述第一部分上的发光面和所述发光面的相反侧的顶面在内的发光元件的工序；形成将所述第一绝缘膜、所述导电层以及所述发光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二配线层的工序；将所述发光面上的所述第一部分的至少一部分除去的工序。所述第一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。
本发明一个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；第一绝缘膜，其覆盖所述电路元件和所述第一配线层；发光元件，其包含通过以贯通所述第一绝缘膜的方式设置的开口而从所述第一绝缘膜露出的发光面和所述发光面的相反侧的顶面；第二绝缘膜，其覆盖所述第一绝缘膜和所述发光元件；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；第二配线层，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。
本发明一个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；第一绝缘膜，其覆盖所述多个晶体管和所述第一配线层；第一半导体层，其在所述第一绝缘膜上包含能够形成多个发光区域的发光面；多个发光层，其设置在所述第一半导体层上；多个第二半导体层，其分别设置在所述多个发光层上，具有与所述第一半导体层不同的导电型；第二绝缘膜，其覆盖所述第一绝缘膜、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；第二配线层，其设置在所述第二绝缘膜上。多个发光区域通过以贯通所述第一绝缘膜的方式设置的多个开口而分别从所述第一绝缘膜露出。所述多个第二半导体层被所述第二绝缘膜分离。所述多个发光层被所述第二绝缘膜分离。所述多个第一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。
本发明一个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；第一绝缘膜，其覆盖所述电路元件和所述第一配线层；多个发光元件，其分别包含通过以贯通所述第一绝缘膜的方式设置的开口而从所述第一绝缘膜露出的发光面和所述发光面的相反侧的顶面；第二绝缘膜，其覆盖所述第一绝缘膜和所述多个发光元件；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；第二配线层，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。
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，发光元件的小型化变得容易，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变形例的图像显示装置的一部分的示意性剖视图。
图3是例示第一实施方式的变形例的图像显示装置的一部分的示意性剖视图。
图4是例示第一实施方式的变形例的图像显示装置的一部分的示意性剖视图。
图5是例示第一实施方式的图像显示装置的示意性框图。
图6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8A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8B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9A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9B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9C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10A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10B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11A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11B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12A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12B是例示第一实施方式的变形例的图像显示装置的制造方法的一部分的示意性剖视图。
图13A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13B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13C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13D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14是例示第一实施方式的变形例的图像显示装置的制造方法的一部分的示意性剖视图。
图15是例示第一实施方式的变形例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是例示第一实施方式的图像显示装置的示意性立体图。
图17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18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19是例示第二实施方式的图像显示装置的示意性框图。
图20A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20B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21A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21B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22A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22B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23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24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25A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25B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26A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26B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27A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27B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28A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28B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29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30A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30B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31A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31B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32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33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34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35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36是例示第七实施方式的图像显示装置的框图。
图37是例示第七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16和图17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6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包含晶体管(电路元件)103、第一配线层110、第一层间绝缘膜(第一绝缘膜)112、发光元件150、第二层间绝缘膜(第二绝缘膜)156、过孔(第一过孔)161d以及第二配线层160。子像素20还包含滤色器(波长转换部件)180。子像素20还包含具有光反射性的电极165a。
在本实施方式中，晶体管103设置在滤色器180上。在该例子中，晶体管103设置在构成滤色器180的遮光部181上。更详细而言，如后所述，晶体管103形成于在滤色器180上设置的TFT下层膜106上。晶体管103被绝缘膜108覆盖，绝缘膜108与在绝缘膜108上设置的第一配线层110一起被第一层间绝缘膜112覆盖。
滤色器180的颜色转换部182以贯通晶种板130a、第一层间绝缘膜112、绝缘膜108、绝缘层105以及TFT下层膜106的方式设置。发光元件150的发光面151S遍及晶种板130a和颜色转换层183上地设置。从发光面151S放射出的光经由颜色转换层183和滤光层184而向外部放射。
晶体管103驱动在第一层间绝缘膜112上设置的发光元件150。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。颜色转换部182的XY平面图中的形状例如是圆形或椭圆形等。颜色转换部182的XY平面图中的形状在与发光面151S相接的部分与发光面151S的形状一致。也就是说，颜色转换部182与发光面151S的接触面的外周与发光面151S的外周一致。颜色转换部182为XY平面图中的形状的面积朝向Z轴的负向逐渐变大的圆锥台形状。颜色转换部182的XY平面图中的形状不限于圆、椭圆，也可以是三角形、四角形等多边形。
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，显示更清晰的图像。
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对以贯通晶种板130a、第一层间绝缘膜112、绝缘膜108、绝缘层105以及TFT下层膜106的方式设置的开口进行填充的方式设置。在图1中，表示的是开口的壁面158W。颜色转换层183覆盖发光面151S和壁面158W。颜色转换层183也设置在遮光部181之间。滤光层184与颜色转换层183相接，设置在遮光部181之间。
在颜色转换部182为一层的情况下，开口例如以由滤光层184填充的方式设置。在该情况下，滤光层184覆盖发光面151S和壁面158W。滤光层184也设置在遮光部181之间。
