(57)【要約】【課題】隣接画素への光漏れを防止して画素間の混色を防ぐことにより、画質の改善された表示装置を提供すること。【解決手段】本発明の表示装置は、発光素子が設けられた第１基板と、複数のカラーフィルタが設けられた第２基板と、第１基板と第２基板との間に設けられ、第２基板の主面に対して略垂直な方向に配向制御された物体を含む充填層と、を備えている。充填層の物体は、ロッド状の量子ドットである。また、充填層の物体は、複数の量子ドットの集合体である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子が設けられた第１基板と、
複数のカラーフィルタが設けられた第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に設けられ、前記第２基板の主面に対して略垂直な方向に配向制御された物体を含む充填層と、
を備えた表示装置。
【請求項２】
前記物体は、ロッド状の量子ドットである請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記物体は、複数の量子ドットの集合体である請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記複数の量子ドットは、それぞれ電界または磁界に対して分極する性質を有する物質と結合している請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記充填層には、量子ドットが分散し、
前記物体は、電界または磁界に対して分極する性質を有する物質の集合体である請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】
前記物質は、磁性体または強誘電性液晶である請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
発光素子が設けられた第１基板と、
前記第１基板に対向する第２基板と、を備え、
前記発光素子は、前記第２基板の主面に対して略垂直な方向に配向制御された物体を含む表示装置。
【請求項８】
前記発光素子は、量子ドット及び前記物体を含む発光層を含む請求項７に記載の表示装置。
【請求項９】
前記発光素子は、量子ドットを含む発光層と、該発光層と前記第２基板との間に設けられ、かつ、前記物体を含む機能層とを含む請求項７に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記物体は、電界または磁界に対して分極する性質を有する物質の集合体である請求項７〜９のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記物質は、磁性体または強誘電性液晶である請求項１０に記載の表示装置。
【請求項１２】
複数のカラーフィルタが設けられた基板上に、量子ドットと電界または磁界に対して分極する性質を有する物質とを含む樹脂を塗布する工程と、
塗布した前記樹脂に、前記基板の主面に対して略垂直な方向に電界または磁界を印加する工程と、
前記樹脂を硬化させる工程と、
を備えた表示装置の製造方法。
【請求項１３】
前記電界または磁界を印加する工程は、前記樹脂を塗布する工程と同時に行われる請求項１２に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１４】
前記電界または磁界を印加する工程は、前記樹脂を塗布する工程が完了した後に行われる請求項１２に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１５】
前記量子ドットは、ロッド状の量子ドットである請求項１２に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１６】
前記物質は、磁性体または強誘電性液晶である請求項１２に記載の表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロルミネセンス素子等の発光素子で構成される画素を有する表示装置に関する。特に、発光材料として、量子ドットを用いた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロルミネセンス（Electroluminescence：EL）現象を利用した発光素子として、エレクトロルミネセンス（以下「ＥＬ」ともいう）素子が知られている。ＥＬ素子は、発光層を構成する材料の選択により様々な波長の色で発光させることが可能であり、表示装置や照明器具への応用が進められている。
【０００３】
ＥＬ素子を表示装置に応用したＥＬ表示装置においては、マトリクス状に配置した各画素に、発光素子としてのＥＬ素子と、そのＥＬ素子の発光制御を行うスイッチング素子とが設けられている。そして、画素ごとにスイッチング素子のオン/オフ制御することにより、全体として任意の画像を表示することが可能である。
【０００４】
近年、ＥＬ表示装置に用いられる発光素子として、量子ドット（Quantum dot：QD）を利用したものが各種提案されている。量子ドットは、ｎｍオーダの半導体微粒子であって、外部からのエネルギーで発光を制御することの可能な発光材料であるとともに、外部からの電界で自ら発光させることも可能な発光材料である。従来の表示装置には、例えば、量子ドットを有する無機発光層を用いたもの（特許文献１）や、発光素子の光取り出し側に量子ドットを含む光散乱層を備えたもの（特許文献２）等が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１０−５２０６０３号公報
【特許文献２】特許第５２４３５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上述した従来の表示装置は、量子ドットを含有する発光層や光散乱層を、光の取り出し方向である縦方向に重ねたスタック構造とするものが多く、微細な画素を有する高精細の小型表示パネルに適用すると、隣接画素に光が漏れるといった問題が生じる虞があった。特に、画素ごとにＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に発光する発光素子を設けたＥＬ表示装置においては、隣接画素への光漏れにより混色が発生し、正確な画像表示が出来ない虞があった。
