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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024099071
(43)【公開日】2024-07-25
(54)【発明の名称】画像表示装置の製造方法および画像表示装置
(51)【国際特許分類】
G09F 9/33 20060101AFI20240718BHJP
G09F 9/30 20060101ALI20240718BHJP
H01L 33/00 20100101ALI20240718BHJP
【ＦＩ】
G09F9/33
G09F9/30 338
H01L33/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】24
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021043513
(22)【出願日】2021-03-17
(71)【出願人】
【識別番号】000226057
【氏名又は名称】日亜化学工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100108062
【弁理士】
【氏名又は名称】日向寺 雅彦
(74)【代理人】
【識別番号】100168332
【弁理士】
【氏名又は名称】小崎 純一
(74)【代理人】
【氏名又は名称】内田 敬人
(72)【発明者】
【氏名】秋元 肇
【テーマコード（参考）】
5C094
5F241
【Ｆターム（参考）】
5C094AA42
5C094AA43
5C094BA03
5C094BA23
5C094DA13
5C094DB01
5C094EA05
5C094FA02
5C094FB14
5C094FB15
5F241AA41
5F241AA42
5F241CA12
5F241CA40
5F241CA67
5F241CA74
5F241CA88
5F241CB33
5F241FF01
(57)【要約】
【課題】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の製造方法を提供する。
【解決手段】実施形態に係る画像表示装置の製造方法は、回路と、前記回路を覆う第１絶縁膜と、を含む基板を準備する工程と、単結晶金属を含む導電層を前記第１絶縁膜上に形成する工程と、発光層を含む半導体層を前記導電層上に形成する工程と、前記半導体層をエッチングして、前記導電層上に底面を有し、前記底面に対向する面である発光面を含む発光素子を形成する工程と、前記導電層、前記発光素子および前記第１絶縁膜を覆う第２絶縁膜を形成する工程と、前記第１絶縁膜および前記第２絶縁膜を貫通する第１ビアを形成する工程と、前記第２絶縁膜上に配線層を形成する工程と、備える。前記第１ビアは、前記配線層と前記回路との間に設けられ、前記配線層および前記回路を電気的に接続する。
【選択図】図１
【解決手段】実施形態に係る画像表示装置の製造方法は、回路と、前記回路を覆う第１絶縁膜と、を含む基板を準備する工程と、単結晶金属を含む導電層を前記第１絶縁膜上に形成する工程と、発光層を含む半導体層を前記導電層上に形成する工程と、前記半導体層をエッチングして、前記導電層上に底面を有し、前記底面に対向する面である発光面を含む発光素子を形成する工程と、前記導電層、前記発光素子および前記第１絶縁膜を覆う第２絶縁膜を形成する工程と、前記第１絶縁膜および前記第２絶縁膜を貫通する第１ビアを形成する工程と、前記第２絶縁膜上に配線層を形成する工程と、備える。前記第１ビアは、前記配線層と前記回路との間に設けられ、前記配線層および前記回路を電気的に接続する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
回路と、前記回路を覆う第１絶縁膜と、を含む基板を準備する工程と、
単結晶金属を含む導電層を前記第１絶縁膜上に形成する工程と、
発光層を含む半導体層を前記導電層上に形成する工程と、
前記半導体層をエッチングして、前記導電層上に底面を有し、前記底面に対向する面である発光面を含む発光素子を形成する工程と、
前記導電層、前記発光素子および前記第１絶縁膜を覆う第２絶縁膜を形成する工程と、
前記第１絶縁膜および前記第２絶縁膜を貫通する第１ビアを形成する工程と、
前記第２絶縁膜上に配線層を形成する工程と、
を備え、
前記第１ビアは、前記配線層と前記回路との間に設けられ、前記配線層および前記回路を電気的に接続し、
前記発光素子は、前記配線層を介して、前記回路に電気的に接続される画像表示装置の製造方法。
単結晶金属を含む導電層を前記第１絶縁膜上に形成する工程と、
発光層を含む半導体層を前記導電層上に形成する工程と、
前記半導体層をエッチングして、前記導電層上に底面を有し、前記底面に対向する面である発光面を含む発光素子を形成する工程と、
前記導電層、前記発光素子および前記第１絶縁膜を覆う第２絶縁膜を形成する工程と、
前記第１絶縁膜および前記第２絶縁膜を貫通する第１ビアを形成する工程と、
前記第２絶縁膜上に配線層を形成する工程と、
を備え、
前記第１ビアは、前記配線層と前記回路との間に設けられ、前記配線層および前記回路を電気的に接続し、
前記発光素子は、前記配線層を介して、前記回路に電気的に接続される画像表示装置の製造方法。
【請求項2】
前記導電層を形成する工程は、
前記第１絶縁膜上に金属層を形成する工程と、
前記金属層をアニール処理する工程と、
を含む請求項１記載の画像表示装置の製造方法。
前記第１絶縁膜上に金属層を形成する工程と、
前記金属層をアニール処理する工程と、
を含む請求項１記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項3】
前記導電層を形成する工程は、前記金属層の形成後、前記金属層をアニール処理する工程の前に、前記金属層をパターニングする工程を含む請求項２記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項4】
前記第２絶縁膜を貫通する第２ビアを形成する工程
をさらに備え、
前記第２ビアは、前記導電層と前記配線層との間に設けられ、前記導電層および前記配線層を電気的に接続し、
前記発光素子は、前記導電層、前記第２ビア、前記配線層および前記第１ビアを介して、前記回路に接続される請求項１～３のいずれか１つに記載の画像表示装置の製造方法。
をさらに備え、
前記第２ビアは、前記導電層と前記配線層との間に設けられ、前記導電層および前記配線層を電気的に接続し、
前記発光素子は、前記導電層、前記第２ビア、前記配線層および前記第１ビアを介して、前記回路に接続される請求項１～３のいずれか１つに記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項5】
前記基板は、前記回路に電気的に接続されたプラグを含み、
前記導電層を形成する工程では、前記導電層は、前記プラグおよび前記第１絶縁膜上に形成される請求項１～３のいずれか１つに記載の画像表示装置の製造方法。
前記導電層を形成する工程では、前記導電層は、前記プラグおよび前記第１絶縁膜上に形成される請求項１～３のいずれか１つに記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項6】
前記半導体層を形成する前に、前記導電層上にグラフェンを含む層を形成する工程をさらに備えた請求項１～５のいずれか１つに記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項7】
前記発光面を露出させる工程と、
露出された前記発光面上に透光性電極を形成する工程と、
をさらに備えた請求項１～６のいずれか１つに記載の画像表示装置の製造方法。
露出された前記発光面上に透光性電極を形成する工程と、
をさらに備えた請求項１～６のいずれか１つに記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項8】
前記半導体層は、窒化ガリウム系化合物半導体を含む請求項１～７のいずれか１つに記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項9】
前記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１～８のいずれか１つに記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項10】
回路素子と、
前記回路素子に電気的に接続された第１配線層と、
前記回路素子および前記第１配線層を覆う第１絶縁膜と、
前記第１絶縁膜上に設けられ、単結晶金属を含む導電層と、
前記導電層上に設けられるとともに前記導電層に電気的に接続され、前記導電層上に底面を有し、前記底面に対向する面である発光面を含む発光素子と、
前記発光素子の側面、前記第１絶縁膜および前記導電層を覆う第２絶縁膜と、
前記第２絶縁膜上に設けられた第２配線層と、
前記第１絶縁膜および前記第２絶縁膜を貫通して設けられた第１ビアと、
を備え、
前記第１ビアは、前記第１配線層と前記第２配線層との間に設けられ、前記第１配線層および前記第２配線層を電気的に接続し、
前記発光素子は、前記第１配線層および前記第２配線層を介して、前記回路素子に電気的に接続された画像表示装置。
前記回路素子に電気的に接続された第１配線層と、
前記回路素子および前記第１配線層を覆う第１絶縁膜と、
前記第１絶縁膜上に設けられ、単結晶金属を含む導電層と、
前記導電層上に設けられるとともに前記導電層に電気的に接続され、前記導電層上に底面を有し、前記底面に対向する面である発光面を含む発光素子と、
前記発光素子の側面、前記第１絶縁膜および前記導電層を覆う第２絶縁膜と、
前記第２絶縁膜上に設けられた第２配線層と、
前記第１絶縁膜および前記第２絶縁膜を貫通して設けられた第１ビアと、
を備え、
前記第１ビアは、前記第１配線層と前記第２配線層との間に設けられ、前記第１配線層および前記第２配線層を電気的に接続し、
前記発光素子は、前記第１配線層および前記第２配線層を介して、前記回路素子に電気的に接続された画像表示装置。
【請求項11】
前記導電層は、前記単結晶金属を含む第１部分を含み、
前記発光素子は、前記第１部分上に設けられ、
前記第１部分の外周は、平面視で前記第１部分に投影された前記発光素子の外周を含む請求項１０記載の画像表示装置。
前記発光素子は、前記第１部分上に設けられ、
前記第１部分の外周は、平面視で前記第１部分に投影された前記発光素子の外周を含む請求項１０記載の画像表示装置。
【請求項12】
前記第２絶縁膜を貫通して設けられた第２ビア
をさらに備え、
前記第２ビアは、前記第１部分と前記第２配線層との間に設けられ、前記第１部分および前記第２配線層を電気的に接続し、
前記発光素子は、前記第１部分、前記第２ビア、前記第２配線層、前記第１ビアおよび前記第１配線層を介して、前記回路素子に電気的に接続された請求項１１記載の画像表示装置。
をさらに備え、
前記第２ビアは、前記第１部分と前記第２配線層との間に設けられ、前記第１部分および前記第２配線層を電気的に接続し、
前記発光素子は、前記第１部分、前記第２ビア、前記第２配線層、前記第１ビアおよび前記第１配線層を介して、前記回路素子に電気的に接続された請求項１１記載の画像表示装置。
【請求項13】
前記第２絶縁膜を貫通して設けられた第３ビア
をさらに備え、
前記発光素子は、第１導電形の第１半導体層と、前記第１半導体層上に設けられた発光層と、前記発光層上に設けられ、前記第１導電形と異なる第２導電形の第２半導体層と、を含み、前記第１部分から前記発光面に向かって前記第１半導体層、前記発光層および前記第２半導体層の順に積層され、
前記第１半導体層は、前記第１部分上に設けられるとともに前記第１部分に電気的に接続され、
前記第２配線層は、前記第１ビアおよび前記第２ビアに接続された第１配線と、前記発光面に接続された第２配線と、を含み、
前記導電層は、前記第１部分から絶縁された第３配線を含み、
前記第３ビアは、前記第３配線と前記第２配線との間に設けられ、前記第３配線および前記第２配線を電気的に接続し、
前記第１半導体層は、前記第１部分、前記第２ビア、前記第１配線、前記第１ビアおよび第１配線層を介して、前記回路素子に接続され、
前記第２半導体層は、前記第２配線および前記第３ビアを介して、前記第３配線に接続された請求項１２記載の画像表示装置。
をさらに備え、
前記発光素子は、第１導電形の第１半導体層と、前記第１半導体層上に設けられた発光層と、前記発光層上に設けられ、前記第１導電形と異なる第２導電形の第２半導体層と、を含み、前記第１部分から前記発光面に向かって前記第１半導体層、前記発光層および前記第２半導体層の順に積層され、
前記第１半導体層は、前記第１部分上に設けられるとともに前記第１部分に電気的に接続され、
前記第２配線層は、前記第１ビアおよび前記第２ビアに接続された第１配線と、前記発光面に接続された第２配線と、を含み、
前記導電層は、前記第１部分から絶縁された第３配線を含み、
前記第３ビアは、前記第３配線と前記第２配線との間に設けられ、前記第３配線および前記第２配線を電気的に接続し、
前記第１半導体層は、前記第１部分、前記第２ビア、前記第１配線、前記第１ビアおよび第１配線層を介して、前記回路素子に接続され、
前記第２半導体層は、前記第２配線および前記第３ビアを介して、前記第３配線に接続された請求項１２記載の画像表示装置。
【請求項14】
前記第１導電形は、ｐ形であり、前記第２導電形は、ｎ形である請求項１３記載の画像表示装置。
【請求項15】
前記第１配線層は、前記第１ビアから絶縁された第４配線を含み、
前記第１部分と前記第４配線との間に設けられたプラグをさらに備え、
前記発光素子は、前記第１部分および前記プラグを介して、前記第４配線に電気的に接続された請求項１１記載の画像表示装置。
前記第１部分と前記第４配線との間に設けられたプラグをさらに備え、
前記発光素子は、前記第１部分および前記プラグを介して、前記第４配線に電気的に接続された請求項１１記載の画像表示装置。
【請求項16】
前記導電層と前記発光素子との間に設けられたグラフェンを含む層
をさらに備えた請求項１０～１５のいずれか１つに記載の画像表示装置。
をさらに備えた請求項１０～１５のいずれか１つに記載の画像表示装置。
【請求項17】
前記第２絶縁膜は、前記発光面を露出させる開口を有し、
前記発光面上に設けられた透光性電極
をさらに備えた請求項１０～１６のいずれか１つに記載の画像表示装置。
前記発光面上に設けられた透光性電極
をさらに備えた請求項１０～１６のいずれか１つに記載の画像表示装置。
【請求項18】
前記発光素子は、窒化ガリウム系化合物半導体を含む請求項１０～１７のいずれか１つに記載の画像表示装置。
【請求項19】
前記発光素子上に波長変換部材をさらに備えた請求項１０～１８のいずれか１つに記載の画像表示装置。
【請求項20】
複数のトランジスタと、
前記複数のトランジスタに電気的に接続された第１配線層と、
前記複数のトランジスタおよび前記第１配線層を覆う第１絶縁膜と、
前記第１絶縁膜上に設けられ、単結晶金属を含む導電層と、
前記導電層上に設けられるとともに前記導電層に電気的に接続され、前記導電層上に底面を有し、前記底面に対向する面に複数の発光面を含む半導体層と、
前記半導体層の側面、前記導電層および前記第１絶縁膜を覆う第２絶縁膜と、
前記第２絶縁膜上に設けられた第２配線層と、
前記第１絶縁膜および前記第２絶縁膜を貫通して設けられたビアと、
を備え、
前記ビアは、前記第１配線層と前記第２配線層との間に設けられ、前記第１配線層および前記第２配線層を電気的に接続し、
前記半導体層は、前記第１配線層および前記第２配線層を介して、前記複数のトランジスタに電気的に接続された画像表示装置。
前記複数のトランジスタに電気的に接続された第１配線層と、
前記複数のトランジスタおよび前記第１配線層を覆う第１絶縁膜と、
前記第１絶縁膜上に設けられ、単結晶金属を含む導電層と、
前記導電層上に設けられるとともに前記導電層に電気的に接続され、前記導電層上に底面を有し、前記底面に対向する面に複数の発光面を含む半導体層と、
前記半導体層の側面、前記導電層および前記第１絶縁膜を覆う第２絶縁膜と、
前記第２絶縁膜上に設けられた第２配線層と、
前記第１絶縁膜および前記第２絶縁膜を貫通して設けられたビアと、
を備え、
前記ビアは、前記第１配線層と前記第２配線層との間に設けられ、前記第１配線層および前記第２配線層を電気的に接続し、
前記半導体層は、前記第１配線層および前記第２配線層を介して、前記複数のトランジスタに電気的に接続された画像表示装置。
【請求項21】
前記導電層は、前記単結晶金属を含む第２部分を含み、
前記半導体層は、前記第２部分上に設けられ、
前記第２部分の外周は、平面視で前記第２部分に投影された前記半導体層の外周を含む請求項２０記載の画像表示装置。
前記半導体層は、前記第２部分上に設けられ、
前記第２部分の外周は、平面視で前記第２部分に投影された前記半導体層の外周を含む請求項２０記載の画像表示装置。
【請求項22】
前記第１配線層に接続され、前記導電層と前記第１配線層との間に設けられたプラグ
をさらに備え、
前記半導体層は、前記導電層および前記プラグを介して、前記第１配線層に電気的に接続された請求項２０または２１に記載の画像表示装置。
をさらに備え、
前記半導体層は、前記導電層および前記プラグを介して、前記第１配線層に電気的に接続された請求項２０または２１に記載の画像表示装置。
【請求項23】
前記半導体層は、第１導電形の第１半導体層と、前記第１半導体層上に設けられた発光層と、前記発光層上に設けられ前記第１導電形と異なる第２導電形の第２半導体層と、を含み、前記導電層から前記複数の発光面に向かって、前記第１半導体層、前記発光層および前記第２半導体層の順に積層され、
前記第２半導体層は、前記第２絶縁膜によって複数に分離された請求項２０～２２のいずれか１つに記載の画像表示装置。
前記第２半導体層は、前記第２絶縁膜によって複数に分離された請求項２０～２２のいずれか１つに記載の画像表示装置。
【請求項24】
複数の回路素子と、
前記複数の回路素子に電気的に接続された第１配線層と、
前記複数の回路素子および前記第１配線層を覆う第１絶縁膜と、
前記第１絶縁膜上に設けられ、単結晶金属を含む導電層と、
前記導電層上に設けられるとともに前記導電層に電気的に接続され、前記導電層上に底面を有し、前記底面に対向する面である発光面をそれぞれ含む複数の発光素子と、
前記複数の発光素子のそれぞれの側面、前記第１絶縁膜および前記導電層を覆う第２絶縁膜と、
前記第２絶縁膜上に設けられた第２配線層と、
前記第１絶縁膜および前記第２絶縁膜を貫通して設けられた第１ビアと、
を備え、
前記第１ビアは、前記第１配線層と前記第２配線層との間に設けられ、前記第１配線層および前記第２配線層を電気的に接続し、
前記複数の発光素子は、前記第１配線層および前記第２配線層を介して、前記複数の回路素子にそれぞれ電気的に接続された画像表示装置。
前記複数の回路素子に電気的に接続された第１配線層と、
前記複数の回路素子および前記第１配線層を覆う第１絶縁膜と、
前記第１絶縁膜上に設けられ、単結晶金属を含む導電層と、
前記導電層上に設けられるとともに前記導電層に電気的に接続され、前記導電層上に底面を有し、前記底面に対向する面である発光面をそれぞれ含む複数の発光素子と、
前記複数の発光素子のそれぞれの側面、前記第１絶縁膜および前記導電層を覆う第２絶縁膜と、
前記第２絶縁膜上に設けられた第２配線層と、
前記第１絶縁膜および前記第２絶縁膜を貫通して設けられた第１ビアと、
を備え、
前記第１ビアは、前記第１配線層と前記第２配線層との間に設けられ、前記第１配線層および前記第２配線層を電気的に接続し、
前記複数の発光素子は、前記第１配線層および前記第２配線層を介して、前記複数の回路素子にそれぞれ電気的に接続された画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、画像表示装置の製造方法および画像表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
高輝度、広視野角、高コントラストで低消費電力の薄型の画像表示装置の実現が望まれている。このような市場要求に対応するように、自発光素子を利用した表示装置の開発が進められている。
【0003】
自発光素子として、微細発光素子であるマイクロＬＥＤを用いた表示装置の登場が期待されている。マイクロＬＥＤを用いた表示装置の製造方法として、個々に形成されたマイクロＬＥＤを駆動回路に順次転写する方法が紹介されている。しかしながら、フルハイビジョンや４Ｋ、８Ｋ等と高画質になるにつれて、マイクロＬＥＤの素子数が多くなると、多数のマイクロＬＥＤを個々に形成して、駆動回路等を形成した基板に順次転写するのでは、転写工程に膨大な時間を要する。さらに、マイクロＬＥＤと駆動回路等との接続不良等が発生し、歩留りの低下を生じるおそれがある。
【0004】
Ｓｉ基板上に発光層を含む半導体層を成長させ、半導体層に電極を形成した後、駆動回路が形成された回路基板に貼り合わせる技術が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００２－１４１４９２号公報
【非特許文献】
【0006】
【非特許文献1】H. Kim, J. Ohta, K. Ueno, A. Kobayashi, M. Morita, Y. Tokumoto & H. Fujioka, "Fabrication of full-color GaN-based light-emitting diodes on nearly lattice-matched flexible metal foil", SCIENTIFIC REPORTS, 7:2112, 18 May 2017
