WO2021039250A1 - 表示装置 - Google Patents

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display device
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light emitting
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金谷　康弘
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株式会社ジャパンディスプレイ
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Definitions

  • the present invention relates to a display device, particularly a display device using a micro LED.
  • an OLED display using an OLED which is a self-luminous element has an advantage that it has a high contrast and does not require a backlight as compared with a liquid crystal display.
  • the OLED is composed of an organic compound, it is difficult to ensure high reliability of the OLED display due to deterioration of the organic compound.
  • Micro LEDs are self-luminous elements similar to OLEDs, but unlike OLEDs, they are composed of stable inorganic compounds containing gallium (Ga), indium (In), etc., so compared to OLED displays, micro LEDs are micro LEDs.
  • the display is easy to ensure high reliability. Further, the micro LED has high luminous efficiency and can realize high brightness. Therefore, the micro LED display is expected as a next-generation display having high reliability, high brightness, and high contrast.
  • the micro LED is formed on a substrate such as sapphire like a general LED, and is separated into individual micro LEDs by dicing the substrate. As described above, in the micro LED display, the diced micro LEDs are transferred and joined into the pixels of the display substrate (for example, Patent Document 1).
  • the adhesion between the metal layer to which the micro LED is bonded and the organic insulating layer below it is low, it may be peeled off at the interface between the metal layer and the organic insulating layer during the heat treatment at the time of bonding.
  • one of the problems of the present invention is to relieve the stress of the metal layer to which the light emitting layer of the display device is bonded and suppress the peeling at the interface between the metal layer and the organic insulating layer. Another issue is to improve the reliability of the display device.
  • the display device includes a substrate, an organic insulating layer on the substrate, a metal layer on the organic insulating layer, and a light emitting element on the metal layer, and the organic insulating layer is a light emitting element.
  • the metal layer covers the convex portion and includes a step portion along the side surface of the convex portion.
  • the display device includes a substrate, an organic insulating layer on the substrate, a metal layer on the organic insulating layer, and a light emitting element on the metal layer, and the organic insulating layer emits light.
  • the metal layer covers the recess and includes a step along the side surface of the recess, including a recess that overlaps the element.
  • the display device includes a substrate, an organic insulating layer on the substrate, an inorganic insulating layer on the organic insulating layer having a predetermined pattern, and a metal layer on the inorganic insulating layer.
  • ⁇ comprises A, B or C
  • ⁇ comprises any of A, B and C
  • ⁇ comprises one selected from the group consisting of A, B and C.
  • Etc. unless otherwise specified, does not exclude the case where ⁇ includes a plurality of combinations of A to C. Furthermore, these expressions do not exclude cases where ⁇ contains other elements.
  • the terms “upper” or “upper” or “lower” or “lower” will be used, but in principle, the structure is made from the substrate based on the substrate on which the structure is formed.
  • the direction toward the object is “up” or “upward”.
  • the direction from the structure to the substrate is defined as “downward” or “downward”. Therefore, in the expression of the light emitting element on the substrate, the surface of the light emitting element in the direction facing the substrate is the lower surface of the light emitting element, and the surface on the opposite side is the upper surface of the light emitting element.
  • the expression "light emitting element on the substrate” merely describes the vertical relationship between the substrate and the light emitting element, and other members may be arranged between the substrate and the light emitting element.
  • the terms “upper” or “upper” or “lower” or “lower” mean the stacking order in a structure in which a plurality of layers are laminated, even if they are not in a positional relationship of overlapping in a plan view. Good.
  • the "display device” includes a wide range of devices for displaying an image using a light emitting element, and includes not only a display panel and a display module but also other optical members (for example, a polarizing member and a backlight). , Touch panel, etc.) may also be included.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a display device 10 according to an embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 1 is a cross-sectional view cut so as to include pixels of the display device 10.
  • the display device 10 includes a substrate 100, a first wiring layer 110, a second wiring layer 120, a first insulating layer 130, a second conductive layer 140, a second insulating layer 150, and a first conductive layer 160. Includes an organic insulating layer 170, a first connecting electrode 180, a metal layer 190, a light emitting element 200, a flattening layer 250, and a second connecting electrode 210.
  • a first wiring layer 110 and a second wiring layer 120 are provided on the substrate 100.
  • the first insulating layer 130, the second conductive layer 140, the second insulating layer 150, and the first conductive layer 160 are laminated in this order on the first wiring layer 110 and the second wiring layer 120.
  • the first insulating layer 130 and the second insulating layer 150 are opened, and the first conductive layer 160 is the first wiring layer through the openings of the first insulating layer 130 and the second insulating layer 150. It is electrically connected to 110.
  • the first insulating layer 130 is opened, and the second conductive layer 140 is electrically connected to the second wiring layer 120 through the opening of the first insulating layer 130.
  • an organic insulating layer 170 including an opening is provided on the second insulating layer 150 and the first conductive layer 160.
  • a first connection electrode 180 is provided at the opening of the organic insulating layer 170, and the first connection electrode 180 is electrically connected to the first conductive layer 160 through the opening of the organic insulating layer 170.
  • a metal layer 190 is provided on the first connection electrode 180, and the metal layer 190 is electrically connected to the first connection electrode 180.
  • a light emitting element 200 is provided on the metal layer 190.
  • a second connection electrode 210 is provided on the light emitting element 200. The space between the organic insulating layer 170 and the second connection electrode 210 may be filled with an organic resin as the flattening layer 250.
  • the substrate 100 can support each layer on the substrate 100.
  • a flexible resin substrate such as a polyimide substrate, an acrylic substrate, a siloxane substrate, or a fluororesin substrate can be used. Impurities may be introduced into the flexible resin substrate in order to improve the heat resistance of the substrate 100.
  • impurities that reduce the transparency of the substrate 100 may be introduced.
  • a rigid substrate having translucency such as a glass substrate, a quartz substrate, or a sapphire substrate can be used as the substrate 100.
  • a silicon substrate, a silicon carbide substrate, a semiconductor substrate such as a compound semiconductor substrate, a conductive substrate such as a stainless steel substrate, or the like can be used as the substrate 100. .. Further, as the substrate 100, a substrate having an inorganic insulating film such as a silicon oxide film or a silicon nitride film formed on the surface thereof can also be used.
  • a metal material can be used for each of the first wiring layer 110, the second wiring layer 120, the first conductive layer 160, the second conductive layer 140, and the first connection electrode 180.
  • the metal materials include, for example, copper (Cu), aluminum (Al), titanium (Ti), chromium (Cr), cobalt (Co), nickel (Ni), molybdenum (Mo), hafnium (Hf), and tantalum (Ta). , Tungsten (W), Bismus (Bi), and alloys or compounds thereof, but not limited to these.
  • the first wiring layer 110, the second wiring layer 120, the first conductive layer 160, the second conductive layer 140, or the first connection electrode 180 may have a structure in which the above metal materials are laminated.
  • An insulating material can be used for each of the first insulating layer 130 and the second insulating layer 150.
  • Insulating material for example, silicon oxide (SiO x), silicon oxynitride (SiO x N y), silicon nitride (SiN x), silicon nitride oxide (SiN x O y), aluminum oxide (AlO x), oxynitride Inorganic insulating materials such as, but not limited to, aluminum (AlO x N y ), aluminum nitride (AlN x O y ), or aluminum nitride (AlN x).
  • SiO x N y and AlO x N y are silicon compounds and aluminum compounds containing nitrogen (N) in an amount smaller than oxygen (O).
  • SiN x Oy and AlN x Oy are silicon compounds and aluminum compounds containing oxygen in an amount smaller than that of nitrogen.
  • the organic insulating material is, for example, a resin such as a polyimide resin, an acrylic resin, an epoxy resin, a silicone resin, a fluororesin, or a siloxane resin, but is not limited thereto.
