CN116897383A - 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：准备第一基板的工序，所述第一基板包含在基板的第一面上形成的电路元件、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石墨烯的层的工序；在所述包含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而形成包含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，所述发光面是所述包含石墨烯的层上的发光面；形成将所述第一绝缘膜、所述包含石墨烯的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。

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的第一面上形成的电路元件、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石墨烯的层的工序；在所述包含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而形成包含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，所述发光面是所述包含石墨烯的层上的发光面；形成将所述第一绝缘膜、所述包含石墨烯的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。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：第一部件，其具有第一面；电路元件，其设置在所述第一面上；第一配线层，其与所述电路元件电连接；第一绝缘膜，其覆盖所述第一面、所述电路元件以及所述第一配线层；包含石墨烯的层，其设置在所述第一绝缘膜上；发光元件，其包含所述包含石墨烯的层上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：第一部件，其具有第一面；电路元件，其设置在所述第一面上；第一配线层，其与所述电路元件电连接；第一绝缘膜，其覆盖所述第一面、所述电路元件以及所述第一配线层；透光性部件，其以贯通所述第一绝缘膜和所述第一部件的方式设置；发光元件，其包含所述透光性部件上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。所述第一部件包含与所述透光性部件相比光透过率低的遮光部。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：光透过性部件，其具有第一面；多个晶体管，其设置在所述第一面上；第一配线层，其与所述多个晶体管电连接；第一绝缘膜，其覆盖所述第一面、所述多个晶体管以及所述第一配线层；包含石墨烯的层，其设置在所述第一绝缘膜上；第一半导体层，其包含在所述包含石墨烯的层上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：光透过性部件，其具有第一面；电路元件，其设置在所述第一面上；第一配线层，其与所述电路元件电连接；第一绝缘膜，其覆盖所述第一面、所述电路元件以及所述第一配线层；包含石墨烯的层，其设置在所述第一绝缘膜上；多个发光元件，其分别包含所述包含石墨烯的层上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，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图像显示装置的示意性框图。
图4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8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9D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10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11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12是例示第一实施方式的图像显示装置的示意性立体图。
图13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14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15是例示第二实施方式的图像显示装置的示意性框图。
图16A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16B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17A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17B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18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19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20A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20B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21A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21B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22A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22B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23A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23B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24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25A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25B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26A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26B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27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28A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28B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29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30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31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32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33是例示第八实施方式的图像显示装置的框图。
图34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12和图13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4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(第一部材)102、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、石墨烯片140a、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180。
在实施方式中，晶体管103设置在基板102的一面(第一面)102a上。在基板102的另一面102b设有滤色器180。基板102具有透光性，例如是玻璃基板。
晶体管103形成于在面102a上设置的TFT下层膜106上。晶体管103例如是薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)。晶体管103被绝缘膜108覆盖，并且绝缘膜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。
发光元件150隔着石墨烯片140a设置在第一层间绝缘膜112上。发光元件150由比发光元件150设置在下层的晶体管103驱动而放射光。从发光元件150发射的光经由第一层间绝缘膜112、绝缘膜108、绝缘层105、TFT下层膜106以及基板102入射到滤色器180。入射到滤色器180的光被滤色器180转换为具有所期望的波长的光而向外部放射。在本实施方式中，以这种方式从发光元件150放射的光向Z轴的负方向行进而向外部放射。对于后述变形例、其他实施方式来说也是同样的。
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，优选为一层滤光层184。
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。
发红色或绿色光的滤光层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。发蓝色光的滤光层184将蓝色以外的光的波长成分截断。
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而经由滤光层184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。
