WO2021095194A1 - 発光素子及び表示装置 - Google Patents

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WO2021095194A1
WO2021095194A1 PCT/JP2019/044652 JP2019044652W WO2021095194A1 WO 2021095194 A1 WO2021095194 A1 WO 2021095194A1 JP 2019044652 W JP2019044652 W JP 2019044652W WO 2021095194 A1 WO2021095194 A1 WO 2021095194A1
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light emitting
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layer
eml5
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上田　吉裕
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シャープ株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to a light emitting element and a display device including the light emitting element.
  • Examples of such a display device include a display device provided with an OLED (organic light emitting diode), an inorganic light emitting diode, or a display device provided with a QLED (quantum dot light emitting diode).
  • OLED organic light emitting diode
  • QLED quantum dot light emitting diode
  • Patent Document 1 as a light emitting device applicable to a display device, a self-luminous type in which an anode, a hole transport layer, a light emitting layer composed of a quantum dot film, an electron transport layer, and a cathode are laminated in this order from the substrate side.
  • a light emitting device including a light emitting element is disclosed.
  • Japanese Patent Publication Japanese Patent Laid-Open No. 2013-157180
  • Japanese Patent Publication Japanese Patent Laid-Open No. 2013-207118
  • the electron transport layer and the hole transport layer which are carrier transport layers, transport carriers while also being a light extraction route. Therefore, these carrier transport layers are required to have translucency in addition to electrical characteristics. Therefore, it is difficult to increase the carrier density in both the electron transport layer and the hole transport layer.
  • the conventional self-luminous light emitting device is said to have low injection efficiency of holes and electrons, which are carriers, regardless of whether the material constituting the light emitting device is an organic material or an inorganic material. I have a problem.
  • the external quantum efficiency (EQE) of the light emitting element indicates the ratio of the number of photons taken out to the outside of the light emitting element to the number of carriers injected into the light emitting element.
  • the conventional general light emitting element has a flat shape on the surface of each layer in a cross-sectional view. Therefore, the electric field from the surface of the carrier transport layer to the light emitting layer is only in the direction parallel to the layer thickness direction of the light emitting layer, and the carry is injected only in the direction parallel to the layer thickness direction of the light emitting layer. Therefore, carrier injection efficiency is low.
  • Patent Document 2 in OLED, light is formed by forming a concavo-convex molecular orientation surface in which organic compound molecules of an organic light emitting material are oriented in one direction at an interface between a hole transport layer and an organic light emitting layer. It is disclosed to improve the extraction efficiency.
  • Patent Document 2 improves light extraction by arranging organic compound molecules in an organic light emitting layer in a recess with the same polarity of dipoles and controlling polarization. The orientation of the light emitting material is meaningless in QLED.
  • the electric field strength of the top wall portion of the convex portion is higher than that of the other portions, and as a result of preferential carrier injection on the convex portion, the convex portion is substantially formed. Carrier injection occurs only in the region. Therefore, carrier injection efficiency is low.
  • One aspect of the present disclosure has been made in view of the above problems, and an object of the present disclosure is to provide a light emitting element and a display device having higher external quantum efficiency than the conventional ones.
  • the light emitting element includes a first electrode, a first carrier transport layer, a light emitting layer, a second carrier transport layer, and a second electrode.
  • the first carrier transport layer is laminated in this order, and the first carrier transport layer includes at least one first convex portion protruding in the stacking direction, and the first convex portion is formed between the first convex portion and the second carrier transport layer in a plan view. It is provided with an insulator layer that overlaps the convex portion.
  • the display device is a display device including a plurality of pixels, and the plurality of pixels are each the above-mentioned one aspect of the present disclosure.
  • a light emitting element is provided, and the first electrode and the light emitting layer are formed in an island shape for each of the pixels, and the second electrode is commonly formed in the plurality of pixels.
  • FIG. FIG. 5 is a perspective view of a main part showing an example of the shape of the convex portion of the hole transport layer and the shape of the insulator layer when the light emitting element shown in FIG. 1 is viewed from above. It is sectional drawing which shows the schematic structure of the main part of the display device which concerns on Embodiment 1. FIG. It is sectional drawing which shows a part of the manufacturing process of the light emitting element in the display device which concerns on Embodiment 1 in the order of process. It is another cross-sectional view which shows a part of the manufacturing process of the light emitting element in the display device which concerns on Embodiment 1 in the order of process.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a main part of a light emitting element for comparison in which an insulator layer is not provided in the light emitting element shown in FIG. 1 together with an electric field distribution.
  • FIG. 5 is a perspective view of a main part showing another example of the shape of the convex portion of the hole transport layer and the shape of the insulator layer when the light emitting element shown in FIG. 1 is viewed from above.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a main part of a light emitting element for comparison in which an insulator layer is not provided in the light emitting element shown in FIG. 1 together with an electric field distribution.
  • FIG. 5 is a perspective view of a main part showing another example of the shape of the convex portion of the hole transport layer and the shape of the insulator layer when the light emitting element shown in FIG. 1 is viewed from above.
  • FIG. 5 is a perspective view of a main part showing still another example of the shape of the convex portion of the hole transport layer and the shape of the insulator layer when the light emitting element shown in FIG. 1 is viewed from above.
  • FIG. 5 is a perspective view of a main part showing still another example of the shape of the convex portion of the hole transport layer and the shape of the insulator layer when the light emitting element shown in FIG. 1 is viewed from above.
  • FIG. 5 is a perspective view of a main part showing still another example of the shape of the convex portion of the hole transport layer and the shape of the insulator layer when the light emitting element shown in FIG. 1 is viewed from above.
  • FIG. 1 It is sectional drawing which shows an example of the schematic structure of the concave part and the convex part in the anode and the hole transport layer of the light emitting element which concerns on the modification of Embodiment 1.
  • FIG. 2 It is sectional drawing which shows another example of the schematic structure of the concave part and the convex part in the anode and the hole transport layer of the light emitting element which concerns on the modification of Embodiment 1.
  • FIG. It It is sectional drawing which shows an example of the schematic structure of EML5 and ETL6 in the light emitting element which concerns on the modification of Embodiment 1.
  • FIG. It is sectional drawing which shows an example of the schematic structure of the insulator layer in the light emitting element which concerns on the modification of Embodiment 1.
  • FIG. It is sectional drawing which shows an example of the schematic structure of the light emitting element which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. It is sectional drawing which shows an example of the schematic structure of the light emitting element which concerns on Embodiment 3. It is a figure which shows the electric field strength along the surface of the hole transport layer of the light emitting element shown in FIG.
  • FIG. It is sectional drawing which shows a part of the manufacturing process of the light emitting element in the display device which concerns on Embodiment 4 in the order of process. It is another cross-sectional view which shows a part of the manufacturing process of the light emitting element in the display device which concerns on Embodiment 4 in the order of process.
  • the layer formed in the process before the layer to be compared is referred to as the “lower layer”, and the layer formed in the process after the layer to be compared is referred to as the “upper layer”.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a schematic configuration of the light emitting element 10 according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a main part of the display device 100 according to the present embodiment.
  • the display device 100 shown in FIG. 3 includes a light emitting element 10R, a light emitting element 10G, and a light emitting element 10B as the light emitting element 10.
  • the cross section of the light emitting element 10 shown in FIG. 1 corresponds to the cross section of one pixel P of the display device 100.
  • the display device 100 shown in FIG. 3 has, for example, a red pixel RP, a green pixel GP, and a blue pixel BP as the pixel P.
  • the red pixel RP is provided with a red light emitting element 10R as a light emitting element 10.
  • the green pixel GP is provided with a green light emitting element 10G as the light emitting element 10.
  • the blue pixel BP is provided with a blue light emitting element 10B as a light emitting element 10.
  • the display device 100 includes a plurality of pixels P.
  • Each of these pixels P includes a light emitting element 10. That is, as shown in FIGS. 1 and 3, the light emitting element 10 is formed for each pixel P corresponding to the pixel P.
  • the light emitting element 10 has a configuration in which the first electrode, the first carrier transport layer, the light emitting layer, the second carrier transport layer, and the second electrode are laminated in this order. Further, the light emitting element 10 further includes an insulator layer between the first carrier transport layer and the second carrier transport layer. That is, the light emitting element 10 includes an insulator layer and a light emitting layer between the first carrier transport layer and the second carrier transport layer.
  • the first electrode is the anode 2
  • the second electrode is the cathode 7
  • the first carrier transport layer is the hole transport layer (hereinafter referred to as “HTL”) 3
  • the second is the carrier transport layer 6
  • ETL electron transport layer
  • the display device 100 includes a substrate 1, a plurality of light emitting elements 10, and a sealing layer 8 that covers the light emitting elements 10.
  • the display device 100 has a configuration in which each layer of the light emitting element 10 is laminated as a light emitting element layer 11 including a plurality of light emitting elements 10 on the substrate 1 as a support.
  • the anode 2, the HTL 3, the light emitting layer (hereinafter referred to as “EML”) 5, the ETL 6, and the cathode 7 are placed on the substrate 1 on the lower layer side. From the side, it has a configuration provided in this order. Further, the light emitting element 10 further includes an insulator layer (hereinafter, referred to as “IL”) 4 between the HTL 3 and the ETL 6. That is, the light emitting element 10 includes IL4 and EML5 between HTL3 and ETL6.
  • IL4 and EML5 between HTL3 and ETL6.
  • the light emitting element 10R includes EML5 having a red light emitting peak as EML5.
  • the light emitting element 10G includes EML5 having a green light emitting peak as EML5.
  • the light emitting element 10G includes EML5 having a blue light emitting peak as EML5.
  • having a red emission peak means “having an emission peak wavelength in a wavelength band of 600 nm or more and 780 nm or less”.
  • having a green emission peak means “having an emission peak wavelength in a wavelength band of 500 nm or more and 600 nm or less”.
  • having a blue emission peak means “having an emission peak wavelength in a wavelength band of 400 nm or more and 500 nm or less”.
  • the light emitting element 10R preferably has a light emitting peak wavelength in a wavelength band of 620 nm or more and 650 nm or less. Further, the light emitting element 10G preferably has a light emitting peak wavelength in a wavelength band of 520 nm or more and 540 nm or less. The light emitting element 10B preferably has an emission peak wavelength in a wavelength band of 440 nm or more and 460 nm or less.
  • the anode 2 the HTL3, and the EML5 are separated into islands for each pixel P by the bank BK.
  • the cathode 7 and the ETL 6 are not separated in an island shape by the bank BK, and are commonly formed in each pixel P.
  • the first electrode and the first carrier transport layer which are lower electrodes, are formed in an island shape for each pixel P, and the second electrode, which is an upper electrode, is formed in common for each pixel P. Just do it. Therefore, the ETL6 which is the second carrier transport layer may be separated into islands for each pixel P by the bank BK.
  • the ETL6 may be formed of a material common to the light emitting elements 10R / 10G / 10B regardless of whether it is island-shaped or a common layer, and the ETL6 may be formed for each of the light emitting elements 10R / 10G / 10B. , May be made of different materials.
  • the HTL3 may be formed of a material common to the light emitting elements 10R / 10G / 10B, or may be formed of a different material for each of the light emitting elements 10R / 10G / 10B.
  • Bank BK is formed in a grid pattern, for example, in a plan view.
  • the bank BK covers the peripheral edge of the anode 2.
  • the bank BK is provided with an opening for each pixel P, and the exposed portion of the anode 2 by the opening of the bank BK serves as a light emitting region of each pixel P.
  • the bank BK functions as an edge cover that covers the peripheral edge of the anode 2 and also functions as a separation wall that separates each pixel P (in other words, separates each light emitting element 10).
  • Bank BK can be made of a coatable photosensitive organic material such as a polyimide resin or an acrylic resin.
  • the sealing layer 8 is translucent. For example, a first inorganic sealing film covering the cathode 7, an organic sealing film formed above the first inorganic sealing film, and the organic sealing film are formed. Includes a second inorganic sealing film to cover.
  • the sealing layer 8 prevents foreign substances such as water and oxygen from penetrating into the light emitting elements 10R, 10G, and 10B.
  • the first inorganic sealing film and the second inorganic sealing film are, for example, a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon nitride film, or a laminated film thereof formed by a CVD (chemical vapor deposition) method, respectively.
  • the organic sealing film is a translucent organic film thicker than the first inorganic sealing film and the second inorganic sealing film, and can be composed of a coatable photosensitive organic material such as a polyimide resin or an acrylic resin. ..
  • the anode 2, HTL3, IL4, EML5, ETL6, and cathode 7 in the substrate 1 and the light emitting element 10 will be described in more detail below.
  • Board 1 is an array board. As a pixel circuit, the substrate 1 is provided with a drive circuit including a plurality of drive elements (not shown) such as a TFT (thin film transistor) that drives each light emitting element 10.
  • a TFT thin film transistor
  • Anode 2 injects holes into EML5 via HTL3.
  • the anode 2 is electrically connected to the TFT of the substrate 1 (specifically, for example, the drain electrode of the TFT).
  • the surface of the anode 2 has irregularities including a concave portion 2a and a convex portion 2b (second convex portion) in a cross-sectional view.
  • the anode 2 is provided with at least one convex portion 2b protruding in the stacking direction of each of the layers in the light emitting element 10 in the cross section of one pixel P.
  • each anode 2 in each light emitting element 10 includes at least one convex portion 2b.
  • FIGS. 1 and 3 as an example, the case where the anode 2 in each light emitting element 10 has a plurality of convex portions 2b is shown as an example. In this case, it is desirable that the concave portion 2a and the convex portion 2b are regularly provided.
  • HTL3 is a layer that transports holes from the anode 2 to the EML5.
  • HTL3 is laminated on the anode 2 along the surface of the anode 2. Therefore, the HTL 3 has an unevenness composed of a concave portion 3a and a convex portion 3b (first convex portion) that follows the shape of the surface of the anode 2 in a cross-sectional view.
  • the convex portion 3b covers the surface of the convex portion 2b.
  • the recess 3a covers the surface of the recess 2a.
  • the HTL 3 is provided with at least one convex portion 3b protruding in the stacking direction of each of the layers in the light emitting element 10 in the cross section of one pixel P.
  • each HTL3 in each light emitting element 10 includes at least one convex portion 3b.
  • FIG. 1 and FIG. 3 as an example, a case where each HTL3 in each light emitting element 10 includes a plurality of convex portions 3b is shown as an example.
  • the IL4 is provided between the convex portion 3b and the ETL6 in an island shape in contact with the convex portion 3b and the ETL6. IL4 is not provided on the recess 3a.
  • FIG. 2 is a perspective view of a main part showing an example of the shape of the convex portion 3b and the shape of the IL4 when the light emitting element 10 shown in FIG. 1 is viewed from above.