  • Each of the first insulating layer 130 and the second insulating layer 150 may have a structure in which an inorganic insulating material or an organic insulating material is used alone, or a structure in which an inorganic insulating material or an organic insulating material is laminated. You may.
  • the organic insulating layer 170 can flatten the step of the layer below the organic insulating layer 170.
  • a photosensitive organic material such as a photosensitive acrylic resin or a photosensitive polyimide resin can be used.
  • the material of the organic insulating layer 170 may be the inorganic insulating material used in the first insulating layer 130 and the second insulating layer 150.
  • the organic insulating layer 170 may have a laminated structure.
  • the organic insulating layer 170 may have a laminated structure of a photosensitive organic material and an inorganic insulating material, or may have a laminated structure of an organic insulating material and an inorganic insulating material.
  • a convex portion 171 is provided on the upper surface of the organic insulating layer 170.
  • the height of the convex portion 171 (the distance from the upper surface of the portion of the organic insulating layer 170 where the convex portion 171 is not provided (hereinafter, simply referred to as the upper surface of the organic insulating layer 170) to the upper surface of the convex portion 171) is, for example. , 0.2 ⁇ m or more and 10.0 ⁇ m or less.
  • the height of the organic insulating layer 170 is preferably a height of 1/2 or more of the thickness of the metal layer 190, more preferably a height larger than the thickness of the metal layer 190.
  • the side surface of the convex portion 171 may have a taper. That is, the side surface of the convex portion 171 does not have to be perpendicular to the upper surface of the organic insulating layer 170.
  • the angle formed by the upper surface of the organic insulating layer 170 and the side surface of the convex portion 171 is, for example, 20 degrees or more and 90 degrees or less, preferably 30 degrees or more and 80 degrees or less, and more preferably 40 degrees or more and 70 degrees or less.
  • the shape of the convex portion 171 can be circular, elliptical, or polygonal.
  • the shape of the convex portion 171 is preferably matched to the shape of the light emitting element 200. For example, if the shape of the light emitting element 200 is rectangular, the shape of the convex portion 171 is also preferably rectangular.
  • the metal layer 190 can reflect the light emitted from the light emitting element 200. Further, the metal layer 190 has conductivity because it electrically connects the electrode of the light emitting element 200 and the first connection electrode 180.
  • the material of the metal layer 190 for example, it is preferable to use a metal material having a high reflectance such as aluminum (Al), silver (Ag), or platinum (Pt).
  • the metal materials used in the first wiring layer 110, the second wiring layer 120, the first conductive layer 160, the second conductive layer 140, and the first connection electrode 180 can also be used.
  • the metal layer 190 is provided so as to cover the convex portion 171 of the organic insulating layer 170. That is, the metal layer 190 is provided so as to overlap the upper surface and the side surface of the convex portion 171.
  • the thickness of the metal layer 190 is, for example, 0.2 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less, preferably 0.5 nm or more and 2 ⁇ m or less, and more preferably 0.5 ⁇ m or more and 0.75 ⁇ m or less. If the thickness of the metal layer 190 is small, not only the resistance of the metal layer 190 becomes high, but also it becomes difficult to relieve the stress of the metal layer 190. Further, if the thickness of the metal layer 190 is large, it takes time to form and process the metal layer 190, so that the manufacturing tact of the display device 10 becomes long. Therefore, the thickness of the metal layer 190 is preferably in the above range.
  • the light emitting element 200 is, for example, a light emitting diode (LED) or a laser diode (LD).
  • the light emitting diode includes a mini LED or a micro LED.
  • the light emitting element 200 is provided in each pixel of the display device 10, and each pixel is provided with any one of a red light emitting element, a green light emitting element, and a red light emitting element.
  • the display device 10 can perform full-color display. Further, the display device 10 can perform full-color display by using the light emitting element 200 of each pixel as a white light emitting element and extracting red light emission, green light emission, and blue light emission from the white light emission of the white light emitting element via a color filter. Become.
  • the light emitting element 200 of each pixel is used as an ultraviolet light emitting element, and the ultraviolet light emission of the ultraviolet light emitting element is converted via the red phosphor, the green phosphor, and the blue phosphor, and the red light emission, the green light emission, and the blue light emission are taken out.
  • the display device 10 is capable of full-color display.
  • the plurality of light emitting elements 200 may be arranged in a matrix shape, or may be arranged in a staggered shape or a striped shape.
  • the structure of the light emitting element 200 is not limited to the vertical electrode structure in which the electrodes are arranged in the vertical direction. As the structure of the light emitting element 200, a horizontal electrode structure in which electrodes are arranged in the horizontal direction is also possible.
  • the light emitting element 200 shown in FIG. 1 has a vertical electrode structure, one of the electrodes of the light emitting element 200 is electrically connected to the metal layer 190, and the other of the electrodes of the light emitting element 200 is electrically connected to the second connection electrode 210. It is connected.
  • the light emitting element 200 is provided on the metal layer 190, and the metal layer 190 and the light emitting element 200 are made of a solder such as tin (Sn) or an alloy containing tin, a silver (Ag) paste, or a conductive material such as ACF. It is joined and electrically connected.
  • solder such as tin (Sn) or an alloy containing tin, a silver (Ag) paste, or a conductive material such as ACF.
  • the second connection electrode 210 can transmit the light emitted from the light emitting element 200. Further, the second connection electrode 210 preferably has high conductivity. As the material of the second connection electrode 210, for example, a transparent conductive oxide such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO) can be used.
  • ITO indium tin oxide
  • IZO indium zinc oxide
  • FIGS. 2A and 2B are a schematic partial enlarged view and a schematic plan view of the display device 10 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is an enlarged cross-sectional view of the region 11 surrounded by the broken line shown in FIG.
  • FIG. 2B is a plan view corresponding to the region 11 of FIG. 2A.
  • the second connection electrode 210 on the light emitting element 200 is omitted for convenience.
  • the metal layer 190 provided on the convex portion 171 covers not only the upper surface of the convex portion 171 but also the side surface of the convex portion 171. That is, since the metal layer 190 is provided along the side surface of the convex portion 171, the metal layer 190 includes a step 191.
  • the step 191 of the metal layer 190 is provided so as to surround the light emitting element 200.
  • the metal layer 190 and the light emitting element 200 are joined by a material such as solder, silver paste, or ACF, and heat treatment is performed at the time of joining.
  • a material such as solder, silver paste, or ACF
  • heat treatment is performed at the time of joining.
  • the material of the organic insulating layer 170 and the material of the metal layer 190 have different coefficients of thermal expansion, the stress generated in the expansion or contraction due to the heat treatment differs between the organic insulating layer 170 and the metal layer 190. Therefore, when the difference in stress between the organic insulating layer 170 and the metal layer 190 is large, peeling occurs at the interface between the organic insulating layer 170 and the metal layer 190.
  • the metal layer 190 includes a step 191.
  • the stress of the metal layer 190 includes not only the horizontal component but also the vertical component, and the stress of the metal layer 190 is dispersed.
  • the stress of the metal layer 190 is relaxed by including the step 191 in the metal layer 190. Since the stress of the metal layer 190 is relaxed not only by the heat treatment at the time of joining the light emitting element 200 but also by the thermal change in the usage environment of the display device 10, the reliability of the display device 10 is improved.
  • the metal layer 190 includes the step 191 due to the convex portion 171 provided on the organic insulating layer 170. Therefore, in the heat treatment in the bonding of the light emitting element 200, the stress of the metal layer 190 is relaxed, so that peeling at the interface between the metal layer 190 and the organic insulating layer 170 can be suppressed. Further, since the display device 10 is resistant to thermal changes, the reliability of the display device 10 is improved.
