(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の副画素で一つの画素が構成され、前記画素が２次元に配列した画素領域を有し、
前記複数の副画素の少なくとも一つは、複数の発光層が並置されており、
前記複数の発光層は、それぞれが量子ドット材料を含んで構成され、かつ発光波長のピーク位置が互いに異なることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記画素は、赤色に対応する第１の副画素と、緑色に対応する第２の副画素と、青色に対応する第３の副画素を含み、
前記第１の副画素と前記第２の副画素は前記発光層の上方にカラーフィルタが設けられ、
前記第３の副画素にはカラーフィルタが設けられていないことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記複数の副画素は、前記複数の発光層が並置されている第１の副画素と、量子ドット材料を含む発光層を１つ備えた第２の副画素とを含むことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記第２の副画素は、青色の発光をし、且つカラーフィルタが設けられていないことを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記副画素は、第１の電極と第２の電極との間に、第１の発光層及び第２の発光層が並置され、
前記第１の電極は、第１のトランジスタのソース・ドレイン電極に接続し、
前記第２の電極は、前記複数の副画素に跨って配置され、共通電位が印加されていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記第１の電極は光反射面を有し、前記第２の電極は透光性を有することを特徴とする請求項５に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記副画素は、第１の電極と第２の電極との間に設けられた第１の発光層と、第３の電極と前記第２の電極との間に設けられた第２の発光層とを有することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記第１の電極及び前記第３の電極は光反射面を有し、前記第２の電極は透光性を有することを特徴とする請求項７に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記第１の電極、前記第２の電極及び前記第３の電極のぞれぞれは、個別に電位が制御されることを特徴とする請求項７に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
前記第１の電極は、第１のトランジスタのソース・ドレイン電極に接続し、
前記第３の電極は、第２のトランジスタのソース・ドレイン電極に接続し、
前記第１のトランジスタのゲート電極には、第１の映像信号線から供給される第１の映像信号が入力され、
前記第２のトランジスタのゲート電極には、第２の映像信号線から供給される第２の映像信号が入力されることを特徴とする請求項７に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、量子ドットを含んで構成された発光素子により画素が構成される画像表示装置に係り、特に当該画素における発光素子の構成と配置に関する。
【背景技術】
【０００２】
量子ドットと呼ばれるナノスケールの発光材料をディスプレイへの応用する技術が注目されている。量子ドットとは数ナノメートルの粒径を有し、ＩＩ−ＶＩ族、ＩＩＩ−Ｖ族、ＩＶ−ＶＩ族等の元素グループによって構成される半導体材料の一種である。量子ドットを発光材料として見た場合、エネルギー線（紫外光、青色光）の照射又は電界を印加することによって発光する材料であることにおいては、従来の有機エレクトロルミネセンス材料と類似の性質を有している。
【０００３】
有機エレクトロルミネセンス材料は、ホスト材料とゲスト材料の組み合わせによって発光波長を制御しているのに対し、量子ドットは材質及びドットのサイズによって発光波長が変化することが知られている。量子ドットは、有機エレクトロルミネセンス材料に比べて発光効率が高いこと、さらに濃度消光がないことなどの利点があるとして期待されている。
【０００４】
量子ドットを用いた表示装置としては、例えば、透明な基板上に、透光性の第１電極、該第１電極に対向する第２電極、無機半導体マトリックス中に量子ドットを含む多結晶無機発光層を含む発光素子が開示されている（特許文献１参照）。また、基板上に第１電極層を形成し、その第１電極層上に相分離が可能なブロック共重合体膜からナノサイズの複数の貫通ホールを含む量子ドットテンプレート膜を形成し、量子ドットテンプレート膜の貫通ホール内に有機発光層を含む量子ドット構造を形成する量子ドット有機電界発光素子の製造方法が開示されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−５２０６０３号公報
【特許文献２】特開２０１２−１４６６８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１によれば、量子ドット及び半導体マトリクスナノ粒子のコロイド分散液をドロップ・キャスティング又はスピン・キャスティングにより発光層となる層を基板上の形成し、さらにアニーリングをすることによって発光素子を作製している。この発光素子は、これまで有機エレクトロルミネセンス材料が用いられていた発光層を、量子ドットを含む層に置き換えただけである。そして、特許文献１には、発光層を複合化して白色光を出射させることについては何ら言及されていない。
【０００７】
一方、特許文献２で開示される有機電界発光素子は、発光層自体を微小な柱状として集合させたものである。しかし、この発光素子は、発光層を作製するために量子ドットテンプレート膜が必要となり、結果として製造工程が複雑化し、製造コストが増加してしまうことが問題となる。このように、従来の技術に鑑みれば、量子ドットの特性に着目しつつも、その特徴を十分に生かした表示装置の開発がなされていないのが問題となっている。
【０００８】
そこで本発明の一実施形態は、量子ドットを用いた新たな構造の表示装置を提供することを目的の一つとする。また、本発明の一実施形態は、画素から出射される光のスペクトルを調整可能とし、画素から出射される光の色度調整をすることができる画像表示装置を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施形態によれば、複数の副画素で一つの画素が構成され画素が２次元に配列した画素領域を有し、副画素は電極を挟んで重畳するように設けられた複数の発光層を含み、複数の発光層は、それぞれが量子ドット材料を含んで構成され、かつ発光波長のピーク位置が異なる画像表示装置が提供される。
【００１０】