  • the ETL 6 and the cathode 7 are not shown.
  • IL4 is formed on the convex portion 3b in the same shape as the convex portion 3b. As shown in FIG. 2, the convex portions 3b and IL4 are each formed in a striped shape in a plan view, for example.
  • EML5 is a layer containing a light emitting material and emitting light by recombination of electrons transported from the cathode 7 and holes transported from the anode 2.
  • the height of the outermost surface of the EML5 coincides with the height of the outermost surface of the IL4 in the concave portion 3a surrounded by the convex portion 3b and the IL4 and the bank BK (in other words, the surface). It is provided so that it becomes one).
  • ETL6 is a layer that transports electrons from the cathode 7 to the EML5.
  • ETL6 is flat, and ETL6 is formed on IL4 and EML5 in the form of a continuous film in contact with IL4 and EML5.
  • the cathode 7 injects electrons into the EML 5 via the ETL 6.
  • the cathode 7 is also flat, and the cathode 7 is formed on the ETL6 in the form of a continuous film.
  • the substrate 1 may be made of a translucent material or a light-reflecting material. However, when the light emitting element 10 has a bottom emission structure or a double-sided light emitting structure, a translucent substrate made of a translucent material is used for the substrate 1.
  • the light emitting element 10 is formed on the substrate 1. Therefore, the light emitting element 10 may include a substrate 1 as a support.
  • the substrate 1 included in the light emitting element 10 may be, for example, a glass substrate or a flexible substrate such as a resin substrate.
  • an organic material or an inorganic material used for a self-luminous element for a display panel can be used.
  • the anode 2 and the cathode 7 are each made of a conductive material.
  • the conductive material used for the anode 2 include metals commonly used for anodes such as Al (aluminum), Ag (silver), and Mg (magnesium); alloys of these metals; ITO (oxidation).
  • Examples of the conductive material used for the cathode 7 include metals commonly used for the cathode such as Al, Ag, and Mg; alloys of these metals; and the like. These conductive materials may be used alone or in combination of two or more as appropriate. Further, the alloy may further contain Li (lithium).
  • the electrode on the light extraction surface side needs to be transparent.
  • the electrode on the side opposite to the light extraction surface may or may not be transparent. Therefore, at least one of the anode 2 and the cathode 7 is made of a translucent material. Either one of the anode 2 and the cathode 7 may be formed of a light-reflecting material.
  • the light emitting element 10 shown in FIG. 1 is a top emission type light emitting element
  • the upper layer cathode 7 is formed of a light-transmitting material
  • the lower layer anode 2 is made of a light-reflecting material.
  • the light emitting element 10 shown in FIG. 1 is a bottom emission type light emitting element
  • the upper layer cathode 7 is formed of a light-reflecting material
  • the lower layer anode 2 is formed of a light-transmitting material.
  • the material of HTL3 may be any hole-transporting material capable of stabilizing the transport of holes into EML5, but among them, a material having high hole mobility is preferable.
  • HTL3 may have a function of inhibiting the transport of electrons.
  • the hole transporting material is preferably an electron blocking material that prevents the penetration of electrons that have moved from the cathode 7. This makes it possible to increase the recombination efficiency of holes and electrons in EML5.
  • the HTL 3 may also have a function as a hole injection layer that promotes the injection of holes from the anode 2 to the EML 5.
  • HTL3 is a hole-transporting material, for example, NiO (nickel oxide), CuAlO 2 (copper aluminate), PEDOT: PSS (poly (3,4-ethylenedioxythiophene) -poly (4-styrene sulfonate)). , PVK (polyvinylcarbazole), TFB (poly [(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl) -co- (4,4'-(N-4-sec-butylphenyl)) diphenylamine)] ) Etc. may be included. Only one kind of these hole transporting materials may be used, or two or more kinds may be mixed and used as appropriate. Further, nanoparticles may be used as the hole transporting material.
  • a known electron transporting material can be used for ETL6.
  • the ETL6 may have a function of inhibiting the transport of holes.
  • the electron transporting material is preferably a hole blocking material that prevents the holes that have moved from the anode 2 from penetrating. This makes it possible to increase the recombination efficiency of holes and electrons in EML5.
  • the ETL 6 may also have a function as an electron injection layer that promotes the injection of electrons from the cathode 7 to the EML 5.
  • ETL6 may contain, for example, a metal oxide, a group II-VI compound semiconductor, a group III-V compound semiconductor, and a group IV-IV compound semiconductor as an electron transporting material.
  • the metal oxide include MoO 3 (molybdenum trioxide), Cr 2 O 3 (chromium oxide), NiO (nickel oxide), WO 3 (tungsten trioxide), ITO (tin indium oxide), and InGaZnOx (oxidation). Indium gallium zinc), Ga 2 O 3 (gallium oxide), In 2 O 3 (indium oxide) and the like.
  • Examples of the II-VI group compound semiconductor include IZO (indium-doped zinc oxide), ZAO (aluminum-doped zinc oxide), ZnO (zinc oxide), MgO (magnesium oxide), ZnMgO (magnesium oxide), and ZnS (sulfide sulfide).
  • Zinc oxide), ZnSe (zinc selenide), ZnSSe (zinc selenide sulfide), MgS (magnesium sulfide), MgSe (magnesium selenium), MgSSe (magnesium selenium sulfide) and the like can be mentioned.
  • Examples of the Group III-V compound semiconductor include AlAs (aluminum nitride), GaAs (gallium arsenide), InAs (indium arsenide), and their mixed crystals, AlGaInAs; AlN (aluminum nitride) and GaN (gallium nitride). ), InN (indium nitride), and their mixed crystals, AlGaInN, GaP (gallium arsenide), AlInGaP; and the like.
  • Examples of the IV-IV compound semiconductor include semiconductors made of different elements such as SiGe (silicon germanium) and SiC (silicon carbide). Only one kind of these electron transporting materials may be used, or two or more kinds may be mixed and used as appropriate.
  • insulating materials such as SiO2 (silicon oxide), SiN (silicon nitride), and SION (silicon oxynitride) can be used.
  • EML5 may contain, for example, nano-sized quantum dots (hereinafter referred to as “QD”) as a light emitting material.
  • QD nano-sized quantum dots
  • a known QD can be used for the QD.
  • the QD includes, for example, Cd (cadmium), S (sulfur), Te (tellurium), Se (selenium), Zn (zinc), In (indium), N (nitrogen), P (phosphorus), As (arsenic). , Sb (antimony), aluminum (Al), Ga (gallium), Pb (lead), Si (silicon), Ge (germanium), Mg (magnesium), composed of at least one element selected from the group. It may contain at least one kind of semiconductor material.
  • the QD may be a two-component core type, a three-component core type, a four-component core type, a core-shell type or a core multi-shell type. Further, the QD may contain nanoparticles doped with at least one of the above elements, and may have a structure with an inclined composition.
  • the EML 5 may include, for example, an organic light emitting material that emits light in each color instead of the QD.
  • the light emitting element 10 is a QLED using QD as a light emitting material as described above, holes and electrons are recombined in EML 5 by a driving current between the anode 2 and the cathode 7. Then, light (fluorescence) is emitted in the process of transitioning the excitons generated by this from the conduction band level of the QD to the valence band level.
  • the light emitting element 10 is an OLED using an organic light emitting material as the light emitting material
  • holes and electrons are recombined in EML 5 by the driving current between the anode 2 and the cathode 7. Then, light is emitted in the process of transitioning the excitons generated by this to the ground state.
  • the light emitting element 10 may be a light emitting element other than OLED and QLED (for example, an inorganic light emitting diode).
  • the anode 2 is formed so that the portion having the thickest layer thickness has a thickness equal to or greater than the layer thickness of EML5.
  • the portion of the anode 2 having the thickest layer thickness is the portion where the convex portion 2b is formed.
  • the portion of the anode 2 having the thickest layer thickness is referred to as a “convex forming portion of the anode 2”.
  • the thickness of EML5 is often several tens of nm, and generally 50 nm.
  • the convex portion forming portion of the anode 2 is formed to have a thickness of, for example, 50 nm or more, which is the layer thickness of EML5.
  • the layer thickness of the convex portion forming portion of the anode 2 is preferably 3 times or less the layer thickness of the EML5 in the thickest case. That is, the layer thickness of the convex portion forming portion of the anode 2 is preferably set within a range of 1 times or more and 3 times or less of the layer thickness of EML5.
  • the layer thickness of the anode 2 indicates the thickness of the anode 2 in the normal direction of the surface of the anode 2. Specifically, the layer thickness of the anode 2 indicates the distance between the upper surface and the lower surface of the anode 2. Therefore, the layer thickness of the anode 2 in the recess 2a indicates the thickness of the bottom wall of the recess 2a. Further, the layer thickness of the anode 2 in the convex portion 2b (that is, the layer thickness of the convex portion forming portion of the anode 2) indicates the sum of the height 2b and the thickness of the bottom wall of the concave portion 2a.
  • the portion of the anode 2 having the thinnest layer thickness is the bottom wall of the recess 2a.
  • the layer thickness of the bottom wall of the recess 2a can be set in the same manner as the layer thickness of the anode in the conventional light emitting element using the anode for the lower electrode.
  • the layer thickness of EML5 is not particularly limited as long as it can provide a field for recombination of electrons and holes and exhibit a function of emitting light.
  • the layer thickness of EML5 is preferably about several times the outermost particle size of QD.
  • the particle size of QD can be set in the same way as before.
  • the particle size of the core of the QD is, for example, 1 to 30 nm, and the outermost particle size of the QD including the shell is, for example, 1 to 50 nm.
  • the number of overlapping layers of QD in the light emitting element 10 is, for example, 1 to 20 layers.
  • the layer thickness of EML5 is 100 nm or less. With a layer thickness of more than 100 nm, it is difficult for EML5 to inject carriers over the entire layer thickness direction of EML5 when injecting electrons or holes.
  • the EML5 is formed so that the height of the outermost surface of the EML5 coincides with the height of the outermost surface of the IL4. Therefore, as shown in FIG. 1, the layer thickness of EML5 is equal to the sum of the layer thickness 4h of IL4 and the height 3h of the convex portion 3b. Therefore, it is desirable that the sum of the layer thickness 4h and the height 3h is 100 nm or less. As shown in FIG. 1, the height 3h of the convex portion 3b is equal to the depth of the concave portion 3a.
  • the layer thickness of 4h is set to 10 nm or more in order to avoid tunneling of carriers injected into EML5.
  • the layer thickness 4h is set to 10 nm or more in order to avoid tunneling of carriers injected into EML5.
  • the tunnel probability decreases with the exponential function of the layer thickness 4h as the layer thickness 4h increases. If the layer thickness 4h is 20 nm or more, the tunnel probability is sufficiently low, and the insulation between HTL3 and ETL6 can be secured. Therefore, the layer thickness 4h is preferably 20 nm or more.
  • the height of 3h affects the carrier injection of EML5 in the layer thickness direction.
  • the height 3h is preferably 20 nm or more.
  • the light emitted from the EML 5 is scattered by the convex portion 3b, avoiding total reflection at the interface between the light emitting element 10 and the atmosphere, and the light extraction efficiency is improved.
  • the height 3h of the convex portion 3b is on the order of about 1/10 of the emission wavelength. Therefore, the light scattering of the convex portion 3b is mainly Rayleigh scattering, and the degree of scattering is proportional to the inverse square of the height 3h. Therefore, the lower the height 3h, the higher the scattering effect.
  • the processing process there is a limit to the height 3h that can be processed. Due to the competition between this scattering effect and the processing process, the lower limit of the height 3h at which the most scattering effect can be obtained on a processable scale is 20 nm. From the above, by setting the height 3h to 20 nm or more, the carrier injection efficiency is improved, and at the same time, the light extraction efficiency due to the scattering effect is improved, and the EQE is improved.
  • the sum of the layer thickness 4h and the height 3h is preferably 30 nm or more and 100 nm or less, and more preferably 40 nm or more and 100 nm or less. Therefore, the layer thickness of EML5 is preferably 30 nm or more and 100 nm or less, and more preferably 40 nm or more and 100 nm or less.
  • the upper limit of the height 3h is from 100 nm, which is the upper limit of the layer thickness of EML5. It is 90 nm after subtracting 10 nm, which is the lower limit of the layer thickness of 4 h.
  • the height 3h is more preferably 80 nm or less because the layer thickness 4h is preferably 20 nm or more. Therefore, although it depends on the processing method, the height 3h is preferably 20 nm or more and 90 nm or less, and more preferably 20 nm or more and 80 nm or less.
  • the upper limit of the layer thickness 4h is the maximum thickness at which carriers can be uniformly injected from HTL3 to EML5 when the height 3h is the minimum value or when the layer thickness of EML5 is the maximum value. It is decided by.
  • the upper limit of the layer thickness 4h is preferably 50 nm, more preferably 30 nm, in consideration of the height 3h (in other words, the depth of the recess 3a). Therefore, the layer thickness of 4h is preferably 10 nm or more, and more preferably 20 nm or more. Further, the layer thickness 4h is preferably 50 nm or less, and more preferably 30 nm or less.
  • the distance 3W (in other words, the width of the concave portion 3a) between the adjacent convex portions 3b is preferably twice or more the particle size of the QD when QD is used as the light emitting material of EML5, for example. If the distance 3W is narrower than the particle size, the recess 3a cannot be filled with QD. In order to fill the recess 3a with QD without gaps, it is desirable that the distance 3W is at least twice the width of the particle size of QD. For the same reason, it is desirable that the depth of the recess 3a (that is, the height 3h) is equal to or larger than the particle size of the QD.
  • the distance 3W is 20 nm or more and 1/2 or less of the cross-sectional width of the light emitting element 10 in the arrangement direction of the plurality of convex portions 3b.
  • HTL3 is preferably formed so as to have a constant layer thickness. Therefore, the layer thickness of HTL3 in the convex portion 3b and the layer thickness of HTL3 in the concave portion 3a have the same layer thickness.
  • the height 3h of the convex portion 3b is equal to the height 2h of the convex portion 2b.
  • the height 2h of the convex portion 2b is equal to the depth of the concave portion 2a. Therefore, the height 2h is preferably 20 nm or more and 90 nm or less, and more preferably 20 nm or more and 80 nm or less.
  • the distance 2W between the adjacent convex portions 2b is a value obtained by subtracting the layer thickness of HTL3 from the distance 3W. Therefore, the distance 2W is set so that the distance 3W is within the above-mentioned range.
  • the layer thickness of HTL3 indicates the thickness of HTL3 in the normal direction of the surface of HTL3. Specifically, the layer thickness of HTL3 indicates the distance between the surface on the anode 2 side and the surface on the EML5 side in HTL3.