【非特許文献2】J. W. Shon, J. Ohta, K. Ueno, A. Kobayashi & H. Fujioka, "Fabrication of full-color InGaN-based light-emitting diodes on amorphous substrates by pulsed sputtering", SCIENTIFIC REPORTS, 4:5325, 23 June 2014
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
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の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の一実施形態に係る画像表示装置の製造方法は、回路と、前記回路を覆う第１絶縁膜と、を含む基板を準備する工程と、単結晶金属を含む導電層を前記第１絶縁膜上に形成する工程と、発光層を含む半導体層を前記導電層上に形成する工程と、前記半導体層をエッチングして、前記導電層上に底面を有し、前記底面に対向する面である発光面を含む発光素子を形成する工程と、前記導電層、前記発光素子および前記第１絶縁膜を覆う第２絶縁膜を形成する工程と、前記第１絶縁膜および前記第２絶縁膜を貫通する第１ビアを形成する工程と、前記第２絶縁膜上に配線層を形成する工程と、を備える。前記第１ビアは、前記配線層と前記回路との間に設けられ、前記配線層および前記回路を電気的に接続する。前記発光素子は、前記配線層を介して、前記回路に電気的に接続される。
【0009】
本発明の一実施形態に係る画像表示装置は、回路素子と、前記回路素子に電気的に接続された第１配線層と、前記回路素子および前記第１配線層を覆う第１絶縁膜と、前記第１絶縁膜上に設けられ、単結晶金属を含む導電層と、前記導電層上に設けられるとともに前記導電層に電気的に接続され、前記導電層上に底面を有し、前記底面に対向する面である発光面を含む発光素子と、前記発光素子の側面、前記第１絶縁膜および前記導電層を覆う第２絶縁膜と、前記第２絶縁膜上に設けられた第２配線層と、前記第１絶縁膜および前記第２絶縁膜を貫通して設けられた第１ビアと、を備える。前記第１ビアは、前記第１配線層と前記第２配線層との間に設けられ、前記第１配線層および前記第２配線層を電気的に接続する。前記発光素子は、前記第１配線層および前記第２配線層を介して、前記回路素子に電気的に接続される。
【0010】
本発明の一実施形態に係る画像表示装置は、複数のトランジスタと、前記複数のトランジスタに電気的に接続された第１配線層と、前記複数のトランジスタおよび前記第１配線層を覆う第１絶縁膜と、前記第１絶縁膜上に設けられ、単結晶金属を含む導電層と、前記導電層上に設けられるとともに前記導電層に電気的に接続され、前記導電層上に底面を有し、前記底面に対向する面に複数の発光面を含む半導体層と、前記半導体層の側面、前記導電層および前記第１絶縁膜を覆う第２絶縁膜と、前記第２絶縁膜上に設けられた第２配線層と、前記第１絶縁膜および前記第２絶縁膜を貫通して設けられたビアと、を備える。前記ビアは、前記第１配線層と前記第２配線層との間に設けられ、前記第１配線層および前記第２配線層を電気的に接続する。前記半導体層は、前記第１配線層および前記第２配線層を介して、前記複数のトランジスタに電気的に接続される。
【0011】
本発明の一実施形態に係る画像表示装置は、複数の回路素子と、前記複数の回路素子に電気的に接続された第１配線層と、前記複数の回路素子および前記第１配線層を覆う第１絶縁膜と、前記第１絶縁膜上に設けられ、単結晶金属を含む導電層と、前記導電層上に設けられるとともに前記導電層に電気的に接続され、前記導電層上に底面を有し、前記底面に対向する面である発光面をそれぞれ含む複数の発光素子と、前記複数の発光素子のそれぞれの側面、前記第１絶縁膜および前記導電層を覆う第２絶縁膜と、前記第２絶縁膜上に設けられた第２配線層と、前記第１絶縁膜および前記第２絶縁膜を貫通して設けられた第１ビアと、を備える。前記第１ビアは、前記第１配線層と前記第２配線層との間に設けられ、前記第１配線層および前記第２配線層を電気的に接続する。前記複数の発光素子は、前記第１配線層および前記第２配線層を介して、前記複数の回路素子にそれぞれ電気的に接続される。
【発明の効果】
【0012】
本発明の一実施形態によれば、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の製造方法が実現される。
【0013】
本発明の一実施形態によれば、発光素子の小型化が容易になり、高精細化された画像表示装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】第１の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2A】第１の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2B】第１の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2C】第１の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3A】第１の実施形態の変形例に係る画像表示装置の一部を模式的に示す断面図である。
【図3B】第１の実施形態の変形例に係る画像表示装置の一部を模式的に示す断面図である。
【図4】第１の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】第１の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。
【図6A】第１の実施形態の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
【図6B】第１の実施形態の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
【図7A】第１の実施形態の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
【図7B】第１の実施形態の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
【図8A】第１の実施形態の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
【図8B】第１の実施形態の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
【図9A】第１の実施形態の画像表示装置の変形例の製造方法を例示する模式的な断面図である。
【図9B】第１の実施形態の画像表示装置の変形例の製造方法を例示する模式的な断面図である。
【図10A】第１の実施形態の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
【図10B】第１の実施形態の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
【図10C】第１の実施形態の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
【図10D】第１の実施形態の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
【図11】第１の実施形態の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
【図12】第１の実施形態に係る画像表示装置を例示する模式的な斜視図である。
【図13】第２の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14】第２の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15A】第２の実施形態の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
【図15B】第２の実施形態の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
【図16A】第２の実施形態の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
【図16B】第２の実施形態の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
【図17】第３の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18A】第３の実施形態の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
【図18B】第３の実施形態の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
【図19A】第３の実施形態の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
【図19B】第３の実施形態の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
【図20】第４の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21】第５の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22A】第５の実施形態の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
【図22B】第５の実施形態の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
【図23A】第５の実施形態の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
【図23B】第５の実施形態の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
【図24A】第５の実施形態の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
【図24B】第５の実施形態の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
【図25】第６の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26A】第６の実施形態の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
【図26B】第６の実施形態の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
【図27A】第６の実施形態の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
【図27B】第６の実施形態の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
【図28】第６の実施形態の第１変形例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29】第６の実施形態の第２変形例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】第６の実施形態の第２変形例の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
【図30B】第６の実施形態の第２変形例の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
【図31】第６の実施形態の第３変形例の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
【図32】画素ＬＥＤ素子の特性を例示するグラフである。
【図33】第７の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34】第７の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。
【発明を実施するための形態】
【0015】
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。
【0016】
（第１の実施形態）
図１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１には、本実施形態の画像表示装置のサブピクセル２０の構成が模式的に示されている。画像表示装置に表示される画像を構成するピクセルは、複数のサブピクセル２０によって構成されている。
図１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１には、本実施形態の画像表示装置のサブピクセル２０の構成が模式的に示されている。画像表示装置に表示される画像を構成するピクセルは、複数のサブピクセル２０によって構成されている。
【0017】
以下では、ＸＹＺの右手系の３次元座標系を用いて説明することがある。サブピクセル２０は、２次元平面状に配列されている。サブピクセル２０が配列された２次元平面をＸＹ平面とする。サブピクセル２０は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に沿って配列されている。図１は、後述の図５のＡＡ'線における矢視断面を表している。便宜上、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。
【0018】
サブピクセル２０は、ＸＹ平面にほぼ平行な発光面１５３Ｓを有している。発光面１５３Ｓは、主として、ＸＹ平面に直交するＺ軸の正方向に向かって光を放射する面である。
【0019】
図１に示すように、画像表示装置のサブピクセル２０は、トランジスタ１０３と、第１配線層１１０と、第１層間絶縁膜（第１絶縁膜）１１２と、導電層１３０と、発光素子１５０と、第２層間絶縁膜（第２絶縁膜）１５６と、第２配線層１６０と、ビア（第１ビア）１６１ｄと、を含む。
【0020】
サブピクセル２０は、カラーフィルタ１８０をさらに含む。カラーフィルタ（波長変換部材）１８０は、表面樹脂層１７０上に設けられている。好ましくは、カラーフィルタ１８０は、好ましくは、この例のように、インクジェット方式により表面樹脂層１７０上に直接形成されている。インクジェット方式に代えて、カラーフィルタ１８０が形成されたフィルムを貼り付ける場合には、表面樹脂層とカラーフィルタ１８０との間に透明薄膜接着層が設けられる。表面樹脂層１７０は、第２層間絶縁膜１５６および透光性電極１５９ａ，１５９ｋ上に設けられている。
【0021】
サブピクセル２０の構成について、詳細に説明する。
トランジスタ１０３は、基板１０２に形成されている。基板１０２には、発光素子１５０の駆動用のトランジスタ１０３のほか、他のトランジスタやキャパシタ等の回路素子が形成され、配線等によって回路１０１を構成している。たとえば、トランジスタ１０３は、後述する図４に示された駆動トランジスタ２６に対応し、そのほか選択トランジスタ２４やキャパシタ２８等が回路素子である。
トランジスタ１０３は、基板１０２に形成されている。基板１０２には、発光素子１５０の駆動用のトランジスタ１０３のほか、他のトランジスタやキャパシタ等の回路素子が形成され、配線等によって回路１０１を構成している。たとえば、トランジスタ１０３は、後述する図４に示された駆動トランジスタ２６に対応し、そのほか選択トランジスタ２４やキャパシタ２８等が回路素子である。
【0022】
以下では、回路１０１は、回路素子が形成された素子形成領域１０４、絶縁層１０５、第１配線層１１０、ビア１１１ｄ，１１１ｓおよび絶縁膜１０８を含むものとする。ビア１１１ｄ，１１１ｓは、第１配線層１１０とトランジスタ１０３を含む回路素子とを電気的に接続する。絶縁膜１０８は、第１配線層１１０と回路素子とを電気的に分離し、回路素子間等を電気的に分離する。基板１０２、回路１０１および第１層間絶縁膜１１２等のその他の構成要素を含めて回路基板１００と呼ぶことがある。
【0023】
トランジスタ１０３は、ｐ形半導体領域１０４ｂと、ｎ形半導体領域１０４ｓ，１０４ｄと、ゲート１０７と、を含む。ゲート１０７は、絶縁層１０５を介して、ｐ形半導体領域１０４ｂの上に設けられている。絶縁層１０５は、素子形成領域１０４とゲート１０７とを絶縁するとともに、隣接する他の回路素子との絶縁を十分にとるために設けられている。ゲート１０７に電圧が印加されると、ｐ形半導体領域１０４ｂにチャネルが形成され得る。トランジスタ１０３は、ｎチャネルトランジスタであり、たとえばｎチャネルＭＯＳＦＥＴである。
【0024】
素子形成領域１０４は、基板１０２に設けられている。基板１０２は、半導体基板であり、たとえばＳｉ基板である。素子形成領域１０４は、基板１０２の表面から基板１０２の深さ方向、すなわちＺ軸の負方向にわたって形成されている。素子形成領域１０４は、ｐ形半導体領域１０４ｂと、ｎ形半導体領域１０４ｓ，１０４ｄと、を含む。ｎ形半導体領域１０４ｓ，１０４ｄは、素子形成領域１０４の表面付近に互いに離隔して設けられている。ｐ形半導体領域１０４ｂは、ｎ形半導体領域１０４ｓ、１０４ｄの周囲を取り囲むように形成されており、ＸＹ平面視でｎ形半導体領域１０４ｓ，１０４ｄの間に設けられている。ｐ形半導体領域１０４ｂは、ｎ形半導体領域１０４ｓ，１０４ｄのそれぞれの下方にも形成されている。
【0025】
基板１０２上に、絶縁層１０５が設けられている。絶縁層１０５は、素子形成領域１０４も覆っており、ｐ形半導体領域１０４ｂ上およびｎ形半導体領域１０４ｓ，１０４ｄ上も覆っている。絶縁層１０５は、たとえばＳｉＯ２である。絶縁層１０５は、絶縁層１０５が形成されている領域に応じてＳｉＯ２やＳｉ３Ｎ４等を含む多層の絶縁層であってもよい。絶縁層１０５は、高誘電率を有する絶縁材料の層をさらに含んでもよい。
【0026】
絶縁層１０５を介して、ｐ形半導体領域１０４ｂの上にゲート１０７が設けられている。ゲート１０７は、ｎ形半導体領域１０４ｓ，１０４ｄの間に設けられている。ゲート１０７は、たとえば多結晶Ｓｉである。ゲート１０７は、多結晶Ｓｉよりも低抵抗のＷ、Ｍｏ等の高融点金属やシリサイド等を含んでもよい。
【0027】
この例では、ゲート１０７および絶縁層１０５は、絶縁膜１０８で覆われている。絶縁膜１０８は、たとえばＳｉＯ２やＳｉ３Ｎ４等である。第１配線層１１０を形成する際に、表面を平坦化するために、さらにＰＳＧ（Phosphorus Silicon Glass）やＢＰＳＧ（Boron Phosphorus Silicon Glass）等の有機絶縁膜を設けるようにしてもよい。
【0028】
ビア１１１ｓは、絶縁膜１０８を貫通し、ｎ形半導体領域１０４ｓに達するように設けられている。ビア１１１ｄは、絶縁膜１０８を貫通し、ｎ形半導体領域１０４ｄに達するように設けられている。絶縁膜１０８上には、第１配線層１１０が形成されている。第１配線層１１０は、電位の異なり得る複数の配線を含んでおり、配線１１０ｓ，１１０ｄを含んでいる。図１以降の断面図の配線層においては、特に断らない限り、その配線層の符号は、符号を付すべき配線層に含まれる１つの配線の横の位置に表示されるものとする。
【0029】
ビア１１１ｓは、配線１１０ｓとｎ形半導体領域１０４ｓとの間に設けられ、配線１１０ｓとｎ形半導体領域１０４ｓとを電気的に接続している。ビア１１１ｄは、配線１１０ｄとｎ形半導体領域１０４ｄとの間に設けられ、配線１１０ｄとｎ形半導体領域１０４ｄとを電気的に接続している。第１配線層１１０およびビア１１１ｓ，１１１ｄは、たとえばＡｌやＣｕ等の金属によって形成されている。第１配線層１１０およびビア１１１ｓ，１１１ｄは、高融点金属等を含んでもよい。
【0030】
絶縁膜１０８および第１配線層１１０上には、第１層間絶縁膜１１２が設けられている。第１層間絶縁膜１１２は、第１層間絶縁膜１１２上に形成される導電層１３０のための平坦化面１１２Ｆを有する平坦化膜として機能する。平坦化面１１２Ｆは、接続プレート１３０ａを含む導電層１３０を形成し、接続プレート１３０ａ上に発光素子１５０を形成するために十分な平坦性を有している。第１層間絶縁膜１１２は、後述する図６Ａに示すウェハ１１００の保管や輸送時等においてその表面を保護する保護膜としても機能する。第１層間絶縁膜１１２は、たとえばＰＳＧやＢＰＳＧ等の有機絶縁膜である。
【0031】
導電層１３０は、平坦化面１１２Ｆ上に設けられている。導電層１３０は、接続プレート（第１部分）１３０ａを含む。発光素子１５０は、接続プレート１３０ａ上に設けられている。接続プレート１３０ａは、ＸＹ平面視で、方形あるいは任意の多角形、楕円形、円形等の形状を有する膜状、層状または板状の導電性を有する部材である。接続プレート１３０ａは、発光素子１５０の底面１５１Ｂで、発光素子１５０と電気的に接続される。
【0032】
接続プレート１３０ａは、この例では、サブピクセル２０ごとに１つ設けられている。異なる接続プレート１３０ａ同士は、導電層１３０内で互いに接続されていてもよいし、接続されていなくてもよい。この例では、異なる接続プレート１３０ａは、接続プレート１３０ａごとに設けられたビア１６１ｋを介して配線（第１配線）１６０ｋに接続され、配線１６０ｋは、ビア１６１ｋを介して、第１配線層１１０の配線１１０ｄに接続される。
【0033】
導電層１３０の一部または全部は、単結晶金属で形成されている。導電層１３０全体が、単結晶金属で形成されていることが好ましい。接続プレート１３０ａの一部または全部は、単結晶金属で形成されている。
【0034】
