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CN113994484A - 图像显示装置的制造方法以及图像显示装置 - Google Patents

图像显示装置的制造方法以及图像显示装置 Download PDF

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CN113994484A
CN113994484A CN202080043827.4A CN202080043827A CN113994484A CN 113994484 A CN113994484 A CN 113994484A CN 202080043827 A CN202080043827 A CN 202080043827A CN 113994484 A CN113994484 A CN 113994484A
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CN
China
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layer
light
image display
semiconductor layer
wiring
Prior art date
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Application number
CN202080043827.4A
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English (en)
Inventor
秋元肇
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Nichia Corp
Original Assignee
Nichia Corp
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Publication date
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Abstract

本发明提供一种图像显示装置的制造方法以及图像显示装置。实施方式的制造方法具有：准备在第一基板上形成包括发光层的半导体层的基板的工序；在所述半导体层上形成金属层的工序；经由所述金属层将所述半导体层与形成有包括电路元件的电路的第二基板贴合的工序；对所述半导体层进行加工，形成发光元件的工序；对所述金属层进行加工，形成第一配线层的工序；形成覆盖所述发光元件及所述第一配线层的绝缘膜的工序；形成贯通所述绝缘膜而抵达所述电路的第一通孔的工序；在所述绝缘膜上形成第二配线层的工序；经由所述第一配线层、所述第二配线层及所述第一通孔，将所述发光元件与所述电路元件电串联的工序。

Description

图像显示装置的制造方法以及图像显示装置
技术领域
本发明的实施方式涉及图像显示装置的制造方法以及图像显示装置。
背景技术
期望实现高亮度、宽视角、高对比度、且低功耗的薄型图像显示装置。为了对应于上述市场需求，正在开发利用自发光元件的显示装置。
作为自发光元件，期待出现使用精细发光元件即微型LED的显示装置。作为使用微型LED的显示装置的制造方法，已经介绍将单个形成的微型LED依次转印到驱动电路的方法。然而，当随着成为全高清和4K、8K等高画质、微型LED的元件数增多时，在单个形成大量的微型LED并依次转印到形成驱动电路等的基板的过程中，转印工序需要大量的时间。此外，可能会产生微型LED与驱动电路等的连接不良等，出现成品率降低的问题。
已知如下的技术，即，在Si基板上使包括发光层的半导体层生长，在半导体层形成电极后，使之与形成有驱动电路的电路基板贴合(例如专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开2002-141492号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明的一个实施方式提供一种缩短发光元件的转印工序、提高成品率的图像显示装置的制造方法以及图像显示装置。
用于解决技术问题的技术方案
本发明的一个实施方式的图像显示装置的制造方法具有：准备在第一基板上形成包括发光层的半导体层的基板的工序；在所述半导体层上形成金属层的工序；经由所述金属层使所述半导体层与形成有包括电路元件的电路的第二基板贴合的工序；对所述半导体层进行加工，形成发光元件的工序；对所述金属层进行加工，形成第一配线层的工序；形成覆盖所述发光元件及所述第一配线层的绝缘膜的工序；形成贯通所述绝缘膜并抵达所述电路的第一通孔的工序；在所述绝缘膜上形成第二配线层的工序；将所述第一配线层、所述第二配线层、所述第一通孔、所述发光元件及所述电路元件串联连接的工序。
本发明的一个实施方式的图像显示装置具有：电路元件、与所述电路元件电连接的第一配线层、覆盖所述电路元件及所述第一配线层的第一绝缘膜、在所述第一绝缘膜上设置的第二配线层、在所述第二配线层上设置且与所述第二配线层连接的第一导电型的第一半导体层、在所述第一半导体层上设置的发光层、在所述发光层上设置且包括与所述第一导电型不同的第二导电型的第二半导体层的发光元件、覆盖所述发光元件的至少一部分及所述第二配线层的第二绝缘膜、与所述发光元件电连接且在所述第二绝缘膜上设置的第三配线层、贯通所述第一绝缘膜及所述第二绝缘膜且将所述第一配线层及所述第三配线层电连接的第一通孔。所述第二配线层具有部分。所述部分的外周在俯视中包括在所述部分投影的所述发光元件的外周。
本发明的一个实施方式的图像显示装置具有：多个晶体管、与所述多个晶体管电连接的第一配线层、覆盖所述多个晶体管及所述第一配线层的第一绝缘膜、在所述第一绝缘膜上设置的第二配线层、在所述第二配线层上设置的第一导电型的第一半导体层、在所述第一半导体层上设置的发光层、在所述发光层上设置且与所述第一导电型不同的第二导电型的第二半导体层、覆盖所述第一绝缘膜、所述第二配线层、所述第一半导体层及所述发光层且覆盖所述第二半导体层的至少一部分的第二绝缘膜、对应于所述多个晶体管而从所述第二绝缘膜分别露出且与在所述第二半导体层的多个露出面上配设的透明电极连接的第三配线层、以及贯通所述第一绝缘膜及所述第二绝缘膜且将所述第一配线层的配线及所述第三配线层的配线电连接的第一通孔。所述第二配线层具有部分。所述部分的外周在俯视中包括在所述部分投影的所述第一半导体层、所述发光层及所述第二半导体层的外周。
发明的效果
根据本发明的一个实施方式，能够实现缩短发光元件的转印工序、提高成品率的图像显示装置的制造方法。
附图说明
图1是例示第一实施方式的图像显示装置的一部分的示意性剖视图。
图2A是例示第一实施方式的图像显示装置的变形例之一的示意性剖视图。
图2B是例示第一实施方式的图像显示装置的变形例之一的示意性剖视图。
图3是例示第一实施方式的图像显示装置的示意性块图。
图4是例示第一实施方式的图像显示装置的一部分的示意性俯视图。
图5A是例示第一实施方式的图像显示装置的制造方法的示意性剖视图。
图5B是例示第一实施方式的图像显示装置的制造方法的示意性剖视图。
图6A是例示第一实施方式的图像显示装置的变形例的制造方法的示意性剖视图。
图6B是例示第一实施方式的图像显示装置的变形例的制造方法的示意性剖视图。
图6C是例示第一实施方式的图像显示装置的变形例的制造方法的示意性剖视图。
图7A是例示第一实施方式的图像显示装置的制造方法的示意性剖视图。
图7B是例示第一实施方式的图像显示装置的制造方法的示意性剖视图。
图8A是例示第一实施方式的图像显示装置的制造方法的示意性剖视图。
图8B是例示第一实施方式的图像显示装置的制造方法的示意性剖视图。
图8C是例示第一实施方式的图像显示装置的制造方法的示意性剖视图。
图9A是例示第一实施方式的图像显示装置的变形例的制造方法的示意性剖视图。
图9B是例示第一实施方式的图像显示装置的变形例的制造方法的示意性剖视图。
图10是例示第一实施方式的图像显示装置的制造方法的示意性立体图。
图11是例示第一实施方式的图像显示装置的制造方法的示意性剖视图。
图12A是例示第一实施方式的图像显示装置的变形例的制造方法的示意性剖视图。
图12B是例示第一实施方式的图像显示装置的变形例的制造方法的示意性剖视图。
图12C是例示第一实施方式的图像显示装置的变形例的制造方法的示意性剖视图。
图12D是例示第一实施方式的图像显示装置的变形例的制造方法的示意性剖视图。
图13是例示第二实施方式的图像显示装置的一部分的示意性剖视图。
图14是例示第二实施方式的图像显示装置的示意性块图。
图15A是例示第二实施方式的图像显示装置的制造方法的示意性剖视图。
图15B是例示第二实施方式的图像显示装置的制造方法的示意性剖视图。
图16A是例示第二实施方式的图像显示装置的制造方法的示意性剖视图。
图16B是例示第二实施方式的图像显示装置的制造方法的示意性剖视图。
图16C是例示第二实施方式的图像显示装置的制造方法的示意性剖视图。
图17是例示第三实施方式的图像显示装置的一部分的示意性剖视图。
图18是例示第三实施方式的图像显示装置的一部分的示意性俯视图。
图19A是例示第三实施方式的图像显示装置的制造方法的示意性剖视图。
图19B是例示第三实施方式的图像显示装置的制造方法的示意性剖视图。
图20是例示第四实施方式的图像显示装置的一部分的示意性剖视图。
图21A是例示第四实施方式的图像显示装置的制造方法的示意性剖视图。
图21B是例示第四实施方式的图像显示装置的制造方法的示意性剖视图。
图22是例示第五实施方式的图像显示装置的一部分的示意性剖视图。
图23A是例示第五实施方式的图像显示装置的制造方法的示意性剖视图。
图23B是例示第五实施方式的图像显示装置的制造方法的示意性剖视图。
图24A是例示第五实施方式的图像显示装置的制造方法的示意性剖视图。
图24B是例示第五实施方式的图像显示装置的制造方法的示意性剖视图。
图25是例示第五实施方式的变形例的图像显示装置的一部分的示意性剖视图。
图26A是例示第五实施方式的变形例的图像显示装置的制造方法的示意性剖视图。
图26B是例示第五实施方式的变形例的图像显示装置的制造方法的示意性剖视图。
图27是例示像素LED元件的特性的曲线图。
图28是例示第六实施方式的图像显示装置的块图。
图29是例示第六实施方式的变形例的图像显示装置的块图。
图30是示意性地例示第一～第五实施方式及上述变形例的图像显示装置的立体图。
具体实施方式
下面，参照附图，针对本发明的实施方式进行说明。
需要说明的是，附图为示意性或概念性附图，各部分的厚度与宽度的关系、部分间的大小的比率等不一定与实际情况相同。另外，即使是表达相同的部分的情况下，有时也因附图而不同地表达相互的尺寸和比率。
需要说明的是，在本申请说明书与各图中，对于与已表示的图相关的所述部件相同的主要部件，使用相同的标记，适当省略详细的说明。
(第一实施方式)
图1是例示实施方式的图像显示装置的一部分的示意性剖视图。