  • the layer thickness of HTL3 in the convex portion 3b indicates the layer thickness of the portion of HTL3 that covers the surface of the convex portion 2b of the anode 2. More specifically, the layer thickness of HTL3 in the convex portion 3b indicates the thickness of the side wall of the convex portion 3b and the thickness of the top wall.
  • the layer thickness of HTL3 in the concave portion 3a indicates the layer thickness of the portion of HTL3 that covers the surface other than the convex portion 2b of the anode 2. More specifically, the layer thickness of HTL3 in the recess 3a indicates the thickness of the bottom wall of the recess 3a.
  • the HTL3 may be set so that the height 3h and the distance 3W are within the above-mentioned ranges.
  • the layer thickness itself of HTL3 is not particularly limited as long as it is a thickness at which the hole transport function is sufficiently exhibited.
  • the layer thickness of HTL3 can be set in the same manner as the layer thickness of HTL in a conventionally known self-luminous element for a display panel.
  • the layer thickness of ETL6 is not particularly limited as long as it is thick enough to exhibit the electron transport function.
  • the layer thickness of the ETL 6 can be set in the same manner as the layer thickness of the ETL in a conventionally known self-luminous element for a display panel.
  • the layer thickness of the cathode 7 is not particularly limited, and can be set in the same manner as the layer thickness of the cathode in the conventional light emitting element using the cathode as the upper electrode.
  • the layer thickness of each layer indicates the thickness of each layer in the normal direction of the surface of each layer.
  • FIGS. 4 to 7 are cross-sectional views showing a part of the manufacturing process of the light emitting element 10 in the display device 100 according to the present embodiment in the order of the processes.
  • 4 to 7 show a cross section of the display device 100 corresponding to the cross section of the light emitting element 10 shown in FIG.
  • FIG. 5 shows a manufacturing process after the manufacturing process shown in FIG.
  • FIG. 6 shows a manufacturing process after the manufacturing process shown in FIG.
  • FIG. 7 shows a manufacturing process after the manufacturing process shown in FIG.
  • a substrate 1 as a support is prepared, and a conductive layer 12 made of a conductive material to be an anode 2 is formed on the substrate 1 (step 1).
  • the conductive layer 12 is formed in an island shape for each pixel P so as to be in contact with the drain electrode of each TFT.
  • the layer thickness of the anode 2 is preferably set within the range of 1 times or more and 3 times or less of the layer thickness of EML5. Therefore, the layer thickness of the conductive layer 12 is set within the above range so that the layer thickness of the anode 2 is within the above range.
  • the thickness of EML5 is often several tens of nm, and generally 50 nm.
  • the conductive layer 12 is formed to have a thickness of, for example, 50 nm or more.
  • the substrate 1 may be manufactured in advance by a known TFT step, or a commercially available array substrate may be used.
  • the substrate 1 can be manufactured, for example, by the following method. First, a TFT layer including a TFT and a plurality of wirings is formed on an insulating substrate by a known method. Next, a flattening layer made of a photosensitive resin is formed on the TFT layer by a known method. Then, a contact hole for connecting the anode 2 to the drain electrode of the TFT is formed in the flattening layer. As a result, the substrate 1 provided with a plurality of TFTs is formed.
  • the conductive layer 12 serving as the anode 2 is connected to the drain electrode of the TFT via the contact hole formed in the flattening layer.
  • a mask 111 for processing the surface of the conductive layer 12 into an uneven shape is formed on the conductive layer 12 (step S2).
  • a resist pattern by general photolithography may be formed, or instead of the resist pattern, it may be simply covered with a metal mask.
  • the conductive layer 12 is etched by wet etching or dry etching to process the surface of the conductive layer 12 into an uneven shape.
  • the anode 2 having the uneven surface composed of the concave portion 2a and the convex portion 2b is formed (step S3).
  • a recess 2a is formed in the region by etching the region on the surface of the conductive layer 12 that is not covered with the mask 111.
  • the convex portion 2b is formed in the region covered with the mask 111 on the surface of the conductive layer 12 in a plan view that is not etched.
  • a bank BK is formed so as to cover the peripheral edge of the anode 2.
  • the bank BK is formed so that the height of the upper surface, which is the outermost surface of the bank BK, matches the height of the upper surface, which is the outermost surface of the IL4.
  • the mask 111 is removed, and a hole-transporting material layer 13 made of a hole-transporting material, which becomes HTL3, is formed on the anode 2 (step S4).
  • the hole transporting material layer 13 is formed into an island-like pattern for each pixel P.
  • the film formation of the hole transporting material layer 13 (in other words, the film formation of HTL3), a sputtering method, a thin film deposition method, a colloidal solution coating, or the like can be used.
  • the layer thickness of the hole transporting material layer 13 is set to a thickness of 3h or more in height of the convex portion 3b.
  • the HTL3 before forming the uneven pattern is referred to as “hole transporting material”. It is referred to as "layer 13".
  • the anode 2 before forming the uneven pattern is referred to as the "conductive layer 12" to distinguish it from the final anode 2 after forming the uneven pattern.
  • a mask 112 for processing the surface of the hole transporting material layer 13 into an uneven shape along the surface of the anode 2 is provided on the hole transporting material layer 13. Form (step S5).
  • a mask similar to the mask 111 can be used for the mask 112, except that the mask 112 is formed to be one size larger than the mask 111 in a plan view.
  • the mask 112 is formed on the surface of the hole transporting material layer 13 so as to overlap the convex portion 2b in a plan view.
  • the mask 112 is formed one size larger than the mask 111 in a plan view, so that the mask 112 is formed one size larger than the convex portion 2b.
  • the hole transporting material layer 13 is etched by wet etching or dry etching to make the surface of the hole transporting material layer 13 uneven along the surface of the anode 2. To process.
  • HTL3 having unevenness on the surface composed of the concave portion 3a and the convex portion 3b is formed (step S6).
  • a recess 3a is formed in the region by etching the region of the surface of the hole transporting material layer 13 that is not covered with the mask 112.
  • the convex portion 3b is formed in the region covered with the mask 112 on the surface of the hole transporting material layer 13 in a non-etched plan view.
  • the etching time is controlled so that the layer thickness of HTL3 after etching becomes substantially constant. That is, in the present embodiment, the etching time is controlled so that the thickness of the side wall of the convex portion 3b, the thickness of the top wall of the convex portion 3b, and the thickness of the bottom wall of the concave portion 3a are substantially the same. As a result, the concave portion 3a and the convex portion 3b having a shape similar to the concave portion 2a and the convex portion 2b are formed.
  • the mask 112 is removed, and a new mask 113 for forming IL4 on the convex portion 3b is formed in the concave portion 3a (step S7).
  • the mask 113 can be formed in the same manner as the masks 111 and 112 by using the same materials as the masks 111 and 112.
  • an insulating film 14 to be IL4 is formed so as to cover the HTL3 and the mask 113 (step S8).
  • the insulating film 14 can be formed by using various conventionally known methods for forming the insulator layer, such as a sputtering method, a thin film deposition method, or a coating method.
  • step S9 the insulating film 14 in the recess 3a is lifted off by removing the mask 113.
  • IL4 made of the insulating film 14 is formed on the convex portion 3b (step S9).
  • the IL4 thus formed is superposed on the convex portion 3b and has the same shape as the convex portion 3b in a plan view by removing the insulating film 14 in the concave portion 3a.
  • EML5 is formed in the concave portion 3a including the IL4 and the convex portion 3b as a part of the side wall (step S10).
  • the height of the outermost surface of the EML5 is the outermost surface of the IL4.
  • EML5 is formed to match the height and the height of the outermost surface of the bank BK.
  • the EML 5 having a red light emitting peak is formed in the pixel RP.
  • EML5 having a green emission peak is formed in the pixel G.
  • EML5 having a blue emission peak is formed in the pixel BP.
  • EML5 is, for example, a QD layer containing QD
  • EML5 can be formed by spin-coating a colloidal solution in which QD is dispersed. At this time, the spin coating conditions are adjusted so that the outermost surface of EML5 and the outermost surface of IL4 are flush with each other.
  • the outermost surface of EML5 may not reach the same height as the outermost surface of IL4 even if the colloidal solution is applied once.
  • heat curing may be performed after the first application of the colloidal solution, and the second application of the colloidal solution may be performed.
  • the viscosity of the colloidal solution may be adjusted so as to shift to the high viscosity side.
  • the upper surface (outermost surface) of the EML 5 can be flattened or brought close to flat.
  • ETL6 is formed on IL4 and EML5 (step S11).
  • the ETL 6 is formed as, for example, a common layer common to each pixel P as described above.
  • ETL6 film formation various conventionally known methods such as a sputtering method, a thin film deposition method, and a colloidal solution coating can be used as the ETL film formation method.
  • a cathode 7 is formed on the ETL6 (step S12).
  • the cathode 7 is formed as a common layer common to each pixel P as described above.
  • the cathode 7 For the film formation of the cathode 7, various conventionally known methods such as a vapor deposition method or a sputtering method can be used as a method for forming the cathode. As a result, the light emitting element 10 according to the present embodiment is manufactured.
  • the display device 100 is manufactured by sealing the light emitting element 10 with the pixel wiring and the sealing layer 8 after the step S12.
  • a functional film may be attached on the sealing layer 8 and the electronic circuit board may be mounted in the non-display area. Further, even if the display device 100 is made flexible by attaching the upper surface film on the sealing layer 8 after forming the sealing layer 8 and peeling off the support substrate such as the glass substrate and attaching the lower surface film. Good. Further, a large substrate such as mother glass may be used as the support substrate, and the functional film may be divided before being attached.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a conventional general light emitting element 500. Similar to the light emitting element described in Patent Document 1, in the light emitting element 500 shown in FIG. 8, the anode 501, HTL502, EML503, ETL504, and cathode 505, each having a flat surface in cross-sectional view, are formed from the lower layer side. It has a configuration provided in this order.
  • the conventional light emitting element 500 has a configuration in which the anode 501 and the cathode 505 facing each other are parallel plate electrodes. Unlike the light emitting element 10, the light emitting element 500 has a flat surface of the anode 501 and a flat surface of the HTL 502, and the interface where the anode 501 and the HTL 502 are in contact with each other is flat over the entire light emitting element 500.
  • the electric field from the surface of the HTL 502 toward the EML 503 is only in the direction parallel to the layer thickness direction of the EML 503, and holes are formed in the direction parallel to the layer thickness direction of the EML 503. Is injected.
  • the contact area between the HTL3 and the EML5 is increased, and the area where holes are transported by the HTL3 is expanded.
  • the electric field from the surface of HTL3 toward EML5 is distributed along the shape of HTL3.
  • the electric field from the surface of the HTL 3 toward the EML 5 is distributed along the normal direction of the surfaces of the concave portion 3a and the convex portion 3b of the HTL 3. Therefore, the light emitting element 10 has a larger electric field distribution than the conventional light emitting element 500 in which the convex portion 3b is not provided on the surface of the HTL 3.
  • holes can be injected at a wide angle not only in the direction parallel to the layer thickness direction of EML5 but also in the plane of EML5. Therefore, according to the present embodiment, the hole injection efficiency is improved as compared with the conventional case.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a scattered state of the light emitted by the light emitting element 500 shown in FIG.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a scattered state of light emitted by the light emitting element 10 shown in FIG.
  • FIG. 9 shows a case where the sealing layer 8 is provided on the light emitting element 500 shown in FIG. 8 as an example. Further, in FIG. 10, a case where the sealing layer 8 is provided on the light emitting element 500 shown in FIG. 1 is illustrated as an example.
  • the light emitting element 10 As shown in FIG. 10, according to the light emitting element 10, light is scattered on the side walls of the convex portions 2b and 3b of the anode 2 and the HTL3. Therefore, according to the light emitting element 10, the scattered light is increased as compared with the light emitting element 500 shown in FIG. 9, and the scattered light is multiple-reflected. As a result, light that is normally reflected at a shallow angle and is not emitted to the outside is emitted to the outside at an angle that can avoid total reflection at the interface between the sealing layer 8 and the atmosphere while being multiplely reflected multiple times. Will be done. Therefore, according to the present embodiment, the light extraction efficiency is improved as compared with the conventional case.
  • the HTL3 and the ETL6 can be insulated by providing the IL4 between the convex portion 3b where the HTL3 and the ETL6 are closest to each other and the ETL6 facing each other.
  • electric field concentration between HTL3 and ETL6 can be prevented. Therefore, it is possible to prevent the generation of a large local electric field and prevent the destruction of the EML5.
  • the IL4 is provided in contact with the convex portion 3b and the ETL6 as shown in FIG. 1, it is possible to more reliably prevent the electric field concentration between the HTL3 and the ETL6, and it is local.
  • the generation of a large electric field can be prevented more reliably.
  • the destruction of EML5 can be prevented more reliably.
  • the electric field distribution on the convex portion 3b can be more reliably eliminated, and the carriers can be uniformly injected from HTL3 to EML5.
  • FIG. 11 is a diagram showing the electric field strength along the surface of HTL3 of the light emitting element 10 shown in FIG.
  • the horizontal axis shown as "the position of the surface of the anode” is not the uneven slope of the anode 2, but simply the position when the bottom wall of the recess 2a of the anode 2 is horizontally crossed. ..
  • the layer thickness of the HTL3 is constant regardless of the location, and the HTL3 has the same layer thickness in the concave portion 3a and the convex portion 3b. Therefore, as shown in FIG. 11, the light emitting element 10 has a cross section of the light emitting element 10 without the electric field strength of the electric field applied between the HTL 3 and the EML 5 fluctuating within the HTL 3 to cause an in-plane distribution. It becomes almost constant everywhere.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing an example of a schematic configuration of a main part of the light emitting element 10 shown in FIG. 1 together with an electric field distribution.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a main part of a comparative light emitting element 10'in which IL4 is not provided in the light emitting element 10 shown in FIG. 1 together with an electric field distribution. Note that FIG. 13 shows a case where the light emitting element 10 shown in FIG. 12 is not provided with IL4 as an example.
  • the outermost surface of EML5 may not reach the same height as the outermost surface of IL4.
  • the outermost surface of EML5 can be flattened or brought close to flat by reapplying the colloidal solution or adjusting the viscosity of the colloidal solution.
  • the outermost surface of EML5 is not completely flattened, and the outermost surface of EML5 may rise near the interface between the outermost surface of EML5 and the resurfaced surface of IL4.
  • FIG. 13 when IL4 is not formed, the outermost surface of EML5 may rise in the formation region of the convex portion 3b and its vicinity.
  • the electric field near the outermost surface of the HTL3 is only slightly reduced in the region where the outermost surface of the EML5 is raised.