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也优选设置滤光层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。
滤色器180具有连接面180S。连接面180S主要由遮光部181提供。TFT下层膜106设置在连接面180S上。包含晶体管103的电路元件隔着TFT下层膜106设置在连接面180S上。
晶体管103形成在TFT下层膜106上。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沟道免受污染等而设置。TFT下层膜106是SiO2等的绝缘膜，具有光透过性。
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5中，晶体管103对应于驱动晶体管26。除此之外，在图5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。电路101设置于连接面180S。
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 Poly Silicon，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含有硼(B)或氟化硼(BF)等杂质，形成了p型半导体区域。区域104s与过孔111s欧姆连接，区域104d与过孔111d欧姆连接。
绝缘层105设置在TFT下层膜106和TFT沟道104上。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，由此能够控制在区域104s、区域104d之间流动的电流。
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。
绝缘膜108设置于绝缘层105和栅极107上。绝缘膜108是例如SiO2、Si3N4等的无机膜。优选的是，绝缘膜108是SiO2和Si3N4等的层叠膜。绝缘膜108为了将相邻配置的晶体管103等电路元件互相分离而设置。绝缘膜108提供具有不妨碍形成第一配线层110的程度的平坦度的面。
第一配线层110设置在绝缘膜108上。第一配线层110能够包含电位不同的多条配线。第一配线层110包含配线110s、配线110d。配线110s、配线110d分离地形成，能够与不同的电位连接。
在图1以后的剖视图中，只要没有特别说明，表示配线层的附图标记就显示于构成该配线层的配线的侧方。在图1的情况下，例如，第一配线层110的附图标记显示于配线110s的侧方。
配线110s设置在区域104s的上方。配线110s与例如后述图5所示的电源线3连接。配线110d设置在区域104d的上方。在配线110d连接有过孔161d的一端。过孔161d的另一端与第二配线层160连接。
过孔111s,111d以贯通绝缘膜108和绝缘层105的方式设置。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而与例如图5的电路的电源线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。因此，晶体管103的漏极区域经由过孔111d、配线110d以及过孔161d而与第二配线层160电连接。
第一层间绝缘膜112以覆盖绝缘膜108和第一配线层110上方的方式设置。如在后述制造方法中说明的那样，第一层间绝缘膜112提供用于形成金属晶种层且在金属晶种层上使半导体层晶体生长的平坦化面112F。
绝缘膜108和第一层间绝缘膜112由具有光反射性的材料形成。绝缘膜108和第一层间绝缘膜112例如由白色树脂形成。通过使绝缘膜108和第一层间绝缘膜112为白色树脂，能够将从颜色转换层183向绝缘膜108和第一层间绝缘膜112的光的散射等反射。因而，能够使发光元件150的发光效率实质性地提高。另外，由于从颜色转换层183漏出的光被绝缘膜108和第一层间绝缘膜112反射，因此能够抑制光到达晶体管103而防止晶体管103的误动作。
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108和第一层间绝缘膜112白色化的情况下，也可以重叠于SOG等地使用例如通过ALD(Atomic-Layer-Deposition：原子层沉积)、CVD而形成的SiO2膜等。
发光元件150设置在滤色器180的颜色转换层183上。更详细而言，发光元件150的发光面151S与晶种板130a和颜色转换层183接触，遍及晶种板130a和颜色转换层183地设置。颜色转换层183以贯通晶种板130a、第一层间绝缘膜112、绝缘膜108、绝缘层105和TFT下层膜106的方式设置。
如与图8B以后的图相关联地后述说明那样，晶种板130a通过蚀刻金属晶种层1130a而形成。金属晶种层1130a作为用于形成发光元件150的晶种而使用。
发光元件150包含在发光面151S的相反侧设置的顶面153U。在该例子中，发光面151S和顶面153U的XY平面图中的外周形状是方形或长方形，发光元件150是具有遍及晶种板130a和颜色转换层183上的发光面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朝向顶面153U依次层叠。作为n型半导体层151的发光面151S以与晶种板130a和颜色转换层183接触的方式设置。发光元件150经由颜色转换层183和滤光层184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以在平坦化面112F上与晶种板130a一起从n型半导体层151向一个方向突出的方式设置。连接部151a的从发光面151S起的高度与n型半导体层151的从发光面151S起的高度相同，或者比n型半导体层151的从发光面151S起的高度低。连接部151a是n型半导体层151的一部分。连接部151a与过孔161k的一端连接，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。
电极165a遍及顶面153U上地设置。电极165a设置在顶面153U与连接部件161a之间。由具有光反射性的导电材料形成。电极165a与p型半导体层153实现欧姆连接。电极165a由于具有光反射性，所以将发光元件150向上方的放射光、散射光向发光面151S侧反射。由此，在发光元件150中，实质性的发光效率得以提高。
第二层间绝缘膜156覆盖平坦化面112F、晶种板130a、发光元件150以及电极165a。第二层间绝缘膜156将相邻配置的其他发光元件150分离。第二层间绝缘膜156也从在相邻配置的其他发光元件150设置的电极165a分离。第二层间绝缘膜156通过覆盖发光元件150而相对于周围环境保护发光元件150。第二层间绝缘膜156的表面具有能够在第二层间绝缘膜156上形成第二配线层160的程度的平坦性即可。
第二层间绝缘膜156由有机绝缘材料形成。在第二层间绝缘膜156中使用的有机绝缘材料优选是与绝缘膜108和第一层间绝缘膜112同样的白色树脂。通过使第二层间绝缘膜156为白色树脂，能够将发光元件150的横向的出射光反射而使发光元件150的发光效率实质性地提高。
第二层间绝缘膜156也可以是黑色树脂。通过使第二层间绝缘膜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。对于绝缘膜108和第一层间绝缘膜112来说，可以使它们中的一方或双方为黑色树脂。
第二配线层160设置在第二层间绝缘膜156上。第二配线层160能够包含电位不同的多条配线。第二配线层160包含配线160d,160k。配线160d,160k分离地形成，能够与不同的电位连接。
配线160d的一部分在设置于顶面153U上方的配线160d与顶面153U之间设有连接部件161a，顶面153U通过连接部件161a而与配线160d连接。配线160d的另一部分设置在配线110d的上方。配线160k的一部分设置在连接部151a的上方。配线160k的另一部分与例如图5的电路的接地线4连接。
过孔161d以贯通第二层间绝缘膜156和第一层间绝缘膜112而到达配线110d的方式设置。过孔161d设置在配线(第一配线)160d与配线110d之间，将配线160d和配线110d电连接。因此，p型半导体层153经由电极165a、连接部件161a、配线160d、过孔161d、配线110d和过孔111d而与晶体管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156而到达连接部(第一连接部)151a的方式设置。过孔161k设置在配线(第二配线)160k与连接部151a之间，将配线160k和连接部151a连接。因此，n型半导体层151经由连接部151a、过孔161k以及配线160k而与例如图5的电路的接地线4电连接。
第一配线层110、连接部件161a以及过孔111s,111d,161d,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156和第二配线层160上地进一步设置保护层。
在本实施方式和后述其他实施方式的情况下，根据滤色器的形成工序的不同和滤色器的有无，存在以下的三个变形例。这些变形例不限于本实施方式，也能够应用于其他实施方式的情况。
(变形例1)
图2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性剖视图。
如图2所示，本变形例的图像显示装置的子像素20a在除了图1所示的子像素20的结构之外还包含基板102这一点与子像素20的结构不同。在其他的点与上述实施方式的情况相同。对于同一构成要素，标注同一附图标记而省略详细的说明。
在本变形例中，颜色转换层183以贯通晶种板130a、第一层间绝缘膜112、绝缘膜108、绝缘层105、TFT下层膜106以及基板102的方式设置。发光元件150的发光面151S与上述的实施方式的情况同样遍及晶种板130a和颜色转换层183上地设置。
基板102是具有面102a,102b的透光性基板，面102b位于面102a的相反侧。基板102例如是玻璃基板。TFT下层膜106设置在基板102的一个面102a上。在TFT下层膜106上，与上述实施方式的情况同样地设有包含TFT沟道104等的电路101。
在基板102的另一面102b设有滤色器180，在该例子中，设有遮光部181。也就是说，电路101隔着基板102而设置在滤色器180的遮光部181上。发光元件150设置于以贯通晶种板130a、第一层间绝缘膜112、绝缘膜108、绝缘层105、TFT下层膜以及基板102的方式设置的颜色转换层183上。
(变形例2)
图3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性剖视图。
在本变形例中，子像素20b包含与图1所示的实施方式、图2所示的变形例的情况不同的滤色器180a。上述实施方式的情况下的滤色器180以喷墨方式形成，与此相对，在本变形例中，滤色器180a在以膜形式形成这一点不同。如使用图15而在后文中进行说明的那样，滤色器180a通过经由透明薄膜粘接层189向面106S、面157S粘贴而形成。对于同一构成要素，标注同一附图标记而适当省略详细的说明。
如图3所示，滤色器180a包含遮光部181a和颜色转换部182a。遮光部181a和颜色转换部182a分别对应于上述实施方式的情况下的遮光部181和颜色转换部182，具有相同的功能。
在本变形例中，TFT下层膜106和透明树脂层157设置在滤色器180a的连接面180S上。
在TFT下层膜106上，与上述实施方式的情况同样地设有包含TFT沟道104等的电路101。发光元件150设置在透明树脂层157上，发光面151S遍及晶种板130a和透明树脂层157上地设置。透明树脂层157以贯通晶种板130a、第一层间绝缘膜112、绝缘膜108、绝缘层105以及TFT下层膜的方式设置。透明树脂层157覆盖发光面151S和壁面158W。
