WO2022059562A1 - 画像表示装置および画像表示装置の製造方法 - Google Patents
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Definitions
- An embodiment of the present invention relates to an image display device and a method for manufacturing the image display device.
- an active matrix method may be adopted (see, for example, Patent Document 1).
- the active matrix method requires miniaturization of the transistor that drives the pixel, but even if the latest low-temperature polysilicon (LTPS) process is used, a high-definition display that exceeds 1000 ppi can be realized. It is difficult.
- LTPS low-temperature polysilicon
- One embodiment of the present invention provides an image display device and a method for manufacturing an image display device in which the transfer process of the light emitting element is shortened and the yield is improved.
- the image display device has a substrate, a first wiring formed on the substrate along a first direction, and a first light emitting surface provided on the first wiring.
- a light emitting element a first translucent electrode formed along a second direction intersecting the first direction and provided on the first light emitting surface, and a first difference provided on the first wiring.
- a directional conductive member a first terminal electrically connected to the first wiring via the first anisotropic conductive member, and a second different direction provided on the first translucent electrode. It includes a conductive conductive member and a second terminal electrically connected to the first translucent electrode via the second anisotropic conductive member.
- the first light emitting element has a first bottom surface on the first wiring, and the first light emitting surface is provided on the opposite side of the first bottom surface.
- the image display device includes a substrate, a first wiring formed on the substrate along a first direction, a first semiconductor layer provided on the first wiring, and the above-mentioned.
- a third terminal electrically connected to the second translucent electrode is provided via the device.
- the first light emitting surface is provided on the opposite side of the surface in contact with the first light emitting layer.
- the second light emitting surface is provided on the opposite side of the surface in contact with the second light emitting layer.
- the method for manufacturing an image display device includes a step of preparing a second substrate having a semiconductor layer including a light emitting layer formed on the first substrate, and a first on the first surface of the third substrate.
- a first translucent electrode provided along the second direction intersecting the first direction is formed on the first light emitting surface, and the first light emitting surface is formed on the second light emitting surface.
- a first anisotropic conductive member is provided between the first terminal and the first wiring in the step of forming the second translucent electrode provided along the second direction, and the first terminal and the said.
- the step of electrically connecting the first terminal and the first wiring by the pressure applied between the first wiring and the first translucent electrode and the first translucent electrode via the second anisotropic conductive member comprises a step of electrically connecting the two terminals and electrically connecting the second translucent electrode and the third terminal via the second anisotropic conductive member.
- the first light emitting element has a first bottom surface connected to the first wiring, and the first light emitting surface is provided on the opposite side of the first bottom surface.
- the second light emitting element has a second bottom surface connected to the first wiring, and the second light emitting surface is provided on the opposite side of the second bottom surface.
- the method for manufacturing an image display device includes a step of preparing a second substrate in which a semiconductor layer including a light emitting layer is formed on a first substrate, and a step of forming a second conductive layer on the semiconductor layer.
- the first light emitting element has a first bottom surface connected to the first wiring, and the first light emitting surface is provided on the opposite side of the first bottom surface.
- the second light emitting element has a second bottom surface connected to the first wiring, and the second light emitting surface is provided on the opposite side of the second bottom surface.
- an image display device capable of high-definition and high-speed response is realized.
- a method for manufacturing an image display device capable of high-definition and high-speed response is realized.
- FIG. 6 It is a schematic cross-sectional view which illustrates a part of the manufacturing method of the image display apparatus of 5th Embodiment. It is a schematic plan view which illustrates a part of the image display apparatus which concerns on 6th Embodiment.
- 6 is a schematic cross-sectional view illustrating a part of the image display device of the sixth embodiment.
- 6 is a schematic cross-sectional view illustrating a part of the image display device of the sixth embodiment.
- 6 is a schematic cross-sectional view illustrating a part of the image display device of the sixth embodiment.
- FIG. 1 is a schematic plan view illustrating an image display device according to the present embodiment.
- the image display device 1 of the present embodiment includes a display area 2, a row selection circuit 5, and a current drive circuit 7.
- the display area 2, the row selection circuit 5, and the current drive circuit 7 are provided on the substrate 100.
- a row wiring area 6 and a column wiring area 8 are also provided on the substrate 100.
- the row wiring area 6 is provided between the display area 2 and the row selection circuit 5, and electrically connects the display area 2 and the row selection circuit 5.
- the column wiring area 8 is provided between the display area 2 and the current drive circuit 7, and electrically connects the display area 2 and the current drive circuit 7.
- the substrate 100 is provided with a connector 106 for connecting the row selection circuit 5 and the current drive circuit 7 to an external circuit and supplying a power supply and a selection signal for operating them appropriately.
- the first surface 103a of the substrate 100 on which the display region 2 is formed is a surface parallel to the XY plane.
- the display area 2 is formed on the first surface 103a.
- the display area 2 is a rectangle having sides substantially parallel to the X axis and substantially parallel to the Y axis.
- the sub-pixels 20 are arranged along the X-axis and along the Y-axis in the display area 2.
- the row selection circuit 5, the row wiring region 6, the current drive circuit 7, and the column wiring region 8 are also formed on the first surface 103a.
- the row selection circuit 5 is provided along one side of the display area 2.
- the side of the display area 2 provided with the row selection circuit 5 is a side parallel to the Y axis.
- the current drive circuit 7 is provided on the other side of the display area 2.
- the side of the display area 2 provided with the current drive circuit 7 is a side parallel to the X-axis.
- the row selection circuit 5 and the row wiring area 6 are, for example, semiconductor integrated circuits provided by TCP (Tape Carrier Package), and the current drive circuit 7 and the column wiring area 8 are also semiconductor integrated circuits provided by TCP.
- the row selection circuit 5 and the current drive circuit 7 are not limited to those provided by TCP, and may be provided by COB (Chip On Board) or the like.
- the subpixel 20 includes a light emitting element 150.
- the light emitting element 150 has a light emitting surface 151S that emits light in a direction along the Z axis in the display region 2.
- the radiation direction of the light of the light emitting element 150 is the positive direction of the Z axis.
- the positive direction of the Z axis may be referred to as "up” or “upward”
- the negative direction of the Z axis may be referred to as "down” or “downward”
- gravity is not necessarily applied in the direction along the Z axis. It is not always the direction.
- the length in the direction along the Z axis may be referred to as height.
- FIG. 2 is a schematic enlarged view illustrating a part of the image display device of the present embodiment.
- FIG. 2 shows an enlarged view of the portion a, the portion b, and the portion c shown in FIG.
- Part a is a part of the display area 2 in FIG.
- Part b is a part of the area extending over the display area 2 and the line wiring area 6 in FIG.
- Part c is a part of the area extending over the display area 2 and the column wiring area 8 in FIG.
- the image display device 1 includes a subpixel 20, a wiring 110a, a light emitting element 150, a translucent electrode 160k, a first terminal 34, and a second terminal 44.
- the wiring 110a is provided along the X-axis direction (first direction).
- a plurality of wirings 110a are provided.
- the plurality of wirings (first wiring, second wiring) 110a are provided so as to be separated from each other in the Y-axis direction and substantially parallel to each other at substantially equal intervals.
- the wiring 110a is connected to the first terminal 34 in the row wiring region 6 shown in FIG. 1 at one end.
- the wiring 110a is electrically connected to the first terminal 34 in the connection region 36.
- the light emitting element 150 is provided on the wiring 110a.
- a plurality of light emitting elements 150 are provided, and the plurality of light emitting elements (first light emitting element, second light emitting element) 150 are arranged on the wiring 110a at substantially equal intervals in the X-axis direction.
- the translucent electrode 160k is provided along the Y-axis direction (second direction).
- a plurality of translucent electrodes 160k are provided.
- the plurality of translucent electrodes (first translucent electrode, second translucent electrode) 160k are provided so as to be substantially equal to each other at substantially equal intervals in the X-axis direction.
- the translucent electrode 160k is connected to the second terminal 44 in the row wiring region 8 shown in FIG. 1 at one end.
- the first translucent electrode 160k is electrically connected to the second terminal 44 in the connection region 46.
- the wiring 110a and the translucent electrode 160k are provided so as to be substantially orthogonal to each other.
- the light emitting element 150 is provided at an intersection of the wiring 110a and the translucent electrode 160k. Therefore, the light emitting elements 150 are arranged at substantially equal intervals along the X-axis direction and at substantially equal intervals along the Y-axis direction.
- the distance between the light emitting elements 150 in the X-axis direction is substantially the same as the distance between the light emitting elements 150 in the Y-axis direction. That is, in this example, the light emitting elements 150 are arranged in a matrix with uniform intervals.
- the arrangement of the light emitting elements 150 is not limited to the above, and may be, for example, staggered.
- the wiring 110a and the translucent electrode 160k are not limited to the case where they are orthogonal to each other according to the arrangement of the light emitting elements 150, and are not limited to the case where they are provided linearly.
- the light emitting element 150 is not limited to the matrix-like arrangement in which the intervals are even, and the ratio between the intervals in the X-axis direction and the intervals in the Y-axis direction may be, for example, about 1: 3.
- the light emitting element 150 can arbitrarily set an appropriate arrangement.
- the interval at which the light emitting element 150 is separated in the X-axis direction is called the pitch in the X-axis direction
- the interval at which the light emitting element 150 is separated in the Y-axis direction is called the pitch in the Y-axis direction.
- the pitch in the X-axis direction and the pitch in the Y-axis direction of the light emitting elements are set to be substantially equal, so that the distance between the light emitting elements 150 may be simply referred to as a pitch.
- the pitch in the X-axis direction is defined as the length between the centers of the lengths of the light emitting elements adjacent to the X-axis direction in the X-axis direction
- the pitch in the Y-axis direction is the Y of the light emitting elements adjacent to the Y-axis direction. It is defined as the length between the centers of the axial length.
- FIG. 3A to 4B are schematic cross-sectional views illustrating a part of the image display device of the present embodiment.
- FIG. 3A is a cross-sectional view taken along the line AA'of FIG.
- FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line AA-AA'of FIG.
- FIG. 4A is a cross-sectional view taken along the line BB'of FIG.
- FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line CC'of FIG.
- a color filter 180 is provided on the light emitting element 150.
- one pixel 10 is composed of three sub-pixels 20.
- the color filter 180 may be a monochromatic optical filter or may not be provided with an optical filter, depending on the number of colors of the image to be displayed. When a monochromatic optical filter is provided or when an optical filter is not provided, one subpixel 20 constitutes one pixel.
- pixel 10 includes three subpixels 20.
- Each of the three subpixels 20 has a different color conversion unit 182, and the color conversion unit 182 is arranged to output, for example, red, green, and blue.
- the color conversion units that output red, green, and blue are arranged in ascending order of the X coordinates.
- the configuration of each subpixel 20 is the same except for the color output by the color conversion unit 182.
- the configuration of the color filter 180 including the color conversion unit 182 will be described later.
- the subpixel 20 includes the substrate 100.
- the substrate 100 includes a Si substrate 102 and oxide films 101 and 103.
- the oxide film 103 is formed over one surface 102a of the Si substrate 102.
- the oxide film 101 is formed over the other surface 102b of the Si substrate 102.
- the first surface 103a of the substrate 100 is the surface of the oxide film 103.
- the subpixel 20 includes a wiring 110a, a light emitting element 150, and a translucent electrode 160k.
- the wiring layer 110 is provided on the first surface 103a.
- the wiring layer 110 includes a plurality of wirings 110a provided on the first surface 103a.
- the plurality of wirings 110a are formed on the first surface 103a along the X axis.
- the plurality of wirings 110a are provided so as to be separated from each other in the Y-axis direction and substantially parallel to each other.
- the interval at which the plurality of wires 110a are separated is equal to the pitch in the Y-axis direction of the light emitting element 150.
- adjacent wirings 110a are separated by an insulating layer 112.
- the reference numeral representing the wiring layer shall be displayed next to the wiring constituting the wiring layer.
- Joined metal (metal layer) 114, 115 is provided on the wiring 110a.
- the bonded metals 114 and 115 are laminated in this order from the side of the wiring 110a.
- the bonded metals 114 and 115 are arranged so as to be equal to the pitch in the X-axis direction of the light emitting element 150.
- the bonded metal 115 is provided for ohmic contact with the light emitting element 150, and reduces the connection resistance with the wiring 110a.
- the bonded metals 114 and 115 are preferably formed of a metal material having high light reflectivity such as Ag.
- the bonded metals 114 and 115 are provided below the bottom surface 153B of the light emitting element 150. Therefore, since the bonded metals 114 and 115 have light reflectivity, they reflect the scattered light or the like downward of the light emitting element 150 toward the light emitting surface 151S, and improve the substantial luminous efficiency of the light emitting element 150. be able to.
- the light emitting element (first light emitting element, second light emitting element) 150 is provided on the bonded metal 115.
- the light emitting element 150 includes a bottom surface (first bottom surface, second bottom surface) 153B and a light emitting surface (first light emitting surface, second light emitting surface) 151S.
- the light emitting element 150 is a truncated cone-shaped element having a bottom surface 153B on the bonded metal 115 and a light emitting surface 151S on the surface opposite to the bottom surface 153B. In the XY plan view, the outer circumference of the bottom surface 153B substantially coincides with the outer circumferences of the bonded metals 114 and 115.
- the bonded metals 114 and 115 are formed in a columnar shape that substantially coincides with the outer periphery of the bottom surface.
- the shape of the light emitting element 150 is not limited to the truncated cone, but may be a cylinder, a pyramid, or a prism.
- the outer peripheral shape is not limited to a circle and may be an ellipse.
- the outer peripheral shape is not limited to a square, but may be a polygon such as a hexagon or an octagon.
- the corners may be rounded.
- the light emitting element 150 includes a p-type semiconductor layer 153, a light emitting layer 152, and an n-type semiconductor layer 151.
- the p-type semiconductor layer 153, the light emitting layer 152, and the n-type semiconductor layer 151 are laminated in this order from the bottom surface 153B toward the light emitting surface 151S.
- the p-type semiconductor layer 153 includes a bottom surface 153B, and the bonded metal 115 is electrically connected to the p-type semiconductor layer 153. Therefore, the p-type semiconductor layer 153 is electrically connected to the wiring 110a via the bonded metals 114 and 115.
- a plurality of light emitting elements 150 are provided on one wiring 110a along the X-axis direction, and the p-type semiconductor layers 153 of the plurality of light emitting elements 150 are electrically connected to each other. ..
- a gallium nitride based compound semiconductor including a light emitting layer such as In X Al Y Ga 1-XY N (0 ⁇ X, 0 ⁇ Y, X + Y ⁇ 1) is preferably used.
- the above-mentioned gallium nitride based compound semiconductor may be simply referred to as gallium nitride (GaN).
- the light emitting element 150 in one embodiment of the present invention is a so-called light emitting diode.
- the wavelength of the light emitted by the light emitting element 150 may be any wavelength in the range from the near-ultraviolet region to the visible light region, and is, for example, about 467 nm ⁇ 30 nm.
- the wavelength of the light emitted by the light emitting element 150 may be bluish purple emission of about 410 nm ⁇ 30 nm.
- the wavelength of the light emitted by the light emitting element 150 is not limited to the above-mentioned value, and may be appropriate.
- the light emitting element 150 is provided on the wiring 110a via the bonded metals 114 and 115 on the X axis with a pitch on the X axis.
- the p-type semiconductor layer 153 of the light emitting element 150 provided on the same wiring 110a is electrically connected to each other.
- the insulating film 156 is provided so as to cover the insulating layer 112, the bonded metals 114 and 115, and the light emitting element 150. In this example, a part of the insulating film 156 is removed from the upper portion of the light emitting element 150, and the insulating film 156 covers a portion other than the removed portion on the upper portion of the light emitting element 150.
- the insulating film 156 is provided to protect the light emitting element 150 from the external environment and to separate the adjacent light emitting elements 150 from each other.
- the light emitting surface 151S emits light from the opening 158 from which the insulating film 156 has been removed via the translucent electrode 160k.
- the shape of the light emitting surface 151S in the XY plan view may be a circle similar to the shape of the n-type semiconductor layer 151 in the XY plan view, or may be another shape.
- the translucent wiring layer 160 includes a plurality of translucent electrodes 160k.
- the plurality of translucent electrodes 160k are provided along the Y axis.
- the plurality of translucent electrodes 160k are provided so as to be spaced apart from each other in the X-axis direction and substantially parallel to each other.
- the translucent electrode 160k is provided over the light emitting surface 151S.
- the light emitting elements 150 are arranged at a constant pitch in the X-axis direction and the Y-axis direction. Therefore, the distance between the centers of the adjacent translucent electrodes 160k in the X-axis direction is equal to the pitch in the X-axis direction of the light emitting element 150.
- the translucent electrode 160k is electrically connected to the n-type semiconductor layer 151.
- the n-type semiconductor layers 151 of the plurality of light emitting elements 150 arranged are electrically connected to each other along the Y-axis direction.
- a surface resin layer 170 is provided on the insulating film 156 and the translucent electrode 160k.
- the surface resin layer 170 covers the light emitting surface 151S.
- the surface resin layer 170 is a transparent resin, which protects the insulating film 156 and the translucent electrode 160k, and provides a flattening surface for adhering the color filter 180.
- the subpixel 20 includes a color filter (wavelength conversion member) 180.
- the color filter 180 is provided on the surface resin layer 170 via the transparent thin film adhesive layer 188.
- the transparent thin film adhesive layer 188 is provided for adhering the surface resin layer 170 and the color filter 180.
- the color filter 180 includes a light-shielding unit 181 and a color conversion unit 182.
- the color conversion unit 182 is provided directly above the light emitting surface 151S of the light emitting element 150 according to the shape of the light emitting surface 151S.
- the portion other than the color conversion unit 182 is a light-shielding unit 181.
- the light-shielding unit 181 is a so-called black matrix, which reduces bleeding due to color mixing of light emitted from an adjacent color conversion unit 182 and makes it possible to display a sharp image.
- the color conversion unit 182 has one layer or two or more layers. 3A and 3B show a case where the color conversion unit 182 has two layers. Whether the color conversion unit 182 has one layer or two layers is determined by the color of the light emitted by the subpixel 20, that is, the wavelength. When the emission color of the subpixel 20 is red, the color conversion unit 182 is preferably two layers, a color conversion layer 183 and a filter layer 184 for passing red light. When the emission color of the subpixel 20 is green, the color conversion unit 182 is preferably two layers, a color conversion layer 183 and a filter layer 184 for passing green light. When the emission color of the subpixel 20 is blue, it is preferably one layer.
- the first layer is the color conversion layer 183 and the second layer is the filter layer 184.
- the first color conversion layer 183 is provided at a position closer to the light emitting element 150.
- the filter layer 184 is laminated on the color conversion layer 183.
- the color conversion layer 183 converts the wavelength of the light emitted by the light emitting element 150 into a desired wavelength.
- the light having a wavelength of 467 nm ⁇ 30 nm, which is the wavelength of the light emitting element 150 is converted into light having a wavelength of, for example, about 630 nm ⁇ 20 nm.
- light having a wavelength of 467 nm ⁇ 30 nm, which is the wavelength of the light emitting element 150 is converted into light having a wavelength of, for example, about 532 nm ⁇ 20 nm.
- the filter layer 184 blocks the wavelength component of blue light emission remaining without color conversion in the color conversion layer 183.
- the color of the light emitted by the subpixel 20 When the color of the light emitted by the subpixel 20 is blue, it may be output as it is without passing through the color conversion layer 183 or the color conversion layer 183.
- the wavelength of the light emitted by the light emitting element 150 When the wavelength of the light emitted by the light emitting element 150 is about 467 nm ⁇ 30 nm, the light may be output without passing through the color conversion layer 183.
- the wavelength of the light emitted by the light emitting element 150 is 410 nm ⁇ 30 nm, it is preferable to provide one color conversion layer 183 in order to convert the wavelength of the output light to about 467 nm ⁇ 30 nm.
- the sub-pixel 20 may have a filter layer 184.
- the blue subpixel 20 may have a filter layer 184 through which blue light is transmitted, minute external light reflection other than blue light generated on the surface of the light emitting element 150 is suppressed.
- the wiring 110a is provided on the first surface 103a of the substrate 100.
- An insulating layer 112 is provided on the wiring 110a. A part of the insulating layer 112 on the wiring 110a has been removed, and an anisotropic conductive member (first anisotropic conductive member) 30 is provided at a position where the insulating layer 112 has been removed.
- the anisotropic conductive member 30 is an anisotropic conductive paste or an anisotropic conductive film.
- the anisotropic conductive member includes an anisotropic conductive paste (Anisotropic Conductive Paste, ACP) and an anisotropic conductive film (Anisotropic Conductive Film, ACF).
- ACP anisotropic Conductive Paste
- ACF anisotropic Conductive Film
- the anisotropic conductive member can be used without distinguishing between ACP and ACF.
- ACP is used, an anisotropic conductive member is applied, and when ACF is used, an anisotropic conductive member is attached. It may be described as.
- the anisotropic conductive member 30 includes a binder 31 and anisotropic conductive particles 32.
- the binder 31 functions as an adhesive for fixing the facing wiring 110a and the first terminal 34.
- the anisotropic conductive particles 32 are uniformly dispersed in the binder 31, and electrically connect the wiring 110a to which the pressure is applied and the first terminal 34.
- the anisotropic conductive particles 32 electrically connect the wiring 110a and the first terminal 34 provided in the Z-axis direction of the wiring 110a, but do not electrically connect the conductors in the other directions. ..
- a wiring 110a parallel to the wiring 110a is provided adjacent to the wiring 110a, and even if anisotropic conductive particles 32 are present between the two wirings 110a, the wiring 110a is electrically connected between the two wirings 110a. Do not connect.
- the second terminal 44 is provided on the substrate 100 via the insulating film 156, the translucent electrode 160k, and the anisotropic conductive member 40.
- the second terminal 44 is electrically connected to the translucent electrode 160k via the anisotropic conductive member (second anisotropic conductive member) 40.
- the anisotropic conductive member 40 includes a binder 41 and anisotropic conductive particles 42.
- the binder 41 functions as an adhesive for fixing the facing translucent electrodes 160k and the second terminal 44.
- the anisotropic conductive particles 42 are uniformly dispersed in the binder 41, and electrically connect the facing translucent electrodes 160k and the second terminal 44.
- the anisotropic conductive particles 42 also exhibit the same functions as the anisotropic conductive particles 32.
- the anisotropic conductive particles 42 electrically connect between the translucent electrode 160k and the second terminal 44 provided in the Z-axis direction of the translucent electrode 160k, but between conductors in other directions. Do not connect electrically.
- the end of the wiring coming out of the row selection circuit 5 is set as the first terminal 34, and is electrically connected to the wiring 110a provided in the display region 2. Therefore, in the light emitting elements 150 arranged on the wiring 110a, the p-type semiconductor layers 153 are connected to each other and electrically connected to the row selection circuit 5 shown in FIG. 1 via the first terminal 34.
- the end of the wiring coming out of the current drive circuit 7 is a second terminal 44, which is electrically connected to the translucent electrode 160k provided in the display region 2. Therefore, in the light emitting elements 150 arranged in the Y-axis direction, the n-type semiconductor layers 151 are connected to each other by the translucent electrode 160k, and electricity is supplied to the current drive circuit 7 shown in FIG. 1 via the second terminal 44. Is connected.
- the connector 106 shown in FIG. 1 is electrically connected to the row selection circuit 5 and the current drive circuit 7 via a wiring (not shown) formed on the first surface 103a.
- the row selection circuit 5 and the current drive circuit 7 are supplied with power from the connector, and are supplied with various signals including a row selection signal, a luminance signal, and the like.
- FIG. 5 is a schematic block diagram illustrating the image display device of the present embodiment.
- FIG. 5 shows a part of the circuit configuration of the image display device 1, and schematically shows the circuit configuration of the portion corresponding to the part a in FIG. Further, FIG. 5 also shows the connection relationship between the row selection circuit 5 and the circuit element of the part a and the connection relationship between the current drive circuit 7 and the circuit element of the part a.
- the wiring 110a is provided along the row direction, and the translucent electrode 160k is provided along the column direction.
- the row direction is the X-axis direction and the column direction is the Y-axis direction.
- the three wirings 110a are referred to as the Nth row, the N + 1th row, and the N + 2th row from top to bottom, and the three translucent electrodes 160k are referred to from right to left in the Mth column. , M + 1th column, M + 2nd column.
- the translucent electrode 160k in the M column is arranged at the closest position, and the translucent electrode 160k in the M + 2 column is arranged at the farthest position.
- the wiring 110a in the Nth row is arranged at the nearest position and the wiring 110a in the N + 2 column is arranged at the farthest position when viewed from the current drive circuit 7.
- a DC power supply 9 is connected to the row selection circuit 5 via a power supply terminal 9a and a ground terminal 9b. A voltage sufficiently higher than that of the ground terminal 9b is applied to the power supply terminal 9a by the DC power supply 9.
- the row selection circuit 5 includes row selection switches 5a according to the number of wires 110a, and each row selection switch 5a is connected to the wiring 110a via the first terminal 34. In the initial state, the row selection switch 5a is connected to the ground terminal 9b side, and is connected to the power supply terminal 9a side according to a row selection signal supplied from a control circuit (not shown).
- the current drive circuit 7 includes a current source 7a corresponding to the number of translucent electrodes 160k, and each current source 7a is connected to the translucent electrode 160k via a terminal 44.
- the current source 7a operates so as to output a current having a set current value according to a luminance signal supplied from a control circuit (not shown).
- the light emitting element 150 is formed at the intersection of the wiring 110a and the translucent electrode 160k.
- the light emitting element 150 is represented by a diode circuit symbol.
- the light emitting element 150 causes a current to flow when the voltage value of the wiring 110a is higher than the voltage value of the translucent electrode 160k by the forward voltage drop of the light emitting element 150.
- the wiring 110a connected to the row selection circuit 5 has a resistance component according to the length. Therefore, the voltage that can be applied to the light emitting element 150 in the column located away from the row selection circuit 5 causes a voltage drop due to the resistance component according to the length of the wiring 110a. In order to overcome the voltage drop due to the wiring 110a, it is conceivable to increase the voltage value output by the DC power supply 9, but the power loss of the image display device 1 increases. Therefore, it is preferable to suppress the resistance of the wiring 110a as much as possible.
- FIG. 6 is an example of a schematic operation waveform diagram for explaining the operation of the image display device of the present embodiment.
- FIG. 6 shows the time change of the signal and the voltage value at the six points of the circuit of FIG.
- the uppermost figure of FIG. 6 shows the time change of the output signal of the first terminal 34 of the Nth row of the row selection circuit 5.
- the second figure of FIG. 6 shows the time change of the voltage value of the translucent electrode 160k in the Mth column.
- the third row of FIG. 6 shows the time change of the voltage value on the Mth column side of the wiring 110a in the Nth row.
- the fourth figure of FIG. 6 shows the time change of the voltage value of the translucent electrode 160k in the M + 2 row.
- FIG. 6 shows the time change of the voltage value on the M + 2 column side of the wiring 110a in the Nth row.
- the lowermost figure of FIG. 6 shows the time change of the output signal of the first terminal 34 of the N + 1 row of the row selection circuit 5.
- FIG. 6 shows that in the period T1, the wiring 110a in the Nth row is selected, and in the period T2, the wiring 110a in the N + 1th row is selected.
- the row selection switch 5a of the Nth row is connected to the power supply terminal 9a side at time t2 with a slight delay, and the second row is selected.
- the voltage of the DC power supply 9 is output from the 1 terminal 34.
- the precharge period is set before and after the row selection switching timing, and the time t3 to the time t5 are also set to the precharge period.
- the precharge period is similarly set before time t2 and after time t6.
- Vp1 the voltage between the translucent electrode 160k in the Mth row and the ground at the time of precharging
- Vp2 has a value higher than Vp1 applied to the parasitic capacitance Cc as a voltage at the time of precharging.
- the light emitting element 150 having the anode connected to the Nth row has the current set by the current source 7a connected to each cathode. Flows and emits light with brightness according to the current.
- the selection period of the N + 1 row is started, and at time t5 after the precharge period, the row selection circuit 5 outputs the voltage of the DC power supply 9 from the terminal of the N + 1 row.
- the N + 1th row is selected until the time t6, and the voltage of the wiring 110a connected to the N + 1th row rises.
- the voltage of the wiring 110a reaches a value corresponding to the voltage of the translucent electrode 160k and the forward voltage drop of the light emitting element 150, a current flows through the light emitting element 150 connected to the N + 1 row and is set by the current source 7a. It emits light with brightness according to the current.
- the wiring 110a a voltage drop due to the resistance generated according to the wiring length occurs along the wiring direction of the wiring 110a. Therefore, the voltage drop is generated according to the current value set in the current source 7a and the resistance component according to the laid length.
- the waveforms of the Mth column and the M + 2nd column in the a part are shown, but the light emitting element 150 provided in the column further away from the row selection circuit 5 outside the a part is about. The voltage that can be applied to the anode decreases.
- the voltage drop of the translucent electrode 160k in the M + 2 row is lower than the voltage drop of the translucent electrode 160k in the M row by ⁇ V1.
- the voltage on the M + 2 column side of the wiring in the Nth row is also lower than the voltage on the M column side by ⁇ V2.
- ⁇ V2 indicates a voltage drop that occurs as the wiring 110a moves away from the row selection circuit.
- the voltage Vp2 at the time of precharging of the “M + 2 row wiring voltage” in FIG. 5 needs to be set sufficiently higher than the voltage drop ⁇ V1 due to the resistance component of the translucent electrode 160k. .. If the voltage drop ⁇ V1 can be sufficiently lowered, the voltage at the time of precharging can also be lowered, and the power consumption can be suppressed.
- each row is selected in the same manner as described above, and the voltage drop corresponding to the distance from the row selection circuit 5 is generated in the wiring 110a and the translucent electrode 160k of the selected row. Occurs. Therefore, by reducing the resistance component in the wiring direction of the wiring 110a, the voltage that can be applied to the light emitting element 150 in the column provided at a position away from the row selection circuit 5 can be sufficiently increased.
- a semiconductor growth substrate (second substrate) 1194 is prepared.
- the semiconductor growth substrate 1194 includes a crystal growth substrate 1001 and a semiconductor layer 1150.
- the crystal growth substrate (first substrate) 1001 is, for example, a Si substrate, a sapphire substrate, or the like.
- the Si substrate is used as the crystal growth substrate 1001.
- a low temperature crystal growth process such as a low temperature sputtering method, a cheaper glass substrate or the like can be used as the crystal growth substrate 1001.
- the semiconductor layer 1150 is formed on the crystal growth substrate 1001.
- the semiconductor layer 1150 includes an n-type semiconductor layer 1151, a light emitting layer 1152, and a p-type semiconductor layer 1153.
- the n-type semiconductor layer 1151, the light emitting layer 1152, and the p-type semiconductor layer 1153 are laminated in this order from the side of the crystal growth substrate 1001.
- the semiconductor layer 1150 includes, for example, GaN, and more particularly includes In X Al Y Ga 1-XY N (0 ⁇ X, 0 ⁇ Y, X + Y ⁇ 1) and the like.
- the semiconductor layer 1150 for example, a vapor deposition method (Chemical Vapor Deposition, CVD method) is used, and an organic metal vapor deposition method (Metal Organic Chemical Vapor Deposition, MOCVD method) is preferably used.
- a vapor deposition method Chemical Vapor Deposition, CVD method
- an organic metal vapor deposition method Metal Organic Chemical Vapor Deposition, MOCVD method
- the semiconductor layer 1150 can be grown into an epitaxial crystal even when the process temperature is 700 ° C. or lower.
- a glass substrate or an apparatus having low heat resistance can be used, so that the manufacturing cost can be reduced.
- the n-type semiconductor layer 1151 is formed on the crystal growth substrate 1001.
- crystal defects due to inconsistency of crystal lattice constants may occur, and the crystal with crystal defects exhibits an n-shape. Therefore, when the semiconductor layer 1150 is formed from the n-type semiconductor layer 1151 on the crystal growth substrate 1001 as in this example, a large margin in the production process can be obtained, and the yield can be easily improved. There is an advantage.
- the semiconductor layer 1150 when the semiconductor layer 1150 is formed on the crystal growth substrate 1001, the semiconductor layer 1150 may be formed via the buffer layer.
- the buffer layer for example, a nitride such as AlN is used.
- the mismatch at the interface between the GaN crystal and the crystal growth substrate 1001 can be alleviated. Therefore, it is expected that the quality of the semiconductor crystal of the semiconductor layer 1150 will be improved.
- the p-type semiconductor layer 1153 is bonded to the first surface 103a shown in FIG. 10A, which will be described later, a step of removing the buffer layer is added before the bonding. The same applies to the other embodiments described later.
- the metal layer 1115 is formed on the p-type semiconductor layer 1153.
- the metal layer 1115 is formed of, for example, an alloy of Al or Al, a laminated film of Al and Ti, or the like.
- a metal material having high light reflectivity such as Ag is provided on the metal layer such as Al.
- FIG. 8A is a schematic plan view illustrating a part of the manufacturing method of the image display device of the present embodiment.
- FIG. 8B is a schematic cross-sectional view illustrating a part of the manufacturing method of the image display device of the present embodiment.
- 8A is an enlarged plan view of part a in FIG. 1, and
- FIG. 8B is a cross-sectional view taken along the line AA-AA'of FIG. 8A.
- a substrate (third substrate) 100 is prepared.
- the substrate 100 includes a Si substrate 102 having oxide films 101 and 103 formed on both sides thereof.
- the substrate 100 may be an insulating substrate such as glass.
- the plurality of wirings 110a are formed on the first surface 103a so as to be substantially parallel to each other along the X-axis direction (first direction).
- the distance between the wirings 110a in the Y-axis direction is set to be the pitch of the light emitting element 150.
- a laminated film of Ti and Al is formed by sputtering or the like, and then formed on the plurality of wiring 110a by etching or the like.
- An insulating layer 112 is formed on the formed wiring 110a. In the formed insulating layer 112, the formed portion of the light emitting element is removed to expose the wiring 110a. In this example, since the shape of the light emitting element in the XY plane view is circular, the insulating layer 112 is removed in a circular shape.
- FIG. 9A is a schematic plan view illustrating a part of the manufacturing method of the image display device of the present embodiment.
- FIG. 9B is a schematic cross-sectional view illustrating a part of the manufacturing method of the image display device of the present embodiment.
- 9A is an enlarged plan view of part a in FIG. 1, and
- FIG. 9B is a cross-sectional view taken along the line AA-AA'of FIG. 9A.
- the metal layer 1114 is formed on the wiring 110a and the insulating layer 112.