滤色器180与基板102的面102b接触设置，TFT下层膜106遍及面102b的相反侧的面102a上设置。晶体管103设置在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104免受污染等而设置。TFT下层膜106是SiO2等的绝缘膜，具有透光性。
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3中，晶体管103对应于驱动晶体管26。除此之外，在图3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 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设置在绝缘层105和栅极107上。绝缘膜108例如是SiO2、Si3N4等无机膜。优选绝缘膜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等电路元件彼此分离而设置。绝缘膜108提供具有不影响形成第一配线层110的程度的平坦度的面。绝缘膜108、绝缘层105以及TFT下层膜106具有透光性。
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,110d。配线110s,110d分离地形成，能够与不同的电位连接。
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配线的侧方表示。在图1的情况下，例如第一配线层110的附图标记在配线110s的侧方表示。
配线110s设置在区域104s的上方。配线110s例如与后述图3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3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与第二配线层160电连接。
第一层间绝缘膜112覆盖绝缘膜108和第一配线层110。如后述的制造方法中说明的那样，第一层间绝缘膜112形成石墨烯层，提供用于使半导体层在石墨烯层上结晶生长的平坦化面112F。第一层间绝缘膜112由具有透光性的有机材料形成，例如由透明树脂形成。透明树脂例如可以是SOG(Spin On Glass)等硅系树脂或酚醛清漆型酚醛系树脂等。
在平坦化面112F上，针对每个发光元件150设有石墨烯片140a。发光面151S与石墨烯片140a接触。发光元件150隔着石墨烯片140a设置在平坦化面112F上。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。石墨烯片140a的厚度足够薄，因此石墨烯片140a能够使光透过。
石墨烯片140a如与图6B以后的图相关联地后述那样，通过对石墨烯层1140进行蚀刻而形成。石墨烯层1140作为用于形成发光元件150的晶种使用。
发光元件150包含设置于发光面151S的相反侧的顶面153U。在该例中，发光面151S和顶面153U的XY平面图中的外周形状为方形或长方形，发光元件150是隔着石墨烯片140a设置在平坦化面112F上的例如棱柱状的元件。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以及p型半导体层153。n型半导体层151、发光层152以及p型半导体层153从发光面151S朝向顶面153U依次层叠。发光面151S由n型半导体层151提供。发光元件150经由石墨烯片140a、第一层间绝缘膜112、绝缘膜108、绝缘层105、TFT下层膜106、基板102以及滤色器180向Z轴的负方向放射光。
n型半导体层151包含连接部151a。连接部151a以在平坦化面112F上与石墨烯片140a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距发光面151S的高度与n型半导体层151距发光面151S的高度相同，或者比n型半导体层151距发光面151S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。
第二层间绝缘膜156将平坦化面112F、石墨烯片140a以及发光元件150覆盖。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通过覆盖发光元件150来相对于周围环境保护发光元件150。第二层间绝缘膜156的表面为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通过有机绝缘材料形成。在第二层间绝缘膜156中使用的有机绝缘材料优选为具有光反射性的树脂，例如白色树脂。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向发光面151SC侧引导，因此，能够实质性地提高发光元件150的发光效率。
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。
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。
第二配线层160设置在第二层间绝缘膜156上。第二配线层160可以包含电位可能不同的多条配线。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。
在设置于顶面153U的上方的配线160d与顶面153U之间设有连接部件161a，顶面153U通过连接部件161a与配线160d连接。配线160d也设置在配线110d的上方。配线160k设置在连接部151a的上方。配线160k例如与图3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与配线110d电连接。因此，p型半导体层153经由连接部件161a、配线160d、过孔161d、配线110d以及过孔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并到达连接部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与连接部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3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例如由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Al，进而在Al上层叠Ti。
为了保护不受外部环境影响，还可以在第二层间绝缘膜156和第二配线层160上设置保护层。
(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以滤色器180的一部分贯通石墨烯片140a1、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。在该例子中，滤色器180的一部分是颜色转换层183。发光面151S遍及石墨烯片140a1和颜色转换层183上地设置。因此，发光元件150出射的光经由发光面151S直接入射到颜色转换层183、经由滤光层184而放射到外部。
包含晶体管103的电路101的各要素隔着基板102设置在滤色器180的遮光部181上。
颜色转换层183对贯通石墨烯片140a1、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而到达发光面151S的开口进行填充，并且以覆盖开口的壁面158W和发光面151S的方式设置。在本变形例中，从发光元件150出射的光直接入射到滤色器180，因此在到达滤色器180之前能够抑制强度的衰减。
在本变形例中，成为遍及基板102的面102b、壁面158W以及发光面151S上地设置滤色器180的结构，但例如如后述第三实施方式的情况那样，可以在滤色器180上不隔着基板102地设置晶体管103等电路101的要素。
与第二层间绝缘膜156同样地通过白色树脂等具有光反射性的材料来形成第一层间绝缘膜112和绝缘膜108。由此，能够防止在颜色转换层183中行进的光向第一层间绝缘膜112、绝缘膜108泄漏，抑制强度的衰减。
石墨烯片140a1的厚度能够以具有高的光透射率的方式充分地薄，因此也可以以颜色转换层183不贯通石墨烯片的方式设置。
图3是例示本实施方式的图像显示装置的示意性框图。
如图3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3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3和后述图4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4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4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3中对应于发光元件22。驱动用的晶体管103在图3中对应于驱动晶体管26，也被记为T2。
如图4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。在p型半导体层153的顶面153U上设有连接部件161a。p型半导体层153经由连接部件161a与配线160d连接。配线160d通过接触孔161d1与过孔161d连接，配线160d经由过孔161d与在下层设置的配线110d连接。
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TFT沟道104的一部分，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比晶体管103、第一配线层110设置在上层。连接部151a经由过孔161k与配线160k电连接。更具体地说，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能够将在发光元件150更下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能够使用过孔161k将与第二配线层160相比设置在下方的连接部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5A至图8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5A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。TFT下层膜106形成在一面(第一面)102a上。TFT下层膜106例如通过CVD法形成。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5B所示，晶体管103形成在TFT下层膜106上的规定位置。例如，在LTPS工艺中，晶体管如下所示地形成。