在TFT下层膜106的设有电路101的面的相反侧的面106S设有透明薄膜粘接层189。在透明树脂层157的设有发光面151S的面的相反侧的面157S设有透明薄膜粘接层189。TFT下层膜106的面106S和透明树脂层157的面157S是大致同一XY平面上的面，透明薄膜粘接层189遍及面106S、面157S上地设置。
也就是说，滤色器180a隔着透明薄膜粘接层189而遍及面106S、面157S上地设置。在该例子中，透明树脂层157的面157S设置于滤色器180a中的颜色转换部182a上，TFT下层膜106的面106S设置于滤色器180a中的遮光部181a上。
(变形例3)
图4是例示本变形例的一部分的示意性剖视图。
在本变形例中，子像素20c在不包含滤色器这一点与上述实施方式和两个变形例不同。
如图4所示，本变形例的图像显示装置具备子像素20c。在子像素20c中，在TFT下层膜106上设有电路。发光元件150设置在晶种板130a上。
在子像素20c中，设有开口158，开口158以贯通晶种板130a、第一层间绝缘膜112、绝缘膜108、绝缘层105以及TFT下层膜106的方式设置。发光面151S经由开口158而从晶种板130a、第一层间绝缘膜112、绝缘膜108、绝缘层105以及TFT下层膜106露出，从发光面151S放射出的光通过开口158而向Z轴的负向放射。
可以将TFT下层膜106设置在图2所示的基板102的一方的面102a上。通过从TFT下层膜106起将上部的构造物利用基板102进行支承，能够在移动、搬运时保护图像显示装置免于破损等。
图5是例示本实施方式的图像显示装置的示意性框图。
如图5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发出红色的光。子像素20G发出绿色的光。子像素20B发出蓝色的光。通过三种像素20R,20G,20B以所期望的辉度发光，来决定一个像素10的发光色和辉度。
一个像素10包含三个子像素20R,20G,20B，子像素20R,20G,20B例如如图5所示那样在X轴上呈直线状排列。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。
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的排列而成成格子状配置。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轴平行的方向上布设。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5和后述图6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6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6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112和第二层间绝缘膜156而在Z轴方向上层叠。发光元件150在图5中对应于发光元件22。驱动用的晶体管103在图5中对应于驱动晶体管26，也被记为T2。
如图6所示，发光元件150的阳电极由图1所示的p型半导体层153提供。电极165a设置于p型半导体层153的顶面153U上。电极165a经由连接部件161a而连接于配线160d。配线160d通过接触孔161d1而连接于过孔161d，配线160d经由过孔161d而连接于在下层设置的配线110d。
配线110d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，第一配线层110包含电源线3，配线110s连接于电源线3。
发光元件150的阴电极由连接部151a提供。连接部151a设置于比晶体管103、第一配线层110靠上的层。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与接地线4连接。
这样，发光元件150通过使用过孔161d，能够将在比发光元件150靠下的层设置的第一配线层110与第二配线层160电连接。发光元件150通过使用过孔161k，能够将在比第二配线层160靠下方设置的连接部151a与第二配线层160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7A至图12B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7A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。在基板102的一个面102a上形成TFT下层膜106。TFT下层膜106通过例如CVD法而形成。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7B所示，在TFT下层膜106上的规定的位置形成晶体管103。例如，在LTPS工艺中，晶体管103如以下这样形成。
图7A所示的多晶化的Si层1104如图6所示的晶体管103那样被加工成岛状，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。
如图8A所示，绝缘膜108以覆盖绝缘层105和栅极107的方式设置。在绝缘膜108的形成中，根据绝缘膜108的材质而应用合适的制法。例如，在绝缘膜108由SiO2形成的情况下，使用ALD、CVD等技术。
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。在不对绝缘膜108实施平坦化工序的情况下，能够削减用于平坦化工序的工序数。
以贯通绝缘膜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111s,111d的过孔形成，使用例如RIE等。
在绝缘膜108上形成包含配线110s,110d的第一配线层110。配线110与过孔111s的一端连接。配线110d与过孔111d的一端连接。第一配线层110也可以与过孔111s,111d的形成同时形成。
第一层间绝缘膜(第一绝缘膜)112以覆盖绝缘膜108和第一配线层110上的方式形成。对于第一层间绝缘膜112，通过化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing，CMP)等而将表面平坦化，形成平坦化面112F。
这样，形成驱动电路基板(第一基板)100。驱动电路基板100的制造工序可以由与之后说明的半导体层的形成工序以后的工序相独立的设备执行，也可以由相同的设备执行。
如图8B所示，金属层1130形成在平坦化面112F上。对于金属层1130来说，例如在平坦化面112F的整面通过溅射等而将金属材料的层成膜后，以残留形成半导体层的部位的方式图案化。
或者，对于金属层1130来说，也可以将具有使形成半导体层的部位开口的图案的掩模设置在平坦化面112F上，然后，形成图案化的金属层1130。
金属层1130使用例如Cu、Hf等金属材料而形成。对于金属层1130的形成，为了以低温成膜，优选使用溅射等。
图案化的金属层1130通过退火处理而单晶化。优选以遍及图案化的金属层1130的整体地单晶化的方式实施退火处理。对于金属层1130的单晶化，优选使用例如基于激光照射的退火处理。在脉冲激光退火中，能够在将对比金属层1130靠下的层的温度的影响抑制为400℃左右至500℃左右的低温的状态下使金属层1130单晶化。因而，能够在基板102中使用由玻璃、有机树脂形成的基板等。
以下，将通过使金属层1130单晶化处理而形成的层称作金属晶种层。对金属晶种层的被单晶化的区域与半导体层1150生长的区域的关系进行说明。
在图9A至图9C中表示的是三种图案化部分1131a的剖视图。图案化部分1131a是通过将图10A所示的金属晶种层1130a图案化而形成的部分。
在图9A中表示的是图案化部分1131a的整体被单晶化的状态。
如图9A所示，图案化部分1131a的整体被单晶化。更具体而言，图案化部分1131a遍及XY平面地被单晶化，且从图案化部分1131a的表面遍及Z轴方向地被单晶化至平坦化面112F。如图9A的双点划线所示，半导体层1150遍及图案化部分1131a上地形成。
在图9B和图9C中表示的是图案化部分1131a的一部分被单晶化的状态。
如图9B所示，图案化部分1131a包含单晶化部分1131a1和未被单晶化的部分1131a2。单晶化部分1131a1从图案化部分1131a的表面遍及Z轴方向地形成至平坦化面112F。在该例子中，未被单晶化的部分1131a2以包围单晶化部分1131a1的周围的方式形成，但未被单晶化的部分1131a2以至少与单晶化部分1131a1的外周的一部分接触的方式形成。如图9B的双点划线所示，半导体层1150遍及图案化部分1131a中的单晶化部分1131a1上地形成。在未被单晶化的部分1131a2上和平坦化面112F上，例如堆积包含生长晶种的材料即Ga等的非晶体状态的堆积物。
如图9C所示，图案化部分1131a包含单晶化部分1131a1和未被单晶化的部分1131a2。单晶化部分1131a1在Z轴方向上形成于图案化部分1131a的表面附近，未到达平坦化面112F。未被单晶化的部分1131a2与图9B的情况同样地形成于单晶化部分1131a1的周围。如图9C的双点划线所示，半导体层1150遍及图案化部分1131a中的单晶化部分1131a1上地形成。在未被单晶化的部分1131a2上和平坦化面112F上，例如堆积包含生长晶种的材料即Ga等的非晶体状态的堆积物。
这样，半导体层1150形成在图案化部分1131a的被单晶化的部分上。因而，图案化部分1131a的被单晶化的部分的XY平面图中的面积与发光元件的底面的面积相比充分大，在XY平面图中，被单晶化的部分的外周以包含发光元件的外周的方式设定。也就是说，发光元件的外周在XY平面图中配置于图案化部分1131a的被单晶化的部分的外周以内。
形成图8B所示的金属层1130的金属材料是例如Cu、Hf等。在金属层1130中使用的金属材料只要是能够通过退火处理而单晶化的金属材料即可，不限于Cu、Hf。从降低向驱动电路基板100的热应力的观点出发，优选是能够通过更低温的退火处理而单晶化的金属材料。在金属晶种层1130a上形成半导体层1150的情况下，也可以在金属晶种层1130a上设置导电性的缓冲层，在该缓冲层上通过上述低温溅射法等而使半导体层生长。对于缓冲层，只要是促进GaN的晶体形成的材料即可，不限定其种类。作为缓冲层，可以使用石墨烯片。
以下，对于金属晶种层1130a，对上述图9A所示的图案化部分1131a的整体被单晶化的情况而说明，但不限于此，如图9B、图9C所示，半导体层1150形成在被单晶化的部分上。
如图10A所示，形成通过退火处理而被单晶化的金属晶种层(导电层)1130a。遍及金属晶种层1130a上地形成半导体层1150。半导体层1150从金属晶种层1130a朝向Z轴的正向按照n型半导体层1151、发光层1152以及p型半导体层1153的顺序形成。
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的晶体在单晶金属层上外延生长(参照非专利文献1、2等)。这样的低温溅射法与在具有通过LTPS工艺而形成的TFT等的电路基板上形成半导体层1150相匹配。
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。
在晶体生长的初期，存在产生由晶格常数的不匹配引起的晶体缺陷的情况，产生了晶体缺陷的晶体呈n型。因而，在如该例子这样将半导体层1150在平坦化面112F上从n型半导体层1151起形成的情况下，能够使生产工艺上的余裕大，因此存在容易提高成品率这一优势。
通过使用合适的成膜技术在遍及整面地被单晶化的金属晶种层1130a上使GaN的半导体层1150生长，在金属晶种层1130a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10A的双点划线所示的区域内。
