JP2021125616A - 表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】各画素の均一性をより高めることが可能な表示装置を提供する。
【解決手段】表示装置１は、二次元配列された複数の画素に広がって設けられた発光素子層１１０と、画素ごとに隔壁にて離隔された蛍光体層１２０と、発光素子層と、蛍光体層との間に挟持され、発光素子層側から第１酸化膜１３１、接合酸化膜１３３、及び第２酸化膜１３２が順に積層された接合構造とを備える。
【選択図】図１

Description

本開示は、表示装置に関する。
電気エネルギーを光エネルギーに変換する発光素子（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）は、応答速度が迅速であり、かつ消費電力が低いため、表示装置などの光源として注目されている（例えば、特許文献１）。
発光素子を用いた表示装置は、例えば、複数の画素に広がって発光素子が設けられた基板と、発光素子を駆動させる駆動回路が設けられた基板とを接合した後、発光素子の上に画素ごとに蛍光体又はカラーフィルタなどを設けることで製造することができる。
特開２０１８−２８４２２８号公報
このような表示装置では、画素ごとの輝度又は色味のばらつきを抑制することが望まれる。したがって、表示装置の画素周りの構造をより高い精度で形成することで、表示装置における各画素の均一性を向上させることが望まれる。
よって、各画素の均一性をより高めることが可能な表示装置が提供されることが望ましい。
本開示の一実施形態に係る表示装置は、二次元配列された複数の画素に広がって設けられた発光素子層と、画素ごとに隔壁にて離隔された蛍光体層と、前記発光素子層と、前記蛍光体層との間に挟持され、前記発光素子層側から第１酸化膜、接合酸化膜、及び第２酸化膜が順に積層された接合構造とを備える。
本開示の一実施形態に係る表示装置によれば、二次元配列された複数の画素に広がって設けられた発光素子層と、画素ごとに隔壁にて離隔された蛍光体層との間に、発光素子層側から第１酸化膜、接合酸化膜、及び第２酸化膜が順に積層された接合構造が発光素子層及び蛍光体層の間に挟持されて設けられる。これにより、例えば、表示装置は、蛍光体層を画素ごとに離隔する隔壁の高さの均一性をより高めることができる。
本開示の一実施形態に係る表示装置の構成の一例を示す縦断面図である。 駆動基板と発光素子層とを接合する工程を説明する縦断面図である。 駆動基板と発光素子層とを接合する工程を説明する縦断面図である。 駆動基板と発光素子層とを接合する工程を説明する縦断面図である。 対向基板と蛍光体層とを積層する工程を説明する縦断面図である。 対向基板と蛍光体層とを積層する工程を説明する縦断面図である。 対向基板と蛍光体層とを積層する工程を説明する縦断面図である。 対向基板と蛍光体層とを積層する工程を説明する縦断面図である。 発光素子層と蛍光体層とを接合する工程を説明する縦断面図である。 発光素子層と蛍光体層とを接合する工程を説明する縦断面図である。 第１の変形例に係る表示装置の構成を示す縦断面図である。 第２の変形例に係る表示装置の構成を示す縦断面図である。 本開示の一実施形態に係る表示装置が適用されるテレビジョン装置の外観を示す模式図である。
以下、本開示における実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下で説明する実施形態は本開示の一具体例であって、本開示にかかる技術が以下の態様に限定されるわけではない。また、本開示の各構成要素の配置、寸法、及び寸法比等についても、各図に示す様態に限定されるわけではない。
なお、説明は以下の順序で行う。
１．表示装置の構成
２．表示装置の製造方法
３．変形例
４．適用例
＜１．表示装置の構成＞
まず、図１を参照して、本開示の一実施形態に係る表示装置の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る表示装置１の構成の一例を示す縦断面図である。
図１に示すように、本実施形態に係る表示装置１は、例えば、発光素子層１１０と、蛍光体層１２０と、隔壁１２１と、接合構造１３０と、対向基板１４０と、駆動基板１５０と、接続部１６０とを備える。表示装置１は、対向基板１４０の蛍光体層１２０が設けられた面と反対側の面を画像表示面とする表示装置である。表示装置１の画像表示面には、複数の画素が二次元配列されて設けられる。