本発明の一実施形態によれば、複数の副画素で一つの画素が構成され、画素が２次元に配列した画素領域を有し、複数の副画素の少なくとも一つは、複数の発光層が並置されており、複数の発光層は、それぞれが量子ドット材料を含んで構成され、かつ発光波長のピーク位置が異なる画像表示装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る発光素子の構成を説明する図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る画像表示装置の構成を説明する斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る画像表示装置の画素の構成を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る画像表示装置の画素の構成を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る画像表示装置の画素の等価回路の一例を説明する図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る画像表示装置の画素の構成を示す断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る画像表示装置の画素の構成を示す断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る画像表示装置の画素の等価回路の一例を説明する図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る発光素子の構成を説明する図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る画像表示装置の画素の構成を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る画像表示装置の画素の構成を示す断面図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る画像表示装置の画素の等価回路の一例を説明する図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る発光素子の構成を説明する図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係る画像表示装置の画素の構成を示す図である。
【図１５】本発明の一実施形態に係る画像表示装置の画素の構成を示す断面図である。
【図１６】本発明の一実施形態に係る画像表示装置の画素の等価回路の一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を、図面等を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
【００１３】
本明細書において、ある部材又は領域が、他の部材又は領域の「上に（又は下に）」あるとする場合、特段の限定がない限り、これは他の部材又は領域の直上（又は直下）にある場合のみでなく、他の部材又は領域の上方（又は下方）にある場合を含み、すなわち、他の部材又は領域の上方（又は下方）において間に別の構成要素が含まれている場合も含む。
【００１４】
［第１の実施形態］
本実施形態は、複数の発光層を縦方向（垂直方向）に積層した構成を有する発光素子及び当該発光素子で画素を構成した画像表示装置の一態様について示す。
【００１５】
＜発光素子の構造＞
図１は、本発明の一実施形態に係る画像表示装置の画素を構成する発光素子１０２ａの構成を示す。発光素子１０２ａは、複数の発光層が設けられている。複数の発光層のそれぞれは、電極に挟まれている。図１で示す発光素子１０２ａは、３つの電極によって２つの発光層が挟まれた構造を有している。具体的には、発光素子１０２ａは、第１の発光層１０６が第１の電極１０４と第２の電極１０８に挟まれ、第２の発光層１１０が第２の電極１０８と第３の電極１１２に挟まれた構造を有している。第１の発光層１０６と第２の発光層１１０とは第２の電極１０８を挟んで積層されているので、第２の電極１０８は上下にある２つの発光層で共有されているとみなすこともできる。
【００１６】
発光素子は発光層を挟む電極間の電位差によって発光強度を制御することができる。図１で示す発光素子１０２ａは、第１の電極１０４と第３の電極１１２が駆動電源１１４に接続されているが、第１の電極１０４、第２の電極１０８及び第３の電極１１２が分離されているので、これら３つの電極間の電位差によって２との発光層の発光強度を制御することができる。つまり、第１の発光層１０６は、第１の電極１０４と第２の電極１０８との間の電位差により発光強度が制御され、第２の発光層１１０は、第２の電極１０８と第３の電極１１２との間の電位差により発光強度が制御される。
【００１７】
この発光素子１０２ａは、第１の電極１０４、第１の発光層１０６及び第２の電極１０８で構成される第１の発光セルと、第２の電極１０８、第２の発光層１１０及び第３の電極１１２で構成される第２の発光セルが直列に接続された構造とみなすこともできる。
【００１８】
このように、複数の発光層が設けられた発光素子において、複数の発光層のそれぞれを相互に積層させると共に、各発光層の間に電極を介在させることで、発光層の発光強度を個別に制御することが可能となる。
【００１９】
発光素子１０２ａの光出射方向は、電極の構成によって決められる。例えば、発光素子１０２ａにおいて、第２の電極１０８が透光性の電極であり、第１の電極１０４及び第３の電極１１２の一方が透光性電極、他方が光反射性電極であると、透光性電極とされた側の電極面から第１の発光層１０６及び第２の発光層１１０で発光した光が出射される。具体的には、第１の電極１０４を光反射性電極とし、第２の電極１０８及び第３の電極１１２を光透過性電極とすれば、第１の発光層１０６及び第２の発光層１１０で発光した光は、第３の電極１１２から出射されるものとなる。
【００２０】
光反射性電極は、金属材料を用いて形成される。金属材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）など可視光帯域の光に対して反射率が高い金属材料を用いて形成することが好ましい。金属材料は例示される金属の単体元素に限定されず、アルミニウム−チタンなどの各種の合金材料、窒化チタンなどの金属窒化物などを用いてもよい。また、光反射性の電極は金属材料でなる単一の層に限定されず、複数の導電性の被膜を積層することによって形成されていてもよい。例えば、光反射性電極として、最表面に酸化スズが添加された酸化インジウム（Indium Tin Oxide：ＩＴＯ）などの透明導電膜を設け、その下層に前述のような金属層を設けた積層構造とすることで光反射面を設けるようにしてもよい。
【００２１】
光透過性電極は、酸化スズを含む酸化インジウム（Indium Tin Oxide：ＩＴＯ）、酸化インジウム・酸化亜鉛（ＩＺＯ）などの導電性の金属酸化物を用いて形成することができる。また、光を透過する程度の厚さを有する（概略１００ｎｍ以下）金属の薄膜で形成してもよい。
【００２２】
第１の発光層１０６及び第２の発光層の一方又は双方は、量子ドットを含んで構成される。量子ドットを含む発光層は各種の形態が適用可能である。例えば、量子ドットの集合体によって発光層が形成されていてもよく、または量子ドットが無機又は有機半導体でなる母体材料に分散されていてもよい。或いは、量子ドットを含む発光層が正孔又は電子注入層、正孔又は電子輸送層などのキャリア注入・輸送層に挟まれるように設けられていてもよい。
