WO2020100449A1 - マイクロｌｅｄ表示装置及びマイクロｌｅｄ表示装置の配線方法 - Google Patents

マイクロｌｅｄ表示装置及びマイクロｌｅｄ表示装置の配線方法 Download PDF

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    • H10H20/857—Interconnections, e.g. lead-frames, bond wires or solder balls

Definitions

  • the present invention relates to a micro LED display device and a wiring method for the micro LED display device.
  • a display device using a light emitting diode is conventionally known.
  • the micro LED technology is a technology based on the premise that the size of a single LED is miniaturized to a level of several ⁇ m to several tens ⁇ m.
  • a display unit for example, a pixel
  • a display device can be made lighter, thinner, shorter, smaller, higher in brightness, higher in definition, and more energy-saving, and in addition to the miniaturized micro LED. It is attracting attention as a material that can realize next-generation displays such as a transparent display having a transparent substrate and a flexible display having a substrate on which a micro LED is mounted as a flexible substrate.
  • FIG. 1 shows a conventional technique in which a single micro LED is mounted on a wiring board by flip chip mounting.
  • the matrix wiring is composed of, for example, a lower-layer n-electrode wiring 111 extending in a direction orthogonal to each other and an upper-layer p-electrode wiring 113 formed on the lower-layer n-electrode wiring 111 via an insulating film 112.
  • the flip-chip mounted micro LED 100 includes an n-type semiconductor layer 101, an active layer (light-emitting layer) 102, and a p-type semiconductor layer 103, and the n-type semiconductor layer 101 is an n-th layer under the insulating film 112 via a through hole.
  • the p-type semiconductor layer 103 is connected to the n-electrode 104 connected to the electrode wiring 111, and is connected to the upper-layer p-electrode wiring 113 wired on the insulating film 112 via the p-electrode 105.
  • the n-electrode 104 and the p-electrode 105 are provided on the same surface side of the micro LED 100, the light-emitting portion can be obtained at least in the area overlapping with the p-electrode 105. For this reason, when the size of the micro LED 100 becomes smaller, the area of the n-electrode 104 cannot be reduced accordingly, so that the area occupied by the n-electrode 104 with respect to the size of the micro LED 100 becomes larger, and the micro LED 100 becomes larger. There is a problem in that the light emission efficiency with respect to the dimension is reduced.
  • the present invention has been proposed to address such a problem. That is, in a micro LED display device in which micro LEDs are arranged in a matrix and matrix wirings are respectively connected to the p-type semiconductor layer and the n-type semiconductor layer, the light emission efficiency with respect to the size of the micro LEDs is not reduced.
  • the problem is to improve the productivity of the micro LED display device by efficiently forming the matrix wiring connected to the micro LED.
  • a micro LED display device in which a plurality of micro LEDs are arranged in a matrix in an X direction which is one direction along a surface of a substrate and a Y direction along a surface of the substrate which intersects the X direction, the micro LED being formed on the substrate.
  • a plurality of first electrode wirings extending in the X direction and arranged in parallel in the Y direction, and a first semiconductor layer, a light emitting layer, and a second semiconductor layer are stacked along the Z direction intersecting the surface.
  • a micro LED having a vertical structure, in which the first semiconductor layer is connected to the first electrode wiring, and a light emitting region of the micro LED formed on the substrate on which the first electrode wiring is formed.
  • a micro LED display device comprising:
  • a micro LED display device having such characteristics is a micro LED in which micro LEDs are arranged in a matrix and matrix wirings are respectively connected to a p-type semiconductor layer (first semiconductor layer) and an n-type semiconductor layer (second semiconductor layer).
  • matrix wiring can be performed without reducing the light emission efficiency with respect to the size of the micro LED. Further, by efficiently forming the matrix wiring connected to the micro LED, the productivity of the micro LED display device can be improved.
  • FIG. 1 It is an explanatory view explaining a micro LED display device by flip chip mounting of the prior art. It is explanatory drawing which showed the structural example of the micro LED display apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. It is explanatory drawing which showed the wiring structure of the micro LED simple substance of the micro LED display apparatus in FIG. It is explanatory drawing which showed the structural example of the micro LED display apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. It is explanatory drawing which showed the wiring structure of the micro LED simple substance of the micro LED display apparatus in FIG. It is explanatory drawing (formation of 1st electrode wiring and the mounting process of micro LED) explaining an example of the wiring method of the micro LED display apparatus which concerns on embodiment of this invention.