- the metal layer 1114 is, for example, a laminated film of Ti, Pt, and Au, and is formed by sputtering or the like. After forming the laminated film of Ti, Pt and Au, the surface of the laminated film is flattened by CMP (Chemical Mechanical Planarization) or the like.
- CMP Chemical Mechanical Planarization
- 10A and 10B are schematic cross-sectional views illustrating a part of the manufacturing method of the image display device of the present embodiment.
- 10A and 10B are cross-sectional views corresponding to the cross sections of FIG. 9A along the AA-AA'line.
- the metal layer (second conductive layer) 1115 formed on the semiconductor growth substrate 1194 is arranged so as to face the metal layer (first conductive layer) 1114. By joining the metal layers 1114 and 1115 to each other, the two substrates are bonded together.
- the substrates are bonded to each other by heating and thermocompression bonding each substrate.
- the laminating surface of each substrate may be further flattened by CMP or the like, and then the laminating surface may be cleaned by plasma treatment in vacuum so as to be brought into close contact with each other.
- the crystal growth substrate 1001 is removed by wet etching, laser lift-off, or the like.
- the metal layer 1114 has a purpose of providing a flattening surface for wafer bonding by being provided on the first surface 103a, the wiring 110a, and the insulating layer 112. On the other hand, the formation of the metal layer 1115 can be omitted. By omitting the step of forming the metal layer 1115, the number of steps can be reduced.
- FIGS. 11A to 11C are schematic cross-sectional views illustrating a part of the manufacturing method of the image display device of the present embodiment.
- FIG. 11C is a cross-sectional view corresponding to the cross section taken along the line AA-AA'of FIG. 9A.
- 11A to 11C show an example in which the semiconductor layer 1150 is formed from the p-type semiconductor layer 1153 on the crystal growth substrate 1001. Instead of the steps shown in FIGS. 7A and 7B described above, the steps shown in FIGS. 11A to 11C can be applied.
- the semiconductor growth substrate 1294 is prepared.
- the semiconductor growth substrate 1294 includes a crystal growth substrate 1001 and a semiconductor layer 1150.
- the semiconductor layer 1150 is formed on the crystal growth substrate 1001.
- the semiconductor layer 1150 is laminated in the order of the p-type semiconductor layer 1153, the light emitting layer 1152, and the n-type semiconductor layer 1151 from the side of the crystal growth substrate 1001.
- the support substrate 1190 is joined to the exposed surface 1151E of the n-type semiconductor layer 1151 shown in FIG. 11A.
- the support substrate 1190 is made of, for example, quartz glass, Si, or the like. After that, the crystal growth substrate 1001 is removed by wet etching or laser lift-off.
- the metal layer 1115 is formed on the exposed surface 1153E of the p-type semiconductor layer 1153.
- the semiconductor layer 1150 is bonded to the substrate 100 via the metal layers 1115 and 1114.
- the exposed surface 1153E of the p-type semiconductor layer 1153 exposed by removing the crystal growth substrate 1001 is arranged so as to face the metal layer 1114 via the metal layer 1115, and the p-type semiconductor layer 1153 is arranged. Is joined to the metal layer 1114 via the metal layer 1115.
- the p-type semiconductor layer 1153 may be directly bonded to the metal layer 1114 without forming the metal layer 1115 on the exposed surface 1153E.
- the process up to the formation of the semiconductor growth substrate 1294 and the process of performing the processing after the formation of the substrate 1295 may be executed in the same plant or may be executed in different plants.
- the substrate 1295 may be manufactured in the first plant, the substrate 1295 may be carried into a second plant different from the first plant, and the bonding step may be executed.
- the method of bonding the semiconductor layer 1150 to the substrate 100 is not limited to the above, and the following method can also be used. That is, the semiconductor layer 1150 is formed on the crystal growth substrate 1001 and then stored in a container. For example, in the container, the support substrate 1190 is mounted and stored. After storage, the semiconductor layer 1150 is taken out of the container and attached to the substrate 100 on which the metal layer 1114 is formed. Further, the semiconductor layer 1150 is stored in a container without being mounted on the support substrate 1190. After storage, the semiconductor layer 1150 is taken out of the container and directly bonded to the substrate 100 on which the metal layer 1114 is formed.
- one semiconductor layer 1150 may be bonded to one substrate 100, or a plurality of semiconductor layers 1150 may be bonded to one substrate 100.
- the size of the substrate 100 can be, for example, a rectangular shape or a square shape of about several tens of mm square to 150 mm square.
- the semiconductor layer 1150 formed on the substrate 1195 can be sized according to the size of the substrate 100.
- a substantially rectangular glass substrate having a size of about 1500 mm ⁇ 1800 mm can be used as the substrate 100.
- the semiconductor layer 1150 formed on the substrate 1195 has a rectangular shape or a square shape of about several tens of mm square to 150 mm square, and can have a size of, for example, about 4 inches to 6 inches in terms of wafer dimensions.
- the size of the substrate 100 is appropriately selected according to the size of the image display device and the like.
- FIG. 12 is a perspective view illustrating the method of manufacturing the image display device of the present embodiment.
- FIG. 12 schematically shows an example in which a plurality of semiconductor layers 1150 are bonded to one substrate 100.
- the figure above the arrow in FIG. 12 shows that the plurality of semiconductor growth substrates 1194 are arranged in a grid pattern.
- the figure below the arrow in FIG. 12 shows that the substrate 100 on which the metal layer 1114 is formed is arranged.
- a plurality of semiconductor growth substrates 1194 arranged in a grid pattern are indicated by arrows at positions of two-dot chain lines.
- the end portion of the semiconductor layer 1150 is formed so as to substantially coincide with the end portion of the crystal growth substrate 1001. Therefore, the plurality of semiconductor growth substrates 1194 are arranged in a grid pattern facing the substrate 100 so as not to form a gap between the adjacent semiconductor growth substrates 1194 as much as possible, for example, as shown by the solid line in FIG. To.
- the semiconductor layer 1150 is bonded onto the metal layer 1114 of the substrate 100 as shown by the chain double-dashed line in FIG.
- the substrate 100 to which the plurality of semiconductor layers 1150 are bonded is divided in a subsequent step, and an image display of a quantity and a size according to the number of divisions is performed. It can be a device. Since it is preferable that the end portion of the semiconductor layer 1150 in which the quality of the semiconductor crystal is deteriorated becomes the end portion of the display region, the unit to be divided is preferably set to match the shape of the semiconductor growth substrate 1194. To.
- FIG. 13A is a schematic plan view illustrating a part of the manufacturing method of the image display device of the present embodiment.
- FIG. 13B is a schematic cross-sectional view illustrating a part of the manufacturing method of the image display device of the present embodiment.
- 13A is an enlarged plan view of part a in FIG. 1
- FIG. 13B is a cross-sectional view taken along the line AA-AA'of FIG. 13A.
- the semiconductor layer 1150 shown in FIG. 10B is etched to form a light emitting device 150.
- the light emitting element 150 is processed into a truncated cone shape in this example.
- the insulating film 156 is sufficiently brought into close contact with the side surface of the light emitting element 150 when the insulating film 156 shown in FIGS. 14A and 14B described later is formed on the light emitting element 150. Can be done.
- a higher etching rate is selected as it is closer to the light emitting surface 151S.
- the etching rate is set so as to increase substantially linearly from the side of the bottom surface 153B toward the side of the light emitting surface 151S.
- the resist mask pattern at the time of dry etching is devised at the time of exposure so that it gradually becomes thinner toward the end portion. As a result, it is possible to gradually retreat from the thin portion of the resist during dry etching and increase the etching amount from the side of the bottom surface 153B toward the side of the light emitting surface 151S. In this way, the light emitting element 150 having a truncated cone shape can be formed.
- the metal layer 1115 shown in FIG. 10B is etched and processed into a bonded metal 115.
- the metal layer 1114 shown in FIG. 10B is etched and processed into a bonded metal 114.
- the metal layers 1114 and 1115 are continuously etched using the same mask to form bonded metals 114 and 115 having the same outer peripheral shape in XY plan view.
- FIG. 14A is a schematic plan view illustrating a part of the manufacturing method of the image display device of the present embodiment.
- FIG. 14B is a schematic cross-sectional view illustrating a part of the manufacturing method of the image display device of the present embodiment.
- 14A is an enlarged plan view of part a in FIG. 1
- FIG. 14B is a cross-sectional view taken along the line AA-AA'of FIG. 14A.
- the insulating film 156 is formed on the insulating layer 112 and the light emitting element 150 so as to cover them.
- the insulating film 156 is formed by SiO 2 or the like, the insulating film 156 is formed by, for example, CVD or sputtering.
- a part of the insulating film 156 is removed so as to expose the light emitting surface 151S.
- the opening 158 with the light emitting surface 151S exposed is circular in XY plan view.
- FIG. 15A is a schematic plan view illustrating a part of the manufacturing method of the image display device of the present embodiment.
- FIG. 15B is a schematic cross-sectional view illustrating a part of the manufacturing method of the image display device of the present embodiment.
- 15A is an enlarged plan view of part a in FIG. 1, and
- FIG. 15B is a cross-sectional view taken along the line AA-AA'of FIG. 15A.
- the translucent electrode 160k is formed along the Y-axis direction (second direction) and is formed over the insulating film 156 and the light emitting surface 151S.
- a translucent conductive film such as ITO or ZnO is formed so as to cover the insulating film 156 and the light emitting surface 151S.
- a mask is formed on the conductive film, and a translucent electrode 160k is formed so as to interconnect the light emitting surfaces 151S of the light emitting elements 150 arranged along the Y-axis direction.
- 16A to 17B are schematic cross-sectional views illustrating a part of the manufacturing method of the image display device of the present embodiment.
- 16A and 16B show a cross-sectional view taken along the line BB'of part b of FIG. 2, showing a step of electrically connecting the wiring 110a and the first terminal 34.
- 17A and 17B show a cross-sectional view taken along the line CC'of part c of FIG. 2, showing a step of electrically connecting the translucent electrode 160k and the second terminal 44. ..
- the first terminal 34 is the end of the output wiring of the row selection circuit 5
- the second terminal 44 is the end of the output wiring of the current drive circuit 7.
- the wiring 110a is covered with the insulating layer 112, and a part of the insulating layer 112 is removed to expose the wiring 110a.
- the area where the wiring 110a is exposed is the connection area 36 shown in FIG.
- An anisotropic conductive member 30a is formed in a region including the connection region 36 shown in FIG.
- the anisotropic conductive member 30a is applied to the region including the connection region 36 or attached to the region including the connection region 36.
- the region in which the anisotropic conductive member 30a is formed is a region in FIG. 2 that continuously includes the connection region 36 arranged in the Y-axis direction. That is, the anisotropic conductive member 30a is also provided in the region between the adjacent connection regions 36.
- the first terminal 34 is arranged so as to face the wiring 110a in the connection region 36 via the anisotropic conductive member 30a, and is placed on the anisotropic conductive member 30a as shown by an arrow in FIG. 16A. Ru.
- the anisotropic conductive member 30a contains a binder 31a and anisotropic conductive particles 32a.
- the binder 31a and the anisotropic conductive particles 32a are in the initial state because no pressure is applied and they are not heated. In the initial state, the binder 31a is in a state of having fluidity and adhesiveness, and is in a state of not exhibiting adhesive force. In the initial state, the anisotropic conductive particles 32a do not conduct in any direction.
- FIG. 16B pressure is applied between the first terminal 34 and the substrate 100.
- the direction of the applied pressure is along the Z axis, as shown by the arrow in FIG. 16B.
- the first terminal 34, the substrate 100, and the anisotropic conductive member 30 are heated to a predetermined temperature while applying pressure in the direction of the arrow.
- the anisotropic conductive member 30 the anisotropic conductive particles 32 compressed in the pressure application direction form a conductive path in the pressure application direction.
- the binder 31 cured by heating fixes the wiring 110a and the first terminal 34 in an electrically connected state.
- the translucent electrode 160k is formed on the insulating film 156.
- the anisotropic conductive member 40a is formed on the translucent electrode 160k.
- the region in which the anisotropic conductive member 40a is formed is a region including the connection region 46 shown in FIG. More specifically, the region in which the anisotropic conductive member 40a is formed is a region in FIG. 2 that continuously includes the connection region 46 arranged in the X-axis direction. That is, the anisotropic conductive member 40a is also provided in the region between the connection region 46 and the adjacent connection region 46.
- the anisotropic conductive member 40a is applied to the region including the connection region 46 or attached to the region including the connection region 46.
- the second terminal 44 is arranged so as to face the translucent electrode 160k in the connection region 46 shown in FIG. 2 via the anisotropic conductive member 40a, and is anisotropic conductive as shown by an arrow in FIG. 17A. It is placed on the member 40a.
- the anisotropic conductive member 40a contains a binder 41a and anisotropic conductive particles 42a.
- the binder 41a and the anisotropic conductive particles 42a are in the initial state because they have not been applied with pressure and have not been heated. In the initial state, the binder 41a is in a state of having fluidity and adhesiveness, and is in a state of not exhibiting adhesive force. In the initial state, the anisotropic conductive particles 42a do not conduct in any direction.
- FIG. 17B pressure is applied between the second terminal 44 and the substrate 100.
- the direction of the applied pressure is along the Z axis, as shown by the arrow in FIG. 17B.
- the second terminal 44, the substrate 100, and the anisotropic conductive member 40a shown in FIG. 17A are heated to a predetermined temperature while applying pressure.
- the anisotropic conductive member 40 shown in FIG. 17B the anisotropic conductive particles 42 compressed in the pressure application direction form a conductive path in the pressure application direction.
- the binder 41 cured by heating fixes the translucent electrode 160k and the second terminal 44 in a state of being electrically connected.
- the electrical connection step between the wiring 110a and the first terminal 34 may be performed at the same time as the electrical connection step between the translucent electrode 160k and the second terminal 44, or may be sequentially performed.
- FIG. 18 is a schematic cross-sectional view illustrating a part of the manufacturing method of the image display device of the present embodiment.
- the structure including the wiring 110a, the insulating layer 112, the light emitting element 150, the insulating film 156, the translucent electrode 160k, and the surface resin layer 170 is referred to as a light emitting circuit unit 172.
- the structure including the substrate 100 and the light emitting circuit unit 172 is referred to as a structure 1192.
- the color filter (wavelength conversion member) 180 is formed on the structure 1192 in which a plurality of light emitting elements 150 are formed.
- the color filter 180 is adhered to the structure 1192 on one side.
- the other surface of the color filter 180 is adhered to the glass substrate 186.
- a transparent thin film adhesive layer 188 is provided on one surface of the color filter 180, and is adhered to the exposed surface of the surface resin layer 170 of the structure 1192 via the transparent thin film adhesive layer 188.
- the color filter 180 has color conversion units arranged in the positive direction of the X-axis in the order of red, green, and blue.
- a red color conversion layer 183R is provided on the first layer
- a green color conversion layer 183G is provided on the first layer
- a filter layer 184 is provided on the second layer in each case.
- Each is provided.
- a single-layer color conversion layer 183B may be provided, or a filter layer 184 may be provided.
- a light-shielding unit 181 is provided between the color conversion units, it goes without saying that the frequency characteristics of the filter layer 184 can be changed for each color of the color conversion unit.
- the color filter 180 is attached to the structure 1192 by aligning the positions of the color conversion layers 183R, 183G, and 183B of each color with the positions of the light emitting element 150.
- 19A to 19D are schematic cross-sectional views showing a modified example of the manufacturing method of the image display device of the present embodiment.
- 19A to 19D show a method of forming a color filter by an inkjet method.
- a structure 1192 in which components such as a light emitting element 150 are formed on a substrate 100 is prepared.
- a light-shielding portion 181 is formed on the structure 1192.
- the light-shielding portion 181 is formed by using, for example, screen printing, photolithography technology, or the like.
- the phosphor corresponding to the emission color is ejected from the inkjet nozzle to form the color conversion layer 183.
- the phosphor colors the region where the light-shielding portion 181 is not formed.
- the fluorescent material for example, a general fluorescent material, a perovskite fluorescent material, or a fluorescent paint using a quantum dot fluorescent material is used.
- a perovskite phosphor material or a quantum dot phosphor material it is preferable because each emission color can be realized, the monochromaticity is high, and the color reproducibility can be high.
- a drying process is performed at an appropriate temperature and time. The thickness of the coating film at the time of coloring is set to be thinner than the thickness of the light-shielding portion 181.
- the color conversion layer 183 is not formed for the subpixels that emit blue light if the color conversion unit is not formed. Further, when the blue color conversion layer is formed for the subpixels of blue light emission, if the color conversion unit may be one layer, the thickness of the coating film of the blue phosphor is preferably the light-shielding portion 181. It is said to be about the same as the thickness of.
- the paint for the filter layer 184 is ejected from the inkjet nozzle.
- the paint is applied over the coating film of the phosphor.
- the total thickness of the paint film of the phosphor and the paint is about the same as the thickness of the light-shielding portion 181.
- the color conversion layer 183 be as thick as possible in order to improve the color conversion efficiency.
- the color conversion layer 183 is too thick, the emitted light of the color-converted light is approximated to Lambersian, whereas the emission angle of the non-color-converted blue light is limited by the light-shielding portion 181. .. Therefore, there arises a problem that the display color of the display image is dependent on the viewing angle.
- the thickness of the color conversion layer 183 should be about half the opening size of the light-shielding portion 181. Is desirable.
- the opening of the subpixel 20 is about 10 ⁇ m, so that the thickness of the color conversion layer 183 is preferably about 5 ⁇ m.
- the color conversion material is made of spherical phosphor particles, it is preferable to stack them in a close-packed structure in order to suppress light leakage from the light emitting element 150. For that purpose, at least three layers of particles need to be formed. Therefore, the particle size of the phosphor material constituting the color conversion layer 183 is preferably, for example, about 2 ⁇ m or less, and more preferably about 1 ⁇ m or less.
- the image display device 1 of the present embodiment has a passive matrix structure in which the light emitting element 150 is driven by wiring 110a and a translucent electrode 160k provided so as to intersect each other above and below the light emitting element 150. Therefore, since a circuit element such as a transistor is not required to drive the light emitting element 150, the pixel spacing, which is the distance between the light emitting elements 150, can be shortened.
- the pixel spacing For example, by setting the pixel spacing to about 10 ⁇ m, it is possible to realize a very high-definition panel of about 1000 pp in an image display device having a size of 3 to 4 inches.
- the functions and performance of goggles for virtual reality have been improved, and by realizing such a high-definition panel, it becomes possible to realize higher-performance and higher-performance products.
- a low-cost solar grade Si substrate can be used as the substrate 100. ..
- a glass substrate can be used because it does not require a high temperature process as in the TFT forming step. Regardless of which substrate is used, the cost can be reduced as compared with the display having an active matrix structure.
- the wiring 110a driven by the row selection circuit 5 can use a metal material having high conductivity. Therefore, since the voltage drop in the wiring 110a can be suppressed, the voltage value of the DC power supply for driving the light emitting element 150 can be suppressed to a low level, and the power consumption of the image display device 1 can be reduced. If the power consumption of the image display device 1 is allowed to some extent, the panel size can be increased without increasing the voltage value of the DC power supply for driving the light emitting element 150.
- the wiring 110a is electrically connected to the first terminal 34, which is the wiring from the row selection circuit 5, by the anisotropic conductive member 30 such as ACP or ACF.
- the translucent electrode 160k can also be electrically connected to the second terminal 44, which is the wiring from the current drive circuit 7, by the anisotropic conductive member 40.
- the anisotropic conductive particles for example, those having a diameter of about 1 ⁇ m to several ⁇ m or less can be used to connect wirings having a subpixel pitch of about 10 ⁇ m with high accuracy.
- the bonded metals 114 and 115 are provided between the bottom surface 153B of the light emitting element 150 and the first wiring 110a. Since the bonded metals 114 and 115 can be made of a metal material having high light reflectivity, the light scattered downward of the light emitting element 150 is reflected to the light emitting surface 151S side to obtain a substantial luminous efficiency of the light emitting element 150. Can be improved.
- the semiconductor layer 1150 is bonded to the substrate 100, and then the semiconductor layer 1150 is etched to form the light emitting element 150. Therefore, it is not necessary to individually transfer the individualized light emitting elements to the substrate 100, so that the manufacturing process is significantly shortened. For example, compared to the case where the number of individualized light emitting elements is transferred onto the substrate, the number of transfers of the light emitting elements is considered to be the number of times of substrate bonding in the manufacturing method of the present embodiment, and therefore the number of transfers of the light emitting elements. The number of steps corresponding to is reduced to one-third of the number of light emitting elements.
- the light emitting element is formed after the semiconductor layer 1150 is bonded to the substrate 100 on which the wiring 110a is formed, the alignment for connecting the light emitting element according to the position of the wiring or the electrode is performed. It becomes unnecessary. Therefore, the bonding process can be easily performed in a short time. Since it is not necessary to perform alignment at the time of bonding, the light emitting element 150 can be easily miniaturized, and a high-definition display can be realized.
- the electrical connection of the light emitting element 150, the row selection circuit 5, and the current drive circuit 7 on the substrate 100 is made by an anisotropic conductive member having fine anisotropic conductive particles. conduct. Therefore, short-pitch connections can be made accurately and easily.
- the connection method using the anisotropic conductive member it is possible to simultaneously perform the electrical connection between the light emitting element 150 and the row selection circuit 5 and the electrical connection between the light emitting element 150 and the current drive circuit 7, and it is possible to manufacture the product. The number of processes can be reduced.
- the light emitting surface of the light emitting element is provided by the n-type semiconductor layer, but in the present embodiment, the light emitting surface of the light emitting element is provided by the p-type semiconductor layer.
- 20A and 20B are schematic cross-sectional views illustrating a part of the image display device of the present embodiment.
- FIG. 20A is a cross-sectional view corresponding to the cross section taken along the line AA of FIG. FIG.
- pixel 210 includes three subpixels 220.
- the subpixel 220 includes a wiring 210k, a light emitting element 250, and a translucent electrode 260a.
- the wiring 210k is formed along the X-axis direction.
- the wiring layer 110 includes a plurality of wirings 210k.
- the plurality of wirings 210k are provided so as to be spaced apart from each other in the Y-axis direction and substantially parallel to each other at substantially equal intervals. The distance between the adjacent wires 210k is set according to the pitch of the light emitting element 250.
- the plurality of wirings 210k are connected to the row selection circuit 5 at the end of the display area 2 shown in FIG.
- the light emitting element 250 is formed on the bonded metal 115, and the n-type semiconductor layer 251, the light emitting layer 252, and the p-type semiconductor layer 253 are laminated in this order from the side of the bonded metal 115.
- the light emitting element 250 includes a bottom surface 251B and a light emitting surface 253S.
- the bottom surface 251B is a surface connected to the bonded metal 115.
- the light emitting surface 253S is a surface opposite to the bottom surface 251B. Since the n-type semiconductor layer 251 includes the bottom surface 251B, the bonded metal 115 is electrically connected to the n-type semiconductor layer 251. The bonded metal 115 is ohmic-connected to the n-type semiconductor layer 251.
- the n-type semiconductor layer 251 is electrically connected to the wiring 210k.
- the configurations, materials, and functions of the bonded metals 114 and 115 are the same as those in the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
- the translucent electrode 260a is provided along the Y-axis direction and is provided over the light emitting surface 253S.
- the translucent wiring layer 160 includes a plurality of translucent electrodes 260a.
- the plurality of translucent electrodes 260a are provided so as to be spaced apart from each other in the X-axis direction and parallel to each other at substantially equal intervals. Since the p-type semiconductor layer 253 includes the light emitting surface 253S, the translucent electrode 260a is electrically connected to the p-type semiconductor layer 253.
- the plurality of translucent electrodes 260a are electrically connected to the current drive circuit 7 at the end of the display region 2 shown in FIG.
- FIG. 21 is a schematic block diagram illustrating the image display device of the present embodiment.
- the configuration of the light emitting element is different from that of the other embodiment described above, and the polarity of the light emitting element is different.
- the circuit configuration is changed according to the difference in the polarity of the light emitting element.
- the wiring 210k is provided along the row direction.
- the wiring 210k is connected to the row selection circuit 205 via the first terminal 34.
- the translucent electrode 260a is provided along the row direction.
- the translucent electrode 260a is connected to the current drive circuit 207 via the second terminal 44.
- the row selection circuit 205 includes a row selection switch 205a, and the wiring 210k is connected to the row selection switch 205a via the first terminal 34.
- the row selection switch 205a outputs the voltage of the power supply terminal 9a from the first terminal 34 when selecting the row.
- the row selection switch 205a does not select the row, the row selection switch 205a outputs the voltage of the power supply terminal 9a from the first terminal 34.
- the power supply terminal 9a is connected to a DC power supply 9 that supplies a DC voltage sufficiently higher than the voltage value of the power supply terminal 9a to the ground terminal 9b when the voltage of the ground terminal 9b is used as a reference.
- the current drive circuit 207 includes a current source 207a, and the translucent electrode 260a is connected to the current source 207a via the second terminal 44.
- the current source 207a operates so as to discharge a current from the second terminal 44.
- the anode of the light emitting element 250 is connected to the current source 207a via the second terminal 44, and the cathode of the light emitting element 250 is connected to the row selection switch 205a via the first terminal 34.
- the row selection switch 205a is selected by a control signal from the outside, the voltage of the power supply terminal 9b is output from the first terminal 34. Since the voltage value of the power supply terminal 9b is sufficiently lower than that of the ground terminal 9a, a current flows through the light emitting element 250 connected to the wiring 210k in the selected row. The current flows through the paths of the current source 207a, the second terminal 44, the anode of the light emitting element 250, the cathode of the light emitting element 250, the first terminal 34, and the row selection switch 205a.
- 22A to 22C are schematic cross-sectional views illustrating a part of the manufacturing method of the image display device of the present embodiment.
- the semiconductor growth substrate 1194 is prepared.
- the semiconductor growth substrate 1194 is the same as that described in relation to FIG. 7A for the other embodiments described above.
- the support substrate 1190 is bonded to the p-type semiconductor layer 1153 of the semiconductor growth substrate 1194. After that, the crystal growth substrate 1001 is removed to form the substrate 1195. Wet etching or laser lift-off is used to remove the crystal growth substrate 1001.
- the metal layer 1115 is formed on the exposed surface 1153E of the p-type semiconductor layer 1153.
- the semiconductor layer 1150 is bonded to the substrate 100 via the metal layers 1115 and 1114.
- the support substrate 1190 is removed by wet etching or laser lift-off.
- FIG. 23A is a schematic plan view illustrating a part of the manufacturing method of the image display device of the present embodiment.
- FIG. 23B is a schematic cross-sectional view illustrating a part of the manufacturing method of the image display device of the present embodiment.
- 23A is an enlarged plan view of a portion corresponding to part a in FIG. 1, and
- FIG. 23B is a cross-sectional view taken along the line AA-AA'of FIG. 23A.
- the semiconductor layer 1150 shown in FIG. 22C is processed by etching to form a light emitting device 250.
- the light emitting element 250 is formed into a truncated cone shape whose diameter decreases from the bottom surface 251B toward the light emitting surface 253S by adjusting the etching rate, similarly to the light emitting element 150 in the case of the other embodiment described above.
- the metal layers 1114 and 1115 shown in FIG. 22C are processed by etching to form bonded metals 114 and 115.
- FIG. 24A is a schematic plan view illustrating a part of the manufacturing method of the image display device of the present embodiment.
- FIG. 24B is a schematic cross-sectional view illustrating a part of the manufacturing method of the image display device of the present embodiment.
- 24A is an enlarged plan view of a portion corresponding to part a in FIG. 1, and
- FIG. 24B is a cross-sectional view taken along the line AA-AA'of FIG. 24A.
- the insulating film 156 is formed on the insulating layer 112, the bonded metals 114 and 115, and the light emitting element 250.
- the insulating film 156 is SiO 2
- the insulating film 156 is formed by CVD, sputtering, or the like. A part of the insulating film 156 is removed so as to expose the light emitting surface 253S.
- the opening 158 with the light emitting surface 253S exposed is circular in XY plan view.
- FIG. 25A is a schematic plan view illustrating a part of the manufacturing method of the image display device of the present embodiment.
- FIG. 25B is a schematic cross-sectional view illustrating a part of the manufacturing method of the image display device of the present embodiment.
- 25A is an enlarged plan view of a portion corresponding to part a in FIG. 1, and
- FIG. 25B is a cross-sectional view taken along the line AA-AA'of FIG. 25A.
- the translucent electrode 260a is formed over the insulating film 156 and the light emitting surface 253S. More specifically, for example, a light-transmitting conductive film such as ITO is formed so as to cover the insulating film 156 and the light emitting surface 253S.
- a mask along the Y-axis direction is formed on the conductive film, and a translucent electrode 260a is formed so as to interconnect the light emitting surfaces 253S of the light emitting elements 250 arranged along the Y-axis direction.
- the image display device of this embodiment Since the image display device of this embodiment has a passive matrix structure that does not require a circuit element such as a transistor, like the image display device of the other embodiments described above, the pitch of subpixels can be shortened.
- the p-type semiconductor layer 253 can be a light emitting surface 253S
- the n-type semiconductor layer 251 can be a bottom surface 251B. Since the n-type semiconductor layer 251 can have a smaller resistance value than the p-type semiconductor layer 253, the resistance value related to the light emitting element 250 and the wiring 210k can be suppressed to be smaller. Therefore, there is an advantage that the resistance value on the wiring 210k side connected to the row selection circuit 205 shown in FIG. 21 can be suppressed.
- the p-type semiconductor layer 253 can be made into a light emitting surface 253S by forming the semiconductor layer 1150 on the crystal growth substrate 1001 and then transferring the semiconductor layer 1150 to the support substrate 1190.
- the n-type semiconductor layer 1151 can be formed on the crystal growth substrate 1001
- the quality of the semiconductor crystal of the semiconductor layer 1150 can be improved and stabilized, and the manufacturing yield can be improved. ..
- FIG. 26 is a schematic plan view illustrating a part of the image display device according to the present embodiment.
- FIG. 26 is an enlarged view of a portion corresponding to the portion a of the display area 2 shown in FIG.
- a plurality of light emitting surfaces 351S1 to 351S3 are provided on the p-type semiconductor layer 353a formed on the first wiring 110a. It is different from the case of other embodiments.
- the same components are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted as appropriate.
- one p-type semiconductor layer 353a has three light emitting surfaces 351S1 to 351S3, but the present invention is not limited to this, and one p-type semiconductor layer 353a has two or more light emitting surfaces. can do.
- the p-type semiconductor layer 353a is provided on the wiring 110a. Although not shown in FIG. 26, a plurality of p-type semiconductor layers 353a can be provided on one wiring 110a. A plurality of p-type semiconductor layers 353a are provided in the X-axis direction, and when the light emitting surfaces are formed, the intervals between the light emitting surfaces are arranged so as to have a substantially constant pitch.
- a plurality of wirings 110a are provided, and the plurality of wirings 110a are provided at substantially equal intervals in the Y-axis direction and substantially parallel to each other. Therefore, the plurality of p-type semiconductor layers 353a are provided at substantially equal intervals in parallel with each other at intervals in the Y-axis direction.
- the separation distance of the wiring 110a and the p-type semiconductor layer 353a in the Y-axis direction is substantially equal to the pitch of the light emitting surface.
- 27A and 27B are schematic cross-sectional views illustrating a part of the image display device of the present embodiment.
- 27A is a cross-sectional view taken along the line AA'of FIG. 26.
- 27B is a cross-sectional view taken along the line AA-AA'of FIG. 26.
- the pixel 310 of the image display device includes three sub-pixels 320.
- the display of the color filter is omitted in order to avoid the complexity of the display.
- the surface resin layer 170 is formed on the insulating film 156 and the translucent electrode 160k, and the color filter is provided on the surface resin layer 170.
- the subpixel 320 includes the substrate 100.
- the substrate 100 is the same as in the case of the other embodiments described above, and detailed description thereof will be omitted.
- a wiring layer 110 is provided on the first surface 103a, and the wiring layer 110 includes a plurality of wirings 110a.
- An insulating layer 112 is provided between two adjacent wirings 110a provided in parallel in the Y-axis direction on the first surface 103a.
- Bonded metals 314 and 315 are provided on the wiring 110a.
- the bonded metals 314 and 315 are laminated in this order from the side of the first surface 103a.
- the bonded metals 314 and 315 are formed along the X-axis direction together with the first wiring 110a.
- a plurality of the bonded metals 314 and 315 are provided, and the plurality of bonded metals 314 and 315 are provided at substantially equal intervals and substantially parallel to each other at intervals in the Y-axis direction.
- the separation distance between the bonded metals 314 and 315 adjacent to each other in the Y-axis direction is set to be the pitch of the light emitting surface.
- the bonded metals 314 and 315 can be formed of the same material as the bonded metals 114 and 115 in the case of the other embodiments described above, and have the same function.
- the semiconductor layer 350 includes a p-type semiconductor layer 353a, a first light emitting layer 352a1 to a third light emitting layer 352a3, and a first n type semiconductor layer 351a1 to a third n type semiconductor layer 351a3.
- the first light emitting layer 352a1 to the third light emitting layer 352a3 are provided on the p-type semiconductor layer 350a.
- the first light emitting layer 352a1 to the third light emitting layer 352a3 are separated from each other and separated from each other, and are provided on the p-type semiconductor layer 353a.
- the first n-type semiconductor layer 351a1 is provided on the first light emitting layer 352a1.
- the second n-type semiconductor layer 351a2 is provided on the second light emitting layer 352a2.
- the third n-type semiconductor layer 351a3 is provided on the third light emitting layer 352a3.
- the first n-type semiconductor layer 351a1 to the third n-type semiconductor layer 351a3 are separated from each other and separated from each other, and are provided on the first light emitting layer 352a1 to the third light emitting layer 352a3, respectively.
- the p-type semiconductor layer 353a is provided on the bonding metal 315 along the bonding metal 315. That is, the plurality of p-type semiconductor layers 353a are provided together with the wiring 110a and the bonded metals 314 and 315 so as to be spaced apart from each other in the Y-axis direction and substantially parallel to each other.
- the bottom surface 353B is a part of the p-type semiconductor layer 353a, and the bottom surface 353B is in contact with the bonded metal 315. Therefore, the p-type semiconductor layer 353a is electrically connected to the bonded metal 315.
- the arrangement of the first light emitting layer 352a1 to the third light emitting layer 352a3 is provided substantially in parallel with the wiring 110a, the bonded metal 314, 315, and the p-type semiconductor layer 353a separated in the Y-axis direction.
