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CN113994485A - 图像显示装置的制造方法以及图像显示装置 - Google Patents

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CN113994485A
CN113994485A CN202080043754.9A CN202080043754A CN113994485A CN 113994485 A CN113994485 A CN 113994485A CN 202080043754 A CN202080043754 A CN 202080043754A CN 113994485 A CN113994485 A CN 113994485A
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light
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insulating film
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semiconductor layer
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秋元肇
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Nichia Corp
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Nichia Corp
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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：准备在第一基板上具有包括发光层的半导体层的基板的工序、在形成有包括电路元件及第一配线层的电路的第二基板上形成第一绝缘膜的工序、在所述第一绝缘膜内形成与所述电路元件连接的插头的工序、将所述半导体层与所述第二基板贴合且将所述插头与所述半导体层电连接的工序、对所述半导体层进行加工并形成与所述插头电连接的发光元件的工序、形成覆盖所述发光元件及所述第一绝缘膜的第二绝缘膜的工序、除去所述第二绝缘膜的一部分并使所述发光元件的一部分露出的工序、以及在所述第二绝缘膜上形成第二配线层的工序。

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具有包括发光层的半导体层的基板的工序；在形成有包括电路元件及第一配线层的电路的第二基板上形成第一绝缘膜的工序；在所述第一绝缘膜内形成与所述电路元件连接的插头的工序；使所述半导体层与所述第二基板贴合，将所述插头与所述半导体层电连接的工序；对所述半导体层进行加工，形成与所述插头电连接的发光元件的工序；形成覆盖所述发光元件及所述第一绝缘膜的第二绝缘膜的工序；除去所述第二绝缘膜的一部分，使所述发光元件的一部分露出的工序；在所述第二绝缘膜上形成第二配线层的工序。
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形成且与所述第一配线层连接的插头、设置在所述插头上且与所述插头连接的第一导电型的第一半导体层、设置在所述第一半导体层上的发光层、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、所述插头及所述第一绝缘膜的第二绝缘膜、与所述发光元件连接且在所述第二绝缘膜上设置的第二配线层。
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形成的插头、设置在所述插头上且与所述插头连接的第一导电型的第一半导体层、设置在所述第一半导体层上的发光层、设置在所述发光层上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、所述插头及所述第一绝缘膜的第二绝缘膜、与所述发光元件连接且在所述第二绝缘膜上设置的第二配线层、在所述第一绝缘膜上设置且经由所述第一配线层与所述电路元件连接的第三配线层。所述第二绝缘膜具有：使所述发光元件的所述第二半导体层的面露出的第一开口、以及使所述第三配线层的一部分露出的第二开口。第二配线层包括位于所述第二半导体层、且将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和所述第三配线层连接的透明电极。
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形成且与所述第一配线层连接的多个插头、在所述插头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、所述插头、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二配线层。
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以及图像显示装置。
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2是例示第一实施方式的图像显示装置的变形例的一部分的示意性剖视图。
图3A是例示第一实施方式的图像显示装置的变形例的一部分的示意性剖视图。
图3B是例示第一实施方式的图像显示装置的变形例的一部分的示意性剖视图。
图4是例示第一实施方式的图像显示装置的示意性块图。
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7C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制造方法的示意性剖视图。
图9C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10A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10B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11A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11B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12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13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14A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14B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14C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14D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15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16是例示第二实施方式的图像显示装置的示意性块图。