图5A所示的多晶化的Si层1104如图4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6A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。在用于形成过孔111s,111d的过孔形成来说，使用例如RIE等。
包含配线110s,110d的配线层110形成在绝缘膜108上。配线110s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。第一层间绝缘膜112通过化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing、CMP)等而使表面平坦化、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的制造工序可以在与之后说明的半导体层的形成工序以后的工序不同的设备中执行，也可以在相同的设备中执行。
如图6B所示，石墨烯层1140形成在平坦化面112F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以及形状的石墨烯层1140配置于平坦化面112F上的规定的位置，通过平坦化面112F的平坦性被吸附于平坦化面112F。石墨烯层1140例如可以通过粘接剂等粘接在平坦化面112F上。
在后述图7A所示的半导体层1150的XY平面图中，根据外周来确定被裁剪的石墨烯层1140的XY平面图中的外周。石墨烯层1140的XY平面图中的外周和半导体层1150的XY平面视图中的外周被设定为充分包含后述图7B的发光元件150的XY平面图中的外周。即，发光元件150的外周在XY平面图中配置在石墨烯层1140的外周以内且半导体层1150的外周以内。
如图7A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，能够提高成品率。
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)。驱动电路基板100例如形成在玻璃性的基板102上，低温溅射法适合在驱动电路基板100上形成半导体层1150。
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7A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的平坦面112D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。
半导体层1150不限于直接在石墨烯层1140上形成的情况，也可以形成于在石墨烯层1140上形成的缓冲层。存在通过设置缓冲层能够促进GaN的结晶生长的情况。缓冲层只要是能够以不损害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7B所示，图7A所示的金属层1150通过蚀刻而加工，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)。
图7A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。因此，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。
第二层间绝缘膜(第二绝缘膜)156以覆盖平坦化面112F、石墨烯片140a以及发光元件150的方式形成。
如图8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。通过将以到达顶面153U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。这样，配线160d和配线110d通过过孔161d电连接，配线160k和连接部151a通过过孔161k电连接。
对滤色器的形成工序进行说明。
图9A至图9D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9A至图9D中表示的是以喷墨方式形成滤色器的方法。
如图9A所示，准备构造体1192。构造体1192除了驱动电路基板110和发光元件150之外，还包含图8所示的第二层间绝缘膜156、第二配线层160、过孔161d,161k以及连接部件161a。
如图9B所示，在面102b上的不包含发光面151S的XY平面图中的外周的区域形成遮光部181。遮光部181使用例如丝网印刷、光刻技术等而形成。
如图9C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的荧光体喷出到面102b。荧光体也对面102b上的遮光部181之间的区域着色。
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。
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9D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。
图10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10中表示的是形成膜形式的滤色器180a的方法。
在图10中，箭头之上的图表示构造体1192。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10中，为了避免繁杂，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。在图10中省略了图示的构造体1192内的构成要素如图8所示。图8所示的构成要素是驱动电路基板100内的电路101的各要素、过孔161d,161k以及第二配线层160。
如图10所示，滤色器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下的遮光部181同样的功能。颜色转换层183R,183G,183B具有与喷墨方式的情况下的颜色转换层183同样的功能，通过同样的材料形成。颜色转换层183R是输出红色光的转换层。颜色转换层183G是输出绿色光的转换层。颜色转换层183B是输出蓝色光的转换层。滤光层184a也具有与喷墨方式的情况下的滤光层184相同的功能，由相同的材料形成。
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的面102b。
在使用膜形式的滤色器180a的子像素中，通过上述步骤，在基板102与滤色器180a之间形成透明薄膜粘接层189。
在图2所示的变形例的图像显示装置的情况下，如下所述地形成滤色器。
图11是例示本变形例的图像显示装置的制造方法的示意性剖视图。
在变形例的情况下，在执行形成滤色器的工序之前，执行与图11相关联地说明的工序。图11的工序接着与图8相关联地说明的工序执行。
如图11所示，形成开口158。开口158形成为使发光面151S从基板102的面102b露出。更具体而言，开口158通过依次除去基板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8所示的石墨烯片140a各自的一部分而形成。开口158通过使用了与材质对应的溶剂的湿式蚀刻等形成。
之后，通过与图9A～图9D相关联地说明的方法，以喷墨方式形成滤色器。在颜色变换层183的形成工序中，荧光体以填充开口158的方式喷出，荧光体以覆盖开口158的壁面158W以及发光面151S的方式形成。荧光体也向遮光部181之间喷出。滤光层184形成为填充遮光部181之间。
在形成膜形式的滤色器的情况下，例如用透明树脂填充图11所示的开口158。然后，在基板102的面102b和开口158中填充的透明树脂的露出面上，经由图10所示的透明薄膜粘接层189粘贴滤色器，由此能够形成滤色器。
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。
图12是例示本实施方式的图像显示装置的示意性立体图。
如图12所示，本实施方式的图像显示装置在滤色器180上设有形成了包含晶体管的电路101的驱动电路基板，在其平坦化面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除了发光元件150之外，还包含图1所示的石墨烯片140a、第二层间绝缘膜156以及第二配线层160。驱动电路基板100和发光电路部172经由图1所示的过孔161d,161k电连接。
(变形例2)
图13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1所示的实施方式或图2所示的变形例的情况下，不设置滤色器180a180a，能够形成图像显示装置，成为该例子这样形成单色发光的图像显示装置。
如图13所示，在本变形例的图像显示装置中，在驱动电路基板100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。
本变形例也能够应用于后述其他实施方式或它们的变形例。
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，能够使在平坦化面112F上形成的石墨烯层1140成为用于使半导体层1150结晶生长的晶种。石墨烯层1140能够容易地形成于平坦化面112F，因此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，由于在形成于平坦面112F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适当地裁切，通过粘贴在平坦面112F上，能够以自对准的方式配置发光元件150。因而，无需在驱动电路基板100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。
在本实施方式中，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。因此，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。从发光元件150出射的光的光路具有从发光面151S到面102b的距离。该距离有时会达到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。在图2所示的变形例的情况下，在光路填充有颜色转换层183，向外部出射的光的强度根据构成颜色转换层183的荧光体的光的吸收率而衰减。
发光元件150除了发光面151S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。