【０００７】
そこで、本発明は、隣接画素への光漏れを防止して画素間の混色を防ぐことにより、画質の改善された表示装置を提供することを目的の一つとする。
【０００８】
また、そのような表示装置を、製造工程を大幅に変更することなく、簡素な構成で実現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】
本発明の一態様は、発光素子が設けられた第１基板と、複数のカラーフィルタが設けられた第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられ、前記第２基板の主面に対して略垂直な方向に配向制御された物体を含む充填層と、を備えた表示装置である。
【００１０】
前記物体は、ロッド状の量子ドットであってもよいし、複数の量子ドットの集合体であってもよい。
【００１１】
前記複数の量子ドットは、それぞれ電界または磁界に対して分極する性質を有する物質と結合していてもよい。
【００１２】
前記充填層には、量子ドットが分散し、前記物体は、電界または磁界に対して分極する性質を有する物質の集合体であってもよい。また、その物質は、磁性体または強誘電性液晶であってもよい。
【００１３】
本発明の一態様は、発光素子が設けられた第１基板と、前記第１基板に対向する第２基板と、を備え、前記発光素子は、前記第２基板の主面に対して略垂直な方向に配向制御された物体を含む表示装置である。
【００１４】
前記発光素子は、量子ドット及び前記物体を含む発光層を含んでいてもよい。
【００１５】
前記発光素子は、量子ドットを含む発光層と、該発光層と前記第２基板との間に設けられ、かつ、前記物体を含む機能層とを含んでいてもよい。
【００１６】
前記物体は、電界または磁界に対して分極する性質を有する物質の集合体であってもよい。その物質は、磁性体または強誘電性液晶であってもよい。
【００１７】
本発明の一態様は、複数のカラーフィルタが設けられた基板上に、量子ドットと電界または磁界に対して分極する性質を有する物質とを含む樹脂を塗布する工程と、塗布した前記樹脂に、前記基板の主面に対して略垂直な方向に電界または磁界を印加する工程と、前記樹脂を硬化させる工程と、を備えた表示装置の製造方法である。
【００１８】
前記電界または磁界を印加する工程は、前記樹脂を塗布する工程と同時に行われてもよい。
【００１９】
前記電界または磁界を印加する工程は、前記樹脂を塗布する工程が完了した後に行われてもよい。
【００２０】
前記量子ドットは、ロッド状の量子ドットであってもよい。また、前記物質は、磁性体または強誘電性液晶であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る表示装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る表示装置における画素部の概略構成を示す平面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る表示装置における画素の概略構成を示す断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る表示装置の製造方法を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る表示装置の製造方法を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る表示装置における画素の概略構成を示す断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る表示装置における画素の概略構成を示す断面図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る表示装置の製造方法を示す図である。
【図９】本発明の第６の実施形態に係る表示装置における画素の概略構成を示す断面図である。
【図１０】本発明の第７の実施形態に係る表示装置における画素の概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の各実施の形態について、図面等を参照しつつ説明する。
但し、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な態様で実施することができ、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、詳細な説明を省略することがある。
【００２３】
また、以下に示す実施形態では、基板上にスイッチング素子（例えば薄膜トランジスタ）及び発光素子が設けられたアクティブマトリクス型の表示装置を例示するが、本発明はこれに限定されるものではなく、基板上に発光素子のみが設けられた単純マトリクス型の表示装置にも適用できる。
【００２４】
（第１の実施形態）
＜表示装置の構造＞
図１に、本発明の第１の実施形態に係る表示装置１００の概略構成を示す。本実施形態に示す表示装置１００は、発光素子の発光層として有機ＥＬ材料を用いた有機ＥＬ表示装置である。表示装置１００は、基板１０１上に形成された、画素部（表示領域）１０２、走査線駆動回路１０３、データ線駆動回路１０４、及びドライバＩＣ１０５を備えている。さらに、走査線駆動回路１０３及びデータ線駆動回路１０４に信号を与えるためのＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）を備えていてもよい。
【００２５】
図１に示す画素部１０２には、複数の画素がマトリクス状に配置される。各画素には、データ線駆動回路１０４から画像データに応じた信号が与えられ、該信号を各画素に設けられたスイッチング素子を介して画素電極に与えることにより画像データに応じた画面表示を行うことができる。スイッチング素子としては、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等の三端子素子やＭＩＭ等の二端子素子を用いることができる。
【００２６】