- the 1n-type semiconductor layer 351a1 to the 3n-type semiconductor layer 351a3 are provided on the first light emitting layer 352a1 to the third light emitting layer 352a3, respectively. Therefore, the arrangement of the first n-type semiconductor layer 351a1 to the third n-type semiconductor layer 351a3 is also Y together with the arrangement of the wiring 110a, the bonded metal 314, 315, the p-type semiconductor layer 353a, and the first light emitting layer 352a1 to the third light emitting layer 352a3. They are provided substantially in parallel with each other separated in the axial direction.
- the 1n type semiconductor layer 351a1 has a first light emitting surface 351S1.
- the first light emitting surface 351S1 is a surface opposite to the surface of the first n-type semiconductor layer 351a1 in contact with the first light emitting layer 352a1.
- the second n-type semiconductor layer 351a2 has a second light emitting surface 351S2.
- the second light emitting surface 351S2 is a surface opposite to the surface of the second n-type semiconductor layer 351a2 in contact with the second light emitting layer 352a2.
- the third n-type semiconductor layer 351a3 has a light emitting surface 351S3.
- the third light emitting surface 351S3 is a surface opposite to the surface of the third n-type semiconductor layer 351a3 in contact with the third light emitting layer 352a3. Therefore, the first light emitting surface 351S1 to the third light emitting surface 351S3 are arranged at substantially equal intervals along the X-axis direction. The plurality of arrangements of the first light emitting surface 351S1 to the third light emitting surface 351S3 are provided substantially parallel to each other so as to be separated from each other in the Y-axis direction.
- the insulating film 156 is provided so as to cover the insulating layer 112, the bonded metal 314, 315, the p-type semiconductor layer 353a, the first light emitting layer 352a1 to the third light emitting layer 352a3, and the first n-type semiconductor layer 351a1 to the third n-type semiconductor layer 351a3. Has been done. A part of the insulating film 156 is removed to expose the first light emitting surface 351S1 to the third light emitting surface 351S3.
- the translucent wiring layer 160 is provided on the insulating film 156 and the first light emitting surface 351S1 to the third light emitting surface 351S3.
- the translucent wiring layer 160 includes a plurality of translucent electrodes 160k.
- the translucent wiring layer 160 is provided over the arrangement of the first light emitting surface 351S1 to the third light emitting surface 351S3.
- the plurality of translucent electrodes 160k are provided in parallel at substantially equal intervals separated in the X-axis direction. The distance between the adjacent translucent electrodes 160k in the X-axis direction is approximately equal to the pitch of the light emitting surface.
- 28A to 29C are schematic cross-sectional views illustrating a part of the manufacturing method of the image display device of the present embodiment.
- 29A to 29C are cross-sectional views corresponding to the cross sections taken along the line AA'of FIG. 26.
- the wiring layer 110 is formed on the first surface 103a of the substrate 100, and the wiring 110a is formed.
- the insulating layer 112 is formed on the wiring layer 110 including the wiring 110a.
- the insulating layer 112 removes the region where the semiconductor layer 350 is connected to the wiring 110a.
- a metal layer 1114 is formed on the insulating layer 112 and the wiring 110a, and preferably the surface of the metal layer 1114 is flattened.
- the metal layer 1115 formed on the semiconductor layer 1150 is attached to the metal layer 1114, so that the semiconductor layer 1150 is attached to the substrate 100 via the metal layers 1115 and 1114. These steps can be performed in the same manner as in the case of the other embodiments described above.
- the metal layers 1114 and 1115 shown in FIG. 28B are processed by etching to form bonded metals 314 and 315.
- the bonded metals 314 and 315 are formed along the wiring 110a, and are formed into the same shape as the first wiring 110a in the XY plan view.
- the semiconductor layer 1150 shown in FIG. 28B is processed by etching to form the semiconductor layer 350 shown in FIG. 29A.
- the p-type semiconductor layer 353a is formed along the bonding metal 315, and is formed into the same shape as the bonding metal 314, 315 and the wiring 110a in XY plan view.
- the first light emitting layer 352a1 to the third light emitting layer 352a3 and the first n type semiconductor layer 351a1 to the third n type semiconductor layer 351a3 are formed.
- the first light emitting layer 352a1 and the first n-type semiconductor layer 351a1 are formed into the same shape in XY plan view.
- the second light emitting layer 352a2 and the second n-type semiconductor layer 351a2 are formed into the same shape in XY plan view.
- the third light emitting layer 352a3 and the third n-type semiconductor layer 351a3 are formed into the same shape in XY plan view.
- the first n-type semiconductor layer 351a1 to the third n-type semiconductor layer 351a3 are formed at the same time, and the first light emitting layer 352a1 to the third light emitting layer 352a3 are formed at the same time.
- the p-type semiconductor layer 353a sandwiched between the first light emitting layer 352a1 to the third light emitting layer 352a3 may be slightly or completely etched.
- the insulating film 156 is provided so as to cover the insulating layer 112, the bonding metal 314, 315, and the semiconductor layer 350 shown in FIG. 29A. A part of the insulating film 156 on the first n-type semiconductor layer 351a1 to the third n-type semiconductor layer 351a3 is removed, and the first light emitting surface 351S1 to the third light emitting surface 351S3 are exposed.
- the first translucent wiring layer 160 is formed along the Y-axis direction.
- the first translucent electrode 160k is formed on the first light emitting surface 351S1 to the third light emitting surface 351S3, respectively.
- a pixel 310 including a plurality of subpixels 320 is formed.
- the image display device of the present embodiment has a passive matrix structure that does not require a circuit element such as a transistor, as in the image display device of the other embodiment described above, and therefore has a first light emitting surface 351S1 to a third light emitting surface 351S3. Pitch can be shortened.
- the semiconductor layer 350 when the semiconductor layer 350 is formed, it is not necessary to divide each light emitting element, so that the manufacturing process may be shortened.
- FIGS. 30A to 30C are schematic cross-sectional views illustrating a part of the image display device according to the present embodiment.
- FIG. 30A is a cross-sectional view corresponding to the cross section taken along the line AA of FIG.
- FIG. 30B is a cross-sectional view corresponding to the cross section taken along the line AA-AA'of FIG.
- FIG. 30C is a cross-sectional view corresponding to the cross section taken along the line CC'of FIG. Since the cross section corresponding to the cross section taken along the line BB'in FIG. 2 is the same as that shown in FIG. 4A of the other embodiment described above, illustration and detailed description thereof will be omitted. As shown in FIGS.
- the image display device of this embodiment includes a plurality of subpixels 420.
- the subpixel 420 differs from the other embodiments described above in that the insulating film 156a is included.
- the same components are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted as appropriate.
- the insulating film 156a covers the side surface of the light emitting element 150 and is also provided between the light emitting element 150 and the adjacent light emitting element 150.
- the height of the insulating film 156a between the two adjacent light emitting elements 150 from the first surface 103a is set higher than the height of the first surface 103a of the light emitting surface 151S.
- the insulating film 156a is made of a light-reflecting material.
- the insulating film 156a is made of, for example, a white resin. By using the insulating film 156a as a white resin, it is possible to reflect the laterally emitted light of the light emitting element 150 and the like.
- the height of the insulating film 156a between the two adjacent light emitting elements 150 from the first surface 103a higher than the height of the first surface 103a of the light emitting surface 151S the height is laterally increased from the light emitting surface 151S. It can reflect the light that is about to spread. As a result, the luminous efficiency of the light emitting element 150 is substantially improved.
- the white resin is formed by dispersing scatterable fine particles having a Mie scattering effect in a silicon-based resin such as SOG (Spin On Glass) or a transparent resin such as a novolak-type phenol-based resin.
- the scattering fine particles are colorless or white, and have a diameter of about 1/10 to several times the wavelength of the light emitted by the light emitting element 150.
- the scatterable fine particles preferably used have a diameter of about 1 ⁇ 2 of the wavelength of light.
- examples of such scattering fine particles include TiO 2 , Al 2 O 3 , ZnO, and the like.
- the white resin can also be formed by utilizing a large number of fine pores dispersed in the transparent resin.
- the insulating film 156 made of an inorganic film such as SiO 2 shown in FIG. 3A or the like may be subjected to a treatment for imparting light reflectivity.
- a treatment for imparting light reflectivity for example, an ALD (Atomic-Layer-Deposition) or a SiO 2 film formed by CVD may be used on top of SOG or the like.
- the insulating film 156a may be made of a material having low light transmittance.
- the insulating film 156a is It may be made of black resin.
- the insulating film 156a as a black resin, scattering of light in the subpixel 420 is suppressed, and stray light is suppressed more effectively.
- An image display device in which stray light is suppressed can display a sharper image.
- the second terminal 44 is provided on the translucent electrode 160k via the anisotropic conductive member 40.
- the second terminal 44 is provided on the thick insulating film 156a via the anisotropic conductive member 40. It differs from the case of the other embodiment described above in that it is electrically connected to the translucent electrode 160k, and is the same as the case of the other embodiment in other respects.
- the step of forming the insulating film 156a is different from that of the other embodiments described above, and is the same as that of the other embodiments in other respects.
- the insulating film 156a is an organic resin
- a coating step, injection molding using a mold, or the like is used.
- the insulating film 156a is an inorganic material containing SiO 2 or the like, CVD, ALD, sputtering or the like is used to form the insulating film 156a as described above.
- the image display device of this embodiment Since the image display device of this embodiment has a passive matrix structure that does not require a circuit element such as a transistor, like the image display device of the other embodiment described above, the pitch of the subpixel 420 is shortened. Can be done.
- the image display device has a subpixel 420 including an insulating film 156a having light reflectivity for separation between the light emitting elements 150. Therefore, it is possible to increase the amount of light emitted from the light emitting surface 151S by reflecting scattered light reflected on the side surface and light emitted diagonally upward. Therefore, the substantial luminous efficiency of the light emitting element 150 can be improved.
- FIGS. 31A to 31C are schematic cross-sectional views illustrating a part of the manufacturing method of the image display device of the present embodiment.
- FIG. 31A is a cross-sectional view corresponding to the cross section taken along the line AA of FIG.
- FIG. 31B is a cross-sectional view corresponding to the cross section taken along the line AA-AA'of FIG.
- FIG. 31C is a cross-sectional view corresponding to the cross section taken along the line BB'of FIG. Since the cross section corresponding to the cross section on the CC'line of FIG. 2 is the same as that shown in FIG. 30C of the fourth embodiment described above, illustration and detailed description thereof will be omitted. As shown in FIGS.
- the image display device of this embodiment has a subpixel 520 including a metal wiring 510.
- the metal wiring 510 is provided along the X-axis direction in place of the wirings 110a and 210k in the other embodiments described above. Similar to the wirings 110a and 210k, a plurality of metal wirings 510 are provided, and the plurality of metal wirings 510 are provided at substantially equal intervals in parallel in the Y-axis direction. The separation distance of the adjacent metal wiring 510 is set to be substantially equal to the pitch of the light emitting element 150.
- Light emitting elements 150 are provided on the metal wiring 510 at substantially equal intervals in the X-axis direction.
- the metal wiring 510 includes the joining metals 514 and 515, and the joining metals 514 and 515 are laminated and joined in this order from the side of the first surface 103a.
- the bottom surface 153B of the light emitting element 150 is in contact with the bonded metal 515, and the p-type semiconductor layer 153 is ohmic connected to the bonded metal 515. Therefore, the p-type semiconductor layer 153 is electrically connected to the first metal wiring 510, and is electrically connected to the light emitting element 150 provided adjacent to the first metal wiring 510 in the X-axis direction.
- the insulating film 156a is formed of an insulating material having light reflectivity, but may be formed of a transparent resin as in the case of the first embodiment and the second embodiment.
- the translucent electrode 160k is formed along the Y-axis direction and is connected to the light emitting surface 151S of the light emitting elements 150 arranged along the Y-axis direction.
- the metal wiring 510 is provided on the first surface 103a of the substrate 100. More specifically, the bonding metal 514 is provided on the first surface 103a, and the bonding metal 515 is provided on the bonding metal 514.
- the first terminal 34 is provided on the bonded metal 515 via the anisotropic conductive member 30.
- the first terminal 34 is electrically connected to the metal wiring 510 via the anisotropic conductive particles 32 of the anisotropic conductive member 30.
- the binder 31 in the anisotropic conductive member 30 is provided to fix the connection between the first terminal 34 and the metal wiring 510, as described with reference to FIG. 4A or the like in the case of the other embodiment described above. ..
- FIG. 32A to 34B are schematic cross-sectional views illustrating a part of the manufacturing method of the image display device of the present embodiment.
- 33A and 34A are cross-sectional views corresponding to the cross sections taken along the line AA'in
- FIG. 33B and 34B are cross-sectional views corresponding to the cross sections taken along the AA-AA'line of FIG.
- the semiconductor growth substrate 1194 is prepared, and the metal layer 1115 is formed on the p-type semiconductor layer 1153 of the semiconductor growth substrate.
- the semiconductor growth substrate 1194 is bonded to the first surface 103a of the substrate 100 via the metal layers 1115 and 1114.
- the step of bonding the semiconductor layer 1150 and the substrate 100 via the metal layers 1114 and 1115 has been described in relation to FIG. 10A in the above-mentioned other embodiments, and will be omitted.
- the crystal growth substrate 1001 shown in FIG. 32A is removed by wet etching or laser lift-off.
- the metal layers 1115 and 1114 shown in FIG. 32B are processed by etching to form the metal wiring 510.
- the plurality of metal wirings 510 are separated from each other in the Y-axis direction so as to be substantially parallel to each other at substantially equal intervals, and individual metal wirings 510 are formed.
- the metal layers 1115 and 1114 shown in FIG. 32B are continuously etched using the same mask.
- the semiconductor layer 1150 shown in FIG. 32B is processed by etching to form a light emitting device 150 as shown in FIGS. 33A and 33B.
- the light emitting element 150 has a cylindrical shape having substantially the same diameter in the height direction of the light emitting element 150, but may have a prismatic shape. Further, as in the case of the other embodiments described above, the shape may be a truncated cone shape or a pyramidal trapezoidal shape.
- the insulating film 156a is formed so as to cover the first surface 103a, the metal wiring 510, and the light emitting element 150.
- the insulating film 156a is made of an insulating material having light reflectivity.
- the insulating film 156a is formed so that the height of the insulating film 156a from the first surface 103a is higher than the height of the light emitting surface 151S from the first surface 103a.
- a part of the insulating film 156a on the upper part of the light emitting element 150 is removed to expose the light emitting surface 151S.
- a translucent wiring layer 160 including a plurality of translucent electrodes 160k is formed on the insulating film 156a and the light emitting surface 151S.
- the translucent electrodes 160k are formed along the Y-axis direction, are spaced apart in the X-axis direction, and are formed substantially in parallel at substantially equal intervals.
- a color filter is provided above the light emitting surface 151S, if necessary.
- the sub-pixel 520 is formed.
- the image display device of the present embodiment has a passive matrix structure that does not require a circuit element such as a transistor, like the image display device of the other embodiment described above, the pitch of the subpixel 520 can be shortened. ..
- the sub-pixel 520 of the image display device includes the metal wiring 510, and the metal wiring is the wiring connected to the row selection circuit 5. Since the metal wiring 510 is formed of metal layers 1114 and 1115 having a sufficient thickness, the resistance component in the wiring direction can be reduced. Therefore, even when a current flows through the light emitting element 150 provided in the column away from the row selection circuit 5 in the display region 2 shown in FIG. 2, the voltage drop of the metal wiring 510 can be suppressed.
- the voltage of the DC power supply supplied to the row selection circuit 5 can be set lower, and the power consumption of the image display device can be reduced.
- the voltage of the DC power supply supplied to the row selection circuit 5 is allowed to be set high to some extent, a sufficient voltage can be supplied to the light emitting element provided at a position farther from the row selection circuit 5. Therefore, it is possible to realize an image display device having a screen having a larger size.
- the metal wiring 510 can be used instead of the wiring 110a in the case of the other embodiment described above.
- the metal wiring 510 also functions as a bonded metal in the case of other embodiments. Therefore, the step of forming the wiring layer 110 and the insulating layer 112 including the plurality of wirings 110a can be omitted. Therefore, it is possible to shorten the manufacturing process of the image display device, reduce the cost, improve the productivity, and the like.
- FIG. 35 is a schematic plan view illustrating a part of the image display device according to the present embodiment.
- FIG. 35 shows an enlarged view of the a part, the b part and the c part shown in FIG.
- Part a is a part corresponding to a part in the display area 2 shown in FIG.
- Part b is a part corresponding to a part of the area extending over the display area 2 and the line wiring area 6 shown in FIG.
- Part c is a part corresponding to a part of the area extending over the display area 2 and the column wiring area 8 shown in FIG.
- the image display device 601 of the present embodiment includes a wiring 110a, a light emitting element 150, a translucent electrode 670k, a first terminal 34, a second terminal 644, and a translucent substrate 680. And.
- the image display device 601 is different from the case of the other embodiments described above in that the image display device 601 is provided with the translucent substrate 680.
- the configuration of the second terminal 644 is different from that of the other embodiments described above.
- the configuration of the sub-pixel 620 is different from that of the other embodiments described above.
- the same components as in the case of the other embodiments described above are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted as appropriate.
- the translucent substrate 680 is provided so as to cover the display area 2 shown in FIG.
- the translucent substrate 680 is provided so as to extend beyond the display area 2 and cover a part of the column wiring area 8 shown in FIG.
- the translucent substrate 680 is, for example, a glass substrate.
- the translucent electrode 670k is provided along the Y-axis direction.
- a plurality of translucent electrodes 670k are provided.
- the plurality of translucent electrodes 670k are provided so as to be spaced apart from each other in the X-axis direction and substantially parallel to each other at substantially equal intervals.
- the translucent substrate 680 and the translucent electrode 670k are provided above the light emitting element 150 as described later in FIGS. 36A and later, and are shown by a two-dot chain line in FIG. 35.
- the subpixel 620 of the image display device 601 is different from the case of the other embodiment described above in that the translucent substrate 680 is provided above the light emitting element 150.
- the second terminal 644 differs from the case of the other embodiment described above in that it is connected to the translucent electrode 670k provided on the translucent substrate 680.
- the same components as in the case of other embodiments are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted as appropriate.
- FIG. 36A to 36C are schematic cross-sectional views illustrating a part of the image display device according to the present embodiment.
- FIG. 36A is a cross-sectional view taken along the line AA'of FIG. 35.
- FIG. 36B is a cross-sectional view taken along the line AA-AA'of FIG. 35.
- 36C is a cross-sectional view taken along the line CC'of FIG. 35. Since the cross section taken along the line BB'in FIG. 35 is the same as that shown in FIG. 4A of the other embodiment described above, illustration and detailed description thereof will be omitted.
- the example described in this embodiment is a monochrome image display device without a color filter. In the following, since one subpixel constitutes one pixel, one pixel is referred to as a subpixel.
- a metal wiring 510 and an insulating film 156a are provided on the first surface 600a, which is one surface of the substrate 600.
- the substrate 600 is a translucent substrate, for example a glass substrate.
- a Si substrate having an oxide film formed on both sides may be used as in the case of the other embodiments described above.
- the first surface 600a is a plane substantially parallel to the XY plane.
- the metal wiring 510 is the same as in the case of the fifth embodiment.
- the metal wiring 510 is provided along the X-axis direction.
- a plurality of metal wirings 510 are provided, and the plurality of metal wirings 510 are provided so as to be spaced apart from each other in the Y-axis direction and substantially parallel to each other at substantially equal intervals.
- the bonded metals 114 and 115 may be provided for each light emitting element on the wiring 110a shown in FIG. 3A or the like as in the case of the first embodiment.
- the plurality of light emitting elements (first light emitting element, second light emitting element) 150 are provided on the metal wiring 510 as in the case of the fifth embodiment, and the bottom surface (first bottom surface, second bottom surface) 153B. Is in contact with the bonded metal 515. Therefore, the p-type semiconductor layer 153 is electrically connected to the metal wiring 510.
- a plurality of light emitting elements 150 are arranged on the metal wiring 510, and the plurality of light emitting elements are provided on the metal wiring 510 at substantially equal intervals on the metal wiring 510 so as to be separated in the Y-axis direction.
- a translucent electrode (third translucent electrode, fourth translucent electrode) 660k is provided over the light emitting surface 151S.
- the translucent electrode 660k is provided on the light emitting surface (first light emitting surface, second light emitting surface) 151S of each of the plurality of light emitting elements 150.
- the translucent electrode 660k is provided between the anisotropic conductive member 650 and the light emitting surface 151S so as to be separated from each other for each light emitting element 150.
- the insulating film 156a is provided so as to cover the first surface 600a, the metal wiring 510, the p-type semiconductor layer 153, and the light emitting layer 152.
- the insulating film 156a is provided so as to cover the side surface of the n-type semiconductor layer 151, and in order to ensure light transmission on the light emitting surface 151S, the side surface of the n-type semiconductor layer 151 near the light emitting surface 151S and the light emitting surface 151S. Does not cover.
- the anisotropic conductive member (third anisotropic conductive member) 650 is provided on the insulating film 156a, the portion of the side surface of the n-type semiconductor layer 151 that is not covered with the insulating film 156a, and the translucent electrode 660k. There is.
- the anisotropic conductive member 650 contains a binder 651 and anisotropic conductive particles 652.
- the binder 651 has the same functions as the binders 31 and 41 shown in FIGS. 4A and 4B, but is made of a material having light transmittance.
- the binder 651 may be made of the same material as the binders 31 and 41 as long as it has light transmittance, or may be different from the binder 651.
- the binder 651 functions as an adhesive for fixing the facing translucent electrodes 660k and the translucent electrodes 670k.
- the anisotropic conductive particles 652 have the same functions as the anisotropic conductive particles 32 and 42 shown in FIGS. 4A and 4B.
- the anisotropic conductive particles 652 may be formed of the same composition and material as the anisotropic conductive particles 32 and 42, or may be different from each other.
- the anisotropic conductive particles 652 electrically connect the facing translucent electrodes 660k and the translucent electrodes 670k.
- the translucent electrode 670k is provided on the translucent electrode 660k via the anisotropic conductive member 650.
- the translucent electrode 670k is provided along the Y-axis direction.
- a plurality of translucent electrodes 670k are provided, and the plurality of translucent electrodes 670k are provided so as to be spaced apart from each other in the X-axis direction and substantially parallel to each other at substantially equal intervals.
- a plurality of light emitting elements 150 and translucent electrodes 660k are arranged along the X-axis direction on the metal wiring 510.
- the anisotropic conductive member 650 is provided between the translucent electrode 670k and the translucent electrode 660k, and is also provided between the translucent electrodes 670k adjacent in the X-axis direction. Further, the anisotropic conductive member 650 is also provided between the translucent electrodes 660k adjacent in the X-axis direction, and is also provided between the n-type semiconductor layers 151 of the n-type semiconductor layer 151 adjacent in the X-axis direction. ing.
- the anisotropic conductive member 650 is also provided between the translucent electrodes 660k adjacent in the Y-axis direction, and is also provided between the n-type semiconductor layers 151 of the light emitting element 150 adjacent in the Y-axis direction.
- Each of the translucent electrodes 670k is provided on the translucent electrode 660k via the anisotropic conductive member 650.
- the anisotropic conductive particles 652 of the anisotropic conductive member 650 are in a conductive state.
- the anisotropic conductive particles 652 are in a non-conducting state. There is. Therefore, the translucent electrode 660k is electrically connected to the translucent electrode 670k provided so as to face the translucent electrode 660k via the third anisotropic conductive member 650.
- the translucent substrate 680 is provided on the third anisotropic conductive member 650.
- the translucent substrate 680 is a substrate having translucency, for example, a glass substrate.
- the second terminal 644 is connected to the translucent electrode 670k formed on the translucent substrate 680 via the anisotropic conductive member (second anisotropic conductive member) 640.
- the anisotropic conductive member 640 contains a binder 641 and anisotropic conductive particles 642.
- the composition, materials and functions of the binder 641 and the anisotropic conductive particles 642 are the same as those of the binder 651 and the anisotropic conductive particles 652.
- the anisotropic conductive particles 642 are in contact with the translucent electrode 670k and the second terminal 644, and electrically connect the translucent electrode 670k and the second terminal 644.
- a plurality of second terminals 644 are provided, and the plurality of second terminals 644 are provided so as to be spaced apart from each other in the X-axis direction and substantially parallel to each other at substantially equal intervals.
- the anisotropic conductive member 640 is provided between the plurality of translucent electrodes 670k and the plurality of anisotropic conductive members 640, respectively.
- the anisotropic conductive member 640 is also provided between the translucent electrodes 670k adjacent in the X-axis direction, and is also provided between the second terminals (third terminals) 644 adjacent in the X-axis direction. There is.
- the n-type semiconductor layer 151 is electrically connected to the current drive circuit 7 shown in FIG. 1 via a translucent electrode 660k, an anisotropic conductive member 650, and a translucent electrode 670k.
- FIG. 37 is a schematic perspective view illustrating the image display device of the present embodiment.
- the image display device of the present embodiment includes a large number of light emitting elements 150 arranged in a matrix on the substrate 600.
- the region in which a large number of light emitting elements 150 are arranged is the display region 2 shown in FIG. 1, and the first terminal 34 is provided at the end of the display region 2.
- An anisotropic conductive member 650 including a binder 651 and an anisotropic conductive particle 652 is provided on the light emitting elements 150 arranged in a matrix.
- a translucent substrate 680 on which a translucent electrode 670k is formed is provided on the anisotropic conductive member 650.
- the translucent electrode 670k is formed so as to face the anisotropic conductive member 650, and the translucent electrode 670k and the light emitting element 150 arranged in a matrix form the anisotropic conductive member 650 as described above. It is electrically connected via.
- a color filter 180 can be further provided on the translucent substrate 680.
- the translucent substrate 680 may be thinned in order to reduce the loss of the translucent substrate 680 during light transmission.
- FIG. 37 shows an example in which the translucent electrode 670k is connected to the light emitting element 150 via the anisotropic conductive member 650, but also in the above-mentioned other embodiments, the translucent electrode 150 is transparent on the light emitting element 150. Even in the embodiment in which the light electrode 160k is directly provided, a large number of light emitting elements 150 are arranged in a matrix as in this example.
- FIG. 38A is a bottom view illustrating a part of the manufacturing method of the image display device of the present embodiment.
- FIG. 38B is a cross-sectional view illustrating a part of the manufacturing method of the image display device of the present embodiment.
- FIG. 38A is a bottom view of the translucent substrate 680 as viewed from the negative direction of the Z axis to the positive direction.
- FIG. 38B is a cross-sectional view taken along the line DD'of FIG. 38A.
- the translucent substrate (fourth substrate) 680 has a first surface 680a and a second surface 680b.
- the second surface 680b is the surface opposite to the first surface 680a.
- a plurality of translucent electrodes (first translucent electrode, second translucent electrode) 670k are formed on the second surface 680b.
- a translucent conductive film is formed over the second surface 680b, and the translucent conductive film is etched to form a translucent electrode 670k along the Y-axis direction.
- FIG. 38A shows that the end of the translucent electrode 670k is the connection region 646.
- FIG. 39A is a bottom view illustrating a part of the manufacturing method of the image display device of the present embodiment.
- FIG. 39B is a cross-sectional view illustrating a part of the manufacturing method of the image display device of the present embodiment.
- FIG. 39A is a bottom view of the translucent substrate 680 as viewed from the negative direction of the Z axis to the positive direction.
- FIG. 39B is a cross-sectional view taken along the line DD'of FIG. 39A.
- the plurality of translucent electrodes (first translucent electrode, second translucent electrode) 670k have a plurality of second terminals (first translucent electrode, second translucent electrode) via the anisotropic conductive member 640.
- the anisotropic conductive member 640 is coated or attached to the end of the second surface 680b along the X-axis direction so as to include, for example, the connection region 646. That is, the anisotropic conductive member 640 is also provided in the region between the two adjacent connecting regions 646.
- the translucent electrode 670k and the second terminal 644 are passed through the anisotropic conductive particles 642 in the connection region 646. And electrically connect. Since the binder 641 containing the thermosetting adhesive is cured by heating, the second terminal 644 is fixed while maintaining an electrical connection with the translucent electrode 670k.
- 40A and 40B are schematic cross-sectional views illustrating a part of the manufacturing method of the image display device of the present embodiment.
- 40A, 41A, 42A and 43A are cross-sectional views corresponding to the cross sections taken along the AA'line of FIG. 35.
- 40B, 41B, 42B and 43B are cross-sectional views corresponding to the cross sections taken along the AA-AA'line of FIG. 35.
- the same configurations as those described with reference to FIGS. 32A and 32B in the case of the fifth embodiment are applied.
- the steps after the steps of FIGS. 32A and 32B will be described. As shown in FIGS.
- a translucent electrode 660k is formed on the light emitting surface 151S for each light emitting element 150.
- a translucent electrode 660k is formed on the n-shaped semiconductor layer 1151 shown in FIGS. 32A and 32B, and the conductive film is processed by etching to obtain translucency.
- the electrode 660k is formed.
- the semiconductor layer 1150 shown in FIGS. 32A and 32B is processed by etching to form a light emitting device 150.
- the anisotropic conductive member 650a is coated or attached so as to cover the insulating film 156a, the light emitting element 150 and the translucent electrode 660k.
- the side surface of the n-type semiconductor layer 151 not covered with the insulating film 156a is covered with the anisotropic conductive member 650a.
- the anisotropic conductive member 650a is provided on the translucent electrode 660k and is also provided between the adjacent light emitting elements 150.
- the anisotropic conductive member 650a contains a binder 651a and anisotropic conductive particles 652a.
- the binder 651a and the anisotropic conductive particles 652a are in the initial state because they have not been applied with pressure and have not been heated. In the initial state, the binder 651a is in a state of having fluidity and adhesiveness, and is in a state of not exhibiting adhesive force. In the initial state, the anisotropic conductive particles 652a do not conduct in any direction.
- a translucent substrate 680 to which a second terminal 644 (not shown) is connected is prepared.
- the second surface 680b is arranged so as to face the anisotropic conductive member 650a.
- the translucent electrode 670k is oriented so as to be orthogonal to the metal wiring 510, and is aligned with the translucent electrode 660k provided on the light emitting surface 151S.
- the translucent substrate 680 and the substrate 600 are heated by applying pressure in the Z-axis direction. Due to the applied pressure, the translucent electrode 670k and the translucent electrode 660k are electrically connected via the anisotropic conductive particles 652.
- the binder 651 cured by heating fixes the translucent electrode 660k and the translucent electrode 670k in an electrically connected state.
- the range in which the translucent electrode 660k and the translucent electrode 670k are electrically connected is, for example, a range defined by the length of the translucent electrode 670k in the X-axis direction. In the region between the two translucent electrodes 670k adjacent to each other in the X-axis direction, no pressure is applied in the X-axis direction, so that there is an electrical electrical between these two translucent electrodes 670k. No connection is established.
- the anisotropic conductive member 650 between the two translucent electrodes 660k adjacent to each other in the Y-axis direction is not applied with the pressure in the Y-axis direction, the electricity between the two translucent electrodes 660k is applied. No target connection is established.
- the anisotropic conductive member 650 is provided on the side of the light emitting element 150 , but the anisotropic conductive member 650 is applied over the second surface 680b of the translucent substrate 680 and the translucent electrode 670k. Alternatively, it may be attached.
- the second terminal 644 and the translucent electrode 670k provided so as to face each other via the anisotropic conductive member 640 are ensured to be conductive by the pressure in the Z-axis direction.
- no pressure is applied in the X-axis direction between the two second terminals 644 adjacent in the X-axis direction and between the two translucent electrodes 670k adjacent in the X-axis direction. .. Therefore, conduction is not ensured between these two second terminals 644 and between the two translucent electrodes 670k.
- the pitch of the subpixel 620 can be shortened.
- the translucent electrode 670k formed on the light emitting element 150 is previously formed on the translucent substrate 680, and light is emitted using the anisotropic conductive member 650. Connect with the element 150. Therefore, since the translucent electrode is not formed on the surface having the step, even if the pitch of the light emitting element 150 is shortened, the decrease in the yield due to the disconnection of the translucent electrode can be reduced.
- the translucent electrode 670k and the translucent electrode 660k are connected via the anisotropic conductive member 650, the thermal stress during manufacturing can be reduced.
- the connecting step of the translucent electrode 670k can be shortened to the forming step and the connecting step of the anisotropic conductive member 650. Therefore, the manufacturing process of the image display device can be shortened, and the cost can be reduced.
- the subpixel 720 includes a substrate 702.
- the substrate 702 is made of an organic resin and is preferably flexible.
- a layer 703 having a Si compound such as SiO 2 is provided on the substrate 702.
- the layer 703 is provided to improve the adhesion of the metal material when forming the metal wiring 510.
- the metal wiring 510 and the insulating film 156a are provided on the first surface 703a.
- the subpixel 720 includes the substrate 781.
- the substrate 781 is made of, for example, a transparent organic resin material and is preferably flexible.
- the substrate 781 has a first surface 781a and a second surface 781b.
- the second surface 781b is the surface opposite to the first surface 781a.
- the translucent electrode 670k is provided on the second surface 781b.
- the image display device of the present embodiment includes the same components as those of the sixth embodiment, except for the substrate 702 and the substrate 781 having the above-mentioned layer 703. The same components are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.
- 45A and 45B are schematic cross-sectional views illustrating a part of the manufacturing method of the image display device of the present embodiment.
- 45A and 45B are cross-sectional views corresponding to the cross sections taken along the line AA'of FIG. 35.
- the metal wiring 510 described in the sixth embodiment and the like, the light emitting element 150, the translucent electrode 660k, the insulating film 156a, and the third anisotropic conductive member 650 Is formed.
- the substrate 700 includes two layers of substrates 701 and 702 and layer 703.
- the substrate 702 is formed by applying a polyimide material on the first surface 701a of the substrate 702 and firing the substrate 702.
- an inorganic film such as SiN x may be formed on one surface 701a.
- the substrate 702 is formed by applying a polyimide material on the inorganic film formed on the surface 701a and firing the substrate.
- the layer 703 is formed over the first surface 701a of the substrate 701.
- the substrate 780 is used instead of the translucent substrate 680 shown in FIGS. 38A to 39B.
- the substrate (fourth substrate) 780 includes two layers of substrates 781 and 782.
- the substrate 782 is, for example, a transparent substrate and is a glass substrate.
- the substrate 781 is a transparent organic resin substrate. As shown in FIG. 45B, the substrate 781 is formed on the surface 782a of the substrate 782.
- the substrates 781 and 782 are bonded together with, for example, an adhesive.