图17A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17B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18A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18B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18C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19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20A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20B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21A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21B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21C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22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23是例示第四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24A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24B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25A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25B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26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27A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27B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28A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28B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29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30A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30B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31是例示像素LED元件的特性的曲线图。
图32是例示第六实施方式的图像显示装置的块图。
图33是例示第六实施方式的变形例的图像显示装置的块图。
图34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。
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(第一配线层)110、第一层间绝缘膜(第一绝缘膜)112、插头116k、发光元件150、第二层间绝缘膜(第二绝缘膜)156、以及第二配线层(第二配线层)160。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，除了发光元件150的驱动用晶体管103以外，还形成有其它的晶体管、电阻、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4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，假使电路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。有时包括基板102、电路101及层间绝缘膜112等其它的结构主要部件而称为电路基板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。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、或用于在层间绝缘膜112上形成的插头116k的平坦化膜。
第一层间绝缘膜112上此外形成有平坦化膜114。平坦化膜114是具有绝缘性的膜或层，与层间绝缘膜112同样地，例如为PSG或BPSG等有机绝缘膜或SOG(Spin On Glass)等无机绝缘膜等。
插头116k埋入平坦化膜114内。插头116k及平坦化膜114分别具有与XY平面大致平行的相同的平面上的面。
在插头116k与配线110d之间设有连接部115k。连接部115k由导电部件形成，电连接插头116k及配线110d。插头116k及连接部115k例如由与第一配线层110相同的材料形成。插头116k及连接部115k也可以含有高熔点金属。
图2是例示本实施方式的图像显示装置的变形例的一部分的示意性剖视图。
如图2所示，在该变形例的子像素20a中，不经由连接部115k，将插头116k与配线110d连接。
如图1的情况，在设有连接部115k的情况下，在XY俯视中可使插头116k的外周形成为比配线110d的外周更向外侧露出的形状。如本变形例，在XY俯视中使插头116k比配线110d的外周更靠近内侧的情况下，也可以不设有连接部115k，而将插头116k直接设置在配线110d之上。也就是说，可以根据插头与连接目标的配线的位置关系、或插头与连接目标的配线各自的形状设置连接部，或者不设置连接部而相互连接。这对于在后面叙述的各实施方式和变形例是相同的，但在下面，在未特殊说明的情况下，针对设有连接部的情况下的结构进行说明。
返回图1继续进行说明。
发光元件150经由遮光板130a而设置在插头116k上。针对遮光板130a将在后面叙述。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。n型半导体层151与插头116k电连接。
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。
在本实施方式中，遮光板130a、插头116k及连接部115k可以设置在发光元件150与用于晶体管103的主电极的配线110d之间。因此，发光元件150与晶体管103能够容易地连接，而不必在层间绝缘膜112等形成深的通孔。
第二层间绝缘膜(第二绝缘膜)156覆盖第一层间绝缘膜112、第三配线层130、发光元件150的侧面及缓冲层140。第二层间绝缘膜156优选由白色树脂形成。白色树脂例如可以通过在有机材料中分布精细化为适当粒径的二氧化钛等分散颗粒来实现。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。
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。
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通过进行粗糙面化，能够提高光的取出效率。
第二配线层(第二配线层)160设置在层间绝缘膜156上。配线层160包括配线160a。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。
在该例子中，在平坦化膜114及插头116k上设有第三配线层130。第三配线层130包括遮光板130a。遮光板130a设置在n型半导体层151与插头116k之间。遮光板130a与插头116k欧姆连接。
对每个子像素设置遮光板130a，上述多个遮光板130a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的外周包括在XY俯视中将发光元件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的向下方的散射光反射向发光面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。
在本实施方式中，发光元件150的阴极电极即n型半导体层151经由遮光板130a、插头116k及连接部115k，与驱动用晶体管103的漏极电极连接。
