(57)【要約】  表示装置は、少なくとも一方が透明又は半透明である一対の第１電極及び第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に挟まれて設けられている発光層と、前記第１電極又は前記第２電極と、前記発光層との間に挟まれて設けられた少なくとも一つの緩衝層とを備え、前記発光層は、所定範囲を選択的に発光可能な複数の画素領域と、前記画素領域の少なくとも一部を区切る非画素領域とを有し、前記緩衝層を設けたことによって、前記緩衝層を挟持する前記電極と前記発光層との間の電位障壁の大きさが、前記電極と前記発光層とを直接接触させた場合のショットキー障壁の大きさより小さくなる。
2008105153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方が透明又は半透明である一対の第１電極及び第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に挟まれて設けられている発光層と、
前記第１電極又は前記第２電極と、前記発光層との間に挟まれて設けられた少なくとも一つの緩衝層と
を備え、
前記発光層は、所定範囲を選択的に発光可能な複数の画素領域と、前記画素領域の少なくとも一部を区切る非画素領域とを有し、
前記緩衝層を設けたことによって、前記緩衝層を挟持する前記電極と前記発光層との間の電位障壁の大きさが、前記電極と前記発光層とを直接接触させた場合のショットキー障壁の大きさより小さくなることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記画素領域と前記非画素領域とは、前記発光層の同一平面内にわたって周期的に分布しており、且つ、前記画素領域は前記非画素領域によって分割されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記非画素領域は、前記画素領域をストライプ状に区切るように設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記非画素領域は、前記画素領域を構成する発光層の不連続な領域を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記非画素領域は、前記画素領域を構成する発光層の少なくとも一部を区切る前記第１電極又は第２電極の一部分を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記非画素領域は、前記画素領域より高抵抗な領域からなることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項７】
前記非画素領域は、真空若しくは不活性ガスを充填した中空領域であることを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記非画素領域は、絶縁性樹脂を主体とする固体領域であることを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
【請求項９】
前記発光層は、Ａｇ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｉｎから選択される１又は複数の元素を含み、
前記非画素領域は、前記画素領域とは前記元素の含有濃度が異なることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記発光層は、化合物半導体からなることを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記非画素領域は、非晶質領域からなることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記画素領域は、前記発光層を構成する材料の結晶質領域からなり、前記非画素領域は、前記発光層を構成する材料の非晶質領域からなることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記第１電極と前記第２電極との間に直流電圧を印加して発光させるものであって、前記第１電極又は前記第２電極のいずれか一方の電極が電子注入電極として機能し、他方の電極が正孔注入電極として機能し、
前記緩衝層は、
前記電子注入電極と前記発光層との間に設けられた第１の緩衝層と、
前記正孔注入電極と前記発光層との間に設けられた第２の緩衝層と
の２つの緩衝層を備えることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記第１電極と前記第２電極との間に直流電圧を印加して発光させるものであって、前記第１電極又は前記第２電極のいずれか一方の電極が電子注入電極として機能し、他方の電極が正孔注入電極として機能し、
前記緩衝層は、
前記電子注入電極と前記発光層との間に設けられた第１の緩衝層と、
前記正孔注入電極と前記発光層との間に設けられた第２の緩衝層と
のうち少なくとも一方の緩衝層を備えることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項１５】
前記第１の緩衝層は、仕事関数が３．５ｅＶ以下の物質を含んでいることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の表示装置。
【請求項１６】
前記第２の緩衝層は、仕事関数が５．０ｅＶ以上の物質を含んでいることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の表示装置。
【請求項１７】
前記第１の緩衝層は、アルカリ金属酸化物を含んでいることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の表示装置。
【請求項１８】
前記第１の緩衝層は、電気陰性度が３以上の物質で構成されていることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の表示装置。
【請求項１９】
前記発光層は、ｎ型半導体層とｐ型半導体層とが積層された２層型発光層であることを特徴とする請求項１から１８のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項２０】
前記発光層は、ｎ型半導体層とｐ型半導体層と、その間に挟まれた無ドープの半導体層とで構成された３層型発光層であることを特徴とする請求項１から１８のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項２１】
前記第１電極及び前記第２電極に対向し、且つ、前記発光層からの発光の取出し方向の前方に色変換層をさらに備えることを特徴とする請求項１から２０のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項２２】
前記電極の少なくとも一方に面して支持する支持体基板をさらに備えることを特徴とする請求項１から２１のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項２３】
基板を準備する工程と、
前記基板の上に第１電極を形成する工程と、
前記第１電極の上に、前記第１電極と前記発光層との間の電位障壁の大きさが、前記第１電極と前記発光層とを直接接触させた場合のショットキー障壁の大きさよりも小さくする第１の緩衝層を形成する工程と、
前記第１の緩衝層の上に発光層を形成する工程と、
前記発光層の一部にレーザアニールを行って、結晶質の画素領域と非結晶質の非画素領域とを画成する工程と、
前記発光層の上に透明又は半透明である第２電極を形成する工程と、
を含むことを特徴とする表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、日本国に２００７年２月２７日に出願した特願２００７−４６９７９号の日本特許出願を優先権主張の基礎とするものであり、この日本特許出願の内容は本願明細書の一部をなすものとしてここに挙げておく。【０００２】
本発明は、エレクトロルミネッセンス（以下、ＥＬと略記）素子を用いた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来の半導体発光素子は、低電圧、高輝度であるが、点光源であり、面光源として用いることは難しい。更に、発光素子の作製には高価な基板が必要であり、コストアップの一因となっている。また、薄膜型の発光素子の場合、発光層と電極との接合面において、ショットキー障壁が発生し、キャリアの注入を阻害する課題があった。【０００４】
図３６は、従来の発光素子５０の構成を示す概略構成図である。発光層５３としては再結合型の発光層構成として、ｎ型半導体層５３ａとｐ型半導体層５３ｂとの２層構造の発光層５３が設けられている。電子注入電極となる透明電極５２と正孔注入電極となる背面電極５４とは、直流電源５５を介して電気的に接続されている。直流電源５５から電力が供給されると、透明電極５２及び背面電極５４の間に電位差が生じ、発光層５３ａ、５３ｂに電圧が印加される。そして、透明電極５２及び背面電極５４の間に配置されている発光層５３ａ、５３ｂが発光し、その光が透明電極５２を透過して発光素子５０の外部に取り出される。【０００５】
ここで、半導体と電極の組み合わせによっては、その接合面において、ショットキー障壁が発生し、発光層５３ａ、５３ｂへの電子や正孔の注入の効率が低くなり効率化の妨げとなっていた。この接合面におけるショットキー障壁の問題について、図３７（ａ）及び（ｂ）、図３８（ａ）及び（ｂ）のエネルギーバンド図を用いて説明する。【０００６】
図３７（ａ）及び（ｂ）は、ｎ型半導体層５３ａと透明電極５２とを接触させる場合の接触前後のエネルギーバンド図である。接触前には、図３７（ａ）に示すように真空準位に対してそれぞれ別個のフェルミ準位を示すが、半導体と電極を接触させると、接触後には、図３７（ｂ）に示すように、それぞれのフェルミ準位が互いに一致するように接触面でｎ型半導体層５３ａのバンドが湾曲し、ｎ型半導体層５３ａと透明電極５２との間に大きなショットキー障壁が生じる。この為、透明電極５２からｎ型半導体層５３ａへの電子の注入効率は低くなる。また、例えば、透明電極５２としてはＩＴＯなどの金属酸化物が用いられるが、一般にこれらの仕事関数は４〜５ｅＶと比較的大きい為、ｎ型半導体層５３ａと透明電極５２との間に大きなショットキー障壁が生じる。【０００７】
また、図３８（ａ）及び（ｂ）は、ｐ型半導体層５３ｂと背面電極５４とを接触させる場合の接触前後のエネルギーバンド図である。ｐ型半導体層５３ｂの場合もｎ型半導体層５３ａの場合と同様に、半導体と電極を接触させると、それぞれのフェルミ準位が互いに一致するように接触面でｐ型半導体層５３ｂのバンドが湾曲するため、図３８（ｂ）に示すように、ｐ型半導体層５３ｂと背面電極５４との間に大きなショットキー障壁が生じ、背面電極５４からｐ型半導体層５３ｂへの正孔の注入効率は低くなる。【０００８】
上記課題を解決する為に、次のような方法が一般的に行われている。
（１）正孔注入電極として仕事関数の大きい材料を使用する
また、電子注入電極としては仕事関数の小さい材料を使用する。
（２）電極と半導体の界面に、高濃度にドーピングされた層を形成する。（例えば、特許文献１参照。）
（３）電極材料と半導体との合金化反応よりショットキー障壁を小さくする。（例えば、非特許文献１参照。）【０００９】
しかしながら、例えば（１）の方法の場合、特に仕事関数の小さい物質を電極として用いると、一般に仕事関数の小さい物質は空気中での安定性が低く、実用に耐えないという問題が発生する。また、（２）、（３）の方法の場合は、発光層である半導体の材料・組成が変わる度に処理条件の見直しが必要となる可能性が高い。【００１０】
一方、本発明者は、無機ＥＬ素子の低電圧化、高輝度化に向けて、鋭意研究を続けた結果、上記課題を解決するとともに、直流駆動が可能で、且つ、従来の無機ＥＬ素子に比べて十分に低い数１０Ｖの電圧で高輝度発光する無機ＥＬ素子を見出した（以下、「直流駆動型無機ＥＬ素子」という。）。【００１１】
【特許文献１】特開２００５−２９４４１５号公報
【非特許文献１】Ｊ．Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｇｒｏｗｔｈ  ２１４／２１５，ｐ１０６４（２０００）
【特許文献２】特開平９−３２０７６０号公報
【特許文献３】特開平７−５０１９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
前記直流駆動型無機ＥＬ素子は、従来の発光素子に供される発光層に比べて、抵抗率にして数桁抵抗の低い半導体領域の抵抗率を有する発光層を用いている。このＥＬ素子を単純マトリクス構造の表示装置に適用した場合、特定の画素（Ｃｉ，ｊとする）のみを発光させようとして、走査電極Ｘｉとデータ電極Ｙｊとに発光閾値電圧を印加したとしても、周囲の画素（例えば、Ｃｉ＋１，ｊ）を構成する走査電極Ｘｉ＋１とデータ電極Ｙｊとの間に漏れ電流が流れ、誤発光（以下、このような現象をクロストークという）が生じる場合がある。このように、直流駆動型無機ＥＬ素子には、高輝度化という効果が得られた一方で、新たな実用面での課題が見出された。【００１３】
上記課題に類似の例として、発光体として有機材料を用いた有機ＥＬ素子による単純マトリクス型の表示装置の例が挙げられる。上記特許文献２に記載の技術によれば、有機薄膜ＥＬ素子において、発光時における有機薄膜層での漏れ電流を防止するために、各層の成膜後に表層部からエキシマレーザを照射することによって、１つ若しくは複数の電極層若しくは有機薄膜層をパターニングすることで、マトリクス状の有機薄膜ＥＬ素子のクロストークを防止する方法を提案している。また、直接的な目的は異なるものの類似の方法として、上記特許文献３に記載の技術によれば、従来の無機ＥＬ素子において、各層の成膜後に表層部からフォーカシングされた所望の波長を有するレーザビームを照射することによって、下部誘電体層の一部分を直接的に除去し、且つ、下部誘電体層の上側に積層された発光層、上部誘電体層、透明電極を間接的に除去する方法が開示されている。この方法では、透明電極のストライプ状微細パターンが形成される際に、発光層も同時にパターニングされる。【００１４】
本発明の目的は、低電圧での駆動が可能であり、且つ高輝度、高効率の発光素子を用いた表示装置であって、クロストークを防止し、高品位の表示が可能な表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係る表示装置は、少なくとも一方が透明又は半透明である一対の第１電極及び第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に挟まれて設けられている発光層と、
前記第１電極又は前記第２電極と、前記発光層との間に挟まれて設けられた少なくとも一つの緩衝層と
を備え、
前記発光層は、所定範囲を選択的に発光可能な複数の画素領域と、前記画素領域の少なくとも一部を区切る非画素領域とを有し、
前記緩衝層を設けたことによって、前記緩衝層を挟持する前記電極と前記発光層との間の電位障壁の大きさが、前記電極と前記発光層とを直接接触させた場合のショットキー障壁の大きさより小さくなることを特徴とする。【００１６】
また、前記画素領域と前記非画素領域とは、前記発光層の同一平面内にわたって周期的に分布しており、且つ、前記画素領域は前記非画素領域によって分割されていてもよい。  【００１７】
さらに、前記非画素領域は、前記画素領域をストライプ状に区切るように設けられていてもよい。【００１８】
またさらに、前記非画素領域は、前記画素領域を構成する発光層の不連続な領域を含んでいてもよい。【００１９】
また、前記非画素領域は、前記画素領域を構成する発光層の少なくとも一部を区切る前記第１電極又は第２電極の一部分を含んでいてもよい。【００２０】
さらに、前記非画素領域は、前記画素領域より高抵抗な領域からなるものであってもよい。【００２１】
またさらに、前記非画素領域は、真空若しくは不活性ガスを充填した中空領域であってもよい。【００２２】
また、前記非画素領域は、絶縁性樹脂を主体とする固体領域であってもよい。【００２３】
さらに、前記発光層は、Ａｇ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｉｎから選択される１又は複数の元素を含んでいてもよい。この場合、前記非画素領域は、前記画素領域とは前記元素の含有濃度が異なるものであってもよい。【００２４】
またさらに、前記発光層は、化合物半導体からなるものであってもよい。【００２５】
また、前記非画素領域は、非晶質領域からなるものであってもよい。【００２６】
さらに、前記画素領域は、前記発光層を構成する材料の結晶質領域からなり、前記非画素領域は、前記発光層を構成する材料の非晶質領域からなるものであってもよい。【００２７】
またさらに、前記第１電極と前記第２電極との間に直流電圧を印加して発光させるものであって、前記第１電極又は前記第２電極のいずれか一方の電極が電子注入電極として機能し、他方の電極が正孔注入電極として機能するものであってもよい。この場合、前記緩衝層は、
前記電子注入電極と前記発光層との間に設けられた第１の緩衝層と、
前記正孔注入電極と前記発光層との間に設けられた第２の緩衝層と
の２つの緩衝層を備えるものであってもよい。
あるいは、前記緩衝層は、
前記電子注入電極と前記発光層との間に設けられた第１の緩衝層と、
前記正孔注入電極と前記発光層との間に設けられた第２の緩衝層と
のうち少なくとも一方の緩衝層を備えるものであってもよい。【００２８】