- the substrate 701 is removed by, for example, wet etching or laser lift-off.
- the substrate 782 is also removed by, for example, wet etching.
- the image display device of this embodiment since the substrates 702 and 781 are formed of a thinly molded organic resin, the image display device can be made lighter and thinner. Since the substrates 702 and 781 can be made of a flexible material, it can be bent as an image display device, and can be attached to a curved surface or used for wearable terminals such as goggles for virtual reality. It can be realized without any discomfort.
- FIG. 46 is a schematic plan view illustrating a part of the image display device of the present embodiment.
- the wiring for connecting to the row selection circuit is formed of a conductive material having high conductivity such as metal, but in this embodiment, the wiring for connecting to the current drive circuit is formed. Is also made of a conductive material with high conductivity.
- the image display device of the present embodiment includes a first metal wiring 812k, a light emitting element 250, a translucent electrode 260a, and a second metal wiring 880a.
- the first metal wiring 812k is provided along the X-axis direction.
- a plurality of the first metal wirings 812k are provided, and the plurality of first metal wirings 812k are provided apart in the Y-axis direction and substantially parallel to each other at substantially equal intervals.
- the separation distance of the first metal wiring 812k in the Y-axis direction is set to be the pitch of the light emitting element 250.
- the second metal wiring 880a can be directly connected to the second terminal 44.
- the translucent electrode 260a is provided along the Y-axis direction.
- a plurality of translucent electrodes 260a are provided, and the plurality of translucent electrodes 260a are provided apart in the X-axis direction and substantially parallel to each other at substantially equal intervals.
- the second metal wiring 880a is provided along the Y-axis direction.
- a plurality of the second metal wirings 880a are provided, and the plurality of second metal wirings 880a are provided apart in the X-axis direction and substantially parallel to each other at substantially equal intervals.
- the second metal wiring 880a is a layer different from the translucent electrode 260a, and is provided so as to be substantially parallel to the translucent electrode 260a in the XY plan view.
- the light emitting element 250 is provided at an intersection of the first metal wiring 812k and the second metal wiring 880a. Since the second metal wiring 880a is a layer different from the translucent electrode 260a and is provided substantially parallel to the translucent electrode 260a in XY plan view, the light emitting element 250 is translucent with the first metal wiring 812k. It is provided at the intersection with the electrode 260a.
- the light emitting element 250 has a pyramidal trapezoidal shape having a square cross section, and the light emitting surface 253S shown in FIGS. 47A and 47B described later is circular.
- the shape of the light emitting element 250 may be a truncated cone shape, a cylinder, or a prism as in the case of the other embodiments described above.
- 47A and 47B are schematic cross-sectional views illustrating a part of the image display device of the present embodiment.
- 47A is a cross-sectional view taken along the line AA'of FIG. 46.
- 47B is a cross-sectional view taken along the line AA-AA'of FIG. 46.
- a superstructure including a second metal wiring 880a, a first metal wiring 812k, a light emitting element 250, and a translucent electrode 260a is formed on the substrate 800.
- the substrate 800 is, for example, a translucent substrate and a glass substrate. It may be a substrate containing a Si substrate and an oxide film as in the case of the other embodiments described above.
- a second metal wiring 880a is provided on the first surface 800a of the substrate 800.
- the second metal wiring 880a is provided along the Y-axis direction.
- a plurality of second metal wirings 880a are provided, and the plurality of second metal wirings 880a are provided at substantially equal intervals in parallel with each other at intervals in the X-axis direction.
- the second metal wiring 880a is connected to the current drive circuit 7 at the end of the display region 2 shown in FIG.
- the second metal wiring 880a is formed of, for example, a metal material having high conductivity such as Al or Cu, or an alloy containing Al or Cu or the like.
- the insulating layer 802 is provided on the first surface 800a and the second metal wiring 880a.
- the insulating layer 802 is, for example, an oxide film such as SiO 2 , and is formed by, for example, CVD.
- the surface of the insulating layer 802 is flattened, and the first metal wiring 812k is formed on the flattened insulating layer 802.
- the first metal wiring 812k is formed along the X-axis direction.
- a plurality of the first metal wirings 812k are provided, and the plurality of first metal wirings 812k are provided apart in the Y-axis direction and substantially parallel to each other at substantially equal intervals.
- the first metal wiring 812k is connected to the row selection circuit 5 at the end of the display area 2 shown in FIG.
- a bonded metal 810k is provided over the first metal wiring 812k, and a light emitting element 250 is provided on the bonded metal 810k.
- the p-type semiconductor layer 253 is a light emitting surface 253S
- the n-type semiconductor layer 251 is a light emitting element 250 having a bottom surface.
- the bonded metal 810k is provided for making an ohmic connection with the n-type semiconductor layer 251 of the light emitting element 250, as in the case of the other embodiments described above.
- the bonded metal 810k is provided to reflect the scattered light or the like downward of the light emitting element 250 toward the light emitting surface 253S. This improves the substantial luminous efficiency of the light emitting element 250.
- the configuration of the light emitting element 250 is the same as that of the second embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
- the insulating film 156 is provided so as to cover the insulating layer 802, the first metal wiring 812k, the bonded metal 810k, and the light emitting element 250. A part of the insulating film 156 is removed above the light emitting element 250 to form the light emitting surface 253S.
- the material of the insulating film 156 is the same as that of the other embodiments described above, and detailed description thereof will be omitted.
- the insulating film 156 is the same as in the case of the other embodiments described above, and the insulating film 156a may be made of a light-reflecting insulating material.
- the translucent electrode 260a is provided on the insulating film 156 and the light emitting element 250 along the Y-axis direction.
- the translucent electrode 260a is provided so as to connect the light emitting surfaces 253S of the light emitting elements 250 arranged along the Y-axis direction to each other.
- a plurality of translucent electrodes 260a are provided.
- the plurality of translucent electrodes 260a are provided at substantially equal intervals in parallel with each other at intervals in the X-axis direction.
- the plurality of translucent electrodes 260a and the plurality of second metal wirings 880a are formed in different layers in substantially parallel manner.
- the plurality of translucent electrodes 260a and the plurality of second metal wirings 880a include the light emitting element 250, the bonded metal 810k, the first metal wiring 812k, and the insulating layer 802. They are stacked in the Z-axis direction and arranged so as to have the same XY coordinates.
- the plurality of translucent electrodes 260a and the plurality of second metal wirings 880a are laminated in the Z-axis direction via the insulating film 156 and the insulating layer 802, and have the same XY coordinates. They are arranged as such.
- the translucent electrode 260a has a contact portion 861a, and is connected to the via 862a by the contact portion 861a.
- the contact portion 861a and the via 862a are provided between the adjacent light emitting elements 250.
- a plurality of contact portions 861a and vias 862a are provided, and in this example, they are provided between two adjacent light emitting elements 250.
- the contact portion 861a and the via 862a may be provided for each set of a plurality of light emitting elements arranged in the Y-axis direction.
- the via 862a is provided so as to penetrate the insulating film 156 and the insulating layer 802 and reach the second metal wiring 880a.
- the via 862a is provided between the translucent electrode 260a and the second metal wiring 880a, and electrically connects the translucent electrode 260a and the second metal wiring 880a. Therefore, the p-type semiconductor layer 253 is electrically connected to the current drive circuit 7 via the translucent electrode 260a, the contact portion 861a, the via 862a, and the second metal wiring 880a.
- the contact portion 861a and the via 862a are made of the same material as the translucent electrode 260a in this example.
- the translucent electrode 260a, the contact portion 861a, and the via 862a with the same material, the translucent electrode 260a and the via 862a can be formed at the same time.
- the mutual connection at the contact portion 861a can be performed at the same time as the formation of the translucent electrode 260a and the via 862a.
- the shape of the contact portion 861a and the cross-sectional shape of the via 862a can be appropriately set according to the materials of the contact portion 861a and the via 862a.
- the material of the contact portion 861a and the via 862a is the same material as that of the translucent electrode 260a, a sufficient cross-sectional area is taken in order to reduce the resistance value.
- a method of manufacturing the image display device of the present embodiment will be described.
- the step of forming the second metal wiring 880a and the step of forming the via 862a are different from those of the other embodiments described above. In other respects, the case of the other embodiments described above can be applied.
- a metal layer can be formed on the first surface 800a of the prepared substrate 800, and the second metal wiring 880a can be formed by etching.
- the insulating layer 802 is formed so as to cover the first surface 800a and the second metal wiring 880a, and the surface of the insulating layer 802 is flattened.
- the step of forming the via 862a is executed after the step of forming the insulating film 156.
- a via hole is formed in the contact portion 861a which is the connection position between the via 862a and the second metal wiring 880a.
- the position of the contact portion 861a is selected between the two light emitting elements 250 adjacent to each other in the Y-axis direction.
- the via hole for the via 862a is formed so as to penetrate the insulating film 156 and the insulating layer 802 and reach the second metal wiring 880a.
- a translucent conductive film for forming the translucent electrode 260a is formed over the insulating film 156 and the light emitting element 250, and the formed conductive film is etched to form the translucent electrode 260a. Will be done.
- the via 862a is formed by embedding the via hole with the conductive film material at the time of forming the conductive film, and the via 862a and the translucent electrode are also connected at the same time via the contact portion 861a.
- the image display device of this embodiment Since the image display device of the present embodiment has a passive matrix structure that does not require a circuit element such as a transistor, like the image display device of the other embodiments described above, the pitch of the subpixel 820 can be shortened. ..
- the connection between the current drive circuit 7 and each light emitting element 250 is realized by the translucent electrode 260a and the second metal wiring 880a. By connecting the translucent electrode 260a and the second metal wiring 880a in parallel, the resistance value of the wiring between the current drive circuit 7 and each light emitting element 250 in the wiring direction is reduced.
- the second metal wiring 880a By using a metal material containing Al, Cu, or the like having high conductivity for the second metal wiring 880a, it is possible to reduce the resistance component in the wiring direction between the current drive circuit 7 and each light emitting element 250. Therefore, since the resistance of the wiring that supplies the current to each light emitting element 250 is reduced, the voltage value of the DC power supply that drives each light emitting element 250 can be further lowered, and the power consumption of the image display device is further reduced. Will be possible. Even if the voltage of the DC power supply that drives each light emitting element 250 is lowered, a sufficient voltage can be applied between the terminals of each light emitting element 250, so that the display area can be made larger.
- the technique for forming vias penetrating a plurality of insulating layers has already been established, and the image display device can be manufactured by a proven process. It is possible to improve the quality by increasing the yield and reducing connection defects and the like.
- the image display device described above can be an image display module having an appropriate number of pixels, for example, a computer display, a television, a portable terminal such as a smartphone, a car navigation system, or the like.
- FIG. 48 is a block diagram illustrating an image display device according to the present embodiment.
- FIG. 48 shows the main parts of the configuration of a computer display.
- the image display device 901 includes an image display module 902.
- the image display module 902 is, for example, an image display device having the configuration of the first embodiment described above.
- the image display module 902 includes a display area 2, a row selection circuit 5, and a current drive circuit 7 in which a plurality of subpixels including the subpixel 20 are arranged.
- the image display device 901 further includes a controller 970.
- the controller 970 inputs a control signal separated and generated by an interface circuit (not shown) to control the drive and drive order of each subpixel to the row selection circuit 5 and the current drive circuit 7.
- the image display device described above can be an image display module having an appropriate number of pixels, for example, a computer display, a television, a portable terminal such as a smartphone, a car navigation system, or the like.
- FIG. 49 is a block diagram illustrating an image display device according to a modified example of the present embodiment.
- FIG. 49 shows the configuration of a high-definition flat-screen television.
- the image display device 901a includes an image display module 902a.
- the image display module 902a is, for example, an image display device 1 having the configuration of the first embodiment described above.
- the image display device 901a includes a controller 970a and a frame memory 980a.
- the controller 970a controls the drive order of each subpixel in the display area 2 based on the control signal supplied by the bus 940a.
- the frame memory 980a stores display data for one frame and is used for processing such as smooth moving image reproduction.
- the image display device 901a has an I / O circuit 910a.
- the I / O circuit 910a is simply referred to as "I / O" in FIG. 49.
- the I / O circuit 910a provides an interface circuit or the like for connecting to an external terminal, a device, or the like.
- the I / O circuit 910a includes, for example, a USB interface for connecting an external hard disk device or the like, an audio interface, or the like.
- the image display device 901a has a receiving unit 920a and a signal processing unit 930a.
- An antenna 922a is connected to the receiving unit 920a, and a necessary signal is separated and generated from the radio wave received by the antenna 922a.
- the signal processing unit 930a includes a DSP (Digital Signal Processor), a CPU (Central Processing Unit), etc., and the signal separated and generated by the receiving unit 920a is converted into image data, audio data, etc. by the signal processing unit 930a. Separated and generated.
- an image display device provided with an image display module having an appropriate screen size and resolution can be a portable information terminal such as a smartphone or a car navigation system.
- the image display module in the case of the present embodiment is not limited to the configuration of the image display device in the case of the first embodiment, but may be a modification thereof or the case of another embodiment. As shown in FIG. 37, the image display module in the case of the present embodiment and the modified example is configured to include a large number of subpixels.
- 1,201,601,901,901a Image display device 2 display area, 5,205 row selection circuit, 6 row wiring area, 7,207 current drive circuit, 8 column wiring area, 10,210,310 pixels, 20, 220,320,420,520,620,720,820 subpixels, 30,40,640,650 anisotropic conductive member, 100,600,702 substrate, 110a, 210k wiring, 112 insulating layer, 150,250 light emitting element , 151S, 253S light emitting surface, 156,156a insulating film, 160k, 260a, 660k, 670k translucent electrode, 180 color filter, 350 semiconductor layer, 510 metal wiring, 680 translucent substrate, 812k first metal wiring, 880a 2nd metal wiring, 1001 crystal growth substrate, 1150 semiconductor layer, 1190 support substrate, 1194, 1294 semiconductor growth substrate
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Abstract
実施形態に係る画像表示装置は、基板と、第1方向に沿って前記基板上に形成された第1配線と、前記第1配線上に設けられ、第1発光面を有する第1発光素子と、前記第1方向に交差する第2方向に沿って形成され前記第1発光面上に設けられた第1透光性電極と、前記第1配線上に設けられた第1異方性導電部材と、前記第1異方性導電部材を介して、前記第1配線に電気的に接続された第1端子と、前記第1透光性電極上に設けられた第2異方性導電部材と、前記第2異方性導電部材を介して、前記第1透光性電極に電気的に接続された第2端子と、を備える。前記第1発光素子は、前記第1配線上に第1底面を有し、前記第1発光面は、前記第1底面の反対側に設けられる。
Description
本発明の実施形態は、画像表示装置および画像表示装置の製造方法に関する。
1000ppi(pitch per inch)を超えるような高精細な画像表示装置の要求がある。また、このような高精細な画像表示装置が表示する映像素材では、高速応答性能が要求される場合がある。
高速応答可能なディスプレイを実現するために、アクティブマトリクス方式が採用される場合がある(たとえば、特許文献1参照)。アクティブマトリクス方式では、画素を駆動するトランジスタの微細化が必要とされるが、最新の低温ポリシリコン(Low Temperature Polycrystalline Silicon、LTPS)プロセスを用いても1000ppiを超えるような高精細ディスプレイを実現するのは困難である。
一方で、画素駆動用のトランジスタを要しない従来のパッシブマトリクス方式の液晶ディスプレイや有機半導体を用いたディスプレイでは、応答速度が遅く、高速応答性を必要とする映像素材の表示には適さない場合がある。
高精細かつ高速応答が可能な画像表示装置および画像表示装置の製造方法を実現することが望まれている。
本発明の一実施形態は、発光素子の転写工程を短縮し、歩留りを向上した画像表示装置および画像表示装置の製造方法を提供する。
本発明の一実施形態に係る画像表示装置は、基板と、第1方向に沿って前記基板上に形成された第1配線と、前記第1配線上に設けられ、第1発光面を有する第1発光素子と、前記第1方向に交差する第2方向に沿って形成され前記第1発光面上に設けられた第1透光性電極と、前記第1配線上に設けられた第1異方性導電部材と、前記第1異方性導電部材を介して、前記第1配線に電気的に接続された第1端子と、前記第1透光性電極上に設けられた第2異方性導電部材と、前記第2異方性導電部材を介して、前記第1透光性電極に電気的に接続された第2端子と、を備える。前記第1発光素子は、前記第1配線上に第1底面を有し、前記第1発光面は、前記第1底面の反対側に設けられる。
