(57)【要約】【課題】隣接画素への光漏れを防止できる表示装置を提供する。また、消費電力を低減できる表示装置を提供する。【解決手段】表示装置は、絶縁表面上に設けられた画素電極と、前記画素電極の端部上に設けられた画素分離膜と、前記画素電極を覆うように設けられた発光層と、前記発光層及び前記画素分離膜を覆うように設けられた対向電極と、を備え、前記画素分離膜は、光電変換素子を含み、前記光電変換素子の第１電極及び第２電極のいずれか一方は前記対向電極に電気的に接続され、他方は前記光電変換素子で生成された電流が流れる配線に電気的に接続されることを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁表面上に設けられた画素電極と、
前記画素電極の端部上に設けられた画素分離膜と、
前記画素電極を覆うように設けられた発光層と、
前記発光層及び前記画素分離膜を覆うように設けられた対向電極と、
を備え、
前記画素分離膜は、光電変換素子を含み、
前記光電変換素子の第１電極及び第２電極のいずれか一方は前記対向電極に電気的に接続され、他方は前記光電変換素子で生成された電流が流れる配線に電気的に接続される
ことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記画素分離膜は、前記画素電極の端部と前記対向電極との間に設けられ、前記画素電極と前記対向電極とを絶縁する
ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記光電変換素子は、互いに直接的又は間接的に接合されたｐ型半導体層及びｎ型半導体層を含む
ことを特徴とする請求項１又は２のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項４】
前記ｐ型半導体層と前記ｎ型半導体層とは、平面視において重なって設けられる
ことを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記ｐ型半導体層と前記ｎ型半導体層とは、平面視において隣り合って設けられる
ことを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
【請求項６】
前記画素分離膜は、ｉ型半導体層をさらに含み、
前記ｉ型半導体層は、前記ｐ型半導体層と前記ｎ型半導体層とに挟まれて設けられる
ことを特徴とする請求項３乃至５のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項７】
前記配線は、前記画素電極と対向して設けられる容量電極に電気的に接続される
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項８】
前記配線の電位は、前記対向電極の電位よりも低い
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項９】
前記画素分離膜の上方に、集光レンズがさらに設けられた
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記集光レンズは、前記発光層を保護する保護膜により形成される
ことを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記保護膜上であって、前記画素電極の上方に、カラーフィルタがさらに設けられた
ことを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置等の表示装置では、有機発光ダイオード等の自発光素子を含む画素を制御し、画像を表示する場合がある。有機ＥＬ表示装置等の自発光素子を有する表示装置は、従来の液晶表示装置と比較して、視認性、応答速度の点で優れているだけでなく、バックライトのような補助照明装置を要しないため、更なる薄型化が可能となっている。
【０００３】
