图像显示装置及其制造方法
专利名称：图像显示装置及其制造方法
技术领域：
本发明涉及图像显示装置和制造该图像显示装置的方法，尤其涉及高性能的图像显示装置和制造使减少子像素数目和提高分辨率成为可能的高性能的图像显示装置的方法。
背景技术：
已经把各种显示装置研制成重量轻且厚度小的图像显示装置。这类图像显示装置的主要种类包括例如，使用发光二极管(LEDs)的图像显示装置、液晶显示器(LCDs)、等离子显示屏面(PDPs)、场致发射显示器(FEDs)等等。尤其是由排列发光二极管而组成的LED显示器自身可被用来作为图像显示装置，并被用来作为液晶显示装置的背光。
对全色LED显示器来说，在该显示器中排列了会发出不同颜色的许多发光二极管并使它们顺序发光，显示全色图像，而特别是排列发光元件、发光过程等的各种技术为已知技术。
例如，日本公开专利平成9-198007公开了一种显示装置，使得组成该装置的排列成矩阵形状的发红光像素、发绿光像素和发兰光像素的比例为1∶2∶1。
根据日本公开专利平成11-133887，所组成的像素使得某个像素处配置有一个红子像素、一个绿子像素和一个兰子像素。特别地公开了一种技术，其中，一个像素由沿第一扫描电极排列的R(红)和G(绿)子像素、沿第二扫描电极排列的R子像素和沿第三扫描电极排列的R(红)和B(兰)子像素组成，从而减少了与由三个子像素R、G和B排列在一条线的场合相比的像素间距，相应地增加了显示密度。该专利也公开了一种技术，该技术通过这些子像素的发光和不发光的组合做成分时显示器，从而制成多色显示器。
在成行排列式图像显示装置中，一发红光子像素、一发绿光子像素和一发兰光子像素依次在水平方向排列，以与水平方向排列模式相同模式排列的子像素以相同间距在垂直方向排列，使得所组成的每个像素包括一发红光子像素、一发绿光子像素和一发兰光子像素。因此，像素通过子像素在水平方向的相同排列，和发相同颜色的子像素排列在垂直方向的同一列中，组成为RGB单元。通过这样排列子像素和使每个子像素分时发光来显示图像。这时，发相同光和排列在同一列中的子像素发光，子像素的各列顺序发光，从而完成图像显示。
按常规，像素是这样组成的，使得每个像素单独地包括一红子像素、一绿子像素和一兰子像素。因此，子像素的数目需要三倍于像素的数目或更多，在该装置中排列有用作为LED显示器的光源的发光元件的图像显示装置拥有许多构成子像素的发光元件。再者，为了使图像显示装置减少尺寸和提高分辨率，减少像素之间的距离和以高密度排列发光元件是重要的。减少部件的数目而不降低图像的质量以及减少发光元件的体积也变得重要。此外，通过高密度排列大量发光元件组成图像显示装置，可能会出现不是所有的发光元件被正常地驱动的情况。因此，以高可靠性驱动发光元件，从而做成高质量的图像显示器也是重要的。
同时，取决于高可见度发光元件组成的子像素的位置，子像素的常规的排列会造成像素所需的显示位置和观看图像的人的眼睛实际觉察该像素位置之间的差异。
在发光元件的尺寸减少的情况下，排列在屏幕上的发光元件的数目可增加。因此，通常通过在单元面板上组成子像素和把许多这些单元面板在装置的底衬上以矩阵形式排列来构造图像显示装置。在这种场合下，在单元面板的边缘部分需要与图像显示装置的底衬进行连接的部件或类似物，因此，需要有一定的区域不安排元件。保证有一区域用来补偿单元面板的尺寸变化和因热膨胀造成尺寸的变化也是重要的。此外，期望出现通过有效排列发光元件的方法可容易制造高质量图像显示装置的技术。
因此，鉴于上述问题，本发明的一个目的是提供与独立地包括R、G和B三种颜色的子像素中每个子像素来组成一个像素的场合相比可用较少数目子像素来组成像素，且用分时方式使像素发光来做成全色显示的图像显示装置。本发明的另一个目的是提供采用稀化单元面板边缘处的像素方法保证在单元面板边缘处有一不排列发光元件的区域而不降低图像质量的图像显示装置。本发明的再一个目的是提供可有效地制造图像显示装置成为可能的一种制造图像显示装置的方法。
发明的揭示根据本发明，在像素之间共享在组成一图像显示装置的子像素中的发出低可见度颜色的一子像素，使其用分时方式发光。因此，与每个像素有单独排列在其中的三种颜色的子像素的场合相比，有可能减少子像素的数目。再者，由于可减少子像素的数目而不降低图像质量，有可能减少部件的数目，从而降低成本。在这种情况下，通过把发出高可见度颜色的子像素设置在像素的中央并在水平方向和垂直方向等间距地排列子像素的方式，就可在水平方向和垂直方向等间距地排列像素。
同样，即使当一子像素没有被正常驱动时，通过驱动设置在未被正常驱动子像素周围的子像素也能无问题地显示该像素，并在该子像素未被正常驱动时发出相同的颜色。再者，通过在子像素之间提供一遮光板的方式，可以遮住外来光，从而做成即使在室外的高反差图像显示器。
此外，通过稀化设置在由把单元面板排列成矩阵形状的图像显示装置的单元面板边缘处的子像素，可以保证在单元面板边缘处有其中不排列子像素的某个区域，补偿单元面板尺寸的差异和因热膨胀造成的尺寸的差异。进一步还可能获得一空间，以形成单元面板之间的连接布线。
再者，通过转移放大用发光元件和对每种发光颜色的每种发光元件进行放大转移，可以有效地在底衬上排列元件，从而方便地制造图像显示装置。
附图的简要说明
图1是表示根据本发明的第一实施例的图像显示装置的子像素的排列图，及表示该图像显示装置的平面结构的示意性平面结构图；图2是根据本发明的第一实施例的图像显示装置的布线图；图3是表示根据本发明的第二实施例的图像显示装置的遮光板的排列图，及表示该图像显示装置的平面结构的示意性平面结构图；图4是表示根据本发明的第二实施例的图像显示装置的遮光板的排列图，及表示该图像显示装置的剖面结构的示意性剖面结构图；图5是表示根据本发明的第三实施例的图像显示装置的相邻单元板的连接部件图，及表示该图像显示装置的平面结构的示意性平面结构图；图6是根据本发明的第四实施例的图像显示装置的制造方法的制造工艺的制造工艺流程图；图7是根据本发明的第四实施例的图像显示装置的制造方法中的树脂成形芯片的结构的示意性透视图；图8是根据本发明的第四实施例的图像显示装置的制造方法中的树脂成形芯片的结构的示意性平面结构图；图9是根据本发明的第四实施例的图像显示装置的制造方法中激光辐照工艺的工艺剖面图；图10是根据本发明的第四实施例的图像显示装置的制造方法中保持发光元件工艺的工艺剖面图；图11是根据本发明的第四实施例的图像显示装置的制造方法中元件隔离工艺的工艺剖面图；图12是根据本发明的第四实施例的图像显示装置的制造方法中转移工艺的工艺剖面图。
实施本发明的最佳模式[第一实施例]根据第一实施例，一个图像显示装置，在该装置中，发出各不相同颜色的子像素排列成矩阵形状，每个像素由多个子像素组成，其特征在于，发出颜色中最高可见度颜色的第一子像素以一预定的间距排列，发出其它颜色的第二子像素设置在第一子像素之间；每个像素是这样组成的，使第二子像素由相邻的像素共享，且驱动子像素，使每个像素用分时显示。该图像显示装置将在此后结合附图作说明。
图1是表示组成图像显示装置的子像素具有发光元件的显示器布局的示意图。举例来说，组成像素的子像素每个都是这样组成的，使其包括一个发光二极管。图1表示在图像显示表面的每个水平方向和垂直方向上的三个像素，把发出兰色、绿色和红色的子像素在底衬上排列成矩阵形状，且一个像素由三种颜色子像素作为一组来组成。所组成的每个子像素与排列在底衬上的发光元件中一个元件成一一对应。本发明不局限于红颜色、绿颜色和兰颜色；发出三种颜色的子像素可以是能通过混合三种颜色产生颜色显示的一种组合。特别是通过利用发出光的三种基色，即红颜色、绿颜色和兰颜色，的子像素作为一组组成像素的方式，可制成具有范围宽广可显示颜色的高分辨率全色显示器。
根据第一实施例的组成图像显示装置的发光元件不局限于发光二极管；可以提供在该装置中子像素是由排列半导体激光元件或其它发光元件而组成的图像显示装置。再者，本发明不局限于使用发光二极管或半导体激光元件的图像显示装置；在该装置中像素由三种颜色的子像素作为一组的图像显示装置就足够了。例如，本发明也可应用在表面发光式图像显示装置，诸如，包括用彩色滤光器来改变由背光发出的单色光的波长而发出三种颜色的子像素的液晶显示器(LCDs)、利用等离子放电的等离子显示板(FDPs)、包括使用电致发光(EL)的EL器件的EL显示器、场致发光显示器等等。
首先将详细介绍发出三种颜色的发光元件的布局和由发光元件组成的像素。发绿光的绿光发射元件(图1中用G表示)在图像显示装置的水平方向以H间距排列。兰光发射元件(图1中用B表示)和红光发射元件(图1中用R表示)交替地以H间距排列在绿光发射元件之间，使其置于绿光发射元件中。在这种情况下，兰光发射元件和红光发射元件二者在水平方向上以大约二倍的H间距(H×2)排列。
再者，发出相同颜色的发光元件在垂直方向的列中以H间距排列，红光发射元件和兰光发射元件的列交替地在水平方向排列，使得绿光发射元件的列夹在当中。因此，用某种规则在水平方向上排列的成行排列式布局的发光元件，也以该发光元件的相同的布局在垂直方向上排列。在这种情况下，在发出这些兰光、绿光和红光中具有高可见度的绿光的绿光发射元件在水平方向上和垂直方向上以H间距排列。
组成一像素的在发光元件中发射最高可见度的颜色的发光元件设置在组成一像素的三个发光元件的中央，发射其它颜色的发光元件设置在发射最高可见度的颜色的发光元件的两侧。用三种颜色的发光元件作为一组来组成一个像素。在第一实施例中，由于该像素由红光发射元件、绿光发射元件和兰光发射元件的子像素作为一组而组成，发射三种颜色中最高可见度的绿光的发光元件放置在排列在水平方向上三种颜色的子像素的中央。在这种情况下，兰光发射元件和红光发射元件交替地排列在水平方向上以正常间距排列的绿光发射元件之间，且在水平方向上相互相邻的像素是这样组成的，使得可相互共享兰光发射元件和红光发射元件，而不是单独地拥有一个红光发射元件、一个绿光发射元件和一个兰光发射元件。
发光元件在垂直方向以H间距排列，使其布局与在水平方向排列的像素的布局相同，可共享如上所述排列在绿光发射元件两侧的兰光发射元件和红光发射元件，这样发光元件组成像素。在这种情况下，发射同一颜色发光元件排列在垂直方向的同一列中，其排列使发光元件在垂直方向上的间距几乎相等。
本发明不局限于发光元件的布置，在该布置中三种颜色的发光元件在水平方向上排列，而在这些发光元件中，发出低可见度颜色的发光元件如上所述被在水平方向上相互邻近的像素共享。这些像素可形成这样的布局，使得红光发射元件和兰光发射元件在相邻行间互换位置，使绿光发射元件在水平方向的位置在邻近行间移动约1/2H间距形成所谓三角形布置，或在水平方向的发光元件的布置和在垂直方向的发光元件的布置可如上所述互换位置的这样布置。在另一方面，像素可这样组成，使其可共享在斜线方向上的发光元件。
接下来将介绍用分时方式使上述发光元件为图像显示而发射光的驱动操作。在如图1排列的光图像显示中，兰光发射元件B11、绿光发射元件G11和红光发射元件R11组成像素11。红光发射元件R11、绿光发射元件G12和兰光发射元件B13组成与在水平方向上的像素11相邻近的像素12。在这种情况下，这样组成的像素11和像素12使每个像素拥有设置在像素中央的绿光发射元件并共享红光发射元件R11。兰光发射元件B13、绿光发射元件G13和红光发射元件R13组成像素13。这样组成的像素12和像素13可共享兰光发射元件B13。
首先，把使一个像素发光的时间划分成二，使组成该像素的子像素的发光元件只在被划分的时间中发光。像素11使兰光发射元件B11、绿光发射元件G11和红光发射元件R11同时发光。然后，使红光发射元件R11再发光，同时使绿光发射元件G12和兰光发射元件B13也发光。在这种情况下，在用分时使兰光发射元件B11、绿光发射元件G11和红光发射元件R11发光时，显示像素11。这时，只要根据颜色在像素中所需显示的时间调节每个发光元件的发光时间就行了。接着，用分时方式使红光发射元件R11、绿光发射元件G12和兰光发射元件B13发光，从而显示像素12。至此，像素11和像素12已被显示，并在显示每个像素中，红光发射元件R11由像素11和像素12共享。也就是说，由邻近的像素共享全色显示必需的三种颜色中一种颜色的发光元件，用分时方式使其发光，从而减少发光元件的数目。
再者，在显示像素12用的兰光发射元件B13发光后，使兰光发射元件B13再次发光，同时使绿光发射元件G13和红光发射元件R13发光，从而显示像素13。在显示像素12和像素13两者时，用分时使兰光发射元件B13发光，从而使兰光发射元件B13由像素12和像素13两者共享。这样，用分时方式使得在全色显示像素12和像素13中每个像素时所必需的三种颜色的发光元件中一个发光元件发光，从而可减少发光元件的数目。因此，通过共享在邻近像素间的红光发射元件和兰光发射元件，有可能减少发光元件的数目。
顺便说说，奇数编号像素如像素11、像素13等等同时发光，而偶数编号的像素如像素12、图中未示出连续像素14等等的同时发光。绿光发射元件G不需要用分时方式发光。在那种情况下，绿光发射元件需要通过降低电流值等方法与红光和兰光发射相平衡。同样，通过降低绿光发射元件G的峰值亮度和使在非分时基础上驱动绿光发射元件G的时间与分时驱动设置在绿光发射元件G四周的红光发射元件R和兰光发射元件B的时间相一致，有可能使绿光发射元件G的亮度与红光发射元件R和兰光发射元件B的亮度相平衡，从而显示由这些发光元件组成的像素。在这种情况下，由于可降低供给绿光发射元件G的电流，由图像显示装置消耗的功率作为整体是不变的。
在这种情况下，把发光元件也在垂直方向上设置成像素11、像素12和像素13的相同布置，把同一种颜色的发光元件在垂直方向上以H间距排列。这样，排列在与组成上述像素11、12和13的发光元件同一列中的发光元件，在与组成像素11、12和13的发光元件以相同的定时发光。除了如常规那样每行顺序分时发光外，包括兰光发射元件B11的发光元件列L1到包括红光发射元件R13的发光元件列L7在水平方向上用分时方式重复地发光，从而显示图像。虽然图1表示的仅是在水平方向上和垂直方向上的每个方向中三个像素，但是，把三种颜色的发光元件排列在整个图像显示表面，使在水平方向上相互相邻的像素共享一个发光元件。