本発明の一実施形態に係る画像表示装置は、基板と、第1方向に沿って前記基板上に形成された第1配線と、前記第1配線上に設けられた第1半導体層と、前記第1半導体層上に設けられた第1発光層と、前記第1発光層から前記第1方向に沿って離隔して前記第1半導体層上に設けられた第2発光層と、前記第1半導体層とは異なる導電形の半導体層であって、前記第1発光層上に設けられ、第1発光面を含む第2半導体層と、前記第2半導体層と同一の導電形の半導体層であって、前記第2発光層上に設けられ、第2発光面を含む第3半導体層と、前記第1方向に交差する第2方向に沿って形成され前記第1発光面上に設けられた第1透光性電極と、前記第2方向に沿って形成され前記第2発光面上に設けられた第2透光性電極と、前記第1配線に設けられた第1異方性導電部材と、前記第1異方性導電部材を介して、前記第1配線に電気的に接続された第1端子と、前記第1透光性電極上および前記第2透光性電極上に設けられた第2異方性導電部材と、前記第2異方性導電部材を介して、前記第1透光性電極に電気的に接続された第2端子と、前記第2異方性導電部材を介して、前記第2透光性電極に電気的に接続された第3端子と、を備える。前記第1発光面は、前記第1発光層に接する面の反対側に設けられる。前記第2発光面は、前記第2発光層に接する面の反対側に設けられる。
本発明の一実施形態に係る画像表示装置の製造方法は、発光層を含む半導体層を第1基板上に形成した第2基板を準備する工程と、第3基板の第1面上に第1導電層を形成する工程と、前記半導体層を、前記第1導電層を介して前記第3基板に接合する工程と、前記第1基板を除去する工程と、前記第1導電層を加工して第1方向に沿う第1配線を形成する工程と、前記半導体層を加工して、第1発光面を有する第1発光素子および第2発光面を有する第2発光素子を形成する工程と、前記第1面、前記第1配線、前記第1発光素子および前記第2発光素子を覆う絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜の一部を除去して、前記第1発光面および前記第2発光面を露出させる工程と、前記第1発光面上に、前記第1方向に交差する第2方向に沿って設けられた第1透光性電極を形成し、前記第2発光面上に、前記第2方向に沿って設けられた第2透光性電極を形成する工程と、第1端子と前記第1配線との間に第1異方性導電部材を設け、前記第1端子と前記第1配線との間に印加された圧力によって前記第1端子と前記第1配線とを電気的に接続する工程と、第2異方性導電部材を介して前記第1透光性電極と第2端子とを電気的に接続し、前記第2異方性導電部材を介して前記第2透光性電極と第3端子とを電気的に接続する工程と、を備える。前記第1発光素子は、前記第1配線に接続された第1底面を有し、前記第1発光面は、前記第1底面の反対側に設けられる。前記第2発光素子は、前記第1配線に接続された第2底面を有し、前記第2発光面は、前記第2底面の反対側に設けられる。
本発明の一実施形態に係る画像表示装置の製造方法は、発光層を含む半導体層を第1基板上に形成した第2基板を準備する工程と、前記半導体層上に第2導電層を形成する工程と、第1面を有する第3基板を準備する工程と、前記半導体層を、前記第2導電層を介して前記第1面に接合する工程と、前記第1基板を除去する工程と、前記第2導電層を加工して第1方向に沿う第1配線を形成する工程と、前記半導体層を加工して、第1発光面を有する第1発光素子および第2発光面を有する第2発光素子を形成する工程と、前記第1面、前記第1配線、前記第1発光素子および前記第2発光素子を覆う絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜の一部を除去して、前記第1発光面および前記第2発光面を露出させる工程と、前記第1発光面上に、前記第1方向に交差する第2方向に沿って設けられた第1透光性電極を形成し、前記第2発光面上に、前記第2方向に沿って設けられた第2透光性電極を形成する工程と、第1端子と前記第1配線との間に第1異方性導電部材を設け、前記第1端子と前記第1配線との間に印加された圧力によって前記第1端子と前記第1配線とを電気的に接続する工程と、第2異方性導電部材を介して前記第1透光性電極と第2端子とを電気的に接続し、前記第2異方性導電部材を介して前記第2透光性電極と第3端子とを電気的に接続する工程と、を備える。前記第1発光素子は、前記第1配線に接続された第1底面を有し、前記第1発光面は、前記第1底面の反対側に設けられる。前記第2発光素子は、前記第1配線に接続された第2底面を有し、前記第2発光面は、前記第2底面の反対側に設けられる。
本発明の一実施形態によれば、高精細かつ高速応答が可能な画像表示装置が実現される。
本発明の一実施形態によれば、高精細かつ高速応答が可能な画像表示装置の製造方法が実現される。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して詳細な説明を適宜省略する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して詳細な説明を適宜省略する。
(第1の実施形態)
図1は、本実施形態に係る画像表示装置を例示する模式的な平面図である。
図1に示すように、本実施形態の画像表示装置1は、表示領域2と、行選択回路5と、電流駆動回路7と、を備える。表示領域2、行選択回路5および電流駆動回路7は、基板100上に設けられている。基板100上には、行配線領域6および列配線領域8も設けられている。行配線領域6は、表示領域2と行選択回路5との間に設けられており、表示領域2と行選択回路5とを電気的に接続する。列配線領域8は、表示領域2と電流駆動回路7との間に設けられており、表示領域2と電流駆動回路7とを電気的に接続する。基板100には、上述のほか、行選択回路5および電流駆動回路7を外部回路に接続し、これらを適切に動作させるための電源および選択信号を供給するためのコネクタ106が設けられている。
図1は、本実施形態に係る画像表示装置を例示する模式的な平面図である。
図1に示すように、本実施形態の画像表示装置1は、表示領域2と、行選択回路5と、電流駆動回路7と、を備える。表示領域2、行選択回路5および電流駆動回路7は、基板100上に設けられている。基板100上には、行配線領域6および列配線領域8も設けられている。行配線領域6は、表示領域2と行選択回路5との間に設けられており、表示領域2と行選択回路5とを電気的に接続する。列配線領域8は、表示領域2と電流駆動回路7との間に設けられており、表示領域2と電流駆動回路7とを電気的に接続する。基板100には、上述のほか、行選択回路5および電流駆動回路7を外部回路に接続し、これらを適切に動作させるための電源および選択信号を供給するためのコネクタ106が設けられている。
以下の説明では、XYZの3次元座標系を用いて説明することがある。表示領域2が形成されている基板100の第1面103aは、XY平面に平行な面である。表示領域2は、第1面103a上に形成されている。この例では、表示領域2は、X軸にほぼ平行かつ、Y軸にほぼ平行な辺を有する長方形である。後述する図2に示すように、サブピクセル20は、表示領域2内で、X軸に沿って配列され、Y軸に沿って配列されている。
行選択回路5、行配線領域6、電流駆動回路7および列配線領域8も第1面103a上に形成されている。行選択回路5は、表示領域2の1つの辺に沿って設けられている。行選択回路5が設けられている表示領域2の辺は、Y軸に平行な辺である。電流駆動回路7は、表示領域2の他の1つ辺に設けられている。電流駆動回路7が設けられている表示領域2の辺は、X軸に平行な辺である。
行選択回路5および行配線領域6は、たとえばTCP(Tape Carrier Package)で提供される半導体集積回路であり、電流駆動回路7および列配線領域8も、TCPで提供される半導体集積回路である。行選択回路5および電流駆動回路7は、TCPによって提供される場合に限らず、COB(Chip On Board)等によって提供されてもよい。
後述の図2に示すように、サブピクセル20は、発光素子150を含んでいる。発光素子150は、表示領域2内でZ軸に沿った方向に光を放射する発光面151Sを有している。発光素子150の光の放射方向は、Z軸の正方向である。以下では、Z軸の正方向を「上」や「上方」、Z軸の負方向を「下」や「下方」のようにいうことがあるが、Z軸に沿う方向は、必ずしも重力がかかる方向であるとは限らない。また、Z軸に沿った方向の長さを高さということがある。
図2は、本実施形態の画像表示装置の一部を例示する模式的な拡大図である。
図2には、図1に示されたa部、b部およびc部の拡大図が示されている。a部は、図1において、表示領域2内の一部である。b部は、図1において、表示領域2および行配線領域6にわたる領域の一部である。c部は、図1において、表示領域2および列配線領域8にわたる領域の一部である。
図2に示すように、画像表示装置1は、サブピクセル20と、配線110aと、発光素子150と、透光性電極160kと、第1端子34と、第2端子44と、を備える。
図2には、図1に示されたa部、b部およびc部の拡大図が示されている。a部は、図1において、表示領域2内の一部である。b部は、図1において、表示領域2および行配線領域6にわたる領域の一部である。c部は、図1において、表示領域2および列配線領域8にわたる領域の一部である。
図2に示すように、画像表示装置1は、サブピクセル20と、配線110aと、発光素子150と、透光性電極160kと、第1端子34と、第2端子44と、を備える。
配線110aは、X軸方向(第1方向)に沿って設けられている。配線110aは、複数本設けられている。複数の配線(第1配線、第2配線)110aは、Y軸方向に離間しほぼ等間隔で互いにほぼ平行になるように設けられている。配線110aは、一方の端部において、図1に示した行配線領域6内の第1端子34に接続されている。配線110aは、接続領域36において、第1端子34に電気的に接続される。
発光素子150は、配線110a上に設けられている。発光素子150は、複数個設けられており、複数の発光素子(第1発光素子、第2発光素子)150は、X軸方向にほぼ等間隔で離間して配線110a上に配列されている。
透光性電極160kは、Y軸方向(第2方向)に沿って設けられている。透光性電極160kは、複数本設けられている。複数の透光性電極(第1透光性電極、第2透光性電極)160kは、X軸方向に離間してほぼ等間隔で互いにほぼ平行になるように設けられている。透光性電極160kは、一方の端部において、図1に示した列配線領域8内の第2端子44に接続されている。第1透光性電極160kは、接続領域46において、第2端子44に電気的に接続されている。
配線110aおよび透光性電極160kは、ほぼ直交するように設けられている。発光素子150は、配線110aと透光性電極160kとの交差する交点に設けられている。したがって、発光素子150は、X軸方向に沿ってほぼ等間隔に配列され、Y軸方向に沿ってほぼ等間隔に配列されている。発光素子150のX軸方向に離間する間隔は、発光素子150のY軸方向に離間する間隔とほぼ同じとされる。つまり、この例では、発光素子150は、間隔が均等なマトリクス状の配置とされている。
発光素子150の配列は、上述に限らず、たとえば千鳥状とされてもよい。配線110aおよび透光性電極160kは、発光素子150の配列に応じて直交する場合に限らず、また、直線状に設けられる場合に限らない。また、発光素子150は、間隔が均等なマトリクス状の配置に限らず、X軸方向の間隔と、Y軸方向の間隔との比率を、たとえば1対3程度になるようにしてもよい。発光素子150は、適切な配列を任意に設定することができる。
発光素子150がX軸方向に離間する間隔をX軸方向のピッチと呼び、Y軸方向に離間する間隔をY軸方向のピッチと呼ぶ。以下説明する各実施形態における例では、発光素子のX軸方向のピッチおよびY軸方向のピッチは、ほぼ等しく設定されるので、発光素子150間の離間する間隔を単にピッチと呼ぶことがある。たとえば、X軸方向のピッチは、X軸方向に隣接する発光素子のX軸方向の長さの中心間の長さと定義され、Y軸方向のピッチは、Y軸方向に隣接する発光素子のY軸方向の長さの中心間の長さと定義される。
図3A~図4Bは、本実施形態の画像表示装置の一部を例示する模式的な断面図である。
図3Aは、図2のA-A’線における断面図である。
図3Bは、図2のAA-AA’線における断面図である。
図4Aは、図2のB-B’線における断面図である。
図4Bは、図2のC-C’線における断面図である。
以下説明する例では、画像表示装置1の各サブピクセル20では、カラーフィルタ180が発光素子150上に設けられている。本実施形態の画像表示装置1では、3つのサブピクセル20で1つのピクセル10を構成するものとする。なお、カラーフィルタ180は、表示する画像の色数に応じて、単色の光学フィルタにしてもよいし、光学フィルタを設けないようにしてもよい。単色の光学フィルタを設けた場合や光学フィルタを設けない場合には、1つのサブピクセル20で1つのピクセルを構成するものとする。
図3Aは、図2のA-A’線における断面図である。
図3Bは、図2のAA-AA’線における断面図である。
図4Aは、図2のB-B’線における断面図である。
図4Bは、図2のC-C’線における断面図である。
以下説明する例では、画像表示装置1の各サブピクセル20では、カラーフィルタ180が発光素子150上に設けられている。本実施形態の画像表示装置1では、3つのサブピクセル20で1つのピクセル10を構成するものとする。なお、カラーフィルタ180は、表示する画像の色数に応じて、単色の光学フィルタにしてもよいし、光学フィルタを設けないようにしてもよい。単色の光学フィルタを設けた場合や光学フィルタを設けない場合には、1つのサブピクセル20で1つのピクセルを構成するものとする。
図3Aおよび図3Bに示すように、ピクセル10は、3つのサブピクセル20を含む。3つのサブピクセル20は、それぞれ異なる色変換部182を有しており、色変換部182は、たとえば、赤色、緑色および青色を出力するように配置されている。この例では、赤色、緑色および青色を出力する色変換部は、X座標の小さい順に配置されている。各サブピクセル20の構成は、色変換部182が出力する色以外は、同一である。色変換部182を含むカラーフィルタ180の構成については、後述する。
サブピクセル20は、基板100を含む。基板100は、Si基板102および酸化膜101,103を含む。酸化膜103は、Si基板102の一方の面102a上にわたって形成されている。酸化膜101は、Si基板102の他方の面102b上にわたって形成されている。基板100の第1面103aは、酸化膜103の面である。
サブピクセル20は、配線110aと、発光素子150と、透光性電極160kと、を含む。
配線層110は、第1面103a上に設けられている。配線層110は、第1面103aに設けられた複数の配線110aを含む。複数の配線110aは、第1面103a上をX軸に沿って形成されている。複数の配線110aは、Y軸方向に離間し互いにほぼ平行になるように設けられている。複数の配線110aが離間する間隔は、発光素子150のY軸方向のピッチに等しくされる。複数の配線110aのうち隣接する配線110aの間は、絶縁層112によって分離されている。
図3A以降の断面図においては、特に断らない限り、配線層を表す符号は、その配線層を構成する配線の横に表示するものとする。
配線110a上には、接合メタル(メタル層)114,115が設けられている。接合メタル114,115は、配線110aの側からこの順で積層されている。接合メタル114,115は、発光素子150のX軸方向のピッチに等しくなるように配置されている。接合メタル115は、発光素子150とオーミック接続するために設けられており、配線110aとの接続抵抗を低減する。適切な厚さの接合メタル114,115を設けることによって、発光素子150と配線110aとをより低い抵抗値で接続することができる。
接合メタル114,115は、好ましくは、Ag等の高い光反射性を有する金属材料で形成されている。接合メタル114,115は、発光素子150の底面153Bの下方に設けられている。そのため、接合メタル114,115は、光反射性を有することによって、発光素子150の下方への散乱光等を発光面151Sの側に反射して、発光素子150の実質的な発光効率を向上させることができる。
発光素子(第1発光素子、第2発光素子)150は、接合メタル115上に設けられている。発光素子150は、底面(第1底面、第2底面)153Bと発光面(第1発光面、第2発光面)151Sとを含む。発光素子150は、接合メタル115上に底面153Bを有し、底面153Bの反対側の面に発光面151Sを有する円錐台状の素子である。XY平面視において、底面153Bの外周は、接合メタル114,115の外周にほぼ一致する。接合メタル114,115は、底面の外周にほぼ一致する円柱状に形成されている。発光素子150の形状は、円錐台に限らず、円柱であってもよいし、角錐台や角柱であってもよい。円錐台や円柱の場合には、外周形状は、円に限らず楕円であってもよい。角錐や角柱の場合には、外周形状は、四角に限らず、六角や八角等の多角形であってもよい。角錐や角柱の場合には、角部は、丸くなっていてもよい。
発光素子150は、p形半導体層153と、発光層152と、n形半導体層151と、を含む。p形半導体層153、発光層152およびn形半導体層151は、底面153Bから発光面151Sに向かって、この順に積層されている。p形半導体層153は、底面153Bを含んでおり、接合メタル115は、p形半導体層153に電気的に接続されている。したがって、p形半導体層153は、接合メタル114,115を介して、配線110aに電気的に接続されている。1本の配線110a上には、X軸方向に沿って、複数の発光素子150が設けられており、これら複数の発光素子150のp形半導体層153同士は、互いに電気的に接続されている。
発光素子150には、たとえば、InXAlYGa1-X-YN(0≦X、0≦Y、X+Y<1)等の発光層を含む窒化ガリウム系化合物半導体が好適に用いられる。以下では、上述の窒化ガリウム系化合物半導体を、単に窒化ガリウム(GaN)と呼ぶことがある。本発明の一実施形態における発光素子150は、いわゆる発光ダイオードである。発光素子150が発光する光の波長は、近紫外域から可視光域の範囲の波長であればよく、たとえば467nm±30nm程度である。発光素子150が発光する光の波長は、410nm±30nm程度の青紫発光としてもよい。発光素子150が発光する光の波長は、上述の値に限らず、適切なものとすることができる。
発光素子150は、配線110a上を接合メタル114,115を介して、X軸上にX軸上のピッチをもって設けられている。同一の配線110a上に設けられた発光素子150のp形半導体層153は、互いに電気的に接続されている。
絶縁膜156は、絶縁層112、接合メタル114,115および発光素子150を覆って設けられている。この例では、発光素子150の上部で絶縁膜156の一部が除去されており、絶縁膜156は、発光素子150の上部で除去された箇所以外を覆っている。絶縁膜156は、発光素子150を外部環境から保護するとともに、隣接する発光素子150同士を分離するために設けられている。発光面151Sは、絶縁膜156が除去された開口158から透光性電極160kを介して、光を放射する。発光面151SのXY平面視での形状は、n形半導体層151のXY平面視での形状に相似な円であってもよいし、その他の形状であってもよい。
透光性配線層160は、複数の透光性電極160kを含む。複数の透光性電極160kは、Y軸に沿ってそれぞれ設けられている。複数の透光性電極160kは、X軸方向に離間して互いにほぼ平行になるように設けられている。透光性電極160kは、発光面151S上にわたって設けられている。発光素子150は、X軸方向およびY軸方向に一定のピッチをもって配列されている。そのため、隣接する透光性電極160kのX軸方向の中心間距離は、発光素子150のX軸方向のピッチと等しくされる。
n形半導体層151は、発光面151Sを含んでいるので、透光性電極160kは、n形半導体層151に電気的に接続されている。これにより、配列された複数の発光素子150のn形半導体層151は、Y軸方向に沿って互いに電気的に接続されている。
絶縁膜156および透光性電極160k上に、表面樹脂層170が設けられている。表面樹脂層170は、発光面151S上を覆っている。表面樹脂層170は、透明樹脂であり、絶縁膜156および透光性電極160kを保護するとともに、カラーフィルタ180を接着するための平坦化面を提供する。
サブピクセル20は、カラーフィルタ(波長変換部材)180を含む。カラーフィルタ180は、透明薄膜接着層188を介して、表面樹脂層170上に設けられている。透明薄膜接着層188は、表面樹脂層170およびカラーフィルタ180を接着するために設けられている。
カラーフィルタ180は、遮光部181と色変換部182とを含む。色変換部182は、発光素子150の発光面151Sの直上に発光面151Sの形状に応じて設けられている。カラーフィルタ180では、色変換部182以外の部分は、遮光部181とされている。遮光部181は、いわゆるブラックマトリクスであり、隣接する色変換部182から発光される光の混色等によるにじみを低減し、シャープな画像を表示することを可能にする。
色変換部182は、1層または2層以上とされる。図3Aおよび図3Bには、色変換部182が2層の場合が示されている。色変換部182が1層であるか2層であるかは、サブピクセル20が発光する光の色、すなわち波長によって決定される。サブピクセル20の発光色が赤の場合には、好ましくは、色変換部182は、色変換層183および赤色の光を通過させるフィルタ層184の2層とされる。サブピクセル20の発光色が緑の場合には、好ましくは、色変換部182は、色変換層183および緑色の光を通過させるフィルタ層184の2層とされる。サブピクセル20の発光色が青の場合には、好ましくは1層とされる。
色変換部182が2層の場合には、1層目が色変換層183であり、2層目がフィルタ層184である。1層目の色変換層183は、発光素子150により近い位置に設けられている。フィルタ層184は、色変換層183上に積層されている。
色変換層183は、発光素子150が発光する光の波長を所望の波長に変換する。赤色を発光するサブピクセル20の場合には、発光素子150の波長である467nm±30nmの光を、たとえば630nm±20nm程度の波長の光に変換する。緑色を発光するサブピクセル20の場合には、発光素子150の波長である467nm±30nmの光を、たとえば532nm±20nm程度の波長の光に変換する。
フィルタ層184は、色変換層183で色変換されずに残存した青色発光の波長成分を遮断する。
サブピクセル20が発光する光の色が青色の場合には、色変換層183を介してもよいし、色変換層183を介さずにそのまま出力するようにしてもよい。発光素子150が発光する光の波長が467nm±30nm程度の場合には、色変換層183を介さずに光を出力してもよい。発光素子150が発光する光の波長を410nm±30nmとする場合には、出力する光の波長を467nm±30nm程度に変換するために、1層の色変換層183を設けることが好ましい。
青色のサブピクセル20の場合であっても、サブピクセル20は、フィルタ層184を有してもよい。青色のサブピクセル20に青色の光が透過するフィルタ層184を設けることによって、発光素子150の表面で生じる青色の光以外の微小な外光反射が抑制される。
図4Aに示すように、配線110aは、基板100の第1面103a上に設けられている。配線110a上には、絶縁層112が設けられている。配線110a上の絶縁層112は、一部が除去されており、絶縁層112が除去された箇所に異方性導電部材(第1異方性導電部材)30が設けられている。異方性導電部材30は、異方性導電ペーストまたは異方性導電フィルムである。
本明細書では、異方性導電部材は、異方性導電ペースト(Anisotropic Conductive Paste、ACP)および異方性導電フィルム(Anisotropic Conductive Film、ACF)を含むものとする。本実施形態および後述の他の実施形態において、異方性導電部材というときには、ACPまたはACFを区別することなく用いることができるものとする。なお、後述する製造方法の説明等では、ACPを用いる場合には、異方性導電部材を塗布し、のように記述し、ACFを用いる場合には、異方性導電部材を貼付する、のように記述することがある。
異方性導電部材30は、バインダー31と異方性導電粒子32とを含む。バインダー31は、対向する配線110aと第1端子34とを固定する接着剤として機能する。異方性導電粒子32は、バインダー31中に均一に分散されており、圧力が印加された配線110aと第1端子34とを電気的に接続する。異方性導電粒子32は、配線110aと、その配線110aのZ軸方向に設けられた第1端子34との間を電気的に接続するが、他の方向の導体間を電気的に接続しない。たとえば、配線110aは、その配線110aに平行な配線110aが隣接して設けられており、2つの配線110a間に異方性導電粒子32が存在しても、2つの配線110a間を電気的に接続しない。
図4Bに示すように、第2端子44は、絶縁膜156、透光性電極160kおよび異方性導電部材40を介して、基板100上に設けられている。第2端子44は、異方性導電部材(第2異方性導電部材)40を介して、透光性電極160kに電気的に接続されている。
異方性導電部材40は、バインダー41と異方性導電粒子42とを含む。バインダー41は、対向する透光性電極160kと第2端子44とを固定する接着剤として機能する。異方性導電粒子42は、バインダー41中に均一に分散されており、対向する透光性電極160kと第2端子44とを電気的に接続する。異方性導電粒子42も異方性導電粒子32と同様の機能を発揮する。異方性導電粒子42は、透光性電極160kと、その透光性電極160kのZ軸方向に設けられた第2端子44との間を電気的に接続するが、他の方向の導体間を電気的に接続しない。
図1に示した行配線領域6では、行選択回路5から出る配線の端部が第1端子34とされ、表示領域2に設けられた配線110aと電気的に接続される。したがって、配線110a上に配列された発光素子150では、p形半導体層153同士が接続され、第1端子34を介して、図1に示した行選択回路5に電気的に接続される。
図1に示した列配線領域8では、電流駆動回路7から出る配線の端部が第2端子44とされ、表示領域2に設けられた透光性電極160kと電気的に接続される。したがって、Y軸方向に配列された発光素子150は、n形半導体層151同士が透光性電極160kにより互いに接続され、第2端子44を介して、図1に示した電流駆動回路7に電気的に接続される。
図1に示したコネクタ106は、第1面103a上に形成された図示しない配線を介して、行選択回路5および電流駆動回路7に電気的に接続される。行選択回路5および電流駆動回路7は、コネクタから、電源を供給され、行選択信号や輝度信号等を含む各種信号を供給される。
図5は、本実施形態の画像表示装置を例示する模式的なブロック図である。
図5には、画像表示装置1の回路構成の一部が示されており、図1のa部に対応する箇所の回路構成が模式的に示されている。また、図5には、行選択回路5とa部の回路要素との接続関係および電流駆動回路7とa部の回路要素との接続関係も示されている。
図5には、画像表示装置1の回路構成の一部が示されており、図1のa部に対応する箇所の回路構成が模式的に示されている。また、図5には、行選択回路5とa部の回路要素との接続関係および電流駆動回路7とa部の回路要素との接続関係も示されている。
配線110aは、行方向に沿って設けられており、透光性電極160kは、列方向に沿って設けられている。図1および図2において、行方向はX軸方向であり、列方向はY軸方向である。図5の説明では、3本の配線110aについて、上から下へ、第N行、第N+1行、第N+2行と呼び、3本の透光性電極160kについて、右から左へ、第M列、第M+1列、第M+2列と呼ぶ。行選択回路5から見て、M列の透光性電極160kがもっとも近い位置に配置され、M+2列の透光性電極160kがもっとも遠い位置に配置されている。電流駆動回路7から見て、第N行の配線110aがもっとも近い位置に配置され、第N+2列の配線110aがもっとも遠い位置に配置されている。
行選択回路5には、電源端子9aおよび接地端子9bを介して、直流電源9が接続されている。電源端子9aには、接地端子9bよりも十分に高い電圧が直流電源9によって印加される。行選択回路5は、配線110aの本数に応じた行選択スイッチ5aを含んでおり、各行選択スイッチ5aは、第1端子34を介して、配線110aに接続されている。行選択スイッチ5aは、初期状態では、接地端子9b側に接続され、図示しない制御回路から供給される行選択信号にしたがって、電源端子9a側に接続される。
電流駆動回路7は、透光性電極160kの本数に応じた電流源7aを含んでおり、各電流源7aは、端子44を介して、透光性電極160kに接続されている。電流源7aは、図示しない制御回路から供給される輝度信号にしたがって、設定された電流値を有する電流を出力するように動作する。
発光素子150は、配線110aと透光性電極160kとの交点に形成されるが、図5では、発光素子150は、ダイオードの回路記号によって表されている。発光素子150は、配線110aの電圧値が透光性電極160kの電圧値よりも、発光素子150の順電圧降下分より高い場合に、電流を流す。
たとえば、N行の行選択スイッチ5aが電源端子9a側に接続されたときに、N行各列の発光素子150に電流が流れる。このときに、N行以外の行選択スイッチ5aは、接地端子9b側に接続されているので、N行以外の発光素子150の電流は遮断される。
発光素子150は、二次元平面上に配置されているので、行選択回路5に接続されている配線110aは、長さに応じた抵抗分を有する。したがって、行選択回路5から離れた位置にある列の発光素子150に印加できる電圧は、配線110aの長さに応じた抵抗分による電圧降下を生じる。配線110aによる電圧降下に打ち勝つために、直流電源9が出力する電圧値を高くすることが考えられるが、画像表示装置1の電力損失が増大する。そのため、配線110aの抵抗分を極力抑制することが好ましい。
図6は、本実施形態の画像表示装置の動作を説明するための模式的な動作波形図の例である。
図6は、図5の回路の6箇所の信号および電圧値の時間変化を表している。
図6の最上段の図は、行選択回路5の第N行の第1端子34の出力信号の時間変化を表している。
図6の2段目の図は、第M列の透光性電極160kの電圧値の時間変化を表している。
図6の3段目の図は、第N行の配線110aのうち、第M列側の電圧値の時間変化を表している。
図6の4段目の図は、第M+2列の透光性電極160kの電圧値の時間変化を表している。
図6の5段目の図は、第N行の配線110aのうち、第M+2列側の電圧値の時間変化を表している。
図6の最下段の図は、行選択回路5の第N+1行の第1端子34の出力信号の時間変化を表している。
図6では、期間T1において、第N行の配線110aが選択され、期間T2において、第N+1行の配線110aが選択されることを表している。
図6は、図5の回路の6箇所の信号および電圧値の時間変化を表している。
図6の最上段の図は、行選択回路5の第N行の第1端子34の出力信号の時間変化を表している。
図6の2段目の図は、第M列の透光性電極160kの電圧値の時間変化を表している。
図6の3段目の図は、第N行の配線110aのうち、第M列側の電圧値の時間変化を表している。
図6の4段目の図は、第M+2列の透光性電極160kの電圧値の時間変化を表している。
図6の5段目の図は、第N行の配線110aのうち、第M+2列側の電圧値の時間変化を表している。
図6の最下段の図は、行選択回路5の第N+1行の第1端子34の出力信号の時間変化を表している。
図6では、期間T1において、第N行の配線110aが選択され、期間T2において、第N+1行の配線110aが選択されることを表している。
図6に示すように、時刻t1において、第N行を選択する期間T1が開始されると、少し遅れて時刻t2において、第N行の行選択スイッチ5aが電源端子9a側に接続され、第1端子34から直流電源9の電圧が出力される。
時刻t1からt2では、第M列から第M+2列を含むすべての発光素子150は、電流源7aにより逆バイアス状態とされている。この期間には、透光性電極160kと接地間に形成されている寄生容量Ccがプリチャージされる。この例では、プリチャージの期間は、行選択の切り替えタイミングの前後に設けられ、時刻t3から時刻t5もプリチャージの期間に設定されている。時刻t2以前および時刻t6以降も同様にプリチャージの期間が設定される。また、プリチャージ時の第M列の透光性電極160kと接地間の電圧はVp1であり、第M+2列の透光性電極160kと接地間の電圧はVp2とされている。この例では、Vp2は、Vp1よりも高い値がプリチャージ時の電圧として寄生容量Ccに印加されている。
時刻t2において、第N行の行選択スイッチ5aが電源端子9a側に切り替わると、第N行にアノードが接続された発光素子150は、それぞれのカソードに接続された電流源7aによって設定された電流が流れて、電流に応じた輝度で発光する。
時刻t3において、行選択回路5の第N行の選択が終了すると、順バイアス状態となっていた発光素子150が再度逆バイアス状態となり、寄生容量Ccのプリチャージが開始される。
時刻t4において、第N+1行の選択期間が開始され、プリチャージの期間を経て時刻t5において、行選択回路5は、第N+1行の端子から直流電源9の電圧を出力する。期間T1の場合と同様に、時刻t6まで第N+1行が選択され、第N+1行に接続された配線110aの電圧が上昇する。配線110aの電圧が透光性電極160kの電圧および発光素子150の順電圧降下に応じた値に達すると第N+1行に接続された発光素子150に電流が流れて、電流源7aによって設定された電流に応じた輝度で発光する。
ここで、配線110aには、配線長に応じて発生する抵抗分による電圧降下が配線110aの布線された方向に沿って発生する。そのため、電圧降下は、電流源7aで設定された電流値および布線された長さに応じた抵抗分に応じて発生する。この例では、a部内の第M列および第M+2列の2列分の波形が示されているが、a部からさらに外側の行選択回路5から離れた列に設けられた発光素子150ほど、アノードに印加できる電圧が低下する。
透光性電極160kについても同様に、透光性電極160kが布線された方向に沿って、配線長に応じた抵抗分による電圧降下が発生する。
時刻t2から時刻t3の期間では、第M+2列の透光性電極160kの電圧降下が第M列の透光性電極160kの電圧降下よりも、ΔV1だけ低下していることを表している。この期間では、第N行の配線についても、第M+2列側の電圧が第M列側の電圧よりもΔV2分だけ低下している。ΔV2は、配線110aが行選択回路から離れるにしたがって生じる電圧降下を示している。
また、図5中の“第M+2列配線電圧”のプリチャージ時の電圧Vp2は、透光性電極160kの抵抗分による電圧降下分ΔV1よりも十分高く設定される必要があることを示している。電圧降下分ΔV1を十分に低くすることができれば、プリチャージ時の電圧も低くすることができ、消費電力を抑制することが可能になる。
時刻t4から時刻t7を含む期間T2においても、上述と同様に各行が選択され、選択された行の配線110aおよび透光性電極160kにおいて、行選択回路5からの離間距離に応じた電圧降下が生じる。したがって、配線110aの布線方向の抵抗分を低減することにより、行選択回路5から離れた位置に設けられた列の発光素子150に印加できる電圧を十分に高くすることができる。
本実施形態の画像表示装置1の製造方法について説明する。
図7A~図7Bは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する模式的な断面図である。
図7Aに示すように、本実施形態の画像表示装置1の製造方法では、半導体成長基板(第2基板)1194が準備される。半導体成長基板1194は、結晶成長用基板1001および半導体層1150を含む。結晶成長用基板(第1基板)1001は、たとえばSi基板やサファイア基板等である。好ましくは、Si基板が結晶成長用基板1001として用いられる。また、低温スパッタ法等の低温結晶成長プロセスを用いることによって、より安価なガラス基板等を結晶成長用基板1001として用いることもできる。
図7A~図7Bは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する模式的な断面図である。
図7Aに示すように、本実施形態の画像表示装置1の製造方法では、半導体成長基板(第2基板)1194が準備される。半導体成長基板1194は、結晶成長用基板1001および半導体層1150を含む。結晶成長用基板(第1基板)1001は、たとえばSi基板やサファイア基板等である。好ましくは、Si基板が結晶成長用基板1001として用いられる。また、低温スパッタ法等の低温結晶成長プロセスを用いることによって、より安価なガラス基板等を結晶成長用基板1001として用いることもできる。
半導体層1150は、結晶成長用基板1001上に形成されている。半導体層1150は、n形半導体層1151、発光層1152およびp形半導体層1153を含む。n形半導体層1151、発光層1152およびp形半導体層1153は、結晶成長用基板1001の側から、この順に積層されている。半導体層1150は、たとえば、GaNを含み、より詳細には、InXAlYGa1-X-YN(0≦X、0≦Y、X+Y<1)等を含む。
半導体層1150の形成には、たとえば気相成長法(Chemical Vapor Deposition、CVD法)が用いられ、有機金属気相成長法(Metal Organic Chemical Vapor Deposition、MOCVD法)が好適に用いられる。低温スパッタ法によれば、プロセス温度を700℃以下としても、半導体層1150を、エピタキシャル結晶成長させることができる。低温スパッタ法では、耐熱性の低いガラス基板や装置を使うことができるので、製造コストの低減を図ることができる。
この例では、n形半導体層1151から結晶成長用基板1001上に形成している。結晶成長の初期には結晶格子定数の不整合に起因する結晶欠陥を生じる場合があり、結晶欠陥を生じた結晶はn形を呈する。そのため、この例のように、半導体層1150を、結晶成長用基板1001上にn形半導体層1151から形成した場合には、生産プロセス上のマージンを大きくとることができるので、歩留りを向上し易いという長所がある。
図には示さないが、結晶成長用基板1001上に半導体層1150を形成する場合には、バッファ層を介して半導体層1150を形成するようにしてもよい。バッファ層は、たとえばAlN等の窒化物が用いられる。結晶成長用基板1001上にバッファ層を介して半導体層1150を結晶成長させることによって、GaNの結晶と結晶成長用基板1001との界面での不整合を緩和することができる。そのため、半導体層1150の半導体結晶の品質が向上することが期待される。一方、本実施形態では、p形半導体層1153を後述する図10Aに示す第1面103aに貼り合わせるので、貼り合わせの前にバッファ層を除去する工程が追加される。後述の他の実施形態の場合も同様である。
図7Bに示すように、p形半導体層1153上にメタル層1115が形成される。メタル層1115は、たとえばAlやAlの合金、AlとTi等との積層膜等によって形成されている。好ましくは、Al等の金属層上にAg等の光反射性の高い金属材料が設けられる。
図8Aは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する模式的な平面図である。
図8Bは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する模式的な断面図である。
図8Aは、図1のa部の拡大平面図であり、図8Bは、図8AのAA-AA’線における断面図である。
図8Aおよび図8Bに示すように、基板(第3基板)100が準備される。基板100は、両面に酸化膜101,103が形成されたSi基板102を含む。あるいは、基板100は、ガラス等の絶縁性基板でもよい。複数の配線110aは、第1面103a上にX軸方向(第1方向)に沿って互いにほぼ平行となるように形成される。配線110aのY軸方向の間隔は、発光素子150のピッチとなるように設定される。配線110aの形成では、TiとAlの積層膜がスパッタ等により形成された後、エッチング等によって、複数の配線110aに形成される。形成された配線110a上には絶縁層112が形成される。形成された絶縁層112は、発光素子の形成箇所を除去されて配線110aが露出される。この例では、発光素子のXY平面視の形状が円形なので、円形に絶縁層112が除去される。
図8Bは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する模式的な断面図である。
図8Aは、図1のa部の拡大平面図であり、図8Bは、図8AのAA-AA’線における断面図である。
図8Aおよび図8Bに示すように、基板(第3基板)100が準備される。基板100は、両面に酸化膜101,103が形成されたSi基板102を含む。あるいは、基板100は、ガラス等の絶縁性基板でもよい。複数の配線110aは、第1面103a上にX軸方向(第1方向)に沿って互いにほぼ平行となるように形成される。配線110aのY軸方向の間隔は、発光素子150のピッチとなるように設定される。配線110aの形成では、TiとAlの積層膜がスパッタ等により形成された後、エッチング等によって、複数の配線110aに形成される。形成された配線110a上には絶縁層112が形成される。形成された絶縁層112は、発光素子の形成箇所を除去されて配線110aが露出される。この例では、発光素子のXY平面視の形状が円形なので、円形に絶縁層112が除去される。
図9Aは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する模式的な平面図である。
図9Bは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する模式的な断面図である。
図9Aは、図1のa部の拡大平面図であり、図9Bは、図9AのAA-AA’線における断面図である。
図9Aおよび図9Bに示すように、メタル層1114は、配線110aおよび絶縁層112上に形成される。メタル層1114は、たとえば、Ti、PtおよびAuの積層膜であり、スパッタ等により形成される。Ti、PtおよびAuの積層膜を形成した後、積層膜の表面は、CMP(Chemical Mechanical Planarization)等により平坦化される。
図9Bは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する模式的な断面図である。
図9Aは、図1のa部の拡大平面図であり、図9Bは、図9AのAA-AA’線における断面図である。
図9Aおよび図9Bに示すように、メタル層1114は、配線110aおよび絶縁層112上に形成される。メタル層1114は、たとえば、Ti、PtおよびAuの積層膜であり、スパッタ等により形成される。Ti、PtおよびAuの積層膜を形成した後、積層膜の表面は、CMP(Chemical Mechanical Planarization)等により平坦化される。
図10Aおよび図10Bは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する模式的な断面図である。
図10Aおよび図10Bは、図9AのAA-AA’線における断面に相当する断面図である。
図10Aに示すように、半導体成長基板1194に形成されたメタル層(第2導電層)1115は、メタル層(第1導電層)1114と対向するように配置される。メタル層1114,1115同士を接合することによって、2つの基板が貼り合わされる。
図10Aおよび図10Bは、図9AのAA-AA’線における断面に相当する断面図である。
図10Aに示すように、半導体成長基板1194に形成されたメタル層(第2導電層)1115は、メタル層(第1導電層)1114と対向するように配置される。メタル層1114,1115同士を接合することによって、2つの基板が貼り合わされる。
基板貼り合わせの工程では、たとえば、それぞれの基板を加熱して熱圧着することによって、基板同士が貼り合わせられる。貼り合わせの前にそれぞれの基板の貼り合わせ面をさらにCMP等によって平坦化した上で、真空中で貼り合わせ面をプラズマ処理により清浄化して密着させるようにしてもよい。