图1示意性地表示本实施方式的图像显示装置的子像素20的结构。构成在图像显示装置显示的图像的像素10由多个子像素20构成。
下面，有时使用XYZ的三维坐标系进行说明。子像素20排列在二维平面上。使排列有子像素20的二维平面为XY平面。子像素20沿X轴向及Y轴向进行排列。
子像素20具有与XY平面大致平行的发光面153S。发光面153S主要向与XY平面正交的Z轴的正方向输出光。
图1示意性地表示以与XZ平面平行的面对子像素20进行切割的情况下的剖面。该剖视图是后面叙述的图4的A-A’线的向矢剖面。
如图1所示，图像显示装置的子像素20具有：晶体管103、第一配线层110、第一层间绝缘膜(第一绝缘膜)112、第二配线层(第二配线层)130、发光元件150、第二层间绝缘膜(第二绝缘膜)156、第三配线层(第三配线层)160、以及通孔(第一通孔)161d。子像素20还具有滤色片180。滤色片(波长转换部件)180经由透明薄膜粘接层188设置在表面树脂层170上。表面树脂层170在发光元件150、层间绝缘膜156及配线层160上进行设置。
晶体管103形成在基板102。在基板102上，除了发光元件150的驱动用晶体管103以外，还形成其它的晶体管和电容等电路元件，由配线等构成电路101。例如，晶体管103对应于后面叙述的图3所示的驱动晶体管26，除此以外，选择晶体管24和电容28等也是电路元件。下面，假设电路101包括：形成有电路元件的元件形成区域104、绝缘层105、配线层110、连接配线层110与电路元件的通孔、以及使电路元件间等绝缘的绝缘膜108。包括基板102、电路101及层间绝缘膜112等其它结构主要部件在内，有时称为电路基板100。
晶体管103包括：p型半导体区域104b、n型半导体区域104s、104d、以及栅极107。栅极107经由绝缘层105，设置在p型半导体区域104b之上。绝缘层105使元件形成区域104与栅极107绝缘，并且为了与邻接的其它的电路元件充分绝缘而设置。当向栅极107施加电压时，可以在p型半导体区域104b形成沟道。晶体管103是n沟道晶体管，例如是n沟道MOSFET。
元件形成区域104设置在基板102。基板102例如为Si基板。元件形成区域104包括p型半导体区域104b与n型半导体区域104s、104d。p型半导体区域104b设置在基板102的表面附近。n型半导体区域104s、104d在p型半导体区域104b内，相互隔开而设置在p型半导体区域104b的表面附近。
在基板102的表面设有绝缘层105。绝缘层105覆盖元件形成区域104，也覆盖p型半导体区域104b及n型半导体区域104s、104d的表面。绝缘层105例如是SiO2。绝缘层105根据覆盖的区域，也可以为含有SiO2或Si3N4等的多层绝缘层。绝缘层105也可以包括具有高介电常数的绝缘材料的层。
栅极107经由绝缘层105，设置在p型半导体区域104b之上。栅极107设置在n型半导体区域104s、104d之间。栅极107例如是多晶Si。栅极107也可以含有电阻比多晶Si低的硅化物等。
在该例子中，栅极107及绝缘层105由绝缘膜108覆盖。绝缘膜108例如为SiO2或Si3N4等。为了使表面平坦以形成配线层110，此外也可以设有PSG(Phosphorus SiliconGlass：磷硅玻璃)或BPSG(Boron Phosphorus Silicon Glass：硼磷硅玻璃)等有机绝缘膜。
在绝缘膜108形成有通孔111s、111d。在绝缘膜108上形成有第一配线层(第一配线层)110。第一配线层110包括电位不同的多条配线，包括配线110s、110d。需要说明的是，这样，在图1以后的剖视图中，配线层将在该配线层所包括的一条配线旁边的位置显示标记。通孔111s、111d分别设置在配线层110的配线110s、110d与n型半导体区域104s、104d之间，并将之电连接。配线层110及通孔111s、111d例如由Al、Cu等金属形成。配线层110及通孔111s、111d也可以含有高熔点金属等。
在绝缘膜108及配线层110上此外设有第一层间绝缘膜112作为平坦化膜。层间绝缘膜(第一绝缘膜)112例如为PSG或BPSG等有机绝缘膜。第一层间绝缘膜112在电路基板100中也用作为保护其表面的保护膜。
如图1所示，第二配线层130设置在层间绝缘膜112上。配线层130包括遮光板(部分)130a。对每个子像素设置遮光板130a，上述多个遮光板130a相互电绝缘。在遮光板130a上分别设有发光元件150。
配线层130、即遮光板130a由具有高导电率的材料形成。遮光板130a例如含有Ti、Al、Ti与Sn的合金等。也可以含有Cu、V等或Ag、Pt等具有高光反射性的贵金属。因为遮光板130a由上述具有高导电率的金属材料等形成，所以，以低电阻将发光元件150与电路101电连接。
遮光板130a的外周在XY俯视中包括将发光元件150从Z轴上方投影时的外周。由此，遮光板130a能够将发光元件150的向下方的光的散射反射向发光面153S侧，使之不会到达晶体管103。通过适当地选择遮光板130a的材料，能够使发光元件150的向下方的光的散射反射向发光面153S侧，从而提高发光效率。另外，通过遮光板130a对发光元件150的向下方的散射光进行遮挡，也能够抑制光到达晶体管103，并防止晶体管103的误操作。
发光元件150包括n型半导体层(第一半导体层)151、发光层152、以及p型半导体层(第二半导体层)153。n型半导体层151、发光层152及p型半导体层153从层间绝缘膜112向Z轴的正方向依次进行层压。也就是说，发光元件150的各层从层间绝缘膜112向发光面153S进行层压。
发光元件150在XY俯视中例如具有大致正方形或长方形状，但角部也可以为圆角。发光元件150在XY俯视中也可以例如具有椭圆形状或圆形状。通过适当地选定俯视下的发光元件的形状和配置等，设计的自由度提高。
发光元件150例如适合使用InXAlYGa1-X-YN(0≦X、0≦Y、X+Y＜1)等氮化物半导体。本发明的一个实施方式的发光元件150为所谓的蓝色发光二极管，发光元件150发出的光的波长例如为467nm±20nm左右。发光元件150发出的光的波长也可以为410nm±20nm左右的蓝紫色光。发光元件150发出的光的波长不限于上述的值，可以为适当的值。
第二层间绝缘膜(第二绝缘膜)156覆盖第一层间绝缘膜112、第二配线层130及发光元件150。第二层间绝缘膜156优选由白色树脂形成。通过使层间绝缘膜156为白色树脂，能够使发光元件150向横向和下方发出的光反射，实际上提高发光元件150的亮度。层间绝缘膜156也具有保护发光元件150、且为了在第二层间绝缘膜156上形成的配线层160而使表面平坦化的功能。
第二层间绝缘膜156也可以为黑色树脂。通过使层间绝缘膜156为黑色树脂，能够抑制子像素内光的散射，更有效地抑制杂散光(迷光)。杂散光被抑制的图像显示装置能够显示更清晰的图像。
第二层间绝缘膜156具有开口158。开口158通过除去发光元件150上方的层间绝缘膜156的一部分而形成。形成开口158，以使发光面153S从层间绝缘膜156露出。发光面153S是p型半导体层153的面之中与相接于发光层152的面对置的面。发光面153S优选进行粗糙面加工。发光元件150在对发光面153S进行粗糙面化的情况下，能够提高光的取出效率。
贯通第二层间绝缘膜156而设有通孔161k(第二通孔)。通孔161k的一端与遮光板130a连接。
通孔161d(第一通孔)贯通层间绝缘膜112、156而设置。通孔161d的一端与配线110d连接。
配线层160设置在层间绝缘膜156上。配线层160包括配线160a、160k。虽然在该图中未图示，但配线160a与向子像素20供给电源的电源线连接。
配线160k与通孔161k、161d的另一端连接。因此，发光元件150的n型半导体层151经由遮光板130a、通孔161k、配线160k、通孔161d及配线110d，与晶体管103的主电极即漏极电极电连接。
透明电极159a、159k分别设置在配线160a、160k上。透明电极159a遍及开口的p型半导体层153的发光面153S上进行设置。透明电极159a设置在配线160a与发光面153S之间，将配线160a与p型半导体层153电连接。
表面树脂层170覆盖第二层间绝缘膜156、包括透明电极159a，159k的透明导电膜及第三配线层160。表面树脂层170为透明树脂，保护层间绝缘膜156及配线层160，并且提供用于粘接滤色片180的平坦化面。
滤色片180包括遮光部181与颜色转换部182。颜色转换部182根据发光面153S的形状设置在发光元件150的发光面153S的正上方。在滤色片180中，颜色转换部182以外的部分为遮光部181。遮光部181为所谓的黑矩阵，减少因从邻接的颜色转换部182发出的光的混色等而产生的模糊，能够显示清晰的图像。
颜色转换部182为一层或两层。图1表示两层的部分。颜色转换部182为一层还是两层，由子像素20发出的光的颜色、即波长来确定。在子像素20的发光色为红色或绿色的情况下，颜色转换部182优选为两层。在子像素20的发光色为蓝色的情况下，优选为一层。
在颜色转换部182为两层的情况下，更接近发光元件150的第一层为颜色转换层183，第二层为滤光层184。也就是说，滤光层184层压在颜色转换层183上。
颜色转换层183是将发光元件150发出的光的波长转换为期望的波长的层。在为发出红色光的子像素20的情况下，将发光元件150的波长、467nm±20nm的光例如转换为630nm±20nm左右的波长的光。在为发出绿色光的子像素20的情况下，将发光元件150的波长、467nm±20nm的光例如转换为532nm±20nm左右的波长的光。
滤光层184阻挡未被颜色转换层183进行颜色转换而残存的发蓝色光的波长分量。
在子像素20发出的光的颜色为蓝色的情况下，子像素20可以经由颜色转换层183而输出光，也可以不经由颜色转换层183而直接输出光。在发光元件150发出的光的波长为467nm±20nm左右的情况下，子像素20也可以不经由颜色转换层183而输出光。在发光元件150发出的光的波长为410nm±20nm的情况下，为了将输出的光的波长转换为467nm±20nm左右，优选设置一层颜色转换层183。
即使在为蓝色的子像素20的情况下，子像素20也可以具有滤光层184。通过在蓝色的子像素20设置滤光层184，能够抑制在发光元件150的表面产生的微小的外部光反射。
(变形例)
针对子像素的结构的变形例进行说明。
图2A及图2B是分别例示本实施方式的图像显示装置的变形例的示意性剖视图。
在图2A以后的子像素的剖视图中，为了避免复杂化，未图示表面树脂层170及滤色片180。在未特殊说明的情况下，在第二层间绝缘膜及第三配线层上设有表面树脂层170及滤色片180。针对后面叙述的其它实施方式及其变形例的情况也是相同的。
在图2A的情况下，子像素20b与上述第一实施方式的情况的不同之处在于与发光元件150连接的配线结构。其它的结构主要部件都与上述第一实施方式的情况相同，适当省略详细的说明。
