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WO2021256113A1 - 発光装置、及び表示装置 - Google Patents

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WO2021256113A1
WO2021256113A1 PCT/JP2021/017461 JP2021017461W WO2021256113A1 WO 2021256113 A1 WO2021256113 A1 WO 2021256113A1 JP 2021017461 W JP2021017461 W JP 2021017461W WO 2021256113 A1 WO2021256113 A1 WO 2021256113A1
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WO
WIPO (PCT)
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light emitting
emitting device
electrode
pixel
emitting element
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2021/017461
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English (en)
French (fr)
Inventor
博之 柏原
利仁 三浦
利昭 長谷川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Semiconductor Solutions Corp
Original Assignee
Sony Semiconductor Solutions Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Semiconductor Solutions Corp filed Critical Sony Semiconductor Solutions Corp
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Priority to CN202180041056.XA priority patent/CN115836399A/zh
Priority to US18/000,849 priority patent/US20230215904A1/en
Priority to DE112021003267.4T priority patent/DE112021003267T5/de
Priority to KR1020227041656A priority patent/KR102855669B1/ko
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    • H10H20/851Wavelength conversion means
    • H10H20/8515Wavelength conversion means not being in contact with the bodies

Definitions

  • This disclosure relates to a light emitting device and a display device.
  • Light emitting elements Light Emitting Diodes: LEDs
  • LEDs Light Emitting Diodes
  • a substrate provided with a light emitting element spread over a plurality of pixels and a substrate provided with a drive circuit for driving the light emitting element are joined to each other, and then the pixels are placed on the light emitting element. It is manufactured by providing a phosphor or a color filter for each.
  • a light emitting device such as a display device using such a light emitting element
  • crosstalk that is, light leakage
  • the light emitting device includes a light emitting element unit provided separately for each pixel, a pixel electrode provided for each pixel on the first surface side of the light emitting element unit, and the light emitting device.
  • the light emitting element is provided with a common electrode provided separately from the adjacent pixels on the second surface side opposite to the first surface of the element unit and the common electrode provided for each pixel. It is provided with an electrode connecting portion that is electrically connected in a plane region different from the plane region in which the portion is provided.
  • the display device includes a light emitting element unit provided separately for each pixel, a pixel electrode provided for each pixel on the first surface side of the light emitting element unit, and the light emitting device.
  • the light emitting element is provided with a common electrode provided separately from the adjacent pixels on the second surface side opposite to the first surface of the element unit and the common electrode provided for each pixel. It is provided with an electrode connecting portion that is electrically connected in a plane region different from the plane region in which the portion is provided.
  • the light emitting element unit is provided separately for each pixel, and the pixel electrode is provided for each pixel on the first surface side of the light emitting element unit.
  • the common electrode is provided on the second surface side opposite to the first surface of the light emitting element portion separately from the adjacent pixels, and the common electrode is a plane different from the plane region where the light emitting element portion is provided. It is electrically connected by an electrode connection portion provided in the region.
  • the pixel electrode, the light emitting element unit, and the common electrode can be separated from each other between adjacent pixels.
  • FIG. 1 is a vertical cross-sectional view illustrating the overall configuration of the light emitting device according to the present embodiment.
  • the light emitting device 1 includes, for example, a light emitting element unit 132, a pixel electrode 131, a common electrode 133, an electrode connecting unit 134, a contact unit 135, and a light shielding unit 141. , Insulating layers 140, 142, phosphor layer 151, pixel separating layer 150, protective layer 152, penetrating via 123, metal joint 122, multilayer wiring 121, interlayer insulating layer 120, and drive substrate 110. And prepare.
  • the light emitting device 1 is, for example, a display device that performs RGB color display by converting the light emitted from the light emitting element unit 132 separated for each pixel into red light, green light, and blue light by the phosphor layer 151. Is.
  • the light emitting element unit 132 is a compound semiconductor layer that is provided separately for each pixel and emits light by itself when an electric field is applied.
  • electrons are injected from one electrode and holes are injected from the other electrode.
  • the injected electrons and holes are combined inside the light emitting device unit 132 to emit light according to the size of the band gap of the compound semiconductor constituting the light emitting device unit 132.
  • the light emitting device unit 132 is composed of a laminated structure of a group III-V compound semiconductor.
  • the light emitting element unit 132 includes p-GaN (GaN doped with p-type impurities), p-AlGaN (AlGaN doped with p-type impurities), and an ultrathin layer having a small bandgap as a layer having a large bandgap. It is provided with a laminated structure of multiple quantum well structures (Multi Quantum Wells: MQWs) in which sandwiched structures are laminated in multiple layers, n-GaN (GaN doped with n-type impurities), and u-GaN (undoped GaN). You may.
  • MQWs Multiple Quantum Wells
  • the pixel electrode 131 is an electrode to which an independent potential can be applied to each pixel, and is provided for each pixel on the first surface side (lower side facing FIG. 1) of the light emitting element unit 132.
  • the pixel electrode 131 may be a metal material such as Pd, Ti, TiN, W, Al, Cu, Pt, Ag, Ni, or Au, or ITO (Indium Tin Oxide), IZO (Indium Zinc Oxide), ZnO, or the like. It may be composed of a single-layer structure of the transparent conductive material or a laminated structure of a plurality of layers.
  • the common electrode 133 is an electrode capable of applying a common potential to a plurality of pixels, and has a plurality of electrodes on the second surface side (upper side facing FIG. 1) opposite to the first surface of the light emitting element unit 132. It is provided by being electrically connected over the pixels.
  • the common electrode 133 may be composed of a single-layer structure or a multi-layer laminated structure of a transparent conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide), IZO (Indium Zinc Oxide), ZnO, SnO, or TiO. good.
  • one electrode that is, the common electrode 133 that applies an electric field to the light emitting element unit 132 is shared by each pixel, so that the number of electrical connections between the light emitting element unit 132 and the drive substrate 110 is increased. Can be reduced. Therefore, the light emitting device 1 can more easily electrically connect the light emitting element unit 132 and the drive substrate 110 even when the pixels are miniaturized.
  • the common electrode 133 is provided separately from the adjacent pixels.
  • the common electrode 133 of each pixel is electrically connected by the electrode connecting portion 134, so that a common potential can be applied over a plurality of pixels.
  • the electrode connecting portion 134 is provided in a plane region different from the plane region in which the light emitting element portion 132 is provided, and electrically connects the common electrode 133 of each pixel.
  • the electrode connecting portion 134 may be provided so as to project from a plane region different from the plane region where the light emitting element portion 132 is provided, and may be provided integrally with the common electrode 133 with the same material and the same layer. The details of the electrode connecting portion 134 will be described later with reference to FIG.
  • the contact portion 135 is provided so as to be on the same side as the pixel electrode 131 with respect to the electrode connection portion 134.
  • the contact portion 135 can be electrically connected to the common electrode 133 from the same side as the pixel electrode 131 by being provided in the electrode connecting portion 134 projecting from the region where the light emitting element portion 132 is provided. ..
  • the contact portion 135 is a metal material such as Pd, Ti, TiN, W, Al, Cu, Pt, Ag, Ni, or Au, or ITO (Indium Tin Oxide), IZO (Indium Zinc Oxide), ZnO, or the like. It may be composed of a single-layer structure of the transparent conductive material or a laminated structure of a plurality of layers.
  • the light-shielding portion 141 is provided by a light-shielding material, and is provided so as to cover the light emitting element portion 132, the pixel electrode 131, the common electrode 133, the electrode connection portion 134, and the drive substrate 110 side of the contact portion 135.
  • the light-shielding portion 141 may be provided with a metal material such as W, Ti, TiN, Cu, Al, or Ni, or an organic material such as carbon.
  • the light-shielding portion 141 is provided so as to cover the drive substrate 110 side with respect to the light-emitting element portion 132 and open the phosphor layer 151 side. According to this, the light-shielding unit 141 can suppress the light emitted from the light-emitting element unit 132 from entering the drive substrate 110 side.
  • the light-shielding portion 141 is provided so as to separate the light-emitting element portions 132 of each pixel from each other.
  • the light emitting device 1 since the light emitting element unit 132 is provided separately for each pixel, it is possible to provide a light shielding unit 141 between the light emitting element units 132 of each pixel. According to this, the light emitting device 1 can further suppress the leakage of light between the pixels.
  • the insulating layers 140 and 142 are provided by an insulating material, and are provided so as to embed the periphery of the light emitting element portion 132, the pixel electrode 131, and the common electrode 133.
  • the insulating layers 140 and 142 electrically insulate the light emitting element unit 132, the pixel electrode 131, and the common electrode 133 for each pixel, so that the light emitting element unit 132 can be driven for each pixel.
  • the insulating layers 140 and 142 may be provided with an insulating oxynitride such as SiO x , SiN x , SiON, or Al 2 O 3.
  • the phosphor layer 151 contains a light conversion substance that converts the color of the light emitted from the light emitting element unit 132.
  • the phosphor layer 151 is provided, for example, on the side not covered by the light-shielding portion 141, corresponding to the light-emitting element portion 132 of each pixel.
  • the phosphor layer 151 can, for example, convert the blue light emitted from the light emitting element unit 132 into red light and green light, respectively, so that the light emitting device 1 can emit light of the three primary colors of red, green, and blue. You may do so.
  • the phosphor layer 151 converts the white light emitted from the light emitting element unit 132 into blue light, red light, and green light, respectively, so that the light emitting device 1 converts light of the three primary colors of red, green, and blue. It may be possible to emit.
  • the phosphor layer 151 may contain, for example, an inorganic fluorescent material, an organic fluorescent material, quantum dots, or the like as a light conversion substance.
  • the pixel separation layer 150 is provided so as to separate the phosphor layer 151 from each pixel between the phosphor layers 151 in order to prevent mixing of the light conversion substance between the pixels.
  • the pixel separation layer 150 may be made of a light-shielding (or non-transparent) material in order to suppress color mixing between pixels.
  • the protective layer 152 is a layer that protects the phosphor layer 151 and the like from the external environment, and is provided on the side opposite to the side where the light emitting element portion 132 is provided with respect to the phosphor layer 151.
  • the protective layer 152 is provided as, for example, a single-layer film made of one kind of light-transmitting insulating material such as SiO x , SiN x , SiON, or Al 2 O 3, or a laminated film made of two or more of these. May be done.
  • the protective layer 152 may be provided with a light-transmitting inorganic material such as borosilicate glass, quartz glass, or sapphire glass, or a light-transmitting organic material such as an acrylic resin.
  • the penetrating via 123 is provided by a conductive material and extends from the pixel electrode 131 or the contact portion 135 toward the drive substrate 110.
  • the penetrating via 123 can electrically connect the pixel electrode 131 or the contact portion 135 and the metal joint portion 122 provided at the interface between the insulating layer 140 and the interlayer insulating layer 120.
  • the penetrating via 123 may be composed of a single-layer structure of a metal material such as Pd, Ti, TiN, W, Al, Cu, Pt, Ag, Ni, or Au, or a laminated structure of a plurality of layers.
  • the metal joint 122 is provided with a metal such as Cu, and is provided at the interface between the insulating layer 140 and the interlayer insulating layer 120.
  • the metal joint portion 122 is an electrode exposed from the insulating layer 140 when the insulating layer 140 provided with the light emitting element portion 132 and the interlayer insulating layer 120 on which the drive substrate 110 is laminated are bonded together. It is provided by joining an electrode exposed from the interlayer insulating layer 120.
  • the metal joint portion 122 can electrically connect the through via 123 provided in the insulating layer 140 and the multilayer wiring 121 provided in the interlayer insulating layer 120. According to this, since the light emitting device 1 can electrically connect the penetrating via 123 and the multilayer wiring 121 with a simple structure such as the metal joint portion 122, the wiring structure can be further simplified. can.
  • the multilayer wiring 121 is a wiring provided by a conductive material and provided over a plurality of layers inside the interlayer insulating layer 120.
  • the multilayer wiring 121 can electrically connect the metal joint portion 122 provided at the interface between the insulating layer 140 and the interlayer insulating layer 120 and each element provided on the drive substrate 110.
  • the multilayer wiring 121 may be composed of, for example, a single-layer structure of a metal material such as Pd, Ti, TiN, W, Al, Cu, Pt, Ag, Ni, or Au, or a laminated structure of a plurality of layers.
  • the interlayer insulating layer 120 is provided with an insulating material and electrically separates the wirings of the multilayer wiring 121 from each other.
  • the interlayer insulating layer 120 may be provided with an insulating oxynitride such as SiO x , SiN x , SiON, or Al 2 O 3.
  • the drive board 110 includes a circuit for driving the light emitting element unit 132 of each pixel.
  • the drive substrate 110 may be, for example, a semiconductor substrate made of Si or the like, or a resin substrate made of a PCB (Polychlorinated Biphenyl) or the like.
  • the drive board 110 may include a pixel circuit that individually drives the light emitting element unit 132 for each pixel, and a common circuit that scans each pixel in the vertical direction or the horizontal direction.
  • the pixel circuit includes a plurality of MOSFETs (Metal-Oxide-Semiconductor Unit Field-Effective Transistor) and is provided for each pixel.
  • the pixel circuit is, for example, electrically connected to the contact portion 135 electrically connected to the common electrode 133 and the pixel electrode 131 of each pixel.
  • the common circuit includes a vertical drive circuit and a horizontal drive circuit that sequentially scan each of the vertical drive lines and the horizontal drive lines orthogonal to each other. Each of the intersections of the vertical drive line and the horizontal drive line corresponds to each of the pixels, and the light emitting device 1 sequentially drives the vertical drive line and the horizontal drive line included in the common circuit to sequentially drive each of the pixels. It can be driven.
  • FIG. 2 is an orthographic projection showing the pixel electrode 131, the light emitting element portion 132, the common electrode 133, the electrode connection portion 134, and the contact portion 135 extracted.
  • the common electrode 133, the second light emitting element unit 132B, the first light emitting element unit 132A, and the pixel electrode 131 are provided in order of being stacked.
  • the first light emitting device unit 132A corresponds to, for example, a laminated structure of p-GaN, p-AlGaN, and multiple quantum well structures (MQWs)
  • the second light emitting device unit 132B corresponds to, for example, n-GaN and u-.
  • the laminated structure of GaN corresponds to the laminated structure of GaN.