発光素子層１１０は、電圧の印加によって自発光する発光素子を含む層である。発光素子層１１０は、例えば、二次元配列された複数の画素に広がって設けられる。
発光素子層１１０は、例えば、複数の画素に広がってＵＶ（ＵｔｒａＶｉｏｌｅｔ）光又は白色光などの同一の波長帯域の光を放出してもよく、画素ごとに青色、緑色、又は赤色などの各色に対応した波長帯域の光を放出してもよい。
発光素子層１１０は、例えば、基板の上に複数の発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）が行列状に配列されたＬＥＤパネルであってもよい。
発光ダイオード（ＬＥＤ）は、例えば、第１電極、第１導電型層、活性層、第２導電型層、及び第２電極を順に積層した構造を備える。発光ダイオード（ＬＥＤ）は、第１電極及び第２電極の間に電圧が印加されることで、第１導電型層から活性層に電子が注入され、第２導電型層から活性層に正孔が注入される。注入された電子及び正孔は、活性層で結合することで、活性層のバンドギャップの大きさに応じた光を放出することができる。
第１導電型層は、第１導電型（例えば、ｎ型）不純物が導入されたＩｎＧａＮ系又はＡｌＧａＩｎＰ系などのＩＩＩ−Ｖ族元素の化合物半導体にて構成され得る。活性層は、第１導電型層及び第２導電型層よりもバンドギャップが小さいＩｎＧａＮ系又はＡｌＧａＩｎＰ系などのＩＩＩ−Ｖ族元素の化合物半導体にて構成され得る。なお、活性層は、第１導電型（例えば、ｎ型）不純物、又は第２導電型（例えば、ｐ型）不純物のいずれが導入されていてもよい。第２導電型層は、第２導電型（例えば、ｐ型）不純物が導入されたＩｎＧａＮ系又はＡｌＧａＩｎＰ系などのＩＩＩ−Ｖ族元素の化合物半導体にて構成され得る。第１電極及び第２電極は、例えば、Ａｇ（銀）などの金属材料にて構成され得る。
ただし、発光素子層１１０に含まれる発光素子は、上述した発光ダイオード（ＬＥＤ）に限定されない。発光素子層１１０に含まれる発光素子は、例えば、有機ＥＬ素子（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＯＬＥＤ）であってもよい。
蛍光体層１２０は、発光素子層１１０から放出された光の色を変換する光変換物質を２種以上含む層である。蛍光体層１２０は、例えば、発光素子層１１０の駆動基板１５０が接合された面と反対側の面に接合構造１３０を介して設けられる。蛍光体層１２０は、２種以上の光変換物質を含み、例えば、青色光を赤色光及び緑色光にそれぞれ変換することで、（Ｇ）、赤色、緑色、及び青色の三原色の光を発してもよい。このような場合、蛍光体層１２０は、表示装置１にてカラー画像を表示させることができる。
また、蛍光体層１２０には、画素間での光変換物質の混合を防止するために、蛍光体層１２０を画素ごとに離隔する隔壁１２１が設けられる。隔壁１２１は、半導体プロセスにて用いられる材料であればいかなる材料で構成されてもよい。ただし、画素間での混色をさらに抑制するためには、隔壁１２１は、遮光性を有する（又は、透明ではない）材料で構成されてもよい。また、発光素子層１１０又は駆動基板１５０における画像信号への影響を抑制するためには、隔壁１２１は、絶縁性を有する材料で構成されてもよい。
隔壁１２１にて区画された領域には、画素ごとに、例えば、発光素子層１１０から放出された光の色を赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、又は青色（Ｂ）に変換する光変換物質が設けられる。光変換物質は、例えば、赤色光、緑色光、又は青色光の蛍光を発することが可能な蛍光体であってもよい。このような蛍光体としては、無機蛍光材料、有機蛍光材料、又は量子ドットなどを用いることができる。
接合構造１３０は、発光素子層１１０及び蛍光体層１２０を互いに接合する積層構造であり、発光素子層１１０及び蛍光体層１２０にて挟持されて設けられる。具体的には、接合構造１３０は、発光素子層１１０側から第１酸化膜１３１、接合酸化膜１３３、及び第２酸化膜１３２を順次積層した構造にて設けられる。
第１酸化膜１３１、及び第２酸化膜１３２は、後述する接合酸化膜１３３に拡散によって酸素原子を供給する層である。第１酸化膜１３１、及び第２酸化膜１３２は、光透過性を有する無機酸化物で構成されてもよい。例えば、第１酸化膜１３１、及び第２酸化膜１３２は、ＳｉＯ２（シリコン酸化物）で構成されてもよい。