図２に、図１に示す表示装置１００における画素部１０２の概略構成を示す。本実施形態において、画素２０１は、赤（Ｒ）に対応するサブ画素２０１ａ、緑（Ｇ）に対応するサブ画素２０１ｂ及び青（Ｂ）に対応するサブ画素２０１ｃを含む。各サブ画素には、ＴＦＴ２０２が設けられ、各サブ画素２０１ａ〜２０１ｃの発光色を、ＴＦＴ２０２を用いてオン/オフ制御することにより、様々な色を表現できるようになっている。また、各画素２０１ａ〜２０１ｃは、一般的にバンクと呼ばれる絶縁層２０３で囲まれており、隣接する画素と区画されている。
【００２７】
図２では、サブ画素として、ＲＧＢの三原色を用いる構成を示したが、本実施の形態はそれに限定されるものではなく、ＲＧＢに白（Ｗ）又は黄（Ｙ）を加えた４つのサブ画素で画素２０１を構成することもできる。また、画素配列として、同一色に対応する画素がストライプ配列された例を示したが、その他デルタ配列やベイヤー配列、又はペンタイル構造を実現する配列であってもよい。
【００２８】
図３に、図２に示す画素２０１をＡ−Ａ’で切断した断面の概略構成を示す。図３において、基板３０１上には、下地層３０２として絶縁層が設けられ、その上にＴＦＴ３０３が形成されている。ＴＦＴ３０３は、第１層間絶縁層３０４、第２層間絶縁層３０５によって覆われ、第２層間絶縁層３０５の上には、画素電極３０６が設けられている。下地層３０２や第１層間絶縁層３０４としては、酸化シリコン、窒化シリコンといった無機材料を用いることができる。また、第２層間絶縁層３０５としては、ＴＦＴによる第１層間絶縁層３０４の起伏を平坦化できるように、樹脂層を用いることが好ましい。樹脂材料としては、ポリイミド、ポリアミド、アクリル等の有機材料を用いても良いし、酸化シリコン等の無機材料を用いても良い。
【００２９】
本実施形態に示す表示装置１００は、発光素子３０７で発光した光を上方に出射する、いわゆるトップエミッション型の有機ＥＬ表示装置である。バンク３０８で区画された各画素には発光素子３０７が形成されている。発光素子３０７は、陽極として機能する画素電極３０６と陰極として機能する共通電極３０９で発光層３１０を挟み込んだ構造をとり、発光層３１０で発した光を画素電極３０６で上方に反射すると共に、共通電極３０９を透過させて矢印で示す方向に出射する構成となっている。
【００３０】
本実施形態の表示装置１００においては、画素電極３０６は、反射率の高い金属膜で形成されていることが好ましいが、仕事関数の高い透明導電膜であるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）と金属膜との積層構造としてもよい。共通電極３０９は、透光性を有するＩＴＯやＺｎＯ（酸化亜鉛）等の透明導電膜で形成されていることが好ましい。なお、画素電極３０６の上に窒化シリコン膜等の保護膜を設けておくと、防水性の向上が期待できる。
【００３１】
発光層３１０は、低分子又は高分子の有機材料を用いて形成することができる。勿論、発光層だけでなく、電子注入層、電子輸送層、正孔注入層、正孔輸送層といった発光素子を構成する発光層以外の層（以下「機能層」という）を設けた構成（これらを総称してエレクトロルミネセンス層ともいう）とすることも可能であり、公知のあらゆる素子構造を採用することが可能である。
【００３２】
本実施形態の表示装置１００は、共通電極３０９の上に封止膜３１１を設け、外部からの水分や大気の侵入を防ぎ、発光層３１０やＴＦＴ３０３の劣化を抑制している。そのため、封止膜３１１としては、緻密な膜質を備える窒化シリコン系の絶縁層を用いることが好ましい。
【００３３】
封止膜３１１の上方には、対向基板を接着するための接着材として機能する層３１２（以下「充填層」という）を介して対向基板が設けられている。対向基板は、基板３１３と基板３１３に形成されたＲＧＢ各色に対応するカラーフィルタ３１４ａ〜３１４ｃとで構成される。なお、図３には、赤（Ｒ）に対応するカラーフィルタ３１４ａ、緑（Ｇ）に対応するカラーフィルタ３１４ｂ及び青（Ｂ）に対応するカラーフィルタ３１４ｃが示されている。
【００３４】
本実施形態において、充填層３１２は、発光素子３０７が形成された基板３０１と対向基板を構成する基板３１３とを貼り合わせるための接着層として機能すると共に、色変換層（Ｃｏｌｏｒ  Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ：ＣＣＭ）としても機能する。色変換層としての機能は、充填層３１２内に含まれた量子ドット（Ｑｕａｎｔｕｍ  ｄｏｔ：ＱＤ）３１５による波長変換を用いて実現される。なお、図３において、３１６で示される枠内の構造は、３１７で示される枠内の構造を模式的に表したものである。
【００３５】
量子ドットとしては、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。例えば、ＩｎＰ、ＩｎＮ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ等の化合物半導体の微粒子が好ましい。これらの半導体微粒子は、量子井戸を形成することができ、外部から与えられた励起光を吸収して波長変換することにより、異なる波長の光を発することができるという特性をもつ。このような性質をもつ量子ドットは既に広く知られており、本実施形態の表示装置では、公知の半導体微粒子を量子ドットとして用いることができる。
【００３６】
どのような波長の光に変換するか（すなわち、どのような色で発光させるか）については、量子ドットの粒子の大きさによって調整することが可能である。したがって、粒子径の揃った量子ドットを充填層３１２内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。そのため、充填層３１２内に量子ドットを分散させない構造に比べて、カラーフィルタの膜厚を薄くすることができる。
【００３７】
また、量子ドット３１５は、充填層３１２内に均一に分散させることが好ましい。これにより、充填層３１２に対してどのような角度で進行した光も効率的に波長変換できるからである。勿論、基板面に対して水平方向と垂直方向とで量子ドットの密度が異なっていてもよく、充填層３１２内に量子ドットが所定の密度で存在していれば色変換層としての機能を果たすことができる。