  • IL4 is formed on the convex portion 3b, and the surfaces of the anode 2 and the HTL 3 are formed so that the surface shapes of the anode 2 and the HTL 3 are similar to each other. Unevenness is provided. Therefore, according to the present embodiment, selective carrier injection from the convex portion 3b can be suppressed, and the distance between the surface of the anode 2 and the surface of the HTL3 (in other words, the layer thickness of the HTL3). Is constant everywhere. Therefore, according to the present embodiment, as described above, holes can be uniformly injected over the entire in-plane area of the EML5.
  • Table 1 shows the results of comparing the element characteristics of the light emitting element 10 and the light emitting element 500.
  • the parameters of the element structure of the light emitting element 10 used for the evaluation are as follows.
  • the parameters of the element structure of the light emitting element 500 used for the evaluation are as follows.
  • Cathode 505 Al, 50 nm ETL504: ZnO (nanoparticle coating film formation), 40 nm EML503: QD layer using CdSe for the core and ZnS for the shell, 60 nm, emission wavelength 550 nm (green) HTL502: NiO (spatter film formation), 40 nm Anode 501: ITO (sputter film formation), 30 nm
  • ETL504 ZnO (nanoparticle coating film formation)
  • EML503 QD layer using CdSe for the core and ZnS for the shell, 60 nm, emission wavelength 550 nm (green)
  • HTL502 NiO (spatter film formation)
  • 40 nm Anode 501 ITO (sputter film formation), 30 nm
  • Table 1 The evaluation methods and evaluation results of each characteristic shown in Table 1 are as follows.
  • EOD Electrode Only Device
  • HOD Hele Only Device
  • a hole blocking layer serving as a barrier against holes was added on the anode side to the respective element structures of the light emitting element 10 and the light emitting element 500 described above.
  • an electron blocking layer that acts as a barrier against electrons is added on the cathode side to the respective element structures of the light emitting element 10 and the light emitting element 500 described above.
  • the current consisting only of electrons and the current consisting only of holes can be measured, respectively, so that the injection amounts of electrons alone and holes alone can be calculated.
  • the hole injection efficiency was improved by 13% as compared with the light emitting element 500, as shown in the “improvement rate” in Table 1, by providing the anode 2 and the HTL 3 with irregularities. ..
  • the injection amount (electron density) per unit area of electrons obtained by the above EOD is De
  • the injection amount (hole density) of holes obtained by the above HOD per unit area is Dh
  • the diffusion length of electrons in the QD layer is Le
  • the diffusion length of holes in the QD layer is Lh.
  • the diffusion distance x is plotted with the thickness of the EML as d, the diffusion distance as x, and the junction interface between the ETL and the QD layer as the origin.
  • the QD core can be considered defect-free. Therefore, the diffusion lengths Le ⁇ Lh measured with the bulk material are underestimated, but there is no problem in practical use. Then, the concentration change due to the diffusion of electrons is represented by De ⁇ exp ( ⁇ x / Le). The change in concentration due to the diffusion of hole diffusion is represented by Dh ⁇ exp ⁇ -(dx) / Lh ⁇ . Therefore, the overlap integral is obtained by integrating the product of both at the diffusion distance x.
  • the carrier balance is indicated by the diffusion distance x at which the overlap of electron and hole concentrations is maximized by the overlap integral (that is, the diffusion distance x at the peak position of the overlap integral).
  • the best carrier balance is when the overlap integral is maximized at the center of the EML (that is, when the center of the EML is the peak position of the overlap integral).
  • the ratio x / d of the diffusion distance x at the peak position of the overlap integral calculated by the above method with respect to the thickness d of the EML is an index of the carrier balance.
  • x / d is halved.
  • the x / d when the maximum value of the integral overlaps with either the EML side or the HTL side is unevenly distributed varies between 0 and 1/2.
  • the carrier balance was improved by 13% as in the hole injection efficiency, as shown in the “improvement rate” in Table 1. ..
  • Light extraction efficiency is determined by the layer thickness, refractive index, and geometrical shape of each layer through which light propagates, and by geometrical optics ray tracing (ray tracing) using analysis software used to analyze inorganic LEDs for lighting, for example. Calculated.
  • ray tracing a light emitting element is divided into, for example, an aggregate of rectangular minute regions, and the optical constant of each minute region is set according to an actual element. Then, the incident and emission, absorption and reflection of light at the interface of minute regions having different optical characteristics are traced by geometrical optics according to Lambert's cosine law and Lambert-Lambert's law.
  • the density of the light rays to be tracked is set so high that it can be regarded as continuously distributed with respect to the size of the EML of the light emitting element.
  • the light extraction efficiency is the density of the light rays to be tracked, in which the path of each light ray is traced and the density of the light rays reaching the outside of the light emitting element is set to a density that can be considered to be continuously distributed with respect to the size of the EML. It can be calculated by dividing by. Since it is difficult to directly measure the path of light propagating inside the actual device, it is not possible to actually measure the light extraction efficiency. However, by using the above method, the light extraction efficiency can be accurately obtained by calculation.
  • the light emitting element 10 As shown in FIG. 10, scattered light increases due to the unevenness of the anode 2 and the unevenness of the HTL3, and the light outside the total reflection angle of the interface between the sealing layer and the atmosphere increases. As a result, as shown in the "improvement rate" in Table 1, according to the light emitting element 10, the light extraction efficiency was improved by 30% as compared with the light emitting element 500.
  • EQE carrier injection efficiency ⁇ carrier balance ⁇ light extraction efficiency ⁇ IQE.
  • Carrier injection efficiency, carrier balance, and light extraction efficiency can be obtained by the methods described above, respectively.
  • the EQE is based on the ratio of the photon density (photon density / carrier density) obtained from the emission luminance spectrum to the carrier density (injection amount per unit area of the carrier) calculated from the currents measured by the EOD and HOD. It can be obtained directly.
  • e photon energy
  • c indicates the speed of light
  • ⁇ indicates wavelength. ..
  • IQE can be calculated from the above formula by obtaining EQE, carrier injection efficiency, carrier balance, and light extraction efficiency by the above-mentioned method.
  • the emission recombination probability of the QD itself and the density of the non-emission center are unique to the QD and do not change due to external factors. Therefore, for example, they are constants that do not depend on the magnitude of the applied electric field or the magnitude of the injection carrier. Therefore, regardless of carrier injection, as shown in Table 1, the IQE was unchanged between the light emitting element 500 and the light emitting element 10.
  • the EQE has a light extraction efficiency of 69%, which is from 0.15 to 0.25, as compared with the light emitting element 500, as shown in the “improvement rate” of Table 1. Improved. It is considered that this is because the hole injection efficiency is increased by the electric field along the side wall of the convex portion 3b of the HTL3, and the light is scattered by the side wall of the convex portion 3b to improve the light extraction efficiency.
  • ⁇ Modification example> 14 to 17 are perspective views of a main part showing another example of the shape of the convex portion 3b and the shape of the IL4 when the light emitting element 10 shown in FIG. 1 is viewed from above.
  • the ETL 6 and the cathode 7 are omitted for convenience of illustration.
  • IL4 is formed on the convex portion 3b in the same shape as the convex portion 3b. Further, although not shown, as described above, the convex portion 3b is formed along the convex portion 2b and has a similar shape to the convex portion 2b. In FIG. 2, the case where the convex portions 3b and IL4 are each formed in a striped shape in a plan view is illustrated as an example. However, the shapes of the convex portions 3b and IL4 are not limited to the shapes shown in FIG. The convex portions 3b and IL4 may be formed in an intermittent line shape, and may be formed in a matrix shape in a plan view, for example, as shown in FIG.
  • the convex portions 3b and IL4 may be formed in a staggered pattern in a plan view.
  • the convex portions 3b adjacent to each other in the row direction (first direction) are referred to as the convex portion 3b1 and the convex portion 3b2.
  • the convex portions 3b adjacent to each other in the row direction (second direction) perpendicular to the column direction are designated as the convex portions 3b3, and the gap between the convex portions 3b1 and the convex portions 3b2 is a gap. Let it be g1.
  • the gap g1 and the convex portion 3b3 are adjacent to each other in the row direction, an electric field can be uniformly applied between the adjacent convex portions 3b, and the carrier can be uniformly injected into the EML5. Also in this case, as described above, the IL4 is formed on the convex portion 3b in the same shape as the convex portion 3b.
  • the convex portion 3b has a fishbone shape having a trunk line portion 3bA and a plurality of branch line portions 3bB extending in the in-plane direction from the trunk line portion 3bA in a plan view. It is desirable to have. Further, in this case, the branch line portion 3bB provided on one of the convex portions 3b and the branch line portion 3bB provided on the other convex portion 3b among the convex portions 3b adjacent to each other are arranged side by side alternately. Is more desirable.
  • the convex portion 3b has a fishbone shape as described above, the contact area between the convex portion 3b and the EML5 is increased as compared with the case where the convex portion 3b does not have the branch line portion 3bB. , HTL3 increases the area where holes are transported. Therefore, the hole injection efficiency can be further improved.
  • the branch line portion 3bB provided on one convex portion 3b and the branch line portion 3bB provided on the other convex portion 3b are arranged side by side alternately. Therefore, holes can be injected more uniformly in the in-plane direction from HTL3 to EML5.
  • branch line portion 3bB provided on one of the convex portions 3b adjacent to each other and the branch line portion 3bB provided on the other convex portion 3b are in the extending direction of each branch line portion 3bB. They may be arranged so as to face each other, and they do not necessarily have to be arranged side by side.
  • IL4 also has a fishbone shape. Therefore, as shown in FIG. 16, the IL4 has a fishbone shape having a trunk line portion 4A and a plurality of branch line portions 4B extending in the in-plane direction from the trunk line portion 4A in a plan view. You may be.
  • the convex portions 3b and IL4 have curved corner portions in a plan view.
  • the convex portions 3b and IL4 have a shape in which straight lines intersect with each other in a plan view.
  • local electric field concentration at the corners of the convex portion 3b and the IL4 can be avoided. Since the convex portion 3b has a curved corner portion in a plan view, the concave portion 3a also has a curved corner portion in a plan view.
  • FIG. 17 as an example, the case where the convex portion 3b and IL4 shown in FIG. 16 have a curved corner portion in a plan view is illustrated as an example. It is not limited.
  • the convex portions 3b and IL4 shown in FIG. 14 or FIG. 15 may have curved corner portions in a plan view.
  • the convex portions 3b and IL4 may be formed in a circular shape, for example, in a plan view.
  • FIGS. 18 and 19 are cross-sectional views showing an example of a schematic configuration of the concave portions 2a and 3a and the convex portions 2b and 3b in the light emitting element 10 according to the modified example of the present embodiment.
  • the HTL 3 is formed along the anode 2, and the convex portion 3b has a similar shape to the convex portion 2b.
  • the recess 3a has a similar shape to the recess 2a.
  • the convex portions 2b and 3b have a curved cross-sectional shape as shown in FIGS. 18 and 19. In other words, it is desirable that the convex portions 2b and 3b have curved corner portions without corners at which straight lines intersect in a cross-sectional view.
  • the anode 2 has a curved surface from the side wall of the convex portion 2b to the top wall, and has a curved surface from the bottom wall of the concave portion 2a to the side wall of the convex portion 2b.
  • the HTL3 on the anode 2 also has a curved surface from the side wall of the convex portion 3b to the top wall, and also has a curved surface from the bottom wall of the concave portion 3a to the side wall of the convex portion 3b.
  • the method for forming the anode 2 in a wavy shape is not particularly limited, and various conventionally known methods for forming a metal surface in a wavy shape, such as imprint, can be adopted.
  • the side wall of the convex portion 2b / 3b is provided upright, for example, in the cross-sectional view so that the IL4 has the same shape as the convex portion 3b in the plan view. Only the corners of the convex portions 2b and 3b may have a curved shape. Further, as shown in FIG. 19, the unevenness formed by the concave portion 2a and the convex portion 2b and the unevenness formed by the concave portion 3a and the convex portion 3b have a wavy shape in which the side walls of the convex portions 2b and 3b are inclined in a cross-sectional view. You may be doing it. In the example shown in FIG.
  • the IL4 has the same shape as the top wall of the convex portion 3b, not the entire convex portion 3b, in a plan view. As described above, the IL4 may have at least the same shape as the top wall of the convex portion 3b in a plan view.
  • the IL4 is provided so as to cover the corner portion of the convex portion 3b (in other words, cover at least the top wall of the convex portion 3b) in a plan view. This makes it possible to avoid local electric field concentration at the corners of the convex portion 3b.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view showing an example of a schematic configuration of EML5 and ETL6 in the light emitting element 10 according to the modified example of the present embodiment.
  • the case where the surface of the ETL6 facing the convex portions 2b and 3b is flat is illustrated as an example.
  • the surface of the ETL 6 facing the convex portions 2b and 3b may have an uneven shape.
  • the contact surface of the ETL 6 with the EML 5 may also have a shape that is convex downward according to the shape of the surface of the EML 5.
  • the lower surface of the ETL 6 may be provided with a flat portion and a downwardly convex portion alternately along the upper surface of the IL4 and the upper surface of the EML5.
  • the shape can be easily formed by, for example, reducing the viscosity of the colloidal solution used for EML5.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view showing an example of a schematic configuration of IL4 in the light emitting element 10 according to the modified example of the present embodiment.
  • IL4 has the same shape as the top wall of the convex portion 3b in a plan view.
  • the IL4 has an overhang shape in which the outer peripheral end of the IL4 is larger than the outer peripheral end of the convex portion 3b and a part of the IL4 projects from the top wall of the convex portion 3b. May be good.
  • a method of forming the IL4 in step S9 and then performing isotropic wet etching using the IL4 as a mask to etch the HTL3 and the like can be mentioned.
  • HTL3 is isotropically etched, it is necessary to thicken the bottom wall of the recess 3a in advance.
  • HTL3, IL4, EML5, and ETL6 are laminated in this order from the anode 2 side between the anode 2 and the cathode 7, taking as an example. ..
  • a hole injection layer may be further provided between the anode 2 and the HTL3.
  • an electron injection layer may be further provided between the cathode 7 and the ETL6.
  • the light emitting element 10 is used for the display device 100 has been described as an example.
  • the light emitting element 10 can also be suitably used as a light emitting element in a light emitting device other than the display device 100 such as a lighting device.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view showing an example of a schematic configuration of the light emitting element 20 according to the present embodiment.
  • the first electrode is the anode 2
  • the second electrode is the cathode 7
  • the first carrier transport layer is HTL3
  • the second carrier transport layer is ETL6. It is shown in the above.
  • the present disclosure is not limited to this, the first electrode is the cathode 7, the second electrode is the anode 2, the first carrier transport layer is ETL6, and the second carrier transport layer is HTL3. It may be.