在半导体层1150的生长过程中，有时在不存在金属晶种层1130a的平坦化面112F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从平坦化面112F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。
在半导体层1150上形成有金属层(具有导电性的层)1160。在该例子中，金属层1160也形成在堆积物1162上。更具体而言，金属层1160形成在p型半导体层1153上和堆积物1162c上。
如图10B所示，通过蚀刻而加工图10A所示的金属晶种层1130a，形成晶种板(第一部分)130a1。通过蚀刻而对图10A所示的半导体层1150进行加工，形成发光元件150。通过蚀刻而加工金属层1160，形成电极165a。
在该例子的晶种板130a1的形成工序中，晶种板130a1的XY平面图中的外周以与发光元件150的XY平面图中的外周一致的方式形成。不限于此，晶种板130a1的XY平面图中的外周也可以以包含发光元件150的XY平面图中的外周的方式形成。也就是说，发光元件150的外周也可以在XY平面图中配置于晶种板130a1的外周以内。
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和顶面153U上的电极165a。由此，能够形成具有从n型半导体层151在平坦化面112F上向X轴的正向突出的连接部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)。
以覆盖平坦化面112F、晶种板130a1、发光元件150以及电极165a的方式形成第一层间绝缘膜(第一绝缘膜)112。
如图11A所示，通过将贯通第二层间绝缘膜156和第一层间绝缘膜112且到达配线110d的过孔利用导电材料埋入而形成过孔161d(第一过孔)。通过将贯通第二层间绝缘膜156且到达连接部(第一连接部)151a的过孔利用导电材料埋入而形成过孔(第二过孔)161k。通过将以到达电极165a的方式形成的接触孔利用导电材料埋入而形成连接部件161a。在过孔、接触孔的形成中，使用例如RIE等。
在第二层间绝缘膜156上形成包含配线160d,160k的第二配线层160。配线160d与连接部件161a和过孔161d的一端连接。配线160k与过孔161k的一端连接。第二配线层160也可以与过孔161k,161d和连接部件161a的形成同时形成。
如图11B所示，在第二层间绝缘膜156和第二配线层160上形成粘接层1170，经由粘接层1170而粘接加强基板1180。加强基板1180为了对将图11A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，除去基板102。在基板102的除去中，使用湿法蚀刻、激光剥离。
如图12A所示，从通过除去基板102而露出的TFT下层膜106的面106S以露出发光面151S的方式形成开口158。开口158通过将TFT下层膜106、绝缘层105、绝缘膜108、第一层间绝缘膜112和图11B所示的晶种板130a1的一部分依次除去而形成。在开口158的形成中，使用例如湿法蚀刻。也可以根据所除去的层、膜的材质而将蚀刻溶剂变更为合适的溶剂或者组合干法蚀刻。
通过主要使用湿法蚀刻，开口158的壁面158W的XY平面图中的形状成为从面106S朝向发光面151S逐渐变小的圆锥台形状。
图12B表示图2所示的变形例1的情况下的工序。
如图12B所示，从基板102的面102b以露出发光面151S的方式形成开口158。开口158通过将基板102、TFT下层膜106、绝缘层105、绝缘膜108、第一层间绝缘膜112以及图11B所示的晶种板130a依次除去而形成。开口158通过使用了与材质相应的溶剂的湿法蚀刻等而形成。这样，在变形例1的情况下，通过省略除去基板102的工序，能够缩短整体的工序。
图13A至图13D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13A至图13D中表示的是以喷墨方式形成滤色器的方法。该滤色器形成工序除了上述实施方式之外，也能够同样地应用于变形例1。
如图13A所示，准备面106S被露出且形成了开口158的构造体1192。构造体1192除了发光元件150、粘接层1170以及加强基板1180之外，还包含图12A所示的TFT下层膜106、电路101、第一层间绝缘膜112、晶种板130a、电极165a、过孔161d,161k以及第二配线层160等。
如图13B所示，在面106S上的不包含开口158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13C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。形成颜色转换层183的荧光体以覆盖发光面151S和开口158的壁面158W的方式喷出。荧光体也将面106S上的遮光部181之间的区域着色。荧光体以使颜色转换层183的露出面与面106S的Z轴方向的位置相比充分处于负向的方式喷出充足的量。
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。
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，以蓝色的荧光体将由遮光部181形成的区域全部填充的方式设定喷出量。
如图13D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。以将由遮光部181形成的区域全部填充的方式设定喷出量。
在形成了滤色器180然后，将构造体1192与滤色器180一起切片而形成图像显示装置。需要说明的是，滤色器180的形成工序也可以在构造体1192的切片后进行。
对形成图3所示的膜形式的滤色器180a的工序进行说明。
图14和图15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。
图14所示的工序在图12A所示的工序之后执行。
如图14所示，利用透明树脂层157填充图12A所示的开口158。透明树脂层157以覆盖发光面151S和壁面158W的方式形成。透明树脂层157的露出的面157S以与TFT下层膜106的露出的面106S成为大致同一平面的方式形成。
在图15中，箭头之上的图表示的是构造体1192a。构造体1192a除了发光元件150、粘接层1170以及加强基板1180之外，还包含图14所示的透明树脂层157、TFT下层膜106、电路101、第一层间绝缘膜112、晶种板130a、电极165a、过孔161d,161k以及第二配线层160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1192a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15中，为了避免繁杂，对于构造体1192a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1192a内的构成要素是图14所示的电路101、过孔161d,161k、连接部件161a以及第二配线层160。
如图15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的颜色转换层183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1192a。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1192a的TFT下层膜的露出的面106S。
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184a的频率特性来说，针对颜色转换部的颜色中的红色和绿色，例如是使红色和绿色的波长的光透过的同一特性，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15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1192a粘贴滤色器180a。
然后，将加强基板1180与粘接层1170一起除去，但也可以不除去加强基板1180和粘接层1170地作为图像显示装置。
玻璃基板186可以除去，也可以保持原样。通过留下玻璃基板186，能够相对于外部环境保护滤色器180a。
在形成了滤色器180a后，将构造体1192a与滤色器180a一起切片而形成图像显示装置。需要说明的是，滤色器180a的形成工序也可以在构造体1192a的切片后进行。
这样，在构造体1192,1192a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像显示装置的制造。
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。
在图4所示的变形例3的情况下，由于不形成滤色器，所以能够省略滤色器的形成工序。
图16是例示本实施方式的图像显示装置的示意性立体图。
如图16所示，本实施方式的图像显示装置在滤色器180上设有包含晶体管的电路101，在平坦化面112F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除了图1所示的形成有电极165a的发光元件150之外，还包含图1所示的晶种板130a、第二层间绝缘膜156以及第二配线层160。电路101和发光电路部172经由图1所示的过孔161d,161k电连接。
(变形例)
图17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。
在上述图4所示的变形例3的情况下，不设置滤色器，如该例子这样形成单色发光的图像显示装置。
如图17所示，在本变形例的图像显示装置中，在电路101的平坦化面112F上设有具有大量发光元件150的发光电路部172。
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，通过对在驱动电路基板100的平坦化面112F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利用第二层间绝缘膜156覆盖，与在驱动电路基板100内制作的电路101取得电连接。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，通过对在平坦化面112F上形成的金属层1130进行单晶化而成为金属晶种层1130a，能够成为用于使半导体层1150晶体生长的晶种。在金属层1130的单晶化中，例如能够利用激光退火处理，能够实现充分高的生产率。
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的制造方法中，由于在形成于平坦化面112F上的金属晶种层1130a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在单晶金属的金属晶种层1130a上生长，所以通过将金属晶种层1130a适当地图案化，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。
由于在已经组装有电路101的驱动电路基板100上通过蚀刻等而直接形成发光元件后，将发光元件150和发光元件150的下层的电路101通过过孔形成等而电连接，所以能够实现均一的连接构造，能够抑制成品率的下降。
驱动电路基板100可以具有包含TFT等在内的驱动电路、扫描电路等。通过使用LTPS工艺等，能够在玻璃基板等具有光透过性的基板制作构成驱动电路基板100的电路101，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。
在本实施方式的图像显示装置中，在驱动电路基板100上层叠有发光元件150，从发光面151S到外部的光路有时会变长。例如，光路是图12A所示的开口158的Z轴方向的长度，有时会达到1μm左右至数μm左右。也就是说，从发光面151S输出的光经过1μm左右至数μm左右的光路而向外部放射。因而，从发光面151S输出的光与向外部直接放射的情况相比根据光路的长度而衰减。另外，在光路填充有颜色转换层183，根据构成颜色转换层183的荧光体的光的吸收率，出射的光的强度进一步衰减。