透明电极159a设置在配线160a上。透明电极159a遍及开口的p型半导体层153的发光面153S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的透明导电膜及第二配线层160。表面树脂层170为透明树脂，保护层间绝缘膜156、透明电极159a及配线层160等，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例如为一层或两层。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，更接近于发光元件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3A及图3B是分别例示本实施方式的图像显示装置的变形例的一部分的示意性剖视图。
在图3A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二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3A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，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3A所示，子像素20b包括配线160a1。配线160a1作为包含在第二配线层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3B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、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～20c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4是例示本实施方式的图像显示装置的示意性块图。
如图4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4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。
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11B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1140适合使用AlN等氮化物。
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的生长例如适合利用金属有机气相生长法(Metal Organic Chemical 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的面对置的面上形成。也就是说，金属层1130在n型半导体层1151的开放的面上形成。金属层例如利用溅射等形成。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的贴合面是平坦化膜114的露出面及在与平坦化膜114相同的平面露出的插头116k的露出面。
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的变形例。在晶片键合工序中，也可以取代图5B的工序，为图6A～图6C的任意一种。
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p型半导体层1153的开放的面粘接支承基板1190。支承基板1190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湿蚀刻或激光剥离。
除去晶体生长用基板1001及缓冲层1140，在开放的n型半导体层1151的面形成金属层1130。
如图6B所示，也可以在电路基板1100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在晶体生长用基板1001晶体生长的情况下，也可以不经由缓冲层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所示，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剥离或湿蚀刻。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。
如图7B所示，金属层1130及半导体层1150通过蚀刻，形成为期望的形状。对金属层1130进行蚀刻，从而形成配线层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的成型例如可以利用干蚀刻工艺，适合利用各方异性等离子体蚀刻(Reactive IonEtching，RIE)。
如图7C所示，覆盖平坦化膜114、配线层130及发光元件150，形成层间绝缘膜156。在层间绝缘膜，在与发光元件150对应的位置，通过蚀刻而形成开口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，为了提高发光效率，对露出的p型半导体层153的发光面153S进行粗糙面化。
将包括开口158的第二配线层160形成为膜，通过光刻形成各配线160a等。配线160a与p型半导体层153不连接。
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。
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，将配线160a及p型半导体层153电连接。优选设置透明电极159a，以覆盖露出的发光面153S的整个面，并将透明电极159a与发光面153S连接。
下面，针对形成插头116k的工序进行说明。
图8A～图9C表示了用于说明在电路基板1100形成插头116k的工序的剖视图。
如图8A所示，准备电路基板1100，在电路基板1100中，形成电路基板1100的绝缘膜108以及在第一配线层110上覆盖的层间绝缘膜1112。
如图8B所示，在层间绝缘膜1112a形成接触孔h1。形成接触孔h1的位置是设有配线110d的位置，接触孔h1形成为抵达至配线110d的深度。
如图8C所示，遍及第一层间绝缘膜112上的整个面形成金属层1116。接触孔h1在形成金属层1116的同时，由与金属层1116相同的导电材料进行填充，形成连接部115k。
需要说明的是，在未形成有连接部115k的情况下，在图8A中准备的电路基板1100的层间绝缘膜1112形成与插头116k的外周形状对应的大接触孔，之后，填充接触孔，并形成金属层1116。或者，在进行研磨、抛光直至配线110d露出后，形成金属层1116，而不必形成接触孔。
如图9A所示，通过光刻及干蚀刻形成插头116k及连接部115k。
如图9B所示，为了覆盖层间绝缘膜112及插头116k，涂布平坦化膜1114，之后进行烧制。
如图9C所示，对平坦化膜1114的表面进行抛光，以使插头116k的面露出。平坦化膜1114的抛光例如可以利用CMP。这样，形成插头116k及连接部115k。
接着，针对变形例的子像素20b、20c的制造方法进行说明。
图10A及图10B表示与变形例的子像素20b对应的制造工序。图11A及图11B表示与变形例的子像素20c对应的制造工序。图10A～图11B分别表示在图7B的工序之后执行来形成子像素20b、20c的工序。
如图10A所示，在变形例的子像素20b中，在覆盖平坦化膜114、配线层130及发光元件150而形成层间绝缘膜156后，形成开口158，以露出p型半导体层153的发光面153S。
如图10B所示，形成配线层160的配线160a1。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11A所示，在变形例的子像素20c中，遍及平坦化膜114、配线层130及发光元件150，形成第二层间绝缘膜156a。