【００３８】
本実施形態の表示装置１００では、発光層３１０として、青色光を発する有機ＥＬ材料を用い、その青色光を用いて量子ドットを励起することにより、赤色光及び緑色光を生成している。具体的には、赤色光を発する粒子径の量子ドットと緑色光を発する粒子径の量子ドットを混在させて分散させ、それぞれの量子ドットを励起し、量子ドットを中心に全方位に赤色光及び緑色光を発生させる。
【００３９】
そして、発光層３１０で生成された青色光と、量子ドットにより充填層３１２内で生成された赤色光及び緑色光が、各画素に設けられたカラーフィルタ３１４ａ〜３１４ｃを通過して図３に示すようにＲＧＢ各色の光として出射される。なお、発光層３１０として、青色光の代わりに紫外光を発する有機ＥＬ材料を用いることも可能である。すなわち、発光素子３０７として、量子ドットを励起させるだけのエネルギーを持つ波長域の光を発する発光素子を用いればよい。
【００４０】
本発明の要旨は、上述したＲＧＢ各色の光の出射方向を規制するために、電界または磁界に対して分極する性質を有する物体を用い、該物体を基板面（ＴＦＴ基板または対向基板の主面）に対して略垂直な方向に配向させて光の進路を規制するものである。
【００４１】
そこで、本実施形態の表示装置では、量子ドット３１５として、ロッド状（円柱状）の量子ドット（量子ロッドともいう）を用いる。ロッド状の量子ドットとしては、公知の材料を用いることができるが、一般的にはＣｄＳｅやＧａＡｓのロッド状量子ドットが知られている（例えば、「高発光効率CdSe量子ロッドの合成とその発光特性, 安藤直久他, 光物性研究会論文集, 16巻, 143-146頁, 2005年12月」や国際公開第2010/044129号参照。）
【００４２】
そして、それらロッド状の量子ドット３１５の長手方向（長軸方向）を基板３１３または基板１０１の主面（基板面のうち、発光素子に対向する面）に対して略垂直な方向に配向させている。ここで、「略垂直」とは、厳密に垂直な状態（基板面に対して９０°）だけでなく、±１０〜４５°（好ましくは±１０〜３０°）の範囲で傾いた状態をも含んでいる。
【００４３】
このような構造とするのは、充填層３１２内を通過する光３１８の進路（矢印で示される方向）を基板面に対して略垂直な方向に規制するためである。これにより、発光層３０７や充填層３１２内において全方位に発生した光３１８のうち、基板面に対して略垂直な方向以外に進行する光を、配向した量子ドット３１５を用いて散乱もしくは回折させ、基板面に対して略垂直な方向に出射させることができる。換言すれば、本実施形態の表示装置１００は、光の透過率について充填層３１２が異方性を有するとも言える。
【００４４】
なお、本実施形態では、量子ドット３１５として、化合物半導体や酸化物半導体の結晶が連続してロッド状となった半導体微粒子を用い、電界または磁界に対して分極する性質の成分をその内部に含ませるか、その外部に附着させることで所定の方向へ配向させている。例えば、分極成分を内部に含ませる例として、量子ドットの両端部の曲率半径が大きく表面エネルギーが高い部分に、分極成分を付着させることができる。また、複数の量子ドット同士を接続させるに当たり、その中間部に分極成分を挟む構造とすることができる。
【００４５】
電界または磁界に対して分極する性質の成分としては、例えば、磁界で分極させる場合はＦｅ（鉄）、Ｃｏ（コバルト）、Ｎｉ（ニッケル）等の磁性体を用いてもよいし、電界で分極させる場合は強誘電性液晶やセラミックス系の超微粒子を用いてもよい。特に、セラミックス系の超微粒子を用いた場合は、耐紫外線性能やキャリア移動向上の効果が得られる。
【００４６】
以上のように、本実施形態の表示装置１００は、充填層３１２に分散させたロッド状の量子ドット３１５を基板面に対して略垂直な方向に配向させることにより、光３１８の出射方向を基板面に対して略垂直な方向に規制することができる。そのため、発光素子３０７から発した光のうち隣接画素へ向かう光が減り、隣接する画素内に光漏れする可能性を減らすことができる。したがって、隣接画素への迷光によって混色が生じるといった問題を抑制することができ、画質の改善された表示装置を実現することができる。
【００４７】
以下、上述した構成を備える本実施形態の表示装置１００の製造工程について、図４を参照して述べる。
【００４８】
＜表示装置の製造方法＞
図４及び図５に、本実施形態の表示装置１００の製造工程を示す。図４は、ＴＦＴ基板及び対向基板の製造工程を説明する図である。図５は、ＴＦＴ基板及び対向基板を貼り合わせるための充填層を形成する際の製造工程を説明する図である。
【００４９】
まず、図４（Ａ）を参照して、ＴＦＴ基板（ＴＦＴを形成する基板：アクティブマトリクス基板ともいう）の製造工程を説明する。図４（Ａ）において、基板３０１上に公知の技術によりＴＦＴ３０３を形成した後、第１層間絶縁層３０４、第２層間絶縁層３０５を形成し、陽極として機能する画素電極３０６を形成する。さらに、画素電極３０６を形成した後、ポリイミドやアクリル等の樹脂材料を成膜し、パターニングを行ってバンク３０８を形成する。バンク３０８は、各画素を区画する隔壁として機能し、バンク３０８を形成していない部分が各画素の表示領域を構成することとなる。なお、ＴＦＴ３０３の上方にバンク３０８を設けることにより、各画素の表示領域をできるだけ広く確保することが好ましい。
【００５０】
バンク３０８を形成した後、公知の方法により有機ＥＬ材料で構成される発光層３１０と、陰極として機能する共通電極３０９を形成する。本実施形態では、青色光を発する有機ＥＬ材料と、透光性を有する導電膜を順次成膜することにより、発光層３１０及び共通電極３０９を形成する。さらに、共通電極３０９上に封止膜３１１を形成してＴＦＴ基板が完成する。
【００５１】
次に、図４（Ｂ）を参照して対向基板（ＴＦＴ基板に対して対向して設けられる基板）の製造工程を説明する。まず、基板３１３上に赤色に対応するカラーフィルタを形成する材料層を形成し、公知の露光技術によりパターニングしてカラーフィルタ３１４ａを形成する。カラーフィルタ用の材料としては、例えば顔料を分散させた樹脂材料を用いることができる。
【００５２】