接合酸化膜１３３は、発光素子層１１０及び蛍光体層１２０の各々に設けられた前駆体膜を原子拡散接合によって接合した後、第１酸化膜１３１及び第２酸化膜１３２から拡散した酸素原子にて前駆体膜を酸化することで構成された膜である。原子拡散接合は、超高真空中で形成した薄膜同士を常温の真空中で貼り合わせ、貼り合わせた薄膜の間で原子を拡散させることで、薄膜同士を接合する方法である。本実施形態に係る表示装置１では、原子拡散接合を用いることで、発光素子層１１０及び蛍光体層１２０を互いに接合することができる。
接合酸化膜１３３は、発光素子層１１０から放出された光を減衰させないために、光透過性を有する金属又は半金属の酸化物で構成されてもよい。具体的には、接合酸化膜１３３は、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｓｇ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ａｌ、若しくはＳｉ、又はこれらの合金の酸化物で構成されてもよい。より具体的には、接合酸化膜１３３は、Ｔｉ、又はＡｌの酸化物で構成されてもよい。
具体的には、接合酸化膜１３３は、例えば、以下の工程にて形成されることで、発光素子層１１０及び蛍光体層１２０を互いに接合することができる。
まず、発光素子層１１０及び蛍光体層１２０の互いに対向する面に、後段にて接合酸化膜１３３を構成する金属又は半金属の未酸化状態の前駆体膜をそれぞれ形成する。次に、発光素子層１１０側に設けられた前駆体膜と、蛍光体層１２０側に設けられた前駆体膜とを貼り合わせ、貼り合わせた前駆体膜の間で原子拡散を生じさせることで、前駆体膜同士を接合する。続いて、約１００℃以下の熱処理を用いて、第１酸化膜１３１及び第２酸化膜１３２から前駆体膜に酸素原子を拡散させ、酸素原子によって前駆体膜を酸化させる。これにより、発光素子層１１０及び蛍光体層１２０を互いに接合した前駆体膜は、光透過性を有する接合酸化膜１３３となる。
原子拡散接合を用いることで、接合酸化膜１３３は、数ｎｍ程度の極薄膜にて発光素子層１１０と蛍光体層１２０とを接合することができる。また、原子拡散接合は、常温での接合が可能であるため、接合酸化膜１３３は、耐熱性が低い有機蛍光材料又は量子ドットなどを光変換物質として用いた場合でも、発光素子層１１０と蛍光体層１２０とを接合することができる。
本実施形態に係る表示装置１では、あらかじめ、発光素子層１１０及び駆動基板１５０を接合し、対向基板１４０及び蛍光体層１２０を積層した後、発光素子層１１０と、蛍光体層１２０と接合構造１３０にて接合する。したがって、本実施形態に係る表示装置１では、隔壁１２１及び蛍光体層１２０は、平坦かつ剛直な対向基板１４０の上に形成されることになる。これにより、本実施形態に係る表示装置１では、蛍光体層１２０を画素ごとに離隔する隔壁１２１は、対向基板１４０の面内方向により高い均一性を有して設けられることになる。
一方、駆動基板１５０側から接続部１６０、発光素子層１１０、接合構造１３０、蛍光体層１２０、及び対向基板１４０を順に積層して表示装置を形成する場合、発光素子層１１０の接合構造１３０が設けられる面は、面内方向に歪みやすくなる。これは、接続部１６０のはんだ１６２は、溶融の程度がばらつきやすく、駆動基板１５０と発光素子層１１０との間隔がばらつきやすいためである。したがって、このような表示装置では、発光素子層１１０の上に設けられる隔壁１２１の高さ等を蛍光体層１２０の面内方向に均一化することが困難であるため、面内方向における各画素の輝度又は色味にばらつきを生じさせてしまう。
本実施形態に係る表示装置１では、蛍光体層１２０の面内方向に隔壁１２１の高さの均一性を向上させることができるため、面内方向における各画素の輝度又は色味のばらつきを抑制することができる。
なお、接合構造１３０は、発光素子層１１０からの光の取り出し効率が最適化されるように、第１酸化膜１３１、接合酸化膜１３３、及び第２酸化膜１３２を構成する材料を選択してもよい。具体的には、接合構造１３０は、発光素子層１１０から放出された光の光路を制御するために、第１酸化膜１３１、接合酸化膜１３３、及び第２酸化膜１３２を構成する材料の屈折率を制御してもよい。例えば、接合構造１３０は、接合酸化膜１３３の屈折率が第１酸化膜１３１、及び第２酸化膜１３２の屈折率よりも高くなるように設けられてもよい。