在图2所示的变形例中，在由白色树脂等具有光反射性的材料形成第一层间绝缘膜112和绝缘膜108的情况下，能够进一步防止光的泄漏，能够更有效地抑制出射光的强度的衰减。
(第二实施方式)
图14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利用第三配线层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。
如图14所示，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、第三配线层230、石墨烯片140a、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。
在本实施方式中，与上述其他实施方式的情况相同，包含晶体管203的电路101设置在基板102的一面102a上。滤色器180设置在基板102的另一面102b。滤色器180的结构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例如与后述图15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。
第三配线层230设置在平坦化面112F上。第三配线层230包含能够得到不同电位的多条配线230a。多条配线230a针对每个发光元件250而设置。发光元件250隔着石墨烯片140a设置在配线230a上。石墨烯片140a足够薄，因此厚度方向的电阻足够小。因此，发光面253S经由石墨烯片140a与配线230a电连接。
包含配线230a的第三配线层230由透光性导电膜形成，例如由ITO膜或ZnO膜形成。石墨烯片140a也形成得足够薄，以具有足够的透光性，从发光元件250射出的光透过石墨烯片140a和配线230a。
配线230a的外周设定为，在XY平面视中，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。由此，确保配线230a与发光面253S的接触面积，能够抑制配线230a与发光面253S之间的接触电阻的增大。配线230a以在平坦化面112F上向一个方向突出的方式设置。配线230a与过孔261a的一端连接，发光元件250经由石墨烯片140a和配线230a与过孔261a电连接。
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由发n型半导体层251提供。
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。发光元件250根据其他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同样的所谓发光二极管。
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的一部分设置在配线230a的上方。配线260a与例如后述图15的电路的电源线3连接。
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160d与配线110d之间，将配线160d和配线110d电连接。配线160d与顶面251U之间设有连接部件161a，配线160d通过连接部件161a与顶面251U电连接。因此，n型半导体层251经由连接部件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而到达配线230a的方式设置。过孔261a设置在配线(第二配线)260a与配线230a之间，将配线260a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260a而与例如图15的电路的电源线3电连接。
图15是例示本实施方式的图像显示装置的示意性框图。
如图15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15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的栅电极与接地线4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16A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。
在该实施方式中，使用与上述其他实施方式的图5A相关联地说明的基板102。在图5A中，基板102经由TFT下层膜106形成有Si层1104。以下，设为在图5A的工序之后应用图16A以后的工序而进行说明。
如图16A所示，图5A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。这样，形成n沟道的TFT。
如图16B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。第一层间绝缘膜112以覆盖绝缘膜108和第一配线层110的方式形成。这样，形成包含p沟道的TFT在内的驱动电路基板(第一基板)100。
透光性导电膜1130形成在平坦化面112F上。石墨烯层1140形成在所形成的透光性导电膜1130上的规定的位置。
如图17A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17A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的透光性导电膜1130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从透光性导电膜1130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17B所示，形成有发光元件250、石墨烯片140a以及包含配线230a的第三配线层230。图17A所示的半导体层1150通过蚀刻而被加工，形成发光元件250。图17A所示的石墨烯层1140在发光元件250的形成时被过蚀刻而成形为石墨烯片140a。因此，石墨烯片140a的XY平面图中的外周与发光元件250的XY平面他中的外周大致一致。
在第三配线层230的形成工序中，配线230a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。配线230a的外周以在XY平面图中在将发光元件250向配线230a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平面图中配置在配线230a的外周以内。而且，配线230a的突出的部分以确保将后述图18所示的过孔261a的一端连接的区域的方式形成。发光面253S经由配线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。
在发光元件250、石墨烯片140a以及第三配线层230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、包含配线230a的第三配线层230、石墨烯层140a以及发光元件250的方式形成。
如图18所示，通过利用导电材料填充以贯通第二层间绝缘膜156且到达配线230a的方式形成的过孔而形成过孔(第二过孔)261a。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顶面251U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。
然后，与上述其他实施方式的情况同样地在基板102的露出的面形成滤色器，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n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，发光元件250设置在配线230a和石墨烯片140a上，发光面253S与石墨烯片140a接触设置。包含配线230a的第三配线层230由透光性导电膜或具有透光性的金属薄膜形成。另外，石墨烯片140a形成得足够薄，具有足够的透光性。因此，在本实施方式中，从发光元件250射出的光即使通过石墨烯片140a和配线230a也能够确保充分的强度。
即，即使不追加配线230a、石墨烯片140a的除去工序，也能够充分确保发光强度，因此能够抑制工序数的增加，实现制造成本的降低。
在本实施方式中，配线230a与发光面253S电连接，能够以低电阻将发光元件250与过孔261a连接。因此，在发光元件250内流动的电流中的与Z轴交叉的方向的电流成分减少，因此电压下降也减少，因此发光元件250的电力损失减少。即，在纵型构造的发光元件250中，能够提高实质性的发光效率。
(第三实施方式)
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19所示，图像显示装置具备子像素320。子像素320包含滤色器(第一部材)180、晶体管103、第一配线层110、遮光层330、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，包含晶体管103的电路101的各构成要素设置在滤色器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。晶体管103形成于在滤色器180上设置的TFT下层膜106上。在滤色器(第一部件)180的形成面(第一面)180S上设有TFT下层膜106，晶体管103隔着TFT下层膜106设置在遮光部181上。
滤色器180的颜色转换部(透光性部件)182贯通第一层间绝缘膜112、遮光层330、绝缘膜108、绝缘层105以及TFT下层膜106而设置。发光元件150的发光面151S遍及颜色转换层183上设置。从发光面151S射出的光经由颜色转换层183和滤光层184向外部放射。
在本实施方式中，发光面151S被粗糙化。颜色转换层183对贯通第一层间绝缘膜112、遮光层330、绝缘膜108、绝缘层105和TFT下层膜106的开口进行填充。颜色转换层183以覆盖粗糙化的发光面151S和开口的壁面158W的方式设置。
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例如由相同的材料形成，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之间除了贯通孔331之外遍及第一层间绝缘膜112设置。
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。颜色转换部182经由贯通孔设置。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TFT沟道104向遮光层330投影时包含TFT沟道104的外周的大部分的方式设定。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，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的发光面151S被粗糙化，除了设置在颜色转换层183上之外与其他实施方式的情况相同，省略详细的说明。