  • a cathode 7, ETL6, IL4 and EML5, HTL3, and an anode 2 are provided in this order from the lower layer side. More specifically, the light emitting element 20 has a configuration in which the cathode 7, ETL6, IL4 and EML5, HTL3, and the anode 2 are provided on the substrate 1 shown in FIG. 3 in this order from the substrate 1 side. You may be doing it.
  • the display device 100 shown in FIG. 3 may include a light emitting element 20 instead of the light emitting element 10.
  • the cathode 7, ETL6, and EML5 are separated into islands for each pixel P by the bank BK.
  • the anode 2 and the HTL 3 are not separated in an island shape by the bank BK, and are commonly formed in each pixel P.
  • the first electrode and the first carrier transport layer which are the lower electrodes, are formed in an island shape for each pixel P, and the second electrode, which is the upper electrode, is common to each pixel P. It suffices if it is formed. Therefore, the HTL3 which is the second carrier transport layer may be separated into islands for each pixel P by the bank BK.
  • the HTL3 may be formed of a material common to the light emitting elements 10R / 10G / 10B regardless of whether it is island-shaped or a common layer, and the HTL3 may be formed of each light emitting element 10R / 10G / 10B. , May be made of different materials.
  • the ETL6 may be made of a material common to the light emitting elements 10R / 10G / 10B, or may be made of a different material for each of the light emitting elements 10R / 10G / 10B.
  • the bank BK covers the peripheral edge of the cathode 7 instead of the anode 2.
  • the bank BK is provided with an opening for each pixel P.
  • the exposed portion of the cathode 7 by the opening of the bank BK is the light emitting region of each pixel P.
  • the bank BK functions as an edge cover that covers the peripheral edge of the cathode 7, and also functions as a separation wall that separates each pixel P (in other words, separates each light emitting element 20).
  • the sealing layer 8 covers the light emitting element 20 instead of the light emitting element 10. Therefore, in the present embodiment, the sealing layer 8 is formed so as to cover the anode 2.
  • the cathode 7 is electrically connected to the TFT of the substrate 1 (specifically, for example, the drain electrode of the TFT).
  • the surface of the cathode 7 has an unevenness composed of a concave portion 7a and a convex portion 7b (second convex portion) in a cross-sectional view.
  • the cathode 7 is provided with at least one convex portion 7b protruding in the stacking direction of each of the layers in the light emitting element 20 in the cross section of one pixel P.
  • each cathode 7 in each light emitting element 20 includes at least one convex portion 7b.
  • FIG. 22 as an example, a case where the cathode 7 in the light emitting element 20 includes a plurality of convex portions 7b is illustrated as an example. In this case, it is desirable that the concave portion 7a and the convex portion 7b are regularly provided.
  • the ETL 6 is laminated on the cathode 7 along the surface of the cathode 7. Therefore, the ETL 6 has an unevenness composed of a concave portion 6a and a convex portion 6b (first convex portion) that follows the shape of the surface of the cathode 7 in a cross-sectional view. That is, the convex portion 6b covers the surface of the convex portion 7b. Further, the recess 6a covers the surface of the recess 7a.
  • each ETL6 in each light emitting element 20 used in the display device 100 includes at least one convex portion 6b.
  • FIG. 22 shows, as an example, a case where the ETL 6 in one light emitting element 20 includes a plurality of convex portions 6b.
  • the IL4 is provided between the convex portion 6b and the HTL3 in an island shape in contact with the convex portion 6b and the HTL3. IL4 is not provided on the recess 6a.
  • the IL4 may be formed on the convex portion of the first carrier transport layer in the same shape as the convex portion of the first carrier transport layer in a plan view. Therefore, the IL4 may be formed on the convex portion 6b in the same shape as the convex portion 6b in a plan view. IL4 may have the same shape as in FIGS. 2 or 14-17. Therefore, the convex portion 6b may be formed in the same shape as the IL4 shown in FIGS. 14 to 17 in a plan view. Further, the convex portion 6b may have the same shape as the convex portion 3b shown in FIG. 18 or FIG. However, this embodiment is not limited to this. The IL4 may have an overhang shape in which the outer peripheral end of the IL4 is larger than the outer peripheral end of the convex portion 6b and a part of the IL4 projects from the top wall of the convex portion 6b.
  • the height of the outermost surface of the EML5 is the height of the outermost surface of the IL4 in the concave portion 6a surrounded by the convex portion 6b and the IL4 and the bank BK (not shown). Provided to match.
  • HTL3 is flat, and HTL3 is formed on IL4 and EML5 in a continuous film shape in contact with IL4 and EML5.
  • the present embodiment is not limited to this, and it goes without saying that the HTL 3 may have the same shape as the ETL 6 shown in FIG.
  • the anode 2 is flat, and the anode 2 is formed on the HTL3 in the form of a continuous film.
  • the first electrode is the cathode 7 and the second electrode is the anode 2, so that the layer thickness of the cathode 7 is set in the same manner as the layer thickness of the anode 2 in the first embodiment.
  • the portion of the cathode 7 having the thickest layer thickness is preferably set within a range of 1 times or more and 3 times or less the layer thickness of EML5.
  • the portion of the cathode 7 having the thickest layer thickness is a portion where the convex portion 7b is formed.
  • the portion of the cathode 7 having the thickest layer thickness is referred to as a “convex forming portion of the cathode 7”.
  • the layer thickness of the anode 2 is not particularly limited, and can be set in the same manner as the layer thickness of the anode in the conventional light emitting device using the anode as the upper electrode.
  • the layer thickness of the cathode 7 indicates the thickness of the cathode 7 in the normal direction of the surface of the cathode 7. Specifically, the layer thickness of the cathode 7 indicates the distance between the upper surface and the lower surface of the cathode 7. Therefore, the layer thickness of the cathode 7 in the recess 7a indicates the thickness of the bottom wall of the recess 7a. Further, the layer thickness of the cathode 7 in the convex portion 7b (that is, the layer thickness of the convex portion forming portion of the cathode 7) indicates the sum of the height 7b and the thickness of the bottom wall of the concave portion 7a.
  • the part of the cathode 7 where the layer thickness is the thinnest is the bottom wall of the recess 7a.
  • the layer thickness of the bottom wall of the recess 7a can be set in the same manner as the layer thickness of the cathode in the conventional light emitting element using the cathode as the lower electrode.
  • the EML5 is formed so that the height of the outermost surface of the EML5 coincides with the height of the outermost surface of the IL4. Therefore, as shown in FIG. 22, the layer thickness of EML5 is equal to the sum of the layer thickness 4h of IL4 and the height 6h of the convex portion 6b. Further, the height 6h of the convex portion 6b is equal to the depth of the concave portion 6a.
  • the height 6h can be set in the same manner as the height 3h shown in FIG.
  • the layer thickness 4h is as described in the first embodiment.
  • the sum of the layer thickness 4h and the height 6h can be set in the same manner as the sum of the layer thickness 4h and the height 3h. Therefore, the sum of the layer thickness 4h and the height 6h is preferably 30 nm or more and 100 nm or less, and 40 nm or more and 100 nm or less for the same reason as the sum of the layer thickness 4h and the height 3h. More desirable. Further, the height 6h is preferably 20 nm or more and 90 nm or less, and more preferably 20 nm or more and 80 nm or less for the same reason as the height 3h.
  • the distance 6W (in other words, the width of the concave portion 6a) between the adjacent convex portions 6b can be set in the same manner as the distance 3W (in other words, the width of the concave portion 3a) shown in FIG.
  • the distance 6W is preferably 20 nm or more and 1/2 or less of the cross-sectional width of the light emitting element 20 in the arrangement direction of the plurality of convex portions 6b.
  • the distance of 6W is preferably twice or more the particle size of QD for the same reason as the distance of 3W.
  • it is desirable that the depth of the recess 6a (that is, the height 6h) is equal to or larger than the particle size of the QD.
  • the ETL 6 is preferably formed so as to have a constant layer thickness, similarly to the HTL 3 in the light emitting element 10 according to the first embodiment. Therefore, the layer thickness of ETL6 in the convex portion 6b and the layer thickness of ETL6 in the concave portion 6a have the same layer thickness.
  • the convex portion 6b has a similar shape to the convex portion 7b.
  • the recess 6a has a similar shape to the recess 7a.
  • the height 6h of the convex portion 6b is equal to the height 7h of the convex portion 7b.
  • the height 7h of the convex portion 7b is equal to the depth of the concave portion 7a.
  • the distance 7W between the adjacent convex portions 7b is a value obtained by subtracting the layer thickness of ETL6 from the distance 6W. Therefore, the distance 7W is set so that the distance 6W is within the above-mentioned range. In other words, the distance 7W can be set in the same manner as the distance 2W shown in FIG.
  • the layer thickness of ETL6 indicates the thickness of ETL6 in the normal direction of the surface of ETL6. Specifically, the layer thickness of ETL6 indicates the distance between the surface on the cathode 7 side and the surface on the EML5 side in ETL6.
  • the layer thickness of ETL6 in the convex portion 6b indicates the layer thickness of the portion of ETL6 that covers the surface of the convex portion 7b of the cathode 7. More specifically, the layer thickness of ETL6 in the convex portion 6b indicates the thickness of the side wall of the convex portion 6b and the thickness of the top wall.
  • the layer thickness of ETL6 in the recess 6a indicates the layer thickness of the portion of ETL6 that covers the surface other than the convex portion 7b of the cathode 7. More specifically, the layer thickness of ETL6 in the recess 6a indicates the thickness of the bottom wall of the recess 6a.
  • the ETL6 may be set so that the height 6h and the distance 6W are within the above-mentioned ranges.
  • the layer thickness of ETL6 itself is not particularly limited as long as it is thick enough to exhibit the electron transport function.
  • the layer thickness of the ETL 6 can be set in the same manner as the layer thickness of the ETL in a conventionally known self-luminous element for a display panel.
  • the layer thickness of HTL3 is not particularly limited as long as the hole transport function is sufficiently exhibited.
  • the layer thickness of HTL3 can be set in the same manner as the layer thickness of HTL in a conventionally known self-luminous element for a display panel.
  • the light emitting element 20 and the display device 100 provided with the light emitting element 20 change the order of the layers to be laminated as described above, whereby the light emitting element 10 according to the first embodiment and the display device 100 provided with the light emitting element 10 are provided. It can be manufactured by the same method as the manufacturing method of.
  • the contact area between the ETL6 and the EML5 increases, and the area where electrons are transported by the ETL6 increases.
  • the electric field from the surface of the ETL6 toward the EML5 is distributed along the shape of the ETL6. Specifically, the electric field from the surface of the ETL6 toward the EML5 is distributed along the normal direction of the surfaces of the concave portion 6a and the convex portion 6b of the ETL6. Therefore, the light emitting element 20 has a larger electric field distribution than the conventional light emitting element in which the convex portion 3b is not provided on the surface of the ETL6.
  • holes can be injected at a wide angle not only in the direction parallel to the layer thickness direction of EML5 but also in the plane of EML5. Therefore, according to the present embodiment, the electron injection efficiency is improved as compared with the conventional case.
  • the light emitting element 20 light is scattered on the side walls of the cathode 7 and the convex portions 7b and 6b of the ETL6. Therefore, according to the light emitting element 20, the scattered light is increased and the scattered light is multiple-reflected as compared with the conventional light emitting element in which the convex portion 3b is not provided on the surface of the ETL6. Therefore, in this embodiment as well as in the first embodiment, the light extraction efficiency is improved as compared with the conventional case.
  • the IL4 can insulate the ETL6 and the HTL3 and prevent the electric field concentration between the ETL6 and the HTL3. Therefore, it is possible to prevent the generation of a large local electric field and prevent the destruction of the EML5.
  • the IL4 is provided in contact with the convex portion 6b and the HTL3 as shown in FIG. 22, it is possible to more reliably prevent the electric field concentration between the ETL6 and the HTL3, and it is local.
  • the generation of a large electric field can be prevented more reliably.
  • the destruction of EML5 can be prevented more reliably.
  • the electric field distribution on the convex portion 6b can be more reliably eliminated, and electrons can be uniformly injected as carriers from ETL6 to EML5.
  • the layer thickness of the ETL6 is constant regardless of the location, and the ETL6 has the same layer thickness in the concave portion 6a and the convex portion 6b. Therefore, in the light emitting element 20, the electric field strength of the electric field applied between the ETL 6 and the EML 5 does not fluctuate within the ETL 6 to cause an in-plane distribution, and the light emitting element 20 is substantially constant throughout the cross section of the light emitting element 20. Become.
  • the electrons when an external electric field is applied to the light emitting element 20 to inject electrons from the ETL6 to the EML5, the electrons can be uniformly injected over the entire in-plane of the EML5. In addition, there is no region where the transport efficiency of electrons injected from ETL6 to EML5 decreases, and the carrier balance between electrons and holes can be maintained constant. Moreover, since there is no distribution in the electric field strength, it is possible to prevent the element destruction of the light emitting element 20 due to the electric field concentration.
  • the outermost surface of EML5 may not reach the same height as the outermost surface of IL4, for example, depending on the viscosity or surface tension of the colloidal solution used for EML5.
  • the electric field near the outermost surface of the ETL6 is only slightly reduced in the region where the outermost surface of the EML5 is raised, and electrons are uniformly injected over the entire in-plane area of the EML5. Can be done.
  • FIG. 23 is a cross-sectional view showing an example of a schematic configuration of the light emitting element 30 according to the present embodiment.
  • the horizontal axis shown as "position of the surface of the anode” in FIG. 23 is the same as the horizontal axis shown as "position of the surface of the anode” in FIG. 11, and in the present embodiment, the anode 2 shown in FIG. 23 is used. Indicates the position when crossing horizontally.
  • the light emitting element 30 has a configuration in which the anode 32, HTL33, IL4 and EML5, ETL6, and cathode 7 are provided in this order from the lower layer side.
  • the first electrode is the anode 32
  • the second electrode is the cathode 7
  • the first carrier transport layer is HTL33
  • the second carrier transport layer is ETL6.
  • the present embodiment is not limited to this, and the first electrode is a cathode, the second electrode is an anode, the first carrier transport layer is ETL, and the second carrier transport layer is HTL. There may be.
  • the light emitting element 30 according to the present embodiment is implemented except that the anode 32 and the HTL 33 are provided instead of the anode 2 and the HTL 3, the surface of the anode 32 is flat, and unevenness is provided only on the surface of the HTL 33. It has the same configuration as the light emitting element 10 according to the first embodiment.
  • the anode 32 has the same configuration as the anode 2 according to the first embodiment, except that the surface is flat as described above.
  • the HTL 33 has the same configuration as the HTL 3 according to the first embodiment, except for the points described below.
  • the surface of the HTL 33 has irregularities including a concave portion 33a and a convex portion 33b (first convex portion) in a cross-sectional view.