  • the light emitting element unit 132 is configured by the first light emitting element unit 132A and the second light emitting element unit 132B.
  • the second light emitting element unit 132B, the first light emitting element unit 132A, and the pixel electrode 131 are provided in an island shape separated from each other for each pixel, and the common electrode 133 is provided between the adjacent pixels. It is provided separately from each other.
  • the common electrode 133 of each pixel is electrically connected by an electrode connecting portion 134 provided so as to project from a region provided with the first light emitting element portion 132A and the second light emitting element portion 132B.
  • the electrode connecting portion 134 projecting from the region where the first light emitting element portion 132A and the second light emitting element portion 132B are provided is further provided with a contact portion 135 which is an electrical contact with the common electrode 133. Be done.
  • the electrode connecting portion 134 may be provided integrally with the common electrode 133 as a layer continuous with the common electrode 133 with the same material. That is, the electrode connecting portion 134 may be configured by a single-layer structure of a transparent conductive material of ITO, IZO, ZnO, SnO, or TiO, or a laminated structure of a plurality of layers, similarly to the common electrode 133. Further, the electrode connecting portion 134 may be electrically connected to the common electrode 133 of each pixel from the same direction side on a plane. In such a case, the electrode connecting portion 134 and the common electrode 133 of each pixel are provided so as to have a comb-shaped planar shape.
  • the electrode connecting portion 134 When the electrode connecting portion 134 is provided as a layer continuous with the common electrode 133, the number of steps can be reduced by forming and shaping the electrode connecting portion 134 and the common electrode 133 at the same time. Further, since the electrode connecting portion 134 can limit the light propagation path by shape processing, it is also possible to further suppress the leakage of light between the pixels via the common electrode 133 and the electrode connecting portion 134. .. Further, the difference in refractive index between air (refractive index 1.0) and ITO (refractive index about 2.0) is the difference in refractive index between air (refractive index 1.0) and GaN (refractive index about 2.5).
  • the electrode connecting portion 134 When the electrode connecting portion 134 is provided with the same transparent conductive material as the common electrode 133, the electrode connecting portion 134 is interposed via the electrode connecting portion 134 by suppressing refraction at the boundary with air. It is also possible to further suppress the leakage of light between the refracted pixels.
  • the light emitting element unit 132 is provided in an island-like structure separated from each other for each pixel, so that the light emitting element unit 132 is provided in a structure in which the light emitting element unit 132 is spread over a plurality of pixels. In comparison, leakage of light between pixels can be suppressed.
  • the common electrodes 133 to which a common potential is supplied to each pixel are separated from each other between the pixels, and the electrode connecting portion 134 is provided so as to project from the region where the light emitting element portion 132 is provided. It is electrically connected at. According to this, the common electrode 133 can suppress the leakage of light between the pixels through the common electrode 133.
  • FIGS. 3A to 3U are vertical cross-sectional views showing one step of the manufacturing method of the light emitting device 1 according to the present embodiment.
  • the light emitting device portion 132 is formed by epitaxially growing a III-V compound semiconductor on a crystal growth substrate 160 such as Si or sapphire.
  • the light emitting device unit 132 is formed by sequentially stacking III-V compound semiconductors in the order of, for example, p-GaN, p-AlGaN, multiple quantum well structures (MQWs), n-GaN, and u-GaN. May be good.
  • the oxide film 140A is formed by forming a SiO x or the like on the light emitting element portion 132.
  • the oxide film 140A is provided, for example, in order to bond the support substrate 161 to the light emitting element portion 132 in the subsequent step.
  • the support substrate 161 is bonded to the oxide film 140A.
  • the support substrate 161 for example, a Si substrate or the like can be used.
  • the top and bottom are inverted with respect to FIG. 3B.
  • the crystal growth substrate 160 is removed from the light emitting device unit 132.
  • the crystal growth substrate 160 can be removed from the light emitting element portion 132 by grinding with a grinder, wet etching, or the like. Further, the crystal growth substrate 160 may be removed from the light emitting element portion 132 by using CMP (Chemical Mechanical Polishing), dry etching, or the like.
  • CMP Chemical Mechanical Polishing
  • a transparent conductive material such as ITO is formed on the light emitting element portion 132 to form a common electrode 133 including the electrode connecting portion 134.
  • the insulating layer 142 is formed by forming a SiO x film on the common electrode 133.
  • the support substrate 162 is bonded to the insulating layer 142.
  • the support substrate 162 for example, a Si substrate or the like can be used.
  • the top and bottom are inverted with respect to FIG. 3F.
  • the support substrate 161 is removed from above the oxide film 140A.
  • the support substrate 161 can be removed from the oxide film 140A by grinding with a grinder, wet etching, or the like.
  • the oxide film 140A is patterned by lithography and etching to form an opening 131H in the oxide film 140A.
  • the opening 131H is provided to form the pixel electrode 131 in the subsequent process.
  • the pixel electrode 131 is formed by forming a metal material such as Pd, Ti, TiN, W, Al, Cu, Pt, Ag, Ni, or Au so as to embed the opening 131H. To form.
  • the oxide film 140A and the light emitting element portion 132 are formed using lithography and etching.
  • the opening 135H is formed in.
  • the opening 135H is provided to form the contact portion 135 in the subsequent process, and the transparent conductive material exposed at the opening 135H serves as the electrode connecting portion 134.
  • a metal material such as Pd, Ti, TiN, W, Al, Cu, Pt, Ag, Ni, or Au is formed on the electrode connection portion 134 inside the opening 135H. By doing so, the contact portion 135 is formed.
  • the oxide film 140A, the light emitting element portion 132, the common electrode 133, and the insulating layer 142 are patterned by lithography and etching to separate the light emitting element portion 132 from each other for each pixel.
  • the portion 130H is formed.
  • the opening 130H is formed so that the light emitting element portion 132 is separated from each other for each pixel and the common electrode 133 of each pixel is electrically connected by the electrode connecting portion 134.
  • the insulating layer 140 and the light-shielding portion 141 are formed so as to embed each pixel.
  • the insulating layer 140 is provided by forming a film of SiO x or the like using, for example, CVD (Chemical Vapor Deposition) or the like.
  • the light-shielding portion 141 is provided by forming a film of a metal material such as W, Ti, TiN, Cu, Al, or Ni except on the pixel electrode 131 and the contact portion 135.
  • the opening 123H is formed in the insulating layer 140 in the region corresponding to the pixel electrode 131 and the contact portion 135.
  • the opening 123H is provided to form a penetrating via 123 that is electrically connected to each of the pixel electrode 131 and the contact portion 135 in a later step.
  • a penetrating via 123 is formed by forming a metal material such as Pd, Ti, TiN, W, Al, Cu, Pt, Ag, Ni, or Au so as to embed the opening 123H.
  • a metal material such as Pd, Ti, TiN, W, Al, Cu, Pt, Ag, Ni, or Au so as to embed the opening 123H.
  • An electrode to be a metal joint 122 is formed on the penetrating via 123 in a later step.
  • the drive board 110 on which the interlayer insulating layer 120 including the multilayer wiring 121 is laminated is attached to the laminated structure formed in the steps of FIGS. 3A to 3P.
  • the laminated structure formed in the steps of FIGS. 3A to 3P and the drive substrate 110 are bonded so that the insulating layer 140 and the interlayer insulating layer 120 face each other.
  • the electrodes exposed on the surface are bonded to each other to form a metal bonding portion 122.
  • the top and bottom are inverted with respect to FIG. 3P.
  • the support substrate 162 is removed from above the insulating layer 142.
  • the support substrate 162 can be removed from the top of the insulating layer 142 by grinding with a grinder, wet etching, or the like.
  • the insulating layer 142 is entirely etched to the extent that a part of the light-shielding portion 141 is exposed. According to this, since the distance from the light emitting surface of the light emitting device 1 to the light emitting element unit 132 can be further shortened, the efficiency of extracting light from the light emitting element unit 132 can be further improved.
  • the phosphor layer 151 and the pixel separation layer 150 are formed on the insulating layer 142.
  • the phosphor layer 151 may be composed of, for example, quantum dots
  • the pixel separation layer 150 may be composed of, for example, Al.
  • a light-transmitting insulating material such as SiO x , SiN x , SiON, or Al 2 O 3 is formed on the phosphor layer 151 and the pixel separation layer 150. Then, the protective layer 152 is formed.
  • the light emitting device 1 according to the present embodiment can be manufactured by the above steps.
  • FIG. 4 is a plan view showing the plan shapes of the common electrode 133A and the electrode connection portion 134A of the light emitting device according to the first modification.
  • the electrode connecting portion 134 may electrically connect the six common electrodes 133.
  • the number of common electrodes 133 to which the electrode connecting portion 134 is electrically connected is not limited to the three shown in FIG.
  • the electrode connecting portion 134 may be electrically connected to a plurality of common electrodes 133, and the number thereof is not particularly limited.
  • FIG. 5 is a plan view showing the plan shape of the common electrode 133B and the electrode connection portion 134B of the light emitting device according to the second modification.
  • the common electrode 133B does not have to completely cover the second surface of the light emitting element portion 132. That is, the common electrode 133B may apply an electric field to the light emitting element portion 132 at a part of the second surface of the light emitting element portion 132.
  • FIG. 6 is a plan view showing the plan shape of the common electrode 133C and the electrode connection portion 134C of the light emitting device according to the third modification.
  • the common electrode 133C and the electrode connecting portion 134C have Pd, Ti, TiN other than the transparent conductive material. It may be composed of a metal material such as W, Al, Cu, Pt, Ag, Ni, or Au. In such a case, the light emitting element unit 132 can emit light from the second surface not covered by the common electrode 133.
  • FIG. 7 is a plan view showing the plan shapes of the common electrode 133D and the electrode connection portion 134D of the light emitting device according to the fourth modification.
  • the connection portion between the common electrode 133D and the electrode connection portion 134D may be shaped.
  • the connection portion between the common electrode 133D and the electrode connection portion 134D may be formed in a constricted planar shape in order to further narrow the light propagation path. According to this, the common electrode 133D and the electrode connecting portion 134D can further suppress the leakage of light between the pixels via the electrode connecting portion 134D.
  • FIG. 8 is a top view showing the pixel electrode 131, the light emitting element portion 132, the common electrode 133, the electrode connection portion 134, and the contact portion 135 of the light emitting device according to the fifth modification.
  • each pixel including the pixel electrode 131 and the light emitting element unit 132 and the electrode connecting portion 134 that electrically connects the common electrode 133 of each pixel may be arranged in a matrix. That is, each pixel including the pixel electrode 131 and the light emitting element portion 132 may be provided in an arbitrary arrangement, and the electrode connecting portion 134 for electrically connecting the common electrode 133 of each pixel is provided in an arbitrary shape. May be done.
  • Each pixel including the pixel electrode 131 and the light emitting element portion 132 may be provided in a delta arrangement which is an equilateral triangle apex arrangement.
  • FIG. 9 extracts the pixel electrode 131, the light emitting element unit 132 (second light emitting element unit 132B and the first light emitting element unit 132A), the common electrode 133, the electrode connection portion 134, and the contact portion 135 according to the sixth modification. It is an orthographic projection shown by. As shown in FIG. 9, the laminated structure of the light emitting element unit 132 may be in the reverse order of the laminated structure shown in FIG.
  • the light emitting element unit 132 includes a first light emitting element unit 132A in which p-GaN, p-AlGaN, and multiple quantum well structures (MQWs) are laminated in this order from the common electrode 133 side, n-GaN, and n-GaN. It may be configured by the second light emitting element unit 132B in which u-GaN is laminated.
  • a first light emitting element unit 132A in which p-GaN, p-AlGaN, and multiple quantum well structures (MQWs) are laminated in this order from the common electrode 133 side, n-GaN, and n-GaN. It may be configured by the second light emitting element unit 132B in which u-GaN is laminated.
  • MQWs multiple quantum well structures
  • FIG. 10 is a vertical sectional view illustrating the overall configuration of the light emitting device according to the present embodiment.
  • the light emitting device 2 is common to, for example, the light emitting element unit 232 and the first pixel electrode 231A and the second pixel electrode 231B (both are collectively referred to as a pixel electrode 231). Electrode 233, electrode connection part 241 and contact part 235, insulating layer 240, phosphor layer 251, pixel separation layer 250, through via 223, metal joint part 222, multi-layer wiring 221 and interlayer insulation.
  • the layer 220 and the drive board 210 are provided.
  • FIG. 11 shows the positional relationship between the penetrating via 223 and the metal joint 222 and each pixel P on a plane.
  • FIG. 11 is a plan view showing the positional relationship between the penetrating via 223 and the metal joint 222 and each pixel P in a plane.
  • each pixel P may be provided, for example, as a red pixel (R), a green pixel (G), and a blue pixel (B) arranged in a rectangular shape in one direction.
  • the penetrating via 223 electrically connected to the pixel electrodes 231 of the red pixel (R), the green pixel (G), and the blue pixel (B) is the red pixel (R), the green pixel (G), and the blue. It may be arranged so as to be electrically connected to the metal joint 222 arranged in a matrix in the region where the pixel (B) is provided.
  • the penetrating via 223 electrically connected to the contact portion 235 may be arranged so as to be electrically connected to the metal joint portions 222 arranged in a matrix. According to this, the light emitting device 2 can arrange the penetrating via 223 and the metal joint 222 more efficiently.
  • the first pixel electrode 231A and the second pixel electrode 231B constitute a pixel electrode to which an independent potential can be applied to each pixel, and the first surface side of the light emitting element unit 232 (lower side facing FIG. 10). ) Is provided for each pixel.
  • the first pixel electrode 231A may be made of a metal material such as Pd, Ti, TiN, W, Al, Cu, Pt, Ag, Ni, or Au
  • the second pixel electrode 231B may be ITO, IZO. , ZnO, SnO, or a transparent conductive material such as TiO.
  • the common electrode 233 is an electrode capable of applying a common potential to a plurality of pixels, and is the uppermost layer on the second surface side (upper side facing FIG. 10) opposite to the first surface of the light emitting element unit 232. It is provided by being electrically connected to the side surface of the.
  • the common electrode 233 may be composed of a single-layer structure of a metal material such as Pd, Ti, TiN, W, Al, Cu, Pt, Ag, Ni, or Au, or a laminated structure of a plurality of layers.
