(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子が設けられた画素が複数個配列する画素部を有し、
前記発光素子は、量子ドットを含む発光層と、前記発光層の一方の面に設けられた第１の電極と、前記発光層と前記第１の電極との間に設けられた絶縁層と、前記発光層と前記絶縁層との間に設けられた第２の電極と、を有し、
前記第２の電極は、少なくとも一端部が前記第１の電極の上面部と重なるように設けられ、
前記第１の電極は、前記第１の電極の下地側に設けられた絶縁層の凹型部に沿って設けられ、前記第１の電極の周縁部が前記凹型部の段差領域と重なることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記第１の電極は、前記発光層側に光反射面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３】
前記第１の電極は、周縁部が前記発光層の側に屈曲し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４】
前記発光層の、前記第１の電極とは反対側の面に、第３の電極が設けら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５】
前記第２の電極は、バス電極部と、前記バス電極部から延びるグリッド電極とを有し、前記一端部が前記グリッド電極に含まれ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２の電極は、バス電極部と、前記バス電極部から延びる複数のグリッド電極とを有し、前記複数のグリッド電極は、シェブロン型に屈曲し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７】
前記第２の電極は、バス電極部と、前記バス電極部から延びる複数のグリッド電極とを有し、前記複数のグリッド電極は、該グリッド電極の間隔が、前記発光素子の発光中心波長の整数倍であ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】
発光素子が設けられた画素が配列する画素部を有し、
前記発光素子は、量子ドットを含む発光層と、前記発光層の一方の面に設けられた第１の電極と、前記発光層と前記第１の電極との間に設けられた絶縁層と、前記発光層と前記絶縁層との間に設けられた第２の電極と、を有し、
前記第１の電極は、第１のバス電極部と、前記第１のバス電極部から延びる第１のグリッド電極とを有し、
前記第２の電極は、第２のバス電極部と、前記第２のバス電極部から延びる第２のグリッド電極とを有し、
前記第１のグリッド電極と前記第２のグリッド電極は、前記絶縁層を介して咬み合うように配設されていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項９】
前記第１の電極の前記第１のバス電極部と前記第１のグリッド電極は、前記発光層側に光反射面を有することを特徴とする請求項８に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
前記第１の電極は、周縁部において前記第１のバス電極部が前記発光層の側に屈曲していることを特徴とする請求項８に記載の画像表示装置。
【請求項１１】
前記第１の電極は、該第１の電極の下地側に設けられた絶縁層の凹型部に沿って設けられ、前記第１の電極の周縁部において前記第１のバス電極部が前記凹型部の段差領域と重なることを特徴とする請求項８に記載の画像表示装置。
【請求項１２】
前記発光層の、前記第１の電極とは反対側の面に、第３の電極が設けられていることを特徴とする請求項８に記載の画像表示装置。
【請求項１３】
前記第１の電極は複数の第１の前記グリッド電極を有し、前記第２の電極は複数の前記第２のグリッド電極を有し、前記複数の第１のグリッド電極及び前記複数の第２のグリッド電極のそれぞれは、シェブロン型に屈曲していることを特徴とする請求項８に記載の画像表示装置。
【請求項１４】
前記第１の電極は複数の第１の前記グリッド電極を有し、前記第２の電極は複数の前記第２のグリッド電極を有し、前記複数の第１のグリッド電極及び前記複数の第２のグリッド電極のそれぞれは、該グリッド電極の間隔が、前記発光素子の発光中心波長の整数倍であることを特徴とする請求項８に記載の画像表示装置。
【請求項１５】
前記画素部において、前記第１の電極は、前記画素に対応して個別に設けられ、前記第２の電極は、前記画素部に含まれる複数の画素に共通に設けられていることを特徴とする請求項１又は８に記載の画像表示装置。
【請求項１６】
前記画素部において、前記第１の電極は、前記画素部に含まれる複数の画素に共通に設けられ、前記第２の電極は、前記画素に対応して個別に設けられていることを特徴とする請求項１又は８に記載の画像表示装置。
【請求項１７】
前記発光素子が白色光を出射し、前記発光素子に重ねてカラーフィルタ層が設けられていることを特徴とする請求項１又は８に記載の画像表示装置。
【請求項１８】
前記発光素子が青色光又は紫外光を出射し、前記発光素子に重ねて色変換層が設けられていることを特徴とする請求項１又は８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、発光素子を用いた画像表示装置に関する。本明細書において開示される発明の一実施形態は、量子ドット材料を用いた発光素子により画素が構成される画像表示装置を含む。
【背景技術】
【０００２】
半導体ナノ粒子又は量子ドットと呼ばれるナノスケールの発光材料のディスプレイへの応用が注目されている。量子ドットは直径が数ナノメートルの粒径を有する材料であり、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。このようなナノ粒子は、外部からのエネルギー線（紫外光、青色光）などの照射、また電界を印加することで発光する。従来、発光材料として有機エレクトロルミネセンス材料が知られているが、量子ドットは、粒子のサイズを変化させることによって発光波長の調節が可能であること、発光効率が高いこと、濃度消光がないことなど従来の材料では得られない利点を有している。
【０００３】
このため、有機エレクトロルミネセンス素子に換わる新たな発光素子として量子ドットを用いた表示装置が提案されている。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】
【０００４】
【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】
【０００５】
特許文献１に記載された多結晶無機発光層は、多結晶無機発光層を量子ドットおよび半導体マトリックスナノ粒子のコロイド分散液をアニーリングして形成しているが、このような製法では膜厚の正確な制御が困難である。量子ドットを用いた発光素子は一対の電極間に電界を印加して発光させるが、製造方法によらず一対の電極間に量子ドットを含む発光層を挟んだ構造では、当該発光層の膜厚のばらつきにより発光強度が変わってしまう。これが、表示装置の画素部の面内であると、量子ドットを含む発光層の膜厚の不均一性により、発光強度が画素間でばらついてしまうことが問題となる。さらに、第１電極、量子ドットを含む発光層及び第２電極を縦方向に積層したスタック構造の発光素子を、そのまま微細な画素を有する高精細パネルに適用すると、隣接画素に光漏れが生じて正確な色表示ができないという問題がある。
【０００６】
一方、特許文献２に開示された量子ドット構造を含む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、これでは発光素子の製造方法が複雑であり、製造に困難を伴うことが問題である。
【０００７】
特許文献１及び特許文献２で開示されるように、第１電極と第２電極との間に量子ドットを挟む構造では、発光層内での発光効率が高くても、第１電極を光が透過することにより、吸収若しくは界面での反射損失により出射される光が減衰してしまうことが問題となる。
【０００８】
本発明はこのような状況に鑑み、量子ドットを用いたときに生じる発光強度のばらつきを抑制し、画素領域の面内均一性を向上させた画像表示装置を提供することを目的の一つとする。また、画素を高精細化した場合でも、隣接する画素に光が漏洩しない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、発光素子が設けられた画素が複数個配列する画素部を有し、発光素子は、量子ドットを含む発光層と、発光層の一方の面に設けられた第１の電極と、発光層と第１の電極との間に設けられた絶縁層と、発光層と絶縁層との間に設けられた第２の電極とを有し、第２の電極は、少なくとも一端部が第１の電極の上面部と重なるように設けられている画像表示装置が提供される。
【００１０】
他の一態様として、発光層側に光反射面を有していてもよい。
【００１１】
他の一態様として、第１の電極は、周縁部が発光層の側に屈曲していてもよい。
【００１２】
他の一態様として、第１の電極は、該第１の電極の下地側に設けられた絶縁層の凹型部に沿って設けられ、第１の電極の周縁部が凹型部の段差領域と重なるように設けられていてもよい。
【００１３】
発光層の第１の電極とは反対側の面に、第３の電極が設けられていてもよい。
【００１４】
他の一態様として、第２の電極は、バス電極部と、バス電極部から延びるグリッド電極とを有し、一端部がグリッド電極に含まれていてもよい。
【００１５】
他の一態様として、第２の電極は、バス電極部と、バス電極部から延びる複数のグリッド電極とを有し、複数のグリッド電極は、シェブロン型に屈曲していてもよい。
【００１６】
他の一態様として、第２の電極は、バス電極部と、バス電極部から延びる複数のグリッド電極とを有し、複数のグリッド電極は、該グリッド電極の間隔が、発光素子の発光中心波長の整数倍であってもよい。
【００１７】
本発明の一実施形態によれば、発光素子が設けられた画素が配列する画素部を有し、発光素子は、量子ドットを含む発光層と、発光層の一方の面に設けられた第１の電極と、発光層と第１の電極との間に設けられた絶縁層と、発光層と絶縁層との間に設けられた第２の電極と、を有し、第１の電極は、第１のバス電極部と、第１のバス電極部から延びる第１のグリッド電極とを有し、第２の電極は、バス電極部と、バス電極部から延びるグリッド電極とを有し、第１のグリッド電極と第２のグリッド電極は、絶縁層を介して咬み合うように配設されている画像表示装置が提供される。