如图11B所示，在层间绝缘膜156a形成接触孔后，形成第二配线层160。第二配线层160的配线160a2经由接触孔，与p型半导体层153的发光面153S连接。
这样，形成子像素20及变形例的子像素20b、20c。
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4)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12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12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1100a，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13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13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13表示滤色片180等颜色转换部件的一部分。在此，将包括插头116k、连接部115k、发光元件150、配线层130，160、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13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14A～图14D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14A～图14D表示了通过喷墨形成滤色片的方法。
如图14A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14B所示，在结构体1192上形成遮光部181。遮光部181例如利用丝网印刷或光刻技术等形成。
如图14C所示，对应于发光色的荧光体从喷墨喷嘴喷出，形成颜色转换层183。荧光体在未形成有遮光部181的区域着色。荧光体可以使用荧光涂料，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181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181的厚度相同的程度。
如图14D所示，用于滤光层184的涂料从喷墨喷嘴喷出。涂料与荧光体的涂膜重合进行涂布。颜色转换层183及滤光层184的合计厚度为与遮光部181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，通过形成插头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。
在通过形成插头116k来使发光元件及电路元件电连接中，不必设置贯通层间绝缘膜112、156的深通孔，能够以低电阻值将n型半导体层151与晶体管103电连接。
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预先形成有金属层1130。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三配线层130，利用在发光元件150与外部的连接等中。通过将第三配线层130与n型半导体层151进行欧姆连接，能够以低电阻值将插头116k与n型半导体层151电连接。
因为第三配线层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15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15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。
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15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，在n型半导体区域204b的表面附近相互隔开而设置。
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。
在该例子中，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，不形成第三配线层及遮光板，而是在插头116a上直接设置p型半导体层253。连接部115a设置在插头116a与配线110d之间。插头116a及配线110d由连接部115a电连接。
如该例子的插头116a，优选使插头116a的外周包括在XY俯视中投影于插头116a的发光元件250的外周地进行设定。该例子的插头116a兼而用作遮光板。
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。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如上所述，设置在插头116a上。优选将插头116a与n型半导体层251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及发光元件250的侧面及平坦化膜114。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。
配线层260设置在层间绝缘膜156上。配线层260包括配线260k。配线260k与在后面叙述的图16所示的接地线4连接。在配线260k上设有透明电极259k。透明电极259k遍及发光面251S的整个面进行设置。透明电极259k设置在配线260k与发光面251S之间，将配线260k及发光面251S电连接。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。
在层间绝缘膜156及透明电极259k上设有表面树脂层170。在表面树脂层170上经由透明薄膜粘接层188而设有滤色片180。
图16是例示本实施方式的图像显示装置的示意性块图。
如图16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16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17A～图18C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17A所示，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，如本实施方式所述从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。
在该例子中，在p型半导体层1153一侧未形成金属层，而是与电路基板1100接合。
如图17B所示，在准备的电路基板1100上，在平坦化膜114内形成插头116a及连接部115a。平坦化膜114、插头116a及连接部115a的形成流程可以与在图8A～图9C中说明的工序相同。
半导体生长基板1294使上下反转，贴付在电路基板1100。如图的箭头所示，使电路基板1100的一方的面与半导体层1150的p型半导体层1153的开放的面对准，将双方贴付。电路基板1100的贴合面是平坦化膜114及在与平坦化膜114相同的平面上露出的插头116a的露出面。
需要说明的是，在上述晶片键合中，也可以与在图6A～图6C中说明的变形例的情况相同。即，可以如已在图6A中的说明，在支承基板转印半导体层1150后，半导体生长基板1294不反转地贴付在电路基板1100。也可以如已在图6B中的说明，将金属层设置在半导体层1150。也可以如已在图6C中的说明，不经由缓冲层1140而贴付晶体生长的半导体层1150。
如图18A所示，在半导体层1150与电路基板1100的晶片键合后，除去晶体生长用基板1001。
如图18B所示，与上述其它实施方式的情况相同，对半导体层1150进行蚀刻，形成发光元件250。