如图2A所示，子像素20b包括配线160a1。配线160a1作为包含在第三配线层160中的配线而形成。在本变形例中，通过将配线160a1的一端与发光面153S的一部分连接来进行与p型半导体层153的电连接。在本变形例中，可以省略形成包括透明电极的透明导电膜的工序。
如图2B所示，在子像素20c中，第二层间绝缘膜156a为透明树脂。层间绝缘膜156a未设置与发光面153S对应的开口。发光面153S与第二配线层160的配线160a2直接连接。
发光元件150经由层间绝缘膜156a，从发光面153S发光。在本变形例中，可以省略在层间绝缘膜156a形成开口的工序、以及对发光面153S进行粗糙面化的工序。
在本实施方式中，可以包括上述所示的子像素20、20a、20b的任意结构。另外，针对如下说明的各实施方式，也能够与本实施方式的情况相同地适用子像素的变形例。
图3是例示本实施方式的图像显示装置的示意性块图。
如图3所示，本实施方式的图像显示装置1具有显示区域2。在显示区域2排列有子像素20。子像素20例如排列为格子状。例如，子像素20沿X轴排列n个，沿Y轴排列m个。
像素10包括发出不同颜色的光的多个子像素20。子像素20R发出红色光。子像素20G发出绿色光。子像素20B发出蓝色光。通过三种子像素20R、20G、20B以期望的亮度发光，确定一个像素10的发光色及亮度。
一个像素10包括三个子像素20R、20G、20B，子像素20R、20G、20B例如如该例子所示，在X轴上排列为直线状。各像素10可以将相同颜色的子像素排列在相同的列，也可以如该例子所示，在每列排列不同颜色的子像素。
图像显示装置1还具有电源线3及接地线4。电源线3及接地线4沿子像素20的排列，布线为格子状。电源线3及接地线4与各子像素20电连接，从在电源端子3a与GND端子4a之间连接的直流电源向各子像素20供给电力。电源端子3a及GND端子4a分别设置在电源线3及接地线4的端部，与在显示区域2的外部设置的直流电源电路连接。电源端子3a以GND端子4a为基准，供给正电压。
图像显示装置1还具有扫描线6及信号线8。扫描线6在与X轴平行的方向上布线。也就是说，扫描线6沿子像素20的行方向的排列进行布线。信号线8在与Y轴平行的方向上布线。也就是说，信号线8沿子像素20的列方向的排列进行布线。
图像显示装置1还具有行选择电路5及信号电压输出电路7。行选择电路5及信号电压输出电路7沿显示区域2的外缘进行设置。行选择电路5沿显示区域2的外缘的Y轴向进行设置。行选择电路5经由扫描线6与各列的子像素20电连接，向各子像素20供给选择信号。
信号电压输出电路7沿显示区域2的外缘进行设置。信号电压输出电路7沿显示区域2的外缘的X轴向进行设置。信号电压输出电路7经由信号线8，与各行的子像素20电连接，向各子像素20供给信号电压。
子像素20包括：发光元件22、选择晶体管24、驱动晶体管26、以及电容28。在图3中，有时将选择晶体管24表示为T1，将驱动晶体管26表示为T2，将电容28表示为Cm。
发光元件22与驱动晶体管26串联连接。在本实施方式中，驱动晶体管26为n沟道MOSFET，在驱动晶体管26的主电极即漏极电极连接有发光元件22的n电极即阴极电极。发光元件22及驱动晶体管26的串联电路连接在电源线3与接地线4之间。驱动晶体管26对应于图1等的晶体管103，发光元件22对应于图1等的发光元件150。根据向驱动晶体管26的栅极-源极间施加的电压，确定向发光元件22流动的电流，发光元件22以对应于在发光元件22中流动的电流的亮度来发光。
选择晶体管24经由主电极，连接在驱动晶体管26的栅极电极与信号线8之间。选择晶体管24的栅极电极与扫描线6连接。在驱动晶体管26的栅极电极与接地线4之间连接有电容28。
行选择电路5从m行的子像素20的排列中选择一行，向扫描线6供给选择信号。信号电压输出电路7向选择的行的各子像素20供给具有需要的模拟电压值的信号电压。向选择的行的子像素20的驱动晶体管26的栅极-源极间施加信号电压。信号电压由电容28保持。驱动晶体管26将对应于信号电压的电流向发光元件22流动。发光元件22以对应于流动的电流的亮度发光。
行选择电路5依次切换选择的行，供给选择信号。也就是说，行选择电路5对子像素20所排列的行进行扫描。向依次扫描的子像素20的发光元件22流动对应于信号电压的电流并发光。各像素10以由RGB各色的子像素20发出的发光色及亮度确定的发光色及亮度发光，在显示区域2显示图像。
图4是例示本实施方式的图像显示装置的一部分的示意性俯视图。
在本实施方式中，如在图1中的说明，发光元件22(150)与驱动晶体管26(103)层压在Z轴向，通过通孔161d将发光元件22(150)的阴极电极与驱动晶体管26(103)的漏极电极电连接。
图4的上部示意性地表示第I层的俯视图，下部示意性地表示第II层的俯视图。在图4中，将第I层记为“I”，将第二层记为“II”。第I层是形成有发光元件22(150)的层。即，第I层在图1中包括在Z轴的正方向上从第二配线层130至第三配线层160的层。在图4中，未图示第二层间绝缘膜156。第II层在图1中包括在Z轴的正方向上从基板102至第一层间绝缘膜112的层。在图4中，未图示基板102、绝缘层105、绝缘膜108及第一层间绝缘膜112。在该图中，作为元件形成区域104而表示了沟道区域104c。
图1所示的剖视图是在第I层及第II层各自以一点划线表示的位置的AA’线的向矢剖面。
如图4所示，在作为发光元件150的阴极电极的n型半导体层151，经由图1所示的通孔161k及其接触孔161k1，连接有配线160k。配线160k经由在第二层间绝缘膜156设置的接触孔161d1，与通孔161d的一端连接。通孔161d在图中以双点划线示意性地进行表示。需要说明的是，在配线160k上设有透明电极159k。
在作为发光元件150的阳极电极的p型半导体层153，遍及其表面即发光面153S的整个面设有透明电极159a。透明电极159a也设置在第三配线层160即配线160a上。透明电极159a设置在发光面153S与第三配线层160即配线160a之间，并将之电连接。
通孔161d的另一端经由在第一层间绝缘膜112设置的接触孔161d2，与配线110d连接。配线110d经由在绝缘膜108开口的接触孔111c1，与通孔111d(图1)连接，并与晶体管103的漏极电极连接。这样，通过贯通层间绝缘膜156、112的通孔161d，能够将在不同的层即第I层及第II层分别形成的发光元件150及晶体管103电连接。
利用图4，针对利用遮光板130a对发光元件150的发光进行遮挡的配置进行说明。
发光元件150具有长方形状的底面，该底面具有X轴向的长度L1及Y轴向的长度W1。遮光板(部分)130a具有长方形状，该长方形状具有X轴向的长度L2及Y轴向的长度W2。发光元件150设置在遮光板130a上。
对上述各部的长度进行设置，使L2＞L1、W2＞W1。发光元件150设置在遮光板130a上，使遮光板130a的外周包括发光元件150的外周地进行配置。只要遮光板130a的外周包括发光元件150的外周，遮光板130a的形状及发光元件150的形状不限于为方形的情况，也可以为适当的任意形状。
发光元件150向上方发光，并且存在面向下方的发光、在层间绝缘膜112与表面树脂层170的界面上的反射光及散射光等。因此，优选设定使遮光板130a的外周在XY俯视中包括在遮光板130a上投影的发光元件150的外周。通过这样设定遮光板130a，能够抑制光到达发光元件150的下方，减少光对电路元件的影响。
针对本实施方式的图像显示装置1的制造方法进行说明。
图5A～图9B是例示本实施方式的图像显示装置的制造方法的示意性剖视图。
如图5A所示，准备半导体生长基板1194。半导体生长基板1194具有在晶体生长用基板(第一基板)1001上生长的半导体层1150。晶体生长用基板1001例如为Si基板或蓝宝石基板等。优选使用Si基板。
在该例子中，在晶体生长用基板1001的一方的面形成有缓冲层1140。缓冲层(Buffer层)1140适合使用AlN等氮化物。缓冲层1140在使GaN外延生长时，用于缓和在GaN的晶体与晶体生长用基板1001的界面上的不整合。
在半导体生长基板1194中，p型半导体层1153、发光层1152及n型半导体层1151从缓冲层1140侧依次层压在缓冲层1140上。半导体层1150的生长例如利用气相生长法(Chemical Vapor Deposition，CVD法)，适合利用金属有机气相生长法(Metal OrganicChemical Vapor Deposition，MOCVD法)。半导体层1150例如为InXAlYGa1-X-YN(0≦X、0≦Y、X+Y＜1)等。
在半导体层1150的与晶体生长用基板1001一侧的面对置的一侧的面形成金属层1130。也就是说，金属层1130在n型半导体层1151的与设有发光层152的面对置的n型半导体层1151的面上形成。金属层1130例如含有Ti、Al、Ti与Sn的合金等。也可以含有Cu、V等或Ag、Pt等具有高光反射性的贵金属。
如图5B所示，准备电路基板1100。电路基板(第二基板)1100包括在图1等中说明的电路101。半导体生长基板1194可上下反转。也就是说，如图的箭头所示，使电路基板1100的一方的面与在半导体层1150上形成的金属层1130的面相对，使双方贴合。电路基板1100的贴合面是在配线层110上形成的层间绝缘膜112的露出面。之后，除去晶体生长用基板1001。晶体生长用基板1001的除去例如利用湿蚀刻或激光剥离。
在使两个基板贴合的晶片键合中，例如对两个基板进行加热，通过热压着使两个基板贴合。也可以在进行加热压着时，使用低熔点金属或低熔点合金。低熔点金属例如可以为Sn、In等，低熔点合金例如可以为以Zn、In、Ga、Sn、Bi等为主分量的合金。
在晶片键合中，除了上述说明以外，也可以在利用化学机械抛光(ChemicalMechanical Polishing，CMP)等使各基板的贴合面平坦的基础上，在真空中通过等离子体处理对贴合面进行清洁，并使之紧密接触。
图6A～图6C表示了晶片键合工序中的变形例。在晶片键合工序中，可以替代图5B的工序，为图6A～图6C的任一工序。
如图6A所示，半导体层1150在晶体生长用基板1001上，从晶体生长用基板1001一侧，按照n型半导体层1151、发光层1152及p型半导体层1153的顺序生长、层压。在形成半导体层1150后，在与p型半导体层1153的设有发光层1152的一侧的面、即p型半导体层1153的开放的面粘接支承基板1190。支承基板1190(第三基板)例如由Si或石英等形成。之后，除去晶体生长用基板1001。晶体生长用基板1001的除去例如可以利用激光。之后，在n型半导体层1151的开放的面形成金属层1130。
在该例子中，虽然在除去缓冲层1140后粘接了支承基板1190，但也可以在缓冲层1140粘接支承基板1190，在晶片键合工序后除去缓冲层1140。
如图6B所示，在半导体生长基板1194形成金属层1130，也可以在电路基板1100也形成金属层1120。在该变形例中，因为金属层彼此接合，所以通过在各金属层使用相同的金属材料，或者为含有相同的金属材料的合金，能够更容易地进行晶片键合。需要说明的是，金属层可以在半导体生长基板1194侧及电路基板1100侧的至少一方进行设置。