【００１８】
他の一態様として、第１の電極のバス電極部とグリッド電極は、発光層側に光反射面を有していてもよい。
【００１９】
他の一態様として、第１の電極は、周縁部においてバス電極部が発光層の側に屈曲していてもよい。
【００２０】
他の一態様として、第１の電極は、該第１の電極の下地側に設けられた絶縁層の凹型部に沿って設けられ第１の電極の周縁部においてバス電極部が凹型部の段差領域と重なるように設けられていてもよい。
【００２１】
他の一態様として、発光層の、第１の電極とは反対側の面に、第３の電極が設けられていてもよい。
【００２２】
他の一態様として、第１の電極は複数の第１のグリッド電極を有し、第２の電極は複数の第２のグリッド電極を有し、複数の第１のグリッド電極及び複数の第２のグリッド電極のそれぞれは、シェブロン型に屈曲していてもよい。
【００２３】
他の一態様として、第１の電極は複数の第１のグリッド電極を有し、第２の電極は複数の第２のグリッド電極を有し、複数の第１のグリッド電極及び複数の第２のグリッド電極のそれぞれは、該グリッド電極の間隔が、発光素子の発光中心波長の整数倍であってもよい。
【００２４】
他の一態様として、画素部において、第１の電極は、画素に対応して個別に設けられ、第２の電極は、画素部に含まれる複数の画素に共通に設けられていてもよい。
【００２５】
他の一態様として、画素部において、第１の電極は、画素部に含まれる複数の画素に共通に設けられ、第２の電極は、画素に対応して個別に設けられていてもよい。
【００２６】
他の一態様として、発光素子が白色光を出射し、発光素子に重ねてカラーフィルタ層が設けられていてもよい。
【００２７】
他の一態様として、発光素子が青色光又は紫外光を出射し、発光素子に重ねて色変換層が設けられていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態に係る発光素子の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る発光素子の構成を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る発光素子の構成を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る発光素子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発光素子の構成を示す断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る発光素子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構成示す図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る画素の構成を示し、（Ａ）は一画素が４つの副画素が正方配置されて構成されている一例を、（Ｂ）は一画素がストライプ配置された３つの副画素で構成される一例を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る画素の構成を示す平面図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る画素の構成を示す断面図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る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素回路の一例を示す図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る画像表示装置の構成を示す斜視図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係る画素の構成を示す断面図であり、各副画素に発光波長の異なる発光素子が設けられた一例を示す図である。
【図１５】本発明の一実施形態に係る画素の構成を示す断面図であり、各副画素にカラーフィルタが設けられた一例を示す図である。
【図１６】本発明の一実施形態に係る画素の構成を示す断面図であり、各副画素にカラーフィルタと色変換層が設けられた一例を示す図である。
【図１７】本発明の一実施形態に係る画素の構成を示す平面図である。
【図１８】本発明の一実施形態に係る画素の構成を示す平面図である。
【図１９】本発明の一実施形態に係る画素に設けられる電極の構成を示す平面図である。
【図２０】本発明の一実施形態に係る画素の構成を示す断面図であり、発光素子に第１乃至第３の電極が設けられた一例を示す図である。
【図２１】本発明の一実施形態に係る画素回路の一例を示す図である。
【図２２】本発明の一実施形態に係る画素回路の一例を示す図である。
【図２３】本発明の一実施形態に係る画素の構成を示す平面図であり、第１の電極が凹型構造を有する一例を示す図である。
【図２４】本発明の一実施形態に係る画素の構成を示す断面図であり、第１の電極が凹型構造を有する一例を示す図である。
【図２５】本発明の一実施形態に係る画素の構成を示す断面図であり、第１の電極が凹型構造を有し、各副画素に発光波長の異なる発光素子が設けられた一例を示す図である。
【図２６】本発明の一実施形態に係る画素の構成を示す断面図であり、第１の電極が凹型構造を有し、各副画素にカラーフィルタが設けられた一例を示す図である。
【図２７】本発明の一実施形態に係る画素の構成を示す断面図であり、第１の電極が凹型構造を有し、各副画素にカラーフィルタと色変換層が設けられた一例を示す図である。
【図２８】本発明の一実施形態に係る画素の作製方法を説明する断面図である。
【図２９】本発明の一実施形態に係る画素の作製方法を説明する断面図である。
【図３０】本発明の一実施形態に係る画素の構成を示す断面図であり、発光素子に第１乃至第３の電極が設けられ、第１の電極が凹型構造を有している一例を示す図である。
【図３１】本発明の一実施形態に係る画素の構成を示す平面図であり、第１の電極と第２の電極が櫛歯状にかみ合うように設けられた一例を示す図である。
【図３２】本発明の一実施形態に係る画素の構成を示す断面図であり、第１の電極と第２の電極が櫛歯状にかみ合うように設けられた一例を示す図である。
【図３３】本発明の一実施形態に係る画素の構成を示す平面図であり、第１の電極が凹型構造を有していると共に、第１の電極と第２の電極が櫛歯状にかみ合うように設けられた一例を示す図である。
【図３４】本発明の一実施形態に係る画素の構成を示す断面図であり、第１の電極が凹型構造を有していると共に、第１の電極と第２の電極が櫛歯状にかみ合うように設けられた一例を示す図である。
【図３５】本発明の一実施形態に係る画素の構成を示す断面図であり、発光素子に第１乃至第３の電極が設けられ、第１の電極が凹型構造を有していると共に、第１の電極と第２の電極が櫛歯状にかみ合うように設けられた一例を示す図である。
【図３６】本発明の一実施形態に係る画素に設けられる電極の構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の一実施形態に係る発光素子１０８の構成を断面図で示す。発光素子１０８は、第１の電極１１０、第２の電極１１４、絶縁層１１２及び発光層１２０を有している。第１の電極１１０と第２の電極１１４とは、基板１２８上に積層される発光層１２０の一方の面に設けられている。第１の電極１１０と第２の電極１１４は絶縁層１１２を挟んで設けられている。発光層１２０は絶縁層１１２の上に設けられ、第２の電極１１４は発光層１２０で覆われるように設けられている。
【００３２】
第１の電極１１０と第２の電極１１４は絶縁層１１２を挟んで積層されている。幅広に設けられた第１の電極１１０に対し、第２の電極１１４は短冊状又は格子状の形態を有し第１の電極１１０と比較して幅狭に設けられている。したがって、第１の電極１１０の面積に対し、第２の電極１１４が第１の電極１１０と重なる部分の面積は相対的に小さいものとなっている。別言すれば、第２の電極１１４の端部は、第１の電極１１０上に配置されるように設けられている。すなわち、第２の電極１１４は、第１の電極１１０の端部に至らない内側に、少なくとも一部の端部が重なるように設けられる。なお、本発明に適用される発光素子の構造は図１で示すものに限定されず、例えば、電極構造、絶縁層、発光層について、各種の変形された構造が適用され得る。
【００３３】
第１の電極１１０の上部には、絶縁層１１２を介して量子ドットを含む発光層１２０が設けられている。量子ドットを含む発光層１２０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１２０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、発光層１２０が正孔又は電子注入層、正孔又は電子輸送層などの複数層が並置された形態を有し、これらの層の上部に量子ドットを含む層が重なるように設けられていてもよい。また、正孔または電子に対して共通に作用するキャリア注入層およびキャリア輸送層１１７を一様に形成し、その上部に量子ドットを含む層が重なるように設けた構造としてもよい。
【００３４】
図１で示す構成において、第１の電極１１０と第２の電極１１４との間に電位差を与えると電界が発生する。図１は、第１の電極１１０と第２の電極１１４間に発生する電界分布を点線で模式的に示している。電界は、第１の電極１１０から第２の電極１１４に向けて発生する。或いは第２の電極１１４から第１の電極１１０に向けて発生する。すなわち、図１で示すように、第１の電極１１０の内側に端部が位置するように第２の電極１１４を設けることで、第１の電極１１０から第２の電極１１４に向けて（或いはその逆に向けて）回り込み電界（以下、「フリンジ電界」ともいう）を発生させることができる。なお、図１で示す電気力線の向きは一例であり、第１の電極１１０と第２の電極１１４との間の電位の高低、電位差の大きさにより電界分布は様々に変化する。
【００３５】