図10Bに示すように、2つの基板が張り合わされた後、結晶成長用基板1001は、ウェットエッチングやレーザリフトオフ等によって除去される。
メタル層1114は、第1面103a、配線110aおよび絶縁層112上に設けられることによって、ウェハ接合のための平坦化面を提供する目的を有している。一方、メタル層1115の形成は、省略されることができる。メタル層1115の形成工程を省略することによって、工程数を削減することができる。
図11A~図11Cは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する模式的な断面図である。
図11Cは、図9AのAA-AA’線における断面に相当する断面図である。
図11A~図11Cでは、結晶成長用基板1001基板上に半導体層1150をp形半導体層1153から形成する場合の例が示されている。上述の図7Aおよび図7Bに示した工程に代えて、図11A~図11Cに示す工程を適用することができる。
図11Aに示すように、半導体成長基板1294が準備される。半導体成長基板1294は、結晶成長用基板1001と、半導体層1150と、を含む。半導体層1150は、結晶成長用基板1001上に形成されている。半導体層1150は、結晶成長用基板1001の側から、p形半導体層1153、発光層1152およびn形半導体層1151の順に積層されている。
図11Cは、図9AのAA-AA’線における断面に相当する断面図である。
図11A~図11Cでは、結晶成長用基板1001基板上に半導体層1150をp形半導体層1153から形成する場合の例が示されている。上述の図7Aおよび図7Bに示した工程に代えて、図11A~図11Cに示す工程を適用することができる。
図11Aに示すように、半導体成長基板1294が準備される。半導体成長基板1294は、結晶成長用基板1001と、半導体層1150と、を含む。半導体層1150は、結晶成長用基板1001上に形成されている。半導体層1150は、結晶成長用基板1001の側から、p形半導体層1153、発光層1152およびn形半導体層1151の順に積層されている。
図11Bに示すように、支持基板1190は、図11Aに示したn形半導体層1151の露出面1151Eに接合される。支持基板1190は、たとえば石英ガラスやSi等によって形成されている。その後、結晶成長用基板1001は、ウェットエッチングやレーザリフトオフによって除去される。
図11Cに示すように、基板1295では、p形半導体層1153の露出面1153E上にメタル層1115が形成される。半導体層1150は、メタル層1115,1114を介して基板100と貼り合わされる。具体的には、結晶成長用基板1001を除去することによって露出されたp形半導体層1153の露出面1153Eは、メタル層1115を介してメタル層1114に対向して配置され、p形半導体層1153は、メタル層1115を介してメタル層1114に接合される。上述した他の実施形態の場合にように、露出面1153E上にメタル層1115は形成せずに、p形半導体層1153をメタル層1114に直接接合するようにしてもよい。
半導体成長基板1294を形成するまでの工程および基板1295を形成した後の処理を行う工程は、同一のプラントで実行されてもよいし、異なるプラントで実行されてもよい。たとえば、基板1295を第1プラントで製造し、第1プラントとは異なる第2プラントに基板1295を搬入して、貼り合わせ工程を実行してもよい。
半導体層1150を基板100に貼り合わせる方法は、上述に限らず、次の方法とすることもできる。すなわち、半導体層1150は、結晶成長用基板1001上に形成後、容器に収納され、たとえば容器内では支持基板1190を装着されて、保管される。保管後、半導体層1150は、容器から取り出されて、メタル層1114を形成された基板100に貼り合わせられる。また、半導体層1150を支持基板1190に装着することなく、容器に保管される。保管後、半導体層1150は、容器から取り出されて、そのままメタル層1114を形成された基板100に貼り合わされる。
半導体層1150を基板100に貼り合わせる場合には、1つの半導体層1150を1枚の基板100に貼り合わせるときと、複数の半導体層1150を1枚の基板100に貼り合わせるときがある。1つの半導体層1150を1つの基板100に貼り合わせるときには、基板100のサイズは、たとえば数10mm角から150mm角程度の長方形状や正方形状等とすることができる。この場合には、基板1195上に形成された半導体層1150は、基板100のサイズに応じたサイズとすることができる。
複数の半導体層1150を1つの基板100に貼り合わせるときには、基板100は、たとえば、1500mm×1800mm程度のほぼ長方形のガラス基板を用いることができる。基板1195に形成された半導体層1150は、数10mm角から150mm角程度の長方形状または正方形状とされ、ウェハー寸法に換算して、たとえば、4インチから6インチ程度のサイズとすることができる。基板100のサイズは、画像表示装置のサイズ等に応じて、適切に選定される。
図12は、本実施形態の画像表示装置の製造方法を例示する斜視図である。
図12は、複数の半導体層1150を1枚の基板100に貼り合わせるときの例を模式的に示している。
図12の矢印の上の図は、複数の半導体成長基板1194が格子状に配置されていることを示している。図12の矢印の下の図は、メタル層1114が形成された基板100が配置されていることを示している。図12は、格子状に配置された複数の半導体成長基板1194が、2点鎖線の位置に、複数の半導体成長基板1194が貼り合わされることを矢印によって示している。
図12は、複数の半導体層1150を1枚の基板100に貼り合わせるときの例を模式的に示している。
図12の矢印の上の図は、複数の半導体成長基板1194が格子状に配置されていることを示している。図12の矢印の下の図は、メタル層1114が形成された基板100が配置されていることを示している。図12は、格子状に配置された複数の半導体成長基板1194が、2点鎖線の位置に、複数の半導体成長基板1194が貼り合わされることを矢印によって示している。
半導体層1150の端部およびその付近では、半導体結晶の品質が低下するため、半導体層1150の端部およびその付近に発光素子150が形成されないように留意する必要がある。
図12に示すように、半導体層1150の端部は、結晶成長用基板1001の端部とほぼ一致するように形成されている。そのため、複数の半導体成長基板1194は、隣接する半導体成長基板1194同士で、なるべく隙間を生じないように、たとえば図12の実線で示したように、格子状に、基板100に対向して配置される。半導体層1150は、図12の2点鎖線で示したように、基板100のメタル層1114上に貼り合わされる。
図12に示すように、半導体層1150の端部は、結晶成長用基板1001の端部とほぼ一致するように形成されている。そのため、複数の半導体成長基板1194は、隣接する半導体成長基板1194同士で、なるべく隙間を生じないように、たとえば図12の実線で示したように、格子状に、基板100に対向して配置される。半導体層1150は、図12の2点鎖線で示したように、基板100のメタル層1114上に貼り合わされる。
1つの基板100に複数の半導体層1150が貼り合わされた場合には、その後の工程において、複数の半導体層1150が貼り合わされた基板100を分割して、分割数に応じた数量およびサイズの画像表示装置とすることができる。半導体結晶の品質が低下している半導体層1150の端部が、表示領域の端部となることが好ましいので、分割する単位は、好ましくは、半導体成長基板1194の形状に一致するように設定される。
図13Aは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する模式的な平面図である。
図13Bは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する模式的な断面図である。
図13Aは、図1のa部の拡大平面図であり、図13Bは、図13AのAA-AA’線における断面図である。
図13Aおよび図13Bに示すように、図10Bに示した半導体層1150は、エッチングされて、発光素子150が形成される。発光素子150は、この例では、円錐台形状に加工される。発光素子150を円錐台形状とすることによって、後述する図14Aおよび図14Bに示す絶縁膜156を発光素子150上に形成する際に、絶縁膜156が発光素子150の側面に十分に密着させることができる。
図13Bは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する模式的な断面図である。
図13Aは、図1のa部の拡大平面図であり、図13Bは、図13AのAA-AA’線における断面図である。
図13Aおよび図13Bに示すように、図10Bに示した半導体層1150は、エッチングされて、発光素子150が形成される。発光素子150は、この例では、円錐台形状に加工される。発光素子150を円錐台形状とすることによって、後述する図14Aおよび図14Bに示す絶縁膜156を発光素子150上に形成する際に、絶縁膜156が発光素子150の側面に十分に密着させることができる。
発光素子150を円錐台形状に成形するには、たとえば発光面151Sに近いほど高いエッチングレートが選定される。エッチングレートは、底面153Bの側から発光面151Sの側に向かって、ほぼ線形的に増大するように設定される。より具体的には、たとえば、ドライエッチング時のレジストマスクパターンをその端部に向かって次第に薄くなるように露光時に工夫しておく。これにより、ドライエッチング時にレジストの薄い部分から徐々に後退して、底面153Bの側から発光面151Sの側に向かってエッチング量を大きくすることができる。このようにして、円錐台形状の発光素子150を形成することができる。
図10Bに示したメタル層1115は、エッチングされて接合メタル115に加工される。図10Bに示したメタル層1114は、エッチングされて接合メタル114に加工される。好ましくは、メタル層1114,1115は、同一のマスクを用いて連続的にエッチングされ、XY平面視で同一の外周形状を有する接合メタル114,115が形成される。
図14Aは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する模式的な平面図である。
図14Bは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する模式的な断面図である。
図14Aは、図1のa部の拡大平面図であり、図14Bは、図14AのAA-AA’線における断面図である。
図14Aおよび図14Bに示すように、絶縁膜156は、絶縁層112および発光素子150上に、これらを覆うように形成される。絶縁膜156は、SiO2等によって形成される場合には、たとえば、CVDやスパッタ等によって形成される。発光面151Sを露出させるように、絶縁膜156の一部が除去される。この例では、発光面151Sが露出された開口158は、XY平面視で、円形である。
図14Bは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する模式的な断面図である。
図14Aは、図1のa部の拡大平面図であり、図14Bは、図14AのAA-AA’線における断面図である。
図14Aおよび図14Bに示すように、絶縁膜156は、絶縁層112および発光素子150上に、これらを覆うように形成される。絶縁膜156は、SiO2等によって形成される場合には、たとえば、CVDやスパッタ等によって形成される。発光面151Sを露出させるように、絶縁膜156の一部が除去される。この例では、発光面151Sが露出された開口158は、XY平面視で、円形である。
図15Aは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する模式的な平面図である。
図15Bは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する模式的な断面図である。
図15Aは、図1のa部の拡大平面図であり、図15Bは、図15AのAA-AA’線における断面図である。
図15Aおよび図15Bに示すように、透光性電極160kは、Y軸方向(第2方向)に沿って形成され、絶縁膜156および発光面151S上にわたって形成される。より具体的には、たとえば、ITOやZnO等の透光性を有する導電膜が絶縁膜156および発光面151S上を覆うように形成される。導電膜上にマスクが形成され、Y軸方向に沿って配列された発光素子150の発光面151Sを相互に接続するように透光性電極160kが形成される。なお、透光性電極160kを形成する前に、発光面151Sが露出された開口158の表面を粗面化することで、発光素子150からの光取出し効率の向上を図ることもできる。
図15Bは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する模式的な断面図である。
図15Aは、図1のa部の拡大平面図であり、図15Bは、図15AのAA-AA’線における断面図である。
図15Aおよび図15Bに示すように、透光性電極160kは、Y軸方向(第2方向)に沿って形成され、絶縁膜156および発光面151S上にわたって形成される。より具体的には、たとえば、ITOやZnO等の透光性を有する導電膜が絶縁膜156および発光面151S上を覆うように形成される。導電膜上にマスクが形成され、Y軸方向に沿って配列された発光素子150の発光面151Sを相互に接続するように透光性電極160kが形成される。なお、透光性電極160kを形成する前に、発光面151Sが露出された開口158の表面を粗面化することで、発光素子150からの光取出し効率の向上を図ることもできる。
図16A~図17Bは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する模式的な断面図である。
図16Aおよび図16Bには、図2のb部のB-B’線における断面図が示されており、配線110aおよび第1端子34を電気的に接続する工程が示されている。
図17Aおよび図17Bには、図2のc部のC-C’線における断面図が示されており、透光性電極160kおよび第2端子44を電気的に接続する工程が示されている。
第1端子34は、行選択回路5の出力配線の端部であり、第2端子44は、電流駆動回路7の出力配線の端部である。
図16Aおよび図16Bには、図2のb部のB-B’線における断面図が示されており、配線110aおよび第1端子34を電気的に接続する工程が示されている。
図17Aおよび図17Bには、図2のc部のC-C’線における断面図が示されており、透光性電極160kおよび第2端子44を電気的に接続する工程が示されている。
第1端子34は、行選択回路5の出力配線の端部であり、第2端子44は、電流駆動回路7の出力配線の端部である。
図16Aに示すように、配線110aは、絶縁層112に覆われており、絶縁層112の一部が除去されて配線110aが露出されている。配線110aが露出されている領域は、図2で示した接続領域36である。
図2に示した接続領域36を含む領域に異方性導電部材30aが形成されている。異方性導電部材30aを形成する工程は、異方性導電部材30aを、接続領域36を含む領域に塗布し、あるいは接続領域36を含む領域に貼付する。たとえば、異方性導電部材30aが形成される領域は、図2において、Y軸方向にならぶ接続領域36を連続して含む領域である。つまり、隣接する接続領域36間の領域にも異方性導電部材30aは設けられている。
第1端子34は、異方性導電部材30aを介して、接続領域36で配線110aに対向するように配置され、図16Aの矢印で示すように、異方性導電部材30a上に載置される。異方性導電部材30aは、バインダー31aおよび異方性導電粒子32aを含んでいる。バインダー31aおよび異方性導電粒子32aは、圧力印加されておらず、加熱されていないため、初期の状態である。バインダー31aは初期状態では、流動性や粘着性を有する状態であり、接着力を発揮していない状態である。異方性導電粒子32aは、初期状態では、いずれの方向にも導通していない。
図16Bに示すように、第1端子34および基板100間に圧力が印加される。印加される圧力の方向は、図16Bに矢印で示すように、Z軸に沿う方向である。第1端子34、基板100および異方性導電部材30は、矢印の方向に圧力を印加されながら、所定の温度に加熱される。異方性導電部材30では、圧力印加方向に圧縮された異方性導電粒子32は、圧力印加方向に導電路を形成する。加熱によって硬化したバインダー31は、配線110aおよび第1端子34を、電気的接続された状態に固定する。
図17Aに示すように、透光性電極160kは、絶縁膜156上に形成されている。異方性導電部材40aは、透光性電極160k上に形成される。異方性導電部材40aが形成される領域は、図2で示した接続領域46を含む領域である。より具体的には、異方性導電部材40aが形成される領域は、図2において、X軸方向にならぶ接続領域46を連続して含む領域である。つまり、異方性導電部材40aは、接続領域46および隣接する接続領域46間の領域にも設けられている。異方性導電部材40aを形成する工程は、異方性導電部材40aを、接続領域46を含む領域に塗布し、あるいは接続領域46を含む領域に貼付する。
第2端子44は、異方性導電部材40aを介して、図2に示す接続領域46で透光性電極160kに対向するように配置され、図17Aの矢印で示すように、異方性導電部材40a上に載置される。異方性導電部材40aは、バインダー41aおよび異方性導電粒子42aを含んでいる。バインダー41aおよび異方性導電粒子42aは、圧力印加されておらず、加熱されていないため、初期の状態である。バインダー41aは初期状態では、流動性や粘着性を有する状態であり、接着力を発揮していない状態である。異方性導電粒子42aは、初期状態では、いずれの方向にも導通していない。
図17Bに示すように、第2端子44および基板100間に圧力が印加される。印加される圧力の方向は、図17Bに矢印で示すように、Z軸に沿う方向である。第2端子44、基板100および図17Aに示した異方性導電部材40aは、圧力を印加されながら、所定の温度に加熱される。図17Bに示した異方性導電部材40では、圧力印加方向に圧縮された異方性導電粒子42は、圧力印加方向に導電路を形成する。加熱によって硬化したバインダー41は、透光性電極160kおよび第2端子44を、電気的に接続された状態で固定する。
配線110aと第1端子34との電気的接続工程は、透光性電極160kと第2端子44との電気的接続工程と同時に行ってもよいし、順次行うようにしてもよい。
図18は、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する模式的な断面図である。
図18に関連する説明では、配線110a、絶縁層112、発光素子150、絶縁膜156、透光性電極160kおよび表面樹脂層170を含む構造物を発光回路部172と呼ぶ。図19A~図19Dに関連する説明では、基板100および発光回路部172を含む構造物を構造体1192と呼ぶ。
図18に関連する説明では、配線110a、絶縁層112、発光素子150、絶縁膜156、透光性電極160kおよび表面樹脂層170を含む構造物を発光回路部172と呼ぶ。図19A~図19Dに関連する説明では、基板100および発光回路部172を含む構造物を構造体1192と呼ぶ。
図18に示すように、カラーフィルタ(波長変換部材)180は、複数の発光素子150が形成された構造体1192上に形成される。カラーフィルタ180は、一方の面で構造体1192に接着される。カラーフィルタ180の他方の面は、ガラス基板186に接着されている。カラーフィルタ180の一方の面には、透明薄膜接着層188が設けられており、透明薄膜接着層188を介して、構造体1192の表面樹脂層170の露出面に接着される。
カラーフィルタ180は、この例では、赤色、緑色、青色の順にX軸の正方向に色変換部が配列されている。赤色については、1層目に赤色の色変換層183Rが設けられており、緑色については1層目に緑色の色変換層183Gが設けられており、いずれも2層目にはフィルタ層184がそれぞれ設けられている。青色については、単層の色変換層183Bが設けられていてもよいし、フィルタ層184が設けられていてもよい。各色変換部の間には、遮光部181が設けられているが、色変換部の色ごとにフィルタ層184の周波数特性を変更することができることはいうまでもない。
各色の色変換層183R,183G,183Bの位置を発光素子150の位置に合わせて、カラーフィルタ180は、構造体1192に貼り付けられる。
図19A~図19Dは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の変形例を示す模式的な断面図である。
図19A~図19Dには、カラーフィルタをインクジェット方式で形成する方法が示されている。
図19A~図19Dには、カラーフィルタをインクジェット方式で形成する方法が示されている。
図19Aに示すように、基板100に発光素子150等の構成要素が形成された構造体1192が準備される。
図19Bに示すように、構造体1192上に遮光部181が形成される。遮光部181は、たとえばスクリーン印刷やフォトリソグラフィ技術等を用いて形成される。
図19Cに示すように、発光色に応じた蛍光体は、インクジェットノズルから噴出され、色変換層183を形成する。蛍光体は、遮光部181が形成されていない領域を着色する。蛍光体は、たとえば一般的な蛍光体材料やペロブスカイト蛍光体材料、量子ドット蛍光体材料を用いた蛍光塗料が用いられる。ペロブスカイト蛍光体材料や量子ドット蛍光体材料を用いた場合には、各発光色を実現できるとともに、単色性が高く、色再現性を高くできるので好ましい。インクジェットノズルによる描画の後、適切な温度および時間で乾燥処理を行う。着色時の塗膜の厚さは、遮光部181の厚さよりも薄く設定されている。
すでに説明したように、青色発光のサブピクセルについては、色変換部を形成しない場合には、色変換層183は形成されない。また、青色発光のサブピクセルについて、青色の色変換層を形成する際に、色変換部は1層でよい場合には、好ましくは、青色の蛍光体の塗膜の厚さは、遮光部181の厚さと同じ程度とされる。
図19Dに示すように、フィルタ層184のための塗料は、インクジェットノズルから噴出される。塗料は、蛍光体の塗膜に重ねて塗布される。蛍光体および塗料の塗膜の合計の厚さは、遮光部181の厚さと同じ程度とされる。
フィルムタイプのカラーフィルタであっても、インクジェット式のカラーフィルタであっても、色変換効率を向上させるためには、色変換層183は可能な限り厚いことが望ましい。その一方で、色変換層183が厚すぎると、色変換された光の出射光はランバーシアンに近似されるのに対して、色変換されない青色光は、遮光部181によって射出角が制限される。そのために、表示画像の表示色に視角依存性が生じてしまうという問題が生じてしまう。色変換されない青色光の配光に、色変換層183を設けるサブピクセルの光の配光を合わせるためには、色変換層183の厚さは、遮光部181の開口サイズの半分程度とすることが望ましい。
たとえば、1000ppi程度の高精細な画像表示装置の場合には、サブピクセル20の開口は、10μm程度となるので、色変換層183の厚さは、5μm程度が望ましい。ここで、色変換材料が球状の蛍光体粒子からなる場合には、発光素子150からの光漏れを抑制するために、最密構造状に積層されることが好ましい。そのためには、少なくとも粒子の層は3層とされる必要がある。したがって、色変換層183を構成する蛍光体材料の粒径は、たとえば、2μm程度以下とすることが好ましく、1μm程度以下とすることがさらに好ましい。
本実施形態の画像表示装置1の効果について説明する。
本実施形態の画像表示装置1は、発光素子150を、発光素子150の上下で交差するように設けられた配線110aおよび透光性電極160kによって駆動するパッシブマトリクス構造を有する。そのため、発光素子150を駆動するために、トランジスタ等の回路素子を必要としないので、発光素子150間の距離である画素間隔を短縮することができる。
本実施形態の画像表示装置1は、発光素子150を、発光素子150の上下で交差するように設けられた配線110aおよび透光性電極160kによって駆動するパッシブマトリクス構造を有する。そのため、発光素子150を駆動するために、トランジスタ等の回路素子を必要としないので、発光素子150間の距離である画素間隔を短縮することができる。
たとえば、画素間隔を10μm程度とすることによって、3~4インチサイズの画像表示装置において、1000pp程度の非常に高精細なパネルを実現することができる。近年、バーチャルリアリティ用のゴーグルの機能、性能が向上しており、このような高精細なパネルを実現することによって、より高機能、高性能な製品を実現することが可能になる。
本実施形態の画像表示装置1では、パッシブマトリクス構造とすることによって、トランジスタ等の能動素子を基板上に形成する必要がないので、基板100として低コストなソーラーグレードSi基板を利用することができる。あるいは、TFT形成工程のような高温プロセスを要しないので、ガラス基板を用いることもできる。いずれの基板を用いた場合であっても、アクティブマトリクス構造のディスプレイよりも、低コスト化することが可能になる。
本実施形態の画像表示装置1は、行選択回路5によって駆動される配線110aは、高い導電率の金属材料を用いることができる。そのため、配線110aにおける電圧降下を抑制することができるので、発光素子150を駆動するための直流電源の電圧値を低く抑えることができ、画像表示装置1の低消費電力化を図ることができる。画像表示装置1の消費電力をある程度許せば、発光素子150の駆動のための直流電源の電圧値を高くすることなく、パネルサイズを大型化することが可能になる。
本実施形態の画像表示装置1では、配線110aは、ACPやACF等の異方性導電部材30によって、行選択回路5からの配線である第1端子34に電気的に接続される。また、透光性電極160kも、異方性導電部材40によって、電流駆動回路7からの配線である第2端子44に電気的に接続することができる。異方性導電粒子として、たとえば1μm~数μm程度以下の径のものを利用することによって、10μm程度のサブピクセルのピッチの配線を高精度に接続することができる。
本実施形態の画像表示装置1では、発光素子150の底面153Bと第1配線110aとの間に接合メタル114,115を設けている。接合メタル114,115は、光反射性の高い金属材料を用いることができるので、発光素子150の下方への散乱光を発光面151S側に反射して、発光素子150の実質的な発光効率を向上させることができる。
本実施形態の画像表示装置1の製造方法では、基板100に半導体層1150を貼り合わせた後、半導体層1150をエッチングして発光素子150が形成される。そのため、基板100に個片化された発光素子を個々に転写する必要がないので、製造工程が著しく短縮される。たとえば、個片化された発光素子の数だけ基板上に転写する場合に比べると、発光素子の転写回数は、本実施形態の製造方法における基板貼り合わせ回数と考えられるので、発光素子の転写回数に相当する工程数は、発光素子の個数分の1に低減される。
さらに、本実施形態の製造方法では、半導体層1150を配線110aが形成された基板100に貼り合わせた後に発光素子を形成するので、配線や電極の位置に合わせて発光素子を接続する位置合わせが不要となる。したがって、貼り合わせ工程を短時間で容易に行うことが可能になる。貼り合わせ時に位置合わせをする必要がないので、発光素子150の小型化も容易であり、高精細化されたディスプレイを実現することができる。
本実施形態の画像表示装置1の製造方法では、基板100上における発光素子150、行選択回路5および電流駆動回路7の電気的接続を微細な異方性導電粒子を有する異方性導電部材によって行う。そのため、短ピッチの接続を正確かつ容易に行うことができる。異方性導電部材による接続方法を用いることによって、発光素子150と行選択回路5との電気的接続、および、発光素子150と電流駆動回路7との電気的接続を同時に行うことができ、製造工程を削減することができる。
(第2の実施形態)
上述の第1の実施形態では、発光素子の発光面をn形半導体層により提供するものであるが、本実施形態では、発光素子の発光面をp形半導体層により提供する。本実施形態では、発光素子の構成が異なるほかは、上述した他の実施形態の場合と同じであり、同一の構成要素には同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略する。
図20Aおよび図20Bは、本実施形態の画像表示装置の一部を例示する模式的な断面図である。
図20Aは、図2のA-A’線における断面に相当する断面図である。図20Bは、図2のAA-AA’線における断面に相当する断面図である。
図20Aおよび図20Bに示すように、ピクセル210は、3つのサブピクセル220を含む。サブピクセル220は、配線210kと、発光素子250と、透光性電極260aと、を含む。配線210kは、X軸方向に沿って形成されている。配線層110は、複数の配線210kを含む。複数の配線210kは、Y軸方向に離間してほぼ等間隔で互いにほぼ平行になるように設けられている。隣接する配線210kの間の距離は、発光素子250のピッチに合わせて設定される。複数の配線210kは、図1に示した表示領域2の端部で、行選択回路5に接続される。
上述の第1の実施形態では、発光素子の発光面をn形半導体層により提供するものであるが、本実施形態では、発光素子の発光面をp形半導体層により提供する。本実施形態では、発光素子の構成が異なるほかは、上述した他の実施形態の場合と同じであり、同一の構成要素には同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略する。
図20Aおよび図20Bは、本実施形態の画像表示装置の一部を例示する模式的な断面図である。
図20Aは、図2のA-A’線における断面に相当する断面図である。図20Bは、図2のAA-AA’線における断面に相当する断面図である。
図20Aおよび図20Bに示すように、ピクセル210は、3つのサブピクセル220を含む。サブピクセル220は、配線210kと、発光素子250と、透光性電極260aと、を含む。配線210kは、X軸方向に沿って形成されている。配線層110は、複数の配線210kを含む。複数の配線210kは、Y軸方向に離間してほぼ等間隔で互いにほぼ平行になるように設けられている。隣接する配線210kの間の距離は、発光素子250のピッチに合わせて設定される。複数の配線210kは、図1に示した表示領域2の端部で、行選択回路5に接続される。
発光素子250は、接合メタル115上に形成されており、接合メタル115の側から、n形半導体層251、発光層252およびp形半導体層253の順に積層されている。
発光素子250は、底面251Bと発光面253Sとを含む。底面251Bは、接合メタル115に接続された面である。発光面253Sは、底面251Bの反対側の面である。n形半導体層251は、底面251Bを含んでいるので、接合メタル115は、n形半導体層251に電気的に接続されている。接合メタル115は、n形半導体層251にオーミック接続されている。
接合メタル114,115は、配線210kに接続されているので、n形半導体層251は、配線210kに電気的に接続されている。接合メタル114,115の構成、材料および機能は、第1の実施形態の場合と同じであり、詳細な説明を省略する。
透光性電極260aは、Y軸方向に沿って設けられ、発光面253S上にわたって設けられている。透光性配線層160は、複数の透光性電極260aを含んでいる。複数の透光性電極260aは、X軸方向に離間してほぼ等間隔で互いに平行になるように設けられている。p形半導体層253は、発光面253Sを含んでいるので、透光性電極260aは、p形半導体層253に電気的に接続されている。複数の透光性電極260aは、図1に示した表示領域2の端部で電流駆動回路7に電気的に接続されている。
図21は、本実施形態の画像表示装置を例示する模式的なブロック図である。
図21に示すように、本実施形態の画像表示装置では、上述の他の実施形態の場合と発光素子の構成が異なり、発光素子の極性が異なっている。発光素子の極性の相違に応じて、回路構成が変更されている。
図21に示すように、配線210kは、行方向に沿って設けられている。配線210kは、第1端子34を介して、行選択回路205に接続されている。透光性電極260aは、列方向に沿って設けられている。透光性電極260aは、第2端子44を介して、電流駆動回路207に接続されている。
図21に示すように、本実施形態の画像表示装置では、上述の他の実施形態の場合と発光素子の構成が異なり、発光素子の極性が異なっている。発光素子の極性の相違に応じて、回路構成が変更されている。
図21に示すように、配線210kは、行方向に沿って設けられている。配線210kは、第1端子34を介して、行選択回路205に接続されている。透光性電極260aは、列方向に沿って設けられている。透光性電極260aは、第2端子44を介して、電流駆動回路207に接続されている。
行選択回路205は、行選択スイッチ205aを含んでおり、配線210kは、第1端子34を介して、行選択スイッチ205aに接続されている。行選択スイッチ205aは、その行を選択するときに、電源端子9aの電圧を第1端子34から出力する。行選択スイッチ205aは、その行を選択しないときには、電源端子9aの電圧を第1端子34から出力する。電源端子9aには、接地端子9bの電圧を基準にしたときに、電源端子9aの電圧値よりも十分高い直流電圧を接地端子9bに供給する直流電源9が接続されている。
電流駆動回路207は、電流源207aを含んでおり、透光性電極260aは、第2端子44を介して、電流源207aに接続されている。電流源207aは、第2端子44から電流を吐き出すように動作する。
発光素子250のアノードは、第2端子44を介して電流源207aに接続され、発光素子250のカソードは、第1端子34を介して行選択スイッチ205aに接続される。外部からの制御信号によって、行選択スイッチ205aが選択されると、第1端子34からは電源端子9bの電圧が出力される。電源端子9bの電圧値は、接地端子9aよりも十分に低い電圧値となるので、選択された行の配線210kに接続された発光素子250には、電流が流れる。電流は、電流源207a、第2端子44、発光素子250のアノード、発光素子250のカソード、第1端子34および行選択スイッチ205aの経路で流れる。
本実施形態の画像表示装置の製造方法について説明する。
図22A~図22Cは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する模式的な断面図である。
図22Aに示すように、半導体成長基板1194が準備される。半導体成長基板1194は、上述の他の実施形態の場合の図7Aに関連して説明したものと同じである。
図22A~図22Cは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する模式的な断面図である。
図22Aに示すように、半導体成長基板1194が準備される。半導体成長基板1194は、上述の他の実施形態の場合の図7Aに関連して説明したものと同じである。
図22Bに示すように、半導体成長基板1194のp形半導体層1153に支持基板1190が接合される。その後、結晶成長用基板1001は除去されて、基板1195が形成される。結晶成長用基板1001の除去には、ウェットエッチングやレーザリフトオフが用いられる。
図22Cに示すように、基板1195では、p形半導体層1153の露出面1153E上に、メタル層1115が形成される。半導体層1150は、メタル層1115,1114を介して、基板100と貼り合わされる。その後、支持基板1190は、ウェットエッチングやレーザリフトオフにより除去される。
図23Aは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する模式的な平面図ある。
図23Bは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する模式的な断面図である。
図23Aは、図1のa部に相当する部分の拡大平面図であり、図23Bは、図23AのAA-AA’線における断面図である。
図23Aおよび図23Bに示すように、図22Cに示した半導体層1150は、エッチングにより加工され、発光素子250が形成される。発光素子250は、上述した他の実施形態の場合の発光素子150と同様にエッチングレートの調整によって、底面251Bから発光面253Sに向かって径が小さくなる円錐台形状に成形される。図22Cに示したメタル層1114,1115は、エッチングにより加工され、接合メタル114,115が形成される。
図23Bは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する模式的な断面図である。
図23Aは、図1のa部に相当する部分の拡大平面図であり、図23Bは、図23AのAA-AA’線における断面図である。
図23Aおよび図23Bに示すように、図22Cに示した半導体層1150は、エッチングにより加工され、発光素子250が形成される。発光素子250は、上述した他の実施形態の場合の発光素子150と同様にエッチングレートの調整によって、底面251Bから発光面253Sに向かって径が小さくなる円錐台形状に成形される。図22Cに示したメタル層1114,1115は、エッチングにより加工され、接合メタル114,115が形成される。
図24Aは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する模式的な平面図ある。
図24Bは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する模式的な断面図である。
図24Aは、図1のa部に相当する部分の拡大平面図であり、図24Bは、図24AのAA-AA’線における断面図である。
図24Aおよび図24Bに示すように、絶縁層112、接合メタル114,115および発光素子250上に、絶縁膜156が形成される。絶縁膜156がSiO2の場合には、絶縁膜156は、CVDやスパッタ等によって形成される。発光面253Sを露出させるように、絶縁膜156の一部が除去される。この例では、上述の他の実施形態の場合と同様に、発光面253Sが露出された開口158は、XY平面視で、円形である。
図24Bは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する模式的な断面図である。
図24Aは、図1のa部に相当する部分の拡大平面図であり、図24Bは、図24AのAA-AA’線における断面図である。
図24Aおよび図24Bに示すように、絶縁層112、接合メタル114,115および発光素子250上に、絶縁膜156が形成される。絶縁膜156がSiO2の場合には、絶縁膜156は、CVDやスパッタ等によって形成される。発光面253Sを露出させるように、絶縁膜156の一部が除去される。この例では、上述の他の実施形態の場合と同様に、発光面253Sが露出された開口158は、XY平面視で、円形である。
図25Aは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する模式的な平面図ある。
図25Bは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する模式的な断面図である。
図25Aは、図1のa部に相当する部分の拡大平面図であり、図25Bは、図25AのAA-AA’線における断面図である。
図25Aおよび図25Bに示すように、透光性電極260aは、絶縁膜156および発光面253S上にわたって形成される。より具体的には、たとえば、ITO等の透光性を有する導電膜が絶縁膜156および発光面253S上を覆うように形成される。導電膜上にY軸方向に沿うマスクが形成され、Y軸方向に沿って配列された発光素子250の発光面253Sを相互に接続するように透光性電極260aが形成される。
図25Bは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する模式的な断面図である。
図25Aは、図1のa部に相当する部分の拡大平面図であり、図25Bは、図25AのAA-AA’線における断面図である。
図25Aおよび図25Bに示すように、透光性電極260aは、絶縁膜156および発光面253S上にわたって形成される。より具体的には、たとえば、ITO等の透光性を有する導電膜が絶縁膜156および発光面253S上を覆うように形成される。導電膜上にY軸方向に沿うマスクが形成され、Y軸方向に沿って配列された発光素子250の発光面253Sを相互に接続するように透光性電極260aが形成される。
本実施形態の画像表示装置の効果について説明する。
本実施形態の画像表示装置では、上述した他の実施形態の画像表示装置と同様に、トランジスタ等の回路素子を必要としないパッシブマトリクス構造を有するので、サブピクセルのピッチを短縮することができる。このほか、p形半導体層253を発光面253Sとし、n形半導体層251を底面251Bとすることができる。n形半導体層251は、p形半導体層253よりも、抵抗値を小さくすることができるので、発光素子250と配線210kとに関連する抵抗値を小さく抑制することができる。したがって、図21に示した行選択回路205に接続される配線210k側の抵抗値を抑制することができるとの長所がある。
本実施形態の画像表示装置では、上述した他の実施形態の画像表示装置と同様に、トランジスタ等の回路素子を必要としないパッシブマトリクス構造を有するので、サブピクセルのピッチを短縮することができる。このほか、p形半導体層253を発光面253Sとし、n形半導体層251を底面251Bとすることができる。n形半導体層251は、p形半導体層253よりも、抵抗値を小さくすることができるので、発光素子250と配線210kとに関連する抵抗値を小さく抑制することができる。したがって、図21に示した行選択回路205に接続される配線210k側の抵抗値を抑制することができるとの長所がある。
本実施形態の画像表示装置の製造方法では、半導体層1150を結晶成長用基板1001に形成後、支持基板1190に転写することによって、p形半導体層253を発光面253Sとすることができる。この製造工程を採用することによって、結晶成長用基板1001にn形半導体層1151から形成することができるので、半導体層1150の半導体結晶の品質を向上かつ安定させ、製造歩留りを向上させることができる。
(第3の実施形態)
図26は、本実施形態に係る画像表示装置の一部を例示する模式的な平面図である。
図26は、図1に示した表示領域2のa部に相当する部分の拡大図である。
図26に示すように、本実施形態の画像表示装置では、第1配線110a上に形成されたp形半導体層353a上に複数の発光面351S1~351S3が設けられており、この点で、上述した他の実施形態の場合と相違する。同一の構成要素には同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略する。
図26は、本実施形態に係る画像表示装置の一部を例示する模式的な平面図である。
図26は、図1に示した表示領域2のa部に相当する部分の拡大図である。
図26に示すように、本実施形態の画像表示装置では、第1配線110a上に形成されたp形半導体層353a上に複数の発光面351S1~351S3が設けられており、この点で、上述した他の実施形態の場合と相違する。同一の構成要素には同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略する。
この例では、1つのp形半導体層353aに3つの発光面351S1~351S3を有しているが、これに限らず、1つのp形半導体層353a上に2つ以上の発光面を有するものとすることができる。