  • the anode 32 is not provided with recesses and protrusions on the surface, and has a constant layer thickness. Therefore, the HTL 33 has different layer thicknesses in the concave portion 33a and the convex portion 33b.
  • the EML5 is formed so that the height of the outermost surface of the EML5 coincides with the height of the outermost surface of the IL4. Therefore, as shown in FIG. 23, the layer thickness of EML5 is equal to the sum of the layer thickness 4h of IL4 and the height 33h of the convex portion 33b. Further, the height 33h of the convex portion 33b is equal to the depth of the concave portion 33a.
  • the height 33h can be set in the same manner as the height 3h shown in FIG.
  • the layer thickness 4h is as described in the first embodiment.
  • the sum of the layer thickness 4h and the height 33h can be set in the same manner as the sum of the layer thickness 4h and the height 3h. Therefore, the sum of the layer thickness 4h and the height 33h is preferably 30 nm or more and 100 nm or less, and is 40 nm or more and 100 nm or less for the same reason as the sum of the layer thickness 4h and the height 3h. More desirable.
  • the height 33h is preferably 20 nm or more and 90 nm or less, and more preferably 20 nm or more and 80 nm or less for the same reason as the height 3h.
  • the distance 33W (in other words, the width of the concave portion 33a) between the adjacent convex portions 33b can be set in the same manner as the distance 3W (in other words, the width of the concave portion 3a) shown in FIG.
  • the distance 33W is preferably 20 nm or more and 1/2 or less of the cross-sectional width of the light emitting element 30 in the arrangement direction of the plurality of convex portions 33b.
  • the distance 33W is preferably twice or more the particle size of QD for the same reason as the distance 3W.
  • it is desirable that the depth (that is, the height 33h) of the recess 33a is equal to or larger than the particle size of the QD.
  • the layer thickness of HTL33 indicates the thickness of the surface of HTL33 in the normal direction. Specifically, the layer thickness of HTL33 indicates the distance between the surface on the anode 2 side and the surface on the ETM5 side in HTL3.
  • the layer thickness of the HTL 33 in the recess 33a indicates the thickness of the bottom wall of the recess 33a.
  • the layer thickness of the HTL 33 in the convex portion 33b indicates the sum of the height 33b and the thickness of the bottom wall of the concave portion 33a.
  • the portion of the HTL 33 with the thinnest layer thickness is the bottom wall of the recess 33a.
  • the layer thickness of the bottom wall of the recess 33a is not particularly limited as long as the hole transport function is sufficiently exhibited.
  • the thickness of the bottom wall of the recess 33a can be set in the same manner as the layer thickness of HTL in a conventionally known self-luminous element for a display panel.
  • the layer thickness of the anode 32 is not particularly limited, and can be set in the same manner as the layer thickness of the anode in the conventional light emitting element using the anode as the lower electrode.
  • the layer thickness of the anode 32 indicates the thickness of the anode 32 in the normal direction of the surface of the anode 32.
  • the light emitting element 30 and the display device 100 provided with the light emitting element 30 are the light emitting element 10 according to the first embodiment and the display device 100 provided with the light emitting element 10, except that irregularities are formed only on the surface of the HTL 33. It can be manufactured by the same method as the manufacturing method.
  • step S1 shown in the first embodiment in the same manner as in the conventional case, after forming the anode 32 having a flat surface, the bank BK is formed without performing steps S2 and S3, and the step. Move to S4.
  • step S4 the hole transporting material layer 13 having a height of 3 h or more of the above-mentioned convex portion 3b is formed.
  • the layer thickness of the hole transporting material layer 13 is preferably set within a range of 1 times or more and 3 times or less of the layer thickness of EML5.
  • step S5 a mask 112 similar to that of the first embodiment is formed, and in a plan view, a region not covered with the mask 112 on the surface of the hole transporting material layer 13 as in the first embodiment. Etch.
  • the convex portion 33b is formed in the region covered with the mask 112 on the surface of the hole transporting material layer 13 in a plan view, which is not etched, and the concave portion 33a is formed in the other region. ..
  • the HTL 33 having the uneven surface composed of the concave portion 33a and the convex portion 33b is formed.
  • the subsequent steps are the same as those in the first embodiment.
  • FIG. 24 is a diagram showing the electric field strength along the surface of the HTL 33 of the light emitting element 30 shown in FIG. 23.
  • the layer thickness of the HTL 33 is different between the concave portion 33a and the convex portion 33b.
  • the resistivity of the HTL 33 is higher than that of the anode 32. Therefore, in the light emitting element 30, the electric field near the surface of the HTL 33 is affected by the strength and weakness in the region where the layer thickness of the HTL 33 is thin and the region where the layer thickness is thick. Specifically, as shown in FIG. 24, the electric field strength of the convex portion 33b having a thick layer thickness of the HTL 33 is smaller than that of the concave portion 33a having a thin layer thickness of the HTL 33.
  • the electric field strength near the surface of the HTL 33 changes slightly. Therefore, depending on the distribution of the electric field strength, the carrier injection efficiency changes depending on the location in the plane of the light emitting element 30.
  • the contact area between the HTL 33 and the EML 5 increases because the HTL 33 has the convex portion 33b.
  • the electric field from the surface of the HTL 33 toward the EML 5 is distributed along the shape of the HTL 33. Therefore, as compared with the conventional light emitting element 500 in which the convex portion 3b is not provided on the surface of the HTL 3, the electric field distribution is improved even when only the HTL 33 has a convex shape as in the light emitting element 30.
  • the light emitting element 30 light is scattered on the side wall of the convex portion 33b of the HTL 33. Therefore, according to the light emitting element 30, scattered light increases as compared with the conventional light emitting element 500. Therefore, according to the light emitting element 30, the above-mentioned total reflection (that is, the above-mentioned total reflection at the interface between the sealing layer 8 and the atmosphere) can be avoided to the outside as compared with the conventional light emitting element 500. The emitted light increases. Therefore, according to the light emitting element 30, EQE can be improved as compared with the conventional light emitting element 500.
  • FIG. 25 is a cross-sectional view showing an example of a schematic configuration of the light emitting element 40 according to the present embodiment.
  • the light emitting element 40 has a configuration in which the anode 2, HTL3, IL4 and EML5, ETL46, and cathode 7 are provided in this order from the lower layer side.
  • the first electrode is the anode 2
  • the second electrode is the cathode 7
  • the first carrier transport layer is HTL3
  • the second carrier transport layer is ETL46.
  • the present embodiment is not limited to this, and the first electrode is a cathode, the second electrode is an anode, the first carrier transport layer is ETL, and the second carrier transport layer is HTL. There may be.
  • the light emitting element 40 according to the present embodiment is provided with an ETL 46 instead of the ETL 6, and the ETL 6 is provided with a convex portion 46b (third convex portion) facing the convex portion 3b via the IL4. Except for the above, it has the same configuration as the light emitting element 10 according to the first embodiment.
  • the ETL46 has the same configuration as the ETL6 according to the first embodiment, except for the points described below.
  • the surface of the ETL46 facing the HTL3 has an uneven surface composed of a concave portion 46a and a convex portion 46b in a cross-sectional view.
  • the convex portion 46b has a shape that is convex downward. That is, in the present embodiment, both the first carrier transport layer and the second carrier transport layer facing each other are not flat, and both have convex portions.
  • the EML5 has the height of the outermost surface of the EML5 in a space including the recesses 3a and 46a surrounded by a laminate of the convex portion 3b, the IL4, and the convex portion 46b and a bank BK (not shown). Is provided so as to match the height of the surface on the EML5 side of the bottom wall of the recess 46a.
  • the upper surface of the bank BK is formed to be at the same height as the upper surface of the IL4, but in the present embodiment, the upper surface of the bank BK is the surface on the EML5 side of the bottom wall of the recess 46a. It is formed to be at the same height.
  • the layer thickness of EML5 is equal to the sum of the layer thickness 4h of IL4, the height 3h of the convex portion 3b, and the height 46h of the convex portion 46b.
  • the sum of the layer thickness 4h of IL4, the height 3h of the convex portion 3b, and the height 46h of the convex portion 46b is 100 nm or less, which is the upper limit value of EML5. It is desirable to have. As shown in FIG. 25, the height 46h of the convex portion 46b is equal to the depth of the concave portion 46a.
  • the layer thickness 4h is as described in the first embodiment.
  • the lower the height 3h the higher the scattering effect, but there is a limit to the height 3h that can be processed due to the processing process. Due to the competition between this scattering effect and the processing process, the lower limit of the height 3h at which the most scattering effect can be obtained on a processable scale is 20 nm. For the same reason, the lower limit of the height 46h where the most scattering effect can be obtained on a processable scale is also 20 nm. Therefore, although it depends on the processing method, the lower limit of the sum of the height 3h and the height 46h is 40 m.
  • the upper limit of the sum of the height 3h and the height 46h is 90 nm, which is obtained by subtracting 10 nm, which is the lower limit of the layer thickness 4h, from 100 nm, which is the upper limit of the layer thickness of EML5. Further, as described above, since the layer thickness 4h is preferably 20 nm or more, the sum of the height 3h and the height 46h is more preferably 80 nm or less.
  • the sum of the layer thickness 4h of IL4, the height 3h of the convex portion 3b, and the height 46h of the convex portion 46b is preferably 50 nm or more and 100 nm or less, and more preferably 60 nm or more and 100 nm or less. .. Therefore, the layer thickness of EML5 is preferably 50 nm or more and 100 nm or less, and more preferably 60 nm or more and 100 nm or less.
  • the height 3h is a value obtained by subtracting the layer thickness 4h and the height 46h from the layer thickness of EML5. Therefore, the height 3h is preferably 20 nm or more and 70 nm or less, and more preferably 20 nm or more and 60 nm or less. Similarly, the height 46h is preferably 20 nm or more and 70 nm or less, and more preferably 20 nm or more and 60 nm or less.
  • the height 3h and the height 46h may be 20 nm or less (however, 3h> 0 nm and 46h> 0 nm, respectively).
  • the distance 46W (in other words, the width of the concave portion 46a) between the adjacent convex portions 46b can be set in the same manner as the distance 3W (in other words, the width of the concave portion 3a).
  • the distance 46W is preferably 20 nm or more and less than 1/2 the cross-sectional width of the light emitting element 40 in the arrangement direction of the plurality of convex portions 46b.
  • the distance 46W is preferably twice or more the particle size of the QD, for example, when QD is used as the light emitting material of EML5.
  • the height 3h of the convex portion 3b is equal to the height 2h of the convex portion 2b, and the height 2h of the convex portion 2b is equal to the depth of the concave portion 2a.
  • the distance 2W between the adjacent convex portions 2b is a value obtained by subtracting the layer thickness of HTL3 from the distance 3W.
  • the layer thickness of ETL46 indicates the thickness of the surface of HTL33 in the normal direction. Specifically, the layer thickness of ETL46 indicates the distance between the surface on the cathode 7 side and the surface on the EML5 side in ETL46.
  • the layer thickness of ETL46 in the recess 46a indicates the thickness of the bottom wall of the recess 46a.
  • the layer thickness of ETL46 in the convex portion 46b indicates the sum of the height 46b and the thickness of the bottom wall of the concave portion 46a.
  • the part of the ETL46 with the thinnest layer thickness is the bottom wall of the recess 46a.
  • the layer thickness of the ETL46 may be set so that the height 46h and the distance 46W are within the above-mentioned ranges.
  • the layer thickness of the bottom wall of the recess 46a is not particularly limited as long as it is thick enough to exhibit the electron transport function.
  • the layer thickness of the bottom wall of the recess 46a can be set in the same manner as the layer thickness of the ETL in the conventionally known self-luminous element for the display panel.
  • the light emitting element 40 and the display device 100 including the light emitting element 40 are different from the method of manufacturing the light emitting element 10 according to the first embodiment and the display device 100 including the light emitting element 10, except for the differences described below. It can be produced by the same method.
  • 26 and 27 are cross-sectional views showing a part of the manufacturing process of the light emitting element 40 in the display device 100 according to the present embodiment in the order of the processes. 26 and 27 show a cross section of the display device 100 corresponding to the cross section of the light emitting element 40 shown in FIG. 25.
  • the bank BK is formed so that the upper surface thereof is at the same height as the surface on the EML5 side of the bottom wall of the recess 46a. Therefore, in the present embodiment, the bank BK is formed higher than the upper surface of the IL4. Except for this point, in the manufacturing process of the light emitting element 40 in the display device 100 according to the present embodiment, the steps shown in FIG. 26 are the same as in steps S1 to S9 shown in FIGS. 4 to 6.
  • step S9 EML5 is formed in step S10 as in the first embodiment.
  • step S10 the height of the outermost surface of the EML5 is set in the space including the concave portion 3a surrounded by the laminated body of the convex portion 3b, the IL4, and the convex portion 46b and the bank BK (not shown).
  • EML5 is formed to match the height of the outermost surface of the BK. Therefore, in the present embodiment, as shown in S10 in FIG. 26, EML5 is formed so as to cover the upper surface of IL4 in step S10.
  • a shape to be a convex portion 46b is carved on the surface of the EML5 by imprinting with a mold 120 having a shape in which the concave portion 46a and the convex portion 46b are inverted. Specifically, a concave portion having the same shape as the convex portion 46b is formed on the surface of the EML5.
  • EML5 is, for example, a QD layer
  • heating of EML5 is not necessary because the QD layer is a laminate of nanoparticles.
  • EML5 can be processed without damage by simply pressing the mold 120 without heating.
  • ETL46 is formed on IL4 and EML5 so that the convex portion 46b is formed in the concave portion on the surface of EML5 (step S22).
  • the ETL 46 is formed as a common layer common to each pixel P, for example, like the ETL 6.
  • Step S22 is the same as step S11 in the first embodiment except that the convex portion 46b is formed in the concave portion on the surface of the EML5.
  • the cathode 7 is formed on the ETL46 in the same manner as in step S12 in the first embodiment.
  • the cathode 7 is formed as a common layer common to each pixel P. Subsequent steps are the same as in the first embodiment.
  • FIG. 25 shows a case where the cathode 7 is flat as an example.
  • the concave portion 7a and the convex portion 7b are formed on the contact surface of the cathode 7 with the ETL 46 by forming the ETL46 with the concave portion 46a and the convex portion 46b having the same layer thickness. Needless to say, it may be done.
  • the electric field distribution in the layer thickness direction of EML5 can be made more uniform.
  • carriers can be uniformly injected into EML5 not only from HTL3 but also from ETL46, and the carrier balance between electrons and holes can be controlled more easily.