第１の電極１１０と第２の電極１１４との間には絶縁層１１２と発光層１２０が介在しているので、フリンジ電界はこれらに広がって分布する。第１の電極１１０と第２の電極１１４間に所定の強度でフリンジ電界が印加されると、発光層１２０は発光する。フリンジ電界は、第1の電極１１０から絶縁層１１２を介して発光層１２０に対してFowler−Nordbeimトンネリング電子を放出させ、放出された電子はキャリアとして発光層１２０に注入される。発光メカニズムとしては、例えば、注入されたキャリアは電界で加速され、発光層１２０に含まれる量子ドットが作る局在化された準位にトラップされ、そのキャリアが基底状態に遷移するときに光子を放出することで、発光層１２０が発光するものと考えられる。発光層１２０へのキャリアの注入量は電界強度によって変化するため、発光素子１０８の発光強度は、電界強度によって制御することができる。
【００３６】
上述のように、本実施形態に係る発光素子１０８は、絶縁層１１２を挟んで第１の電極１１０と第２の電極１１４が設けられ、これが発光層１２０の一方の面に設けられ、他方の面には電極が配設されない構成を有している。発光素子１０８は、当該電極が配設されていない面が光出射面となっている。発光層１２０で発光した光は全方向に放射される。発光層１２０から光出射面に向けて放射された光は、外部への出射光として取り出すことができる。一方、これとは反対側に、発光層１２０から第１の電極１１０側に放射される光は、第１の電極１１０で反射されて、その反射光の一部は発光層１２０の光出射面から、外部への出射光として取り出すことができる。このため、第１の電極１１０は反射率の高い金属材料で形成されていることが好ましい。
【００３７】
第１の電極１１０を高反射率の電極とするには、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）若しくはこれらの合金などの金属材料を用いることが好ましい。アルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）などは、抵抗率が低く、光の反射率が高いので、第１の電極１１０として好適に用いることができる。
【００３８】
本実施形態に係る発光素子１０８は、図１で示すように発光層１２０の一方の面に、発光を制御する第１の電極１１０と第２の電極１１４とが絶縁層１１２を挟んで設けられ、他方の面が光出射面となっている。この光出射面には光を吸収又は遮断する金属電極などの障害物が設けられていないので、発光層１２０で発生した光の取り出し効率を高めることができる。
【００３９】
なお、本明細書において、「光取り出し効率」とは、発光層内で発生した光子の数に対し、外部に取り出すことのできる光子の数の割合をいうものとする。
【００４０】
これに対し、発光層の上下を電極で挟む、所謂サンドイッチ型をした従来の発光素子は、光出射面に透光性の電極が設けられているものの、この透光性の電極での光吸収及び反射はゼロではないので、その分だけ光の取り出し効率が低下してしまう。また、発光素子の発光強度は一対の電極間の電界強度で変化するが、発光層の膜厚が、素子間又は素子内でばらついていると、電界強度が変化し結果として発光強度がばらついてしまう。
【００４１】
本実施形態において、量子ドットを含む発光層１２０は、各種の製法で作製され得る。例えば、量子ドットを含む溶液を印刷法や塗布法などのウェットプロセスで作製することが可能である。かかる場合において、発光層の膜厚がばらついてしまうと従来の構造では素子間で発光強度がばらついてしまう問題が生じる。これに対し本実施形態に係る発光素子１０８は、発光層１２０の膜厚の影響を直接的に受けない構造を有しているため、発光強度のばらつきを抑制することができる。
【００４２】
すなわち、本実施形態で示す発光素子１０８は、第１の電極１１０と第２の電極１１４との間にある絶縁層１１２の膜厚で電界強度が決まるので、発光層１２０の膜厚によって発光強度が変動しにくいという利点を有している。絶縁層１１２は、スパッタリング法やプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法などの確立された薄膜形成技術の適用により、膜厚の制御及び均一性を得ることが容易である。絶縁層１１２の膜厚が一定であれば発光層１２０の膜厚ばらつきにかかわらず電界強度分布を一定にすることができる。したがって、本実施形態に係る発光素子１０８は、発光強度を発光層１２０の膜厚分布の影響を受けずに制御することができる。
【００４３】
なお、発光素子１０８に用いる絶縁層１１２としては、無機絶縁材料又は有機絶縁材料を適用することができる。無機絶縁材料としては、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウムなどの酸化物若しくは窒化物でなる絶縁材料を用いることができる。また、有機絶縁材料として、ポリイミドなどの有機材料を用いることができる。
【００４４】
発光素子１０８の発光強度は、第１の電極１１０と第２の電極１１４との間に形成されるフリンジ電界の電界強度分布の積分値として定まる。よって、発光素子１０８における発光強度の面内分布は、第２の電極１１４の幾何学的な形状（平面的な形状）によっても制御することができる。
【００４５】
第２の電極１１４の形状は特に限定されないが、発光層１２０に広がるフリンジ電界を発生させるために、第２の電極１１４を短冊状又は格子状に成形されていることが好ましい。なお、第２の電極１１４の形状は、短冊状又は格子状に限定されるものではなく、一又は複数の開口部を有するように、任意の形状に成形されていているものを用いることができる。例えば、第２の電極１１４の形態は、網目状であったり、平板に一又は複数のスルーホールを設けたパンチングプレートに類似の構造であったりすることができる。
【００４６】
いずれにしても、第１の電極１１０と第２の電極１１４によって発生するフリンジ電界を発光層１２０に有効に作用させるため、第２の電極１１４は、第１の電極１１０と重なる領域において、網目状に細線化された微細なパターンを有していることが好ましい。発光層１２０の面内に密に電界が作用するように第２の電極１１４の形態を微細化することで有効発光領域が拡大し、発光輝度を高めることができる。
【００４７】
第２の電極１１４は、絶縁層１１２上において導電性の薄膜で形成すればよいので、フォトリソグラフィー法により微細で精密なパターンを形成することが可能である。したがって、第２の電極１１４は、微細な幾何学的形状を高い精度で形成することができる。このため本実施形態に係る発光素子１０８の発光強度は、基本的に量子ドット材料を含む発光層１２０の影響を受けにくくなり、第１の電極１１０と第２の電極１１４との間に設けた絶縁層１１２の膜厚と、第２の電極１１４のパターン寸法が支配的となり、発光輝度の制御をプロセスの品質で制御することができる。すなわち、量子ドット材料を含む発光層１２０の膜厚制御を高精度化しなくても、発光強度若しくは発光強度の面内分布を一定にすることができる。
【００４８】
第２の電極１１４は、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）などの各種金属材料、若しくはモリブデン（Ｍｏ）−タングステン（Ｗ）合金のようなそれらの合金材料で形成することができる。
【００４９】
第１の電極１１０と第２の電極１１４は、いずれも発光層１２０の光出射側とは反対側の面に設けられるので、光を透過しない金属材料で設けられていても、発光層１２０からの出射光を遮ることはない。すなわち、発光層１２０から光を出射する側に、光を遮断し、あるいは吸収する遮蔽物が存在しないようにできるので、光の損失を低減することができる。また、第２の電極１１４を、酸化スズを含む酸化インジウム（Indium Tin Oxide：ＩＴＯ）などの透明導電膜材料で形成すれば、第１の電極１１０で反射した光を、第２の電極１１４を透過させて、発光層１２０から出射することができ、光取り出し効率を高めることができる。
【００５０】
所定の形状に成形された第２の電極１１４の端部側面は、垂直に立っていてもよいし、上方に開く向きに傾く傾斜面（テーパー状の面）であってもよい。第２の電極１１４の端部側面が傾斜面であると、発光層１２０は第２の電極１１４による段差に密に接して被覆することができるので、発光効率を高めることが可能となる。
【００５１】
発光層１２０に含まれる量子ドットは、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〜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。
【００５２】
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。
【００５３】
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としてもよい。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できる。
【００５４】
このような量子ドットを発光層に含ませることにより、量子井戸を形成することができる。この量子井戸は発光層１２０で発光中心として作用する。発光層１２０に注入されたキャリアは、量子ドットにより形成される量子井戸にトラップされ、再結合の過程で光子を放出する。
【００５５】
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１２０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。
【００５６】
本実施形態において、発光層１２０は、第２の電極１１４によるフリンジ電界の影響を受けて発光できる膜厚を有していればよい。例えば、第２の電極１１４に設けられた開口部（例えば、短冊状のパターンが配列する間の開口部分）を埋め込む程度の厚さを有していればよい。また、第２の電極１１４を完全に埋め込んでしまう程度の膜厚を有していればよい。
【００５７】
第１の電極１１０と第２の電極１１４に印加される電圧として、直流電圧を印加することができる。また、交流電圧を印加して発光素子１０８を駆動するようにしてもよい。本実施形態では、第１の電極１１０と第２の電極１１４が絶縁層１１２で分離されているため、発光素子１０８は高い耐圧を有している。また、本実施形態の発光素子１０８は、量子ドットを含む発光層１２０の上下を一対の電極で挟む構造を有していないため、発光層１２０の欠陥による短絡を防ぐことができる。