下記特許文献１には、太陽電池と有機発光素子が同一面上にあり、太陽電池が発電した電力を有機発光素子の駆動に利用するディスプレイ装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−３７７０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
有機ＥＬ表示装置等では、自発光素子から出射される光のうち一部は、隣接画素方向に出射される。その結果、隣接画素への光漏れが発生する場合があった。また、自発光素子から外部に出射されずに、周囲の部材に吸収される光が少なからず存在し、消費電力の無駄が生じる場合があった。
【０００６】
そこで、本発明は、隣接画素への光漏れを防止できる表示装置の提供を目的とする。また、消費電力を低減できる表示装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の表示装置は、絶縁表面上に設けられた画素電極と、前記画素電極の端部上に設けられた画素分離膜と、前記画素電極を覆うように設けられた発光層と、前記発光層及び前記画素分離膜を覆うように設けられた対向電極と、を備え、前記画素分離膜は、光電変換素子を含み、前記光電変換素子の第１電極及び第２電極のいずれか一方は前記対向電極に電気的に接続され、他方は前記光電変換素子で生成された電流が流れる配線に電気的に接続されることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る有機ＥＬパネルの配線図である。
【図３】本発明の実施形態に係る有機ＥＬパネルの画素の回路図である。
【図４】本発明の実施形態に係る有機ＥＬパネルの画素の断面図である。
【図５】第１の変形例に係る有機ＥＬパネルの画素の断面図である。
【図６】第２の変形例に係る有機ＥＬパネルの画素の断面図である。
【図７】第３の変形例に係る有機ＥＬパネルの画素の平面図である。
【図８】第４の変形例に係る有機ＥＬパネルの画素の平面図である。
【図９】第５の変形例に係る有機ＥＬパネルの画素の平面図である。
【図１０】第６の変形例に係る有機ＥＬパネルの画素の断面図である。
【図１１】第７の変形例に係る有機ＥＬパネルの画素の断面図である。
【図１２】第８の変形例に係る有機ＥＬパネルの画素の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。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。
【００１０】
図１は、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１を示す斜視図である。有機ＥＬ表示装置１は、上フレーム２と下フレーム３とで挟まれるように固定された有機ＥＬパネル１０から構成されている。特に図示していないが、有機ＥＬパネル１０を駆動するための外部駆動回路は、有機ＥＬパネル１０と共に上フレーム２と下フレーム３との内部に設けられてもよいし、引き出し配線を介して外側に設けられてもよい。
【００１１】
図２は、本発明の実施形態に係る有機ＥＬパネル１０の配線図である。また、図３は、本発明の実施形態に係る有機ＥＬパネル１０の画素の回路図である。有機ＥＬパネル１０は、表示領域１１にマトリクス状に設けられた各画素を、映像信号駆動回路１２及び走査信号駆動回路１３によって制御し、画像を表示する。ここで、映像信号駆動回路１２は、各画素に送る映像信号を生成し、発信する回路である。また、走査信号駆動回路１３は、画素に設けられたＴＦＴ（Thin Film Transistor、薄膜トランジスタ）への走査信号を生成し、発信する回路である。なお、図面において、映像信号駆動回路１２及び走査信号駆動回路１３は、２箇所に形成されるものとして図示されているが、一つのＩＣ（Integrated Circuit）に組み込まれていてもよいし、３箇所以上に分かれて形成されてもよい。また、表示領域と同時に、基板上にＴＦＴを用いて回路が形成されてもよい。