また、前記第１の緩衝層は、仕事関数が３．５ｅＶ以下の物質を含んでいるものであってもよい。さらに、前記第２の緩衝層は、仕事関数が５．０ｅＶ以上の物質を含んでいるものであってもよい。【００２９】
またさらに、前記第１の緩衝層は、アルカリ金属酸化物を含んでいるものであってもよい。【００３０】
また、前記第１の緩衝層は、電気陰性度が３以上の物質で構成されているものであってもよい。【００３１】
さらに、前記発光層は、ｎ型半導体層とｐ型半導体層とが積層された２層型発光層であってもよい。またさらに、前記発光層は、ｎ型半導体層とｐ型半導体層と、その間に挟まれた無ドープの半導体層とで構成された３層型発光層であってもよい。【００３２】
また、前記第１電極及び前記第２電極に対向し、且つ、前記発光層からの発光の取出し方向の前方に色変換層をさらに備えてもよい。【００３３】
さらに、前記電極の少なくとも一方に面して支持する支持体基板をさらに備えてもよい。【００３４】
また、本発明に係る表示装置の製造方法は、基板を準備する工程と、
前記基板の上に第１電極を形成する工程と、
前記第１電極の上に、前記第１電極と前記発光層との間の電位障壁の大きさが、前記第１電極と前記発光層とを直接接触させた場合のショットキー障壁の大きさよりも小さくする第１の緩衝層を形成する工程と、
前記第１の緩衝層の上に発光層を形成する工程と、
前記発光層の一部にレーザアニールを行って、結晶質の画素領域と非結晶質の非画素領域とを画成する工程と、
前記発光層の上に透明又は半透明である第２電極を形成する工程と、
を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、低電圧での駆動が可能であり、且つ、高輝度、高効率の発光素子を用いた表示装置であって、クロストークを防止し、高品位の表示が可能な表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る表示装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】図１の表示装置の一画素における発光面に垂直な断面構成を示す概略断面図である。
【図３】図２の電子注入電極である第１の電極とｎ型半導体層との間のエネルギーバンド図である
【図４】図２の正孔注入電極である第２の電極とｐ型半導体層との間のエネルギーバンド図である
【図５】実施の形態２に係る表示装置の電子注入電極である第１の電極とｎ型半導体層との間のエネルギーバンド図である
【図６】実施の形態３に係る表示装置の電子注入電極である第１の電極とｎ型半導体層との間のエネルギーバンド図である
【図７】本発明の実施の形態１に係る表示装置の製造方法の一工程を示す概略斜視図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る表示装置の製造方法の一工程を示す概略斜視図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係る表示装置の製造方法の一工程を示す概略斜視図である。
【図１０】本発明の実施の形態１に係る表示装置の製造方法の一工程を示す概略斜視図である。
【図１１】本発明の実施の形態４に係る表示装置の構成を示す概略断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態４に係る表示装置の製造方法の一工程を示す概略斜視図である。
【図１３】本発明の実施の形態４に係る表示装置の製造方法の一工程を示す概略斜視図である。
【図１４】本発明の実施の形態４に係る表示装置の製造方法の一工程を示す概略斜視図である。
【図１５】本発明の実施の形態４に係る表示装置の製造方法の一工程を示す概略斜視図である。
【図１６】本発明の実施の形態５に係る表示装置の構成を示す概略断面図である。
【図１７】本発明の実施の形態５に係る表示装置の製造方法の一工程を示す概略斜視図である。
【図１８】本発明の実施の形態５に係る表示装置の製造方法の一工程を示す概略斜視図である。
【図１９】本発明の実施の形態５に係る表示装置の製造方法の一工程を示す概略斜視図である。
【図２０】本発明の実施の形態５に係る表示装置の製造方法の一工程を示す概略斜視図である。
【図２１】本発明の実施の形態６に係る表示装置の構成を示す概略断面図である。
【図２２】本発明の実施の形態６に係る表示装置の製造方法の一工程を示す概略斜視図である。
【図２３】本発明の実施の形態６に係る表示装置の製造方法の一工程を示す概略斜視図である。
【図２４】本発明の実施の形態６に係る表示装置の製造方法の一工程を示す概略斜視図である。
【図２５】本発明の実施の形態６に係る表示装置の製造方法の一工程を示す概略斜視図である。
【図２６】本発明の実施の形態６に係る表示装置の変形例の構成を示す概略断面図である。
【図２７】本発明の実施の形態７に係る表示装置の構成を示す概略断面図である。
【図２８】図２７の発光層３のＡ−Ａ’線に沿った特定金属元素濃度の変化を示すグラフである。
【図２９】本発明の実施の形態７に係る表示装置の変形例の構成を示す概略断面図である。
【図３０】本発明の実施の形態８に係る表示装置の構成を示す概略断面図である。
【図３１】本発明の実施の形態９に係る表示装置の構成を示す概略断面図である。
【図３２】本発明の実施の形態１０に係る表示装置の構成を示す概略断面図である。
【図３３】本発明の実施の形態１１に係る表示装置の構成を示す概略断面図である。
【図３４】本発明の実施の形態１１に係る表示装置の変形例の構成を示す概略断面図である。
【図３５】本発明の実施の形態１２に係る表示装置の構成を示す概略断面図である。
【図３６】従来の実施形態に係る発光素子の概略構成図である
【図３７】（ａ）は、従来の発光素子の電子注入電極である第１の電極とｎ型半導体層とを接触させる前のエネルギーバンド図であり、（ｂ）は、接触後のエネルギーバンド図である
【図３８】（ａ）は、従来の発光素子の正孔注入電極である第２の電極とｐ型半導体層とを接触させる前のエネルギーバンド図であり、（ｂ）は、接触後のエネルギーバンド図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の実施の形態に係る表示装置について添付図面を用いて説明する。なお、図面において実質的に同一の部材には同一の符号を付している。【００３８】
（実施の形態１）
＜表示装置の概略構成＞
図１は、本実施の形態１に係る表示装置１０の構成を示す概略構成図である。この表示装置１０では、発光体を含有する発光層３は、第１の電極である透明電極２と、第２の電極である背面電極４との間に構成されている。また、透明電極２と発光層３との間に挟まれて第１の緩衝層６が設けられており、背面電極４と発光層３との間に挟まれて第２の緩衝層７が設けられている。さらに、これらを支えるものとして、透明基板１が透明電極２に隣接して構成されている。透明電極２と背面電極４とは、電源５を介して電気的に接続されている。電源５から電力が供給されると、透明電極２及び背面電極４との間に電位差が生じ、電圧が印加され、発光層３に電流が流れる。そして、透明電極２と背面電極４との間に配設されている発光層３の発光体が発光し、その光が透明電極２及び透明基板１を透過して表示装置１０の外部に取り出される。本実施の形態においては、電源５として直流電源を用いている。【００３９】
図２は、この表示装置１０の一つの画素についての断面構成を示す概略断面図である。この表示装置１０は、各画素が一つの発光素子（ＥＬ素子）と考えることができ、この発光素子は、基板１の上に、透明電極２、第１の緩衝層６、発光層３、第２の緩衝層７、背面電極４が順に積層されて構成される。透明電極２と背面電極４とは直流電源５を介して電気的に接続されている。この場合、負極側に接続された透明電極２は、電子注入電極（第１の電極）として機能し、正極側に接続された背面電極４は、正孔注入電極（第２の電極）として機能する。この発光素子では、発光層３は、ｎ型半導体層１３ａとｐ型半導体層１３ｂとが積層された２層型構造を有しており、電子注入電極はｎ型半導体層１３ａ側に、正孔注入電極はｐ型半導体層１３ｂ側に設置される。【００４０】
また、表示装置１０は、電子注入電極（第１の電極）である透明電極２とｎ型半導体層１３ａとの間に第１の緩衝層６を設けており、また、ｐ型半導体層１３ｂと正孔注入電極（第２の電極）である背面電極４との間に第２の緩衝層７を設けていることを特徴とする。このように、発光層３を構成する半導体層１３ａ、１３ｂと電極２、４との間に第１及び第２の緩衝層６、７をそれぞれ挿入することによって、図３及び図４のエネルギーバンド図に示すように、透明電極２とｎ型半導体層１３ａとの間のショットキー障壁の高さ、及び、背面電極４とｐ型半導体層１３ｂとの間のショットキー障壁をそれぞれ小さくすることができる。これによって、発光層３への電子や正孔の注入効率を高めることができる。なお、この第１及び第２の緩衝層６、７を設けることによる接合面でのショットキー障壁低減の作用については後述する。【００４１】
また、この表示装置１０では、発光層３において、選択的に発光可能な複数の画素領域３ａが２次元的に配置されている。各画素領域３ａは、透明電極２と背面電極４との組合せによって選択され、発光させることができる。また、各画素領域３ａは、非画素領域３ｂによって区切られている。この非画素領域３ｂは、発光層３の不連続部分で構成されている。この画素間領域の不連続部分の一部には背面電極４が画素領域３ａを囲むようにして形成されている。さらに、この表示装置１０は、透明電極２と透明基板１との間にカラーフィルタ１７をさらに備えている。このカラーフィルタ１７は、隣り合う画素間の領域にブラックマトリクス１９を備え、ブラックマトリクス１９に囲まれている画素に対応した領域は、発光層３からの発光をＲＧＢ各色毎に選択的に透過する。【００４２】
さらに、この表示装置１０では、透明電極２と背面電極４とは直流電源５を介して電気的に接続されている。直流電源５から電力が供給されると、透明電極２及び背面電極４の間に電位差が生じ、発光層３に電圧が印加される。そして、透明電極２及び背面電極４の間に配置されている発光層３が発光し、その光が透明電極２を透過して各画素を構成する発光素子の外部、すなわち表示装置１０の外部に取り出される。【００４３】
なお、上述の構成に限られず、発光層３をｐ−ｉ−ｎ型の３層構造としてもよい。ｐ−ｉ−ｎ型構造とは、ｐ型半導体とｎ型半導体の間に、真性半導体層を挿入した構造である。またさらに、発光層３を単層構造とする、ｐｎ接合膜を複数設ける、ｐ−ｉ−ｎ型構造を複数積層する、電極と発光層との間に電流制限を目的として薄い誘電体層を複数設ける、交流電源により駆動する、背面電極を透明にする、背面電極を黒色電極とする、表示装置１０の全部又は一部を封止する構造を更に備える、発光取出し方向の前方に発光層３からの発光色を色変換する構造を更に備える等、適宜変更が可能である。例えば、青色発光層と、青色を緑色及び赤色に変換する色変換層とを組み合わせて白色の表示装置とすることもできる。【００４４】
以下、この表示装置１０の各構成部材について詳述する。【００４５】
＜基板＞
透明基板１は、その上に形成する各層を支持できるもので、且つ、電気絶縁性の高い材料を用いる。また、発光層３から発せられる光の波長に対し、透過性を有する材料であることが求められる。このような材料としては、例えば、コーニング１７３７等のガラス、石英、セラミック等を用いることができる。通常のガラスに含まれるアルカリイオン等が発光素子へ影響しないように、無アルカリガラスや、ガラス表面にイオンバリア層としてアルミナ等をコートしたソーダライムガラスであってもよい。なお、これらは例示であって、透明基板１の材料は特にこれらに限定されるものではない。また、基板１側から光を取り出さない構成の場合は、上述の光透過性は不要であり、透光性を有していない材料も用いることができる。これらには、表面に絶縁層を有する金属基板やセラミックス基板、シリコンウエハ等がある。【００４６】
＜電極＞
光を取り出す側の透明電極２の材料は、発光層３内で生じた発光を取り出せるように光透過性を有するものであればよく、特に可視光領域において高い透過率を有することが好ましい。また、低抵抗であることが好ましく、更には保護層１８や発光層３との密着性に優れていることが好ましい。透明電極２の材料として、特に好適なものは、ＩＴＯ（Ｉｎ２Ｏ３にＳｎＯ２をドープしたものであり、インジウム錫酸化物ともいう。）やＩｎＺｎＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ２等を主体とする金属酸化物、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ等の金属薄膜、あるいはポリアニリン、ポリピロール、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、ポリチオフェンなどの導電性高分子等が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。【００４７】
例えば、ＩＴＯは、その透明性を向上させ、あるいは抵抗率を低下させる目的で、スパッタリング法、エレクトロンビーム蒸着法、イオンプレーティング法等の成膜方法で成膜できる。また成膜後に、抵抗率制御の目的でプラズマ処理などの表面処理を施してもよい。透明電極２の膜厚は、必要とされるシート抵抗値と可視光透過率から決定される。【００４８】
光を取り出さない側の背面電極４には、一般に良く知られている導電材料であればいずれでも適用できる。例えば、ＩＴＯやＩｎＺｎＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ２等を主体とする金属酸化物、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ等の金属、ポリアニリン、ポリピロール、ＰＥＤＯＴ〔ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）〕／ＰＳＳ（ポリスチレンスルホン酸）などの導電性高分子、あるいは導電性カーボンなどが用い得る。【００４９】
透明電極２及び背面電極４は、層内に複数の電極をストライプ状に構成されてもよい。さらに、透明電極２（第１の電極）および背面電極４（第２の電極）をともに複数の電極をストライプ状に構成し、第１の電極２の各ストライプ状の電極と第２の電極４のすべてのストライプ状の電極とが、それぞれねじれの位置の関係であり、かつ、第１の電極２の各ストライプ状の電極を発光面に投影したものと第２の電極４のすべてのストライプ状の電極を発光面に投影したものとがそれぞれ交わるように構成してもよい。この場合、第１の電極の各ストライプ状の電極、および、第２の電極の各ストライプ状の電極からそれぞれ選択した電極に電圧を印加することにより、所定位置を発光させることができるディスプレイを構成することが可能となる。【００５０】
＜発光層＞
次に、発光層３について説明する。発光層３は、ｎ型半導体層１３ａとｐ型半導体層１３ｂとが積層された２層型発光層である。【００５１】
ｎ型半導体層１３ａの材料は、多数キャリアが電子でありｎ型伝導を示すｎ型半導体材料である。材料としては、光学バンドギャップがバンドギャップの大きさが近紫外領域から可視光領域（１．７ｅＶから３．６ｅＶ）を有するものが好ましく、さらに近紫外領域から青色領域（２．６ｅＶから３．６ｅＶ）を有するものがより好ましい。具体的には、前述のＺｎＳや、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ等の第１２族−第１６族間化合物やこれらの混晶（例えばＺｎＳＳｅ等）、ＣａＳ、ＳｒＳ等の第２族−第１６族間化合物やこれらの混晶（例えばＣａＳＳｅ等）、ＡｌＰ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＧａＰ等の第１３族−第１５族間化合物やこれらの混晶（例えばＩｎＧａＮ等）、ＺｎＭｇＳ、ＣａＳＳｅ、ＣａＳｒＳ等の前記化合物の混晶等を用いることができる。またさらに、ＣｕＡｌＳ２等のカルコパイライト型化合物を用いてもよい。またさらに、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｍｎ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、Ｌｉ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂからなる群より選択される１又は複数種の原子もしくはイオンを添加剤として含んでいてもよい。これらの元素の種類によっても、発光層３からの発光色が決定される。【００５２】
一方、ｐ型半導体層１３ｂの材料は、多数キャリアが正孔であり、ｐ型伝導を示すｐ型半導体材料である。このｐ型半導体材料としては、例えば、Ｃｕ２Ｓ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ，ＺｎＳＳｅ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＴｅなどの化合物がある。このｐ型半導体の材料のうち、Ｃｕ２Ｓなどは、本来的にｐ型伝導を示すが、その他の材料は添加剤として窒素、Ａｇ、Ｃｕ、Ｉｎから一種以上選択される元素を添加して用いる。また、ｐ型伝導を示すＣｕＧａＳ２、ＣｕＡｌＳ２などのカルコパイライト型化合物を用いても良い。更には、添加剤としてＺｎやＭｇなどを含んだＧａＮ、ＩｎＧａＮ等の窒化物を用いてもよい。【００５３】
＜緩衝層＞
