JP2015220069A - 表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】画素の混色を防いで光取り出し効率を向上させる量子ドットを有する発光層を備えた表示装置を提供すること。【解決手段】本発明の一実施形態に係る表示装置は、第１基板の第１面上に、第１絶縁層と、第１絶縁層の一部を開口する複数の開口部を有する第２絶縁層と、複数の開口部にそれぞれ配置される複数の発光素子と、を備える表示装置であって、発光素子は、開口部内の第１絶縁層上から第２絶縁層上に配置されて第２絶縁層の側面上に斜面を有する第１電極と、開口部内の第１電極上に配置されて第１電極の斜面と対向して配置される側面を有する量子ドットを含む発光層と、発光層上に配置される第２電極とを含む。【選択図】図２

Description

本発明は、量子ドットを有する発光層を備えた表示装置に関する。
エレクトロルミネセンス（Electroluminescence：EL）現象を利用した発光素子は、発光材料を選択することにより、あるいは発光素子の構造を適当なものとすることにより、白色発光はもとより可視光帯域において各色の発光を実現することができる。このためこれらの発光素子を用いた表示装置や照明器具の開発が進められている。
ＥＬ現象を利用した発光素子には、有機、無機、及び有機-無機ハイブリッドの発光ダイオード（Light Emitting Diode：LED）が挙げられる。表示装置において、発光ダイオードは、例えば、マトリクス状に配置した画素の陽極と各画素共通に設けた陰極との間に設けられた発光層に電流を流すことにより発光する。光は透明陰極を通して取り出され、各画素に対応した輝度と色度の発光で画像を表示する。このような発光ダイオードを備える表示装置には、発光ダイオードの白色発光層とカラーフィルタを用いる方式や、画素ごとにＲＧＢ別の発光層を用いる方式などがある。白色発光層にはタンデム方式といった複数の発光層を重ねる構造が一般的に知られている。
また、これらの発光ダイオードを備える表示装置に用いられる発光材料として、量子ドット（Quantum dot：QD）を利用する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含む無機発光ダイオードを利用するもの（例えば、特許文献１参照。）や、発光ダイオードの陰極上に量子ドットを含む光散乱層を備えるもの（例えば、特許文献２参照。）等が提案されている。
特表２０１０−５２０６０３号公報 特許第５２４３５３４号公報
しかしながら、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パネルに適用すると、隣接画素に光が漏れ、表示色が混じることで正確な画像表示が出来ないといった問題が生じる虞があった。
そこで本発明は、量子ドットを有する発光層を備えた表示装置において、隣接画素への光漏れを防止し、画素の混色を防ぐことにより、発光層から放出される光を各画素における出射光として有効に利用することを目的の一つとする。また、このような表示装置の各画素からの光取り出し効率を向上させる構成を、製造工程を大幅に変更することなく、簡素な構造で実現することを目的の一つとする。
本発明の一実施形態に係る表示装置は、第１基板の第１面上に、第１絶縁層と、前記第１絶縁層の一部を開口する複数の開口部を有する第２絶縁層と、前記複数の開口部にそれぞれ配置される複数の発光素子と、を備える表示装置であって、前記発光素子は、前記開口部内の前記第１絶縁層上から前記第２絶縁層上に配置されて前記第２絶縁層の側面上に斜面を有する第１電極と、前記開口部内の前記第１電極上に配置されて前記第１電極の前記斜面と対向して配置される側面を有する量子ドットを含む発光層と、前記発光層上に配置される第２電極とを含むことを特徴とする。
前記発光素子は、前記開口部内の前記第１電極上に前記発光層の側面に隣接して配置される色変換層をさらに備えていてもよい。
前記発光素子は、前記開口部内の前記第１電極上に前記発光層の側面に隣接して配置され、前記第２電極下に配置される発光ダイオードをさらに備えていてもよい。
前記開口部は、前記第１絶縁層に向かって先細りとなるテーパー形状を有していてもよい。
前記第１基板の前記第１面上に、前記第１基板に対向して接合される第２基板をさらに備え、前記第１電極は、前記発光層から放出された光を前記第２基板に向かって反射させる反射電極であってもよい。
前記発光素子は、前記開口部内の前記第１電極上に前記発光層の側面に隣接して配置されるカラーフィルタをさらに備えていてもよい。
前記複数の発光素子に対応してそれぞれ配置される複数の画素をさらに備え、前記第２電極は、前記画素ごとに配置されるミラー電極であってもよい。また、前記第２電極が、前記複数の画素に共通して配置される透明電極であってもよい。
前記第２絶縁層上の前記第１電極の端部上に配置される第３絶縁層をさらに備えていてもよく、前記第２電極が、前記第３絶縁層上に配置されてもよい。
本発明の一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。 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２に示す表示装置における画素の概略構成を説明するための平面図である。 本発明の第１の実施形態に係る表示装置に用いられる画素回路の一例を示す回路図である。 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変形例を示す断面図である。 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変形例の他の例を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の製造工程を示す断面図である。 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８に示す表示装置における画素の概略構成を説明するための平面図である。 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変形例を示す断面図である。 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変形例の他の例を示す断面図である。 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。 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変形例を示す断面図である。 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変形例の他の例を示す断面図である。 図１４に示す表示装置における画素の概略構成を説明するための平面図である。 本発明の第３の実施形態に係る表示装置に用いられる画素回路の一例を示す回路図である。 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変形例の他の例を示す断面図である。
以下、本発明の実施形態について図を参照して説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施することができる。