  • the common electrode 233 of each pixel is electrically connected by the electrode connecting portion 241 so that a common potential can be applied over a plurality of pixels.
  • the electrode connecting portion 241 is provided so as to surround the periphery of the light emitting element portion 232 of each pixel with a metal material such as W, Ti, TiN, Cu, Al, or Ni.
  • the electrode connecting portion 241 can electrically connect the common electrode 233 of each pixel to each other by being electrically connected to the common electrode 233 of each pixel and the electrode connecting portion 241 surrounding the periphery of the adjacent pixel. can.
  • the electrode connecting portion 241 may be provided so as to surround the periphery of the light emitting element portion 232 of each pixel at a height extending from the common electrode 233 to the first pixel electrode 231A. According to this, the electrode connecting portion 241 can shield the space between the light emitting element portions 232 of each pixel. In such a case, the electrode connecting portion 241 can also serve as the function of the light shielding portion 141 in the light emitting device 1 according to the first embodiment. Details of the electrode connecting portion 241 will be described later with reference to FIGS. 12A and 12B.
  • FIG. 12A is a vertical cross-sectional view showing the pixel electrode 231, the light emitting element portion 232, the common electrode 233, the electrode connection portion 241 and the contact portion 235 extracted.
  • FIG. 12B is a top view showing the pixel electrode 231, the light emitting element portion 232, the common electrode 233, the electrode connection portion 241 and the contact portion 235 extracted.
  • the second light emitting element unit 232B, the first light emitting element unit 232A, and the pixel electrode 231 are provided in a stacked manner in this order.
  • the first light emitting device unit 232A corresponds to, for example, a laminated structure of p-GaN, p-AlGaN, and multiple quantum well structures (MQWs)
  • the second light emitting device unit 232B corresponds to, for example, n-GaN and u-.
  • the laminated structure of GaN corresponds to the laminated structure of GaN.
  • the light emitting element unit 232 is configured by the first light emitting element unit 232A and the second light emitting element unit 232B.
  • a common electrode 233 is provided on the side surface of u-GaN in the lowermost layer of the second light emitting element unit 232B.
  • the second light emitting element unit 232B, the first light emitting element unit 232A, and the pixel electrode 231 are provided in an island shape separated from each other for each pixel, and the electrode connecting portion 241 is the second light emitting element unit 232B, the first light emitting unit. It is provided so as to surround the element portion 232A and the pixel electrode 231.
  • the electrode connecting portion 241 is electrically connected to the common electrode 233 provided on the side surface of the lowermost layer of the second light emitting element portion 232B, and is provided so as to surround the periphery of the light emitting element portion 232 of each pixel. It is electrically connected to the electrode connection portion 241. As a result, the electrode connecting portion 241 can electrically connect the common electrode 233 of each pixel.
  • the electrode connecting portion 241 is provided so as to be electrically separated from the first light emitting element portion 232A and the second light emitting element portion 232B.
  • the electrode connecting portion 241 is provided with a metal material having a light-shielding property higher than the laminated height of the second light emitting element portion 232B, the first light emitting element portion 232A, and the pixel electrode 231 so that the light emitting element of each pixel is provided. It is possible to suppress the leakage of light between the portions 232.
  • a contact portion 235 that serves as an electrical contact with the common electrode 233 is provided on the electrode connection portion 241.
  • the contact portion 235 can be electrically connected by the penetrating via 223 from the same side as the pixel electrode 231.
  • the contact portion 235 may be composed of a single-layer structure of a metal material such as Pd, Ti, TiN, W, Al, Cu, Pt, Ag, Ni, or Au, or a laminated structure of a plurality of layers.
  • the light emitting device 2 can further improve the light emitting area ratio in the light emitting element unit 232 by providing the common electrode 233 on the side surface of the light emitting element unit 232. Further, the light emitting device 2 is provided with a light emitting element portion 232 having an island-like structure separated from each other for each pixel, and surrounds the light emitting element portion 232 of each pixel with an electrode connecting portion 241 that also functions as a light shielding portion. This makes it possible to suppress light leakage between pixels.
  • FIGS. 13A to 13V are vertical cross-sectional views showing one step of the manufacturing method of the light emitting device 2 according to the present embodiment.
  • a light emitting device portion 232 is formed by epitaxially growing a III-V compound semiconductor on a crystal growth substrate 260 such as Si or sapphire.
  • the light emitting device unit 232 is formed by sequentially stacking III-V compound semiconductors in the order of, for example, u-GaN, n-GaN, multiple quantum well structures (MQWs), p-AlGaN, and p-GaN. May be good.
  • the second pixel electrode 231B is formed by forming a transparent conductive material such as ITO on the light emitting element portion 232.
  • the oxide film 240A is formed by forming a SiO x or the like on the second pixel electrode 231B.
  • the oxide film 240A is provided, for example, in order to bond the support substrate 261 to the light emitting element portion 232 in the subsequent step.
  • the support substrate 261 is bonded to the oxide film 240A.
  • the support substrate 261 for example, a Si substrate or the like can be used.
  • the top and bottom are inverted with respect to FIG. 13C.
  • the crystal growth substrate 260 is removed from the light emitting device unit 232.
  • the crystal growth substrate 260 can be removed from the light emitting element portion 232 by grinding with a grinder, wet etching, or the like. Further, the crystal growth substrate 260 may be removed from the light emitting element unit 232 by using CMP (Chemical Mechanical Polishing), dry etching, or the like.
  • CMP Chemical Mechanical Polishing
  • the light emitting element portion 232 is patterned by using lithography and etching to form the opening 233H in the light emitting element portion 232.
  • the opening 233H is provided to form the common electrode 233 in the subsequent process.
  • a common electrode 233 is formed by forming a metal material such as Pd, Ti, TiN, W, Al, Cu, Pt, Ag, Ni, or Au so as to embed the opening 233H. To form.
  • the insulating layer 242 is formed by forming a film of SiO x or the like on the light emitting element portion 232 and the common electrode 233.
  • the support substrate 262 is bonded to the insulating layer 242.
  • the support substrate 262 for example, a Si substrate or the like can be used.
  • the top and bottom are inverted with respect to FIG. 13H.
  • the support substrate 261 is removed from above the oxide film 240A.
  • the support substrate 261 can be removed from the oxide film 240A by grinding with a grinder, wet etching, or the like.
  • the oxide film 240A is patterned using lithography and etching to form an opening 231H in the oxide film 240A.
  • the opening 231H is provided to form the first pixel electrode 231A in the subsequent process.
  • the first pixel is formed by forming a metal material such as Pd, Ti, TiN, W, Al, Cu, Pt, Ag, Ni, or Au so as to embed the opening 231H.
  • the electrode 231A is formed.
  • an oxide film 240A is further formed on the first pixel electrode 231A.
  • the opening portion that separates the light emitting element portion 232 from each other for each pixel Form 230H.
  • the opening 230H is formed so as to expose the common electrode 233.
  • the sidewall 240B is formed by forming a film of SiO x or the like on the inner side surface of the opening 230H.
  • the sidewall 240B is provided to electrically insulate the electrode connecting portion 241 formed inside the opening 230H and the light emitting element portion 232.
  • the electrode connection portion 241 is formed by forming a film having a light-shielding metal material such as W, Ti, TiN, Cu, Al, or Ni so as to embed the opening 230H. do.
  • a light-shielding metal material such as W, Ti, TiN, Cu, Al, or Ni
  • the insulating layer 240 is formed so as to embed each pixel.
  • the insulating layer 240 is provided by forming a film of SiO x or the like using, for example, CVD (Chemical Vapor Deposition) or the like.
  • the contact portion 235 is formed by forming a metal material such as Pd, Ti, TiN, W, Al, Cu, Pt, Ag, Ni, or Au on the electrode connecting portion 241.
  • the surface is flattened by further forming an insulating layer 240.
  • the surface of the insulating layer 240 may be flattened by using CMP or etch back.
  • a penetrating via 223 electrically connected to the first pixel electrode 231A and the contact portion 235 is formed. Specifically, by patterning the insulating layer 240 using lithography and etching, an opening is formed in the insulating layer 240 in the region corresponding to the first pixel electrode 231A and the contact portion 235.
  • a penetrating via 223 is formed by forming a metal material such as Pd, Ti, TiN, W, Al, Cu, Pt, Ag, Ni, or Au so as to embed the formed opening.
  • An electrode to be a metal joint 222 is formed on the penetrating via 223 in the subsequent process.
  • the drive board 210 on which the interlayer insulating layer 220 including the multilayer wiring 221 is laminated is attached to the laminated structure formed in the steps of FIGS. 13A to 13S.
  • the laminated structure formed in the steps of FIGS. 13A to 13S is bonded to the drive substrate 210 so that the insulating layer 240 and the interlayer insulating layer 220 face each other.
  • the electrodes exposed on the surface are bonded to each other to form a metal bonding portion 222.
  • the top and bottom are inverted with respect to FIG. 13S.
  • the support substrate 262 and the insulating layer 242 are removed from above the light emitting element portion 232 and the common electrode 233.
  • the support substrate 262 can be removed from above the light emitting element portion 232 and the common electrode 233 by using grinding with a grinder, wet etching, or the like.
  • the phosphor layer 251 and the pixel separation layer 250 are formed on the light emitting element unit 232 and the common electrode 233.
  • the phosphor layer 251 may be composed of, for example, quantum dots
  • the pixel separation layer 250 may be composed of, for example, Al.
  • the light emitting device 2 according to the present embodiment can be manufactured by the above steps.
  • FIG. 14 is a vertical sectional view showing the pixel electrode 231 of the light emitting device, the light emitting element portion 232, the common electrode 233A, the electrode connecting portion 241 and the contact portion 235 of the light emitting device according to the first modification.
  • the common electrode 233A may be provided as a transparent electrode on the surface of the second light emitting element unit 232B.
  • the common electrode 233A is provided with a transparent conductive material such as ITO, IZO, ZnO, SnO, or TiO so as to project from the second light emitting element portion 232B, so that the common electrode 233A can be electrically connected to the electrode connecting portion 241. May be connected.
  • the light emitting device according to the first modification can further simplify the manufacturing process.
  • FIG. 15 is a vertical sectional view showing the pixel electrode 231 of the light emitting device, the light emitting element portion 232, the common electrode 233B, the electrode connecting portion 241 and the contact portion 235 of the light emitting device according to the second modification.
  • the common electrode 233B may be provided in a part of the surface of the second light emitting element portion 232B with a metal material such as W, Ti, TiN, Cu, Al, or Ni. ..
  • the first light emitting element portion 232A and the second light emitting element portion 232B can be formed. A region that emits light can be secured. According to this, the light emitting device according to the second modification can further simplify the manufacturing process.
  • FIG. 16 is a vertical sectional view showing the pixel electrode 231 of the light emitting device, the light emitting element portion 232, the common electrode 233C, the electrode connecting portion 241 and the contact portion 235 of the light emitting device according to the third modification.
  • the common electrode 233C is made of a metal material such as W, Ti, TiN, Cu, Al, or Ni, and is a part of the surface of the second light emitting element portion 232B and the second light emitting element. It may be provided on both sides of the portion 232B.
  • the light emitting device according to the third modification can further reduce the contact resistance between the second light emitting element unit 232B and the common electrode 233.
  • FIG. 17 is a vertical cross-sectional view illustrating the overall configuration of the light emitting device according to the present embodiment.
  • the light emitting device 3 includes, for example, a first light emitting element unit 322A and a second light emitting element unit 322B (both are collectively referred to as a light emitting element unit 332) and a pixel electrode 331.
  • a common electrode 333, an electrode connecting portion 334, a contact portion 335, a light shielding portion 341, an insulating layer 340, and a phosphor layer 351 are provided.
  • the light emitting element portion 332, the pixel electrode 331, the common electrode 333, the electrode connecting portion 334, the contact portion 335, the light shielding portion 341, the insulating layer 340, and the phosphor layer 351 are described in the light emitting device 1 according to the first embodiment. It is substantially the same as the light emitting element unit 132, the pixel electrode 131, the common electrode 133, the electrode connection unit 134, the contact unit 135, the light shielding unit 141, the insulating layer 140, and the phosphor layer 151 described above.
  • the light emitting element unit 332 is provided in an island-like structure in which each pixel is separated from each other, so that the light emitting device 3 is provided between the pixels. It is possible to suppress the leakage of light.
  • the common electrode 333 and the electrode connecting portion 334 connect adjacent pixels with a transparent conductive material, so that the adjacent pixels are adjacent to each other. It is possible to cause light leakage between them.
  • the electrode connecting portion 334 by providing the electrode connecting portion 334 with a light absorbing portion described later, it is possible to further suppress the leakage of light between adjacent pixels via the electrode connecting portion 334. Details of the electrode connecting portion 334 and the light absorbing portion will be described later with reference to FIG.
  • FIG. 18 is a plan view showing the common electrode 333 and the electrode connection portion 334 extracted.
  • the common electrode 333 and the electrode connection portion 334 are the same material and the same in a single-layer structure of a transparent conductive material such as ITO, IZO, ZnO, SnO, or TiO, or a laminated structure of a plurality of layers. It is provided integrally in one layer.
  • the electrode connecting portion 334 may be provided so as to have a comb-shaped planar shape by being electrically connected to the common electrode 333 of each pixel from the same direction side on the plane.
  • a light absorbing portion 336 made of a material having a higher light absorption rate than the transparent conductive material constituting the electrode connecting portion 334 is provided.
  • the material constituting the light absorption unit 336 is not particularly limited as long as it is a material having light absorption characteristics, and is a metal material such as W, Ti, TiN, Cu, Al, or Ni, carbon, or the like. It may be an organic material of. Since the light absorbing portion 336 is included inside the electrode connecting portion 334, when the light propagating inside the electrode connecting portion 334 is reflected, the light can be attenuated based on the light absorption rate.
  • the shape and arrangement of the light absorption unit 336 may be any shape and arrangement.
  • the light absorption unit 336 is provided with a plurality of slit shapes extending in the same direction. May be done. By arranging the slit-shaped light absorbing portions 336 in the direction orthogonal to the extending method, the light propagating inside the electrode connecting portion 334 can be attenuated more efficiently.
