(57)【要約】【課題】高い光取り出し効率を有する発光素子を提供することを課題とする。また、高輝度化、低消費電力化が図られた発光素子及び表示装置を提供することを課題とする。【解決手段】対向する第１の電極と第２の電極との間に発光層を有している発光素子である。また、少なくとも第１の電極と発光層との間に誘電体層を有し、当該誘電体層には光散乱微粒子が分散されている。発光層にて発光した光は、第１の電極から外部へ取り出される。【選択図】図１
2008010402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極と、
第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に発光層と、
前記第１の電極と前記発光層との間に誘電体層と、
を有し、
前記誘電体層は光散乱微粒子が分散されており、
前記発光層にて発光した光は前記第１の電極から取り出されることを特徴とする発光素子。
【請求項２】
第１の電極と、
第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に発光層を有し、
前記発光層はバインダと、粒子状の発光材料と、光散乱微粒子とを含み、前記バインダ中に粒子状の発光材料と光散乱微粒子が分散されており、
前記発光層にて発光した光は前記第１の電極から取り出されることを特徴とする発光素子。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
前記光散乱微粒子は、有機材料又は無機材料からなり、粒径が２ｎｍ以上１００ｎｍ以下の微粒子であることを特徴とする発光素子。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
前記第１の電極は透光性を有する電極であることを特徴とする発光素子。
【請求項５】
第１の基板と、
第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に、発光素子と、前記発光素子を封止するために設けられたシール材と、
を有し、
前記発光素子は、第１の電極と第２の電極との間に発光層と、
前記第１の電極と前記発光層との間に誘電体層と、を含み、
前記誘電体層は光散乱微粒子が分散されており、
前記発光層にて発光した光は前記第１の電極を介して前記第１の基板から取り出されることを特徴とする表示装置。
【請求項６】
第１の基板と、
第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に、発光素子と、前記発光素子を封止するために設けられたシール材と、
を有し、
前記発光素子は、第１の電極と第２の電極との間に発光層を含み、
前記発光層はバインダと、粒子状の発光材料と、光散乱微粒子とを含み、前記バインダ中に粒子状の発光材料と光散乱微粒子が分散されており、
前記発光層にて発光した光は前記第１の電極を介して前記第１の基板から取り出されることを特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項５又は請求項６において、
前記光散乱微粒子は、有機材料又は無機材料からなり、粒径が２ｎｍ以上１００ｎｍ以下の微粒子であることを特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項５乃至請求項７のいずれか一において、
前記第１の電極は透光性を有する電極であり、
前記第１の基板は可視光に対して透過率が８０％以上の基板であることを特徴とする表示装置。
【請求項９】
請求項５乃至請求項８のいずれか一において、
前記シール材は前記第１の基板及び前記第２の基板の周辺部に設けられ、
前記第１の基板、前記第２の基板及び前記シール材により気密にされた前記第１の基板と前記第２の基板との間には気体が充填されていることを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
請求項５乃至請求項８のいずれか一において、
前記シール材は前記第１の基板及び前記第２の基板の周辺部に設けられ、
前記第１の基板、前記第２の基板及び前記シール材により気密にされた前記第１の基板と前記第２の基板との間には樹脂が設けられていることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気エネルギーの印加によって発光を行う発光素子及び当該発光素子を備える表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイを代表とするフラットパネルディスプレイの改善が進み、映像品位の向上、低消費電力化、長寿命化等が図られてきている。しかしながら、液晶ディスプレイに使用される液晶には自発光性はなく、一対の基板間に液晶層を構成し、一対の基板の片側から光源（バックライト）を当て、光源からの光を液晶にて透過或いは遮断の制御を行うことにより映像を得ている。そのため、液晶本来の制御に加え、付設する別光源を使用するため、大きな電気エネルギーが必要となる。
【０００３】
そこで、自発光型の発光素子の１つとしてエレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子（以下、ＥＬ素子という）が注目を浴びてきている。ＥＬ素子には、自発光性の他にも薄く軽量などの利点もあり、研究が進められている。前記の液晶ディスプレイでは、カラー化を果たすに当たり、カラーフィルターと呼ばれる、色変換層を液晶層表面に付設する必要がある。一方、ＥＬ素子では、個々の材料によって、赤、緑、青などの種々の発光を示すことができる。そのため、液晶ディスプレイではカラーフィルターによって光源からの光が減衰するのに対し、ＥＬ素子ではカラーフィルターを用いることなく容易にフルカラー化を達成できると言う利点が存在する。
【０００４】
また、発光素子は、発光材料が有機化合物であるか、無機化合物であるかによって区別され、一般的に、前者は有機発光素子、後者は無機発光素子と呼ばれている。さらに、無機発光素子は、その素子構成により、薄膜型無機発光素子と分散型無機発光素子とに分類される。前者は発光材料の薄膜からなる発光層を有し、後者は粒子状の発光材料をバインダ中に分散させた発光層を有している点に違いがある。なお、両者の発光素子とも得られる発光のメカニズムは、ドナー準位とアクセプター準位を利用するドナー−アクセプター再結合型発光と、金属イオンの内殻電子遷移を利用する局在型発光とがある。一般的に、薄膜型無機発光素子では局在型発光、分散型無機発光素子ではドナー−アクセプター再結合型発光である場合が多い。
【０００５】
発光素子を画素に用いたエレクトロルミネッセンスパネル（以下、ＥＬパネルともいう）を実用化していくに当たり、発光素子の自発光と言う特徴を活かすべく、低消費電力で明るく鮮やかに表示できるディスプレイの実現が求められている。その要求に応える為に発光素子に使用する材料の電流輝度特性等の改善によって電力効率の改善が進められてきているが、上述した方法では電力効率の改善に限界がある。
【０００６】
発光素子の発光層から発した光はその全てが外部に放出される訳ではなく、屈折率の異なる膜の界面を通過する時に一部が全反射を生じてしまう。そして、全反射した光は発光素子内部にて吸収、減衰してしまうことによって、外部への光取り出し効率が低下してしまう。
【０００７】
特許文献１には、全反射量を少なくすることにより、光取り出し効率を向上させたＥＬ素子が記載されている。特許文献１では、粒子を分散させた膜を透明電極層上に設けることで、膜内を通過する光を粒子により散乱させて、透明電極層と低屈折率膜の界面に入射する光が臨界角を満たさないようにしている。
【特許文献１】特開２００４−３０３７２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記特許文献１と異なる手段により発光層で発光した光が全反射される量を減らし、外部への光取り出し量を向上させることによって、高い光取り出し効率を有する発光素子を提供することを課題とする。また、本発明は、高輝度化、低消費電力化が図られた発光素子及び表示装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の発光素子は、対向する第１の電極と第２の電極との間に発光層を有している。また、少なくとも第１の電極と発光層との間に誘電体層を有し、当該誘電体層には光散乱微粒子が分散されている。発光層から発した光は、第１の電極から外部へ取り出される。
【００１０】
また、上記構成の発光素子において、第２の電極と発光層との間にも誘電体層が設けられていてもよい。また、第１の電極と発光層との間に光散乱微粒子が分散された誘電体層を二層設けてもよい。
【００１１】
本発明の発光素子の他の構成は、対向する第１の電極と第２の電極との間に発光層を有し、当該発光層はバインダ中に粒子状の発光材料と光散乱微粒子とが分散された構造となっている。発光層から発した光は、第１の電極から外部へ取り出される。
【００１２】
また、上記の構成の発光素子において、第１の電極と発光層との間に、さらに光散乱微粒子が分散された誘電体層が設けられていてもよい。
【００１３】
光散乱微粒子は、有機材料又は無機材料を用いて形成された微粒子である。また、光散乱微粒子の屈折率は、光が取り出される第１の電極の屈折率と同じかそれ以上であることが好ましい。なお、電極の屈折率とは、電極が単層膜であるときは、この単層膜の屈折率を言う。多層膜でなるときは、発光素子に対して最も外側の層の屈折率の事を言う。
【００１４】
光散乱微粒子の大きさ（粒径）は、発光層から発した光を誘電体層と第１の電極との界面を通過できるように屈折、散乱させることができる大きさであることが好ましい。具体的には、光散乱微粒子の大きさは平均２ｎｍ以上、より好ましくは２０ｎｍ以上とする。また、微粒子の大きさは可視広域の波長を超えないことが好ましい。具体的には、光散乱微粒子の大きさは平均８００ｎｍ以下が好ましく、発光素子の光学設計を考慮すると平均１００ｎｍ以下が好ましい。
【００１５】
また、第１の電極は発光層から発した光を取り出すため、透光性を有する電極であることが好ましい。
【００１６】
本発明は、所定の屈折率を有する微粒子を誘電体層中又は発光層中に複数設けることにより、発光層から誘電体層を通過する光の臨界角又は発光層中に分散された発光材料から発光層を通過する光の臨界角が多様化する。そして、従来では電極との界面で全反射されていた光も外部へ取り出すことが可能になる。したがって、発光素子の光取り出し効率を向上させることができる。
【００１７】
光散乱微粒子を通過した光が電極との界面で全反射を起こさないようにするため、光散乱微粒子の屈折率は電極の屈折率と同じかそれ以上とするのが好ましい。
【００１８】
本発明の表示装置は、対向する第１の基板と第２の基板との間に上記構成の発光素子を備え、発光素子からの光を第１の基板から取り出している。また、第１の基板と第２の基板との間に、発光素子を封止するためのシール材が設けられている。
【００１９】
シール材は、第１の基板と第２の基板の周辺部に設けられており、当該第１の基板と第２の基板との間で且つシール材に囲まれた領域には気体が充填されている、又は固体が設けられていることが好ましい。気体が充填される場合は、気体として窒素、アルゴンのような不活性ガスを用いることが好ましい。また、固体が設けられる場合は、固体として樹脂を用いることが好ましい。
【００２０】