【００１２】
走査信号駆動回路１３からの信号を伝える走査線１４は、各画素領域に形成された画素トランジスタＳＳＴのゲートに電気的に接続される。走査線１４は、１つの行に並ぶ画素トランジスタについて共通である。画素トランジスタＳＳＴは、そのソース又はドレインが駆動トランジスタＤＲＴのゲートに電気的に接続されるトランジスタである。駆動トランジスタＤＲＴは、例えばｎ型チャネルの電界効果トランジスタであり、ソースが有機発光ダイオードＯＬＥＤの陽極に電気的に接続される。有機発光ダイオードＯＬＥＤの陰極は、接地電位又は負電位に固定される。このとき、有機発光ダイオードＯＬＥＤには、陽極から陰極に向かって電流が流れる。また、映像信号駆動回路１２からの信号を伝える映像信号線１５は、画素トランジスタＳＳＴのソース又はドレインに電気的に接続される。映像信号線１５は、１つの列に並ぶ画素トランジスタについて共通である。走査線１４に走査信号が印加されると画素トランジスタＳＳＴがオン状態となる。その状態で映像信号線１５に映像信号が印加されると駆動トランジスタＤＲＴのゲートに映像信号電圧が印加され、保持容量Ｃｓに映像信号に応じた電圧が書き込まれ、駆動トランジスタＤＲＴがオン状態となる。駆動トランジスタＤＲＴのドレインには、電源線１６が電気的に接続される。電源線１６には、有機発光ダイオードＯＬＥＤを発光させるための電源電圧が印加される。駆動トランジスタＤＲＴがオン状態となると、映像信号電圧の大きさに応じた電流が有機発光ダイオードＯＬＥＤに流れて、有機発光ダイオードＯＬＥＤが発光する。
【００１３】
本実施形態に係る有機ＥＬパネル１０には、太陽電池ＳＣが設けられる。太陽電池ＳＣは、光電変換素子であり、入射した光を電流に変換する。太陽電池ＳＣは、有機発光ダイオードＯＬＥＤの陰極と充電線１７との間に接続される。充電線１７は、光電変換素子で生成された電流が流れる配線である。太陽電池ＳＣは、近接する有機発光ダイオードＯＬＥＤから発せられる光を受けて発電する。また、太陽電池ＳＣは、有機ＥＬ表示装置１の視認側から入射する外光を受けて発電する。なお、次図に示すように、太陽電池ＳＣは画素間に配置されてよい。充電線１７は、蓄電池に接続されてもよいし、電源線１６に接続されて有機発光ダイオードＯＬＥＤの発光を補助してもよいし、映像信号駆動回路１２及び走査信号駆動回路１３に接続されて信号生成、発信に必要な電力を補助してもよい。太陽電池ＳＣで発電された電力を有機ＥＬパネル１０の駆動に用いることにより、有機ＥＬ表示装置１の消費電力を低減することができる。
【００１４】
図４は、本発明の実施形態に係る有機ＥＬパネル１０の画素の断面図である。有機ＥＬパネル１０の最下層には、基板２０が配置される。基板２０は、ガラス又は樹脂等により形成される。基板２０の上には、ＳｉＮｘ、ＳｉＯｙ等により下地膜２１が形成される。下地膜２１の上には、駆動トランジスタのドレイン電極３０とソース電極３３とを電気的に接続するチャネル層３２が形成される。チャネル層３２は、多結晶シリコンで形成される。なお、チャネル層３２は非晶質シリコン、有機半導体、又は酸化物半導体等で形成されてもよい。下地膜２１及びチャネル層３２の上には、ＳｉＮｘ、ＳｉＯｙ等により第１絶縁膜２２が形成される。第１絶縁膜２２の上には、金属材料により駆動トランジスタのゲート電極３１が形成される。第１絶縁膜２２及びゲート電極３１の上には、ＳｉＮｘ、ＳｉＯｙ等により第２絶縁膜２３が形成される。第２絶縁膜２３及び第１絶縁膜２２には、チャネル層３２に達するスルーホールが設けられ、金属材料により駆動トランジスタのドレイン電極３０及びソース電極３３が形成される。ドレイン電極３０、ソース電極３３、及び第２絶縁膜２３の上には、ＳｉＮｘ、ＳｉＯｙ等により層間絶縁膜２４が形成される。層間絶縁膜２４の上には、金属材料により充電線１７が形成される。充電線１７及び層間絶縁膜２４の上には、ＳｉＮｘ、ＳｉＯｙ等により平坦化膜２５が形成される。平坦化膜２５は絶縁体で形成され、その表面は絶縁表面である。