その後、同様の方法でさらに緑色に対応するカラーフィルタ３１４ｂ及び青色に対応するカラーフィルタ３１４ｃを順次形成し、基板３１３及びカラーフィルタ３１４ａ〜３１４ｃで構成される対向基板が完成する。なお、カラーフィルタ３１４ａ〜３１４ｃの相互の隙間に、必要に応じてブラックマスクを設けてもよい。
【００５３】
次に、図５（Ａ）に示されるように、基板設置ベース５０１上に対向基板を載置し、公知のオフセット印刷により、後に充填層３１２を構成する樹脂（本実施形態では、ＵＶ硬化樹脂）を対向基板上に塗布する。ここでは、塗布した状態の樹脂、すなわち塗布して硬化させる前の樹脂を「樹脂層」と呼び、後に樹脂層を硬化させて形成する充填層と区別する。前述のとおり、後に充填層３１２を構成する樹脂には予めロッド状の量子ドットが混在しているため、樹脂層５０２にはロッド状の量子ドットが分散している。
【００５４】
樹脂は予めタンク５０３に用意され、チャンバー５０４を介してアニロックスロール５０５に塗布され、一旦ブランケット５０６に転写された後、基板３１３及びカラーフィルタ３１４ａ〜３１４ｃの上に塗布される。図５（Ｂ）は、樹脂層５０２を形成している状態を示す斜視図である。
【００５５】
本実施形態では、オフセット印刷の際、樹脂層５０２の形成と同時に磁界印加装置５０７を用いて樹脂層５０２に対して、対向基板の主面（カラーフィルタが形成された面）に略垂直な方向の磁界を形成する。つまり、樹脂層５０２を硬化させる前に磁界を印加することにより樹脂層５０２の内部に分散しているロッド状の量子ドットを磁界の形成された方向に配向させる。硬化前の樹脂層５０２は、まだ粘性が低く、量子ドットの自由度が高いため、磁界によって容易に配向させることができる。
【００５６】
なお、本実施形態では、磁界印加装置５０７を用いて発生させた磁界を樹脂層５０２に対して印加しているが、例えば、磁界印加装置５０７の代わりに電極を設け、ブランケット５０６を対向電極として、両者の間に磁界を形成する方法を採用することもできる。また、磁界印加装置５０７を電磁石として用い、ブランケット５０６内に設けた磁気回路（図示せず）との間で発生する磁界を用いても良い。勿論、磁界に代えて電界を形成することも可能である。
【００５７】
そして、樹脂層５０２の形成と量子ドットの配向制御が完了したら、樹脂層５０２の上にＴＦＴ基板を重ねて貼り合わせ、その状態でＵＶ光（紫外光）を照射してＵＶ硬化樹脂を硬化させ、充填層３１２として機能させる。いったん硬化させてしまえば、量子ドットの配向方向は固定化される。
【００５８】
なお、本実施形態では、ＵＶ硬化樹脂を用いた例を示すが、接着層として機能する樹脂であれば、他の方法で硬化する樹脂を用いてもよい。また、量子ドットに対して凝集抑制機能を付加できるような有機化合物を適宜選択して結合させることにより、ＵＶ硬化樹脂内に均一に分散させることができる。
【００５９】
このように、本発明の第１の実施形態に係る表示装置１００は、充填層の内部に、基板面に対して略垂直方向に配向したロッド状の量子ドットを分散させることにより、製造工程を大幅に変更することなく、簡素な構成で隣接画素への光漏れを防止することができる。そのため、各画素間での混色を防ぎ、画質の改善された表示装置を実現することができる。
【００６０】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る表示装置２００の構成について説明する。本実施の形態に係る表示装置２００は、第１の実施形態で説明したロッド状の量子ドットに代えて、量子ドットの集合体（クラスタ）を用いて、出射光の配向制御を行うものである。本実施形態の表示装置２００の断面構造を図６に示す。
【００６１】
なお、図６において、ＴＦＴ基板及び対向基板の基本的な構造は、第１の実施形態と同様であり、図３に示した構造と同じ符号で示した箇所については第１の実施形態で説明したとおりであるため、ここでの説明は省略する。図６において、６０１で示される枠内の構造は、６０２で示される枠内の構造を模式的に表したものである。
【００６２】
本実施形態の表示装置２００では、充填層３１２内において、基板面（ＴＦＴ基板または対向基板の主面）に対して略垂直な方向に量子ドット６０３が複数個集合してクラスタ６０４が設けられている。すなわち、充填層３１２には、複数の量子ドット６０３が基板面に対して略垂直な方向に連なるクラスタ６０４が分散している。ここでいう「基板面に対して略垂直な方向」とは、第１の実施形態で説明したとおりである。
【００６３】
このような構造とするには、個々の量子ドット６０３の表面に電界または磁界に対して分極する性質の成分を附着させればよい。例えば、磁界で分極させる場合はＦｅ（鉄）、Ｃｏ（コバルト）、Ｎｉ（ニッケル）等の磁性体を用いてもよいし、電界で分極させる場合は強誘電性液晶を用いてもよい。本実施形態では、磁界で分極させる成分として、磁性体を用いることとする。
【００６４】
本実施形態の表示装置２００を製造する際は、まず量子ドットの表面に長鎖状高分子（例えば、オレイン酸など）を付着させた状態で樹脂に分散させ、その後、磁性体（例えばＦｅ原子）を樹脂内に分散させる。すると、長鎖状高分子の先端にファンデルワールス力、共有結合、イオン結合、水素結合等によって磁性体が捕獲され、表面に磁性体の附着した量子ドットが形成される。この状態において、図５を参照して説明したように、樹脂層を形成しつつ基板面に対して略垂直な方向に磁界を印加する。その結果、図６に示されるように、複数個の量子ドットが基板面に対して略垂直な方向（すなわち、磁界の方向）に連なる鎖状分子（クラスタ６０４）が形成される。換言すれば、基板面に略垂直な方向にその長軸方向が一致する（すなわち、基板面に略垂直な方向にその長軸方向が配向する）鎖状分子が形成される。
【００６５】
なお、本実施形態における「クラスタの長軸方向」は、クラスタ６０４を構成する量子ドットのうち、最もＴＦＴ基板に近いものと最も対向基板に近いものを結ぶ方向に近似してもよい。
【００６６】
このように、本実施形態の表示装置２００では、充填層３１２内に、複数個の量子ドットで構成されるクラスタ６０４を基板面に対して略垂直な方向に配向させて設けることにより、光３１８の出射方向を、基板面に対して略垂直な方向に規制することができる。そのため、発光素子３０７から発した光３１８のうち、隣接画素へ進行する光が減り、隣接する画素内に光漏れする可能性を減らすことができる。したがって、隣接画素への迷光によって混色が生じるといった問題を抑制することができ、画質の改善された表示装置を実現することができる。