图像显示是如上所述那样做成的。由于在三种颜色的发光元件中具有最高可视度的绿光发射元件在水平方向上和垂直方向上以相同的H间距排列，每个像素的中心是绿光发射元件的位置，因此像素看来在水平方向上和垂直方向上以H间距出现。从而有可能实现均匀的图像显示。
再者，即使在组成像素的发光元件没有被正常点亮时，根据第一实施例的图像显示装置能显示显示，在发光元件没有被正常点亮时用替代点亮发射相同颜色的发光元件可显示该像素。例如，当组成像素12的红光发射元件没有被正常点亮时，通过在红光发射元件应当被点亮的定时内点亮设置在红光发射元件R11四周的红光发射元件，能全色显示像素12。例如，可用点亮与红光发射元件R11相邻近的组成像素13的红光发射元件R13的方式，代替红光发射元件R11。通过替代点亮组成邻近像素的发光元件并发射相同颜色光的方式，有可能实现图像显示而不降低图像质量。这种操作不局限于红光发射元件R；即使在兰光发射元件B没有被正常点亮时，通过点亮在兰光发射元件B四周的兰光发射元件B，像素能没有问题地同样被显示。
把如上所述那样排列的和用分时方式驱动的发光元件连接到排列在底衬上的布线，使其与驱动发光元件用的驱动电路电气地相连。图2表示发光元件排列在其上面设置有布线的衬底上的布线图。图2所示布线表示无源矩阵型元件驱动系统，且把发光元件排列成与地址线和数据线交叉点的位置相对应。作为发光元件，可以使用涂敷透明树脂和形成的形状便于在安装时处理的发光二极管。
在根据第一实施例的图像显示这种中，在布线衬底1的主表面上形成在水平方向上延伸的多条地址线ADD0和ADD1，用插入在多条地址线ADD0及ADD1和数据线DLR1到DLR3之间的在图中未示出的层间绝缘薄膜方式形成在垂直方向上延伸的多条数据线。布线衬底1为例如玻璃衬底、涂敷合成树脂或绝缘层的金属衬底或在半导体制造中通常使用的衬底，例如硅衬底等。只要该衬底允许所要形成的地址线和数据线具有所需的精度，该布线衬底1可以是任何衬底。
发光元件的位置与地址线ADD0及ADD1和数据线DLR1到DLR3的交叉点的位置相对应。在制造情况下，地址线以H间距排列，使得绿发光元件DG11、DG12和DG13在水平方向上的元件间距H与绿发光元件在垂直方向上的元件间距具有相等的距离。再者，用来把红发光元件DR和兰发光元件DB分别与驱动电路电气连接的数据线DLR和DLB相互交替地设置在数据线DLG之间。在这种场合，数据线DLR和DLB相应的间距几乎是绿发光元件水平或垂直方向上的元件间距H的二倍(H×2)。通过导电连接线11和12分别把每个发光元件连接到地址线和数据线。
地址线ADD0和ADD1由具有极好导电率的金属材料层、半导体材料层和金属材料层或类似物的组合组成。地址线ADD0和ADD1的线宽，如图2所示，可做成大于发光元件大小M。因此，有可能使得在顺序扫描像素来输出所需图像时由地址线本身引起的地址线的电阻变得最小。
如同地址线一样，数据线DLR1到DLR3由具有极好导电率的金属材料层、半导体材料层和金属材料层或类似物的组合组成。数据线DLR1到DLR3的线宽，如图2所示，可做成占据布线衬底1所占据面积的大约一半。数据线DLR1到DLR3在垂直方向上延伸，且根据每个像素的发光元件的数目来使用三根数据线。在这种情况下，由于相邻的像素共享红发光元件和兰发光元件，数据线的数目，与每个像素中单独地排列红发光元件、绿发光元件和兰发光元件的场合相比，也能减少。例如，尽管在图2左上方的红发光元件DR11、绿发光元件DG11和兰发光元件DB11构成一个像素，为每种颜色的发光配置了数据线DLR1和DLG3，但是，由兰发光元件DB11、DR12和DR13组成的像素使用数据线DLB1、DLG2和DLR3作为数据线，在垂直方向上的相互邻近发射相同颜色的发光元件使用一公共的数据线。
在根据第一实施例的图像显示装置中，垂直方向上的像素间距为H，在水平方向上的绿发光元件的间距也为H。该间距可在例如在0.1到1毫米的范围内设定。这是因为移动图像用图像显示装置(电视接收器、视频设备和游戏设备)和信息用图像显示装置(如计算机用)的合适的对角线尺寸为30厘米到150厘米。从实用的角度来说，图像显示装置最好当RGB组合组成一个像素时有大约30万到二百万数目的像素。从人的视觉特性的角度来说，直观式图像显示装置拥有的像素的间距也最好从0.1毫米(个人用高分辨率显示器)到1毫米(几个人用的移动图像显示器)。在根据第一实施例的图像显示装置用于户外用大屏幕显示器时，可把间距设定为约10毫米。通过使用与尺寸为几毫米的常规发光元件的场合相比为微小发光元件，有可能增加元件间的空间，从而便于在元件间布线。
作为第一实施例的发光元件，可以使用自发光型发光元件的发光二极管。例如，在兰宝石衬底上生长的氮化稼基双杂结构的多层晶体可用来作为兰和绿发光二极管。发射兰光和绿光的发光二极管可以用从一衬底选择性生长的半导体层晶体来构成，而该衬底的主表面几乎为如同兰宝石衬底一样的C表面，且有一个相对于衬底的主表面倾斜的斜晶体表面。再者，当发光二极管由其斜晶体表面为类似于S表面的氮化半导体层组成时，可以组成高质量的发光二极管。作为红发光二极管，可以使用在砷化稼衬底上生长的砷化铝稼基或磷化铟铝稼基双杂结构的多层晶体。尽管发光二极管组成了包括一组波长各不相同的三种颜色的发光元件的像素，但是，不同波长的组不局限于红、绿和兰，可以为一组其它颜色。
这些发光二极管的每个二极管有一大体为长方形的形状，例如，具有以非封装状态或精密封装状态(如约1毫米大小左右)封固的芯片结构。虽然发光二极管的层结构的细节没有示出，但是，每个发光二极管有一大体为长方形的形状通过封固大体为长方形形状的发光二极管芯片来制成发光二极管的矩阵布置。
大体为长方形形状的每个发光二极管的一边的尺寸可以为从5微米到100微米。在如此小尺寸的发光二极管用于安装在布线衬底时，把每个发光二极管用精密封装状态或非封装状态封固在布线衬底上。
用精密尺寸封固的每个发光二极管具有如上所述的尺寸。在元件构成衬底上制作每个发光二极管，然后分割成每个芯片并以非封装状态或精密封装状态进行封固。非封装状态指的是不进行涂敷二极管芯片外部的涂敷处理，如树脂成形等的状态。精密封装状态指的是发光二极管涂敷小厚度树脂或类似物并安置在尺寸小于正常封装尺寸的封装(如，约1毫米或小于1毫米)中。由于根据第一实施例的图像显示装置中使用的发光二极管没有封装或具有精密封装，发光二极管用相应的精密尺寸封固在布线衬底上。
每个发光二极管经由与数据线相连的电极垫单元与地址线电气相连，同样地经由与数据线相连的电极垫单元与数据线电气相连。每个发光二极管经由电极垫单元与地址线和数据线电气相连，并用分时系统驱动。
本发明不是局限于这类驱动系统。例如，发光元件也可通过暂地时划分图像显示周期和顺序地把电压在划分的时间单元中施加到待驱动的发光元件方式由有源矩阵驱动系统来驱动。再者，通过把电流保持电路连接到每个发光元件的方式，有可能使发光元件发光得更长些，从而增加图像整体的亮度。在这种情况下，特别由于在第一实施例中使用的发光元件为精密尺寸，可在衬底上获得排列复杂布线和大量驱动元件用的足够空间。
根据第二实施例，发射各不相同颜色的子像素以矩阵形式排列，且每个像素有多个子像素组成的图像显示装置的特征在于发射颜色中具有最高可见度颜色的第一子像素以一预定的间距排列，发射另一颜色的第二子像素设置在第一子像素之间；每个像素用这样方式组成，使得第二子像素由邻近的像素共享，且子像素以这样方式驱动，使得每个像素用分时显示；以及设置遮蔽外来光用的遮光装置。
由于根据第二实施例的图像显示装置在像素间配置遮光装置，外来光不被图像显示表面反射。因此，根据第二实施例的图像显示装置特别适用于户外使用。这样，该图像显示装置配置有精密发光元件，能进行高反差的图像显示，同样，在户外使用该图像显示装置时，不难看见所显示的图像，以至该图像显示装置可进行高质量的图像显示。
如图3所示，在根据第三实施例的图像显示装置的水平方向上，组成发射绿光的子像素的绿发光元件31(图3中用G表示)在安置图中未示出布线的衬底上以间距H排列。发射兰光的兰发光元件32(图3中用B表示)和发射红光的红发光元件33(图3中用R表示)交替地排列在绿发光元件31之间。在这种情况下，发射红光的红发光元件33和发射兰光的兰发光元件32两者以二倍的间距H排列在水平方向上。
再者，发射相同颜色的发光元件以间距H排列在垂直方向上，发射相同颜色的子像素排列在垂直方向上的列中。在这种情况下，在这三种颜色发光元件中最高可见度的绿发光元件31以间距H排列在垂直方向和水平方向上。这样，兰发光元件32和红发光元件33在水平方向上交替地排列在在绿发光元件31之间，发射相同颜色的发光元件排列在垂直方向上，从而组成图像显示装置。
这三种颜色发光元件中每个发光元件组成一子像素，每个像素用红发光元件33、绿发光元件31和兰发光元件32组成。在这种情况下，兰发光元件32和红发光元件33在水平方向上交替地排列在在绿发光元件31之间，一个像素由作为一组的红发光元件33、绿发光元件31和兰发光元件32组成，在水平方向上相互邻近的像素用这样方式组成，使得相互共享兰发光元件32或红发光元件33。组成一像素的在发光元件中最高可见度的颜色的发光元件设置在组成一个像素的三个发光元件的中央，发射其它颜色的子像素设置在发射最高可见度的颜色的发光元件的两侧，从而组成一个像素。在第二个实施例中，由于像素用作为一组的发红光、绿光和兰光的发光元件组成，在这三种颜色发光元件中最高可见度的绿发光元件设置在三种颜色发光元件布局的中央。如同那些发光元件排列成如上所述一子像素被在水平方向上相互邻近的像素共享那样，同一颜色的发光元件排列在垂直方向上。在这种情况下，发射同一颜色的发光元件排列在垂直方向上的同一列中，发光元件用这样方式组成，使得发光元件在垂直方向上的间隔在所有的列中基本相等。具有最高可见度的绿发光元件以相同间距H排列在垂直方向和水平方向上。
通过用分时方式使发光元件发光，与一像素单独地拥有红发光元件、绿发光元件和兰发光元件的场合相比，可用较少数目的发光元件制成高质量的图像显示器。尤其是，兰发光元件或红发光元件由在水平方向上相互邻近的像素共享，并用分时来发光，从而兰发光元件或红发光元件可使用于相邻像素两者的图像显示。
再者，在根据第二实施例的图像显示装置中，遮外来光用的遮蔽光装置设置成在水平方向上延伸，从而可进行甚至户外的高质量图像显示。例如，一遮光板足以作为遮光装置。通过利用排列在垂直方向上的发光元件之间的空间为较宽，或几乎为排列在水平方向上的发光元件之间的空间的二倍以及在排列在垂直方向上发光二极管之间的空间中提供一所需高度的遮光板的事实，有可能遮住外来光而不缩小垂直视角。即使在发光元件的视线开始被遮光板遮断，红、绿、兰三种颜色同时变黑，因此不发生颜色的变化。
图4是根据第二实施例的图像显示装置的结构的示意性剖视图。发光元件设置在图4所在页的垂直方向。遮蔽外来光用的遮光板41装置设置在以一间距在垂直方向排列的发光元件43之间。这些遮光装置设置成与图4所在页的垂直方向上排列的发光元件相平行地延伸，并设置成从其上面排列发光元件43的图像显示表面的一边延伸至另一边。当使用该图像显示装置进行户外图像显示时，该图像显示装置在许多场合中通常会被照明光或来自图像显示装置上方的自然光照射。因此，通过只在每个显示的上侧设置遮光手段，可使图像显示不降低反差。在这种情况下，遮光板由不具有透光性的材料组成。
作为组成子像素的发光元件，可以使用例如发光二极管。由于发光二极管，与常规的尺寸为几毫米的组件相比，可以由约为5微米至100微米大小的精密元件组成，有可能在水平方向上的发光元件之间获得足够的空间，和在垂直方向的像素列中获得足够的间距。在垂直方向的发光元件的间距V可以设定为如1厘米，使得可设置足以遮断光的遮光板。它足以使遮光板具有的高度能消除在图像显示表面的反射而不降低发光元件的反差。在这种情况下，通过把在红、绿、兰发光元件中具有最高可视度的绿发光元件在水平方向上的元件间距H设定成相等于在垂直方向上的元件间距V，像素可视作为在水平方向和垂直方向上以相等间隔排列，因此可提供极好的图像质量。
作为使用在第二实施例中的发光元件的兰和绿发光元件，可以使用例如在兰宝石衬底上生长的氮化稼基双杂结构的多层晶体。反射兰光和绿光的发光二极管可以用从一衬底选择性生长的半导体层晶体来构成，而该衬底的主表面几乎为如同兰宝石衬底一样的C表面，且有一个相对于衬底的主表面倾斜的斜晶体表面。再者，当发光二极管由其倾斜晶体表面类似于S表面的氮化半导体层组成时，可制成高质量的发光二极管。作为红发光二极管，可以使用在砷化衬底上生成的砷化铝稼基或磷化铟铝稼基双杂结构的多层晶体。
由于发光元件的尺寸可设定为约5微米至100微米并且这些发光元件具有足够的亮度和可靠性，发光元件在水平方向上的间距相等于垂直方向上的间距。这样，通过把发射在组成像素的三种颜色的发光元件中具有最高可见度发射光的发光元件在水平和垂直二个方向以大体相等的间距排列的方式，像素在水平方向和垂直方向以大体相等的间距排列，这些像素可以视为在显示表面的水平方向和垂直方向以大体相等的间隔排列。
这样，通过使用根据第二实施例的图像显示装置，有可能消除由户外图像显示表面的外来光的反射，并通过使用高发光效率的发光二极管，有可能进行高质量的图像显示。再者，通过共享相邻像素间的发光元件，有可能用较少的发光元件进行高质量的图像显示。
根据第三实施例，通过把在其中形成发出各不相同颜色的子像素的单元面板排列成矩阵形状而制成的图像显示装置，其特征在于，在像素内部之间或相邻单元面板像素之间共享发特定颜色的子像素，且该发特定颜色的子像素用分时来驱动。
通过把其上面排列组成子像素的发光元件的单元面板在装置衬底上排列成矩阵形状制成图像显示装置。在这种情况下，把每个单元面板排列在装置衬底上，并配置图中未示出的用于与使发光元件发光的驱动电路电气相连的布线。通过排列诸如上述单元面板的单元面板而制成图像显示装置的方式，与用一块单元面板制成整个图像显示装置的场合相比，可以提高制造过程中的成品率，因为该场合中只要更换有缺陷的单元面板就能纠正缺陷。此外，当制造大屏幕图像显示装置时，用放置多块制造好的分割的单元面板就能制造所需尺寸的图像显示装置。