また、第１の基板は、発光素子からの発光を取り出すため、可視光に対して透過率が高い基板を用いることが好ましい。具体的には、第１の基板は、可視光に対して透過率が８０％以上であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明により、発光層から発した光が電極から取り出されるときに全反射する光の量が少なくなる為、発光素子の光取り出し効率を向上させることができる。また、高い光取り出し効率を有する発光素子を備えることによって、表示装置の高輝度化、低消費電力化が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。但し、本発明は多くの異なる様態で実施することが可能である。本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更することは当業者であれば容易に理解される。本発明は本実施の形態の記載内容に限定されて解釈されるものではない。
【００２３】
また、本発明の趣旨を逸脱することなく、各実施形態を適宜組み合わせることが可能である。異なる実施形態において、共通の要素には同じ符号を付して説明したため、説明を省略することがある。
【００２４】
（実施の形態１）
本実施形態では、本発明の発光素子の１つである薄膜型無機発光素子を使用した形態を示す。図１（Ａ）にはトップエミッション構造を用いた表示装置の断面図を示す。また、図１（Ｂ）にはボトムエミッション構造を用いた表示装置の断面図を示す。なお、本明細書でトップエミッション構造とは、発光素子の発光を上方（封止用の基板側）から取り出す構造を指す。一方、ボトムエミッション構造とは、発光素子の発光を下方（素子が設けられた基板側）から取り出す構造を指す。
【００２５】
以下の本実施形態では、図１（Ａ）と図１（Ｂ）では、反射電極１０３と透過電極１０５の位置と、第１の誘電体層１０７と第２の誘電体層１０８の位置が反対になり、その形成順序が逆になるだけなので、特に記載なき場合はトップエミッション構造の図１（Ａ）にて説明していく。
【００２６】
図１（Ａ）に、本発明の発光素子を備えた表示装置の断面図を示す。基板１０１上に発光素子１２０が設けられている。
【００２７】
発光素子１２０は、基板１０１側から反射電極１０３、第１の誘電体層１０７、発光層１０４、第２の誘電体層１０８、透過電極１０５の順に積層されている。第２の誘電体層１０８には、複数の光散乱微粒子１０６が分散されている。
【００２８】
また、反射電極１０３の一部を覆う絶縁層１１４及び隔壁層１１５により、発光素子１２０の発光層１０４を分離するのが好ましい。本実施形態では、絶縁層１１４及び隔壁層１１５により、第１の誘電体層１０７、発光層１０４、第２の誘電体層１０８、透過電極１０５を分離している。また、隔壁層１１５上には、分離した第１の誘電体層１５７、発光層１５４、第２の誘電体層１５８、透過電極１５５が積層されている。隔壁層１１５は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と他方の側壁との間隔が狭くなっていくような傾斜を有する。つまり、隔壁層１１５の短辺方向の断面は、台形状であり、底辺（絶縁層１１４の面方向と同様の方向を向き、絶縁層１１４と接する辺）の方が上辺（絶縁層１１４の面方向と同様の方向を向き、絶縁層１１４と接しない辺）よりも短い。このように、隔壁層１１５を設けることで、透過電極１０５は隣接する透過電極と絶縁することが出来る。なお、絶縁層１１４及び隔壁層１１５は必ずしも設ける必要はない。
【００２９】
また、基板１０１の周辺部に設けたシール材１１１により、封止用の基板１１２が基板１０１に固定され、発光素子１２０が封止されている。本実施形態では、基板１０１、シール材１１１、基板１１２により気密された空間には気体１１３が充填されている。空間を充填する気体１１３としては、窒素、アルゴンのような不活性ガスが好ましい。
【００３０】
基板１０１は発光素子１２０の支持基体となるものであればよく、石英基板、半導体基板、ガラス基板、プラスティック基板、可撓性のあるプラスティックフィルムなどを用いることができる。
【００３１】
封止用の基板１１２は、石英基板、半導体基板、ガラス基板、プラスティック基板、可撓性のあるプラスティックフィルムなどを用いることができる。また、本実施形態では、封止用の基板１１２に平板状の基板を用いたが、形状はこれに限定されるものではなく発光素子を封止できればよい。例えば、封止缶のようなキャップ状のものを用いることができる。
【００３２】
封止用の基板１１２が光を取り出す基板となる場合、可視光に対して透過率の高い基板を用いることが好ましい。具体的には、可視光に対して透過率が８０％以上の基板を用いることが好ましい。ここでは、図１（Ａ）に示すトップエミッション構造の場合に該当し、基板１１２の直近の電極が透光性を有する電極（透過電極１０５）となる。このとき、基板１０１は直近の電極が反射性を有する電極（反射電極１０３）であり、光を取り出さない側の基板となる。そのため、基板１０１は透明である必要はなく、着色されていても、不透明であってもよい。
【００３３】
また、基板１０１が光を取り出す側の基板となる場合、可視光に対して透過率の高い基板を用いることが好ましい。具体的には、可視光に対して透過率が８０％以上の基板を用いることが好ましい。ここでは、図１（Ｂ）に示すボトムエミッション構造の場合に該当し、基板１０１の直近の電極が透光性を有する電極（透過電極１０５）となる。このとき、封止用の基板１１２は直近の電極が反射性を有する電極（反射電極１０３）であり、光を取り出さない側の基板となる。そのため、基板１１２は透明である必要はなく、着色されていても、不透明であってもよい。
【００３４】
なお、基板１０１又は封止用の基板１１２が光を取り出す側の基板となる場合、当該光を取り出す基板にカラーフィルターを設けて、発光素子の色純度を向上させることや、発光素子の発光色を変換させたりしてもよい。
【００３５】
なお、図１（Ａ）、（Ｂ）に示す表示装置はパッシブマトリクス型の画素を示しているが、例えば、図１（Ａ）、（Ｂ）に示す表示装置をアクティブマトリクス型の画素に設けた場合は、発光素子１２０の下方に発光素子１２０の輝度や発光のタイミングを制御する為のトランジスタ、コンデンサ等を含む回路を設けることもできる。
【００３６】
基板１０１の上に反射電極１０３が形成される。反射電極１０３は、発光層から発した光を反射する機能を有し、陰極として機能する。反射電極１０３は、金属、合金等の反射性を有する導電膜から形成される。この金属膜としては、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、アルミニウム（Ａｌ）等があげられる。また、合金膜としては、マグネシウムと銀の合金、アルミニウムとリチウムとの合金等があげられる。これらの反射電極１０３を形成する膜はスパッタリング法や蒸着法を用いて形成することができる。
【００３７】
また、反射電極１０３として上記の金属膜、合金膜上に透明導電膜を積層した多層膜や上記金属膜、合金膜を２つの透明導電膜で挟んだ多層膜で形成することもできる。さらに、反射電極１０３には、屈折率の異なる透明導電膜でなる多層膜を用いることができる。光多重干渉を利用することにより、高い反射性が実現される。
【００３８】
反射電極１０３上に第１の誘電体層１０７が形成される。第１の誘電体層１０７は絶縁材料からなり、特に限定されることはないが、絶縁耐圧が高く、緻密な膜質であることが好ましい。さらには、誘電率が高いことが好ましい。例えば、酸化イットリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化タンタル、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸鉛、窒化珪素、酸化ジルコニウム等やこれらの混合膜又は２種以上の積層膜を用いることができる。第１の誘電体層１０７は、これらの材料を用いて、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法、液滴吐出法（代表的にはインクジェット法）等により形成することができる。
【００３９】
第１の誘電体層１０７上に発光層１０４が形成される。発光層１０４は発光材料の薄膜からなる層である。本実施形態で用いることのできる発光材料は、母体材料と不純物元素とで構成される。含有させる不純物元素を変化させることで、様々な色の発光を得ることができる。発光材料の作製方法としては、固相法や液相法（共沈法）などの様々な方法を用いることができる。また、噴霧熱分解法、複分解法、プレカーサーの熱分解反応による方法、逆ミセル法やこれらの方法と高温焼成を組み合わせた方法、凍結乾燥法などの液相法なども用いることができる。
【００４０】
固相法は、母体材料と、不純物元素又は不純物元素を含む化合物を秤量し、乳鉢で混合、電気炉で加熱、焼成を行い反応させ、母体材料に不純物元素を含有させる方法である。焼成温度は、７００℃〜１５００℃が好ましい。温度が低すぎる場合は固相反応が進まず、温度が高すぎる場合は母体材料が分解してしまうからである。なお、粉末状態で焼成を行ってもよいが、ペレット状態で焼成を行うことが好ましい。比較的高温での焼成を必要とするが、簡単な方法であるため、生産性がよく大量生産に適している。
【００４１】
液相法（共沈法）は、母体材料又は母体材料を含む化合物と、不純物元素又は不純物元素を含む化合物を溶液中で反応させ、乾燥させた後、焼成を行う方法である。発光材料の粒子が均一に分布し、粒径が小さく低い焼成温度でも反応が進むことができる。
【００４２】
発光材料に用いる母体材料としては、硫化物、酸化物、窒化物を用いることができる。硫化物としては、例えば、硫化亜鉛、硫化カドミウム、硫化カルシウム、硫化イットリウム、硫化ガリウム、硫化ストロンチウム、硫化バリウム等を用いることができる。また、酸化物としては、例えば、酸化亜鉛、酸化イットリウム等を用いることができる。また、窒化物としては、例えば、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、窒化インジウム等を用いることができる。さらに、セレン化亜鉛、テルル化亜鉛等も用いることができ、硫化カルシウム−ガリウム、硫化ストロンチウム−ガリウム、硫化バリウム−ガリウム等の３元系の混晶であってもよい。
【００４３】
本実施形態に示す発光素子１２０が局在型発光素子の場合、不純物元素としてマンガン（Ｍｎ）、銅（Ｃｕ）、サマリウム（Ｓｍ）、テルビウム（Ｔｂ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジウム（Ｐｒ）などを用いることができる。なお、電荷補償として、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）などのハロゲン元素が添加されていてもよい。
【００４４】
一方、本実施形態に示す発光素子１２０がドナー−アクセプター再結合型発光素子の場合、ドナー準位を形成する第１の不純物元素及びアクセプター準位を形成する第２の不純物元素を含む発光材料を用いることができる。第１の不純物元素は、例えば、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、アルミニウム（Ａｌ）等を用いることができる。第２の不純物元素としては、例えば、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）等を用いることができる。
【００４５】