  • the display device 10 can be modified or modified in various ways. Therefore, the display device 10A and the display device 10B, which are modified examples of the display device 10, will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
  • the modified example of the display device 10 is not limited to the following.
  • FIG. 3 is a schematic partially enlarged view of the display device 10A according to the embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 3 is a partially enlarged view of the area 11A of the display device 10A corresponding to the area 11 surrounded by the broken line shown in FIG.
  • the display device 10A includes an organic insulating layer 170A, a metal layer 190A, and a light emitting element 200.
  • the organic insulating layer 170A is provided with a recess 171A recessed from the upper surface of the organic insulating layer 170A.
  • the metal layer 190A is provided so as to cover the recess 171A.
  • the light emitting element 200 is bonded onto the metal layer 190A with a conductive material such as solder, silver paste, or ACF.
  • the depth of the recess 171A (the distance from the upper surface of the organic insulating layer 170A to the bottom surface of the recess 171A) is, for example, 0.2 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less. Further, the depth of the recess 171A is preferably 1 ⁇ 2 or more of the thickness of the metal layer 190, and more preferably a depth larger than the thickness of the metal layer 190. Further, the side surface of the recess 171A may have a taper. That is, the side surface of the recess 171A does not have to be perpendicular to the upper surface of the organic insulating layer 170A.
  • the angle formed by the upper surface of the organic insulating layer 170A and the side surface of the recess 171A is, for example, 20 degrees or more and 90 degrees or less, preferably 30 degrees or more and 80 degrees or less, and more preferably 40 degrees or more and 70 degrees or less.
  • the shape of the recess 171A can be circular, elliptical, or polygonal.
  • the shape of the recess 171A is preferably matched to the shape of the light emitting element 200. For example, if the shape of the light emitting element 200 is rectangular, the shape of the recess 171A is also preferably rectangular.
  • the metal layer 190A provided on the recess 171A covers not only the upper surface of the recess 171A but also the side surface of the recess 171A. That is, since the metal layer 190A is provided along the side surface of the recess 171A, the metal layer 190A includes a step 191A. Therefore, also in the display device 10A, since the metal layer 190A includes the step 191A, the stress of the metal layer 190 is relaxed in the heat treatment at the time of joining the light emitting element 200.
  • the metal layer 190A includes the step 191A due to the recess 171A provided on the organic insulating layer 170A. Therefore, in the heat treatment for joining the light emitting element 200, the stress of the metal layer 190A is relaxed, so that peeling at the interface between the metal layer 190A and the organic insulating layer 170A can be suppressed. Further, since the display device 10A is resistant to thermal changes, the reliability of the display device 10A is improved.
  • FIG. 4 is a schematic partially enlarged view of the display device 10B according to the embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 4 is a partially enlarged view of the area 11B of the display device 10B corresponding to the area 11 surrounded by the broken line shown in FIG.
  • the display device 10B includes an organic insulating layer 170B, an inorganic insulating layer 172B, a metal layer 190B, and a light emitting element 200.
  • the inorganic insulating layer 172B has a predetermined pattern and is provided on the organic insulating layer 170B.
  • the metal layer 190B is provided so as to cover the inorganic insulating layer 172B.
  • the light emitting element 200 is bonded onto the metal layer 190B with a conductive material such as solder, silver paste, or ACF.
  • the thickness of the inorganic insulating layer 172B is, for example, 0.2 nm or more and 10 nm or less, preferably more than 1/2 the thickness of the metal layer 190 and further larger than the thickness of the metal layer 190.
  • the side surface of the inorganic insulating layer 172B may have a taper. That is, the side surface of the inorganic insulating layer 172B does not have to be perpendicular to the upper surface of the organic insulating layer 170B.
  • the angle formed by the upper surface of the organic insulating layer 170B and the side surface of the inorganic insulating layer 172B is, for example, 20 degrees or more and 90 degrees or less, preferably 30 degrees or more and 80 degrees or less, and more preferably 40 degrees or more and 70 degrees or less.
  • an insulating material can be used as the material of the inorganic insulating layer 172B.
  • Insulating material for example, silicon oxide (SiO x), silicon oxynitride (SiO x N y), silicon nitride (SiN x), silicon nitride oxide (SiN x O y), aluminum oxide (AlO x), oxynitride
  • Insulating material for example, silicon oxide (SiO x), silicon oxynitride (SiO x N y), silicon nitride (SiN x), silicon nitride oxide (SiN x O y), aluminum oxide (AlO x), oxynitride
  • AlO x aluminum oxide
  • AlN x O y aluminum nitride
  • AlN x aluminum nitride
  • SiO x N y and AlO x N y are silicon compounds and aluminum compounds containing nitrogen (N) in an amount smaller than oxygen (O).
  • SiN x Oy and AlN x Oy are silicon compounds and aluminum compounds containing oxygen in an amount smaller than that of nitrogen.
  • these materials may be laminated on the inorganic insulating layer 172B.
  • the inorganic insulating layer 172B has a predetermined pattern, and the shape of the pattern can be circular, elliptical, or polygonal.
  • the shape of the pattern of the inorganic insulating layer 172B is preferably matched to the shape of the light emitting element 200. For example, if the shape of the light emitting element 200 is rectangular, the shape of the inorganic insulating layer 172B is also preferably rectangular.
  • the metal layer 190B provided on the inorganic insulating layer 172B covers not only the upper surface of the inorganic insulating layer 172B but also the side surface of the inorganic insulating layer 172B. That is, since the metal layer 190B is provided along the side surface of the inorganic insulating layer 172B, the metal layer 190B includes a step 191B. Therefore, also in the display device 10B, since the metal layer 190B includes the step 191B, the stress of the metal layer 190B is relaxed in the heat treatment at the time of joining the light emitting element 200.
  • the metal layer 190B includes the step 191B due to the inorganic insulating layer 172B provided on the organic insulating layer 170B. Therefore, in the heat treatment in the bonding of the light emitting element 200, the stress of the metal layer 190B is relaxed, so that peeling at the interface between the metal layer 190B and the organic insulating layer 170B can be suppressed. Further, since the display device 10B is resistant to thermal changes, the reliability of the display device 10B is improved.
  • FIG. 5 is a schematic plan view of the display device 20 according to the embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 5 is a plan view in a region 11C including two adjacent light emitting elements 200.
  • the display device 20 includes an organic insulating layer 170C, a first metal layer 190C-1, a second metal layer 190C-2, a first light emitting element 200-1, and a second light emitting element 200-2.
  • a convex portion 171C is stretched and provided on the upper surface of the organic insulating layer 170C so as to overlap the two light emitting elements 200. In other words, it can be said that the convex portion 171C is provided in a striped shape.
  • the first metal layer 190C-1 and the second metal layer 190C-2 are provided so as to cover the convex portion 171C.
  • the first light emitting element 200-1 is bonded to the first metal layer 190C-1 and the second light emitting element 200-2 is bonded to the second metal layer 190C-2 by a conductive material such as solder, silver paste, or ACF. Ru.
  • the convex portion 171C is stretched in only one direction, but the convex portion 171C may be stretched in two directions.
  • the convex portion can be provided so that the two straight lines intersect.
  • the light emitting element 200 is provided at the intersection of the two straight lines.
  • the first metal layer 190C-1 and the second metal layer 190C-2 provided on the convex portion 171C cover not only the upper surface of the convex portion 171C but also the side surface of the convex portion 171C. That is, since the first metal layer 190C-1 and the second metal layer 190C-2 are provided along the side surface of the convex portion 171C, the first metal layer 190C-1 and the second metal layer 190C-2 are provided, respectively.
  • the first step 191C-1 and the second step 191C-2 are included.
  • the first metal layer 190C-1 and the second metal layer 190C-2 include the first step 191C-1 and the second step 191C-2, respectively, the light emitting element 200 is joined. In the heat treatment, the stresses of the first metal layer 190C-1 and the second metal layer 190C-2 are relaxed.