【００２３】
量子ドットは、各種の材料を適用することができる。例えば、量子ドットとして、数ｎｍから数十ｎｍの大きさを有する化合物半導体や酸化物半導体の微粒子を用いることができる。そのような微粒子としては、例えば、II−ＶI族半導体で構成されたもの（ＣｄＳｅ、ＣｄＳ、ＣｄＴｅ、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＴｅ、ＨｇＳ、ＨｇＴｅ、ＣｄＺｎＳｅ等）、III−Ｖ族半導体で構成されたもの（ＩｎＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＮ、ＧａＮ、ＩｎＳｂ、ＩｎＡｓＰ、ＩｎＧａＡｓ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＡｌＰ、ＡｌＮ、ＡｌＳｂ、ＣｄＳｅＴｅ、ＺｎＣｄＳｅ等）、または、IＶ−ＶI族半導体で構成されたもの（ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、ＰｂＳ、ＰｂＳｎＴｅ、Ｔｌ２ＳｎＴｅ５等）が挙げられる。また、量子ドットとして、IＶ族半導体で構成されたものを用いてもよい。例えば、一原子層の炭素原子の炭素原子の六員環が連なって平面状に配列した、グラフェン（graphene）を用いることができる。
【００２４】
量子ドットの構造は、発光部位であるコア部のみを有する構造でもよいし、コア部の周囲にシェル部を有するコア／シェル構造であってもよい。また、シェル／コア／シェル構造等のマルチシェル構造であってもよい。なお、シェルとは、コア部への電子及び正孔の閉じ込め機能を高めるために設ける物質であり、コア部よりバンドギャップエネルギーの大きい物質が好ましい。このシェル部により、非発光遷移による電子および正孔の損失が低減され、発光効率を向上することが可能となる。
【００２５】
このような量子ドットを含む発光層は、各種の製法で作製することができる。例えば、量子ドットを含む発光層を、スピンキャスト法、ドロップキャスト法などの溶液薄膜堆積技術により作製することができる。
【００２６】
量子ドットを用いた発光層の発光メカニズムは複雑であるが、量子井戸のモデルを使って説明することができる。エネルギーバンドモデルを念頭に説明すると、量子ドットは発光層に局在化した準位を形成し、この局在準位が量子井戸を形成すること考えられる。このとき量子井戸は、発光層で発光中心として作用する。すなわち、量子ドットは、発光層に注入されたキャリアをトラップし、トラップされたキャリアが再結合する過程で光子を放出し、発光するメカニズムを考えることができる。
【００２７】
量子ドットは、材料の組成、粒子のサイズによって放出される光、すなわち発光波長を制御することができる。したがって、粒子径の揃った量子ドットを発光層に分散させることで、スペクトルピークが鋭く、色純度の高い発光を得ることができる。別言すれば、材料の組成、粒子径を異ならせることで、ピーク波長の異なる発光を得ることができる。
【００２８】
本実施形態において、第１の発光層１０６及び第２の発光層１１０は、同じ材質及び粒径の量子ドットを用いて構成してもよいが、相互に異なる量子ドットを用い、発光波長の帯域を異ならせるようにすることが好ましい。例えば、第１の発光層１０６を発光波長のピークが４３５ｎｍ〜４８０ｎｍにある青色発光とし、第２の発光層１１０を発光波長のピークが５８０ｎｍ〜５９５ｎｍにある黄色発光、又は５００ｎｍ〜５６０ｎｍの緑色発光及び６１０ｎｍ〜７５０ｎｍの赤色発光とすることで、発光素子１０２ａからの出射光を、白色光又は見かけ上白色光に近い光を出射光とすることができる。
【００２９】
なお、発光層は２層に限定されず、青色光に対応した発光層、緑色光に対応した発光層及び赤色光に対応した発光層の３層を用い、図１で示す構造と同様に各発光層が電極で挟まれるように積層して、白色光又は白色光に近いスペクトルの光を発光素子から出射させるようにしてもよい。
【００３０】
第１の発光層１０６は、第１の電極１０４と第２の電極１０８とで形成される電界強度によって発光する程度の厚さを有していればよく、例えば、１００ｎｍから１０００ｎｍの厚さで形成することができる。これは第２の電極１０８と第３の電極１１２に挟まれる第２の発光層１１０についても同様である。
【００３１】
図１は、第１の電極１０４と第３の電極１１２との間にバイアスが印加される態様を示す。このとき第２の電極１０８はフローティング電位でもよいし、別途電位を制御するようにしてもよい。第２の電極１０８がフローティングであれば第１の電極１０４と第３の電極１１２との間の電位差に基づいて第１の発光層１０６と第２の発光層１１０を発光させることができ、第２の電極１０８の電位を制御すれば、第１の発光層１０６と第２の発光層１１０の発光強度を個別に制御することができる。第１の発光層１０６と第２の発光層１１０との発光スペクトルが異なる場合、それぞれの発光強度を個別に制御することで、発光素子１０２から出射される光の色調を調節することができる。例えば、発光素子１０２から出射される光を、赤みがかった白色光、青みがかった白色光のように、見かけ上白色光とみなせる出射光に対しても色調を調整することができる。
【００３２】
図１に示す発光素子１０２ａによれば、第１の発光層１０６と第２の発光層１１０とが直列に接続されることにより、電流経路は一つになるので、２つの発光素子を個別に発光させたときに比べ、少ない電流で発光させることができる。また、第１の発光層１０６と第２の発光層１１０を、量子ドットを用いて形成することにより、色純度の高い出射光、または色純度が高く輝度が十分な白色光を得ることができる。
【００３３】
＜画像表示装置の全体構成＞
図２は、本発明の一実施形態に係る画像表示装置１００の一態様を示す。画像表示装置１００は、画素１２６が配列して構成される画素部１２４を有し、これによって画像表示画面が設けられている。素子基板１１６には、発光素子及びトランジスタなどによる能動素子によって画素１２６が設けられており、画素部１２４の上面が封止材１１８によって覆われている。素子基板１１６には、画素１２６の動作を制御する信号を出力するドライバ回路１２０が設けられていてもよい。また、素子基板１１６には、外部回路と接続するためのフレキシブルプリント配線基板１２２が取り付けられていてもよい。
【００３４】
＜画素の構成＞
図３及び図４を参照して、本実施形態に係る画像表示装置の画素部の構成を示す。なお、本実施形態において画素は複数の副画素によって構成されているものとする。
【００３５】
図３は、一つの画素１２６ａに、第１の副画素１２７ａ、第２の副画素１２８ａ、第３の副画素１２９ａが含まれている構成を示す。例えば、第１の副画素１２７ａを赤色に対応する副画素、第２の副画素１２８ａを緑色に対応する副画素、第３の副画素１２９ａを青色に対応する副画素とすることができる。副画素はこれらの色に対応するものだけでなく、前述する色の中間色に対応する副画素や、白色に対応する副画素を追加が追加されて一つの画素が構成されてもよい。このように一つの画素を発光色の異なる複数の副画素で構成することによりカラー表示をすることができる。
【００３６】