図２Ａ～図２Ｃ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２Ａ～図２Ｃには、接続プレート１３０ａの３種類の断面図が模式的に示されている。
図２Ａには、接続プレート１３０ａの大部分が単結晶化されている状態が示されている。
図２Ａに示すように、接続プレート１３０ａは、その全体が単結晶化されている。より具体的には、接続プレート１３０ａは、ＸＹ平面にわたって単結晶化され、かつ、接続プレート１３０ａの表面から、Ｚ軸方向にわたって平坦化面１１２Ｆまで単結晶化されている。
図２Ａ～図２Ｃには、接続プレート１３０ａの３種類の断面図が模式的に示されている。
図２Ａには、接続プレート１３０ａの大部分が単結晶化されている状態が示されている。
図２Ａに示すように、接続プレート１３０ａは、その全体が単結晶化されている。より具体的には、接続プレート１３０ａは、ＸＹ平面にわたって単結晶化され、かつ、接続プレート１３０ａの表面から、Ｚ軸方向にわたって平坦化面１１２Ｆまで単結晶化されている。
【0035】
図２Ｂおよび図２Ｃには、接続プレート１３０ａの一部が単結晶化されている状態が示されている。
図２Ｂに示すように、接続プレート１３０ａは、単結晶化部分１３０ａ１と、単結晶化されていない部分１３０ａ２とを含んでいる。単結晶化部分１３０ａ１は、接続プレート１３０ａの表面から、Ｚ軸方向にわたって、平坦化面１１２Ｆまで形成されている。単結晶化されていない部分１３０ａ２は、この例では、単結晶化部分１３０ａ１の周囲を取り巻くように形成されているが、単結晶化されていない部分１３０ａ２は、少なくとも、単結晶化部分１３０ａ１の外周の一部に接するように形成されている。
図２Ｂに示すように、接続プレート１３０ａは、単結晶化部分１３０ａ１と、単結晶化されていない部分１３０ａ２とを含んでいる。単結晶化部分１３０ａ１は、接続プレート１３０ａの表面から、Ｚ軸方向にわたって、平坦化面１１２Ｆまで形成されている。単結晶化されていない部分１３０ａ２は、この例では、単結晶化部分１３０ａ１の周囲を取り巻くように形成されているが、単結晶化されていない部分１３０ａ２は、少なくとも、単結晶化部分１３０ａ１の外周の一部に接するように形成されている。
【0036】
図２Ｃに示すように、接続プレート１３０ａは、単結晶化部分１３０ａ１と、単結晶化されていない部分１３０ａ２とを含んでいる。単結晶化部分１３０ａ１は、Ｚ軸方向では、接続プレート１３０ａの表面付近に形成されており、平坦化面１１２Ｆまで達していない。単結晶化されていない部分１３０ａ２は、図２Ｂの場合と同様に、単結晶化部分１３０ａ１の周囲に形成されている。
【0037】
接続プレート１３０ａのうち発光素子１５０が設けられている箇所は、単結晶金属で形成されている。図２Ａに示した例の場合には、接続プレート１３０ａのＸＹ平面視での面積は、発光素子１５０の底面１５１ＢのＸＹ平面視での面積よりも大きい。また、接続プレート１３０ａの外周は、ＸＹ平面視で、発光素子１５０を接続プレート１３０ａに投影したときに、発光素子１５０の底面１５１Ｂの外周を含んでいる。図２Ｂおよび図２Ｃに示した例の場合には、単結晶化部分１３０ａ１のＸＹ平面視での面積は、発光素子１５０の底面１５１ＢのＸＹ平面視での面積よりも大きい。また、単結晶化部分１３０ａ１の外周は、ＸＹ平面視で、発光素子１５０を接続プレート１３０ａに投影したときに、発光素子１５０の底面１５１Ｂの外周を含んでいる。
【0038】
他の実施形態も含め、以下の図やそれらの図の説明では、図２Ａに示した例のように、導電層１３０および接続プレート１３０ａの全体が、単結晶金属で形成されているものとする。より一般的に、図２Ｂや図２Ｃに示した例の場合には、発光素子は、単結晶化部分１３０ａ１上に形成される。
【0039】
導電層１３０および接続プレート１３０ａを形成する金属材料は、たとえば、ＣｕやＨｆ等である。導電層１３０および接続プレート１３０ａに用いられる金属材料は、アニーリング処理によって単結晶化が可能な金属材料であればＣｕ、Ｈｆに限らない。より低温でのアニーリング処理によって単結晶化が可能である金属材料であることが、回路基板１００への熱ストレスを低減する観点から好ましい。接続プレート１３０ａは、金属材料等で形成されているので、高い導電性を有しており、発光素子１５０に低抵抗で電気的に接続することができる。
【0040】
図１に戻って説明を続ける。
発光素子１５０は、底面１５１Ｂと発光面１５３Ｓとを含む。発光素子１５０は、接続プレート１３０ａ上に底面１５１Ｂを有する角柱状または円柱状の素子である。底面１５１Ｂは、接続プレート１３０ａ上に設けられ、接続プレート１３０ａに電気的に接続されている。発光面１５３Ｓは、底面１５１Ｂに対向する面である。
発光素子１５０は、底面１５１Ｂと発光面１５３Ｓとを含む。発光素子１５０は、接続プレート１３０ａ上に底面１５１Ｂを有する角柱状または円柱状の素子である。底面１５１Ｂは、接続プレート１３０ａ上に設けられ、接続プレート１３０ａに電気的に接続されている。発光面１５３Ｓは、底面１５１Ｂに対向する面である。
【0041】
接続プレート１３０ａの外周は、ＸＹ平面視で、接続プレート１３０ａに発光素子１５０を投影したときに、発光素子１５０の外周を含むように設定されている。導電層１３０および接続プレート１３０ａは、上述のような金属材料等で形成されており、光反射性を有する。そのため、接続プレート１３０ａは、発光素子１５０の下方への散乱光を発光面１５３Ｓ側に反射して、発光素子１５０の発光効率を実質的に向上する。また、接続プレート1３０ａは、回路素子を覆うように大きく延ばしてもよい。これによって、接続プレート１３０ａは、下方への散乱光を上方の発光面１５３Ｓ側に反射して、トランジスタ1０３を含む回路素子への光の到達を抑制し、回路素子の誤動作を防止することができる。
【0042】
発光素子１５０は、ｎ形半導体層１５１と、発光層１５２と、ｐ形半導体層１５３と、を含む。ｎ形半導体層１５１、発光層１５２およびｐ形半導体層１５３は、底面１５１Ｂから発光面１５３Ｓに向かってこの順に積層されている。したがって、ｎ形半導体層１５１は、接続プレート１３０ａに電気的に接続されている。
【0043】
発光素子１５０が角柱状の形状の場合には、発光素子１５０のＸＹ平面視の形状は、たとえばほぼ正方形または長方形である。発光素子１５０のＸＹ平面視の形状が方形を含む多角形の場合には、角部は丸くてもよい。発光素子１５０のＸＹ平面視の形状が円柱状の形状の場合には、発光素子１５０のＸＹ平面視の形状は、円形に限らず、たとえば楕円形であってもよい。平面視での発光素子の形状や配置等を適切に選定することによって、レイアウトの自由度が向上する。
【0044】
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、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。
【0045】
発光層１５２のＸＹ平面視における面積は、赤、緑、青のサブピクセルの発光色に応じて設定される。以下、ＸＹ平面視における面積を単に面積ということがある。発光層１５２の面積は、視感度やカラーフィルタ１８０の色変換部１８２の変換効率等によって適切に設定される。つまり、各発光色のサブピクセル２０の発光層１５２の面積は、同一とされる場合もあり、発光色ごとに異なる場合もある。なお、発光層１５２の面積とは、ＸＹ平面に投影された発光層１５２の外周が囲む領域の面積である。
【0046】
第２層間絶縁膜１５６は、第１層間絶縁膜１１２、接続プレート１３０ａを含む導電層１３０および発光素子１５０を覆っている。第２層間絶縁膜１５６は、発光素子１５０の側面を覆っており、発光素子１５０の側面を保護するように設けられている。第２層間絶縁膜１５６は、発光面１５３Ｓの上部の一部が除去されており、発光面１５３Ｓは、第２層間絶縁膜１５６から露出されている。第２層間絶縁膜１５６は、隣接する発光素子１５０の間に設けられることによって発光素子１５０同士を分離する絶縁材料として機能する。第２層間絶縁膜１５６は、第２配線層１６０の形成のための平坦化面を提供する。第２層間絶縁膜１５６は、第２配線層１６０を形成できる程度の平坦性を有していればよい。
【0047】
第２層間絶縁膜１５６は、有機絶縁材料によって形成されている。第２層間絶縁膜１５６に用いられる有機絶縁材料は、好ましくは白色樹脂である。白色樹脂が発光素子１５０の横方向の出射光やカラーフィルタ１８０との界面等に起因する戻り光を反射するので、第２層間絶縁膜１５６を白色樹脂にすることは、発光素子１５０の発光効率の実質的な向上に貢献する。
【0048】
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、Ａｌ２ＳＯ３、ＺｎＯ等が挙げられる。
【0049】
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、形成することができる。第２層間絶縁膜１５６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（Chemical Vapor Deposition）で形成されたＳｉＯ２膜等を用いてもよい。
【0050】
第２層間絶縁膜１５６は、黒色樹脂であってもよい。第２層間絶縁膜１５６を黒色樹脂とすることによって、サブピクセル２０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。
【0051】
第２層間絶縁膜１５６は、開口１５８を有している。開口１５８は、発光素子１５０の上方の第２層間絶縁膜１５６の一部を除去することによって形成されている。開口１５８は、発光面１５３Ｓが第２層間絶縁膜１５６から露出するように形成されている。発光面１５３Ｓは、ｐ形半導体層１５３の面のうち発光層１５２に接する面に対向する面である。発光面１５３Ｓは、好ましくはこの例のように粗面加工されている。発光素子１５０は、発光面１５３Ｓが粗面とされている場合には、光の取出効率を向上させることができる。
【0052】
ビア（第１ビア）１６１ｄは、第２層間絶縁膜１５６および第１層間絶縁膜１１２を貫通し、配線１１０ｄに達するように設けられている。ビア１６１ｄの一端は、配線１１０ｄに接続されており、ビア１６１ｄは、配線１１０ｄに電気的に接続されている。
【0053】
ビア（第２ビア）１６１ｋは、第２層間絶縁膜１５６を貫通し、接続プレート１３０ａに達するように設けられている。ビア１６１ｋの一端は、接続プレート１３０ａ接続されており、ビア１６１ｋは、接続プレート１３０ａに電気的に接続されている。
【0054】
第２配線層１６０は、第２層間絶縁膜１５６上に設けられている。第２配線層１６０は、配線１６０ａ，１６０ｋを含んでいる。配線１６０ａ，１６０ｋは、ＸＹ平面視で、発光面１５３Ｓから離れた位置に設けられている。配線１６０ａは、たとえば後述する図４の回路に示される電源線３に接続される。
【0055】
配線１６０ｋは、ビア１６１ｋ，１６１ｄの他端に接続されている。つまり、ビア１６１ｄは、配線１６０ｋと配線１１０ｄとの間に設けられ、配線１６０ｋと配線１１０ｄとを電気的に接続する。また、ビア１６１ｋは、配線１６０ｋと接続プレート１３０ａとの間に設けられ、配線１６０ｋと接続プレート１３０ａとを電気的に接続する。したがって、発光素子１５０のｎ形半導体層１５１は、接続プレート１３０ａ、ビア１６１ｋ、配線１６０ｋおよびビア１６１ｄを介して、第１配線層１１０の配線１１０ｄに電気的に接続されている。
【0056】
透光性電極１５９ａは、配線１６０ａ上にわたって設けられている。透光性電極１５９ａは、発光面１５３Ｓ上にわたって設けられている。透光性電極１５９ａは、配線１６０ａと発光面１５３Ｓとの間にも設けられており、配線１６０ａと発光面１５３Ｓとを電気的に接続する。透光性電極１５９ａは、配線１６０ａとともに、たとえば図４の回路に示される電源線３に接続される。透光性電極１５９ｋは、配線１６０ｋ上にわたって設けられている。透光性電極１５９ａ，１５９ｋは、ＩＴＯやＺｎＯ等の透光性導電膜によって形成されている。
【0057】
このようにして、発光素子１５０のｐ形半導体層１５３は、配線１６０ａおよび透光性電極１５９ａを介して、たとえば図４の回路に示される電源線３に電気的に接続される。発光素子１５０のｎ形半導体層１５１は、ビア１６１ｋ、配線１６０ｋ、ビア１６１ｄ、配線１１０ｄおよびビア１１１ｄを介して、トランジスタ１０３のドレイン電極であるｎ形半導体領域１０４ｄに電気的に接続される。
【0058】
表面樹脂層１７０は、第２層間絶縁膜１５６および透光性電極１５９ａ，１５９ｋを覆っている。表面樹脂層１７０は、透明樹脂であり、第２層間絶縁膜１５６および透光性電極１５９ａ，１５９ｋを保護するとともに、カラーフィルタ１８０を形成するための平坦化面を有する。
【0059】
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１５３Ｓの直上に発光面１５３Ｓ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滲みを低減し、シャープな画像を表示することを可能にする。
【0060】
色変換部１８２は、１層または２層以上とされる。図１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。
【0061】
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。
【0062】
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。
【0063】
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。
【0064】
サブピクセル２０が発光する光の色が青色の場合には、発光素子１５０は、色変換層１８３を介して光を出力してもよいし、色変換層１８３を介さずに光を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。
【0065】
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。
【0066】
図３Ａおよび図３Ｂは、本実施形態の変形例に係る画像表示装置の一部を模式的に示す断面図である。
図３Ａの例の場合には、サブピクセル２０ａは、発光素子１５０と配線１６０ａ１との接続方法が上述の第１の実施形態の場合と相違する。本変形例では、配線１６０ａ１，１６０ｋ上に透光性電極を設けていない点でも第１の実施形態の場合と相違する。他の点では、本変形例は、第１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。なお、図３Ａおよび図３Ｂでは、図示の煩雑さを回避するため、図１に示した表面樹脂層１７０から上部の構造については、図示を省略しているが、第１の実施形態の場合と同じである。
図３Ａの例の場合には、サブピクセル２０ａは、発光素子１５０と配線１６０ａ１との接続方法が上述の第１の実施形態の場合と相違する。本変形例では、配線１６０ａ１，１６０ｋ上に透光性電極を設けていない点でも第１の実施形態の場合と相違する。他の点では、本変形例は、第１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。なお、図３Ａおよび図３Ｂでは、図示の煩雑さを回避するため、図１に示した表面樹脂層１７０から上部の構造については、図示を省略しているが、第１の実施形態の場合と同じである。
【0067】
図３Ａに示すように、サブピクセル２０ａは、配線１６０ａ１を含んでおり、配線１６０ａ１の一端は、発光面１５３Ｓに達するように設けられている。本変形例では、配線１６０ａ１を介して、発光面１５３Ｓと、たとえば図４の回路に示される電源線３とを電気的に接続する。第１の実施形態の場合と同様に発光面１５３Ｓは、粗面化されていてもよいし、粗面化されなくてもよい。粗面化しない場合には、粗面化のための工程を省略することができる。本変形例では、図１に示した透光性電極１５９ａ，１５９ｋを設けないので、透光性電極形成のための工程を省略することができる。
【0068】
図３Ｂの例の場合には、サブピクセル２０ｂは、第２層間絶縁膜１５６ａおよび配線１６０ａ２の構成が上述の第１の実施形態の場合と相違する。他の点では、本変形例は、第１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。
【0069】
図３Ｂに示すように、サブピクセル２０ｂは、第２層間絶縁膜１５６ａおよび配線１６０ａ２を含んでいる。第２層間絶縁膜１５６ａは、透光性を有しており、たとえば透明樹脂で形成されている。本変形例では、発光素子１５０を覆っている第２層間絶縁膜１５６ａが透光性を有しているので、図１に示した開口１５８を設ける必要がない。一方、図１に示した開口１５８が設けられていないために、配線１６０ａ２は、第２層間絶縁膜１５６ａに設けられた接続部材１６１ａを介して、発光面１５３Ｓに接続されている。
【0070】
本実施形態では、上述に示したサブピクセル２０，２０ａ，２０ｂの構成のいずれかを含むことができる。後述する他の実施形態やその変形例においても、適用することができる。すなわち、発光面１５３Ｓとの接続を透光性電極によって行ってもよいし、直接配線１６０ａ１によって行ってもよいし、第２層間絶縁膜１５６，１５６ａのいずれかを用いることができる。
【0071】
図４は、本実施形態に係る画像表示装置を例示する模式的なブロック図である。
図４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を備える。表示領域２には、サブピクセル２０が配列されている。サブピクセル２０は、たとえば格子状に配列されている。たとえば、サブピクセル２０は、Ｘ軸に沿ってｎ個配列され、Ｙ軸に沿ってｍ個配列される。
図４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を備える。表示領域２には、サブピクセル２０が配列されている。サブピクセル２０は、たとえば格子状に配列されている。たとえば、サブピクセル２０は、Ｘ軸に沿ってｎ個配列され、Ｙ軸に沿ってｍ個配列される。
【0072】
ピクセル１０は、異なる色の光を発光する複数のサブピクセル２０を含む。サブピクセル２０Ｒは、赤色の光を発光する。サブピクセル２０Ｇは、緑色の光を発光する。サブピクセル２０Ｂは、青色の光を発光する。３種類のサブピクセル２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂが所望の輝度で発光することによって、１つのピクセル１０の発光色および輝度が決定される。
【0073】
１つのピクセル１０は、３つのサブピクセル２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂを含んでおり、サブピクセル２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂは、たとえば図４に示すように、Ｘ軸上を直線状に配列されている。各ピクセル１０は、同じ色のサブピクセルが同じ列に配列されていてもよいし、この例のように、列ごとに異なる色のサブピクセルが配列されていてもよい。
【0074】
画像表示装置１は、電源線３および接地線４をさらに有する。電源線３および接地線４は、サブピクセル２０の配列に沿って、格子状に布線されている。電源線３および接地線４は、各サブピクセル２０に電気的に接続され、電源端子３ａとＧＮＤ端子４ａとの間に接続された直流電源から各サブピクセル２０に電力を供給する。電源端子３ａおよびＧＮＤ端子４ａは、電源線３および接地線４の端部にそれぞれ設けられ、表示領域２の外部に設けられた直流電源回路に接続される。電源端子３ａは、ＧＮＤ端子４ａを基準にして正の電圧が供給される。
【0075】
画像表示装置１は、走査線６および信号線８をさらに有する。走査線６は、Ｘ軸に平行な方向に布線されている。つまり、走査線６は、サブピクセル２０の行方向の配列に沿って布線されている。信号線８は、Ｙ軸に平行な方向に布線されている。つまり、信号線８は、サブピクセル２０の列方向の配列に沿って布線されている。
【0076】
画像表示装置１は、行選択回路５および信号電圧出力回路７をさらに有する。行選択回路５および信号電圧出力回路７は、表示領域２の外縁に沿って設けられている。行選択回路５は、表示領域２の外縁のＹ軸方向に沿って設けられている。行選択回路５は、各列のサブピクセル２０に走査線６を介して電気的に接続され、各サブピクセル２０に選択信号を供給する。
【0077】
信号電圧出力回路７は、表示領域２の外縁のＸ軸方向に沿って設けられている。信号電圧出力回路７は、各行のサブピクセル２０に信号線８を介して電気的に接続され、各サブピクセル２０に信号電圧を供給する。
【0078】
サブピクセル２０は、発光素子２２と、選択トランジスタ２４と、駆動トランジスタ２６と、キャパシタ２８と、を含む。図４および後述する図５において、選択トランジスタ２４はＴ１と表示され、駆動トランジスタ２６はＴ２と表示され、キャパシタ２８はＣｍと表示されることがある。
【0079】
発光素子２２は、駆動トランジスタ２６と直列に接続されている。本実施形態では、駆動トランジスタ２６はｎチャネルのトランジスタであり、駆動トランジスタ２６のドレイン電極に、発光素子２２のカソード電極が接続されている。駆動トランジスタ２６および選択トランジスタ２４の主電極は、ドレイン電極およびソース電極である。発光素子２２のアノード電極は、ｐ形半導体層に設けられている。発光素子のカソード電極は、ｎ形半導体層に設けられている。発光素子２２および駆動トランジスタ２６の直列回路は、電源線３と接地線４との間に接続されている。駆動トランジスタ２６は、図１におけるトランジスタ１０３に対応し、発光素子２２は、図１における発光素子１５０に対応する。発光素子２２に流れる電流は、駆動トランジスタ２６のゲート－ソース間に印加される電圧によって決定され、発光素子２２は、流れる電流に応じた輝度で発光する。