ドナー−アクセプター再結合型発光の発光材料を固相法を用いて合成する場合、母体材料と、第１の不純物元素又は第１の不純物元素を含む化合物と、第２の不純物元素又は第２の不純物元素を含む化合物をそれぞれ秤量し、乳鉢で混合した後、電気炉で加熱、焼成を行う。母体材料としては、上述した母体材料を用いることができ、第１の不純物元素又は第１の不純物元素を含む化合物としては、例えば、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、硫化アルミニウム等を用いることができる。第２の不純物元素又は第２の不純物元素を含む化合物としては、例えば、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、硫化銅、硫化銀等を用いることができる。焼成温度は、７００℃〜１５００℃が好ましい。温度が低すぎる場合は固相反応が進まず、温度が高すぎる場合は母体材料が分解してしまうからである。なお、粉末状態で焼成を行ってもよいが、ペレット状態で焼成を行うことが好ましい。
【００４６】
また、固相反応を利用する場合の不純物元素として、第１の不純物元素と第２の不純物元素で構成される化合物を組み合わせて用いてもよい。この場合、不純物元素が拡散されやすく、固相反応が進みやすくなるため、均一な発光材料を得ることができる。さらに、余分な不純物元素が入らないため、純度の高い発光材料が得ることができる。第１の不純物元素と第２の不純物元素で構成される化合物としては、例えば、塩化銅、塩化銀（ＡｇＣｌ）等を用いることができる。
【００４７】
なお、これらの不純物元素の濃度は、母体材料に対して０．０１ａｔｏｍ％〜１０ａｔｏｍ％であればよく、好ましくは０．０５ａｔｏｍ％〜５ａｔｏｍ％の範囲である。
【００４８】
本実施の形態の発光素子１２０は薄膜型無機発光素子であり、発光層１０４は上記発光材料を含む層である。その形成方法は、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着（ＥＢ蒸着）法等の真空蒸着法、スパッタリング法等の物理気相成長法（ＰＶＤ）、有機金属ＣＶＤ法、ハイドライド輸送減圧ＣＶＤ法等の化学気相成長法（ＣＶＤ）、原子層エピタキシ法（ＡＬＥ）等を用いて形成することができる。
【００４９】
発光層１０４上に第２の誘電体層１０８が形成される。この第２の誘電体層１０８中には、光散乱微粒子１０６が分散されている。第２の誘電体層１０８は、絶縁材料からなり、特に限定されることはないが、絶縁耐圧が高く、緻密な膜質であることが好ましい。さらには、誘電率が高いことが好ましい。例えば、酸化イットリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化タンタル、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸鉛、窒化珪素、酸化ジルコニウム等やこれらの混合膜又は２種以上の積層膜を用いることができる。第２の誘電体層１０８は、これらの材料を用いて、主に湿式法を使用して形成される。例えば、液滴吐出法やスピンコート法、ディップコート法、印刷法などで光散乱微粒子１０６を分散させた第２の誘電体層１０８を形成する。
【００５０】
光散乱微粒子１０６は、透過電極１０５の屈折率と同じかそれ以上の屈折率を有する材料でなり、有機材料、無機材料のいずれの材料でもよい。例えば、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）から選ばれた元素の酸化物、またはこれらの酸化物にドーパントを添加した化合物がある。酸化亜鉛のドーパントとしては、Ａｌ、Ｇａ、Ｂ、Ｉｎ等がある。なお、これらのドーパントを含む酸化亜鉛（ＺｎＯ）は、それぞれ、ＡＺＯ、ＧＺＯ、ＢＺＯ、ＩＺＯと呼ばれている。酸化インジウムのドーパントとしてはＳｎ、Ｔｉ等がある。Ｓｎを添加した酸化インジウムはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）と呼ばれている。酸化錫のドーパントとしてはＳｂ、Ｆ等がある。その他、酸化ストロンチウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化イットリウム、酸化セシウムなどの金属酸化物があげられる。また、各種強誘電体材料を用いることができる。例えば、チタン酸バリウム、ニオブ酸カリウム、ニオブ酸リチウムなどの酸化物強誘電体材料がある。また、酸化珪素、窒化珪素、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ、０＜ｘ＜４／３、０＜ｙ＜２、０＜３ｘ＋２ｙ≦４）、ジルコニア、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）、カーボンナノチューブ等の無機材料を用いることができるが、誘電体層に分散されるため、高誘電性をもつ材料が好ましい。
【００５１】
光散乱微粒子１０６の大きさ（粒径）は、従来では誘電体層と透過電極との界面で全反射されていた入射角を持つ光を屈折、散乱させて、該誘電体層と透過電極との界面を通過できるようにする効果がえられる大きさである必要がある。具体的には、光散乱微粒子１０６の大きさは平均２ｎｍ以上、より好ましくは２０ｎｍ以上とする。また、光散乱微粒子１０６の大きさは、可視光域の波長を超えないことが好ましく、上限は平均８００ｎｍとする。発光素子の光学設計を考慮すると、平均１００ｎｍを上限とするのが好ましい。
【００５２】
光散乱微粒子１０６の形状は、光を集光する或いは散乱する作用が現れる形状が好ましい。例えば、柱状、多面体状、三角錐等の多角錐状、円錐状、凹レンズ状、凸レンズ状、かまぼこ状、プリズム状、球状、半球状などである。
【００５３】
光散乱微粒子１０６は第２の誘電体層１０８内に複数分散されるが、全ての光散乱微粒子１０６について、材料、大きさ、形状が同じである必要はなく、それぞれが異なっていてもよい。
【００５４】
第２の誘電体層１０８上に透過電極１０５が形成される。透過電極１０５は陽極として機能し、発光層１０４から発した光が透過できる電極である。発光層１０４から発した光は、第２の誘電体層１０８を通過、又は反射電極で反射されてから第２の誘電体層１０８を通過し、透過電極１０５から取り出される。
【００５５】
透過電極１０５は、透明導電膜で形成される。用いられる材料としては、可視光域（４００ｎｍ〜８００ｎｍ）の光に対する透過率が高い材料であり、代表的には金属酸化物である。例えば、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）から選ばれた元素の酸化物、またはこれらの酸化物にドーパントを添加した化合物がある。酸化亜鉛のドーパントとしては、Ａｌ、Ｇａ、Ｂ、Ｉｎ等がある。なお、これらのドーパントを含む酸化亜鉛は、それぞれ、ＡＺＯ、ＧＺＯ、ＢＺＯ、ＩＺＯと呼ばれている。酸化インジウムのドーパントとしてはＳｎ、Ｔｉ等がある。Ｓｎを添加した酸化インジウムはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）と呼ばれている。酸化錫のドーパントとしてはＳｂ、Ｆ等がある。さらに、透明導電膜として、上記の酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫、ドーパントが含むそれらの酸化物から選ばれた２種類の酸化物を混合した化合物を用いることが出来る。
【００５６】
なお、本実施形態では、発光素子１２０を分離するため、反射電極１０３の一部を覆う絶縁層１１４及び隔壁層１１５を形成する。絶縁層１１４は、無機絶縁材料、有機絶縁材料等を用いて、フォトリソグラフィ法及びエッチング法により形成することができる。隔壁層１１５は、材料は特に限定されないが、例えば未露光部分が残存するポジ型感光性樹脂を用いて、フォトリソグラフィ法により形成することが好ましい。この場合、隔壁層１１５の下部がより速くエッチングされるように露光量または現像時間を調節することによって、好ましい傾斜角度を有する隔壁層を形成することができる。もちろん、隔壁層１１５は、無機絶縁材料、有機絶縁材料等を用いて、フォトリソグラフィ法及びエッチング法により形成してもよい。
【００５７】
また、隔壁層１１５の高さ（膜厚）は、第１の誘電体層１０７、発光層１０４、第２の誘電体層１０８及び透過電極１０５を合わせた厚さより大きく設定する。この結果、基板１０１全面に発光層１０４、第２の誘電体層１０８及び透過電極１０５を成膜する工程のみで、電気的に独立した複数の領域に分離された発光素子１２０を形成することができる。したがって、工程数を削減することが可能である。なお、隔壁層１１５上に第１の誘電体層１５７、発光層１５４、第２の誘電体層１５８及び透過電極１５５が形成されるが、これらは発光素子１２０を構成する第１の誘電体層１０７、発光層１０４、第２の誘電体層１０８及び透過電極１０５とは分断される。
【００５８】
発光素子１２０を封止する為、未硬化のシール材１１１を周辺部に設けた基板１１２を準備する。未硬化のシール材１１１は印刷法、ディスペンサ法等により、所定の形状で基板１１２の周辺部に設けられる。シール材１１１は透過電極１０５の形成後、基板１０１側に設けることもできる。
【００５９】
シール材１１１には、エポキシ樹脂、アクリル樹脂などＵＶ等の光硬化性樹脂や熱硬化性樹脂が利用できる。発光層１０４の性質によって、光硬化性樹脂と熱硬化性樹脂を使い分けるのが好ましい。
【００６０】
各層を形成した基板１０１と基板１１２を重ね合わせる。基板１０１と基板１１２に圧力を加えながら、未硬化のシール材１１１にＵＶ光を照射して硬化させ、基板１０１と基板１１２を固着する。もちろん、シール材１１１に熱硬化性樹脂を用いた場合は、加熱処理を行う。また、基板１０１と基板１１２を重ね合わせる時からシール材１１１を硬化させるまでは、処理を行う雰囲気を大気圧より多少減圧しておくことが望ましい。また、処理を行う雰囲気には水分をできるだけ含まないことが望ましく、例えば、窒素雰囲気とすれば良い。
【００６１】
シール材１１１を硬化させることで、基板１０１と基板１１２の間の空間は気密にされ、気体１１３で充たされる。
【００６２】
基板１１２で基板１０１を封止した後、基板１１２を分断し、任意のパネルサイズとする。
【００６３】
本実施形態では、透過電極１０５と発光層１０４との間に設けられる第２の誘電体層１０８に多数の光散乱微粒子１０６を分散させることにより、発光素子１２０からの光取り出し効率を向上させることができる。これは、発光層１０４から発した光が、第２の誘電体層１０８を通過する時に光散乱微粒子１０６によって光の入射角が場所毎に変わり、屈折、散乱されて、従来では第２の誘電体層１０８と透過電極１０５の界面で全反射されていた入射角を持つ光が通過できるようになるためである。このように、光散乱微粒子１０６が第２の誘電体層１０８内に分散されることにより、第２の誘電体層１０８と透過電極１０５との界面で全反射する光の量が少なくなり、発光素子１２０の光取り出し効率を向上させることが本発明の特徴である。
【００６４】
なお、上記特許文献１には、微粒子を分散させた粒子含有透明電極層を透明電極層上に設けることで、光取り出し効率を向上させることが記載されている。つまり、特許文献１では、粒子含有透明電極層内で微粒子により光を散乱させることにより、光の角度を全反射しないような角度に変えることで、取り出し効率を改善するものである。一方、本明細書で提案する発明は、透過電極１０５と発光層１０４との間に設けられる第２の誘電体層１０８に分散される光散乱微粒子１０６により、透過電極１０５界面への光の入射角を変えて、光取り出し効率を改善するものであって、本明細書で開示する発明は特許文献１と全く異なるものである。