対向基板１４０は、蛍光体層１２０を外部環境から保護する層である。対向基板１４０は、蛍光体層１２０の接合構造１３０が設けられた面と反対側の面に設けられる。対向基板１４０は、例えば、発光素子層１１０から放出された光を透過させるために、可視光帯域の光を透過可能な透明な材料で構成される。例えば、対向基板１４０は、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス、若しくはサファイアガラスなどの透明な無機材料、又はアクリル樹脂などの透明な有機材料にて構成されてもよい。
表示装置１では、発光素子層１１０から放出された光は、接合構造１３０を透過して蛍光体層１２０にて画素ごとに所望の色の光に変換された後、対向基板１４０を透過してユーザに視認される。したがって、表示装置１では、上述したように、対向基板１４０の蛍光体層１２０が設けられた面と反対側の面が画像表示面となる。
表示装置１では、対向基板１４０の上に隔壁１２１及び蛍光体層１２０を形成した後、接合構造１３０を用いて、発光素子層１１０と、蛍光体層１２０とを接合する。これによれば、表示装置１では、発光素子層１１０と、蛍光体層１２０との接合の後、蛍光体層１２０は、対向基板１４０にて自動的に封止されることになる。したがって、表示装置１では、発光素子層１１０と、蛍光体層１２０との接合の後に、蛍光体層１２０の上に蛍光体層１２０を封止する構造を形成しなくともよいため、製造プロセスによる蛍光体層１２０へのダメージを低減することができる。
駆動基板１５０は、発光素子層１１０に設けられた発光素子を駆動させる回路を備え、発光素子層１１０の蛍光体層１２０と対向する面と反対側の面に接続部１６０を介して設けられる。駆動基板１５０は、発光素子層１１０に設けられた発光素子を画素ごとに個別に駆動させる画素回路と、各画素を垂直方向又は水平方向に走査する共通回路とを含む。駆動基板１５０は、例えば、Ｓｉ（シリコン）などの半導体基板であってもよく、ＰＣＢ（Ｐｏｌｙ Ｃｈｌｏｒｉｎａｔｅｄ Ｂｉｐｈｅｎｙｌ）などの樹脂基板であってもよい。
画素回路は、複数のＭＯＳＦＥＴを含み、画素ごとに設けられる。画素回路は、例えば、接続部１６０を介して発光素子層１１０の対応する画素と電気的に接続される。共通回路は、互いに直交する垂直駆動線及び水平駆動線の各々を順次走査する垂直駆動回路及び水平駆動回路を含み、画素回路の外郭に配置される。垂直駆動線及び水平駆動線の各々の交点に、画素の各々と対応しており、表示装置１は、共通回路に含まれる垂直駆動線及び水平駆動線を順次駆動させることで、画素の各々を駆動させることができる。
接続部１６０は、いわゆるフリップチップ接続によって、発光素子層１１０と駆動基板１５０とを電気的に接続する。接続部１６０は、例えば、駆動基板１５０側に設けられた複数のバンプ１６１と、発光素子層１１０側に設けられた複数のバンプ（図示せず）とをはんだ１６２にて接合した構造であってもよい。
具体的には、接続部１６０は、例えば、以下の工程にて形成されてもよい。
まず、駆動基板１５０の画素回路及び共通回路の各々に設けられたバンプ１６１の上にはんだ１６２を載置する。次に、発光素子層１１０に設けられたバンプと、駆動基板１５０に設けられたバンプ１６１とが対応するように、発光素子層１１０と駆動基板１５０とを対向させる。続いて、対向させた発光素子層１１０と駆動基板１５０とを密着させた後、加熱することではんだ１６２を溶融させる。これにより、溶融したはんだ１６２により、発光素子層１１０に設けられたバンプと、駆動基板１５０に設けられたバンプ１６１とは、電気的に接続されると共に物理的に接合される。
本実施形態に係る表示装置１は、発光素子層１１０と、蛍光体層１２０とを接合構造１３０にて接合することで構成される。これによれば、表示装置１は、隔壁１２１及び蛍光体層１２０を面内方向の平坦性が高い対向基板１４０に形成することができるため、隔壁１２１の高さの面内方向の均一性を向上させることができる。したがって、表示装置１は、隔壁１２１の高さばらつきに起因する各画素の輝度又は色味の面内ばらつきを抑制することができる。
また、表示装置１は、発光素子層１１０と、蛍光体層１２０との積層体とを常温で接合することができるため、蛍光体層１２０に含まれる光変換物質の特性を熱によって低下させてしまうことを防止することができる。
＜２．表示装置の製造方法＞
次に、図２Ａ〜図４Ｂを参照して、本実施形態に係る表示装置１の製造方法について説明する。図２Ａ〜図２Ｃは、駆動基板１５０と発光素子層１１０とを接合する工程を説明する縦断面図である。図３Ａ〜図３Ｄは、対向基板１４０と蛍光体層１２０とを積層する工程を説明する縦断面図である。図４Ａ〜図４Ｂは、発光素子層１１０と蛍光体層１２０とを接合する工程を説明する縦断面図である。