如图5所示，根据第三实施例的图像显示装置是通过在装置衬底上将单元面板排列成矩阵形状而组成，在该单元面板上把单元面板的像素排列成矩阵形状。子像素分别包括红发光元件(图5中用R表示)、绿发光元件(图5中用G表示)和兰发光元件(图5中用B表示)。这些发光元件排列成矩阵形状。红发光元件、绿发光元件和兰发光元件以那种次序在水平方向上排列，这三种颜色发光元件组成一组以构成一个像素。发射同一颜色的发光元件以相同间距设置在垂直方向上，从而在垂直方向上组成发光元件列，在该列中设置相同颜色的发光元件。
在这种情况下，在单元面板51a的水平方向上的边缘处，不把发光元件排列成使红发光元件、绿发光元件和兰发光元件组成一组；只排列红发光元件DR51和绿发光元件DR51，并把用来组成一个像素的兰发光元件稀化。把发射同一颜色的发光元件以相同间距设置在垂直方向中。
另一方面，在单元面板52a的与在单元面板51a相邻一侧的边缘处设置成与单元面板51a邻接，像素以这样方式组成，使红发光元件、绿发光元件和兰发光元件的发光元件组成一组，且同样地，红发光元件、绿发光元件和兰发光元件以那种次序在水平方向上排列，使三种颜色发光元件组成一组以构成一个像素。在这种情况下，在单元面板52a的与在单元面板51a不相邻的边缘处，只排列红发光元件和绿发光元件，从而使发光元件排列成和与单元面板52a相邻接的单元面板51a边缘处排列发光元件布置相同的布置，而不是用红发光元件、绿发光元件和兰发光元件三种元件作为一组而组成像素。同一颜色的发光元件以相同的间距设置在垂直方向上。
三种颜色的这些发光元件用分时发光，从而三种颜色发光元件组成的像素被显示。
下面将详细地介绍用排列在与单元面板52a相邻接的单元面板51a边缘处的发光元件进行像素显示。由于只在单元面板51a边缘处排列红发光元件DR51和绿发光元件DR51，因此单单二个发光元件不能组成实现全色显示用的一个像素。
红发光元件、绿发光元件和兰发光元件三种元件排列在离单元面板51a边缘的第二像素中。可把这三种发光元件用作一组以组成可实现全色显示用的一个像素。因此，红发光元件DR51和绿发光元件DR51，与设置在离单元面板51a边缘的第二像素中的兰发光元件DB50组成一组，从而组成一个像素。因此，将介绍驱动由红发光元件DR51、绿发光元件DR51和兰发光元件DB50组成的像素51的方法以及驱动由红发光元件DR50、绿发光元件DR50和兰发光元件DB50组成的像素50的方法。
首先，使红发光元件DR50、绿发光元件DR50和兰发光元件DB50组成的像素50发光，同时显示像素50。然后，使红发光元件DR51、绿发光元件DR51和兰发光元件DB50发光。通过把兰发光元件DB50作为组成像素51的兰发光元件，可显示像素51。除掉边缘处像素，像素不需要用分时驱动，但在这种场合，必需通过降低电流值来达到平衡。当然，可用相同电流值来执行分时驱动。在这种情况下，通过调节使每个发光元件发光的时间可以进行每个像素的显示。
这时，组成像素50和像素51的发光元件中的绿发光元件发出最清晰颜色的光，从而像素50和像素51的中心分别视作为绿发光元件DR50和DG51的位置。在这种情况下，组成像素51的发光元件中红发光元件DR51和绿发光元件DR51之间的元件间隔不同于绿发光元件DR51和兰发光元件DB50之间的元件间隔。然而，因为兰发光元件发光颜色的可见度低于绿发光元件发光颜色的可见度，不同元件间隔造成的像素位移几乎不引人注意。
再者，通过共享设置在离相邻单元面板的边缘的第二像素中兰发光元件，可同样地组成像素而无需在单元面板52a的其它边缘设置兰发光元件。当通过其上面排列发光元件的单元面板的排列组成图像显示装置时，相邻单元面板之间的发光元件的共享，与一个像素由单独地排列三种颜色的发光元件组成的场合相比，有可能扩大单元面板的空间并且也降低用于图像显示的发光元件的数目。虽然在第三实施例中介绍了在水平方向上相互邻接的单元面板之间共享发光元件，但是，该第三实施例不局限于三种颜色发光元件依次序在水平方向上排列的水平方向上成行式布置。在三种颜色的发光元件按次序在垂直方向中排列的垂直方向上成行式布置的场合下，发光元件可由设置在垂直方向中相互邻接的的单元面板共享。再者，甚至在发光元件的斜交成行式布置的场合下，通过共享相邻单元面板之间的发光元件可进行像素显示，并用分时实现发光。
现在对作为另一个例子的用排列在单元面板51a和与单元面板51a相邻接的单元面板52a相邻边缘处的发光元件进行像素显示进行详细介绍。由于只有红发光元件DR51和绿发光元件DG51排列在单元面板51a的边缘处，单单二个发光元件不能组成可进行全色显示的一个像素。红发光元件、绿发光元件和兰发光元件的三种发光元件排列在单元面板52a的边缘处。该三种发光元件可用作为一组，组成可进行全色显示的一个像素。因此，红发光元件DR51和绿发光元件DG51与排列在单元面板52a的边缘处的兰发光元件DB52组成一组，从而组成一个像素。所以，将介绍驱动由红发光元件DR51、绿发光元件DG51和兰发光元件DB52组成的像素53以及由红发光元件DR52、绿发光元件DG52和兰发光元件DB52组成的像素54的方法。
首先，使组成像素54的红发光元件DR52、绿发光元件DG52和兰发光元件DB52组成的像素54同时发光，显示像素54。然后，红发光元件DR51和绿发光元件DG51同时发光，并使兰发光元件DB52也同时发光。通过使用兰发光元件DB52作为组成的像素53的兰发光元件，可显示像素53。在这种情况下，通过调节使每个发光元件发光的时间，有可能进行每个像素的全色显示。
此时组成像素53和像素54的绿发光元件发出最高可见度颜色的光，从而像素53和像素54的中心被分别视为绿发光元件DG51和DG52的位置。在这种情况下，组成像素53的发光元件中的红发光元件DR51和绿发光元件DG51之间的间隔不同于绿发光元件DG51和兰发光元件DB52之间的间隔。但是，由于兰发光元件的发光颜色的可见度低于绿发光元件的发光颜色的可见度，因此，因不同元件间隔造成的像素的位移几乎不被人注意。
再者，通过共享三种在相邻单元面板的边缘处的兰发光元件，无需在单元面板52a的另一边缘设置兰发光元件，也能组成一个像素。在通过排列在其上面排列发光元件的单元面板的方式组成图像显示装置时，共享相邻单元面板之间的发光元件，与一个像素由单独地排列三种颜色的发光元件来组成的场合相比，有可能减少图像显示用的发光元件的数目。虽然在第三实施例中介绍的是发光元件由在水平方向中的相互邻接的单元面板之间来共享，但是，此第三实施例不局限于三种颜色的发光元件按次序在水平方向中排列的水平方向上成行式布置。在三种颜色的发光元件按次序在垂直方向中排列的垂直方向上成行式布置的场合下，一个发光元件可由设置在垂直方向中相互邻接的的单元面板间共享。再者，甚至在发光元件的斜交成行式布置的场合下，通过共享相邻单元面板之间的发光元件可进行像素显示，并用分时实现发光。再者，对共享红和兰子像素的简化型来说，可省略在边缘处的兰颜色并执行1/4分时。
接下来将介绍根据本发明的用于制造图像显示装置的制造图像显示装置的方法。根据第四实施例，一种制造图像显示装置的方法，该图像显示装置具有以矩阵形状排列的发射不同颜色的发光元件，其特征在于，该方法包括第一转移步骤，在该步骤中，把发光元件转移使发光元件处于比发光元件排列在第一衬底上的状态更大间距的状态，并使一临时保持部件保持发光元件；第二转移步骤，在该步骤中，使临时保持部件保持的发光元件的间距更大，并把发光元件转移到第二衬底上；其中，在第二步骤中，用来自临时保持部件的下面侧的激光进行辐照的激光消蚀法把发光元件从临时保持部件中分离，并用真空抽吸进行元件抽吸。
在上述制造图像显示装置的方法中，在精密发光元件以高密度在元件形成衬底上形成以后，可把发光元件以预定的间距安装在必需衬底上。此时，可把精密发光元件嵌入树脂或类似物中，从而便于处理。在根据第四实施例的制造图像显示装置的方法中，用绝缘材料使发光元件重新形成较大显示元件，从而可极大提高处理的容易程度。利用这个特性，有可能执行发光元件的放大转移，并制成图像显示装置。下面将通过把二级放大转移方法作为例子介绍制造图像显示装置的方法。
首先，执行二级放大转移，在该转移中，把用高集成度在第一衬底上形成发光元件转移到临时保持部件，使其处于比发光元件排列在第一衬底上的状态更大间距的状态，然后，使临时保持部件夹持的发光元件的间距更大，并把其转移到第二衬底上。应当注意，虽然本实施例中使用二级转移，但是，根据间距和排列元件的放大程度，可使用三级或更多级的转移。
再者，通过在分离的第一衬底上形成发射不同颜色的发光元件，以预定的元件间距安置不同颜色的发光元件，把发光元件顺序地转移到第二衬底上，有可能以预定的元件间距排列发射不同颜色的发光元件。
同样，虽然下面所用的附图表示的仅是包括在树脂成形芯片中的一个发光元件(发光二极管)，有可能在每个树脂成形芯片中以预定元件间距形成多个发光二极管，并把每个发光二极管与图像显示用布线相连。当形成例如一彩色LED显示器时，有可能为每个颜色配置多个发光二极管，从而配置九个发光二极管，包含例如为三种颜色的每种提供三个二极管。
图6是说明二级放大转移方法的基本工艺图。首先，发光元件72密集地形成图6(a)中所示的在第一衬底70中。通过密集地形成发光元件，有可能提高每个衬底所产生的发光元件，从而减少生产成本。第一衬底70是允许元件成形各种衬底中一种，例如半导体晶片、玻璃衬底、硅玻璃衬底、兰宝石衬底和塑料衬底。发光元件可直接成形在第一衬底70上，也可通过成形在另一衬底上发光元件的方式成形。
接着，如图6(b)所示，把发光元件72中每个发光元件从第一衬底70转移到图中用虚线表示的临时保持部件71。发光元件72中每个发光元件保持在临时保持部件71上。此时，相邻发光元件72被分离并排列成如图6(b)所示的矩阵形状。也就是，把相邻发光元件72转移，使发光元件之间的间距在x方向变大，并使发光元件之间的间距在与x方向相垂直的y方向也变大。在本场合中间距间隔不作专门的限定，间隔的设置可以考虑到例如树脂部件的成形和以后工艺中电极衬垫的成形。当从第一衬底70转移到临时保持部件71上时，可把在第一衬底70上的所有元件分离和转移。在这种场合，足以使临时保持部件71的尺寸等于或大于通过把(在x方向和y方向中每个方向)排列成矩阵形状的发光元件72的数目乘以间距间隔所获得的尺寸。同样，有可能把在第一衬底上的发光元件分离并转移到临时保持部件71上。
如图6(c)所示，由于出现在临时保持部件71上的发光元件72是在第一转移工艺后被分离，因此要进行元件四周电极衬垫的树脂涂敷和成形。在元件四周形成树脂涂敷，以便于电极的成形和便于例如在接下来的第二转移工艺中的处理。电极衬垫成形为相对大的尺寸，以防止将在以后介绍的在接下来的第二转移工艺后进行最终布线时的错误布线。顺便说说，电极衬垫在图6中没有示出。用树脂73涂敷发光元件72中每个发光元件的四周形成树脂成形芯片74。也可这样进行元件四周的树脂涂敷，使得多个发光元件72包括在一个树脂成形芯片74中。
接下来，如图6(d)所示，进行第二转移工艺。在第二转移工艺中，把在临时保持部件71上排列成矩阵形状的发光元件72转移到第二衬底75上，使其包含在树脂成形的芯片74内同时被进一步分离。同样，在第二个实施例中，相邻发光元件72被分离，同时如图6(d)所示那样，使其包含在树脂成形的芯片74内并排列成矩阵形状。也就是，把元件62转移，使得元件之间的间距在x方向上变大，并使得元件之间的间距在与x方向相垂直的y方向上也变大。假设用第二转移工艺排列的发光元件的位置相应于图像显示装置的最终产品的子像素，大体上为发光元件72之间原有间距的整数倍数就是用第二转移工艺排列的发光元件72的间距。设n为从第一衬底70分离在临时保持部件71上的发光元件72的间距的放大率，设m为从临时保持部件71分离在第二衬底75上的发光元件72的间距的放大率，则大体上为整数倍数的E值用E＝n×m来表示。对每个放大率n和m为整数就行了。
给处于被包含在树脂成形芯片74中状态的分离在第二衬底上的发光元件72中每个发光元件提供布线。此时，在提供布线的同时，使用已成形的电极衬垫或类似物使连接缺陷变得最小。当发光元件72为诸如发光二极管时，该布线包括对p-电极和n-电极的连接。这样，把发光元件从在其上发光元件形成在图像显示装置或形成图像显示装置的单元面板的第一衬底70进行放大转移，从而图像显示装置可用在单元衬底上以高密度制成的发光元件容易地制造出来。当发射不同颜色的发光元件排列在图像显示装置的装置衬底上时，通过改变有待于转移到装置衬底或单元面板去的发射每种发光颜色的发光元件的位置，可按预定元件间距排列发光元件。
在图6所示的二级放大转移方法中，可利用第一次转移后增大的间距来实现电极衬垫的成形、树脂涂敷等，在第二次转移后可提供布线。在提供布线的同时，利用以前成形的电极衬垫等使连接缺陷变得最小。因此，可提高图像显示装置的合格率。再者，在本例的二级放大转移方法中，有二种增大元件之间距离的工艺。通过在多个增大元件之间距离的工艺中执行这类放大转移，有可能在实践中减少转移的次数。
下面将介绍在二级放大转移方法中用作为显示元件的树脂成形芯片74。如图7和图8所示，树脂成形芯片74有一个在大体上扁平衬底上基本上为矩形的主表面。树脂成形芯片74的形状通过固化树脂73而成形。特别是，通过在整个表面涂敷非固化树脂以包括每个发光元件72并在固化后用切成小方块等的方式切割边缘部分，获得该形状。在第四个实施例中，将对利用氮化物半导体形成发射兰光或绿光的锥形发光二极管作介绍。但是，第四实施例的转移方法也可使用于通过在砷化稼衬底上生长砷化铝稼或磷化铟铝稼基半导体的方式形成作为红发光二极管的平面发光二极管中。
电极衬垫76和77分别成形在大体上为扁平板形状的树脂73的上表面侧和下表面侧。通过在整个表面形成诸如金属层或多晶硅层的导电层作为电极衬垫78和77的材料，并通过光刻技术把导电层定型成所需的电极形状，来进行电极衬垫76和77的成形。这些电极是这样成形的，使得其分别与发光元件72的p电极和n电极相连接，并在必要时经由孔或类似物成形在树脂73中。