【００６５】
本実施の形態に係る発光素子は、発光層から発した光が透過電極と誘電体層との界面で全反射する光の量を減らすことができるため、外部への光取り出し効率を向上させることができる。
【００６６】
また、本実施の形態に係る表示装置は、高い光取り出し効率を有する発光素子を備えているため、高輝度化、低消費電力化が実現できる。
【００６７】
（実施の形態２）
本実施形態では、本発明を発光素子の１つである分散型無機発光素子に使用した形態を示す。図２（Ａ）にはトップエミッション構造を用いた表示装置の断面図を示す。また、図２（Ｂ）にはボトムエミッション構造を用いた表示装置の断面図を示す。図２（Ａ）と図２（Ｂ）では、反射電極１０３と透過電極１０５の位置が反対になり、その形成順序が逆になるだけなので、特に記載なき場合はトップエミッション構造の図２（Ａ）にて記載していく。
【００６８】
実施の形態１では、基板１０１と基板１１２の間に、反射電極１０３、第１の誘電体層１０７、発光層１０４，光散乱微粒子１０６が分散された第２の誘電体層１０８、透過電極１０５とを有する発光素子１２０が形成された構成を説明した。本実施形態では、第１の誘電体層１０７、発光層１０４、光散乱微粒子１０６が分散された第２の誘電体層１０８を一層にする、いわゆる分散型無機発光素子を使用した形態で行う点が実施の形態１と異なる点である。つまり、本実施形態で示す発光素子１３０は、反射電極１０３と透過電極１０５とに挟持された発光層１０９を有し、当該発光層１０９には、粒子状の発光材料１１０と光散乱微粒子１０６とが分散されている。
【００６９】
まず、実施の形態１で説明した工程により、反射電極１０３まで形成した基板１０１を用意する。
【００７０】
次に、反射電極１０３上に発光層１０９を形成する。発光層１０９は、粒子状の発光材料１１０をバインダ中に分散させた層である。また、発光層１０９は、バインダ中に光散乱微粒子１０６も分散されている。バインダとは、粒子状の発光材料を分散した状態で固定し、発光層としての形状に保持するための物質である。粒子状の発光材料１１０は、バインダによって発光層中に均一に分散し固定される。
【００７１】
粒子状の発光材料１１０は、上記実施の形態１で説明した発光材料を粒子状に加工したものを用いることができる。発光材料の作製方法によって、十分に所望の大きさの粒子が得られない場合は、乳鉢等で粉砕するなどによって粒子状に加工すればよい。
【００７２】
また、光散乱微粒子１０６は、上記実施の形態１で説明した光散乱微粒子１０６を用いることができる。
【００７３】
発光層１０９に用いるバインダとしては、有機材料や無機材料を用いることができ、有機材料及び無機材料の混合材料を用いてもよい。有機材料としては、シアノエチルセルロース系樹脂のように、比較的誘電率の高いポリマーや、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン系樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリフッ化ビニリデンなどの樹脂を用いることができる。また、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール（ｐｏｌｙｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ）などの耐熱性高分子材料、又はシロキサン樹脂を用いてもよい。なお、シロキサン樹脂とは、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサンは、珪素（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、芳香族炭化水素）が用いられる。置換基として、フッ素を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フッ素とを用いてもよい。また、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラールなどのビニル樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、オキサゾール樹脂（ポリベンゾオキサゾール）等の樹脂材料を用いてもよい。これらの樹脂に、チタン酸バリウムやチタン酸ストロンチウムなどの高誘電率の微粒子を適度に混合して誘電率を調整することもできる。
【００７４】
無機材料としては、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸素及び窒素を含む珪素、窒化アルミニウム、酸素及び窒素を含むアルミニウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸鉛、ニオブ酸カリウム、ニオブ酸鉛、酸化タンタル、タンタル酸バリウム、タンタル酸リチウム、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、硫化亜鉛、その他の無機材料を含む物質から選ばれた材料で形成することができる。有機材料に、誘電率の高い無機材料を含ませることにより、粒子状の発光材料１１０が分散されたバインダよりなる発光層１０９の誘電率をより制御することができ、より誘電率を大きくすることができる。
【００７５】
作製工程において、粒子状の発光材料１１０はバインダを含む溶液中に分散される。本実施の形態に用いることのできるバインダを含む溶液の溶媒としては、バインダ材料が溶解し、発光層を形成する方法（各種湿式法）及び所望の膜厚に適した粘度の溶液を作製できるような溶媒を適宜選択すればよい。このような溶媒として有機溶媒等を用いることができる。例えばバインダとしてシロキサン樹脂を用いる場合は、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡともいう）、３−メトシキ−３メチル−１−ブタノール（ＭＭＢともいう）などを用いることができる。
【００７６】
本実施の形態の発光素子１３０は分散型無機発光素子であり、発光層１０９は上記粒子状の発光材料１１０及び光散乱微粒子１０６を複数バインダ中に分散させた層である。その形成方法は、主に湿式法を利用することができる。例えば液滴吐出法や、印刷法（スクリーン印刷やオフセット印刷など）、スピンコート法などの塗布法、ディッピング法、ディスペンサ法などを用いて形成することができる。また、発光層１０９中の粒子状の発光材料１１０の割合は５０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下とするよい。
【００７７】
発光層１０９上に、透過電極１０５を実施の形態１で説明した材料を用いて形成する。また、実施の形態１と同様に、反射電極１０３上には、当該反射電極１０３の一部を覆う絶縁層１１４及び隔壁層１１５を形成している。なお、隔壁層１１５上には、分離した発光層１５９、透過電極１５５が積層されている。透過電極１０５を形成後、実施の形態１で説明した工程により、基板１０１と基板１１２を固着させ、基板１１２を任意のパネルサイズに分断する。
【００７８】
本実施形態では、発光層１０９内に多数の光散乱微粒子１０６を分散させることにより、発光素子１３０からの光取り出し効率を向上させることができる。これは、発光層１０９内に分散された粒子状の発光材料１１０から生じた光が、発光層１０９を通過するときに光散乱微粒子１０６によって光の入射角が場所毎に変わり、屈折、散乱されて、光散乱微粒子がない場合には発光層１０９と透過電極１０５との界面で全反射される入射角を持つ光が通過できるようになるためである。つまり、光散乱微粒子１０６がない場合は透過電極１０５で全反射される入射角を持った光が、透過電極１０５を通過できるようになる。このように、光散乱微粒子１０６が発光層１０９内に分散されることにより、同様に発光層１０９に分散された粒子状の発光材料１１０が発した光を透過電極１０５との界面で全反射する光の量が少なくなり、発光素子１３０の光取り出し効率を向上させることが本発明の特徴である。
【００７９】
このように、本実施の形態に係る発光素子は、外部への光取り出し効率を向上させることができる。また、本実施の形態に係る表示装置は、高い光取りだし効率を有する発光素子を備えているため、高輝度化、低消費電力化が実現できる。
【００８０】
（実施の形態３）
図３を用いて本実施形態を説明する。実施の形態１では、基板１０１と基板１１２の間の気密な空間に気体１１３を充填していたが、本実施形態の表示装置は、この空間に液相の材料を充填し、液相の材料を硬化した固体が充填されている。このように、基板と基板の間に固体が設けられた表示装置の封止構造を固体封止構造と呼び、気体を充填した構造と区別するのに用いられることがある。本明細書中でも、気体を充填する構造と区別するために、この用語を使用することとする。
【００８１】
実施の形態１で説明した工程により、透過電極１０５まで形成した基板１０１を用意する（図３（Ａ））。また、実施の形態１と同様に、反射電極１０３上には、当該反射電極１０３の一部を覆う絶縁層１１４及び隔壁層１１５を形成している。なお、隔壁層１１５上には、分離した第１の誘電体層１５７、発光層１５４、第２の誘電体層１５８、透過電極１５５が積層されている。
【００８２】
次に、実施の形態１と同様、印刷法、ディスペンサ法等により、未硬化のシール材１１１を所定の形状で基板１０１の周辺部に設ける（図３（Ｂ））。
【００８３】
本実施形態では、シール材１１１により気密にされる基板１０１と基板１１２の空間に充填材２０１を設ける。充填材２０１の材料としては、エポキシ樹脂やアクリル樹脂のようなＵＶ硬化樹脂、可視光硬化樹脂、熱硬化樹脂が用いられる。発光層１０４の材料の耐熱性を考慮し、ＵＶ硬化樹脂、可視光硬化樹脂、又は熱硬化樹脂を選択するようにする。シール材１１１を設けた後、シール材１１１で囲まれた領域内に未硬化（液相）の充填材２０１を滴下する（図３（Ｃ））。
【００８４】
次に未硬化のシール材１１１及び充填材２０１が用意された基板１０１に基板１１２を重ね合わせる。基板１０１と基板１１２に圧力を加えながら、未硬化のシール材１１１及び充填材２０１に光を照射する、または加熱して、それぞれを硬化させ、基板１１２を基板１０１に固着する。硬化した充填材２０１は、透過電極１０５の表面及び基板１０１表面に接した状態で設けられて、基板１１２を基板１０１に固定している。シール材１１１、充填材２０１を硬化させた後、基板１１２を任意のパネルサイズに分断する（図３（Ｄ））。
【００８５】
本実施の形態に係る発光素子は、光取り出し効率が高く、このような発光素子を備える表示装置は、高輝度化、低消費電力化が実現できる。また、本実施の形態に係る表示装置は、液相の材料を充填し、当該充填した液相の材料を硬化して固体封止構造を形成している。したがって、基板と基板の間を隙間なく密閉して発光素子を封止することが可能となり、発光素子への水蒸気等の侵入を防止できる。よって、発光素子の劣化を抑制することができる。
【００８６】
なお、本実施形態では、トップエミッション構造の場合を説明したが、もちろんボトムエミッション構造とすることもできる。図３（Ａ）〜（Ｄ）で説明した構成において後者の構造とする場合は、反射電極１０３と透過電極１０５の位置及び第１の誘電体層１０７と第２の誘電体層１０８の位置、並びにその形成順序を逆にすればよい。
【００８７】
（実施の形態４）