第１の緩衝層６は、電子注入電極である第１の電極２とｎ型半導体層１３ａとの間に設けられる。この第１の緩衝層６としては、ｎ型半導体層１３ａとオーミック接合となるような仕事関数の小さい物質、特に、仕事関数が３．５ｅＶ以下の物質を選択することが好ましい。このような場合、図３に示すように、電子注入電極である第１の電極（透明電極）２とｎ型半導体層１３ａとの間のショットキー障壁が小さくなり、第１の電極２からの電子の注入が効率よく行われる。この第１の緩衝層６の組成としては、Ａｌ、Ｌｉ、Ａｌ−Ｌｉ、などの中から１種以上からなるものが望ましい。【００５４】
また、第２の緩衝層７は、正孔注入電極である第２の電極４とｐ型半導体層１３ｂとの間に設けられる。この第２の緩衝層７としては、ｐ型半導体層１３ｂとオーミック接合となるような仕事関数の大きい物質、特に、仕事関数が５．０ｅＶ以上の物質を選択することが好ましい。このような場合、図４に示すように、正孔注入電極である第２の電極（背面電極）４とｐ型半導体層１３ｂとの間のショットキー障壁が小さくなり、第２の電極４からの正孔の注入が効率よく行われる。この第２の緩衝層７の組成としては、Ｐｔ、Ａｕなど仕事関数が５ｅＶ以上の物質１種以上からなるものが望ましい。【００５５】
＜製造方法＞
以下、実施の形態１に係る表示装置１０の製造方法の一実施例を説明する。図７〜図１０は、本実施例の製造方法の各工程を示す概略斜視図である。
（１）透明基板１としてガラス基板を準備する。
（２）ガラス基板１上に、カーボンブラックを含む樹脂材料を使用し、フォトリソグラフィ法によって、ブラックマトリクス１９を形成する。ブラックマトリクス１９は、ガラス基板１の面に平行な第１方向に所定の間隔を隔てて平行に延在している複数の線状パターンと、第１方向と直交する方向に所定の間隔を隔てて平行に延在している複数の線状パターンにより、略格子状になるように配した。
（３）次に、カラーレジストを使用し、フォトリソグラフィ法によって、ブラックマトリクス１９の間に着色パターンを形成する。Ｒ、Ｇ、Ｂの色毎にこれを繰り返してカラーフィルタ１７を形成する。
（４）次に、カラーフィルタ１７の各着色パターン上に、保護層１８を形成し、さらに保護層１８上にスパッタリング法により透明電極２を形成した。透明電極２としてはＩＴＯを使用し、第１方向に延在している複数のブラックマトリクス１９に対して、隣接するブラックマトリクス１９の間の位置にあって、略平行に延在し、且つ、所定の間隔を隔てて形成した。【００５６】
（５）次に、カラーフィルタ１７の保護層１８及び透明電極２上に、第１の緩衝層６としてＡｌをスパッタリング法で厚さ２００ｎｍ堆積する。
（６）第１の緩衝層６の上に平面状の発光層３を形成する。発光層３の形成は次のようにして行った。まず、第１の緩衝層６の上に、ＺｎＳと、Ａｇとを気層成長法で堆積した。この時の条件としては、基板温度は６００℃とし、厚さ１μｍ堆積し、ｎ型半導体層１３ａとして平面状のｎ型ＺｎＳ層を形成できる。
（７）次に、ｎ型ＺｎＳ層からなるｎ型半導体層１３ａの上にＺｎＳを気層成長法で堆積する。この時の条件としては、基板温度は６００℃とし、ＺｎＳと、Ａｇとを、ＮＨ３を含むガス中で厚さ１μｍ堆積させることで、ｐ型半導体層１３ｂとしてのｐ型ＺｎＳ層を形成できる。
（８）次に、ｐ型半導体層１３ｂであるｐ型ＺｎＳ層の上に、平面状の第２の緩衝層７としてのＰｔをフォトリソグラフィ法などにより堆積する（図７）。この厚さは４００ｎｍとする。上記ｎ型半導体層１３ａとしてのｎ型ＺｎＳ層と、ｐ型半導体層１３ｂとしてのｐ型ＺｎＳ層とによって２層型の発光層３を構成する。【００５７】
（９）次に、第２の緩衝層７の上から、第１方向に延在しているブラックマトリクス１９に向けて、略線状のＹＡＧレーザ２４を間欠的に照射し、第２の緩衝層７、発光層３のパターニングを行なった（図８）。なお、ＹＡＧレーザ２４の波長は、光学的に略透明な保護層１８及び発光層３に対しては、バンドギャップに相当する波長よりも長く、保護層１８及び発光層３には余り吸収されないが、その下層に位置するブラックマトリクス１９には吸収され、ブラックマトリクス１９の表層部とともに、保護層１８及び発光層３が除去される（図９）。【００５８】
（１０）次に、第２の緩衝層７、発光層３上に、スパッタリング法により背面電極４を形成した。背面電極４としては、Ｐｔを使用し、第２方向に延在している複数のブラックマトリクス１９に対して、隣接するブラックマトリクス１９の間の位置にあって、略平行に延在し、且つ、所定の間隔を隔てて形成した。その結果、透明電極２と背面電極４は、カラーフィルタ１７の着色パターン上で互いに直交し、且つ、発光層３を挟んで対面している。
（１１）次に、第２の緩衝層７及び背面電極４上に、絶縁性の保護層１１を形成した。
以上の工程によって、本実施例の表示装置１０を得た。【００５９】
なお、レーザ２４のスポット形状は略点状であってもよい。この場合、レーザスポットを第１方向及び第２方向に走査することによって、発光層３のパターニングを行なうことができる（図１０）。
さらに、レーザ２４を照射すべき領域を開口させたマスクパターンを発光層３に重ね、マスクパターン上から、複数の画素、複数の電極に渡る領域を一括してレーザ照射してもよい。【００６０】
＜効果＞
本実施の形態１に係る表示装置では、発光層３の同一平面内において、隣り合う画素間の画素間領域の発光層３を除去することにより、画素領域３ａの発光層３よりも高抵抗の非画素領域３ｂを形成した。これによって、エレクトロルミネセンス発光を示す低抵抗の発光層３を用いた表示装置であっても、表示の際のクロストークを大幅に低減することができ、表示品質の向上を実現できる。【００６１】
（実施の形態２）
＜表示装置の概略構成＞
実施の形態２に係る表示装置について説明する。表示装置の概略構成は実施の形態１と同様、図１に示されるとおりである。本実施の形態２に係る表示装置においては、実施の形態１に係る表示装置と比較すると、第１の緩衝層６ａとして、ＣａＯ，ＢａＯ、ＳｒＯなどのアルカリ金属酸化物を用いることを特徴とする。本発明者は、このアルカリ金属酸化物が電子注入電極である金属の仕事関数を見かけ上引き下げる特性を持っていることを見出し、電子注入電極である第１の電極（透明電極）２と発光層３との間にアルカリ金属酸化物からなる第１の緩衝層６ａを挿入したものである。このように第１の緩衝層６ａとしてアルカリ金属酸化物を用いることによって、図５のエネルギーバンド図に示すように、第１の電極２と発光層３との間のショットキー障壁を低減させることができる。これによって、発光層への電子の注入効率を高めることができる。【００６２】
図５は、第１の緩衝層６ａとしてアルカリ金属酸化物を用いた場合のエネルギーバンド図である。上記のアルカリ金属酸化物による金属の仕事関数を見かけ上引き下げる作用の発生原因は未だ明らかではないが、本発明者は、酸化物内に強い分極が起こる為であると考えている。透明電極２の仕事関数が見かけ上小さくなり、透明電極２とｎ型半導体層１３ａとの接触はオーミックになる。なお、透明電極２とｎ型半導体層１３ａとの間にはＭｇＯなどの第１の緩衝層６ａが存在するが、この第１の緩衝層６ａの厚さが十分薄ければ、電子は、トンネル効果により透明電極２からｎ型半導体層１３ａへ移動することが可能である。【００６３】
このアルカリ金属酸化物、例えばＣａＯからなる第１の緩衝層６ａは、例えば、スパッタリング法等によって作成できる。【００６４】
なお本実施の形態２では、第１の緩衝層６ａのみを備える構成としているが、第１の緩衝層６ａだけでなくさらに第２の緩衝層７を備える構成でもかまわない。また、各層の成膜方法は上記に述べた方法には限定されない。【００６５】
（実施の形態３）
＜表示装置の概略構成＞
実施の形態３に係る表示装置について説明する。表示装置の概略構成は実施の形態１と同様に、図１に示されるとおりである。本実施の形態３に係る表示装置は、実施の形態１に係る表示装置と比較すると、第１の緩衝層６ｂとして、酸素、フッ素など電気陰性度が約３以上と大きい物質で構成されていることを特徴とする。この電気陰性度が３以上の物質は、ｎ型半導体層１３ａと第１の緩衝層６ｂの界面で電気双極子を形成する。この電気双極子の効果で、図６のエネルギーバンド図に示すように、透明電極２側のバンドが持ち上がりｎ型半導体層１３ａとのショットキー障壁の高さが低減する。なお、この第１の緩衝層６ｂは、膜厚を厚くする必要は無く、１〜数原子層の厚みで十分である。【００６６】
この酸素、フッ素など電気陰性度が約３以上と大きい物質で構成された第１の緩衝層６ｂは、例えば、次のような工程で作成できる。
ａ）サンプルを高真空チャンバー中に保持し、ＣＨ３Ｆガスを導入する。
ｂ）その後、ＵＶ照射することで、第１の緩衝層６ｂとして一原子層程度のフッ素で表面を被覆する。【００６７】
なお本実施の形態３においては、第１の緩衝層６ｂのみを備える構成としているが、第１の緩衝層６ｂだけでなく第２の緩衝層７の両方を備える構成でもかまわない。また、各層の成膜方法は上記に述べた方法には限定されない。【００６８】
＜効果＞
本実施の形態に係る表示装置は、発光層と電極間のショットキー障壁が減少することで、低電圧で必要十分な発光輝度を得ることができた。【００６９】
（実施の形態４）
＜表示装置の概略構成＞
図１１は、本実施の形態４に係る表示装置１０ａの構成を示す概略斜視図である。この表示装置１０ａでは、実施の形態１に係る表示装置と比較して、隣り合う画素間の画素間領域において、発光層３の上層部のみを除去して各画素領域３ａを区切っている点で相違する。発光層３の上層部を除去した領域は、周辺の除去しなかった領域に比べて発光層３の膜厚が相対的に薄く、発光面に平行な方向に相対的に高抵抗化している。【００７０】
＜製造方法＞
以下、実施の形態４に係る表示装置１０ａの製造方法の一実施例を説明する。図１２〜図１５は本実施例の製造方法の各工程を示す概略斜視図である。
（１）前述の実施の形態１に係る表示装置の製造方法と同様にガラス基板１上にベタ状に発光層３を形成した（図１２）。
（２）次に、発光層３上から、ストライプ状の透明電極２に対して略平行で、且つ、隣接する透明電極２の間の領域に向けて、略線状のエキシマレーザ２４を照射し、発光層３のパターニングを行なった。（図１３）エキシマレーザ２４は、紫外線領域の比較的に短い波長の光を生成する。この波長ではレーザエネルギーを略透明な発光層３により吸収することができるので、レーザ２４を照射した場所のみ選択的に、局所加熱により発光層３の上層部が除去される（図１４）。
（３）次に、前述の実施の形態１に係る表示装置の製造方法と同様に、発光層３上に、第２の緩衝層７、背面電極４、保護層１１を順に形成した。背面電極４は、透明電極２とカラーフィルタ１７の着色パターン上で互いに直交し、且つ発光層３を挟んで対面している。
以上の工程によって、本実施例の表示装置１０ａを得た。【００７１】
なお、レーザ２４のスポット形状は略点状であってもよい。この場合、レーザスポット２４を第１方向及び第２方向に走査することによって、発光層３のパターニングを行なう（図１５）。
さらに、レーザ２４を照射すべき領域を開口させたマスクパターンを発光層３に重ね、マスクパターン上から、複数の画素、複数の電極に渡る領域を一括してレーザ照射してもよい。また、発光層３の上に第２の緩衝層７を形成し、第２の緩衝層７の上からパターニングを行ってもよい。【００７２】
＜効果＞
本実施の形態４に係る表示装置１０ａでは、発光層３の同一平面内において、隣り合う画素間の画素間領域の発光層３を除去し、発光層３が不連続となる領域を形成することにより、画素領域３ａの発光層３よりも高抵抗の非画素領域３ｂを形成した。これによって、エレクトロルミネセンス発光を示す低抵抗の発光層を用いた表示装置であっても、表示の際のクロストークを大幅に低減することができ、表示品質の向上を実現できる。【００７３】
（実施の形態５）
＜表示装置の概略構成＞
図１６は、本実施の形態５に係る表示装置１０ｂの構成を示す概略断面図である。この表示装置１０ｄでは、実施の形態１に係る表示装置と比較して、隣り合う画素領域３ａの間の画素間領域において、非画素領域３ｂとしての隔壁２６を形成し、発光層３の中で各画素領域３ａを区分している点で相違する。【００７４】
隔壁２６としては、発光層３に比べて高抵抗の材料を用いることができる。隔壁２６は、例えば、有機材料、無機材料等を用いることができる。この有機材料としては、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等を用いることができる。また、無機材料としては、ＳｉＯ２、ＳｉＮｘ、アルミナ等、あるいは、これらの積層や混合（例えば、無機フィラーを分散したバインダ）等の複合構造であってもよい。隔壁２６の形状は、特に限定されるものではないが、隔壁２６の高さが発光層３の膜厚に対して０．５から１．５倍程度が好ましい。また、隔壁２６の幅は、隣接する透明電極２の間隔に対して０．５から１．５倍程度が好ましい。【００７５】
＜製造方法＞
以下、実施の形態５に係る表示装置１０ｂの製造方法の一実施例を説明する。図１７〜図２０は本実施例の製造方法の各工程を示す概略斜視図である。なお、前述の他の材料からなる発光層についても同様の製造方法が利用可能である。
（１）前述の実施の形態１に係る表示装置の製造方法と同様にガラス基板１上にカラーフィルタ１７を設け、その上に第１の保護層１８を設ける。さらに、第１の保護層１８の上に透明電極２及び第１の緩衝層６を形成した。透明電極２及び第１の緩衝層６は、第１方向に延在している複数のブラックマトリクス１９に対して、隣接するブラックマトリクス１９の間の位置にあって、略平行に延在し、且つ、所定の間隔を隔てて形成した（図１７）。
（２）次に、第１の保護層１８上に、隔壁２６を形成した。この隔壁２６の形成は次のようにして行った。まず、アルミナ粉末を分散したガラスペーストをスクリーン印刷により、隣接する透明電極２の間の位置にあって、第１方向に延在するストライプ状にパターン形成した。その後、これを焼成することにより所望のパターンの隔壁２６を得た（図１８）。
（３）次に、前述の実施の形態１に係る表示装置の製造方法と同様に、透明電極２及び第１の緩衝層６の上に発光層３を形成した。隔壁２６上はメタルマスクによって遮蔽した（図１９）。
（４）次に、前述の実施の形態１に係る表示装置の製造方法と同様に、発光層３上に、第２の緩衝層７、背面電極４、第２の保護層１１を順に形成した。この背面電極４は、透明電極２とカラーフィルタ１７の着色パターン上で互いに直交し、且つ、発光層３を挟んで対面している。
以上の工程によって、本実施例の表示装置１０ｂを得た。【００７６】
なお、隔壁２６のパターン形状は、略格子状であってよい。この場合、第２方向に延在する隔壁２６は、隣接する背面電極４の間に位置する（図２０）。
さらに、隔壁２６の形成方法は上記スクリーン印刷法に限定されるものではなく、フォトリソグラフィ法によるエッチング、サンドブラスト法、インクジェット法等を用いることができる。【００７７】
＜効果＞
本実施の形態５に係る表示装置１０ｂでは、発光層３の同一平面内において、隣り合う画素領域３ａの間の画素間領域に絶縁性樹脂を主体とする隔壁２６を設けて、画素領域３ａの発光層３よりも高抵抗の非画素領域３ｂを形成した。これによって、エレクトロルミネセンス発光を示す低抵抗の発光層３を用いた表示装置であっても、表示の際のクロストークを大幅に低減することができ、表示品質の向上を実現することができる。【００７８】
（実施の形態６）
＜製造方法＞
図２１は、本実施の形態６の表示装置１０ｃの概略構成図である。この表示装置１０ｃでは、実施の形態４に係る表示装置と略同一の構成、形状を呈しているが、その製造方法において異なる。以下、実施の形態６に係る表示装置１０ｃの製造方法の一実施例を説明する。図２２〜図２５は、本実施例の製造方法の各工程を示す概略斜視図である。
（１）前述の実施の形態１に係る表示装置の製造方法と同様に、ガラス基板１上に透明電極２及び第１の緩衝層６を形成した。この透明電極２及び第１の緩衝層６は、第１方向に延在している複数のブラックマトリクス１９に対して、隣接するブラックマトリクス１９の間の位置にあって、略平行に延在し、且つ、所定の間隔を隔てて形成した。
（２）その後、前述の実施の形態１に係る表示装置の製造方法と同様に、ベタ状に発光層３を形成し、さらに、第２の緩衝層７を形成した。その後、感光性レジストを用いてフォトリソグラフィ法によりマスクパターン２８を形成した。このマスクパターン２８は、隣り合う透明電極２の間にあって、第１方向に延在し、且つ、所定の間隔を隔てて略平行に開口部を設けている（図２２）。
（３）次に、ドライエッチング法によって露出している第２の緩衝層７及び発光層３の部分を所望の厚みになるまでエッチングした（図２３）。
（４）次に、感光性レジストからなるマスクパターン２８を除去した（図２４）。
（５）その後、前述の実施の形態１に係る表示装置の製造方法と同様に、第２の緩衝層及び発光層３上に、背面電極４と保護層１１とを形成した。背面電極４と透明電極２とは、カラーフィルタ１７の着色パターン上で互いに直交し、且つ、発光層３を挟んで対面している。
以上の工程によって、本実施例の表示装置１０ｃを得た。【００７９】
なお、エッチングする際の感光性レジストによるマスクパターン２８のパターン形状は、上記ストライプ形状に限られず、例えば、略格子状としてもよい。この場合、第２方向に延在する開口部は、隣接する背面電極４の間に位置し、且つ、所定の間隔を隔てて略平行に設けられている（図２５）。
さらに、エッチングの方法は、上記ドライエッチング法に限定されるものではなく、ウェットエッチング法、サンドブラスト法等を用いることができる。【００８０】