図１に、本発明の一実施形態に係る表示装置１００の概略構成を示す。本実施形態に係る表示装置１００は、基板７上に形成された、表示領域９、ドライバＩＣ５、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）６、及び走査線駆動回路４を備える。表示領域９には、図中の横方向に走る複数の制御信号線ｇ１−１〜ｇ１−３と縦方法に走る複数のデータ信号線ｄ１〜ｄ３とが互いに交差して配置され、制御信号線ｇ１−１〜ｇ１−３とデータ信号線ｄ１〜ｄ３との交差部に対応する位置に、複数の画素１０がマトリクス状に配置される。
図１には、一例として、一画素１０あたり３本の制御信号線ｇ１−１〜ｇ１−３と１本のデータ信号線ｄ１とが交差して配置される構成を図示しているが、この構成に限定されるものではない。画素１０は制御信号線ｇ１−１〜ｇ１−３に平行な方向に配置され、さらに画素１０はデータ信号線ｄ１に平行な方向に配置されるような態様にて、マトリクス状に画素１０が配置される。また、図示していないが、表示領域９内には電源線等の一定電圧を供給する配線が配置されてもよい。各画素１０には、制御信号線ｇ１−１〜ｇ１−３から供給される制御信号に応じて、画素１０に供給されるデータ電圧の書き込みを制御することにより、画素１０の発光を制御する薄膜トランジスタ及びデータ信号線ｄ１〜ｄ３から供給されるデータ電圧を保持するコンデンサ等を備えた画素回路が配置される。
画素１０は、互いに異なる色を発する複数のサブ画素を含んでいてもよい。例えば、一つの画素１０は、各サブ画素が三原色（赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ））をそれぞれ発することにより構成されるものであってもよく、三原色（赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ））に白色（Ｗ）あるいは黄色（Ｙ）を加えた４色のサブ画素から構成されるものであってもよい。複数の画素１０に含まれる各サブ画素が選択的且つ発光量を調整して駆動されることによって、画像が表示される表示領域９が形成されてもよい。
以下、本発明の一実施形態に係る表示装置１００における画素１０及びその層間構造について様々な実施形態を示して説明する。
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る表示装置１００に含まれる画素１０の構成について、図２乃至図４を参照して説明する。図２は、本発明の第１の実施形態に係る表示装置１００における画素１０の概略構成を示す断面図である。図３は、図２に示す表示装置１００における画素１０の概略構成を説明するための平面図である。図４は、本発明の第１の実施形態に係る表示装置１００に用いられる画素回路の一例を示す回路図である。なお、以下では、表示装置１００において、表示領域９が配置されて画像が視認される側を上側として説明する。
図２に示すように、本発明の一実施形態に係る表示装置１００において、各画素１０は、画素１０の発光を制御する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を備えるＴＦＴ基板１０１と、ＴＦＴ基板１０１の上面を覆って配置される第１絶縁層１０２と、第１絶縁層１０２上に配置されて第１絶縁層１０２の上面の一部を開口する開口部を有する第２絶縁層１０３と、第２絶縁層１０３の開口部によって開口された第１絶縁層１０２上から第２絶縁層１０３上に配置される第１電極１０４、第２絶縁層１０３の開口部内の第１電極１０４上に配置される量子ドット（ＱＤ）を含む発光層１０６、及び発光層１０６上に配置される第２電極１０７を含む発光素子と、を含む。
各画素１０は、図２に示すように、第２絶縁層１０３の開口部に配置された第１電極１０４上に発光層１０６の側面に隣接して配置され、発光層１０６から放出された光Ｌ１の波長を変換する色変換（Ｃｏｌｏｒ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ：ＣＣＭ）層１０５を備えていてもよい。色変換層１０５下に配置された第１電極１０４をミラー電極として構成することにより、発光層１０６から水平方向に出射された光Ｌ１は、色変換層１０５に入射した後、第１電極１０４によって上方に反射させることができる。従って、色変換層１０５から出射される光Ｌ２を、表示装置１００において画像が視認される側である上方に向かわせることができる。
このとき、図２に示すように、色変換層１０５の上面の一部は、発光層１０６上を覆う第２電極１０７によって覆われずに露出された領域を有する。色変換層１０５に入射する光Ｌ１は、色変換層１０５下に配置された第１電極１０４によって上方に向かって反射され、第２電極によって覆われていない色変換層１０５の上面の領域から光Ｌ２が上方に向かって出射されることとなる。
このように、本実施形態においては、発光層１０６から出射される光Ｌ１の取り出し領域が、色変換層１０５下に配置された発光素子の下部電極である第１電極１０４が、上部電極である第２電極１０７によって覆われずに露出された領域となる。発光層１０６から出射した光Ｌ１は水平方向に隣接する色変換層１０５に入射した後、色変換層１０５下の第１電極１０４によって反射され、画像が視認される側である上方へ向かって出射されるため、光損失を減らして取り出すことが可能となる。このような発光層１０６上を覆う第２電極１０７を、本実施形態においては、不透明なミラー電極として構成する。これにより、表示装置１００の外部から発光層１０６に外光が入射することを防ぎ、画像表示に無関係な光によって発光層１０６の量子ドットが励起することを防ぐこともできる。さらに発光層１０６上を覆う第２電極１０７により、色変換層１０５を通らない光が外部に漏れ、所望しない光が光Ｌ２に混ざることを防止する。
図２に示すように、第１電極１０４、第２電極１０７、色変換層１０５、及び第２絶縁層１０３の表面は、透明な封止膜１０８によって覆われる。封止膜１０８によってこれらの構成を覆うことにより、第１電極１０４、発光層１０６及び第２電極１０７を含む発光素子を外気から密閉し、雰囲気中の水分に曝されないようにする。
図３は、図２に示す断面構成のうち、封止膜１０８を除いた構成を示す平面図である。また、図２に示す断面構成は、図３に示すＡ−Ａ´線の断面構成に対応する。
図２及び図３に示すように、第２絶縁層１０３の開口部１０３ａにおいて、第２絶縁層１０３の側壁は、光の取り出し方向である上方を向く斜面を備えるものであってもよい。このとき、開口部１０３ａの形状は、第１絶縁層１０２に向かって先細りとなるテーパー形状を有していてもよい。このように、第２絶縁層１０３の側面を、光の取り出し方向である上方を向き、画素１０の外側に向かって傾斜した斜面とすることにより、開口部１０３ａの形状は、第１絶縁層１０２が底面となり第２絶縁層１０３の斜面が側面となるバスタブ型のような形状を有することとなる。なお、ここで、第１絶縁層１０２は、ＴＦＴ基板１０１の上面を覆う平坦化膜として機能する層であり、第２絶縁層１０３は、各画素１０の発光領域を区画するバンク層として機能する層である。
