图像显示元件制造技术

图像显示元件中，包括：呈阵列状排列的多个微型发光元件；以及半导体层，其在所述多个微型发光元件的每一个上配置有供给电流来使其发光的驱动电路，在所述半导体层的第一面配置有构成所述驱动电路的晶体管和布线层，在所述半导体层的与所述第一面相反侧的第二面配置有所述多个微型发光元件，所述晶体管和所述布线层通过贯通所述半导体层的贯通电极与所述微型发光元件电连接。述微型发光元件电连接。述微型发光元件电连接。

【技术实现步骤摘要】
图像显示元件


[0001]本专利技术包含微型发光元件的图像显示元件。

技术介绍

[0002]提出了在基板(backplane)上配置有多个构成像素的微型发光元件的显示元件。例如，在日本特开2002
‑
141492号公报所公开的技术中，在硅基板上形成驱动电路，在驱动电路上配置发出紫外光的微小的发光二极管(LED(Light Emitting Diode))阵列。
[0003]此外，在上述技术中，公开了在发光二极管阵列之上设置将紫外光转换为红色、绿色以及蓝色的可见光的波长转换层(wavelength conversion layer)，由此显示彩色图像的微显示器元件。作为其它方式，还提出了使用在驱动电路上层叠有进行蓝、绿、红发光的化合物半导体的单色显示元件，进行全彩色显示的方法。
[0004]这样的显示元件具有小型且亮度高、耐久性也高的特性。因此，作为眼镜型终端(glasses
‑
like devices)、平视显示器(HUD(Head
‑
Up Display))等的显示元件而受到期待。