【００６７】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る表示装置３００の構成について説明する。本実施の形態に係る表示装置３００は、電界または磁界に対して分極する性質を有する物体で構成される集合体（クラスタ）を用いて、出射光の配向制御を行うものである。本実施形態の表示装置３００の断面構造を図７に示す。
【００６８】
なお、図７において、ＴＦＴ基板及び対向基板の基本的な構造は、第１の実施形態と同様であり、図３に示した構造と同じ符号で示した箇所については第１の実施形態で説明したとおりであるため、ここでの説明は省略する。図７において、７０１で示される枠内の構造は、７０２で示される枠内の構造を模式的に表したものである。
【００６９】
本実施形態の表示装置３００では、充填層３１２内において、基板面（ＴＦＴ基板または対向基板の主面）に対して略垂直な方向に、Ｆｅ（鉄）、Ｃｏ（コバルト）、Ｎｉ（ニッケル）等の磁性体７０３が複数個集合してなるクラスタ７０４が設けられている。すなわち、充填層３１２には、複数の磁性体７０３が基板面に対して略垂直な方向に連なるクラスタ７０４が分散している。ここでいう「基板面に対して略垂直な方向」とは、第１の実施形態で説明したとおりである。
【００７０】
勿論、電界に対して分極する性質の物質として強誘電性液晶を用い、複数の強誘電性液晶が基板面に対して略垂直な方向に連なるクラスタを充填層３１２内に分散させてもよい。
【００７１】
さらに、図７に示すように、本実施形態の表示装置３００では、磁性体７０３の集合体であるクラスタ７０４と共に、量子ドット７０５が充填層３１２内に分散している。本実施形態では、量子ドット７０５として球状の量子ドットを示しているが、実施形態１で説明したようなロッド状の量子ドットでもよい。
【００７２】
本実施形態の表示装置３００を製造する際は、磁性体７０３と量子ドット７０５を予め樹脂に分散させ、図５を参照して説明したように、樹脂層を形成しつつ基板面に対して略垂直な方向に磁界を印加する。その結果、図７に示されるように、複数の磁性体７０３同士が自ら集合して相互に結合し、複数個の磁性体が基板面に対して略垂直な方向（すなわち、磁界の方向）に連なる鎖状分子（クラスタ７０４）が形成される。換言すれば、基板面に略垂直な方向にその長軸方向が一致する（すなわち、基板面に略垂直な方向にその長軸方向が配向する）鎖状分子が形成される。
【００７３】
なお、本実施形態における「クラスタの長軸方向」は、クラスタ７０４を構成する磁性体のうち、最もＴＦＴ基板に近いものと最も対向基板に近いものを結ぶ方向に近似してもよい。
【００７４】
そして、充填層３１２に分散するクラスタ７０４の間に、量子ドット７０５が分散した状態を形成することができる。その際、量子ドットに対して凝集抑制機能を付加できるような有機化合物を適宜選択して結合させることにより、充填層３１２内に均一に分散させてもよい。
【００７５】
このように、本実施形態の表示装置３００では、充填層３１２内に、複数個の磁性体で構成されるクラスタ７０４を基板面に対して略垂直な方向に配向させて設けることにより、光３１８の出射方向を、基板面に対して略垂直な方向に規制することができる。そのため、発光素子３０７から発した光３１８のうち、隣接画素へ進行する光が減り、隣接する画素内に光漏れする可能性を減らすことができる。したがって、隣接画素への迷光によって混色が生じるといった問題を抑制することができ、画質の改善された表示装置を実現することができる。
【００７６】
（第４の実施形態）
本発明の一実施形態に係る表示装置の製造工程について図８を参照して説明する。本実施形態では、対向基板上の全面に樹脂層を形成してから電界を印加して、樹脂層の内部に分散させた量子ドットを配向させる例を示す。具体的には、実施形態２で説明したように、量子ドットの周囲に強誘電性液晶を附着させ、基板面に対して略垂直な方向に電界を印加して量子ドットを配向させる。
【００７７】
本実施形態では、量子ドットを含む樹脂層を全面に形成した対向基板８０１を、基板搬送装置（例えばベルトコンベア）８０２に載せた状態で順次所定の方向に移動させる。基板搬送装置８０２の途中には、対向基板を挟むように設けられた一対の上部電極８０３及び下部電極８０４が設けられ、その電極間に電界が形成されている。
【００７８】
そして、基板搬送装置８０２による移動過程において、上部電極８０３及び下部電極８０４の間に形成された電界中を対向基板８０１が通過し、対向基板８０１上に形成された樹脂層に対して電界が印加され、内部に分散している量子ドットが電界の形成された方向（すなわち、対向基板の主面に対して略垂直な方向）に配向する。その後、ＴＦＴ基板と貼り合わせた状態で樹脂層をＵＶ照射や加熱により硬化させ、表示装置が完成する。
【００７９】
本実施形態では、樹脂層を形成する工程と、樹脂層に電界を印加する工程とを別に分けたことにより、両者を並行して処理することができ、製造工程のスループットが向上する。また、これにより、樹脂層を形成する工程の自由度が増し、例えばオフセット印刷以外に、スピンコーティング、スクリーン印刷といった公知の様々な方法で樹脂層を形成することができる。
【００８０】
なお、本実施形態では、実施形態２で説明したように、量子ドットの周囲に強誘電性液晶を附着させ、基板面に対して略垂直な方向に電界を印加して量子ドットを配向させる例を示したが、実施形態１のように、ロッド状の量子ドットを配向させる場合や、実施形態３のように、磁性体または強誘電性液晶で構成されるクラスタを配向させる場合にも適用できる。
【００８１】
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態に係る表示装置の構成について説明する。本実施の形態に係る表示装置は、図３に示す発光層３１０として、有機ＥＬ材料に代えて、量子ドットを含む樹脂材料を用いる。量子ドットについては、第１の実施形態で説明したロッド状の量子ドットを用いてもよいし、第２の実施形態で説明した球状の量子ドットを用いてもよい。