如图6C所示，在使半导体层1150晶体生长在晶体生长用基板1001的情况下，也可以不经由缓冲层1140来形成半导体生长基板。在该情况下，可以省略在晶片键合后除去缓冲层的工序。
返回晶片键合后的制造工序，继续进行说明。
如图7A及图7B所示，电路基板1100通过晶片键合，经由金属层1130与半导体层1150接合。金属层1130及半导体层1150通过蚀刻形成为需要的形状。对金属层1130进行蚀刻，形成第二配线层130。该配线层130包括遮光板130a。遮光板130a通过蚀刻，成型为上述的形状。对半导体层1150进一步进行蚀刻，成型为发光元件150的形状。发光元件150的成型例如利用干蚀刻工艺，适合利用各方异性等离子体蚀刻(Reactive Ion Etching，RIE)。
如图8A所示，覆盖发光元件150，形成层间绝缘膜156。在层间绝缘膜156形成通路孔。之后，向通路孔填充导电金属材料。通路孔的形成可以利用湿蚀刻或干蚀刻的任意蚀刻。
之后，通过溅射等，在通路孔内形成导电层。也可以在形成通路孔后，同时形成通孔及配线层。
在第二层间绝缘膜156通过蚀刻形成开口158，使p型半导体层153的面露出。蚀刻可以为湿蚀刻，也可以为干蚀刻。
之后，露出的p型半导体层153的发光面153S为了提高发光效率，通过湿蚀刻等进行粗糙面化。
如图8B所示，包括开口158在内使第三配线层160成膜，通过光刻形成各配线160a、160k。配线160a与p型半导体层153不连接。
如图8C所示，形成覆盖配线层160、第二层间绝缘膜156及p型半导体层153的发光面153S的透明导电膜。透明导电膜适合使用ITO膜或ZnO膜等。通过光刻，形成需要的透明电极159a、159k。
透明电极159a形成在配线160a上，并且也形成在p型半导体层153的发光面153S上。因此，配线160a及p型半导体层153电连接。优选透明电极159a覆盖露出的发光面153S的整个面而设置，与发光面153S连接。
图9A及图9B表示与变形例的子像素20a、20b分别对应的制造工序。图9A在图7B的工序之后执行，形成子像素20a。图9B在图7B的工序之后执行，形成子像素20b。
如图9A所示，在为了使p型半导体层153的发光面153S露出而形成开口158后，形成各配线160a1、160k。配线160a1替代由透明电极进行的电连接，与p型半导体层153的发光面153S连接。
如图9B所示，在形成第二层间绝缘膜156a后，不形成开口，而形成第三配线层160，由配线160a2与p型半导体层153的发光面153S连接。
这样，形成变形例的子像素20a、20b。
子像素20以外的电路的一部分形成在电路基板100中。例如行选择电路5(图3)可以与驱动晶体管和选择晶体管等一起，在电路基板100中形成。也就是说，有时通过上述的制造工序同时组装行选择电路5。另一方面，信号电压输出电路7期望在利用通过精细加工而可高集成化的制造工艺制造的半导体器件中进行组装。信号电压输出电路7与CPU和其它的电路主要部件一起安装在其它的基板，例如在组装后面叙述的滤色片之前、或组装滤色片之后，与电路基板100的配线相互连接。
优选电路基板1100是包括电路101的晶片。在电路基板1100形成有用于一个或多个图像显示装置的电路101。或者在更大的画面尺寸等的情况下，也可以将用于构成一个图像显示装置的电路101分割而形成为多个电路基板1100，使分割的所有电路组合，构成一个图像显示装置。
另外，优选晶体生长用基板1001是与晶片状的电路基板1100相同大小的晶片。
图10是例示本实施方式的图像显示装置的制造方法的立体图。
如图10所示，也可以准备多个半导体生长基板1194，使在多个晶体生长用基板1001形成的半导体层1150与一个电路基板1100接合。
在电路基板1100例如格子状地配置有多个电路101。电路101包括一个图像显示装置1所需要的所有的子像素20等。在邻接而配置的电路101之间设有划片槽宽度程度的间隔。在电路101的端部及端部附近未配置有电路元件等。
半导体层1150使其端部与晶体生长用基板1001的端部一致地形成。因此，通过使半导体生长基板1194的端部与电路101的端部一致地进行配置、接合，能够使接合后的半导体层1150的端部与电路101的端部一致。
在使半导体层1150生长在晶体生长用基板1001时，在半导体层1150的端部及其附近，晶体品质容易降低。因此，通过使半导体层1150的端部与电路101的端部一致，能够使半导体生长基板1194上的半导体层1150的端部附近的、晶体品质容易降低的区域不使用于图像显示装置1的显示区域。
或者反之，也可以准备多个电路基板1100，将多个电路基板1100与在一个半导体生长基板1194的晶体生长用基板1001上形成的半导体层1150接合。
图11是例示本实施方式的图像显示装置的制造方法的示意性剖视图。
需要说明的是，在图11中，为了避免复杂化，未图示电路基板100内和层间绝缘膜112、156内等的配线等。另外，图11表示滤色片180等颜色转换部件的一部分。在此，将包括配线层130、发光元件150、通孔161k，161d、配线层160、层间绝缘膜156及表面树脂层170的结构物称为发光电路部172。另外，将在电路基板100上设有发光电路部172的结构物称为结构体1192。
如图11所示，滤色片180在一方的面与结构体1192粘接。滤色片180的另一方的面与玻璃基板186粘接。在滤色片180的一方的面设有透明薄膜粘接层188，经由透明薄膜粘接层188，与结构体1192的发光电路部172一侧的面粘接。
滤色片180在该例子中，按照红色、绿色、蓝色的顺序，在X轴的正方向上排列有颜色转换部。对于红色及绿色，在第一层分别设有红色的颜色转换层183R及绿色的颜色转换层183G，在第二层分别设有滤光层184。对于蓝色，设有单层的颜色转换层183B。在各颜色转换部之间设有遮光部181。
使各色的颜色转换层183R、183G、183B的位置与发光元件150的位置对准，将滤色片180贴付在结构体1192。
图12A～图12D是表示本实施方式的图像显示装置的制造方法的变形例的示意性剖视图。
图12A～图12D表示了通过喷墨形成滤色片的方法。
如图12A所示，准备在电路基板100贴付有发光电路部172的结构体1192。
如图12B所示，在结构体1192上形成遮光部181a。遮光部181a例如利用丝网印刷或光刻技术等形成。
如图12C所示，对应于发光色的荧光体183a从喷墨喷嘴喷出。荧光体183a在未形成有遮光部181a的区域着色。荧光体183a可以使用荧光涂料，该荧光涂料例如使用了普通的荧光体材料或量子点荧光体材料。在使用量子点荧光体材料的情况下，能够实现各发光色，并且单色性增高，能够提高颜色再现性，因而优选之。在通过喷墨喷嘴描绘后，在适当的温度及时间内进行干燥处理。着色时涂膜的厚度设定得比遮光部181a的厚度薄。
如上所述，对于发蓝色光的子像素，因为存在未形成颜色转换部的情况，所以未喷出荧光体。另外，对于发蓝色光的子像素，在形成蓝色的颜色转换层的情况下，因为颜色转换部为一层即可，所以优选蓝色的荧光体的涂膜厚度为与遮光部181a的厚度相同的程度。
如图12D所示，用于滤光层的涂料184a从喷墨喷嘴喷出。涂料184a与荧光体183a的涂膜重合进行涂布。荧光体183a及涂料184a的涂膜的合计厚度为与遮光部181a的厚度相同的程度。
这样，能够制造图像显示装置1。
针对本实施方式的图像显示装置1的效果进行说明。
在本实施方式的图像显示装置1的制造方法中，使包括用于发光元件150的发光层1152的半导体层1150与包括驱动发光元件150的晶体管103等电路元件的电路基板1100(100)贴合。之后，对半导体层1150进行蚀刻，形成发光元件150。因此，与在电路基板1100a单个转印被单片化的发光元件的情况相比，能够显著缩短转印发光元件的工序。
例如，在4K画质的图像显示装置中，子像素的数量超过2400万个，在8K画质的图像显示装置的情况下，子像素的数量超过9900万个。将如此大量的发光元件单个安装在电路基板上需要大量的时间，难以以现实的成本实现由微型LED形成的图像显示装置。另外，单个安装大量的发光元件会因安装时的连接不良等而使成品率降低，进而不可避免地使成本上升。
与此相对，在本实施方式的图像显示装置1的制造方法中，因为在使半导体层1150单片化之前，将半导体层1150整体贴付在电路基板1100(100)，所以，转印工序一次完成。
在电路基板上通过蚀刻等直接形成发光元件后，通过形成通孔来将发光元件与电路基板1100(100)内的电路元件电连接，所以，能够实现均匀的连接结构，并能够抑制成品率的降低。
此外，不必预先使半导体层1150单片化，或者在与电路元件对应的位置形成电极，而是以晶片量级贴付在电路基板1100(100)，所以不需要进行调准。因此，能够在短时间内容易地进行贴付工序。因为在贴付时不需要进行调准，所以，也容易使发光元件150小型化，适合于高清晰化的显示器。
在将半导体层1150与电路基板1100晶片键合的情况下，在本实施方式中，在半导体层1150及电路基板1100的贴合面的至少一方预先形成有金属层1130、1120。因此，通过适当地选定金属层的材料，能够容易地进行晶片键合。
在晶片键合时形成的金属层可以作为第二配线层130，利用在发光元件150与外部的连接等中。通过将第二配线层130与n型半导体层151进行欧姆连接，能够以低电阻值将通孔116k与n型半导体层151电连接。
因为第二配线层130可以包括遮光板130a，所以，能够防止由于发光元件150不需要的光的散射而使晶体管103等电路元件误操作。
(第二实施方式)
图13是例示本实施方式的图像显示装置的一部分的示意性剖视图。
图13示意性地表示了以与XZ平面平行的面对子像素220进行切割的情况下的剖面。该剖视图是相当于上述图4的A-A’线的向矢剖面的剖视图。
在本实施方式中，与上述其它实施方式的情况的不同之处在于发光元件250的结构及驱动发光元件250的晶体管203的结构。对于与上述其它实施方式的情况相同的结构主要部件，使用相同的标记，适当省略详细的说明。
如图13所示，本实施方式的图像显示装置的子像素220包括晶体管203、以及发光元件250。晶体管203在基板102形成的元件形成区域204上形成。元件形成区域204包括n型半导体区域204b以及p型半导体区域204s、204d。n型半导体区域204b设置在基板102的表面附近。p型半导体区域204s、204d在n型半导体区域204b内相互隔开而设置在n型半导体区域204b的表面附近。
栅极107经由绝缘层105，设置在n型半导体区域204b之上。栅极107设置在p型半导体区域204s、204d之间。
晶体管203的上部的结构及配线的结构与上述其它实施方式的情况相同。在本实施方式中，晶体管203为p沟道晶体管，例如为p沟道MOSFET。
在第一层间绝缘膜112上，与上述其它实施方式的情况相同地形成第二配线层130，并设有该配线层130的一部分即遮光板130a。