またさらに、図２６に実施の形態６の変形例の表示装置１０ｄを示す。この表示装置１０ｄは、実施の形態６に係る表示装置１０ｃに比べて、発光層３の少なくとも一部が除去されるまでエッチングが至っていない点で相違する。この変形例の表示装置１０ｄでは、ウェットエッチングの過程で、発光層３に浸透、拡散したエッチング液が、発光層３内の隣り合う画素領域３ａの間の画素間領域（非画素領域）３ｂの一部に高抵抗領域３２を形成している。【００８１】
＜効果＞
本実施の形態６に係る表示装置では、発光層３の同一平面内において、隣り合う画素間の画素間領域３ｂに画素領域３ａよりも高抵抗の領域を形成した。これによって、エレクトロルミネセンス発光を示す低抵抗の発光層を用いた表示装置であっても、表示の際のクロストークを大幅に低減することができ、表示品質の向上を実現することができる。【００８２】
（実施の形態７）
＜表示装置の概略構成＞
図２７は、本実施の形態７の表示装置２０の概略構成を示す断面図である。この表示装置２０では、発光体を含有する発光層３は、第１の電極である透明電極２と、第２の電極である背面電極４との間に構成されている。また、透明電極２と発光層３との間に挟まれて第１の緩衝層６が設けられている。さらに、これらを支えるものとして、基板１が背面電極４に隣接して構成されている。透明電極２と背面電極４とは、電源を介して電気的に接続されている。電源から電力が供給されると、透明電極２及び背面電極４との間に電位差が生じ、電圧が印加され、発光層３に電流が流れる。そして、透明電極２と背面電極４とに挟持されている発光層３の発光体が発光し、その光が透明電極２を透過して表示装置２０の外部に取り出される。本実施の形態に係る表示装置２０においては、電源として直流電源を用いている。また、図２７に示すように透明電極２上に、カラーフィルタ１７をさらに備えている。このカラーフィルタ１７は、隣り合う画素間の領域にブラックマトリクス１９を備え、ブラックマトリクス１９に囲まれている画素に対応した領域は、発光層３からの発光をＲＧＢの色毎に選択的に透過する。【００８３】
一方、上述の構成に限られず、発光層３を複数層設ける、第１の電極及び第２の電極の両方を透明電極にする、背面電極４を黒色電極とする、表示装置２０の全部又は一部を保護層１１によって封止する構造を更に備える、発光取出し方向前方であって、カラーフィルタ１７の手前に、発光層３からの発光色を色変換する構造（色変換層１６）を更に備える等、適宜変更が可能である。【００８４】
＜製造方法＞
以下、実施の形態７に係る表示装置２０の製造方法の一実施例を説明する。
（１）基板１としてガラス基板を準備する。
（２）次に、基板１上に、スパッタリング法により背面電極４を形成する。背面電極４としては、Ｐｔを使用し、ガラス基板１の面に平行な第１方向に、且つ、所定の間隔を隔てて互いが平行に延在している複数の線状パターンとして形成する。
（３）次に、ガラス基板１から背面電極４上に、実施の形態１と同様にしてベタ状に発光層３を形成する。
（４）次に、発光層３上の画素に対応する領域３ａに、ドーパント材料をマスキング蒸着した後、アニールによってドーパントを熱拡散させる。これによって、発光層３の面内において、画素領域３ａが高濃度、画素間領域３ｂが低濃度となるドーパント濃度分布を形成する。このときのドーパント濃度分布の様子を図２８に示す。特定のドーパント材料、例えばＺｎ等は発光層の低抵抗化の因子となっている。画素間領域３ｂは、画素領域３ａよりもドーパント濃度が低いため、画素領域３ａよりも抵抗が高くなる。また、同時に発光層３内のホスト物質についても結晶化が進み、非発光再結合中心の密度を減らす効果もある。
（５）次に、発光層３上に、第１の緩衝層６としてＡｌをスパッタリング法で厚さ２００ｎｍ堆積する。
（６）第１の緩衝層６の上に、スパッタリング法により透明電極２を形成する。透明電極２としては、ＩＴＯを使用し、ガラス基板１の面に平行であって、前述の第１方向に対して略直交する第２方向に、且つ、所定の間隔を隔てて互いが平行に延在している複数の線状パターンとして形成する。【００８５】
（７）次に、発光層３、第１の緩衝層６から透明電極２上に保護層としてＳｉＮを成膜した後、カーボンブラックを含む樹脂材料を使用し、フォトリソグラフィ法によって、ブラックマトリクス１９を形成する。ブラックマトリクス１９は、ガラス基板面に平行であって、前述の背面電極４の間隙に第１方向に延在する複数の線上パターンと、隣接する透明電極２の間隙に第２方向に延在している複数の線状パターンにより、略格子状になるように配する。
（８）次に、カラーレジストを使用し、フォトリソグラフィ法によって、ブラックマトリクス１９の間に着色パターンを形成する。Ｒ、Ｇ、Ｂの色毎にこれを繰り返し、カラーフィルタ１７を形成する。
（９）次に、カラーフィルタ１７上に、エポキシ樹脂を用いて絶縁性の保護層１１を形成する。
以上の工程によって、本実施例のトップエミッション型表示装置２０を得た。【００８６】
なお、アニールの手段としては電気炉等による全体加熱でも、レーザ照射による局所加熱によって行ってもよい。また、図２９に示すようにガラス基板１上に設けたカラーフィルタ１７と色変換層１６を、接着層３４を介して貼り合わせることにより、別例のトップエミッション型表示装置２０ａを作成することも可能である。【００８７】
＜効果＞
本実施の形態７に係る表示装置２０では、発光層３の同一平面内において、隣り合う画素領域３ａの間の画素間領域の発光層３ｂを画素領域の発光層３ａよりも高抵抗化したことにより、エレクトロルミネセンス発光を示す低抵抗の発光層を用いた表示装置であっても、表示の際のクロストークを大幅に低減することができ、表示品質の向上を実現できる。【００８８】
（実施の形態８）
＜表示装置の概略構成＞
図３０は、本実施の形態８の表示装置２０ｂの概略構成を示す断面図である。この表示装置２０ｂは発光を透明基板１側から取り出すボトムエミッション型構成である。カラーフィルタ１７及び色変換層１６が発光層３の下層に配置されることを除いては、実施の形態７と実質的に同一の部材を用いることができる。【００８９】
＜製造方法＞
以下、実施の形態８に係る表示装置の製造方法の一実施例を説明する。
（１）透明基板１としてガラス基板を準備する。
（２）ガラス基板１上に、カーボンブラックを含む樹脂材料を使用し、フォトリソグラフィ法によって、ブラックマトリクス１９を形成する。ブラックマトリクス１９は、ガラス基板１の面に平行な第１方向に所定の間隔を隔てて平行に延在している複数の線状パターンと、第１方向と直交する方向に所定の間隔を隔てて平行に延在している複数の線状パターンにより、略格子状になるように配する。
（３）次に、カラーレジストを使用し、フォトリソグラフィ法によって、ブラックマトリクス１９の間に着色パターンを形成する。Ｒ、Ｇ、Ｂの色毎にこれを繰り返してカラーフィルタ１７を形成する。
（４）次に、カラーフィルタ１７の各着色パターン上に、色変換層１６を形成し、さらに該色変換層１６上にスパッタリング法により透明電極２を形成する。透明電極２としてはＩＴＯを使用し、第１方向に延在している複数のブラックマトリクス１９に対して、隣接するブラックマトリクス１９の間の位置にあって、略平行に延在し、且つ、所定の間隔を隔てて形成する。
（５）さらに、透明電極２の上に実施の形態１と同様にして第１の緩衝層６を形成する。
（６）次に、色変換層１６、透明電極２、第１の緩衝層６の上に、実施の形態１と同様にして、ベタ状に発光層３を形成する。さらに、発光層３上の画素に対応する領域３ａに、ドーパント材料をイオン注入することにより、発光層３面内において、画素領域３ａが高濃度、画素間領域３ｂが低濃度となるドーパント濃度分布を形成する。
（７）次に、発光層３上に、スパッタリング法により背面電極４を形成する。背面電極４としては、Ｐｔを使用し、第２方向に延在している複数のブラックマトリクス１９に対して、隣接するブラックマトリクス１９の間の位置にあって、略平行に延在し、且つ、所定の間隔を隔てて形成する。その結果、透明電極２と背面電極４は、カラーフィルタ１７の着色パターン上で互いに直交し、且つ、発光層３を挟んで対面している。
（８）次に、発光層３及び背面電極４上に、エポキシ樹脂を用いて絶縁性の保護層１１を形成した。
以上の工程によって、本実施例のボトムエミッション型表示装置２０ｂを得た。【００９０】
この表示装置２０ｂでは、各画素が発光素子からなり、複数の画素を２次元的に配置して構成されている。この表示装置２０ｂによれば、実施の形態１の表示装置と同様、表示の際のクロストークを大幅に低減することができ、表示品質の向上を実現できる。【００９１】
（実施の形態９）
＜表示装置の概略構成＞
図３１は、本実施の形態９の表示装置２０ｃの概略構成を示す断面図である。この表示装置２０ｃは、各画素にスイッチング用の薄膜トランジスタを設けた基板３８（以下、「ＴＦＴ基板」という。）を用いているアクティブ駆動型の表示装置である。この表示装置２０ｃは、ＴＦＴ基板３８上に、画素毎に設ける背面電極４、ベタ状の発光層３、第１の緩衝層６、ベタ状の透明電極２を順次積層して形成する。発光は透明電極２側から取り出すトップエミッション型構成である。ＴＦＴ基板３８を用いていることを除いては、実施の形態１と実質的に同一の部材、同一の製造方法を用いることができる。【００９２】
この表示装置２０ｃでは、実施の形態１の表示装置と同様、表示の際のクロストークを大幅に低減することができ、表示品質の向上を実現できる。【００９３】
（実施の形態１０）
＜表示装置の概略構成＞
図３２は、本実施の形態１０の表示装置２０ｄの概略構成を示す断面図である。この表示装置２０ｄは、発光をＴＦＴ基板３８側から取り出すボトムエミッション型構成である。カラーフィルタ１７及び色変換層１６が発光層３の下側に配置されているため、実施の形態８と同様に、下層に熱ストレスを加えない製造方法により発光層３のドーパント濃度分布を形成する。この濃度分布形成過程を除いては、実施の形態９と実質的に同一の部材を用いることができる。【００９４】
この表示装置２０ｄでは、実施の形態１の表示装置と同様、表示の際のクロストークを大幅に低減することができ、表示品質の向上を実現できる。【００９５】
（実施の形態１１）
＜表示装置の概略構成＞
図３３は、本実施の形態１１に係る表示装置３０の概略構成を示す断面図である。この表示装置３０では、発光体を含有する発光層３は、第１の電極である透明電極２と、第２の電極である背面電極４との間に構成されている。また、透明電極２と発光層３との間に挟まれて第１の緩衝層６が設けられている。さらに、これらを支えるものとして、基板１が背面電極４に隣接して構成されている。透明電極２と背面電極４とは、電源を介して電気的に接続されている。電源（図示せず）から電力が供給されると、透明電極２及び背面電極４との間に電位差が生じ、電圧が印加され、発光層３に電流が流れる。そして、透明電極２と背面電極４とに挟持されている発光層３の発光体が発光し、その光が透明電極２を透過して表示装置３０の外部に取り出される。本実施の形態１１に係る表示装置３０においては、電源として直流電源を用いている。また、図３３に示すように、透明電極２上に、色変換層１６、カラーフィルタ１７をさらに備えている。このカラーフィルタ１７は、隣り合う画素間の画素間領域に対応してブラックマトリクス１９を備え、ブラックマトリクス１９に囲まれている画素に対応した領域は、発光層３からの発光をＲＧＢの色毎に選択的に透過する。また、色変換層１６は、発光層３からの発光色を長波長光に変換する機能を有しており、例えば、発光層３より青色光が発する場合、色変換層１６にて、青色光が緑色光や赤色光に変換され、外部へ取り出される。【００９６】
一方、上述の構成に限られず、発光層３を複数層設ける、第１の電極及び第２の電極の両方を透明電極にする、背面電極４を黒色電極とする、表示装置３０の全部又は一部を保護層１１によって封止する構造を更に備える等、適宜変更が可能である。発光層３からの発光が白色光であれば、色変換層１６を不要とする構成もまた可能である。【００９７】
＜製造方法＞
以下、実施の形態１１に係る表示装置３０の製造方法の一実施例を説明する。
（１）基板１としてガラス基板を準備する。
（２）次に、基板１上に、スパッタリング法により背面電極４を形成する。背面電極４としては、Ｐｔを使用し、ガラス基板１の面に平行な第１方向に、且つ、所定の間隔を隔てて互いに平行に延在している複数の線状パターンとして形成する。
（３）次に、ガラス基板１から背面電極４上に、実施の形態１と同様にしてベタ状に発光層３を形成する。
（４）次に、発光層３の画素に対応する画素領域３ａにのみレーザアニールを施すことによって、発光層３の面内において、画素領域３ａが結晶質領域、画素間領域３ｂが非晶質領域となる結晶性の分布パターンを形成する。
（５）次に、発光層３上に、第１の緩衝層６としてＡｌをスパッタリング法で厚さ２００ｎｍ堆積する。
（６）第１の緩衝層６の上に、スパッタリング法により透明電極２を形成する。透明電極２としては、ＩＴＯを使用し、ガラス基板面に平行であって、前述の第１方向に対して略直交する第２方向に、且つ、所定の間隔を隔てて互いが平行に延在している複数の線状パターンとして形成する。
（７）次に、発光層３、第１の緩衝層６、透明電極２の上に保護層１８としてＳｉＮを成膜した後、カーボンブラックを含む樹脂材料を使用し、フォトリソグラフィ法によって、ブラックマトリクス１９を形成する。ブラックマトリクス１９は、ガラス基板１の面に平行であって、前述の背面電極４の間隙に第１方向に延在する複数の線上パターンと、透明電極２の間隙に第２方向に延在している複数の線状パターンにより、略格子状になるように配する。
（８）次に、色変換層１６をインクジェット法にて形成した後、カラーレジストを使用し、フォトリソグラフィ法によって、ブラックマトリクス１９の間に着色パターンを形成する。Ｒ、Ｇ、Ｂの色毎にこれを繰り返してカラーフィルタ１７を形成する。
（９）次に、カラーフィルタ１７上に、エポキシ樹脂を用いて絶縁性の保護層１１を形成する。
以上の工程によって、本実施例のトップエミッション型表示装置３０を得た。【００９８】
なお、図３４に示すようにガラス基板１上に設けたカラーフィルタ１７と色変換層１６を、接着層３４を介して貼り合わせることにより、別例のトップエミッション型表示装置３０ａを作成することも可能である。なお、この場合、透明電極２の上に保護層１８ｂを設け、色変換層１６の上に保護層１８ａを設け、それぞれの保護層１８ａ、１８ｂのいずれかの上に接着層３４を設けて互いに貼り合わせてもよい。また、この接着層３４は、接着剤３５と充填剤３６とからなる。【００９９】
＜効果＞
本実施の形態１１に係る表示装置３０では、発光層３の同一平面内において、画素領域３ａを結晶質領域にして、隣り合う画素間の画素間領域３ｂを非晶質領域にすることにより、エレクトロルミネセンス発光を示す低抵抗の発光層を用いた表示装置であっても、表示の際のクロストークを大幅に低減することができ、表示品質の向上を実現できる。【０１００】
（実施の形態１２）
＜表示装置の概略構成＞
図３５は、本実施の形態１２に係る表示装置３０ｂの構成を示す概略断面図である。この表示装置３０ｂは、各画素にスイッチング用の薄膜トランジスタを設けた基板（以下、「ＴＦＴ基板」という。）３８を用いているアクティブ駆動型の表示装置である。この表示装置３０ｂは、ＴＦＴ基板３８上に、画素毎に設ける背面電極４、ベタ状の発光層３、第１の緩衝層６、ベタ状の透明電極２を順次積層して形成する。この表示装置３０ｂは、発光を透明電極２側から取り出すトップエミッション型構成である。ＴＦＴ基板３８を用いていることを除いては、実施の形態１と実質的に同一の部材、同一の製造方法を用いることができる。【０１０１】
この表示装置３０ｂでは、実施の形態１の表示装置と同様、表示の際のクロストークを大幅に低減することができ、表示品質の向上を実現することができる。【０１０２】
上述の通り、本発明は好ましい実施の形態により詳細に説明されているが、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的範囲内において多くの好ましい変形例及び修正例が可能であることは当業者にとって自明なことであろう。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明に係る表示装置は、低電圧での駆動が可能であり、且つ、高輝度、高効率の発光素子を用いた表示装置であって、クロストークを防止し、高品位の表示が可能な表示装置を提供するものである。特に、テレビ等の高品位ディスプレイデバイスとして有用である。
【図１】
2008105153.tif 000003
【図２】
2008105153.tif 000004
【図３】
2008105153.tif 000005
【図４】
2008105153.tif 000006
【図５】
2008105153.tif 000007
【図６】
2008105153.tif 000008
【図７】
2008105153.tif 000009
【図８】
2008105153.tif 000010
【図９】
2008105153.tif 000011
【図１０】
2008105153.tif 000012
【図１１】
2008105153.tif 000013
【図１２】
2008105153.tif 000014
【図１３】
2008105153.tif 000015
【図１４】
2008105153.tif 000016
【図１５】
2008105153.tif 000017
【図１６】
2008105153.tif 000018
【図１７】
2008105153.tif 000019
【図１８】
2008105153.tif 000020
【図１９】
2008105153.tif 000021
【図２０】
2008105153.tif 000022
【図２１】
2008105153.tif 000023