如图18C所示，在除去缓冲层240后，形成覆盖平坦化膜114、插头116a及发光元件150的层间绝缘膜156。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260k的第二配线层260，在第二配线层260上由ITO膜等形成透明电极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，因为在使半导体层1150与电路基板1100贴合后，通过蚀刻形成单个发光元件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。
在本实施方式中，通过将插头116a用作为遮光板，能够省略形成遮光用金属层。
(第三实施方式)
在上述的其它实施方式中，利用在第二层间绝缘膜156上形成的配线层160、260，电连接发光元件的发光面一侧与电源线和接地线等。在本实施方式中，利用在发光元件与电路元件之间形成的配线层330，电连接发光元件的发光面一侧与电源线和接地线等。
图19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19示意性地表示了以与XZ平面平行的面对子像素320进行切割的情况下的剖面。
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、发光层252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203为p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19所示，本实施方式的图像显示装置的子像素320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，晶体管203为p沟道晶体管。
电路基板100的晶体管203的上部的结构及配线的结构与上述第二实施方式的情况相同。
在第一层间绝缘膜112上形成有平坦化膜114。在平坦化膜114中埋入插头116a1，插头116a1的从平坦化膜114的露出面在与平坦化膜114大致相同的平面内形成。该平面与XY平面大致平行。插头116a1利用在层间绝缘膜112设置的连接部115a，与配线110d连接。
在平坦化膜114及插头116a1上设有配线层(第三配线层)330。配线层330包括配线330a、330k。配线330a设置在插头116a1上，将配线330a及插头116a1电连接。
在配线330a上设有发光元件250。发光元件250从配线330a一侧向发光面251S一侧，按照p型半导体层253、发光层252及n型半导体层251的顺序进行层压。也就是说，配线330a上与p型半导体层253连接。优选配线330a与p型半导体层253欧姆连接，经由插头116a1及连接部115a，与配线110d连接。
在该例子中，配线330a也用作为遮光板。也就是说，使配线330a的外周包括在XY俯视中投影于配线330a的发光元件250的外周地进行设定。
配线330k与图16所示的接地线4连接。配线330k例如包围配线330a而设置。
第二层间绝缘膜156形成在平坦化膜114、配线层330及发光元件250上。层间绝缘膜156具有开口258、262。开口258设置在与发光元件250对应的位置，使发光面251S露出而形成。开口262设置在与配线330k对应的位置。
遍及发光面251S设有透明电极(第二配线层)259k。透明电极259k遍及开口262的整个面进行设置，并且遍及从开口262露出的配线330k进行设置。透明电极259k设置在发光面251S与开口262之间，电连接发光面251S及配线330k。
这样，发光元件250的阳极电极即p型半导体层253与驱动用晶体管203连接，阴极电极即n型半导体层251与接地线连接。在本实施方式中，由p沟道晶体管203驱动发光元件250。驱动电路例如适用图16所示的电路结构。
针对本实施方式的图像显示装置的制造方法进行说明。
图20A～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。
如图20A所示，准备在晶体生长用基板1001使半导体层1150生长的半导体生长基板1294。在本实施方式中，半导体生长基板1294经由缓冲层1140，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、形成在晶体生长用基板1001。
此外在已准备的半导体生长基板1294形成金属层1130。金属层1130在p型半导体层1153的与设有发光层1152的面对置的面形成。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，也能够使发光元件250的驱动电压进一步降低。作为上述的具有空穴注入性的材料，例如适合适用ITO膜等。
如图20B所示，在电路基板1100上，在平坦化膜114内形成插头116a1及连接部115a。平坦化膜114、插头116a1及连接部115a的形成流程与在图8A～图9C中说明的情况相同。
形成有金属层1130的半导体生长基板1294使上下反转，与电路基板1100贴合。如图的箭头所示，使电路基板1100的一方的面与金属层1130对准，使双方贴付。电路基板1100的贴合面是平坦化膜114及在与平坦化膜114相同的平面露出的插头116a1的露出面。
如图21A所示，在使电路基板1100及形成有金属层1130的半导体生长基板1294贴合后，除去晶体生长用基板1001。
如图21B所示，对半导体层1150进行加工，形成发光元件250。发光元件250通过蚀刻而形成。
在形成发光元件250后，对金属层1130进行加工，形成第三配线层330。第三配线层330通过蚀刻而形成。
如图21C所示，形成第二层间绝缘膜156，以覆盖配线层330、平坦化膜114及发光元件250的侧面。
在层间绝缘膜156形成开口258、262。对开口258进行蚀刻，直至到达n型半导体层251，将发光面251S露出。对开口262进行蚀刻，直至到达配线330k，将配线330k露出。
在露出的发光面251S及配线330k上形成透明导电膜，n型半导体层251及配线330k由透明电极259k连接。
针对本实施方式的图像显示装置的效果进行说明。
本实施方式的图像显示装置具有与上述其它实施方式的情况相同的效果，还具有如下的效果。
本实施方式的图像显示装置的子像素320由透明电极进行发光面251S侧的电连接，由配线层330、插头116a1及连接部115a进行与发光面251S对置的面一侧的电连接。因此，可以使发光面251S侧的配线都为透明电极，能够提高发光元件250的发光效率，同时，也能够降低配线工艺的成本。
通过使发光面251S侧的配线层都为由透明导电膜形成的透明电极，使电源线和接地线等的配线为内层即第三配线层330，能够提高电源线和接地线等配线图案的自由度，提高图像显示装置的设计效率。
(第四实施方式)
在本实施方式中，插头的结构与上述其它实施方式的情况不同。在本实施方式的插头中，相当于第三实施方式的情况的第三配线层330及插头116a1的部分一体地形成。其它的结构主要部件与第三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。
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，本实施方式的图像显示装置的子像素420包括配线层、以及连接部115a。配线层430包括插头430a。在该例子中，连接部115a设置在插头430a与配线110d之间。插头430a经由连接部115a与配线110d连接。在插头430a上设有发光元件250，插头430a及p型半导体层253电连接。
插头430a也用作为遮光板。即，使插头430a的外周包括在XY俯视中投影于插头430a的发光元件250的外周地进行设定。由此，能够将发光元件250向下方的光的散射进行反射，提高发光效率，并且抑制光到达电路元件，防止电路元件的误操作等。