【００１５】
平坦化膜２５の表面である絶縁表面の上には、金属材料により画素電極２６が形成される。画素電極２６は、有機発光ダイオードの陽極となる。画素電極２６は、平坦化膜２５及び層間絶縁膜２４に設けられたスルーホールを通じて、駆動トランジスタのソース電極３３に電気的に接続される。画素電極２６は、画素ごとに互いに分離して形成される。有機ＥＬ表示装置１では、特定の画素電極２６に電圧を印加することで対応する画素を発光させ、画像を表示する。
【００１６】
平坦化膜２５及び画素電極２６の上には、アクリル、ポリイミド等の感光性樹脂、又はＳｉＮｘ、ＳｉＯｙ等の無機材料により画素分離膜２８が形成される。画素分離膜２８は、画素電極２６の端部上に設けられ、画素電極２６の端部を覆うように設けられる。画素分離膜２８は、画素電極２６の端部と、後述する対向電極４１との間に設けられ、画素電極２６と対向電極４１とを絶縁し、電極間の短絡を防止する。また、画素分離膜２８は、以下に記載するように発光領域を規定する。
【００１７】
画素電極２６の上には、有機層４０が形成される。有機層４０は、発光層を含む層である。有機層４０は、画素電極２６側から順に、ホール輸送層（又はホール注入層とホール輸送層）と、発光層と、電子輸送層（又は電子輸送層と電子注入層）とが順に積層された層である。発光層の発光領域は、発光層のうち画素電極２６の直上に形成される部分（発光層のうち画素分離膜２８の上に形成されない部分）である。発光層は、画素電極２６を覆うように設けられる。発光層の発光領域には、ホール輸送層からホールが流入し、電子輸送層から電子が流入する。そして、発光層において電子とホールの再結合が起こり、発光層を形成する有機材料が励起され、高エネルギー準位から低エネルギー準位に遷移する際に光を発する。図４に示す例においては、有機層４０は画素分離膜２８で囲まれた領域に形成されており、画素分離膜２８の頂上部には形成さていない。もっとも、有機層４０の形成される領域は、後述する光電変換素子の接続部を避けているのであれば、これ以外であってもよい。
【００１８】
有機層４０及び画素分離膜２８の上には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電材料により対向電極４１が形成される。対向電極４１は、有機発光ダイオードの陰極となる。対向電極４１の上には、封止膜４２が形成される。さらに、有機層の劣化を防ぐために充填剤４３が充填され、対向基板４４が貼り合わされて密封される。充填剤４３、対向基板４４については必須ではなく、十分に有機発光ダイオード部の保護ができれば封止膜４２のみでも構わない。対向基板４４の表面又は裏面には、ブラックマトリクス、カラーフィルタ、及び偏光板が形成されてもよい。また、対向基板４４の表面には、タッチパネルが設けられてもよい。なお、対向基板４４にブラックマトリクスを設けず、太陽電池ＳＣに外光をより多く当てることとしてもよい。
【００１９】
画素分離膜２８は、光電変換素子を含む。ここで、光電変換素子は、無機半導体によるｐｎ接合を含むフォトダイオード、有機薄膜太陽電池、量子ドット太陽電池、又は色素増感太陽電池等であってよい。本実施形態では、画素分離膜２８は、ｐ型半導体層２７ａ、ｉ型半導体層２７ｂ、及びｎ型半導体層２７ｃを含む。画素分離膜２８を形成する絶縁膜は、ｐ型半導体層２７ａ、ｉ型半導体層２７ｂ、及びｎ型半導体層２７ｃを取り囲むように設けられる。ｐ型半導体層２７ａ、ｉ型半導体層２７ｂ、及びｎ型半導体層２７ｃは、順に積層されることで平面視において重なって設けられ、太陽電池ＳＣを形成する。ここで、ｉ型半導体層２７ｂは、ｐ型半導体層２７ａとｎ型半導体層２７ｃとに挟まれて設けられる。ｐ型半導体層２７ａとｎ型半導体層２７ｃとは、ｉ型半導体層２７ｂを挟んで間接的に接合される。なお、太陽電池ＳＣは、必ずしもｉ型半導体層２７ｂを有さなくてもよく、ｐ型半導体層２７ａとｎ型半導体層２７ｃとが直接的に接合されていてもよい。また、太陽電池ＳＣは、複数のｐｎ接合を含んでもよい。