  • FIG. 1st electrode wiring and the mounting process of micro LED explaining an example of the wiring method of the micro LED display apparatus which concerns on embodiment of this invention.
  • FIG. 6 is an explanatory view (insulating film formation and recess formation step) for explaining an example of a wiring method of the micro LED display device according to the embodiment of the present invention. It is explanatory drawing (2nd electrode wiring formation process) explaining an example of the wiring method of the micro LED display apparatus which concerns on embodiment of this invention. It is explanatory drawing which showed the example of the color display of the micro LED display apparatus which concerns on embodiment of this invention.
  • a plurality of micro LEDs 10 are arranged in the X direction, which is one direction along the surface of the substrate 20, and along the surface of the substrate intersecting the X direction. It is arranged in a matrix in the Y direction.
  • the single micro LED 10 has the first semiconductor layer 11, the light emitting layer 12, and the second semiconductor layer 13 stacked along the Z direction intersecting the surface (XY plane) of the substrate 20. It has a vertical structure.
  • the first electrode wiring 21 and the second electrode wiring 22 are arranged on the substrate 20 so as to intersect three-dimensionally to form a matrix wiring.
  • the first electrode wirings 21 are formed on the substrate 20 directly or via an insulating film or the like, and the individual first electrode wirings 21 are extended in the X direction shown in the drawing, and the plurality of first electrode wirings 21 are formed. Are arranged in parallel in the illustrated Y direction.
  • the second electrode wiring 22 is formed on the insulating film 23 formed on the substrate 20 on which the first electrode wiring 21 is formed, and each second electrode wiring 22 is extended in the Y direction shown in the drawing.
  • the plurality of second electrode wirings 22 are arranged in parallel in the X direction shown.
  • the first semiconductor layer 11 of the micro LED 10 is connected to the first electrode wiring 21, and the side surface 13A (YZ surface) of the second semiconductor layer 13 of the micro LED 10 is connected to the second electrode wiring 22. ing.
  • the upper surface 13B of the micro LED 10 serving as the light emitting region is exposed from the opening of the insulating film 23, and no electrode connecting portion is formed on the upper surface 13B.
  • the recess 23A is formed in the insulating film 23, the side surface 13A of the second semiconductor layer 13 of the micro LED 10 is exposed in the recess 23A, and the second electrode wiring 22 is formed in the recess 23A. Then, the second electrode wiring 22 is connected to the side surface 13A of the second semiconductor layer 13.
  • the present invention is not limited to this, and the side surface 13A of the second semiconductor layer 13 is exposed on the insulating film 23 by forming the insulating film 23 to be thinner than the vertical thickness of the vertical type micro LED 10, for example. Then, by forming the second electrode wiring 22 on the insulating film 23, the second electrode wiring 22 may be connected to the side surface 13A of the second semiconductor layer 13.
  • FIGS. 4 and 5 show a micro LED display device 1 according to another embodiment.
  • the example shown in FIGS. 4 and 5 has a configuration in which the second electrode wiring 22 has an opening in the light emitting region therein, and the micro LED 10 is arranged in the opening, and The points are the same as the examples shown in FIGS. 2 and 3.
  • the second electrode wiring 22 is connected to the side surface 13A of the second semiconductor layer 13 of the micro LED 10 on the four surfaces inside the opening provided in the second electrode wiring 22.
  • the first semiconductor layer 11 in the micro LED 10 is, for example, p-GaN
  • the second semiconductor layer 13 is n-GaN
  • the light emitting layer 12 is an active layer having an MQW (Multiple Quantum Well) structure.
  • the material of the micro LED 10 is not particularly limited, and various semiconductor materials capable of forming the vertical micro LED 10 can be used.
  • first electrode wiring 21 and the second electrode wiring 22 a conductive metal such as Al, Au, Ag, Cu can be used. Further, the first electrode wiring 21 and the second electrode wiring 22 can be formed as a single layer or a multilayer film made of a conductive material such as Ni.