在本实施方式中，遍及在发光面151S的相反侧设置的顶面153U上地设有具有光反射性的电极165a。因而，发光元件150向上方的散射等被电极165a向发光面151S侧反射。
发光元件150除了发光面151S和顶面153U之外被第二层间绝缘膜156覆盖。通过将第二层间绝缘膜156利用白色树脂等光反射性高的材料形成，能够将发光元件150向侧方的散射光等反射而避免其向发光元件150的侧方泄漏。
这样，在本实施方式的图像显示装置中，能够利用电极165a和第二层间绝缘膜156来覆盖发光元件150，将向发光面151S以外的方向行进的光封闭在发光元件150内。封闭在发光元件150内的光在发光元件150与第二层间绝缘膜156的界面反射，一部分被导向发光面151S侧。因此，发光元件150的实质性的发光效率提高，即使光的强度由于从发光面151S至放射到外部为止的长的光路、荧光体的光吸收率而衰减，也能够将充分的强度的光向外部放射。
(第二实施方式)
图18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18所示，在本实施方式的情况下，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，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。另外，在将p型半导体层253和过孔261a利用连接板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包含晶体管203、第一配线层110、第一层间绝缘膜112、发光元件250、第二层间绝缘膜156、过孔161d以及第二配线层160。子像素220还包含滤色器180。子像素220还包含具有光反射性的电极165a。子像素220还包含连接板230a。
在本实施方式中，与上述其他实施方式的情况相同，晶体管203设置在滤色器180上。发光元件250设置在滤色器180的颜色转换部182上。滤色器180的构成与上述其他实施方式的情况相同，省略详细的说明。
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、绝缘膜108、过孔111s,111d以及第一配线层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。配线110s与例如后述图19所示的接地线4连接。
过孔111s,111d以贯通绝缘膜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。
在平坦化面112F上设有连接板230a，发光元件250的发光面253S遍及连接板230a和颜色转换部182上地设置。在连接板230a连接有过孔261a的一端。
发光元件250经由颜色转换部182而放射光。发光元件250包含设置于发光面253S的相反侧的顶面251U。发光元件250与上述其他实施方式的情况同样地是棱柱状或圆柱状的元件。
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朝向顶面251U依次层叠。在本实施方式中，发光面253S由p型半导体层253提供。顶面251U是发光面253S的相反侧的面。
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是与上述其他实施方式的发光元件150同样的发光二极管。
具有光反射性的电极165a设置在发光元件250的顶面251U上。电极165a与上述其他实施方式的情况同样，将向上方的散射光等向发光面253S侧反射而使发光元件250的发光效率实质性地提高。
第二配线层160设置在第二层间绝缘膜156上。第二配线层160包含配线160d,260a。配线160d与上述其他实施方式的情况相同，其一部分设置在发光元件250的上方，另一部分设置于配线110d的上方。配线260a的一部分设置于连接板230a的上方。配线260a与例如图19的电路的电源线3连接。
过孔(第一过孔)161d与上述其他实施方式的情况同样地设置。即，过孔161d以贯通第二层间绝缘膜156和第一层间绝缘膜112而到达配线110d的方式设置。过孔161d设置在配线(第一配线)160d与配线110d之间，将配线160d和配线110d电连接。因此，n型半导体层251经由电极165a、连接部件161a、配线160d、过孔161d、配线110d以及过孔111d而与晶体管203的漏极区域电连接。
过孔(第二过孔)261a以贯通第二层间绝缘膜156而到达连接板(第二连接部)230a的方式设置。过孔261a设置在配线(第二配线)260a与连接板230a之间，将配线260a和连接板230a电连接。因此，p型半导体层253经由连接板230a、过孔261a以及配线260a而与例如图19的电路的电源线3电连接。
图19是例示本实施方式的图像显示装置的示意性框图。
如图19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19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20A至图23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。
在本实施方式中，使用与上述其他实施方式的图7A相关联地说明的基板102。在图7A中，基板102在基板的一个面102a上形成有Si层1104。以下，设为在图7A的工序之后应用图20A以后的工序而进行说明。
如图20A所示，图7A所示的多晶化的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P等杂质且热活性化，形成晶体管(电路元件)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20B所示，以覆盖绝缘层105和晶体管203的方式形成绝缘膜108。形成贯通绝缘膜108和绝缘层105的过孔111s,111d。在绝缘膜108上形成包含配线110s,110d的第一配线层110。配线110s与过孔111s连接，配线110d与过孔111d连接。这样，形成驱动电路基板(第一基板)100。
以覆盖绝缘膜108和第一配线层110的方式形成第一层间绝缘膜112。在平坦化面112F上的规定的位置形成金属层1130。
如图21A所示，图20B所示的金属层1130通过激光退火等而被单晶化，形成金属晶种层1130a。遍及单晶化的金属晶种层1130a上地形成半导体层1150。半导体层1150从金属晶种层1130a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21A的双点划线内那样遍及金属晶种层1130a地形成。与上述其他实施方式的情况相同，存在在不存在金属晶种层1130a的平坦化面112F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从平坦化面112F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。
在半导体层1150上形成金属层1160。在该例子中，也在堆积物1162上形成金属层1160。更具体而言，在n型半导体层1151上和堆积物1162f上形成金属层1160。
如图21B所示，形成电极165a、发光元件250以及连接板230a1。电极165a与上述其他实施方式的情况同样地形成。连接板(第一部分)230a1通过蚀刻图21A所示的金属晶种层1130a而形成。在形成连接板230a1后，形成发光元件250。
在连接板230a1的形成工序中，连接板230a1以在平坦化面112F上从发光元件250向一个方向突出的方式形成。连接板230a1的外周以在XY平面图中在将发光元件250向连接板230a1投影时包含发光元件250的外周的方式设定。也就是说，发光元件250的外周在XY平面图中配置在连接板230a1的外周以内。而且，连接板230a1的突出的部分以确保将后述图22A所示的过孔261a的一端连接的区域的方式形成。
连接板230a1在此后的工序中被加工成图18所示的连接板230a。发光元件250的p型半导体层253经由图18所示的连接板230a而与过孔261a连接，因此发光元件250不形成上述其他实施方式的情况那样的连接部而被成形为单个棱柱或圆柱形状。
在电极165a、发光元件250以及连接板230a1的形成后，形成第二层间绝缘膜156。第二层间绝缘膜156以覆盖平坦化面112F、连接板230a1、发光元件250以及电极165a的方式形成。
如图22A所示，通过利用导电材料填充以贯通第二层间绝缘膜156且到达连接板230a1的方式形成的过孔而形成过孔(第二过孔)261a。连接板230a1在之后的工序中被加工成后述图23所示的连接板(第二连接部)230a。与上述其他实施方式的情况同样地形成过孔161d和连接部件161a。即，通过利用导电材料填充以贯通第二层间绝缘膜156和第一层间绝缘膜112而到达配线110d的方式形成的过孔而形成过孔161d。通过将导电材料埋入以到达电极165a的方式形成的接触孔而形成连接部件161a。在过孔、接触孔的形成中，使用例如RIE等，这与上述其他实施方式的情况是相同的。
然后，在第二层间绝缘膜156上形成第二配线层160，配线160d与过孔161d和连接部件161a连接，配线260a与过孔261a连接。
如图22B所示，在第二层间绝缘膜156和第二配线层160上形成粘接层1170，经由粘接层1170而粘接加强基板1180。然后，通过湿法蚀刻等而除去基板102。
如图23所示，从TFT下层膜106的侧朝向发光面253S通过湿法蚀刻等而形成开口158。开口158以贯通TFT下层膜106、绝缘层105、绝缘膜108、第一层间绝缘膜112、第二层间绝缘膜156以及图22B所示的连接板230a1而到达发光面253S的方式形成。连接板(第一部分)230a1在开口158的形成时被蚀刻，成形为连接板230a。
然后，与上述其他实施方式的情况同样地形成滤色器，形成子像素220。
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。
在本实施方式中，连接板230a由金属材料形成，能够为高导电率。因而，能够将发光面253S侧的p型半导体层253以低电阻与过孔261a连接。
(第三实施方式)
图24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与晶体管103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24所示，图像显示装置的子像素320包含晶体管103、第一配线层110、第一层间绝缘膜112、发光元件150、第二层间绝缘膜156、过孔161d以及第二配线层160。子像素320还包含滤色器180。子像素320还包含具有光反射性的电极165a。子像素320还包含遮光层330。
在本实施方式中，第一层间绝缘膜112包含两个绝缘膜112a,112b。绝缘膜112a,112b由相同的材料形成，形成了第一层间绝缘膜112。绝缘膜112a设置在绝缘膜108和第一配线层110上。在绝缘膜112a上设有遮光层330。在遮光层330上设有绝缘膜112b。也就是说，遮光层330设置在绝缘膜112a,112b之间。遮光层330在第一层间绝缘膜112与第二层间绝缘膜156之间除了一部分之外设置于整面。
在本实施方式中，滤色器180的颜色转换部182以贯通绝缘膜112b、遮光层330、绝缘膜112a、绝缘膜108、绝缘层105以及TFT下层膜106的方式设置。因而，遮光层330具备与XY平面图中的颜色转换部182的直径相比具有大的直径的贯通孔331。在该例子中，由于过孔161d以接近颜色转换部182的方式设置，所以贯通孔331以使过孔161d也通过的方式具有充分大的直径。