【0080】
選択トランジスタ２４は、駆動トランジスタ２６のゲート電極と信号線８との間に主電極を介して接続されている。選択トランジスタ２４のゲート電極は、走査線６に接続されている。駆動トランジスタ２６のゲート電極と電源線３との間には、キャパシタ２８が接続されている。
【0081】
行選択回路５は、ｍ行のサブピクセル２０の配列から、１行を選択して走査線６に選択信号を供給する。信号電圧出力回路７は、選択された行の各サブピクセル２０に必要なアナログ電圧値を有する信号電圧を供給する。選択された行のサブピクセル２０の駆動トランジスタ２６のゲート－ソース間には、信号電圧が印加される。信号電圧は、キャパシタ２８によって保持される。駆動トランジスタ２６は、信号電圧に応じた電流を発光素子２２に流す。発光素子２２は、流れた電流に応じた輝度で発光する。
【0082】
行選択回路５は、選択する行を順次切り替えて選択信号を供給する。つまり、行選択回路５は、サブピクセル２０が配列された行を走査する。順次走査されたサブピクセル２０の発光素子２２には、信号電圧に応じた電流が流れて発光する。ＲＧＢ各色のサブピクセル２０が発光する発光色および輝度によって決定された発光色および輝度で各ピクセル１０が発光して表示領域２に画像が表示される。
【0083】
図５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。
本実施形態では、図１において説明したように、発光素子１５０と駆動用のトランジスタ１０３が、Ｚ軸方向に積層されており、ビア１６１ｄによって、発光素子１５０のカソード電極と駆動用のトランジスタ１０３のドレイン電極とを電気的に接続している。
本実施形態では、図１において説明したように、発光素子１５０と駆動用のトランジスタ１０３が、Ｚ軸方向に積層されており、ビア１６１ｄによって、発光素子１５０のカソード電極と駆動用のトランジスタ１０３のドレイン電極とを電気的に接続している。
【0084】
図５の上の図には、第Ｉ層の平面図が模式的に表示され、図５の下の図には、第ＩＩ層の平面図が模式的に表示されている。図５では、第Ｉ層を“Ｉ”と表記し、第ＩＩ層を“ＩＩ”と表記している。第Ｉ層は、発光素子１５０が形成された層である。すなわち、第Ｉ層は、図１において、導電層１３０からＺ軸の正方向に、第２配線層１６０までの層を含んでいる。図５では、第２層間絶縁膜１５６は示されていない。第ＩＩ層は、図１において、基板１０２からＺ軸の正方向に、第１層間絶縁膜１１２までの層を含んでいる。図５では、基板１０２、絶縁層１０５、絶縁膜１０８および第１層間絶縁膜１１２は示されていない。この図では、素子形成領域１０４としてチャネル領域１０４ｃが示されている。
【0085】
図１の断面は、第Ｉ層および第ＩＩ層それぞれに一点鎖線で示した箇所のＡＡ'線の矢視断面である。
【0086】
図５に示すように、発光素子１５０のカソード電極は、接続プレート１３０ａ上に配置され、接続プレート１３０ａと電気的に接続されている。カソード電極は、図１に示したｎ形半導体層１５１によって提供される。接続プレート１３０ａは、ビア１６１ｋおよびそのコンタクトホール１６１ｋ１を介して、配線１６０ｋに電気的に接続されている。より具体的には、ビア１６１ｋの一端は、接続プレート１３０ａに接続されており、ビア１６１ｋの他端は、コンタクトホール１６１ｋ１を介して、配線１６０ｋに接続されている。配線１６０ｋは、第２層間絶縁膜１５６に設けられたコンタクトホール１６１ｄ１を介して、ビア１６１ｄの一端に接続されている。ビア１６１ｄは、図５では、二点鎖線で模式的に示されている。配線１６０ｋ上にわたって、透光性電極１５９ｋが設けられている。
【0087】
発光素子１５０のアノード電極は、図１に示したｐ形半導体層１５３によって提供される。発光面１５３Ｓは、全面にわたって透光性電極１５９ａが設けられている。透光性電極１５９ａは、配線１６０ａ上にも設けられている。透光性電極１５９ａは、発光面１５３Ｓと、配線１６０ａとの間にも設けられており、発光面１５３Ｓと配線１６０ａとを電気的に接続している。
【0088】
ビア１６１ｄの他端は、第１層間絶縁膜１１２に設けられたコンタクトホール１６１ｄ２を介して、配線１１０ｄに接続されている。配線１１０ｄは、図１に示した絶縁膜１０８に開口されたコンタクトホール１１１ｃ１を介して、図１に示したビア１１１ｄに接続される。ビア１１１ｄは、チャネル領域１０４ｃに形成された図１に示したｎ形半導体領域１０４ｄに接続される。ｎ形半導体領域１０４ｄは、トランジスタ１０３のドレイン電極を提供する。このようにして、第２層間絶縁膜１５６および第１層間絶縁膜１１２を貫通するビア１６１ｄによって、異なる層である第Ｉ層および第ＩＩ層にそれぞれ形成された発光素子１５０およびトランジスタ１０３を電気的に接続することができる。
【0089】
接続プレート１３０ａのＸＹ平面視での形状について、図５を用いて説明する。
発光素子１５０は、この例では、図１に示した底面１５１Ｂを有する直方体形状を有している。底面１５１Ｂは、Ｘ軸方向の長さＬ１およびＹ軸方向の長さＷ１を有する。接続プレート１３０ａは、この例では、長方形をしており、この長方形は、Ｘ軸方向の長さＬ２およびＹ軸方向の長さＷ２を有する。発光素子１５０は、接続プレート１３０ａ上に設けられており、底面１５１Ｂが接続プレート１３０ａに接続されている。
発光素子１５０は、この例では、図１に示した底面１５１Ｂを有する直方体形状を有している。底面１５１Ｂは、Ｘ軸方向の長さＬ１およびＹ軸方向の長さＷ１を有する。接続プレート１３０ａは、この例では、長方形をしており、この長方形は、Ｘ軸方向の長さＬ２およびＹ軸方向の長さＷ２を有する。発光素子１５０は、接続プレート１３０ａ上に設けられており、底面１５１Ｂが接続プレート１３０ａに接続されている。
【0090】
上述した各部の長さは、Ｌ２＞Ｌ１、Ｗ２＞Ｗ１となるように設定されている。発光素子１５０は、接続プレート１３０ａ上に設けられ、ＸＹ平面視で、接続プレート１３０ａの外周は、発光素子１５０の外周を含むように配置される。接続プレート１３０ａの外周は発光素子１５０の外周を含んでいればよく、接続プレート１３０ａの形状および発光素子１５０の形状は、方形である場合に限らず適切な任意の形状としてもよい。
【0091】
発光素子１５０は、上方に向かって発光するとともに、下方に向かう発光や、第２層間絶縁膜１５６と表面樹脂層１７０との界面での反射光や散乱光等が存在する。したがって、好ましくは、接続プレート１３０ａの外周は、ＸＹ平面視で、接続プレート１３０ａに投影された発光素子１５０の外周を含むように設定される。このように接続プレート１３０ａが設定されることによって、発光素子１５０の下方への光の到達を抑制して、トランジスタ１０３を含む回路素子の光による誤動作等を抑制することができる。
【0092】
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６Ａ～図８Ｂは、本実施形態の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
図６Ａ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、ウェハ（基板）１１００が準備される。ウェハ１１００には、あらかじめ回路１０１がＳｉ等の基板１０２に形成されており、回路１０１を保護し、平坦化面１１２Ｆを提供する第１層間絶縁膜１１２が形成されている。ウェハ１１００は、たとえば、直径８インチ～１５インチ程度の円盤状の部材である。
図６Ａ～図８Ｂは、本実施形態の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
図６Ａ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、ウェハ（基板）１１００が準備される。ウェハ１１００には、あらかじめ回路１０１がＳｉ等の基板１０２に形成されており、回路１０１を保護し、平坦化面１１２Ｆを提供する第１層間絶縁膜１１２が形成されている。ウェハ１１００は、たとえば、直径８インチ～１５インチ程度の円盤状の部材である。
【0093】
図６Ｂに示すように、導電層１１３０は、平坦化面１１２Ｆ上に形成される。導電層１１３０は、たとえば、平坦化面１１２Ｆ上の全面にスパッタ等によって金属材料の層を成膜した後、発光素子が形成される箇所を残すようにパターニングされる。
【0094】
上述のほか、導電層１１３０は、発光素子が形成される箇所を開口したパターンを有するマスクが平坦化面１１２Ｆ上に設けられ、その後、パターニングされた導電層１１３０が形成されるようにしてもよい。
【0095】
導電層１１３０は、たとえばＣｕやＨｆ等の金属材料を用いて形成される。導電層１１３０の形成には、低温で成膜するために、スパッタリング等が好適に用いられる。
【0096】
図７Ａに示すように、図６Ｂに示したパターニングされた導電層１１３０は、アニーリング処理によって単結晶化された導電層１１３０ａが形成される。好ましくは、パターニングされた導電層１１３０の全体にわたって単結晶化されるようにアニーリング処理が施される。導電層１１３０の単結晶化には、たとえばレーザ照射によるアニーリング処理が好適に用いられる。パルスレーザアニールでは、導電層１１３０よりも下層への温度の影響を４００℃程度～５００℃程度の低温に抑制した状態で導電層１１３０を単結晶化できるので、ウェハ１１００の反り等を抑制して、歩留りを向上させることができる。
【0097】
単結晶化された導電層１１３０ａ上にわたって半導体層１１５０が形成される。半導体層１１５０は、導電層１１３０ａからＺ軸の正方向に向かってｎ形半導体層１１５１、発光層１１５２およびｐ形半導体層１１５３の順に形成される。
【0098】
ＧａＮの結晶を含む半導体層１１５０の形成には、蒸着、イオンビームデポジション、分子線エピタキシ（Molecular Beam Epitaxy、ＭＢＥ）やスパッタ等の物理気相成長化法が用いられ、好ましくは低温スパッタ法が用いられる。低温スパッタ法では、成膜時に、光やプラズマでアシストすると、より低温とすることができるので好ましい。ＭＯＣＶＤによるエピタキシャル成長では、１０００℃を超える場合がある。これに対して、低温スパッタ法では、４００℃程度～７００℃程度の低温で、発光層を含むＧａＮの結晶を単結晶金属層上にエピタキシャル成長可能であることが知られている（非特許文献１、２等参照）。このような低温スパッタ法は、大口径化するウェハ処理プロセスにおける歩留り向上に効果的である。
【0099】
このように、平坦化面１１２Ｆには、単結晶化された導電層１１３０ａが形成され、導電層１１３０ａ上にさらに半導体層１１５０が結晶成長されるため、平坦化面１１２Ｆは、十分な平坦度を有することが望ましい。
【0100】
適切な成膜技術を用いて、全面にわたって単結晶化された導電層１１３０ａ上にＧａＮの半導体層１１５０を成長させることによって、導電層１１３０ａ上には、発光層１１５２を含む単結晶化された半導体層１１５０が形成される。図示しないが、半導体層１１５０の成長過程においては、導電層１１３０ａの存在しない箇所に、成長種の材料であるＧａ等を含む非結晶状態の堆積物が堆積する場合もある。
【0101】
本実施形態では、単結晶金属の導電層１１３０ａをシードとして、ＧａＮの結晶形成を促進させる。単結晶化された導電層１１３０ａ上に半導体層１１５０を形成する場合に、導電層１１３０ａ上に導電性のバッファ層を設けて、このバッファ層上に、上述した低温スパッタ法等によって、半導体層を成長させるようにしてもよい。バッファ層には、ＧａＮの結晶形成を促進する材料であれば、種類は問わない。後述する他の実施形態の場合のようにグラフェンシートを用いてもよい。
【0102】
本実施形態では、半導体層１１５０は、導電層１１３０ａ上にｎ形半導体層１１５１から形成される。半導体層１１５０の成長初期には結晶格子の不整合に起因する結晶欠陥が生じ易く、ＧａＮを主成分とする結晶は、一般にｎ形半導体特性を示す。そのため、ｎ形半導体層１１５１から導電層１１３０ａ上に成長させることによって、歩留りを向上させることが可能になる。
【0103】
図７Ｂに示すように、図７Ａに示した半導体層１１５０は、エッチング等によって、所望の形状に加工され、発光素子１５０が形成される。発光素子１５０の形成には、たとえばドライエッチングプロセスが用いられ、好適には、異方性プラズマエッチング（Reactive Ion Etching、ＲＩＥ）が用いられる。導電層１１３０ａの存在しない箇所に堆積物が形成された場合には、形成された堆積物は、発光素子１５０を形成するエッチング工程において除去される。
【0104】
発光素子１５０を形成後、図７Ａに示した導電層１１３０ａをエッチングすることによって、導電層１３０が形成される。導電層１３０の形成工程では、接続プレート（第１部分）１３０ａが形成される。このようにして、接続プレート１３０ａは、平坦化面１１２Ｆ上に形成され、発光素子１５０は、接続プレート１３０ａ上に形成される。接続プレート１３０ａの外周は、平面視で、発光素子１５０を投影したときに発光素子１５０の外周を含むように設定されている。
【0105】
図８Ａに示すように、第２層間絶縁膜（第２絶縁膜）１５６は、平坦化面１１２Ｆ、導電層１３０、接続プレート１３０ａおよび発光素子１５０を覆って形成される。
【0106】
ビア（第１ビア）１６１ｄは、第２層間絶縁膜１５６および第１層間絶縁膜１１２を貫通し、配線１１０ｄに達するように形成されたビアホールを導電材料で充填することによって形成される。ビア（第２ビア）１６１ｋは、第２層間絶縁膜１５６を貫通し、接続プレート１３０ａに達するように形成されたビアホールを導電材料で充填することによって形成される。
【0107】
発光面１５３Ｓの上部の第２層間絶縁膜１５６の一部を除去して、開口１５８を形成する。発光面１５３Ｓは、開口１５８によって第２層間絶縁膜１５６から露出される。
【0108】
配線１６０ａ，１６０ｋを含む第２配線層１６０は、第２層間絶縁膜１５６上に形成される。配線１６０ｋは、ビア１６１ｄ，１６１ｋと接続される。第２配線層１６０の形成工程は、ビア１６１ｋ，１６１ｄの形成工程を含んでもよいし、ビア１６１ｋ，１６１ｄの形成の後に行うようにしてもよい。
【0109】
図８Ｂに示すように、透光性導電膜が、第２配線層１６０上および第２層間絶縁膜１５６上に形成され、透光性電極１５９ａ，１５９ｋが形成される。
【0110】
以降、カラーフィルタ等を設けることによって本実施形態の画像表示装置１のサブピクセル２０が形成される。
【0111】
図９Ａおよび図９Ｂは、本実施形態の画像表示装置の変形例の製造方法を例示する模式的な断面図である。
図９Ａは、サブピクセル２０ａを形成する工程の一部を示す図である。本変形例では、配線１６０ａ１の形状が第１の実施形態の場合と相違するため、第１の実施形態の場合の図７Ｂで説明した工程までは、同一の工程が適用される。図９Ａの工程は、図７Ｂが実行された後に実行される。
図９Ａに示すように、第２層間絶縁膜１５６は、平坦化面１１２Ｆ、導電層１３０、接続プレート１３０ａおよび発光素子１５０を覆って形成される。
図９Ａは、サブピクセル２０ａを形成する工程の一部を示す図である。本変形例では、配線１６０ａ１の形状が第１の実施形態の場合と相違するため、第１の実施形態の場合の図７Ｂで説明した工程までは、同一の工程が適用される。図９Ａの工程は、図７Ｂが実行された後に実行される。
図９Ａに示すように、第２層間絶縁膜１５６は、平坦化面１１２Ｆ、導電層１３０、接続プレート１３０ａおよび発光素子１５０を覆って形成される。
【0112】
ビア１６１ｄは、第２層間絶縁膜１５６および第１層間絶縁膜１１２を貫通し、配線１１０ｄに達するように形成されたビアホールを導電材料で充填することによって形成される。ビア１６１ｋは、第２層間絶縁膜１５６を貫通し、接続プレート１３０ａに達するように形成されたビアホールを導電材料で充填することによって形成される。
【0113】
配線１６０ａ１，１６０ｋを含む第２配線層１６０では、配線１６０ａ１は、その一端が発光面１５３Ｓに接続されるように、形成される。配線１６０ｋは、第１の実施形態の場合と同じ形状に形成される。ビア１６１ｄ，１６１ｋは、第２配線層１６０を形成する際に、同時に形成してもよいのは、第１の実施形態の場合と同じである。本変形例では、透光性電極の形成工程は、省略される。
【0114】
以降、カラーフィルタ等を設けることによって、サブピクセル２０ａが形成される。
【0115】
図９Ｂは、図３Ｂに示したサブピクセル２０ｂを形成する工程の一部を示す図である。本変形例では、第２層間絶縁膜１５６ａおよび配線１６０ａ２の構成が第１の実施形態の場合と相違し、第１の実施形態の場合の図７Ｂで説明した工程までは、同一の工程が適用される。図９Ｂの工程は、図７Ｂが実行された後に実行される。
図９Ｂに示すように、第２層間絶縁膜１５６ａは、平坦化面１１２Ｆ、導電層１３０、接続プレート１３０ａおよび発光素子１５０を覆って形成される。その後、第２層間絶縁膜１５６ａおよび第１層間絶縁膜１１２を貫通してビア１６１ｄを形成し、第２層間絶縁膜１５６ａを貫通してビア１６１ｄを形成する。発光面１５３Ｓ上に形成されたコンタクトホールに接続部材１６１ａが形成される。
図９Ｂに示すように、第２層間絶縁膜１５６ａは、平坦化面１１２Ｆ、導電層１３０、接続プレート１３０ａおよび発光素子１５０を覆って形成される。その後、第２層間絶縁膜１５６ａおよび第１層間絶縁膜１１２を貫通してビア１６１ｄを形成し、第２層間絶縁膜１５６ａを貫通してビア１６１ｄを形成する。発光面１５３Ｓ上に形成されたコンタクトホールに接続部材１６１ａが形成される。
【0116】
配線１６０ｋ，１６０ａ２を含む第２配線層１６０は、第２層間絶縁膜１５６ａ上に形成される。配線１６０ｋは、ビア１６１ｋ，１６１ｄに接続され、配線１６０ａ２は、接続部材１６１ａに接続される。第２配線層１６０およびビア１６１ｋ，１６１ｄは、同時に形成され、接続されてもよい。第２配線層１６０および接続部材１６１ａも、同時に形成され、接続されてもよい。
【0117】
以降、カラーフィルタ等を設けることによって、サブピクセル２０ｂが形成される。
【0118】
カラーフィルタ１８０の形成工程について説明する。
カラーフィルタ１８０の形成工程に関する図１０Ａ～図１０Ｄおよび図１１に関連する説明では、発光素子１５０、第２層間絶縁膜１５６、ビア１６１ｄ，１６１ｋ、第２配線層１６０、透光性電極１５９ｋ，１５９ａ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。ウェハ１１００、導電層１３０および発光回路部１７２を含む構造物を構造体１１９２と呼ぶ。
図１０Ａ～図１０Ｄ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１０Ａ～図１０Ｄには、図１に示したカラーフィルタ（波長変換部材）１８０をインクジェット方式で形成する場合の工程が示されている。
カラーフィルタ１８０の形成工程に関する図１０Ａ～図１０Ｄおよび図１１に関連する説明では、発光素子１５０、第２層間絶縁膜１５６、ビア１６１ｄ，１６１ｋ、第２配線層１６０、透光性電極１５９ｋ，１５９ａ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。ウェハ１１００、導電層１３０および発光回路部１７２を含む構造物を構造体１１９２と呼ぶ。
図１０Ａ～図１０Ｄ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１０Ａ～図１０Ｄには、図１に示したカラーフィルタ（波長変換部材）１８０をインクジェット方式で形成する場合の工程が示されている。
【0119】
図１０Ａに示すように、ウェハ１１００に、導電層１３０および発光回路部１７２が形成された構造体１１９２が準備される。
【0120】
図１０Ｂ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。
【0121】
図１０Ｃ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。
【0122】
青色発光のサブピクセルについて、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。
【0123】
図１０Ｄ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。このようにして、カラーフィルタ１８０が形成される。
【0124】
インクジェット方式のカラーフィルタに代えて、フィルム形式のカラーフィルタ１８０ａを形成する工程について説明する。
図１１は、本実施形態の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
図１１では、矢印の上の図は、カラーフィルタ１８０ａを含む構成を示しており、矢印の下の図は、上述した工程で形成されたウェハ１１００、導電層１３０および発光回路部１７２を含む構造体１１９２を示している。図１１の矢印は、構造体１１９２にフィルム状に形成されたカラーフィルタ１８０ａを接着する工程であることを示している。
図１１では、煩雑さを避けるために、図示されたウェハ１１００内の構成要素およびウェハ１１００上に形成された一部の構成要素は、表示を省略している。省略しているウェハ１１００内の構成要素は、図１に示した基板１０２や素子形成領域１０４、第１配線層１１０等を含む回路１０１である。また、省略している発光回路部１７２の構成要素は、ビア１６１ｄ，１６１ｋや第２配線層１６０、透光性電極１５９ｋ，１５９ａである。
図１１は、本実施形態の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