  • the insulating layer 23 can be made of a resin material such as epoxy, polyimide or silicone, or an inorganic material such as alumina or silica.
  • the substrate 20 may be made of any material, such as glass or resin, as long as it can insulate the first electrode wiring 21, and if an insulating coating is formed on the underlying layer of the first electrode wiring 21, Further, any material including a conductive material such as metal can be used. Further, the substrate 20 is not limited to a rigid plate body, and may be a flexible film body or the like.
  • an electrode connecting portion is provided on the upper surface 13B of the second semiconductor layer 13 which is a light emitting region in each of the micro LEDs 10 arranged in a matrix on the substrate 20. Since it does not exist, it is possible to drive the plurality of micro LEDs 10 for display without lowering the light emission efficiency with respect to the size of the micro LEDs 10.
  • the upper surface 13B of each individual micro LED 10 is exposed from the opening of the insulating film 23 or the second electrode wiring 22 and there is nothing that blocks the upper surface 13B which is a light emitting region. It is possible to emit ultraviolet rays having a desired wavelength without being restricted by the transmission wavelength.
  • the formation of the micro LED display device 1 shown here includes the step of forming the first electrode wiring shown in FIGS. 6A and 6B, the step of mounting the micro LED shown in FIG.
  • the steps of forming the insulating film shown in a) to (c) and the step of forming the second electrode wiring shown in FIG. 8 are included, the method is not particularly limited to this method.
  • a plurality of first electrode wirings are formed on the flat plate-shaped or film-shaped substrate 20 prepared as shown in FIG. 6A. 21 are formed in parallel.
  • a metal material such as Al or Cu is formed on the substrate 20 by a film forming technique such as sputtering, plating, or vapor deposition to a thickness of, for example, about 500 nm, and then a photolithographic technique or the like is used to show X in the drawing.
  • the plurality of first electrode wirings 21 extending in the direction and arranged in parallel in the Y direction in the drawing are patterned.
  • the micro LED 10 that has been formed in advance and divided into a size of several ⁇ n to several tens ⁇ m ⁇ is attached to the first electrode wiring 21. 21 are arranged in a matrix. Here, the first semiconductor layer 11 of the micro LED 10 is connected on the first electrode wiring 21.
  • the insulating film 23 which is a photosensitive resin film is formed as shown in FIG. 7A.
  • the insulating film 23 is formed by coating or the like on the substrate 20 on which the first electrode wiring 21 is formed.
  • the insulating film 23 has a thickness of about 8 to 9 ⁇ m, and the upper portion of the micro LED 10 is projected from the surface of the insulating film 23. This is to prevent the insulating film 23 from covering the upper surface 13B of the micro LED, which is the light emitting region, whereby the insulating film 23 is formed so that the light emitting region of the micro LED 10 is opened.
  • the exposure mask 30 is installed so that the opening 31 is aligned with the side surface 13A of the micro LED 10, and exposure, development, and etching are performed by a photolithography process.
  • An insulating film 23 having a pattern of recesses 23A as shown in FIG. 7C is formed.
  • the side surface 13A of the second semiconductor layer 13 in the micro LED 10 is exposed in the recess 23A.
  • the size of the recess 23A can be set to have a width of about 1 to 5 ⁇ m and a depth of about 2 to 3 ⁇ m.
  • the depth of the recess 23A needs to be set so that the light emitting layer 12 of the micro LED 10 is not exposed.
  • a film forming mask 40 is formed.
  • the film forming mask 40 is a mask layer in which an opening 41 corresponding to the pattern of the recess 23A is formed, and is removed after the layer of the second electrode wiring 22 is formed in the recess 23A by sputtering or vapor deposition. It is a thing.
  • the micro LED display device 1 is completed by removing the film forming mask 40 after forming the second electrode wiring 22.
  • FIG. 9 shows a configuration example when the micro LED display device 1 is used as a color display device.
  • the light wavelength conversion unit 50 is provided on the light emission side of the micro LED 10 that emits ultraviolet rays UV.
  • the light wavelength conversion unit 50 emits visible light excited by the ultraviolet UV emitted from the micro LED 10, and emits a phosphor 51 that emits red light by the ultraviolet UV and a green light by the ultraviolet UV. And a phosphor 53 that emits blue light by ultraviolet UV.
