[发明专利]图像形成元件及其制造方法

说明书

图像形成元件具备以二维阵列状配置的多个像素，并投影显示该像素的射出光，像素包含发出射出光的至少一个发光元件，图像形成元件具备：多个发光元件、供多个发光元件设置于搭载面的搭载基板、第一遮光层以及第二遮光层，搭载基板包含驱动发光元件的驱动电路，且在搭载面上具有与发光元件的电源电极电连接的个别电极，多个发光元件的至少一部分发光元件包含光源和波长转换层，波长转换层将光源发出的光进行波长转换并向外部射出，第一遮光层设置于光源的周围，且由具有光反射性或光吸收性的材料形成，第二遮光层设置于邻接的波长转换层之间，且由具有光反射性或光吸收性的材料形成。

技术领域

本发明涉及一种具备多个像素，并投影显示该像素的射出光的图像形成元件。

背景技术

在投影仪、平视显示器(HUD)等中，将从光源射出的光分离为红、绿以及蓝这三原色。并且，通过利用光学开关按每个像素改变光强度而进行合成以及投影，从而构成彩色图像。对于光学开关而言，使用液晶元件、数字微镜器件(DMD)。对于液晶元件而言，例如使用透射式的液晶面板、以及在由硅LSI构成的液晶驱动电路元件上设置液晶层的反射型液晶元件(例如，LCOS：Liquid Crystal On Silicon)。DMD在其驱动电路上构成按每个像素配置的微小的反射镜，通过调整该反射镜的角度来开关光。

在使用上述那样的光开关构成彩色图像的方式中，关于较暗的像素，存在通过液晶遮挡或者吸收来自光源的光、或通过上述反射镜向光路外射出光这样的不同，但哪一个情况均导致光浪费。不论在较亮的情况下还是在较暗的情况下，光源消耗的能量均不变，从而产生大的能量损失。另外，在将液晶元件用于光开关的情况下，完全的光遮断较难，因此存在图像的对比度降低的课题。在将DMD用于光开关的情况下，有时因朝向光路外的光而产生的杂散光(Stray Light)使对比度降低。如此一来，在使用了液晶元件以及DMD那样的光开关元件的显示器中，光源的能量被浪费。

为了减少耗电量，提出利用自发光元件构成像素的显示器的想法。例如，在专利文献1中，公开有在形成了驱动电路的硅基板上集成有由AlInGaP构成了发光层的LED芯片的结构。在专利文献2中，同样公开有在构成了驱动电路的硅基板上集成有由InGaN层构成了发光层的LED芯片的结构。另外，在非专利文献1中，公开在构成了驱动电路的硅基板上将由InGaN层构成了发光层的蓝色LED芯片以30行且30列集成的结构、以及以60行且60列集成的结构。另外，也公开有在各像素的LED上配置了三色荧光体的例子。此外，像素间距为140[μm]或者70[μm]。在非专利文献2中，针对在构成了驱动电路的硅基板上集成有由InGaN构成了发光层的绿色LED芯片的结构，试制160×120像素的单色显示元件。像素间距为15[μm]。

在以上所公开的技术中，电流与各像素的亮度信息对应地从硅基板上的驱动电路向构成各像素的LED芯片流动。因此，暗状态的像素不消耗电流，亮状态的像素也只消耗与亮度对应的电流。因此，消耗电流与现在主流的光开关方式相比，能够大幅度减少。另外，在LED的一方的电极(通常为负极侧)使用LED芯片的外延层(通常为N型外延层)。或者，也存在作为其保持层而保持原样使用LED芯片的外延生长基板的情况。

除此之外，作为与本发明相关的现有技术的一个例子，在专利文献3中，公开有在形成了驱动电路的硅基板上贴合有AlGaAs系LED的结构。另外，在专利文献4中，公开有通过在LED芯片的一面设置了阴极以及阳极的LED芯片构成像素的例子。也就是，将所谓倒装芯片连接应用于LED显示器。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平10-12932号公报。

专利文献2:日本特开2002-141492号公报。

专利文献3:日本专利第3813123号公报。

专利文献4:美国专利第9111464号公报。

非专利文献