図１１では、矢印の上の図は、カラーフィルタ１８０ａを含む構成を示しており、矢印の下の図は、上述した工程で形成されたウェハ１１００、導電層１３０および発光回路部１７２を含む構造体１１９２を示している。図１１の矢印は、構造体１１９２にフィルム状に形成されたカラーフィルタ１８０ａを接着する工程であることを示している。
図１１では、煩雑さを避けるために、図示されたウェハ１１００内の構成要素およびウェハ１１００上に形成された一部の構成要素は、表示を省略している。省略しているウェハ１１００内の構成要素は、図１に示した基板１０２や素子形成領域１０４、第１配線層１１０等を含む回路１０１である。また、省略している発光回路部１７２の構成要素は、ビア１６１ｄ，１６１ｋや第２配線層１６０、透光性電極１５９ｋ，１５９ａである。
【0125】
図１１に示すように、カラーフィルタ（波長変換部材）１８０ａは、遮光部１８１ａと、色変換層１８３Ｒ，１８３Ｇ，１８３Ｂと、フィルタ層１８４ａと、を含む。遮光部１８１ａは、インクジェット方式の場合と同様の機能を有している。色変換層１８３Ｒ，１８３Ｇ，１８３Ｂは、インクジェット方式の場合と同様の機能および同様の材料で形成されている。フィルタ層１８４ａもインクジェット方式の場合と同様の機能を有している。
【0126】
カラーフィルタ１８０ａは、一方の面で構造体１１９２に接着される。カラーフィルタ１８０ａ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１８０ａ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。
【0127】
カラーフィルタ１８０ａ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１８４ａ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１８４ａが設けられていてもよい。各色変換部の間には、遮光部１８１ａ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。
【0128】
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１８０ａは、構造体１１９２に貼り付けられる。
【0129】
このようにして、発光回路部１７２等を含む構造体１１９２にカラーフィルタ１８０，１８０ａが形成され、サブピクセルが形成される。カラーフィルタは、インクジェット方式、フィルム方式およびその他のカラーフィルタを同等に形成できる方式のうち、適切な方式が選定される。インクジェット方式によるカラーフィルタ１８０の形成によれば、フィルムの貼付工程等を省略することができ、より低コストでの図４で示した画像表示装置１の製造を可能とする。
【0130】
インクジェットで形成されたカラーフィルタ１８０であっても、フィルムタイプのカラーフィルタ１８０ａ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。
【0131】
たとえば、２５０ｐｐｉ（pitch per inch）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のピッチは、３０μｍ程度となるので、色変換層１８３の厚さは、１５μｍ程度とすることが望ましい。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、５μｍ程度以下とすることが好ましく、３μｍ程度以下とすることがさらに好ましい。
【0132】
カラーフィルタ１８０，１８０ａが形成された後、図１０Ａ等に示した構造体１１９２は、カラーフィルタ１８０，１８０ａとともにダイシングされて画像表示装置が形成される。なお、カラーフィルタ１８０，１８０ａの形成工程は、構造体１１９２のダイシング後に行うようにしてもよい。
【0133】
図１２は、本実施形態に係る画像表示装置を例示する模式的な斜視図である。
図１２に示すように、本実施形態の画像表示装置は、基板１０２上に、多数の発光素子１５０を有する発光回路部１７２が設けられている。図１０Ａ～図１０Ｄに示した導電層１３０は、接続プレート１３０ａを含んでいる。接続プレート１３０ａは、基板１０２上で発光素子１５０のそれぞれに応じて設けられている。発光回路部１７２上には、カラーフィルタ１８０が設けられている。後述する他の実施形態や変形例の場合についても図１２に示した構成と同様の構成を有している。
図１２に示すように、本実施形態の画像表示装置は、基板１０２上に、多数の発光素子１５０を有する発光回路部１７２が設けられている。図１０Ａ～図１０Ｄに示した導電層１３０は、接続プレート１３０ａを含んでいる。接続プレート１３０ａは、基板１０２上で発光素子１５０のそれぞれに応じて設けられている。発光回路部１７２上には、カラーフィルタ１８０が設けられている。後述する他の実施形態や変形例の場合についても図１２に示した構成と同様の構成を有している。
【0134】
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の製造方法では、ウェハ１１００上に半導体層１１５０を結晶成長させ、半導体層１１５０をエッチングすることによって、発光素子１５０が形成される。発光素子１５０を駆動するトランジスタ１０３等を含む回路１０１は、あらかじめウェハ１１００に作り込まれている。そのため、個片化された発光素子を個々に転写するのに比べて、製造工程が著しく短縮される。
本実施形態の画像表示装置１の製造方法では、ウェハ１１００上に半導体層１１５０を結晶成長させ、半導体層１１５０をエッチングすることによって、発光素子１５０が形成される。発光素子１５０を駆動するトランジスタ１０３等を含む回路１０１は、あらかじめウェハ１１００に作り込まれている。そのため、個片化された発光素子を個々に転写するのに比べて、製造工程が著しく短縮される。
【0135】
本実施形態の画像表示装置１の製造方法では、ウェハ１１００の平坦化面１１２Ｆ上に形成した導電層１１３０を単結晶化して、導電層１１３０ａを形成することによって、半導体層１１５０を結晶成長させるためのシードとすることができる。たとえばレーザアニール処理により導電層１１３０の単結晶化することができるので、十分に高い生産性を実現することができる。
【0136】
たとえば、４Ｋ画質の画像表示装置では、サブピクセルの数は２４００万個を超え、８Ｋ画質の画像表示装置の場合には、サブピクセルの数は９９００万個を超える。これだけ大量の発光素子を個々に形成し、回路基板に実装するのでは、膨大な時間を要することとなる。そのため、マイクロＬＥＤによる画像表示装置を現実的なコストで実現することは困難である。また、大量の発光素子を個々に実装したのでは、実装時の接続不良等による歩留りが低下し、さらなるコスト上昇が避けられない。
【0137】
これに対して、本実施形態の画像表示装置１の製造方法では、ウェハ１１００上に形成された導電層１１３０上に半導体層１１５０全体を成膜した後に発光素子１５０を形成するので、発光素子１５０の転写工程を削減することができる。そのため、本実施形態の画像表示装置１の製造方法では、従来の製造方法に対して転写工程の時間を短縮し、工程数を削減することができる。
【0138】
均一な結晶構造を有する半導体層１１５０は、単結晶金属の導電層１１３０ａ上に成長するので、導電層１１３０ａを適切にパターニングすることによって、セルフアライメント的に発光素子１５０を配置することができる。そのため、ウェハ１１００上で発光素子１５０のアライメントをとる必要がなく、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に好適である。
【0139】
ウェハ１１００上で、エッチング等により発光素子１５０を直接形成した後に、発光素子１５０と、発光素子１５０のウェハ１１００内に形成されている回路素子とを、ビア形成により電気的に接続するので、均一な接続構造を実現することができ、歩留りの低下を抑制することができる。
【0140】
本実施形態では、回路１０１が作り込まれたウェハ１１００上に導電層１１３０や半導体層１１５０を形成する工程には、低温のパルスレーザアニーリングや低温スパッタリング技術を用いることができる。これらの成膜技術は、５００℃程度の低温環境とすることができるので、ウェハ１１００やウェハ１１００内部の回路素子等に加えるダメージを最小限にとどめることができ、製品の歩留りを向上させることができる。
【0141】
本実施形態では、発光素子１５０は、トランジスタ１０３等よりも上層に形成される。異なる層に形成された発光素子１５０と、トランジスタ１０３等を含む回路１０１とは、第２層間絶縁膜１５６および第１層間絶縁膜１１２を貫通して形成されたビア１６１ｄによって、相互に接続される。このように技術的に確立した多層配線技術を用いることによって、均一な接続構造を容易に実現することができ、歩留りを向上させることができる。したがって、発光素子等の接続不良による歩留りの低下が抑制される。
【0142】
本実施形態の画像表示装置１では、発光素子１５０は、接続プレート１３０ａ上に形成され、底面１５１Ｂで接続プレート１３０ａに電気的に接続されている。接続プレート１３０ａは、金属材料であり、高い導電性を有している。そのため、発光素子１５０のｎ形半導体層１５１は、低抵抗で他の回路と電気的に接続されることができる。
【0143】
また、下層のｎ形半導体層１５１は、高導電率を有する接続プレート１３０ａを底面１５１Ｂで接続しているので、横方向への接続部を形成する必要がなく、発光素子１５０全体の厚さを薄くすることができる。したがって、第２層間絶縁膜１５６の厚さも薄くすることができ、ビア１６１ｄ，１６１ｋの深さを浅くして、径を小さくすることができる。そのため、ビア１６１ｄ，１６１ｋ形成のためのビアホールの加工精度を実質的に高くすることができる。
【0144】
接続プレート１３０ａは、ＣｕやＨｆ等の光反射性を有する金属材料により形成することができる。接続プレート１３０ａの外周は、平面視で、発光素子１５０を投影したときの発光素子１５０の外周を含むように形成されている。そのため、接続プレート１３０ａは、光反射プレートとしても機能し、発光素子１５０の下方への散乱光等を発光面１５３Ｓ側に反射して、発光素子１５０の発光効率を実質的に向上させることができる。
【0145】
（第２の実施形態）
図１３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。
本実施形態では、ｎ形半導体層２５１が発光面２５１Ｓを提供する点およびトランジスタ２０３の構成が、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１３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。
本実施形態では、ｎ形半導体層２５１が発光面２５１Ｓを提供する点およびトランジスタ２０３の構成が、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。
【0146】
図１３に示すように、本実施形態の画像表示装置のサブピクセル２２０は、トランジスタ２０３と、第１配線層１１０と、第１層間絶縁膜１１２と、導電層１３０と、発光素子２５０と、第２層間絶縁膜１５６と、第２配線層１６０と、ビア（第１ビア）２６１ｄと、を含む。
【0147】
トランジスタ２０３は、基板１０２に形成されている。基板１０２には、発光素子２５０の駆動用のトランジスタ２０３のほか、他のトランジスタやキャパシタ等の回路素子が形成され、配線等によって回路１０１を構成している。たとえば、トランジスタ２０３は、後述する図１４に示された駆動トランジスタ２２６に対応し、この駆動トランジスタ２２６や、そのほか選択トランジスタ２２４、キャパシタ２２８等が回路素子である。以下では、回路１０１は、回路素子が形成された素子形成領域２０４、絶縁層１０５、第１配線層１１０、ビア１１１ｄ，１１１ｓおよび絶縁膜１０８を含むものとする。基板１０２、絶縁層１０５、第１配線層１１０、ビア１１１ｄ，１１１ｓおよび絶縁膜１０８は、上述した他の実施形態の場合と同じ機能を有し、同じ材料で形成される。基板１０２、回路１０１および第１層間絶縁膜１１２等のその他の構成要素を含めて回路基板１００と呼ぶことも上述の他の実施形態の場合と同様である。
【0148】
トランジスタ２０３は、ｎ形半導体領域２０４ｂと、ｐ形半導体領域２０４ｓ，２０４ｄと、ゲート１０７と、を含む。ゲート１０７は、絶縁層１０５を介して、ｎ形半導体領域２０４ｂの上に設けられている。絶縁層１０５は、素子形成領域２０４とゲート１０７とを絶縁するとともに、隣接する他の回路素子から十分分離されるように設けられている。ゲート１０７に電圧が印加されると、ｎ形半導体領域２０４ｂにチャネルが形成され得る。トランジスタ２０３は、ｐチャネルトランジスタであり、たとえばｐチャネルＭＯＳＦＥＴである。
【0149】
素子形成領域２０４は、基板１０２に設けられている。素子形成領域２０４は、基板１０２の表面から基板１０２の深さ方向、すなわちＺ軸の負方向にわたって形成されている。素子形成領域２０４は、ｎ形半導体領域２０４ｂと、ｐ形半導体領域２０４ｓ，２０４ｄと、を含む。ｐ形半導体領域２０４ｓ，２０４ｄは、素子形成領域２０４の表面付近で互いに離隔して設けられている。ｎ形半導体領域２０４ｂは、ｐ形半導体領域２０４ｓ，２０４ｄの周囲を取り囲むように形成されており、ＸＹ平面視でｐ形半導体領域２０４ｓ，２０４ｄの間にも設けられている。ｎ形半導体領域２０４ｂは、ｐ形半導体領域２０４ｓ，２０４ｄのそれぞれの下方にも形成されている。
【0150】
トランジスタ２０３では、ｐ形半導体領域２０４ｓよりも低い電圧がゲート１０７に印加されると、ｎ形半導体領域２０４ｂにチャネルが形成される。ｐ形半導体領域２０４ｓ，２０４ｄ間に流れる電流は、ゲート１０７のｐ形半導体領域２０４ｓに対する電圧によって制御される。
【0151】
導電層１３０は、第１層間絶縁膜１１２の平坦化面１１２Ｆ上に形成されている。導電層１３０は、接続プレート（第１部分）２３０ａと内部配線（第３配線）２３０ｋとを含んでいる。接続プレート２３０ａおよび内部配線２３０ｋは、互いに分離されており、異なる電位とすることができる。内部配線２３０ｋは、たとえば、後述する図１４の回路の接地線４に接続される。接続プレート２３０ａは、発光素子２５０ごとに設けられている。
【0152】
発光素子２５０は、接続プレート２３０ａ上に設けられている。接続プレート２３０ａの外周は、平面視で、接続プレート２３０ａに発光素子２５０を投影したときに発光素子２５０の外周を含むように設定されている。そのため、発光素子２５０の下方への散乱光等を発光面２５１Ｓ側に反射することができ、発光素子２５０の発光効率が実質的に向上されるのは、上述の他の実施形態の場合と同様である。
【0153】
発光素子２５０は、発光面２５１Ｓを含む。発光素子２５０は、上述の他の実施形態の場合と同様に、接続プレート２３０ａ上に底面２５３Ｂを有する角柱状または円柱状の素子である。発光素子２５０において、発光面２５１Ｓは、底面２５３Ｂに対向する面である。底面２５３Ｂは、接続プレート２３０ａに接続されている。
【0154】
発光素子２５０は、ｐ形半導体層２５３と、発光層２５２と、ｎ形半導体層２５１と、を含む。ｐ形半導体層２５３、発光層２５２およびｎ形半導体層２５１は、底面２５３Ｂから発光面２５１Ｓに向かって、この順に積層されている。本実施形態では、発光面２５１Ｓは、ｎ形半導体層２５１によって提供される。
【0155】
発光素子２５０は、図１に示した発光素子１５０と同様のＸＹ平面視の形状を有する。発光素子２５０では、回路素子のレイアウト等に応じて、適切な形状が選定される。
【0156】
発光素子２５０は、上述の他の実施形態の発光素子１５０と同様の発光ダイオードである。
【0157】
第２配線層１６０は、第２層間絶縁膜１５６上に設けられている。第２配線層１６０は、配線２６０ａ，２６０ｋを含んでいる。この例では、配線２６０ａの一部は、接続プレート２３０ａの上方に設けられている。配線２６０ａの他の部分は、ＸＹ平面視で、接続プレート２３０ａの外周よりも外側に設けられている。この例では、配線２６０ｋの一部は、発光面２５１Ｓ上に設けられており、配線２６０ｋの一端で発光面２５１Ｓに接続されている。配線２６０ｋの他の部分は、内部配線２３０ｋの上方に設けられている。
【0158】
ビア（第１ビア）２６１ｄは、第２層間絶縁膜１５６および第１層間絶縁膜１１２を貫通し、配線１１０ｄに達するように設けられている。ビア２６１ｄは、配線２６０ａと接続プレート（第１部分）２３０ａとの間に設けられ、配線２６０ａと接続プレート２３０ａとを電気的に接続する。
【0159】
ビア（第２ビア）２６１ａは、第２層間絶縁膜１５６を貫通し、接続プレート２３０ａに達するように設けられている。ビア２６１ａは、配線（第１配線）２６０ａと接続プレート２３０ａとの間に設けられ、配線２６０ａと接続プレート２３０ａとを電気的に接続する。
【0160】
ｐ形半導体層２５３は、接続プレート２３０ａ、ビア２６１ａ、配線２６０ａおよびビア２６１ｄを介して、配線１１０ｄに電気的に接続されている。配線１１０ｄは、ビア１１１ｄを介して、トランジスタ２０３のドレイン電極であるｐ形半導体領域２０４ｄに電気的に接続されている。
【0161】
ビア（第３ビア）２６１ｋは、第２層間絶縁膜１５６を貫通し、内部配線（第３配線）２３０ｋに達するように設けられている。ビア２６１ｋは、配線（第２配線）２６０ｋと内部配線２３０ｋとの間に設けられ、配線２６０ｋと内部配線２３０ｋとを電気的に接続する。
【0162】
ｎ形半導体層２５１は、配線２６０ｋ、ビア２６１ｋおよび内部配線２３０ｋを介して、たとえば、図１４に示す回路の接地線４に電気的に接続される。
【0163】
上述の他の実施形態の場合と同様に、透光性電極によって、第２配線層１６０と発光面２５１Ｓとを接続してもよい。また、他の実施形態の変形例のように第２層間絶縁膜１５６に代えて、図３Ｂに示した透光性を有する第２層間絶縁膜１５６ａとしてもよい。
【0164】
サブピクセル２２０は、第２層間絶縁膜１５６および第２配線層１６０上に表面樹脂層１７０が設けられ、表面樹脂層１７０上にカラーフィルタ１８０が設けられる。
【0165】
図１４は、本実施形態に係る画像表示装置を例示する模式的なブロック図である。
図１４に示すように、本実施形態の画像表示装置２０１は、表示領域２、行選択回路２０５および信号電圧出力回路２０７を備える。表示領域２には、上述の他の実施形態の場合と同様に、たとえばサブピクセル２２０がＸＹ平面上に格子状に配列されている。
図１４に示すように、本実施形態の画像表示装置２０１は、表示領域２、行選択回路２０５および信号電圧出力回路２０７を備える。表示領域２には、上述の他の実施形態の場合と同様に、たとえばサブピクセル２２０がＸＹ平面上に格子状に配列されている。
【0166】
ピクセル１０は、上述の他の実施形態の場合と同様に、異なる色の光を発光する複数のサブピクセル２２０を含む。サブピクセル２２０Ｒは、赤色の光を発光する。サブピクセル２２０Ｇは、緑色の光を発光する。サブピクセル２２０Ｂは、青色の光を発光する。３種類のサブピクセル２２０Ｒ，２２０Ｇ，２２０Ｂが所望の輝度で発光することによって、１つのピクセル１０の発光色および輝度が決定される。
【0167】
１つのピクセル１０は、３つのサブピクセル２２０Ｒ，２２０Ｇ，２２０Ｂを含んでおり、サブピクセル２２０Ｒ，２２０Ｇ，２２０Ｂは、たとえばこの例のように、Ｘ軸上を直線状に配列されている。各ピクセル１０は、同じ色のサブピクセルが同じ列に配列されていてもよいし、この例のように、列ごとに異なる色のサブピクセルが配列されていてもよい。
【0168】
サブピクセル２２０は、発光素子２２２と、選択トランジスタ２２４と、駆動トランジスタ２２６と、キャパシタ２２８と、を含む。図１４において、選択トランジスタ２２４はＴ１と表示され、駆動トランジスタ２２６はＴ２と表示され、キャパシタ２２８はＣｍと表示されることがある。
【0169】
本実施形態では、発光素子２２２が接地線４側に設けられており、発光素子２２２に直列に接続された駆動トランジスタ２２６は、電源線３側に設けられている。つまり、駆動トランジスタ２２６は、発光素子２２２よりも高電位側に接続されている。駆動トランジスタ２２６は、ｐチャネルのトランジスタである。
【0170】
駆動トランジスタ２２６のゲート電極と信号線２０８との間には、選択トランジスタ２２４が接続されている。キャパシタ２２８は、駆動トランジスタ２２６のゲート電極と電源線３との間に接続されている。
【0171】
信号電圧出力回路２０７は、ｐチャネルのトランジスタである駆動トランジスタ２２６を駆動するために、上述の他の実施形態と異なる極性の信号電圧を、信号線２０８に供給する。
【0172】
本実施形態では、駆動トランジスタ２２６の極性がｐチャネルであることから、信号電圧の極性等が上述の他の実施形態の場合と相違する。すなわち、行選択回路２０５は、ｍ行のサブピクセル２２０の配列から、順次１行を選択するように走査線２０６に選択信号を供給する。信号電圧出力回路２０７は、選択された行の各サブピクセル２２０に必要なアナログ電圧値を有する信号電圧を供給する。選択された行のサブピクセル２２０の駆動トランジスタ２２６は、信号電圧に応じた電流を発光素子２２２に流す。発光素子２２２は、流れた電流に応じた輝度で発光する。
【0173】
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１５Ａ～図１６Ｂは、本実施形態の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
この例では、上述した他の実施形態の図６Ａに関連して説明したウェハ１１００を用いることができる。ただし、本実施形態では、ウェハ１１００内に形成された回路１０１は、素子形成領域２０４およびトランジスタ２０３を含んでいる。以下では、図６Ａの工程の後に、図１５Ａ以降の工程が適用されるものとして説明する。