  • Each phosphor 51, 52, 53 is partitioned by a partition wall 54, and a support 55 that transmits ultraviolet rays is provided on the micro LED 10 side of the phosphors 51, 52, 53.
  • a filter layer 56 that transmits visible light and absorbs ultraviolet light is provided on the light emission side.
  • Micro LED display device 10: Micro LED, 11: first semiconductor layer, 12: light emitting layer, 13: second semiconductor layer, 13A: side surface, 13B: top surface, 20: substrate, 21: first electrode wiring, 22: second electrode wiring, 23: insulating film, 30: exposure mask, 31: aperture, 40: mask for film formation, 41: opening, 50: light wavelength conversion part, 51, 52, 53: phosphor, 54: partition wall, 55: support, 56: filter layer

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Abstract

マイクロＬＥＤをマトリクス状に配置してｐ型半導体層とｎ型半導体層にマトリクス配線をそれぞれ接続するマイクロＬＥＤ表示装置において、マイクロＬＥＤの寸法に対する光出射効率を低下させないようにする。マイクロＬＥＤ表示装置は、基板上に形成され、Ｘ方向に延設されると共にＹ方向に並列される複数の第１電極配線と、基板の表面に交差するＺ方向に沿って第１半導体層と発光層と第２半導体層が積層された縦型構造を備え、第１半導体層が第１電極配線上に接続されるマイクロＬＥＤと、第１電極配線が形成された基板上に形成され、マイクロＬＥＤの光出射領域を開口した絶縁膜と、第２半導体層の側面に接続されるように絶縁膜上に形成され、Ｙ方向に延設されると共にＸ方向に並列される複数の第２電極配線とを備える。

Description

マイクロＬＥＤ表示装置及びマイクロＬＥＤ表示装置の配線方法
　本発明は、マイクロＬＥＤ表示装置及びマイクロＬＥＤ表示装置の配線方法に関するものである。
　発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いる表示装置（ディスプレイ）は、従来から知られている。これに対して、マイクロＬＥＤ技術は、ＬＥＤ単体の大きさを数μｍ～数十μｍのレベルまで微細化することを前提とした技術であり、このように微細化されたＬＥＤ（以下、マイクロＬＥＤ）を表示単位（例えば、画素）とする表示装置は、表示装置の軽薄短小化、高輝度化、高精細化、省エネ化等が可能になることに加えて、微細化したマイクロＬＥＤ以外の部分を透明にした透明ディスプレイやマイクロＬＥＤを実装する基板をフレキシブル基板にしたフレキシブルディスプレイなどの次世代ディスプレイを実現できるものとして注目されている。
　マイクロＬＥＤ表示装置を量産化するためには、幾つかの解決すべき課題があると言われているが、その一つが、マイクロＬＥＤの実装・配線を如何に低コスト且つ効率的に行うかの問題である。従来、アレイ化したＬＥＤの実装には、フリップチップ実装が行われているが、マイクロＬＥＤ表示装置においても、ワイヤーボンディングなどに比べて実装面積を小さくすることができるフリップチップ実装を採用することが提案されている（下記特許文献１参照）。
特許第６３８３０７４号