配线层430包括配线430k，配线430k的一部分从在第二层间绝缘膜156形成的开口262露出。从开口262露出的配线430k的一部分被透明电极259k覆盖。配线430k利用透明电极259k与发光面251S电连接。需要说明的是，配线430k如在制造方法的说明中后面所叙，与插头430a同时形成。
(子像素的变形例)
图23是例示本变形例的图像显示装置的一部分的示意性剖视图。
在上述子像素420中，在发光元件250的下层形成的p型半导体层253经由插头430a及连接部115a，与p沟道晶体管203连接。在该变形例中，经由开口262露出的配线430k经由连接部，与n沟道晶体管103连接。发光面251S与从开口262露出的插头430a连接。该子像素420a的结构也可以作为上述第三实施方式的子像素320的变形例而适用。
如图23所示，该变形例的子像素420a包括配线430k、以及连接部115k。配线430k经由连接部115k与配线110d连接。配线层430包括插头430a，插头430a与在图4中所示的电源线3连接。在该变形例中，适用由n沟道晶体管103驱动发光元件250的图4的驱动电路。
针对本实施方式的制造方法进行说明。
图24A～图25B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。
准备与在图17A中说明的半导体生长基板相同的形成有金属层1130的半导体生长基板1294。
如图24A所示，在本实施方式中，在准备的电路基板1100的第一层间绝缘膜1112形成到达配线110d的接触孔h2，遍及层间绝缘膜1112上的整个面形成金属层4120。在形成金属层4120时也填充接触孔h2。金属层4120与上述其它实施方式的情况相同，例如通过溅射来形成。金属层4120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。
在形成金属层4120后，金属层4120的开放的面利用CMP等进行抛光，并进行平坦化。
由金属层4120的材料填充接触孔h2，形成连接部115a。金属层4120由连接部115a与配线110d连接。
形成有金属层1130的半导体生长基板1294经由金属层1130，与形成有金属层4120及连接部115a的电路基板1100贴合。
如图24B所示，晶体生长用基板1001通过激光照射等进行剥离，或者通过湿蚀刻除去。
如图25A所示，对接合后的金属层1130、4120进行蚀刻，形成包括插头430a及配线430k的配线层430。
如图25B所示，包括插头430a及配线430k的配线层430与发光元件250一起埋入第二层间绝缘膜156。层间绝缘膜156覆盖配线层430、发光元件250的侧面及第一层间绝缘膜112而形成。
层间绝缘膜156在与发光面251S对应的位置形成开口258，在与配线430k对应的位置形成开口262。之后，在从开口258、262露出的发光面251S及配线430k上形成透明电极259k，电连接发光面251S及配线430k。
子像素420a的制造方法也可以与上述相同地进行。
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，还具有如下的效果。即，在子像素420、420a的形成工序中，因为在将半导体层1150与电路基板1100接合之前，在电路基板形成金属层并进行抛光，所以能够省略形成平坦化膜的工序。
插头430a通过使其外周包括在XY俯视中投影于插头430a的发光元件250的外周而设定，能够用作为遮光板。因此，可以省略另外形成包括遮光板的配线层的工序。
(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26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26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、插头516a1、516a2、半导体层550、第二层间绝缘膜556、以及第二配线层560。
在本实施方式中，通过将p沟道晶体管203-1、203-2导通，经由插头516a1、516a2向半导体层550注入空穴，并经由第二配线层560向半导体层550注入电子，使发光层552发光。驱动电路例如适用图16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。也可以为由n沟道晶体管驱动半导体层的结构。在该情况下，驱动电路适用图4的电路结构。
半导体层550包括两个发光面551S1、551S2，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沟道晶体管，例如为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510s1、510s2、510d1、510d2。配线510s1、510s2经由通孔111s1、111s2，分别与对应于晶体管203-1、203-2的源极电极的p型半导体层电连接。配线510s1、510s2虽然未图示，但与电源线连接。
配线510d1、510d2经由通孔111d1、111d2，分别与对应于晶体管203-1、203-2的漏极电极的p型半导体层连接。
第一层间绝缘膜112覆盖晶体管203-1、203-2、配线层510及插头516a1、516a2。
平坦化膜114形成在第一层间绝缘膜112上。插头516a1、516a2埋入平坦化膜114中，平坦化膜114及插头516a1、516a2具有在XY俯视中处于相同平面的面。该面是与层间绝缘膜112侧的面对置的面。也就是说，在插头516a1、516a2之间设有平坦化膜114。
在插头516a1与配线510d1之间设有连接部515a1。连接部515a1将插头516a1及配线510d1电连接。在插头516a2与配线510d2之间设有连接部515a2。连接部515a2将插头516a2及配线510d2电连接。
半导体层550在平坦化膜114及插头516a1、516a2上进行设置。
半导体层550包括p型半导体层553、发光层552、以及n型半导体层551。半导体层550从层间绝缘膜112一侧向发光面551S1、551S2一侧，按照p型半导体层553、发光层552及n型半导体层551的顺序进行层压。插头516a1、516a2与p型半导体层553连接。
第二层间绝缘膜(第二绝缘膜)556覆盖在平坦化膜114、插头516a1、516a2及半导体层550上。第二层间绝缘膜556覆盖半导体层550的一部分。优选第二层间绝缘膜556除了半导体层550的发光面(露出面)551S1、551S2、以外，覆盖n型半导体层551的面。层间绝缘膜556覆盖半导体层550的侧面。层间绝缘膜356优选为白色树脂。
半导体层550之中未由层间绝缘膜556覆盖的部分形成有开口558-1、558-2。开口558-1、558-2在与发光面551S1、551S2对应的位置上形成。发光面551S1、551S2在n型半导体层551上隔开的位置上形成。发光面551S1在n型半导体层551上的更接近晶体管203-1的位置上进行设置。发光面551S2在n型半导体层551上的更接近晶体管203-2的位置上进行设置。
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551S1、551S2在XY俯视中也为正方形、长方形、及其它的多边形或圆形等。发光面551S1、551S2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。
第二配线层560设置在层间绝缘膜556上。配线层560包括配线560k。配线560k在开口558-1、558-2之间，在n型半导体层551上设置的第二层间绝缘膜556上进行设置。配线560k虽然未图示，但与接地线连接。需要说明的是，在图26中，将该配线层560的标记与配线560k的标记一起标记，表示配线层560包括配线560k。在后面叙述的图28中也相同。
透明电极559k遍及从开口558-1、558-2露出的n型半导体层551的发光面551S1、551S2上分别进行设置。透明电极559k设置在配线560k上。透明电极559k设置在发光面551S1与配线560k之间，并且设置在发光面551S2与配线560k之间。透明电极559k电连接发光面551S1、551S2及配线560k。