図１５Ａ～図１６Ｂは、本実施形態の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
この例では、上述した他の実施形態の図６Ａに関連して説明したウェハ１１００を用いることができる。ただし、本実施形態では、ウェハ１１００内に形成された回路１０１は、素子形成領域２０４およびトランジスタ２０３を含んでいる。以下では、図６Ａの工程の後に、図１５Ａ以降の工程が適用されるものとして説明する。
【0174】
図１５Ａに示すように、本実施形態の画像表示装置の製造方法では、ウェハ１１００の平坦化面１１２Ｆ上に導電層１１３０を形成する。導電層１１３０は、パターニングされており、導電部１１３０－１，１１３０－２を含んでいる。導電部１１３０－１，１１３０－２は、分離されている。
【0175】
図１５Ｂに示すように、図１５Ａに示した導電部１１３０－１，１１３０－２は、単結晶化処理が施されて、平坦化面１１２Ｆ上に単結晶化された導電層１１３０ａが形成される。単結晶化された導電層１１３０ａは、分離された導電部１１３０ａ１，１１３０ａ２を含んでいる。導電部１１３０ａ１は、導電部１１３０－１を単結晶化したものであり、導電部１１３０ａ２は、導電部１１３０－２を単結晶化したものである。
【0176】
半導体層１１５０は、導電部１１３０ａ１，１１３０ａ２上にそれぞれ形成される。本実施形態では、半導体層１１５０は、導電層１１３０ａからＺ軸の正方向に向かって、ｐ形半導体層１１５３、発光層１１５２およびｎ形半導体層１１５１の順に形成される。半導体層１１５０は、上述の他の実施形態の場合と同様の成膜技術を用いて形成される。すなわち、半導体層１１５０の形成には、好ましくは、低温スパッタ法が用いられ、その他、蒸着、イオンビームデポジション、ＭＢＥ等の物理気相成長化法が用いられる。
【0177】
導電層１１３０ａの存在しない平坦化面１１２Ｆ上に成長種の材料を含む堆積物が堆積される場合があることについては、上述の他の実施形態の場合と同様である。
【0178】
図１６Ａに示すように、図１５Ｂに示した導電部１１３０ａ１上の半導体層１１５０は、エッチングにより所望の形状に加工され、発光素子２５０が形成される。図１５Ｂに示した導電部１１３０ａ２上の半導体層１１５０は、すべて除去される。図１５Ｂに示した導電部１１３０ａ１は、エッチングにより加工され、接続プレート２３０ａが形成される。図１５Ｂに示した導電部１１３０ａ２は、エッチングにより加工され、内部配線２３０ｋが形成される。
【0179】
図１６Ｂに示すように、第２層間絶縁膜１５６は、平坦化面１１２Ｆ、接続プレート２３０ａ、内部配線２３０ｋおよび発光素子２５０を覆って形成される。導電層１３０の他の部分も第２層間絶縁膜１５６によって覆われる。
【0180】
開口１５８は、第２層間絶縁膜１５６の一部を除去することによって、発光面２５１Ｓを露出するように形成される。発光面２５１Ｓは、好ましくは粗面化されるのは、上述した他の実施形態の場合と同様である。
【0181】
ビア２６１ｄは、第２層間絶縁膜１５６および第１層間絶縁膜１１２を貫通し、配線１１０ｄに達するように形成される。ビア２６１ａは、第２層間絶縁膜１５６を貫通し、接続プレート２３０ａに達するように形成される。ビア２６１ｋは、第２層間絶縁膜１５６を貫通し、内部配線２３０ｋに達するように形成される。
【0182】
配線２６０ａ，２６０ｋを含む第２配線層１６０は、第２層間絶縁膜１５６上に形成される。配線２６０ａは、ビア２６１ｄ，２６１ａに接続される。配線２６０ｋは、ビア２６１ｋに接続される。
【0183】
以降、カラーフィルタ１８０等を設けることによって本実施形態の画像表示装置２０１のサブピクセル２２０が形成される。
【0184】
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、上述の他の実施形態の場合と同様の効果を有する。すなわち、本実施形態の画像表示装置では、個片化された発光素子を個々に転写するのに比べて、製造工程を著しく短縮できる。そのほか、本実施形態の画像表示装置では、トランジスタ２０３の極性をｐチャネルとすることによって、発光面２５１Ｓをｎ形半導体層２５１とする発光素子２５０を駆動する回路を構成することが可能になる。また、導電層１３０の一部を内部配線２３０ｋとすることができる。これらによって、本実施形態の画像表示装置では、回路素子の配置や回路設計上の自由度が向上する等のメリットがある。
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同様の効果を有する。すなわち、本実施形態の画像表示装置では、個片化された発光素子を個々に転写するのに比べて、製造工程を著しく短縮できる。そのほか、本実施形態の画像表示装置では、トランジスタ２０３の極性をｐチャネルとすることによって、発光面２５１Ｓをｎ形半導体層２５１とする発光素子２５０を駆動する回路を構成することが可能になる。また、導電層１３０の一部を内部配線２３０ｋとすることができる。これらによって、本実施形態の画像表示装置では、回路素子の配置や回路設計上の自由度が向上する等のメリットがある。
【0185】
（第３の実施形態）
図１７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。
本実施形態では、導電層１３０上にグラフェン層１４０が設けられ、接続プレート１３０ａと発光素子１５０との間に、グラフェンシート１４０ａが設けられている点で上述した他の実施形態の場合と相違する。上述した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１７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。
本実施形態では、導電層１３０上にグラフェン層１４０が設けられ、接続プレート１３０ａと発光素子１５０との間に、グラフェンシート１４０ａが設けられている点で上述した他の実施形態の場合と相違する。上述した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。
【0186】
図１７に示すように、本実施形態の画像表示装置のサブピクセル３２０は、グラフェン層１４０を含む。グラフェン層１４０は、導電層１３０上に設けられている。グラフェン層１４０は、グラフェンシート（グラフェンを含む層）１４０ａを含んでいる。グラフェンシート１４０ａは、接続プレート１３０ａと発光素子１５０との間に設けられている。グラフェンシート１４０ａは導電性を有しているので、発光素子１５０および接続プレート１３０ａを電気的に接続する。グラフェン層１４０およびグラフェンシート１４０ａは、単層のグラフェンが数層から１０層程度、積層された層状体である。
【0187】
グラフェンシート１４０ａは、ＸＹ平面視で、発光素子１５０の外周にほぼ一致する外周を有する。
【0188】
本実施形態では、発光素子１５０は、第１の実施形態の場合と同様に構成されている。すなわち、ｎ形半導体層１５１、発光層１５２およびｐ形半導体層１５３は、底面１５１Ｂから発光面１５３Ｓに向かって、この順に積層されている。
【0189】
底面１５１Ｂは、ｎ形半導体層１５１であり、ｎ形半導体層１５１は、グラフェンシート１４０ａを介して、接続プレート１３０ａに電気的に接続されている。この例では、発光面１５３Ｓは粗面化されているが、粗面化を省略することもできる。
【0190】
トランジスタ１０３等を含む回路基板１００、第２層間絶縁膜１５６、ビア１６１ｄ，１６１ｋ、第２配線層１６０およびカラーフィルタ１８０の構成については、第１の実施形態の場合と同様であり、詳細な説明を省略する。
【0191】
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１８Ａ～図１９Ｂは、本実施形態の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
本実施形態では、図６Ｂに関連して説明した工程の後に図１８Ａに示す工程が実行されるものとして説明する。
図１８Ａに示すように、グラフェン層（グラフェンを含む層）１１４０は、パターニングされ、導電層１１３０ａ上にわたって形成される。導電層１１３０ａは、図６Ｂに示した導電層１１３０を、アニーリング処理により単結晶化することによって形成されている。グラフェン層１１４０は、たとえばパルススパッタ等の低温プロセス手段によって形成される。
図１８Ａ～図１９Ｂは、本実施形態の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
本実施形態では、図６Ｂに関連して説明した工程の後に図１８Ａに示す工程が実行されるものとして説明する。
図１８Ａに示すように、グラフェン層（グラフェンを含む層）１１４０は、パターニングされ、導電層１１３０ａ上にわたって形成される。導電層１１３０ａは、図６Ｂに示した導電層１１３０を、アニーリング処理により単結晶化することによって形成されている。グラフェン層１１４０は、たとえばパルススパッタ等の低温プロセス手段によって形成される。
【0192】
図１８Ｂに示すように、半導体層１１５０は、グラフェン層１１４０上にわたって形成される。本実施形態では、半導体層１１５０は、導電層１１３０ａおよびグラフェン層１１４０の側からＺ軸の正方向に向かってｎ形半導体層１１５１、発光層１１５２およびｐ形半導体層１１５３の順に形成される。
【0193】
半導体層１１５０の形成には、他の実施形態の場合と同様に、蒸着、イオンビームデポジション、ＭＢＥやスパッタ等の物理気相成長化法が用いられ、好ましくは、低温スパッタ法が用いられる。グラフェン層１１４０上にＧａＮの半導体層１１５０を成長させることによって、グラフェン層１１４０上にわたって、発光層１１５２を含む単結晶化された半導体層１１５０が形成される（非特許文献１、２等参照）。
【0194】
パルススパッタ法を用いてＧａＮを結晶成長させた場合、グラフェンの層上でＧａＮの結晶成長が促進されることが知られている。本実施形態では、単結晶金属層の導電層１１３０ａ上にわたって成長させたグラフェン層１１４０を介して、半導体層１１５０を成膜するので、より安定して高品質なＧａＮ結晶を有する半導体層１１５０を形成することができる。
【0195】
また、本実施形態では、導電層１３０および接続プレート１３０ａは、単結晶金属層により形成されているので、低抵抗で半導体層１１５０と電気的に接続することができる。
【0196】
図１９Ａに示すように、図１８Ｂに示した導電層１１３０ａは、エッチングにより導電層１３０に成形され、所望の形状の接続プレート１３０ａが形成される。半導体層１１５０は、ＲＩＥ等によって、必要な形状に成形され、発光素子１５０が形成される。このとき、図１８Ｂに示したグラフェン層１１４０は、オーバーエッチングされて、発光素子１５０の外周形状に応じた外周形状を有するグラフェンシート１４０ａに成形される。
【0197】
図１９Ｂに示すように、第２層間絶縁膜１５６は、平坦化面１１２Ｆ、接続プレート１３０ａを含む導電層１３０、グラフェンシート１４０ａおよび発光素子１５０を覆って、形成される。その後、第１の実施形態の場合と同様に、開口１５８、ビア１６１ｋ，１６１ｄ、第２配線層１６０および透光性電極１５９ｋ，１５９ａが形成される。
【0198】
以降、他の実施形態の場合と同様に、カラーフィルタが形成される。
【0199】
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、上述の他の実施形態の場合と同様の効果を奏する。すなわち、本実施形態の画像表示装置では、個片化された発光素子を個々に転写するのに比べて、製造工程を著しく短縮できる。本実施形態では、そのほか、次のような効果をさらに有する。すなわち、本実施形態では、発光素子１５０は、単結晶金属の接続プレート１３０ａ上に形成されたグラフェンシート１４０ａを介して形成される。そのため、本実施形態の画像表示装置は、より高品質な結晶構造を有する発光素子１５０を得ることができる。したがって、画像表示装置の歩留りを向上させることができる。
本実施形態では、上述の他の実施形態の場合と同様の効果を奏する。すなわち、本実施形態の画像表示装置では、個片化された発光素子を個々に転写するのに比べて、製造工程を著しく短縮できる。本実施形態では、そのほか、次のような効果をさらに有する。すなわち、本実施形態では、発光素子１５０は、単結晶金属の接続プレート１３０ａ上に形成されたグラフェンシート１４０ａを介して形成される。そのため、本実施形態の画像表示装置は、より高品質な結晶構造を有する発光素子１５０を得ることができる。したがって、画像表示装置の歩留りを向上させることができる。
【0200】
グラフェンシート１４０ａを含むグラフェン層１４０を追加した態様は、本実施形態に限らず、上述した第１の実施形態の変形例および第２の実施形態にも適用することができ、後述する他の実施形態にも適用することができる。
【0201】
（第４の実施形態）
図２０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。
本実施形態では、接続プレート４３０ａを内部配線に用いる点で、上述の他の実施形態の場合と相違する。ｎ形半導体層２５１を発光面２５１Ｓとする発光素子２５０を、ｎ形のトランジスタ１０３で駆動する点で、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。
図２０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。
本実施形態では、接続プレート４３０ａを内部配線に用いる点で、上述の他の実施形態の場合と相違する。ｎ形半導体層２５１を発光面２５１Ｓとする発光素子２５０を、ｎ形のトランジスタ１０３で駆動する点で、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。
【0202】
図２０に示すように、本実施形態の画像表示装置のサブピクセル４２０は、トランジスタ１０３と、第１配線層１１０と、第１層間絶縁膜１１２と、導電層１３０と、発光素子２５０と、第２層間絶縁膜１５６と、第２配線層１６０と、ビア４６１ｋと、を含む。トランジスタ１０３は、ｎチャネルのトランジスタである。発光素子２５０は、ｎ形半導体層２５１による発光面２５１Ｓを提供する。発光素子２５０の底面２５３Ｂは、接続プレート４３０ａ上に設けられており、ｐ形半導体層２５３は、接続プレート４３０ａに電気的に接続されている。
【0203】
接続プレート４３０ａは、第１の実施形態の場合と同様に設けられている。すなわち、接続プレート４３０ａは、発光素子２５０の直下に設けられており、接続プレート４３０ａの外周は、ＸＹ平面視で、発光素子２５０を接続プレート４３０ａに投影したときに、発光素子２５０の外周を含むように設定されている。そのため、接続プレート４３０ａは、光反射プレートとしても機能し、発光素子２５０の実質的な発光効率を向上させる。
【0204】
本実施形態では、ｎチャネルのトランジスタ１０３で発光素子２５０を駆動する回路構成となり、たとえば図４に示した回路が適用される。接続プレート４３０ａは、内部配線として利用され、この回路例の電源線３に電気的に接続される。
【0205】
第２層間絶縁膜１５６は、上述の他の実施形態の場合と同様とすることができる。ビア４６１ｋは、第２層間絶縁膜１５６および第１層間絶縁膜１１２を貫通し、配線１１０ｄに達するように設けられる。第２配線層１６０は、配線４６０ｋを含んでおり、ビア４６１ｋは、配線４６０ｋと配線１１０ｄとの間に設けられ、配線４６０ｋと配線１１０ｄとを電気的に接続する。透光性電極４５９ｋは、配線４６０ｋ上にわたって設けられ、また、発光面２５１Ｓ上にわたって設けられる。透光性電極４５９ｋは、配線４６０ｋと発光面２５１Ｓとの間にも設けられており、配線４６０ｋと発光面２５１Ｓとを電気的に接続する。
【0206】
上述の他の実施形態の場合と同様に、カラーフィルタ１８０等がさらに設けられる。
【0207】
本実施形態の画像表示装置では、パターニングされた導電層１３０が接続プレート４３０ａを含み、接続プレート４３０ａが外部回路と接続されることを可能にする他は、上述の他の実施形態と同様の製造方法を用いて製造することができる。したがって、製造方法の詳細については、詳細な説明を省略する。
【0208】
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によれば、上述の他の実施形態の場合と同様の効果を有する。本実施形態では、接続プレート４３０ａを内部配線として用いることによって、発光素子２５０をｎチャネルのトランジスタ１０３で駆動する回路構成とすることができ、回路配置等のバリエーションを広げて、柔軟な回路設計が可能になる。
本実施形態の画像表示装置によれば、上述の他の実施形態の場合と同様の効果を有する。本実施形態では、接続プレート４３０ａを内部配線として用いることによって、発光素子２５０をｎチャネルのトランジスタ１０３で駆動する回路構成とすることができ、回路配置等のバリエーションを広げて、柔軟な回路設計が可能になる。
【0209】
（第５の実施形態）
図２１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。 本実施形態の画像表示装置は、第１配線層１１０と接続プレート５３０ａとを、ビアに代えてプラグ５１６ａによって接続する点で、上述の他の実施形態の場合と相違する。この例では、発光面２５１Ｓがｎ形半導体層２５１である発光素子２５０をｐチャネルのトランジスタ２０３で駆動する。上述した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２１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。 本実施形態の画像表示装置は、第１配線層１１０と接続プレート５３０ａとを、ビアに代えてプラグ５１６ａによって接続する点で、上述の他の実施形態の場合と相違する。この例では、発光面２５１Ｓがｎ形半導体層２５１である発光素子２５０をｐチャネルのトランジスタ２０３で駆動する。上述した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。
【0210】
図２１に示すように、本実施形態の画像表示装置は、サブピクセル５２０を備える。サブピクセル５２０は、トランジスタ２０３と、第１配線層１１０と、第１層間絶縁膜１１２と、プラグ５１６ａと、接続プレート５３０ａを含む導電層１３０と、発光素子２５０と、第２層間絶縁膜１５６と、ビア５６１ｓと、第２配線層１６０と、を含む。
【0211】
プラグ５１６ａは、配線（第４配線）１１０ｄと接続プレート（第１部分）５３０ａとの間に設けられており、配線１１０ｄと接続プレート５３０ａとを電気的に接続する。プラグ５１６ａの側面は、第１層間絶縁膜１１２に覆われている。プラグ５１６ａが接続プレート５３０ａに接続する面は、平坦化面１１２Ｆとほぼ同一の平面とされている。つまり、プラグ５１６ａは、第１層間絶縁膜１１２に埋設されるように設けられており、平坦化面１１２Ｆとほぼ同一の平面で接続プレート５３０ａに接続されている。
【0212】
導電層１３０は、接続プレート５３０ａを含んでいる。発光素子２５０は、接続プレート５３０ａ上に設けられている。接続プレート５３０ａは、発光素子２５０ごとに設けられている。接続プレート５３０ａは、隣接する接続プレートに接続されていてもよいし、分離されていてもよい。接続プレート５３０ａの外周は、ＸＹ平面視で、発光素子２５０を接続プレート５３０ａに投影したときに、発光素子２５０の外周を含むように設定されている。
【0213】
発光素子２５０のｐ形半導体層２５３は、底面２５３Ｂで接続プレート５３０ａに接続されている。つまり、ｐ形半導体層２５３は、接続プレート５３０ａ、プラグ５１６ａ、配線１１０ｄおよびビア１１１ｄを介して、トランジスタ２０３のドレイン電極に対応するｐ形半導体領域２０４ｄに電気的に接続されている。
【0214】
第２層間絶縁膜１５６は、平坦化面１１２Ｆ、接続プレート５３０ａを含む導電層１３０および発光素子２５０を覆うように設けられている。
【0215】
第２層間絶縁膜１５６上に設けられた第２配線層１６０は、配線５６０ｋ，５６０ｓを含む。配線５６０ｋは、たとえば図１４の回路の接地線４に接続される。配線５６０ｓは、たとえば図１４の回路の電源線３に接続される。
【0216】
ビア（第１ビア）５６１ｓは、第２層間絶縁膜１５６および第１層間絶縁膜１１２を貫通し、配線１１０ｓに達するように設けられている。ビア５６１ｓは、配線５６０ｓと配線１１０ｓとの間に設けられており、配線５６０ｓと配線１１０ｓとを電気的に接続する。
【0217】
発光面２５１Ｓは、第２層間絶縁膜１５６の一部を除去することによって形成された開口１５８から露出されており、発光面２５１Ｓ上にわたって透光性電極５５９ｋが設けられている。透光性電極５５９ｋは、配線５６０ｋ上にわたって設けられ、発光面２５１Ｓと配線５６０ｋとの間にも設けられている。透光性電極５５９ｋは、発光面２５１Ｓと配線５６０ｋとを電気的に接続する。
【0218】
透光性電極５５９ｓは、配線５６０ｓ上にわたって設けられている。透光性電極５５９ｓは、配線５６０ｓとともに、たとえば図１４の回路の電源線３に接続される。
【0219】
透光性電極５５９ｋに代えて、配線の一端を直接発光面２５１Ｓに接続するようにしてもよい。また、第２配線層１６０に代えて透光性電極５５９ｋ，５５９ｓを含む透光性導電膜としてもよく、透光性電極５５９ｋおよび透光性電極５５９ｓによって、図１４の回路の接地線４および電源線３へそれぞれ接続をするようにしてもよい。
【0220】
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２４Ｂは、本実施形態の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