図４は画素の断面構造を説明する図である。図４で示す画素の断面構造は、図３中に示すＡ−Ｂ線に対応している。以下の説明では、図３及び図４の双方を参照して説明する。
【００３７】
図４で示すように、副画素は、発光素子１０２ａと第１のトランジスタ１３６を含んで構成されている。発光素子１０２ａは、図１で説明したものと同様の構成を有し、第１の電極１０４、第１の発光層１０６、第２の電極１０８、第２の発光層及び第３の電極１１２が積層された構成を有している。すなわち、発光素子１０２ａは、第１の電極１０４と第２の電極１０８との間に第１の発光層１０６が設けられ、第２の電極１０８と第３の電極１１２との間に第２の発光層１１０が設けられている。
【００３８】
第１の発光層１０６及び第２の発光層１１０は画素領域の略全面に設けられている。第１の発光層１０６は第１の電極１０４を覆っているため、第１の電極１０４と第２の電極１０８は直接接触することがない。同様に、第２の発光層１１０は第２の電極１０８を覆っているため、第２の電極１０８と第３の電極１１２とが直接接触して短絡することはない。したがって、図３の平面図で示すように、各副画素において、第１の電極１０４、第２の電極１０８及び第３の電極１１２は重畳するように設けられているが、それらの間に第１の発光層１０６又は第２の発光層１１０が介在していることにより、電極同士が直接接して短絡してしまうことを防止している。
【００３９】
第１の電極１０４は、副画素ごとに個別電極として設けられ、第１のコンタクト部１３０において第１のトランジスタ１３６に接続されている。また、第２の電極１０８も各副画素の個別電極として設けられ、第２のコンタクト部１３２において電位を制御する配線１４０と接続されている。本実施形態では、第１の発光層１０６が上述のように無機材料によって形成されているので、第１の発光層１０６の上面に形成される第２の電極１０８を、フォトリソグラフィーを用いた微細加工プロセスを適用してもダメージを受けることがない。なお、第１の電極１０４の周縁部にはバンク層１５２が設けられていてもよく、このバンク層１５２によって第１の電極１０４によって生じる段差を緩和するようにしてもよい。
【００４０】
また、第２の電極１０８を配線１４０と接続せず、フローティング電極として用いることもできる。この場合、第２の電極１０８を配線１４０と接続する第２のコンタクト部１３２を設ける必要がないので、副画素における発光有効面積を拡大することができる。すなわち、画素の開口率を高めることができる。
【００４１】
第３の電極１１２は、複数の副画素に共通の電位を与える共通電極として設けられている。そのため第３の電極１１２は、第２の発光層１１０の略全面に形成されている。さらに、第３の電極１１２上には封止層１５４が設けられている。封止層１５４は、透光性の有機樹脂材料、または透光性の無機絶縁材料、もしくは有機樹脂材料でなる層と無機材料でなる層を組み合わせて形成することができる。封止層１５４は保護層としても機能を有し、第３の電極１１２上に設けられることで発光素子１０２ａが大気に直接晒されないようにすることができる。
【００４２】
図４は、第１の発光層１０６及び第２の発光層１１０の発光を、第３の電極１１２側から出射する、いわゆるトップエミッション型の画素構造を有している。このため、第１の電極１０４は前述の光反射性電極であり、第２の電極１０８及び第３の電極１１２は光透過性電極の構成を有している。
【００４３】
発光素子１０２ａは、第１の電極１０４、第１の発光層１０６、第２の電極１０８、第２の発光層１１０及び第３の電極１１２が重なる領域が発光領域となる。第１の発光層１０６を青色波長帯の光を発光する層とし、第２の発光層１１０を黄色、または赤色及び緑色の発光波長帯の光を発光する層とすることで、第３の電極１１２側から白色光又は白色光に近いスペクトルの光を出射させることができる。
【００４４】
この発光領域に重ねてカラーフィルタ１５６を設けることができる。例えば、カラーフィルタ１５６は封止層１５４に埋設されるように設けることができる。このとき、各副画素に対応して所定のカラーフィルタ１５６を設けることで、画像表示装置はカラー表示をすることができる。
【００４５】
カラーフィルタ１５６は、所定の帯域の光を透過する着色層の塗布と、当該着色層をパターニングする工程によって作製される。カラーフィルタの形成には、薬液の塗布や水洗処理が伴うが、発光層が無機材料である量子ドットを用いて形成されていることで、これらの処理によってもダメージを受けることがない。したがって、本実施形態によれば、発光層の上方にカラーフィルタを設けることができる。これにより、発光素子１０２ａが形成される素子基板１１６にカラーフィルタを形成することができるので、画像表示装置の薄型化、軽量化を図ることができる。
【００４６】
本実施形態によれば、一つの副画素に複数の発光層を設け、白色又は擬似的に白色光をみなすことのできる光を出射するようにし、各副画素に対応してカラーフィルタを設けることで、発光素子の構成を各副画素で共通化することができる。すなわち、副画素ごとに発光層を作り分ける必要がないため、発光層を各副画素共通の層として設けることができる。そのため、第１の発光層１０６及び第２の発光層１１０を画素領域の略全面に形成することができる。また、これらの発光層を画素領域の略全面に設けることにより、第１の電極１０４と第２の電極１０８との短絡、および第２の電極１０８と第３の電極１１２との短絡を防止することができる。
【００４７】
さらに、本実施形態では、少なくとも第１の発光層１０６を無機材料である量子ドットを用いて設けているので、第１の発光層１０６の上で第２の電極１０８をドライエッチング又はウェットエッチングにより加工しても、第１の発光層１０６はダメージを受けることがない。このため、フォトリソグラフィーを使った工法により、副画素を微細化することができる。
【００４８】
発光素子１０２ａと第１のトランジスタ１３６との間には層間絶縁層が設けられている。図４では、発光素子１０２ａと第１のトランジスタ１３６との間に層間絶縁層１４２が設けられている。層間絶縁層１４２は、一層又は複数の層で形成されていればよく、図４の例ではゲート電極１５０とソース・ドレイン電極１４４との間、ソース・ドレイン電極１４４と配線１４０との間、および配線１４０と第１の電極１０４との間に設けられている態様を示す。発光素子１０２ａの第１の電極１０４は、第１のコンタクト部１３０において第１のトランジスタ１３６と接続されている。第１のコンタクト部１３０は、層間絶縁層１４２を貫通するコンタクトホールが設けられ、第１のトランジスタ１３６のソース・ドレイン電極１４４と電気的に接続されている。第１の副画素１２７ａにおけるこのような構成は、第２の副画素１２８ａ及び第３の副画素１２９ａでも同様であり、それぞれの副画素の第１の電極は副画素に接続されることにより個別に発光が制御される。
【００４９】
第１のトランジスタ１３６は、半導体層１４６とゲート電極１５０がゲート絶縁層１４８によって絶縁された電界効果トランジスタの構成を有している。第１のトランジスタ１３６は、半導体層１４６は、非晶質又は多結晶のシリコン若しくは酸化物半導体を用いて形成され、ゲート電極１５０にゲート電圧が印加されることにより半導体層１４６にチャネルが形成される薄膜トランジスタの形態を有している。