　図１は、フリップチップ実装によって単体のマイクロＬＥＤを配線基板上に実装した状態の従来技術を示している。マイクロＬＥＤ１００をマトリクス状に複数配列した表示装置を構成するためには、配列した複数のマイクロＬＥＤ１００を接続するためのマトリクス配線を基板１１０上形成することが必要になる。マトリクス配線は、例えば、互いに直交する方向に延設される下層のｎ電極配線１１１と、絶縁膜１１２を介して下層ｎ電極配線１１１の上に形成される上層のｐ電極配線１１３とによって構成される。
　フリップチップ実装されるマイクロＬＥＤ１００は、ｎ型半導体層１０１と活性層（発光層）１０２とｐ型半導体層１０３を備え、ｎ型半導体層１０１が、絶縁膜１１２のスルーホールを介して下層のｎ電極配線１１１に接続されるｎ電極１０４に接続されており、ｐ型半導体層１０３が、絶縁膜１１２上に配線される上層のｐ電極配線１１３にｐ電極１０５を介して接続されている。
　このような従来技術では、マイクロＬＥＤ１００の同じ面側に、ｎ電極１０４とｐ電極１０５が設けられることになるので、少なくともｐ電極１０５と重なる面積分しか発光部分が得られないことになる。このため、マイクロＬＥＤ１００の寸法がより微小になった場合に、それに応じてｎ電極１０４の面積を小さくすることができなくなるので、マイクロＬＥＤ１００の寸法に対するｎ電極１０４の占有面積が大きくなり、マイクロＬＥＤ１００の寸法に対する光出射効率が低下してしまうという問題が生じる。
　本発明は、このような問題に対処するために提案されたものである。すなわち、マイクロＬＥＤをマトリクス状に配置してｐ型半導体層とｎ型半導体層にマトリクス配線をそれぞれ接続するマイクロＬＥＤ表示装置において、マイクロＬＥＤの寸法に対する光出射効率を低下させないようにすること、また、マイクロＬＥＤに接続するマトリクス配線を効率良く形成することで、マイクロＬＥＤ表示装置の生産性向上を図ること、などを課題としている。
　このような課題を解決するために、本発明は、以下の構成を具備するものである。
　複数のマイクロＬＥＤを基板の表面に沿った一方向であるＸ方向とそれに交差する基板の表面に沿ったＹ方向にマトリクス状に配列したマイクロＬＥＤ表示装置であって、前記基板上に形成され、前記Ｘ方向に延設されると共に前記Ｙ方向に並列される複数の第１電極配線と、前記表面に交差するＺ方向に沿って第１半導体層と発光層と第２半導体層が積層された縦型構造を備え、前記第１半導体層が前記第１電極配線上に接続されるマイクロＬＥＤと、前記第１電極配線が形成された前記基板上に形成され、前記マイクロＬＥＤの光出射領域を開口した絶縁膜と、前記第２半導体層の側面に接続されるように前記絶縁膜上に形成され、前記Ｙ方向に延設されると共に前記Ｘ方向に並列される複数の第２電極配線とを備えることを特徴とするマイクロＬＥＤ表示装置。
　このような特徴を有するマイクロＬＥＤ表示装置は、マイクロＬＥＤをマトリクス状に配置してｐ型半導体層（第１半導体層）とｎ型半導体層（第２半導体層）にマトリクス配線をそれぞれ接続するマイクロＬＥＤ表示装置において、マイクロＬＥＤの寸法に対する光出射効率を低下させることなく、マトリクス配線を行うことができる。また、マイクロＬＥＤに接続するマトリクス配線を効率良く形成することで、マイクロＬＥＤ表示装置の生産性を向上させることができる。
従来技術のフリップチップ実装されたマイクロＬＥＤ表示装置を説明する説明図である。 本発明の第１の実施形態に係るマイクロＬＥＤ表示装置の構成例を示した説明図である。 図２におけるマイクロＬＥＤ表示装置のマイクロＬＥＤ単体の配線構造を示した説明図である。 本発明の第２の実施形態に係るマイクロＬＥＤ表示装置の構成例を示した説明図である。 図４におけるマイクロＬＥＤ表示装置のマイクロＬＥＤ単体の配線構造を示した説明図である。 本発明の実施形態に係るマイクロＬＥＤ表示装置の配線方法の一例を説明する説明図（第１電極配線の形成とマイクロＬＥＤの実装工程）である。 本発明の実施形態に係るマイクロＬＥＤ表示装置の配線方法の一例を説明する説明図（絶縁膜の形成と凹部形成工程）である。 本発明の実施形態に係るマイクロＬＥＤ表示装置の配線方法の一例を説明する説明図（第２電極配線の形成工程）である。 本発明の実施形態に係るマイクロＬＥＤ表示装置のカラー表示の例を示した説明図である。