如上所述，在从开口558-1、558-2露出的发光面551S1、551S2连接有透明电极559k。因此，从透明电极559k供给的电子从各自露出的发光面551S1、551S2向n型半导体层551供给。另一方面，经由插头516a1、516a2，向p型半导体层553分别供给空穴。
晶体管203-1、203-2是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的任意一方供给的空穴向发光层552注入，从配线560k供给的电子向发光层552注入，发光层552发光。
开口558-1及发光面551S1在n型半导体层551更接近晶体管203-1的位置上进行设置。因此，在晶体管203-1导通时，经由配线510d1、连接部515a1及插头516a1，注入空穴，从而发光面551S1发光。
另一方面，开口558-2及发光面551S2在n型半导体层551更接近晶体管203-2的位置进行设置。因此，在晶体管203-2导通时，经由配线510d2、连接部515a2及插头516a2，发光面551S2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27A～图28B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27A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1294在准备的电路基板5100上形成插头516a1、516a2及连接部515a1、515a2，通过晶片键合相互接合。
针对在电路基板5100形成插头516a1、516a2及连接部515a1、515a2的流程，可以利用在上述图8A～图9C中说明的工序。插头516a1、516a2的形成工序也可以利用在上述图24A中说明的流程。需要说明的是，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，但除此以外的几乎所有部分的结构都与已说明的结构相同。下面，只替代标记，适当省略详细的说明。
如图27B所示，在形成有插头516a、516a2的电路基板5100接合半导体层1150后，除去晶体生长用基板1001。
如图28A所示，对半导体层1150进行蚀刻，形成半导体层550。
如图28B所示，形成覆盖平坦化膜114、插头516a1、516a2及半导体层550的层间绝缘膜。
在层间绝缘膜556上形成配线层560，通过蚀刻形成配线560k等。
通过除去与发光面551S1、551S2对应的位置上的层间绝缘膜556，分别形成开口558-1、558-2。
通过开口558-1、558-2露出的551S1、551S2分别进行粗糙面化。之后，形成透明电极559k，以将发光面551S1、551S2与配线560k电连接。
这样，形成具有共享两个发光面551S1、551S2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设有两个发光面551S1、551S2，但发光面的数量不限于两个，也可以在一个半导体层550设有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29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n型半导体层5551a1、5551a2。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29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p型半导体层553、发光层552、以及n型半导体层5551a1、5551a2。p型半导体层553、发光层552及n型半导体层5551a1、5551a2从层间绝缘膜556向发光面5551S1、5551S2一侧依次进行层压。
n型半导体层5551a1、5551a2在发光层552上，沿X轴向隔开进行配置。在n型半导体层5551a1、5551a2之间设有层间绝缘膜556，n型半导体层5551a1、5551a2由层间绝缘膜556分离。
n型半导体层5551a1、5551a2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。
n型半导体层5551a1、5551a2分别具有发光面5551S1、5551S2。发光面5551S1、5551S2是通过开口558-1、558-2分别露出的n型半导体层5551a1、5551a2的面。
发光面5551S1、5551S2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5551S1、5551S2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5551S1、5551S2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5551S1、5551S2上分别设有透明电极559k。透明电极559k也设置在配线560k上。透明电极559k设置在配线560k与发光面5551S1之间，并且设置在配线560k与发光面5551S2之间。透明电极559k将配线560k及发光面5551S1、5551S2电连接。
图30A及图30B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接合形成有插头516a1、516a2及连接部515a1、515a2的电路基板5100之前，适用与在第五实施方式的情况的图27A及图27B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30A所示，在本变形例中，对图27B的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p型半导体层553后，进一步进行蚀刻，形成两个n型半导体层5551a1、5551a2。
n型半导体层5551a1、5551a2此外也可以通过深度蚀刻来形成。例如，用于形成n型半导体层5551a1、5551a2的蚀刻也可以进行至到达发光层552内或p型半导体层553内的深度。这样，在深度蚀刻n型半导体层的情况下，n型半导体层1151的蚀刻位置期望与后面叙述的n型半导体层的发光面5551S1、5551S2的外周分离1μm以上。通过使蚀刻位置与发光面5551S1、5551S2的外周分离，能够抑制复合电流。
如图30B所示，形成覆盖平坦化膜114、插头516a1、516a2及半导体层550a的层间绝缘膜。在层间绝缘膜556上形成配线层560，通过蚀刻形成配线560k等。
在层间绝缘膜的与发光面5551S1、5551S2对应的位置分别形成开口558-1、558-2。通过开口558-1、558-2露出的p型半导体层的发光面5551S1、5551S2分别进行粗糙面化。之后，形成透明电极559k。
这样，形成具有两个发光面5551S1、5551S2的子像素组520a。
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设有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31是例示像素LED元件的特性的曲线图。
图31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31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21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。
如在第一实施方式至第四实施方式中的说明，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，复合电流的减少可能降低驱动电流。
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。