【図２２】
2008105153.tif 000024
【図２３】
2008105153.tif 000025
【図２４】
2008105153.tif 000026
【図２５】
2008105153.tif 000027
【図２６】
2008105153.tif 000028
【図２７】
2008105153.tif 000029
【図２８】
2008105153.tif 000030
【図２９】
2008105153.tif 000031
【図３０】
2008105153.tif 000032
【図３１】
2008105153.tif 000033
【図３２】
2008105153.tif 000034
【図３３】
2008105153.tif 000035
【図３４】
2008105153.tif 000036
【図３５】
2008105153.tif 000037
【図３６】
2008105153.tif 000038
【図３７】
2008105153.tif 000039
【図３８】
2008105153.tif 000040
【手続補正書】
【提出日】平成21年7月16日(2009.7.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、日本国に２００７年２月２７日に出願した特願２００７−４６９７９号の日本特許出願を優先権主張の基礎とするものであり、この日本特許出願の内容は本願明細書の一部をなすものとしてここに挙げておく。
【０００２】
本発明は、エレクトロルミネッセンス（以下、ＥＬと略記）素子を用いた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来の半導体発光素子は、低電圧、高輝度であるが、点光源であり、面光源として用いることは難しい。更に、発光素子の作製には高価な基板が必要であり、コストアップの一因となっている。また、薄膜型の発光素子の場合、発光層と電極との接合面において、ショットキー障壁が発生し、キャリアの注入を阻害する課題があった。
【０００４】
図３６は、従来の発光素子５０の構成を示す概略構成図である。発光層５３としては再結合型の発光層構成として、ｎ型半導体層５３ａとｐ型半導体層５３ｂとの２層構造の発光層５３が設けられている。電子注入電極となる透明電極５２と正孔注入電極となる背面電極５４とは、直流電源５５を介して電気的に接続されている。直流電源５５から電力が供給されると、透明電極５２及び背面電極５４の間に電位差が生じ、発光層５３ａ、５３ｂに電圧が印加される。そして、透明電極５２及び背面電極５４の間に配置されている発光層５３ａ、５３ｂが発光し、その光が透明電極５２を透過して発光素子５０の外部に取り出される。
【０００５】
ここで、半導体と電極の組み合わせによっては、その接合面において、ショットキー障壁が発生し、発光層５３ａ、５３ｂへの電子や正孔の注入の効率が低くなり効率化の妨げとなっていた。この接合面におけるショットキー障壁の問題について、図３７（ａ）及び（ｂ）、図３８（ａ）及び（ｂ）のエネルギーバンド図を用いて説明する。
【０００６】
図３７（ａ）及び（ｂ）は、ｎ型半導体層５３ａと透明電極５２とを接触させる場合の接触前後のエネルギーバンド図である。接触前には、図３７（ａ）に示すように真空準位に対してそれぞれ別個のフェルミ準位を示すが、半導体と電極を接触させると、接触後には、図３７（ｂ）に示すように、それぞれのフェルミ準位が互いに一致するように接触面でｎ型半導体層５３ａのバンドが湾曲し、ｎ型半導体層５３ａと透明電極５２との間に大きなショットキー障壁が生じる。この為、透明電極５２からｎ型半導体層５３ａへの電子の注入効率は低くなる。また、例えば、透明電極５２としてはＩＴＯなどの金属酸化物が用いられるが、一般にこれらの仕事関数は４〜５ｅＶと比較的大きい為、ｎ型半導体層５３ａと透明電極５２との間に大きなショットキー障壁が生じる。
【０００７】
また、図３８（ａ）及び（ｂ）は、ｐ型半導体層５３ｂと背面電極５４とを接触させる場合の接触前後のエネルギーバンド図である。ｐ型半導体層５３ｂの場合もｎ型半導体層５３ａの場合と同様に、半導体と電極を接触させると、それぞれのフェルミ準位が互いに一致するように接触面でｐ型半導体層５３ｂのバンドが湾曲するため、図３８（ｂ）に示すように、ｐ型半導体層５３ｂと背面電極５４との間に大きなショットキー障壁が生じ、背面電極５４からｐ型半導体層５３ｂへの正孔の注入効率は低くなる。
【０００８】
上記課題を解決する為に、次のような方法が一般的に行われている。
（１）正孔注入電極として仕事関数の大きい材料を使用する
また、電子注入電極としては仕事関数の小さい材料を使用する。
（２）電極と半導体の界面に、高濃度にドーピングされた層を形成する。（例えば、特許文献１参照。）
（３）電極材料と半導体との合金化反応よりショットキー障壁を小さくする。（例えば、非特許文献１参照。）
【０００９】
しかしながら、例えば（１）の方法の場合、特に仕事関数の小さい物質を電極として用いると、一般に仕事関数の小さい物質は空気中での安定性が低く、実用に耐えないという問題が発生する。また、（２）、（３）の方法の場合は、発光層である半導体の材料・組成が変わる度に処理条件の見直しが必要となる可能性が高い。
【００１０】
一方、本発明者は、無機ＥＬ素子の低電圧化、高輝度化に向けて、鋭意研究を続けた結果、上記課題を解決するとともに、直流駆動が可能で、且つ、従来の無機ＥＬ素子に比べて十分に低い数１０Ｖの電圧で高輝度発光する無機ＥＬ素子を見出した（以下、「直流駆動型無機ＥＬ素子」という。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００５−２９４４１５号公報
【特許文献２】特開平９−３２０７６０号公報
【特許文献３】特開平７−５０１９７号公報
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】Ｊ．Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｇｒｏｗｔｈ  ２１４／２１５，ｐ１０６４（２０００）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
前記直流駆動型無機ＥＬ素子は、従来の発光素子に供される発光層に比べて、抵抗率にして数桁抵抗の低い半導体領域の抵抗率を有する発光層を用いている。このＥＬ素子を単純マトリクス構造の表示装置に適用した場合、特定の画素（Ｃｉ，ｊとする）のみを発光させようとして、走査電極Ｘｉとデータ電極Ｙｊとに発光閾値電圧を印加したとしても、周囲の画素（例えば、Ｃｉ＋１，ｊ）を構成する走査電極Ｘｉ＋１とデータ電極Ｙｊとの間に漏れ電流が流れ、誤発光（以下、このような現象をクロストークという）が生じる場合がある。このように、直流駆動型無機ＥＬ素子には、高輝度化という効果が得られた一方で、新たな実用面での課題が見出された。
【００１４】
上記課題に類似の例として、発光体として有機材料を用いた有機ＥＬ素子による単純マトリクス型の表示装置の例が挙げられる。上記特許文献２に記載の技術によれば、有機薄膜ＥＬ素子において、発光時における有機薄膜層での漏れ電流を防止するために、各層の成膜後に表層部からエキシマレーザを照射することによって、１つ若しくは複数の電極層若しくは有機薄膜層をパターニングすることで、マトリクス状の有機薄膜ＥＬ素子のクロストークを防止する方法を提案している。また、直接的な目的は異なるものの類似の方法として、上記特許文献３に記載の技術によれば、従来の無機ＥＬ素子において、各層の成膜後に表層部からフォーカシングされた所望の波長を有するレーザビームを照射することによって、下部誘電体層の一部分を直接的に除去し、且つ、下部誘電体層の上側に積層された発光層、上部誘電体層、透明電極を間接的に除去する方法が開示されている。この方法では、透明電極のストライプ状微細パターンが形成される際に、発光層も同時にパターニングされる。
【００１５】
本発明の目的は、低電圧での駆動が可能であり、且つ高輝度、高効率の発光素子を用いた表示装置であって、クロストークを防止し、高品位の表示が可能な表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る表示装置は、少なくとも一方が透明又は半透明である一対の第１電極及び第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に挟まれて設けられている発光層と、
前記第１電極又は前記第２電極と、前記発光層との間に挟まれて設けられた少なくとも一つの緩衝層と
を備え、
前記発光層は、所定範囲を選択的に発光可能な複数の画素領域と、前記画素領域の少なくとも一部を区切る非画素領域とを有し、
前記緩衝層を設けたことによって、前記緩衝層を挟持する前記電極と前記発光層との間の電位障壁の大きさが、前記電極と前記発光層とを直接接触させた場合のショットキー障壁の大きさより小さくなることを特徴とする。
【００１７】
また、前記画素領域と前記非画素領域とは、前記発光層の同一平面内にわたって周期的に分布しており、且つ、前記画素領域は前記非画素領域によって分割されていてもよい。  
【００１８】
さらに、前記非画素領域は、前記画素領域をストライプ状に区切るように設けられていてもよい。
【００１９】
またさらに、前記非画素領域は、前記画素領域を構成する発光層の不連続な領域を含んでいてもよい。
【００２０】
また、前記非画素領域は、前記画素領域を構成する発光層の少なくとも一部を区切る前記第１電極又は第２電極の一部分を含んでいてもよい。
【００２１】
さらに、前記非画素領域は、前記画素領域より高抵抗な領域からなるものであってもよい。
【００２２】
またさらに、前記非画素領域は、真空若しくは不活性ガスを充填した中空領域であってもよい。
【００２３】
また、前記非画素領域は、絶縁性樹脂を主体とする固体領域であってもよい。
【００２４】
さらに、前記発光層は、Ａｇ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｉｎから選択される１又は複数の元素を含んでいてもよい。この場合、前記非画素領域は、前記画素領域とは前記元素の含有濃度が異なるものであってもよい。
【００２５】
またさらに、前記発光層は、化合物半導体からなるものであってもよい。
【００２６】
また、前記非画素領域は、非晶質領域からなるものであってもよい。
【００２７】
さらに、前記画素領域は、前記発光層を構成する材料の結晶質領域からなり、前記非画素領域は、前記発光層を構成する材料の非晶質領域からなるものであってもよい。
【００２８】
またさらに、前記第１電極と前記第２電極との間に直流電圧を印加して発光させるものであって、前記第１電極又は前記第２電極のいずれか一方の電極が電子注入電極として機能し、他方の電極が正孔注入電極として機能するものであってもよい。この場合、前記緩衝層は、
前記電子注入電極と前記発光層との間に設けられた第１の緩衝層と、
前記正孔注入電極と前記発光層との間に設けられた第２の緩衝層と
の２つの緩衝層を備えるものであってもよい。
あるいは、前記緩衝層は、
前記電子注入電極と前記発光層との間に設けられた第１の緩衝層と、
前記正孔注入電極と前記発光層との間に設けられた第２の緩衝層と
のうち少なくとも一方の緩衝層を備えるものであってもよい。
【００２９】
また、前記第１の緩衝層は、仕事関数が３．５ｅＶ以下の物質を含んでいるものであってもよい。さらに、前記第２の緩衝層は、仕事関数が５．０ｅＶ以上の物質を含んでいるものであってもよい。
【００３０】
またさらに、前記第１の緩衝層は、アルカリ金属酸化物を含んでいるものであってもよい。
【００３１】
また、前記第１の緩衝層は、電気陰性度が３以上の物質で構成されているものであってもよい。
【００３２】
さらに、前記発光層は、ｎ型半導体層とｐ型半導体層とが積層された２層型発光層であってもよい。またさらに、前記発光層は、ｎ型半導体層とｐ型半導体層と、その間に挟まれた無ドープの半導体層とで構成された３層型発光層であってもよい。
【００３３】
また、前記第１電極及び前記第２電極に対向し、且つ、前記発光層からの発光の取出し方向の前方に色変換層をさらに備えてもよい。
【００３４】
さらに、前記電極の少なくとも一方に面して支持する支持体基板をさらに備えてもよい。
【００３５】
また、本発明に係る表示装置の製造方法は、基板を準備する工程と、
前記基板の上に第１電極を形成する工程と、
前記第１電極の上に、前記第１電極と前記発光層との間の電位障壁の大きさが、前記第１電極と前記発光層とを直接接触させた場合のショットキー障壁の大きさよりも小さくする第１の緩衝層を形成する工程と、
前記第１の緩衝層の上に発光層を形成する工程と、
前記発光層の一部にレーザアニールを行って、結晶質の画素領域と非結晶質の非画素領域とを画成する工程と、
前記発光層の上に透明又は半透明である第２電極を形成する工程と、
を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、低電圧での駆動が可能であり、且つ、高輝度、高効率の発光素子を用いた表示装置であって、クロストークを防止し、高品位の表示が可能な表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態１に係る表示装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】図１の表示装置の一画素における発光面に垂直な断面構成を示す概略断面図である。
【図３】図２の電子注入電極である第１の電極とｎ型半導体層との間のエネルギーバンド図である
【図４】図２の正孔注入電極である第２の電極とｐ型半導体層との間のエネルギーバンド図である
【図５】実施の形態２に係る表示装置の電子注入電極である第１の電極とｎ型半導体層との間のエネルギーバンド図である
【図６】実施の形態３に係る表示装置の電子注入電極である第１の電極とｎ型半導体層との間のエネルギーバンド図である
【図７】本発明の実施の形態１に係る表示装置の製造方法の一工程を示す概略斜視図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る表示装置の製造方法の一工程を示す概略斜視図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係る表示装置の製造方法の一工程を示す概略斜視図である。
【図１０】本発明の実施の形態１に係る表示装置の製造方法の一工程を示す概略斜視図である。
【図１１】本発明の実施の形態４に係る表示装置の構成を示す概略断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態４に係る表示装置の製造方法の一工程を示す概略斜視図である。
【図１３】本発明の実施の形態４に係る表示装置の製造方法の一工程を示す概略斜視図である。
【図１４】本発明の実施の形態４に係る表示装置の製造方法の一工程を示す概略斜視図である。
【図１５】本発明の実施の形態４に係る表示装置の製造方法の一工程を示す概略斜視図である。
【図１６】本発明の実施の形態５に係る表示装置の構成を示す概略断面図である。
【図１７】本発明の実施の形態５に係る表示装置の製造方法の一工程を示す概略斜視図である。
【図１８】本発明の実施の形態５に係る表示装置の製造方法の一工程を示す概略斜視図である。
【図１９】本発明の実施の形態５に係る表示装置の製造方法の一工程を示す概略斜視図である。
【図２０】本発明の実施の形態５に係る表示装置の製造方法の一工程を示す概略斜視図である。
【図２１】本発明の実施の形態６に係る表示装置の構成を示す概略断面図である。
【図２２】本発明の実施の形態６に係る表示装置の製造方法の一工程を示す概略斜視図である。
【図２３】本発明の実施の形態６に係る表示装置の製造方法の一工程を示す概略斜視図である。
【図２４】本発明の実施の形態６に係る表示装置の製造方法の一工程を示す概略斜視図である。
【図２５】本発明の実施の形態６に係る表示装置の製造方法の一工程を示す概略斜視図である。
【図２６】本発明の実施の形態６に係る表示装置の変形例の構成を示す概略断面図である。
【図２７】本発明の実施の形態７に係る表示装置の構成を示す概略断面図である。
【図２８】図２７の発光層３のＡ−Ａ’線に沿った特定金属元素濃度の変化を示すグラフである。
【図２９】本発明の実施の形態７に係る表示装置の変形例の構成を示す概略断面図である。
【図３０】本発明の実施の形態８に係る表示装置の構成を示す概略断面図である。
【図３１】本発明の実施の形態９に係る表示装置の構成を示す概略断面図である。
【図３２】本発明の実施の形態１０に係る表示装置の構成を示す概略断面図である。
【図３３】本発明の実施の形態１１に係る表示装置の構成を示す概略断面図である。
【図３４】本発明の実施の形態１１に係る表示装置の変形例の構成を示す概略断面図である。
【図３５】本発明の実施の形態１２に係る表示装置の構成を示す概略断面図である。
【図３６】従来の実施形態に係る発光素子の概略構成図である
【図３７】（ａ）は、従来の発光素子の電子注入電極である第１の電極とｎ型半導体層とを接触させる前のエネルギーバンド図であり、（ｂ）は、接触後のエネルギーバンド図である
【図３８】（ａ）は、従来の発光素子の正孔注入電極である第２の電極とｐ型半導体層とを接触させる前のエネルギーバンド図であり、（ｂ）は、接触後のエネルギーバンド図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の実施の形態に係る表示装置について添付図面を用いて説明する。なお、図面において実質的に同一の部材には同一の符号を付している。