このような開口部１０３ａ上には、第１電極１０４が配置される。第１電極１０４は、開口部１０３ａ内の第１絶縁層１０２の上面上から第２絶縁層１０３の上面上にかけて配置される。これにより、第１電極１０４は、第２絶縁層１０３の斜面上に、光の取り出し方向である上方を向き、画素１０の外側に向かって傾斜した斜面１０４ｂを有するものに形成される。このような第１電極１０４の斜面１０４ｂと水平方向に対向する位置には、発光層１０６の側面が配置される。従って、発光層１０６の側面から水平方向に放出された光Ｌ１は、色変換層１０５に入射された後、第１電極１０４の斜面１０４ｂによって画素１０の外側に向かわせないように反射させることが可能となる。すなわち、発光層１０６の側面から色変換層１０５に入射された光Ｌ１は、色変換層１０５下に配置された第１電極１０４の斜面１０４ｂによって反射されることにより、隣接する他の画素１０の方向に向かわせずに、画像が視認される側である上方に向かわせることができる。これにより、色変換層１０５から出射される光Ｌ２が、隣接する他の画素１０に漏れて混色が生じることを防ぎ、発光層１０６からの光を各画素１０における出射光として有効に利用することが可能となる。従って、本発明の第１の実施形態に係る表示装置１００によれば、各画素１０からの光取り出し効率を向上させることができる。
また、図２及び図３に示すように、発光層１０６上に配置される第２電極１０７は、発光層１０６上に配置されて第１電極１０４と重畳する端部から発光層１０６の側面上に配置される部分と、発光層１０６の側面上から第１絶縁層１０２の上面上に配置される部分と、第１絶縁層１０２の上面上に配置される部分から第２絶縁層１０３の斜面上にかけて第２絶縁層１０３の上面上まで配置される端部とを含んで構成されてもよい。このとき、第１絶縁層１０２の上面上に配置された第１電極１０４の端部と第２電極１０７との短絡を防ぐために、発光層１０６が、第１電極１０４の端部と第２電極１０７との間において、第１電極１０４の端部を覆って第１絶縁層１０２の上面上まで配置される。
第１電極１０４は、第２絶縁層１０３上に配置された端部が、第２絶縁層１０３及び第１絶縁層１０２に形成されたコンタクトホール内の貫通電極１０４ａを介して、ＴＦＴ基板１０１に形成された薄膜トランジスタのソース電極またはドレイン電極と接続される構成を備えていてもよい。また、第２電極１０７は、第１絶縁層１０２上に配置された部分が、第１絶縁層１０２に形成されたコンタクトホール内の貫通電極１０７ａを介して、ＴＦＴ基板１０１に形成された制御電圧線と接続されて接地される構成を備えていてもよい。
このような構成を備える画素１０の回路構成の一例を、以下、図４（ａ）及び（ｂ）を参照して説明する。ここで、図４（ａ）及び（ｂ）には、第１電極１０４と第２電極１０７との間に配置された量子ドット（ＱＤ）を含む発光層１０６を備える構成を「ＱＤ」として図示している。
図４（ａ）は、発光層１０６の第１電極１０４が、ＴＦＴ基板１０１の各画素１０に対応して配置される薄膜トランジスタ（ドライブトランジスタＤＲＴ）のドレイン電極に接続された構成を示す回路図である。図４（ａ）に示すように、第１電極１０４は、ドライブトランジスタＤＲＴのドレイン電極に接続され、第２電極１０７は、制御電圧線Ｖｑに接続されて接地される。なお、図４（ａ）においては、ドライブトランジスタＤＲＴの閾値電圧を「Ｖｔｈ」として図示している。
図４（ａ）に示すように、各画素１０には、映像信号線Ｖｓｉｇに接続されたソース電極と、ゲート線Ｖｓに接続されたゲート電極と、ドライブトランジスタＤＲＴのゲート電極及び保持容量Ｃｓに接続されたドレイン電極とを備える行選択スイッチＳＳＴが配置される。保持容量Ｃｓは、一端が行選択スイッチＳＳＴのドレイン電極に接続され、他端が電源線Ｖｄｄに接続されて構成されてもよい。また、ドライブトランジスタＤＲＴのソース電極が、電源線Ｖｄｄに接続されて構成されてもよい。このような構成を備えることにより、図４（ａ）に示す「ＱＤ」の発光層１０６の発光を、第１電極１０４と第２電極１０７との電位差により制御することが可能となる。
また、図４（ｂ）に示す画素１０の回路構成は、図４（ａ）に示す回路構成とは、ドライブトランジスタＤＲＴを備えていない点でその構成が異なるものである。図４（ｂ）に示すように、「ＱＤ」の第１電極１０４が、行選択スイッチＳＳＴのドレイン電極に接続され、「ＱＤ」の第２電極１０７が、制御電圧線Ｖｑに接続されていてもよい。図４（ｂ）に示す回路構成のように、各画素１０にドライブトランジスタＤＲＴを備えていない場合であっても、第１電極１０４と第２電極１０７との電位差により、図４に示す「ＱＤ」の発光層１０６の発光を制御することができる。尚、図４（ｂ）においては映像信号線Ｖｓｉｇにより保持容量Ｃｓに蓄えられた電荷が「ＱＤ」の発光層のエネルギーとなる。この保持容量Ｃｓに蓄えられた電荷量により階調表示がなされる。保持容量Ｃｓの容量を大幅に増大できるＨｉｇｈ−Ｋ絶縁材料による積層構造、3次元の多層立体構造などの表面積拡張構造を用いることで、「ＱＤ」の発光層のエネルギーを蓄えることが可能となる。
このように、図２乃至図４に示す本発明の第１の実施形態に係る表示装置１００においては、量子ドットを含む発光層１０６の発光が第１電極１０４と第２電極１０７との電位差によって制御される構成について述べた。しかし、量子ドットを含む発光層１０６は、このような電気エネルギーに限らず、光によって量子ドットが励起されることにより発光層１０６の発光が制御される構成を有していてもよい。以下、図５及び図６を参照し、本発明の第１の実施形態に係る画素１０の変形例として、光によって量子ドットを含む発光層１０６の発光が制御される構成について説明する。
図５及び図６は、本発明の第１の実施形態に係る表示装置１００の画素１０の変形例を示す断面図である。図５及び図６に示す本発明の第１の実施形態に係る画素１０の構成は、図２に示す第１の実施形態に係る画素１０の構成とは、第１電極１０４と第２電極１０７との間に、量子ドットを含む発光層１０６に光を供給する発光ダイオード１０９を備える点において、その構成が異なるものである。従って、以下、図２乃至図４に示して上述した構成と同様の構成については、その詳細な説明を省略する。
図５に示すように、第１電極１０４と第２電極１０７との間には、量子ドットを含む第１発光層１０６−１、発光ダイオード１０９、及び量子ドットを含む第２発光層１０６−２が、第１電極１０４上に順に水平方向に隣接して配置されてもよい。ここで、図５に示す第１発光層１０６−１、発光ダイオード１０９、及び第２発光層１０６−２は、図２に示す発光層１０６の配置位置に、第１発光層１０６−１が第１電極１０４の斜面１０４ｂに向かって光Ｌ１を出射する側に配置されるように、順に水平方向に並んで配置され、これらの上面は第２電極１０７によって覆われる。
第１発光層１０６−１は、発光ダイオード１０９と接している側面に発光ダイオード１０９から発生した光Ｌ３の提供を受けて光Ｌ１を放出する。第２発光層１０６−２は、第１絶縁層１０２上に配置された第１電極１０４と第２電極１０７との短絡を防ぐために、第１電極１０４の端部を覆って第１絶縁層１０２の上面上まで配置される。また、第２発光層１０６−２の発光ダイオード１０９と接していない側の側面は、第２電極１０７によって覆われる。
第１電極１０４及び第２電極１０７に電流を流して発光ダイオード１０９を発光させると、発光ダイオード１０９から放出される光Ｌ３は、水平方向に隣接する第１発光層１０６−１に入射される。第１発光層１０６−１は、発光ダイオード１０９からの光Ｌ３によって量子ドットが励起され、光Ｌ１を放出する。ここで、発光ダイオード１０９は、例えば、ＵＶ光を発生させる紫外線発光ダイオードであってもよい。また、第１発光層１０６−１は、発光ダイオード１０９からの光Ｌ３の波長分布を変換する機能を有していてもよい。