在这种情况下，电极衬垫76和77分别成形在树脂成形芯片74的的上表面侧和下表面侧。但是，此电极衬垫两者可成形在表面中的一个表面上。把电极衬垫76和77在扁平衬底上相互移位开，使得其在进行最终布线时从上表面侧提供接点时相互不重叠。电极衬垫76和77的形状不局限于矩形，可以是其它形状。
通过形成这类树脂成形的芯片74，发光元件72的四周用树脂73涂敷。通过平整可以高精度形成电极衬垫76和77，电极衬垫76和77可在比发光元件72更大区域内延伸。因此，当用抽吸架进行在随后的第二转移工艺中转移时，处理将变得更容易。如以后介绍的那样，在随后的第二转移工艺后执行最后布线。因此，利用相对大尺寸的电极76和77执行布线，就可防止错误布线。
接下来将介绍包含发光元件72的树脂成形芯片74的布置的具体方法。如图9所示，多个发光二极管82以矩阵形状的发光元件成形在第一衬底81主的主表面。作为形成第一衬底81的材料，可使用要用于发光二极管82的对某一波长激光具有高透射率的材料，如兰宝石衬底。可在发光二极管中形成P-电极或类似物，但还不能执行最后布线。把用于元件间隔离用槽82g以这样方式成形，使得能分离单个发光二极管82。槽82g可用例如活性离子侵蚀来成形。这样的第一衬底81与临时保持部件83相对来执行如图9所示的选择性转移。
分离层84和粘结层85在其表面与第一衬底81相对的临时保持部件83的表面上形成为二层。作为临时保持部件83的例子，可使用玻璃衬底、硅玻璃衬底、塑料衬底等等。作为临时保持部件83上的分离层84，可使用氟涂层、硅酮树脂、水溶性粘结剂(例如聚乙烯醇PVA)聚酰亚铵等。作为临时保持部件83上的粘结层85，可使用紫外(UV)固化粘结剂、热固性粘结剂和热塑性粘结剂中任一种组成的簿层。
把临时保持部件83上的粘结层85控制成使得固化区域85s和非固化区域85y互相混合，并调节成使得有待选择转移的发光二极管82放置在非固化区域85y中。为了控制使得固化区域85s和非固化区域85y互相混合，只要用曝光装置把例如UV固化粘结剂置于选择性UV曝光使得转移发光二极管82的区域位于非固化状态和其它区域位于固化状态就可以了。在这样对齐后，在转移位置的发光二极管82用来自第一衬底81下表面的激光80辐照，从而利用激光消蚀使发光二极管82从第一衬底81分离。由于GaN基发光二极管82在发光二极管82和兰宝石之间的界面溶解成金属Ga和氮，可相对容易地分离GaN基发光二极管82。作为辐照用激光，可使用受激激光、谐波YAG激光等。
使用激光消蚀进行分离的方式，把置于选择性辐照的发光二极管82在GaN层和第一衬底81之间的界面处分离，并被转移使得p-电极部分插入对面一侧的粘结层85中。由于与在激光未辐照区域中的其它发光二极管82相应的粘结层85的部分是固化区域85s且其它发光二极管82没有用激光辐照，其它发光二极管82没有被转移到临时保持部件83侧。
在发光二极管82用临时保持部件83的粘结层85保持的状态，发光二极管82的下表面是n一电极侧(阴极电极侧)。对发光二极管82的下表面清洁以去除树脂(粘结剂)。因此，当电极衬垫86如图10所示那样成形时，电极衬垫86与发光二极管82的下表面电气地相连接。
作为清洁粘结层85的一个例子，通过用氧等离子体侵蚀粘结树脂和UV臭氧辐照，清洁粘结层85。此外，当用激光把GaN基发光二极管从用兰宝石成形的第一衬底中分离出来，Ga沉淀在被分离的表面，从而Ga需要被侵蚀。用氢氧化钠水溶液和稀释的硝酸进行侵蚀。此后，使电极衬垫86定型。作为电极衬垫86，可使用透明电极(ITO或ZnO或类似物)或诸如钛/铝/铂/铜这类材料。在透明电极的场合，因为即使透明电极遮盖发光二极管的下表面的大部分区域，透明电极不阻挡所发出的光，所以可用低定型精度形成大电极，因而便于定型工艺。
在电极衬垫86成形后，为每个显示元件固化的、其层包括多个发光二极管82的粘结层85，用切割成小片工艺进行切割，从而形成与每个发光二极管82相对应的树脂成形芯片。用机械手段或使用激光束的激光切割方式进行切割工艺。切割工艺的切割宽度取决于覆盖在图像显示装置的像素内的粘结层85中发光二极管82的尺寸。但是，当需要进行窄小宽度如20微米或更小的切割时，需要用激光束进行激光加工。此时，可使用受激激光、谐波YAG激光、二氧化碳气体激光或类似物作为激光束。
图11表示从临时夹持部件83把发光二极管82转移到第二临时夹持部件87，在阳极电极(p-电极)上形成一通孔90后成形阳极侧电极衬垫89以及切割用树脂形成的粘结层85所得到的状态。作为切割的结果，形成元件隔离槽91，从而把发光二极管82划分成多个元件中的每个元件。由于元件隔离槽91把一组发光二极管82分离成矩阵形状，作为平面图案的元件隔离槽91包括一组纵向和横向平行线。第二临时保持部件87的表面在元件隔离槽91的底部被曝光。第二临时保持部件87是例如用UV粘结剂涂敷塑料衬底而形成的所谓切割层，且可使用当用UV辐照时粘结力降低的切割层。
顺便说说，在进行上述转移时，可使用来自其上有所形成的的分离层84的临时夹持部件83下表面的受激激光。因此，在例如锥形作为分离层形成时的场合时，分离是由锥形烧蚀而引起的，然后把每个发光二极管82转移到第二临时保持部件87侧。再者，作为形成阳极电极衬垫89的工艺的例子，粘结层85表面用氧等离子体进行侵蚀，直至在发光二极管82上的p-电极被曝光。通孔90可用受激激光、谐波YAG激光或二氧化氮气体激光来形成。阳极册电极衬垫89可用镍/铂/金来形成。
接着，用机械手段把包含多个发光二极管82的显示元件从第二临时保持部件87分离出来。在这种情况下，分离层88形成在第二临时保持部件87上。分离层88可用例如氟涂层、硅酮树脂、水溶性粘结剂(例如聚乙烯醇PVA)聚酰亚铵等来形成。可使用例如来自其上有所形成的的分离层88的临时保持部件87下表面的YAG第三谐波激光。因此，在例如聚酰亚铵作为分离层形成时的场合时，分离是由在聚酰亚铵和石英衬底之间的聚酰亚铵消蚀而引起的，因而用机械手段可把每个发光二极管82容易地从第二临时保持部件87分离出来。
图12表示排列在第二临时保持部件87上的发光二极管82用抽吸装置93被采集。在树脂成形的芯片中的发光二极管82用抽吸装置93被采集，并安装在图像显示装置的装置衬底上或组成单元面板的衬底上。在本例中的抽吸孔95以矩阵形状开口，使得在同一时间可抽吸许多发光二极管。例如，可使用镍电铸成型生产的部件或用侵蚀不锈钢(SUS)金属板92或类似物的孔加工工艺形成的部件来形成抽吸孔95。抽吸腔94形成在金属板92的抽吸孔95的内侧。通过把抽吸腔94控制为负压，可采集发光二极管82。在此阶段的发光二极管82被覆盖在树脂73中，树脂73的上表面大体上为平整的。因此，有可能用抽吸装置93容易地进行选择抽吸。
在如上所述排列包含发光元件的树脂成型芯片的方法中，当发光二极管82由临时保持部件83保持，元件之间的距离已经增大，且使用加宽的间距可提供相对大尺寸的电极衬垫86和89及类似物。使用相对大尺寸的电极衬垫86和89来执行布线。因此，即使在最终装置的尺寸比已经尺寸大得多，也能容易地形成布线。此外，在本例的排列树脂成型芯片的方法中，发光二极管82的四周涂敷固化的粘结层85，可用平整方法高精度地形成电极衬垫86和89，而电极衬垫86和89可在比元件更大的区域内延伸。所以，当用抽吸夹具进行随后的转移等，可使处理变得容易些。再者，通过对每个不同颜色的发光元件进行转移加工时，有可能容易地以预定的元件间距排列组成子像素的发光元件。
工业实用性根据本发明的图像显示装置可提供一图像显示装置，该装置有可能减少子像素的数目，并通过共享像素之间的相关子像素以高密度形成像素，从而实现高图像质量和部件数量的减少。再者，有可能通过消除光在图像显示表面的反射来提供能显示高反差图像而甚至不受户外外来光的影响。通过减少部件的数量，可降低制造成本。
同样，根据本发明的图像显示装置可连续进行图像显示而不需用无缺陷产品替代没有正常驱动的子像素，从而提供高的成品率。制造工艺变得容易些，从而降低制造成本。此外，通过把以高密度生产的精密发光元件转移到衬底的同时增大元件之间的距离，从而把发光元件安装在衬底上，有可能用更高效率生产图像显示装置和降低生产发光元件所需的成本。再者，可把精密尺寸的发光元件以高密度配置在布线衬底上。再者，在各个发光元件制成后，把发光元件安装在布线底衬上。因此，可获得高成品率，并可容易地增大屏幕的尺寸。
权利要求
1.一种图像显示装置，在该装置中，发射各不相同颜色的子像素排列成矩阵形状，且每个像素由多个子像素组成，其特征在于，所述图像显示装置，发射在所述颜色中具有最高可视度颜色的第一子像素排列在预定的间距处，发射其它颜色的第二子像素设置在所述第一子像素之间；以及每个像素是这样组成的，使得所述第二子像素由相邻像素共享，且子像素是这样驱动，使得每个像素用分时来显示。
2.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述第一子像素的峰值亮度被降底，所述第一子像素在非分时基础上被驱动。
3.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述不同颜色是三种颜色。
4.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述子像素为排列为成行式布局。
5.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述第一子像素发射绿颜色。
6.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述第二子像素发射兰颜色或红颜色。
7.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述第一子像素以大体上相等的间距在水平方向和垂直方向上排列。
8.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述第二子像素以不同颜色排列在相邻的行或列中。
9.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述第一子像素排列在相邻行或列的大体中心位置。
10.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述子像素有一发光元件。
11.如权利要求10所述的图像显示装置，其特征在于，所述发光元件是发光二极管。
12.如权利要求10所述的图像显示装置，其特征在于，所述发光二极管由氮化物半导体层形成。
13.如权利要求12所述的图像显示装置，其特征在于，所述氮化物半导体层有一S表面。
14.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，遮断外来光的遮光装置被配置在所述像素之间。
15.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述遮光装置被配置成在水平方向上延伸。
16.一种图像显示装置，通过把其上面形成发射各不相同颜色的子像素的单元面板排列成矩阵形式来组成，其特征在于，所述图像显示装置，省略了位于边缘部分处的发射一特定颜色的子像素，共享在内侧面上相邻像素中发射特定颜色的子像素，并用分时驱动发射特定颜色的所述子像素。
17.一种图像显示装置，通过把其上面形成发射各不相同颜色的子像素的单元面板排列成矩阵形式来组成，其特征在于，所述图像显示装置，在相邻单元面板之间共享发射特定颜色的子像素，并用分时驱动发射特定颜色的所述子像素。
18.如权利要求17所述的图像显示装置，其特征在于，所述发射特定颜色的子像素在所述子像素中发射低可见度的颜色。
19.如权利要求17所述的图像显示装置，其特征在于，所述发射特定颜色的子像素发射兰光。
20.如权利要求17所述的图像显示装置，其特征在于，所述发射特定颜色的子像素在所述相邻单元面板中一个面板的边缘部分处被稀化。
21.如权利要求17所述的图像显示装置，其特征在于，所述子像素有一发光元件。
22.如权利要求21所述的图像显示装置，其特征在于，所述发光元件是发光二极管。
23.一种制造图像显示装置的方法，所述图像显示装置有以矩阵形式排列的发射不同颜色的发光元件，其特征在于，所述方法包括第一转移步骤，用来转移所述发光元件，使得所述发光元件，与排列在所述第一衬底上的所述发光元件的状态相比，成为更宽间距状态，并使临时保持部件保持所述发光元件；以及第二转移步骤，用来使由所述保持部件保持的所述发光元件有更宽的间距，并把所述发光元件转移到所述第二衬底上去；其中，在所述第二步骤，用来自所述临时保持部件的下表面的激光进行辐照的激光消蚀方式把所述发光元件从所述临时保持部件分离，并用真空抽吸进行元件抽吸。
24.如权利要求23所述的制造图像显示装置的方法，其特征在于，所述发光元件是发光二极管。
25.一种图像显示装置，在该装置中，发射各不相同颜色的子像素排列成矩阵形式，且每个像素由多个子像素组成，其特征在于，所述图像显示装置，发射所述颜色中具有最高可见度颜色的第一子像素以一预定的间距排列，发射其它颜色的第二子像素配置在所述第一子像素之间；以及当所述第二子像素不发射颜色时，组成相邻像素且发射与所述第二子像素相同颜色的子像素在预定的定时被驱动，从而包含所述第二子像素的有缺陷的像素被显示。
全文摘要
本发明涉及一图像显示装置和制造该图像显示装置的方法，与一个像素的组成单独地包括三种颜色，绿、红和蓝子像素中每种一个子像素的场合相比，有可能用较少数目的子像素来组成一个像素，并可用分时使子像素发光来进行全色显示。本发明能提供一种图像显示装置，该装置通过共享像素之间的相关子像素和用分时显示子像素，有可能减少子像素的数目，并以高密度组成像素，从而实现高图像质量和减少部件的数目。
文档编号G09F9/00GK1491409SQ02805145
公开日2004年4月21日 申请日期2002年11月29日 优先权日2001年12月20日
发明者名取武久, 田中义光, 光 申请人:索尼株式会社
技术领域：