【００３９】
（実施の形態１）
＜表示装置の概略構成＞
図１は、本実施の形態１に係る表示装置１０の構成を示す概略構成図である。この表示装置１０では、発光体を含有する発光層３は、第１の電極である透明電極２と、第２の電極である背面電極４との間に構成されている。また、透明電極２と発光層３との間に挟まれて第１の緩衝層６が設けられており、背面電極４と発光層３との間に挟まれて第２の緩衝層７が設けられている。さらに、これらを支えるものとして、透明基板１が透明電極２に隣接して構成されている。透明電極２と背面電極４とは、電源５を介して電気的に接続されている。電源５から電力が供給されると、透明電極２及び背面電極４との間に電位差が生じ、電圧が印加され、発光層３に電流が流れる。そして、透明電極２と背面電極４との間に配設されている発光層３の発光体が発光し、その光が透明電極２及び透明基板１を透過して表示装置１０の外部に取り出される。本実施の形態においては、電源５として直流電源を用いている。
【００４０】
図２は、この表示装置１０の一つの画素についての断面構成を示す概略断面図である。この表示装置１０は、各画素が一つの発光素子（ＥＬ素子）と考えることができ、この発光素子は、基板１の上に、透明電極２、第１の緩衝層６、発光層３、第２の緩衝層７、背面電極４が順に積層されて構成される。透明電極２と背面電極４とは直流電源５を介して電気的に接続されている。この場合、負極側に接続された透明電極２は、電子注入電極（第１の電極）として機能し、正極側に接続された背面電極４は、正孔注入電極（第２の電極）として機能する。この発光素子では、発光層３は、ｎ型半導体層１３ａとｐ型半導体層１３ｂとが積層された２層型構造を有しており、電子注入電極はｎ型半導体層１３ａ側に、正孔注入電極はｐ型半導体層１３ｂ側に設置される。
【００４１】
また、表示装置１０は、電子注入電極（第１の電極）である透明電極２とｎ型半導体層１３ａとの間に第１の緩衝層６を設けており、また、ｐ型半導体層１３ｂと正孔注入電極（第２の電極）である背面電極４との間に第２の緩衝層７を設けていることを特徴とする。このように、発光層３を構成する半導体層１３ａ、１３ｂと電極２、４との間に第１及び第２の緩衝層６、７をそれぞれ挿入することによって、図３及び図４のエネルギーバンド図に示すように、透明電極２とｎ型半導体層１３ａとの間のショットキー障壁の高さ、及び、背面電極４とｐ型半導体層１３ｂとの間のショットキー障壁をそれぞれ小さくすることができる。これによって、発光層３への電子や正孔の注入効率を高めることができる。なお、この第１及び第２の緩衝層６、７を設けることによる接合面でのショットキー障壁低減の作用については後述する。
【００４２】
また、この表示装置１０では、発光層３において、選択的に発光可能な複数の画素領域３ａが２次元的に配置されている。各画素領域３ａは、透明電極２と背面電極４との組合せによって選択され、発光させることができる。また、各画素領域３ａは、非画素領域３ｂによって区切られている。この非画素領域３ｂは、発光層３の不連続部分で構成されている。この画素間領域の不連続部分の一部には背面電極４が画素領域３ａを囲むようにして形成されている。さらに、この表示装置１０は、透明電極２と透明基板１との間にカラーフィルタ１７をさらに備えている。このカラーフィルタ１７は、隣り合う画素間の領域にブラックマトリクス１９を備え、ブラックマトリクス１９に囲まれている画素に対応した領域は、発光層３からの発光をＲＧＢ各色毎に選択的に透過する。
【００４３】
さらに、この表示装置１０では、透明電極２と背面電極４とは直流電源５を介して電気的に接続されている。直流電源５から電力が供給されると、透明電極２及び背面電極４の間に電位差が生じ、発光層３に電圧が印加される。そして、透明電極２及び背面電極４の間に配置されている発光層３が発光し、その光が透明電極２を透過して各画素を構成する発光素子の外部、すなわち表示装置１０の外部に取り出される。
【００４４】
なお、上述の構成に限られず、発光層３をｐ−ｉ−ｎ型の３層構造としてもよい。ｐ−ｉ−ｎ型構造とは、ｐ型半導体とｎ型半導体の間に、真性半導体層を挿入した構造である。またさらに、発光層３を単層構造とする、ｐｎ接合膜を複数設ける、ｐ−ｉ−ｎ型構造を複数積層する、電極と発光層との間に電流制限を目的として薄い誘電体層を複数設ける、交流電源により駆動する、背面電極を透明にする、背面電極を黒色電極とする、表示装置１０の全部又は一部を封止する構造を更に備える、発光取出し方向の前方に発光層３からの発光色を色変換する構造を更に備える等、適宜変更が可能である。例えば、青色発光層と、青色を緑色及び赤色に変換する色変換層とを組み合わせて白色の表示装置とすることもできる。
【００４５】
以下、この表示装置１０の各構成部材について詳述する。
【００４６】
＜基板＞
透明基板１は、その上に形成する各層を支持できるもので、且つ、電気絶縁性の高い材料を用いる。また、発光層３から発せられる光の波長に対し、透過性を有する材料であることが求められる。このような材料としては、例えば、コーニング１７３７等のガラス、石英、セラミック等を用いることができる。通常のガラスに含まれるアルカリイオン等が発光素子へ影響しないように、無アルカリガラスや、ガラス表面にイオンバリア層としてアルミナ等をコートしたソーダライムガラスであってもよい。なお、これらは例示であって、透明基板１の材料は特にこれらに限定されるものではない。また、基板１側から光を取り出さない構成の場合は、上述の光透過性は不要であり、透光性を有していない材料も用いることができる。これらには、表面に絶縁層を有する金属基板やセラミックス基板、シリコンウエハ等がある。
【００４７】
＜電極＞
光を取り出す側の透明電極２の材料は、発光層３内で生じた発光を取り出せるように光透過性を有するものであればよく、特に可視光領域において高い透過率を有することが好ましい。また、低抵抗であることが好ましく、更には保護層１８や発光層３との密着性に優れていることが好ましい。透明電極２の材料として、特に好適なものは、ＩＴＯ（Ｉｎ２Ｏ３にＳｎＯ２をドープしたものであり、インジウム錫酸化物ともいう。）やＩｎＺｎＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ２等を主体とする金属酸化物、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ等の金属薄膜、あるいはポリアニリン、ポリピロール、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、ポリチオフェンなどの導電性高分子等が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。
【００４８】
例えば、ＩＴＯは、その透明性を向上させ、あるいは抵抗率を低下させる目的で、スパッタリング法、エレクトロンビーム蒸着法、イオンプレーティング法等の成膜方法で成膜できる。また成膜後に、抵抗率制御の目的でプラズマ処理などの表面処理を施してもよい。透明電極２の膜厚は、必要とされるシート抵抗値と可視光透過率から決定される。
【００４９】
光を取り出さない側の背面電極４には、一般に良く知られている導電材料であればいずれでも適用できる。例えば、ＩＴＯやＩｎＺｎＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ２等を主体とする金属酸化物、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ等の金属、ポリアニリン、ポリピロール、ＰＥＤＯＴ〔ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）〕／ＰＳＳ（ポリスチレンスルホン酸）などの導電性高分子、あるいは導電性カーボンなどが用い得る。
【００５０】
透明電極２及び背面電極４は、層内に複数の電極をストライプ状に構成されてもよい。さらに、透明電極２（第１の電極）および背面電極４（第２の電極）をともに複数の電極をストライプ状に構成し、第１の電極２の各ストライプ状の電極と第２の電極４のすべてのストライプ状の電極とが、それぞれねじれの位置の関係であり、かつ、第１の電極２の各ストライプ状の電極を発光面に投影したものと第２の電極４のすべてのストライプ状の電極を発光面に投影したものとがそれぞれ交わるように構成してもよい。この場合、第１の電極の各ストライプ状の電極、および、第２の電極の各ストライプ状の電極からそれぞれ選択した電極に電圧を印加することにより、所定位置を発光させることができるディスプレイを構成することが可能となる。
【００５１】
＜発光層＞
次に、発光層３について説明する。発光層３は、ｎ型半導体層１３ａとｐ型半導体層１３ｂとが積層された２層型発光層である。
【００５２】
ｎ型半導体層１３ａの材料は、多数キャリアが電子でありｎ型伝導を示すｎ型半導体材料である。材料としては、光学バンドギャップがバンドギャップの大きさが近紫外領域から可視光領域（１．７ｅＶから３．６ｅＶ）を有するものが好ましく、さらに近紫外領域から青色領域（２．６ｅＶから３．６ｅＶ）を有するものがより好ましい。具体的には、前述のＺｎＳや、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ等の第１２族−第１６族間化合物やこれらの混晶（例えばＺｎＳＳｅ等）、ＣａＳ、ＳｒＳ等の第２族−第１６族間化合物やこれらの混晶（例えばＣａＳＳｅ等）、ＡｌＰ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＧａＰ等の第１３族−第１５族間化合物やこれらの混晶（例えばＩｎＧａＮ等）、ＺｎＭｇＳ、ＣａＳＳｅ、ＣａＳｒＳ等の前記化合物の混晶等を用いることができる。またさらに、ＣｕＡｌＳ２等のカルコパイライト型化合物を用いてもよい。またさらに、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｍｎ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、Ｌｉ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂからなる群より選択される１又は複数種の原子もしくはイオンを添加剤として含んでいてもよい。これらの元素の種類によっても、発光層３からの発光色が決定される。
【００５３】
一方、ｐ型半導体層１３ｂの材料は、多数キャリアが正孔であり、ｐ型伝導を示すｐ型半導体材料である。このｐ型半導体材料としては、例えば、Ｃｕ２Ｓ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ，ＺｎＳＳｅ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＴｅなどの化合物がある。このｐ型半導体の材料のうち、Ｃｕ２Ｓなどは、本来的にｐ型伝導を示すが、その他の材料は添加剤として窒素、Ａｇ、Ｃｕ、Ｉｎから一種以上選択される元素を添加して用いる。また、ｐ型伝導を示すＣｕＧａＳ２、ＣｕＡｌＳ２などのカルコパイライト型化合物を用いても良い。更には、添加剤としてＺｎやＭｇなどを含んだＧａＮ、ＩｎＧａＮ等の窒化物を用いてもよい。
【００５４】
＜緩衝層＞
第１の緩衝層６は、電子注入電極である第１の電極２とｎ型半導体層１３ａとの間に設けられる。この第１の緩衝層６としては、ｎ型半導体層１３ａとオーミック接合となるような仕事関数の小さい物質、特に、仕事関数が３．５ｅＶ以下の物質を選択することが好ましい。このような場合、図３に示すように、電子注入電極である第１の電極（透明電極）２とｎ型半導体層１３ａとの間のショットキー障壁が小さくなり、第１の電極２からの電子の注入が効率よく行われる。この第１の緩衝層６の組成としては、Ａｌ、Ｌｉ、Ａｌ−Ｌｉ、などの中から１種以上からなるものが望ましい。
【００５５】
また、第２の緩衝層７は、正孔注入電極である第２の電極４とｐ型半導体層１３ｂとの間に設けられる。この第２の緩衝層７としては、ｐ型半導体層１３ｂとオーミック接合となるような仕事関数の大きい物質、特に、仕事関数が５．０ｅＶ以上の物質を選択することが好ましい。このような場合、図４に示すように、正孔注入電極である第２の電極（背面電極）４とｐ型半導体層１３ｂとの間のショットキー障壁が小さくなり、第２の電極４からの正孔の注入が効率よく行われる。この第２の緩衝層７の組成としては、Ｐｔ、Ａｕなど仕事関数が５ｅＶ以上の物質１種以上からなるものが望ましい。
【００５６】
＜製造方法＞
以下、実施の形態１に係る表示装置１０の製造方法の一実施例を説明する。図７〜図１０は、本実施例の製造方法の各工程を示す概略斜視図である。
（１）透明基板１としてガラス基板を準備する。
（２）ガラス基板１上に、カーボンブラックを含む樹脂材料を使用し、フォトリソグラフィ法によって、ブラックマトリクス１９を形成する。ブラックマトリクス１９は、ガラス基板１の面に平行な第１方向に所定の間隔を隔てて平行に延在している複数の線状パターンと、第１方向と直交する方向に所定の間隔を隔てて平行に延在している複数の線状パターンにより、略格子状になるように配した。
（３）次に、カラーレジストを使用し、フォトリソグラフィ法によって、ブラックマトリクス１９の間に着色パターンを形成する。Ｒ、Ｇ、Ｂの色毎にこれを繰り返してカラーフィルタ１７を形成する。
（４）次に、カラーフィルタ１７の各着色パターン上に、保護層１８を形成し、さらに保護層１８上にスパッタリング法により透明電極２を形成した。透明電極２としてはＩＴＯを使用し、第１方向に延在している複数のブラックマトリクス１９に対して、隣接するブラックマトリクス１９の間の位置にあって、略平行に延在し、且つ、所定の間隔を隔てて形成した。
【００５７】
（５）次に、カラーフィルタ１７の保護層１８及び透明電極２上に、第１の緩衝層６としてＡｌをスパッタリング法で厚さ２００ｎｍ堆積する。
（６）第１の緩衝層６の上に平面状の発光層３を形成する。発光層３の形成は次のようにして行った。まず、第１の緩衝層６の上に、ＺｎＳと、Ａｇとを気層成長法で堆積した。この時の条件としては、基板温度は６００℃とし、厚さ１μｍ堆積し、ｎ型半導体層１３ａとして平面状のｎ型ＺｎＳ層を形成できる。
（７）次に、ｎ型ＺｎＳ層からなるｎ型半導体層１３ａの上にＺｎＳを気層成長法で堆積する。この時の条件としては、基板温度は６００℃とし、ＺｎＳと、Ａｇとを、ＮＨ３を含むガス中で厚さ１μｍ堆積させることで、ｐ型半導体層１３ｂとしてのｐ型ＺｎＳ層を形成できる。
（８）次に、ｐ型半導体層１３ｂであるｐ型ＺｎＳ層の上に、平面状の第２の緩衝層７としてのＰｔをフォトリソグラフィ法などにより堆積する（図７）。この厚さは４００ｎｍとする。上記ｎ型半導体層１３ａとしてのｎ型ＺｎＳ層と、ｐ型半導体層１３ｂとしてのｐ型ＺｎＳ層とによって２層型の発光層３を構成する。
【００５８】
（９）次に、第２の緩衝層７の上から、第１方向に延在しているブラックマトリクス１９に向けて、略線状のＹＡＧレーザ２４を間欠的に照射し、第２の緩衝層７、発光層３のパターニングを行なった（図８）。なお、ＹＡＧレーザ２４の波長は、光学的に略透明な保護層１８及び発光層３に対しては、バンドギャップに相当する波長よりも長く、保護層１８及び発光層３には余り吸収されないが、その下層に位置するブラックマトリクス１９には吸収され、ブラックマトリクス１９の表層部とともに、保護層１８及び発光層３が除去される（図９）。
【００５９】
（１０）次に、第２の緩衝層７、発光層３上に、スパッタリング法により背面電極４を形成した。背面電極４としては、Ｐｔを使用し、第２方向に延在している複数のブラックマトリクス１９に対して、隣接するブラックマトリクス１９の間の位置にあって、略平行に延在し、且つ、所定の間隔を隔てて形成した。その結果、透明電極２と背面電極４は、カラーフィルタ１７の着色パターン上で互いに直交し、且つ、発光層３を挟んで対面している。
（１１）次に、第２の緩衝層７及び背面電極４上に、絶縁性の保護層１１を形成した。
以上の工程によって、本実施例の表示装置１０を得た。
【００６０】
なお、レーザ２４のスポット形状は略点状であってもよい。この場合、レーザスポットを第１方向及び第２方向に走査することによって、発光層３のパターニングを行なうことができる（図１０）。
さらに、レーザ２４を照射すべき領域を開口させたマスクパターンを発光層３に重ね、マスクパターン上から、複数の画素、複数の電極に渡る領域を一括してレーザ照射してもよい。
【００６１】
＜効果＞
本実施の形態１に係る表示装置では、発光層３の同一平面内において、隣り合う画素間の画素間領域の発光層３を除去することにより、画素領域３ａの発光層３よりも高抵抗の非画素領域３ｂを形成した。これによって、エレクトロルミネセンス発光を示す低抵抗の発光層３を用いた表示装置であっても、表示の際のクロストークを大幅に低減することができ、表示品質の向上を実現できる。
【００６２】
（実施の形態２）
＜表示装置の概略構成＞
実施の形態２に係る表示装置について説明する。表示装置の概略構成は実施の形態１と同様、図１に示されるとおりである。本実施の形態２に係る表示装置においては、実施の形態１に係る表示装置と比較すると、第１の緩衝層６ａとして、ＣａＯ，ＢａＯ、ＳｒＯなどのアルカリ金属酸化物を用いることを特徴とする。本発明者は、このアルカリ金属酸化物が電子注入電極である金属の仕事関数を見かけ上引き下げる特性を持っていることを見出し、電子注入電極である第１の電極（透明電極）２と発光層３との間にアルカリ金属酸化物からなる第１の緩衝層６ａを挿入したものである。このように第１の緩衝層６ａとしてアルカリ金属酸化物を用いることによって、図５のエネルギーバンド図に示すように、第１の電極２と発光層３との間のショットキー障壁を低減させることができる。これによって、発光層への電子の注入効率を高めることができる。