また、図５に示す変形例の構成においては、図２に示す色変換層１０５の配置位置に、カラーフィルタ１１１が配置されてもよい。カラーフィルタ１１１が第１発光層１０６−１の側面に隣接して配置されることにより、第１発光層１０６−１から水平方向に出射した光Ｌ１を漏れなくカラーフィルタ１１１に入射させることができ、カラーフィルタ１１１下に配置された第１電極１０４による反射によって、カラーフィルタ１１１を通過した光Ｌ４を、光の取り出し側である上方に出射することができる。
また、図６に示すように、発光ダイオード１０９の光Ｌ３が出射される側面に隣接して配置される発光層１０６が、第１電極１０４の斜面１０４ｂ上まで覆って配置されてもよい。このとき、発光層１０６の上面の一部が、第２電極１０７によって覆われることなく光Ｌ１の取り出し領域として露出されて形成される。このように、図６に示す変形例においては、量子ドットを含む発光層１０６が、図５に示す第１発光層１０６−１及びカラーフィルタ１１１の配置位置に配置されてもよい。
また、図６に示す変形例の構成においては、図５に示す第２発光層１０６−２の配置位置に、第２絶縁層１０３が配置されてもよい。第２絶縁層１０３が第１電極１０４の端部を覆って配置されることにより、第１電極１０４と第２電極１０７との間の短絡を防止することができる。
図６に示す変形例は、図５に示す変形例と同様に、第１電極１０４と第２電極１０７との間に配置された発光ダイオード１０９から発生した光Ｌ３が、水平方向に隣接する発光層１０６に入射される構成を備える。発光層１０６は、発光ダイオード１０９からの光Ｌ３によって量子ドットが励起され、光Ｌ１を放出する。ここで、発光層１０６は、発光ダイオード１０９からの光Ｌ３の波長分布を変換する機能を有するものであってもよい。
図６に示す変形例の構成においては、発光層１０６が第１電極１０４の斜面１０４ｂ上まで配置されていることから、発光層１０６において発生した光Ｌ１は、発光層１０６下に配置された第１電極１０４によって反射され、第２電極１０７により覆われていない発光層１０６の上面上の領域から、上方に向かって出射させることができる。
また、図６に示すように、発光層１０６上に配置される封止膜１０８に、カラーフィルタ１１１を配置してもよい。図５に示す変形例と比較すると、図６に示す変形例は、カラーフィルタ１１１を発光層１０６の側面に隣接させずに封止膜１０８内に分離して配置することから、カラーフィルタ１１１に汚染があった場合には、汚染による影響を発光層１０６に与えないようにすることができる。発光層１０６から発生した光Ｌ１がカラーフィルタ１１１を通過することにより、各画素１０の各色を構成する光Ｌ４が取り出される。
このように、量子ドットを含む発光層１０６は、図２乃至図４に示すように、電気エネルギーで量子ドットを励起し発光させる構成を備えるものであってもよく、図５及び図６に示すように、光によって量子ドットを励起し、波長変換した光を放出させる構成を備えるものであってもよい。
以下、上述した構成を備える本発明の一実施形態に係る表示装置１００の製造工程について、図７を参照して述べる。
（表示装置１００の製造工程）
図７（ａ）乃至（ｅ）は、本発明の一実施形態に係る表示装置１００の画素１０における製造工程を示す断面図である。図７（ａ）乃至（ｅ）に示す断面構成は、図３に示すＢ−Ｂ´線の断面構成に対応する。ここで、図７（ａ）乃至（ｅ）は、一つの画素１０に対応する断面構成を示すものである。従って、実際の製造工程においては、一つの製造用基板上に、複数台分の表示装置１００に対応する構成がそれぞれ複数の画素１０の構成を含んで形成され、最終的に個々の表示装置１００が個片化されて取り出されることにより表示装置１００が形成されてもよい。
図７（ａ）に示すように、まず、本発明の一実施形態に係る表示装置１００の製造工程において、ＴＦＴ基板１０１上に、第１絶縁層１０２及び第２絶縁層１０３を順に積層した後、第２絶縁層１０３の一部を除去して第１絶縁層１０２の上面を開口する開口部１０３ａを形成する。
ＴＦＴ基板１０１は、例えばガラス基板等からなる基板上に、図４に示して上述したように、複数の配線及び複数の配線にそれぞれ接続された薄膜トランジスタ等の発光制御素子を含む画素回路の形成されたＴＦＴ駆動回路層を備える。このようなＴＦＴ駆動回路層を覆う平坦化膜として、第１絶縁層１０２を形成する。第１絶縁層１０２は、例えばアクリルやポリイミド等の感構成の樹脂等を用いて、スピンコート等の公知の技術によって形成することができる。
第１絶縁層１０２上には、第２絶縁層１０３を形成する。第２絶縁層１０３は、例えば、アクリル、ポリイミド等の感光性の樹脂を用いて形成してもよく、酸化シリコンや窒化シリコン等を用いて形成してもよい。第２絶縁層１０３は、第１絶縁層１０２の全面上に形成した後、パターニングにより、第１絶縁層１０２の上面を露出する開口部１０３ａを形成する。
開口部１０３ａは、各画素１０の発光領域に対応する領域にそれぞれ形成され、第１絶縁層１０２に向かって先細りとなるテーパー形状を有するように形成する。これにより、開口部１０３ａにおいて、第２絶縁層１０３の側面が画素１０の外側に傾斜して上方を向く斜面を有するように形成される。このとき、開口部１０３ａの形状は、第１絶縁層１０２が底面となり第２絶縁層１０３の斜面が側面となるバスタブ型のような形状に形成されてもよい。このような第２絶縁層１０３の斜面は、水平面に対して３０度以上の角度を有することが望ましい。なお、第２絶縁層１０３のテーパー形成は、例えば自己感光性アクリルやポリイミドを絶縁層材料として用いてホトリソ工程で形成する際に、感光後の現像とベークを行うと自動的にテーパー構造を形成することができる。温度を変えて複数回ベークを実施することでテーパー角の制御ができる。
このように形成された第１絶縁層１０２及び第２絶縁層１０３には、さらに、ＴＦＴ基板１０１上の各画素回路の薄膜トランジスタ及び配線の一部を開口する複数のコンタクトホールを形成する。複数のコンタクトホール内には、後述する工程において、第１電極１０４及び第２電極１０７が各画素回路の薄膜トランジスタ及び配線等に接続されるための貫通電極１０４ａ、１０７ａが形成される。
次に、図７（ｂ）に示すように、開口部１０３ａによって開口された部分の第１絶縁層１０２上から第２絶縁層１０３上に、第１電極１０４を形成する。第１電極１０４は、例えば、銀やアルミニウム等を用いて、反射電極を構成するように形成する。第１電極１０４は、パターニングにより、図２及び図３に示して上述した構成に形成する。第１電極１０４を第１絶縁層１０２の上面上から第２絶縁層の上面上にかけて配置されるように形成することにより、第２絶縁層１０３の斜面上には、第２絶縁層１０３の斜面に沿うように第１電極１０４の斜面１０４ｂが形成される。このとき、第１電極１０４の形成とともに、第１絶縁層１０２及び第２絶縁層１０３に形成されたコンタクトホール内に貫通電極１０４ａを形成する。
このように形成された第１電極１０４上に、量子ドットを含む発光層１０６を形成する。量子ドットを含む発光層１０６は、開口部１０３ａ内の領域において、その側面が第１電極１０４の斜面１０４ｂと対向する位置に配置されるように形成する。以下、量子ドットを含む発光層１０６の構成及びその製造方法の一例について説明する。