　以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で、異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。各図における矢印Ｘの方向（Ｘ方向）が基板表面における一方向、矢印Ｙの方向（Ｙ方向）が基板表面におけるＸ方向と交差する方向、矢印Ｚの方向（Ｚ方向）が基板表面に交差する方向を指している。
　図２及び図３に示すように、一つの実施形態に係るマイクロＬＥＤ表示装置１は、複数のマイクロＬＥＤ１０を基板２０の表面に沿った一方向であるＸ方向とそれに交差する基板の表面に沿ったＹ方向にマトリクス状に配列したものである。単体のマイクロＬＥＤ１０は、図３に示すように、基板２０の表面（Ｘ－Ｙ面）に交差するＺ方向に沿って第１半導体層１１と発光層１２と第２半導体層１３が積層された縦型構造を備えている。
　基板２０上には、第１電極配線２１と第２電極配線２２が立体的に交差するように配置されてマトリクス配線を構成している。第１電極配線２１は、基板２０上に直接又は絶縁被膜等を介して形成されており、個々の第１電極配線２１が図示のＸ方向に延設されると共に、複数の第１電極配線２１が図示のＹ方向に並列されている。第２電極配線２２は、第１電極配線２１が形成された基板２０上に形成された絶縁膜２３の上に形成されており、個々の第２電極配線２２が図示のＹ方向に延設されると共に、複数の第２電極配線２２が図示のＸ方向に並列されている。
　マイクロＬＥＤ１０の第１半導体層１１は、第１電極配線２１上に接続されており、マイクロＬＥＤ１０の第２半導体層１３は、その側面１３Ａ（Ｙ－Ｚ面）が第２電極配線２２に接続されている。光出射領域となるマイクロＬＥＤ１０の上面１３Ｂは、絶縁膜２３の開口から露出して、その上面１３Ｂには電極の接続部が形成されていない。
　図示の例では、絶縁膜２３に凹部２３Ａを形成して、その凹部２３Ａ内にマイクロＬＥＤ１０の第２半導体層１３の側面１３Ａを露出させて、凹部２３Ａ内に第２電極配線２２を形成することで、第２電極配線２２を第２半導体層１３の側面１３Ａに接続している。しかしながら、これに限らず、例えば、縦型のマイクロＬＥＤ１０の縦方向厚さに対して絶縁膜２３の厚みを薄く形成することで、第２半導体層１３の側面１３Ａを絶縁膜２３の上に露出させ、絶縁膜２３の上に第２電極配線２２の形成することで、第２電極配線２２を第２半導体層１３の側面１３Ａに接続するようにしてもよい。
　図４及び図５は、他の実施形態に係るマイクロＬＥＤ表示装置１を示している。図４及び図５に示した例は、第２電極配線２２が、内部に光出射領域の開口を有しており、その開口内にマイクロＬＥＤ１０が配置されている構成を備えており、その他の点は、図２及び図３に示した例と同様である。図４及び図５に示した例は、第２電極配線２２に設けた開口内の４面で、マイクロＬＥＤ１０の第２半導体層１３の側面１３Ａに第２電極配線２２が接続されている。
　マイクロＬＥＤ１０における第１半導体層１１は、例えば、ｐ－ＧａＮであり、第２半導体層１３は、ｎ－ＧａＮであり、発光層１２は、ＭＱＷ（Multiple Quantum Well）構造の活性層である。マイクロＬＥＤ１０の材料は特に限定されるものではなく、縦型のマイクロＬＥＤ１０を構成することができる各種半導体材料を用いることができる。
　第１電極配線２１及び第２電極配線２２は、Ａｌ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ等の導電性金属を用いることができる。また、第１電極配線２１及び第２電極配線２２は、Ｎｉ等の導電性材料からなる単層又は多層膜として形成することができる。絶縁層２３は、エポキシ、ポリイミド、シリコーン等の樹脂材料、或いは、アルミナ、シリカ等の無機材料などを用いることができる。
　基板２０は、ガラス、樹脂等、第１電極配線２１を絶縁区分できるものであればどのようなものであってもよい、また、第１電極配線２１の下地層に絶縁被膜を形成すれば、更に金属等の導電性材料を含めた任意の材料を用いることができる。また、基板２０は、リジッドな板体に限らず、フレキシブルなフィルム体などであってもよい。