  • the first metal layer 190C-1 and the second metal layer 190C-2 are separated by the convex portion 171C extending and provided on the organic insulating layer 170C, respectively. Includes one step 191C-1 and second step 191C-2. Therefore, in the heat treatment in the bonding of the light emitting element 200, the stress of the first metal layer 190C-1 and the second metal layer 190C-2 is relaxed, so that the interface between the first metal layer 190C-1 and the organic insulating layer 170C or It is possible to suppress peeling at the interface between the second metal layer 190C-2 and the organic insulating layer 170C. Further, since the display device 20 is resistant to thermal changes, the reliability of the display device 20 is improved.
  • FIGS. 6A to 6C are schematic partially enlarged views of the display device 10 in the method of manufacturing the display device 10 according to the embodiment of the present invention. Specifically, FIGS. 6A to 6C are partially enlarged views of the region 11 surrounded by the broken line shown in FIG. 1 in each step of the manufacturing method.
  • the layer below the organic insulating layer 170 is omitted.
  • the layer below the organic insulating layer 170 can be made by a usual method.
  • the organic insulating layer 170 is formed.
  • the organic insulating layer 170 can be formed by spin coating, slit coating, printing, inkjet, or the like.
  • the photoresist 300 is applied onto the organic insulating layer 170, exposed using the photoresist 300 as a mask, and the organic insulating layer 170 is half-etched (FIG. 6A).
  • the photoresist 300 on the organic insulating layer 170 may be exposed as a halftone mask to etch the organic insulating layer 170.
  • the photoresist 300 is stripped by the stripping solution.
  • the convex portion 171 is formed on the upper surface of the organic insulating layer 170.
  • the metal layer 190 is formed.
  • the metal layer 190 can be formed by sputtering, CVD, or the like.
  • the photoresist 310 is applied onto the metal layer 190, exposed using the photoresist 300 as a mask, and the metal layer 190 is etched (FIG. 6B).
  • the photoresist 310 is stripped by the stripping solution.
  • a step 191 is formed on the metal layer 190 that covers the convex portion 171.
  • a bonding material 230 such as solder, silver paste, or ACF is applied onto the metal layer 190, and the light emitting element 200 is bonded (FIG. 6C).
  • heat treatment can be performed when the light emitting element 200 is joined.
  • the metal layer 190 includes the step 191 due to the convex portion 171 provided on the organic insulating layer 170. Therefore, in the heat treatment in the bonding of the light emitting element 200, the stress of the metal layer 190 is relaxed, so that peeling at the interface between the metal layer 190 and the organic insulating layer 170 can be suppressed. Therefore, since the heat treatment temperature can be increased, the bonding strength between the metal layer 190 and the light emitting element 200 can be increased. Further, since the display device 10 is resistant to thermal changes, the reliability of the display device 10 is improved.
  • 10, 10A, 10B, 20 Display device, 11, 11A, 11B, 11C: Area, 100: Substrate, 110: First wiring layer, 120: Second wiring layer, 130, First insulation layer, 140: Second Conductive layer, 150: 2nd insulating layer, 160: 1st conductive layer, 170: Organic insulating layer, 170A, 170B, 170C: Organic insulating layer, 171: Convex, 171A: Concave, 171C: Convex, 172B: Inorganic Insulation layer, 180: 1st connection electrode, 190, 190A, 190B: metal layer, 190C-1: 1st metal layer, 190C-2: 2nd metal layer, 191, 191A, 191B: step, 191C-1: 1st 1 step, 191C-2: 2nd step, 200: light emitting element, 200-1: 1st light emitting element, 200-2: 2nd light emitting element, 210: 2nd connection electrode, 230: bonding material, 250:

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Abstract

表示装置は、基板と、基板上の有機絶縁層と、有機絶縁層上の金属層と、金属層上の発光素子と、を含み、有機絶縁層は発光素子と重畳する凸部を含み、金属層は凸部を覆い、凸部の側面に沿った段差部を含む。また、表示装置は、基板と、基板上の有機絶縁層と、有機絶縁層上の金属層と、金属層上の発光素子と、を含み、有機絶縁層は発光層と重畳する凹部を含み、金属層は凹部を覆い、凹部の側面に沿った段差部を含む。

Description

表示装置
　本発明は、表示装置、特にマイクロＬＥＤを用いた表示装置に関する。
　スマートフォン等の中小型ディスプレイにおいては、液晶やＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）を用いたディスプレイが既に製品化されている。なかでも、自発光型素子であるＯＬＥＤを用いたＯＬＥＤディスプレイは、液晶ディスプレイと比べて、高コントラストでバックライトが不要という利点を有する。しかしながら、ＯＬＥＤは有機化合物で構成されるため、有機化合物の劣化によってＯＬＥＤディスプレイの高信頼性を確保することが難しい。
　一方、次世代ディスプレイとして、マトリクス状に配列された画素内に微小なマイクロＬＥＤを配置した、いわゆるマイクロＬＥＤディスプレイの開発が進められている。マイクロＬＥＤは、ＯＬＥＤと同様の自発光型素子であるが、ＯＬＥＤと異なり、ガリウム（Ｇａ）またはインジウム（Ｉｎ）などを含む安定した無機化合物で構成されるため、ＯＬＥＤディスプレイと比較すると、マイクロＬＥＤディスプレイは高信頼性を確保しやすい。さらに、マイクロＬＥＤは、発光効率が高く、高輝度を実現することができる。したがって、マイクロＬＥＤディスプレイは、高信頼性、高輝度、および高コントラストを有する次世代ディスプレイとして期待されている。
　マイクロＬＥＤは、一般的なＬＥＤと同様にサファイア等の基板の上に形成され、基板をダイシングすることによって個々のマイクロＬＥＤに分離される。上述したように、マイクロＬＥＤディスプレイでは、ディスプレイ基板の画素内にダイシングされたマイクロＬＥＤが移送されて接合される（例えば、特許文献１）。
米国特許出願公開２０１７／０２８８１０２号明細書
　しかしながら、マイクロＬＥＤの接合される金属層とその下方の有機絶縁層との密着性が低い場合、接合の際の熱処理において、金属層と有機絶縁層との界面で剥離される場合があった。
　本発明は、上記問題に鑑み、表示装置の発光層が接合される金属層の応力を緩和し、金属層と接する有機絶縁層との界面での剥離を抑制することを課題の一つとする。また、表示装置の信頼性を向上させることを課題の一つとする。
　本発明の一実施形態に係る表示装置は、基板と、基板上の有機絶縁層と、有機絶縁層上の金属層と、金属層上の発光素子と、を含み、有機絶縁層は発光素子と重畳する凸部を含み、金属層は凸部を覆い、凸部の側面に沿った段差部を含む。
　また、本発明の一実施形態に係る表示装置は、基板と、基板上の有機絶縁層と、有機絶縁層上の金属層と、金属層上の発光素子と、を含み、有機絶縁層は発光素子と重畳する凹部を含み、金属層は凹部を覆い、凹部の側面に沿った段差部を含む。
　また、本発明の一実施形態に係る表示装置は、基板と、基板上の有機絶縁層と、有機絶縁層上にあって、所定のパターンを有する無機絶縁層と、無機絶縁層上の金属層と、金属層上の発光素子と、を含み、無機絶縁層は発光素子と重畳し、金属層は無機絶縁層を覆い、無機絶縁層の側面に沿った段差部を含む。
本発明の一実施形態に係る表示装置の概略断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の概略部分拡大図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の概略平面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の概略部分拡大図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の概略部分拡大図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の概略平面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の作製方法における表示装置の概略部分拡大図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の作製方法における表示装置の概略部分拡大図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の作製方法における表示装置の概略部分拡大図である。
　以下、本発明に係る各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、各実施形態はあくまで一例にすぎず、当業者が、発明の主旨を保ちつつ適宜変更することによって容易に想到し得るものについても、当然に本発明の範囲に含有される。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合がある。しかし、図示された形状はあくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。
　本明細書において「αはＡ、ＢまたはＣを含む」、「αはＡ，ＢおよびＣのいずれかを含む」、「αはＡ，ＢおよびＣからなる群から選択される一つを含む」、といった表現は、特に明示が無い限り、αがＡ～Ｃの複数の組み合わせを含む場合を排除しない。さらに、これらの表現は、αが他の要素を含む場合も排除しない。
　本明細書において、説明の便宜上、「上」または「上方」もしくは「下」または「下方」という語句を用いて説明するが、原則として、構造物が形成される基板を基準とし、基板から構造物に向かう方向を「上」または「上方」とする。逆に、構造物から基板に向かう方向を「下」または「下方」とする。したがって、基板上の発光素子という表現において、基板と向き合う方向の発光素子の面が発光素子の下面となり、その反対側の面が発光素子の上面となる。また、基板上の発光素子という表現においては、基板と発光素子との上下関係を説明しているに過ぎず、基板と発光素子との間に他の部材が配置されていてもよい。さらに、「上」または「上方」もしくは「下」または「下方」の語句は、複数の層が積層された構造における積層順を意味するものであり、平面視において重畳する位置関係になくてもよい。
　本明細書において、「表示装置」とは、発光素子を用いて映像を表示する装置を幅広く含むものであり、表示パネルや表示モジュールだけでなく、他の光学部材（例えば、偏光部材、バックライト、タッチパネル等）が取り付けられた装置も含む場合がある。
　以下の各実施形態は、技術的な矛盾を生じない限り、互いに組み合わせることができる。
＜第１実施形態＞
　図１および図２を参照して、本発明の一実施形態に係る表示装置１０について説明する。
［表示装置１０の構成］
　図１は、本発明の一実施形態に係る表示装置１０の概略断面図である。具体的には、図１は、表示装置１０の画素を含むように切断された断面図である。
　図１に示すように、表示装置１０は、基板１００、第１配線層１１０、第２配線層１２０、第１絶縁層１３０、第２導電層１４０、第２絶縁層１５０、第１導電層１６０、有機絶縁層１７０、第１接続電極１８０、金属層１９０、発光素子２００、平坦化層２５０、および第２接続電極２１０を含む。
　基板１００上には、第１配線層１１０および第２配線層１２０が設けられている。第１配線層１１０および第２配線層１２０の上には、第１絶縁層１３０、第２導電層１４０、第２絶縁層１５０、および第１導電層１６０が順に積層されている。第１配線層１１０上では、第１絶縁層１３０および第２絶縁層１５０が開口され、第１導電層１６０は、第１絶縁層１３０および第２絶縁層１５０の開口を介して第１配線層１１０と電気的に接続されている。また、第２配線層１２０上では、第１絶縁層１３０が開口され、第２導電層１４０は、第１絶縁層１３０の開口を介して第２配線層１２０と電気的に接続されている。
　また、第２絶縁層１５０および第１導電層１６０の上には、開口を含む有機絶縁層１７０が設けられている。有機絶縁層１７０の開口には第１接続電極１８０が設けられ、第１接続電極１８０は、有機絶縁層１７０の開口を介して第１導電層１６０と電気的に接続されている。第１接続電極１８０上には、金属層１９０が設けられ、金属層１９０は、第１接続電極１８０と電気的に接続されている。金属層１９０上には発光素子２００が設けられている。発光素子２００上には、第２接続電極２１０が設けられている。なお、有機絶縁層１７０と第２接続電極２１０との間の空間内には、平坦化層２５０として有機樹脂が充填されていてもよい。