本发明涉及图像显示装置和制造该图像显示装置的方法，尤其涉及高性能的图像显示装置和制造使减少子像素数目和提高分辨率成为可能的高性能的图像显示装置的方法。
背景技术：
已经把各种显示装置研制成重量轻且厚度小的图像显示装置。这类图像显示装置的主要种类包括例如，使用发光二极管(LEDs)的图像显示装置、液晶显示器(LCDs)、等离子显示屏面(PDPs)、场致发射显示器(FEDs)等等。尤其是由排列发光二极管而组成的LED显示器自身可被用来作为图像显示装置，并被用来作为液晶显示装置的背光。
对全色LED显示器来说，在该显示器中排列了会发出不同颜色的许多发光二极管并使它们顺序发光，显示全色图像，而特别是排列发光元件、发光过程等的各种技术为已知技术。
例如，日本公开专利平成9-198007公开了一种显示装置，使得组成该装置的排列成矩阵形状的发红光像素、发绿光像素和发兰光像素的比例为1∶2∶1。
根据日本公开专利平成11-133887，所组成的像素使得某个像素处配置有一个红子像素、一个绿子像素和一个兰子像素。特别地公开了一种技术，其中，一个像素由沿第一扫描电极排列的R(红)和G(绿)子像素、沿第二扫描电极排列的R子像素和沿第三扫描电极排列的R(红)和B(兰)子像素组成，从而减少了与由三个子像素R、G和B排列在一条线的场合相比的像素间距，相应地增加了显示密度。该专利也公开了一种技术，该技术通过这些子像素的发光和不发光的组合做成分时显示器，从而制成多色显示器。
在成行排列式图像显示装置中，一发红光子像素、一发绿光子像素和一发兰光子像素依次在水平方向排列，以与水平方向排列模式相同模式排列的子像素以相同间距在垂直方向排列，使得所组成的每个像素包括一发红光子像素、一发绿光子像素和一发兰光子像素。因此，像素通过子像素在水平方向的相同排列，和发相同颜色的子像素排列在垂直方向的同一列中，组成为RGB单元。通过这样排列子像素和使每个子像素分时发光来显示图像。这时，发相同光和排列在同一列中的子像素发光，子像素的各列顺序发光，从而完成图像显示。
按常规，像素是这样组成的，使得每个像素单独地包括一红子像素、一绿子像素和一兰子像素。因此，子像素的数目需要三倍于像素的数目或更多，在该装置中排列有用作为LED显示器的光源的发光元件的图像显示装置拥有许多构成子像素的发光元件。再者，为了使图像显示装置减少尺寸和提高分辨率，减少像素之间的距离和以高密度排列发光元件是重要的。减少部件的数目而不降低图像的质量以及减少发光元件的体积也变得重要。此外，通过高密度排列大量发光元件组成图像显示装置，可能会出现不是所有的发光元件被正常地驱动的情况。因此，以高可靠性驱动发光元件，从而做成高质量的图像显示器也是重要的。
同时，取决于高可见度发光元件组成的子像素的位置，子像素的常规的排列会造成像素所需的显示位置和观看图像的人的眼睛实际觉察该像素位置之间的差异。
在发光元件的尺寸减少的情况下，排列在屏幕上的发光元件的数目可增加。因此，通常通过在单元面板上组成子像素和把许多这些单元面板在装置的底衬上以矩阵形式排列来构造图像显示装置。在这种场合下，在单元面板的边缘部分需要与图像显示装置的底衬进行连接的部件或类似物，因此，需要有一定的区域不安排元件。保证有一区域用来补偿单元面板的尺寸变化和因热膨胀造成尺寸的变化也是重要的。此外，期望出现通过有效排列发光元件的方法可容易制造高质量图像显示装置的技术。
因此，鉴于上述问题，本发明的一个目的是提供与独立地包括R、G和B三种颜色的子像素中每个子像素来组成一个像素的场合相比可用较少数目子像素来组成像素，且用分时方式使像素发光来做成全色显示的图像显示装置。本发明的另一个目的是提供采用稀化单元面板边缘处的像素方法保证在单元面板边缘处有一不排列发光元件的区域而不降低图像质量的图像显示装置。本发明的再一个目的是提供可有效地制造图像显示装置成为可能的一种制造图像显示装置的方法。
发明的揭示根据本发明，在像素之间共享在组成一图像显示装置的子像素中的发出低可见度颜色的一子像素，使其用分时方式发光。因此，与每个像素有单独排列在其中的三种颜色的子像素的场合相比，有可能减少子像素的数目。再者，由于可减少子像素的数目而不降低图像质量，有可能减少部件的数目，从而降低成本。在这种情况下，通过把发出高可见度颜色的子像素设置在像素的中央并在水平方向和垂直方向等间距地排列子像素的方式，就可在水平方向和垂直方向等间距地排列像素。
同样，即使当一子像素没有被正常驱动时，通过驱动设置在未被正常驱动子像素周围的子像素也能无问题地显示该像素，并在该子像素未被正常驱动时发出相同的颜色。再者，通过在子像素之间提供一遮光板的方式，可以遮住外来光，从而做成即使在室外的高反差图像显示器。
此外，通过稀化设置在由把单元面板排列成矩阵形状的图像显示装置的单元面板边缘处的子像素，可以保证在单元面板边缘处有其中不排列子像素的某个区域，补偿单元面板尺寸的差异和因热膨胀造成的尺寸的差异。进一步还可能获得一空间，以形成单元面板之间的连接布线。
再者，通过转移放大用发光元件和对每种发光颜色的每种发光元件进行放大转移，可以有效地在底衬上排列元件，从而方便地制造图像显示装置。
附图的简要说明
图1是表示根据本发明的第一实施例的图像显示装置的子像素的排列图，及表示该图像显示装置的平面结构的示意性平面结构图；图2是根据本发明的第一实施例的图像显示装置的布线图；图3是表示根据本发明的第二实施例的图像显示装置的遮光板的排列图，及表示该图像显示装置的平面结构的示意性平面结构图；图4是表示根据本发明的第二实施例的图像显示装置的遮光板的排列图，及表示该图像显示装置的剖面结构的示意性剖面结构图；图5是表示根据本发明的第三实施例的图像显示装置的相邻单元板的连接部件图，及表示该图像显示装置的平面结构的示意性平面结构图；图6是根据本发明的第四实施例的图像显示装置的制造方法的制造工艺的制造工艺流程图；图7是根据本发明的第四实施例的图像显示装置的制造方法中的树脂成形芯片的结构的示意性透视图；图8是根据本发明的第四实施例的图像显示装置的制造方法中的树脂成形芯片的结构的示意性平面结构图；图9是根据本发明的第四实施例的图像显示装置的制造方法中激光辐照工艺的工艺剖面图；图10是根据本发明的第四实施例的图像显示装置的制造方法中保持发光元件工艺的工艺剖面图；图11是根据本发明的第四实施例的图像显示装置的制造方法中元件隔离工艺的工艺剖面图；图12是根据本发明的第四实施例的图像显示装置的制造方法中转移工艺的工艺剖面图。
实施本发明的最佳模式[第一实施例]根据第一实施例，一个图像显示装置，在该装置中，发出各不相同颜色的子像素排列成矩阵形状，每个像素由多个子像素组成，其特征在于，发出颜色中最高可见度颜色的第一子像素以一预定的间距排列，发出其它颜色的第二子像素设置在第一子像素之间；每个像素是这样组成的，使第二子像素由相邻的像素共享，且驱动子像素，使每个像素用分时显示。该图像显示装置将在此后结合附图作说明。
图1是表示组成图像显示装置的子像素具有发光元件的显示器布局的示意图。举例来说，组成像素的子像素每个都是这样组成的，使其包括一个发光二极管。图1表示在图像显示表面的每个水平方向和垂直方向上的三个像素，把发出兰色、绿色和红色的子像素在底衬上排列成矩阵形状，且一个像素由三种颜色子像素作为一组来组成。所组成的每个子像素与排列在底衬上的发光元件中一个元件成一一对应。本发明不局限于红颜色、绿颜色和兰颜色；发出三种颜色的子像素可以是能通过混合三种颜色产生颜色显示的一种组合。特别是通过利用发出光的三种基色，即红颜色、绿颜色和兰颜色，的子像素作为一组组成像素的方式，可制成具有范围宽广可显示颜色的高分辨率全色显示器。
根据第一实施例的组成图像显示装置的发光元件不局限于发光二极管；可以提供在该装置中子像素是由排列半导体激光元件或其它发光元件而组成的图像显示装置。再者，本发明不局限于使用发光二极管或半导体激光元件的图像显示装置；在该装置中像素由三种颜色的子像素作为一组的图像显示装置就足够了。例如，本发明也可应用在表面发光式图像显示装置，诸如，包括用彩色滤光器来改变由背光发出的单色光的波长而发出三种颜色的子像素的液晶显示器(LCDs)、利用等离子放电的等离子显示板(FDPs)、包括使用电致发光(EL)的EL器件的EL显示器、场致发光显示器等等。
首先将详细介绍发出三种颜色的发光元件的布局和由发光元件组成的像素。发绿光的绿光发射元件(图1中用G表示)在图像显示装置的水平方向以H间距排列。兰光发射元件(图1中用B表示)和红光发射元件(图1中用R表示)交替地以H间距排列在绿光发射元件之间，使其置于绿光发射元件中。在这种情况下，兰光发射元件和红光发射元件二者在水平方向上以大约二倍的H间距(H×2)排列。
再者，发出相同颜色的发光元件在垂直方向的列中以H间距排列，红光发射元件和兰光发射元件的列交替地在水平方向排列，使得绿光发射元件的列夹在当中。因此，用某种规则在水平方向上排列的成行排列式布局的发光元件，也以该发光元件的相同的布局在垂直方向上排列。在这种情况下，在发出这些兰光、绿光和红光中具有高可见度的绿光的绿光发射元件在水平方向上和垂直方向上以H间距排列。
组成一像素的在发光元件中发射最高可见度的颜色的发光元件设置在组成一像素的三个发光元件的中央，发射其它颜色的发光元件设置在发射最高可见度的颜色的发光元件的两侧。用三种颜色的发光元件作为一组来组成一个像素。在第一实施例中，由于该像素由红光发射元件、绿光发射元件和兰光发射元件的子像素作为一组而组成，发射三种颜色中最高可见度的绿光的发光元件放置在排列在水平方向上三种颜色的子像素的中央。在这种情况下，兰光发射元件和红光发射元件交替地排列在水平方向上以正常间距排列的绿光发射元件之间，且在水平方向上相互相邻的像素是这样组成的，使得可相互共享兰光发射元件和红光发射元件，而不是单独地拥有一个红光发射元件、一个绿光发射元件和一个兰光发射元件。
发光元件在垂直方向以H间距排列，使其布局与在水平方向排列的像素的布局相同，可共享如上所述排列在绿光发射元件两侧的兰光发射元件和红光发射元件，这样发光元件组成像素。在这种情况下，发射同一颜色发光元件排列在垂直方向的同一列中，其排列使发光元件在垂直方向上的间距几乎相等。
本发明不局限于发光元件的布置，在该布置中三种颜色的发光元件在水平方向上排列，而在这些发光元件中，发出低可见度颜色的发光元件如上所述被在水平方向上相互邻近的像素共享。这些像素可形成这样的布局，使得红光发射元件和兰光发射元件在相邻行间互换位置，使绿光发射元件在水平方向的位置在邻近行间移动约1/2H间距形成所谓三角形布置，或在水平方向的发光元件的布置和在垂直方向的发光元件的布置可如上所述互换位置的这样布置。在另一方面，像素可这样组成，使其可共享在斜线方向上的发光元件。
接下来将介绍用分时方式使上述发光元件为图像显示而发射光的驱动操作。在如图1排列的光图像显示中，兰光发射元件B11、绿光发射元件G11和红光发射元件R11组成像素11。红光发射元件R11、绿光发射元件G12和兰光发射元件B13组成与在水平方向上的像素11相邻近的像素12。在这种情况下，这样组成的像素11和像素12使每个像素拥有设置在像素中央的绿光发射元件并共享红光发射元件R11。兰光发射元件B13、绿光发射元件G13和红光发射元件R13组成像素13。这样组成的像素12和像素13可共享兰光发射元件B13。
首先，把使一个像素发光的时间划分成二，使组成该像素的子像素的发光元件只在被划分的时间中发光。像素11使兰光发射元件B11、绿光发射元件G11和红光发射元件R11同时发光。然后，使红光发射元件R11再发光，同时使绿光发射元件G12和兰光发射元件B13也发光。在这种情况下，在用分时使兰光发射元件B11、绿光发射元件G11和红光发射元件R11发光时，显示像素11。这时，只要根据颜色在像素中所需显示的时间调节每个发光元件的发光时间就行了。接着，用分时方式使红光发射元件R11、绿光发射元件G12和兰光发射元件B13发光，从而显示像素12。至此，像素11和像素12已被显示，并在显示每个像素中，红光发射元件R11由像素11和像素12共享。也就是说，由邻近的像素共享全色显示必需的三种颜色中一种颜色的发光元件，用分时方式使其发光，从而减少发光元件的数目。
再者，在显示像素12用的兰光发射元件B13发光后，使兰光发射元件B13再次发光，同时使绿光发射元件G13和红光发射元件R13发光，从而显示像素13。在显示像素12和像素13两者时，用分时使兰光发射元件B13发光，从而使兰光发射元件B13由像素12和像素13两者共享。这样，用分时方式使得在全色显示像素12和像素13中每个像素时所必需的三种颜色的发光元件中一个发光元件发光，从而可减少发光元件的数目。因此，通过共享在邻近像素间的红光发射元件和兰光发射元件，有可能减少发光元件的数目。
顺便说说，奇数编号像素如像素11、像素13等等同时发光，而偶数编号的像素如像素12、图中未示出连续像素14等等的同时发光。绿光发射元件G不需要用分时方式发光。在那种情况下，绿光发射元件需要通过降低电流值等方法与红光和兰光发射相平衡。同样，通过降低绿光发射元件G的峰值亮度和使在非分时基础上驱动绿光发射元件G的时间与分时驱动设置在绿光发射元件G四周的红光发射元件R和兰光发射元件B的时间相一致，有可能使绿光发射元件G的亮度与红光发射元件R和兰光发射元件B的亮度相平衡，从而显示由这些发光元件组成的像素。在这种情况下，由于可降低供给绿光发射元件G的电流，由图像显示装置消耗的功率作为整体是不变的。
在这种情况下，把发光元件也在垂直方向上设置成像素11、像素12和像素13的相同布置，把同一种颜色的发光元件在垂直方向上以H间距排列。这样，排列在与组成上述像素11、12和13的发光元件同一列中的发光元件，在与组成像素11、12和13的发光元件以相同的定时发光。除了如常规那样每行顺序分时发光外，包括兰光发射元件B11的发光元件列L1到包括红光发射元件R13的发光元件列L7在水平方向上用分时方式重复地发光，从而显示图像。虽然图1表示的仅是在水平方向上和垂直方向上的每个方向中三个像素，但是，把三种颜色的发光元件排列在整个图像显示表面，使在水平方向上相互相邻的像素共享一个发光元件。