  • the light emitting device 3 by providing the light absorption unit 336 inside the electrode connection unit 334, it is possible to prevent light from leaking to adjacent pixels by using the electrode connection unit 334 as a propagation path. can.
  • (First manufacturing method) 19A to 19G are vertical cross-sectional views showing one step of the first manufacturing method of the light emitting device 3 according to the present embodiment.
  • the first manufacturing method is a method in which the electrode connecting portion 334 is first formed and then the light absorbing portion 336 is formed.
  • a light emitting device portion 332 is formed by epitaxially growing a III-V compound semiconductor on a crystal growth substrate 360 such as Si or sapphire.
  • the light emitting device unit 332 is formed by sequentially stacking III-V compound semiconductors in the order of, for example, p-GaN, p-AlGaN, multiple quantum well structures (MQWs), n-GaN, and u-GaN. May be good.
  • a transparent conductive material such as ITO, IZO, ZnO, SnO, or TIO is formed on the light emitting element portion 332 to form an electrode connecting portion 334 and a common electrode 333 (FIG. 19B). Not shown).
  • a patterned resist 370 is formed on the electrode connection portion 334 by using lithography.
  • the opening portion 336H is formed by performing dry etching or wet etching using the resist 370 as a mask.
  • the opening 336H is provided to form the light absorbing portion 336 in the subsequent process.
  • the resist 370 is removed from the electrode connection portion 334.
  • the light absorption portion 336 is formed by forming a metal material such as W, Ti, TiN, Cu, Al, or Ni so as to embed the opening 336H.
  • the light absorbing portion 336 formed on the electrode connecting portion 334 is removed by CMP (Chemical Mechanical Polishing) or dry etching to connect the electrode including the light absorbing portion 336 inside.
  • the portion 334 can be formed.
  • (Second manufacturing method) 20A and 20B are vertical cross-sectional views showing one step of the second manufacturing method of the light emitting device 3 according to the present embodiment.
  • the second manufacturing method is a method in which the light absorbing portion 336 is first formed and then the electrode connecting portion 334 is formed.
  • the light emitting device portion 332 is formed by epitaxially growing a III-V compound semiconductor on the crystal growth substrate 360.
  • a metal material such as W, Ti, TiN, Cu, Al, or Ni is formed on the light emitting element unit 332 and patterned by lithography or the like to form a light absorption unit 336. To form.
  • the electrode connecting portion 334 and the electrode connecting portion 334 are formed by forming a transparent conductive material such as ITO, IZO, ZnO, SnO, or TiO on the light absorbing portion 336 and the light emitting element portion 332.
  • a common electrode 333 (not shown) is formed.
  • the electrode connecting portion 334 formed on the light absorbing portion 336 is removed by CMP (Chemical Mechanical Polishing) or dry etching to remove the electrode connecting portion 336 including the light absorbing portion 336 inside. 334 can be formed.
  • FIG. 21 is a plan view showing the plan shape of the common electrode 333, the electrode connecting portion 334, and the light absorbing portion 336A of the light emitting device according to the first modification.
  • the light absorption unit 336A may be provided at the connection portion between the common electrode 333 and the electrode connection portion 334. In such a case, the propagation of light from the common electrode 333 to the electrode connection portion 334 is blocked by the light absorption unit 336A, so that the light emitting device 3 leaks light between the pixels via the electrode connection portion 334. It is possible to prevent crowding.
  • the light absorption unit 336A is provided with a conductive metal material such as W, Ti, TiN, Cu, Al, or Ni.
  • FIG. 22 is a plan view showing the plan shape of the common electrode 333, the electrode connecting portion 334, and the light absorbing portion 336B of the light emitting device according to the second modification.
  • the light absorption unit 336B may be provided so as to spread over the entire electrode connection unit 334.
  • the light propagating from the common electrode 333 is absorbed by the electrode connecting portion 334 (that is, the light absorbing portion 336B), so that the light emitting device 3 has the light between the pixels via the electrode connecting portion 334. Leakage can be prevented.
  • the light absorption unit 336B is provided with a conductive metal material such as W, Ti, TiN, Cu, Al, or Ni.
  • FIG. 23 is a plan view showing the plan shape of the common electrode 333, the electrode connecting portion 334, and the light absorbing portion 336C of the light emitting device according to the third modification.
  • the light absorption unit 336C may be provided in an island-shaped slit shape.
  • the light absorption unit 336C may be provided at the connection portion between the common electrode 333 and the electrode connection portion 334 in the shape of a plurality of island-shaped slits extending in the same direction.
  • the light absorption unit 336C can attenuate the light propagating from the common electrode 333 to the electrode connection unit 334 by reflection, so that the light emitting device 3 uses the light between the pixels via the electrode connection unit 334. Can be prevented from leaking.
  • the electrode connection unit 334 can be electrically connected without interrupting the adjacent common electrode 333. According to this, the electrode connecting portion 334 can prevent the interface between the common electrode 333 and the electrode connecting portion 334 that causes interface resistance and the light absorbing portion 336C from being generated in the middle of the conductive path.
  • FIG. 24 is a plan view showing the plan shape of the common electrode 333, the electrode connecting portion 334, and the light absorbing portion 336D of the light emitting device according to the fourth modification.
  • the light absorption unit 336D may be provided in an island-shaped dot shape.
  • the light absorption unit 336D may be provided on the electrode connection unit 334 in the shape of a plurality of island-shaped rectangular dots arranged in a staggered manner or the like. In such a case, the light absorption unit 336D can attenuate the light propagating from the common electrode 333 to the electrode connection unit 334 by reflection, so that the light emitting device 3 uses the light between the pixels via the electrode connection unit 334.
  • the electrode connection unit 334 can be electrically connected without interrupting the adjacent common electrode 333. According to this, the electrode connecting portion 334 can prevent the interface between the common electrode 333 and the electrode connecting portion 334 that causes interface resistance and the light absorbing portion 336D from being generated in the middle of the conductive path.
  • FIG. 25 is a plan view showing the plan shape of the common electrode 333, the electrode connecting portion 334, and the light absorbing portion 336E of the light emitting device according to the fifth modification.
  • the light absorption unit 336E may be provided in an island-shaped slit shape.
  • the light absorbing portion 336E may be provided in the electrode connecting portion 334 in the shape of a plurality of island-shaped slits extending in a plurality of directions.
  • the light emitting device 3 prevents the light from leaking between the pixels via the electrode connection unit 334. Can be prevented.
  • the electrode connection unit 334 can be electrically connected without interrupting the adjacent common electrode 333. According to this, the electrode connecting portion 334 can prevent the interface between the common electrode 333 and the electrode connecting portion 334 that causes interface resistance and the light absorbing portion 336E from being generated in the middle of the conductive path.