量子ドットを含む発光層１０６は、光透過性部材と、半導体微粒子蛍光体とを備えて構成される。半導体微粒子蛍光体は、半導体微結晶粒子を含む部材であって、この半導体微結晶粒子が、「量子ドット」に対応する。半導体微粒子蛍光体は、発光層１０６の内部に分散して配置される。光透過性部材は、半導体微粒子蛍光体を分散配置させた状態で封止するものであり、半導体微粒子蛍光体から発せされる光を吸収しない部材からなることが望ましい。
発光層１０６の光透過性部材は、水分や酸素を透過しない材料を用いることが望ましい。これにより、発光層１０６の内部に水分や酸素が進入することを防ぐことができる。このような光透過性部材の材料としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂、尿素樹脂等の光透過性樹脂材料や、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、イットリア等の光透過性無機材料等を用いてもよい。
発光層１０６の半導体微粒子蛍光体は、一般にコア構造と称される構造を有するものであってもよい。コア構造を有する半導体微粒子蛍光体は、コア部を備える。コア部は、その粒子径が数ｎｍ程度の半導体微結晶粒子（量子ドット）からなり、電子と正孔の再結合が生じて発光する発光部を構成する。
また、半導体微粒子蛍光体は、一般にコア／シェル構造と称される構造を有するものであってもよい。コア／シェル構造を有する半導体微粒子蛍光体は、発光部であるコア部と、コア部を覆うシェル部とを備える。ここで、シェル部は、コア部とは異なる材料で構成されたものであり、コア部が外界から受ける悪影響を保護するための保護機能を有する部位である。シェル部は、コア部よりバンドギャップエネルギーが大きい材料にて構成されることが望ましい。このような構成により、半導体微粒子蛍光体のコア部への電子および正孔の閉じ込め機能が発揮されることとなり、非発光遷移による電子および正孔の損失を低減することが可能となって発光効率が向上することになる。
ここで、コア構造を有する半導体微粒子蛍光体のコア部の表面、またはコア／シェル構造を有する半導体微粒子蛍光体のシェル部の表面には、それぞれコア部またはシェル部と結合する有機化合物が設けられてもよい。
また、上述したコア構造またはコア／シェル構造に限らず、マルチシェル構造を有する半導体微粒子蛍光体を用いてもよい。このようなマルチシェル構造として、例えば、コア／シェル構造を有する半導体微粒子蛍光体のシェル部の外側にさらに他の材料からなるシェル部が設けられてなるコア／シェル／シェル構造や、中央部にシェル部が配置され、これを覆うようにコア部が設けられ、さらにコア部の外側を覆うようにシェル部が設けられてなるシェル／コア／シェル構造等を有する半導体微粒子蛍光体を用いてもよい。
上述した構成を有する半導体微粒子蛍光体によれば、発光波長を任意に調整することができる。これは、半導体微結晶粒子の粒子径（直径）をボーア半径の２倍以下にまで小さくした場合に生じる、量子閉じ込め効果を利用できるためである。半導体微粒子蛍光体のコア部は、粒子径に応じた量子閉じ込め効果により、コア部のバンドギャップエネルギーが変化する。そのため、粒子径を調整してバンドギャップエネルギーを変化させることにより、発光波長を任意に調整することが可能になる。また、半導体微粒子蛍光体のコア部に混晶材料を用いれば、混晶材料の混晶比を調整することで発光波長を任意に調整することもできる。
半導体微粒子蛍光体の発光波長としては、その用途に応じて如何なる発光波長のものを用いてもよいが、本実施形態においては、可視光波長を含むものが好適に用いられる。半導体微粒子蛍光体の発光波長の一例として、青色発光蛍光体の場合に４２０〜４８０ｎｍ、緑色発光蛍光体の場合に５００〜５６５ｎｍ、黄色発光蛍光体の場合に５６５〜５８５ｎｍ、赤色発光蛍光体の場合に５９５〜７２０ｎｍの波長領域を挙げることができる。
半導体微粒子蛍光体のコア部の材料としては、例えば、ＩＶ族半導体やＩＶ−ＩＶ族半導体材料、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体材料、Ｉ−ＶＩＩＩ族化合物半導体材料、ＩＶ−ＶＩ族化合物半導体材料等を用いることができる。また、混在する結晶が１種の元素からなる単体半導体や２種の元素からなる２元化合物半導体、３種以上の元素からなる混晶半導体を用いてもよい。ここで、発光効率を高めるという観点から、直接遷移型半導体材料から構成される半導体微粒子を用いてコア部が構成されていることが望ましい。
また、コア部を構成する半導体微粒子としては、上述したように可視光を発するものを用いることが望ましい。耐久性の観点からは、原子の結合力が強く化学的安定性が高いＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料を用いることが望ましい。また、半導体微粒子蛍光体の発光スペクトルのピーク波長の調整を容易にするためには、混晶半導体材料を用いてコア部を構成することが望ましい。一方で、より製造を容易にするためには、４元以下の混晶からなる半導体微粒子蛍光体を用いてコア部を構成することが望ましい。
半導体微粒子蛍光体のコア部に用いることのできる２元化合物からなる半導体材料としては、例えば、ＩｎＰやＩｎＮ、ＩｎＡｓ、ＧａＡｓ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、ＣｕＣｌ等を挙げることができる。
また、半導体微粒子蛍光体のコア部に用いることのできる３元混晶の半導体材料としては、例えば、ＩｎＧａＰやＡｌＩｎＰ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＺｎＣｄＳｅ、ＺｎＣｄＴｅ、ＰｂＳＳｅ、ＰｂＳＴｅ、ＰｂＳｅＴｅ等を挙げることができる
半導体微粒子蛍光体のシェル部の材料としては、例えば、ＩＶ族半導体やＩＶ−ＩＶ族半導体材料、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体材料、Ｉ−ＶＩＩＩ族化合物半導体材料、ＩＶ−ＶＩ族化合物半導体材料等が挙げられる。また、シェル部の材料として、混在する結晶が１種の元素からなる単体半導体や２種の元素からなる２元化合物半導体、３種以上の元素からなる混晶半導体を用いてもよい。上述したように、表示装置の発光効率を高めるという観点から、シェル部の材料としては、コア部の材料よりも高いバンドギャップエネルギーを有する半導体材料を用いることが望ましい。
シェル部を構成する半導体微粒子としては、上述したコア部の保護機能の観点から、原子の結合力が強く化学的安定性が高いＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料を用いることが望ましい。一方、より製造を容易にするためには、４元以下の混晶からなる半導体微粒子蛍光体を用いてシェル部を構成することが望ましい。
半導体微粒子蛍光体のシェル部に用いることのできる２元化合物からなる半導体材料としては、例えば、ＡｌＰやＧａＰ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＡｌＡｓ、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＭｇＯ、ＭｇＳ、ＭｇＳｅ、ＭｇＴｅ、ＣｕＣｌ等を挙げることができる。