【００５０】
本実施形態によれば、量子ドットを用いた発光層を複数層有する発光素子と、トランジスタとを同一基板上に設けることができる。トランジスタによって、同一基板上に各画素の発光を制御する画素回路や、画素に駆動信号を与える駆動回路を形成することで、画像表示装置の薄型化や小型化を図ることができる。
【００５１】
図５（Ａ）及び（Ｂ）は、図４で示すような発光素子１０２ａとトランジスタを含んで構成される画素の回路構成の一例を回路図で示す。
【００５２】
図５（Ａ）は、走査信号線１５８に与えられる走査信号によってスイッチング動作する第１の選択トランジスタ１６６と、その第１の選択トランジスタ１６６がオンすることによって第１の映像信号線１６０から与えられる映像信号に基づく電位がゲートに与えられる第１の駆動トランジスタ１７０と、第１の駆動トランジスタ１７０に接続される発光素子１０２ａを有する画素回路の一例を示す。第１の駆動トランジスタ１７０は電源線１６４と発光素子１０２ａとの間に接続されている。
【００５３】
第１の駆動トランジスタ１７０のゲート電位は第１の容量素子１７４によって保持され、そのゲート電位に応じたドレイン電流が発光素子１０２ａに供給される。図５（Ａ）は画素の等価回路を示す。図５（Ａ）において、発光素子１０２ａの構造を図４に対応付けて説明すると、第１の電極１０４が第１の駆動トランジスタ１７０に接続され、第３の電極１１２に共通電位が与えられている。第１の電極１０４と第３の電極１１２との間にある第２の電極１０８は所定の制御電位（Ｖｃ）が与えられるか、またはフォローティング電位とされていてもよい。
【００５４】
発光素子１０２ａは、第１の電極１０４と第２の電極１０８とに挟まれた第１の発光層１０６による第１の容量部と、第２の電極１０８と第３の電極とに挟まれた第２の発光層１１０による第２の容量部が直列に接続された容量性の素子とみなすこともできる。この場合において、第２の電極１０８に制御電位（Ｖｃ）が与えられる場合、第１の発光層１０６と第２の発光層１１０に与えられる電界強度を、この制御電位（Ｖｃ）によって制御することができ、それによって発光強度を調節することができる。また、第２の電極１０８をフローティング電位とした場合には、副画素に映像信号が与えられたとき、映像信号に応じた所定の電位を保持する、メモリーとして機能させることもできる。
【００５５】
図５（Ｂ）は、走査信号線１５８に与えられる走査信号によってスイッチング動作する第１の選択トランジスタ１６６と、その第１の選択トランジスタ１６６を介して第１の映像信号線１６０から映像信号に応じた電位が第１の容量素子１７４に与えられ、第１の容量素子１７４に蓄積された電荷によって発光素子１０２ａを発光させる画素回路の一例を示す。発光素子１０２ａの第１の電極１０４は、第１の選択トランジスタ１６６及び第１の容量素子１７４と接続され、第３の電極１１２に共通電位が与えられる。第１の容量素子１７４に共通電位より高い所定の電位が与えられると、第１の容量素子１７４から発光素子１０２ａに電荷が流れ込み、発光素子１０２ａは発光する。このとき、第２の電極１０８の電位は図５（Ａ）の場合と同様であり、制御電位（Ｖｃ）又はフローティング電位とすることができる。図５（Ｂ）の回路では、画素を構成するトランジスタが一つでよく、トップエミッションの場合には画素の開口率に影響を与えることなく、容量素子の面積を大きくすることができるので、第１の容量素子１７４に蓄積される電荷によって発光素子１０２ａを十分な発光強度で発光させることができる。
【００５６】
以上のように、本実施形態によれば、量子ドットを用いて発光層を形成することにより、中間電極を挟んで当該発光層を積層させることができる。その場合において、中間電極に相当する第２の電極は、各副画素で個別の電極とすることができる。そのため、第１の電極と第３の電極との間に複数の発光層を、量子ドットを用いて形成し、各発光層の間に別途第２の電極を設けることにより、各発光層にかかる電界強度を制御して、発光強度を調節することができる。また、量子ドットを用いて、発光波長帯域の異なる複数の発光層を積層させることにより、白色発光素子とすることができるので、光出射面にカラーフィルタを設けることで、カラー表示をすることができる。このため、発光層を画素（各副画素）ごとにパターニングする必要がなく、工程の簡略化が容易となる。
【００５７】
［第２の実施形態］
本実施形態は、第１の実施形態で説明した副画素において、第３の電極も副画素ごとに電位を制御することのできる構成について、図６及び図７を参照して説明する。
【００５８】
＜画素の構成＞
図６は、一つ画素１２６ｂが、第１の副画素１２７ｂ、第２の副画素１２８ｂ、第３の副画素１２９ｂにより構成されている態様を示す。例えば、第１の副画素１２７ｂを赤色に対応する副画素、第２の副画素１２８ｂを緑色に対応する副画素、第３の副画素１２９ｂを青色に対応する副画素とすることができる。副画素はこれらの色に対応するものだけでなく、前述する色の中間色に対応する副画素や、白色に対応する副画素を追加が追加されて一つの画素が構成されてもよい。このように一つの画素を発光色の異なる複数の副画素で構成することによりカラー表示をすることができる。
【００５９】
第１の副画素１２７ｂは、第１の電極１０４、第２の電極１０８及び第３の電極１１２が設けられている。第１の電極１０４、第２の電極１０８及び第３の電極１１２は、第１の副画素１２７ｂに属する個別電極として設けられている。この電極構成は、第２の副画素１２８ｂ及び第３の副画素１２９ｂについても同様である。すなわち、第１の実施形態における画素の構成との相違は、第３の電極１１２が各画素共通の電極ではなく、各副画素に対応して個々に設けられている点にある。
【００６０】
図７は画素の断面構造を説明する図である。図７で示す画素の断面構造は、図６に示すＣ−Ｄ線に対応している。以下の説明では、図６及び図７の双方を参照して説明する。
【００６１】
図７において、発光素子１０２ｂが、第１の電極１０４、第２の電極１０８及び第３の電極１１２、並びに第１の発光層１０６及び第２の発光層１１０を有し、第１の発光層１０６が第１の電極１０４と第２の電極１０８に挟まれ、第２の発光層１１０が第２の電極１０８と第３の電極１１２に挟まれた構成を有し、第１の電極１０４が第１のトランジスタ１３６と接続されている点は、第１の実施形態と同様である。
【００６２】
本実施形態において、第１の副画素１２７ｂは、第３の電極１１２が第３のコンタクト部１３４において第２のトランジスタ１３８と接続されている。第２のトランジスタ１３８は、第１のトランジスタ１３６と同じ構成を有している。第３のコンタクト部１３４は、第１の発光層１０６、第２の発光層１１０、層間絶縁層１４２を貫通するコンタクトホールを有している。第３の電極１１２は第２の発光層１１０の上面に設けられ、第３のコンタクト部１３４において当該コンタクトホールによって第２のトランジスタ１３８のソース・ドレイン電極１４４ｂと電気的に接続されている。
【００６３】
本実施形態では、第１の発光層１０６及び第２の発光層１１０を、量子ドットを含む無機半導体材料で形成されているので、ドライエッチング又はウェットエッチングによりコンタクトホールを形成することができる。そして、各副画素の第３の電極１１２が、第２のトランジスタ１３８と接続されることにより、副画素ごとに第３の電極１１２の電位を異ならせ、発光素子１０２ｂの輝度や色相を制御することができる。