遮光层330只要是具有遮光性的材料即可，不管导电性的有无，但例如由具有光反射性的金属材料形成。遮光层330也可以由黑色树脂形成。在将遮光层330利用黑色树脂形成的情况下，能够不将具有充分大的直径的贯通孔预先形成而在用于颜色转换部182的开口形成时，与绝缘膜112a,112b一起一并形成。
在本实施方式中，遮光层330以在XY平面图中在将晶体管103向遮光层330投影时包含晶体管103的外周的大部分的方式设定。也就是说，晶体管103的外周的大部分在XY平面图中配置于遮光层330的外周以内。因而，能够遮挡发光元件150的散射光等而防止晶体管103的由光引起的误动作。
发光元件150设置在滤色器180中的颜色转换部182上。发光面151S被粗糙化，在该例子中，设置在颜色转换层183上。
对本实施方式的图像显示装置的制造方法进行说明。
图25A至图28B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，直到准备图8A所示的驱动电路基板100的工序中的形成第一配线层110为止，应用相同的制造工序。在本实施方式的制造方法中，从在图8A中形成了第一配线层110后的工序起说明。
如图25A所示，在绝缘膜108和第一配线层110上形成绝缘膜112a。在绝缘膜112a上形成具有贯通孔331的遮光层330。
如图25B所示，在绝缘膜112a和遮光层330上形成绝缘膜112b。也在贯通孔331内形成绝缘膜112b。绝缘膜112b的表面被平坦化而形成平坦化面112F。这样，形成具有遮光层330的驱动电路基板(第一基板)100。
如图26A所示，在平坦化面112F上的规定的位置形成金属层1130。
如图26B所示，图26A所示的金属层1130被单晶化，形成金属晶种层1130a。半导体层1150遍及金属晶种层1130a上地形成。对于半导体层1150的形成工序、应该应用的技术来说，与和图10A相关联地说明的例子是相同的。
如图27A所示，形成电极165a、发光元件150以及晶种板130a1。对于它们的形成，应用与上述其他实施方式的情况同样的技术及和骤。以覆盖平坦化面112F、形成的电极165a、发光元件150以及晶种板130a1的方式形成第二层间绝缘膜156。
如图27B所示，以贯通第二层间绝缘膜156和第一层间绝缘膜112的方式形成过孔161d。以贯通第二层间绝缘膜156的方式形成过孔161k。利用导电材料填充形成于第二层间绝缘膜156的接触孔而形成连接部件161a。在第二层间绝缘膜156上形成第二配线层160，配线160d与过孔161d和连接部件161a连接，配线160k与过孔161k连接。这些工序也应用与上述其他实施方式的情况同样的技术和步骤而执行。
如图28A所示，遍及第二层间绝缘膜156和第二配线层160上地形成粘接层1170，经由粘接层1170而粘接加强基板1180。然后，通过湿法蚀刻等除去基板102，露出TFT下层膜106的面106S。
如图28B所示，从面106S朝向发光面151S形成开口158。开口158以贯通TFT下层膜106、绝缘层105、绝缘膜108、遮光层330以及第一层间绝缘膜112而到达发光面151S的方式形成。在本实施方式中，在开口158的形成时，图28A所示的晶种板130a1全部被除去。开口158的形成工序能够应用与上述其他实施方式的情况同样的技术和步骤。
通过开口158的形成而露出的发光面151S通过湿法蚀刻等而被粗糙化。然后，应用与图13A至图13D相关联地说明的工序，形成滤色器，形成子像素320。
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。
在本实施方式的图像显示装置中，遮光层330设置在绝缘膜112a,112b之间。也就是说，遮光层330设置在发光元件150与晶体管103之间。因而，即使发光元件150放射光，放射出的光、散射光等也不容易到达TFT沟道104，能够防止晶体管103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103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。
在将遮光层330利用黑色树脂等绝缘材料形成的情况下，在与图27B相关联地说明的过孔161d的形成、与图28B相关联地说明的开口158的形成中，能够不预先设置贯通孔331，通过依次进行的蚀刻等而形成。因而，能够省略贯通孔331的形成工序，并且能够防止产生基于贯通孔331的光能够通过的间隙，因此能够更可靠地防止晶体管103的误动作等。
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。将发光元件的发光面粗糙化的工序也能够应用于上述任一实施方式、它们的变形例的情况。例如，可以应用于第一实施方式的发光元件150，也可以应用于第二实施方式的发光元件250。并且，也能够应用于后述第五实施方式的发光元件550和第六实施方式的半导体层650。这样，通过将发光元件的构成要素的发光面粗糙化，能够具有上述的效果。
(第四实施方式)
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。
在本实施方式中，在未设置图24所示的电极165a这一点与第三实施方式的情况不同，在其他的点与第三实施方式的情况相同。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而适当省略详细的说明。
如图29所示，本实施方式的图像显示装置具备子像素420。子像素420包含晶体管103、第一配线层110、第一层间绝缘膜112、发光元件150、第二层间绝缘膜156、过孔161d以及第二配线层160。子像素420还包含滤色器180。子像素420还包含遮光层330。
在本实施方式中，在发光元件150的顶面153U上未设置电极。因而，连接部件161a设置在配线160d与顶面153U之间，将配线160d和顶面153U电连接。
遮光层330设置在第二层间绝缘膜156与绝缘膜108之间，与第三实施方式的情况同样地形成。即，遮光层330以覆盖TFT沟道104的方式设置，更具体而言，遮光层330以在XY平面图中在将TFT沟道104向遮光层330投影时包含TFT沟道104的整个外周的方式设定。也就是说，TFT沟道104的外周在XY平面图中配置于遮光层330的外周以内。因而，从发光元件150向上方放射出的散射光被遮光层330遮挡，防止包含TFT沟道104的晶体管103因光而误动作。
对本实施方式的图像显示装置的制造方法进行说明。
图30A至图31B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，直到与上述第三实施方式的图26A相关联地说明的工序为止，与第三实施方式的情况同样地应用。以下，设为在图26A的工序之后应用图30A以后的工序而进行说明。
如图30A所示，遍及单晶化的金属晶种层1130a上地形成半导体层1150。半导体层1150从金属晶种层1130a朝向Z轴的正向按照n型半导体层1151、发光层1152以及p型半导体层1153的顺序形成。在未形成金属晶种层1130a的平坦化面112F上可能形成堆积物1162，这与上述其他实施方式的情况是相同的。
如图30B所示，通过蚀刻而加工图30A所示的金属晶种层1130a，形成晶种板130a1。通过蚀刻而加工图30A所示的半导体层1150，形成发光元件150。在发光元件150的形成工序中，在形成连接部151a后形成其他部分，这与上述其他实施方式的情况相同。以覆盖平坦化面112F、晶种板130a1以及发光元件的方式形成第二层间绝缘膜156。
如图31A所示，与第三实施方式的情况同样地形成过孔161d,161k，形成连接部件161a，与第二配线层160连接。
如图31B所示，经由粘接层1170而粘接加强基板1180，除去图31A所示的基板102。形成开口158且将发光面151S粗糙化后，形成滤色器而形成子像素420。
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150的转印工序的时间、削减工序数这一效果。除此之外，在本实施方式中，由于不在发光元件150的顶面153U形成电极，所以能够省略电极的形成工序。
(第五实施方式)
图32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550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。对于相同的构成要素，标注相同的附图标记，适当省略详细的说明。
如图32所示，图像显示装置具备子像素520。子像素520包含晶体管103、第一配线层110、第一层间绝缘膜112、发光元件150、第二层间绝缘膜156、过孔161d以及第二配线层160。子像素520还包含滤色器180。子像素520还包含具有光反射性的电极565a。子像素520还包含遮光层330。子像素520还包含连接板230a。
发光元件550设置在颜色转换部182上。发光元件550的发光面551S遍及连接板230a和颜色转换部182上地设置。发光元件550经由颜色转换部182而向Z轴的负向放射光。
发光元件550是以使XY平面图中的面积朝向Z轴的正向变小的方式形成的棱锥台状或圆锥台状的元件。
图33是图32的发光元件550部分的放大图，表示的是发光面551S与侧面555a的关系。
如图33所示，发光面551S是与XY平面大致平行的平面。图32所示的颜色转换层183与发光面551S接触，发光元件550放射出的光直接向颜色转换层183入射。
发光元件550具有侧面555a。侧面555a是顶面553U与平坦化面112F之间的面，是与发光面551S相邻的面。在侧面555a与发光面551S之间所成的内角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550的折射率和第二层间绝缘膜156的折射率而决定的侧面555a处的临界角小。发光元件550被第二层间绝缘膜156覆盖，侧面555a与第二层间绝缘膜156接触。
发光元件550的侧面555a与发光面551S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550的折射率设为n0且将第二层间绝缘膜156的折射率设为n1，则从发光元件550向第二层间绝缘膜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550由GaN形成且第二层间绝缘膜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550的折射率为n0＝2.5且使第二层间绝缘膜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551S与侧面555a所成的内角θ为θc＝56°的情况下，从发光层552放射出的光中的与发光面551S平行的光被侧面555a全反射。还表示从发光层552放射出的光中的具有Z轴的正向的成分的光也被侧面555a全反射。
另一方面，从发光层552放射出的光中的具有Z轴的负向的成分的光在侧面555a处以与折射率相应的出射角度从侧面555a出射。入射到第二层间绝缘膜156的光以由第二层间绝缘膜156的折射率决定的角度从第二层间绝缘膜156出射。
被侧面555a全反射后的光被电极565a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551S和侧面555a出射。与发光面551S平行的光和具有Z轴的正向的成分的光被侧面555a全反射。
这样，从发光层552放射出的光中的与发光面551S平行的光和具有Z轴的正向的成分的光被侧面555a和电极565a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550出射的光中，去往发光面551S的比例增加，发光元件550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551S平行的成分的光的大部分向发光元件550内全反射。通过使第二层间绝缘膜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550和电极565a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32所示的发光元件550的形状，执行以下工序。