図４を用いて本実施形態を説明する。実施の形態２では、基板１０１と基板１１２の間の気密な空間に気体１１３を充填していたが、本実施形態の表示装置は、この空間に液相の材料を充填し、液相の材料を硬化した固体が充填されている。
【００８８】
実施の形態２で説明した工程により、透過電極１０５まで形成した基板１０１を用意する（図４（Ａ））。また、実施の形態２と同様に、反射電極１０３上には、当該反射電極１０３の一部を覆う絶縁層１１４及び隔壁層１１５を形成している。なお、隔壁層１１５上には、分離した発光層１５９、透過電極１５５が積層されている。
【００８９】
次に、実施の形態３で説明した工程により、基板１０１の周辺部にシール材１１１を設け（図４（Ｂ））、充填材２０１を設ける（図４（Ｃ））。その後、基板１０１と基板１１２を固着させ、基板１１２を任意のパネルサイズに分断する（図４（Ｄ））。
【００９０】
本実施の形態に係る発光素子は、光取り出し効率が高く、このような発光素子を備える表示装置は、高輝度化、低消費電力化が実現できる。また、本実施の形態に係る表示装置は、液相の材料を充填し、当該充填した液相の材料を硬化して固体封止構造を形成している。したがって、基板と基板の間を隙間なく密閉して発光素子を封止することが可能となり、発光素子への水蒸気等の侵入を防止できる。よって、発光素子の劣化を抑制することができる。
【００９１】
なお、本実施形態では、トップエミッション構造の場合を説明したが、もちろんボトムエミッション構造とすることもできる。後者の構造とする場合は、図４（Ａ）〜（Ｄ）で説明した構成において、反射電極１０３と透過電極１０５の位置及びその形成順序を逆にすればよい。
【００９２】
（実施の形態５）
図５を用いて本実施形態を説明する。本実施形態は実施の形態１（図１（Ａ））と基本的には同一の構造となるが、第３の誘電体層２０２が追加されている。
【００９３】
実施の形態１で説明した工程により、光散乱微粒子１０６が分散された第２の誘電体層１０８まで形成された基板１０１を用意する。次に、第２の誘電体層１０８上に、光散乱微粒子２０３が分散された第３の誘電体層２０２を形成する。
【００９４】
第３の誘電体層２０２上に透過電極１０５を形成する。また、実施の形態１と同様に、反射電極１０３上には、当該反射電極１０３の一部を覆う絶縁層１１４及び隔壁層１１５を形成している。なお、隔壁層１１５上には、分離した第１の誘電体層１５７、発光層１５４、第２の誘電体層１５８、第３の誘電体層２５２、透過電極１５５が積層されている。透過電極１０５を形成後、、実施の形態１と同様に基板１０１と基板１１２を固着させ、基板１１２を任意のパネルサイズに分断する。
【００９５】
光散乱微粒子１０６には、誘電率及び絶縁性は高く、屈折率は小さい材料を使用する。例えば、光散乱微粒子１０６として二酸化珪素（シリカ）の粒子等を用いることができる。光散乱微粒子１０６の屈折率の小ささを補う為に、第３の誘電体層２０２に分散されている光散乱微粒子２０３で屈折率の大きい材料を使用することが好ましい。このとき、光散乱微粒子２０３は屈折率が大きい材料であればよく、誘電率及び絶縁性は低い材料を使用することができる。例えば、光散乱微粒子２０３として、ＩＴＯ等を用いることができる。本実施形態は、透過電極と発光層との間に設けられる誘電体層を、第２の誘電体層１０８と第３の誘電体層２０２を用いて二層構造にすることにより、所望の誘電率や絶縁性、屈折率を有する誘電体層を形成することが可能となっている。
【００９６】
また、第３の誘電体層２０２は、第２の誘電体層１０８と同様の材料を用いて形成することができる。すなわち、第３の誘電体層２０２は、絶縁材料からなり、特に限定されることはないが、絶縁耐圧が高く、緻密な膜質であることが好ましい。さらには、誘電率が高いことが好ましい。例えば、酸化イットリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化タンタル、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸鉛、窒化珪素、酸化ジルコニウム等やこれらの混合膜又は２種以上の積層膜を用いることができる。第３の誘電体層２０２は、これらの材料を用いて、主に湿式法を使用して形成される。例えば、液滴吐出法やスピンコート法、ディップコート法、印刷法などで光散乱微粒子２０３を分散させた第３の誘電体層２０２を形成する。なお、本実施形態では、光散乱微粒子１０６が分散された第２の誘電体層１０８と光散乱微粒子２０３が分散された第３の誘電体層２０２の二層構造としたが、三層以上の誘電体層を設けても良い。本実施の形態のように、透過電極１０５と発光層１０４との間に設けられる誘電体層を２層以上の複数層とすることで、所望の誘電率に調整することができる。したがって、発光層に十分な大きさの電気エネルギーを印加することができ、安定な発光を得ることができる。
【００９７】
また、本実施形態では、実施の形態１（図１（Ａ））の構造を基本としているが、実施の形態１（図１（Ｂ））の構造を基本としてもよい。つまり、反射電極１０３と透過電極１０５の位置及び第１の誘電体層１０７と第２の誘電体層１０８の位置、並びにその形成順序を逆にし、光散乱微粒子２０３を分散させた第３の誘電体層２０２を透過電極１０５と第２の誘電体層１０８の間に設けても良い。
【００９８】
本実施の形態に係る発光素子は、外部への光取り出し効率を向上させることができる。このような発光素子を備える表示装置は、高輝度化、低消費電力化が実現できる。
【００９９】
また、実施の形態に係る発光素子は、誘電体層を積層構造とすることで所望の誘電率に調整することができ、安定な発光を得ることができる。また、本実施の形態に係る表示装置は、安定な発光を得られる発光素子を備えるため、高輝度化が実現できる。
【０１００】
（実施の形態６）
図６を用いて本実施形態を説明する。本実施形態は実施の形態２（図２（Ａ））と基本的には同一の構造となるが、誘電体層６０２が追加されている。
【０１０１】
実施の形態２で説明した工程により、粒子状の発光材料１１０と光散乱微粒子１０６が分散した発光層１０９まで形成された基板１０１を用意する。次に、発光層１０９上に、光散乱微粒子６０３が分散した誘電体層６０２を形成する。
【０１０２】
誘電体層６０２上に透過電極１０５を形成する。また、実施の形態２と同様に、反射電極１０３上には、当該反射電極１０３の一部を覆う絶縁層１１４及び隔壁層１１５を形成している。なお、隔壁層１１５上には、分離した発光層１５９、誘電体層６５２、透過電極１５５が積層されている。透過電極１０５を形成後、基板１０１と基板１１２の固着などは、実施の形態２と同様の工程を行い、基板１１２を任意のパネルサイズに分断する。
【０１０３】
光散乱微粒子１０６には、誘電率及び絶縁性は高く、屈折率は小さい材料を使用する。例えば、光散乱微粒子１０６として二酸化珪素（シリカ）の粒子等を用いることができる。光散乱微粒子１０６の屈折率の小ささを補う為に、誘電体層６０２に分散されている光散乱微粒子６０３で屈折率の大きい材料を使用することが好ましい。このとき、光散乱微粒子６０３は屈折率が大きい材料であればよく、誘電率及び絶縁性は低い材料を使用することができる。例えば、光散乱微粒子６０３として、ＩＴＯ等を用いることができる。本実施形態の誘電体層は、発光層１０９と誘電体層６０２の二層構造にすることにより、所望の誘電率、絶縁性、屈折率を得ることが可能な構造となっている。
【０１０４】
誘電体層６０２は、絶縁材料からなり、特に限定されることはないが、絶縁耐圧が高く、緻密な膜質であることが好ましい。さらには、誘電率が高いことが好ましい。例えば、酸化イットリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化タンタル、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸鉛、窒化珪素、酸化ジルコニウム等やこれらの混合膜又は２種以上の積層膜を用いることができる。誘電体層６０２は、これらの材料を用いて、主に湿式法を使用して形成される。例えば、液滴吐出法やスピンコート法、ディップコート法、印刷法などで光散乱微粒子６０３を分散させた誘電体層６０２を形成する。なお、誘電体層６０２は二層以上の積層構造としてもよい。本実施の形態のように、透過電極１０５と発光層１０９との間に、さらに誘電体層６０２を設けることで、所望の誘電率に調整することができる。したがって、発光層に十分な大きさの電気エネルギーを印加することができ、安定な発光を得ることができる。
【０１０５】
また、本実施形態では、実施の形態２（図２（Ａ））の構造を基本としているが、実施の形態２（図２（Ｂ））の構造を基本としてもよい。つまり、反射電極１０３と透過電極１０５の位置及びその形成順序を逆にし、光散乱微粒子６０３を分散させた誘電体層６０２を透過電極１０５と発光層１０９の間に設けても良い。
【０１０６】
本実施の形態に係る発光素子は、外部への光取り出し効率を向上させることができる。このような発光素子を備える表示装置は、高輝度化、低消費電力化が実現できる。
【０１０７】
また、実施の形態に係る発光素子は、誘電体層を積層構造とすることで所望の誘電率に調整することができ、安定な発光を得ることができる。また、本実施の形態に係る表示装置は、安定な発光を得られる発光素子を備えるため、高輝度化が実現できる。
【０１０８】
（実施の形態７）
本実施形態を図７に示す。本実施形態は実施の形態３と同様に固体封止構造となっている。実施の形態３との差異は、光散乱微粒子１０６が分散されている第２の誘電体層１０８と透過電極１０５の間に、光散乱微粒子２０３が分散された第３の誘電体層２０２が形成されている点である。
【０１０９】
実施の形態３で説明した工程により、光散乱微粒子１０６が分散された第２の誘電体層１０８まで形成された基板１０１を用意する。次に、第２の誘電体層１０８上に、光散乱微粒子２０３が分散された第３の誘電体層２０２を形成する。光散乱微粒子２０３及び第３の誘電体層２０２は、上記実施の形態５に示した材料および作製方法を用いて形成することができる。
【０１１０】
次に、第３の誘電体層２０２上に透過電極１０５を形成する。また、実施の形態３と同様に、反射電極１０３上には、当該反射電極１０３の一部を覆う絶縁層１１４及び隔壁層１１５を形成している。なお、隔壁層１１５上には、分離した第１の誘電体層１５７、発光層１５４、第２の誘電体層１５８、第３の誘電体層２５２、透過電極１５５が積層されている。透過電極１０５を形成後、実施の形態３で説明した工程により、基板１０１と基板１１２をシール材１１１と充填材２０１を使用して固着させる。
【０１１１】
本実施の形態に係る発光素子は、光取り出し効率が高く、また安定な発光を得ることができる。このような発光素子を備える表示装置は、高輝度化、低消費電力化が実現できる。
【０１１２】
（実施の形態８）
本実施形態を図８に示す。本実施形態は実施の形態４と同様に固体封止構造となっている。実施の形態４との差異は、粒子状の発光材料１１０と光散乱微粒子１０６が分散されている発光層１０９と透過電極１０５の間に、光散乱微粒子６０３が分散された誘電体層６０２が形成されている点である。
【０１１３】
実施の形態４で説明した工程により、粒子状の発光材料１１０と光散乱微粒子１０６が分散された発光層１０９まで形成された基板１０１を用意する。次に、発光層１０９上に、光散乱微粒子６０３が分散された誘電体層６０２を形成する。光散乱微粒子６０３及び誘電体層６０２は、上記実施の形態６に示した材料及び作製方法を用いて形成することができる。
【０１１４】