また、半導体微粒子蛍光体のシェル部に用いることのできる３元混晶の半導体材料としては、例えば、ＡｌＧａＮやＧａＩｎＮ、ＺｎＯＳ、ＺｎＯＳｅ、ＺｎＯＴｅ、ＺｎＳＳｅ、ＺｎＳＴｅ、ＺｎＳｅＴｅ等を挙げることができる。
また、半導体微粒子蛍光体の表面に結合される有機化合物の材料としては、機能部であるアルキル基とコア部またはシェル部との結合部からなる有機化合物が好ましく、具体例としては、アミン化合物やホスフィン化合物、ホスフィンオキシド化合物、チオール化合物、脂肪酸等が例示される。
このような構成を備える発光層１０６の半導体微粒子蛍光体の製造方法としては、公知の各種の合成方法を用いることができる。例えば、気相合成法や液相合成法、固相合成法、真空合成法等を用いることができる。液相合成法においては、ホットソープ法、逆ミセル法、ソルボサーマル法、ハイドロサーマル法、共沈法等の合成方法を利用することができる。
このような製造方法により形成された半導体微粒子蛍光体を、光透過性部材であるシリコーン樹脂等の液状樹脂に添加して分散することにより、量子ドット懸濁液を形成する。半導体微粒子蛍光体が液状樹脂中に分散された量子ドット懸濁液は、印刷法等の公知の方法を用いて、第１電極１０４上の所望の位置に塗布することができる。量子ドット懸濁液に含まれる液状樹脂を例えばＵＶ硬化や熱硬化させることにより、第１電極１０４上には、図７（ｂ）に示すように、量子ドットを含む発光層１０６が形成される。
次に、図７（ｃ）に示すように、第１電極１０４上であって、発光層１０６の側面に隣接する位置に、色変換層１０５を形成する。色変換層１０５は、色変換機能を有する蛍光材料あるいは燐光材料を用いて形成する。色変換層１０５に用いる材料としては、例えば、変換色に応じた公知の有機材料系や無機材料系の蛍光材料を用いてもよい。色変換層１０５の材料には、所望の発光波長の光を取り出すことのできる材料を選択する。このように形成された色変換層１０５は、パターニングにより、第１電極１０４の斜面１０４ｂを覆う位置に、図２及び図３に示して上述した構成となるように形成する。
次に、図７（ｄ）に示すように、発光層１０６上に、第２電極１０７を形成する。第２電極１０７は、アルミニウム等を用いて不透明なミラー電極として形成する。第２電極１０７は、パターニングにより、発光層１０６の上面上を覆う位置に、図２及び図３に示して上述した構成となるように形成する。このとき、第２電極１０７の形成とともに、第１絶縁層１０２に形成されたコンタクトホール内には貫通電極１０７ａを形成する。
次に、図７（ｅ）に示すように、第１電極１０４、第２電極１０７、色変換層１０５、及び第２絶縁層１０３の表面全面を覆う透明な封止膜１０８を形成する。封止膜１０８は、窒化シリコン等の材料を用いてＣＶＤ法等の公知の方法を用いて形成することができる。
封止膜１０８上には、カラーフィルタ１１１ａ〜１１１ｃを形成する。カラーフィルタ１１１ａ〜１１１ｃは、三原色（赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ））に対応し、各画素１０の発光領域に対応する位置に配置されるように形成してもよい。また、カラーフィルタ１１１ａ〜１１１ｃの他に、ブラックマトリクス等が配置された基板１１２を、シール材等を介して封止膜１０８上に貼り合わせてもよい。
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、従来の製造工程を大幅に変更することなく、公知の方法を用いて簡素な構造で実現することができる。また、このような製造工程を経て製造された表示装置１００は、上述したように、各画素１０において、発光層１０６から放出される光Ｌ１を、第１電極１０４の斜面１０４ｂによって隣接画素１０の方向に向かわせることなく上方に反射させて出射することができる。
以上のとおり、本発明の第１の実施形態に係る表示装置１００は、発光素子を構成する発光層１０６及び色変換層１０５等を、光の取り出し方向である縦方向に重ねることなく互いに水平方向に隣接させて配置することにより、発光層１０６から出射される光Ｌ１の損失を防ぎ、第１電極１０４の斜面１０４ｂを反射電極として利用することにより、隣接画素１０への光漏れを防止し、発光層１０６から出射される光Ｌ１を、各画素１０における出射光として有効に利用することが可能となる。
従って、本発明の第１の実施形態に係る表示装置１００によれば、高精細な表示装置を構成した場合にも、隣接画素に光が漏れて混色が生じることを防ぎ、各画素１０からの光取り出し効率を向上させることができる。
（第２の実施形態）
以下、図８乃至図１１を参照し、本発明の第２の実施形態に係る表示装置１００の構成について説明する。
図８は、本発明の第２の実施形態に係る表示装置１００における画素１０の概略構成を示す断面図である。図９は、図８に示す表示装置１００における画素１０の概略構成を説明するための平面図である。図１０は、本発明の第２の実施形態に係る表示装置１００における画素１０の変形例を示す断面図である。図１１は、本発明の第２の実施形態に係る表示装置１００における画素１０の変形例を示す断面図である。
ここで、図８乃至図１１に示す本発明の第２の実施形態に係る画素１０は、図２乃至図４に示す本発明の第１の実施形態に係る画素１０とは、画素１０の略中央部に量子ドットを含む発光層１０６及び第２電極１０７を配置し、量子ドットを含む発光層１０６を取り囲むように第１電極１０４の斜面１０４ｂが配置される点において、その構成が異なるものである。従って、以下、図２乃至図４を参照して上述した本発明の第１の実施形態に係る画素１０の構成と同様の構成についてはその詳細な説明を省略する。
図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、第２の実施形態に係る画素１０は、第２電極１０７の貫通電極１０７ａが画素１０の略中央部に配置され、貫通電極１０７ａの配置される位置の第２電極１０７を取り囲んで発光層１０６が配置され、発光層１０６の上面は第２電極１０７によって覆われる。なお、図９（ａ）は、画素１０を正方格子状に配置する場合の平面構成の一例を図示したものであり、図９（ｂ）は、画素１０をストライプ配置する場合の平面構成の一例を図示したものである。
図８及び図９を参照すると、第１電極１０４は、第２電極１０７及び発光層１０６が配置された画素１０の略中央部の領域を除いて、第１絶縁層１０２の上面上から第２絶縁層１０３の上面上まで開口部１０３ａを覆って配置される。発光層１０６は、第１電極１０４と第２電極１０７との間に配置され、第１電極１０４上の発光層１０６の側面には、色変換層１０５が隣接して配置される。発光層１０６に隣接して配置される色変換層１０５は、開口部１０３ａ内において、第１電極１０４の斜面１０４ｂ上までを覆うように配置される。本実施形態において、第２電極１０７は、発光層１０６の上面のみを覆うように配置されることから、色変換層１０５の上面は、第２電極１０７から露出されて配置される。
第１電極１０４と第２電極１０７との間に配置された発光層１０６から光Ｌ１が放出されると、光Ｌ１は水平方向に出射され、発光層１０６の周囲に隣接して配置される色変換層１０５に入射される。色変換層１０５に入射された光Ｌ１は、色変換層１０５下に配置された第１電極１０４によって反射され、第２電極１０７によって覆われずに露出された色変換層１０５の上面から上方に向かって出射される。このとき、第１電極１０４の斜面１０４ｂによって、画素１０の外側に向かう光を画素１０の中央方向に向かうように反射させ、上方に出射させることが可能となる。これにより、隣接する他の画素１０に光が漏れることを防ぐことができる。