图26B所示的半导体层1150在形成了金属层1160后，通过蚀刻而被加工成图32所示的发光元件550的形状。蚀刻从金属层1160到半导体层1150连续地进行。在电极565a和发光元件550的成形中，以使图33所示的侧面555a相对于发光面551S成内角θ的方式选定蚀刻的速率。例如，对于蚀刻来说，距顶面553U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551S侧朝向顶面553U和电极565a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551S朝向顶面553U侧增大蚀刻量。由此，发光元件550的侧面555a以相对于发光面551S呈恒定的角度的方式形成。因而，在发光元件550中，从顶面553U起的各层的XY平面图中的面积以使p型半导体层553、发光层552、n型半导体层551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550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，发光元件550以具有相对于发光面551S成内角θ的侧面555a的方式形成。内角θ比90°小，基于由发光元件550和第二层间绝缘膜156各自的材质的折射率决定的临界角θc而设定合适的值。通过适当地设定内角θ，能够将从发光层552放射的光中去往发光元件550的侧方、上方的光转换为去往发光面551S侧的光而出射。这样，通过将内角θ设定为充分小的值，在发光元件550中，实质性的发光效率得以提高。
在本实施方式中，发光元件550为纵型的元件，使用连接板230a而与过孔161k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平坦化面112F上形成的连接部，经由连接部而与过孔161k连接。
(第六实施方式)
图34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620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34所示，本实施方式的图像显示装置具备子像素群620。子像素群620包含多个晶体管103-1,103-2、第一配线层110、第一层间绝缘膜112、半导体层650、第二层间绝缘膜156以及过孔661d1,661d2。子像素群620还包含滤色器180。子像素群620还包含具有光反射性的电极665a1,665a2。
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661d1,661d2而从半导体层650的一方注入空穴。通过将p沟道的晶体管103-1,103-2导通，经由第二配线层160而从半导体层650的另一方注入电子。半导体层650被注入空穴和电子，通过空穴与电子的结合，分离的发光层652a1,652a2发光。用于驱动发光层652a1,652a2的驱动电路应用例如图5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19的电路结构。
对子像素群620的结构详细地进行说明。
TFT下层膜106设置在滤色器180的连接面180S上。TFT下层膜106被平坦化，在TFT下层膜106上形成有TFT沟道104-1,104-2等。在该例子中，TFT下层膜106与上述其他实施方式的情况同样设置在滤色器180中的遮光部181上。滤色器180与上述其他实施方式的情况同样地设置，省略详细的说明。
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。
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。
绝缘膜108覆盖绝缘层105和栅极107-1,107-2。在本实施方式中，电路101包含TFT沟道104-1,104-2、绝缘层105、绝缘膜108、过孔111s1,111d1,111s2,111d2以及第一配线层110。
第一配线层110设置在绝缘膜108上。第一配线层110包含配线610f,610s1,610s2,610d1,610d2。
配线610f设置在发光区域651R1,651R2之间。在该例子中，配线610f与图34所图示的电路要素均未电连接，但也能够与任意的电位或任一电路要素连接。配线610f配置在发光区域651R1,651R2之间而遮挡从发光区域651R1,651R2分别出射的光。配线610f不限于相对于晶体管103-1,103-2的遮光功能，也具有防止发光区域651R1,651R2发出的光相互相交的功能。
配线610s1设置在区域104s1的上方。过孔111s1设置在配线610s1与区域104s1之间，将配线610s1和区域104s1电连接。配线610s2设置在区域104s2的上方。过孔111s2设置在配线610s2与区域104s2之间，将配线610s2和区域104s2电连接。配线610s1,610s2与例如图5所示的电路的电源线3连接。
配线610d1设置在区域104d1的上方。过孔111d1设置在配线610d1与区域104d1之间，将配线610d1和区域104d1电连接。配线610d1与过孔661d1的一端连接。配线610d2设置在区域104d2的上方。过孔111d2设置在配线610d2与区域104d2之间，将配线610d2和区域104d2电连接。配线610d2与过孔661d2的一端连接。
第一层间绝缘膜112以覆盖绝缘膜108和第一配线层110的方式设置。第一层间绝缘膜112具有平坦化面112F。
半导体层650设置在滤色器180中的颜色转换部182上。半导体层650的发光面651S遍及在平坦化面112F上设置的晶种板630a和颜色转换层183上地设置。发光面651S是n型半导体层651的面。发光面651S包含多个发光区域651R1,651R2，多个发光区域651R1,651R2以与多个颜色转换层183上分别接触的方式设置。
半导体层650包含n型半导体层651、发光层652a1,652a2以及p型半导体层653a1,653a2。发光层652a1设置在n型半导体层651上。发光层652a2与发光层652a1分离且隔开地设置在n型半导体层651上。p型半导体层653a1设置在发光层652a1上。p型半导体层653a2与p型半导体层653a1分离且隔开地设置在发光层652a2上。
p型半导体层653a1具有在设有发光层652a1的面的相反侧设置的顶面653U1。p型半导体层653a2具有在设有发光层652a2的面的相反侧设置的顶面653U2。电极665a1遍及顶面653U1上地设置。电极665a2遍及顶面653U2上地设置。
发光区域651R1是发光面651S中的与顶面653U1的相反侧的区域大致一致的区域。发光区域651R2是发光面651S中的与顶面653U2的相反侧的区域大致一致的区域。
图35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35是用于对发光区域651R1,651R2进行说明的示意图。
如图35所示，发光区域651R1,651R2是发光面651S上的面。在图35中，将半导体层650中的包含发光区域651R1,651R2的部分分别称作发光部R1,R2。发光部R1包含n型半导体层651的一部分、发光层652a1以及p型半导体层653a1。发光部R2包含n型半导体层651的一部分、发光层652a2以及p型半导体层653a2。
在本实施方式中，在发光部R1中，发光区域651R1是顶面653U1的相反侧的面。在发光部R2中，发光区域651R2是顶面653U2的相反侧的面。发光面651S中的发光区域651R1,651R2以外的区域被晶种板630a覆盖。晶种板630a通过将与图10A等相关联地对图像显示装置的制造方法进行说明的金属晶种层1130a利用蚀刻进行加工而形成。在该例子中，晶种板630a的XY平面图中的外周与半导体层的XY平面图中的外周大致一致。晶种板630a由具有导电性的金属材料形成，也具有光反射性。因此，即使在存在从发光部R1,R2偏离而向连接部R0行进的光的情况下，也被晶种板630a遮挡，不容易从半导体层650向外部放射。另外，通过晶种板630a的光反射性，从发光部R1,R2向连接部R0行进的光也被反射而返回发光部R1,R2，能够作为通常的放射光利用。
半导体层650包含连接部R0。连接部R0设置在发光部R1,R2之间，是n型半导体层651的一部分。在连接部R0连接有图34所示的过孔661k的一端，提供发光部R1,R2之间的电流的路径。
在发光部R1中，经由连接部R0而供给的电子向发光层652a1供给。在发光部R1中，经由电极665a1而供给的空穴向发光层652a1供给。供给到发光层652a1的电子和空穴结合而发光。由发光层652a1发出的光通过发光部R1的n型半导体层651的部分而到达发光面651S。光在发光部R1内沿着Z轴方向大致直行，因此发光面651S中的发光的部分成为发光区域651R1。因此，在该例子中，发光区域651R1在XY平面图中与投影到发光面651S的发光层652a1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652a2供给。在发光部R2中，经由电极665a2供给的空穴向发光层652a2供给。供给到发光层652a2的电子和空穴结合而发光。由发光层652a2发出的光通过发光部R2的n型半导体层651的部分而到达发光面651S。光在发光部R2内沿着Z轴方向大致直行，因此，发光面651S中的发光的部分为发光区域651R2。因此，在该例子中，发光区域651R2在XY平面图中与投影到发光面651S的发光层652a2的外周所包围的区域大致一致。
这样，在半导体层650中，能够共享n型半导体层651而在发光面651S上形成多个发光区域651R1,651R2。
在本实施方式中，通过在半导体层650的多个发光层652a1,652a2和多个p型半导体层653a1,653a2中使n型半导体层651的一部分为连接部R0，能够形成半导体层650。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650。
回到图34继续进行说明。
第二层间绝缘膜156设置于平坦化面112F、半导体层650以及电极665a1,665a2上。
第二配线层160设置在第二层间绝缘膜156上。第二配线层160包含配线660d1,660d2,660k。配线660d1经由连接部件661a1而与电极665a1连接。配线660d2经由连接部件661a2而与电极660a2连接。配线660k例如与图5的电路的接地线4连接。
过孔661d1以贯通第二层间绝缘膜156和第一层间绝缘膜112而到达配线610d1的方式设置。过孔661d1设置在配线660d1与配线610d1之间，将配线660d1和配线610d1电连接。过孔661d2以贯通第二层间绝缘膜156和第一层间绝缘膜112而到达配线610d2的方式设置。过孔661d2设置在配线660d2与配线610d2之间，将配线660d2和配线610d2电连接。
过孔661k以贯通第二层间绝缘膜156而到达n型半导体层651的方式设置。过孔661k在配线660k与n型半导体层651之间将配线660k和n型半导体层651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652a1注入且从配线660k供给的电子向发光层652a1注入，则发光层652a1发光，从发光区域651R1放射光。如果从晶体管103-2供给的空穴向发光层652a2注入且从配线660k供给的电子向发光层652a2注入，则发光层652a2发光，从发光区域651R2放射光。
这样的本实施方式的图像显示装置能够通过适当应用上述其他实施方式的情况下的制造工序而形成。