p形半導体層353aは、配線110a上に設けられている。p形半導体層353aは、図26には示さないが、1本の配線110a上に複数個設けることができる。複数個のp形半導体層353aは、X軸方向に複数個設けられ、発光面が形成されたときに、発光面の間隔がほぼ一定のピッチとなるように配置される。
配線110aは、複数本設けられており、複数の配線110aは、Y軸方向に離間してほぼ等間隔で互いにほぼ平行に設けられている。したがって、複数のp形半導体層353aは、Y軸方向に離間してほぼ等間隔でほぼ平行に設けられている。配線110aおよびp形半導体層353aのY軸方向の離間距離は、発光面のピッチにほぼ等しくされる。
図27Aおよび図27Bは、本実施形態の画像表示装置の一部を例示する模式的な断面図である。
図27Aは、図26のA-A’線における断面図である。
図27Bは、図26のAA-AA’線における断面図である。
図27Aおよび図27Bに示すように、本画像表示装置のピクセル310は、3つのサブピクセル320を含む。実施形態を表す以降の図では、表示の煩雑さを避けるため、カラーフィルタの表示が省略される。カラーフィルタは、上述の他の実施形態において説明したように、絶縁膜156および透光性電極160k上に表面樹脂層170が形成され、表面樹脂層170上にカラーフィルタが設けられる。なお、上述の他の実施形態の場合を含め、カラーフィルタを設けずに、モノクロの画像表示装置とすることも可能である。
図27Aは、図26のA-A’線における断面図である。
図27Bは、図26のAA-AA’線における断面図である。
図27Aおよび図27Bに示すように、本画像表示装置のピクセル310は、3つのサブピクセル320を含む。実施形態を表す以降の図では、表示の煩雑さを避けるため、カラーフィルタの表示が省略される。カラーフィルタは、上述の他の実施形態において説明したように、絶縁膜156および透光性電極160k上に表面樹脂層170が形成され、表面樹脂層170上にカラーフィルタが設けられる。なお、上述の他の実施形態の場合を含め、カラーフィルタを設けずに、モノクロの画像表示装置とすることも可能である。
サブピクセル320は、基板100を含む。基板100は、上述した他の実施形態の場合と同じであり、詳細な説明を省略する。
第1面103a上に配線層110が設けられ、配線層110は、複数の配線110aを含んでいる。第1面103a上で、Y軸方向に平行して設けられた隣接する2本の配線110aの間には、絶縁層112が設けられている。
配線110a上に、接合メタル314,315が設けられている。接合メタル314,315は、第1面103aの側からこの順に積層されている。接合メタル314,315は、第1配線110aとともに、X軸方向に沿って形成されている。接合メタル314,315は、複数本設けられており、複数本の接合メタル314,315は、Y軸方向に離間してほぼ等間隔でほぼ平行に設けられている。Y軸方向に隣接する接合メタル314,315の離間距離は、発光面のピッチとなるように設定される。接合メタル314,315は、上述の他の実施形態の場合の接合メタル114,115と同じ材料で形成されることができ、同様の機能を有する。
半導体層350は、p形半導体層353aと、第1発光層352a1~第3発光層352a3と、第1n形半導体層351a1~第3n形半導体層351a3と、を含む。第1発光層352a1~第3発光層352a3は、p形半導体層350a上に設けられている。第1発光層352a1~第3発光層352a3は、互い分離され離間して、p形半導体層353a上に設けられている。第1n形半導体層351a1は、第1発光層352a1上に設けられている。第2n形半導体層351a2は、第2発光層352a2上に設けられている。第3n形半導体層351a3は、第3発光層352a3上に設けられている。第1n形半導体層351a1~第3n形半導体層351a3は、互いに分離され離間して、第1発光層352a1~第3発光層352a3上にそれぞれ設けられている。
p形半導体層353aは、接合メタル315上に、接合メタル315に沿って設けられている。つまり、複数のp形半導体層353aは、配線110aおよび接合メタル314,315とともに、Y軸方向に離間して、ほぼ平行になるように設けられている。底面353Bは、p形半導体層353aの一部であり、底面353Bは接合メタル315に接している。したがって、p形半導体層353aは、接合メタル315に電気的に接続されている。
第1発光層352a1~第3発光層352a3の配列は、配線110a、接合メタル314,315およびp形半導体層353aとともに、Y軸方向に離間してほぼ平行に設けられている。
第1n形半導体層351a1~第3n形半導体層351a3は、第1発光層352a1~第3発光層352a3上にそれぞれ設けられている。そのため、第1n形半導体層351a1~第3n形半導体層351a3の配列も、配線110a、接合メタル314,315、p形半導体層353aおよび第1発光層352a1~第3発光層352a3の配列とともに、Y軸方向に離間してほぼ平行に設けられている。
第1n形半導体層351a1は、第1発光面351S1を有する。第1発光面351S1は、第1発光層352a1に接する第1n形半導体層351a1の面の反対側の面である。第2n形半導体層351a2は、第2発光面351S2を有する。第2発光面351S2は、第2発光層352a2に接する第2n形半導体層351a2の面の反対側の面である。第3n形半導体層351a3は、発光面351S3を有する。第3発光面351S3は、第3発光層352a3に接する第3n形半導体層351a3の面の反対側の面である。したがって、第1発光面351S1~第3発光面351S3は、X軸方向に沿ってほぼ等間隔に配列されている。複数の第1発光面351S1~第3発光面351S3の配列は、Y軸方向に互いに離間してほぼ平行に設けられている。
絶縁膜156は、絶縁層112、接合メタル314,315、p形半導体層353a、第1発光層352a1~第3発光層352a3および第1n形半導体層351a1~第3n形半導体層351a3を覆って設けられている。絶縁膜156の一部は、第1発光面351S1~第3発光面351S3を露出するために除去されている。
透光性配線層160は、絶縁膜156および第1発光面351S1~第3発光面351S3上に設けられている。透光性配線層160は、複数の透光性電極160kを含んでいる。透光性配線層160は、第1発光面351S1~第3発光面351S3の配列上にわたって設けられている。複数の透光性電極160kは、X軸方向に離間しほぼ等間隔で平行に設けられている。隣接する透光性電極160kのX軸方向の離間距離は、発光面のピッチにほぼ等しい。
本実施形態の画像表示装置の製造方法について説明する。
図28A~図29Cは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する模式的な断面図である。
図29A~図29Cは、図26のA-A’線における断面に相当する断面図である。
図28Aに示すように、基板100の第1面103a上に配線層110が形成され、配線110aが形成される。配線110aを含む配線層110上に絶縁層112が形成される。絶縁層112は、半導体層350が配線110aに接続される領域を除去される。絶縁層112および配線110a上にメタル層1114が形成され、好ましくは、メタル層1114の表面は、平坦化される。
図28A~図29Cは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する模式的な断面図である。
図29A~図29Cは、図26のA-A’線における断面に相当する断面図である。
図28Aに示すように、基板100の第1面103a上に配線層110が形成され、配線110aが形成される。配線110aを含む配線層110上に絶縁層112が形成される。絶縁層112は、半導体層350が配線110aに接続される領域を除去される。絶縁層112および配線110a上にメタル層1114が形成され、好ましくは、メタル層1114の表面は、平坦化される。
図28Bに示すように、半導体層1150上に形成されたメタル層1115を、メタル層1114に貼り付けることによって、半導体層1150を、メタル層1115,1114を介して、基板100に貼り合わせる。これらの工程は、上述した他の実施形態の場合と同様に行うことができる。
図29Aに示すように、図28Bに示したメタル層1114,1115は、エッチングにより加工され、接合メタル314,315が形成される。接合メタル314,315は、配線110aに沿うように成形され、XY平面視で、第1配線110aと同じ形状に成形される。
図28Bに示した半導体層1150は、エッチングにより加工され、図29Aに示す半導体層350が形成される。半導体層350の形成工程では、p形半導体層353aが、接合メタル315に沿うように成形され、XY平面視で、接合メタル314,315および配線110aと同じ形状に成形される。
p形半導体層353aを形成した後、第1発光層352a1~第3発光層352a3および第1n形半導体層351a1~第3n形半導体層351a3が形成される。第1発光層352a1および第1n形半導体層351a1は、XY平面視で、同じ形状に成形される。第2発光層352a2および第2n形半導体層351a2は、XY平面視で、同じ形状に成形される。第3発光層352a3および第3n形半導体層351a3は、XY平面視で、同じ形状に成形される。第1n形半導体層351a1~第3n形半導体層351a3は、同時に形成され、第1発光層352a1~第3発光層352a3は、同時に形成される。このとき、第1発光層352a1~第3発光層352a3に挟まれたp形半導体層353aは、多少、あるいはすべてがエッチングされてしまっても構わない。
図29Bに示すように、絶縁膜156は、絶縁層112、接合メタル314,315および図29Aに示した半導体層350を覆って設けられる。第1n形半導体層351a1~第3n形半導体層351a3上の絶縁膜156の一部が除去されて、第1発光面351S1~第3発光面351S3が露出される。
図29Cに示すように、Y軸方向に沿って、第1透光性配線層160が形成される。第1透光性電極160kは、第1発光面351S1~第3発光面351S3上にそれぞれ形成される。
このようにして、複数のサブピクセル320を含むピクセル310が形成される。
本実施形態の画像表示装置の効果について説明する。
本実施形態の画像表示装置では、上述した他の実施形態の画像表示装置と同様に、トランジスタ等の回路素子を必要としないパッシブマトリクス構造を有するので、第1発光面351S1~第3発光面351S3のピッチを短縮することができる。そのほか、本実施形態では、半導体層350の形成時に、発光素子ごとに分断する必要がないので、製造工程が短縮される可能性がある。
本実施形態の画像表示装置では、上述した他の実施形態の画像表示装置と同様に、トランジスタ等の回路素子を必要としないパッシブマトリクス構造を有するので、第1発光面351S1~第3発光面351S3のピッチを短縮することができる。そのほか、本実施形態では、半導体層350の形成時に、発光素子ごとに分断する必要がないので、製造工程が短縮される可能性がある。
(第4の実施形態)
図30A~図30Cは、本実施形態に係る画像表示装置の一部を例示する模式的な断面図である。
図30Aは、図2のA-A’線における断面に相当する断面図である。図30Bは、図2のAA-AA’線における断面に相当する断面図である。図30Cは、図2のC-C’線における断面に相当する断面図である。なお図2のB-B’線における断面に相当する断面は、上述した他の実施形態の図4Aに示したものと同じなので、図示および詳細な説明を省略する。
図30Aおよび図30Bに示すように、本実施形態の画像表示装置は、複数のサブピクセル420を含む。サブピクセル420は、絶縁膜156aを含む点で上述した他の実施形態の場合と相違する。同一の構成要素は、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略する。
図30A~図30Cは、本実施形態に係る画像表示装置の一部を例示する模式的な断面図である。
図30Aは、図2のA-A’線における断面に相当する断面図である。図30Bは、図2のAA-AA’線における断面に相当する断面図である。図30Cは、図2のC-C’線における断面に相当する断面図である。なお図2のB-B’線における断面に相当する断面は、上述した他の実施形態の図4Aに示したものと同じなので、図示および詳細な説明を省略する。
図30Aおよび図30Bに示すように、本実施形態の画像表示装置は、複数のサブピクセル420を含む。サブピクセル420は、絶縁膜156aを含む点で上述した他の実施形態の場合と相違する。同一の構成要素は、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略する。
本実施形態では、絶縁膜156aは、発光素子150の側面を覆うとともに、隣接する発光素子150との間にも設けられている。この例では、2つの隣接する発光素子150の間の絶縁膜156aの第1面103aからの高さは、発光面151Sの第1面103aの高さよりも高く設定されている。絶縁膜156aは、光反射性を有する材料で形成されている。絶縁膜156aは、たとえば、白色樹脂で形成されている。絶縁膜156aを白色樹脂とすることによって、発光素子150の横方向の出射光等を反射することができる。また、2つの隣接する発光素子150の間の絶縁膜156aの第1面103aからの高さを、発光面151Sの第1面103aの高さよりも高くすることによって、発光面151Sから横方向へ広がろうとする光を反射することができる。これらにより、発光素子150の発光効率は、実質的に向上される。
白色樹脂は、SOG(Spin On Glass)等のシリコン系樹脂やノボラック型フェノール系樹脂等の透明樹脂に、ミー(Mie)散乱効果を有する散乱性微粒子を分散させることによって形成される。散乱性微粒子は、無色または白色であり、発光素子150が発光する光の波長の1/10程度から数倍程度の直径を有する。好適に用いられる散乱性微粒子は、光の波長の1/2程度の直径を有する。たとえば、このような散乱性微粒子としては、TiO2、Al2O3、ZnO等が挙げられる。
あるいは、白色樹脂は、透明樹脂内に分散された多数の微細な空孔などを活用することによっても、形成されることができる。
図3A等に示した、SiO2等の無機膜で形成された絶縁膜156に光反射性をもたせる処理を施してもよい。SiO2を白色化する場合には、SOG等に重ねて、たとえば、ALD(Atomic-Layer-Deposition)やCVDで形成されたSiO2膜等を用いてもよい。
絶縁膜156aは、光透過性の低い材料としてもよい。たとえば、絶縁膜156aは、
黒色樹脂で形成されていてもよい。絶縁膜156aを黒色樹脂とすることによって、サブピクセル420内における光の散乱が抑制され、迷光がより効果的に抑制される。迷光が抑制された画像表示装置は、よりシャープな画像を表示することが可能である。
黒色樹脂で形成されていてもよい。絶縁膜156aを黒色樹脂とすることによって、サブピクセル420内における光の散乱が抑制され、迷光がより効果的に抑制される。迷光が抑制された画像表示装置は、よりシャープな画像を表示することが可能である。
図30Cに示すように、第2端子44は、異方性導電部材40を介して、透光性電極160k上に設けられている。本実施形態では、絶縁膜156aの厚さを発光面151Sの高さよりも厚く設定しているので、第2端子44は、異方性導電部材40を介して、厚い絶縁膜156a上に設けられた透光性電極160kに、電気的に接続されている点で上述の他の実施形態の場合と相違し、他の点では他の実施形態の場合と同じである。
本実施形態の画像表示装置の製造方法について説明する。
本実施形態では、絶縁膜156aの形成工程が、上述した他の実施形態の場合と相違し、他の点では、他の実施形態の場合と同じである。絶縁膜156aが有機樹脂の場合には、塗布工程や、金型を用いた射出成型等が用いられる。絶縁膜156aがSiO2等を含む無機材料の場合には、上述したとおり、絶縁膜156aの形成には、CVD、ALD、スパッタ等が用いられる。
本実施形態では、絶縁膜156aの形成工程が、上述した他の実施形態の場合と相違し、他の点では、他の実施形態の場合と同じである。絶縁膜156aが有機樹脂の場合には、塗布工程や、金型を用いた射出成型等が用いられる。絶縁膜156aがSiO2等を含む無機材料の場合には、上述したとおり、絶縁膜156aの形成には、CVD、ALD、スパッタ等が用いられる。
本実施形態の画像表示装置の効果について説明する。
本実施形態の画像表示装置は、上述した上述した他の実施形態の画像表示装置と同様に、トランジスタ等の回路素子を必要としないパッシブマトリクス構造を有するので、サブピクセル420のピッチを短縮することができる。そのほか、画像表示装置は、発光素子150間の分離に光反射性を有する絶縁膜156aを含むサブピクセル420を有する。そのため、側面で反射した散乱光等や斜め上方に出射する光を反射して、発光面151Sから出射する光の量を多くすることができる。そのため、発光素子150の実質的な発光効率を向上させることができる。
本実施形態の画像表示装置は、上述した上述した他の実施形態の画像表示装置と同様に、トランジスタ等の回路素子を必要としないパッシブマトリクス構造を有するので、サブピクセル420のピッチを短縮することができる。そのほか、画像表示装置は、発光素子150間の分離に光反射性を有する絶縁膜156aを含むサブピクセル420を有する。そのため、側面で反射した散乱光等や斜め上方に出射する光を反射して、発光面151Sから出射する光の量を多くすることができる。そのため、発光素子150の実質的な発光効率を向上させることができる。
(第5の実施形態)
図31A~図31Cは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する模式的な断面図である。
図31Aは、図2のA-A’線における断面に相当する断面図である。図31Bは、図2のAA-AA’線における断面に相当する断面図である。図31Cは、図2のB-B’線のおける断面に相当する断面図である。なお図2のC-C’線における断面に相当する断面は、上述した第4の実施形態の図30Cに示したものと同じなので、図示および詳細な説明を省略する。
図31Aおよび図31Bに示すように、本実施形態の画像表示装置は、メタル配線510を含むサブピクセル520を有する。メタル配線510は、上述の他の実施形態における配線110a,210kに代えて、X軸方向に沿って設けられている。メタル配線510は、配線110a,210kと同様に、複数本設けられており、複数のメタル配線510は、Y軸方向に離間してほぼ等間隔でほぼ平行に設けられている。隣接するメタル配線510の離間距離は、発光素子150のピッチにほぼ等しくなるように設定されている。
図31A~図31Cは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する模式的な断面図である。
図31Aは、図2のA-A’線における断面に相当する断面図である。図31Bは、図2のAA-AA’線における断面に相当する断面図である。図31Cは、図2のB-B’線のおける断面に相当する断面図である。なお図2のC-C’線における断面に相当する断面は、上述した第4の実施形態の図30Cに示したものと同じなので、図示および詳細な説明を省略する。
図31Aおよび図31Bに示すように、本実施形態の画像表示装置は、メタル配線510を含むサブピクセル520を有する。メタル配線510は、上述の他の実施形態における配線110a,210kに代えて、X軸方向に沿って設けられている。メタル配線510は、配線110a,210kと同様に、複数本設けられており、複数のメタル配線510は、Y軸方向に離間してほぼ等間隔でほぼ平行に設けられている。隣接するメタル配線510の離間距離は、発光素子150のピッチにほぼ等しくなるように設定されている。
メタル配線510上には、発光素子150がX軸方向にほぼ等間隔で設けられている。メタル配線510は、接合メタル514,515を含んでおり、接合メタル514,515は、第1面103aの側からこの順に積層され、接合されている。発光素子150の底面153Bは、接合メタル515に接しており、p形半導体層153は、接合メタル515にオーミック接続されている。したがって、p形半導体層153は、第1メタル配線510に電気的に接続されており、X軸方向に隣接して設けられた発光素子150と電気的に接続されている。
この例では、絶縁膜156aは、光反射性を有する絶縁材料で形成されているが、第1の実施形態や第2の実施形態の場合のように、透明樹脂によって形成されてもよい。
第1の実施形態の場合と同様に、透光性電極160kがY軸方向に沿って形成され、Y軸方向に沿って配列された発光素子150の発光面151Sに接続されている。
図31Cに示すように、メタル配線510は、基板100の第1面103a上に設けられている。より具体的には、第1面103a上に接合メタル514が設けられ、接合メタル514上に接合メタル515が設けられている。第1端子34は、異方性導電部材30を介して、接合メタル515上に設けられている。第1端子34は、異方性導電部材30の異方性導電粒子32を介して、メタル配線510に電気的に接続されている。異方性導電部材30中のバインダー31は、上述の他の実施形態の場合の図4A等によって説明したように、第1端子34とメタル配線510との接続を固定するために設けられている。
本実施形態の画像表示装置の製造方法について説明する。
図32A~図34Bは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する模式的な断面図である。
図33Aおよび図34Aは、図2のA-A’線における断面に相当する断面図である。
図33Bおよび図34Bは、図2のAA-AA’線における断面に相当する断面図である。
図32Aに示すように、半導体成長基板1194が準備され、半導体成長基板のp形半導体層1153上にメタル層1115が形成される。半導体成長基板1194は、メタル層1115,1114を介して、基板100の第1面103aに貼り合わされる。メタル層1114,1115を介した半導体層1150と基板100との貼り合わせ工程は、上述の他の実施形態における図10Aに関連して説明したので省略する。
図32A~図34Bは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する模式的な断面図である。
図33Aおよび図34Aは、図2のA-A’線における断面に相当する断面図である。
図33Bおよび図34Bは、図2のAA-AA’線における断面に相当する断面図である。
図32Aに示すように、半導体成長基板1194が準備され、半導体成長基板のp形半導体層1153上にメタル層1115が形成される。半導体成長基板1194は、メタル層1115,1114を介して、基板100の第1面103aに貼り合わされる。メタル層1114,1115を介した半導体層1150と基板100との貼り合わせ工程は、上述の他の実施形態における図10Aに関連して説明したので省略する。
図32Bに示すように、図32Aに示した結晶成長用基板1001は、ウェットエッチングやレーザリフトオフによって、除去される。
図33Aおよび図33Bに示すように、図32Bに示したメタル層1115,1114は、エッチングにより加工され、メタル配線510が形成される。複数のメタル配線510は、Y軸方向に離間してほぼ等間隔でほぼ平行となるように分断されて個々のメタル配線510が形成される。図32Bに示したメタル層1115,1114は、同一のマスクを用いて連続的にエッチングされる。
図32Bに示した半導体層1150は、エッチングにより加工され、図33Aおよび図33Bに示すように、発光素子150が形成される。この例では、発光素子150は、発光素子150の高さ方向に径がほぼ等しい円柱形状とされているが、角柱形状としてもよい。また、上述の他の実施形態の場合と同様に、円錐台形状や角錐台形状としてもよい。
図34Aおよび図34Bに示すように、絶縁膜156aは、第1面103a、メタル配線510および発光素子150を覆って形成される。この例では、絶縁膜156aは、光反射性を有する絶縁材料で形成されている。絶縁膜156aは、絶縁膜156aの第1面103aからの高さは、発光面151Sの第1面103aからの高さよりも高く形成されている。
発光素子150の上部の絶縁膜156aの一部が除去されて、発光面151Sが露出される。複数の透光性電極160kを含む透光性配線層160が、絶縁膜156aおよび発光面151S上に形成される。透光性電極160kは、Y軸方向に沿って形成され、X軸方向に離間してほぼ等間隔でほぼ平行に形成される。
この後、必要に応じて、発光面151Sの上方にカラーフィルタが設けられる。
このようにして、サブピクセル520が形成される。
本実施形態の画像表示装置の効果について説明する。
本実施形態の画像表示装置は、上述した他の実施形態の画像表示装置と同様に、トランジスタ等の回路素子を必要としないパッシブマトリクス構造を有するので、サブピクセル520のピッチを短縮することができる。そのほか、画像表示装置のサブピクセル520は、メタル配線510を含み、メタル配線を行選択回路5に接続される配線としている。メタル配線510は、十分な厚さを有するメタル層1114,1115によって形成されているので、布線方向の抵抗分を低くすることができる。そのため、図2に示した表示領域2中で行選択回路5から離れた列に設けられた発光素子150に電流が流れたときでも、メタル配線510の電圧降下を抑制することができる。したがって、行選択回路5に供給する直流電源の電圧をより低く設定することができ、画像表示装置の消費電力を低減することができる。行選択回路5に供給する直流電源の電圧をある程度高く設定することが許される場合には、行選択回路5からより離れた位置に設けられた発光素子にも十分な電圧を供給することができるので、より大きなサイズの画面を有する画像表示装置を実現することができる。
本実施形態の画像表示装置は、上述した他の実施形態の画像表示装置と同様に、トランジスタ等の回路素子を必要としないパッシブマトリクス構造を有するので、サブピクセル520のピッチを短縮することができる。そのほか、画像表示装置のサブピクセル520は、メタル配線510を含み、メタル配線を行選択回路5に接続される配線としている。メタル配線510は、十分な厚さを有するメタル層1114,1115によって形成されているので、布線方向の抵抗分を低くすることができる。そのため、図2に示した表示領域2中で行選択回路5から離れた列に設けられた発光素子150に電流が流れたときでも、メタル配線510の電圧降下を抑制することができる。したがって、行選択回路5に供給する直流電源の電圧をより低く設定することができ、画像表示装置の消費電力を低減することができる。行選択回路5に供給する直流電源の電圧をある程度高く設定することが許される場合には、行選択回路5からより離れた位置に設けられた発光素子にも十分な電圧を供給することができるので、より大きなサイズの画面を有する画像表示装置を実現することができる。
本実施形態の画像表示装置では、上述した他の実施形態の場合の配線110aに代えて、メタル配線510とすることができる。メタル配線510は、他の実施形態の場合の接合メタルとしても機能する。そのため、複数の配線110aを含む配線層110および絶縁層112を形成する工程を省略することができる。したがって、画像表示装置の製造工程を短縮することが可能になり、コストの低減、生産性の向上等を図ることができる。
(第6の実施形態)
図35は、本実施形態に係る画像表示装置の一部を例示する模式的な平面図である。
図35は、図1に示したa部、b部およびc部の拡大図が示されている。a部は、図1に示した表示領域2内の一部に相当する部分である。b部は、図1に示した表示領域2および行配線領域6にわたる領域の一部に相当する部分である。c部は、図1に示した表示領域2および列配線領域8にわたる領域の一部分に相当する部分である。
図35は、本実施形態に係る画像表示装置の一部を例示する模式的な平面図である。
図35は、図1に示したa部、b部およびc部の拡大図が示されている。a部は、図1に示した表示領域2内の一部に相当する部分である。b部は、図1に示した表示領域2および行配線領域6にわたる領域の一部に相当する部分である。c部は、図1に示した表示領域2および列配線領域8にわたる領域の一部分に相当する部分である。
図35に示すように、本実施形態の画像表示装置601は、配線110aと、発光素子150と、透光性電極670kと、第1端子34と、第2端子644と、透光性基板680と、を備える。本実施形態では、画像表示装置601は、透光性基板680を備える点で上述の他の実施形態の場合と相違する。本実施形態の画像表示装置601は、第2端子644の構成が上述の他の実施形態の場合と相違する。また、本実施形態の画像表示装置601は、サブピクセル620の構成が上述の他の実施形態の場合と相違する。上述の他の実施形態の場合と同一の構成要素には、同一の符号を付して詳細な説明を適宜省略する。
画像表示装置601では、透光性基板680は、図1に示した表示領域2を覆うように設けられている。透光性基板680は、表示領域2を超えて、図1に示した列配線領域8の一部を覆うように設けられている。透光性基板680は、たとえばガラス基板である。透光性電極670kは、Y軸方向に沿って設けられている。透光性電極670kは、複数本設けられている。複数の透光性電極670kは、X軸方向に離間してほぼ等間隔で互いにほぼ平行になるように設けられている。透光性基板680および透光性電極670kは、後述の図36A以降で説明するように、発光素子150の上方に設けられており、図35では、2点鎖線で示されている。
画像表示装置601のサブピクセル620は、発光素子150の上方に透光性基板680を有する点で上述の他の実施形態の場合と相違する。第2端子644は、透光性基板680に設けられた透光性電極670kに接続される点で上述の他の実施形態の場合と相違する。他の実施形態の場合と同一の構成要素には、同一の符号を付して詳細な説明を適宜省略する。
図36A~図36Cは、本実施形態に係る画像表示装置の一部を例示する模式的な断面図である。
図36Aは、図35のA-A’線における断面図である。図36Bは、図35のAA-AA’線における断面図である。図36Cは、図35のC-C’線における断面図である。なお、図35のB-B’線における断面は、上述した他の実施形態の図4Aに示したものと同じなので、図示および詳細な説明を省略する。
本実施形態において説明する例は、カラーフィルタを設けないモノクロの画像表示装置であるものとする。以下では、1つのサブピクセルが1つのピクセルを構成するので、1つのピクセルをサブピクセルと呼ぶものとする。
図36Aは、図35のA-A’線における断面図である。図36Bは、図35のAA-AA’線における断面図である。図36Cは、図35のC-C’線における断面図である。なお、図35のB-B’線における断面は、上述した他の実施形態の図4Aに示したものと同じなので、図示および詳細な説明を省略する。
本実施形態において説明する例は、カラーフィルタを設けないモノクロの画像表示装置であるものとする。以下では、1つのサブピクセルが1つのピクセルを構成するので、1つのピクセルをサブピクセルと呼ぶものとする。
図36Aおよび図36Bに示すように、基板600の一方の面である第1面600a上にメタル配線510および絶縁膜156aが設けられている。この例では、基板600は、透光性を有する基板であり、たとえばガラス基板である。ガラス基板に代えて、上述の他の実施形態の場合のように、両面に酸化膜を形成したSi基板を用いるようにしてもよい。第1面600aは、XY平面にほぼ平行な平面である。メタル配線510は、第5の実施形態の場合と同じものである。メタル配線510は、X軸方向に沿って設けられている。メタル配線510は、複数本設けられおり、複数のメタル配線510は、Y軸方向に離間してほぼ等間隔で互いにほぼ平行になるように設けられている。メタル配線510に代えて、第1の実施形態の場合のように、図3A等に示した配線110a上に、発光素子ごとに接合メタル114,115を設けるようにしてもよい。
複数の発光素子(第1発光素子、第2発光素子)150は、第5の実施形態の場合と同様に、メタル配線510上に設けられており、底面(第1底面、第2底面)153Bが接合メタル515に接している。したがって、p形半導体層153は、メタル配線510に電気的に接続されている。発光素子150は、メタル配線510上に複数個配列されており、複数の発光素子は、メタル配線510上でY軸方向に離間してほぼ等間隔で設けられている。
発光面151S上にわたって透光性電極(第3透光性電極、第4透光性電極)660kが設けられている。透光性電極660kは、複数の発光素子150それぞれの発光面(第1発光面、第2発光面)151Sに設けられている。透光性電極660kは、異方性導電部材650と発光面151Sとの間に、発光素子150ごとに離間して設けられている。発光面151Sごとに透光性電極660kを設けることによって、異方性導電部材650に接続した場合に、透光性電極660kを設けないときよりも接続抵抗を低下させることができる。
絶縁膜156aは、第1面600a、メタル配線510、p形半導体層153および発光層152を覆って設けられている。絶縁膜156aは、n形半導体層151の側面を覆って設けられており、発光面151S上の光透過性を確保するために、発光面151Sおよび発光面151S付近のn形半導体層151の側面を覆っていない。
異方性導電部材(第3異方性導電部材)650は、絶縁膜156a、n形半導体層151の側面のうち絶縁膜156aで覆われていない部分および透光性電極660k上に設けられている。異方性導電部材650は、バインダー651および異方性導電粒子652を含んでいる。バインダー651は、図4Aおよび図4Bに示したバインダー31,41と同じ機能を有するが、光透過性を有する材料で構成されている。バインダー651は、光透過性を有するのであればバインダー31,41と同じ材料で形成されていてもよいし、異なっていてもよい。バインダー651は、対向する透光性電極660kと透光性電極670kとを固定する接着剤として機能する。異方性導電粒子652は、図4Aおよび図4Bに示した異方性導電粒子32,42と同じ機能を有する。異方性導電粒子652は、異方性導電粒子32,42と同じ構成、材料で形成されていてもよいし、異なっていてもよい。異方性導電粒子652は、対向する透光性電極660kと透光性電極670kとを電気的に接続する。
透光性電極670kは、異方性導電部材650を介して、透光性電極660k上に設けられている。透光性電極670kは、Y軸方向に沿って設けられている。透光性電極670kは、複数本設けられており、複数の透光性電極670kは、X軸方向に離間してほぼ等間隔で互いにほぼ平行になるように設けられている。
発光素子150および透光性電極660kは、メタル配線510上をX軸方向に沿って複数個配列されている。異方性導電部材650は、透光性電極670kと透光性電極660kとの間に設けられるとともに、X軸方向に隣接する透光性電極670kの間にも設けられている。さらに異方性導電部材650は、X軸方向に隣接する透光性電極660kの間にも設けられ、X軸方向に隣接するn形半導体層151のn形半導体層151の間にも設けられている。
異方性導電部材650は、Y軸方向に隣接する透光性電極660kの間にも設けられ、Y軸方向に隣接する発光素子150のn形半導体層151の間にも設けられている。
透光性電極670kのそれぞれは、異方性導電部材650を介して、透光性電極660k上に設けられている。図36Aに示す透光性電極670kの幅Wの領域において、異方性導電部材650の異方性導電粒子652は、導通状態にある。透光性電極670kと、その透光性電極670kに、X軸方向に隣接して設けられた透光性電極670kとの間の領域では、異方性導電粒子652は非導通状態となっている。したがって、透光性電極660kは、透光性電極660kに対向して設けられた透光性電極670kと第3異方性導電部材650を介して電気的に接続される。
透光性基板680は、第3異方性導電部材650上に設けられている。透光性基板680は、透光性を有する基板であり、たとえばガラス基板である。
図36Cに示すように、第2端子644は、異方性導電部材(第2異方性導電部材)640を介して、透光性基板680上に形成された透光性電極670kに接続されている。異方性導電部材640は、バインダー641および異方性導電粒子642を含んでいる。バインダー641および異方性導電粒子642の構成、材料および機能は、バインダー651および異方性導電粒子652と同じである。異方性導電粒子642は、透光性電極670kと第2端子644とに接触しており、透光性電極670kと第2端子644とを電気的に接続している。
第2端子644は、複数個設けられており、複数個の第2端子644は、X軸方向に離間してほぼ等間隔で互いにほぼ平行になるように設けられている。異方性導電部材640は、複数の透光性電極670kと複数の異方性導電部材640との間にそれぞれ設けられている。異方性導電部材640は、X軸方向に隣接する透光性電極670kの間にも設けられており、X軸方向に隣接する第2端子(第3端子)644の間にも設けられている。
n形半導体層151は、透光性電極660k、異方性導電部材650および透光性電極670kを介して、図1に示した電流駆動回路7に電気的に接続されている。
図37は、本実施形態の画像表示装置を例示する模式的な斜視図である。
図37に示すように、本実施形態の画像表示装置は、基板600上に、マトリクス状に配列された多数の発光素子150を含んでいる。多数の発光素子150が配列された領域は、図1に示した表示領域2であり、表示領域2の端部に第1端子34が設けられている。マトリクス状に配列された発光素子150上にバインダー651および異方性導電粒子652を含む異方性導電部材650が設けられている。異方性導電部材650上には、透光性電極670kが形成された透光性基板680が設けられている。透光性電極670kは、異方性導電部材650に対向して形成されており、透光性電極670kとマトリクス状に配列された発光素子150とは、上述したように異方性導電部材650を介して、電気的に接続されている。
図37に示すように、本実施形態の画像表示装置は、基板600上に、マトリクス状に配列された多数の発光素子150を含んでいる。多数の発光素子150が配列された領域は、図1に示した表示領域2であり、表示領域2の端部に第1端子34が設けられている。マトリクス状に配列された発光素子150上にバインダー651および異方性導電粒子652を含む異方性導電部材650が設けられている。異方性導電部材650上には、透光性電極670kが形成された透光性基板680が設けられている。透光性電極670kは、異方性導電部材650に対向して形成されており、透光性電極670kとマトリクス状に配列された発光素子150とは、上述したように異方性導電部材650を介して、電気的に接続されている。
図37の例のように、透光性基板680上にさらにカラーフィルタ180を設けることができる。カラーフィルタ180を設ける場合には、透光性基板680の光透過時の損失を低減するために、透光性基板680を薄板化するようにしてもよい。
図37は、透光性電極670kを、異方性導電部材650を介して、発光素子150に接続する場合の例であるが、上述の他の実施形態においても、発光素子150上に、透光性電極160kが直接設けられた態様においても、発光素子150は、この例と同様にマトリクス状に多数配列されている。
本実施形態の画像表示装置の製造方法について説明する。
図38Aは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する底面図である。
図38Bは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する断面図である。
図38Aは、透光性基板680をZ軸の負方向から正方向に向かってみた底面図である。図38Bは、図38AのD-D’線における断面図である。
図38Aおよび図38Bに示すように、透光性基板(第4基板)680は、第1面680aおよび第2面680bを有する。第2面680bは、第1面680aの反対側の面である。複数の透光性電極(第1透光性電極、第2透光性電極)670kは、第2面680bに形成される。透光性電極670kは、たとえば、第2面680b上にわたって、透光性導電膜が形成され、透光性導電膜をエッチングして、Y軸方向に沿う透光性電極670kが形成される。図38Aには、透光性電極670kの端部は、接続領域646とされることが示されている。
図38Aは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する底面図である。
図38Bは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する断面図である。
図38Aは、透光性基板680をZ軸の負方向から正方向に向かってみた底面図である。図38Bは、図38AのD-D’線における断面図である。
図38Aおよび図38Bに示すように、透光性基板(第4基板)680は、第1面680aおよび第2面680bを有する。第2面680bは、第1面680aの反対側の面である。複数の透光性電極(第1透光性電極、第2透光性電極)670kは、第2面680bに形成される。透光性電極670kは、たとえば、第2面680b上にわたって、透光性導電膜が形成され、透光性導電膜をエッチングして、Y軸方向に沿う透光性電極670kが形成される。図38Aには、透光性電極670kの端部は、接続領域646とされることが示されている。
図39Aは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する底面図である。
図39Bは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する断面図である。
図39Aは、透光性基板680をZ軸の負方向から正方向に向かってみた底面図である。図39Bは、図39AのD-D’線における断面図である。
図39Aおよび図39Bに示すように、異方性導電部材640を介して、複数の透光性電極(第1透光性電極、第2透光性電極)670kは、複数の第2端子(第2端子、第3端子)644にそれぞれに電気的に接続される。異方性導電部材640は、たとえば、接続領域646を含むように、第2面680bの端部にX軸方向にわたって、塗布または貼付される。つまり、異方性導電部材640は、隣接する2つの接続領域646の間の領域にも設けられている。
図39Bは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する断面図である。
図39Aは、透光性基板680をZ軸の負方向から正方向に向かってみた底面図である。図39Bは、図39AのD-D’線における断面図である。
図39Aおよび図39Bに示すように、異方性導電部材640を介して、複数の透光性電極(第1透光性電極、第2透光性電極)670kは、複数の第2端子(第2端子、第3端子)644にそれぞれに電気的に接続される。異方性導電部材640は、たとえば、接続領域646を含むように、第2面680bの端部にX軸方向にわたって、塗布または貼付される。つまり、異方性導電部材640は、隣接する2つの接続領域646の間の領域にも設けられている。
透光性基板680と第2端子644とを、Z軸方向に加圧し、加熱することによって、接続領域646内の異方性導電粒子642を介して、透光性電極670kと第2端子644とを電気的に接続する。熱硬化性接着剤を含むバインダー641は、加熱によって、硬化するので、第2端子644は、透光性電極670kとの電気的接続を維持しつつ、固定される。
図40Aおよび図40Bは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する模式的な断面図である。