【００２０】
光電変換素子の第１電極及び第２電極のいずれか一方は対向電極４１に電気的に接続され、他方は充電線１７に電気的に接続される。本実施形態では、画素分離膜２８の底部及び平坦化膜２５にスルーホールが設けられ、ｐ型半導体層２７ａと充電線１７とが第１電極により電気的に接続される。また、画素分離膜２８の頂上部にスルーホールが設けられ、ｎ型半導体層２７ｃと対向電極４１とが第２電極により電気的に接続される。前述の有機層４０は、画素分離膜２８の頂上部に設けられたスルーホールを避けるように形成されていればよい。なお、ｐ型半導体層２７ａのうち充電線１７との接続電極が設けられる部分は、不純物濃度の高いｐ＋層としてもよい。また、ｎ型半導体層２７ｃのうち対向電極４１との接続電極が設けられる部分は、不純物濃度の高いｎ−層としてもよい。そのような構成とすることで、電子が充電線１７に流れ込むことが抑制され、ホールが対向電極４１に流れ込むことが抑制される。
【００２１】
ｐ型半導体層２７ａ、ｉ型半導体層２７ｂ、及びｎ型半導体層２７ｃのいずれかに、発光層で発生した光又は外光が入射した場合であって、光の有するエネルギーがバンドギャップエネルギーよりも大きい場合、電子とホールの対が生成される。ここで、充電線１７の電位が対向電極４１の電位よりも低ければ、生成されたホールはｐ型半導体層２７ａを通って充電線１７に流れ込み、生成された電子はｎ型半導体層２７ｃを通って対向電極４１に流れ込む。発光層で発生した光のうち隣接画素方向に出射される光は、太陽電池ＳＣに吸収され電子とホールの対に変化する。そのため、隣接画素への光漏れが防止される。また、生成した電荷を有機ＥＬ表示装置１の駆動に用いることにより、消費電力が低減される。なお、ｐ型半導体層２７ａにおいて電子とホールの対生成が起こった場合に、電子が対向電極４１に到達するためには、ｐ型半導体層２７ａの厚さが、ｐ型半導体層２７ａのいわゆる少数キャリア（電子）拡散長程度か、それ以下であることが望ましい。同様に、ｎ型半導体層２７ｃの厚さも、ｎ型半導体層２７ｃの少数キャリア（ホール）拡散長程度か、それ以下であることが望ましい。
【００２２】
本実施形態では、充電線１７の電位は対向電極４１の電位よりも低い。このような構成により、隣接画素への漏れ電流が抑止される。隣接画素への漏れ電流は、電荷が画素分離膜２８を貫通して、隣接画素に漏れ出すことで生じる場合がある。例えば、画素電極２６の上に形成されたホール輸送層から画素分離膜２８へホールが侵入する場合がある。そのような場合であっても、充電線１７の電位が対向電極４１の電位よりも低ければ、画素分離膜２８に侵入したホールは充電線１７に引き寄せられ、隣接画素に到達することが困難となる。そのため、充電線１７の電位を対向電極４１の電位より低くすることで、隣接画素への漏れ電流が抑止される。充電線１７の電位を対向電極４１の電位より低くする場合、充電線１７にはｐ型半導体層２７ａを接続し、対向電極４１にはｎ型半導体層２７ｃを接続する。もっとも、充電線１７の電位を対向電極４１の電位より高くしてもよい。その場合、充電線１７にはｎ型半導体層２７ｃを接続し、対向電極４１にはｐ型半導体層２７ａを接続する。
【００２３】
有機層４０により形成される有機発光ダイオードは、いわゆるタンデム型であってもよい。すなわち、ホール輸送層、第１の発光層、電子輸送層が順に積層されることで第１の有機発光ダイオードが形成され、電子輸送層の上に電荷発生層が形成されてもよい。電荷発生層の上には、ホール輸送層、第２の発光層、及び電子輸送層が順に積層されることで第２の有機発光ダイオードが形成されてもよい。さらに電荷発生層が積層され、ホール輸送層、第３の発光層、及び電子輸送層が順に積層されることで第３の有機発光ダイオードが形成されてもよい。積層される複数の有機発光ダイオードの発光色を調整することで、タンデム型の有機発光ダイオード全体としては白色の発光色とすることができる。その場合、対向基板４４等にカラーフィルタを設けることでフルカラーの画像表示を行う。