まず、図２Ａ〜図２Ｃを参照して、駆動基板１５０と発光素子層１１０とを接合する工程について説明する。
図２Ａに示すように、発光素子層１１０Ａと、駆動基板１５０とをバンプ１６１及びはんだ１６２を用いて接合する。具体的には、まず、半導体基板の上に複数の発光ダイオードが形成された発光素子層１１０Ａを用意する。また、発光素子層１１０Ａに設けられた発光ダイオードを駆動させる画素回路、及び発光ダイオードの駆動を垂直方向又は水平方向に走査する共通回路が形成された駆動基板１５０を用意する。次に、発光素子層１１０Ａ及び駆動基板１５０の各々に設けられたバンプがはんだ１６２を挟んで互いに対向するように、発光素子層１１０Ａ及び駆動基板１５０を対向させる。続いて、加熱によってはんだ１６２を溶融させることで、発光素子層１１０Ａと、駆動基板１５０とを電気的に接続、かつ物理的に接合する。
続いて、図２Ｂに示すように、発光素子層１１０Ａに含まれる半導体基板をＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈ）法などを用いて薄肉化する。具体的には、ＣＭＰ法などを用いて、駆動基板１５０との接合面と反対側の面から発光素子層１１０Ａを研磨することで、発光ダイオードが形成された半導体基板を薄肉化する。これにより、薄肉化された発光素子層１１０では、発光ダイオードから放出される光を駆動基板１５０の接合面と反対側の面から取り出すことが可能となる。
次に、図２Ｃに示すように、発光素子層１１０の駆動基板１５０と対向する面と反対側の面に第１酸化膜１３１を形成する。第１酸化膜１３１は、例えば、ＳｉＯ２（酸化シリコン）にて形成されてもよい。
次に、図３Ａ〜図３Ｄを参照して、対向基板１４０と蛍光体層１２０とを積層する工程について説明する。
図３Ａに示すように、透明な対向基板１４０を用意する。対向基板１４０は、例えば、ホウケイ酸ガラス基板、又は石英基板であってもよい。
続いて、図３Ｂに示すように、対向基板１４０の一面に各画素の間に対応するように隔壁１２１を形成する。隔壁１２１は、リソグラフィ及びエッチングを用いて、例えば、ＳｉＮ（窒化シリコン）などにて形成されてもよい。このとき、隔壁１２１は、平坦な対向基板１４０の上にリソグラフィ及びエッチングを用いて形成されるため、対向基板１４０の面内方向において高さがより均一となるように形成される。
次に、図３Ｃに示すように、隔壁１２１にて画定された領域に画素ごとに光変換物質を導入することで蛍光体層１２０を形成する。光変換物質としては、例えば、画素の色に対応した蛍光を発する有機蛍光材料などを用いることができる。これらの有機蛍光材料は、例えば、隔壁１２１にて画定された領域に蒸着法又は印刷法などを用いて導入されてもよい。
その後、図３Ｄに示すように、蛍光体層１２０の対向基板１４０と対向する面と反対側の面に第２酸化膜１３２を形成する。第２酸化膜１３２は、例えば、ＳｉＯ２（酸化シリコン）にて形成されてもよい。
さらに、図４Ａ〜図４Ｂを参照して、発光素子層１１０と蛍光体層１２０とを接合する工程について説明する。
図４Ａに示すように、蛍光体層１２０及び発光素子層１１０を互いに対向させ、蛍光体層１２０側の第１酸化膜１３１の上に前駆体膜１３３Ａを形成し、発光素子層１１０側の第２酸化膜１３２の上に前駆体膜１３３Ｂを形成する。
具体的には、同じ真空チャンバー内に、対向基板１４０及び蛍光体層１２０の積層体と、駆動基板１５０及び発光素子層１１０の接合体とを導入する。次に、超高真空下で、第１酸化膜１３１の上に前駆体膜１３３Ａを形成し、第２酸化膜１３２の上に前駆体膜１３３Ｂを形成する。前駆体膜１３３Ａ、１３３Ｂは、後段の工程にて接合酸化膜１３３となる未酸化の金属膜であり、例えば、Ａｌ（アルミニウム）又はＴｉ（チタン）を極薄膜（例えば、数ｎｍ程度）で成膜することで形成されてもよい。
続いて、図４Ｂに示すように、真空下で、前駆体膜１３３Ａと、前駆体膜１３３Ｂとを接触させることで原子拡散接合を行う。これにより、蛍光体層１２０側の前駆体膜１３３Ａと、発光素子層１１０側の前駆体膜１３３Ｂとを接合することができる。さらに、接合の後、１００℃程度の加熱を行うことで、第１酸化膜１３１、及び第２酸化膜１３２に含まれる酸素原子を前駆体膜１３３Ａ、１３３Ｂに拡散させ、前駆体膜１３３Ａ、１３３Ｂを酸化する。これにより、透明なＡｌ２Ｏ３（酸化アルミニウム）又はＴｉＯ２（酸化チタン）にて構成された接合酸化膜１３３を形成することができる。