【００５８】
以上のように、本発明の一実施形態に係る発光素子は、発光層の膜厚に依存せず発光強度のばらつきを抑制することができる。また、発光層の光出射面とは反対側に一対の電極が設けられるため、発光層から出射される光の有効利用を図ることができる。また、異物などを電極間に挟み込んで短絡不良を生じさせるという製造上の問題が大幅に低減できるので、高い歩留で製品を生産することができる。
【００５９】
本実施形態に係る発光素子を画像表示装置の画素に設けることで、画素領域全体（すなわち表示画面）の発光輝度を均一にすることができる。また、発光層に量子ドットを含ませることで、発光スペクトルのピークが鋭く、色純度の高い光を出射させることができる。
【００６０】
＜変形例１＞
図１に示す発光素子１０８における絶縁層１１２については、例えば図２に示すように、第２の電極１１４の下部を除いて除去した構造とすることで、第1の電極１１０からのより強い電界を用いることができる。さらに絶縁層１１２が除去されたことで、第1の電極１１０表面で反射する光が絶縁層を通過することが無くなり、その透過率損失の影響が無くなるので発光効率をより向上させることができる。
【００６１】
＜変形例２＞
絶縁層１１２については、例えば図３に示すように、第２の電極１１４の下部では絶縁層１１２を厚く、第２の電極１１４が存在しない第１の電極１１０上では絶縁層１１２を薄くするようにしてもよい。このようにすることで、第1の電極１１０から絶縁層１１２を介して発光層１２０に対してFowler−Nordbeimトンネリング電子がより放出されやすくできる。
【００６２】
＜変形例３＞
図４に示すように、第２の電極１１４の下部の絶縁層１１２の両脇に第１の電極１１０を形成するようにしてもよい。このようにすることでフリンジ電界をより強くすることができる。
【００６３】
＜変形例４＞
図５に示すように、第２の電極１１４上部および側面にも絶縁層１１３を設けても良い。このようにすることで、フリンジ電界を発光層１２０形成時の溶液から保護することができる。
【００６４】
＜変形例５＞
図６に示すように、第２の電極１１４上、絶縁層１１２側面上、および第２の電極１１４が形成されていない第１の電極１１０上にキャリア注入層および輸送層１１７を設けても良い。このようにすることでより効率的にフリンジ電界によりキャリア注入層および輸送層１１７によるキャリア生成を高めることができ、より効率的に発光することができる。
【００６５】
［第２の実施形態］
＜画像表示装置の構成＞
本実施形態は、第１の実施形態で示す発光素子を用いて画素が構成される画像表示装置の一例を示す。
【００６６】
本実施形態に係る画像表示装置１００の一例を図７に示す。画像表示装置１００は、基板１２８上に複数の画素１０４が配列された画素部１０２と、当該画素部１０２に信号を入力する走査線駆動回路１２２、データ線駆動回路１２４、入力端子部１２６を有している。画素１０４には第１の実施形態で示す構成を有する発光素子が設けられている。画素に設けられた発光素子の発光は、走査線駆動回路１２２から出力される走査信号と、当該走査信号に同期してデータ線駆動回路１２４から出力されるデータ信号によって制御される。
【００６７】
図８（Ａ）及び（Ｂ）は、画素部１０２に設けられる画素１０４の一例を示す。図８（Ａ）及び（Ｂ）で示す画素１０４は、複数の副画素によって一画素が構成される一例を示す。図８（Ａ）は、一つの画素１０４に、赤色に対応する第１の副画素１０６ａ、緑色に対応する第２の副画素１０６ｂ及び青色に対応する第３の副画素１０６ｃに加え、白色に対応する第４の副画素１０６ｄが設けられ、これらの副画素が正方配列している一例を示す。図８（Ｂ）は、一つの画素１０４に赤色に対応する第１の副画素１０６ａ、緑色に対応する第２の副画素１０６ｂ、および青色に対応する第３の副画素１０６ｃがストライプ状に配列している一例を示す。
【００６８】
本実施形態に係る画像表示装置において、副画素の配列及び構成は任意であるが、異なる色に対応する副画素を組み合わせて一画素を構成することで、カラー表示を行うことができる。
【００６９】
図９は、第１の副画素１０６ａ、第２の副画素１０６ｂ及び第３の副画素１０６ｃが設けられた画素１０４の平面図を示す。副画素１０６（第１の副画素１０６ａ、第２の副画素１０６ｂ、第３の副画素１０６ｃ）のそれぞれには、第１の電極１１０（第１の電極１１０ａ、第１の電極１１０ｂ、第１の電極１１０ｃ）が設けられている。第１の電極１１０（第１の電極１１０ａ、第１の電極１１０ｂ、第１の電極１１０ｃ）は、それぞれがコンタクト部１３４（コンタクト部１３４ａ、コンタクト部１３４ｂ、コンタクト部１３４ｃ）を有している。第１の電極１１０（第１の電極１１０ａ、第１の電極１１０ｂ、第１の電極１１０ｃ）は、コンタクト部１３４（コンタクト部１３４ａ、コンタクト部１３４ｂ、コンタクト部１３４ｃ）によって、それぞれが制御素子と接続され、個別に電位が制御される構成を有している。
【００７０】
第１の電極１１０（第１の電極１１０ａ、第１の電極１１０ｂ、第１の電極１１０ｃ）の上部には、絶縁層を介して第２の電極１１４が設けられている。第２の電極１１４は、第１の副画素１０６ａ、第２の副画素１０６ｂ及び第３の副画素１０６ｃに共通する電極として設けられている。
【００７１】
第２の電極１１４は、短冊状又は格子状のパターンを有している。この第２の電極１１４の形状は、第１の電極１１０上に延びる細線状のグリッド電極１１８と、第１の電極１１０に延設されグリッド電極１１８と接続するバス電極１１６の組み合わせとして把握することもできる。各画素１０６には、このような形態を有する第２の電極１１４が第１の電極１１０（第１の電極１１０ａ、第１の電極１１０ｂ、第１の電極１１０ｃ）と重なるように配置されている。
【００７２】
図９に示すＡ−Ｂ線に対応する第１の副画素１０６ａの断面構造を図１０に示す。図１０で示すように、第１の副画素１０６ａには第１の電極１１０ａの上部には絶縁層１１２が設けられている。第２の電極１１４は、この絶縁層１１２を挟んで第１の電極１１０ａと重なるように設けられている。量子ドットを含む発光層１２０は、絶縁層１１２の上面部に設けられている。これによって、第２の電極１１４は、発光層１２０に被覆されている。第１の副画素１０６ａに設けられる発光素子１０８ａは、第１の電極１１０ａ、絶縁層１１２、第２の電極１１４及び発光層１２０が積層した構造を有しており、この構成は第１の実施形態で説明した発光素子と同様である。なお、第２の副画素１０６ｂ、第３の副画素１０６ｃの構成も同様である。
【００７３】
図１０において、第１の電極１１０ａとグリッド電極１１８（第２の電極１１４の一部）によって発生するフリンジ電界は、量子ドットを含む発光層１２０に広がって分布する。図１０では、第１の電極１１０ａとグリッド電極１１８（第２の電極１１４の一部）によって発生するフリンジ電界を点線で模式的に示している。量子ドットを含む発光層１２０に電界が印加されると、発光層１２０は発光する。第２の電極１１４をグリッド電極１１８とバス電極１１６の組み合わせにより、短冊状又は格子状のような所定のパターンとすることで、第１の電極１１０ａ上にフリンジ電界を分布させることができ、それによって面状の発光を励起することができる。発光素子１０８ａの発光強度は、第１の電極と第２の電極との間の電場の強さのみでなく、第２の電極の平面的な形状により、画素の発光強度及び発光分布を制御することができる。
【００７４】
発光層１２０で発光した光は、第１の電極１１０ａ及びグリッド電極１１８（第２の電極１１４の一部）が設けられた面とは反対側の面から出射される。発光層１２０で発光した光は全方位に放射されるため、当該出射面から直接出射される光の他に、第１の電極１１０ａ側にも光が出射される。第１の電極１１０側に放射された光は、第１の電極１１０ａがアルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）などの金属で形成されていることにより反射して、発光層１２０の光出射面から出射させることができる。このように第１の電極１１０を反射面として用いることで、発光層１２０で発光した光を有効に取り出すことができる。
【００７５】
なお、第１の電極１１０は金属の単層で形成されるのみでなく、複数の導電膜を積層させて形成されていてもよい。例えば、最表面にＩＴＯなどの透明導電膜を用い、その下層に金属層を設けることで光反射面を設けるようにしてもよい。
【００７６】
また、少なくともグリッド電極１１８（第２の電極１１４の一部）が金属であると、発光層１２０からの入射光を反射することができる。また、グリッド電極１１８（第２の電極１１４の一部）が透明導電膜で形成されている場合、発光層１２０から照射される光は、第２の電極１１４を透過して第１の電極１１０ａの反射面で反射することができる。
【００７７】
なお、発光層１２０で発光した光の一部は、発光層１２０内を導波して横方向にも拡散する。発光層１２０内で多重反射して導波する光の一部は、第１の電極１１０ａ及び第２の電極１１４が金属である場合、当該金属表面で乱反射して発光層１２０から外へ出射する光とすることができる。グリッド電極１１８とバス電極１１６の組み合わせによる所定のパターンで形成された第２の電極１１４は導波光を散乱させる上で有効である。一方、第２の電極１１４を透明導電膜で形成した場合には、第１の電極１１０で反射した光を透過して出射光とすることができる。
【００７８】
図１０では、第１の副画素１０６ａについて説明したが、第２の副画素１０６ｂ及び第３の副画素１０６ｂにおける構成も同様である。いずれにしても、本実施形態に係る発光素子１０８は、量子ドットを含む発光層１２０の光出射側に電極が存在しないため、電極による光吸収又は反射の影響や、電極により影となってしまう部分を低減することができるので、光の取り出し効率を高めることができる。
【００７９】
また、図１０において、第１の電極１１０と基板１２８との間には層間絶縁層１３８が設けられ、その下層側には画素回路を形成する素子及び配線が形成されていてもよい。図１１は、発光素子１０８が画素回路を形成する制御素子１４０と接続する構成を示す。
【００８０】