次に、誘電体層６０２上に透過電極１０５を形成する。また、実施の形態４と同様に、反射電極１０３上には、当該反射電極１０３の一部を覆う絶縁層１１４及び隔壁層１１５を形成している。なお、隔壁層１１５上には、分離した発光層１５９、誘電体層６５２、透過電極１５５が積層されている。透過電極１０５を形成後、実施形態４で説明した工程により、基板１０１と基板１１２をシール材１１１と充填材２０１を使用して固着させる。
【０１１５】
本実施の形態に係る発光素子は、光取り出し効率が高く、また安定な発光を得ることができる。このような発光素子を備える表示装置は、高輝度化、低消費電力化が実現できる。
【０１１６】
（実施の形態９）
本実施形態を図９に示す。本実施形態は、固体封止構造の表示装置である。実施の形態３、４、７、８では、液相の材料を硬化した固体を設けた固体封止構造を示した。本実施形態では、固体として、フィルム基材上に設けられたシート状（フィルム状とも言う）のシール材を硬化した固体を用いた固体封止構造を示す。
【０１１７】
実施の形態１で説明した工程により、透過電極１０５まで形成した基板１０１を用意する（図９（Ａ））。また、実施の形態１と同様に、反射電極１０３上には、当該反射電極１０３の一部を覆う絶縁層１１４及び隔壁層１１５を形成している。なお、隔壁層１１５上には、分離した第１の誘電体層１５７、発光層１５４、第２の誘電体層１５８、透過電極１５５が積層されている。
【０１１８】
基板１１２を基板１０１に固着するために、シート状のシール材３０１を用意する。未硬化のシート状のシール材３０１は、接着機能のある樹脂材料でなる。シート状のシール材３０１には、ＵＶ硬化樹脂、可視光硬化樹脂、熱硬化樹脂を用いることができる。接着面を保護するため、シール材３０１の両面はフィルム基材３０２で覆われている。シート状のシール材３０１の一方の面のフィルム基材３０２を剥離し、その面を基板１０１の表面と重ねる（図９（Ｂ））。
【０１１９】
他方の面のフィルム基材３０２を剥離し、基板１１２を基板１０１に重ね合わせる。基板１０１、基板１１２に圧力を加えながら、ＵＶ光を照射する、又は加熱することでシート状のシール材３０１を硬化し、基板１１２を基板１０１に固着する。（図９（Ｃ））。
【０１２０】
この様にシート状のシール材３０１を用いることにより、基板１１２を基板１０１に簡便に固着することができ、固体封止構造の表示装置を形成することができる。
【０１２１】
なお、図９（Ｂ）に示す工程で、シート状のシール材３０１を基板１０１ではなく封止用の基板１１２側に設けることもできる。つまり、シート状のシール材３０１の一方の面のフィルム基材３０２を剥離し、その面を基板１１２の表面と重ねた後、他方の面のフィルム基材３０２を剥離し、基板１０１を基板１１２に重ね合わせてもよい。
【０１２２】
本実施の形態に係る発光素子は、光取り出し効率が高く、このような発光素子を備える表示装置は、高輝度化、低消費電力化が実現できる。また、シート状のシール材を用いることで、簡便に基板同士を固着でき、且つ発光素子を封止することができる。
【０１２３】
（実施の形態１０）
図１０を用いて本実施形態を説明する。本実施形態は実施形態９と同様にシート状のシール材を硬化した固体を用いた固体封止構造である。
【０１２４】
実施の形態２で説明した工程により、透過電極１０５まで形成した基板１０１を用意する（図１０（Ａ））。また、実施の形態２と同様に、反射電極１０３上には、当該反射電極１０３の一部を覆う絶縁層１１４及び隔壁層１１５を形成している。なお、隔壁層１１５上には、分離した発光層１５９、透過電極１５５が積層されている。
【０１２５】
基板１１２を基板１０１に固着させるために、シート状のシール材３０１を用意する。シール材３０１は実施の形態９と同様であり、その両面はフィルム基材３０２で覆われている。そして、実施形態９で説明した工程により、シート状のシール材３０１の一方の面のフィルム基材３０２を剥離し、その面を基板１０１の表面と重ねる（図１０（Ｂ））。
【０１２６】
他方の面のフィルム基材３０２を剥離し、基板１１２を基板１０１に重ね合わせる。基板１０１、基板１１２に圧力を加えながら、ＵＶ光を照射する、又は加熱することでシート状のシール材３０１を硬化し、基板１１２を基板１０１に固着させる（図１０（Ｃ））。
【０１２７】
この様にシート状のシール材３０１を用いることにより、基板１１２を基板１０１に簡便に固着することができ、固体封止構造の表示装置を形成することができる。
【０１２８】
なお、図１０（Ｂ）に示す工程で、シート状のシール材３０１を基板１０１ではなく封止用の基板１１２側に設けることもできる。つまり、シート状のシール材３０１の一方の面のフィルム基材３０２を剥離し、その面を基板１１２の表面と重ねた後、他方の面のフィルム基材３０２を剥離し、基板１０１を基板１１２に重ね合わせてもよい。
【０１２９】
本実施の形態に係る発光素子は、光取り出し効率が高く、このような発光素子を備える表示装置は、高輝度化、低消費電力化が実現できる。また、シート状のシール材を用いることで、簡便に基板同士を固着でき、且つ発光素子を封止することができる。
【０１３０】
（実施の形態１１）
図１１〜図１４、図１７を用いて本実施形態を説明する。本実施形態は、表示装置として、アクティブマトリクス型ＥＬパネルを用いた例について説明する。
【０１３１】
図１１はアクティブマトリクス型ＥＬパネルの上面模式図である。基板８００に封止用の基板８０１がシール材８０２により固着されており、基板８００と基板８０１の間の空間を気密なものとしている。また、本実施形態では、ＥＬパネルの封止構造を固体封止構造とし、この空間には、樹脂でなる充填材を充填している。
【０１３２】
基板８００には、画素部８０３と、書込用ゲート信号線駆動回路部８０４と、消去用ゲート信号線駆動回路部８０５、ソース信号線駆動回路部８０６とが設けられている。駆動回路部８０４〜８０６は、それぞれ、配線群を介して、外部入力端子であるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）８０７と接続している。そして、ソース信号線駆動回路部８０６と、書込用ゲート信号線駆動回路部８０４と、消去用ゲート信号線駆動回路部８０５とは、それぞれ、ＦＰＣ８０７からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。またＦＰＣ８０７にはプリント配線基盤（ＰＷＢ）８０８が取り付けられている。
【０１３３】
画素部８０３及び駆動回路部８０４〜８０６のトランジスタは、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）で形成されている。なお、駆動回路部８０４〜８０６は、上記のように必ずしも画素部８０３と同一基板８００上に設けられている必要はなく、例えば、配線パターンが形成されたＦＰＣ上にＩＣチップを実装したもの（ＴＣＰ）等を利用し、基板外部に設けられていてもよい。また、各駆動回路部８０４〜８０６において、それぞれ一部の回路を基板８００上に設け、一部を基板８００外部に設けてもよい。
【０１３４】
図１２は、一画素を動作するための回路を表した図である。画素部８０３には画素が複数平面状に配列されている。１画素には、第１のトランジスタ８１１と第２のトランジスタ８１２と発光素子８１３とが含まれている。さらに、列方向に延びたソース信号線８１４及び電流供給線８１５と、並びに行方向に延びたゲート信号線８１６が設けられている。発光素子８１３は実施の形態１〜１０で説明した発光素子を適用することができる。ここでは、実施の形態１の図１（Ａ）で示したトップエミッション構造の発光素子を適用する例を示す。すなわち、基板８０１側から光が取り出される例を示す。
【０１３５】
第１のトランジスタ８１１と、第２のトランジスタ８１２とは、それぞれ、ゲート電極と、ドレイン領域と、ソース領域とを含む三端子の素子であり、ドレイン領域とソース領域の間にチャネル形成領域を有する。ここで、ソース領域とドレイン領域とは、トランジスタの構造や動作条件等によって変わるため、いずれがソース領域またはドレイン領域であるかを限定することが困難である。そこで、本明細書においては、トランジスタの三端子をゲート電極、第１電極、第２電極と表記して区別する。
【０１３６】
書込用ゲート信号線駆動回路部８０４において、スイッチ８１８を介してゲート信号線８１６が書込用ゲート信号線駆動回路８１９と電気的に接続されている。スイッチ８１８を制御することにより、ゲート信号線８１６は書込用ゲート信号線駆動回路８１９と電気的に接続の状態または非接続の状態が選択される。
【０１３７】
消去用ゲート信号線駆動回路部８０５において、スイッチ８２０を介してゲート信号線８１６が消去用ゲート信号線駆動回路８２１と電気的に接続されている。スイッチ８２０を制御することにより、ゲート信号線８１６は消去用ゲート信号線駆動回路８２１と電気的に接続の状態または非接続の状態が選択される。
【０１３８】
ソース信号線駆動回路部８０６において、ソース信号線８１４は、スイッチ８２２によってソース信号線駆動回路８２３または電源８２４のいずれかに電気的に接続される。
【０１３９】
第１のトランジスタ８１１は、ゲート電極がゲート信号線８１６に電気的に接続し、第１電極がソース信号線８１４に電気的に接続し、第２電極は第２のトランジスタ８１２のゲート電極と電気的に接続している。
【０１４０】
第２のトランジスタ８１２は、ゲート電極が上記のとおり、第１のトランジスタの第２電極と電気的に接続し、第１電極が電流供給線８１５と電気的に接続し、第２電極は発光素子８１３の第１の電極と電気的に接続している。発光素子８１３の第２の電極は、電位が一定にされている。
【０１４１】
図１３を用いて、本実施形態の画素の構造を説明する。本実施形態では固体封止構造のＥＬパネルであるため、基板８００と封止用の基板８０１間の気密な空間に樹脂でなる充填材８３０が充填されている。基板８００には、構造物８３１及び、発光素子８１３が形成される。構造物８３１として、下地膜８３２上に、図１２に示す第１のトランジスタ８１１、第２のトランジスタ８１２が形成されている。第１のトランジスタ８１１、第２のトランジスタ８１２上に層間絶縁膜８３３が形成され、層間絶縁膜８３３上に発光素子８１３と、隔壁として機能する絶縁層８３４が形成されている。
【０１４２】
第１のトランジスタ８１１、第２のトランジスタ８１２は、チャネル形成領域が形成される半導体層を中心として基板８００と逆側にゲート電極が設けられたトップゲート型の薄膜トランジスタである。第１のトランジスタ８１１、第２のトランジスタ８１２の薄膜トランジスタ構造については、特に限定はなく、例えばボトムゲート型のものでもよい。またボトムゲートの場合には、チャネルを形成する半導体層の上に保護膜が形成されたもの（チャネル保護型）でもよいし、或いはチャネルを形成する半導体層の一部が凹状になったもの（チャネルエッチ型）でもよい。
【０１４３】
また、第１のトランジスタ８１１、第２のトランジスタ８１２のチャネル形成領域が形成される半導体層は、結晶性半導体、非晶質半導体のいずれのものでもよい。
【０１４４】
半導体層が結晶性半導体の具体例としては、単結晶または多結晶性の珪素、或いは珪素ゲルマニウム等から成るものが挙げられる。これらはレーザー結晶化によって形成されたものでもよいし、例えばニッケル等を用いた固相成長法による結晶化によって形成されたものでもよい。
【０１４５】
半導体層が非晶質の半導体、例えばアモルファス珪素で形成される場合には、画素部８０３を構成する全てのトランジスタがＮチャネル型の薄膜トランジスタであることが好ましい。それ以外については、画素部８０３には、Ｎチャネル型またはＰチャネル型のいずれか一のトランジスタで構成されたものでもよいし、両方のトランジスタで構成してもよい。