  • Substrate 2 32 Anode 3, 33, 46 HTL (hole transport layer) 4 IL (insulator layer) 5 EML (light emitting layer) 6,46 ETL (electron transport layer) 7 Cathodes 10, 10R, 10G, 10B, 20, 30, 40 Light emitting elements 2a, 3a, 6a, 7a, 33a, 46a Concave 2b, 3b, 3b1, 3b2, 3b3, 6b, 7b, 33b, 46b Convex 3bA, 4A Trunk line 3bB, 4B Branch line 100 Display device P pixel

Abstract

発光素子（１０）は、陽極（２）と、ＨＴＬ（３）と、ＥＭＬ（５）と、ＥＴＬ（６）と、陰極（７）と、がこの順に積層され、ＨＴＬ（３）は、積層方向に突出する少なくとも１つの凸部（３ｂ）を備え、凸部（３ｂ）とＥＭＬ（５）との間に、平面視で凸部（３ｂ）に重畳するＩＬ（４）を備える。

Description

発光素子及び表示装置
　本開示は、発光素子及びそれを備えた表示装置に関する。
　近年、自発光型の発光素子を備えた様々な表示装置が開発されている。このような表示装置としては、例えば、ＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）を備えた表示装置、無機発光ダイオードまたはＱＬＥＤ（量子ドット発光ダイオード）を備えた表示装置が挙げられる。
　例えば特許文献１には、表示装置に適用できる発光デバイスとして、陽極、正孔輸送層、量子ドット膜からなる発光層、電子輸送層、陰極が、基板側からこの順に積層された自発光型の発光素子を備えた発光デバイスが開示されている。
日本国公開特許公報「特開２０１３-１５７１８０号」 日本国公開特許公報「特開２０１３-２０７１１８号」
　しかしながら、このように表示装置に用いられる自発光型の発光素子は、電子の場合、電子輸送層と発光層との間に、高い障壁が存在する。また、正孔の場合、陽極と正孔輸送層との間に、高い障壁が存在する。
　キャリア輸送層である、電子輸送層及び正孔輸送層は、キャリアを輸送する一方、光取り出しの経路でもある。このため、これらキャリア輸送層には、電気的特性に加えて、透光性が求められる。このため、電子輸送層においても、正孔輸送層においても、そのキャリア密度を高くすることは難しい。
　このため、上記従来の自発光型の発光素子は、該発光素子を構成する材料が有機材料であるか無機材料であるかに拘らず、キャリアである、正孔及び電子の注入効率が低いという問題点を有している。
　発光素子の外部量子効率（ＥＱＥ）は、該発光素子に注入されたキャリア数に対する、該発光素子の外部に取り出された光子数の比を示す。ＥＱＥは、ＥＱＥ＝キャリア注入効率×キャリアバランス×光取り出し効率×内部量子効率（ＩＱＥ）で示される。したがって、キャリア注入効率が低いと、ＥＱＥが低くなる。
　特許文献１に示すように、従来の一般的な発光素子は、断面視で、各層の表面がそれぞれ平坦な形状を有している。このため、キャリア輸送層の表面から発光層に向かう電界は、発光層の層厚方向に平行な方向のみであり、発光層の層厚方向に平行な方向にしかキャリが注入されない。このため、キャリア注入効率が低い。
　なお、特許文献２には、ＯＬＥＤにおいて、正孔輸送層と有機発光層との界面に、有機発光材料の有機化合物分子を一方向に配向する凹凸状の分子配向面を形成することで、光取り出し効率を向上させることが開示されている。しかしながら、特許文献２は、凹部内に、有機発光層における有機化合物分子を、双極子の極性を揃えて整列させて、偏光を制御することにより、光取り出しを改善するものである。ＱＬＥＤにおいて発光材料の配向は意味がない。また、特許文献２の構成は、凸部の天壁部分の電界強度が、それ以外の部分に比べて高くなり、凸部上で優先的にキャリア注入が起こる結果、実質的に凸部の形成領域においてのみ、キャリア注入が生じる。したがって、キャリア注入効率が低い。
　本開示の一態様は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、従来よりも外部量子効率が高い発光素子及び表示装置を提供することを目的とする。
　上記の課題を解決するために、本開示の一態様に係る発光素子は、第１電極と、第１キャリア輸送層と、発光層と、第２キャリア輸送層と、第２電極と、がこの順に積層され、上記第１キャリア輸送層は、積層方向に突出する少なくとも１つの第１凸部を備え、上記第１凸部と上記第２キャリア輸送層との間に、平面視で上記第１凸部に重畳する絶縁体層を備える。
　また、上記の課題を解決するために、本開示の一態様に係る表示装置は、複数の画素を備えた表示装置であって、上記複数の画素は、それぞれ、本開示の一態様に係る上記発光素子を備え、上記第１電極および上記発光層は上記画素毎に島状に形成されており、上記第２電極は複数の上記画素に共通して形成されている。
　本開示の一態様によれば、従来よりも外部量子効率が高い発光素子及び表示装置を提供することができる。
実施形態１に係る発光素子の概略構成の一例を示す断面図である。 図１に示す発光素子をその上方から見たときの、正孔輸送層の凸部の形状及び絶縁体層の形状の一例を示す要部透視図である。 実施形態１に係る表示装置の要部の概略構成を示す断面図である。 実施形態１に係る表示装置における発光素子の製造工程の一部を、工程順に示す断面図である。 実施形態１に係る表示装置における発光素子の製造工程の一部を、工程順に示す他の断面図である。 実施形態１に係る表示装置における発光素子の製造工程の一部を、工程順に示すさらに他の断面図である。 実施形態１に係る表示装置における発光素子の製造工程の一部を、工程順に示すさらに他の断面図である。 従来の一般的な発光素子の概略構成を示す断面図である。 図８に示す発光素子で発光した光の散乱状態を示す断面図である。 図１に示す発光素子で発光した光の散乱状態を示す断面図である。 図１に示す発光素子の正孔輸送層の表面に沿った電界強度を示す図である。 図１に示す発光素子の要部の概略構成の一例を、電界分布と併せて示す断面図である。 図１に示す発光素子において絶縁体層が設けられていない比較用の発光素子の要部の概略構成を、電界分布と併せて示す断面図である。 図１に示す発光素子をその上方から見たときの正孔輸送層の凸部の形状及び絶縁体層の形状の他の一例を示す要部透視図である。 図１に示す発光素子をその上方から見たときの正孔輸送層の凸部の形状及び絶縁体層の形状のさらに他の一例を示す要部透視図である。 図１に示す発光素子をその上方から見たときの正孔輸送層の凸部の形状及び絶縁体層の形状のさらに他の一例を示す要部透視図である。 図１に示す発光素子をその上方から見たときの正孔輸送層の凸部の形状及び絶縁体層の形状のさらに他の一例を示す要部透視図である。 実施形態１の変形例に係る発光素子の陽極及び正孔輸送層における凹部及び凸部の概略構成の一例を示す断面図である。 実施形態１の変形例に係る発光素子の陽極及び正孔輸送層における凹部及び凸部の概略構成の他の一例を示す断面図である。 実施形態１の変形例に係る発光素子におけるＥＭＬ５及びＥＴＬ６の概略構成の一例を示す断面図である。 実施形態１の変形例に係る発光素子における絶縁体層の概略構成の一例を示す断面図である。 実施形態２に係る発光素子の概略構成の一例を示す断面図である。 実施形態３に係る発光素子の概略構成の一例を示す断面図である。 図２３に示す発光素子の正孔輸送層の表面に沿った電界強度を示す図である。 実施形態４に係る発光素子の概略構成の一例を示す断面図である。 実施形態４に係る表示装置における発光素子の製造工程の一部を、工程順に示す断面図である。 実施形態４に係る表示装置における発光素子の製造工程の一部を、工程順に示す他の断面図である。
　〔実施形態１〕
　以下に、本開示の実施の一形態について説明する。以下では、比較対象の層よりも先のプロセスで形成されている層を「下層」とし、比較対象の層よりも後のプロセスで形成されている層を「上層」とする。
　図１は、本実施形態に係る発光素子１０の概略構成の一例を示す断面図である。図３は、本実施形態に係る表示装置１００の要部の概略構成を示す断面図である。
　図３に示す表示装置１００は、発光素子１０として、発光素子１０Ｒと、発光素子１０Ｇと、発光素子１０Ｂと、を含んでいる。
　なお、図１に示す発光素子１０の断面は、表示装置１００の一画素Ｐの断面に相当する。図３に示す表示装置１００は、画素Ｐとして、例えば、赤色の画素ＲＰ、緑色の画素ＧＰ、青色の画素ＢＰを有している。
　赤色の画素ＲＰには、発光素子１０として、赤色発光の発光素子１０Ｒが設けられている。緑色の画素ＧＰには、発光素子１０として、緑色発光の発光素子１０Ｇが設けられている。青色の画素ＢＰには、発光素子１０として、青色発光の発光素子１０Ｂが設けられている。
　なお、以下では、上記画素ＲＰ・ＧＰ・ＢＰを特に区別する必要がない場合、これら画素ＲＰ・ＧＰ・ＢＰを総称して単に「画素Ｐ」と称する。「画素ＲＰ」、「画素ＧＰ」、あるいは「画素ＢＰ」と、「画素Ｐ」とは、相互に読み替えることができる。また、以下では、上記発光素子１０Ｒ・１０Ｇ・１０Ｂを特に区別する必要がない場合、これら発光素子１０Ｒ・１０Ｇ・１０Ｂを総称して単に「発光素子１０」と称する。「発光素子１０Ｒ」、「発光素子１０Ｇ」、あるいは「発光素子１０Ｂ」と、「発光素子１０」とは、相互に読み替えることができる。
　上述したように、表示装置１００は、複数の画素Ｐを備えている。これら画素Ｐは、それぞれ発光素子１０を備えている。つまり、図１および図３に示すように、発光素子１０は、画素Ｐに対応して、画素Ｐ毎に形成されている。
　発光素子１０は、第１電極と、第１キャリア輸送層と、発光層と、第２キャリア輸送層と、第２電極と、がこの順に積層された構成を有している。また、発光素子１０は、第１キャリア輸送層と第２キャリア輸送層との間に、絶縁体層をさらに備えている。つまり、発光素子１０は、第１キャリア輸送層と第２キャリア輸送層との間に、絶縁体層及び発光層を備えている。
　図１および図３では、第１電極が陽極２であり、第２電極が陰極７であり、第１キャリア輸送層が正孔輸送層（以下、「ＨＴＬ」と記す）３であり、第２キャリア輸送層が電子輸送層（以下、「ＥＴＬ」と記す）６である場合を例に挙げて図示している。
　また、図３に示すように、表示装置１００は、基板１と、複数の発光素子１０と、これら発光素子１０を覆う封止層８と、を備えている。表示装置１００は、支持体としての基板１上に、複数の発光素子１０を含む発光素子層１１として、発光素子１０の各層が積層された構成を有している。
　このため、図１および図３に示す発光素子１０は、陽極２、ＨＴＬ３、発光層（以下、「ＥＭＬ」と記す）５、ＥＴＬ６、陰極７が、基板１上に、下層側である基板１側から、この順に設けられた構成を有している。また、発光素子１０は、ＨＴＬ３とＥＴＬ６との間に、絶縁体層（以下、「ＩＬ」と記す）４をさらに備えている。つまり、発光素子１０は、ＨＴＬ３とＥＴＬ６との間に、ＩＬ４及びＥＭＬ５を備えている。
　発光素子１０Ｒは、ＥＭＬ５として、赤色発光ピークを有するＥＭＬ５を備えている。発光素子１０Ｇは、ＥＭＬ５として、緑色発光ピークを有するＥＭＬ５を備えている。発光素子１０Ｇは、ＥＭＬ５として、青色発光ピークを有するＥＭＬ５を備えている。
　なお、本実施形態において、「赤色発光ピークを有する」とは、「６００ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下の波長帯域に発光ピーク波長を有する」ことを意味する。また、「緑色発光ピークを有する」とは、「５００ｎｍ以上、６００ｎｍ以下の波長帯域に発光ピーク波長を有する」ことを意味する。「青色発光ピークを有する」とは、「４００ｎｍ以上、５００ｎｍ以下の波長帯域に発光ピーク波長を有する」ことを意味する。
　発光素子１０Ｒは、６２０ｎｍ以上、６５０ｎｍ以下の波長帯域に発光ピーク波長を有することが好ましい。また、発光素子１０Ｇは、５２０ｎｍ以上、５４０ｎｍ以下の波長帯域に発光ピーク波長を有することが好ましい。発光素子１０Ｂは、４４０ｎｍ以上、４６０ｎｍ以下の波長帯域に発光ピーク波長を有することが好ましい。
　図３に示すように、発光素子層１１における、例えば、陽極２、ＨＴＬ３、ＥＭＬ５、のそれぞれは、バンクＢＫによって画素Ｐ毎に島状に分離されている。陰極７およびＥＴＬ６は、バンクＢＫによって島状に分離されず、各画素Ｐに共通して形成されている。
　但し、表示装置１００は、下部電極である第１電極と第１キャリア輸送層とが画素Ｐ毎に島状に形成され、上部電極である第２電極が各画素Ｐに共通して形成されていればよい。したがって、第２キャリア輸送層であるＥＴＬ６は、バンクＢＫによって画素Ｐ毎に島状に分離されていてもよい。
　ＥＴＬ６は、上述したように島状であるか共通層であるかに拘らず、発光素子１０Ｒ・１０Ｇ・１０Ｂに共通の材料で形成されていてもよいし、発光素子１０Ｒ・１０Ｇ・１０Ｂ毎に、異なる材料で形成されていてもよい。同様に、ＨＴＬ３も、発光素子１０Ｒ・１０Ｇ・１０Ｂに共通の材料で形成されていてもよいし、発光素子１０Ｒ・１０Ｇ・１０Ｂ毎に、異なる材料で形成されていてもよい。
　バンクＢＫは、平面視で、例えば格子状に形成されている。バンクＢＫは、陽極２の周縁部を覆っている。バンクＢＫには、画素Ｐ毎に開口部が設けられており、バンクＢＫの開口部による陽極２の露出部が、各画素Ｐの発光領域となっている。バンクＢＫは、陽極２の周縁部を覆うエッジカバーとして機能とするとともに、各画素Ｐを分離する（言い替えれば、各発光素子１０を分離する）分離壁として機能する。
　バンクＢＫは、例えば、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂等の塗布可能な感光性有機材料によって構成することができる。