图像显示是如上所述那样做成的。由于在三种颜色的发光元件中具有最高可视度的绿光发射元件在水平方向上和垂直方向上以相同的H间距排列，每个像素的中心是绿光发射元件的位置，因此像素看来在水平方向上和垂直方向上以H间距出现。从而有可能实现均匀的图像显示。
再者，即使在组成像素的发光元件没有被正常点亮时，根据第一实施例的图像显示装置能显示显示，在发光元件没有被正常点亮时用替代点亮发射相同颜色的发光元件可显示该像素。例如，当组成像素12的红光发射元件没有被正常点亮时，通过在红光发射元件应当被点亮的定时内点亮设置在红光发射元件R11四周的红光发射元件，能全色显示像素12。例如，可用点亮与红光发射元件R11相邻近的组成像素13的红光发射元件R13的方式，代替红光发射元件R11。通过替代点亮组成邻近像素的发光元件并发射相同颜色光的方式，有可能实现图像显示而不降低图像质量。这种操作不局限于红光发射元件R；即使在兰光发射元件B没有被正常点亮时，通过点亮在兰光发射元件B四周的兰光发射元件B，像素能没有问题地同样被显示。
把如上所述那样排列的和用分时方式驱动的发光元件连接到排列在底衬上的布线，使其与驱动发光元件用的驱动电路电气地相连。图2表示发光元件排列在其上面设置有布线的衬底上的布线图。图2所示布线表示无源矩阵型元件驱动系统，且把发光元件排列成与地址线和数据线交叉点的位置相对应。作为发光元件，可以使用涂敷透明树脂和形成的形状便于在安装时处理的发光二极管。
在根据第一实施例的图像显示这种中，在布线衬底1的主表面上形成在水平方向上延伸的多条地址线ADD0和ADD1，用插入在多条地址线ADD0及ADD1和数据线DLR1到DLR3之间的在图中未示出的层间绝缘薄膜方式形成在垂直方向上延伸的多条数据线。布线衬底1为例如玻璃衬底、涂敷合成树脂或绝缘层的金属衬底或在半导体制造中通常使用的衬底，例如硅衬底等。只要该衬底允许所要形成的地址线和数据线具有所需的精度，该布线衬底1可以是任何衬底。
发光元件的位置与地址线ADD0及ADD1和数据线DLR1到DLR3的交叉点的位置相对应。在制造情况下，地址线以H间距排列，使得绿发光元件DG11、DG12和DG13在水平方向上的元件间距H与绿发光元件在垂直方向上的元件间距具有相等的距离。再者，用来把红发光元件DR和兰发光元件DB分别与驱动电路电气连接的数据线DLR和DLB相互交替地设置在数据线DLG之间。在这种场合，数据线DLR和DLB相应的间距几乎是绿发光元件水平或垂直方向上的元件间距H的二倍(H×2)。通过导电连接线11和12分别把每个发光元件连接到地址线和数据线。
地址线ADD0和ADD1由具有极好导电率的金属材料层、半导体材料层和金属材料层或类似物的组合组成。地址线ADD0和ADD1的线宽，如图2所示，可做成大于发光元件大小M。因此，有可能使得在顺序扫描像素来输出所需图像时由地址线本身引起的地址线的电阻变得最小。
如同地址线一样，数据线DLR1到DLR3由具有极好导电率的金属材料层、半导体材料层和金属材料层或类似物的组合组成。数据线DLR1到DLR3的线宽，如图2所示，可做成占据布线衬底1所占据面积的大约一半。数据线DLR1到DLR3在垂直方向上延伸，且根据每个像素的发光元件的数目来使用三根数据线。在这种情况下，由于相邻的像素共享红发光元件和兰发光元件，数据线的数目，与每个像素中单独地排列红发光元件、绿发光元件和兰发光元件的场合相比，也能减少。例如，尽管在图2左上方的红发光元件DR11、绿发光元件DG11和兰发光元件DB11构成一个像素，为每种颜色的发光配置了数据线DLR1和DLG3，但是，由兰发光元件DB11、DR12和DR13组成的像素使用数据线DLB1、DLG2和DLR3作为数据线，在垂直方向上的相互邻近发射相同颜色的发光元件使用一公共的数据线。
在根据第一实施例的图像显示装置中，垂直方向上的像素间距为H，在水平方向上的绿发光元件的间距也为H。该间距可在例如在0.1到1毫米的范围内设定。这是因为移动图像用图像显示装置(电视接收器、视频设备和游戏设备)和信息用图像显示装置(如计算机用)的合适的对角线尺寸为30厘米到150厘米。从实用的角度来说，图像显示装置最好当RGB组合组成一个像素时有大约30万到二百万数目的像素。从人的视觉特性的角度来说，直观式图像显示装置拥有的像素的间距也最好从0.1毫米(个人用高分辨率显示器)到1毫米(几个人用的移动图像显示器)。在根据第一实施例的图像显示装置用于户外用大屏幕显示器时，可把间距设定为约10毫米。通过使用与尺寸为几毫米的常规发光元件的场合相比为微小发光元件，有可能增加元件间的空间，从而便于在元件间布线。
作为第一实施例的发光元件，可以使用自发光型发光元件的发光二极管。例如，在兰宝石衬底上生长的氮化稼基双杂结构的多层晶体可用来作为兰和绿发光二极管。发射兰光和绿光的发光二极管可以用从一衬底选择性生长的半导体层晶体来构成，而该衬底的主表面几乎为如同兰宝石衬底一样的C表面，且有一个相对于衬底的主表面倾斜的斜晶体表面。再者，当发光二极管由其斜晶体表面为类似于S表面的氮化半导体层组成时，可以组成高质量的发光二极管。作为红发光二极管，可以使用在砷化稼衬底上生长的砷化铝稼基或磷化铟铝稼基双杂结构的多层晶体。尽管发光二极管组成了包括一组波长各不相同的三种颜色的发光元件的像素，但是，不同波长的组不局限于红、绿和兰，可以为一组其它颜色。
这些发光二极管的每个二极管有一大体为长方形的形状，例如，具有以非封装状态或精密封装状态(如约1毫米大小左右)封固的芯片结构。虽然发光二极管的层结构的细节没有示出，但是，每个发光二极管有一大体为长方形的形状通过封固大体为长方形形状的发光二极管芯片来制成发光二极管的矩阵布置。
大体为长方形形状的每个发光二极管的一边的尺寸可以为从5微米到100微米。在如此小尺寸的发光二极管用于安装在布线衬底时，把每个发光二极管用精密封装状态或非封装状态封固在布线衬底上。
用精密尺寸封固的每个发光二极管具有如上所述的尺寸。在元件构成衬底上制作每个发光二极管，然后分割成每个芯片并以非封装状态或精密封装状态进行封固。非封装状态指的是不进行涂敷二极管芯片外部的涂敷处理，如树脂成形等的状态。精密封装状态指的是发光二极管涂敷小厚度树脂或类似物并安置在尺寸小于正常封装尺寸的封装(如，约1毫米或小于1毫米)中。由于根据第一实施例的图像显示装置中使用的发光二极管没有封装或具有精密封装，发光二极管用相应的精密尺寸封固在布线衬底上。
每个发光二极管经由与数据线相连的电极垫单元与地址线电气相连，同样地经由与数据线相连的电极垫单元与数据线电气相连。每个发光二极管经由电极垫单元与地址线和数据线电气相连，并用分时系统驱动。
本发明不是局限于这类驱动系统。例如，发光元件也可通过暂地时划分图像显示周期和顺序地把电压在划分的时间单元中施加到待驱动的发光元件方式由有源矩阵驱动系统来驱动。再者，通过把电流保持电路连接到每个发光元件的方式，有可能使发光元件发光得更长些，从而增加图像整体的亮度。在这种情况下，特别由于在第一实施例中使用的发光元件为精密尺寸，可在衬底上获得排列复杂布线和大量驱动元件用的足够空间。
根据第二实施例，发射各不相同颜色的子像素以矩阵形式排列，且每个像素有多个子像素组成的图像显示装置的特征在于发射颜色中具有最高可见度颜色的第一子像素以一预定的间距排列，发射另一颜色的第二子像素设置在第一子像素之间；每个像素用这样方式组成，使得第二子像素由邻近的像素共享，且子像素以这样方式驱动，使得每个像素用分时显示；以及设置遮蔽外来光用的遮光装置。
由于根据第二实施例的图像显示装置在像素间配置遮光装置，外来光不被图像显示表面反射。因此，根据第二实施例的图像显示装置特别适用于户外使用。这样，该图像显示装置配置有精密发光元件，能进行高反差的图像显示，同样，在户外使用该图像显示装置时，不难看见所显示的图像，以至该图像显示装置可进行高质量的图像显示。
如图3所示，在根据第三实施例的图像显示装置的水平方向上，组成发射绿光的子像素的绿发光元件31(图3中用G表示)在安置图中未示出布线的衬底上以间距H排列。发射兰光的兰发光元件32(图3中用B表示)和发射红光的红发光元件33(图3中用R表示)交替地排列在绿发光元件31之间。在这种情况下，发射红光的红发光元件33和发射兰光的兰发光元件32两者以二倍的间距H排列在水平方向上。
再者，发射相同颜色的发光元件以间距H排列在垂直方向上，发射相同颜色的子像素排列在垂直方向上的列中。在这种情况下，在这三种颜色发光元件中最高可见度的绿发光元件31以间距H排列在垂直方向和水平方向上。这样，兰发光元件32和红发光元件33在水平方向上交替地排列在在绿发光元件31之间，发射相同颜色的发光元件排列在垂直方向上，从而组成图像显示装置。
这三种颜色发光元件中每个发光元件组成一子像素，每个像素用红发光元件33、绿发光元件31和兰发光元件32组成。在这种情况下，兰发光元件32和红发光元件33在水平方向上交替地排列在在绿发光元件31之间，一个像素由作为一组的红发光元件33、绿发光元件31和兰发光元件32组成，在水平方向上相互邻近的像素用这样方式组成，使得相互共享兰发光元件32或红发光元件33。组成一像素的在发光元件中最高可见度的颜色的发光元件设置在组成一个像素的三个发光元件的中央，发射其它颜色的子像素设置在发射最高可见度的颜色的发光元件的两侧，从而组成一个像素。在第二个实施例中，由于像素用作为一组的发红光、绿光和兰光的发光元件组成，在这三种颜色发光元件中最高可见度的绿发光元件设置在三种颜色发光元件布局的中央。如同那些发光元件排列成如上所述一子像素被在水平方向上相互邻近的像素共享那样，同一颜色的发光元件排列在垂直方向上。在这种情况下，发射同一颜色的发光元件排列在垂直方向上的同一列中，发光元件用这样方式组成，使得发光元件在垂直方向上的间隔在所有的列中基本相等。具有最高可见度的绿发光元件以相同间距H排列在垂直方向和水平方向上。
通过用分时方式使发光元件发光，与一像素单独地拥有红发光元件、绿发光元件和兰发光元件的场合相比，可用较少数目的发光元件制成高质量的图像显示器。尤其是，兰发光元件或红发光元件由在水平方向上相互邻近的像素共享，并用分时来发光，从而兰发光元件或红发光元件可使用于相邻像素两者的图像显示。
再者，在根据第二实施例的图像显示装置中，遮外来光用的遮蔽光装置设置成在水平方向上延伸，从而可进行甚至户外的高质量图像显示。例如，一遮光板足以作为遮光装置。通过利用排列在垂直方向上的发光元件之间的空间为较宽，或几乎为排列在水平方向上的发光元件之间的空间的二倍以及在排列在垂直方向上发光二极管之间的空间中提供一所需高度的遮光板的事实，有可能遮住外来光而不缩小垂直视角。即使在发光元件的视线开始被遮光板遮断，红、绿、兰三种颜色同时变黑，因此不发生颜色的变化。
图4是根据第二实施例的图像显示装置的结构的示意性剖视图。发光元件设置在图4所在页的垂直方向。遮蔽外来光用的遮光板41装置设置在以一间距在垂直方向排列的发光元件43之间。这些遮光装置设置成与图4所在页的垂直方向上排列的发光元件相平行地延伸，并设置成从其上面排列发光元件43的图像显示表面的一边延伸至另一边。当使用该图像显示装置进行户外图像显示时，该图像显示装置在许多场合中通常会被照明光或来自图像显示装置上方的自然光照射。因此，通过只在每个显示的上侧设置遮光手段，可使图像显示不降低反差。在这种情况下，遮光板由不具有透光性的材料组成。
作为组成子像素的发光元件，可以使用例如发光二极管。由于发光二极管，与常规的尺寸为几毫米的组件相比，可以由约为5微米至100微米大小的精密元件组成，有可能在水平方向上的发光元件之间获得足够的空间，和在垂直方向的像素列中获得足够的间距。在垂直方向的发光元件的间距V可以设定为如1厘米，使得可设置足以遮断光的遮光板。它足以使遮光板具有的高度能消除在图像显示表面的反射而不降低发光元件的反差。在这种情况下，通过把在红、绿、兰发光元件中具有最高可视度的绿发光元件在水平方向上的元件间距H设定成相等于在垂直方向上的元件间距V，像素可视作为在水平方向和垂直方向上以相等间隔排列，因此可提供极好的图像质量。
作为使用在第二实施例中的发光元件的兰和绿发光元件，可以使用例如在兰宝石衬底上生长的氮化稼基双杂结构的多层晶体。反射兰光和绿光的发光二极管可以用从一衬底选择性生长的半导体层晶体来构成，而该衬底的主表面几乎为如同兰宝石衬底一样的C表面，且有一个相对于衬底的主表面倾斜的斜晶体表面。再者，当发光二极管由其倾斜晶体表面类似于S表面的氮化半导体层组成时，可制成高质量的发光二极管。作为红发光二极管，可以使用在砷化衬底上生成的砷化铝稼基或磷化铟铝稼基双杂结构的多层晶体。
由于发光元件的尺寸可设定为约5微米至100微米并且这些发光元件具有足够的亮度和可靠性，发光元件在水平方向上的间距相等于垂直方向上的间距。这样，通过把发射在组成像素的三种颜色的发光元件中具有最高可见度发射光的发光元件在水平和垂直二个方向以大体相等的间距排列的方式，像素在水平方向和垂直方向以大体相等的间距排列，这些像素可以视为在显示表面的水平方向和垂直方向以大体相等的间隔排列。
这样，通过使用根据第二实施例的图像显示装置，有可能消除由户外图像显示表面的外来光的反射，并通过使用高发光效率的发光二极管，有可能进行高质量的图像显示。再者，通过共享相邻像素间的发光元件，有可能用较少的发光元件进行高质量的图像显示。
根据第三实施例，通过把在其中形成发出各不相同颜色的子像素的单元面板排列成矩阵形状而制成的图像显示装置，其特征在于，在像素内部之间或相邻单元面板像素之间共享发特定颜色的子像素，且该发特定颜色的子像素用分时来驱动。
通过把其上面排列组成子像素的发光元件的单元面板在装置衬底上排列成矩阵形状制成图像显示装置。在这种情况下，把每个单元面板排列在装置衬底上，并配置图中未示出的用于与使发光元件发光的驱动电路电气相连的布线。通过排列诸如上述单元面板的单元面板而制成图像显示装置的方式，与用一块单元面板制成整个图像显示装置的场合相比，可以提高制造过程中的成品率，因为该场合中只要更换有缺陷的单元面板就能纠正缺陷。此外，当制造大屏幕图像显示装置时，用放置多块制造好的分割的单元面板就能制造所需尺寸的图像显示装置。