  • the light emitting devices 1, 2, and 3 according to the embodiment of the present disclosure can be applied to various display devices that display an image signal input from the outside or an image signal generated internally.
  • the light emitting devices 1, 2, and 3 according to the present embodiment can be applied to a television device, a digital camera, a notebook personal computer, a mobile phone, a smartphone, or the like.
  • FIG. 26 an example of application examples of the light emitting devices 1, 2 and 3 according to the present embodiment is shown.
  • FIG. 26 is a schematic view showing the appearance of a television device to which the light emitting devices 1, 2, and 3 according to the present embodiment are applied.
  • the television device 10 has, for example, an image display unit 11 including a front panel 12 and a filter glass 13.
  • the light emitting devices 1, 2, and 3 according to the present embodiment may be applied to the image display unit 11.
  • the technology according to the present disclosure may have the following configuration. According to the technique according to the present disclosure having the following configuration, the pixel electrode, the light emitting element portion, and the common electrode are separated from each other between adjacent pixels. Therefore, the light emitting device and the display device according to the present embodiment can suppress the leakage of light through the pixel electrode, the light emitting element unit, and the common electrode between adjacent pixels.
  • the effects exerted by the techniques according to the present disclosure are not necessarily limited to the effects described herein, and may be any of the effects described in the present disclosure.
  • the common electrode is provided on the side surface of the lowermost layer on the second surface side of the laminated structure of the light emitting element portion.
  • the common electrode is provided with a transparent conductive material and is provided.
  • the electrode connecting portion further includes a light absorbing portion provided of a material having a higher light absorption rate than the transparent conductive material.
  • the electrode connection portion is provided with the transparent conductive material and is provided with the transparent conductive material.
  • the light emitting device unit includes a III-V compound semiconductor.
  • a display device including an electrode connecting portion that electrically connects the common electrode provided for each pixel in a plane region different from the plane region provided with the light emitting element portion.

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Abstract

画素ごとに互いに分離されて設けられた発光素子部(132)と、発光素子部(132)の第1面側に前記画素ごとに設けられた画素電極(131)と、発光素子部(132)の前記第1面と反対の第2面側に、隣接する前記画素との間で互いに分離されて設けられた共通電極(133)と、前記画素ごとに設けられた共通電極(133)を、発光素子部(132)が設けられた平面領域と異なる平面領域にて電気的に接続する電極接続部(134)とを備える、発光装置。

Description

発光装置、及び表示装置
 本開示は、発光装置、及び表示装置に関する。
 電気エネルギーを光エネルギーに変換する発光素子(Light Emitting Diode:LED)は、応答速度が速く、かつ消費電力が低いため、表示装置などの光源として注目されている(例えば、特許文献1)。
 発光素子を用いた表示装置は、例えば、複数の画素に広がって発光素子が設けられた基板と、発光素子を駆動させる駆動回路が設けられた基板とを接合した後、発光素子の上に画素ごとに蛍光体又はカラーフィルタなどを設けることで製造される。
特開2018-182282号公報
 このような発光素子を用いた表示装置等の発光装置では、画素間でのクロストーク(すなわち、光の漏れ込み)をより低減することが望まれる。
 よって、隣接する画素間での光の漏れ込みをより低減することが可能な発光装置、及び表示装置を提供することが望ましい。
 本開示の一実施形態に係る発光装置は、画素ごとに互いに分離されて設けられた発光素子部と、前記発光素子部の第1面側に前記画素ごとに設けられた画素電極と、前記発光素子部の前記第1面と反対の第2面側に、隣接する前記画素との間で互いに分離されて設けられた共通電極と、前記画素ごとに設けられた前記共通電極を、前記発光素子部が設けられた平面領域と異なる平面領域にて電気的に接続する電極接続部とを備える。
 本開示の一実施形態に係る表示装置は、画素ごとに互いに分離されて設けられた発光素子部と、前記発光素子部の第1面側に前記画素ごとに設けられた画素電極と、前記発光素子部の前記第1面と反対の第2面側に、隣接する前記画素との間で互いに分離されて設けられた共通電極と、前記画素ごとに設けられた前記共通電極を、前記発光素子部が設けられた平面領域と異なる平面領域にて電気的に接続する電極接続部とを備える。
 本開示の一実施形態に係る発光装置、及び表示装置では、発光素子部は、画素ごとに互いに分離されて設けられ、画素電極は、発光素子部の第1面側に画素ごとに設けられ、共通電極は、発光素子部の第1面と反対の第2面側に、隣接する画素との間で互いに分離されて設けられ、共通電極は、発光素子部が設けられた平面領域と異なる平面領域に設けられた電極接続部にて電気的に接続される。これにより、例えば、本実施形態に係る発光装置、及び表示装置は、隣接する画素間で画素電極、発光素子部、及び共通電極を互いに分離することができる。
本開示の第1の実施形態に係る発光装置の全体構成を説明する縦断面図である。 画素電極、発光素子部、共通電極、電極接続部、及びコンタクト部を抽出して示した正投影図である。 同実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態の第1の変形例に係る発光装置の共通電極及び電極接続部の平面形状を示す平面図である。 同実施形態の第2の変形例に係る発光装置の共通電極及び電極接続部の平面形状を示す平面図である。 同実施形態の第3の変形例に係る発光装置の共通電極及び電極接続部の平面形状を示す平面図である。 同実施形態の第4の変形例に係る発光装置の共通電極及び電極接続部の平面形状を示す平面図である。 同実施形態の第5の変形例に係る発光装置の画素電極、発光素子部、共通電極、電極接続部、及びコンタクト部を抽出して示した上面図である。 同実施形態の第6の変形例に係る画素電極、発光素子部、共通電極、電極接続部、及びコンタクト部を抽出して示した正投影図である。 本開示の第2の実施形態に係る発光装置の全体構成を説明する縦断面図である。 貫通ビア及び金属接合部と、各画素との平面での位置関係を示す平面図である。 画素電極、発光素子部、共通電極、電極接続部、及びコンタクト部を抽出して示した縦断面図である。 画素電極、発光素子部、共通電極、電極接続部、及びコンタクト部を抽出して示した上面図である。 同実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態の第1の変形例に係る発光装置の画素電極、発光素子部、共通電極、電極接続部、及びコンタクト部を抽出して示した縦断面図である。 同実施形態の第2の変形例に係る発光装置の画素電極、発光素子部、共通電極、電極接続部、及びコンタクト部を抽出して示した縦断面図である。 同実施形態の第3の変形例に係る発光装置の画素電極、発光素子部、共通電極、電極接続部、及びコンタクト部を抽出して示した縦断面図である。 本開示の第3の実施形態に係る発光装置の全体構成を説明する縦断面図である。 共通電極及び電極接続部を抽出して示した平面図である 同実施形態に係る発光装置の第1の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の第1の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の第1の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の第1の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の第1の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の第1の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の第1の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の第2の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態に係る発光装置の第2の製造方法の一工程を示す縦断面図である。 同実施形態の第1の変形例に係る発光装置の共通電極、電極接続部、及び光吸収部の平面形状を示す平面図である。 同実施形態の第2の変形例に係る発光装置の共通電極、電極接続部、及び光吸収部の平面形状を示す平面図である。 同実施形態の第3の変形例に係る発光装置の共通電極、電極接続部、及び光吸収部の平面形状を示す平面図である。 同実施形態の第4の変形例に係る発光装置の共通電極、電極接続部、及び光吸収部の平面形状を示す平面図である。 同実施形態の第5の変形例に係る発光装置の共通電極、電極接続部、及び光吸収部の平面形状を示す平面図である。 本開示の一実施形態に係る発光装置が適用されるテレビジョン装置の外観を示す模式図である。
 以下、本開示における実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下で説明する実施形態は本開示の一具体例であって、本開示にかかる技術が以下の態様に限定されるわけではない。また、本開示の各構成要素の配置、寸法、及び寸法比等についても、各図に示す様態に限定されるわけではない。
 なお、説明は以下の順序で行う。
 1.第1の実施形態
  1.1.全体構成
  1.2.詳細構成
  1.3.製造方法
  1.4.変形例
 2.第2の実施形態
  2.1.全体構成
  2.2.詳細構成
  2.3.製造方法
  2.4.変形例
 3.第3の実施形態
  3.1.全体構成
  3.2.詳細構成
  3.3.製造方法
  3.4.変形例
 4.適用例
 <1.第1の実施形態>
 (1.1.全体構成)
 まず、図1を参照して、本開示の第1の実施形態に係る発光装置の全体構成について説明する。図1は、本実施形態に係る発光装置の全体構成を説明する縦断面図である。
 図1に示すように、本実施形態に係る発光装置1は、例えば、発光素子部132と、画素電極131と、共通電極133と、電極接続部134と、コンタクト部135と、遮光部141と、絶縁層140、142と、蛍光体層151と、画素分離層150と、保護層152と、貫通ビア123と、金属接合部122と、多層配線121と、層間絶縁層120と、駆動基板110とを備える。発光装置1は、例えば、画素ごとに分離された発光素子部132から発せられた光を蛍光体層151にて赤色光、緑色光、及び青色光に変換することでRGBカラー表示を行う表示装置である。
 発光素子部132は、画素ごとに互いに分離されて設けられ、電界の印加によって自発光する化合物半導体層である。発光素子部132では、一方の電極から電子が注入され、他方の電極から正孔が注入される。注入された電子及び正孔は、発光素子部132の内部で結合することで、発光素子部132を構成する化合物半導体のバンドギャップの大きさに応じた光を放出する。
 具体的には、発光素子部132は、III-V族化合物半導体の積層構造にて構成される。例えば、発光素子部132は、p-GaN(p型不純物がドープされたGaN)、p-AlGaN(p型不純物がドープされたAlGaN)、バンドギャップが小さい極薄層をバンドギャップが大きい層で挟み込んだ構造を多重に積層した多重量子井戸構造(Multi Quantum Wells:MQWs)、n-GaN(n型不純物がドープされたGaN)、及びu-GaN(アンドープのGaN)の積層構造にて設けられてもよい。
 画素電極131は、画素ごとに独立した電位を印加することが可能な電極であり、発光素子部132の第1面側(図1に正対して下側)に画素ごとに設けられる。例えば、画素電極131は、Pd、Ti、TiN、W、Al、Cu、Pt、Ag、Ni、若しくはAuなどの金属材料、又はITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、若しくはZnOなどの透明導電性材料の単層構造、又は複数層の積層構造にて構成されてもよい。
 共通電極133は、複数の画素に共通の電位を印加することが可能な電極であり、発光素子部132の第1面と反対の第2面側(図1に正対して上側)に複数の画素に亘って電気的に接続されて設けられる。例えば、共通電極133は、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、ZnO、SnO、又はTiOなどの透明導電性材料の単層構造、又は複数層の積層構造にて構成されてもよい。
 発光装置1では、発光素子部132に電界を印加する一方の電極(すなわち、共通電極133)を各画素で共通とすることで、発光素子部132と駆動基板110との電気的な接続の数を低減することができる。したがって、発光装置1は、画素の微細化を進めた場合であっても、より容易に発光素子部132と駆動基板110とを電気的に接続することが可能となる。
 ここで、共通電極133は、隣接する画素との間で互いに分離されて設けられる。各画素の共通電極133は、電極接続部134によって電気的に接続されることで、複数の画素に亘って共通の電位を印加することができる。
 電極接続部134は、発光素子部132が設けられた平面領域と異なる平面領域に設けられ、各画素の共通電極133を電気的に接続する。具体的には、電極接続部134は、発光素子部132が設けられた平面領域と異なる平面領域に張り出して設けられ、共通電極133と同一材料かつ同一層で一体化して設けられてもよい。電極接続部134の詳細については、図2を参照して後述する。
 コンタクト部135は、電極接続部134に対して画素電極131と同じ側となるように設けられる。コンタクト部135は、発光素子部132が設けられた領域から張り出す電極接続部134に設けられることにより、共通電極133に対して画素電極131と同じ側から電気的に接続することが可能である。例えば、コンタクト部135は、Pd、Ti、TiN、W、Al、Cu、Pt、Ag、Ni、若しくはAuなどの金属材料、又はITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、若しくはZnOなどの透明導電性材料の単層構造、又は複数層の積層構造にて構成されてもよい。