以上の工程により、本実施形態に係る表示装置１を製造することができる。
本実施形態に係る表示装置１の製造方法では、隔壁１２１は、面内方向の平坦性が高い対向基板１４０に形成されるため、隔壁１２１の高さの面内方向の均一性を向上させることができる。したがって、表示装置１は、隔壁１２１の高さばらつきに起因する各画素の輝度又は色味の面内ばらつきを抑制することができる。
また、本実施形態に係る表示装置１の製造方法では、蛍光体層１２０に加えられる温度は、最大でも１００℃程度であるため、蛍光体層１２０に含まれる光変換物質が熱によって特性を低下させることを抑制することができる。さらに、本実施形態に係る表示装置１の製造方法では、蛍光体層１２０に対してダメージを与えることなく、蛍光体層１２０を対向基板１４０にて封止することができる。
＜３．変形例＞
次に、図５及び図６を参照して、本実施形態に係る表示装置１の変形例について説明する。本実施形態に係る表示装置１の変形例は、駆動基板１５０と発光素子層１１０とを接合する接続部１６０に、バンプ１６１及びはんだ１６２以外の構成を適用した変形例である。図５は、第１の変形例に係る表示装置２の構成を示す縦断面図であり、図６は、第２の変形例に係る表示装置３の構成を示す縦断面図である。
なお、駆動基板１５０と発光素子層１１０との接合に係る接続部１６０以外の構成については、本実施形態に係る表示装置１と、第１の変形例に係る表示装置２、及び第２の変形例に係る表示装置３とは実質的に同様である。したがって、これらの構成についての説明はここでは省略する。
（第１の変形例）
図５に示すように、第１の変形例に係る表示装置２では、駆動基板１５０と発光素子層１１０とを接合する接続部１７０は、絶縁層１７１の表面に露出されたパッド電極１７３Ａと、絶縁層１７２の表面に露出されたパッド電極１７３Ｂとによって構成されてもよい。
具体的には、駆動基板１５０には、例えば、ＳｉＯ２（酸化シリコン）又はＳｉＮ（窒化シリコン）などで形成された絶縁層１７１が設けられ、絶縁層１７１には、例えば、Ｃｕ（銅）などで形成されたパッド電極１７３Ａが絶縁層１７１の表面に露出するように設けられる。一方、発光素子層１１０には、同様に、例えば、ＳｉＯ２（酸化シリコン）又はＳｉＮ（窒化シリコン）などで形成された絶縁層１７２が設けられ、絶縁層１７２には、例えば、Ｃｕ（銅）などで形成されたパッド電極１７３Ｂが絶縁層１７２の表面に露出するように設けられる。
ここで、駆動基板１５０及び発光素子層１１０は、パッド電極１７３Ａとパッド電極１７３Ｂとが互いに接触するように、絶縁層１７１と絶縁層１７２とを対向させ、加熱処理を行うことで接合される。このような接続部１７０によれば、駆動基板１５０及び発光素子層１１０は、パッド電極１７３Ａとパッド電極１７３Ｂとにより電気的に接続され、かつ絶縁層１７１と絶縁層１７２とにより物理的に接合される。このような絶縁層１７１及び絶縁層１７２の各々の表面に露出されたパッド電極１７３Ａ及びパッド電極１７３Ｂによる接合構造は、Ｃｕ−Ｃｕ接続構造とも称される。
第１の変形例に係る表示装置２によれば、上述したようなＣｕ−Ｃｕ接続構造によっても駆動基板１５０及び発光素子層１１０を電気的に接続することが可能である。
（第２の変形例）
図６に示すように、第２の変形例に係る表示装置３では、駆動基板１５０と発光素子層１１０とを接合する接続部１８０は、駆動基板１５０及び発光素子層１１０の各々に設けられたピラーバンプ１８１及びピラーバンプ１８２によって構成されてもよい。
具体的には、駆動基板１５０には、Ｃｕ（銅）などで形成された柱状のピラーバンプ１８１が設けられる。ピラーバンプ１８１の上面には、発光素子層１１０側に設けられたピラーバンプ１８２との接合のために半球状のはんだ（図示せず）が設けられる。一方、発光素子層１１０には、同様に、Ｃｕ（銅）などで形成された柱状のピラーバンプ１８２が設けられる。
ここで、駆動基板１５０及び発光素子層１１０は、ピラーバンプ１８１とピラーバンプ１８２とを互いに接触させた後、加熱処理を行い、ピラーバンプ１８１及びピラーバンプ１８２に挟持されたはんだを溶融させることで接合される。このような接続部１８０によれば、駆動基板１５０及び発光素子層１１０は、ピラーバンプ１８１とピラーバンプ１８２とに挟持されたはんだにより電気的及び物理的に接続される。
第２の変形例に係る表示装置３によれば、上述したようなピラーバンプ接続構造によっても駆動基板１５０及び発光素子層１１０を電気的に接続することが可能である。