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。电极165a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以覆盖平坦化面112F、发光元件150以及电极165a的方式设置。过孔161d,161k与上述其他实施方式的情况同样地设置，包含配线160d,160k的第二配线层160与上述其他实施方式的情况同样地设置。
对本实施方式的图像显示装置的制造方法进行说明。
图20A至图23B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6A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，应用与图6A相关联地说明的制造工序。在本实施方式的制造方法中，从与图6A相关联的说明中，形成了第一配线层110后的工序起说明。
如图20A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20B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21A所示，在平坦化面112F上的规定的位置形成石墨烯层1140。
如图21B所示，半导体层1150遍及石墨烯层1140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7A相关联地说明的例子是相同的。在形成半导体层1150后，在p型半导体层1153上形成金属层1160。金属层1160由具有光反射性的金属等导电材料形成。
如图22所示，形成电极165a、发光元件150以及石墨烯片140a。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以及石墨烯片140a的方式形成第二层间绝缘膜156。
在电极165a、发光元件150以及石墨烯片140a的形成工序中，通过蚀刻对图21B所示的金属层1160进行加工，形成电极165a。通过蚀刻加工图21B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之后，形成其他部分。在形成发光元件150时，图21A所示的石墨烯层1140被过蚀刻，形成石墨烯片140a。在这些蚀刻加工中，与上述其他实施方式的情况同样地利用RIE等。
如图22B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23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。通过设置加强基板1180，能够保护其免受之后的基板102除去工序或搬运时的应力或冲击等引起的破损等。在粘接加强基板1180后，基板102通过湿式蚀刻或激光剥离而被除去，TFT下层膜106的面106S露出。
如图23B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23A所示的石墨烯片140a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9A至图9D相关联地说明的工序，形成滤色器，形成子像素320。如与图11相关联地说明的那样，也可以用透明树脂填充开口158，形成喷墨方式、薄膜形式的滤色器。另外，也可以在图22B的工序之后，不除去基板102而包含基板102在内形成开口158，形成喷墨方式、薄膜形式的滤色器。此外，加强基板1180既可以在形成彩色滤光片后除去，也可以直接另外除去。
这样，能够形成滤色器，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，与上述其他实施方式的情况同样地具有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，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22B相关联地说明的过孔161d的形成、与图22B相关联地说明的开口158的形成中，能够不设置贯通孔331地形成开口158。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。
在本实施方式中，通过第二层间绝缘膜156覆盖发光元件150的发光面151S以外的周围。第二层间绝缘膜156可以由具有光反射性的材料、例如白色树脂形成。并且，在本实施方式中，遍及发光面151S的相反侧的顶面153U设有具有光反射性的电极165a。由此，发光元件放射的光被封闭在发光元件150内，其一部分或大部分被引导至发光面151S。因此，发光元件150的实质性的发光效率得以提高。
在该例子中，绝缘膜112a,112b以及绝缘膜108由具有透光性的树脂、例如透明树脂形成。在绝缘膜112a,112b以及绝缘膜108也由白色树脂等具有光反射性的材料形成的情况下，能够进一步提高发光元件150的实质性的发光效率。
在上述例子中，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，通过追加形成使发光面露出的开口的工序，如本实施方式的情况那样，能够适用粗糙化的发光面。在具体的应用中为第一实施方式的发光元件150、后述第七实施方式的半导体层750。另外，在后述第五实施方式、第六实施方式的情况下，通过将基于透光性的配线的连接变更为基于在发光元件形成的连接部的连接，能够实现发光面的粗糙化。通过使这些发光元件的构成要素中的发光面粗糙化，能够具有上述效果。
(第四实施方式)
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，在包含在发光元件150上设置的第四配线层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。在本实施方式中、提供发光面151S的n型半导体层151与第二配线层160的连接通过具有透光性的第三配线层230实现。
如图24所示，本实施方式的图像显示装置具备子像素420。子像素420包含基板102、晶体管103、第一配线层110、第一层间绝缘膜112、第三配线层230、发光元件150、第四配线层470、第二层间绝缘膜156、过孔161d以及第二配线层160。子像素420进一步包含滤色器。
在本实施方式中，驱动电路基板100构成为包含基板102、TFT下层膜106、电路101以及第一层间绝缘膜112。驱动电路基板100的结构与第一实施方式的情况相同，省略详细的说明。
包含配线230a的第三配线层230设置在平坦化面112F上。对于第三配线层230及配线230a的构成等，与关联图14所说明的第二实施方式的情况相同，省略详细的说明。
发光元件150隔着石墨烯片140a设置在配线230a上。
在平坦化面112F、包含配线230a在内的第三配线层230、石墨烯片140a以及发光元件150上设有树脂层457。树脂层457例如是透明树脂。第四配线层470设置在树脂层457上。第四配线层470可以包含多条配线。多条配线能够分别与不同的电位连接。在该示例中，第四配线层470包含分开形成的配线470a,70b。
配线(第一电极)470a遍及发光元件150的上方及侧方而设置，覆盖发光元件150的顶面153U和侧面。配线470a作为用于光反射的部件发挥作用。配线470a覆盖发光元件的发光面151S以外的大部分。由此，配线470a将向发光元件150的侧方或上方的散射光或反射光向发光面151S侧反射，使发光元件150的实质性的发光效率提高。连接电极461a设置在顶面153U与配线470a之间，将顶面153U与配线470a电连接。
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的实质上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，能够将从树脂层457泄漏的散射光向发光面151S侧反射，因此能够实现更高的光反射性。
第二层间绝缘膜156以覆盖树脂层457和第四配线层470的方式设置。在第二层间绝缘膜156上设有包含配线160d,160k的第二配线层160。
过孔161d以贯通第二层间绝缘膜156、树脂层457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160d与配线110d之间，将配线160d和配线110d电连接。配线160d经由连接部件471a与配线470a连接。因此，p型半导体层153经由连接电极461a、配线470a、连接部件471a、配线160d、过孔161d、配线110d以及过孔111d而与晶体管103的漏极区域电连接。
过孔161k以贯通第二层间绝缘膜156以及树脂层457而到达配线230a的方式设置。过孔161k设置在配线160k与配线230a之间，将配线160k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161k以及配线160k而与例如图3的电路的接地线4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25A至图26B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，如与图17A相关联地说明的那样，直到形成透光性导电膜1130、形成石墨烯层1140、形成半导体层1150为止，与上述其他实施方式的情况相同。以下，以在图17A的工序之后执行图25A的工序为例进行说明。但是，在本实施方式中，在石墨烯层1140上形成的半导体层1150从石墨烯层1140侧起按照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。因此，在本实施方式中的图17A的应用中，成为依次层叠有n型半导体层1151、发光层1152以及p型半导体层1153的半导体层1150。针对这样的半导体层1150的形成工序，与图7A相关联地进行了说明。
如图25A所示，图17A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的第三配线层230。图17A所示的半导体层1150通过蚀刻进行加工，形成发光元件150。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以覆盖平坦化面112F、包含配线230a的第三配线层230、石墨烯片140a以及发光元件150的方式形成。在树脂层457以露出发光元件150的顶面153U的一部分的方式形成有开口462a。