【００８２】
本実施形態の表示装置における発光層は、公知の樹脂材料や無機材料に量子ドットを分散させた懸濁液を塗布した後、その懸濁液を硬化させて形成することができる。発光層は、電気エネルギーで量子ドットを励起し発光させるものでも、光エネルギーによって量子ドットを励起し発光させるものであっても良い。また、光エネルギーによって量子ドットを励起させる場合、量子ドットを分散させる材料としては、光が効率的に量子ドットに吸収されるように透光性材料を用いることが好ましい。
【００８３】
本実施形態の表示装置は、発光素子から発した光の隣接画素内への漏れを防ぐことにより画素間での混色を防止するという効果に加えて、化学的に安定した材料を用いて発光層を形成することにより、表示装置の長寿命化を図ることができるという効果を有する。
【００８４】
（第６の実施形態）
本発明の第６の実施形態に係る表示装置４００の構成について図９を参照して説明する。本実施形態の表示装置４００は、発光層９００として、量子ドットと電界または磁界に対して分極する性質の物質とを含む絶縁体を用いる。そして、電界または磁界に対して分極する性質の物質で構成される集合体（クラスタ）を用いて、発光層９００からの出射光の配向制御を行う。
【００８５】
なお、図９において、ＴＦＴ基板及び対向基板の基本的な構造は、第１の実施形態と同様であり、図３に示した構造と同じ符号で示した箇所については第１の実施形態で説明したとおりであるため、ここでの説明は省略する。図９において、９０１で示される枠内の構造は、９０２で示される枠内の構造を模式的に表したものである。
【００８６】
本実施形態の表示装置４００では、発光層９００内において、基板面（ＴＦＴ基板または対向基板の主面）に対して略垂直な方向に、Ｆｅ（鉄）、Ｃｏ（コバルト）、Ｎｉ（ニッケル）等の磁性体９０３が複数個集合してなるクラスタ９０４が設けられている。すなわち、発光層９００には、複数の磁性体９０３が基板面に対して略垂直な方向に連なるクラスタ９０４が分散している。ここでいう「基板面に対して略垂直な方向」とは、第１の実施形態で説明したとおりである。
【００８７】
勿論、電界に対して分極する性質の物質として強誘電性液晶を用い、複数の強誘電性液晶が基板面に対して略垂直な方向に連なるクラスタを発光層９００内に分散させてもよい。
【００８８】
本実施形態の表示装置４００における発光層９００は、その内部に量子ドット９０５を分散させた樹脂または絶縁物で構成され、量子ドット９０５に対して電気エネルギーまたは光エネルギーを与えることにより発光する機能を有している。なお、本実施形態では、量子ドット９０５として球状の量子ドットを示しているが、実施形態１で説明したようなロッド状の量子ドットでもよい。本実施形態では、発光層９００を構成する絶縁体（ホスト）として樹脂を用いる例を示す。
【００８９】
本実施形態の表示装置４００を製造する際は、磁性体９０３と量子ドット９０５を樹脂に混在させ、第１の実施形態において図５を参照して説明したように、画素電極上に樹脂層を形成しつつ磁界を印加する。勿論、実施形態４で説明したように、ＴＦＴ基板の全面に磁性体９０３と量子ドット９０５とを含む樹脂を塗布した後、基板を搬送しながら磁界を印加して磁性体９０３の配向制御を行ってもよい。
【００９０】
そして、磁性体９０３を配向制御した結果、図９に示されるように、複数の磁性体９０３同士が相互に結合し、複数個の磁性体が基板面に対して略垂直な方向に連なる鎖状分子（クラスタ９０４）が形成される。換言すれば、基板面に略垂直な方向にその長軸方向が一致する（すなわち、基板面に略垂直な方向にその長軸方向が配向する）鎖状分子が形成される。
【００９１】
このようにして、クラスタ９０４の間に量子ドット９０５が分散した発光層９００を形成することができる。その際、量子ドット９０５に対して凝集抑制機能を付加できるような有機化合物を適宜選択して結合させることにより、発光層９００内に均一に量子ドット９０５を分散させてもよい。
【００９２】
このように、本実施形態の表示装置４００では、発光層９００内に、複数個の磁性体で構成されるクラスタ９０４を基板面に対して略垂直な方向に配向させて設けることにより、発光層９００で生成された光９０６の出射方向を、基板面に対して略垂直な方向に規制することができる。
【００９３】
また、発光素子９０７自体が出射光の進行方向を規制する機能をもつため、充填層９０８としては、通常の樹脂を用いることができる。勿論、上記構成に加えて、充填層９０８に磁性体や強誘電性液晶で構成されるクラスタを設けてもよい。これにより、発光素子９０７で進行方向を規制すると共に、さらに充填層９０８でも光の進行方向を規制することができ、出射光の進行方向を、より基板面に垂直な方向に近づけることができる。
【００９４】
以上のように、本実施形態の表示装置４００においては、発光素子９０７から発する光のうち、隣接画素へ進行する光が減り、隣接する画素内に光漏れする可能性を減らすことができる。したがって、隣接画素への迷光によって混色が生じるといった問題を抑制することができ、画質の改善された表示装置を実現することができる。
【００９５】
（第７の実施形態）
本発明の第７の実施形態に係る表示装置５００の構成について図１０を参照して説明する。本実施形態の表示装置５００は、発光層に量子ドットを含む絶縁体を用い、さらに電子注入層に電界または磁界に対して分極する性質の物体を含む。そして、電子注入層に含まれる電界または磁界に対して分極する性質の物体で構成される集合体（クラスタ）を用いて、発光素子からの出射光の配向制御を行う。
【００９６】
なお、図１０において、ＴＦＴ基板及び対向基板の基本的な構造は、第１の実施形態と同様であり、図３に示した構造と同じ符号で示した箇所については第１の実施形態で説明したとおりであるため、ここでの説明は省略する。図１０において、１００１で示される枠内の構造は、１００２で示される枠内の構造を模式的に表したものである。
【００９７】