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650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661k的数量。通过减少过孔的个数，能够缩小构成子像素群620的发光部R1,R2的间距，能够实现小型、高清的图像显示装置。
在本实施方式中，从发光区域651R1,651R2出射的光向外部放射之前，需要经过相当于第一层间绝缘膜112、绝缘膜108、绝缘层105以及TFT下层膜106的厚度之和的光路。该光路的长度会达到1μm左右至数μm左右，但由于在各光路间设有配线610f，所以能够相互遮光，防止从相邻的像素出射的光混光。因而，能够缩窄像素间距而实现高画质的图像显示装置。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。
(第七实施方式)
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36是例示本实施方式的图像显示装置的框图。
在图36中表示的是计算机用显示器的结构的主要的部分。
如图36所示，图像显示装置701具备图像显示模块702。图像显示模块702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702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701还具备控制器770。控制器770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37是例示本实施方式的变形例的图像显示装置的框图。
在图37中表示的是高清薄型电视机的结构。
如图37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1。图像显示装置801具备控制器870和帧存储器880。控制器870基于由总线840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880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801具有I/O电路810。I/O电路810在图37中被简记为“I/O”。I/O电路810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810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801具有接收部820和信号处理部830。在接收部820连接有天线822，从由天线822接收到的电波分离、生成所需的信号。信号处理部830包含DSP(DigitalSignal Processor)、CPU(Central Processing Unit)等，由接收部820分离、生成的信号由信号处理部830分离、生成为图像数据、声音数据等。
通过使接收部820和信号处理部830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16和图17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、701、801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驱动电路基板，101电路，102基板，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绝缘膜，110第一配线层，112第一层间绝缘膜，150、250、550发光元件，151S、253S、551S、651S发光面，156第二层间绝缘膜，165a、565a、665a1、665a2电极，161d、161k、261a、661d1、661d2、661k过孔，172发光电路部，180、180a滤色器，181、181a遮光部，182颜色转换部，620子像素群，1130金属层，1130a金属晶种层，1150半导体层，1160金属层，1180加强基板，1192构造体。

Claims (24)

1.一种图像显示装置的制造方法，具备：
准备第一基板的工序，所述第一基板包含在基板上形成的电路元件、与所述电路元件连接的第一配线层、以及将所述电路元件和所述第一配线层覆盖的第一绝缘膜；
在所述第一绝缘膜上形成包含单晶金属的第一部分在内的导电层的工序；
在所述第一部分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而形成包含所述第一部分上的发光面和所述发光面的相反侧的顶面在内的发光元件的工序；
形成将所述第一绝缘膜、所述导电层以及所述发光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二配线层的工序；
将所述发光面上的所述第一部分的至少一部分除去的工序；
所述第一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。
2.根据权利要求1所述的图像显示装置的制造方法，
形成所述导电层的工序包含：
在所述第一绝缘膜上形成金属层的工序；
对所述金属层进行退火处理而形成所述第一部分的工序；
在平面图中所述发光元件的外周配置在所述第一部分的外周以内。
3.根据权利要求2所述的图像显示装置的制造方法，
形成所述导电层的工序包含在所述金属层的形成后且对所述金属层进行退火处理之前将所述金属层图案化的工序。
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，
还具备在形成所述半导体层的工序之前在所述第一部分上形成包含石墨烯的层的工序。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的图像显示装置的制造方法，还具备：
在所述半导体层上形成具有导电性的层的工序；
对所述具有导电性的层进行加工而形成与所述顶面电连接的电极的工序。
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，
还具备形成贯通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发光面设置的第一连接部，
所述第二过孔设置在所述第二配线层与所述第一连接部之间，并且将所述第二配线层和所述第一连接部电连接。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的图像显示装置的制造方法，
还具备在将所述发光面上的所述第一部分的至少一部分除去的工序之后使露出的所述发光面粗糙化的工序。
8.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，
将所述发光面上的所述第一部分的至少一部分除去的工序包含通过将所述第一部分的一部分除去而形成与包含所述发光面的面连接的第二连接部的工序，
所述第二过孔设置在所述第二配线层与所述第二连接部之间，并且将所述第二配线层和所述第二连接部电连接。
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，
准备所述第一基板的工序包含在所述电路元件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.根据权利要求1至10中任一项所述的图像显示装置的制造方法，
还具备在将所述第一部分的至少一部分除去的工序之后在所述发光面上形成波长转换部件的工序。
12.一种图像显示装置，具备：
电路元件；
第一配线层，其与所述电路元件电连接；
第一绝缘膜，其覆盖所述电路元件和所述第一配线层；
发光元件，其包含通过以贯通所述第一绝缘膜的方式设置的开口而从所述第一绝缘膜露出的发光面和所述发光面的相反侧的顶面；
第二绝缘膜，其覆盖所述第一绝缘膜和所述发光元件；
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；
第二配线层，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。
13.根据权利要求12所述的图像显示装置，
还具备在所述顶面上设置的电极，
所述第一过孔经由所述电极而与所述顶面电连接。
14.根据权利要求12或13所述的图像显示装置，
还具备在所述电路元件与所述发光元件之间设置的遮光层。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的图像显示装置，
还具备以贯通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第一连接部，
所述第二配线层包含与所述顶面电连接的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第一配线层之间，并且将所述第一配线和所述第一配线层电连接，
所述第二过孔设置在所述第二配线与所述第一连接部之间，并且将所述第二配线和所述第一连接部电连接。
16.根据权利要求12至15中任一项所述的图像显示装置，
所述发光面被粗糙化。
17.根据权利要求12至14中任一项所述的图像显示装置，还具备：
第二过孔，其以贯通所述第二绝缘膜的方式设置；
第二连接部，其与所述发光元件的包含所述发光面的面电连接；
所述第二配线层包含与所述顶面电连接的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第一配线层之间，并且将所述第一配线和所述第一配线层电连接，
所述第二过孔设置在所述第二配线与所述第二连接部之间，并且将所述第二配线和所述第二连接部电连接。
18.根据权利要求12至14中任一项所述的图像显示装置，
所述发光面与所述发光元件的侧面所成的内角比90°小。
19.根据权利要求12至18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。
20.根据权利要求12至19中任一项所述的图像显示装置，
还具备波长转换部件，
所述电路元件设置在所述波长转换部件上。
21.根据权利要求20所述的图像显示装置，
所述波长转换部件包含遮光部和颜色转换部，
所述颜色转换部设置在所述开口内。
22.一种图像显示装置，具备：
多个晶体管；
第一配线层，其与所述多个晶体管电连接；
第一绝缘膜，其覆盖所述多个晶体管和所述第一配线层；
第一半导体层，其在所述第一绝缘膜上包含能够形成多个发光区域的发光面；
多个发光层，其设置在所述第一半导体层上；
多个第二半导体层，其分别设置在所述多个发光层上，具有与所述第一半导体层不同的导电型；
第二绝缘膜，其覆盖所述第一绝缘膜、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；
第二配线层，其设置在所述第二绝缘膜上；
所述多个发光区域通过以贯通所述第一绝缘膜的方式设置的多个开口而分别从所述第一绝缘膜露出，
所述多个第二半导体层被所述第二绝缘膜分离，
所述多个发光层被所述第二绝缘膜分离，
所述多个第一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。
23.根据权利要求22所述的图像显示装置，
所述第一配线层包含在所述多个发光区域之间设置的第三配线。
24.一种图像显示装置，具备：
电路元件；
第一配线层，其与所述电路元件电连接；
第一绝缘膜，其覆盖所述电路元件和所述第一配线层；
多个发光元件，其分别包含通过以贯通所述第一绝缘膜的方式设置的开口而从所述第一绝缘膜露出的发光面和所述发光面的相反侧的顶面；
第二绝缘膜，其覆盖所述第一绝缘膜和所述多个发光元件；
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；
第二配线层，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。
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