図１１で示す発光素子１０８は、図１０で示すものと同様の構成を有している。制御素子１４０と発光素子１０８との間には層間絶縁膜１４２が設けられている。発光素子１０８における第１の電極１１０は、層間絶縁膜１４２に設けられたコンタクト部１３４ａで制御素子１４０のソース・ドレイン電極１５０と接続されている。第１の電極１１０の周縁部には隔壁１５２が設けられていてもよく、この隔壁１５２によって第１の電極１１０及びコンタクト部１３４ａによって生じる段差を埋めている。
【００８１】
第１の電極１１０の電位は、制御素子１４０によって制御される。制御素子１４０は、半導体層１４４とゲート電極１４８がゲート絶縁層１１２によって絶縁された電界効果トランジスタを適用することができる。具体的には、非晶質又は多結晶のシリコン、若しくは酸化物半導体でなる半導体層１４４にゲート電圧が印加されて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。
【００８２】
図１１で示すように、量子ドットを含む発光層を有する発光素子と、当該発光素子と接続するトランジスタを同一基板上に設けることができる。このようなトランジスタを用いることで、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、基板上に設けることができる。
【００８３】
＜画素回路＞
図１２（Ａ）及び（Ｂ）は、本実施形態の画像表示装置に適用することのできる画素回路の一例を示す。
【００８４】
図１２（Ａ）は、走査信号線１６０に与えられる走査信号によってスイッチング動作する選択トランジスタ１５４と、選択トランジスタ１５４がデータ信号線１６２から取り込んだデータ信号に基づく電位がゲートに与えられる駆動トランジスタ１５６とを有する画素回路の一例を示す。駆動トランジスタ１５６は電源線１６４と発光素子１０８との間に接続されている。駆動トランジスタ１５６のゲート電位は容量素子１５８によって保持される。発光素子１０８は２端子であり、図９及び図１０で説明する発光素子１０８に対応して説明すると、第１の電極側が駆動トランジスタ１５６に接続され、第２の電極が共通電位線１６６と接続される構成となる。本実施形態において、発光素子１０８は第１の電極と第２の電極が絶縁層を挟んで設けられるため、容量性の素子とみなすこともできる。
【００８５】
図１２（Ｂ）は、選択トランジスタ１５４から与えられる電位が直接的に発光素子１０８に与えられ、その電位を容量素子１５８が保持する構成の画素回路を示す。このように、本実施形態の発光素子１０８は、駆動トランジスタ１５６を省略して、選択トランジスタ１５４によって発光を制御することができる。
【００８６】
＜画像表示装置の外観構成＞
図１３は、本実施形態に係る画像表示装置の構成を示す斜視図である。画素部１０２データ線駆動回路１２４、フレキシブルプリント基板１３０が設けられた基板１２８と、画素部１０２と重なるように設けられた封止基板１３２が設けられている態様を示す。
【００８７】
画素部１０２における画素１０４の発光は、封止基板１３２側に出射されるトップエミッション型の構成を有している。発光層１２０の上面には、パッシベーション膜や封止基板が設けられる場合もあるが、光出射面に電極が存在しないため、電極による光吸収又は反射の影響や、電極により影となってしまう部分が存在しないようにすることができ、画素の開口率を高めることができる。
【００８８】
＜画素部の構成＞
図９は、赤色に対応する第１の副画素１０６ａ、緑色に対応する第２の副画素１０６ｂ及び青色に対応する第３の副画素１０６ｃが配列する例を示している。各画素の発光色は、発光層１２０に含まれる量子ドットの組成、粒子のサイズを異ならせることで制御することができる。図１４は、各副画素で発光色の異なる発光層を設ける一例を示す。
【００８９】
図１４は、第１の副画素１０６ａには第１の電極１１０ａが、第２の副画素１０６ｂには第１の電極１１０ｂが、第３の副画素１０６ｃには第１の電極１１０ｃがそれぞれ設けられている。第２の電極１１４（グリッド電極１１８）は第１乃至第３の副画素に共通電位を与える電極として設けられている。第１の電極１１０と第２の電極１１４（グリッド電極１１８）との間の絶縁層１１２は、第１の電極１１０ａ、第１の電極１１０ｂ及び第１の電極１１０ｃを覆うように設けられている。
【００９０】
第１の副画素１０６ａには第１の発光層１２０ａが、第２の副画素１０６ｂには第２の発光層１２０ｂが、第３の副画素１０６ｃには第３の発光層１２０ｃがそれぞれ設けられている。第１の発光層１２０ａ、第２の発光層１２０ｂ及び第３の発光層１２０ｃのそれぞれは、異なる粒径の量子ドットが含まれており、発光波長が調整されている。例えば、第１の発光層１２０ａは赤色光を発光し、第２の発光層１２０ｂは緑色光を発光し、第３の発光層１２０ｃは青色光を発光するように、量子ドットが選択されていてもよい。
【００９１】
このように、図１４で示す画素１０４の構成によれば、量子ドットを有する発光層を各色に対応して設けることにより、色純度の高い光を出射する画素を構成することができる。
【００９２】
図１５は、白色発光する発光層１２０ｄを第１の副画素１０６ａ、第２の副画素１０６ｂ及び第３の副画素１０６ｃに共通に設け、それぞれの副画素に対して、赤色に対応する第１のカラーフィルタ層１６８ａ、緑色に対応する第２のカラーフィルタ層１６８ｂ及び青色に対応する第３のカラーフィルタ層１６８ｃを設けた画素構成の一例を示す。図１５の構成によれば、発光層を副画素ごとに分割して設ける必要がないため、発光層の作製が容易なものとなる。
【００９３】
図１６は、青色又は紫外光を発光する発光層１２０ｅを各画素に共通に設けた一例を示す。発光層１２０ｅの上方には、各画素に応じて、赤色に対応する第１の色変換層１７０ａ、緑色に対応する第２の色変換層１７０ｂ及び青色に対応する第３の色変換層１７０ｃが設けられている。発光層１２０ｅから放射される青色光又は紫外光を各色変換層に入射させることにより、色変換層からは各色に対応する光が出射される。色変換層から出射された光の色純度を高めるために、さらにカラーフィルタ層１６８（赤色に対応する第１のカラーフィルタ層１６８ａ、緑色に対応する第１のカラーフィルタ層１６８ｂ、青色に対応する第１のカラーフィルタ層１６８ｃ）を組み合わせてもよい。また、色変換層は白色又は白色に近い光に変換できるものとし、各副画素に連続するように設けてもよい。
【００９４】
図１４、図１５及び図１６によれば、各副画素の発光素子の構造は共通にして、発光層の量子ドットの組成、粒径を異ならせるようにすること、或いは単色の発光層を各副画素に共通に設け、カラーフィルタ層及び／又は色変換層によって、画素から出射される光の波長を異ならせるようにすることができる。
【００９５】
以上のように、本実施形態に係る画像表示装置は、上記構成の画素を画素部に設けることにより画像を表示することができる。この場合において、各画素の発光素子の発光強度は、第１の電極と第２の電極の間に設けられる絶縁層の膜厚を一定にすれば、発光層の膜厚に依存せず第１の電極と第２の電極の電位差によって制御可能となる。したがって、発光層の膜厚がばらついても、その影響を受けないようにすることができる。このため、画像表示装置の画素部、すなわち表示画面を大面積化しても、発光輝度のばらつきを低減することができる。
【００９６】
また、発光層に量子ドットを含ませることで、発光スペクトルのピークが鋭く、色純度の高い光を出射させることができるので、鮮明な画像を表示することができる。さらに、各画素の発光素子が、発光層に量子ドットを含み、発光層の上面部に電極を設けない構成とすることで、発光効率及び光の取り出し効率を高めることができ、画像表示装置の低消費電力化を図ることができる。
【００９７】
＜変形例６＞
図１７は、本実施形態における画像表示装置に適用され得る画素の他の一例を示す。図１７で示す画素１０４ｂは、赤色に対応する第１の副画素１０６ａ、緑色に対応する第２の副画素１０６ｂ及び青色に対応する第３の副画素１０６ｃが隣接して配列している。これに対して第１の電極１１０は、これらの副画素が共有するように設けられている。一方、第２の電極１１４ａ、第２の電極１１４ｂ及び第２の電極１１４ｃは、各副画素で個別に設けられており、それぞれのコンタクト部１３４（コンタクト部１３４ａ、コンタクト部１３４ｂ、コンタクト部１３４ｃ）において制御素子と接続されることにより、個別に電位が制御される構成となっている。
【００９８】
図１７で示す画素１０４ｂの構成によれば、第１の電極１１０は反射電極として、アルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）などの低抵抗の金属材料で形成されるため、画素部の大面積化により第１の電極１１０面積が拡大した場合でも、電極抵抗の影響を低減することができる。一方、第２の電極１１４（第２の電極１１４ａ、第２の電極１１４ｂ、第２の電極１１４ｃ）は、各副画素に対し個別電極として設けられるため、透明導電膜を用いて形成しても電気抵抗の影響をほとんど受けないですむようにできる。さらに、第１の電極１１０で反射した発光層からの光を、第２の電極１１４（第２の電極１１４ａ、第２の電極１１４ｂ、第２の電極１１４ｃ）を透過して出射することができる。
【００９９】
図１７で示すＡ−Ｂ線に沿った画素の断面構造は、図１０で示すものと同様である。図１７で示す画素１０４ｂは、図９で示す画素と同様に、発光層の膜厚の影響を受けることなく、発光素子の発光強度を、第１の電極と第２の電極の間隔、すなわち第１の電極と第２の電極との間に設けられる絶縁層の厚さと、第２の電極のパターンによって調節することができる。
【０１００】
＜変形例７＞
図１８は、本実施形態における画像表示装置に適用される画素の他の一例を示す。図１８で示す画素１０４ｃは、赤色に対応する第１の副画素１０６ａ、緑色に対応する第２の副画素１０６ｂ及び青色に対応する第３の副画素１０６が隣接して配列している。これらの副画素において、第１の電極１１０（第１の電極１１０a、第１の電極１１０ｂ、第１の電極１１０ｃ）と第２の電極１１４（第２の電極１１４a、第２の電極１１４ｂ、第２の電極１１４ｃ）は各副画素において個別に電位が制御されるように設けられている。すなわち、第１の副画素１０６ａにおいて、第１の電極１１０aはコンタクト部１３４aで制御素子と接続され、第２の電極１１４aは第２のコンタクト部１３６aで制御素子と接続され、個別に電位が制御される。第２の副画素１０６ｂ、第３の副画素１０６ｃにおいても同様である。なお、図１８で示すＡ−Ｂ線に沿った断面構造は、図１０に示す構造と同様である。