【００２４】
図５は、第１の変形例に係る有機ＥＬパネル１０の画素の断面図である。第１の変形例と、図４に示した実施形態との相違点は、充電線１７が層間絶縁膜２４の上に設けられ、平坦化膜２５が第１平坦化膜２５ａ及び第２平坦化膜２５ｂからなり、第１平坦化膜２５ａの上に容量電極３４が設けられている点である。
【００２５】
第１の変形例では、ｐ型半導体層２７ａは、画素分離膜２８及び第２平坦化膜２５ｂに設けられたスルーホールを通じて容量電極３４に電気的に接続される。容量電極３４は、第１平坦化膜２５ａに設けられたスルーホールを通じて充電線１７に電気的に接続される。容量電極３４は、画素電極２６と対向して設けられる。画素電極２６は、画素分離膜２８間に拡がるように設けられ、容量電極３４は、平面視において画素電極２６と重なって設けられる。画素電極２６と容量電極３４とは、絶縁体である第２平坦化膜２５ｂを挟んで対向し、電荷を保持する容量として機能する。本例の場合、太陽電池ＳＣで発生した電荷は、画素電極２６と容量電極３４とで形成される容量に蓄積される。本例のように、太陽電池ＳＣで生成された電荷を、画素電極２６と容量電極３４とで形成される容量に蓄積することで、画像の鮮明度を向上させることができる。
【００２６】
図６は、第２の変形例に係る有機ＥＬパネル１０の画素の断面図である。第２の変形例と、図４に示した実施形態との相違点は、ｐ型半導体層２７ａ、ｉ型半導体層２７ｂ、及びｎ型半導体層２７ｃが、平面視において隣り合って設けられる点である。すなわち、第２の変形例では、ｐ型半導体層２７ａ、ｉ型半導体層２７ｂ、及びｎ型半導体層２７ｃは基板２０と向かい合う平面視において重なって設けられず、それぞれの界面は基板２０と交わる面内にある。
【００２７】
第２の変形例においても、ｐ型半導体層２７ａは充電線１７に電気的に接続される。また、ｎ型半導体層２７は対向電極４１に電気的に接続される。このような構成であっても、発光層で発生した光又は外光がｐ型半導体層２７ａ、ｉ型半導体層２７ｂ、及びｎ型半導体層２７ｃのいずれかに入射すると電荷が発生し、発電が行われる。そのため、隣接画素への光漏れが防止される。また、生成した電荷を有機ＥＬ表示装置１の駆動に用いることにより、消費電力が低減される。
【００２８】
図７は、第３の変形例に係る有機ＥＬパネル１０の画素の平面図である。第３の変形例では、第２の変形例の場合と同様に、ｐ型半導体層２７ａ、及びｎ型半導体層２７ｃが平面視において隣り合って設けられる。ここで、ｐ型半導体層２７ａとｎ型半導体層２７ｃとの間にｉ型半導体層２７ｂを含んでもよい。第３の変形例における画素は、図７に示す４つの副画素、例えばそれぞれ赤の光を発する副画素ＶＩＩａ、緑の光を発する副画素ＶＩＩｂ、青の光を発する副画素ＶＩＩｃ、白の光を発する副画素ＶＩＩｄにより１単位の画素を形成する。画素を分離する画素分離膜２８の内部には、ｐ型半導体層２７ａ又はｎ型半導体層２７ｃが埋め込まれる。図７では、画素分離膜２８に埋め込まれたｐ型半導体層２７ａ又はｎ型半導体層２７ｃを図示している。ｐ型半導体層２７ａは充電線１７に電気的に接続される。また、ｎ型半導体層２７ｃは対向電極４１に電気的に接続される。ｐ型半導体層２７ａとｎ型半導体層２７ｃとは、ｐｎ接合部５０ａにおいて直接的に接合する。ｐｎ接合部５０ａは、１単位の画素につき４箇所設けられる。ｐｎ接合部５０ａ付近に発光層で発生した光又は外光が入射すると、電子とホールの対が生成され、発電が行われる。また、ｐ型半導体層２７ａ及びｎ型半導体層２７ｃのいずれかに光が入射することでも発電が行われる。そのため、隣接画素への光漏れが防止される。また、生成した電荷を有機ＥＬ表示装置１の駆動に用いることにより、消費電力が低減される。