之后，如图25B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25A所示的开口462a而形成连接电极461a，也可以在填充开口462a而形成连接电极461a之后，形成金属层1470。
如图26A所示，通过蚀刻加工图25B所示的金属层1470，形成第四配线层470。在形成第四配线层470时，配线470a和配线470b分离地形成。配线470a以覆盖发光元件的顶面153U和侧面的方式形成。第二层间绝缘膜156以覆盖树脂层457和第四配线层470的方式形成。
如图26B所示，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。过孔161k以贯通第二层间绝缘膜156而到达配线230a的方式设置。过孔(第二过孔)161k在配线160k与配线230a之间将配线160k和配线230a电连接。与上述其他实施方式的情况同样地形成过孔161d，将第二配线层160和第一配线层110电连接。连接部件471a通过在将第二层间绝缘膜156开口而形成的接触孔中填充导电材料而形成，将配线160d和配线470a连接。
然后，在基板102的露出的面102b形成滤色器，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，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。此外，具有以下的效果。
包含配线230a的第三配线层230由ITO膜、金属薄膜等具有透光性的导电膜形成，因此加工容易，有时能够缩短发光元件150以及第三配线层230的一系列的制造工序。
在本实施方式中，由于使用配线230a进行发光面151S侧的电极引出，所以能够使发光元件150成为纵型的构造。在纵型构造的发光元件150中，能够使流过半导体层的电流减少与Z轴交叉的方向的分量而成为大致沿着Z轴的方向，因此具有能够降低半导体层中的损耗的优点。
在本实施方式的图像显示装置中，子像素420包含第四配线层470。第四配线层470通过树脂层457与发光元件150电分离。第四配线层470包含配线470a，配线470a隔着树脂层457覆盖发光元件150的顶面153U和侧面。因此，能够将向发光元件150的上方或侧方的散射光等向发光面151S侧反射。因此，能够提高发光元件150的实质性的发光效率。另外，也可以通过回流等使树脂层457平缓，将配线470a形成为抛物面状的曲面形状。由此，也能够使来自发光元件150的发光接近Z轴负向的平行光。
(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的顶面153U的电极565a，电极565a与形成于用于电极565a的接触孔561a的配线560d连接，这一点与上述其他实施方式的情况不同。其他方面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27所示，本实施方式的图像显示装置具备子像素520。子像素520包含滤色器(第一部件)180、晶体管103、第一配线层110、第一层间绝缘膜112、第三配线层230、石墨烯片140a、发光元件150、第二层间绝缘膜156、过孔161d以及第二配线层160。在本实施方式中，子像素520的第二配线层160包含配线560d。在顶面153U上设有具有光反射性的电极(第二电极)565a，电极565a与配线560d连接。
在本实施方式中，包含晶体管103的电路101的各要素隔着TFT下层膜106设置在滤色器(第一部件)180的形成面(第一面)180S上。发光元件150隔着覆盖晶体管103等而设置的绝缘膜108和绝缘膜108上的第一层间绝缘膜112设置在滤色器180上。在该例子中，电路101的各要素设置在滤色器180的遮光部181上，发光元件150设置在滤色器180的颜色转换部182上。从发光元件150射出的光经由第一层间绝缘膜112、绝缘膜108、绝缘层105和TFT下层膜106入射到滤色器180的颜色转换部182。滤色器180、晶体管103等的结构与上述其他实施方式的情况相同，省略详细的说明。
与上述其他实施方式的情况相同，包含配线230a的第三配线层230设置在平坦化面112F上，发光元件150隔着石墨烯片140a设置在配线230a上。配线230a在平坦化面112F上向一个方向突出地设置，与上述的其他实施方式的情况同样地，连接有过孔161k的一端。
发光元件150从发光面151S朝向顶面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。在发光面151S的相反侧的顶面153U上设有电极565a。电极565a由具有光反射性的导电材料形成。
在发光元件150的上方形成有接触孔561a。接触孔561a通过将第二层间绝缘膜156的一部分除去而形成。接触孔的开口直径被设定得足够大，接触孔561a的内周被设定为与顶面153U的XY平面图中的外周相同或者处于顶面153U的XY平面图中的外周的稍内侧。
电极565a设置在接触孔561a的底部。因此，电极565a的XY平面图中的外周与接触孔561a的XY平面图中的内周大致一致。因此，电极565a以覆盖顶面153U的全部或顶面153U的大部分的方式设置。电极565a具有光反射性，因此将向发光元件150的上方的散射光等向发光面151S侧反射。因此，发光元件150的实质性的发光效率得以提高。电极565a可以与在接触孔561a的壁面上形成的配线560d一体地形成。
第二配线层160包含配线560d。配线560d设置在第二层间绝缘膜156上，并且也设置在接触孔561a的壁面上，与电极565a连接。配线560d经由过孔161d而与配线110d连接，因此p型半导体层153经由电极565a、配线560d、过孔161d、配线110d以及过孔111d而与晶体管103的漏极区域电连接。
对本实施方式的图像显示装置的制造方法进行说明。
图28A和图28B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，与上述第四实施方式的情况相同，在图17A所示的半导体层1150的形成工序为止与上述其他实施方式的情况相同。在图17A的工序之后，以执行图28A的工序的情况为例进行说明。但是，在本实施方式的情况下的图17A的应用中，以半导体层1150从石墨烯层1140侧依次层叠n型半导体层1151、发光层1152以及p型半导体层1153为例进行说明。
如图28A所示，图17A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的第三配线层230。图17A所示的半导体层1150通过蚀刻进行加工，形成发光元件150。图17A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。
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的方式形成过孔162d。以贯通第二层间绝缘膜156而到达配线230a的方式形成过孔162k。将发光元件150上的第二层间绝缘膜156的一部分除去，使顶面153U从开口561露出。
通过接触孔561a的开口561而露出的顶面153U优选使顶面153U全部露出，但露出的顶面153U的形状根据接触孔561a的形成精度而适当地设定。例如，接触孔561a的XY平面图中的内周被设定为比顶面153U的XY平面图中的外周稍小。
过孔162d,162k例如同时形成。接触孔561a也可以与过孔162d,162k同时形成，也可以分别形成。
如图28B所示，通过导电材料填充图28A所示的过孔162d,162k，形成过孔161d,161k。在过孔161d,161k的形成工序时，也可以用导电材料覆盖接触孔561a的底部、即顶面153U。
在第二层间绝缘膜156上形成第二配线层160。在形成第二配线层160时，在第二层间绝缘膜156上形成用于形成第二配线层160的导电层，通过蚀刻进行加工，形成包含配线560d,160k的第二配线层160。导电层除了第二层间绝缘膜156上之外，还遍及露出的顶面153U和接触孔561a的壁面上而形成。
这样，形成与过孔161d连接的配线560d，形成与过孔161k连接的配线160k。配线560d遍及接触孔561a的壁面上而设置，因此也与顶面153U电连接。
在第二层间绝缘膜156和第二配线层160上设有粘接层1170，通过粘接层1170粘接加强基板1180。然后，通过湿式蚀刻等除去基板102，露出TFT下层膜106的面106S。
然后，在面106S上形成滤色器，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具有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，在本实施方式中，电极565a遍及顶面153U上地设置，因而能够将发光元件150放射的向上方的散乱光等向发光面151S侧反射。因此，发光元件150实质性的发光效率得以提高。
在本实施方式红、用于形成电极565a的接触孔561a的形成可以在过孔161d,161k的形成工序时进行。并且，第二配线层160实现的与顶面153U的连接也可以在第二配线层160的形成工序时进行。因此，不需要追加用于形成电极565a的工序。因而能够缩短制造工序，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，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29所示，本实施方式的图像显示装置具备子像素620。子像素620包含基板102、晶体管103、第一配线层110、遮光层330、第一层间绝缘膜112、第三配线层230、石墨烯片140a、发光元件650、第二层间绝缘膜156以及第二配线层160。子像素620还包含滤色器180。
在本实施方式中，设有遮光层330。遮光层330具有与第三实施例中与图19相关联说明的遮光层相同的结构。遮光层330被设定为，在XY平面图中，在将TFT沟道104投影到遮光层330时，包含TFT沟道104的外周。即，TFT沟道104的外周在XY平面图中配置在遮光层330的外周以内。遮光层330设有贯通孔331。贯通孔331是为了与光路和过孔161d绝缘而设置的，这与第三实施方式的情况相同。
在本实施方式中，发光面651S经由石墨烯片140a设置在配线230a上，经由配线230a与过孔161k连接。
发光元件650是以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30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30是图29的局部放大图，在发光元件650中，表示的是发光面651S与侧面655a的关系。