【００６３】
図５は、第１の緩衝層６ａとしてアルカリ金属酸化物を用いた場合のエネルギーバンド図である。上記のアルカリ金属酸化物による金属の仕事関数を見かけ上引き下げる作用の発生原因は未だ明らかではないが、本発明者は、酸化物内に強い分極が起こる為であると考えている。透明電極２の仕事関数が見かけ上小さくなり、透明電極２とｎ型半導体層１３ａとの接触はオーミックになる。なお、透明電極２とｎ型半導体層１３ａとの間にはＭｇＯなどの第１の緩衝層６ａが存在するが、この第１の緩衝層６ａの厚さが十分薄ければ、電子は、トンネル効果により透明電極２からｎ型半導体層１３ａへ移動することが可能である。
【００６４】
このアルカリ金属酸化物、例えばＣａＯからなる第１の緩衝層６ａは、例えば、スパッタリング法等によって作成できる。
【００６５】
なお本実施の形態２では、第１の緩衝層６ａのみを備える構成としているが、第１の緩衝層６ａだけでなくさらに第２の緩衝層７を備える構成でもかまわない。また、各層の成膜方法は上記に述べた方法には限定されない。
【００６６】
（実施の形態３）
＜表示装置の概略構成＞
実施の形態３に係る表示装置について説明する。表示装置の概略構成は実施の形態１と同様に、図１に示されるとおりである。本実施の形態３に係る表示装置は、実施の形態１に係る表示装置と比較すると、第１の緩衝層６ｂとして、酸素、フッ素など電気陰性度が約３以上と大きい物質で構成されていることを特徴とする。この電気陰性度が３以上の物質は、ｎ型半導体層１３ａと第１の緩衝層６ｂの界面で電気双極子を形成する。この電気双極子の効果で、図６のエネルギーバンド図に示すように、透明電極２側のバンドが持ち上がりｎ型半導体層１３ａとのショットキー障壁の高さが低減する。なお、この第１の緩衝層６ｂは、膜厚を厚くする必要は無く、１〜数原子層の厚みで十分である。
【００６７】
この酸素、フッ素など電気陰性度が約３以上と大きい物質で構成された第１の緩衝層６ｂは、例えば、次のような工程で作成できる。
ａ）サンプルを高真空チャンバー中に保持し、ＣＨ３Ｆガスを導入する。
ｂ）その後、ＵＶ照射することで、第１の緩衝層６ｂとして一原子層程度のフッ素で表面を被覆する。
【００６８】
なお本実施の形態３においては、第１の緩衝層６ｂのみを備える構成としているが、第１の緩衝層６ｂだけでなく第２の緩衝層７の両方を備える構成でもかまわない。また、各層の成膜方法は上記に述べた方法には限定されない。
【００６９】
＜効果＞
本実施の形態に係る表示装置は、発光層と電極間のショットキー障壁が減少することで、低電圧で必要十分な発光輝度を得ることができた。
【００７０】
（実施の形態４）
＜表示装置の概略構成＞
図１１は、本実施の形態４に係る表示装置１０ａの構成を示す概略斜視図である。この表示装置１０ａでは、実施の形態１に係る表示装置と比較して、隣り合う画素間の画素間領域において、発光層３の上層部のみを除去して各画素領域３ａを区切っている点で相違する。発光層３の上層部を除去した領域は、周辺の除去しなかった領域に比べて発光層３の膜厚が相対的に薄く、発光面に平行な方向に相対的に高抵抗化している。
【００７１】
＜製造方法＞
以下、実施の形態４に係る表示装置１０ａの製造方法の一実施例を説明する。図１２〜図１５は本実施例の製造方法の各工程を示す概略斜視図である。
（１）前述の実施の形態１に係る表示装置の製造方法と同様にガラス基板１上にベタ状に発光層３を形成した（図１２）。
（２）次に、発光層３上から、ストライプ状の透明電極２に対して略平行で、且つ、隣接する透明電極２の間の領域に向けて、略線状のエキシマレーザ２４を照射し、発光層３のパターニングを行なった。（図１３）エキシマレーザ２４は、紫外線領域の比較的に短い波長の光を生成する。この波長ではレーザエネルギーを略透明な発光層３により吸収することができるので、レーザ２４を照射した場所のみ選択的に、局所加熱により発光層３の上層部が除去される（図１４）。
（３）次に、前述の実施の形態１に係る表示装置の製造方法と同様に、発光層３上に、第２の緩衝層７、背面電極４、保護層１１を順に形成した。背面電極４は、透明電極２とカラーフィルタ１７の着色パターン上で互いに直交し、且つ発光層３を挟んで対面している。
以上の工程によって、本実施例の表示装置１０ａを得た。
【００７２】
なお、レーザ２４のスポット形状は略点状であってもよい。この場合、レーザスポット２４を第１方向及び第２方向に走査することによって、発光層３のパターニングを行なう（図１５）。
さらに、レーザ２４を照射すべき領域を開口させたマスクパターンを発光層３に重ね、マスクパターン上から、複数の画素、複数の電極に渡る領域を一括してレーザ照射してもよい。また、発光層３の上に第２の緩衝層７を形成し、第２の緩衝層７の上からパターニングを行ってもよい。
【００７３】
＜効果＞
本実施の形態４に係る表示装置１０ａでは、発光層３の同一平面内において、隣り合う画素間の画素間領域の発光層３を除去し、発光層３が不連続となる領域を形成することにより、画素領域３ａの発光層３よりも高抵抗の非画素領域３ｂを形成した。これによって、エレクトロルミネセンス発光を示す低抵抗の発光層を用いた表示装置であっても、表示の際のクロストークを大幅に低減することができ、表示品質の向上を実現できる。
【００７４】
（実施の形態５）
＜表示装置の概略構成＞
図１６は、本実施の形態５に係る表示装置１０ｂの構成を示す概略断面図である。この表示装置１０ｄでは、実施の形態１に係る表示装置と比較して、隣り合う画素領域３ａの間の画素間領域において、非画素領域３ｂとしての隔壁２６を形成し、発光層３の中で各画素領域３ａを区分している点で相違する。
【００７５】
隔壁２６としては、発光層３に比べて高抵抗の材料を用いることができる。隔壁２６は、例えば、有機材料、無機材料等を用いることができる。この有機材料としては、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等を用いることができる。また、無機材料としては、ＳｉＯ２、ＳｉＮｘ、アルミナ等、あるいは、これらの積層や混合（例えば、無機フィラーを分散したバインダ）等の複合構造であってもよい。隔壁２６の形状は、特に限定されるものではないが、隔壁２６の高さが発光層３の膜厚に対して０．５から１．５倍程度が好ましい。また、隔壁２６の幅は、隣接する透明電極２の間隔に対して０．５から１．５倍程度が好ましい。
【００７６】
＜製造方法＞
以下、実施の形態５に係る表示装置１０ｂの製造方法の一実施例を説明する。図１７〜図２０は本実施例の製造方法の各工程を示す概略斜視図である。なお、前述の他の材料からなる発光層についても同様の製造方法が利用可能である。
（１）前述の実施の形態１に係る表示装置の製造方法と同様にガラス基板１上にカラーフィルタ１７を設け、その上に第１の保護層１８を設ける。さらに、第１の保護層１８の上に透明電極２及び第１の緩衝層６を形成した。透明電極２及び第１の緩衝層６は、第１方向に延在している複数のブラックマトリクス１９に対して、隣接するブラックマトリクス１９の間の位置にあって、略平行に延在し、且つ、所定の間隔を隔てて形成した（図１７）。
（２）次に、第１の保護層１８上に、隔壁２６を形成した。この隔壁２６の形成は次のようにして行った。まず、アルミナ粉末を分散したガラスペーストをスクリーン印刷により、隣接する透明電極２の間の位置にあって、第１方向に延在するストライプ状にパターン形成した。その後、これを焼成することにより所望のパターンの隔壁２６を得た（図１８）。
（３）次に、前述の実施の形態１に係る表示装置の製造方法と同様に、透明電極２及び第１の緩衝層６の上に発光層３を形成した。隔壁２６上はメタルマスクによって遮蔽した（図１９）。
（４）次に、前述の実施の形態１に係る表示装置の製造方法と同様に、発光層３上に、第２の緩衝層７、背面電極４、第２の保護層１１を順に形成した。この背面電極４は、透明電極２とカラーフィルタ１７の着色パターン上で互いに直交し、且つ、発光層３を挟んで対面している。
以上の工程によって、本実施例の表示装置１０ｂを得た。
【００７７】
なお、隔壁２６のパターン形状は、略格子状であってよい。この場合、第２方向に延在する隔壁２６は、隣接する背面電極４の間に位置する（図２０）。
さらに、隔壁２６の形成方法は上記スクリーン印刷法に限定されるものではなく、フォトリソグラフィ法によるエッチング、サンドブラスト法、インクジェット法等を用いることができる。
【００７８】
＜効果＞
本実施の形態５に係る表示装置１０ｂでは、発光層３の同一平面内において、隣り合う画素領域３ａの間の画素間領域に絶縁性樹脂を主体とする隔壁２６を設けて、画素領域３ａの発光層３よりも高抵抗の非画素領域３ｂを形成した。これによって、エレクトロルミネセンス発光を示す低抵抗の発光層３を用いた表示装置であっても、表示の際のクロストークを大幅に低減することができ、表示品質の向上を実現することができる。
【００７９】
（実施の形態６）
＜製造方法＞
図２１は、本実施の形態６の表示装置１０ｃの概略構成図である。この表示装置１０ｃでは、実施の形態４に係る表示装置と略同一の構成、形状を呈しているが、その製造方法において異なる。以下、実施の形態６に係る表示装置１０ｃの製造方法の一実施例を説明する。図２２〜図２５は、本実施例の製造方法の各工程を示す概略斜視図である。
（１）前述の実施の形態１に係る表示装置の製造方法と同様に、ガラス基板１上に透明電極２及び第１の緩衝層６を形成した。この透明電極２及び第１の緩衝層６は、第１方向に延在している複数のブラックマトリクス１９に対して、隣接するブラックマトリクス１９の間の位置にあって、略平行に延在し、且つ、所定の間隔を隔てて形成した。
（２）その後、前述の実施の形態１に係る表示装置の製造方法と同様に、ベタ状に発光層３を形成し、さらに、第２の緩衝層７を形成した。その後、感光性レジストを用いてフォトリソグラフィ法によりマスクパターン２８を形成した。このマスクパターン２８は、隣り合う透明電極２の間にあって、第１方向に延在し、且つ、所定の間隔を隔てて略平行に開口部を設けている（図２２）。
（３）次に、ドライエッチング法によって露出している第２の緩衝層７及び発光層３の部分を所望の厚みになるまでエッチングした（図２３）。
（４）次に、感光性レジストからなるマスクパターン２８を除去した（図２４）。
（５）その後、前述の実施の形態１に係る表示装置の製造方法と同様に、第２の緩衝層及び発光層３上に、背面電極４と保護層１１とを形成した。背面電極４と透明電極２とは、カラーフィルタ１７の着色パターン上で互いに直交し、且つ、発光層３を挟んで対面している。
以上の工程によって、本実施例の表示装置１０ｃを得た。
【００８０】
なお、エッチングする際の感光性レジストによるマスクパターン２８のパターン形状は、上記ストライプ形状に限られず、例えば、略格子状としてもよい。この場合、第２方向に延在する開口部は、隣接する背面電極４の間に位置し、且つ、所定の間隔を隔てて略平行に設けられている（図２５）。
さらに、エッチングの方法は、上記ドライエッチング法に限定されるものではなく、ウェットエッチング法、サンドブラスト法等を用いることができる。
【００８１】
またさらに、図２６に実施の形態６の変形例の表示装置１０ｄを示す。この表示装置１０ｄは、実施の形態６に係る表示装置１０ｃに比べて、発光層３の少なくとも一部が除去されるまでエッチングが至っていない点で相違する。この変形例の表示装置１０ｄでは、ウェットエッチングの過程で、発光層３に浸透、拡散したエッチング液が、発光層３内の隣り合う画素領域３ａの間の画素間領域（非画素領域）３ｂの一部に高抵抗領域３２を形成している。
【００８２】
＜効果＞
本実施の形態６に係る表示装置では、発光層３の同一平面内において、隣り合う画素間の画素間領域３ｂに画素領域３ａよりも高抵抗の領域を形成した。これによって、エレクトロルミネセンス発光を示す低抵抗の発光層を用いた表示装置であっても、表示の際のクロストークを大幅に低減することができ、表示品質の向上を実現することができる。
【００８３】
（実施の形態７）
＜表示装置の概略構成＞
図２７は、本実施の形態７の表示装置２０の概略構成を示す断面図である。この表示装置２０では、発光体を含有する発光層３は、第１の電極である透明電極２と、第２の電極である背面電極４との間に構成されている。また、透明電極２と発光層３との間に挟まれて第１の緩衝層６が設けられている。さらに、これらを支えるものとして、基板１が背面電極４に隣接して構成されている。透明電極２と背面電極４とは、電源を介して電気的に接続されている。電源から電力が供給されると、透明電極２及び背面電極４との間に電位差が生じ、電圧が印加され、発光層３に電流が流れる。そして、透明電極２と背面電極４とに挟持されている発光層３の発光体が発光し、その光が透明電極２を透過して表示装置２０の外部に取り出される。本実施の形態に係る表示装置２０においては、電源として直流電源を用いている。また、図２７に示すように透明電極２上に、カラーフィルタ１７をさらに備えている。このカラーフィルタ１７は、隣り合う画素間の領域にブラックマトリクス１９を備え、ブラックマトリクス１９に囲まれている画素に対応した領域は、発光層３からの発光をＲＧＢの色毎に選択的に透過する。
【００８４】
一方、上述の構成に限られず、発光層３を複数層設ける、第１の電極及び第２の電極の両方を透明電極にする、背面電極４を黒色電極とする、表示装置２０の全部又は一部を保護層１１によって封止する構造を更に備える、発光取出し方向前方であって、カラーフィルタ１７の手前に、発光層３からの発光色を色変換する構造（色変換層１６）を更に備える等、適宜変更が可能である。
【００８５】
＜製造方法＞
以下、実施の形態７に係る表示装置２０の製造方法の一実施例を説明する。
（１）基板１としてガラス基板を準備する。
（２）次に、基板１上に、スパッタリング法により背面電極４を形成する。背面電極４としては、Ｐｔを使用し、ガラス基板１の面に平行な第１方向に、且つ、所定の間隔を隔てて互いが平行に延在している複数の線状パターンとして形成する。
（３）次に、ガラス基板１から背面電極４上に、実施の形態１と同様にしてベタ状に発光層３を形成する。
（４）次に、発光層３上の画素に対応する領域３ａに、ドーパント材料をマスキング蒸着した後、アニールによってドーパントを熱拡散させる。これによって、発光層３の面内において、画素領域３ａが高濃度、画素間領域３ｂが低濃度となるドーパント濃度分布を形成する。このときのドーパント濃度分布の様子を図２８に示す。特定のドーパント材料、例えばＺｎ等は発光層の低抵抗化の因子となっている。画素間領域３ｂは、画素領域３ａよりもドーパント濃度が低いため、画素領域３ａよりも抵抗が高くなる。また、同時に発光層３内のホスト物質についても結晶化が進み、非発光再結合中心の密度を減らす効果もある。
（５）次に、発光層３上に、第１の緩衝層６としてＡｌをスパッタリング法で厚さ２００ｎｍ堆積する。
（６）第１の緩衝層６の上に、スパッタリング法により透明電極２を形成する。透明電極２としては、ＩＴＯを使用し、ガラス基板１の面に平行であって、前述の第１方向に対して略直交する第２方向に、且つ、所定の間隔を隔てて互いが平行に延在している複数の線状パターンとして形成する。
【００８６】
（７）次に、発光層３、第１の緩衝層６から透明電極２上に保護層としてＳｉＮを成膜した後、カーボンブラックを含む樹脂材料を使用し、フォトリソグラフィ法によって、ブラックマトリクス１９を形成する。ブラックマトリクス１９は、ガラス基板面に平行であって、前述の背面電極４の間隙に第１方向に延在する複数の線上パターンと、隣接する透明電極２の間隙に第２方向に延在している複数の線状パターンにより、略格子状になるように配する。
（８）次に、カラーレジストを使用し、フォトリソグラフィ法によって、ブラックマトリクス１９の間に着色パターンを形成する。Ｒ、Ｇ、Ｂの色毎にこれを繰り返し、カラーフィルタ１７を形成する。
（９）次に、カラーフィルタ１７上に、エポキシ樹脂を用いて絶縁性の保護層１１を形成する。
以上の工程によって、本実施例のトップエミッション型表示装置２０を得た。
【００８７】
なお、アニールの手段としては電気炉等による全体加熱でも、レーザ照射による局所加熱によって行ってもよい。また、図２９に示すようにガラス基板１上に設けたカラーフィルタ１７と色変換層１６を、接着層３４を介して貼り合わせることにより、別例のトップエミッション型表示装置２０ａを作成することも可能である。
【００８８】
＜効果＞
本実施の形態７に係る表示装置２０では、発光層３の同一平面内において、隣り合う画素領域３ａの間の画素間領域の発光層３ｂを画素領域の発光層３ａよりも高抵抗化したことにより、エレクトロルミネセンス発光を示す低抵抗の発光層を用いた表示装置であっても、表示の際のクロストークを大幅に低減することができ、表示品質の向上を実現できる。
【００８９】
（実施の形態８）
＜表示装置の概略構成＞
図３０は、本実施の形態８の表示装置２０ｂの概略構成を示す断面図である。この表示装置２０ｂは発光を透明基板１側から取り出すボトムエミッション型構成である。カラーフィルタ１７及び色変換層１６が発光層３の下層に配置されることを除いては、実施の形態７と実質的に同一の部材を用いることができる。
【００９０】
＜製造方法＞
以下、実施の形態８に係る表示装置の製造方法の一実施例を説明する。
（１）透明基板１としてガラス基板を準備する。