【００６４】
図８は、図７で示す構成の副画素によって構成することのできる画素の回路構成の一例を示す。
【００６５】
図８において、第１の選択トランジスタ１６６、第１の駆動トランジスタ１７０、第１の容量素子１７４と発光素子１０２ｂの接続関係は、図５（Ａ）で示す回路と同様である。本実施形態では、発光素子１０２ｂの第３の電極１１２の電位を制御するために、第２の選択トランジスタ１６８、第２の駆動トランジスタ１７２、第２の容量素子１７６を有している。
【００６６】
第２の選択トランジスタ１６８は、ゲートが走査信号線１５８と接続され、入力端子が第２の映像信号線１６２と接続されている。第２の選択トランジスタ１６８の出力側の端子は第２の駆動トランジスタ１７２のゲートに接続され、第２の映像信号線１６２に与えられる映像信号に基づく電位が第２の駆動トランジスタ１７２のゲートに与えられる。第２の容量素子１７６はこのゲート電位が充電され、当該ゲート電位を保持する機能を有している。
【００６７】
発光素子１０２ｂの第２の電極１０８は配線１４０と接続されている。図８において、配線１４０はある一定の電位が与えられる。配線１４０の電位は、各副画素の発光素子に共通に与えられる電位であってもよく、例えば、接地電位又はローレベルの基準電位あってもよい。第２の電極１０８が、一定の共通電位が与えられる配線１４０と接続されていることにより、第１の映像信号線１６０と第２の映像信号線１６２に与える映像信号を異ならせることができる。すなわち、発光素子１０２ｂにおける第１の電極１０４の電位と第３の電極１１２の電位とを異ならせることができる。それにより、第１の発光層１０６の発光強度と、第２の発光層１１０の発光強度を異ならせることができる。
【００６８】
この場合、第１の発光層１０６の発光スペクトルと、第２の発光層１１０の発光スペクトルは異なるので、双方の発光強度を個別に制御可能とすることにより、発光素子１０２ｂから出射される光の合成スペクトルを変化させることができる。
【００６９】
本実施形態によれば、発光素子の第１の電極と第３の電極の電位を個別に制御可能とすることで、第１の発光層と第２の発光層の発光強度を個別に変化させることができる。それにより、発光素子から出射される光の色調を調整することができる。なお、本実施形態に係る画像表示装置は、第３の電極の電位を独立して制御可能としたこと以外は第１の実施形態と同様であるので、本実施形態についても第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００７０】
［第３の実施形態］
本実施形態は、複数の発光層を横方向（水平方向）に配置した構成を有する発光素子及び当該発光素子で画素を構成した画像表示装置の一態様について示す。
【００７１】
＜発光素子の構造＞
図９は、本発明の一実施形態に係る画像表示装置の画素を構成する発光素子１０２ｃの構成を示す。発光素子１０２ｃは、複数の発光層を有し、これらが一対の電極間に設けられている。すなわち、図９で示すように、第１の発光層１０６と第２の発光層１１０は並置され、共に第１の電極１０５と第２の電極１０９に挟まれている。第１の発光層１０６と第２の発光層１１０とは並置され、共に第１の電極１０５と第２の電極１０９によって挟まれているので、２つの発光セルが並列に接続されているとみなすこともできる。
【００７２】
発光素子１０２ｃは、第１の電極１０５と第２の電極１０９とを駆動電源１１４につなぎ電位差を与えることにより、同じ電位差が第１の発光層１０６及び第２の発光層１１０に印加される。第１の発光層１０６と第２の発光層１１０は所定の電位差が与えられると発光する。なお、第１の発光層１０６及び第２の発光層１１０の構成は第１の実施形態で説明するものと同様である。すなわち、第１の発光層１０６を発光波長のピークが４３５ｎｍ〜４８０ｎｍにある青色発光とし、第２の発光層１１０を発光波長のピークが５８０ｎｍ〜５９５ｎｍにある黄色発光、又は５００ｎｍ〜５６０ｎｍの緑色発光及び６１０ｎｍ〜７５０ｎｍの赤色発光とすることで、発光素子１０２ｃからの出射光を、白色光又は見かけ上白色光に近い光を出射光とすることができる。
【００７３】
第１の発光層１０６と第２の発光層１１０の発光スペクトルが異なる場合でも、発光素子１０２ｃを点光源とみなすことができる状況においては、発光層が並置されていてもそれぞれの発光層の発光色が分離して視認される色分離の影響を無視することができる。また、第１の発光層１０６と第２の発光層１１０は同じ膜厚を有している必要はなく異なっていてもよい。
【００７４】
図９に示すように、複数の発光層を水平方向に並置することにより、それぞれの発光層における発光を、光出射面の電極を通して出射させることができる。すなわち、発光層を縦方向に積層した場合には、下層側に位置する発光層の発光が上層の発光層で吸収され減衰してしまう場合があり得るが、本実施形態の発光素子１０２ｃによれば、そのような問題を解決することができる。
【００７５】
発光素子１０２ｃの光出射方向は、電極の構成によって決めることができる。例えば、発光素子１０２ｃにおいて、第２の電極１０９が透光性の電極であり、第１の電極１０５が光反射性電極であると、透光性電極とされた第２の電極１０９側から第１の発光層１０６及び第２の発光層１１０で発光した光を出射させることができる。
【００７６】
なお、発光層は２層に限定されず、青色光に対応した発光層、緑色光に対応した発光層及び赤色光に対応した発光層の３層を用い、図９で示す構造と同様に各発光層が電極で挟まれるように積層して、白色光又は白色光に近いスペクトルの光を発光素子から出射させるようにしてもよい。
【００７７】
図９で示す発光素子１０２ｃによれば、第１の発光層１０６と第２の発光層１１０の面積を異ならせることができるので、発光層の面積により色バランスを調整することができる。例えば、視感度の低い青色光を出射する第１の発光層１０６の面積を、第２の発光層１１０の面積と比較して大きくするようにしてもよい。また、発光輝度に対する電流効率が低い発光層の面積を、相対的に電流効率の高い発光層の面積に比べて、大きくすることで、発光素子１０２ｃの出射光の色バランスを調整することもできる。
【００７８】
＜画素の構成＞
図１０及び図１１を参照して、本実施形態に係る画像表示装置の画素部の構成を示す。本実施形態も、他の実施形態と同様に、画素は複数の副画素によって構成されているものとする。
【００７９】
図１０は、一つの画素１２６ｃに、第１の副画素１２７ｃ、第２の副画素１２８ｃ、第３の副画素１２９ｃが含まれている構成を示す。例えば、第１の副画素１２７ｃを赤色に対応する副画素、第２の副画素１２８ｃを緑色に対応する副画素、第３の副画素１２９ｃを青色に対応する副画素とすることができる。副画素はこれらの色に対応するものだけでなく、前述する色の中間色に対応する副画素や、白色に対応する副画素を追加が追加されて一つの画素が構成されてもよい。
【００８０】