【０１０１】
図１８で示すように、各副画素で、個別に第１の電極と第２の電極の電位を制御することにより、各副画素の発光強度をより精密に制御することができる。図１８で示す画素の構成は、図９で示す画素と同様に、発光層の膜厚の影響を受けることなく、発光素子の発光強度を、第１の電極と第２の電極の間隔、すなわち第１の電極と第２の電極との間に設けられる絶縁層の厚さと、第２の電極のパターンによって調節することができる。
【０１０２】
＜変形例８＞
本実施形態において、第２の電極１１４は、第１の電極の上部において、少なくとも一部の端部が重なるように配置される。第２の電極１１４の端部が第１の電極の上部に配置されると、両電極間に電位差を与えたとき、第２電極の周囲にフリンジ電界を生じさせることができる。このとき、第２の電極１１４の形状は任意であるが、画素の面内で有効にフリンジ電界を発生させ、発光層１２０に作用させるために、ジェブロン型の構造を有するようにしてもよい。
【０１０３】
図１９（Ａ）及び（Ｂ）は、ジェブロン型をした第２の電極の一例を示す。図１９（Ａ）で示す第２の電極１１５ａは、グリッド電極１１８が、略中央部を頂部としたときに、左右に斜線部が広がる逆Ｖ字の形態を有している。そして、グリッド電極１１８の両側にはバス電極１１６が延びている。また、図１９（Ｂ）で示す第２の電極１１５ｂは、ジェブロン型として逆Ｖ字型のグリッド電極１１８の略中央部にバス電極１１６が延びている。
【０１０４】
このような、図２３（Ａ）で示す第２の電極１１５ａ及び図１９（Ｂ）で示す第２の電極１１５ｂは、図９、図１７及び図１８で示す第２の電極と置き換えて用いることができる。図１９（Ａ）及び（Ｂ）で示す第２の電極の形態によれば、視野角特性を改善することができる。電界強度が最も強い場所は第２の電極の縁の部分である。この縁の部分が最も強く発光する領域となる。この縁の部分が図１９の第２の電極の形状においては斜めの部分もあることとなる。このことで上下左右斜めいずれからディスプレイを見ても視野角特性が改善することとなる。
【０１０５】
［第３の実施形態］
図２０は、本実施形態に係る画像表示装置における画素の断面構造を示す。図２０において発光素子１０８ｂは、第１の電極１１０、絶縁層１１２、第２の電極１１４及び発光層１２０を有している。さらに、本実施形態に係る発光素子１０８ｂは、発光層１２０に第３の電極１２１が設けられている。第３の電極１２１は、発光層１２０において第１の電極１１０側とは反対側の面に設けられている。
【０１０６】
第３の電極１２１は、発光層１２０の光出射面側に配置される。このため第３の電極１２１は透光性の電極であり、例えば、酸化スズが添加された酸化インジウム（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム・酸化亜鉛（ＩＺＯ）などの透明導電膜材料、或いは半透過の金属膜で形成されている。図２０では、第３の電極１２１が発光層１２０と接する構成を示しているが、第３の電極１２１と発光層１２０との間に絶縁層が介在していてもよい。
【０１０７】
第３の電極１２１を設けることで、発光層１２０の電界分布を制御することができる。第３の電極１２１は、発光層１２０を挟んで第１の電極１１０及びグリッド電極１１８（第２の電極１１４の一部）と反対側の面に設けられているので、これらの電極の電位を相互に制御することで発光層１２０に広がる電界分布を制御することができる。
【０１０８】
例えば、第１の電極１１０と第２の電極１１４との間に電位差を与えた場合において、第３の電極１２１の電位を第１の電極１１０の電位と同じ電位にすることができる。この場合、第１の電極１１０及び第３の電極１２１から第２の電極１１４に向けて電界が発生し、量子ドットを含む発光層１２０の全体に電界を広げることができる。
【０１０９】
図２１（Ａ）は、発光素子１０８ｂの第１の電極１１０と第３の電極１２１に等電位が与えられる場合の画素回路の一例を示す。発光素子１０８ｂは、第１の電極と第３の電極が駆動トランジスタ１５６に接続され、第２の電極１１４が共通電位線１６６に接続している。また、図２１（Ｂ）に示すように、発光素子１０８ｂの第１の電極と第２の電極が共通電位線１６６に接続され、第２の電極が駆動トランジスタ１５６に接続されてもよい。
【０１１０】
第１の電極１１０の電位に対して、グリッド電極１１８（第２の電極１１４の一部）と第３の電極１２１の電位を共通電位とすると、グリッド電極１１８（第２の電極１１４の一部）と第３の電極１２１が重なる領域は等電位になるので、発光にはあまり寄与しないことになる。しかし、第１の電極１１０の電位と、グリッド電極１１８（第２の電極１１４の一部）及び第３の電極１２１の電位差により、グリッド電極１１８（第２の電極１１４の一部）の開口部で発光することができるので、画素の面内で発光エリアを制御することができる。
【０１１１】
図２２（Ａ）は、発光素子１０８ｂの第１の電極１１０の電位に対して、第２の電極１１４と第３の電極１２１の電位を共通電位とした場合の画素回路の一例を示す。発光素子１０８ｂは、第１電極が駆動トランジスタ１５６に接続され、第２電極と第３電極が共通電位線１６６に接続されている。なお、第３の電極１２１の電位に対して、第１の電極１１０と第２の電極１１４の電位を共通電位とした場合も同様である。
【０１１２】
また、図２０で示す発光素子１０８ｂにおいて、第１の電極１１０、第２の電極１１４及び第３の電極１２１の電位を、それぞれを個別に制御できるようにしてもよい。図２２（Ｂ）は、そのような場合の画素回路の一例を示す。発光素子１０８ｂの第２の電極は駆動トランジスタ１５６に接続され、第１の電極は第１の共通電位線１６６ａに接続され、第３の電極は第２の共通電位線１６６ｂに接続されている。このような画素回路の構成では、発光素子１０８ｂの第２の電極に駆動トランジスタ１５６から画像信号に基づく電位が与えられるとき、第１の電極の電位が所定の共通電位であれば、発光素子１０８ｂは発光する。このとき、第３の電極の電位を第２の共通電位線１６６ｂにより電界強度が強くなるように制御して、発光強度を高めるように制御することができる。また、その逆に発光素子１０８ｂの発光強度を弱めるように制御することもできる。
【０１１３】
本実施形態によれば、第２の実施形態における画像表示装置で得られる効果に加え、発光素子に第３の電極を設けたことにより、発光効率を高め、発光強度をより精密に制御することができる。
【０１１４】
［第４の実施形態］
＜画像表示装置の構成＞
本実施形態は、発光素子から放射される光を一方向に集めることのできる画素の構成を示す。図２３は、本実施形態に係る画像表示装置の画素１０４ｄを説明する平面図である。また、図２３において示すＣ−Ｄ線に沿った断面構造を図２４に示す。
【０１１５】
図２３において示すように、画素１０４ｄは、赤色に対応する第１の副画素１０６ａ、緑色に対応する第２の副画素１０６ｂ及び青色に対応する第３の副画素１０６ｃが隣接して配列している。本実施形態において、第１の電極１１０（第１の電極１１０ａ、第１の電極１１０ｂ、第１の電極１１０ｃ）は、平坦ではなく、中央を略平坦な基準面と仮定すると、電極周縁部は上方（発光層１２０が設けられる面側）に屈曲した傾斜面を有している。すなわち、第１の電極１１０（第１の電極１１０ａ、第１の電極１１０ｂ、第１の電極１１０ｃ）は、発光層１２０の底面側に位置する平坦部と、発光層１２０を囲むように設けられた側面部を有している。本明細書では、このような第１の電極の形態を「バスタブ構造」と呼ぶことがある。また、このような構造部を指して「凹型構造部」と呼ぶことがある。
【０１１６】
凹型構造部１７４には、第２の電極１１４が絶縁層を介して第１の電極１１０上に設けられている。第２の電極１１４は、第２の実施形態で説明したように、例えば、グリッド電極１１８とバス電極１１６が組み合わされたパターンで形成されている。発光層１２０は、絶縁層１１２の上面に設けられている。発光層１２０は、少なくとも第２の電極１１４における当該開口部を埋めるように設けられている。また、発光層１２０は少なくとも凹型構造部１７４の内側に設けられている。
【０１１７】
第１の電極１１０は金属材料で形成され反射面を形成している。発光層１２０で発光した光は全方向に放射される。発光層１２０から第１の電極１１０に放射された光は、第１の電極１１０で反射され、少なくとも一部は発光層１２０の上面から出射される。一方、発光層１２０を横方向に導波する光は、凹型構造部１７４の周縁部における側壁部で反射される。これにより、隣接する画素への光漏れが抑制される。さらに、発光層１２０の上方に向けて反射した光は、発光層１２０から出射されるので外部に取り出すことができる。
【０１１８】
各副画素１０６（第１の副画素１０６a、第２の副画素１０６ｂ、第３の副画素１０６ｃ）に設けられる凹型構造部１７４の深さは、少なくとも第２の電極１１４厚さ分よりは深く、好ましくは発光層１２０が埋まる深さであることが望ましい。このような構造であることで、凹型構造部１７４の周縁部に設けられる傾斜面で、発光層１２０を導波する光を反射させ、光取り出し効率を高めることが可能となる。
【０１１９】
上記に示す第１の電極１１０の形状は、下地絶縁膜を加工して凹面を形成し、この凹面に沿って電極を形成する金属膜を設けることで作製することができる。また、電極を形成するための金属膜を加工して凹面構造とすることができる。あるいは、複数の金属膜を積層して、凹型構造部１７４の底面を形成する金属層と傾斜面を形成する金属層を重ね合わせることで凹面構造とすることができる。
【０１２０】
このように、本実施形態の画素構造によれば、発光層で発光した光を、光出射面の方向に集光することができる。それにより、発光層を横方向に拡散する光を外部に取り出すことができる。すなわち、画素で発光した光の取り出し効率を高めることができる。
【０１２１】
＜画素の構成＞
図２３は、赤色に対応する第１の副画素１０６ａ、緑色に対応する第２の副画素１０６ｂ及び青色に対応する第３の副画素１０６ｃが配列する例を示す。各画素の発光色は、量子ドット材料の組成、粒子のサイズを異ならせて所定の発光色で光を出射するようにすればよい。