如图30所示，平坦化面112F是与XY平面大致平行的平面。发光元件650经由石墨烯片140a和配线230a设置在平坦化面112F上。发光面651S是与平坦化面112F大致平行的面，是与XY平面大致平行的面。发光面651S射出的光经由石墨烯片140a和配线230a入射到第一层间绝缘膜112，石墨烯片140a和配线230a的厚度足够薄，光的反射和吸收足够小。
发光元件650具有发光面651S的相反侧的顶面653U。发光元件650具有侧面655a。侧面655a是顶面653U与平坦化面112F之间的面，是与发光面651S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的折射率和第二层间绝缘膜156的折射率而决定的侧面655a处的临界角小。发光元件650被第二层间绝缘膜156覆盖，侧面655a与第二层间绝缘膜156接触。
发光元件650的侧面655a与平坦化面112F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且将第二层间绝缘膜156的折射率设为n1，则从发光元件650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650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°。
这表示在使平坦化面112F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。以上，为了简便，使第二层间绝缘膜156为透明树脂。在透明树脂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在上述计算式中能够无视散射性微粒子的折射率。
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655a全反射后的光被其他元件界面或顶面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。与平坦化面112F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放射出的光中的与平坦化面112F平行的光和具有Z轴的正向的成分的光被转换。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550的实质性的发光效率提高。
通过使θ＜θc，能够使具有与平坦化面112F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29所示的发光元件650的形状，执行以下工序。
需要说明的是，在本实施方式的情况下，在与图17A关联地说明的工序之后应用以下说明的工序。在本实施方式中的图17A的工序的应用中，半导体层1150的结构为从石墨烯片140a侧依次层叠n型半导体层1151、发光层1152以及p型半导体层1153。
图17A所示的半导体层1150通过蚀刻而被加工成图29所示的发光元件650的形状。在发光元件650的成形中，以使图30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，距顶面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侧朝向顶面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朝向顶面653U侧增大蚀刻量。由此，侧面655a以相对于发光面651S呈大致恒定的角度的方式形成。因而，在发光元件650中，从顶面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。
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。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通过使用第三配线层230的配线230a与过孔161k连接，能够成为纵型构造。因此，在发光元件650内流动的电流能够减少与Z轴交叉的成分，能够使实质性的发光效率提高。需要说明的是，在本实施方式中，不限于将发光元件设为纵型构造的情况，也可以通过设为设有连接部的发光元件而设为横型构造。在这里，横向构造的发光元件是指如第一实施方式的情况那样在设有发光面的半导体层的旁边具有连接部151a的构造的发光元件。通过将发光元件设为横型构造，能够容易地进行发光面的粗糙化，通过粗糙化来实现实质性的发光效率的提高、光的扩散。
(第七实施方式)
图31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31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102、石墨烯片740a、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750、第二层间绝缘膜156、过孔761d1,761d2、第二配线层160。子像素群720还包含滤色器180。
在子像素群720中，晶体管103-1,103-2设置于在基板102的一面102a上设置的TFT下层膜106上。包含晶体管103-1,103-2的电路101的各要素被绝缘膜108覆盖，与第一配线层110一起被第一层间绝缘膜112覆盖。半导体层750设置在第一层间绝缘膜112的平坦化面112F上。滤色器180设置于基板102的另一面102b。
在本实施方式中，通过将p沟道的晶体管103-1,103-2导通，经由配线层110和过孔761a1,761a2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3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15的电路结构。
对子像素群720的结构详细地进行说明。
TFT下层膜106形成在面102a上。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。
TFT沟道104-1包含被掺杂为p型的区域104s1,104d1，区域104s1,104d1分别是晶体管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分别是晶体管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、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710f,710s1,710s2,710d1,710d2。
配线710f设置在发光区域751R1,751R2之间。在该例子中，配线710f与图31所图示的电路要素均未电连接，但也能够与任意的电位或电路要素连接。配线710f配置在发光区域751R1,751R2之间而遮挡从发光区域751R1,751R2分别出射的光。配线710f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751R1,751R2发出的光相互相交而混光的功能。
配线710s1设置在区域104s1的上方。过孔111s1设置在配线710s1与区域104s1之间，将配线710s1和区域104s1电连接。配线710s2设置在区域104s2的上方。过孔111s2设置在配线710s2与区域104s2之间，将配线710s2和区域104s2电连接。配线710s1,710s2与例如图3所示的电路的电源线3连接。
配线710d1设置在区域104d1的上方。过孔111d1设置在配线710d1与区域104d1之间，将配线710d1和区域104d1电连接。配线710d1与过孔761d1的一端连接。配线710d2设置在区域104d2的上方。过孔111d2设置在配线710d2与区域104d2之间，将配线710d2和区域104d2电连接。配线710d2与过孔761d2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。
石墨烯片740a设置在平坦化面112F上。石墨烯片740a足够薄且具有高的透光性。
半导体层750设置在石墨烯片740a上。石墨烯片740a的XY平面图中的外周与半导体层750的XY平面图中的外周大致一致。半导体层750的发光面751S与石墨烯片740a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751、发光层752a1,752a2以及p型半导体层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顶面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顶面753U2。
发光区域751R1与发光面751S中顶面753U1的相反侧的区域大致一致。发光区域751R2与发光面751S中顶面753U2的相反侧的区域大致一致。
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。
图32是用于对发光区域751R1,751R2进行说明的示意图。
如图32所示，发光区域751R1,751R2是发光面751S上的面。在图32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。
在本实施方式中，在发光部R1中，发光区域751R1是顶面753U1的相反侧的面。在发光部R2中，发光区域751R2是顶面753U2的相反侧的面。遍及发光面751S被石墨烯片740a覆盖。石墨烯片740a如在图像显示装置的制造方法中与图7B等相关联地说明的那样，通过蚀刻对石墨烯层1140进行加工而形成。石墨烯片740a通过在形成半导体层750时对石墨烯层1140进行过蚀刻而形成。因此，石墨烯片740a的XY平面图中的外周与半导体层750的XY平面图中的外周大致一致。
半导体层750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751的一部分。在连接部R0连接有图31所示的过孔761k的一端，提供向发光部R1,R2之间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，从顶面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，从顶面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。
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31继续进行说明。
第二层间绝缘膜156以覆盖平坦化面112F、石墨烯片740a以及半导体层750的方式设置。