この例では、上述した他の実施形態の図６Ａに関連して説明したウェハ１１００を用いることができる。以下では、図６Ａの工程の後に、図２２Ａ以降の工程が適用されるものとして説明する。
図２２Ａに示すように、準備されたウェハ１１００の第１層間絶縁膜１１２にコンタクトホールｈ１が形成される。コンタクトホールｈ１は、ＸＹ平面視で、配線１１０ｄの設けられている位置に形成される。コンタクトホールｈ１は、配線１１０ｄに達するように形成される。コンタクトホールｈ１は、配線１１０ｄの表面から、配線１１０ｄの厚さ方向にさらに深く形成されてもよい。
図２２Ａ～図２４Ｂは、本実施形態の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
この例では、上述した他の実施形態の図６Ａに関連して説明したウェハ１１００を用いることができる。以下では、図６Ａの工程の後に、図２２Ａ以降の工程が適用されるものとして説明する。
図２２Ａに示すように、準備されたウェハ１１００の第１層間絶縁膜１１２にコンタクトホールｈ１が形成される。コンタクトホールｈ１は、ＸＹ平面視で、配線１１０ｄの設けられている位置に形成される。コンタクトホールｈ１は、配線１１０ｄに達するように形成される。コンタクトホールｈ１は、配線１１０ｄの表面から、配線１１０ｄの厚さ方向にさらに深く形成されてもよい。
【0221】
図２２Ｂに示すように、第１層間絶縁膜１１２の平坦化面１１２Ｆ、コンタクトホールｈ１およびコンタクトホールｈ１から露出された配線１１０ｄにわたって、メタル層１１１６が形成される。メタル層１１１６を形成する材料は、図２２Ａに示したコンタクトホールｈ１にも充填されて、プラグ１１１６ａが形成される。
【0222】
図２３Ａに示すように、メタル層１１１６は、平坦化面１１２Ｆが露出するまで、たとえば、化学的機械研磨（Chemical Mechanical Polishing、ＣＭＰ）等によって研磨される。平坦化面１１２Ｆは、図２２Ａに示した初期の平坦化面１１２Ｆに一致する必要はないが、以下では、初期の平坦化面１１２Ｆが露出されたものとして説明する。
【0223】
図２３Ａでは、研磨によって露出されたプラグ５１６ａの面５１６Ｓは、平坦化面１１２ＦからＺ軸の正方向に突出せず、Ｚ軸の負方向に凹部を形成することなく、平坦化面１１２Ｆとほぼ同一の平面をなしている。
【0224】
図２３Ｂに示すように、パターニングされた導電層１１３０が平坦化面１１２Ｆおよびプラグ５１６ａの面５１６Ｓ上にわたって形成される。このときに、導電層１１３０は、プラグ５１６ａと電気的に接続される。
【0225】
図２４Ａに示すように、図２３Ｂに示した導電層１１３０は、レーザアニーリング等によって単結晶化された導電層１１３０ａとされる。半導体層１１５０は、単結晶化された導電層１１３０ａ上に形成される。この例では、半導体層１１５０は、導電層１１３０ａ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の順に形成される。
【0226】
図２４Ｂに示すように、図２４Ａに示した半導体層１１５０は、エッチングにより加工されて所望の形状の発光素子２５０が形成される。図２４Ａに示した導電層１１３０ａは、エッチングされて、接続プレート５３０ａを含む導電層１３０が形成される。以降、他の実施形態の場合と同様に、図２１に示した第２層間絶縁膜１５６、開口１５８、ビア５６１ｓ、第２配線層１６０、透光性電極５５９ｋ，５５９ｓおよびカラーフィルタ１８０が形成され、サブピクセル５２０が形成される。
【0227】
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、上述の他の実施形態の場合と同様の効果を有する。すなわち、本実施形態の画像表示装置では、個片化された発光素子を個々に転写するのに比べて、製造工程を著しく短縮できる。そのほか、本実施形態の画像表示装置では、サブピクセル５２０の構成において、ビアに代えてプラグ５１６ａによって、発光素子２５０よりも下層に形成されているトランジスタ２０３等の回路素子と電気的に接続する。これによって、サブピクセル５２０の構造がより簡素になり、製造工程をより簡素なものとすることができ、歩留りの向上が期待できる。
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同様の効果を有する。すなわち、本実施形態の画像表示装置では、個片化された発光素子を個々に転写するのに比べて、製造工程を著しく短縮できる。そのほか、本実施形態の画像表示装置では、サブピクセル５２０の構成において、ビアに代えてプラグ５１６ａによって、発光素子２５０よりも下層に形成されているトランジスタ２０３等の回路素子と電気的に接続する。これによって、サブピクセル５２０の構造がより簡素になり、製造工程をより簡素なものとすることができ、歩留りの向上が期待できる。
【0228】
（第６の実施形態）
図２５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。
本実施形態では、発光層６５２を含む単一の半導体層６５０に、複数の発光面６５３Ｓ１，６５３Ｓ２を形成することによって、より高い発光効率の画像表示装置を実現する。以下の説明では、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。
図２５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。
本実施形態では、発光層６５２を含む単一の半導体層６５０に、複数の発光面６５３Ｓ１，６５３Ｓ２を形成することによって、より高い発光効率の画像表示装置を実現する。以下の説明では、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。
【0229】
図２５に示すように、本実施形態の画像表示装置は、サブピクセル群６２０を備える。サブピクセル群６２０は、トランジスタ（複数のトランジスタ）２０３－１，２０３－２と、第１配線層１１０と、第１層間絶縁膜１１２と、導電層１３０と、半導体層６５０と、第２層間絶縁膜１５６と、第２配線層１６０と、ビア６６１ｄ１，６６１ｄ２と、を含む。導電層１３０は、接続プレート６３０ａを含んでいる。接続プレート（第２部分）６３０ａは、平坦化面１１２Ｆ上に設けられている。半導体層６５０は、接続プレート６３０ａ上に設けられている。本実施形態および後述する変形例の各断面図においては、表示の煩雑さを回避するため、導電層１３０の符号は、接続プレート６３０ａの符号と並べて表記するものとする。
【0230】
本実施形態では、導電層１３０および接続プレート６３０ａは、たとえば、図１４の回路の接地線４に接続される。ｐチャネルのトランジスタ２０３－１，２０３－２をオンすることによって、導電層１３０および接続プレート６３０ａを介して、半導体層６５０の一方から電子が注入される。ｐチャネルのトランジスタ２０３－１，２０３－２をオンすることによって、第１配線層１１０および第２配線層１６０を介して半導体層６５０の他方から正孔が注入される。半導体層６５０は、正孔および電子を注入され、正孔および電子の結合によって発光層６５２を発光させる。
【0231】
発光層６５２を駆動するための駆動回路は、たとえば図１４に示した回路構成が適用される。半導体層のｎ形半導体層とｐ形半導体層を上下入れ替えて、ｎチャネルのトランジスタで半導体層を駆動する構成とすることもできる。その場合には、駆動回路は、たとえば、図４の回路構成が適用される。
【0232】
サブピクセル群６２０の構成について詳細に説明する。
トランジスタ２０３－１，２０３－２は、基板１０２に形成されている。トランジスタ２０３－１は、素子形成領域２０４－１、ゲート１０７－１およびビア１１１ｓ１，１１１ｄ１を含んでいる。トランジスタ２０３－２は、素子形成領域２０４－２、ゲート１０７－２およびビア１１１ｓ２，１１１ｄ２を含んでいる。
トランジスタ２０３－１，２０３－２は、基板１０２に形成されている。トランジスタ２０３－１は、素子形成領域２０４－１、ゲート１０７－１およびビア１１１ｓ１，１１１ｄ１を含んでいる。トランジスタ２０３－２は、素子形成領域２０４－２、ゲート１０７－２およびビア１１１ｓ２，１１１ｄ２を含んでいる。
【0233】
この例では、素子形成領域２０４－１，２０４－２は、ｎ形の半導体領域である。素子形成領域２０４－１，２０４－２は、基板１０２内でＸ軸方向に離隔して形成されている。素子形成領域２０４－１，２０４－２のｎ形の半導体領域はチャネル領域をそれぞれ含んでいる。素子形成領域２０４－１には、２つのｐ形の半導体領域が離隔して形成されている。素子形成領域２０４－１内に形成された２つのｐ形の半導体領域は、トランジスタ２０３－１のソース領域およびドレイン領域を含んでいる。素子形成領域２０４－２には、２つのｐ形の半導体領域が離隔して形成されている。素子形成領域２０４－２内に形成された２つのｐ形の半導体領域は、トランジスタ２０３－２のソース領域およびドレイン領域を含んでいる。
【0234】
素子形成領域２０４－１，２０４－２および基板１０２上には、絶縁層１０５が設けられ、ゲート１０７－１，１０７－２は、絶縁層１０５を介して、素子形成領域２０４－１，２０４－２上にそれぞれ設けられている。トランジスタ２０３－１，２０３－２は、ｐチャネルＭＯＳＦＥＴである。トランジスタ２０３－１，２０３－２は、上述した第２、第５の実施形態の場合のトランジスタ２０３と同様の構成を有しているので、これ以上の詳細な説明を省略する。
【0235】
絶縁層１０５およびゲート１０７－１，１０７－２上には、絶縁膜１０８が設けられている。第１配線層１１０は、絶縁膜１０８上に設けられている。
【0236】
トランジスタ２０３－１の２つのｐ形の半導体領域と第１配線層１１０との間には、ビア１１１ｓ１，１１１ｄ１がそれぞれ設けられている。トランジスタ２０３－２の２つのｐ形の半導体領域と第１配線層１１０との間には、ビア１１１ｓ２，１１１ｄ２がそれぞれ設けられている。
【0237】
第１配線層１１０は、配線６１０ｓ，６１０ｄ１，６１０ｄ２を含む。ビア１１１ｓ１は、トランジスタ２０３－１のソース領域に対応するｐ形の半導体領域と配線６１０ｓとの間に設けられ、このｐ形の半導体領域と配線６１０ｓとを電気的に接続する。ビア１１１ｓ２は、トランジスタ２０３－２のソース領域に対応するｐ形の半導体領域と配線６１０ｓとの間に設けられ、このｐ形半導体領域と配線６１０ｓとを電気的に接続する。配線６１０ｓは、たとえば図１４の回路の電源線３に接続される。
【0238】
ビア１１１ｄ１は、トランジスタ２０３－１のドレイン領域に対応するｐ形半導体領域と配線６１０ｄ１との間に設けられ、このｐ形の半導体領域と配線６１０ｄ１とを電気的に接続する。ビア１１１ｄ２は、トランジスタ２０３－２のドレイン領域に対応するｐ形の半導体領域と配線６１０ｄ２との間に設けられ、このｐ形の半導体領域と配線６１０ｄ２とを電気的に接続する。
【0239】
第１層間絶縁膜（第１絶縁膜）１１２は、絶縁膜１０８および第１配線層１１０を覆っている。導電層１３０は、第１層間絶縁膜１１２の平坦化面１１２Ｆ上に設けられている。
【0240】
導電層１３０は、接続プレート６３０ａを含んでいる。半導体層６５０は、接続プレート６３０ａ上に設けられている。半導体層６５０は、発光面６５３Ｓ１，６５３Ｓ２を含む面とこの面に対向する底面６５１Ｂとを含んでおり、底面６５１Ｂで接続プレート６３０ａに接続されている。接続プレート６３０ａは、たとえば図１４の回路の接地線４に接続されている。単一の半導体層６５０は、Ｘ軸方向に沿って配置された２つの駆動用のトランジスタ２０３－１，２０３－２の間に設けられている。
【0241】
半導体層６５０は、ｎ形半導体層６５１と、発光層６５２と、ｐ形半導体層６５３と、を含む。半導体層６５０は、平坦化面１１２Ｆから発光面６５３Ｓ１，６５３Ｓ２に向かって、ｎ形半導体層６５１、発光層６５２およびｐ形半導体層６５３の順に積層されている。底面６５１Ｂは、ｎ形半導体層６５１の面であり、接続プレート６３０ａは、ｎ形半導体層６５１と電気的に接続されている。
【0242】
接続プレート（第２部分）６３０ａの外周は、ＸＹ平面視で、半導体層６５０を接続プレート６３０ａに投影したときに、半導体層６５０の外周を含むように設定されている。接続プレート６３０ａは、半導体層６５０の下方への散乱光を発光面６５３Ｓ１，６５３Ｓ２の側に反射して、半導体層６５０の実質的な発光効率を向上する。また、接続プレート６３０ａは、下方への散乱光を反射して、トランジスタ２０３－１，２０３－２を含む回路素子への光の到達を抑制して、回路素子の誤動作を防止する。
【0243】
第２層間絶縁膜（第２絶縁膜）１５６は、平坦化面１１２Ｆ、接続プレート６３０ａを含む導電層１３０および半導体層６５０を覆っている。発光面６５３Ｓ１は、開口６５８－１によって、第２層間絶縁膜１５６から露出されている。発光面６５３Ｓ２は、開口６５８－２によって、第２層間絶縁膜１５６から露出されている。第２層間絶縁膜１５６は、上述の他の実施形態の場合と同様に、好ましくは白色樹脂によって形成されている。
【0244】
ビア６６１ｄ１は、第２層間絶縁膜１５６および第１層間絶縁膜１１２を貫通し、配線６１０ｄ１に達するように設けられている。ビア６６１ｄ２は、第２層間絶縁膜１５６および第１層間絶縁膜１１２を貫通し、配線６１０ｄ２に達するように設けられている。
【0245】
第２配線層１６０は、第２層間絶縁膜１５６上に設けられている。第２配線層１６０は、配線６６０ａ１，６６０ａ２を含む。
【0246】
ビア６６１ｄ１は、配線６６０ａ１と配線６１０ｄ１との間に設けられ、配線６６０ａ１と配線６１０ｄ１とを電気的に接続する。ビア６６１ｄ２は、配線６６０ａ２と配線６１０ｄ２との間に設けられ、配線６６０ａ２と配線６１０ｄ２とを電気的に接続する。
【0247】
透光性電極６５９ａ１は、発光面６５３Ｓ１上にわたって設けられている。透光性電極６５９ａ１は、配線６６０ａ１上にわたって設けられている。透光性電極６５９ａ１は、発光面６５３Ｓ１と配線６６０ａ１との間に設けられており、発光面６５３Ｓ１と配線６６０ａ１とを電気的に接続する。透光性電極６５９ａ２は、発光面６５３Ｓ２上にわたって設けられている。透光性電極６５９ａ２は、配線６６０ａ２上にわたって設けられている。透光性電極６５９ａ２は、発光面６５３Ｓ２と配線６６０ａ２との間に設けられており、発光面６５３Ｓ２と配線６６０ａ２とを電気的に接続する。
【0248】
開口６５８－１，６５８－２は、発光面６５３Ｓ１，６５３Ｓ２に対応する位置にそれぞれ形成される。発光面６５３Ｓ１，６５３Ｓ２は、ｐ形半導体層６５３上の離隔した位置に形成される。発光面６５３Ｓ１は、トランジスタ２０３－１により近い位置に設けられる。発光面６５３Ｓ２は、トランジスタ２０３－２により近い位置に設けられる。
【0249】
開口６５８－１，６５８－２は、ＸＹ平面視で、たとえば正方形または長方形状である。方形に限らず、円形、楕円形あるいは六角形等の多角形であってもよい。発光面６５３Ｓ１，６５３Ｓ２もＸＹ平面視で、正方形や長方形、その他の多角形や円形等であってもよい。発光面６５３Ｓ１，６５３Ｓ２の形状は、開口６５８－１，６５８－２の形状と相似であってもよいし、異なる形状としてもよい。
【0250】
上述したように、開口６５８－１によって第２層間絶縁膜１５６から露出されている発光面６５３Ｓ１には、透光性電極６５９ａ１が接続されている。開口６５８－２によって第２層間絶縁膜１５６から露出されている発光面６５３Ｓ２には、透光性電極６５９ａ２が接続されている。そのため、透光性電極６５９ａ１，６５９ａ２から供給された正孔は、発光面６５３Ｓ１，６５３Ｓ２からｐ形半導体層６５３に注入される。一方、ｎ形半導体層６５１には、図１４に示した接地線４に接続された接続プレート６３０ａを介して、電子が注入される。
【0251】
トランジスタ２０３－１，２０３－２は、隣接するサブピクセルの駆動トランジスタであり、順次駆動される。したがって、２つのトランジスタ２０３－１，２０３－２のいずれか一方から注入された正孔が発光層６５２に注入され、接続プレート６３０ａから注入された電子が発光層６５２に注入されて、発光する。
【0252】
本実施形態では、ドリフト電流は、ｎ形半導体層６５１およびｐ形半導体層６５３の抵抗分によって、ＸＹ平面に平行な方向な成分が抑制される。そのため、発光面６５３Ｓ１，６５３Ｓ２から注入された正孔や、接続プレート６３０ａから注入された電子は、いずれも半導体層６５０の積層方向に沿って進行する。発光面６５３Ｓ１，６５３Ｓ２によりも外側が発光源となることはほとんどないので、トランジスタ２０３－１，２０３－２によって、１つの半導体層６５０に設けられた複数の発光面６５３Ｓ１，６５３Ｓ２を、それぞれ選択的に発光させることができる。
【0253】
このように、半導体層６５０における発光源は、発光面６５３Ｓ１，６５３Ｓ２の配置によってほとんど決定される。
【0254】
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２６Ａ～図２７Ｂは、本実施形態の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
図２６Ａに示すように、ウェハ６１００が準備される。ウェハ６１００は、基板１０２、回路１０１および第１層間絶縁膜１１２を含んでいる。この例では、回路１０１は、複数の素子形成領域２０４－１，２０４－２を含んでいる。回路１０１は、第１層間絶縁膜１１２によって覆われている。導電層１１３０は、平坦化面１１２Ｆ上に形成される。
図２６Ａ～図２７Ｂは、本実施形態の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
図２６Ａに示すように、ウェハ６１００が準備される。ウェハ６１００は、基板１０２、回路１０１および第１層間絶縁膜１１２を含んでいる。この例では、回路１０１は、複数の素子形成領域２０４－１，２０４－２を含んでいる。回路１０１は、第１層間絶縁膜１１２によって覆われている。導電層１１３０は、平坦化面１１２Ｆ上に形成される。
【0255】
図２６Ｂに示すように、図２６Ａに示した導電層１１３０は、レーザアニーリング等によって、単結晶化された導電層１１３０ａが形成される。半導体層１１５０は、単結晶化された導電層１１３０ａ上に形成される。導電層１１３０ａおよび半導体層１１５０の形成については、上述した他の実施形態の場合と同様の技術を適用することができる。
【0256】
図２７Ａに示すように、図２６Ｂに示した半導体層１１５０は、エッチングにより加工され、半導体層６５０が形成される。図２６Ｂに示した単結晶化された導電層１１３０ａは、エッチングにより加工され、接続プレート６３０ａを含む導電層１３０が形成される。接続プレート６３０ａの外周は、半導体層６５０を接続プレート６３０ａに投影したときに、半導体層６５０の外周を含むように設定され、加工される。
【0257】
図２７Ｂに示すように、第２層間絶縁膜１５６は、平坦化面１１２Ｆ、接続プレート６３０ａを含む導電層１３０および半導体層６５０を覆うように形成される。第２層間絶縁膜１５６および第１層間絶縁膜１１２を貫通して配線６１０ｄ１に達するようにビア６６１ｄ１が形成される。第２層間絶縁膜１５６および第１層間絶縁膜１１２を貫通して配線６１０ｄ２に達するようにビア６６１ｄ２が形成される。第２層間絶縁膜１５６の一部を除去して、開口６５８－１，６５８－２を形成し、発光面６５３Ｓ１，６５３Ｓ２を第２層間絶縁膜１５６から露出させる。
【0258】
配線６６０ａ１，６６０ａ２を含む第２配線層１６０は、第２層間絶縁膜１５６上に形成され、配線６６０ａ１，６６０ａ２は、ビア６６１ｄ１，６６１ｄ２にそれぞれ接続される。透光性電極６５９ａ１は、発光面６５３Ｓ１上にわたって形成されるとともに、配線６６０ａ１上にわたって形成され、発光面６５３Ｓ１と配線６６０ａ１との間で発光面６５３Ｓ１と配線６６０ａ１とを接続する。透光性電極６５９ａ２は、発光面６５３Ｓ２上にわたって形成されるとともに、配線６６０ａ２上にわたって形成され、発光面６５３Ｓ２と配線６６０ａ２との間で発光面６５３Ｓ２と配線６６０ａ２とを接続する。
【0259】
以降、カラーフィルタ１８０を設けることによって、本実施形態の画像表示装置のサブピクセル群６２０が形成される。
【0260】
本実施例では、１つの半導体層６５０に２つの発光面６５３Ｓ１，６５３Ｓ２を設けたが、発光面の数は２つに制限されることはなく、３つあるいはそれ以上の発光面を１つの半導体層６５０に設けることも可能である。一例として、１列あるいは２列分のサブピクセルを、単一の半導体層６５０で実現してもよい。これによって後述するように、発光面１つあたりの発光に寄与しない再結合電流を削減するとともに、より微細な発光素子を実現する効果を増大させることができる。
【0261】
（第１変形例）
図２８は、本変形例に係る画像表示装置の一部を例示する模式的断面図である。
本変形例では、第１配線層１１０の配線６１０ｋと、接続プレート６３０ａとをプラグ６１６ｋで接続する点で、第６の実施形態の場合と相違する。本変形例は、他の点では、第６の実施形態の場合と同様であり、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２８に示すように、本変形例の画像表示装置は、サブピクセル群６２０ａを備える。本変形例の画像表示装置のサブピクセル群６２０ａでは、第１配線層１１０は、配線６１０ｓ１，６１０ｓ２，６１０ｋを含んでいる。配線６１０ｓ１，６１０ｓ２の間に、配線６１０ｋが設けられている。配線６１０ｓ１，６１０ｓ２は、たとえば、図１４の回路の電源線３に接続される。配線６１０ｋは、たとえば、図１４の回路の接地線４に接続される。
図２８は、本変形例に係る画像表示装置の一部を例示する模式的断面図である。