如图5所示，根据第三实施例的图像显示装置是通过在装置衬底上将单元面板排列成矩阵形状而组成，在该单元面板上把单元面板的像素排列成矩阵形状。子像素分别包括红发光元件(图5中用R表示)、绿发光元件(图5中用G表示)和兰发光元件(图5中用B表示)。这些发光元件排列成矩阵形状。红发光元件、绿发光元件和兰发光元件以那种次序在水平方向上排列，这三种颜色发光元件组成一组以构成一个像素。发射同一颜色的发光元件以相同间距设置在垂直方向上，从而在垂直方向上组成发光元件列，在该列中设置相同颜色的发光元件。
在这种情况下，在单元面板51a的水平方向上的边缘处，不把发光元件排列成使红发光元件、绿发光元件和兰发光元件组成一组；只排列红发光元件DR51和绿发光元件DR51，并把用来组成一个像素的兰发光元件稀化。把发射同一颜色的发光元件以相同间距设置在垂直方向中。
另一方面，在单元面板52a的与在单元面板51a相邻一侧的边缘处设置成与单元面板51a邻接，像素以这样方式组成，使红发光元件、绿发光元件和兰发光元件的发光元件组成一组，且同样地，红发光元件、绿发光元件和兰发光元件以那种次序在水平方向上排列，使三种颜色发光元件组成一组以构成一个像素。在这种情况下，在单元面板52a的与在单元面板51a不相邻的边缘处，只排列红发光元件和绿发光元件，从而使发光元件排列成和与单元面板52a相邻接的单元面板51a边缘处排列发光元件布置相同的布置，而不是用红发光元件、绿发光元件和兰发光元件三种元件作为一组而组成像素。同一颜色的发光元件以相同的间距设置在垂直方向上。
三种颜色的这些发光元件用分时发光，从而三种颜色发光元件组成的像素被显示。
下面将详细地介绍用排列在与单元面板52a相邻接的单元面板51a边缘处的发光元件进行像素显示。由于只在单元面板51a边缘处排列红发光元件DR51和绿发光元件DR51，因此单单二个发光元件不能组成实现全色显示用的一个像素。
红发光元件、绿发光元件和兰发光元件三种元件排列在离单元面板51a边缘的第二像素中。可把这三种发光元件用作一组以组成可实现全色显示用的一个像素。因此，红发光元件DR51和绿发光元件DR51，与设置在离单元面板51a边缘的第二像素中的兰发光元件DB50组成一组，从而组成一个像素。因此，将介绍驱动由红发光元件DR51、绿发光元件DR51和兰发光元件DB50组成的像素51的方法以及驱动由红发光元件DR50、绿发光元件DR50和兰发光元件DB50组成的像素50的方法。
首先，使红发光元件DR50、绿发光元件DR50和兰发光元件DB50组成的像素50发光，同时显示像素50。然后，使红发光元件DR51、绿发光元件DR51和兰发光元件DB50发光。通过把兰发光元件DB50作为组成像素51的兰发光元件，可显示像素51。除掉边缘处像素，像素不需要用分时驱动，但在这种场合，必需通过降低电流值来达到平衡。当然，可用相同电流值来执行分时驱动。在这种情况下，通过调节使每个发光元件发光的时间可以进行每个像素的显示。
这时，组成像素50和像素51的发光元件中的绿发光元件发出最清晰颜色的光，从而像素50和像素51的中心分别视作为绿发光元件DR50和DG51的位置。在这种情况下，组成像素51的发光元件中红发光元件DR51和绿发光元件DR51之间的元件间隔不同于绿发光元件DR51和兰发光元件DB50之间的元件间隔。然而，因为兰发光元件发光颜色的可见度低于绿发光元件发光颜色的可见度，不同元件间隔造成的像素位移几乎不引人注意。
再者，通过共享设置在离相邻单元面板的边缘的第二像素中兰发光元件，可同样地组成像素而无需在单元面板52a的其它边缘设置兰发光元件。当通过其上面排列发光元件的单元面板的排列组成图像显示装置时，相邻单元面板之间的发光元件的共享，与一个像素由单独地排列三种颜色的发光元件组成的场合相比，有可能扩大单元面板的空间并且也降低用于图像显示的发光元件的数目。虽然在第三实施例中介绍了在水平方向上相互邻接的单元面板之间共享发光元件，但是，该第三实施例不局限于三种颜色发光元件依次序在水平方向上排列的水平方向上成行式布置。在三种颜色的发光元件按次序在垂直方向中排列的垂直方向上成行式布置的场合下，发光元件可由设置在垂直方向中相互邻接的的单元面板共享。再者，甚至在发光元件的斜交成行式布置的场合下，通过共享相邻单元面板之间的发光元件可进行像素显示，并用分时实现发光。
现在对作为另一个例子的用排列在单元面板51a和与单元面板51a相邻接的单元面板52a相邻边缘处的发光元件进行像素显示进行详细介绍。由于只有红发光元件DR51和绿发光元件DG51排列在单元面板51a的边缘处，单单二个发光元件不能组成可进行全色显示的一个像素。红发光元件、绿发光元件和兰发光元件的三种发光元件排列在单元面板52a的边缘处。该三种发光元件可用作为一组，组成可进行全色显示的一个像素。因此，红发光元件DR51和绿发光元件DG51与排列在单元面板52a的边缘处的兰发光元件DB52组成一组，从而组成一个像素。所以，将介绍驱动由红发光元件DR51、绿发光元件DG51和兰发光元件DB52组成的像素53以及由红发光元件DR52、绿发光元件DG52和兰发光元件DB52组成的像素54的方法。
首先，使组成像素54的红发光元件DR52、绿发光元件DG52和兰发光元件DB52组成的像素54同时发光，显示像素54。然后，红发光元件DR51和绿发光元件DG51同时发光，并使兰发光元件DB52也同时发光。通过使用兰发光元件DB52作为组成的像素53的兰发光元件，可显示像素53。在这种情况下，通过调节使每个发光元件发光的时间，有可能进行每个像素的全色显示。
此时组成像素53和像素54的绿发光元件发出最高可见度颜色的光，从而像素53和像素54的中心被分别视为绿发光元件DG51和DG52的位置。在这种情况下，组成像素53的发光元件中的红发光元件DR51和绿发光元件DG51之间的间隔不同于绿发光元件DG51和兰发光元件DB52之间的间隔。但是，由于兰发光元件的发光颜色的可见度低于绿发光元件的发光颜色的可见度，因此，因不同元件间隔造成的像素的位移几乎不被人注意。
再者，通过共享三种在相邻单元面板的边缘处的兰发光元件，无需在单元面板52a的另一边缘设置兰发光元件，也能组成一个像素。在通过排列在其上面排列发光元件的单元面板的方式组成图像显示装置时，共享相邻单元面板之间的发光元件，与一个像素由单独地排列三种颜色的发光元件来组成的场合相比，有可能减少图像显示用的发光元件的数目。虽然在第三实施例中介绍的是发光元件由在水平方向中的相互邻接的单元面板之间来共享，但是，此第三实施例不局限于三种颜色的发光元件按次序在水平方向中排列的水平方向上成行式布置。在三种颜色的发光元件按次序在垂直方向中排列的垂直方向上成行式布置的场合下，一个发光元件可由设置在垂直方向中相互邻接的的单元面板间共享。再者，甚至在发光元件的斜交成行式布置的场合下，通过共享相邻单元面板之间的发光元件可进行像素显示，并用分时实现发光。再者，对共享红和兰子像素的简化型来说，可省略在边缘处的兰颜色并执行1/4分时。
接下来将介绍根据本发明的用于制造图像显示装置的制造图像显示装置的方法。根据第四实施例，一种制造图像显示装置的方法，该图像显示装置具有以矩阵形状排列的发射不同颜色的发光元件，其特征在于，该方法包括第一转移步骤，在该步骤中，把发光元件转移使发光元件处于比发光元件排列在第一衬底上的状态更大间距的状态，并使一临时保持部件保持发光元件；第二转移步骤，在该步骤中，使临时保持部件保持的发光元件的间距更大，并把发光元件转移到第二衬底上；其中，在第二步骤中，用来自临时保持部件的下面侧的激光进行辐照的激光消蚀法把发光元件从临时保持部件中分离，并用真空抽吸进行元件抽吸。
在上述制造图像显示装置的方法中，在精密发光元件以高密度在元件形成衬底上形成以后，可把发光元件以预定的间距安装在必需衬底上。此时，可把精密发光元件嵌入树脂或类似物中，从而便于处理。在根据第四实施例的制造图像显示装置的方法中，用绝缘材料使发光元件重新形成较大显示元件，从而可极大提高处理的容易程度。利用这个特性，有可能执行发光元件的放大转移，并制成图像显示装置。下面将通过把二级放大转移方法作为例子介绍制造图像显示装置的方法。
首先，执行二级放大转移，在该转移中，把用高集成度在第一衬底上形成发光元件转移到临时保持部件，使其处于比发光元件排列在第一衬底上的状态更大间距的状态，然后，使临时保持部件夹持的发光元件的间距更大，并把其转移到第二衬底上。应当注意，虽然本实施例中使用二级转移，但是，根据间距和排列元件的放大程度，可使用三级或更多级的转移。
再者，通过在分离的第一衬底上形成发射不同颜色的发光元件，以预定的元件间距安置不同颜色的发光元件，把发光元件顺序地转移到第二衬底上，有可能以预定的元件间距排列发射不同颜色的发光元件。
同样，虽然下面所用的附图表示的仅是包括在树脂成形芯片中的一个发光元件(发光二极管)，有可能在每个树脂成形芯片中以预定元件间距形成多个发光二极管，并把每个发光二极管与图像显示用布线相连。当形成例如一彩色LED显示器时，有可能为每个颜色配置多个发光二极管，从而配置九个发光二极管，包含例如为三种颜色的每种提供三个二极管。
图6是说明二级放大转移方法的基本工艺图。首先，发光元件72密集地形成图6(a)中所示的在第一衬底70中。通过密集地形成发光元件，有可能提高每个衬底所产生的发光元件，从而减少生产成本。第一衬底70是允许元件成形各种衬底中一种，例如半导体晶片、玻璃衬底、硅玻璃衬底、兰宝石衬底和塑料衬底。发光元件可直接成形在第一衬底70上，也可通过成形在另一衬底上发光元件的方式成形。
接着，如图6(b)所示，把发光元件72中每个发光元件从第一衬底70转移到图中用虚线表示的临时保持部件71。发光元件72中每个发光元件保持在临时保持部件71上。此时，相邻发光元件72被分离并排列成如图6(b)所示的矩阵形状。也就是，把相邻发光元件72转移，使发光元件之间的间距在x方向变大，并使发光元件之间的间距在与x方向相垂直的y方向也变大。在本场合中间距间隔不作专门的限定，间隔的设置可以考虑到例如树脂部件的成形和以后工艺中电极衬垫的成形。当从第一衬底70转移到临时保持部件71上时，可把在第一衬底70上的所有元件分离和转移。在这种场合，足以使临时保持部件71的尺寸等于或大于通过把(在x方向和y方向中每个方向)排列成矩阵形状的发光元件72的数目乘以间距间隔所获得的尺寸。同样，有可能把在第一衬底上的发光元件分离并转移到临时保持部件71上。
如图6(c)所示，由于出现在临时保持部件71上的发光元件72是在第一转移工艺后被分离，因此要进行元件四周电极衬垫的树脂涂敷和成形。在元件四周形成树脂涂敷，以便于电极的成形和便于例如在接下来的第二转移工艺中的处理。电极衬垫成形为相对大的尺寸，以防止将在以后介绍的在接下来的第二转移工艺后进行最终布线时的错误布线。顺便说说，电极衬垫在图6中没有示出。用树脂73涂敷发光元件72中每个发光元件的四周形成树脂成形芯片74。也可这样进行元件四周的树脂涂敷，使得多个发光元件72包括在一个树脂成形芯片74中。
接下来，如图6(d)所示，进行第二转移工艺。在第二转移工艺中，把在临时保持部件71上排列成矩阵形状的发光元件72转移到第二衬底75上，使其包含在树脂成形的芯片74内同时被进一步分离。同样，在第二个实施例中，相邻发光元件72被分离，同时如图6(d)所示那样，使其包含在树脂成形的芯片74内并排列成矩阵形状。也就是，把元件62转移，使得元件之间的间距在x方向上变大，并使得元件之间的间距在与x方向相垂直的y方向上也变大。假设用第二转移工艺排列的发光元件的位置相应于图像显示装置的最终产品的子像素，大体上为发光元件72之间原有间距的整数倍数就是用第二转移工艺排列的发光元件72的间距。设n为从第一衬底70分离在临时保持部件71上的发光元件72的间距的放大率，设m为从临时保持部件71分离在第二衬底75上的发光元件72的间距的放大率，则大体上为整数倍数的E值用E＝n×m来表示。对每个放大率n和m为整数就行了。
给处于被包含在树脂成形芯片74中状态的分离在第二衬底上的发光元件72中每个发光元件提供布线。此时，在提供布线的同时，使用已成形的电极衬垫或类似物使连接缺陷变得最小。当发光元件72为诸如发光二极管时，该布线包括对p-电极和n-电极的连接。这样，把发光元件从在其上发光元件形成在图像显示装置或形成图像显示装置的单元面板的第一衬底70进行放大转移，从而图像显示装置可用在单元衬底上以高密度制成的发光元件容易地制造出来。当发射不同颜色的发光元件排列在图像显示装置的装置衬底上时，通过改变有待于转移到装置衬底或单元面板去的发射每种发光颜色的发光元件的位置，可按预定元件间距排列发光元件。
在图6所示的二级放大转移方法中，可利用第一次转移后增大的间距来实现电极衬垫的成形、树脂涂敷等，在第二次转移后可提供布线。在提供布线的同时，利用以前成形的电极衬垫等使连接缺陷变得最小。因此，可提高图像显示装置的合格率。再者，在本例的二级放大转移方法中，有二种增大元件之间距离的工艺。通过在多个增大元件之间距离的工艺中执行这类放大转移，有可能在实践中减少转移的次数。
下面将介绍在二级放大转移方法中用作为显示元件的树脂成形芯片74。如图7和图8所示，树脂成形芯片74有一个在大体上扁平衬底上基本上为矩形的主表面。树脂成形芯片74的形状通过固化树脂73而成形。特别是，通过在整个表面涂敷非固化树脂以包括每个发光元件72并在固化后用切成小方块等的方式切割边缘部分，获得该形状。在第四个实施例中，将对利用氮化物半导体形成发射兰光或绿光的锥形发光二极管作介绍。但是，第四实施例的转移方法也可使用于通过在砷化稼衬底上生长砷化铝稼或磷化铟铝稼基半导体的方式形成作为红发光二极管的平面发光二极管中。
电极衬垫76和77分别成形在大体上为扁平板形状的树脂73的上表面侧和下表面侧。通过在整个表面形成诸如金属层或多晶硅层的导电层作为电极衬垫78和77的材料，并通过光刻技术把导电层定型成所需的电极形状，来进行电极衬垫76和77的成形。这些电极是这样成形的，使得其分别与发光元件72的p电极和n电极相连接，并在必要时经由孔或类似物成形在树脂73中。