 遮光部141は、遮光性材料によって設けられ、発光素子部132、画素電極131、共通電極133、電極接続部134、及びコンタクト部135の駆動基板110側を覆うように設けられる。遮光部141は、W、Ti、TiN、Cu、Al、若しくはNiなどの金属材料、又はカーボンなどの有機材料にて設けられてもよい。
 具体的には、遮光部141は、発光素子部132に対して駆動基板110側を覆い、蛍光体層151側を開放するように設けられる。これによれば、遮光部141は、発光素子部132から発せられた光が駆動基板110側に進入することを抑制することができる。
 また、遮光部141は、各画素の発光素子部132の間を互いに離隔するように設けられる。発光装置1では、発光素子部132が画素ごとに分離されて設けられるため、各画素の発光素子部132の間に遮光部141を設けることが可能である。これによれば、発光装置1は、画素間での光の漏れ込みをより抑制することができる。
 絶縁層140、142は、絶縁性材料によって設けられ、発光素子部132、画素電極131、及び共通電極133の周囲を埋め込むように設けられる。絶縁層140、142は、発光素子部132、画素電極131、及び共通電極133を画素ごとに電気的に絶縁することで、発光素子部132が画素ごとに駆動することを可能とする。絶縁層140、142は、例えば、SiO、SiN、SiON、又はAlなどの絶縁性の酸窒化物にて設けられてもよい。
 蛍光体層151は、発光素子部132から放出された光の色を変換する光変換物質を含む。蛍光体層151は、例えば、各画素の発光素子部132に対応して、遮光部141にて覆われていない側に設けられる。蛍光体層151は、例えば、発光素子部132から発せられた青色光を赤色光及び緑色光にそれぞれ変換することで、発光装置1が赤色、緑色、及び青色の三原色の光を発することができるようにしてもよい。または、蛍光体層151は、発光素子部132から発せられた白色光を青色光、赤色光、及び緑色光にそれぞれ変換することで、発光装置1が赤色、緑色、及び青色の三原色の光を発することができるようにしてもよい。蛍光体層151は、例えば、光変換物質として、無機蛍光材料、有機蛍光材料、又は量子ドットなどを含んでもよい。
 画素分離層150は、画素間での光変換物質の混合を防止するために、蛍光体層151の間に蛍光体層151を画素ごとに離隔するように設けられる。画素分離層150は、画素間での混色を抑制するために、遮光性を有する(又は透明ではない)材料で構成されてもよい。
 保護層152は、蛍光体層151等を外部環境から保護する層であり、蛍光体層151に対して発光素子部132が設けられた側と反対側に設けられる。保護層152は、例えば、SiO、SiN、SiON、又はAlなどの光透過性を有する絶縁性材料の1種からなる単層膜、又はこれら2種以上からなる積層膜として設けられてもよい。または、保護層152は、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス、若しくはサファイアガラスなどの光透過性を有する無機材料、又はアクリル樹脂などの光透過性を有する有機材料にて設けられてもよい。
 貫通ビア123は、導電性材料によって設けられ、画素電極131又はコンタクト部135から駆動基板110に向かって延在して設けられる。貫通ビア123は、画素電極131又はコンタクト部135と、絶縁層140及び層間絶縁層120の界面に設けられた金属接合部122とを電気的に接続することができる。例えば、貫通ビア123は、Pd、Ti、TiN、W、Al、Cu、Pt、Ag、Ni、又はAuなどの金属材料の単層構造、又は複数層の積層構造にて構成されてもよい。
 金属接合部122は、Cuなどの金属によって設けられ、絶縁層140及び層間絶縁層120の界面に設けられる。具体的には、金属接合部122は、発光素子部132が設けられた絶縁層140と、駆動基板110が積層された層間絶縁層120とを貼り合わせる際に、絶縁層140から露出する電極と、層間絶縁層120から露出する電極とを接合することで設けられる。金属接合部122は、絶縁層140に設けられた貫通ビア123と、層間絶縁層120に設けられた多層配線121とを電気的に接続することができる。これによれば、発光装置1は、金属接合部122のような単純な構造で貫通ビア123と、多層配線121とを電気的に接続することができるため、配線構造をより単純化することができる。
 多層配線121は、導電性材料によって設けられ、層間絶縁層120の内部に複数層に亘って設けられた配線である。多層配線121は、絶縁層140及び層間絶縁層120の界面に設けられた金属接合部122と、駆動基板110に設けられた各素子とを電気的に接続することができる。多層配線121は、例えば、Pd、Ti、TiN、W、Al、Cu、Pt、Ag、Ni、又はAuなどの金属材料の単層構造、又は複数層の積層構造にて構成されてもよい。
 層間絶縁層120は、絶縁性材料によって設けられ、多層配線121の各配線を互いに電気的に分離する。層間絶縁層120は、例えば、SiO、SiN、SiON、又はAlなどの絶縁性の酸窒化物にて設けられてもよい。
 駆動基板110は、各画素の発光素子部132をそれぞれ駆動させる回路を含む。駆動基板110は、例えば、Siなどで構成された半導体基板であってもよく、PCB(Poly Chlorinated Biphenyl)などで構成された樹脂基板であってもよい。
 例えば、駆動基板110は、発光素子部132を画素ごとに個別に駆動させる画素回路と、各画素を垂直方向又は水平方向に走査する共通回路とを含んでもよい。画素回路は、複数のMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)を含み、画素ごとに設けられる。画素回路は、例えば、共通電極133と電気的に接続されたコンタクト部135、及び各画素の画素電極131と電気的に接続される。共通回路は、互いに直交する垂直駆動線及び水平駆動線の各々を順次走査する垂直駆動回路及び水平駆動回路を含む。垂直駆動線及び水平駆動線の各々の交点に、画素の各々と対応しており、発光装置1は、共通回路に含まれる垂直駆動線及び水平駆動線を順次駆動させることで、画素の各々を駆動させることができる。
 (1.2.詳細構成)
 続いて、図2を参照して、本実施形態に係る発光装置1の詳細構成について説明する。図2は、画素電極131、発光素子部132、共通電極133、電極接続部134、及びコンタクト部135を抽出して示した正投影図である。
 図2に示すように、共通電極133、第2発光素子部132B、第1発光素子部132A、及び画素電極131は、順に積層されて設けられる。第1発光素子部132Aは、例えば、p-GaN、p-AlGaN、及び多重量子井戸構造(MQWs)の積層構造に対応し、第2発光素子部132Bは、例えば、n-GaN、及びu-GaNの積層構造に対応する。第1発光素子部132A及び第2発光素子部132Bにて発光素子部132が構成される。
 ここで、第2発光素子部132B、第1発光素子部132A、及び画素電極131は、画素ごとに互いに分離された島状形状にて設けられ、共通電極133は、隣接する画素との間で互いに分離されて設けられる。各画素の共通電極133は、第1発光素子部132A及び第2発光素子部132Bが設けられた領域から張り出して設けられた電極接続部134にて電気的に接続される。なお、第1発光素子部132A及び第2発光素子部132Bが設けられた領域から張り出して設けられた電極接続部134には、共通電極133との電気的な接点となるコンタクト部135がさらに設けられる。
 電極接続部134は、共通電極133と連続した層として共通電極133と同一材料で一体化して設けられてもよい。すなわち、電極接続部134は、共通電極133と同様に、ITO、IZO、ZnO、SnO、又はTiOの透明導電性材料の単層構造、又は複数層の積層構造にて構成されてもよい。また、電極接続部134は、各画素の共通電極133と平面上の同一方向側から電気的に接続されていてもよい。このような場合、電極接続部134、及び各画素の共通電極133は、櫛歯状の平面形状となるように設けられる。
 電極接続部134が共通電極133と連続した層として設けられる場合、電極接続部134及び共通電極133は、同時に成膜及び形状加工されることにより、工程数を削減することができる。また、電極接続部134は、形状加工によって光の伝搬経路を制限することできるため、共通電極133及び電極接続部134を介した画素間での光の漏れ込みをさらに抑制することも可能である。さらに、空気(屈折率1.0)-ITO(屈折率約2.0)間の屈折率差は、空気(屈折率1.0)-GaN(屈折率約2.5)間の屈折率差よりも小さいため、電極接続部134が共通電極133と同一の透明導電性材料にて設けられる場合、電極接続部134は、空気との境界における反射を抑制することで、電極接続部134を介した画素間での光の漏れ込みをさらに抑制することも可能である。
 本実施形態に係る発光装置1は、発光素子部132を画素ごとに互いに分離された島状構造にて設けることにより、発光素子部132が複数の画素に広がった構造にて設けられた場合と比較して、画素間での光の漏れ込みを抑制することができる。また、発光装置1では、各画素で共通の電位が供給される共通電極133は、画素間で互いに分離されており、発光素子部132が設けられた領域から張り出して設けられた電極接続部134にて電気的に接続される。これによれば、共通電極133は、共通電極133を介した画素間での光の漏れ込みを抑制することができる。
 (1.3.製造方法)
 次に、図3A~図3Uを参照して、本実施形態に係る発光装置1の製造方法について説明する。図3A~図3Uは、本実施形態に係る発光装置1の製造方法の一工程を示す縦断面図である。
 まず、図3Aに示すように、Si又はサファイア等の結晶成長基板160の上にIII-V族化合物半導体をエピタキシャル成長させることで、発光素子部132を形成する。発光素子部132は、例えば、p-GaN、p-AlGaN、多重量子井戸構造(MQWs)、n-GaN、及びu-GaNの順でIII-V族化合物半導体を順次積層することで形成されてもよい。
 続いて、図3Bに示すように、発光素子部132の上にSiOなどを成膜することで酸化膜140Aを形成する。酸化膜140Aは、例えば、後段の工程で発光素子部132に支持基板161を接合させるために設けられる。
 次に、図3Cに示すように、酸化膜140Aに支持基板161を接合する。支持基板161は、例えば、Si基板などを用いることができる。なお、図3Cでは、図3Bに対して上下が反転している。
 その後、図3Dに示すように、発光素子部132から結晶成長基板160を除去する。具体的には、結晶成長基板160は、グラインダーによる研削、又はウェットエッチングなどを用いることで、発光素子部132から除去され得る。また、結晶成長基板160は、CMP(Chemical Mechanical Polishing)又はドライエッチングなどを用いることで、発光素子部132から除去されてもよい。
 続いて、図3Eに示すように、発光素子部132の上にITOなどの透明導電性材料を成膜することで、電極接続部134を含む共通電極133を形成する。
 次に、図3Fに示すように、共通電極133の上にSiOを成膜することで絶縁層142を形成する。
 その後、図3Gに示すように、絶縁層142に支持基板162を接合する。支持基板162は、例えば、Si基板などを用いることができる。なお、図3Gでは、図3Fに対して上下が反転している。
 続いて、図3Hに示すように、酸化膜140Aの上から支持基板161を除去する。例えば、グラインダーによる研削、又はウェットエッチングなどを用いることで、酸化膜140Aの上から支持基板161を除去することができる。
 次に、図3Iに示すように、リソグラフィ及びエッチングを用いて酸化膜140Aをパターニングすることで、酸化膜140Aに開口部131Hを形成する。開口部131Hは、後段の工程にて画素電極131を形成するために設けられる。
 その後、図3Jに示すように、開口部131Hを埋め込むようにPd、Ti、TiN、W、Al、Cu、Pt、Ag、Ni、又はAuなどの金属材料を成膜することで、画素電極131を形成する。
 続いて、図3Kに示すように、リソグラフィ及びエッチングを用いて酸化膜140A及び発光素子部132をパターニングすることで、画素電極131を形成した領域と別の領域の酸化膜140A及び発光素子部132に開口部135Hを形成する。開口部135Hは、後段の工程にてコンタクト部135を形成するために設けられ、開口部135Hにて露出された透明導電性材料が電極接続部134となる。
 次に、図3Lに示すように、開口部135Hの内部の電極接続部134の上にPd、Ti、TiN、W、Al、Cu、Pt、Ag、Ni、又はAuなどの金属材料を成膜することで、コンタクト部135を形成する。
 その後、図3Mに示すように、リソグラフィ及びエッチングを用いて酸化膜140A、発光素子部132、共通電極133、及び絶縁層142をパターニングすることで、発光素子部132を画素ごとに互いに分離する開口部130Hを形成する。このとき、開口部130Hは、発光素子部132が画素ごとに互いに分離されつつ、各画素の共通電極133が電極接続部134にて電気的に接続されるように形成される。
 続いて、図3Nに示すように、各画素を埋め込むように絶縁層140及び遮光部141を形成する。絶縁層140は、例えば、CVD(Chemical Vapor Deposition)などを用いてSiOなどを成膜することで設けられる。また、遮光部141は、W、Ti、TiN、Cu、Al、又はNiなどの金属材料を画素電極131及びコンタクト部135の上を除いて成膜することで設けられる。
 次に、図3Oに示すように、リソグラフィ及びエッチングを用いて絶縁層140をパターニングすることで、画素電極131及びコンタクト部135に対応する領域の絶縁層140に開口部123Hを形成する。開口部123Hは、後段の工程にて、画素電極131及びコンタクト部135の各々と電気的に接続する貫通ビア123を形成するために設けられる。
 その後、図3Pに示すように、開口部123Hを埋め込むようにPd、Ti、TiN、W、Al、Cu、Pt、Ag、Ni、又はAuなどの金属材料を成膜することで、貫通ビア123を形成する。なお、貫通ビア123の上には、後段の工程にて金属接合部122となる電極が形成される。
 続いて、図3Qに示すように、図3A~図3Pの工程で形成された積層構造体に対して、多層配線121を含む層間絶縁層120が積層された駆動基板110を貼り合わせる。具体的には、絶縁層140と、層間絶縁層120とが対向するように、図3A~図3Pの工程で形成された積層構造体と、駆動基板110とを貼り合わせる。ここで、絶縁層140と、層間絶縁層120との界面では、互いに表面に露出された電極同士が接合されることで、金属接合部122が形成される。なお、図3Qでは、図3Pに対して上下が反転している。
 次に、図3Rに示すように、絶縁層142の上から支持基板162を除去する。例えば、グラインダーによる研削、又はウェットエッチングなどを用いることで、絶縁層142の上から支持基板162を除去することができる。
 その後、図3Sに示すように、遮光部141の一部が露出される程度まで絶縁層142を全体的にエッチングする。これによれば、発光装置1における光の射出面から発光素子部132までの距離をより短くすることができるため、発光素子部132からの光の取り出し効率をより高めることができる。
 続いて、図3Tに示すように、絶縁層142の上に蛍光体層151及び画素分離層150を形成する。蛍光体層151は、例えば、量子ドットなどで構成され、画素分離層150は、例えば、Alなどで構成されてもよい。
 次に、図3Uに示すように、蛍光体層151及び画素分離層150の上に、SiO、SiN、SiON、又はAlなどの光透過性の絶縁性材料を成膜することで、保護層152を形成する。
 以上の工程にて本実施形態に係る発光装置1を製造することができる。
 (1.4.変形例)
 続いて、図4~図9を参照して、本実施形態に係る発光装置1の第1~第6の変形例について説明する。
 (第1の変形例)
 図4は、第1の変形例に係る発光装置の共通電極133A及び電極接続部134Aの平面形状を示す平面図である。例えば、図4に示すように、電極接続部134は、6つの共通電極133を電気的に接続してもよい。
 すなわち、電極接続部134が電気的に接続する共通電極133の数は、図2に示す3つに限定されない。電極接続部134は、複数の共通電極133を電気的に接続していればよく、数は特に限定されない。
 (第2の変形例)
 図5は、第2の変形例に係る発光装置の共通電極133B及び電極接続部134Bの平面形状を示す平面図である。例えば、図5に示すように、共通電極133Bは、発光素子部132の第2面をすべて覆っていなくともよい。すなわち、共通電極133Bは、発光素子部132の第2面の一部にて発光素子部132に電界を印加していてもよい。
 (第3の変形例)
 図6は、第3の変形例に係る発光装置の共通電極133C及び電極接続部134Cの平面形状を示す平面図である。例えば、図6に示すように、共通電極133Cが発光素子部132の第2面をすべて覆っていない場合、共通電極133C及び電極接続部134Cは、透明導電性材料以外のPd、Ti、TiN、W、Al、Cu、Pt、Ag、Ni、又はAuなどの金属材料で構成されてもよい。このような場合、発光素子部132は、共通電極133で覆われていない第2面から光を発することができる。
 (第4の変形例)
 図7は、第4の変形例に係る発光装置の共通電極133D及び電極接続部134Dの平面形状を示す平面図である。例えば、図7に示すように、共通電極133Dと電極接続部134Dとの接続部は形状加工されていてもよい。具体的には、共通電極133Dと電極接続部134Dとの接続部は、光の伝搬経路をより狭めるために括れた平面形状にて形成されていてもよい。これによれば、共通電極133D及び電極接続部134Dは、電極接続部134Dを介した画素間での光の漏れ込みをさらに抑制することができる。
 (第5の変形例)
 図8は、第5の変形例に係る発光装置の画素電極131、発光素子部132、共通電極133、電極接続部134、及びコンタクト部135を抽出して示した上面図である。図8に示すように、画素電極131及び発光素子部132を含む各画素と、各画素の共通電極133を電気的に接続する電極接続部134とは、行列状に配置されてもよい。すなわち、画素電極131及び発光素子部132を含む各画素は、任意の配置で設けられてもよく、各画素の共通電極133を電気的に接続する電極接続部134は、任意の形状にて設けられてもよい。なお、画素電極131及び発光素子部132を含む各画素は、正三角形の頂点配置であるデルタ配置にて設けられてもよい。