发光元件250包括p型半导体层253、发光层252、以及n型半导体层251。p型半导体层253、发光层252及n型半导体层251从电路基板100的第一层间绝缘膜112向发光面251S依次进行层压。发光元件250在XY俯视中例如为大致正方形或长方形状，但角部也可以为圆角。发光元件250也可以在XY俯视中例如具有椭圆形状或圆形状。通过适当选定俯视中的发光元件的形状和配置等，设计的自由度提高。
发光元件250可以为与上述其它实施方式的情况相同的材料。发光元件250例如发出467nm±20nm左右的蓝色光或410nm±20nm的波长的蓝紫色光。
发光元件250的n型半导体层251设置在遮光板130a上。优选将遮光板130a与p型半导体层253欧姆连接。
第二层间绝缘膜(第二绝缘膜)156覆盖第一层间绝缘膜112、第二配线层130及发光元件250。第二层间绝缘膜156具有开口258。开口258形成在发光元件250上，层间绝缘膜156在发光元件250的发光面251S上未进行设置。层间绝缘膜156适合使用白色树脂，以将发光元件250发出的光反射，并从开口258有效地输出。
发光面251S是n型半导体层251的面之中与相接于发光层252的面对置的面。对发光面251S进行粗糙面化。
贯通层间绝缘膜156而设有通孔261a。通孔261a的一端与遮光板130a连接。
通孔161d贯通层间绝缘膜112、156而设置。通孔161d的一端与配线110d连接。
配线层260设置在层间绝缘膜156上。配线层260包括配线260k、260a。配线260a与通孔261a、161d的另一端连接。因此，发光元件250的p型半导体层253经由通孔261a、161d，与晶体管203的主电极电连接。
配线260k虽然未图示，但与接地线连接。在配线260k上设有透明电极259k。透明电极259k延伸至发光面251S，遍及发光面251S的整个面进行设置。因此，n型半导体层251经由透明电极259k及配线260k，与接地线连接。
在配线260a上也配设有透明电极259a。
在层间绝缘膜156及透明电极259k、259a上设有表面树脂层170。
图14是例示本实施方式的图像显示装置的示意性块图。
如图14所示，本实施方式的图像显示装置201具有显示区域2、行选择电路205及信号电压输出电路207。与上述其它实施方式的情况相同，在显示区域2例如格子状地排列有子像素220。
子像素220包括发光元件222、选择晶体管224、驱动晶体管226、以及电容228。在图14中，有时将选择晶体管224表示为T1，将驱动晶体管226表示为T2，将电容228表示为Cm。
在本实施方式中，发光元件222设置在接地线4侧，与发光元件222串联连接的驱动晶体管226设置在电源线3侧。也就是说，驱动晶体管226连接在比发光元件222更靠近高电位侧。驱动晶体管226为p沟道MOSFET。
在驱动晶体管226的栅极电极与信号线208之间连接有选择晶体管224。电容228连接在驱动晶体管226的栅极电极与电源线3之间。
行选择电路205及信号电压输出电路207为了驱动p沟道MOSFET即驱动晶体管226，将极性与上述其它实施方式不同的信号电压向扫描线206及信号线208供给。
在本实施方式中，因为驱动晶体管226的极性为p沟道，所以信号电压的极性等与上述其它实施方式的情况不同。即，行选择电路205向扫描线206供给选择信号，以从m行的子像素220的排列中依次选择一行。信号电压输出电路207向选择的行的各子像素220供给具有需要的模拟电压值的信号电压。选择的行的子像素220的驱动晶体管226向发光元件222流动对应于信号电压的电流。发光元件222以对应于流动的电流的亮度发光。
针对本实施方式的图像显示装置201的制造方法进行说明。
图15A～图16C是例示本实施方式的图像显示装置的制造方法的示意性剖视图。
在本实施方式中，准备与在图5A中已经说明的半导体生长基板1194不同的半导体生长基板1294。半导体生长基板1294具有在晶体生长用基板1001上生长的半导体层1150。半导体层1150在该例子中，经由缓冲层1140而生长在晶体生长用基板1001上，但也可以与上述其它实施方式的情况相同，不经由缓冲层1140而生长。
在本实施方式中，半导体生长基板1294从晶体生长用基板1001一侧，按照n型半导体层1151、发光层1152及p型半导体层1153的顺序进行层压。在此，在晶体生长的初期，容易因晶格常数的不整合而产生晶体缺陷，这样的晶体呈现n型。因此，如该例子所述，从n型半导体层1151进行层压具有在制造工艺上加大裕度、容易提高成品率这样的优点。
金属层1130形成在p型半导体层1153一侧。通过在p型半导体层1153的面上形成金属层，能够由金属层1130保护p型半导体层1153。因此，具有容易保管半导体生长基板1294这样的优点。需要说明的是，通过在p型半导体层1153与金属层1130的界面形成使用了具有空穴注入性的材料的薄膜层，也能够使所述发光元件250的驱动电压进一步降低。作为上述具有空穴注入性的材料，例如适合使用ITO膜等。
如图15B所示，使半导体生长基板1294上下反转，贴付在电路基板1100。如图的箭头所示，使电路基板1100的一方的面与在半导体层1150上形成的金属层1130的面对准，使双方贴付。电路基板1100的贴合面是在配线层110上形成的层间绝缘膜112的露出面。
需要说明的是，在上述晶片键合的过程中，也可以与在图6A～图6C中说明的变形例的情况相同。即，在支承基板转印半导体层1150后，可以不使半导体生长基板反转地贴付在电路基板1100，也可以使金属层在半导体层1150及电路基板1100的至少一方进行设置，也可以不经由缓冲层1140而贴付晶体生长的半导体层1150。
如图16A～图16C所示，电路基板1100通过晶片键合，经由金属层1130而与半导体层1150接合。之后，与上述其它实施方式的情况相同，由金属层1130形成第二配线层130、遮光板130a，由半导体层1150形成发光元件250。
覆盖发光元件250而形成层间绝缘膜156，在层间绝缘膜156形成通路孔。之后，向通路孔填充导电金属材料，在通路孔内形成导电层，通过光刻形成配线层260。
在层间绝缘膜156形成开口258，对发光面251S进行粗糙面化。之后，形成包括配线260a、260k的第三配线层260，在第三配线层260上由ITO膜等形成透明电极259a、259k。
针对本实施方式的图像显示装置201的效果进行说明。
在本实施方式中，具有与上述其它实施方式的情况相同的效果。即，在使半导体层1150与电路基板1100贴合后，通过蚀刻形成单个的发光元件250，所以能够显著缩短发光元件的转印工序。
除了上述其它实施方式的情况的效果以外，在本实施方式中，通过使n型半导体层251为发光面251S，能够更容易地进行粗糙面化，通过将配线260k与发光面251S连接，能够形成发光效率高的子像素。
(第三实施方式)
在上述其它实施方式中，第二配线层130有时与多个不同的电位连接，第二配线层130所包含的遮光板130a经由通孔，将各子像素的下层的半导体与驱动用晶体管103、203的主电极连接。因此，遮光板130a可以在各子像素设定为不同的电位。在本实施方式中，第二配线层330兼而用作遮光板，对所有的发光元件进行遮挡。另外，在本实施方式中，第二配线层330与单一的电位连接。配线层330在该例子中，与电源线连接。
图17是例示本实施方式的图像显示装置的一部分的示意性剖视图。
图17示意性地表示以与XZ平面平行的面对子像素320进行切割的情况下的剖面。该剖视图是后面叙述的图18的B-B’线的向矢剖面。
在本实施方式中，发光元件250的结构与第二实施方式的情况相同。即，发光元件250具有：下层的p型半导体层253、以及具有发光面251S的n型半导体层251。发光元件250的驱动用晶体管103是与第一实施方式的情况相同的n沟道晶体管。对于与上述其它实施方式相同的结构主要部件，使用相同的标记，适当省略详细的说明。
如图17所示，本实施方式的图像显示装置的子像素320包括晶体管103、以及发光元件250。晶体管103在基板102形成的元件形成区域204上形成。元件形成区域204包括p型半导体区域104b、以及n型半导体区域104s、104d，晶体管103为n沟道晶体管。
电路基板100的晶体管103的上部的结构及配线的结构与上述第一实施方式的情况相同。
在第一层间绝缘膜112上形成有第二配线层330。配线层330大致覆盖包括在各子像素320下设置的晶体管103的电路元件而设置。配线层330在每个子像素320具有贯通孔332。
第二层间绝缘膜156在发光元件250、配线层330以及从贯通孔332露出的第一层间绝缘膜112上形成。贯通层间绝缘膜156、112而设有通孔361k，贯通孔332为了通过该通孔361k而设置。在XY俯视中贯通孔332的直径设定得比通孔361k的直径大，所以通孔361k与配线层330绝缘。
通孔361k的一端与配线110d连接。通孔361k的另一端与第三配线层360的配线360k连接。遍及配线360k上及发光面251S上形成有透明电极359k。透明电极359k设置在配线360k与发光面251S之间，将配线360k与n型半导体层251电连接。
发光元件250的n型半导体层251经由透明电极359k、配线360k、通孔361k及配线110d，与晶体管103的漏极电极连接。
发光元件250的p型半导体层253设置在第二配线层330上。p型半导体层253与配线层330欧姆连接。配线层330与电源线连接。因此，发光元件250的p型半导体层253经由第二配线层330，与电源线连接。
图18是例示本实施方式的图像显示装置的一部分的示意性俯视图。
在本实施方式中，由n沟道晶体管驱动发光元件。驱动电路适用图3的电路结构。
如在图17中的说明，发光元件250与驱动用晶体管103在Z轴向上层压，通过通孔361k，将发光元件250的阴极电极即n型半导体层251与晶体管103的漏极电极电连接。第二配线层330设置在发光元件250与晶体管103之间。
在图18的上部示意性地表示有第Ia层的俯视图，在图18的下部示意性地表示有第IIa层的俯视图。在图18中，将第Ia层记为“Ia”，将第IIa层记为“IIa”。第Ia层是形成有发光元件250的层。第IIa层是形成有晶体管103的层。在图18中，未图示第二配线层330，在配线层330设置的贯通孔332为了参考而以虚线表示在第Ia层及第IIa层各层。
第Ia层在图17中包括从p型半导体层253至透明电极359k的部分。在图18中，未图示第二层间绝缘膜156。第IIa层在图16中包括从元件形成区域104至第一配线层110的层。在图18中，未图示基板102、绝缘层105、绝缘膜108及第一层间绝缘膜112。在该图中，作为驱动用晶体管103的元件形成区域104而表示有沟道区域104c。在其它的元件形成区域104形成有选择晶体管T1和电容Cm。
如图18的上图所示，透明电极359k遍及发光元件250的发光面251S上的整个面进行设置，并且设置在配线360k上。因为透明电极359k设置在发光面251S与配线360k之间，所以，将发光面251S、即n型半导体层251与配线360k电连接。配线360k经由接触孔361k1，与通孔361k连接。