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760d1,760d2,760k。配线760d1经由连接部件761a1与顶面753U1连接。配线760d2经由连接部件761a2与顶面753U2连接。配线760k例如与图3的电路的接地线4连接。
过孔761d1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710d1的方式设置。过孔761d1设置在配线760d1与配线710d1之间，将配线760d1和配线710d1电连接。过孔761d2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710d2的方式设置。过孔761d2设置在配线760d2与配线710d2之间，将配线760d2和配线710d2电连接。
过孔761k以贯通第二层间绝缘膜156而到达n型半导体层751的方式设置。过孔761k在配线760k与n型半导体层751之间将配线760k和n型半导体层751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。从晶体管103-1供给的空穴被注入发光层752a1，从配线760k供给的电子被注入发光层752a1时，发光层752a1发光，从发光区域751R1放射光。从晶体管103-2供给的空穴被注入发光层752a2，从配线760k供给的电子被注入发光层752a2时，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。
在本实施方式中，发光区域751R1,751R2需要在出射的光放射到外部之前，使第一层间绝缘膜112、绝缘膜108、绝缘层105、TFT下层膜106以及基板102通过。因此，认为光在放射到外部为止的路径上扩散。在本实施方式中，由于在光被放射到外部为止的路径的中途设有配线710f，所以通过遮蔽扩展的光，防止从相邻的像素射出的光混光。因此，能够使像素间距变窄而实现高画质的图像显示装置。在上述例子中，对设有两个发光区域的情况进行了说明，但发光区域不限于两个，也可以是三个以上的任意数量。
(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33是例示本实施方式的图像显示装置的框图。
在图33中表示的是计算机用显示器的结构的主要的部分。
如图33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34是例示本实施方式的变形例的图像显示装置的框图。
在图34中表示的是高清薄型电视机的结构。
如图34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34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(DigitalSignal Processor)、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12和图13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、20a、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，100驱动电路基板，101电路，102基板，102a、102b、106S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绝缘膜，110第一配线层，112第一层间绝缘膜，140a石墨烯片，150、250、650发光元件，151S、253S、651S、751S发光面，156第二层间绝缘膜，160d、160k、230a、260a、470a、470b、560d、760d1、760d2、760k配线，161d、161k、261a、761d1、761d2、761k过孔，180、180a滤色器、230第三配线层、470第四配线层、720子像素群、1130透光性导电膜，1140石墨烯层，1150半导体层，1160金属层，1180加强基板、1192构造体。

Claims (23)

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的第一面上形成的电路元件、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石墨烯的层的工序；
在所述包含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而形成包含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，所述发光面是所述包含石墨烯的层上的发光面；
形成将所述第一绝缘膜、所述包含石墨烯的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；
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，
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第一面设置的连接部，
所述第二过孔设置在所述第二配线层与所述连接部之间，并且将所述第二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，
还具备在形成所述包含石墨烯的层之前、在所述第一绝缘膜上形成具有透光性的第三配线层的工序，
还具备形成贯通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二配线层与所述第三配线层之间，并且将所述第一配线层和所述第三配线层电连接。
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，
还具备在所述第一面的相反侧的第二面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二绝缘膜的工序之前、以将所述顶面和所述发光元件的侧面覆盖的方式形成第四配线层的工序。
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；
取代所述基板而形成波长转换部件的工序。
8.根据权利要求7所述的图像显示装置的制造方法，
还具备利用贯通所述第一绝缘膜的开口来使所述发光面露出，使所述发光面粗糙化的工序。
9.根据权利要求8所述的图像显示装置的制造方法，
所述波长转换部件包含遮光部和颜色转换部，
所述颜色转换部形成在所述开口内。
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，
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。
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，
所述半导体层包含氮化镓系化合物半导体。
12.一种图像显示装置，具备：
第一部件，其具有第一面；
电路元件，其设置在所述第一面上；
第一配线层，其与所述电路元件电连接；
第一绝缘膜，其覆盖所述第一面、所述电路元件以及所述第一配线层；
包含石墨烯的层，其设置在所述第一绝缘膜上；
发光元件，其包含所述包含石墨烯的层上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，
所述第一部件包含对来自所述发光元件的光的波长进行转换而将其输出的颜色转换部。
14.一种图像显示装置，具备：
第一部件，其具有第一面；
电路元件，其设置在所述第一面上；
第一配线层，其与所述电路元件电连接；
第一绝缘膜，其覆盖所述第一面、所述电路元件以及所述第一配线层；
透光性部件，其以贯通所述第一绝缘膜和所述第一部件的方式设置；
发光元件，其包含所述透光性部件上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；
所述第一部件包含与所述透光性部件相比光透过率低的遮光部，
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。
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连接部，
所述第二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连接部之间，并且将所述第二配线和所述连接部电连接。
16.根据权利要求12或13所述的图像显示装置，
还具备：
第三配线层，其设置在所述第一绝缘膜上并且具有光透过性；
第二过孔，其以贯通所述第二绝缘膜的方式设置；
所述第二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三配线层之间，并且将所述第二配线和所述第三配线层电连接。
17.根据权利要求16所述的图像显示装置，
还具备第四配线层，所述第四配线层覆盖所述顶面和所述发光元件的侧面并且包含与所述顶面电连接的第一电极，
所述第一电极经由所述第一配线与所述第一过孔电连接。
18.根据权利要求16所述的图像显示装置，
还具备遍及所述顶面地设置并且与所述顶面电连接的第二电极，
所述第二电极经由所述第一配线与所述第一过孔电连接。
19.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。
20.根据权利要求12至19中任一项所述的图像显示装置，
还具备在所述电路元件与所述发光元件之间设置的遮光层。
21.根据权利要求12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。
22.一种图像显示装置，具备：
光透过性部件，其具有第一面；
多个晶体管，其设置在所述第一面上；
第一配线层，其与所述多个晶体管电连接；
第一绝缘膜，其覆盖所述第一面、所述多个晶体管以及所述第一配线层；
包含石墨烯的层，其设置在所述第一绝缘膜上；
第一半导体层，其包含在所述包含石墨烯的层上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。
23.一种图像显示装置，具备：
光透过性部件，其具有第一面；
电路元件，其设置在所述第一面上；
第一配线层，其与所述电路元件电连接；
第一绝缘膜，其覆盖所述第一面、所述电路元件以及所述第一配线层；
包含石墨烯的层，其设置在所述第一绝缘膜上；
多个发光元件，其分别包含所述包含石墨烯的层上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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