【０１２２】
図２５（Ａ）は、各副画素で発光色の異なる第１の発光層１２０a、第２の発光層１２０ｂ及び第３の発光層１２０ｃを設ける一例を示す。図２５（Ａ）において、第１の電極１１０（第１の電極１１０a、第２の電極１１４ｂ、第２の電極１１４ｃ）は各副画素において個別に設けられ、第２の電極１１４は副画素間で共通の電極として設けられている。また、第１の電極１１０上には絶縁層１１２が設けられている。図２５（Ａ）の構成によれば、量子ドットを有する第１の発光層１２０a、第２の発光層１２０ｂ及び第３の発光層１２０ｃを各色に対応して設けることにより、色純度の高い光を出射する画素を構成することができる。
【０１２３】
このとき、各副画素には凹型構造部１７４が設けられているので、例えば、第１の副画素１０６ａで発光した光のうち横方向に導波する光は、凹型構造部１７４の傾斜面で反射される。そのため、隣接する第２の副画素１０６ｂへ光が漏洩することを防ぐことができる。そのため、色混合が防止され、量子ドットの効果と相まって色純度の高い画像表示をすることができる。
【０１２４】
図２６は、白色発光する発光層１２０ｄを、第１の副画素１０６ａ、第２の副画素１０６ｂ及び第３の副画素１０６ｃに共通に設け、それぞれの副画素に対して、赤色に対応する第１のカラーフィルタ層１６８ａ、緑色に対応する第１のカラーフィルタ層１６８ｂ及び青色に対応する第１のカラーフィルタ層１６８ｃを設けた画素構成の一例を示す。図３６の構成によれば、発光層を副画素ごとに分割して設ける必要がないため、発光層の作製が容易なものとなる。
【０１２５】
このとき、各副画素の発光は単色であるが、例えば、第１の副画素１０６ａで発光した光が、斜め方向に放射され隣接する第２の副画素１０６ｂのカラーフィルタ層１６８ｂへ入射するのを抑制することができる。
【０１２６】
図２７は、青色又は紫外光を発光する発光層１２０ｅを各画素に共通に設けた一例を示す。発光層１２０ｅの上方には、各画素に応じて、赤色に対応する第１の色変換層１７０ａ、緑色に対応する第２の色変換層１７０ｂ及び青色に対応する第３の色変換層１７０ｃが設けられている。発光層１２０ｂから放射される青色光又は紫外光を各色変換層に入射させることにより、色変換層からは各色に対応する光が出射される。色変換層から出射された光の色純度を高めるために、さらにカラーフィルタ層１６８（赤色に対応する第１のカラーフィルタ層１６８ａ、緑色に対応する第１のカラーフィルタ層１６８ｂ、青色に対応する第１のカラーフィルタ層１６８ｃ）を組み合わせてもよい。また、色変換層は白色又は白色に近い光に変換できるものとし、各副画素に連続するように設けてもよい。
【０１２７】
この場合においても、各副画素に設けられた凹型構造部により、隣接する画素へ光が漏れて色混合が生じるのを抑制することができる。
【０１２８】
図２５、図２６、図２７によれば、各副画素の発光素子の構造は共通にして、発光層の量子ドット異ならせるようにすること、或いは単色の発光層を各副画素に共通に設け、カラーフィルタ層及び／又は色変換層によって、画素から出射される光の波長を異ならせるようにすることができる。
【０１２９】
＜製造工程＞
図２８（Ａ）乃至（Ｃ）を参照して、本実施形態に係る画像表示装置の製造方法を説明する。
【０１３０】
図２８（Ａ）は下地絶縁膜１７８を作製する段階を示す。下地絶縁膜１７８は画像表示装置の基体となる基板１２８上に設けられる。下地絶縁膜１７８は、画素回路を形成する制御素子や配線などを埋め込む層間絶縁膜１４２の上に設けることができる。下地絶縁膜１７８は、無機絶縁材料又は有機絶縁材料を用いて形成することができる。無機絶縁材料としては酸化シリコン、窒化シリコンなど用いることができる。有機絶縁材料としては、ポリイミド樹脂やアクリル樹脂などを用いることができる。
【０１３１】
下地絶縁膜１７８に、発光素子を形成する位置に合わせて凹型構造部１７４を形成する。凹型構造部１７４は、下地絶縁膜１７８をエッチングによって掘り下げることで形成することができる。また、下地絶縁膜１７８を複数の層で形成することによっても凹型構造部１７４を形成することができる。例えば、略平坦な第１の下地絶縁膜の上に、該第１の下地絶縁膜よりもエッチングレートの早い第２の下地絶縁膜を形成し、第２の下地絶縁膜を選択的にエッチングすることで凹型構造部１７４を形成することができる。
【０１３２】
下地絶縁膜１７８に設ける凹型構造部１７４の側壁部１７６は、傾斜面となっていることが好ましい。この側壁部１７６に沿って第１の電極が設けられることにより、発光層で発光した光を反射する、反射面として利用することができる。このため、第１の電極の段差被覆性と、光反射面としての機能の面から、この傾斜部１７６の傾斜角は３０度から７０度、好ましくは４５度から６０度の範囲にあることが望ましい。また、凹型構造部１７４による段差の高さは、０．２μｍから１０μｍ、好ましくは０．５μｍから５μｍであることが望ましい。このような段差の高さを有することにより、凹型構造部１７４の傾斜部１７６に沿って第１の電極を設け、反射板として用いることができる。
【０１３３】
図２８（Ｂ）は、凹型構造部１７４が形成された下地絶縁膜１７８の上面に第１の電極１１０及び絶縁層１１２を形成する段階を示す。第１の電極１１０は、金属材料で形成される。例えば、第１の電極１１０を、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）などの金属材料を用いて形成することができる。下地絶縁膜１７８の上に厚膜で形成したアルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）などの金属膜をパターニングして、第１の電極１１０を形成した後、絶縁層１１２を形成する。絶縁層１１２は、酸化シリコン、窒化シリコンなどの絶縁材料を用い、１００ｎｍから１０００ｎｍの厚さに形成する。また、第１の電極１１０がアルミニウム（Ａｌ）で形成されている場合、陽極酸化処理によってアルミニウム（Ａｌ）の表面を酸化して絶縁層１１２として用いてもよい。
【０１３４】
図２８（Ｃ）は、絶縁層１１２の上に第２の電極１１４及び発光層１２０を形成する段階を示す。第２の電極１１４は、第１の電極１１０の上部に配置され、フリンジ電界を発生させることができるように、バス電極１１６からグリッド電極１１８が延びるパターンに形成する。第２の電極１１４は、アルミニウム（Ａｌ）の他、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ａ）などの金属材料、若しくはモリブデン（Ｍｏ）−タングステン（Ｗ）合金などのこれらの金属の合金を用いて作製することができる。また、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＩＺＯなどの透明導電膜を用いて形成してもよい。
【０１３５】
量子ドットを含む発光層１２０は、第１の電極１１０と重畳するように、絶縁層１１２及び、少なくともグリッド電極１１８（第２の電極１１４の一部）上に設ける。発光層１２０は、少なくとも凹型構造部１７４の内側に設けられるようにする。各副画素で発光色を異ならせるには、量子ドットのサイズを異ならせる必要がある。この場合、各副画素の発光層を凹型構造部１７４の内側に設けることで、隣接する副画素と干渉することなく、発光層を分離形成することが容易となる。
【０１３６】
量子ドットを含む発光層１２０は各種の製法で形成される。例えば、量子ドットのコロイド分散液をスピン塗布法又はディップ法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法、フレキソ印刷法、凸版印刷法などの塗布法により絶縁層１１２上に塗布して堆積させる。このとき、発光層１２０の母体材料となる無機半導体の微粒子と量子ドットの共分散液を用いてもよい。また、量子ドットが分散された有機溶媒をスプレー噴霧すると共にイオン化し、これを被堆積面である絶縁層１１２上に堆積させるようにしてもよい。さらに、量子ドットを含む溶液をインクジェット法によって形成してもよい。このように、塗布法により量子ドットを含む膜を、第２の電極１１４を埋設するように絶縁層１１２上に形成し、必要に応じて熱処理を行って残留する溶媒を除去することで、発光層１２０を形成することができる。
【０１３７】
発光層１２０の上面には、保護膜として、窒化シリコンなどの被膜を設けてもよい。また、封止基板を設け、大気に直接晒されないようにしてもよい。また、発光層を単色の発光体として、色変換層及び／又はカラーフィルタ層を設ける場合には、発光層１２０の上にこれらの層を設けてもよい。
【０１３８】
図２９（Ａ）は、発光層１２０の上に色変換層１７０を設ける構成を示す。図２９（Ａ）で示すように、発光層１２０に近接して色変換層１７０を設けることで、発光層１２０からの光を十分吸収し、また隣接する画素への光漏れを防ぐことができる。なお、図２９（Ａ）において、色変換層に代えてカラーフィルタ層を設けるようにしてもよい。図２９（Ｂ）は、色変換層１７０の上にカラーフィルタ層１６８を重ねて設けた構成を示す。色変換層１７０とカラーフィルタ層１６８の間には、絶縁層１７２が設けられていてもよい。
【０１３９】
図２９（Ａ）及び（Ｂ）に示す画素の構成は、カラー表示を行うために、発光層１２０を画素毎（副画素毎）に作り分ける必要がなく、色変換層及び／又はカラーフィルタ層を印刷法などにより、各画素（各副画素）に対応して作り分けることができるので、工程数は増えるものの、工程の難易度は容易なものとなる。
【０１４０】
以上のように、本実施形態によれば、画素に設けられる発光素子の裏面側に位置する第１の電極の周縁部を屈曲させた形状とし、発光層の裏面及び側面を囲むように設けることで、第１の電極を反射板として有効に利用することができる。これにより、量子ドットを含む発光層で発光した光は、表面（出射面）側に出射方向が制限され、光の取り出し効率を高めることができる。
【０１４１】