図１０に示す画素１２６ｃは、白色光を出射する発光素子とカラーフィルタとの組み合わせを基本とするが、青色に対応する第３の副画素１２９ｃに対してはカラーフィルタ１５６ｃを設けない構成としてもよい。すなわち、第３の副画素１２９ｃは、第１の発光層１０６が青色光の帯域を発光するものであるとすれば、補色の関係にある黄色光を発光する第２の発光層１１０を省略することができる。本実施形態によれば、第１の発光層１０６は量子ドットを用いて設けられるので、発光スペクトルの半値幅が狭く、色純度の高い青色発光が可能であるため、カラーフィルタを用いなくても色純度が低下することはない。むしろ、青色に対応する波長帯域の光を発光する第１の発光層１０６の発光効率が低い場合でも、当該発光層から出射される光がカラーフィルタで吸収され減衰するのを防ぐことができるので、光の有効利用を図ることができる。それにより、第３の副画素１２９ｃにおける第１の発光層１０６の発光強度を低くすることができ、発光素子の劣化を抑制することができる。
【００８１】
なお、図１０において、第１の発光層１０６と第２の発光層１１０が並置されている態様を示すが、発光層の配置及び配列はこれに限定されない。例えば、発光層を複数のパターンに分割して、第１の発光層１０６と第２の発光層１１０の島状領域が交互に配列するようにしてもよい。
【００８２】
図１１は、このような画素の断面構造を示す。図１１で示す画素の断面構造は、図１０に示すＥ−Ｆ線に対応している。
【００８３】
図１１に示すように、発光素子１０２ｃは第１のトランジスタ１３６と第１のコンタクト部１３０で接続されている。発光素子１０２ｃは、第１の電極１０５上に第１の発光層１０６と第２の発光層１１０が並置されている。このような発光層の配列は、第１の電極１０５を形成した後に、第１の発光層１０６と第２の発光層１１０を、順次形成すれば実現することができる。
【００８４】
本実施形態において、発光層は量子ドットを用いた無機材料で形成されるため、例えば、フォトリソグラフィーによるマスク形成とエッチングによる加工により微細パターンを形成することができる。これにより、一つの副画素に（第１の電極１０５上に）微細な発光層のパターンを形成することができる。
【００８５】
発発光層の上には第２の電極１０９が設けられ、さらに封止層１５４により全面が覆われている。そして、光の出射面にカラーフィルタ１５６を設けることで、所定の波長帯域の光を出射光として出力させることができる。カラーフィルタ１５６を設ける場合においても、第１の発光層１０６及び第２の発光層１１０が無機材料である量子ドットを用いて形成されていることにより、当該発光層がダメージを受けることがない。本実施形態では、発光素子１０２ｃが形成される素子基板１１６上にカラーフィルタ１５６を設けることができるので、画像表示装置の薄型化、軽量化を図ることができる。
【００８６】
本実施形態によれば、量子ドットを用いた発光層を、第１に電極上に複数個並置させることができる。第１の電極上に設けられる複数の発光層は、発光スペクトルを異ならせることにより、白色又は擬似的に白色とみなすことのできる光を出射する副画素を形成することができる。この場合において、個々の発光層の面積を異ならせることで、色度調整をすることができる。
【００８７】
図１２（Ａ）及び（Ｂ）は、図１１で示すような発光素子１０２ｃとトランジスタを含んで構成される画素の回路構成の一例を回路図で示す。
【００８８】
図１２（Ａ）において、第１の選択トランジスタ１６６、第１の駆動トランジスタ１７０、第１の容量素子１７４と発光素子１０２ｃの接続関係は、図５（Ａ）で示す回路と同様である。ただし、発光素子１０２ｃは、第１の発光層１０６と第２の発光層１１０が第１の駆動トランジスタ１７０に対して並列に接続される関係にある。そのため、駆動トランジスタのドレイン電流は、第１の発光層１０６と第２の発光層１１０の特性に応じて分流して流れることとなる。
【００８９】
図１２（Ｂ）において、第１の選択トランジスタ１６６、第１の容量素子１７４と発光素子１０２ｃの接続関係は、図５（Ｂ）で示す回路と同様である。発光素子１０２ｃの第１の電極１０５は、第１の選択トランジスタ１６６及び第１の容量素子１７４と接続され、第２の電極１０９に共通電位が与えられるので、第１の容量素子１７４に共通電位より高い所定の電位が与えられると、第１の容量素子１７４から発光素子１０２ｃに電荷が供給され発光させることができる。
【００９０】
以上のように、本実施形態によれば、量子ドットを用いて発光層を形成することにより、複数の発光層を同一の電極上に並列配置して設けることができる。この場合、発光スペクトルの異なる複数の発光層の面積を異ならせることができるので、当該複数の発光層の面積比を異ならせることにより、色調を調節することができる。また、当該発光波長の異なる複数の発光層の組み合わせにより、白色光を出射する発光素子とすることができるので、画素の光出射面にカラーフィルタを設けることで、カラー表示をする画像表示装置を実現することができる。
【００９１】
［第４の実施形態］
本実施形態は、複数の発光層を横方向（水平方向）に配置すると共に、各発光層による発光を個別に制御することができる構成を有する発光素子及び当該発光素子で画素を構成した画像表示装置の一態様について示す。
【００９２】
＜発光素子の構造＞
図１３は、本発明の一実施形態に係る画像表示装置の画素を構成する発光素子１０２ｄの構成を示す。発光素子１０２ｄは、第１の発光層１０６が第１の電極１０５と第２の電極１０９との間に設けられ、第２の発光層１１０が第３の電極１１３と第２の電極１０９との間に設けられている。すなわち、発光素子１０２ｄは、第２の電極１０９を共通とし、第１の電極１０５が第１の発光層１０６に対応し、第３の電極１１３が第２の発光層１１０に対応して設けられている。
【００９３】
すなわち、本実施形態に係る発光素子１０２ｄは、並置された複数の発光層を挟み込む電極の一方が、各発光層に対応して分割して設けられている点で、第３の実施形態に係る発光素子と相違している。この相違により、図１３に例示される発光素子１０２ｄでは、第１の発光層１０６と第２の発光層１１０とを、個別に制御して発光をさせることができる。図１３では、第１の発光層１０６を挟む第１の電極１０５と第２の電極１０９が第１の駆動電源１１４ａに接続され、第２の発光層１１０を挟む第３の電極１１３と第２の電極１０９が第２の駆動電源１１４ｂと接続されている。この場合、第１の駆動電源１１４ａと第２の駆動電源１１４ｂの駆動電圧を異ならせて発光素子１０２ｄを発光させることができる。また、発光素子１０２ｄの一方の発光層を非発光の状態にし、他方の発光層のみで発光させることもできる。
【００９４】
なお、第１の発光層１０６及び第２の発光層１１０の構成は第１の実施形態で説明するものと同様である。すなわち、第１の発光層１０６を発光波長のピークが４３５ｎｍ〜４８０ｎｍにある青色発光とし、第２の発光層１１０を発光波長のピークが５８０ｎｍ〜５９５ｎｍにある黄色発光、又は５００ｎｍ〜５６０ｎｍの緑色発光及び６１０ｎｍ〜７５０ｎｍの赤色発光とすることで、発光素子１０２ｄからの出射光を、白色光又は見かけ上白色光に近い光を出射光とすることができる。なお、発光層はこれらの組み合わせに限定されず、青色光に対応した発光層、緑色光に対応した発光層及び赤色光に対応した発光層の３層を設けてもよい。
【００９５】