通孔361k在图中以双点划线示意性地进行了表示。
如图18的下图所示，通孔361k通过贯通孔332抵达接触孔361k2，与配线110d电连接。配线110d经由沟道区域104c侧的接触孔111c，与晶体管103的漏极电极连接。
如第Ia层及第IIa层双方所示，在第二配线层330形成的贯通孔332开口得比通孔361k的剖面大。虽然在该图中未图示，但在配线层330与通孔361k之间设有第二层间绝缘膜156，配线层330及通孔361k相互绝缘。
这样，发光元件250的n型半导体层251与晶体管103的漏极电极通过通孔361k而电连接。
需要说明的是，第二配线层330除了贯通孔332，还遍及第一层间绝缘膜112的整个面进行设置。另外，贯通孔332避开晶体管103等电路元件的上方进行配置。由此，配线层330将发光元件250的向下方的散射光向上方反射，能够对向电路元件的散射光进行遮挡。
针对本实施方式的图像显示装置的制造方法进行说明。
图19A及图19B是例示本实施方式的图像显示装置的制造方法的示意性剖视图。
在本实施方式中，使半导体层1150与电路基板1100贴合的工序和上述第二实施方式的情况相同。下面，从进行至图16A的处理后的工序进行说明。
如图19A所示，形成第二配线层330。利用蚀刻形成该第二配线层330。在形成第二配线层330时，覆盖电路基板1100侧的电路元件而形成，并且在与配线110d对应的位置形成贯通孔332。之后，进一步进行蚀刻，形成发光元件250。
如图19B所示，在发光元件250、第二配线层330及第一层间绝缘膜112上形成第二层间绝缘膜156。之后，在第二层间绝缘膜156形成通路孔，填充导电部件，形成通孔361k。
在第二层间绝缘膜156形成开口358，使发光面251S露出。在层间绝缘膜156上形成第三配线层360。遍及配线层360的阴极电极侧的配线360k与发光面251S的之间形成透明电极359k，将配线360k与n型半导体层251之间电连接。
通过利用在上述第一实施方式中说明的半导体层1150的制造工序，也能够成为包括发光元件150及p沟道晶体管203的子像素。即，通过为第一实施方式中图5A～图6C所示的制造工序，能够使n型半导体层151为下层，使p型半导体层153为发光面153S，通过通孔将p型半导体层153与晶体管203的漏极电极连接。在该情况下，形成为图13的电路结构，第二配线层与接地线连接。
针对本实施方式的图像显示装置的效果进行说明。
在本实施方式的图像显示装置中，除了上述其它实施方式的效果以外，还因为可以使第二配线层330为只是贯通孔332的简单图案，所以容易设计图案，能够缩短图像显示装置的开发周期等。
需要说明的是，在上述说明中，第二配线层330虽然都与相同的电位连接，但也可以包括与不同的电位连接的配线。
(第四实施方式)
在上述其它实施方式中，第二配线层130、330至少对于一个子像素，与单一的电位连接。在本实施方式中，对于一个子像素，第二配线层可以包括可与不同的电位连接的多条配线。
在本实施方式中，虽然针对包括下层的p型半导体层253以及具有发光面251S的n型半导体层251的发光元件250的情况的例子进行说明，但针对包括下层的n型半导体层151以及具有发光面153S的p型半导体层153的发光元件150的情况，通过利用上述其它实施方式的工序等也可以容易地实现。
在本实施方式中，由p沟道晶体管203驱动发光元件250。驱动电路适用图14的电路结构。在由n沟道晶体管103驱动发光元件150的情况下，适用图3的电路。
图20是例示本实施方式的图像显示装置的一部分的示意性剖视图。
如图20所示，本实施方式的图像显示装置的子像素420包括发光元件250以及p沟道晶体管203。发光元件250设置在第二配线层430的配线430a上。配线430a兼而用作遮光板。贯通第二层间绝缘膜156而设有通孔461a。通孔461a的一端与配线430a连接。通孔461a的另一端与在层间绝缘膜156上形成的第三配线层460的配线460a连接。需要说明的是，在配线460a上形成有透明电极459a。
通孔461d贯通层间绝缘膜156、112而设置。通孔461d的一端与配线460a连接。通孔461d的另一端与配线110d连接。
也就是说，发光元件250的阳极电极即p型半导体层253经由配线430a、通孔461a、配线460a、通孔461d及配线110d，与p沟道晶体管203的漏极电极连接。
发光元件250的n型半导体层251具有进行了粗糙面化的发光面251S。透明电极459k遍及发光面251S上的整个面进行设置，在配线460k上也进行设置。透明电极459k设置在发光面251S与配线460k之间，使之电连接。
贯通第二层间绝缘膜156而设有通孔461k。通孔461k的一端与第三配线层460的配线460k连接。通孔461k的另一端与第二配线层430的配线430k连接。配线430k与接地线4(图13)连接。
也就是说，发光元件250的阴极电极即n型半导体层251经由透明电极459k、配线460k、通孔461k及配线430k，与接地线连接。
针对本实施方式的图像显示装置的制造方法进行说明。
图21A及图21B是例示本实施方式的图像显示装置的制造方法的示意性剖视图。
在本实施方式中，使半导体层1150与电路基板1100贴合的工序和上述第二实施方式的情况相同。下面，从进行至图16A的处理后的工序进行说明。
如图21A所示，形成发光元件250及第二配线层430。该第二配线层430在形成发光元件250后，通过蚀刻而形成。第二配线层430包括相互绝缘的配线430a、430k。
如图21B所示，贯通层间绝缘膜156而形成通孔461a、461k，并贯通层间绝缘膜156、112而形成通孔461d。在层间绝缘膜156上形成第三配线层460。
第二层间绝缘膜156在与发光面251S对应的位置形成开口458。在对发光面251S进行粗糙面化后，在配线460a、460k上形成透明电极459a、459k。透明电极459k遍及发光面251S的整个面进行设置，并且设置在发光面251S与配线460k之间，将n型半导体层251与配线460k电连接。
针对本实施方式的图像显示装置的效果进行说明。
在本实施方式的图像显示装置中，除了上述其它实施方式的情况的效果以外，还因为第二配线层包括可与不同的电位连接的配线460a、460k，所以，不需要在与发光面251S相同的面上盘绕接地线和电源线等，能够在内层形成自由度高的配线图案。
(第五实施方式)
在本实施方式中，通过在包括发光层的单一半导体层形成相当于多个发光元件的多个发光面，实现发光效率更高的图像显示装置。在如下的说明中，对于与上述其它实施方式的情况相同的结构主要部件，使用相同的标记，适当省略详细的说明。
图22是例示本实施方式的图像显示装置的一部分的示意性剖视图。
如图22所示，图像显示装置具有子像素组520。子像素组520包括：晶体管203-1、203-2、第一配线层510、第一层间绝缘膜112、半导体层550、第二层间绝缘膜556、第二配线层530、以及通孔561d1、561d2。
在本实施方式中，p沟道晶体管203-1、203-2向半导体层550注入空穴，使发光层发光。驱动电路例如适用图14所示的电路结构。也可以利用上述其它实施方式，上下互换半导体层的n型半导体层与p型半导体层。由n沟道晶体管驱动半导体层。在该情况下，驱动电路适用图3的电路结构。
半导体层550包括两个发光面553S1、553S2，子像素组520实际上包括两个子像素。在本实施方式中，与上述其它实施方式的情况相同，通过将实际上包括两个子像素的子像素组520排列为格子状，形成显示区域。
晶体管203-1、203-2分别形成在元件形成区域204-1、204-2。在该例子中，元件形成区域204-1、204-2为n型半导体层，与n型半导体层隔开而形成有p型半导体层。n型半导体层包括沟道区域，p型半导体层分别包括源极区域及漏极区域。
在元件形成区域204-1、204-2上形成绝缘层105，经由绝缘层105分别形成有栅极107-1、107-2。栅极107-1、107-2是晶体管203-1、203-2的栅极。晶体管203-1、203-2是p沟道MOSFET。
绝缘膜108覆盖在两个晶体管203-1、203-2上。在绝缘膜108上形成有配线层(第一配线层)510。
在晶体管203-1的p型半导体层与配线层510之间分别设有通孔111s1、111d1。在晶体管203-2的p型半导体层与配线层510之间设有通孔111s2、111d2。
第一配线层510包括配线510s、510d1、510d2。配线510s经由通孔111s1、111s2，与对应于晶体管203-1、203-2的源极电极的p型半导体层电连接。配线510s虽然未图示，但与电源线连接。
配线510d1经由通孔111d1，与对应于晶体管203-1的漏极电极的p型半导体层连接。配线510d2经由通孔111d2，与晶体管203-2的漏极电极连接。
第一层间绝缘膜(第一绝缘膜)112覆盖晶体管203-1、203-2及配线层510。在第一层间绝缘膜112上形成有第二配线层530。
第二配线层(第二配线层)530设置在半导体层550与第一层间绝缘膜112之间。第二配线层530包括遮光板(部分)530a，半导体层550设置在遮光板530a上。在该例子中，遮光板530a未图示，但与接地线连接。单一的半导体层550设置在沿X轴向配置的两个驱动用晶体管203-1、203-2之间。
半导体层550包括n型半导体层551、发光层552、以及p型半导体层553。半导体层550从层间绝缘膜112一侧向发光面553S1、553S2，按照n型半导体层551，发光层552及p型半导体层553的顺序进行层压。也就是说，遮光板530a与n型半导体层551电连接。
遮光板530a使其外周在XY俯视中包括在遮光板530a上投影的半导体层550的外周而配置。遮光板530a对来自半导体层550的散射光进行反射，并且遮挡光到达包括晶体管203-1、203-2等的电路元件，防止电路元件的误操作。
第二层间绝缘膜(第二绝缘膜)556覆盖在第一层间绝缘膜112、第二配线层530上。层间绝缘膜556覆盖半导体层550的一部分。优选层间绝缘膜556除了半导体层550的发光面(露出面)553S1、553S2以外，还覆盖p型半导体层553的面。层间绝缘膜556覆盖半导体层550的侧面及遮光板530a。层间绝缘膜556优选为白色树脂。
透明电极559a1、559a2覆盖半导体层550之中未被层间绝缘膜556覆盖的部分。透明电极559a1、559a2遍及从层间绝缘膜556的开口558-1、558-2露出的p型半导体层553的整个发光面553S1、553S2上分别进行设置。透明电极559a1、559a2与p型半导体层553电连接。
通孔561d1、561d2贯通层间绝缘膜556、112而设置。通孔561d1、561d2的一端与配线510d1、510d2分别连接。
第三配线层(第三配线层)560设置在层间绝缘膜556上。配线层560包括配线560a1、560a2。通孔561d1设置在配线510d1与配线560a1之间。通孔561d2设置在配线510d2与配线560a2之间。