【００２９】
図８は、第４の変形例に係る有機ＥＬパネル１０の画素の平面図である。第４の変形例では、第２の変形例の場合と同様に、ｐ型半導体層２７ａ、及びｎ型半導体層２７ｃが平面視において隣り合って設けられる。ここで、ｐ型半導体層２７ａとｎ型半導体層２７ｃとの間にｉ型半導体層２７ｂを含んでもよい。第４の変形例における画素は、例えばそれぞれ赤の光を発する副画素ＶＩＩＩａ、緑の光を発する副画素ＶＩＩＩｂ、青の光を発する副画素ＶＩＩＩｃ、白の光を発する副画素ＶＩＩＩｄにより１単位の画素を形成する。画素を分離する画素分離膜２８の内部には、ｐ型半導体層２７ａ又はｎ型半導体層２７ｃが埋め込まれる。図８では、画素分離膜２８に埋め込まれたｐ型半導体層２７ａ又はｎ型半導体層２７ｃを図示している。ｐ型半導体層２７ａは充電線１７に電気的に接続される。また、ｎ型半導体層２７ｃは対向電極４１に電気的に接続される。ｐ型半導体層２７ａとｎ型半導体層２７ｃとは、ｐｎ接合部５０ｂにおいて直接的に接合する。ｐｎ接合部５０ｂは、１単位の画素につき１箇所設けられる。ｐｎ接合部５０ｂは、列方向に並ぶ画素にわたって設けられる。ただし、ｐｎ接合部５０ｂは、行方向に並ぶ画素にわたって設けることとしてもよい。このような構成を採用することで、ｐｎ接合部５０ｂの面積をより大きくすることができ、より大電力の発電を行うことができる。
【００３０】
図９は、第５の変形例に係る有機ＥＬパネル１０の画素の平面図である。第５の変形例では、第２の変形例の場合と同様に、ｐ型半導体層２７ａ、及びｎ型半導体層２７ｃが平面視において隣り合って設けられる。ここで、ｐ型半導体層２７ａとｎ型半導体層２７ｃとの間にｉ型半導体層２７ｂを含んでもよい。第５の変形例における画素は、図９に示す３つの副画素、例えばそれぞれ赤の光を発する副画素ＩＸａ、緑の光を発する副画素ＩＸｂ、青の光を発する副画素ＩＸｃで１単位の画素を形成する。画素を分離する画素分離膜２８の内部には、ｐ型半導体層２７ａ又はｎ型半導体層２７ｃが埋め込まれる。図９では、画素分離膜２８に埋め込まれたｐ型半導体層２７ａ又はｎ型半導体層２７ｃを図示している。ｐ型半導体層２７ａは充電線１７に電気的に接続される。また、ｎ型半導体層２７ｃは対向電極４１に電気的に接続される。ｐ型半導体層２７ａとｎ型半導体層２７ｃとは、ｐｎ接合部５０ｃにおいて直接的に接合する。ｐｎ接合部５０ｃは、１単位の画素につき２箇所設けられる。ｐｎ接合部５０ｃは、列方向に並ぶ画素にわたって設けられる。このような構成を採用することでも、ｐｎ接合部５０ｃの面積をより大きくすることができ、より大電力の発電を行うことができる。
【００３１】
図１０は、第６の変形例に係る有機ＥＬパネル１０の画素の断面図である。第６の変形例と、図４に示した実施形態との相違点は、封止膜４２により、画素分離膜２８の上方に集光レンズである凸レンズ４２ａが形成されている点である。凸レンズ４２ａは、外光６０を太陽電池ＳＣに集める。そのため、第６の変形例に係る有機ＥＬパネル１０では、外光６０を用いた発電がより効率的に行え、有機ＥＬ表示装置１の消費電力がより低減される。ここで、凸レンズ４２ａの焦点は、太陽電池ＳＣのｐｎ接合部に位置するように調整されることが好ましい。なお、凸レンズ４２ａは、封止膜４２と別体で形成してもよい。発光層を保護する保護膜である封止膜４２により集光レンズを形成する場合、発光層の保護膜と集光レンズとを同時に形成することができ、より少ない工程で集光レンズを有する有機ＥＬパネル１０を製造することができる。
【００３２】