在这种情况下，电极衬垫76和77分别成形在树脂成形芯片74的的上表面侧和下表面侧。但是，此电极衬垫两者可成形在表面中的一个表面上。把电极衬垫76和77在扁平衬底上相互移位开，使得其在进行最终布线时从上表面侧提供接点时相互不重叠。电极衬垫76和77的形状不局限于矩形，可以是其它形状。
通过形成这类树脂成形的芯片74，发光元件72的四周用树脂73涂敷。通过平整可以高精度形成电极衬垫76和77，电极衬垫76和77可在比发光元件72更大区域内延伸。因此，当用抽吸架进行在随后的第二转移工艺中转移时，处理将变得更容易。如以后介绍的那样，在随后的第二转移工艺后执行最后布线。因此，利用相对大尺寸的电极76和77执行布线，就可防止错误布线。
接下来将介绍包含发光元件72的树脂成形芯片74的布置的具体方法。如图9所示，多个发光二极管82以矩阵形状的发光元件成形在第一衬底81主的主表面。作为形成第一衬底81的材料，可使用要用于发光二极管82的对某一波长激光具有高透射率的材料，如兰宝石衬底。可在发光二极管中形成P-电极或类似物，但还不能执行最后布线。把用于元件间隔离用槽82g以这样方式成形，使得能分离单个发光二极管82。槽82g可用例如活性离子侵蚀来成形。这样的第一衬底81与临时保持部件83相对来执行如图9所示的选择性转移。
分离层84和粘结层85在其表面与第一衬底81相对的临时保持部件83的表面上形成为二层。作为临时保持部件83的例子，可使用玻璃衬底、硅玻璃衬底、塑料衬底等等。作为临时保持部件83上的分离层84，可使用氟涂层、硅酮树脂、水溶性粘结剂(例如聚乙烯醇PVA)聚酰亚铵等。作为临时保持部件83上的粘结层85，可使用紫外(UV)固化粘结剂、热固性粘结剂和热塑性粘结剂中任一种组成的簿层。
把临时保持部件83上的粘结层85控制成使得固化区域85s和非固化区域85y互相混合，并调节成使得有待选择转移的发光二极管82放置在非固化区域85y中。为了控制使得固化区域85s和非固化区域85y互相混合，只要用曝光装置把例如UV固化粘结剂置于选择性UV曝光使得转移发光二极管82的区域位于非固化状态和其它区域位于固化状态就可以了。在这样对齐后，在转移位置的发光二极管82用来自第一衬底81下表面的激光80辐照，从而利用激光消蚀使发光二极管82从第一衬底81分离。由于GaN基发光二极管82在发光二极管82和兰宝石之间的界面溶解成金属Ga和氮，可相对容易地分离GaN基发光二极管82。作为辐照用激光，可使用受激激光、谐波YAG激光等。
使用激光消蚀进行分离的方式，把置于选择性辐照的发光二极管82在GaN层和第一衬底81之间的界面处分离，并被转移使得p-电极部分插入对面一侧的粘结层85中。由于与在激光未辐照区域中的其它发光二极管82相应的粘结层85的部分是固化区域85s且其它发光二极管82没有用激光辐照，其它发光二极管82没有被转移到临时保持部件83侧。
在发光二极管82用临时保持部件83的粘结层85保持的状态，发光二极管82的下表面是n一电极侧(阴极电极侧)。对发光二极管82的下表面清洁以去除树脂(粘结剂)。因此，当电极衬垫86如图10所示那样成形时，电极衬垫86与发光二极管82的下表面电气地相连接。
作为清洁粘结层85的一个例子，通过用氧等离子体侵蚀粘结树脂和UV臭氧辐照，清洁粘结层85。此外，当用激光把GaN基发光二极管从用兰宝石成形的第一衬底中分离出来，Ga沉淀在被分离的表面，从而Ga需要被侵蚀。用氢氧化钠水溶液和稀释的硝酸进行侵蚀。此后，使电极衬垫86定型。作为电极衬垫86，可使用透明电极(ITO或ZnO或类似物)或诸如钛/铝/铂/铜这类材料。在透明电极的场合，因为即使透明电极遮盖发光二极管的下表面的大部分区域，透明电极不阻挡所发出的光，所以可用低定型精度形成大电极，因而便于定型工艺。
在电极衬垫86成形后，为每个显示元件固化的、其层包括多个发光二极管82的粘结层85，用切割成小片工艺进行切割，从而形成与每个发光二极管82相对应的树脂成形芯片。用机械手段或使用激光束的激光切割方式进行切割工艺。切割工艺的切割宽度取决于覆盖在图像显示装置的像素内的粘结层85中发光二极管82的尺寸。但是，当需要进行窄小宽度如20微米或更小的切割时，需要用激光束进行激光加工。此时，可使用受激激光、谐波YAG激光、二氧化碳气体激光或类似物作为激光束。
图11表示从临时夹持部件83把发光二极管82转移到第二临时夹持部件87，在阳极电极(p-电极)上形成一通孔90后成形阳极侧电极衬垫89以及切割用树脂形成的粘结层85所得到的状态。作为切割的结果，形成元件隔离槽91，从而把发光二极管82划分成多个元件中的每个元件。由于元件隔离槽91把一组发光二极管82分离成矩阵形状，作为平面图案的元件隔离槽91包括一组纵向和横向平行线。第二临时保持部件87的表面在元件隔离槽91的底部被曝光。第二临时保持部件87是例如用UV粘结剂涂敷塑料衬底而形成的所谓切割层，且可使用当用UV辐照时粘结力降低的切割层。
顺便说说，在进行上述转移时，可使用来自其上有所形成的的分离层84的临时夹持部件83下表面的受激激光。因此，在例如锥形作为分离层形成时的场合时，分离是由锥形烧蚀而引起的，然后把每个发光二极管82转移到第二临时保持部件87侧。再者，作为形成阳极电极衬垫89的工艺的例子，粘结层85表面用氧等离子体进行侵蚀，直至在发光二极管82上的p-电极被曝光。通孔90可用受激激光、谐波YAG激光或二氧化氮气体激光来形成。阳极册电极衬垫89可用镍/铂/金来形成。
接着，用机械手段把包含多个发光二极管82的显示元件从第二临时保持部件87分离出来。在这种情况下，分离层88形成在第二临时保持部件87上。分离层88可用例如氟涂层、硅酮树脂、水溶性粘结剂(例如聚乙烯醇PVA)聚酰亚铵等来形成。可使用例如来自其上有所形成的的分离层88的临时保持部件87下表面的YAG第三谐波激光。因此，在例如聚酰亚铵作为分离层形成时的场合时，分离是由在聚酰亚铵和石英衬底之间的聚酰亚铵消蚀而引起的，因而用机械手段可把每个发光二极管82容易地从第二临时保持部件87分离出来。
图12表示排列在第二临时保持部件87上的发光二极管82用抽吸装置93被采集。在树脂成形的芯片中的发光二极管82用抽吸装置93被采集，并安装在图像显示装置的装置衬底上或组成单元面板的衬底上。在本例中的抽吸孔95以矩阵形状开口，使得在同一时间可抽吸许多发光二极管。例如，可使用镍电铸成型生产的部件或用侵蚀不锈钢(SUS)金属板92或类似物的孔加工工艺形成的部件来形成抽吸孔95。抽吸腔94形成在金属板92的抽吸孔95的内侧。通过把抽吸腔94控制为负压，可采集发光二极管82。在此阶段的发光二极管82被覆盖在树脂73中，树脂73的上表面大体上为平整的。因此，有可能用抽吸装置93容易地进行选择抽吸。
在如上所述排列包含发光元件的树脂成型芯片的方法中，当发光二极管82由临时保持部件83保持，元件之间的距离已经增大，且使用加宽的间距可提供相对大尺寸的电极衬垫86和89及类似物。使用相对大尺寸的电极衬垫86和89来执行布线。因此，即使在最终装置的尺寸比已经尺寸大得多，也能容易地形成布线。此外，在本例的排列树脂成型芯片的方法中，发光二极管82的四周涂敷固化的粘结层85，可用平整方法高精度地形成电极衬垫86和89，而电极衬垫86和89可在比元件更大的区域内延伸。所以，当用抽吸夹具进行随后的转移等，可使处理变得容易些。再者，通过对每个不同颜色的发光元件进行转移加工时，有可能容易地以预定的元件间距排列组成子像素的发光元件。
工业实用性根据本发明的图像显示装置可提供一图像显示装置，该装置有可能减少子像素的数目，并通过共享像素之间的相关子像素以高密度形成像素，从而实现高图像质量和部件数量的减少。再者，有可能通过消除光在图像显示表面的反射来提供能显示高反差图像而甚至不受户外外来光的影响。通过减少部件的数量，可降低制造成本。
同样，根据本发明的图像显示装置可连续进行图像显示而不需用无缺陷产品替代没有正常驱动的子像素，从而提供高的成品率。制造工艺变得容易些，从而降低制造成本。此外，通过把以高密度生产的精密发光元件转移到衬底的同时增大元件之间的距离，从而把发光元件安装在衬底上，有可能用更高效率生产图像显示装置和降低生产发光元件所需的成本。再者，可把精密尺寸的发光元件以高密度配置在布线衬底上。再者，在各个发光元件制成后，把发光元件安装在布线底衬上。因此，可获得高成品率，并可容易地增大屏幕的尺寸。
权利要求
1.一种图像显示装置，在该装置中，发射各不相同颜色的子像素排列成矩阵形状，且每个像素由多个子像素组成，其特征在于，所述图像显示装置，发射在所述颜色中具有最高可视度颜色的第一子像素排列在预定的间距处，发射其它颜色的第二子像素设置在所述第一子像素之间；以及每个像素是这样组成的，使得所述第二子像素由相邻像素共享，且子像素是这样驱动，使得每个像素用分时来显示。
2.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述第一子像素的峰值亮度被降底，所述第一子像素在非分时基础上被驱动。
3.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述不同颜色是三种颜色。
4.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述子像素为排列为成行式布局。
5.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述第一子像素发射绿颜色。
6.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述第二子像素发射兰颜色或红颜色。
7.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述第一子像素以大体上相等的间距在水平方向和垂直方向上排列。
8.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述第二子像素以不同颜色排列在相邻的行或列中。
9.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述第一子像素排列在相邻行或列的大体中心位置。
10.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述子像素有一发光元件。
11.如权利要求10所述的图像显示装置，其特征在于，所述发光元件是发光二极管。
12.如权利要求10所述的图像显示装置，其特征在于，所述发光二极管由氮化物半导体层形成。
13.如权利要求12所述的图像显示装置，其特征在于，所述氮化物半导体层有一S表面。
14.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，遮断外来光的遮光装置被配置在所述像素之间。
15.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述遮光装置被配置成在水平方向上延伸。
16.一种图像显示装置，通过把其上面形成发射各不相同颜色的子像素的单元面板排列成矩阵形式来组成，其特征在于，所述图像显示装置，省略了位于边缘部分处的发射一特定颜色的子像素，共享在内侧面上相邻像素中发射特定颜色的子像素，并用分时驱动发射特定颜色的所述子像素。
17.一种图像显示装置，通过把其上面形成发射各不相同颜色的子像素的单元面板排列成矩阵形式来组成，其特征在于，所述图像显示装置，在相邻单元面板之间共享发射特定颜色的子像素，并用分时驱动发射特定颜色的所述子像素。
18.如权利要求17所述的图像显示装置，其特征在于，所述发射特定颜色的子像素在所述子像素中发射低可见度的颜色。
19.如权利要求17所述的图像显示装置，其特征在于，所述发射特定颜色的子像素发射兰光。
20.如权利要求17所述的图像显示装置，其特征在于，所述发射特定颜色的子像素在所述相邻单元面板中一个面板的边缘部分处被稀化。
21.如权利要求17所述的图像显示装置，其特征在于，所述子像素有一发光元件。
22.如权利要求21所述的图像显示装置，其特征在于，所述发光元件是发光二极管。
23.一种制造图像显示装置的方法，所述图像显示装置有以矩阵形式排列的发射不同颜色的发光元件，其特征在于，所述方法包括第一转移步骤，用来转移所述发光元件，使得所述发光元件，与排列在所述第一衬底上的所述发光元件的状态相比，成为更宽间距状态，并使临时保持部件保持所述发光元件；以及第二转移步骤，用来使由所述保持部件保持的所述发光元件有更宽的间距，并把所述发光元件转移到所述第二衬底上去；其中，在所述第二步骤，用来自所述临时保持部件的下表面的激光进行辐照的激光消蚀方式把所述发光元件从所述临时保持部件分离，并用真空抽吸进行元件抽吸。
24.如权利要求23所述的制造图像显示装置的方法，其特征在于，所述发光元件是发光二极管。
25.一种图像显示装置，在该装置中，发射各不相同颜色的子像素排列成矩阵形式，且每个像素由多个子像素组成，其特征在于，所述图像显示装置，发射所述颜色中具有最高可见度颜色的第一子像素以一预定的间距排列，发射其它颜色的第二子像素配置在所述第一子像素之间；以及当所述第二子像素不发射颜色时，组成相邻像素且发射与所述第二子像素相同颜色的子像素在预定的定时被驱动，从而包含所述第二子像素的有缺陷的像素被显示。
全文摘要
本发明涉及一图像显示装置和制造该图像显示装置的方法，与一个像素的组成单独地包括三种颜色，绿、红和蓝子像素中每种一个子像素的场合相比，有可能用较少数目的子像素来组成一个像素，并可用分时使子像素发光来进行全色显示。本发明能提供一种图像显示装置，该装置通过共享像素之间的相关子像素和用分时显示子像素，有可能减少子像素的数目，并以高密度组成像素，从而实现高图像质量和减少部件的数目。
文档编号G09F9/00GK1491409SQ02805145
公开日2004年4月21日 申请日期2002年11月29日 优先权日2001年12月20日
发明者名取武久, 田中义光, 光 申请人:索尼株式会社
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