＜４．適用例＞
本実施形態に係る表示装置１は、外部から入力された画像信号、又は内部にて生成された画像信号を表示する各種電子機器に適用することが可能である。例えば、本実施形態に係る表示装置１は、テレビジョン装置、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話、又はスマートフォンなどに適用することが可能である。図７を参照して、本実施形態に係る表示装置１の適用例の一例を示す。図７は、本実施形態に係る表示装置１が適用されるテレビジョン装置の外観を示す模式図である。
図７に示すように、テレビジョン装置２００は、例えば、フロントパネル２２０及びフィルタガラス２３０を含む画像表示部２１０を有する。本実施形態に係る表示装置１は、かかる画像表示部２１０に適用されてもよい。
以上、実施形態、及び変形例を挙げて、本開示にかかる技術を説明した。ただし、本開示にかかる技術は、上記実施形態等に限定されるわけではなく、種々の変形が可能である。
例えば、本実施形態に係る表示装置１は、種々のディスプレイに適用することも可能である。具体的には、本実施形態に係る表示装置１は、液晶ディスプレイ、プラズマパネルディスプレイ、ＯＬＥＤディスプレイ、又はマイクロＬＥＤディスプレイなどに適用することも可能である。
また、実施形態で説明した構成および動作の全てが本開示の構成および動作として必須であるとは限らない。たとえば、実施形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素は、任意の構成要素として理解されるべきである。
本明細書および添付の特許請求の範囲全体で使用される用語は、「限定的でない」用語と解釈されるべきである。例えば、「含む」又は「含まれる」という用語は、「含まれるとして記載された様態に限定されない」と解釈されるべきである。「有する」という用語は、「有するとして記載された様態に限定されない」と解釈されるべきである。
本明細書で使用した用語には、単に説明の便宜のために用いており、構成及び動作を限定する目的で使用したわけではない用語が含まれる。たとえば、「右」、「左」、「上」、「下」などの用語は、参照している図面上での方向を示しているにすぎない。また、「内側」、「外側」という用語は、それぞれ、注目要素の中心に向かう方向、注目要素の中心から離れる方向を示しているにすぎない。これらに類似する用語や同様の趣旨の用語についても同様である。
なお、本開示にかかる技術は、以下のような構成を取ることも可能である。以下の構成を備える本開示にかかる技術によれば、発光素子層と蛍光体層との間に、発光素子層側から第１酸化膜、接合酸化膜、及び第２酸化膜が順に積層された接合構造を挟持させることで、発光素子層と蛍光体層とを接合することができる。よって、表示装置は、蛍光体層を画素ごとに離隔する隔壁の高さの均一性をより高めることができるため、各画素の輝度又は色味の均一性をより向上させることができる。本開示にかかる技術が奏する効果は、ここに記載された効果に必ずしも限定されるわけではなく、本開示中に記載されたいずれの効果であってもよい。
（１）
二次元配列された複数の画素に広がって設けられた発光素子層と、
前記画素ごとに隔壁にて離隔された蛍光体層と、
前記発光素子層と、前記蛍光体層との間に挟持され、前記発光素子層側から第１酸化膜、接合酸化膜、及び第２酸化膜が順に積層された接合構造と
を備える、表示装置。
（２）
前記接合酸化膜は、光透過性を有する酸化物にて構成される、上記（１）に記載の表示装置。
（３）
前記光透過性を有する酸化物は、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｓｇ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ａｌ、若しくはＳｉ、又はこれらの合金の酸化物である、上記（２）に記載の表示装置。
（４）
前記光透過性を有する酸化物は、Ｔｉ又はＡｌの酸化物である、上記（３）に記載の表示装置。
（５）
前記接合酸化膜の屈折率は、前記第１酸化膜の屈折率、及び前記第２酸化膜の屈折率よりも高い、上記（１）〜（４）のいずれか一項に記載の表示装置。
（６）
前記第１酸化膜、及び前記第２酸化膜は、同じ元素の酸化物にて構成される、上記（１）〜（５）のいずれか一項に記載の表示装置。
（７）
前記第１酸化膜、及び前記第２酸化膜は、シリコン酸化物にて構成される、上記（６）に記載の表示装置。
（８）