図40A、図41A、図42Aおよび図43Aは、図35のA-A’線における断面に相当する断面図である。
図40B、図41B、図42Bおよび図43Bは、図35のAA-AA’線における断面に相当する断面図である。
以降の製造工程では、第5の実施形態の場合の図32Aおよび図32Bにおいて説明した内容と同一の構成が適用される。以下では、図32Aおよび図32Bの工程の後の工程から説明する。
図40Aおよび図40Bに示すように、発光素子150ごとに発光面151S上に透光性電極660kが形成される。透光性電極660kの形成工程では、たとえば、図32Aおよび図32Bに示したn形半導体層1151上に透光性の導電膜が形成され、導電膜をエッチングにより加工することにより、透光性電極660kが形成される。その後、図32Aおよび図32Bに示した半導体層1150は、エッチングにより加工されて、発光素子150が形成される。
図40A、図41A、図42Aおよび図43Aは、図35のA-A’線における断面に相当する断面図である。
図40B、図41B、図42Bおよび図43Bは、図35のAA-AA’線における断面に相当する断面図である。
以降の製造工程では、第5の実施形態の場合の図32Aおよび図32Bにおいて説明した内容と同一の構成が適用される。以下では、図32Aおよび図32Bの工程の後の工程から説明する。
図40Aおよび図40Bに示すように、発光素子150ごとに発光面151S上に透光性電極660kが形成される。透光性電極660kの形成工程では、たとえば、図32Aおよび図32Bに示したn形半導体層1151上に透光性の導電膜が形成され、導電膜をエッチングにより加工することにより、透光性電極660kが形成される。その後、図32Aおよび図32Bに示した半導体層1150は、エッチングにより加工されて、発光素子150が形成される。
図41Aおよび図41Bに示すように、異方性導電部材650aは、絶縁膜156a、発光素子150および透光性電極660kを覆うように塗布または貼付される。この例では、発光素子150のうち、絶縁膜156aに覆われていないn形半導体層151の側面が異方性導電部材650aに覆われる。異方性導電部材650aは、透光性電極660k上に設けられるとともに、隣接する発光素子150の間にも設けられる。
異方性導電部材650aは、バインダー651aおよび異方性導電粒子652aを含んでいる。バインダー651aおよび異方性導電粒子652aは、圧力印加されておらず、加熱されていないため、初期の状態である。バインダー651aは初期状態では、流動性や粘着性を有する状態であり、接着力を発揮していない状態である。異方性導電粒子652aは、初期状態では、いずれの方向にも導通していない。
図42Aおよび図42Bに示すように、図示されていない第2端子644が接続された透光性基板680が準備される。透光性基板680は、第2面680bを異方性導電部材650aに対向して配置される。透光性電極670kは、メタル配線510に直交する向きとされ、発光面151S上に設けられた透光性電極660kに位置合わせされて配置される。
図43Aおよび図43Bに示すように、透光性基板680および基板600は、Z軸方向に圧力が印加され、加熱される。印加された圧力により、透光性電極670kおよび透光性電極660kは、異方性導電粒子652を介して電気的に接続される。加熱によって硬化したバインダー651は、透光性電極660kおよび透光性電極670kを、電気的に接続された状態で固定する。
異方性導電部材650は、圧力が印加された方向に沿って、導通経路が形成される。そのため、透光性電極660kおよび透光性電極670kが電気的に接続される範囲は、たとえば透光性電極670kのX軸方向の長さで規定される範囲となる。X軸方向に隣接する2本の透光性電極670kの間の領域では、X軸方向に圧力が印加されることはないため、これら2本の透光性電極670kの間には、電気的接続は確立されない。
Y軸方向に隣接する2つの透光性電極660kの間の異方性導電部材650は、Y軸方向の圧力が印加されることがないので、これら2つの透光性電極660kの間の電気的接続が確立されることはない。
上述では、異方性導電部材650を発光素子150の側に設ける場合について説明したが、異方性導電部材650は、透光性基板680の第2面680bおよび透光性電極670k上にわたって塗布または貼付するようにしてもよい。
異方性導電部材640の機能についても同様である。すなわち、異方性導電部材640を介して対向して設けられた第2端子644および透光性電極670kは、Z軸方向の圧力で導通が確保される。これに対して、X軸方向に隣接する2本の第2端子644間およびX軸方向に隣接する2本の透光性電極670k間には、X軸方向に圧力が印加されることはない。そのため、これら2本の第2端子644間および2本の透光性電極670k間には導通が確保されることはない。
本実施形態の画像表示装置の効果について説明する。
上述した他の実施形態の画像表示装置と同様に、トランジスタ等の回路素子を必要としないパッシブマトリクス構造を有するので、サブピクセル620のピッチを短縮することができる。本実施形態では、上述したように、製造方法において、発光素子150上に形成される透光性電極670kを、透光性基板680上にあらかじめ形成し、異方性導電部材650を用いて発光素子150と接続する。そのため、段差を有する面上に透光性電極を形成することがないので、発光素子150のピッチを短くしても、透光性電極の断線等による歩留りの低下を低減することができる。
上述した他の実施形態の画像表示装置と同様に、トランジスタ等の回路素子を必要としないパッシブマトリクス構造を有するので、サブピクセル620のピッチを短縮することができる。本実施形態では、上述したように、製造方法において、発光素子150上に形成される透光性電極670kを、透光性基板680上にあらかじめ形成し、異方性導電部材650を用いて発光素子150と接続する。そのため、段差を有する面上に透光性電極を形成することがないので、発光素子150のピッチを短くしても、透光性電極の断線等による歩留りの低下を低減することができる。
また、異方性導電部材650を介して、透光性電極670kと透光性電極660kとを接続するので、製造時の熱ストレスを軽減することができる。
さらに、透光性電極670kの接続工程を、異方性導電部材650の形成工程および接続工程に短縮することができる。そのため、画像表示装置の製造工程が短縮され、コスト低減を図ることができる。
(第7の実施形態)
図44Aおよび図44Bは、本実施形態の画像表示装置の一部を例示する模式的な断面図である。
図44Aは、図35のA-A’線における断面に相当する断面図である。
図44Bは、図35のAA-AA’線における断面に相当する断面図である。
図44Aおよび図44Bに示すように、本実施形態の画像表示装置では、サブピクセル720は、基板702を含む。基板702は、有機樹脂によって形成されており、好ましくは、可撓性を有する。基板702上には、SiO2等のSi化合物を有する層703が設けられている。層703は、メタル配線510を形成する場合に、金属材料の密着性を向上させるために設けられている。メタル配線510および絶縁膜156aは、第1面703a上に設けられている。
図44Aおよび図44Bは、本実施形態の画像表示装置の一部を例示する模式的な断面図である。
図44Aは、図35のA-A’線における断面に相当する断面図である。
図44Bは、図35のAA-AA’線における断面に相当する断面図である。
図44Aおよび図44Bに示すように、本実施形態の画像表示装置では、サブピクセル720は、基板702を含む。基板702は、有機樹脂によって形成されており、好ましくは、可撓性を有する。基板702上には、SiO2等のSi化合物を有する層703が設けられている。層703は、メタル配線510を形成する場合に、金属材料の密着性を向上させるために設けられている。メタル配線510および絶縁膜156aは、第1面703a上に設けられている。
本実施形態の画像表示装置では、サブピクセル720は、基板781を含む。基板781は、たとえば透明の有機樹脂製の材料で形成されており、好ましくは可撓性を有する。基板781は、第1面781aおよび第2面781bを有する。第2面781bは、第1面781aの反対側の面である。透光性電極670kは、第2面781b上に設けられている。本実施形態の画像表示装置は、上述した層703を有する基板702および基板781を除いて、第6の実施形態の場合と同じ構成要素を含んでいる。同一の構成要素は、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
本実施形態の画像表示装置の製造方法について説明する。
図45Aおよび図45Bは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する模式的な断面図である。
図45Aおよび図45Bは、図35のA-A’線における断面に相当する断面図である。
図45Aに示すように、準備された基板700上に、第6の実施形態等において説明したメタル配線510、発光素子150、透光性電極660k、絶縁膜156aおよび第3異方性導電部材650が形成される。基板700は、2層の基板701,702および層703を含む。たとえば、基板702は、基板702の第1面701a上に、ポリイミド材料を塗布し、焼成することによって形成される。基板702を形成する前に、一方の面701a上にSiNx等の無機膜を形成してもよい。この場合には、基板702は、面701a上に形成された無機膜上にポリイミド材料を塗布し、焼成することによって形成される。層703は、基板701の第1面701a上にわたって形成される。
図45Aおよび図45Bは、本実施形態の画像表示装置の製造方法の一部を例示する模式的な断面図である。
図45Aおよび図45Bは、図35のA-A’線における断面に相当する断面図である。
図45Aに示すように、準備された基板700上に、第6の実施形態等において説明したメタル配線510、発光素子150、透光性電極660k、絶縁膜156aおよび第3異方性導電部材650が形成される。基板700は、2層の基板701,702および層703を含む。たとえば、基板702は、基板702の第1面701a上に、ポリイミド材料を塗布し、焼成することによって形成される。基板702を形成する前に、一方の面701a上にSiNx等の無機膜を形成してもよい。この場合には、基板702は、面701a上に形成された無機膜上にポリイミド材料を塗布し、焼成することによって形成される。層703は、基板701の第1面701a上にわたって形成される。
本実施形態では、図38A~図39Bに示した透光性基板680に代えて、基板780が用いられる。基板(第4基板)780は、2層の基板781,782を含む。基板782は、たとえば、透光性を有する基板であり、ガラス基板である。基板781は、透明の有機樹脂製の基板である。図45Bに示すように、基板781は、基板782の面782a上に形成されている。基板781,782は、たとえば接着剤等により貼り合わされている。
基板701は、たとえばウェットエッチングやレーザリフトオフによって除去される。基板782も、たとえばウェットエッチング等によって除去される。
本実施形態の画像表示装置の効果について説明する。
本実施形態では、基板702,781が薄く成形された有機樹脂によって形成されているので、画像表示装置をより軽量、薄型化が可能になる。基板702,781を可撓性のある材料とすることができるので、画像表示装置として曲げ加工が可能になり、曲面への貼り付けや、バーチャルリアリティ用のゴーグル等のウェアラブル端末への利用等を違和感なく実現することができる。
本実施形態では、基板702,781が薄く成形された有機樹脂によって形成されているので、画像表示装置をより軽量、薄型化が可能になる。基板702,781を可撓性のある材料とすることができるので、画像表示装置として曲げ加工が可能になり、曲面への貼り付けや、バーチャルリアリティ用のゴーグル等のウェアラブル端末への利用等を違和感なく実現することができる。
(第8の実施形態)
図46は、本実施形態の画像表示装置の一部を例示する模式的な平面図である。
上述した他の実施形態の場合には、行選択回路との接続を図る配線を金属等の高い導電性を有する導電材料で形成したが、本実施形態では、電流駆動回路との接続を図る配線も高導電率を有する導電材料で形成される。
図46に示すように、本実施形態の画像表示装置は、第1メタル配線812kと、発光素子250と、透光性電極260aと、第2メタル配線880aと、を含む。第1メタル配線812kは、X軸方向に沿って設けられている。第1メタル配線812kは、複数本設けられており、複数の第1メタル配線812kは、Y軸方向に離間しほぼ等間隔でほぼ平行に設けられている。第1メタル配線812kのY軸方向の離間距離は、発光素子250のピッチとなるように設定される。なお、本実施形態では、第2メタル配線880aを第2端子44に直接接続することができる。
図46は、本実施形態の画像表示装置の一部を例示する模式的な平面図である。
上述した他の実施形態の場合には、行選択回路との接続を図る配線を金属等の高い導電性を有する導電材料で形成したが、本実施形態では、電流駆動回路との接続を図る配線も高導電率を有する導電材料で形成される。
図46に示すように、本実施形態の画像表示装置は、第1メタル配線812kと、発光素子250と、透光性電極260aと、第2メタル配線880aと、を含む。第1メタル配線812kは、X軸方向に沿って設けられている。第1メタル配線812kは、複数本設けられており、複数の第1メタル配線812kは、Y軸方向に離間しほぼ等間隔でほぼ平行に設けられている。第1メタル配線812kのY軸方向の離間距離は、発光素子250のピッチとなるように設定される。なお、本実施形態では、第2メタル配線880aを第2端子44に直接接続することができる。
透光性電極260aは、Y軸方向に沿って設けられている。透光性電極260aは、複数本設けられており、複数の透光性電極260aは、X軸方向に離間しほぼ等間隔でほぼ平行に設けられている。第2メタル配線880aは、Y軸方向に沿って設けられている。第2メタル配線880aは、複数本設けられており、複数の第2メタル配線880aは、X軸方向に離間しほぼ等間隔でほぼ平行に設けられている。第2メタル配線880aは、透光性電極260aと異なる層で、XY平面視で透光性電極260aとほぼ平行になるように設けられている。
発光素子250は、第1メタル配線812kと第2メタル配線880aとの交差する交点に設けられている。第2メタル配線880aは、透光性電極260aと異なる層で、XY平面視で透光性電極260aとほぼ平行に設けられているので、発光素子250は、第1メタル配線812kと透光性電極260aとの交差する交点に設けられている。
本実施形態では、発光素子250は、正方形断面を有する角錐台形状であり、後述の図47Aおよび図47Bに示す発光面253Sが円形とされている。発光素子250の形状は、上述の他の実施形態の場合と同様に、円錐台形状でもよいし、円柱や角柱であってもよい。
図47Aおよび図47Bは、本実施形態の画像表示装置の一部を例示する模式的な断面図である。
図47Aは、図46のA-A’線における断面図である。
図47Bは、図46のAA-AA’線における断面図である。
図47Aおよび図47Bに示すように、基板800上に、第2メタル配線880a、第1メタル配線812k、発光素子250および透光性電極260aを含む上部構造物が形成されている。基板800は、たとえば透光性基板であり、ガラス基板である。上述の他の実施形態の場合のようにSi基板および酸化膜を含む基板であってもよい。基板800の第1面800a上に、第2メタル配線880aが設けられている。第2メタル配線880aは、Y軸方向に沿って設けられている。第2メタル配線880aは複数本設けられており、複数の第2メタル配線880aは、X軸方向に離間してほぼ等間隔でほぼ平行に設けられている。第2メタル配線880aは、図1に示した表示領域2の端部において、電流駆動回路7に接続される。第2メタル配線880aは、たとえばAlやCu等の高導電率を有する金属材料、あるいはAlやCu等を含む合金で形成されている。
図47Aは、図46のA-A’線における断面図である。
図47Bは、図46のAA-AA’線における断面図である。
図47Aおよび図47Bに示すように、基板800上に、第2メタル配線880a、第1メタル配線812k、発光素子250および透光性電極260aを含む上部構造物が形成されている。基板800は、たとえば透光性基板であり、ガラス基板である。上述の他の実施形態の場合のようにSi基板および酸化膜を含む基板であってもよい。基板800の第1面800a上に、第2メタル配線880aが設けられている。第2メタル配線880aは、Y軸方向に沿って設けられている。第2メタル配線880aは複数本設けられており、複数の第2メタル配線880aは、X軸方向に離間してほぼ等間隔でほぼ平行に設けられている。第2メタル配線880aは、図1に示した表示領域2の端部において、電流駆動回路7に接続される。第2メタル配線880aは、たとえばAlやCu等の高導電率を有する金属材料、あるいはAlやCu等を含む合金で形成されている。
第1面800aおよび第2メタル配線880a上に、絶縁層802が設けられている。絶縁層802は、たとえばSiO2等の酸化膜等であり、たとえば、CVD等によって形成されている。
絶縁層802の表面は平坦化されており、平坦化された絶縁層802上に、第1メタル配線812kが形成されている。第1メタル配線812kは、X軸方向に沿って形成されている。第1メタル配線812kは、複数本設けられており、複数の第1メタル配線812kは、Y軸方向に離間しほぼ等間隔でほぼ平行に設けられている。第1メタル配線812kは、図1に示した表示領域2の端部において、行選択回路5に接続されている。
第1メタル配線812k上わたって、接合メタル810kが設けられており、接合メタル810k上に発光素子250が設けられている。本実施形態では、p形半導体層253を発光面253Sとし、n形半導体層251を底面とする発光素子250とされている。接合メタル810kは、上述した他の実施形態の場合と同様に、発光素子250のn形半導体層251とオーミック接続をとるために設けられている。また、接合メタル810kは、発光素子250の下方への散乱光等を発光面253S側に反射するために設けられている。これによって、発光素子250の実質的な発光効率が向上される。発光素子250の構成については、第2の実施形態の場合と同じであり、詳細な説明を省略する。
絶縁膜156は、絶縁層802、第1メタル配線812k、接合メタル810kおよび発光素子250を覆って設けられている。発光素子250の上方で絶縁膜156の一部が除去されて発光面253Sが形成されている。絶縁膜156の材料は、上述した他の実施形態の場合と同じであり、詳細な説明を省略する。絶縁膜156は、上述の他の実施形態の場合と同じであり、光反射性を有する絶縁材料で形成された絶縁膜156aとしてもよいのも同様である。
透光性電極260aは、絶縁膜156および発光素子250上を、Y軸方向に沿って設けられている。透光性電極260aは、Y軸方向に沿って配列された発光素子250の発光面253Sを互いに接続するように設けられている。透光性電極260aは、複数本設けられている。複数の透光性電極260aは、X軸方向に離間してほぼ等間隔でほぼ平行に設けられている。複数の透光性電極260aおよび複数の第2メタル配線880aは、異なる層で、ほぼ平行にそれぞれ形成されている。より具体的には、発光素子250が存在する領域では、複数の透光性電極260aおよび複数の第2メタル配線880aは、発光素子250、接合メタル810k、第1メタル配線812kおよび絶縁層802を介して、Z軸方向に積層され、同一のXY座標を有するようにそれぞれ配置されている。発光素子250が存在しない領域では、複数の透光性電極260aおよび複数の第2メタル配線880aは、絶縁膜156および絶縁層802を介して、Z軸方向に積層され、同一のXY座標を有するようにそれぞれ配置されている。
透光性電極260aは、コンタクト部861aを有しており、コンタクト部861aでビア862aと接続されている。コンタクト部861aおよびビア862aは、隣接する発光素子250の間に設けられている。コンタクト部861aおよびビア862aは、複数個ずつ設けられ、この例では、隣接する2つの発光素子250の間ごとに設けられている。この例に限らず、Y軸方向に配列された複数の発光素子の組ごとにコンタクト部861aおよびビア862aを設けるようにしてもよい。
ビア862aは、絶縁膜156および絶縁層802を貫通し、第2メタル配線880aに達するように設けられている。ビア862aは、透光性電極260aと第2メタル配線880aとの間に設けられ、透光性電極260aと第2メタル配線880aとを電気的に接続する。したがって、p形半導体層253は、透光性電極260a、コンタクト部861a、ビア862aおよび第2メタル配線880aを介して、電流駆動回路7に電気的に接続されている。
コンタクト部861aおよびビア862aは、この例では、透光性電極260aと同じ材料で形成されている。透光性電極260a、コンタクト部861aおよびビア862aを同じ材料で形成することによって、透光性電極260aの形成と、ビア862aの形成を同時に行うことができる。透光性電極260aおよびビア862aの形成を同時に行うことによって、コンタクト部861aでの相互の接続も透光性電極260aおよびビア862aの形成と同時に行うことができる。
コンタクト部861aの形状およびビア862aの断面形状は、コンタクト部861aおよびビア862aの材料に応じて適切に設定することができる。この例では、コンタクト部861aおよびビア862aの材料を透光性電極260aと同じ材料とするため、抵抗値を下げるために断面積を十分にとっている。
本実施形態の画像表示装置の製造方法について説明する。
本実施形態の画像表示装置の製造方法では、第2メタル配線880aの形成工程およびビア862aの形成工程が上述の他の実施形態の場合と相違する。他の点では、上述の他の実施形態の場合を適用することができる。
本実施形態の画像表示装置の製造方法では、第2メタル配線880aの形成工程およびビア862aの形成工程が上述の他の実施形態の場合と相違する。他の点では、上述の他の実施形態の場合を適用することができる。
第2メタル配線880aの形成工程では、準備された基板800の第1面800a上にメタル層を形成し、エッチングにより第2メタル配線880aを形成することができる。第2メタル配線880aの形成後、第1面800aおよび第2メタル配線880aを覆って絶縁層802が形成され、絶縁層802の表面が平坦化される。
ビア862aの形成工程は、絶縁膜156の形成工程後に実行される。ビア862aの形成工程では、ビア862aと第2メタル配線880aとの接続位置であるコンタクト部861aにビアホールが形成される。コンタクト部861aは、上述したようにY軸方向に隣接する2つの発光素子250の間の位置が選定される。ビア862aのためのビアホールは、絶縁膜156および絶縁層802を貫通し、第2メタル配線880aに達するように形成される。
この例では、透光性電極260aを形成するための透光性を有する導電膜を絶縁膜156および発光素子250上にわたって形成し、形成された導電膜をエッチングして透光性電極260aが形成される。ビア862aは、導電膜の形成時にビアホールが導電膜材料で埋め込まれることによって形成され、コンタクト部861aを介した、ビア862aと透光性電極との接続も同時に行われる。
本実施形態の画像表示装置の効果について説明する。
本実施形態の画像表示装置では、上述した他の実施形態の画像表示装置と同様に、トランジスタ等の回路素子を必要としないパッシブマトリクス構造を有するので、サブピクセル820のピッチを短縮することができる。そのほか、電流駆動回路7と各発光素子250との接続は、透光性電極260aのほか、第2メタル配線880aによって実現される。透光性電極260aと第2メタル配線880aが並列に接続することによって、電流駆動回路7と各発光素子250との間の配線の布線方向の抵抗値が低減される。第2メタル配線880aに高い導電率を有するAlやCu等を含む金属材料を用いることによって、電流駆動回路7と各発光素子250との間の布線方向の抵抗分を低減することができる。そのため、各発光素子250に電流を供給する配線の抵抗分が低下するので、各発光素子250を駆動する直流電源の電圧値をより低くすることができ、画像表示装置の消費電力をより低減することが可能になる。各発光素子250を駆動する直流電源の電圧を低くしても各発光素子250の端子間に十分な電圧を印加することができるので、表示領域をより大きなものにすることが可能になる。
本実施形態の画像表示装置では、上述した他の実施形態の画像表示装置と同様に、トランジスタ等の回路素子を必要としないパッシブマトリクス構造を有するので、サブピクセル820のピッチを短縮することができる。そのほか、電流駆動回路7と各発光素子250との接続は、透光性電極260aのほか、第2メタル配線880aによって実現される。透光性電極260aと第2メタル配線880aが並列に接続することによって、電流駆動回路7と各発光素子250との間の配線の布線方向の抵抗値が低減される。第2メタル配線880aに高い導電率を有するAlやCu等を含む金属材料を用いることによって、電流駆動回路7と各発光素子250との間の布線方向の抵抗分を低減することができる。そのため、各発光素子250に電流を供給する配線の抵抗分が低下するので、各発光素子250を駆動する直流電源の電圧値をより低くすることができ、画像表示装置の消費電力をより低減することが可能になる。各発光素子250を駆動する直流電源の電圧を低くしても各発光素子250の端子間に十分な電圧を印加することができるので、表示領域をより大きなものにすることが可能になる。
本実施形態の画像表示装置を製造する場合に、複数の絶縁層を貫通するビアを形成する技術は、すでに確立されており、実績のあるプロセスで画像表示装置を製造することができるので、製造歩留りを高くし、接続不良等の低減による品質の向上を図ることができる。
本実施形態では、p形半導体層253を発光面253Sとする例について説明をしたが、上述の他の実施形態の例を適用することによって、たとえば、図3Aに示したn形半導体層151を発光面151Sとする画像表示装置も容易に製造することができる。
(第9の実施形態)
上述した画像表示装置は、適切なピクセル数を有する画像表示モジュールとして、たとえばコンピュータ用ディスプレイ、テレビ、スマートフォンのような携帯用端末、あるいは、カーナビゲーション等とすることができる。
上述した画像表示装置は、適切なピクセル数を有する画像表示モジュールとして、たとえばコンピュータ用ディスプレイ、テレビ、スマートフォンのような携帯用端末、あるいは、カーナビゲーション等とすることができる。
図48は、本実施形態に係る画像表示装置を例示するブロック図である。
図48には、コンピュータ用ディスプレイの構成の主要な部分が示されている。
図48に示すように、画像表示装置901は、画像表示モジュール902を備える。画像表示モジュール902は、たとえば上述した第1の実施形態の場合の構成を備えた画像表示装置である。画像表示モジュール902は、サブピクセル20を含む複数のサブピクセルが配列された表示領域2、行選択回路5および電流駆動回路7を含む。
図48には、コンピュータ用ディスプレイの構成の主要な部分が示されている。
図48に示すように、画像表示装置901は、画像表示モジュール902を備える。画像表示モジュール902は、たとえば上述した第1の実施形態の場合の構成を備えた画像表示装置である。画像表示モジュール902は、サブピクセル20を含む複数のサブピクセルが配列された表示領域2、行選択回路5および電流駆動回路7を含む。
画像表示装置901は、コントローラ970をさらに備えている。コントローラ970は、図示しないインタフェース回路によって分離、生成される制御信号を入力して、行選択回路5および電流駆動回路7に対して、各サブピクセルの駆動および駆動順序を制御する。
(変形例)
上述した画像表示装置は、適切なピクセル数を有する画像表示モジュールとして、たとえばコンピュータ用ディスプレイ、テレビ、スマートフォンのような携帯用端末、あるいは、カーナビゲーション等とすることができる。
上述した画像表示装置は、適切なピクセル数を有する画像表示モジュールとして、たとえばコンピュータ用ディスプレイ、テレビ、スマートフォンのような携帯用端末、あるいは、カーナビゲーション等とすることができる。
図49は、本実施形態の変形例に係る画像表示装置を例示するブロック図である。
図49には、高精細薄型テレビの構成が示されている。
図49に示すように、画像表示装置901aは、画像表示モジュール902aを備える。画像表示モジュール902aは、たとえば上述した第1の実施形態の場合の構成を備えた画像表示装置1である。画像表示装置901aは、コントローラ970aおよびフレームメモリ980aを備える。コントローラ970aは、バス940aによって供給される制御信号にもとづいて、表示領域2の各サブピクセルの駆動順序を制御する。フレームメモリ980aは、1フレーム分の表示データを格納し、円滑な動画再生等の処理のために用いられる。
図49には、高精細薄型テレビの構成が示されている。
図49に示すように、画像表示装置901aは、画像表示モジュール902aを備える。画像表示モジュール902aは、たとえば上述した第1の実施形態の場合の構成を備えた画像表示装置1である。画像表示装置901aは、コントローラ970aおよびフレームメモリ980aを備える。コントローラ970aは、バス940aによって供給される制御信号にもとづいて、表示領域2の各サブピクセルの駆動順序を制御する。フレームメモリ980aは、1フレーム分の表示データを格納し、円滑な動画再生等の処理のために用いられる。
画像表示装置901aは、I/O回路910aを有する。I/O回路910aは、図49では、単に「I/O」と表記されている。I/O回路910aは、外部の端末や装置等と接続するためのインタフェース回路等を提供する。I/O回路910aは、たとえば外付けのハードディスク装置等を接続するUSBインタフェースや、オーディオインタフェース等が含まれる。
画像表示装置901aは、受信部920aおよび信号処理部930aを有する。受信部920aには、アンテナ922aが接続され、アンテナ922aによって受信された電波から必要な信号を分離、生成する。信号処理部930aは、DSP(Digital Signal Processor)やCPU(Central Processing Unit)等を含んでおり、受信部920aによって分離、生成された信号は、信号処理部930aによって、画像データや音声データ等に分離、生成される。
受信部920aおよび信号処理部930aを、携帯電話の送受信用やWiFi用、GPS受信器等の高周波通信モジュールとすることによって、他の画像表示装置とすることもできる。たとえば、適切な画面サイズおよび解像度の画像表示モジュールを備えた画像表示装置は、スマートフォンやカーナビゲーションシステム等の携帯情報端末とすることができる。
本実施形態の場合の画像表示モジュールは、第1の実施形態の場合の画像表示装置の構成に限らず、その変形例や他の実施形態の場合としてもよい。本実施形態および変形例の場合の画像表示モジュールは、図37で示したように、多数のサブピクセルを含む構成とされる。
以上説明した実施形態によれば、高精細かつ高速応答が可能な画像表示装置を実現することができる。
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明およびその等価物の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
1,201,601,901,901a 画像表示装置、2 表示領域、5,205 行選択回路、6 行配線領域、7,207 電流駆動回路、8 列配線領域、10,210,310 ピクセル、20,220,320,420,520,620,720,820 サブピクセル、30,40,640,650 異方性導電部材、100,600,702 基板、110a,210k 配線、112 絶縁層、150,250 発光素子、151S,253S 発光面、156,156a 絶縁膜、160k,260a,660k,670k 透光性電極、180 カラーフィルタ、350 半導体層、510 メタル配線、680 透光性基板、812k 第1メタル配線、880a 第2メタル配線、1001 結晶成長用基板、1150 半導体層、1190 支持基板、1194,1294 半導体成長基板
Claims (24)
- 基板と、
第1方向に沿って前記基板上に形成された第1配線と、
前記第1配線上に設けられ、第1発光面を有する第1発光素子と、
前記第1方向に交差する第2方向に沿って形成され前記第1発光面上に設けられた第1透光性電極と、
前記第1配線上に設けられた第1異方性導電部材と、
前記第1異方性導電部材を介して、前記第1配線に電気的に接続された第1端子と、
前記第1透光性電極上に設けられた第2異方性導電部材と、
前記第2異方性導電部材を介して、前記第1透光性電極に電気的に接続された第2端子と、
を備え、
前記第1発光素子は、前記第1配線上に第1底面を有し、前記第1発光面は、前記第1底面の反対側に設けられた画像表示装置。 - 前記第1発光素子の側面、前記第1配線および前記基板上に設けられた絶縁膜
をさらに備え、
前記第2端子は、前記絶縁膜、前記第1透光性電極および前記第2異方性導電部材を介して前記基板上に設けられた請求項1記載の画像表示装置。 - 前記絶縁膜は、光反射性を有する請求項2記載の画像表示装置。
- 前記第1配線と前記第1発光素子との間に設けられたメタル層
をさらに備えた請求項1記載の画像表示装置。 - 前記第1配線上で前記第1発光素子に隣接して設けられ、第2発光面を有する第2発光素子と、
前記第2方向に沿って形成され前記第2発光面上に設けられた第2透光性電極と、
前記第1透光性電極上および前記第2透光性電極上に設けられた透光性基板と、
前記第1発光面と前記第1透光性電極との間に設けられ前記第1発光面と前記第1透光性電極とを電気的に接続し、前記第2発光面と前記第2透光性電極との間に設けられ前記第2発光面と前記第2透光性電極とを電気的に接続する第3異方性導電部材と、
をさらに備え、
前記第2発光素子は、前記第1配線上に第2底面を有し、前記第2発光面は、前記第2底面の反対側に設けられた請求項1記載の画像表示装置。 - 前記第1発光面と前記第3異方性導電部材の間に設けられた第3透光性電極と、
前記第2発光面と前記第3異方性導電部材の間に設けられた第4透光性電極と、
をさらに備え、
前記第1発光面は、前記第3透光性電極および前記第3透光性電極上の前記第3異方性導電部材を介して前記第1透光性電極に電気的に接続され、
前記第2発光面は、前記第4透光性電極および前記第4透光性電極上の前記第3異方性導電部材を介して前記第2透光性電極に電気的に接続された請求項5記載の画像表示装置。 - 前記第2異方性導電部材を介して、前記第2透光性電極に接続された第3端子
をさらに備え、
前記第2端子は、前記第2端子と前記第1透光性電極との間の前記第2異方性導電部材を介して前記第1透光性電極に接続され、
前記第3端子は、前記第3端子と前記第2透光性電極との間の前記第2異方性導電部材を介して前記第2透光性電極に接続された請求項5記載の画像表示装置。 - 前記透光性基板は、ガラス基板を含む請求項5記載の画像表示装置。
- 前記透光性基板は、可撓性を有する基板を含む請求項5記載の画像表示装置。
- 前記第1発光素子は、第1半導体層と、第1発光層と、第2半導体層と、を含み、
前記第1半導体層、前記第1発光層および前記第2半導体層は、前記第1底面から前記第1発光面に向かってこの順に積層され、
前記第2発光素子は、第3半導体層と、第2発光層と、第4半導体層と、を含み、
前記第3半導体層、前記第2発光層および前記第4半導体層は、前記第2底面から前記第2発光面に向かってこの順に積層され、
前記第1半導体層および前記第3半導体層は、n形であり、前記第2半導体層および前記第4半導体層は、p形である請求項5記載の画像表示装置。 - 前記第1発光素子は、窒化ガリウム化合物を含む請求項1記載の画像表示装置。
- 前記第1発光素子上に波長変換部材
をさらに備えた請求項1記載の画像表示装置。 - 基板と、
第1方向に沿って前記基板上に形成された第1配線と、
前記第1配線上に設けられた第1半導体層と、
前記第1半導体層上に設けられた第1発光層と、
前記第1発光層から前記第1方向に沿って離隔して前記第1半導体層上に設けられた第2発光層と、
前記第1半導体層とは異なる導電形の半導体層であって、前記第1発光層上に設けられ、第1発光面を含む第2半導体層と、
前記第2半導体層と同一の導電形の半導体層であって、前記第2発光層上に設けられ、第2発光面を含む第3半導体層と、
前記第1方向に交差する第2方向に沿って形成され前記第1発光面上に設けられた第1透光性電極と、
前記第2方向に沿って形成され前記第2発光面上に設けられた第2透光性電極と、
前記第1配線に設けられた第1異方性導電部材と、
前記第1異方性導電部材を介して、前記第1配線に電気的に接続された第1端子と、
前記第1透光性電極上および前記第2透光性電極上に設けられた第2異方性導電部材と、
前記第2異方性導電部材を介して、前記第1透光性電極に電気的に接続された第2端子と、
前記第2異方性導電部材を介して、前記第2透光性電極に電気的に接続された第3端子と、
を備え、
前記第1発光面は、前記第1発光層に接する面の反対側に設けられ、
前記第2発光面は、前記第2発光層に接する面の反対側に設けられた画像表示装置。 - 発光層を含む半導体層を第1基板上に形成した第2基板を準備する工程と、
第3基板の第1面上に第1導電層を形成する工程と、
前記半導体層を、前記第1導電層を介して前記第3基板に接合する工程と、
前記第1基板を除去する工程と、
前記第1導電層を加工して第1方向に沿う第1配線を形成する工程と、
前記半導体層を加工して、第1発光面を有する第1発光素子および第2発光面を有する第2発光素子を形成する工程と、
前記第1面、前記第1配線、前記第1発光素子および前記第2発光素子を覆う絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜の一部を除去して、前記第1発光面および前記第2発光面を露出させる工程と、
前記第1発光面上に、前記第1方向に交差する第2方向に沿って設けられた第1透光性電極を形成し、前記第2発光面上に、前記第2方向に沿って設けられた第2透光性電極を形成する工程と、
第1端子と前記第1配線との間に第1異方性導電部材を設け、前記第1端子と前記第1配線との間に印加された圧力によって前記第1端子と前記第1配線とを電気的に接続する工程と、
第2異方性導電部材を介して前記第1透光性電極と第2端子とを電気的に接続し、前記第2異方性導電部材を介して前記第2透光性電極と第3端子とを電気的に接続する工程と、
を備え、
前記第1発光素子は、前記第1配線に接続された第1底面を有し、前記第1発光面は、前記第1底面の反対側に設けられ、
前記第2発光素子は、前記第1配線に接続された第2底面を有し、前記第2発光面は、前記第2底面の反対側に設けられた画像表示装置の製造方法。 - 発光層を含む半導体層を第1基板上に形成した第2基板を準備する工程と、
前記半導体層上に第2導電層を形成する工程と、
第1面を有する第3基板を準備する工程と、
前記半導体層を、前記第2導電層を介して前記第1面に接合する工程と、
前記第1基板を除去する工程と、
前記第2導電層を加工して第1方向に沿う第1配線を形成する工程と、
前記半導体層を加工して、第1発光面を有する第1発光素子および第2発光面を有する第2発光素子を形成する工程と、
前記第1面、前記第1配線、前記第1発光素子および前記第2発光素子を覆う絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜の一部を除去して、前記第1発光面および前記第2発光面を露出させる工程と、
前記第1発光面上に、前記第1方向に交差する第2方向に沿って設けられた第1透光性電極を形成し、前記第2発光面上に、前記第2方向に沿って設けられた第2透光性電極を形成する工程と、
第1端子と前記第1配線との間に第1異方性導電部材を設け、前記第1端子と前記第1配線との間に印加された圧力によって前記第1端子と前記第1配線とを電気的に接続する工程と、
第2異方性導電部材を介して前記第1透光性電極と第2端子とを電気的に接続し、前記第2異方性導電部材を介して前記第2透光性電極と第3端子とを電気的に接続する工程と、
を備え、
前記第1発光素子は、前記第1配線に接続された第1底面を有し、前記第1発光面は、前記第1底面の反対側に設けられ、
前記第2発光素子は、前記第1配線に接続された第2底面を有し、前記第2発光面は、前記第2底面の反対側に設けられた画像表示装置の製造方法。 - 前記第1透光性電極と前記第2端子とを電気的に接続し、前記第2透光性電極と前記第3端子とを電気的に接続する工程は、
前記第2異方性導電部材を、前記第1透光性電極と前記第2端子との間に設けるとともに前記第2透光性電極と前記第3端子との間に設けて、前記第2端子と前記第1透光性電極との間に印加された圧力によって前記第2端子と前記第1透光性電極とを電気的に接続し、前記第2透光性電極と前記第3端子との間に印加された圧力によって前記第3端子と前記第2透光性電極とを電気的に接続する工程
を含む請求項14記載の画像表示装置の製造方法。 - 前記第1透光性電極および前記第2透光性電極を形成する工程は、
透光性を有する第4基板の第2面上に第1透光性電極および第2透光性電極を形成する工程と、
第3異方性導電部材を介して、前記第1発光面および前記第2発光面を前記第2面に対向させて配置し、前記第4基板と前記第3基板との間に印加された圧力によって、前記第1発光面と前記第1透光性電極とを電気的に接続するとともに前記第2発光面と前記第2透光性電極とを電気的に接続する工程と、
を含む請求項14記載の画像表示装置の製造方法。 - 前記第1発光面および前記第2発光面を露出する工程の後に、前記第1発光面上に第3透光性電極を形成し、前記第2発光面上に第4透光性電極を形成する工程
をさらに備えた請求項14記載の画像表示装置の製造方法。 - 前記第1透光性電極と前記第2端子とを電気的に接続し、前記第2透光性電極と前記第3端子とを電気的に接続する工程は、
前記第2異方性導電部材を、前記第1透光性電極と前記第2端子との間に設けるとともに前記第2透光性電極と前記第3端子との間に設けて、前記第2端子と前記第4基板との間に印加された圧力によって前記第2端子と第1透光性電極とを電気的に接続するとともに、前記第4基板と前記第3端子との間に印加された圧力によって前記第3端子と第2透光性電極とを電気的に接続する工程を含む請求項17記載の画像表示装置の製造方法。 - 前記第4基板は、ガラス層を含む請求項17記載の画像表示装置の製造方法。
- 前記第4基板は、前記ガラス層上に設けられた有機樹脂層をさらに含み、
第3異方性導電部材を介して、前記第1発光面および前記第2発光面を前記第4基板の第2面に対向させて配置し、前記第4基板と前記第3基板との間に印加された圧力によって、前記第1発光面と前記第1透光性電極とを電気的に接続するとともに前記第2発光面と前記第2透光性電極とを電気的に接続する工程の後に、前記ガラス層を除去する工程をさらに備えた請求項20記載の画像表示装置の製造方法。 - 前記第1配線を形成する工程は、前記半導体層を前記第3基板に貼り合わせる工程の後に実行される請求項14記載の画像表示装置の製造方法。
- 前記第1発光素子上および前記第2発光素子上に波長変換部材を形成する工程
をさらに備えた請求項14記載の画像表示装置の製造方法。 - 前記波長変換部材を形成する工程は、前記波長変換部材を、前記第1発光素子および前記第2発光素子を含む複数の発光素子上に形成する工程を含む請求項23記載の画像表示装置の製造方法。
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