 (第6の変形例)
 図9は、第6の変形例に係る画素電極131、発光素子部132(第2発光素子部132B及び第1発光素子部132A)、共通電極133、電極接続部134、及びコンタクト部135を抽出して示した正投影図である。図9に示すように、発光素子部132の積層構造は、図2で示した積層構造と逆順となっていてもよい。具体的には、発光素子部132は、共通電極133側から順に、p-GaN、p-AlGaN、及び多重量子井戸構造(MQWs)を積層した第1発光素子部132Aと、n-GaN、及びu-GaNを積層した第2発光素子部132Bとによって構成されてもよい。
 <2.第2の実施形態>
 (2.1.全体構成)
 続いて、図10を参照して、本開示の第2の実施形態に係る発光装置の全体構成について説明する。図10は、本実施形態に係る発光装置の全体構成を説明する縦断面図である。
 図10に示すように、本実施形態に係る発光装置2は、例えば、発光素子部232と、第1画素電極231A及び第2画素電極231B(両者を合わせて画素電極231とも称する)と、共通電極233と、電極接続部241と、コンタクト部235と、絶縁層240と、蛍光体層251と、画素分離層250と、貫通ビア223と、金属接合部222と、多層配線221と、層間絶縁層220と、駆動基板210とを備える。
 発光素子部232、コンタクト部235、絶縁層240、蛍光体層251、画素分離層250、貫通ビア223、金属接合部222、多層配線221、層間絶縁層220、及び駆動基板210については、第1の実施形態に係る発光装置1にて説明した発光素子部132、コンタクト部135、絶縁層140、蛍光体層151、画素分離層150、貫通ビア123、金属接合部122、多層配線121、層間絶縁層120、及び駆動基板110と実質的に同様である。
 なお、貫通ビア223及び金属接合部222と、各画素Pとの平面での位置関係を図11に示す。図11は、貫通ビア223及び金属接合部222と、各画素Pとの平面での位置関係を示す平面図である。
 図11に示すように、各画素Pは、例えば、赤色画素(R)、緑色画素(G)、及び青色画素(B)として矩形形状にて一方向に配列されて設けられてもよい。また、赤色画素(R)、緑色画素(G)、及び青色画素(B)の画素電極231と電気的に接続された貫通ビア223は、赤色画素(R)、緑色画素(G)、及び青色画素(B)が設けられた領域に行列状に配置された金属接合部222と電気的に接続されるように配置されてもよい。コンタクト部235と電気的に接続する貫通ビア223は、同様に、行列状に配置された金属接合部222と電気的に接続されるように配置されてもよい。これによれば、発光装置2は、貫通ビア223及び金属接合部222をより効率的に配置することができる。
 第1画素電極231A及び第2画素電極231Bは、画素ごとに独立した電位を印加することが可能な画素電極を構成し、発光素子部232の第1面側(図10に正対して下側)に画素ごとに設けられる。例えば、第1画素電極231Aは、Pd、Ti、TiN、W、Al、Cu、Pt、Ag、Ni、又はAuなどの金属材料で構成されてもよく、第2画素電極231Bは、ITO、IZO、ZnO、SnO、又はTiOなどの透明導電性材料で構成されてもよい。
 共通電極233は、複数の画素に共通の電位を印加することが可能な電極であり、発光素子部232の第1面と反対の第2面側(図10に正対して上側)の最上層の側面と電気的に接続されて設けられる。例えば、共通電極233は、Pd、Ti、TiN、W、Al、Cu、Pt、Ag、Ni、又はAuなどの金属材料の単層構造、又は複数層の積層構造にて構成されてもよい。各画素の共通電極233は、電極接続部241によって電気的に接続されることで、複数の画素に亘って共通の電位を印加することができる。
 電極接続部241は、W、Ti、TiN、Cu、Al、又はNiなどの金属材料にて各画素の発光素子部232の周囲を囲むように設けられる。電極接続部241は、各画素の共通電極233、及び隣接する画素の周囲を囲む電極接続部241と電気的に接続されることにより、各画素の共通電極233を互いに電気的に接続することができる。
 また、電極接続部241は、共通電極233から第1画素電極231Aまで延在する高さにて各画素の発光素子部232の周囲を囲むように設けられてもよい。これによれば、電極接続部241は、各画素の発光素子部232の間を遮光することできる。このような場合、電極接続部241は、第1の実施形態に係る発光装置1における遮光部141の機能を兼ねることができる。電極接続部241の詳細については、図12A及び図12Bを参照して後述する。
 (2.2.詳細構成)
 次に、図12A及び図12Bを参照して、本実施形態に係る発光装置2の詳細構成について説明する。図12Aは、画素電極231、発光素子部232、共通電極233、電極接続部241、及びコンタクト部235を抽出して示した縦断面図である。図12Bは、画素電極231、発光素子部232、共通電極233、電極接続部241、及びコンタクト部235を抽出して示した上面図である。
 図12A及び図12Bに示すように、第2発光素子部232B、第1発光素子部232A、及び画素電極231は、順に積層されて設けられる。第1発光素子部232Aは、例えば、p-GaN、p-AlGaN、及び多重量子井戸構造(MQWs)の積層構造に対応し、第2発光素子部232Bは、例えば、n-GaN、及びu-GaNの積層構造に対応する。第1発光素子部232A及び第2発光素子部232Bにて発光素子部232が構成される。第2発光素子部232Bの最下層のu-GaNの側面には、共通電極233が設けられる。
 第2発光素子部232B、第1発光素子部232A、及び画素電極231は、画素ごとに互いに分離された島状にて設けられ、電極接続部241は、第2発光素子部232B、第1発光素子部232A、及び画素電極231の周囲を囲むように設けられる。電極接続部241は、第2発光素子部232Bの最下層の側面に設けられた共通電極233と電気的に接続しており、かつ各画素の発光素子部232の周囲を囲むように設けられた電極接続部241と電気的に接続している。これにより、電極接続部241は、各画素の共通電極233を電気的に接続することができる。なお、電極接続部241は、第1発光素子部232A及び第2発光素子部232Bと互いに電気的に離隔されるように設けられる。
 また、電極接続部241は、遮光性を有する金属材料によって、第2発光素子部232B、第1発光素子部232A、及び画素電極231の積層高さよりも高く設けられることで、各画素の発光素子部232の間で光の漏れ込みが生じることを抑制することができる。
 さらに、電極接続部241の上には、共通電極233との電気的な接点となるコンタクト部235が設けられる。これにより、コンタクト部235は、画素電極231と同じ側から貫通ビア223にて電気的に接続することが可能となる。コンタクト部235は、Pd、Ti、TiN、W、Al、Cu、Pt、Ag、Ni、又はAuなどの金属材料の単層構造、又は複数層の積層構造にて構成されてもよい。
 本実施形態に係る発光装置2は、共通電極233を発光素子部232の側面に設けることにより、発光素子部232における発光面積率をより向上させることができる。また、発光装置2は、発光素子部232を画素ごとに互いに分離された島状構造にて設け、かつ各画素の発光素子部232の周囲を遮光部の機能を兼ねる電極接続部241にて囲むことにより、画素間での光の漏れ込みを抑制することができる。
 (2.3.製造方法)
 次に、図13A~図13Vを参照して、本実施形態に係る発光装置2の製造方法について説明する。図13A~図13Vは、本実施形態に係る発光装置2の製造方法の一工程を示す縦断面図である。
 まず、図13Aに示すように、Si又はサファイア等の結晶成長基板260の上にIII-V族化合物半導体をエピタキシャル成長させることで、発光素子部232を形成する。発光素子部232は、例えば、u-GaN、n-GaN、多重量子井戸構造(MQWs)、p-AlGaN、及びp-GaNの順でIII-V族化合物半導体を順次積層することで形成されてもよい。
 続いて、図13Bに示すように、発光素子部232の上にITOなどの透明導電性材料を成膜することで、第2画素電極231Bを形成する。
 次に、図13Cに示すように、第2画素電極231Bの上にSiOなどを成膜することで酸化膜240Aを形成する。酸化膜240Aは、例えば、後段の工程で発光素子部232に支持基板261を接合させるために設けられる。
 その後、図13Dに示すように、酸化膜240Aに支持基板261を接合する。支持基板261は、例えば、Si基板などを用いることができる。なお、図13Dでは、図13Cに対して上下が反転している。
 続いて、図13Eに示すように、発光素子部232から結晶成長基板260を除去する。具体的には、結晶成長基板260は、グラインダーによる研削、又はウェットエッチングなどを用いることで、発光素子部232から除去され得る。また、結晶成長基板260は、CMP(Chemical Mechanical Polishing)又はドライエッチングなどを用いることで、発光素子部232から除去されてもよい。
 次に、図13Fに示すように、リソグラフィ及びエッチングを用いて発光素子部232をパターニングすることで、発光素子部232に開口部233Hを形成する。開口部233Hは、後段の工程にて共通電極233を形成するために設けられる。
 その後、図13Gに示すように、開口部233Hを埋め込むようにPd、Ti、TiN、W、Al、Cu、Pt、Ag、Ni、又はAuなどの金属材料を成膜することで、共通電極233を形成する。
 続いて、図13Hに示すように、発光素子部232及び共通電極233の上にSiOなどを成膜することで絶縁層242を形成する。
 次に、図13Iに示すように、絶縁層242に支持基板262を接合する。支持基板262は、例えば、Si基板などを用いることができる。なお、図13Iでは、図13Hに対して上下が反転している。
 その後、図13Jに示すように、酸化膜240Aの上から支持基板261を除去する。例えば、グラインダーによる研削、又はウェットエッチングなどを用いることで、酸化膜240Aの上から支持基板261を除去することができる。
 続いて、図13Kに示すように、リソグラフィ及びエッチングを用いて酸化膜240Aをパターニングすることで、酸化膜240Aに開口部231Hを形成する。開口部231Hは、後段の工程にて第1画素電極231Aを形成するために設けられる。
 その後、図13Lに示すように、開口部231Hを埋め込むようにPd、Ti、TiN、W、Al、Cu、Pt、Ag、Ni、又はAuなどの金属材料を成膜することで、第1画素電極231Aを形成する。
 続いて、図13Mに示すように、第1画素電極231Aの上にさらに酸化膜240Aを成膜する。
 次に、図13Nに示すように、リソグラフィ及びエッチングを用いて酸化膜240A、第2画素電極231B、及び発光素子部232をパターニングすることで、発光素子部232を画素ごとに互いに分離する開口部230Hを形成する。このとき、開口部230Hは、共通電極233を露出させるように形成される。
 その後、図13Oに示すように、開口部230Hの内部の側面にSiOなどを成膜することでサイドウォール240Bを形成する。サイドウォール240Bは、開口部230Hの内部に形成される電極接続部241と発光素子部232とを電気的に絶縁するために設けられる。
 続いて、図13Pに示すように、開口部230Hを埋め込むようにW、Ti、TiN、Cu、Al、又はNiなどの遮光性を有する金属材料を成膜することで、電極接続部241を形成する。
 次に、図13Qに示すように、各画素を埋め込むように絶縁層240を形成する。絶縁層240は、例えば、CVD(Chemical Vapor Deposition)などを用いてSiOなどを成膜することで設けられる。また、電極接続部241の上にPd、Ti、TiN、W、Al、Cu、Pt、Ag、Ni、又はAuなどの金属材料を成膜することで、コンタクト部235を形成する。
 その後、図13Rに示すように、さらに絶縁層240を成膜することで表面を平坦化する。なお、絶縁層240の表面の平坦化は、CMP又はエッチバックを用いることで行われてもよい。
 続いて、図13Sに示すように、第1画素電極231A及びコンタクト部235と電気的に接続する貫通ビア223を形成する。具体的には、リソグラフィ及びエッチングを用いて絶縁層240をパターニングすることで、第1画素電極231A及びコンタクト部235に対応する領域の絶縁層240に開口部を形成する。形成された開口部を埋め込むようにPd、Ti、TiN、W、Al、Cu、Pt、Ag、Ni、又はAuなどの金属材料を成膜することで、貫通ビア223を形成する。なお、貫通ビア223の上には、後段の工程にて金属接合部222となる電極が形成される。
 次に、図13Tに示すように、図13A~図13Sの工程で形成された積層構造体に対して、多層配線221を含む層間絶縁層220が積層された駆動基板210を貼り合わせる。具体的には、絶縁層240と、層間絶縁層220とが対向するように、図13A~図13Sの工程で形成された積層構造体と、駆動基板210とを貼り合わせる。ここで、絶縁層240と、層間絶縁層220との界面では、互いに表面に露出された電極同士が接合されることで、金属接合部222が形成される。なお、図13Tでは、図13Sに対して上下が反転している。
 その後、図13Uに示すように、発光素子部232及び共通電極233の上から支持基板262及び絶縁層242を除去する。例えば、グラインダーによる研削、又はウェットエッチングなどを用いることで、発光素子部232及び共通電極233の上から支持基板262を除去することができる。
 続いて、図13Vに示すように、発光素子部232及び共通電極233の上に蛍光体層251及び画素分離層250を形成する。蛍光体層251は、例えば、量子ドットなどで構成され、画素分離層250は、例えば、Alなどで構成されてもよい。
 以上の工程にて本実施形態に係る発光装置2を製造することができる。
 (2.4.変形例)
 続いて、図14~図16を参照して、本実施形態に係る発光装置2の第1~第3の変形例について説明する。
 (第1の変形例)
 図14は、第1の変形例に係る発光装置の画素電極231、発光素子部232、共通電極233A、電極接続部241、及びコンタクト部235を抽出して示した縦断面図である。例えば、図14に示すように、共通電極233Aは、第2発光素子部232Bの表面に透明電極として設けられてもよい。具体的には、共通電極233Aは、ITO、IZO、ZnO、SnO、又はTiOなどの透明導電性材料にて第2発光素子部232Bから張り出すように設けられることで、電極接続部241と電気的に接続してもよい。これによれば、第1の変形例に係る発光装置は、製造工程をより簡略化することが可能である。
 (第2の変形例)
 図15は、第2の変形例に係る発光装置の画素電極231、発光素子部232、共通電極233B、電極接続部241、及びコンタクト部235を抽出して示した縦断面図である。例えば、図15に示すように、共通電極233Bは、W、Ti、TiN、Cu、Al、又はNiなどの金属材料にて第2発光素子部232Bの表面の一部領域に設けられてもよい。このような場合、第2発光素子部232Bの表面のうち共通電極233Bが設けられない領域を透明な絶縁層242にて覆うことで、第1発光素子部232A及び第2発光素子部232Bは、光を放出する領域を確保することができる。これによれば、第2の変形例に係る発光装置は、製造工程をより簡略化することが可能である。
 (第3の変形例)
 図16は、第3の変形例に係る発光装置の画素電極231、発光素子部232、共通電極233C、電極接続部241、及びコンタクト部235を抽出して示した縦断面図である。例えば、図16に示すように、共通電極233Cは、W、Ti、TiN、Cu、Al、又はNiなどの金属材料にて第2発光素子部232Bの表面の一部領域、及び第2発光素子部232Bの側面の両方に設けられてもよい。このような場合、第2発光素子部232Bの表面のうち共通電極233Cが設けられない領域を透明な絶縁層242にて覆うことで、第1発光素子部232A及び第2発光素子部232Bは、光を放出する領域を確保することができる。これによれば、第3の変形例に係る発光装置は、第2発光素子部232Bと共通電極233との間のコンタクト抵抗をより低減することができる。
 <3.第3の実施形態>
 (3.1.全体構成)
 次に、図17を参照して、本開示の第3の実施形態に係る発光装置の全体構成について説明する。図17は、本実施形態に係る発光装置の全体構成を説明する縦断面図である。
 図17に示すように、本実施形態に係る発光装置3は、例えば、第1発光素子部322A及び第2発光素子部322B(両者を合わせて発光素子部332とも称する)と、画素電極331と、共通電極333と、電極接続部334と、コンタクト部335と、遮光部341と、絶縁層340と、蛍光体層351とを備える。
 発光素子部332、画素電極331、共通電極333、電極接続部334、コンタクト部335、遮光部341、絶縁層340、及び蛍光体層351については、第1の実施形態に係る発光装置1にて説明した発光素子部132、画素電極131、共通電極133、電極接続部134、コンタクト部135、遮光部141、絶縁層140、及び蛍光体層151と実質的に同様である。
 したがって、本実施形態に係る発光装置3は、第1の実施形態に係る発光装置1と同様に、発光素子部332が画素ごとに互いに分離された島状構造にて設けられるため、画素間での光の漏れ込みを抑制することができる。しかしながら、共通電極333及び電極接続部334は、隣接する画素間を透明導電性材料にて接続しているため、共通電極333及び電極接続部334が光の伝搬経路となることで、隣接する画素間で光の漏れ込みを発生させる可能性があり得る。本実施形態に係る発光装置3は、電極接続部334に後述する光吸収部を設けることにより、隣接する画素間で電極接続部334を介して光が漏れ込むことをさらに抑制することができる。電極接続部334及び光吸収部の詳細については、図18を参照して後述する。
 (3.2.詳細構成)
 続いて、図18を参照して、本実施形態に係る発光装置3の詳細構成について説明する。図18は、共通電極333及び電極接続部334を抽出して示した平面図である。