前記蛍光体層の前記接合構造が設けられた面と反対側の面には、前記蛍光体層を封止する透明基板がさらに設けられる、上記（１）〜（７）のいずれか一項に記載の表示装置。
（９）
前記蛍光体層は、２種以上の光変換物質を含み、
前記蛍光体層は、前記画素ごとに２種以上の前記光変換物質のいずれかを含む、上記（１）〜（８）のいずれか一項に記載の表示装置。
（１０）
前記隔壁は、遮光性又は絶縁性の少なくともいずれか１つ以上を有する材料にて構成される、上記（１）〜（９）のいずれか一項に記載の表示装置。
（１１）
前記発光素子層には、前記画素ごとに発光ダイオードが設けられ、
前記画素ごとに設けられた前記発光ダイオードは、前記発光素子層と電気的に接続された駆動基板によってそれぞれ駆動される、上記（１）〜（１０）のいずれか一項に記載の表示装置。
（１２）
前記発光素子層と前記駆動基板とは、はんだバンプにて電気的に接続される、上記（１１）に記載の表示装置。
（１３）
前記発光素子層と前記駆動基板とは、パッド電極が露出された面を互いに貼り合わせることで電気的に接続される、上記（１１）に記載の表示装置。
（１４）
前記発光素子層と前記駆動基板とは、円柱状のピラーバンプにて電気的に接続される、上記（１１）に記載の表示装置。
１，２，３…表示装置、１１０，１１０Ａ…発光素子層、１２０…蛍光体層、１２１…隔壁、１３０…接合構造、１３１…第１酸化膜、１３２…第２酸化膜、１３３…接合酸化膜、１３３Ａ，１３３Ｂ…前駆体膜、１４０…対向基板、１５０…駆動基板、１６０…接続部、１６１…バンプ、１６２…はんだ、１７０…接続部、１７１，１７２…絶縁層、１７３Ａ，１７３Ｂ…パッド電極、１８０…接続部、１８１，１８２…ピラーバンプ、２００…テレビジョン装置、２１０…画像表示部、２２０…フロントパネル、２３０…フィルタガラス

Claims (14)

  1. 二次元配列された複数の画素に広がって設けられた発光素子層と、
    前記画素ごとに隔壁にて離隔された蛍光体層と、
    前記発光素子層と、前記蛍光体層との間に挟持され、前記発光素子層側から第１酸化膜、接合酸化膜、及び第２酸化膜が順に積層された接合構造と
    を備える、表示装置。
  2. 前記接合酸化膜は、光透過性を有する酸化物にて構成される、請求項１に記載の表示装置。
  3. 前記光透過性を有する酸化物は、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｓｇ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ａｌ、若しくはＳｉ、又はこれらの合金の酸化物である、請求項２に記載の表示装置。
  4. 前記光透過性を有する酸化物は、Ｔｉ又はＡｌの酸化物である、請求項３に記載の表示装置。
  5. 前記接合酸化膜の屈折率は、前記第１酸化膜の屈折率、及び前記第２酸化膜の屈折率よりも高い、請求項１に記載の表示装置。
  6. 前記第１酸化膜、及び前記第２酸化膜は、同じ元素の酸化物にて構成される、請求項１に記載の表示装置。
  7. 前記第１酸化膜、及び前記第２酸化膜は、シリコン酸化物にて構成される、請求項６に記載の表示装置。
  8. 前記蛍光体層の前記接合構造が設けられた面と反対側の面には、前記蛍光体層を封止する透明基板がさらに設けられる、請求項１に記載の表示装置。
  9. 前記蛍光体層は、２種以上の光変換物質を含み、
    前記蛍光体層は、前記画素ごとに２種以上の前記光変換物質のいずれかを含む、請求項１に記載の表示装置。
  10. 前記隔壁は、遮光性又は絶縁性の少なくともいずれか１つ以上を有する材料にて構成される、請求項１に記載の表示装置。
  11. 前記発光素子層には、前記画素ごとに発光ダイオードが設けられ、
    前記画素ごとに設けられた前記発光ダイオードは、前記発光素子層と電気的に接続された駆動基板によってそれぞれ駆動される、請求項１に記載の表示装置。
  12. 前記発光素子層と前記駆動基板とは、はんだバンプにて電気的に接続される、請求項１１に記載の表示装置。
  13. 前記発光素子層と前記駆動基板とは、パッド電極が露出された面を互いに貼り合わせることで電気的に接続される、請求項１１に記載の表示装置。
  14. 前記発光素子層と前記駆動基板とは、円柱状のピラーバンプにて電気的に接続される、請求項１１に記載の表示装置。
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