発光素子１０２ｄの光出射方向は、電極の構成によって決めることができる。例えば、発光素子１０２ｄにおいて、第２の電極１０９が透光性の電極であり、第１の電極１０５、第３の電極１１３が光反射性電極であると、透光性電極とされた第２の電極１０９側から第１の発光層１０６及び第２の発光層１１０で発光した光を出射させることができる。
【００９６】
本実施形態の発光素子１０２ｄにおいても、第３の実施形態におけるものと同様に、第１の発光層１０６と第２の発光層１１０の面積を異ならせることができるので、発光層の面積により色バランスを調整することができる。
【００９７】
＜画素の構成＞
図１４及び図１５を参照して、本実施形態に係る画像表示装置の画素部の構成を示す。本実施形態も、他の実施形態と同様に、画素は複数の副画素によって構成されているものとする。
【００９８】
図１４は、第３の実施形態と同様に、一つの画素１２６ｄに、第１の副画素１２７ｄ、第２の副画素１２８ｄ、第３の副画素１２９ｄが含まれている構成を示す。また、青色に対応する第３の副画素１２９ｄはカラーフィルタを設けない構成としている。
【００９９】
図１５は、このような画素の断面構造を示す。図１５で示す画素の断面構造は、図１４に示すＥ−Ｆ線に対応している。
【０１００】
図１５に示すように、発光素子１０２ｄは、第１の電極１０５が第１のコンタクト部１３０において第１のトランジスタ１３６と接続され、第３の電極１１３が第２のコンタクト部１３２において第２のトランジスタ１３８と接続されている。第２の電極１０９は共通電位が与えられているので（例えば、接地電位）、第１のトランジスタ１３６と第２のトランジスタ１３８により、第１の発光層１０６と第２の発光層１１０に印加する電位を個別に異ならせて発光させることができる。
【０１０１】
なお、本実施形態において、第１の電極１０５と第３の電極１１３とは光反射性電極であり、第２の電極１０９は光透過性電極である。したがって、第２の電極１０９が光出射面となり、この上面側にカラーフィルタ１５６を設けることで特定の帯域の光を副画素の出射光とすることができる。この場合、一つの副画素を点光源とみなすことができれば、出射光の波長帯域が異なる複数の発光層が並置されていても、発光色が分離して視認される色分離の影響を無視することができる。
【０１０２】
本実施形態によれば、量子ドットを用いた発光層を複数個並置させ、個々に発光を制御することで、白色又は擬似的に白色とみなすことのできる光を出射する副画素を形成することができる。この場合において、それぞれの発光層に印加する電位を異ならせることで、色度調整をすることができる。
【０１０３】
図１６（Ａ）及び（Ｂ）は、図１５で示す発光素子１０２ｄとトランジスタにより構成される画素の回路構成の一例を回路図で示す。
【０１０４】
図１６（Ａ）において、第１の選択トランジスタ１６６、第１の駆動トランジスタ１７０、第１の容量素子１７４と発光素子１０２ｄの接続関係は、図５（Ａ）で示す回路と同様である。第２の選択トランジスタ１６８、第２の駆動トランジスタ１７２、第２の容量素子１７６と発光素子１０２ｄの接続関係も同様である。ただし、第１の駆動トランジスタ１７０が発光素子１０２ｄの第１の電極１０５と接続され、第２の駆動トランジスタ１７２が第３の電極１１３と接続されている点で異なっている。また、第１の選択トランジスタ１６６は第１の映像信号線１６０と接続され、第２の選択トランジスタ１６８は第２の映像信号線１６２と接続され、第１の駆動トランジスタ１７０と第２の駆動トランジスタ１７２は共に電源線１６４に接続されている。
【０１０５】
このような回路構成により、第１の映像信号線１６０と第２の映像信号線１６２に与える映像信号を異ならせれば、第１の電極１０５に印加される電位（第１の発光層１０６に流れる電流）と、第３の電極１１３に印加される電位（第２の発光層１１０に流れる電流）とを個別に制御することができる。
【０１０６】
図１６（Ｂ）において、第１の選択トランジスタ１６６、第１の容量素子１７４と発光素子１０２ｄの接続関係は、および第２の選択トランジスタ１６８、第２の容量素子１７６と発光素子１０２ｄの接続関係は図５（Ｂ）で示す回路と同様である。
【０１０７】
発光素子１０２ｄの第１の電極１０５は、第１の選択トランジスタ１６６及び第１の容量素子１７４と接続され、第３の電極１１３は、第２の選択トランジスタ１６８及び第２の容量素子１７６と接続され、第２の電極１０９に共通電位が与えられる。これにより、第１の容量素子１７４に共通電位より高い所定の電位が与えられると、第１の電極１０５と第２の電極１０９の電位差により第１の発光層１０６の発光をさせることができる。第２の発光層１１０についても同様である。
【０１０８】
以上のように、本実施形態によれば、量子ドットを用いて発光層を形成することにより、複数の発光層を同一の電極上に並列配置して設けることができる。そして、それぞれの発光層に対応して個別電極を設けることで、各発光層の発光を制御することができる。この場合、各発光層の発光強度は、個別電極に印加する電位によって制御することができるので、それにより発光強度を変化させ、色調を調節することができる。また、当該発光波長の異なる複数の発光層の組み合わせにより、白色光を出射する発光素子とすることができるので、画素の光出射面にカラーフィルタを設けることで、カラー表示をする画像表示装置を実現することができる。なお、本実施形態において、第３の電極を設けた構成以外は第３の実施形態と同様であるので、第
３の実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、個別電極に対応する発光部分の発光強度については、図示しないが、個別電極に印加する電位を固定し、適切な回路を用いて、発光時間の長短を制御することでも調整することができる。
【符号の説明】
【０１０９】
１００・・・画像表示装置、１０２・・・発光素子、１０４・・・第１の電極、１０５・・・第１の電極、１０６・・・第１の発光層、１０８・・・第２の電極、１０９・・・第２の電極、１１０・・・第２の発光層、１１２・・・第３の電極、１１３・・・第３の電極、１１４・・・駆動電源、１１６・・・素子基板、１１８・・・封止材、１２０・・・ドライバ回路、１２２・・・フレキシブルプリント配線基板、１２４・・・画素部、１２６・・・画素、１２７・・・第１の副画素、１２８・・・第２の副画素、１２９・・・第３の副画素、１３０・・・第１のコンタクト部、１３２・・・第２のコンタクト部、１３４・・・第３のコンタクト部、１３６・・・第１のトランジスタ、１３８・・・第２のトランジスタ、１４０・・・配線、１４２・・・層間絶縁層、１４４・・・ソース・ドレイン電極、１４６・・・半導体層、１４８・・・ゲート絶縁層、１５０・・・ゲート電極、１５２・・・バンク層、１５４・・・封止層、１５６・・・カラーフィルタ、１５８・・・走査信号線、１６０・・・第１の映像信号線、１６２・・・第２の映像信号線、１６４・・・電源線、１６６・・・第１の選択トランジスタ、１６８・・・第２の選択トランジスタ、１７０・・・第１の駆動トランジスタ、１７２・・・第２の駆動トランジスタ、１７４・・・第１の容量素子、１７６・・・第２の容量素子。
【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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