本変形例では、第１配線層１１０の配線６１０ｋと、接続プレート６３０ａとをプラグ６１６ｋで接続する点で、第６の実施形態の場合と相違する。本変形例は、他の点では、第６の実施形態の場合と同様であり、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２８に示すように、本変形例の画像表示装置は、サブピクセル群６２０ａを備える。本変形例の画像表示装置のサブピクセル群６２０ａでは、第１配線層１１０は、配線６１０ｓ１，６１０ｓ２，６１０ｋを含んでいる。配線６１０ｓ１，６１０ｓ２の間に、配線６１０ｋが設けられている。配線６１０ｓ１，６１０ｓ２は、たとえば、図１４の回路の電源線３に接続される。配線６１０ｋは、たとえば、図１４の回路の接地線４に接続される。
【0262】
配線６１０ｋと接続プレート６３０ａとの間には、プラグ６１６ｋが設けられている。プラグ６１６ｋは、配線６１０ｋと接続プレート６３０ａとを電気的に接続する。したがって、半導体層６５０は、接続プレート６３０ａ、プラグ６１６ｋおよび配線６１０ｋを介して、図１４の回路の接地線に接続される。接続プレート６３０ａは、半導体層６５０ごとに設けられており、他の接続プレートと接続されていてもよいが、この例では、接続プレート６３０ａ同士は、互いに分離されている。
【0263】
本変形例では、ｎ形半導体層６５１は、接続プレート６３０ａおよびプラグ６１６ｋを介して、配線６１０ｋに接続されるので、低抵抗で電気的に接続されることができるとのメリットがある。
【0264】
【0265】
（第２変形例）
図２９は、本変形例に係る画像表示装置の一部を例示する模式的断面図である。
本変形例では、発光層６５２上に２つのｐ形半導体層６６５３ａ１，６６５３ａ２を設けた点で上述の第６の実施形態の場合と異なっている。他の点では、第６の実施形態の場合と同じであり、同一の構成要素に同一の符号を付して詳細な説明を適宜省略する。
図２９は、本変形例に係る画像表示装置の一部を例示する模式的断面図である。
本変形例では、発光層６５２上に２つのｐ形半導体層６６５３ａ１，６６５３ａ２を設けた点で上述の第６の実施形態の場合と異なっている。他の点では、第６の実施形態の場合と同じであり、同一の構成要素に同一の符号を付して詳細な説明を適宜省略する。
【0266】
図２９に示すように、本変形例の画像表示装置は、サブピクセル群６２０ｂを備える。サブピクセル群６２０ｂは、半導体層６５０ａを含む。半導体層６５０ａは、ｎ形半導体層６５１と、発光層６５２と、ｐ形半導体層６６５３ａ１，６６５３ａ２と、を含む。発光層６５２は、ｎ形半導体層６５１上に積層されている。ｐ形半導体層６６５３ａ１，６６５３ａ２は、いずれも発光層６５２上に積層されている。
【0267】
ｐ形半導体層６６５３ａ１，６６５３ａ２は、発光層６５２上で島状に形成されており、この例では、Ｘ軸方向に沿って離れて配置されている。ｐ形半導体層６６５３ａ１，６６５３ａ２の間には、第２層間絶縁膜１５６が設けられ、ｐ形半導体層６６５３ａ１，６６５３ａ２は、第２層間絶縁膜１５６によって分離されている。
【0268】
この例では、ｐ形半導体層６６５３ａ１，６６５３ａ２は、ＸＹ平面視で、ほぼ同一の形状を有しており、その形状は、ほぼ正方形または長方形状であり、他の多角形状や円形等であってもよい。
【0269】
ｐ形半導体層６６５３ａ１は、発光面６６５３Ｓ１を有する。ｐ形半導体層６６５３ａ２は、発光面６６５３Ｓ２を有する。発光面６６５３Ｓ１は、開口６５８－１によって第２層間絶縁膜１５６から露出されたｐ形半導体層６６５３ａ１の面である。発光面６６５３Ｓ２は、開口６５８－２によって第２層間絶縁膜１５６から露出されたｐ形半導体層６６５３ａ２の面である。
【0270】
発光面６６５３Ｓ１，６６５３Ｓ２のＸＹ平面視での形状は、第６の実施形態の場合の発光面の形状と同様に、ほぼ同一の形状を有し、ほぼ正方形等の形状を有する。発光面６６５３Ｓ１，６６５３Ｓ２の形状は、本実施形態のような方形に限らず、円形、楕円形あるいは六角形等の多角形であってもよい。発光面６６５３Ｓ１，６６５３Ｓ２の形状は、開口６５８－１，６５８－２の形状と相似であってもよいし、異なる形状としてもよい。
【0271】
透光性電極６５９ａ１は、発光面６６５３Ｓ１上にわたって設けられ、配線６６０ａ１上にわたって設けられている。透光性電極６５９ａ１は、発光面６６５３Ｓ１と配線６１０ａ１との間に設けられ、発光面６６５３Ｓ１と配線６６０ａ１とを電気的に接続する。透光性電極６５９ａ２は、発光面６６５３Ｓ２上にわたって設けられ、配線６６０ａ２上にわたって設けられている。透光性電極６５９ａ２は、発光面６６５３Ｓ２と配線６６０ａ２との間に設けられ、発光面６６５３Ｓ２と配線６６０ａ２とを電気的に接続する。
【0272】
本変形例の製造方法について説明する。
図３０Ａおよび図３０Ｂは、本変形例の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
本変形例では、図２６Ｂに示した工程までは、第６の実施形態の場合と同様の工程とし、図２６Ｂに示した工程の後に、図３０Ａ以降の工程を適用するものとして説明する。
図３０Ａおよび図３０Ｂは、本変形例の画像表示装置の製造方法を例示する模式的な断面図である。
本変形例では、図２６Ｂに示した工程までは、第６の実施形態の場合と同様の工程とし、図２６Ｂに示した工程の後に、図３０Ａ以降の工程を適用するものとして説明する。
【0273】
図３０Ａに示すように、図２６Ｂに示した半導体層１１５０をエッチングして、発光層６５２およびｎ形半導体層６５１を形成する。さらにエッチングして、２つのｐ形半導体層６６５３ａ１，６６５３ａ２を形成する。図２６Ｂに示した導電層１１３０ａをエッチングして、接続プレート６３０ａを含む導電層１３０を形成する。
【0274】
ｐ形半導体層６６５３ａ１，６６５３ａ２を形成する場合には、さらに深くエッチングするようにしてもよい。たとえば、ｐ形半導体層６６５３ａ１，６６５３ａ２を形成するためのエッチングは、発光層６５２やｎ形半導体層６５１に到達する深さを超えて行ってもよい。このように、深いエッチングによってｐ形半導体層を形成する場合には、図２９に示した発光面６６５３Ｓ１，６６５３Ｓ２の外周よりも１μｍ以上外側をエッチングすることが望ましい。エッチング位置を発光面６６５３Ｓ１，６６５３Ｓ２の外周よりも外側に離すことによって、再結合電流を抑制することができる。
【0275】
図３０Ｂに示すように、第２層間絶縁膜１５６は、平坦化面１１２Ｆ、接続プレート６３０ａを含む導電層１３０および半導体層６５０ａを覆って形成される。その後、第６の実施形態と同様に、開口６５８－１，６５８－２、ビア６６１ｄ１，６６１ｄ２、第２配線層１６０および透光性電極６５９ａ１，６５９ａ２が形成される。
【0276】
さらに、第６の実施形態の場合と同様に、カラーフィルタ等の上部構造が形成される。
【0277】
このようにして、２つの発光面６６５３Ｓ１，６６５３Ｓ２を有するサブピクセル群６２０ａが形成される。
【0278】
本変形例の場合も、第６の実施形態の場合と同様に、発光面の数は２つに限定されることはなく、３つあるいはそれ以上の発光面を１つの半導体層６５０ａに設けてもよい。
【0279】
（第３変形例）
図３１は、本変形例に係る画像表示装置の一部を例示する模式的断面図である。
本変形例では、半導体層６５０ａを接続した接続プレート６３０ａを、第１変形例の場合と同様に、接続プレート６３０ａをプラグ６１６ｋを介して、配線６１０ｋに接続する。
図３１に示すように、本変形例の画像表示装置は、サブピクセル群６２０ｃを備える。本変形例の画像表示装置のサブピクセル群６２０ｃは、配線６１０ｓ１，６１０ｓ２，６１０ｋを含む第１配線層１１０、プラグ６１６ｋおよび半導体層６５０ａを含んでいる。
図３１は、本変形例に係る画像表示装置の一部を例示する模式的断面図である。
本変形例では、半導体層６５０ａを接続した接続プレート６３０ａを、第１変形例の場合と同様に、接続プレート６３０ａをプラグ６１６ｋを介して、配線６１０ｋに接続する。
図３１に示すように、本変形例の画像表示装置は、サブピクセル群６２０ｃを備える。本変形例の画像表示装置のサブピクセル群６２０ｃは、配線６１０ｓ１，６１０ｓ２，６１０ｋを含む第１配線層１１０、プラグ６１６ｋおよび半導体層６５０ａを含んでいる。
【0280】
半導体層６５０ａは、第２変形例の場合の半導体層６５０ａと同じものである。半導体層６５０ａは、接続プレート６３０ａ上に設けられている。プラグ６１６ｋは、配線６１０ｋと接続プレート６３０ａとの間に設けられ、配線６１０ｋと接続プレート６３０ａとを電気的に接続する。配線６１０ｋは、たとえば図１４の回路の接地線４に接続される。配線６１０ｓ１，６１０ｓ２は、たとえば図１４の回路の電源線３に接続される。
【0281】
本変形例では、第２変形例の場合と同様にして、プラグ６１６ｋを形成することができる。
【0282】
本実施形態の画像表示装置および各変形例の効果について説明する。
図３２は、画素ＬＥＤ素子の特性を例示するグラフである。
図３２の縦軸は、発光効率［％］を表している。横軸は、画素ＬＥＤ素子に流す電流の電流密度を相対値によって表している。
図３２に示すように、電流密度の相対値が１．０より小さい領域では、画素ＬＥＤ素子の発光効率は、ほぼ一定か、単調に増加する。電流密度の相対値が１．０よりも大きい領域では、発光効率は単調に減少する。つまり、画素ＬＥＤ素子には、発光効率が最大になるような適切な電流密度が存在する。
図３２は、画素ＬＥＤ素子の特性を例示するグラフである。
図３２の縦軸は、発光効率［％］を表している。横軸は、画素ＬＥＤ素子に流す電流の電流密度を相対値によって表している。
図３２に示すように、電流密度の相対値が１．０より小さい領域では、画素ＬＥＤ素子の発光効率は、ほぼ一定か、単調に増加する。電流密度の相対値が１．０よりも大きい領域では、発光効率は単調に減少する。つまり、画素ＬＥＤ素子には、発光効率が最大になるような適切な電流密度が存在する。
【0283】
発光素子から十分な輝度が得られる程度に電流密度を抑制することによって、高効率な画像表示装置を実現することが期待される。しかしながら、低電流密度では、電流密度の低下とともに、発光効率が低下する傾向にあることが、図３２によって示されている。
【0284】
第１の実施形態から第５の実施形態において説明したように、発光素子は、発光層を含む半導体層１１５０の全層をエッチング等で個別に分離することによって形成される。このとき、発光層とｐ形の半導体層との接合面が発光素子の端部に露出する。同様に、発光層とｎ形半導体層との接合面が端部に露出する。
【0285】
このような端部が存在する場合には、端部において電子および正孔が再結合する。一方で、このような再結合は、発光に寄与しない。端部での再結合は、発光素子に流す電流とはほとんど関係なく発生する。再結合は、端部の発光に寄与する接合面の長さに応じて発生するものと考えられる。
【0286】
同一寸法の立方体形状の発光素子を２個発光させる場合には、四方の側面は、発光素子ごとに端部となるため、２個の発光素子は合計８つの端部を有することとなり、８つの端部において再結合が発生し得る。
【0287】
これに対して、本実施形態では、半導体層６５０，６５０ａは四方の側面を有しており、２つの発光面で端部が４つである。ただし、開口６５８－１と開口６５８－２との間の領域は、電子や正孔の注入量が少なく、発光にほとんど寄与しないので、発光に寄与する端部は、６個になると考えることができる。このように、本実施形態では、半導体層の端部の数が実質的に低減されることによって、発光に寄与しない再結合が低減される。発光に寄与しない再結合が低減されることによって、発光面ごとの駆動電流は引き下げられる。
【0288】
画像表示装置の高精細化等のためにサブピクセル間の距離を短縮するような場合や、電流密度が比較的高い場合等には、第６の実施形態およびその第１変形例のサブピクセル群６２０，６２０ａでは、発光面６５３Ｓ１と発光面６５３Ｓ２との距離が実質的に短くなる。この場合に、第６の実施形態やその第１変形例の場合のように、ｐ形半導体層６５３が共有されていると、駆動されている発光面に注入された正孔の一部が分流して、駆動されていない発光面が微発光するおそれがある。これに対して、第２、第３変形例のサブピクセル群６２０ｂ，６２０ｃでは、ｐ形半導体層６６５３ａ１，６６５３ａ２は２つに分離され、ｐ形半導体層６６５３ａ１，６６５３ａ２ごとに発光面６６５３Ｓ１，６６５３Ｓ２を有しているので、駆動されていない側の発光面に微発光を生じることを低減させることができる。
【0289】
本実施形態では、発光層６５２を含む半導体層６５０，６５０ａは、接続プレート６３０ａ上にｎ形半導体層から結晶成長させるものであり、製造コストを低減させる観点からは好ましい。他の実施形態の場合と同様に、ｎ形半導体層とｐ形半導体層の積層順を代えて、接続プレート６３０ａの側から、ｐ形半導体層、発光層およびｎ形半導体層の順に積層するようにしてもよいのは上述したとおりである。
【0290】
本実施形態およびその第２変形例では、接続プレート６３０ａを配線に用いることによって、半導体層６５０，６５０ａの下層の半導体層は、発光面ごとのビアによらずに、外部回路と電気的に接続されることができる。そのため、接続プレート６３０ａ上にビア接続のための領域を確保する必要がないので、回路素子の高密度配置が可能になる。また、外部配線との接続のための配線の引き出し構造が簡素化されるので、歩留りの向上が期待される。
【0291】
本実施形態の第１および第３変形例では、接続プレート６３０ａをプラグ６１６ｋによって外部回路と電気的に接続されることができる。そのため、接続プレート６３０ａの厚さが薄かったり、採用する金属材料の導電率が低かったりするような場合であっても、ｎ形半導体層６５１を低抵抗で外部回路に電気的に接続することができる。
【0292】
上述した各実施形態の画像表示装置のサブピクセルおよびサブピクセル群において、それぞれ具体例を説明した。具体例のそれぞれは、一例であり、これらの実施形態の構成や工程の手順を適宜組み合わせることにより、他の構成例とすることができる。たとえば、第１の実施形態から第５の実施形態の場合において、ビアを用いず、接続プレートを電源線や接地線への接続に用いたり、第６の実施形態の場合において、ビアを用いて、発光素子の電気的接続をとるようにしたりしてもよい。
【0293】
（第７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。
【0294】
図３３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３３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３３に示すように、画像表示装置７０１は、画像表示モジュール７０２を備える。画像表示モジュール７０２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７０２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および信号電圧出力回路７を含む。
図３３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３３に示すように、画像表示装置７０１は、画像表示モジュール７０２を備える。画像表示モジュール７０２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７０２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および信号電圧出力回路７を含む。
【0295】
画像表示装置７０１は、コントローラ７７０をさらに備えている。コントローラ７７０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および信号電圧出力回路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。
【0296】
（変形例）
図３４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３４には、高精細薄型テレビの構成が示されている。
図３４に示すように、画像表示装置８０１は、画像表示モジュール８０２を備える。画像表示モジュール８０２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８０１は、コントローラ８７０およびフレームメモリ８８０を備える。コントローラ８７０は、バス８４０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８８０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３４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３４には、高精細薄型テレビの構成が示されている。
図３４に示すように、画像表示装置８０１は、画像表示モジュール８０２を備える。画像表示モジュール８０２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８０１は、コントローラ８７０およびフレームメモリ８８０を備える。コントローラ８７０は、バス８４０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８８０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。
【0297】
画像表示装置８０１は、Ｉ／Ｏ回路８１０を有する。Ｉ／Ｏ回路８１０は、図３４では、単に「Ｉ／Ｏ」と表記されている。Ｉ／Ｏ回路８１０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８１０には、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。
【0298】
画像表示装置８０１は、受信部８２０および信号処理部８３０を有する。受信部８２０には、アンテナ８２２が接続され、アンテナ８２２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８３０は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）やＣＰＵ（Central Processing Unit）等を含んでおり、受信部８２０によって分離、生成された信号は、信号処理部８３０によって、画像データや音声データ等に分離、生成される。
【0299】
受信部８２０および信号処理部８３０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。
【0300】
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、その変形例や第２～第５の実施形態やその変形例の場合の画像表示装置としてもよい。また、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１２で示したように、多数のサブピクセルを含む構成であることはいうまでもない。
【0301】
以上説明した実施形態によれば、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の製造方法および画像表示装置を実現することができる。
【0302】
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。
【符号の説明】
【0303】
１，２０１ 画像表示装置、２ 表示領域、３ 電源線、４ 接地線、５，２０５ 行選択回路、６，２０６ 走査線、７，２０７ 信号電圧出力回路、８，２０８ 信号線、１０ ピクセル、２０，２０ａ，２０ｂ，２２０，３２０，４２０，５２０ サブピクセル、２２，２２２ 発光素子、２４，２２４ 選択トランジスタ、２６，２２６ 駆動トランジスタ、２８，２２８ キャパシタ、１０１ 回路、１０２ 基板、１０３，２０３，２０３－１，２０３－２ トランジスタ、１０４，２０４，２０４－１，２０４－２ 素子形成領域、１０５ 絶縁層、１０７，１０７－１，１０７－２ ゲート、１０８ 絶縁膜、１１０ 第１配線層、１１２ 第１層間絶縁膜、１１２Ｆ 平坦化面、１３０ 導電層、１３０ａ，２３０ａ，４３０ａ，６３０ａ 接続プレート、１４０ グラフェン層、１４０ａ グラフェンシート、１５０，２５０ 発光素子、１５３Ｓ，２５１Ｓ，６５３Ｓ１，６５３Ｓ２，６６５３Ｓ１，６６５３Ｓ２ 発光面、１５１Ｂ，２５３Ｂ，６５１Ｂ 底面、１５６ 第２層間絶縁膜、１５９ａ，１５９ｋ，４５９ｋ，５５９ｋ，５５９ｓ，６５９ａ１，６５９ａ２ 透光性電極、１６１ｄ，１６１ｋ，２６１ａ，２６１ｄ，２６１ｋ，４６１ｋ，５６１ｓ，６６１ｄ１，６６１ｄ２ ビア、１８０，１８０ａ カラーフィルタ、６２０，６２０ａ，６２０ｂ，６２０ｃ サブピクセル群、１１００ ウェハ、１１３０，１１３０ａ 導電層、１１４０ グラフェン層、１１５０ 半導体層
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図10D】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15A】
【図15B】
【図16A】
【図16B】
【図17】
【図18A】
【図18B】
【図19A】
【図19B】
【図20】
【図21】
【図22A】
【図22B】
【図23A】
【図23B】
【図24A】
【図24B】
【図25】
【図26A】
【図26B】
【図27A】
【図27B】
【図28】
【図29】
【図30A】
【図30B】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】