【０１４６】
また、駆動回路部８０４〜８０６に用いられるトランジスタの構造の多様性についても、画素部８０３の第１のトランジスタ８１１、第２のトランジスタ８１２と場合と同様である。駆動回路部８０４〜８０６については、トランジスタの性能に合わせて、全てを薄膜トランジスタで構成してもよいし、又は回路の一部を薄膜トランジスタにより構成し、残りをＩＣチップで構成してもよい。また、駆動回路部８０４〜８０６のトランジスタは、全てをＮチャネル型またはＰチャネル型のいずれか一のトランジスタで構成されたものでもよいし、両方のトランジスタで構成してもよい。
【０１４７】
図１３において、発光素子８１３として実施の形態１の図１（Ａ）で示した発光素子１２０を適用した例を示す。発光素子８１３は、第１の電極８３５と第２の電極８３６との間に発光層８３７を有する。また、第１の電極８３５と発光層８３７との間に第１の誘電体層８２６を有し、発光層８３７と第２の電極８３６との間に光散乱微粒子８２７が分散された第２の誘電体層８２８を有する。第１の電極８３５は反射性を有する電極であり、陰極として機能する。第２の電極８３６は透光性を有する電極であり、陽極として機能する。発光層８３７にて生じた光は第２の電極８３６から取り出される。ここでは、層間絶縁膜８３３上に第１の電極８３５、第１の誘電体層８２６、発光層８３７、光散乱微粒子８２７が分散された第２の誘電体層８２８、第２の電極８３６の順に積層形成された構成とする。本実施形態では第２の誘電体層８２８に分散された光散乱微粒子８２７により、第２の誘電体層８２８と第２の電極８３６との界面に入射する光が全反射する量が減るため、発光素子８１３の光取り出し効率を向上させることができる。
【０１４８】
なお、第１の電極８３５は反射電極１０３、第１の誘電体層８２６は第１の誘電体層１０７、発光層８３７は発光層１０４、光散乱微粒子８２７が分散された第２の誘電体層８２８は光散乱微粒子１０６が分散された第２の誘電体層１０８、第２の電極８３６は透過電極１０５に相当する。もちろん、本実施の形態の発光素子の構造は特に限定されず、他の実施の形態の発光素子を適用できることはいうまでもない。発光素子８１３は、少なくとも一対の電極に挟持された発光層及び光散乱微粒子が分散された誘電体層、または一対の電極に挟持された光散乱微粒子及び粒子状の発光材料が分散された発光層を有する構成であればよい。
【０１４９】
第１の電極８３５は、層間絶縁膜８３３に設けられたコンタクトホールによって、第２のトランジスタ８１２の第２電極に接続されている。
【０１５０】
また、本実施形態では、ＥＬパネルの封止構造を実施の形態３で示した固体封止構造を適用したが、他の実施形態の封止構造を適用できることはいうまでもない。また、トップエミッション構造の発光素子８１３を適用したが、反射性を有する電極である第１の電極８３５と透光性を有する電極である第２の電極８３６の位置、及び第１の誘電体層８２６と光散乱微粒子８２７が分散された第２の誘電体層８２８の位置を逆にしたボトムエミッション構造の発光素子を適用することもできる。
【０１５１】
図１４を用いて、本実施形態のＥＬパネルの駆動方法について説明する。図１４は時間経過に伴ったフレームの動作について説明する図である。図１４において、横軸は時間経過を表し、縦軸はゲート信号線の走査段数を表している。
【０１５２】
本実施形態のＥＬパネルを用いて画像表示を行うとき、表示期間においては、画面の書き換え動作と表示動作とが繰り返し行われる。この書き換え回数について特に限定はないが、画像をみる人がちらつき（フリッカともいう）を感じないように少なくとも１秒間に６０回程度とすることが好ましい。ここで、一画面（１フレーム）の書き換え動作と表示動作を行う期間を１フレーム期間という。
【０１５３】
１フレームは、図１４に示すように、書込み期間８４１ａ、書込み期間８４２ａ、書込み期間８４３ａ、書込み期間８４４ａと保持期間８４１ｂ、保持期間８４２ｂ、保持期間８４３ｂ、保持期間８４４ｂとを含む４つのサブフレーム８４１、サブフレーム８４２、サブフレーム８４３、サブフレーム８４４に時分割されている。発光するための信号を与えられた発光素子は、保持期間において発光状態となっている。各々のサブフレームにおける保持期間の長さの比は、第１のサブフレーム８４１：第２のサブフレーム８４２：第３のサブフレーム８４３：第４のサブフレーム８４４＝２３：２２：２１：２０＝８：４：２：１となっている。これによって４ビット階調を表現することができる。但し、ビット数及び階調数はここに記すものに限定されず、例えば８つのサブフレームを設け８ビット階調を行えるようにしてもよい。
【０１５４】
１フレームにおける動作について説明する。まず、サブフレーム８４１において、１行目から最終行まで順に書き込み動作が行われる。従って、行によって書込み期間の開始時間が異なる。書込み期間８４１ａが終了した行から順に保持期間８４１ｂへと移る。当該保持期間において、発光するための信号を与えられている発光素子は発光状態となっている。また、保持期間８４１ｂが終了した行から順に次のサブフレーム８４２へ移り、サブフレーム８４１の場合と同様に１行目から最終行まで順に書き込み動作が行われる。
【０１５５】
以上のような動作を繰り返し、サブフレーム８４４の保持期間８４４ｂ迄を終了する。サブフレーム８４４における動作を終了したら次のフレームへ移る。このように、各サブフレームにおいて発光した時間の積算時間が、１フレームにおける各々の発光素子の発光時間となる。この発光時間が異なる画素を組み合わせることによって、明度および色度の異なる様々な表示色を形成することができる。
【０１５６】
サブフレーム８４４のように、最終行目までの書き込みが終了する前に、既に書き込みを終え、保持期間に移行した行における保持期間を強制的に終了させたいときは、保持期間８４４ｂの後に消去期間８４４ｃを設け、強制的に非発光の状態となるように制御することが好ましい。そして、強制的に非発光状態にした行については、一定期間、非発光の状態を保つ（この期間を非発光期間８４４ｄとする。）。そして、最終行目の書込み期間が終了したら直ちに、一行目から順に次のサブフレーム（またはフレーム）の書込み期間に移行する。これによって、サブフレーム８４４の書込み期間と、その次のサブフレームの書込み期間とが重畳することを防ぐことができる。
【０１５７】
なお、本形態では、サブフレーム８４１〜サブフレーム８４４は保持期間の長いものから順に並んでいるが、必ずしも本実施例のような並びにする必要はなく、例えば保持期間の短いものから順に並べられていてもよいし、または保持期間の長いものと短いものとがランダムに並んでいてもよい。また、サブフレームは、さらに複数のフレームに分割されていてもよい。つまり、同じ映像信号を与えている期間、ゲート信号線の走査を複数回行ってもよい。
【０１５８】
書込み期間および消去期間における、図１２で示す回路の動作について説明する。まず書込み期間における動作について説明する。書込み期間において、ｎ行目（ｎは自然数）のゲート信号線８１６は、スイッチ８１８により書込用ゲート信号線駆動回路８１９と電気的に接続される。他方、スイッチ８２０により消去用ゲート信号線駆動回路８２１とは非接続とされる。
【０１５９】
ソース信号線８１４はスイッチ８２２を介してソース信号線駆動回路８２３と電気的に接続している。ここで、ｎ行目（ｎは自然数）のゲート信号線８１６に接続した第１のトランジスタ８１１のゲートに信号が入力され、第１のトランジスタ８１１はオンとなる。この時、１列目から最終列目迄のソース信号線８１４に同時に映像信号が入力される。なお、各列のソース信号線８１４に入力される映像信号は互いに独立したものである。
【０１６０】
ソース信号線８１４に入力された映像信号は、各々のソース信号線８１４に接続した第１のトランジスタ８１１を介して第２のトランジスタ８１２のゲート電極に入力される。そして、その電流値に依存して発光素子８１３は発光または非発光が決まる。例えば、第２のトランジスタ８１２がＰチャネル型である場合は、第２のトランジスタ８１２のゲート電極にＬｏｗ  Ｌｅｖｅｌの信号が入力されることによって発光素子８１３が発光する。一方、第２のトランジスタ８１２がＮチャネル型である場合は、第２のトランジスタ８１２のゲート電極にＨｉｇｈ  Ｌｅｖｅｌの信号が入力されることによって発光素子８１３に電流が流れて、発光素子８１３が発光する。
【０１６１】
次に消去期間における動作について説明する。消去期間において、ｎ行目（ｎは自然数）のゲート信号線８１６は、スイッチ８２０を介して消去用ゲート信号線駆動回路８２１と電気的に接続される。他方、書込用ゲート信号線駆動回路８１９とスイッチ８１８により非接続とされる。ソース信号線８１４はスイッチ８２２により電源８２４と電気的に接続される。ｎ行目のゲート信号線８１６に接続した第１のトランジスタ８１１のゲートに信号が入力され、第１のトランジスタ８１１はオンとなる。この時、１列目から最終列目迄のソース信号線８１４に同時に消去信号が入力される。
【０１６２】
ソース信号線８１４に入力された消去信号は、各々のソース信号線８１４に接続した第１のトランジスタ８１１を介して第２のトランジスタ８１２のゲート電極に入力される。第２のトランジスタ８１２に入力された信号によって、電流供給線８１５から発光素子８１３への電流の供給が阻止され、発光素子８１３は強制的に非発光となる。例えば、第２のトランジスタ８１２がＰチャネル型である場合は、第２のトランジスタ８１２のゲート電極にＨｉｇｈ  Ｌｅｖｅｌの信号が入力されることによって発光素子８１３は非発光となる。一方、第２のトランジスタ８１２がＮチャネル型である場合は、第２のトランジスタ８１２のゲート電極にＬｏｗ  Ｌｅｖｅｌの信号が入力されることによって発光素子８１３は非発光となる。
【０１６３】
消去期間では、ｎ行目（ｎは自然数）については、以上に説明したような動作によって消去する為の信号を入力する。しかし、前述のように、ｎ行目が消去期間であると共に、他の行（ｍ行目（ｍは自然数）とする。）については書込み期間となる場合がある。このような場合、同じ列のソース信号線８１４を利用してｎ行目には消去の為の信号を、ｍ行目には書き込みの為の信号を入力する必要があるため、以下に説明するような動作させることが好ましい。
【０１６４】
先に説明した消去期間における動作によって、ｎ行目の発光素子８１３が非発光となった後、直ちに、ゲート信号線８１６と消去用ゲート信号線駆動回路８２１とを非接続の状態とすると共に、スイッチ８２２を切り替えてソース信号線８１４とソース信号線駆動回路８２３とを接続させる。そして、スイッチ８１８によりゲート信号線８１６と書込用ゲート信号線駆動回路８１９とを接続させる。そして、書込用ゲート信号線駆動回路８１９からｍ行目のゲート信号線８１６に選択的に信号が入力され、第１のトランジスタ８１１がオンすると共に、ソース信号線駆動回路８２３からは、１列目から最終列目迄のソース信号線８１４に書き込みの為の信号が入力される。この信号によって、ｍ行目の発光素子は、発光または非発光となる。
【０１６５】
以上のようにしてｍ行目について書込み期間を終えたら、直ちに、ｎ＋１行目の消去期間に移行する。そのために、スイッチ８１８によりゲート信号線８１６と書込用ゲート信号線駆動回路８１９を非接続とすると共に、スイッチ８２０により消去用ゲート信号線駆動回路８２１と接続状態する。また、スイッチ８２２を切り替えてソース信号線８１４を電源８２４に接続する。消去用ゲート信号線駆動回路８２１からｎ＋１行目のゲート信号線８１６に信号を入力して、第１のトランジスタ８１１をオンすると共に、電源８２４から消去信号が入力される。このようにして、ｎ＋１行目の消去期間を終えたら、直ちに、ｍ行目の書込み期間に移行する。以下、同様に、消去期間と書込み期間とを繰り返し、最終行目の消去期間まで動作させればよい。