在配线560a1、560a2上分别设有透明电极559a1、559a2。透明电极559a1、559a2分别设置在配线560a1、560a2与发光面553S1、553S2之间，分别电连接配线560a1、560a2与透明电极559a1、559a2。
开口558-1、558-2在与发光面553S1、553S2对应的位置形成。发光面553S1、553S2在p型半导体层553上隔开的位置上形成。发光面553S1设置在p型半导体层553上更接近晶体管203-1的位置。发光面553S2设置在p型半导体层553上更接近晶体管203-2的位置。
开口558-1、558-2在XY俯视中例如为正方形或长方形状。不限于方形，也可以为圆形、椭圆形或六边形等多边形。发光面553S1、553S2在XY俯视中也可以为正方形、长方形、其它的多边形或圆形等。发光面553S1、553S2的形状可以与开口558-1、558-2的形状相似，也可以为不同的形状。
如上所述，透明电极559a1、559a2分别与从开口558-1、558-2露出的发光面553S1、553S2连接。因此，从透明电极559a1、559a2供给的空穴从各自露出的发光面553S1、553S2向p型半导体层553注入。另一方面，电子经由与接地线连接的遮光板530a，向n型半导体层551注入。
晶体管203-1、203-2为邻接的子像素的驱动晶体管，依次进行驱动。因此，从两个晶体管203-1、203-2的任意一方注入的空穴向发光层552注入，从遮光板530a注入的电子向发光层552注入，从而发光。
因为开口558-1及发光面553S1设置在p型半导体层553更接近晶体管203-1的位置，所以，在晶体管203-1导通时，经由透明电极559a1、配线560a1、通孔561d1及配线510d1，注入空穴，使从开口558-1露出的发光面553S1发光。
另一方面，开口558-2及发光面553S2靠近p型半导体层553的晶体管203-2进行设置，在晶体管203-2导通时，经由透明电极559a2、配线560a2、通孔561d2及配线510d2，使从开口558-2露出的发光面553S2发光。
针对本实施方式的图像显示装置的制造方法进行说明。
图23A～图24B是例示本实施方式的图像显示装置的制造方法的示意性剖视图。
如图23A所示，包括外延生长有半导体层1150的晶体生长用基板1001的半导体生长基板1194通过晶片键合与电路基板5100相互接合。在半导体层1150的与电路基板5100接合的面形成有金属层1130。
对于晶体生长用基板1001上的半导体层1150及金属层1130等，与在上述其它实施方式的情况中已说明的结构相同，省略详细的说明。另外，对于电路基板5100，虽然电路的结构与上述其它实施方式的情况不同，但其它几乎所有部分都与已说明的结构相同。下面，只替换标记，适当省略详细的说明。
如图23B所示，在该例子中，半导体层1150的、在与具有晶体生长用基板1001的面相反一侧形成的金属层1130的面和电路基板5100的层间绝缘膜112的平坦面接合。通过激光剥离等除去晶体生长用基板1001。
如图24A所示，对金属层1130进行蚀刻，形成第二配线层530。第二配线层530包括遮光板530a，图24A表示了成型为遮光板530a的形状的配线层530。
进一步对半导体层1150及缓冲层1140进行蚀刻。半导体层1150被包括在遮光板530a的外周内地进行蚀刻，形成半导体层550。之后，除去缓冲层1140。也可以在开始金属层1130及半导体层1150的蚀刻之前，除去缓冲层1140。
之后，形成覆盖第一层间绝缘膜112、第二配线层530及半导体层550的层间绝缘膜，并形成通孔。此外形成第三配线层560，并通过蚀刻形成配线560a1、560a2等。
如图24B所示，通过除去对应于发光面553S1、553S2的位置上的层间绝缘膜，分别形成开口558-1、558-2。
通过开口558-1、558-2露出的p型半导体层553的发光面553S1、553S2分别进行粗糙面化。之后，分别形成透明电极559a1、559a2，以将发光面553S1、553S2与配线560a1、560a2电连接。
这样，形成具有共享两个发光面553S1、553S2的半导体层550的子像素组520。
在本实施例中，在一个半导体层550设置了两个发光面553S1、553S2，但发光面的数量不限于两个，也可以在一个半导体层550设置三个或三个以上的发光面。作为一个例子，也可以由单一的半导体层550实现一列或两列的子像素。由此，如后面所叙，可以减少每个发光面的对发光没有帮助的复合电流，并且使实现更精细的发光元件的效果增大。
(变形例)
图25是例示本实施方式的变形例的图像显示装置的一部分的示意性剖视图。
在本变形例中，与上述第五实施方式的情况的不同之处在于在发光层552上设有两个p型半导体层5553a1、5553a2。其它方面则与第五实施方式的情况相同，对于相同的结构主要部件，使用相同的标记，适当省略详细的说明。
如图25所示，本变形例的图像显示装置具有子像素组520a。子像素组520a包括半导体层550a。半导体层550a包括n型半导体层551、发光层552、以及p型半导体层5553a1、5553a2。n型半导体层551、发光层552及p型半导体层5553a1、5553a2从层间绝缘膜556向发光面5553S1、5553S2依次进行层压。
p型半导体层5553a1、5553a2在发光层552上，沿X轴向隔开进行配置。在p型半导体层5553a1、5553a2之间设有层间绝缘膜556，p型半导体层5553a1、5553a2由层间绝缘膜556分离。
p型半导体层5553a1、5553a2在XY俯视中具有大致相同的形状，其形状为大致正方形或长方形状，也可以为其它的多边形状或圆形等。
p型半导体层5553a1、5553a2分别具有发光面5553S1、5553S2。发光面5553S1、5553S2是通过开口558-1、558-2分别露出的p型半导体层5553a1、5553a2的面。
发光面5553S1、5553S2在XY俯视中的形状与第五实施方式的情况的发光面的形状相同，具有大致相同的形状，具有大致正方形等形状。发光面5553S1、5553S2的形状不限于本实施方式的方形，也可以为圆形、椭圆形或六边形等多边形。发光面5553S1、5553S2的形状可以与开口558-1、558-2的形状相似，也可以为不同的形状。
在发光面5553S1、5553S2上分别设有透明电极559a1、559a2。透明电极559a1、559a2也分别设置在560a1、560a2上。透明电极559a1、559a2设置在配线560a1、560a2与发光面5553S1、5553S2之间，将配线560a1、560a2与发光面5553S1、5553S2电连接。
图26A及图26B是例示本变形例的图像显示装置的制造方法的示意性剖视图。
在本变形例中，在半导体层1150形成金属层1130，在与电路基板5100接合之前，适用与在第五实施方式的情况下图23A及图23B中说明的工序相同的工序。下面，针对之后的工序进行说明。
如图26A所示，在本变形例中，在除去缓冲层1140后，对金属层1130进行蚀刻，形成包括遮光板530a的第二配线层530。此外，在对p型半导体层1153、发光层1152及n型半导体层1151进行蚀刻，形成发光层552及n型半导体层551后，进一步进行蚀刻，形成两个p型半导体层5553a1、5553a2。缓冲层1140也可以在形成半导体层550a后除去。
p型半导体层5553a1、5553a2也可以进一步通过深度蚀刻来形成。例如，用于形成p型半导体层5553a1、5553a2的蚀刻也可以进行至到达发光层552内或n型半导体层551内的深度。这样，在对p型半导体层进行深度蚀刻的情况下，p型半导体层1153的蚀刻位置期望与后面叙述的p型半导体层的发光面5553S1、5553S2的外周分离1μm以上。通过使蚀刻位置与发光面5553S1、5553S2的外周分离，能够抑制复合电流。
如图26B所示，形成覆盖第一层间绝缘膜112、第二配线层530及半导体层550a的层间绝缘膜，之后形成通孔。此外形成第三配线层560，并通过蚀刻形成配线560a1、560a2等。
在层间绝缘膜的与发光面5553S1、5553S2对应的位置分别形成开口558-1、558-2。对通过开口558-1、558-2露出的p型半导体层的发光面5553S1、5553S2分别进行粗糙面化。之后，形成透明电极559a1、559a2。
这样，形成具有两个发光面5553S1、5553S2的子像素组320a。
本变形例的情况也与第五实施方式的情况相同，发光面的数量不限于两个，也可以在一个半导体层550a设置三个或三个以上的发光面。
针对本实施方式的图像显示装置的效果进行说明。
图27是例示像素LED元件的特性的曲线图。
图27的纵轴表示发光效率[％]。横轴利用相对值表示在像素LED元件中流动的电流的电流密度。
如图27所示，在电流密度的相对值比1.0小的区域，像素LED元件的发光效率大致恒定或单调递增。在电流密度的相对值比1.0大的区域，发光效率单调递减。也就是说，对于像素LED元件，存在使发光效率最大的适当的电流密度。
期待通过将电流密度抑制至可从发光元件获得充分亮度的程度，实现高效的图像显示装置。然而，图27表示在低电流密度下，随着电流密度的降低，发光效率趋于降低。
如在第一实施方式和第二实施方式中的说明，发光元件通过利用蚀刻等将包括发光层的半导体层1150的整个层单个地分离来形成。此时，发光层与n型半导体层的接合面在端部露出。同样地，发光层与p型半导体层的接合面在端部露出。
在上述端部存在的情况下，电子及空穴在端部复合。另一方面，上述复合对发光没有贡献。在端部产生复合与在发光元件流动的电流几乎没有关系。可以认为复合是根据端部的有助于发光的接合面的长度而产生的。
在使相同尺寸的立方体形状的两个发光元件发光的情况下，因为端部在每个发光元件的四方形成，所以，在总计八个端部可能产生复合。
与此相对，在本实施方式中，在具有两个发光面的半导体层550，550a中，端部为四个。开口558-1、558-2之间的区域中，电子和空穴的注入减少，几乎不会有助于发光，所以，作为有助于发光的端部，可以认为是六个。这样，在本实施方式中，半导体层的端部的数量实际上减少，由此，减少对发光没有帮助的复合，复合电流的减少能够降低驱动电流。
在为了高清晰度等而使子像素间的距离缩短这样的情况和电流密度比较高的情况等下，在第五实施方式的子像素组520中，发光面553S1、553S2的距离缩短。在该情况下，当共享p型半导体层553时，向邻接的发光面一侧注入的电子的一部分分流，可能使未被驱动的一侧的发光面发出微光。在变形例中，因为p型半导体层在每个发光面分离，所以能够减少在未被驱动的一侧的发光面发出微光。需要说明的是，此时也期望使p型半导体层1153的蚀刻位置与设有透明电极559a1、559a2的发光面5553S1、5553S2的外周分离1μm以上。由此，因为能够增大进入复合电流通路的等效串联电阻，所以能够抑制复合电流。