また、第２の実施形態で述べたように、各画素の発光素子の発光強度は、第１の電極と第２の電極の間隔、すなわち第１の電極と第２の電極との間に設けられる絶縁層の厚さと、第２の電極のパターンによって制御されるので、発光層の膜厚がばらついても、その影響を受けないようにすることができる。このため、画像表示装置の画素部、すなわち表示画面を大面積化しても、発光輝度のばらつきを低減することができる。また、発光層に量子ドットを含ませることで、発光スペクトルのピークが鋭く、色純度の高い光を出射させることができるので、鮮明な画像を表示することができる。さらに、各画素の発光素子が、発光層に量子ドットを含み、発光層の上面部に電極を設けない構成とすることで、発光効率及び光の取り出し効率を高めることができ、画像表示装置の低消費電力化を図ることができる。
【０１４２】
［第５の実施形態］
図３０は、本実施形態に係る画像表示装置の副画素を示す。本実施形態に係る画像表示装置は、第４の実施形態で示すものと同様に、第１の電極１１０がバスタブ構造を有している。すなわち、発光素子１０８ｂは、第１の電極１１０が反射電極であると共に、その周縁部が屈曲して光の出射に指向性を与える構成を有している。さらに、第３の実施形態で示すように、第１の電極１１０と対向する第３の電極１２１が設けられている。第３の電極１２１は、発光層１２０の光出射側の面に設けられている。
【０１４３】
本実施形態によれば、第３の実施形態と同様に発光素子に第３の電極を設けたことにより、発光効率を高め、発光強度をより精密に制御することができる。
【０１４４】
［第６の実施形態］
本発明の第６の実施形態に係る画像表示装置を、図３１及び図３２を参照して説明する。本実施形態では、第２の実施形態で説明する、画素に設けられる発光素子と対比して、第１の電極の構成が異なるものについて示す。
【０１４５】
図３１（Ａ）は、本実施形態の画像表示装置における画素１０４ｅの平面図を示し、図３１（Ｂ）は、バス電極１８４とグリッド電極１８６を有する第１の電極１８０を示し、図３１（Ｃ）は、バス電極１８５とグリッド電極１８７を有する第２の電極１８２を示す。また、図３１に示すＥ−Ｆ線に沿った断面構造を図３２に示す。図３１は、画素１０４ｅに第１の副画素１０６ａ、第２の副画素１０６ｂ、第３の副画素１０６ｃが設けられている態様を示す。各副画素において、第２の電極１８２はバス電極１８５から延びるグリッド電極１８７が短冊状又は櫛歯状のパターンが形成されている。第１の電極１８０は、第２の電極１８２の短冊状又は櫛歯状のパターンと咬み合うように、バス電極１８４から延びるグリッド電極１８６が短冊状又は櫛歯状のパターンが形成されている。第１の電極１８０と第２の電極１８２は金属で形成することができ、それにより発光層１２０で発光した光を反射する反射板としての機能を持たせることができる。
【０１４６】
図３２を参照すると、第１の電極１８０と第２の電極１８２は、絶縁層１１２を挟んで交互に設けられている。このような構成にすると、第１の電極１８０の短冊状又は櫛歯状のパターン端部と、第２の電極の短冊状又は櫛歯状のパターン端部とをより近接させることができる。第１の電極１８０と第２の電極１８２に電位差を与えたとき、第１の電極１８０と第２の電極１８２の端部が絶縁層１１２を挟んで近接していることにより、電界強度を強めることが可能となる。それにより、発光効率を高めることができる。また、第１の電極１８０と第２の電極１８２が重なる面積が低減するので、発光素子１０８の容量成分を低減することができ、より高速で駆動することができる。
【０１４７】
なお、本実施の形態において、第１の電極１８０の構成が異なること以外は、第２の実施形態と同様である。また、本実施形態において第１の電極１８０と第２の電極１８２とは、図１７、図１８又は図１９で示す第１の電極及び第２の電極の構成を適用することができる。
【０１４８】
すなわち、第１の電極１８０を複数の画素（副画素）に対して共通の電位を与える共通電極とし、第２の電極１８２を個別電極としてもよい。また、第１の電極１８０及び第２の電極１８２を、それぞれの画素（副画素）において個別に電位が制御されるようにしてもよい。
【０１４９】
画素１０４ｅは、図１５で示すように、各副画素にカラーフィルタ層を重ねて設けるようにしてもよい。また、図１６に示すように色変換層とカラーフィルタ層を重ねて設けるようにしてもよい。また、第１の電極及び第２の電極は、図１９で示すようにジェブロン型の構造を有していてもよい。
【０１５０】
本実施形態によれば、第２の実施形態で得られる作用効果に加え、発光素子にかかる電界強度を高めることが可能となることから、より輝度の高い発光を得ることができる。或いは、発光素子の輝度を一定とした場合に、低電圧で駆動することができる。
【０１５１】
［第７の実施形態］
本実施形態は、第６の実施形態において示す画素構造に、第４の実施形態で示すバスタブ構造の画素を適用した一例を示す。図３３（Ａ）は、本実施形態に係る画素１０４ｆの平面図を示し、図３３（Ｂ）は、バス電極１８４とグリッド電極１８６を有する第１の電極１８０を示し、図３３（Ｃ）は、バス電極１８５とグリッド電極１８７を有する第１の電極１８０を示す。また、同図中に示すＧ−Ｈ線に沿った断面構造を図３４に示す。
【０１５２】
本実施形態において、第１の電極１８０がバスタブ構造を有していることを除いて、発光素子１０８の態様は第６の実施形態と同様である。画素（副画素）に設けられた凹型構造部１７４の形状を反映して、第１の電極１８０は、周縁部にあるバス電極１８４が上方に屈曲する傾斜面を有している。第１の電極１８０は金属で形成され、発光層１２０で発光した光を反射する反射板としての機能を有している。
【０１５３】
発光層１２０で発光した光は、正面側（図３４で示す矢印で示す方向）に出射される他、第１の電極１８０側に放射された光は反射され、正面方向に出射される。また、第１の電極１８０がバスタブ型であることにより、発光層１２０を導波する光をこの面で反射して、正面方向に出射させることができる。
【０１５４】
本実施形態によれば、第６の実施形態で得られる作用効果の他、第１の電極がバスタブ型の形態を有していることにより、発光層で発光した光を、正面側に集光して出射させることができる。それにより、発光層の横方向に拡散する光を外部に取り出すことができるので、光の有効利用が図られ、外部量子効率を高めることができる。
【０１５５】
［第８の実施形態］
図３５は、本実施形態に係る画像表示装置の画素１０４ｆを示す。本実施形態に係る画像表示装置は、第７の実施形態で示すものと同様に、バスタブ構造を有している。すなわち、画素１０４ｆに設けられる発光素子は、第１の電極１８０がバスタブ構造を有しており、第１の電極１１０が反射電極であると共に、その周縁部が屈曲して光の出射に指向性を与える構成を有している。さらに、第３の実施形態で示すように、第１の電極１１０と対向する第３の電極１２１が設けられている。第３の電極１２１は、発光層１２０の光出射側の面に設けられている。
【０１５６】
本実施形態によれば、第３の実施形態と同様に発光素子に第３の電極を設けたことにより、発光効率を高め、発光強度をより精密に制御することができる。
【０１５７】
［第９の実施形態］
本実施形態は、発光素子から放射される光の色純度を高めることのできる画素の構成について例示する。
【０１５８】
図３６に本実施形態に係る画素１００ｃの平面図を示す。画素１００ｃには、第１の副画素１０６ａ、第２の副画素１０６ｂ、第３の副画素１０６ｃが含まれている。図３６では、各副画素において、平板状の第１の電極１１０と、第１の電極上で、一方向に延びるバス電極１１６と、バス電極１１６から延びる複数のグリット電極１１８を有する第２の電極１１４を有している。
【０１５９】
図３６において、赤色に対応する第１の副画素１０６ａにおける第２の電極１１４ａのグリット電極１１８ａのピッチと、緑色に対応する第２の副画素１０６ｂにおける第２の電極１１４ｂのグリット電極１１８ｂのピッチと、青色に対応する第１の副画素１０６ｃにおける第２の電極１１４ｃのグリット電極１１８ｃのピッチとは、それぞれ異なっている。
【０１６０】
例えば、赤色に対応する第１の画素１０４ａの中心波長を０．７５μｍ、緑色に対応する第２の副画素１０６ｂの中心波長を０．５５μｍ、青色に対応する第３の副画素１０６ｃの中心波長を０．４５μｍとすると、各副画素における第２の電極のグリット電極の間隔は、当該各波長の整数倍とすることができる。
【０１６１】
このように、各副画素が出射する波長に基づき、長波長光を出射する画素は第２の電極のグリット電極の間隔をその波長に合わせて広くし、短波長の副画素に対しては出射波長に合わせて狭くすることで、光の干渉作用を利用して、出射光の色純度を高めることができる。
【０１６２】
図３６で示す画素電極の構造は、第２乃至第８の実施形態で示す各画素における発光素子の電極に置き換えて適用することができる。本実施形態で示す電極の構成を適用することにより、上記各実施形態で得られる作用効果に加え、出射光の色純度を高めることができるという効果を得ることができる。
【符号の説明】
【０１６３】
１００・・・画像表示装置、１０２・・・画素部、１０４・・・画素、１０６・・・副画素、１０８・・・発光素子１１０・・・第１の電極、１１２・・・絶縁層、１１４・・・第２の電極、１１５・・・第２の電極、１１６・・・バス電極、１１７・・・キャリア注入層およびキャリア輸送層、１１８・・・グリッド電極、１２０・・・発光層、１２１・・・第３の電極、１２２・・・走査線駆動回路、１２４・・・データ線駆動回路、１２６・・・入力端子部、１２８・・・基板、１３０・・・フレキシブルプリント基板、１３２・・・封止基板、１３４・・・コンタクト部、１３６・・・第２のコンタクト部、１３８・・・層間絶縁層、１４０・・・制御素子、１４２・・・層間絶縁膜、１４４・・・半導体膜、１４６・・・ゲート絶縁膜、１４８・・・ゲート電極、１５０・・・ソース・ドレイン電極、１５２・・・隔壁、１５４・・・選択トランジスタ、１５６・・・駆動トランジスタ、１５８・・・容量素子、１６０・・・走査信号線、１６２・・・データ信号線、１６４・・・電源線、１６６・・・共通電位線、１６８・・・カラーフィルタ層、１７０・・・色変換層、１７２・・・保護絶縁層、１７４・・・凹型構造部、１７６・・・側壁部、１７８・・・下地絶縁膜、１８０・・・第１の電極、１８２・・・第２の電極、１８４・・・第１のバス電極、１８５・・・第２のバス電極、１８６・・・第１のグリッド電極、１８７・・・第２のグリッド電極。
【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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