また、封止膜１０８にはカラーフィルタ１１１が配置されていてもよい。色変換層１０５から出射された光がカラーフィルタ１１１を通過し、各画素１０の各色を構成する光Ｌ４が取り出される。
図１０は、図８に示す本発明の第２の実施形態の変形例の構成を示す断面図である。図１０に示すように、第１電極１０４上であって、発光層１０６の側面に隣接する位置には、図８に示す色変換層１０５の位置に、カラーフィルタ１１１が配置されてもよい。発光層１０６から放出された光Ｌ１は、水平方向に隣接するカラーフィルタ１１１に入射され、カラーフィルタ１１１下に配置された第１電極１０４によって光が反射されて上方へ出射されることにより、各画素１０の各色を構成する光Ｌ４が取り出される。
また、図１１は、図８に示す本発明の第２の実施形態の他の変形例を示す断面図である。図１１に示すように、発光層１０６の側面に隣接する第１電極１０４上には、透明な封止膜１０８が配置されてもよい。すなわち、図８に示す色変換層１０５または図１０に示すカラーフィルタ１１１が配置される位置であって、発光層１０６と第１電極１０４によって囲まれた開口部１０３ａ内の空間が、封止膜１０８によって埋められてもよい。発光層１０６から放出された光Ｌ１は、水平方向に出射されると第１電極１０４によって光が上方に反射される。すなわち、発光層１０６の側面に対向する位置に第１電極１０４の斜面１０４ｂが配置されていることから、第１電極１０４の斜面１０４ｂによって、画素１０の外側に向かう光を画素の中央方向に向かうように反射させて、上方に出射させることが可能となる。第１電極１０４によって反射されて上方に出射された光は、封止膜１０８に配置されたカラーフィルタ１１１に入射される。カラーフィルタ１１１を通過した光Ｌ４が、各画素１０の各色を構成する光として取り出される。
以上のとおり、本発明の第２の実施形態に係る表示装置１００によれば、本発明の第１の実施形態に係る表示装置１００と同様に、各画素１０において、発光層１０６から放出される光Ｌ１を、基板に対して水平な方向に出射させた後、第１電極１０４の斜面１０４ｂによって隣接画素の方向に向かわせることなく上方に反射させることができるため、発光層１０６からの光Ｌ１を各画素１０における出射光として有効に利用することが可能となる。
従って、本発明の第２の実施形態に係る表示装置１００によれば、本発明の第１の実施形態に係る表示装置１００と同様に、高精細な表示装置を構成した場合にも、隣接画素に光が漏れて混色が生じることを防ぎ、各画素１０からの光取り出し効率を向上させることができる。
（第３の実施形態）
以下、図１２乃至図１６を参照し、本発明の第３の実施形態に係る表示装置１００の構成について説明する。
図１２は、本発明の第３の実施形態に係る表示装置１００における画素１０の概略構成を示す断面図である。図１３は、本発明の第３の実施形態に係る表示装置１００における画素１０の変形例を示す断面図である。図１４は、本発明の第３の実施形態に係る表示装置１００における画素１０の変形例の他の例を示す断面図である。図１５は、図１４に示す表示装置１００における画素１０の概略構成を説明するための平面図である。図１６は、本発明の第３の実施形態に係る表示装置１００に用いられる画素回路の一例を示す回路図である。
図１２に示す本発明の第３の実施形態に係る表示装置１００は、図８乃至図１１に示す本発明の第２の実施形態に係る表示装置１００とは、第２電極１０７が、複数の画素１０の全面上を覆って複数の画素１０に共通に配置される点において、その構成が異なるものである。従って、以下、図８乃至図１１を参照して上述した本発明の第２の実施形態に係る画素１０の構成と同様の構成についてはその詳細な説明を省略する。
図１２に示すように、第３の実施形態において、第１電極１０４は、第２の実施形態に係る画素１０の構成と同様に、第１絶縁層１０２の上面上から第２絶縁層１０３の上面上まで、開口部１０３ａを覆って配置される。また、第１電極１０４上には、画素１０の略中央部に発光層１０６が配置される。開口部１０３ａ内には、第１電極１０４上に、発光層１０６の側面に隣接して、色変換層１０５が配置される。
一方、第３の実施形態において、第２電極１０７は、第２の実施形態に係る画素１０の構成とは異なり、複数の画素１０の全面上を覆うように配置される。第２電極１０７は、発光層１０６上に、透明な導電膜を用いて複数の画素１０に共通な透明電極として形成される。
図１２に示すように、発光層１０６、色変換層１０５、第１電極１０４、及び第２絶縁層１０３上にはこれらの表面全体を覆う封止膜１０８が配置される。このとき、第２電極１０７は、封止膜１０８上に配置されてもよい。これにより、発光層１０６と第２電極１０７との間であって、図１２に点線Ｘ１として示す範囲には、絶縁層である封止膜１０８が配置されることとなる。
量子ドットを有する発光層１０６は、発光層１０６と第２電極１０７との間に封止膜１０８が介在する場合であっても、第１電極１０４と第２電極１０７との間に形成される電界によって光Ｌ１を放出させることができる。従って、発光層１０６は、第１電極１０４と第２電極１０７とに直接的に接触して配置される構成に限らず、図１２に示すように、第２電極１０７との間に絶縁層が介在する構成としてもよい。本実施形態に係る封止膜１０８のように、第１電極１０４または第２電極１０７と発光層１０６との間に絶縁層を配置する場合には、絶縁層の厚みを、１０〜１００ｎｍ程度とすることが望ましい。しかし、図２乃至図１１に示して上述した第１及び第２の実施形態に係る構成と同様に、発光層１０６と第１電極１０４及び第２電極１０７とが直接的に接触されて配置される構成であってもよい。
図１２に示す第２電極１０７上には、カラーフィルタ１１１ａ〜１１１ｃを備える基板１１２が配置されてもよい。ここで、カラーフィルタ１１１ａ〜１１１ｃを備える基板１１２と第２電極１０７との間には、他の層間膜が配置されていてもよい。
また、図１２に示すように、カラーフィルタ１１１ａ〜１１１ｃを備える基板１１２には、発光層１０６と重畳する位置に、ブラックマトリクス１１３が配置されてもよい。ブラックマトリクス１１３を、発光層１０６の上面上に配置することにより、発光層１０６の量子ドットが表示装置１００の外部から入射される外光によって励起されることを防ぐことができる。
本発明の第３の実施形態に係る第２電極１０７によると、表示領域９の外側において接地をとることができる。すなわち、第２電極１０７が、複数の画素１０の全面上を覆って配置されることから、第１及び第２の実施形態に係る第２電極１０７とは異なり、接地をとるための貫通電極１０７ａを表示領域９の各画素１０内に配置する必要がない。従って、本実施形態によると、各画素１０内に貫通電極１０７ａ及びコンタクトホールを形成する必要がなくなるため、歩留りの向上や製造コストの低減に寄与することもできる。
また、図１３に示すように、本発明の第３の実施形態に係る画素１０の構成の変形例として、第２絶縁層１０３の上面上に配置された第１電極１０４の端部１０４ｃと第２電極１０７との間に、第３絶縁層１１０が配置される構成を備えていてもよい。図１３に示す変形例においては、第１電極１０４と第２電極１０７と第３絶縁層１１０とによって囲まれた空間内に、発光層１０６に隣接させて色変換層１０５を配置してもよい。