　このようなマイクロＬＥＤ表示装置１は、基板２０上にマトリクス状に複数配列されたマイクロＬＥＤ１０の個々において、光出射領域となる第２半導体層１３の上面１３Ｂには、電極接続部が設けられていないので、マイクロＬＥＤ１０の寸法に対する光出射効率を低下させること無く、複数のマイクロＬＥＤ１０を表示駆動することができる。
　そして、個々のマイクロＬＥＤ１０は、絶縁膜２３或いは第２電極配線２２の開口から上面１３Ｂを露出しており、光出射領域となる上面１３Ｂを遮るものが無いので、マイクロＬＥＤ１０が紫外線を出射する場合には、透過波長制限を受けること無く、所望の波長の紫外線を出射することができる。
　次に、図６～図８によって、マイクロＬＥＤ表示装置１の形成方法（配線方法）の一例を説明する。ここに示したマイクロＬＥＤ表示装置１の形成は、図６（ａ），（ｂ）に示した第１電極配線の形成工程、図６（ｃ）に示したマイクロＬＥＤの実装工程、図７（ａ）～（ｃ）に示した絶縁膜の形成工程、図８に示した第２電極配線の形成工程を有しているが、特にこの方法に限定されるものでは無い。
　先ず、第１電極配線の形成工程では、図６（ａ）に示すように用意した平板状又はフィルム状の基板２０に対して、図６（ｂ）に示すように、複数の第１電極配線２１を並列させた状態で形成する。この際には、基板２０上に、Ａｌ，Ｃｕ等の金属材料をスパッタ、めっき、蒸着などの成膜技術で、例えば５００ｎｍ程度の厚さに成膜し、その後、フォトリソ技術などで、図示Ｘ方向に延び且つ図示Ｙ方向に並列された複数の第１電極配線２１をパターニングする。
　基板２０上に第１電極配線２１を形成した後は、図６（ｃ）に示すように、予め形成され、数μｎ～数十μｍ□の寸法に分断されたマイクロＬＥＤ１０を、第１電極配線２１の上にマトリクス状に配列させる。ここで、マイクロＬＥＤ１０の第１半導体層１１は第１電極配線２１の上に接続される。
　第１電極配線２１の上にマイクロＬＥＤ１０を配列した後には、図７（ａ）に示すように、感光性樹脂膜である絶縁膜２３を成膜する。絶縁膜２３は、第１電極配線２１が形成された基板２０上にコーティングなどで成膜される。絶縁膜２３の成膜厚さは、例えば、マイクロＬＥＤ１０の高さが１０μｍであるとすると、８～９μｍ程度の厚さにして、マイクロＬＥＤ１０の上部を絶縁膜２３の表面から突出させる。これは、光出射領域となるマイクロＬＥＤの上面１３Ｂを絶縁膜２３が覆わないようにするためであり、これにより、マイクロＬＥＤ１０の光出射領域が開口するように絶縁膜２３が形成される。
　次に、図７（ｂ）に示すように、開口３１がマイクロＬＥＤ１０の側面１３Ａに位置合わせされるように露光用マスク３０を設置して、フォトリソグラフィ工程により、露光、現像、エッチングを行い、図７（ｃ）に示すような凹部２３Ａのパターンを有する絶縁膜２３を形成する。これによって、マイクロＬＥＤ１０における第２半導体層１３の側面１３Ａが凹部２３Ａ内に露出した状態になる。この際の凹部２３Ａの寸法は、幅を１～５μｍ程度、深さを２～３μｍ程度に設定することができる。凹部２３Ａの深さは、マイクロＬＥＤ１０の発光層１２が露出しないように設定する必要がある。
　次に、図８（ａ）に示すように、成膜用マスク４０を形成する。成膜用マスク４０は、凹部２３Ａのパターンに対応した開口４１が形成されたマスク層であり、スパッタや蒸着などで、凹部２３Ａ内に第２電極配線２２の層を形成した後に、除去されるものである。図８（ｂ）に示すように、第２電極配線２２を成膜後に成膜用マスク４０を除去することで、マイクロＬＥＤ表示装置１が完成する。
　このようなマイクロＬＥＤ表示装置１の配線方法によると、複数のマイクロＬＥＤ１０間の接続を第２電極配線２２の成膜によって一括して行うことが可能になる。これにより、配線コストの低減と効率化が可能になり、マイクロＬＥＤ表示装置１の生産性向上を図ることができる。