【０１６６】
なお、本実施形態では、アクティブマトリクス型ＥＬパネルについて説明したが、パッシブマトリクス型ＥＬパネルに実施の形態１〜１０の表示装置を適用することができる。例えば、図１７（Ａ）に本発明を適用して作製したパッシブマトリクス型ＥＬパネルの斜視図の例を示す。また、図１７（Ａ）の破線Ｘ−Ｙにおける断面図の一例を図１７（Ｂ）に示す。
【０１６７】
図１７（Ａ）、（Ｂ）において、基板９５１上には、電極９５２、層９５５、電極９５６が順に積層形成されている。電極９５２と電極９５６のいずれか一方は反射性を有する電極であり、他方は透光性を有する電極である。層９５５は少なくとも実施の形態１、３、５、７、９で示した発光層及び光散乱微粒子が分散された誘電体層、又は実施の形態２、４、６、８、１０で示した粒子状の発光材料及び光散乱微粒子が分散された発光層を含んでいる。なお、光散乱微粒子が分散された誘電体層、又は光散乱微粒子が分散された発光層は、透光性を有する電極に接して設けられる。このような構成とすることで、誘電体層又は発光層に分散された光散乱微粒子により、誘電体層又は発光層と透光性を有する電極との界面に入射する光が全反射する量が減るため、発光素子の光取りだし効率を向上させることができる。
【０１６８】
また、電極９５２の端部及び一部は絶縁層９５３で覆われている。絶縁層９５３は複数の開口部を有し、当該開口部においては電極９５２、層９５５、電極９５６とが順次積層された構造とする。そして、絶縁層９５３の開口部が形成されていない領域上には隔壁層９５４が設けられている。隔壁層９５４の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と他方の側壁との間隔が狭くなっていくような傾斜を有する。つまり、隔壁層９５４の短辺方向の断面は、台形状であり、底辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接する辺）の方が上辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接しない辺）よりも短い。このように、隔壁層９５４を設けることで、電極９５６を隣接する電極と絶縁することが出来る。
【０１６９】
（実施の形態１２）
実施の形態１〜１０に示す表示装置は、発光素子の光取り出し効率を向上させることにより、高輝度化、低消費電力化を実現することができる。よって、これら表示装置を表示部として実装することによって、低消費電力で鮮やかで明るい表示をさせることができる。
【０１７０】
実施の形態１〜１０の表示装置は、バッテリー駆動する電子機器の表示部や、大画面の表示装置や、電子機器の表示部に好適に用いることができる。例えば、テレビジョン装置（テレビ、テレビジョン受信機）、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話装置（携帯電話機）、ＰＤＡ等の携帯情報端末、携帯型ゲーム機、モニター、コンピュータ、カーオーディオ等の音響再生装置、家庭用ゲーム機等の記録媒体を備えた画像再生装置等が挙げられる。その具体例について、図１５を参照して説明する。表示部に用いられる表示装置は、アクティブマトリクス型、パッシブマトリクス型のいずれも構造でもよい。
【０１７１】
図１５（Ａ）に示す携帯情報端末機器の表示部９１１に本発明の表示装置が用いられる。
【０１７２】
図１５（Ｂ）に示すデジタルビデオカメラのファインダ９１４、撮影した映像を表示するため表示部９１３に本発明の表示装置が用いられる。
【０１７３】
図１５（Ｃ）に示す携帯電話機の表示部９１５に本発明の表示装置を適用することができる。
【０１７４】
図１５（Ｄ）に示す携帯型のテレビジョン装置の表示部９１６に上記実施形態の表示装置が用いられる。またテレビジョン装置としては、携帯電話機などの携帯端末に搭載する小型のものから、持ち運びをすることができる中型のもの、また、大型のもの（例えば４０インチ以上）まで、幅広いタイプのテレビジョン装置の表示部に表示装置が用いられる。
【０１７５】
図１５（Ｅ）に示すノート型またはラップトップ型のコンピュータの表示部９１７に本発明の表示装置を適用することができる。
【０１７６】
図１５（Ｆ）に示すテレビジョン装置の表示部９１８に本発明の表示装置を適用することができる。またテレビジョン装置としては、図１５（Ｃ）に示した携帯電話機などの携帯端末に搭載する小型のものから、持ち運びをすることができる中型のもの、また、大型のもの（例えば４０インチ以上）まで、幅広いタイプのテレビジョン装置の表示部に、上記実施形態の表示装置を適用することができる。
【０１７７】
本実施の形態に係る電子機器は、表示部に本発明の発光素子及び当該発光素子を備えた表示装置を用いることにより、高輝度化及び低消費電力化が実現できる。
【０１７８】
（実施の形態１３）
本実施形態では、表示装置を平面状の照明装置に適用した態様を説明する。実施の形態１〜１０の表示装置は表示部の他、平面状の照明機器としても使用できる。例えば、本実施の形態で例示した電子機器の表示部に液晶パネルを用いた場合、液晶パネルのバックライトとして上記実施形態の表示装置を実装するができる。照明装置として用いるときは、図１７に示すようなパッシブマトリクス型の表示装置が好ましい。
【０１７９】
図１６は、表示装置をバックライトとして用いた液晶表示装置の一例である。図１６に示した液晶表示装置は、筐体９２１、液晶層９２２、バックライト９２３、筐体９２４を有し、液晶層９２２は、ドライバＩＣ９２５と接続されている。また、バックライト９２３は、本発明の表示装置が用いられおり、端子９２６により、電流が供給されている。
【０１８０】
また、本実施形態のバックライトを備えた液晶表示装置を、実施形態１２で示したような各種の電子機器の表示部として用いることができる。
【０１８１】
本発明を適用した表示装置を用いることにより、明るくかつ低消費電力のバックライトが得られる。また、本発明を適用した表示装置は、面発光の照明装置であり大面積化も可能であるため、バックライトの大面積化が可能であり、液晶表示装置の大面積化も可能になる。さらに、表示装置は薄型で低消費電力であるため、表示装置の薄型化及び低消費電力化も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１８２】
【図１】表示装置の断面図（実施の形態１）
【図２】表示装置の断面図（実施の形態２）
【図３】表示装置の断面図（実施の形態３）
【図４】表示装置の断面図（実施の形態４）
【図５】表示装置の断面図（実施の形態５）
【図６】表示装置の断面図（実施の形態６）
【図７】表示装置の断面図（実施の形態７）
【図８】表示装置の断面図（実施の形態８）
【図９】表示装置の断面図（実施の形態９）
【図１０】表示装置の断面図（実施の形態１０）
【図１１】表示装置の正面図（実施の形態１１）
【図１２】表示装置の画素の回路を説明する図（実施の形態１１）
【図１３】表示装置の画素の断面図（実施の形態１１）
【図１４】表示装置の駆動方法を説明する図（実施の形態１１）
【図１５】表示装置を電子機器に適用した態様を説明する図（実施の形態１２）
【図１６】表示装置を平面状の照明機器に適用した様態を説明する図（実施の形態１３）
【図１７】表示装置の斜視図及び断面図（実施の形態１１）
【符号の説明】
【０１８３】
１０１    基板
１０３    反射電極
１０４    発光層
１０５    透過電極
１０６    光散乱微粒子
１０７    第１の誘電体層
１０８    第２の誘電体層
１０９    発光層
１１０    粒子状の発光材料
１１１    シール材
１１２    基板
１１３    気体
１１４    絶縁層
１１５    隔壁層
１５３    反射電極
１５４    発光層
１５５    透過電極
１５７    第１の誘電体層
１５８    第２の誘電体層
１５９    発光層
１２０    発光素子
１３０    発光素子
２０１    充填材
２０２    第３の誘電体層
２０３    光散乱微粒子
２５２    第３の誘電体層
３０１    シール材
３０２    フィルム基材
６０２    誘電体層
６０３    光散乱微粒子
６５２    誘電体層
８００    基板
８０１    基板
８０２    シール材
８０３    画素部
８０４    駆動回路部
８０５    駆動回路部
８０６    駆動回路部
８０７    ＦＰＣ
８０８    プリント配線基盤（ＰＷＢ）
８１１    第１のトランジスタ
８１２    第２のトランジスタ
８１３    発光素子
８１４    ソース信号線
８１５    電流供給線
８１６    ゲート信号線
８１８    スイッチ
８１９    書込用ゲート信号線駆動回路
８２０    スイッチ
８２１    消去用ゲート信号線駆動回路
８２２    スイッチ
８２３    ソース信号線駆動回路
８２４    電源
８２６    第１の誘電体層
８２７    光散乱微粒子
８２８    第２の誘電体層
８３０    充填材
８３１    構造物
８３２    下地膜
８３３    層間絶縁膜
８３４    絶縁層
８３５    第１の電極
８３６    第２の電極
８３７    発光層
８４１    サブフレーム
８４２    サブフレーム
８４３    サブフレーム
８４４    サブフレーム
９１１    表示部
９１３    表示部
９１４    ファインダ
９１５    表示部
９１６    表示部
９１７    表示部
９１８    表示部
９２１    筐体
９２２    液晶層
９２３    バックライト
９２４    筐体
９２５    ドライバＩＣ
９２６    端子
９５１    基板
９５２    電極
９５３    絶縁層
９５４    隔壁層
９５５    層
９５６    電極
８４１ａ    期間
８４１ｂ    保持期間
８４２ａ    期間
８４２ｂ    保持期間
８４３ａ    期間
８４３ｂ    保持期間
８４４ａ    期間
８４４ｂ    保持期間
８４４ｃ    消去期間
８４４ｄ    非発光期間
【図１】
2008010402.tif 000003
【図２】
2008010402.tif 000004
【図３】
2008010402.tif 000005
【図４】
2008010402.tif 000006
【図５】
2008010402.tif 000007
【図６】
2008010402.tif 000008
【図７】
2008010402.tif 000009
【図８】
2008010402.tif 000010
【図９】
2008010402.tif 000011
【図１０】
2008010402.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2008010402.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2008010402.tif 000017
【図１６】
2008010402.tif 000018
【図１７】
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