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32是例示本实施方式的图像显示装置的块图。
图32表示了计算机用显示器的结构的主要部分。
如图32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33是例示本变形例的图像显示装置的块图。
图33表示高清晰度且薄型电视的结构。
如图33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34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34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，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，20c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；114平坦化膜；115a，115k，515a1，515a2连接部；116a，116a1，116k插头；130，330第三配线层；130a遮光板；150，250发光元件；156，156a，556第二绝缘膜；159a，259k，559k透明电极；160，260，360，560第二配线层；180滤色片；430配线层；430a，430k插头(配线)；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；1130金属层；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 (21)

1.一种图像显示装置的制造方法，其特征在于，具有：
准备在第一基板上具有包括发光层的半导体层的基板的工序；
在形成有包括电路元件及第一配线层的电路的第二基板上形成第一绝缘膜的工序；
在所述第一绝缘膜内形成与所述电路元件连接的插头的工序；
使所述半导体层与所述第二基板贴合，并将所述插头与所述半导体层电连接的工序；
对所述半导体层进行加工，形成与所述插头电连接的发光元件的工序；
形成覆盖所述发光元件及所述第一绝缘膜的第二绝缘膜的工序；
除去所述第二绝缘膜的一部分，使所述发光元件的一部分露出的工序；
在所述第二绝缘膜上形成第二配线层的工序。
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，
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。
3.如权利要求1或2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生长基板与所述第二基板贴合之前，在所述半导体层形成金属层的工序。
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，
形成所述插头的工序包括如下的工序，即，在使所述半导体生长基板与所述第二基板贴合之前，形成与所述电路元件电连接的第一金属层，对所述第一金属层进行平坦化，并对所述第一金属层进行加工，形成所述插头的工序。
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，
形成所述插头的工序包括如下的工序，即，在使所述半导体生长基板与所述第二基板贴合之前，对所述第一绝缘膜及所述插头一次性地进行平坦化的工序。
6.如权利要求5所述的图像显示装置的制造方法，其特征在于，
还具有如下的工序，即，在使所述半导体生长基板与所述第二基板贴合后，对所述金属层进行加工，形成第三配线层的工序。
7.如权利要求6所述的图像显示装置的制造方法，其特征在于，
还具有除去所述第二绝缘膜的一部分、使所述第二配线层露出的工序。
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，
所述第二配线层包括与所述发光元件的露出面连接的配线。
9.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。
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。
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，
还具有在所述发光元件上形成波长转换部件的工序。
12.一种图像显示装置，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；
插头，其在所述第一绝缘膜上形成，与所述第一配线层连接；
发光元件，其包括：在所述插头上设置且与所述插头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、所述插头及所述第一绝缘膜；
第二配线层，其与所述发光元件连接，并设置在所述第二绝缘膜上。
13.如权利要求12所述的图像显示装置，其特征在于，
还具有在所述插头与所述第一半导体层之间设置的第三配线层。
14.如权利要求13所述的图像显示装置，其特征在于，
所述第二绝缘膜具有：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第一开口、以及使所述第三配线层的一部分露出的第二开口，
所述第二配线层包括连接第三配线层与所述发光面的透明电极。
15.如权利要求12所述的图像显示装置，其特征在于，
所述第二绝缘膜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，
还具有连接第二配线层与所述发光面的透明电极，
从所述开口露出的露出面包括粗糙面。
16.一种图像显示装置，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；
插头，其形成在所述第一绝缘膜上；
发光元件，其包括：在所述插头上设置且与所述插头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、所述插头及所述第一绝缘膜；
第二配线层，其与所述发光元件连接，并设置在所述第二绝缘膜上；
第三配线层，其设置在所述第一绝缘膜上，并经由所述第一配线层与所述电路元件连接；
所述第二绝缘膜具有：使所述发光元件的所述第二半导体层的面露出的第一开口、以及使所述第三配线层的一部分露出的第二开口，
第二配线层包括透明电极，所述透明电极位于所述第二半导体层，且将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和所述第三配线层连接。
17.如权利要求12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。
18.如权利要求12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，
所述电路元件形成于基板，所述基板含有硅。
19.如权利要求12所述的图像显示装置，其特征在于，
在所述发光元件上还具有波长转换部件。
20.一种图像显示装置，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；
多个插头，其在所述第一绝缘膜上形成，并与所述第一配线层连接；
第一导电型的第一半导体层，其设置在所述插头上；
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、所述插头、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；
第二配线层，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。
21.如权利要求20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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