　図９は、マイクロＬＥＤ表示装置１をカラー表示装置として用いる場合の構成例を示している。ここでは、紫外線ＵＶを出射するマイクロＬＥＤ１０の光出射側に、光波長変換部５０が設けられている。光波長変換部５０は、マイクロＬＥＤ１０から出射された紫外線ＵＶにより励起された可視光を出射するものであり、紫外線ＵＶにより赤色の光を出射する蛍光体５１と、紫外線ＵＶにより緑色の光を出射する蛍光体５２と、紫外線ＵＶにより青色の光を出射する蛍光体５３を備えている。各蛍光体５１，５２，５３は隔壁５４で区画されており、蛍光体５１，５２，５３のマイクロＬＥＤ１０側には、紫外線を透過する支持体５５が設けられ、蛍光体５１，５２，５３の光出射側には、可視光を透過し紫外線を吸収するフィルタ層５６が設けられている。このような光波長変換部５０を設けることで、フルカラー表示が可能なマイクロＬＥＤ表示装置１を実現することができる。
　以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。
１：マイクロＬＥＤ表示装置，
１０：マイクロＬＥＤ，
１１：第１半導体層，１２：発光層，１３：第２半導体層，
１３Ａ：側面，１３Ｂ：上面，
２０：基板，２１：第１電極配線，２２：第２電極配線，２３：絶縁膜，
３０：露光用マスク，３１：開口，
４０：成膜用マスク，４１：開口，
５０：光波長変換部，５１，５２，５３：蛍光体，５４：隔壁，
５５：支持体，５６：フィルタ層

Claims (7)

  1. 　複数のマイクロＬＥＤを基板の表面に沿った一方向であるＸ方向とそれに交差する基板の表面に沿ったＹ方向にマトリクス状に配列したマイクロＬＥＤ表示装置であって、
    　前記基板上に形成され、前記Ｘ方向に延設されると共に前記Ｙ方向に並列される複数の第１電極配線と、
    　前記表面に交差するＺ方向に沿って第１半導体層と発光層と第２半導体層が積層された縦型構造を備え、前記第１半導体層が前記第１電極配線上に接続されるマイクロＬＥＤと、
    　前記第１電極配線が形成された前記基板上に形成され、前記マイクロＬＥＤの光出射領域を開口した絶縁膜と、
    　前記第２半導体層の側面に接続されるように前記絶縁膜上に形成され、前記Ｙ方向に延設されると共に前記Ｘ方向に並列される複数の第２電極配線とを備えることを特徴とするマイクロＬＥＤ表示装置。
  2. 　前記第２電極配線は、前記絶縁膜に形成された凹部内に形成されていることを特徴とする請求項１記載のマイクロＬＥＤ表示装置。
  3. 　前記第２電極配線は、内部に前記光出射領域の開口を有することを特徴とする請求項１又は２記載のマイクロＬＥＤ表示装置。
  4. 　前記第１半導体層がｐ－ＧａＮであり、前記第２半導体層がｎ－ＧａＮであることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項記載のマイクロＬＥＤ表示装置。
  5. 　前記マイクロＬＥＤの光出射側に、前記マイクロＬＥＤから出射された紫外線により励起された可視光を出射する光波長変換部が設けられていることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項記載のマイクロＬＥＤ表示装置。
  6. 　基板上のＸ方向に第１電極配線を延設させ、前記Ｘ方向に交差する基板上のＹ方向に複数の前記第１電極配線を並列させる工程と、
    　前記表面に交差するＺ方向に沿って第１半導体層と発光層と第２半導体層が積層された縦型構造を備えるマイクロＬＥＤを、前記第１電極配線上に前記第１半導体層を接続してマトリクス状に配列する工程と、
    　前記第１電極配線が形成された前記基板上に、前記マイクロＬＥＤの光出射領域が開口するように絶縁膜を形成する工程と、
    　前記第２半導体層の側面に接続するように、前記絶縁膜上の前記Ｙ方向に第２電極配線を延設させ、前記絶縁膜上の前記Ｘ方向に複数の前記第２電極配線を並列させる工程とを有することを特徴とするマイクロＬＥＤ表示装置の配線方法。
  7. 　前記第２電極配線を形成するに先だって、前記第２半導体層の側面が露出する凹部を前記絶縁膜に形成する工程を有することを特徴とする請求項６記載のマイクロＬＥＤ表示装置の配線方法。
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