 図18に示すように、共通電極333及び電極接続部334は、ITO、IZO、ZnO、SnO、又はTiOなどの透明導電性材料の単層構造、又は複数層の積層構造にて同一材料かつ同一層で一体化して設けられる。電極接続部334は、各画素の共通電極333と平面上の同一方向側から電気的に接続されることで、櫛歯状の平面形状となるように設けられてもよい。
 ここで、電極接続部334の内部には、電極接続部334を構成する透明導電性材料よりも光の吸収率が高い材料で構成された光吸収部336が設けられる。具体的には、光吸収部336を構成する材料は、光の吸収特性を有する材料であれば特に限定されず、W、Ti、TiN、Cu、Al、若しくはNiなどの金属材料、又はカーボンなどの有機材料であってもよい。光吸収部336は、電極接続部334の内部に含まれることにより、電極接続部334の内部を伝搬する光を反射する際に、光吸収率に基づいて光を減衰させることができる。
 光吸収部336の形状及び配置は、任意の形状及び配置であってもよいが、例えば、図18に示すように、光吸収部336は、同一方向に延在する複数のスリット形状にて設けられてもよい。スリット形状の光吸収部336は、延在方法と直交する方向に配列されることで、電極接続部334の内部を伝搬する光をより効率的に減衰させることができる。
 よって、本実施形態に係る発光装置3は、電極接続部334の内部に光吸収部336を設けることにより、電極接続部334を伝搬経路として光が隣接する画素に漏れこむことを抑制することができる。
 (3.3.製造方法)
 次に、図19A~図20Bを参照して、本実施形態に係る発光装置3の製造方法について説明する。以下では、光吸収部336を内部に含む電極接続部334の形成方法についてのみ説明する。本実施形態に係る発光装置3の製造方法のその他の工程については、第1の実施形態に係る発光装置1の製造方法と同様であるため、ここでの説明は省略する。
 (第1の製造方法)
 図19A~図19Gは、本実施形態に係る発光装置3の第1の製造方法の一工程を示す縦断面図である。第1の製造方法は、電極接続部334を先に形成した後、光吸収部336を形成する方法である。
 まず、図19Aに示すように、Si又はサファイア等の結晶成長基板360の上にIII-V族化合物半導体をエピタキシャル成長させることで、発光素子部332を形成する。発光素子部332は、例えば、p-GaN、p-AlGaN、多重量子井戸構造(MQWs)、n-GaN、及びu-GaNの順でIII-V族化合物半導体を順次積層することで形成されてもよい。
 続いて、図19Bに示すように、発光素子部332の上にITO、IZO、ZnO、SnO、又はTiOなどの透明導電性材料を成膜することで、電極接続部334及び共通電極333(図示せず)を形成する。
 次に、図19Cに示すように、リソグラフィを用いて、電極接続部334の上にパターニングされたレジスト370を形成する。
 その後、図19Dに示すように、レジスト370をマスクとしてドライエッチング又はウェットエッチングを行うことで、電極接続部334の一部領域を除去し、開口部336Hを形成する。開口部336Hは、後段の工程にて光吸収部336を形成するために設けられる。
 続いて、図19Eに示すように、電極接続部334からレジスト370を除去する。
 次に、図19Fに示すように、開口部336Hを埋め込むようにW、Ti、TiN、Cu、Al、又はNiなどの金属材料を成膜することで光吸収部336を形成する。
 その後、図19Gに示すように、電極接続部334の上に形成された光吸収部336をCMP(Chemical Mechanical Polishing)又はドライエッチングなどで除去することで、光吸収部336を内部に含む電極接続部334を形成することができる。
 (第2の製造方法)
 図20A及び図20Bは、本実施形態に係る発光装置3の第2の製造方法の一工程を示す縦断面図である。第2の製造方法は、光吸収部336を先に形成した後、電極接続部334を形成する方法である。
 まず、図19Aと同様に、結晶成長基板360の上にIII-V族化合物半導体をエピタキシャル成長させることで、発光素子部332を形成する。
 続いて、図20Aに示すように、発光素子部332の上にW、Ti、TiN、Cu、Al、又はNiなどの金属材料を成膜し、リソグラフィ等でパターニングすることで、光吸収部336を形成する。
 次に、図20Bに示すように、光吸収部336及び発光素子部332の上にITO、IZO、ZnO、SnO、又はTiOなどの透明導電性材料を成膜することで、電極接続部334及び共通電極333(図示せず)を形成する。
 その後、図19Gと同様に、光吸収部336の上に形成された電極接続部334をCMP(Chemical Mechanical Polishing)又はドライエッチングなどで除去することで、光吸収部336を内部に含む電極接続部334を形成することができる。
 (3.4.変形例)
 続いて、図21~図25を参照して、本実施形態に係る発光装置3の第1~第5の変形例について説明する。
 (第1の変形例)
 図21は、第1の変形例に係る発光装置の共通電極333、電極接続部334、及び光吸収部336Aの平面形状を示す平面図である。例えば、図21に示すように、光吸収部336Aは、共通電極333と、電極接続部334との接続部分に設けられていてもよい。このような場合、共通電極333から電極接続部334への光の伝搬は、光吸収部336Aにて遮断されるため、発光装置3は、電極接続部334を介した画素間での光の漏れ込みを防止することができる。なお、第1の変形例では、光吸収部336Aは、W、Ti、TiN、Cu、Al、又はNiなどの導電性を有する金属材料で設けられる。
 (第2の変形例)
 図22は、第2の変形例に係る発光装置の共通電極333、電極接続部334、及び光吸収部336Bの平面形状を示す平面図である。例えば、図22に示すように、光吸収部336Bは、電極接続部334の全体に広がって設けられてもよい。このような場合、共通電極333から伝搬する光は、電極接続部334(すなわち、光吸収部336B)で吸収されるため、発光装置3は、電極接続部334を介した画素間での光の漏れ込みを防止することができる。なお、第2の変形例では、光吸収部336Bは、W、Ti、TiN、Cu、Al、又はNiなどの導電性を有する金属材料で設けられる。
 (第3の変形例)
 図23は、第3の変形例に係る発光装置の共通電極333、電極接続部334、及び光吸収部336Cの平面形状を示す平面図である。例えば、図23に示すように、光吸収部336Cは、島状のスリット形状にて設けられてもよい。具体的には、光吸収部336Cは、同一方向に延在する複数の島状のスリット形状にて、共通電極333と、電極接続部334との接続部分に設けられてもよい。このような場合、光吸収部336Cは、共通電極333から電極接続部334へ伝搬する光を反射によって減衰させることができるため、発光装置3は、電極接続部334を介した画素間での光の漏れ込みを防止することができる。また、光吸収部336Cは、島状に設けられるため、電極接続部334は、隣接する共通電極333を途切れさせることなく電気的に接続することができる。これによれば、電極接続部334は、導電路の途中に、界面抵抗を生じさせる共通電極333及び電極接続部334と、光吸収部336Cとの界面が発生することを防止することができる。
 (第4の変形例)
 図24は、第4の変形例に係る発光装置の共通電極333、電極接続部334、及び光吸収部336Dの平面形状を示す平面図である。例えば、図24に示すように、光吸収部336Dは、島状のドット形状にて設けられてもよい。具体的には、光吸収部336Dは、互い違い等で配列された複数の島状の矩形ドット形状にて電極接続部334に設けられてもよい。このような場合、光吸収部336Dは、共通電極333から電極接続部334へ伝搬する光を反射によって減衰させることができるため、発光装置3は、電極接続部334を介した画素間での光の漏れ込みを防止することができる。また、光吸収部336Dは、島状に設けられるため、電極接続部334は、隣接する共通電極333を途切れさせることなく電気的に接続することができる。これによれば、電極接続部334は、導電路の途中に、界面抵抗を生じさせる共通電極333及び電極接続部334と、光吸収部336Dの界面が発生することを防止することができる。
 (第5の変形例)
 図25は、第5の変形例に係る発光装置の共通電極333、電極接続部334、及び光吸収部336Eの平面形状を示す平面図である。例えば、図25に示すように、光吸収部336Eは、島状のスリット形状にて設けられてもよい。具体的には、光吸収部336Eは、複数の方向に延在する複数の島状のスリット形状にて、電極接続部334に設けられてもよい。このような場合、光吸収部336Eは、電極接続部334へ伝搬した光を反射によって減衰させることができるため、発光装置3は、電極接続部334を介した画素間での光の漏れ込みを防止することができる。また、光吸収部336Eは、島状に設けられるため、電極接続部334は、隣接する共通電極333を途切れさせることなく電気的に接続することができる。これによれば、電極接続部334は、導電路の途中に、界面抵抗を生じさせる共通電極333及び電極接続部334と、光吸収部336Eとの界面が発生することを防止することができる。
 <4.適用例>
 本開示の一実施形態に係る発光装置1、2、3は、外部から入力された画像信号、又は内部にて生成された画像信号を表示する各種表示装置に適用することが可能である。例えば、本実施形態に係る発光装置1、2、3は、テレビジョン装置、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話、又はスマートフォンなどに適用することが可能である。図26を参照して、本実施形態に係る発光装置1、2、3の適用例の一例を示す。図26は、本実施形態に係る発光装置1、2、3が適用されるテレビジョン装置の外観を示す模式図である。
 図26に示すように、テレビジョン装置10は、例えば、フロントパネル12及びフィルタガラス13を含む画像表示部11を有する。本実施形態に係る発光装置1、2、3は、画像表示部11に適用されてもよい。
 以上、第1~第3の実施形態、及び変形例を挙げて、本開示にかかる技術を説明した。ただし、本開示にかかる技術は、上記実施形態等に限定されるわけではなく、種々の変形が可能である。
 さらに、各実施形態で説明した構成および動作の全てが本開示の構成および動作として必須であるとは限らない。たとえば、各実施形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素は、任意の構成要素として理解されるべきである。
 本明細書および添付の特許請求の範囲全体で使用される用語は、「限定的でない」用語と解釈されるべきである。例えば、「含む」又は「含まれる」という用語は、「含まれるとして記載された様態に限定されない」と解釈されるべきである。「有する」という用語は、「有するとして記載された様態に限定されない」と解釈されるべきである。
 本明細書で使用した用語には、単に説明の便宜のために用いており、構成及び動作を限定する目的で使用したわけではない用語が含まれる。たとえば、「右」、「左」、「上」、「下」などの用語は、参照している図面上での方向を示しているにすぎない。また、「内側」、「外側」という用語は、それぞれ、注目要素の中心に向かう方向、注目要素の中心から離れる方向を示しているにすぎない。これらに類似する用語や同様の趣旨の用語についても同様である。
 なお、本開示にかかる技術は、以下のような構成を取ることも可能である。以下の構成を備える本開示にかかる技術によれば、隣接する画素間で画素電極、発光素子部、及び共通電極が互いに分離されるようになる。よって、本実施形態に係る発光装置、及び表示装置は、隣接する画素間で画素電極、発光素子部、及び共通電極を介した光の漏れ込みが発生することを抑制することができる。本開示にかかる技術が奏する効果は、ここに記載された効果に必ずしも限定されるわけではなく、本開示中に記載されたいずれの効果であってもよい。
(1)
 画素ごとに互いに分離されて設けられた発光素子部と、
 前記発光素子部の第1面側に前記画素ごとに設けられた画素電極と、
 前記発光素子部の前記第1面と反対の第2面側に、隣接する前記画素との間で互いに分離されて設けられた共通電極と、
 前記画素ごとに設けられた前記共通電極を、前記発光素子部が設けられた平面領域と異なる平面領域にて電気的に接続する電極接続部と
を備える、発光装置。
(2)
 前記共通電極及び前記電極接続部は、同一材料かつ同一層で一体化して設けられる、上記(1)に記載の発光装置。
(3)
 前記電極接続部は、前記画素ごとに設けられた前記共通電極と同一方向側から電気的に接続する、上記(2)に記載の発光装置。
(4)
 前記画素の各々の前記共通電極、及び前記電極接続部は、全体で櫛歯状形状となるように設けられる、上記(3)に記載の発光装置。
(5)
 前記電極接続部は、前記共通電極から前記画素電極まで延在する高さにて前記画素の各々の周囲を囲む平面形状にて設けられる、上記(1)に記載の発光装置。
(6)
 前記電極接続部は、前記発光素子部と互いに離隔されて設けられる、上記(5)に記載の発光装置。
(7)
 前記電極接続部は、遮光性材料で設けられる、上記(6)に記載の発光装置。
(8)
 前記共通電極は、前記発光素子部の積層構造の前記第2面側の最下層の側面に設けられる、上記(5)~(7)のいずれか一項に記載の発光装置。
(9)
 前記共通電極は、透明導電性材料で設けられ、
 前記電極接続部は、前記透明導電性材料よりも光吸収率が高い材料で設けられた光吸収部をさらに含む、上記(1)に記載の発光装置。
(10)
 前記電極接続部は、前記透明導電性材料で設けられ、
 前記光吸収部は、前記電極接続部の内部に島状の平面形状にて設けられる、上記(9)に記載の発光装置。
(11)
 前記光吸収部は、複数のドット状形状にて設けられる、上記(10)に記載の発光装置。
(12)
 前記光吸収部は、一方向に延在する、又は複数方向に延在する複数のスリット状形状にて設けられる、上記(10)に記載の発光装置。
(13)
 前記光吸収部は、金属材料で設けられる、上記(10)~(12)のいずれか一項に記載の発光装置。
(14)
 前記電極接続部には、前記画素電極と同じ側から電気的に接続可能なコンタクト部がさらに設けられる、上記(1)~(13)のいずれか一項に記載の発光装置。
(15)
 前記共通電極は、透明導電性材料で設けられる、上記(1)~(14)のいずれか一項に記載の発光装置。
(16)
 前記発光素子部は、III-V族化合物半導体を含む、上記(1)~(15)のいずれか一項に記載の発光装置。
(17)
 画素ごとに互いに分離されて設けられた発光素子部と、
 前記発光素子部の第1面側に前記画素ごとに設けられた画素電極と、
 前記発光素子部の前記第1面と反対の第2面側に、隣接する前記画素との間で互いに分離されて設けられた共通電極と、
 前記画素ごとに設けられた前記共通電極を、前記発光素子部が設けられた平面領域と異なる平面領域にて電気的に接続する電極接続部と
を備える、表示装置。
 本出願は、日本国特許庁において2020年6月16日に出願された日本特許出願番号2020-103815号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願の全ての内容を参照によって本出願に援用する。
 当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

Claims (17)

  1.  画素ごとに互いに分離されて設けられた発光素子部と、
     前記発光素子部の第1面側に前記画素ごとに設けられた画素電極と、
     前記発光素子部の前記第1面と反対の第2面側に、隣接する前記画素との間で互いに分離されて設けられた共通電極と、
     前記画素ごとに設けられた前記共通電極を、前記発光素子部が設けられた平面領域と異なる平面領域にて電気的に接続する電極接続部と
     を備える、発光装置。
  2.  前記共通電極及び前記電極接続部は、同一材料かつ同一層で一体化して設けられる、請求項1に記載の発光装置。
  3.  前記電極接続部は、前記画素ごとに設けられた前記共通電極と同一方向側から電気的に接続する、請求項2に記載の発光装置。
  4.  前記画素の各々の前記共通電極、及び前記電極接続部は、全体で櫛歯状形状となるように設けられる、請求項3に記載の発光装置。
  5.  前記電極接続部は、前記共通電極から前記画素電極まで延在する高さにて前記画素の各々の周囲を囲む平面形状にて設けられる、請求項1に記載の発光装置。
  6.  前記電極接続部は、前記発光素子部と互いに離隔されて設けられる、請求項5に記載の発光装置。
  7.  前記電極接続部は、遮光性材料で設けられる、請求項6に記載の発光装置。
  8.  前記共通電極は、前記発光素子部の積層構造の前記第2面側の最下層の側面に設けられる、請求項5に記載の発光装置。
  9.  前記共通電極は、透明導電性材料で設けられ、
     前記電極接続部は、前記透明導電性材料よりも光吸収率が高い材料で設けられた光吸収部をさらに含む、請求項1に記載の発光装置。
  10.  前記電極接続部は、前記透明導電性材料で設けられ、
     前記光吸収部は、前記電極接続部の内部に島状の平面形状にて設けられる、請求項9に記載の発光装置。
  11.  前記光吸収部は、複数のドット状形状にて設けられる、請求項10に記載の発光装置。
  12.  前記光吸収部は、一方向に延在する、又は複数方向に延在する複数のスリット状形状にて設けられる、請求項10に記載の発光装置。
  13.  前記光吸収部は、金属材料で設けられる、請求項10に記載の発光装置。
  14.  前記電極接続部には、前記画素電極と同じ側から電気的に接続可能なコンタクト部がさらに設けられる、請求項1に記載の発光装置。
  15.  前記共通電極は、透明導電性材料で設けられる、請求項1に記載の発光装置。
  16.  前記発光素子部は、III-V族化合物半導体を含む、請求項1に記載の発光装置。
  17.  画素ごとに互いに分離されて設けられた発光素子部と、
     前記発光素子部の第1面側に前記画素ごとに設けられた画素電極と、
     前記発光素子部の前記第1面と反対の第2面側に、隣接する前記画素との間で互いに分離されて設けられた共通電極と、
     前記画素ごとに設けられた前記共通電極を、前記発光素子部が設けられた平面領域と異なる平面領域にて電気的に接続する電極接続部と
     を備える、表示装置。
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