本実施形態の表示装置５００では、エレクトロルミネセンス層１０００は、画素電極３０６に近い方から、正孔注入層１０００ａ、発光層１０００ｂ及び電子注入層１０００ｃを順次積層して構成される。ここで、発光層１０００ｂは、樹脂に量子ドット１００３を分散させた構成とし、電子注入層１０００ｃは、その内部に基板面（ＴＦＴ基板または対向基板の主面）に対して略垂直な方向に、Ｆｅ（鉄）、Ｃｏ（コバルト）、Ｎｉ（ニッケル）等の磁性体１００４が複数個集合してなるクラスタ１００５が設けられている。すなわち、電子注入層１０００ｃには、複数の磁性体１００４が基板面に対して略垂直な方向に連なるクラスタ１００５が分散している。ここでいう「基板面に対して略垂直な方向」とは、第１の実施形態で説明したとおりである。
【００９８】
勿論、電界に対して分極する性質の物質として強誘電性液晶を用い、複数の強誘電性液晶が基板面に対して略垂直な方向に連なるクラスタを電子注入層１０００ｃ内に分散させてもよい。
【００９９】
また、本実施形態の表示装置５００では、電子注入層１０００ｃにクラスタ１００５を設けた例を示したが、電子輸送層など、発光層１０００ｂと対向基板との間に存在する（すなわち、発光層で発した光が通過する）その他の機能層にクラスタ１００５を設けた構成としてもよい。
【０１００】
本実施形態の表示装置５００における発光層１０００ｂは、その内部に量子ドット１００３を分散させた樹脂または絶縁物で構成され、量子ドット１００３に対して電気エネルギーまたは光エネルギーを与えることにより発光する機能を有している。なお、本実施形態では、量子ドット１００３として球状の量子ドットを示しているが、実施形態１で説明したようなロッド状の量子ドットでもよい。
【０１０１】
本実施形態の表示装置５００を製造する際は、磁性体１００４を、電子注入層１０００ｃを構成する有機材料に予め混在させ、第１の実施形態において図５を参照して説明したように、電子注入層１０００ｃを形成しつつ磁界を印加する。勿論、実施形態４で説明したように、ＴＦＴ基板の全面に電子注入層１０００ｃを構成する有機材料を塗布した後、基板を搬送しながら磁界を印加して磁性体１００４の配向制御を行ってもよい。
【０１０２】
そして、磁性体１００４を配向制御した結果、図１０に示されるように、複数の磁性体１００４同士が相互に結合し、複数個の磁性体が基板面に対して略垂直な方向に連なる鎖状分子（クラスタ１００５）が形成される。換言すれば、基板面に略垂直な方向にその長軸方向が一致する（すなわち、基板面に略垂直な方向にその長軸方向が配向する）鎖状分子が形成される。
【０１０３】
なお、本実施形態における「クラスタの長軸方向」は、クラスタ１００５を構成する磁性体のうち、最もＴＦＴ基板に近いものと最も対向基板に近いものを結ぶ方向に近似してもよい。
【０１０４】
このようにして、量子ドット１００３が分散した発光層１０００ｂとクラスタ１００５が分散した電子注入層１０００ｃとの積層構造を形成することができる。なお、量子ドット１００３に対して凝集抑制機能を付加できるような有機化合物を適宜選択して結合させることにより、発光層１０００ｂ内に均一に量子ドット１００３を分散させてもよい。
【０１０５】
このように、本実施形態の表示装置５００では、電子注入層１０００ｃ内に、複数個の磁性体で構成されるクラスタ１００５を基板面に対して略垂直な方向に配向させて設けることにより、発光層１０００ｂで生成された光１００６の出射方向を、基板面に対して略垂直な方向に規制することができる。
【０１０６】
また、発光素子１００７自体が出射光の進行方向を規制する機能をもつため、充填層１００８としては、通常の樹脂を用いることができる。勿論、上記構成に加えて、充填層１００８に磁性体または強誘電性液晶で構成されるクラスタを設けてもよい。これにより、発光素子１００７で光の進行方向を規制すると共に、さらに充填層１００８でも光の進行方向を規制することができ、出射光の進行方向を、より基板面に垂直な方向に近づけることができる。
【０１０７】
さらに、本実施形態の表示装置５００は、基板３１３上にカラーフィルタを設けず、ブラックマスク１００９を設けた構成としている。すなわち、発光層１０００ｂに分散させる量子ドット１００３として、赤色光を発するサイズの量子ドット、緑色光を発するサイズの量子ドット及び青色光を発するサイズの量子ドットを塗り分けることにより、ＲＧＢ各色に対応した画素を形成している。勿論、対向基板側にカラーフィルタを設け、さらに色純度を向上させてもよい。
【０１０８】
以上のように、本実施形態の表示装置５００においては、発光素子１００７から発する光のうち、隣接画素へ進行する光が減り、隣接する画素内に光漏れする可能性を減らすことができる。したがって、隣接画素への迷光によって混色が生じるといった問題を抑制することができ、画質の改善された表示装置を実現することができる。
【０１０９】
本発明の実施形態として上述した各実施形態の表示装置を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略もしくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
【０１１０】
また、上述した各実施形態の態様によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、又は、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
【符号の説明】
【０１１１】
１００  表示装置
１０２  画素部
１０３  走査線駆動回路
１０４  データ線駆動回路
１０５  ドライバＩＣ
２０１  画素
２０１ａ  Ｒに対応する画素
２０１ｂ  Ｇに対応する画素
２０１ｃ  Ｂに対応する画素
２０２  ＴＦＴ
２０３  バンク
３０１  ＴＦＴ基板
３０２  下地層
３０３  ＴＦＴ
３０４  第１層間絶縁層
３０５  第２層間絶縁層
３０６  画素電極
３０７  発光素子
３０８  バンク
３０９  共通電極
３１０  発光層
３１１  封止膜
３１２  充填層
３１３  基板
３１４ａ  Ｒに対応するカラーフィルタ
３１４ｂ  Ｇに対応するカラーフィルタ
３１４ｃ  Ｂに対応するカラーフィルタ
３１５  ロッド状の量子ドット
【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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