　基板１００は、基板１００上の各層を支持することができる。基板１００として、例えば、ポリイミド基板、アクリル基板、シロキサン基板、またはフッ素樹脂基板などの可撓性樹脂基板を用いることができる。基板１００の耐熱性を向上させるために、上記の可撓性樹脂基板には不純物が導入されていてもよい。基板１００が透明である必要がない場合は、基板１００の透明度が低下する不純物が導入されていてもよい。一方、基板１００が可撓性を有する必要がない場合は、基板１００として、ガラス基板、石英基板、またはサファイア基板などの透光性を有する剛性基板を用いることができる。さらに、基板１００が透光性を有する必要がない場合は、基板１００として、シリコン基板、炭化シリコン基板、または化合物半導体基板などの半導体基板、もしくはステンレス基板などの導電性基板などを用いることができる。また、基板１００として、表面に酸化シリコン膜または窒化シリコン膜などの無機絶縁膜が成膜された基板を用いることもできる。
　第１配線層１１０、第２配線層１２０、第１導電層１６０、第２導電層１４０、および第１接続電極１８０の各々には、金属材料を用いることができる。金属材料は、例えば、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、ビスマス（Ｂｉ）、およびこれらの合金または化合物であるが、これらに限られない。また、第１配線層１１０、第２配線層１２０、第１導電層１６０、第２導電層１４０、または第１接続電極１８０は、上記金属材料が積層された構造であってもよい。
　第１絶縁層１３０および第２絶縁層１５０の各々には、絶縁性材料を用いることができる。絶縁性材料は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、酸化窒化シリコン（ＳｉＯｘＮｙ）、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、窒化酸化シリコン（ＳｉＮｘＯｙ）、酸化アルミニウム（ＡｌＯｘ）、酸化窒化アルミニウム（ＡｌＯｘＮｙ）、窒化酸化アルミニウム（ＡｌＮｘＯｙ）、または窒化アルミニウム（ＡｌＮｘ）などの無機絶縁材料であるが、これらに限られない。ここで、ＳｉＯｘＮｙおよびＡｌＯｘＮｙは、酸素（Ｏ）よりも少ない量の窒素（Ｎ）を含有するシリコン化合物およびアルミニウム化合物である。また、ＳｉＮｘＯｙおよびＡｌＮｘＯｙは、窒素よりも少ない量の酸素を含有するシリコン化合物およびアルミニウム化合物である。また、第１絶縁層１３０および第２絶縁層１５０の各々には、上記の無機絶縁材料だけでなく、有機絶縁材料を用いることもできる。有機絶縁材料は、例えば、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、またはシロキサン樹脂などの樹脂であるが、これらに限られない。第１絶縁層１３０および第２絶縁層１５０の各々は、無機絶縁材料または有機絶縁材料が各々単独で用いられた構造であってもよく、無機絶縁材料または有機絶縁材料が積層された構造であってもよい。
　有機絶縁層１７０は、有機絶縁層１７０の下方の層の段差を平坦にすることができる。有機絶縁層１７０の材料として、例えば、感光性アクリル樹脂または感光性ポリイミド樹脂などの感光性有機材料を用いることができる。また、有機絶縁層１７０の材料は、第１絶縁層１３０および第２絶縁層１５０で用いられる無機絶縁材料であってもよい。さらに、有機絶縁層１７０は積層構造であってもよい。例えば、有機絶縁層１７０は、感光性有機材料と無機絶縁材料との積層構造であってもよく、有機絶縁材料と無機絶縁材料との積層構造であってもよい。
　有機絶縁層１７０の上面には、凸部１７１が設けられている。凸部１７１の高さ（有機絶縁層１７０の凸部１７１が設けられていない部分の上面（以下、単に、有機絶縁層１７０の上面とする）から凸部１７１の上面までの距離）は、例えば、０．２μｍ以上１０．０μｍ以下である。なお、有機絶縁層１７０の高さは、金属層１９０の厚さの１／２以上の高さ、より好ましくは金属層１９０の厚さよりも大きい高さであることが好ましい。
　凸部１７１の側面はテーパーを有していてもよい。すなわち、凸部１７１の側面は、有機絶縁層１７０の上面に対して垂直でなくてもよい。有機絶縁層１７０の上面と凸部１７１の側面とのなす角は、例えば、２０度以上９０度以下、好ましくは３０度以上８０度以下、さらに好ましくは４０度以上７０度以下である。
　また、平面視において、凸部１７１の形状は、円形、楕円形、または多角形とすることができる。凸部１７１の形状は、発光素子２００の形状に合わせることが好ましい。例えば、発光素子２００の形状が矩形であれば、凸部１７１の形状も矩形であることが好ましい。
　金属層１９０は、発光素子２００からの発光を反射することができる。また、金属層１９０は、発光素子２００の電極と、第１接続電極１８０とを電気的に接続するため導電性を有する。金属層１９０の材料として、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、または白金（Ｐｔ）などの高い反射率を有する金属材料を用いることが好ましい。なお、金属層１９０の材料は、第１配線層１１０、第２配線層１２０、第１導電層１６０、第２導電層１４０、および第１接続電極１８０で用いられる金属材料を用いることもできる。
　金属層１９０は、有機絶縁層１７０の凸部１７１を覆うように設けられている。すなわち、金属層１９０は、凸部１７１の上面および側面と重畳して設けられている。金属層１９０の厚さは、例えば、０．２μｍ以上３μｍ以下、好ましくは０．５ｎｍ以上２μｍ以下、さらに好ましくは０．５μｍ以上０．７５μｍ以下である。金属層１９０の厚さが小さいと、金属層１９０の抵抗が高くなるだけでなく、金属層１９０の応力を緩和することが困難となる。また、金属層１９０の厚さが大きいと、金属層１９０の成膜および加工に時間を要するため、表示装置１０の製造タクトが長くなる。そのため、金属層１９０の厚さは、上記範囲であることが好ましい。
　発光素子２００は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）またはレーザダイオード（ＬＤ）である。なお、発光ダイオードには、ミニＬＥＤまたはマイクロＬＥＤが含まれる。
　発光素子２００は、表示装置１０の各画素に設けられるが、各画素には、赤色発光素子、緑色発光素子、および赤色発光素子のいずれか１つが設けられる。赤色発光素子の赤色発光、緑色発光素子の緑色発光、および青色発光素子の青色発光を組み合わせることで、表示装置１０は、フルカラー表示が可能となる。また、各画素の発光素子２００を白色発光素子とし、カラーフィルタを介して白色発光素子の白色発光から赤色発光、緑色発光、および青色発光を取り出すことでも、表示装置１０は、フルカラー表示が可能となる。さらに、各画素の発光素子２００を紫外発光素子とし、赤色蛍光体、緑色蛍光体、および青色蛍光体を介して紫外発光素子の紫外発光を変換し、赤色発光、緑色発光、および青色発光を取り出すことでも、表示装置１０は、フルカラー表示が可能となる。
　表示装置１０において、複数の発光素子２００は、マトリクス状に配置されてもよく、千鳥状またはストライプ状に配置されていてもよい。
　発光素子２００の構造は、電極が垂直方向に配置される垂直電極構造に限られない。発光素子２００の構造として、電極が水平方向に配置される水平電極構造も可能である。図１に示す発光素子２００は垂直電極構造を有し、発光素子２００の電極の一方が金属層１９０と電気的に接続し、発光素子２００の電極の他方が第２接続電極２１０と電気的に接続されている。
　発光素子２００は、金属層１９０上に設けられるが、金属層１９０と発光素子２００とは、スズ（Ｓｎ）またはスズを含む合金などのはんだ、銀（Ａｇ）ペースト、もしくはＡＣＦなどの導電材料によって接合され、電気的に接続されている。
　第２接続電極２１０は、発光素子２００からの発光を透過することができる。また、第２接続電極２１０は、導電性が高いことが好ましい。第２接続電極２１０の材料として、例えば、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）またはインジウム・亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの透明導電性酸化物を用いることができる。
　続いて、図２を参照して、凸部１７１上に設けられた金属層１９０の効果について説明する。
　図２Ａおよび図２Ｂは、本発明の一実施形態に係る表示装置１０の概略部分拡大図および概略平面図である。具体的には、図２Ａは、図１に示す破線で囲まれた領域１１を拡大した断面図である。また、図２Ｂは、図２Ａの領域１１に対応する平面図である。なお、図２Ａおよび図２Ｂでは、便宜上、発光素子２００上の第２接続電極２１０を省略している。