在本实施方式中，包括发光层的半导体层从第一层间绝缘膜112一侧，按照n型半导体层、发光层及p型半导体层的顺序进行层压，并对p型半导体层的露出面进行粗糙面化，从提高发光效率的角度出发，优选之。也可以与上述其它实施方式的情况相同，替换p型半导体层与n型半导体层的层压顺序，按照p型半导体层、发光层及n型半导体层的顺序进行层压。
(第六实施方式)
上述图像显示装置作为具有适当的像素数的图像显示模块，例如可以为计算机用显示器、电视、智能手机这样的便携式终端、或汽车导航等。
图28是例示本实施方式的图像显示装置的块图。
图28表示了计算机用显示器的结构的主要部分。
如图28所示，图像显示装置601具有图像显示模块602。图像显示模块602例如是具有上述第一实施方式的情况的结构的图像显示装置。图像显示模块602包括：排列有子像素20的显示区域2、行选择电路5及信号电压输出电路7。
图像显示装置601还具有控制器670。控制器670输入由未图示的接口电路分离、生成的控制信号，对于行选择电路5及信号电压输出电路7，控制各子像素的驱动及驱动顺序。
(变形例)
图29是例示本变形例的图像显示装置的块图。
图29表示了高清晰度且薄型电视的结构。
如图29所示，图像显示装置701具有图像显示模块702。图像显示模块702例如为具有上述第一实施方式的情况的结构的图像显示装置1。图像显示装置701具有控制器770及帧存储器780。控制器770基于由总线740供给的控制信号，控制显示区域2的各子像素的驱动顺序。帧存储器780存储一帧量的显示数据，用于平滑的运动图像再生等的处理。
图像显示装置701具有I/O电路710。I/O电路710提供用于与外部的终端和装置等连接的接口电路等。I/O电路710中例如包括连接外置硬盘装置等的USB接口、音频接口等。
图像显示装置701具有接收部720及信号处理部730。接收部720连接天线722，根据由天线722接收到的电波分离、生成需要的信号。信号处理部730包括DSP(Digital SignalProcessor：数字信号处理器)和CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)等，由接收部720分离、生成的信号由信号处理部730，分离、生成为图像数据和音频数据等。
通过使接收部720及信号处理部730为手机的用于发送/接收和WiFi的GPS接收器等高频通信模块，也可以形成为其它的图像显示装置。例如，具有适当的画面尺寸及分辨率的图像显示模块的图像显示装置可以为智能手机和汽车导航系统等便携式信息终端。
本实施方式的情况的图像显示模块不限于第一实施方式的情况的图像显示装置的结构，也可以为其变形例和其它实施方式的情况。
图30是示意性地例示第一～第五实施方式及上述变形例的图像显示装置的立体图。
如图30所示，第一～第五实施方式的图像显示装置如上所述，在电路基板100上设置具有大量子像素的发光电路172。在发光电路部172上设有滤色片180。需要说明的是，在第六实施方式中，包括电路基板100、发光电路部172及滤色片180的结构物为图像显示模块602、702，组装在图像显示装置601、701中。
根据如上所述的实施方式，能够实现缩短发光元件的转印工序、提高成品率的图像显示装置的制造方法以及图像显示装置。
上面，说明了本发明的几个实施方式，但上述实施方式作为例子而被提及，并非旨在限定发明的范围。上述新实施方式可以以其它各种方式来实施，在不脱离发明主旨的范围内，可以进行各种省略、置换、变更。上述实施方式及其变形包含在发明的范围和主旨内，并且包含在权利要求范围所述的发明及其等同的范围内。另外，各所述实施方式可以相互组合来实施。
附图标记说明
1，201，601，701图像显示装置；2显示区域；3电源线；4接地线；5，205行选择电路；6，206扫描线；7，207信号电压输出电路；8，208信号线；10像素；20，20a，20b子像素；22，222发光元件；24，224选择晶体管；26，226驱动晶体管；28，228电容；100电路基板；101电路；103，203，203-1，203-2晶体管；104，204，204-1，204-2元件形成区域；105绝缘层；107，107-1，107-2栅极；108绝缘膜；110第一配线层；112第一绝缘膜；130，330，530第二配线层；130a，530a遮光板；140缓冲层；150，250发光元件；156，256，556第二绝缘膜；159a，159k，259a，259k，359k，459a，459k，559a1，559a2透明电极；160，260，360，560第三配线层；161d，161k，261a，361k，461a，461k，461d，561d1，561d2通孔；180滤色片；520，520a子像素组；670，770控制器；1001晶体生长用基板；1100，5100电路基板；1140缓冲层；1150半导体层；1190支承基板；1192结构体；1194，1294半导体生长基板。

Claims (25)

1.一种图像显示装置的制造方法，其特征在于，具有：
准备在第一基板上形成包括发光层的半导体层的基板的工序；
在所述半导体层上形成金属层的工序；
经由所述金属层，将所述半导体层与形成有包括电路元件的电路的第二基板贴合的工序；
对所述半导体层进行加工，形成发光元件的工序；
对所述金属层进行加工，形成第一配线层的工序；
形成覆盖所述发光元件及所述第一配线层的绝缘膜的工序；
形成贯通所述绝缘膜而抵达所述电路的第一通孔的工序；
在所述绝缘膜上形成第二配线层的工序；
将所述第一配线层、所述第二配线层、所述第一通孔、所述发光元件及所述电路元件串联连接的工序。
2.如权利要求1所述的图像显示装置的制造方法，其特征在于，
还具有在使所述半导体层与所述第二基板贴合后，除去所述第一基板的工序。
3.如权利要求1所述的图像显示装置的制造方法，其特征在于，还具有：
在使所述半导体层与所述第二基板贴合前，除去所述第一基板的工序；
在使所述半导体层与所述第二基板贴合前，将第三基板贴付在所述半导体层的工序。
4.如权利要求1所述的图像显示装置的制造方法，其特征在于，
所述半导体层从所述第一基板一侧，按照第一导电型的第一半导体层、所述发光层及与所述第一导电型不同的第二导电型的第二半导体层的顺序进行层压，
所述第一导电型为n型，
所述第二导电型为p型。
5.如权利要求1所述的图像显示装置的制造方法，其特征在于，
所述第一通孔贯通所述第一配线层，与所述第一配线层绝缘而形成，并与所述第二配线层电连接。
6.如权利要求1所述的图像显示装置的制造方法，其特征在于，
还具有形成贯通所述绝缘膜、并与所述第一配线层连接的第二通孔的工序。
7.如权利要求1所述的图像显示装置的制造方法，其特征在于，
还具有在使所述半导体层与所述第二基板贴合前，在所述第二基板的贴合面形成第二金属层的工序。
8.如权利要求1所述的图像显示装置的制造方法，其特征在于，
还具有除去所述绝缘膜的一部分，使所述发光元件的表面露出的工序。
9.如权利要求8所述的图像显示装置的制造方法，其特征在于，
还具有形成将露出的所述发光元件的露出面与所述第二配线层电连接的透明电极的工序。
10.如权利要求1所述的图像显示装置的制造方法，其特征在于，
所述第一基板含有硅或蓝宝石。
11.如权利要求1所述的图像显示装置的制造方法，其特征在于，
所述半导体层包括氮化镓类化合物半导体，
所述第二基板含有硅。
12.如权利要求1所述的图像显示装置的制造方法，其特征在于，
还具有在所述发光元件上形成波长转换部件的工序。
13.一种图像显示装置，其特征在于，具有：
电路元件；
第一配线层，其与所述电路元件电连接；
第一绝缘膜，其覆盖所述电路元件及所述第一配线层；
第二配线层，其设置在所述第一绝缘膜上；
发光元件，其包括：在所述第二配线层上设置且与所述第二配线层连接的第一导电型的第一半导体层、在所述第一半导体层上设置的发光层、以及在所述发光层上设置且与所述第一导电型不同的第二导电型的第二半导体层；
第二绝缘膜，其覆盖所述发光元件的至少一部分及所述第二配线层；
第三配线层，其与所述发光元件电连接，设置在所述第二绝缘膜上；
第一通孔，其贯通所述第一绝缘膜及所述第二绝缘膜，将所述第一配线层及所述第三配线层电连接；
所述第二配线层具有部分，
所述部分的外周在俯视中包括在所述部分上投影的所述发光元件的外周。
14.如权利要求13所述的图像显示装置，其特征在于，
具有使所述发光元件的与所述第一绝缘膜一侧的面对置的发光面露出的开口，在所述发光面上具有透明电极。
15.如权利要求14所述的图像显示装置，其特征在于，
从所述开口露出的露出面包括粗糙面。
16.如权利要求13所述的图像显示装置，其特征在于，
还具有贯通所述第二绝缘膜并将所述部分与所述第三配线层电连接的第二通孔。
17.如权利要求13所述的图像显示装置，其特征在于，
所述第一通孔经由所述第三配线层，与所述第二半导体层连接。
18.如权利要求17所述的图像显示装置，其特征在于，
所述第一通孔贯通所述第二配线层，与所述第二配线层绝缘而设置。
19.如权利要求13所述的图像显示装置，其特征在于，
所述第二配线层包括与不同的电位连接的多条配线。
20.如权利要求13所述的图像显示装置，其特征在于，
所述第一导电型为p型，
所述第二导电型为n型。
21.如权利要求13所述的图像显示装置，其特征在于，
所述发光元件包括氮化镓类化合物半导体，
所述电路元件形成在基板，所述基板含有硅。
22.如权利要求13所述的图像显示装置，其特征在于，
此外在所述发光元件上具有波长转换部件。
23.一种图像显示装置，其特征在于，具有：
多个晶体管；
第一配线层，其与所述多个晶体管电连接；
第一绝缘膜，其覆盖所述多个晶体管及所述第一配线层；
第二配线层，其设置在所述第一绝缘膜上；
第一导电型的第一半导体层，其设置在所述第二配线层上；
发光层，其设置在所述第一半导体层上；
第二导电型的第二半导体层，其设置在所述发光层上，导电型与所述第一导电型不同；
第二绝缘膜，其覆盖所述第一绝缘膜、所述第二配线层、所述第一半导体层及所述发光层，并且覆盖所述第二半导体层的至少一部分；
第三配线层，其对应于所述多个晶体管而从所述第二绝缘膜分别露出，与在所述第二半导体层的多个露出面上配设的透明电极连接；
第一通孔，其贯通所述第一绝缘膜及所述第二绝缘膜，将所述第一配线层的配线及所述第三配线层的配线电连接；
所述第二配线层具有部分，
所述部分的外周在俯视中包括在所述部分上投影的所述第一半导体层、所述发光层及所述第二半导体层的外周。
24.如权利要求23所述的图像显示装置，其特征在于，
所述第一配线层包括：与所述多个晶体管之中的第一晶体管的主电极连接的第一配线、以及与第二晶体管的主电极连接的第二配线，
所述第三配线层包括：与所述多个露出面之中的第一露出面连接的第三配线、以及与第二露出面连接的第四配线，
还具有在所述第二配线与所述第四配线之间设置的第二通孔，
所述第一通孔设置在所述第一配线与所述第三配线之间。
25.如权利要求23所述的图像显示装置，其特征在于，
所述第二半导体层由所述第二绝缘膜分离。
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