（２）ガラス基板１上に、カーボンブラックを含む樹脂材料を使用し、フォトリソグラフィ法によって、ブラックマトリクス１９を形成する。ブラックマトリクス１９は、ガラス基板１の面に平行な第１方向に所定の間隔を隔てて平行に延在している複数の線状パターンと、第１方向と直交する方向に所定の間隔を隔てて平行に延在している複数の線状パターンにより、略格子状になるように配する。
（３）次に、カラーレジストを使用し、フォトリソグラフィ法によって、ブラックマトリクス１９の間に着色パターンを形成する。Ｒ、Ｇ、Ｂの色毎にこれを繰り返してカラーフィルタ１７を形成する。
（４）次に、カラーフィルタ１７の各着色パターン上に、色変換層１６を形成し、さらに該色変換層１６上にスパッタリング法により透明電極２を形成する。透明電極２としてはＩＴＯを使用し、第１方向に延在している複数のブラックマトリクス１９に対して、隣接するブラックマトリクス１９の間の位置にあって、略平行に延在し、且つ、所定の間隔を隔てて形成する。
（５）さらに、透明電極２の上に実施の形態１と同様にして第１の緩衝層６を形成する。
（６）次に、色変換層１６、透明電極２、第１の緩衝層６の上に、実施の形態１と同様にして、ベタ状に発光層３を形成する。さらに、発光層３上の画素に対応する領域３ａに、ドーパント材料をイオン注入することにより、発光層３面内において、画素領域３ａが高濃度、画素間領域３ｂが低濃度となるドーパント濃度分布を形成する。
（７）次に、発光層３上に、スパッタリング法により背面電極４を形成する。背面電極４としては、Ｐｔを使用し、第２方向に延在している複数のブラックマトリクス１９に対して、隣接するブラックマトリクス１９の間の位置にあって、略平行に延在し、且つ、所定の間隔を隔てて形成する。その結果、透明電極２と背面電極４は、カラーフィルタ１７の着色パターン上で互いに直交し、且つ、発光層３を挟んで対面している。
（８）次に、発光層３及び背面電極４上に、エポキシ樹脂を用いて絶縁性の保護層１１を形成した。
以上の工程によって、本実施例のボトムエミッション型表示装置２０ｂを得た。
【００９１】
この表示装置２０ｂでは、各画素が発光素子からなり、複数の画素を２次元的に配置して構成されている。この表示装置２０ｂによれば、実施の形態１の表示装置と同様、表示の際のクロストークを大幅に低減することができ、表示品質の向上を実現できる。
【００９２】
（実施の形態９）
＜表示装置の概略構成＞
図３１は、本実施の形態９の表示装置２０ｃの概略構成を示す断面図である。この表示装置２０ｃは、各画素にスイッチング用の薄膜トランジスタを設けた基板３８（以下、「ＴＦＴ基板」という。）を用いているアクティブ駆動型の表示装置である。この表示装置２０ｃは、ＴＦＴ基板３８上に、画素毎に設ける背面電極４、ベタ状の発光層３、第１の緩衝層６、ベタ状の透明電極２を順次積層して形成する。発光は透明電極２側から取り出すトップエミッション型構成である。ＴＦＴ基板３８を用いていることを除いては、実施の形態１と実質的に同一の部材、同一の製造方法を用いることができる。
【００９３】
この表示装置２０ｃでは、実施の形態１の表示装置と同様、表示の際のクロストークを大幅に低減することができ、表示品質の向上を実現できる。
【００９４】
（実施の形態１０）
＜表示装置の概略構成＞
図３２は、本実施の形態１０の表示装置２０ｄの概略構成を示す断面図である。この表示装置２０ｄは、発光をＴＦＴ基板３８側から取り出すボトムエミッション型構成である。カラーフィルタ１７及び色変換層１６が発光層３の下側に配置されているため、実施の形態８と同様に、下層に熱ストレスを加えない製造方法により発光層３のドーパント濃度分布を形成する。この濃度分布形成過程を除いては、実施の形態９と実質的に同一の部材を用いることができる。
【００９５】
この表示装置２０ｄでは、実施の形態１の表示装置と同様、表示の際のクロストークを大幅に低減することができ、表示品質の向上を実現できる。
【００９６】
（実施の形態１１）
＜表示装置の概略構成＞
図３３は、本実施の形態１１に係る表示装置３０の概略構成を示す断面図である。この表示装置３０では、発光体を含有する発光層３は、第１の電極である透明電極２と、第２の電極である背面電極４との間に構成されている。また、透明電極２と発光層３との間に挟まれて第１の緩衝層６が設けられている。さらに、これらを支えるものとして、基板１が背面電極４に隣接して構成されている。透明電極２と背面電極４とは、電源を介して電気的に接続されている。電源（図示せず）から電力が供給されると、透明電極２及び背面電極４との間に電位差が生じ、電圧が印加され、発光層３に電流が流れる。そして、透明電極２と背面電極４とに挟持されている発光層３の発光体が発光し、その光が透明電極２を透過して表示装置３０の外部に取り出される。本実施の形態１１に係る表示装置３０においては、電源として直流電源を用いている。また、図３３に示すように、透明電極２上に、色変換層１６、カラーフィルタ１７をさらに備えている。このカラーフィルタ１７は、隣り合う画素間の画素間領域に対応してブラックマトリクス１９を備え、ブラックマトリクス１９に囲まれている画素に対応した領域は、発光層３からの発光をＲＧＢの色毎に選択的に透過する。また、色変換層１６は、発光層３からの発光色を長波長光に変換する機能を有しており、例えば、発光層３より青色光が発する場合、色変換層１６にて、青色光が緑色光や赤色光に変換され、外部へ取り出される。
【００９７】
一方、上述の構成に限られず、発光層３を複数層設ける、第１の電極及び第２の電極の両方を透明電極にする、背面電極４を黒色電極とする、表示装置３０の全部又は一部を保護層１１によって封止する構造を更に備える等、適宜変更が可能である。発光層３からの発光が白色光であれば、色変換層１６を不要とする構成もまた可能である。
【００９８】
＜製造方法＞
以下、実施の形態１１に係る表示装置３０の製造方法の一実施例を説明する。
（１）基板１としてガラス基板を準備する。
（２）次に、基板１上に、スパッタリング法により背面電極４を形成する。背面電極４としては、Ｐｔを使用し、ガラス基板１の面に平行な第１方向に、且つ、所定の間隔を隔てて互いに平行に延在している複数の線状パターンとして形成する。
（３）次に、ガラス基板１から背面電極４上に、実施の形態１と同様にしてベタ状に発光層３を形成する。
（４）次に、発光層３の画素に対応する画素領域３ａにのみレーザアニールを施すことによって、発光層３の面内において、画素領域３ａが結晶質領域、画素間領域３ｂが非晶質領域となる結晶性の分布パターンを形成する。
（５）次に、発光層３上に、第１の緩衝層６としてＡｌをスパッタリング法で厚さ２００ｎｍ堆積する。
（６）第１の緩衝層６の上に、スパッタリング法により透明電極２を形成する。透明電極２としては、ＩＴＯを使用し、ガラス基板面に平行であって、前述の第１方向に対して略直交する第２方向に、且つ、所定の間隔を隔てて互いが平行に延在している複数の線状パターンとして形成する。
（７）次に、発光層３、第１の緩衝層６、透明電極２の上に保護層１８としてＳｉＮを成膜した後、カーボンブラックを含む樹脂材料を使用し、フォトリソグラフィ法によって、ブラックマトリクス１９を形成する。ブラックマトリクス１９は、ガラス基板１の面に平行であって、前述の背面電極４の間隙に第１方向に延在する複数の線上パターンと、透明電極２の間隙に第２方向に延在している複数の線状パターンにより、略格子状になるように配する。
（８）次に、色変換層１６をインクジェット法にて形成した後、カラーレジストを使用し、フォトリソグラフィ法によって、ブラックマトリクス１９の間に着色パターンを形成する。Ｒ、Ｇ、Ｂの色毎にこれを繰り返してカラーフィルタ１７を形成する。
（９）次に、カラーフィルタ１７上に、エポキシ樹脂を用いて絶縁性の保護層１１を形成する。
以上の工程によって、本実施例のトップエミッション型表示装置３０を得た。
【００９９】
なお、図３４に示すようにガラス基板１上に設けたカラーフィルタ１７と色変換層１６を、接着層３４を介して貼り合わせることにより、別例のトップエミッション型表示装置３０ａを作成することも可能である。なお、この場合、透明電極２の上に保護層１８ｂを設け、色変換層１６の上に保護層１８ａを設け、それぞれの保護層１８ａ、１８ｂのいずれかの上に接着層３４を設けて互いに貼り合わせてもよい。また、この接着層３４は、接着剤３５と充填剤３６とからなる。
【０１００】
＜効果＞
本実施の形態１１に係る表示装置３０では、発光層３の同一平面内において、画素領域３ａを結晶質領域にして、隣り合う画素間の画素間領域３ｂを非晶質領域にすることにより、エレクトロルミネセンス発光を示す低抵抗の発光層を用いた表示装置であっても、表示の際のクロストークを大幅に低減することができ、表示品質の向上を実現できる。
【０１０１】
（実施の形態１２）
＜表示装置の概略構成＞
図３５は、本実施の形態１２に係る表示装置３０ｂの構成を示す概略断面図である。この表示装置３０ｂは、各画素にスイッチング用の薄膜トランジスタを設けた基板（以下、「ＴＦＴ基板」という。）３８を用いているアクティブ駆動型の表示装置である。この表示装置３０ｂは、ＴＦＴ基板３８上に、画素毎に設ける背面電極４、ベタ状の発光層３、第１の緩衝層６、ベタ状の透明電極２を順次積層して形成する。この表示装置３０ｂは、発光を透明電極２側から取り出すトップエミッション型構成である。ＴＦＴ基板３８を用いていることを除いては、実施の形態１と実質的に同一の部材、同一の製造方法を用いることができる。
【０１０２】
この表示装置３０ｂでは、実施の形態１の表示装置と同様、表示の際のクロストークを大幅に低減することができ、表示品質の向上を実現することができる。
【０１０３】
上述の通り、本発明は好ましい実施の形態により詳細に説明されているが、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的範囲内において多くの好ましい変形例及び修正例が可能であることは当業者にとって自明なことであろう。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明に係る表示装置は、低電圧での駆動が可能であり、且つ、高輝度、高効率の発光素子を用いた表示装置であって、クロストークを防止し、高品位の表示が可能な表示装置を提供するものである。特に、テレビ等の高品位ディスプレイデバイスとして有用である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方が透明又は半透明である一対の第１電極及び第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に挟まれて設けられている発光層と、
前記第１電極又は前記第２電極と、前記発光層との間に挟まれて設けられた少なくとも一つの緩衝層と
を備え、
前記発光層は、所定範囲を選択的に発光可能な複数の画素領域と、前記画素領域の少なくとも一部を区切る非画素領域とを有し、
前記緩衝層を設けたことによって、前記緩衝層を挟持する前記電極と前記発光層との間の電位障壁の大きさが、前記電極と前記発光層とを直接接触させた場合のショットキー障壁の大きさより小さくなることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記画素領域と前記非画素領域とは、前記発光層の同一平面内にわたって周期的に分布しており、且つ、前記画素領域は前記非画素領域によって分割されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記非画素領域は、前記画素領域をストライプ状に区切るように設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記非画素領域は、前記画素領域を構成する発光層の不連続な領域を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記非画素領域は、前記画素領域を構成する発光層の少なくとも一部を区切る前記第１電極又は第２電極の一部分を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記非画素領域は、前記画素領域より高抵抗な領域からなることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項７】
前記非画素領域は、真空若しくは不活性ガスを充填した中空領域であることを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記非画素領域は、絶縁性樹脂を主体とする固体領域であることを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
【請求項９】
前記発光層は、Ａｇ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｉｎから選択される１又は複数の元素を含み、
前記非画素領域は、前記画素領域とは前記元素の含有濃度が異なることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記発光層は、化合物半導体からなることを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記非画素領域は、非晶質領域からなることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記画素領域は、前記発光層を構成する材料の結晶質領域からなり、前記非画素領域は、前記発光層を構成する材料の非晶質領域からなることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記第１電極と前記第２電極との間に直流電圧を印加して発光させるものであって、前記第１電極又は前記第２電極のいずれか一方の電極が電子注入電極として機能し、他方の電極が正孔注入電極として機能し、
前記緩衝層は、
前記電子注入電極と前記発光層との間に設けられた第１の緩衝層と、
前記正孔注入電極と前記発光層との間に設けられた第２の緩衝層と
の２つの緩衝層を備えることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記第１電極と前記第２電極との間に直流電圧を印加して発光させるものであって、前記第１電極又は前記第２電極のいずれか一方の電極が電子注入電極として機能し、他方の電極が正孔注入電極として機能し、
前記緩衝層は、
前記電子注入電極と前記発光層との間に設けられた第１の緩衝層と、
前記正孔注入電極と前記発光層との間に設けられた第２の緩衝層と
のうち少なくとも一方の緩衝層を備えることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項１５】
前記第１の緩衝層は、仕事関数が３．５ｅＶ以下の物質を含んでいることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の表示装置。
【請求項１６】
前記第２の緩衝層は、仕事関数が５．０ｅＶ以上の物質を含んでいることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の表示装置。
【請求項１７】
前記第１の緩衝層は、アルカリ金属酸化物を含んでいることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の表示装置。
【請求項１８】
前記第１の緩衝層は、電気陰性度が３以上の物質で構成されていることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の表示装置。
【請求項１９】
前記発光層は、ｎ型半導体層とｐ型半導体層とが積層された２層型発光層であることを特徴とする請求項１から１８のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項２０】
前記発光層は、ｎ型半導体層とｐ型半導体層と、その間に挟まれた無ドープの半導体層とで構成された３層型発光層であることを特徴とする請求項１から１８のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項２１】
前記第１電極及び前記第２電極に対向し、且つ、前記発光層からの発光の取出し方向の前方に色変換層をさらに備えることを特徴とする請求項１から２０のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項２２】
前記電極の少なくとも一方に面して支持する支持体基板をさらに備えることを特徴とする請求項１から２１のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項２３】
基板を準備する工程と、
前記基板の上に第１電極を形成する工程と、
前記第１電極の上に、前記第１電極と前記発光層との間の電位障壁の大きさが、前記第１電極と前記発光層とを直接接触させた場合のショットキー障壁の大きさよりも小さくする第１の緩衝層を形成する工程と、
前記第１の緩衝層の上に発光層を形成する工程と、
前記発光層の一部にレーザアニールを行って、結晶質の画素領域と非結晶質の非画素領域とを画成する工程と、
前記発光層の上に透明又は半透明である第２電極を形成する工程と、
を含むことを特徴とする表示装置の製造方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【国際調査報告】
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2008105153.tif 000080
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