　図２Ａに示すように、凸部１７１上に設けられる金属層１９０は、凸部１７１の上面だけでなく、凸部１７１の側面を覆っている。すなわち、金属層１９０は、凸部１７１の側面に沿って設けられるため、金属層１９０は、段差１９１を含む。
　また、図２Ｂに示すように、金属層１９０の段差１９１は、発光素子２００を囲むように設けられている。
　上述したように、金属層１９０と発光素子２００とは、はんだ、銀ペースト、またはＡＣＦなどの材料によって接合されるが、接合の際に熱処理が行われる。一般的に、有機絶縁層１７０の材料と金属層１９０の材料とは熱膨張率が異なるため、熱処理による膨張または収縮において発生する応力が、有機絶縁層１７０と金属層１９０とで異なる。そのため、有機絶縁層１７０と金属層１９０との応力の差が大きい場合、有機絶縁層１７０と金属層１９０との界面で剥離が起きる。
　しかしながら、本実施形態では、金属層１９０が段差１９１を含む。金属層１９０が段差１９１を含むことで、金属層１９０の応力は、水平方向成分だけでなく、垂直方向成分を含むことになり、金属層１９０の応力が分散される。言い換えると、金属層１９０が段差１９１を含むことで金属層１９０の応力が緩和されるということもできる。なお、発光素子２００の接合の際の熱処理だけでなく、表示装置１０の使用環境における熱変化に対しても金属層１９０の応力が緩和されるため、表示装置１０の信頼性が向上する。
　以上、本実施形態の表示装置１０によれば、有機絶縁層１７０上に設けられた凸部１７１によって、金属層１９０が段差１９１を含む。そのため、発光素子２００の接合における熱処理において、金属層１９０の応力が緩和されるため、金属層１９０と有機絶縁層１７０との界面での剥離を抑制することができる。また、表示装置１０は、熱変化に強くなるため、表示装置１０の信頼性が向上する。
　表示装置１０は様々な変形、または修正が可能である。そこで、図３および図４を参照して、表示装置１０の変形例である表示装置１０Ａおよび表示装置１０Ｂについて説明する。なお、表示装置１０の変形例は、以下のものに限られない。
［変形例１］
　図３は、本発明の一実施形態に係る表示装置１０Ａの概略部分拡大図である。具体的には、図３は、図１に示す破線で囲まれた領域１１に対応する表示装置１０Ａの領域１１Ａの部分拡大図である。
　図３に示すように、表示装置１０Ａは、有機絶縁層１７０Ａ、金属層１９０Ａ、および発光素子２００を含む。有機絶縁層１７０Ａには、有機絶縁層１７０Ａの上面から窪んだ凹部１７１Ａが設けられている。金属層１９０Ａは、凹部１７１Ａを覆うように設けられている。発光素子２００は、金属層１９０Ａ上に、はんだ、銀ペースト、またはＡＣＦなどの導電材料によって接合される。
　凹部１７１Ａの深さ（有機絶縁層１７０Ａの上面から凹部１７１Ａの底面までの距離）は、例えば、０．２μｍ以上１０μｍ以下である。また、凹部１７１Ａの深さは、金属層１９０の厚さの１／２以上の深さ、さらに好ましくは金属層１９０の厚さより大きい深さであることが好ましい。また、凹部１７１Ａの側面はテーパーを有していてもよい。すなわち、凹部１７１Ａの側面は、有機絶縁層１７０Ａの上面に対して垂直でなくてもよい。有機絶縁層１７０Ａの上面と凹部１７１Ａの側面とのなす角は、例えば、２０度以上９０度以下、好ましくは３０度以上８０度以下、さらに好ましくは４０度以上７０度以下である。
　また、平面視において、凹部１７１Ａの形状は、円形、楕円形、または多角形とすることができる。凹部１７１Ａの形状は、発光素子２００の形状に合わせることが好ましい。例えば、発光素子２００の形状が矩形であれば、凹部１７１Ａの形状も矩形であることが好ましい。
　図３に示すように、凹部１７１Ａ上に設けられる金属層１９０Ａは、凹部１７１Ａの上面だけでなく、凹部１７１Ａの側面を覆っている。すなわち、金属層１９０Ａは、凹部１７１Ａの側面に沿って設けられるため、金属層１９０Ａは、段差１９１Ａを含む。したがって、表示装置１０Ａにおいても、金属層１９０Ａが段差１９１Ａを含むため、発光素子２００の接合の際の熱処理において金属層１９０の応力が緩和される。
　以上、本実施形態の表示装置１０Ａによれば、有機絶縁層１７０Ａ上に設けられた凹部１７１Ａによって、金属層１９０Ａが段差１９１Ａを含む。そのため、発光素子２００の接合における熱処理において、金属層１９０Ａの応力が緩和されるため、金属層１９０Ａと有機絶縁層１７０Ａとの界面での剥離を抑制することができる。また、表示装置１０Ａは、熱変化に強くなるため、表示装置１０Ａの信頼性が向上する。
［変形例２］
　図４は、本発明の一実施形態に係る表示装置１０Ｂの概略部分拡大図である。具体的には、図４は、図１に示す破線で囲まれた領域１１に対応する表示装置１０Ｂの領域１１Ｂの部分拡大図である。
　図４に示すように、表示装置１０Ｂは、有機絶縁層１７０Ｂ、無機絶縁層１７２Ｂ、金属層１９０Ｂ、および発光素子２００を含む。無機絶縁層１７２Ｂは、所定のパターンを有し、有機絶縁層１７０Ｂ上に設けられている。金属層１９０Ｂは、無機絶縁層１７２Ｂを覆うように設けられている。発光素子２００は、金属層１９０Ｂ上に、はんだ、銀ペースト、またはＡＣＦなどの導電材料によって接合される。
　無機絶縁層１７２Ｂの厚さは、例えば、０．２ｎｍ以上１０ｎｍ以下であり、金属層１９０の１／２以上の厚さ、さらに金属層１９０の厚さよりも大きいことが好ましい。
　無機絶縁層１７２Ｂの側面はテーパーを有していてもよい。すなわち、無機絶縁層１７２Ｂの側面は、有機絶縁層１７０Ｂの上面に対して垂直でなくてもよい。有機絶縁層１７０Ｂの上面と無機絶縁層１７２Ｂの側面とのなす角は、例えば、２０度以上９０度以下、好ましくは３０度以上８０度以下、さらに好ましくは４０度以上７０度以下である。
　無機絶縁層１７２Ｂの材料は、絶縁性材料を用いることができる。絶縁性材料は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、酸化窒化シリコン（ＳｉＯｘＮｙ）、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、窒化酸化シリコン（ＳｉＮｘＯｙ）、酸化アルミニウム（ＡｌＯｘ）、酸化窒化アルミニウム（ＡｌＯｘＮｙ）、窒化酸化アルミニウム（ＡｌＮｘＯｙ）、または窒化アルミニウム（ＡｌＮｘ）などの無機絶縁材料であるが、これらに限られない。ここで、ＳｉＯｘＮｙおよびＡｌＯｘＮｙは、酸素（Ｏ）よりも少ない量の窒素（Ｎ）を含有するシリコン化合物およびアルミニウム化合物である。また、ＳｉＮｘＯｙおよびＡｌＮｘＯｙは、窒素よりも少ない量の酸素を含有するシリコン化合物およびアルミニウム化合物である。なお、無機絶縁層１７２Ｂは、これらの材料が積層されていてもよい。
　また、平面視において、無機絶縁層１７２Ｂは所定のパターンを有しており、パターンの形状は、円形、楕円形、または多角形とすることができる。無機絶縁層１７２Ｂのパターンの形状は、発光素子２００の形状に合わせることが好ましい。例えば、発光素子２００の形状が矩形であれば、無機絶縁層１７２Ｂの形状も矩形であることが好ましい。
　図４に示すように、無機絶縁層１７２Ｂ上に設けられる金属層１９０Ｂは、無機絶縁層１７２Ｂの上面だけでなく、無機絶縁層１７２Ｂの側面を覆っている。すなわち、金属層１９０Ｂは、無機絶縁層１７２Ｂの側面に沿って設けられるため、金属層１９０Ｂは、段差１９１Ｂを含む。したがって、表示装置１０Ｂにおいても、金属層１９０Ｂが段差１９１Ｂを含むため、発光素子２００の接合の際の熱処理において金属層１９０Ｂの応力が緩和される。
　以上、本実施形態の表示装置１０Ｂによれば、有機絶縁層１７０Ｂ上に設けられた無機絶縁層１７２Ｂによって、金属層１９０Ｂが段差１９１Ｂを含む。そのため、発光素子２００の接合における熱処理において、金属層１９０Ｂの応力が緩和されるため、金属層１９０Ｂと有機絶縁層１７０Ｂとの界面での剥離を抑制することができる。また、表示装置１０Ｂは、熱変化に強くなるため、表示装置１０Ｂの信頼性が向上する。
＜第２実施形態＞
　図５を参照して、本発明の一実施形態に係る表示装置２０について説明する。
　図５は、本発明の一実施形態に係る表示装置２０の概略平面図である。具体的には、図５は、隣接する２つの発光素子２００を含む領域１１Ｃにおける平面図である。
　図５に示すように、表示装置２０は、有機絶縁層１７０Ｃ、第１金属層１９０Ｃ－１、第２金属層１９０Ｃ－２、第１発光素子２００－１、および第２発光素子２００－２を含む。有機絶縁層１７０Ｃの上面には、凸部１７１Ｃが２つの発光素子２００と重畳するように延伸して設けられている。言い換えると、凸部１７１Ｃがストライプ状に設けられているということもできる。第１金属層１９０Ｃ－１および第２金属層１９０Ｃ－２は、凸部１７１Ｃを覆うように設けられている。第１発光素子２００－１は第１金属層１９０Ｃ－１上に、第２発光素子２００－２は第２金属層１９０Ｃ－２上に、はんだ、銀ペースト、またはＡＣＦなどの導電材料によって接合される。