技术实现思路

本专利技术所要解决的技术问题
[0005]在用于眼镜型终端的高分辨率/高亮度的微型显示元件中，在形成有CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)电路的硅基板上层叠有发出强可见光、近紫外光、紫外光的发光元件。无法避免光向由硅基板构成的驱动电路基板的泄漏。在硅基板表面配置N阱/P阱，分别包含PMOS晶体管和NMOS晶体管。到达硅基板表面的光被硅吸收，在两个阱内产生电子/空穴对。这样的电子、空穴流入晶体管的源极/漏极，成为晶体管的漏电流。如果这样的漏电流较大，则无法进行按照设计的电路动作。
[0006]为了避免上述的问题，考虑设置覆盖晶体管的光屏蔽层。如果设置金属制的光屏蔽层，则在与发光元件连接的电极部之间需要间隙。由于填埋布线间的层间绝缘膜是透明的，因此，光经由层间绝缘膜到达晶体管。因此，难以使光的侵入路径完全为零。利用绝缘性材料进行遮光时，不会产生这样的问题，但为了完全防止光的侵入，需要非常厚的层，驱动电路基板与发光元件之间需要非常长的布线，产生电阻、热阻大的其它问题。
[0007]本专利技术的主要目的是在高分辨率/高亮度的微型显示元件中，通过防止光侵入驱动电路基板的晶体管附近，实现稳定的高精度的控制。
[0008]为了解决上述问题，本专利技术一实施方式的图像显示元件包括：呈阵列状排列的多个微型发光元件；以及半导体层，其在所述多个微型发光元件的每一个上配置有供给电流来使其发光的驱动电路，在所述半导体层的第一面配置有构成所述驱动电路的晶体管和布线层，在所述半导体层的与所述第一面相反侧的第二面配置有所述多个微型发光元件，所述晶体管和所述布线层通过贯通所述半导体层的贯通电极与所述微型发光元件电连接。
[0009]在高分辨率/高亮度的微型显示元件中，通过防止光侵入构成驱动电路的晶体管
附近，能够提高图像显示的控制精度，提高显示画质，降低耗电。
附图说明
[0010]图1A是本专利技术的第一实施方式的图像显示元件的截面示意图。图1B是本专利技术的第一实施方式的图像显示元件的俯视示意图。图2是表示本专利技术的第一实施方式的图像显示元件的微型发光元件与半导体层的连接部的截面示意图。图3是构成本专利技术的第一实施方式的图像显示元件的驱动电路的晶体管的周边部分的截面示意图。图4是与本专利技术的第二实施方式的图像显示元件的微型发光元件与半导体层的连接部相关的截面示意图。图5是构成本专利技术的第三实施方式的图像显示元件的驱动电路的晶体管的周边部分的截面示意图。图6是与本专利技术的第四实施方式的图像显示元件的微型发光元件与半导体层的连接部相关的截面示意图。图7是与本专利技术的第五实施方式的图像显示元件的微型发光元件与半导体层的连接部相关的截面示意图。图8是与本专利技术的第六实施方式的图像显示元件的微型发光元件与半导体层的连接部相关的截面示意图。图9是构成本专利技术的第七实施方式的图像显示元件的驱动电路的晶体管的周边部分的截面示意图。
具体实施方式
[0011]以下，列举具有多个微型发光元件的图像显示元件为例，参照图1至图9说明本专利技术的实施方式。另外，图像显示元件包含多个微型发光元件和驱动电路基板50，驱动电路基板50向处于像素区域(pixel region)1的微型发光元件供给电流，控制发光。微型发光元件在像素区域1中呈阵列状配置。微型发光元件向驱动电路基板50的相反侧发射光。只要没有特别说明，将微型发光元件向空气中发射光的面称为光发射面(light emitting surface)。另外，在图像显示元件的构成的说明中，只要没有特别说明，就将光发射面称为上表面，将与光发射面侧相反侧的面称为下表面，将除上表面以及下表面以外的侧方的面称为侧面。同样地，将光发射方向称为上方，将相反方向称为下方。在与光发射面的垂线方向上，朝向空气中的方向也被称为前方。
[0012]将微型发光元件的上表面侧的电极称为第一电极，将下表面侧的电极称为第二电极，将构成微型发光元件的化合物半导体的上表面侧的导电层称为第一导电层，将下表面侧的导电层称为第二导电层。此外，以下，作为发光部，对使用化合物半导体的构成的微型发光元件进行记述，但作为微型发光元件，也能够使用有机LED、量子点LED等其他材料构成的发光元件。
[0013]驱动电路基板50在像素区域1中，配置控制向各微型发光元件供给的电流的微型发光元件驱动电路(micro light emitting element driving circuit)，将选择配置成二
维矩阵状的微型发光元件的各行的行选择电路、向各列输出发光信号的列信号输出电路、基于输入信号算出发光信号的图像处理电路、输入输出电路等配置在像素区域1的外侧。驱动电路基板50一般是形成有LSI(Large Scale Integration)的硅基板(半导体基板)，由于能够以公知的技术制造，因此关于该功能、构成将不详述。此外，在实施方式中，作为晶体管例示了MOS
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FET(Field Effect Transistor)，但即使是双极型晶体管，也能够进行同样的构成。
[0014]另外，微型发光元件在俯视时的形状没有特别限定。微型发光元件能够取矩形、多边形、圆形、椭圆形等各种平面形状，但设想最大长度为10μm以下。图像显示元件设想在像素区域1中集聚3千个以上的微型发光元件。
[0015]〔第一实施方式〕图1A是本专利技术的第一实施方式的图像显示元件200的截面示意图，图1B是俯视示意图。图1B的1A
‑
1A
’
部分的截面图是图1A，图1B是沿图1A中的1B
‑
1B截取的截面图，并且示出了配置贯通电极40的部分。如图1A、图1B所示，图像显示元件200包括：多个微型发光元件100以二维阵列状排列的像素区域1、连接微型发光元件100的第一电极3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像显示元件，其包括：呈阵列状排列的多个微型发光元件；以及半导体层，其在所述多个微型发光元件的每一个上配置有供给电流来使其发光的驱动电路，所述图像显示元件的特征在于，在所述半导体层的第一面配置有构成所述驱动电路的晶体管和布线层，在所述半导体层的与所述第一面相反侧的第二面配置有所述多个微型发光元件，所述晶体管和所述布线层通过贯通所述半导体层的贯通电极与所述微型发光元件电连接。2.根据权利要求1所述的图像显示元件，其特征在于，所述贯通电极与所述微型发光元件的每一个对应地设置。3.根据权利要求1或2所述的图像显示元件，其特征在于，所述贯通电极的截面在俯视时在外侧配置有绝缘层，在内侧配置有导电体。4.根据权利要求1或2所述的显示元件，其特征在于，在所述第二面中，所述贯通电极被电极连接部覆盖整体。5.根据权利要求1或2所述的图像显示元件，其特征在于，在所述第二面中，所述贯通电极被所述微型发光元件的一个电极覆盖整体。6.根据权利要求1或2所述的图像显示元件，其特征在于，在所述第一面上，所述贯通电极与N型扩散层或P型扩散层连接。7.根据权利要求1或2所述的图像显示元件，其特征在于，所述半导体层的第二面，除了所述贯通电极部以外，被绝缘膜覆盖。8.根据权利要求1或2所述的图像显示元件，其特征在于，在所述半导体层的第二面，所述贯通电极被扩散层覆盖，所述扩散层具有与作为半导体层的内部的半导体层的主体的导电类型相反的导电类型。9.根据权利要求1所述的图像显示元件，其特征在于，在配置有所述多个微型发光元件的像素区域中，配置所述晶体管的第一阱被配置在所述半导体层的第一面侧，且具有与所述第一阱相反的导电类型的第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：井口胜次，河西秀典，安西伸介，
申请(专利权)人：夏普福山半导体株式会社，
类型：发明
国别省市：