図１１は、第７の変形例に係る有機ＥＬパネル１０の画素の断面図である。第７の変形例では、第６の変形例の構成に加えて、赤色カラーフィルタ４５ａ、緑色カラーフィルタ４５ｂ、及び青色カラーフィルタ４５ｃが、それぞれ封止膜４２上であって、画素電極２６の上方に設けられる。第７の変形例において、凸レンズ４２ａは、太陽電池ＳＣに外光６０を集める役割の他、カラーフィルタ４５の分離膜としての役割を果たす。カラーフィルタ４５を対向基板４４に設けず、封止膜４２上に設けることで、より薄型な有機ＥＬパネル１０が得られる。また、カラーフィルタ４５を封止膜４２上に設ける場合、カラーフィルタ４５を対向基板４４に設ける場合と比較して、カラーフィルタ４５と、発光層を含む有機層４０との距離が近付く。そのため、隣接画素への漏れ光が低減され、混色が抑制される。
【００３３】
図１２は、第８の変形例に係る有機ＥＬパネル１０の画素の断面図である。第８の変形例と、図４に示した実施形態との相違点は、画素分離膜２８が、量子ドット素子２７ｄを含む点である。本例の光電変換素子は、ｐ型半導体層２７ａ、量子ドット素子２７ｄ、及びｎ型半導体層２７ｃが順に積層された量子ドット太陽電池である。量子ドット太陽電池は、量子ドットのサイズを調整することで、様々な大きさのバンドギャップをつくり出すことができる。また、量子ドットのサイズを基板２０と垂直な方向に除々に変化させることで、バンドギャップを段階的に変化させることができ、異なる波長の光を吸収して発電を行うことができるようになる。さらに、量子ドットを３次元的に並べて、１次元又は２次元的な配列では生じなかったバンドギャップを作り出すこともできる。量子ドット太陽電池では、光子１個（振動数νの光であれば、ｈνのエネルギーを有する光の量子。ここで、ｈはプランク定数。）から電子とホールの対を２組生成する多重励起子生成が確認される場合もある。そのため、量子ドット太陽電池は、バンドギャップを設計できる利点の他、従来の太陽電池よりも発電効率が向上するという利点も有する。
【００３４】
本発明の実施形態として上述した有機ＥＬ表示装置１を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての有機ＥＬ表示装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。また、有機ＥＬ表示装置以外の表示装置、例えば量子ドット表示装置等も本発明の範囲に属する。
【００３５】
本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若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。
【００３６】
また、本実施形態において述べた態様によりもたらされる他の作用効果について本明細書記載から明らかなもの、又は当業者において適宜想到し得るものついては、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】
【００３７】
１  有機ＥＬ表示装置、２  上フレーム、３  下フレーム、１０  有機ＥＬパネル、１１  表示領域、１２  映像信号駆動回路、１３  走査信号駆動回路、１４  映像信号線、１５  走査線、１６  電源線、１７  充電線、２０  基板、２１  下地膜、２２  第１絶縁膜、２３  第２絶縁膜、２４  層間絶縁膜、２５  平坦化膜、２５ａ  第１平坦化膜、２５ｂ  第２平坦化膜、２６  画素電極、２７ａ  ｐ型半導体層、２７ｂ  ｉ型半導体層、２７ｃ  ｎ型半導体層、２７ｄ  量子ドット素子、２８  画素分離膜、３０  ドレイン電極、３１  ゲート電極、３２  チャネル層、３３  ソース電極、３４  容量電極、４０  有機層、４１  対向電極、４２  封止膜、４２ａ  凸レンズ、４３  充填剤、４４  対向基板、４５ａ  赤色カラーフィルタ、４５ｂ  緑色カラーフィルタ、４５ｃ  青色カラーフィルタ、５０ａ，５０ｂ，５０ｃ  ｐｎ接合部、６０  外光。
【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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