　図５では、凸部１７１Ｃは一方向にのみ延伸されているが、凸部１７１Ｃは二方向に延伸されていてもよい。言い換えると、平面視において、２つの直線が交差するように凸部を設けることができる。その場合、発光素子２００は、２つの直線の交差部に設けられる。
　図５に示すように、凸部１７１Ｃ上に設けられる第１金属層１９０Ｃ－１および第２金属層１９０Ｃ－２は、凸部１７１Ｃの上面だけでなく、凸部１７１Ｃの側面を覆っている。すなわち、第１金属層１９０Ｃ－１および第２金属層１９０Ｃ－２は、凸部１７１Ｃの側面に沿って設けられるため、第１金属層１９０Ｃ－１および第２金属層１９０Ｃ－２は、それぞれ、第１段差１９１Ｃ－１および第２段差１９１Ｃ－２を含む。したがって、表示装置２０においても、第１金属層１９０Ｃ－１および第２金属層１９０Ｃ－２が、それぞれ、第１段差１９１Ｃ－１および第２段差１９１Ｃ－２を含むため、発光素子２００の接合の際の熱処理において第１金属層１９０Ｃ－１および第２金属層１９０Ｃ－２の応力が緩和される。
　以上、本実施形態の表示装置２０によれば、有機絶縁層１７０Ｃ上に延伸して設けられた凸部１７１Ｃによって、第１金属層１９０Ｃ－１および第２金属層１９０Ｃ－２が、それぞれ、第１段差１９１Ｃ－１および第２段差１９１Ｃ－２を含む。そのため、発光素子２００の接合における熱処理において、第１金属層１９０Ｃ－１および第２金属層１９０Ｃ－２の応力が緩和されるため、第１金属層１９０Ｃ－１と有機絶縁層１７０Ｃとの界面または第２金属層１９０Ｃ－２と有機絶縁層１７０Ｃとの界面での剥離を抑制することができる。また、表示装置２０は、熱変化に強くなるため、表示装置２０の信頼性が向上する。
＜第３実施形態＞
　図６を参照して、本発明の一実施形態に係る表示装置１０の作製方法について説明する。
　図６Ａ～図６Ｃは、本発明の一実施形態に係る表示装置１０の作製方法における表示装置１０の概略部分拡大図である。具体的には、図６Ａ～図６Ｃは、作製方法の各ステップにおける図１に示す破線で囲まれた領域１１の部分拡大図である。なお、図６Ａ～図６Ｃでは、有機絶縁層１７０より下方の層を省略している。有機絶縁層１７０より下方の層は、通常の方法で作製することができる。
　まず、有機絶縁層１７０を形成する。有機絶縁層１７０は、スピンコート、スリットコート、印刷またはインクジェットなどによって形成することができる。次に、有機絶縁層１７０上にフォトレジスト３００を塗布し、フォトレジスト３００をマスクとして露光を行い、有機絶縁層１７０をハーフエッチングする（図６Ａ）。あるいは、有機絶縁層１７０上のフォトレジスト３００をハーフトーンマスクとして露光を行い、有機絶縁層１７０をエッチングしてもよい。フォトレジスト３００は、剥離液によって剥離される。以上の方法により、有機絶縁層１７０の上面に凸部１７１が形成される。
　次に、金属層１９０を形成する。金属層１９０は、スパッタリングまたはＣＶＤなどによって形成することができる。次に、金属層１９０上にフォトレジスト３１０を塗布し、フォトレジスト３００をマスクとして露光を行い、金属層１９０をエッチングする（図６Ｂ）。フォトレジスト３１０は、剥離液によって剥離される。以上の方法により、凸部１７１を覆う金属層１９０に段差１９１が形成される。
　続いて、金属層１９０上に、はんだ、銀ペースト、またはＡＣＦなどの接合材料２３０を塗布し、発光素子２００を接合する（図６Ｃ）。また、発光素子２００の接合の際に熱処理を行うことができる。
　以上、本実施形態の表示装置１０の作製方法によれば、有機絶縁層１７０上に設けられた凸部１７１によって、金属層１９０が段差１９１を含む。そのため、発光素子２００の接合における熱処理において、金属層１９０の応力が緩和されるため、金属層１９０と有機絶縁層１７０との界面での剥離を抑制することができる。したがって、熱処理の温度を高くすることもできるため、金属層１９０と発光素子２００との接合強度を高くすることができる。また、表示装置１０は、熱変化に強くなるため、表示装置１０の信頼性が向上する。
　本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。また、各実施形態の表示装置を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略もしくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
　上述した各実施形態の態様によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、または、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
１０、１０Ａ、１０Ｂ、２０：表示装置、　１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ：領域、　１００：基板、　１１０：第１配線層、　１２０：第２配線層、　１３０、　第１絶縁層、　１４０：第２導電層、　１５０：第２絶縁層、　１６０：第１導電層、　１７０：有機絶縁層、　１７０Ａ、１７０Ｂ、１７０Ｃ：有機絶縁層、　１７１：凸部、　１７１Ａ：凹部、　１７１Ｃ：凸部、　１７２Ｂ：無機絶縁層、　１８０：第１接続電極、　１９０、１９０Ａ、１９０Ｂ：金属層、　１９０Ｃ－１：第１金属層、　１９０Ｃ－２：第２金属層、　１９１、１９１Ａ、１９１Ｂ：段差、　１９１Ｃ－１：第１段差、　１９１Ｃ－２：第２段差、　２００：発光素子、　２００－１：第１発光素子、　２００－２：第２発光素子、　２１０：第２接続電極、　２３０：接合材料、　２５０：平坦化層、　３００、３１０：フォトレジスト

Claims (18)

  1. 　基板と、
    　前記基板上の有機絶縁層と、
    　前記有機絶縁層上の金属層と、
    　前記金属層上の発光素子と、を含み、
    　前記有機絶縁層は前記発光素子と重畳する凸部を含み、
    　前記金属層は前記凸部を覆い、前記凸部の側面に沿った段差部を含む表示装置。
  2. 　前記凸部の高さは、０．２μｍ以上１０μｍ以下である請求項１に記載の表示装置。
  3. 　前記凸部の側面はテーパーを有し、前記有機絶縁層の上面と前記凸部の前記側面とのなす角は、２０度以上９０度以下である請求項１に記載の表示装置。
  4. 　平面視において、前記凸部の形状は、円形、楕円形、または多角形である請求項１に記載の表示装置。
  5. 　前記凸部は、少なくとも２つの前記発光素子と重畳するように延伸して設けられている請求項１に記載の表示装置。
  6. 　前記発光素子は、マイクロＬＥＤである請求項１に記載の表示装置。
  7. 　基板と、
    　前記基板上の有機絶縁層と、
    　前記有機絶縁層上の金属層と、
    　前記金属層上の発光素子と、を含み、
    　前記有機絶縁層は前記発光素子と重畳する凹部を含み、
    　前記金属層は前記凹部を覆い、前記凹部の側面に沿った段差部を含む表示装置。
  8. 　前記凹部の深さは、０．２μｍ以上１０μｍ以下である請求項７に記載の表示装置。
  9. 　前記凹部の側面はテーパーを有し、前記有機絶縁層の上面と前記凹部の前記側面とのなす角は、２０度以上９０度以下である請求項７に記載の表示装置。
  10. 　平面視において、前記凹部の形状は、円形、楕円形、または多角形である請求項７に記載の表示装置。
  11. 　前記凹部は、少なくとも２つの前記発光素子と重畳するように延伸して設けられている請求項７に記載の表示装置。
  12. 　前記発光素子は、マイクロＬＥＤである請求項７に記載の表示装置。
  13. 　基板と、
    　前記基板上の有機絶縁層と、
    　前記有機絶縁層上にあって、所定のパターンを有する無機絶縁層と、
    　前記無機絶縁層上の金属層と、
    　前記金属層上の発光素子と、を含み、
    　前記無機絶縁層は前記発光素子と重畳し、
    　前記金属層は前記無機絶縁層を覆い、前記無機絶縁層の側面に沿った段差部を含む表示装置。
  14. 　前記無機絶縁層の厚さは、０．２ｎｍ以上１０ｎｍ以下である請求項１３に記載の表示装置。
  15. 　前記無機絶縁層の側面はテーパーを有し、前記有機絶縁層の上面と前記無機絶縁層の前記側面とのなす角は、２０度以上９０度以下である請求項１３に記載の表示装置。
  16. 　平面視において、前記無機絶縁層の前記所定のパターンは、円形、楕円形、または多角形である請求項１３に記載の表示装置。
  17. 　前記無機絶縁層は、少なくとも２つの前記発光素子と重畳するように延伸して設けられている請求項１３に記載の表示装置。
  18. 　前記発光素子は、マイクロＬＥＤである請求項１３に記載の表示装置。
     
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