図１３に示すように、第３絶縁層１１０が、各画素１０の周縁部分に位置する第１電極１０４の端部１０４ｃを覆うように配置されることから、第３絶縁層１１０によって水平方向に隣接する他の画素１０に光が横漏れすることを防ぐことができる。また、第３絶縁層１１０により、第１電極１０４と第２電極１０７との短絡を防ぐとともに、第１電極１０４と第２電極１０７との間の距離を保つスペーサとして機能させることもできる。
さらに、図１４に示すように、本発明の第３の実施形態に係る画素１０の構成の変形例として、色変換層１０５が、画素１０ごとに配置される第１電極１０４を全て覆って第１電極１０４と第２電極１０７との間の量子ドットを含む発光層１０６の周囲の空間に配置される構成を備えていてもよい。本実施形態においては、色変換層１０５が、第２絶縁層１０３の上面上まで、第１電極１０４の端部１０４ｃを覆って配置される。これにより、第１電極１０４と第２電極１０７との短絡を色変換層１０５によって防ぐことができる。また、複数の画素１０に共通して配置される第２電極１０７は、画素１０ごとに色変換層１０５の上面上を覆い、第２絶縁層１０３の上面上と接する領域１０７ｃを有して配置される。
図１５は、図１４に示す断面構成のうち、第２電極１０７が最上面に配置された構成を示す平面図である。また、図１４に示す断面構成は、図１５に示すＤ−Ｄ´線の断面構成に対応する。
図１４及び図１５に示すように、本発明の第３の実施形態に係る変形例の構成は、各画素１０の略中央部に発光層１０６が配置され、発光層１０６の側面及び上面には色変換層１０５が画素１０の発光領域全体に配置され、画素１０の全面上は透明な第２電極１０７によって覆われて構成される。このような構成を備えることにより、本実施形態によれば、画素１０の発光面積を広くとることができ、これにより発光効率を向上させ、視野角を改善することも可能となる。
図１６は、図１２乃至図１５に示す本発明の第３の実施形態に係る表示装置１００に用いられる画素回路の構成例を示す回路図である。なお、図４（ａ）に示して上述した画素回路と同様の構成については、以下、その説明を省略する。
図１６には、図４（ａ）に示す画素回路の構成と同様に、第１電極１０４と第２電極１０７との間に配置された量子ドット（ＱＤ）を含む発光層１０６を備える構成を「ＱＤ」として図示している。本発明の第３の実施形態において、第２電極１０７は、複数の画素１０に共通する共通電極であることから、「ＱＤ」の第２電極１０７が接地される構成を備えていてもよい。このような構成を備えることにより、図１６に示す回路構成においても、「ＱＤ」の発光層１０６の発光を、第１電極１０４と第２電極１０７との電位差により制御することができる。
なお、図１２乃至図１４の断面図で示す構造において、コンタクトホール内の貫通電極１０４ａの配置を第2絶縁層１０３が存在する部分ではなく、発光層１０６の直下としてもよい。このような構造とした場合における画素１０の構成を図１７に示す。この場合、レイアウトのスペースにより余裕を持たせることができる。
以上のとおり、図１２乃至図１７に示して上述した本発明の第３の実施形態に係る画素１０の構成においても、第１電極１０４と第２電極１０７との間の発光層１０６から放出された光Ｌ１を色変換層１０５に入射させた後、色変換層１０５下に配置された第１電極１０４の斜面１０４ｂによって上方に向かって反射させることにより、隣接画素１０の方向に光Ｌ２が漏れることを防ぐことができる。
従って、本発明の第１乃至第３の実施形態に係る量子ドットを有する発光層１０６を備えた表示装置１００によれば、隣接画素１０への光漏れを防止して画素１０の混色を防ぎ、発光層１０６から放出される光を各画素１０における出射光として有効に利用することができるため、光取り出し効率を向上させることができる。また、このような表示装置１００の構成を、製造工程を大幅に変更することなく、簡素な構造で実現することができる。
１００ 表示装置
１０ 画素
１０１ ＴＦＴ基板
１０２ 第１絶縁層
１０３ 第２絶縁層
１０３ａ 開口部
１０４ 第１電極
１０４ｂ 斜面
１０５ 色変換層
１０６ 量子ドットを含む発光層
１０７ 第２電極
１０８ 封止膜
１０９ 発光ダイオード
１１０ 第３絶縁層
１１１ カラーフィルタ

Claims (10)

  1. 第１基板の第１面上に、第１絶縁層と、前記第１絶縁層の一部を開口する複数の開口部を有する第２絶縁層と、前記複数の開口部にそれぞれ配置される複数の発光素子と、を備える表示装置であって、
    前記発光素子は、前記開口部内の前記第１絶縁層上から前記第２絶縁層上に配置されて前記第２絶縁層の側面上に斜面を有する第１電極と、前記開口部内の前記第１電極上に配置されて前記第１電極の前記斜面と対向して配置される側面を有する量子ドットを含む発光層と、前記発光層上に配置される第２電極とを含むことを特徴とする表示装置。
  2. 前記発光素子は、前記開口部内の前記第１電極上に前記発光層の側面に隣接して配置される色変換層をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
  3. 前記発光素子は、前記開口部内の前記第１電極上に前記発光層の側面に隣接して配置され、前記第２電極下に配置される発光ダイオードをさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
  4. 前記開口部は、前記第１絶縁層に向かって先細りとなるテーパー形状を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の表示装置。
  5. 前記第１基板の前記第１面上に、前記第１基板に対向して接合される第２基板をさらに備え、
    前記第１電極は、前記発光層から放出された光を前記第２基板に向かって反射させる反射電極であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の表示装置。
  6. 前記発光素子は、前記開口部内の前記第１電極上に前記発光層の側面に隣接して配置されるカラーフィルタをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
  7. 前記複数の発光素子に対応してそれぞれ配置される複数の画素をさらに備え、
    前記第２電極は、前記画素ごとに配置されるミラー電極であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の表示装置。
  8. 前記複数の発光素子に対応してそれぞれ配置される複数の画素をさらに備え、
    前記第２電極は、前記複数の画素に共通して配置される透明電極であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の表示装置。
  9. 前記第２絶縁層上の前記第１電極の端部上に配置される第３絶縁層をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の表示装置。
  10. 前記第２電極が、前記第３絶縁層上に配置されることを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
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