　封止層８は透光性であり、例えば、陰極７を覆う第１無機封止膜と、第１無機封止膜よりも上側に形成される有機封止膜と、該有機封止膜を覆う第２無機封止膜とを含む。封止層８は、水、酸素等の異物の発光素子１０Ｒ・１０Ｇ・１０Ｂへの浸透を防いでいる。
　第１無機封止膜及び第２無機封止膜は、それぞれ、例えば、ＣＶＤ（化学蒸着）法により形成される、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、あるいは酸窒化シリコン膜、またはこれらの積層膜で構成することができる。有機封止膜は、第１無機封止膜及び第２無機封止膜よりも厚い透光性有機膜であり、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂等の塗布可能な感光性有機材料によって構成することができる。
　以下に、基板１、並びに、発光素子１０における、陽極２、ＨＴＬ３、ＩＬ４、ＥＭＬ５、ＥＴＬ６、陰極７について、より詳細に説明する。
　まず、上記各層の概略構成について説明する。
　基板１はアレイ基板である。基板１には、画素回路として、各発光素子１０を駆動する、図示しない、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等の複数の駆動素子を含む駆動回路が設けられている。
　陽極２は、ＨＴＬ３を介してＥＭＬ５に正孔を注入する。陽極２は、基板１のＴＦＴ（具体的には、例えば、ＴＦＴのドレイン電極）と電気的に接続されている。
　陽極２の表面は、断面視で、凹部２ａ及び凸部２ｂ（第２凸部）からなる凹凸を有している。陽極２は、発光素子１０における上記各層の積層方向に突出する凸部２ｂを、一画素Ｐの断面に少なくとも１つ備えている。言い替えれば、各発光素子１０における陽極２は、それぞれ、凸部２ｂを少なくとも１つ備えている。
　図１および図３では、一例として、各発光素子１０における陽極２が、それぞれ、複数の凸部２ｂを備えている場合を例に挙げて図示している。この場合、凹部２ａ及び凸部２ｂは、規則的に設けられていることが望ましい。
　ＨＴＬ３は、陽極２からＥＭＬ５に正孔を輸送する層である。ＨＴＬ３は、陽極２上に、該陽極２の表面に沿って積層されている。このため、ＨＴＬ３は、断面視で、陽極２の表面の形状に追従した、凹部３ａ及び凸部３ｂ（第１凸部）からなる凹凸を有している。凸部３ｂは、凸部２ｂの表面を覆っている。また、凹部３ａは、凹部２ａの表面を覆っている。
　したがって、ＨＴＬ３は、発光素子１０における上記各層の積層方向に突出する凸部３ｂを、一画素Ｐの断面に少なくとも１つ備えている。言い替えれば、各発光素子１０におけるＨＴＬ３は、それぞれ、凸部３ｂを少なくとも１つ備えている。なお、図１および図３では、一例として、各発光素子１０におけるＨＴＬ３が、それぞれ、複数の凸部３ｂを備えている場合を例に挙げて図示している。
　ＩＬ４は、凸部３ｂとＥＴＬ６との間に、凸部３ｂ及びＥＴＬ６に接して島状に設けられている。ＩＬ４は、凹部３ａ上には設けられていない。
　図２は、図１に示す発光素子１０をその上方から見たときの、凸部３ｂの形状及びＩＬ４の形状の一例を示す要部透視図である。なお、図２では、図示の便宜上、ＥＴＬ６及び陰極７の図示を省略している。
　ＩＬ４は、凸部３ｂ上に、凸部３ｂと同じ形状に形成されている。図２に示すように、凸部３ｂ及びＩＬ４は、例えば、平面視で、それぞれストライプ状に形成されている。
　ＥＭＬ５は、発光材料を含み、陰極７から輸送された電子と、陽極２から輸送された正孔との再結合により光を発する層である。図１に示すように、ＥＭＬ５は、凸部３ｂ及びＩＬ４とバンクＢＫとで囲まれた凹部３ａ内に、ＥＭＬ５の最表面の高さがＩＬ４の最表面の高さと一致する（言い替えれば、面一になる）ように設けられている。
　ＥＴＬ６は、陰極７からＥＭＬ５に電子を輸送する層である。ＥＴＬ６は平坦であり、ＥＴＬ６は、ＩＬ４及びＥＭＬ５上に、ＩＬ４及びＥＭＬ５に接して、連続した膜状に形成されている。
　陰極７は、ＥＴＬ６を介してＥＭＬ５に電子を注入する。陰極７も平坦であり、陰極７は、ＥＴＬ６上に、連続した膜状に形成されている。
　次に、上記各層の構成成分（材料）について説明する。
　基板１は、透光性材料によって構成されてもよいし、光反射性材料によって構成されてもよい。但し、発光素子１０が、ボトムエミッション構造もしくは両面発光構造を有する場合、基板１には、透光性材料からなる透光性基板が用いられる。
　なお、上述したように、発光素子１０は、基板１上に形成される。したがって、発光素子１０は、支持体としての基板１を備えていてもよい。この場合、発光素子１０が備える基板１としては、例えば、ガラス基板、あるいは、樹脂基板等のフレキシブル基板であってもよい。
　発光素子１０における、陽極２及び陰極７の材料、並びに、ＨＴＬ３及びＥＴＬ６の材料には、例えば、表示パネル用の自発光素子に用いられる、有機材料または無機材料を使用することができる。
　陽極２及び陰極７は、それぞれ導電性材料からなる。陽極２に用いられる上記導電性材料としては、例えば、Ａｌ（アルミニウム）、Ａｇ（銀）、Ｍｇ（マグネシウム）等の、従来、陽極に一般的に用いられる金属；これら金属の合金；ＩＴＯ（酸化インジウム錫）、ＩｎＧａＺｎＯｘ（酸化インジウムガリウム亜鉛）等の無機酸化物；これら無機酸化物に不純物をドープした導電性化合物；等が挙げられる。これら導電性材料は、単独で用いてもよく、適宜、二種類以上を組み合わせて用いてもよい。
　陰極７に用いられる導電性材料としては、例えば、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｇ等の、従来、陰極に一般的に用いられる金属；これら金属の合金；等が挙げられる。これら導電性材料は、単独で用いてもよく、適宜、二種類以上を組み合わせて用いてもよい。また、上記合金は、さらにＬｉ（リチウム）を含んでいてもよい。
　なお、陽極２及び陰極７のうち、光の取出し面側となる電極は透明である必要がある。一方、光の取出し面と反対側の電極は、透明であってもなくてもよい。したがって、陽極２及び陰極７の少なくとも一方は、透光性材料からなる。陽極２及び陰極７の何れか一方は、光反射性材料で形成してもよい。図１に示す発光素子１０がトップエミッション型の発光素子である場合、上層である陰極７を透光性材料で形成し、下層である陽極２を光反射性材料で形成する。図１に示す発光素子１０がボトムエミッション型の発光素子である場合、上層である陰極７を光反射性材料で形成し、下層である陽極２を透光性材料で形成する。
　ＨＴＬ３の材料としては、ＥＭＬ５内への正孔の輸送を安定化させることができる正孔輸送性材料であればよいが、そのなかでも、正孔移動度が高いものが好ましい。
　また、ＨＴＬ３は、電子の輸送を阻害する機能を有していてもよい。この場合、正孔輸送性材料は、陰極７から移動してきた電子の突き抜けを防止する電子ブロック性材料であることが好ましい。これにより、ＥＭＬ５内での正孔及び電子の再結合効率を高めることができる。また、ＨＴＬ３は、陽極２からＥＭＬ５への正孔の注入を促進する正孔注入層としての機能を併有していてもよい。
　ＨＴＬ３の材料には、公知の正孔輸送性材料を用いることができる。ＨＴＬ３は、正孔輸送性材料として、例えば、ＮｉＯ（酸化ニッケル）、ＣｕＡｌＯ２（アルミン酸銅）、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）－ポリ（４－スチレンスルホネート））、ＰＶＫ（ポリビニルカルバゾール）、ＴＦＢ（ポリ［（９，９－ジオクチルフルオレニル－２，７－ジイル）－ｃｏ－（４，４’－（Ｎ－４－ｓｅｃ－ブチルフェニル））ジフェニルアミン）］）等を含んでいてもよい。これら正孔輸送性材料は、一種類のみを用いてもよく、適宜、二種類以上を混合して用いてもよい。また、上記正孔輸送性材料には、ナノ粒子を用いてもよい。
　ＥＴＬ６には、公知の電子輸送性材料を用いることができる。なお、ＥＴＬ６は、正孔の輸送を阻害する機能を有していてもよい。この場合、電子輸送性材料は、陽極２から移動してきた正孔の突き抜けを防止する正孔ブロック性材料であることが好ましい。これにより、ＥＭＬ５内での正孔及び電子の再結合効率を高めることができる。また、ＥＴＬ６は、陰極７からＥＭＬ５への電子の注入を促進する電子注入層としての機能を併有していてもよい。
　ＥＴＬ６は、電子輸送性材料として、例えば、金属酸化物、ＩＩ－ＶＩ族化合物半導体、ＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体、ＩＶ－ＩＶ族化合物半導体を含んでいてもよい。上記金属酸化物としては、例えば、ＭｏＯ３（三酸化モリブデン）、Ｃｒ２Ｏ３（酸化クロム）、ＮｉＯ（酸化ニッケル）、ＷＯ３（三酸化タングステン）、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）、ＩｎＧａＺｎＯｘ（酸化インジウムガリウム亜鉛）、Ｇａ２Ｏ３（酸化ガリウム）、Ｉｎ２Ｏ３（酸化インジウム）等が挙げられる。上記ＩＩ－ＶＩ族化合物半導体としては、例えば、ＩＺＯ（インジウムドープ酸化亜鉛）、ＺＡＯ（アルミニウムドープ酸化亜鉛）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）、ＺｎＭｇＯ（酸化亜鉛マグネシウム）、ＺｎＳ（硫化亜鉛）、ＺｎＳｅ（セレン化亜鉛）、ＺｎＳＳｅ（セレン化硫化亜鉛）、ＭｇＳ（硫化マグネシウム）、ＭｇＳｅ（セレン化マグネシウム）、ＭｇＳＳｅ（セレン化硫化マグネシウム）等が挙げられる。上記ＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体としては、例えば、ＡｌＡｓ（砒化アルミニウム）、ＧａＡｓ（砒化ガリウム）、ＩｎＡｓ（砒化インジウム）、及び、それらの混晶であるＡｌＧａＩｎＡｓ；ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、ＧａＮ（窒化ガリウム）、ＩｎＮ（窒化インジウム）、及び、それらの混晶である、ＡｌＧａＩｎＮ、ＧａＰ（燐化ガリウム）、ＡｌＩｎＧａＰ；等が挙げられる。上記ＩＶ－ＩＶ族化合物半導体としては、例えば、ＳｉＧｅ（シリコンゲルマニウム）、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）等、互いに異なる元素からなる半導体が挙げられる。これら電子輸送性材料は、一種類のみを用いてもよく、適宜、二種類以上を混合して用いてもよい。
　ＩＬ４の材料には、ＳｉＯ２（酸化シリコン）、ＳｉＮ（窒化シリコン）、ＳＩＯＮ（酸窒化シリコン）等の公知の一般的な絶縁材料を用いることができる。
　ＥＭＬ５は、発光材料として、例えば、ナノサイズの量子ドット（以下、「ＱＤ」と記す）を含んでいてもよい。上記ＱＤには、公知のＱＤを用いることができる。上記ＱＤは、例えば、Ｃｄ（カドミウム）、Ｓ（硫黄）、Ｔｅ（テルル）、Ｓｅ（セレン）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｉｎ（インジウム）、Ｎ（窒素）、Ｐ（リン）、Ａｓ（ヒ素）、Ｓｂ（アンチモン）、アルミニウム（Ａｌ）、Ｇａ（ガリウム）、Ｐｂ（鉛）、Ｓｉ（ケイ素）、Ｇｅ（ゲルマニウム）、Ｍｇ（マグネシウム）、からなる群より選択される少なくとも一種の元素で構成されている少なくとも一種の半導体材料を含んでもよい。また、上記ＱＤは、二成分コア型、三成分コア型、四成分コア型、コアシェル型またはコアマルチシェル型であってもよい。また、上記ＱＤは、上記元素の少なくとも一種がドープされたナノ粒子を含んでいてもよく、組成傾斜した構造を備えていてもよい。
　但し、本実施形態は、上記例示に限定されるものではない。ＥＭＬ５は、発光材料として、ＱＤに代えて、例えば、各色に発光する有機発光材料を備えていてもよい。
　発光素子１０が、上述したようにＱＤを発光材料とするＱＬＥＤである場合、陽極２及び陰極７間の駆動電流によって正孔と電子とがＥＭＬ５内で再結合する。そして、これによって生じたエキシトンが、ＱＤの伝導帯準位から価電子帯準位に遷移する過程で光（蛍光）が放出される。
　一方、発光素子１０が、発光材料として有機発光材料を用いたＯＬＥＤである場合、陽極２及び陰極７間の駆動電流によって正孔と電子とがＥＭＬ５内で再結合する。そして、これによって生じたエキシトンが基底状態に遷移する過程で光が放出される。
　なお、発光素子１０は、ＯＬＥＤ、ＱＬＥＤ以外の発光素子（例えば無機発光ダイオード等）であってもよい。
　次に、発光素子１０における各層の層厚、並びに、陽極２及びＨＴＬ３の凹凸の大きさについて説明する。
　陽極２は、その層厚が最も厚い部分が、ＥＭＬ５の層厚以上の厚みを有するように成膜される。陽極２における、層厚が最も厚い部分とは、凸部２ｂが形成されている部分である。以下、説明の便宜上、陽極２における、層厚が最も厚い部分を、「陽極２の凸部形成部」と称する。例えば、ＥＭＬ５の厚さは数十ｎｍであることが多く、一般的に５０ｎｍであることが多い。この場合、陽極２の凸部形成部は、ＥＭＬ５の層厚である例えば５０ｎｍ以上の厚さに成膜される。陽極２の製造工程よりも後の工程を考慮すると、陽極２の凸部形成部の層厚は、最も厚い場合で、ＥＭＬ５の層厚の３倍以下が望ましい。つまり、陽極２の凸部形成部の層厚は、好適には、ＥＭＬ５の層厚の１倍以上、３倍以下の範囲内に設定される。
　なお、陽極２の層厚は、陽極２の表面の法線方向の陽極２の厚みを示す。具体的には、陽極２の層厚は、陽極２における、上面と下面との間の距離を示す。したがって、凹部２ａにおける陽極２の層厚とは、凹部２ａの底壁の厚みを示す。また、凸部２ｂにおける陽極２の層厚（つまり、陽極２の凸部形成部の層厚）とは、高さ２ｂと、凹部２ａの底壁の厚みとの和を示す。
　陽極２における、層厚が最も薄い部分は、凹部２ａの底壁である。凹部２ａの底壁の層厚は、下部電極に陽極を用いた従来の発光素子における陽極の層厚と同様に設定することができる。
　ＥＭＬ５の層厚は、電子と正孔との再結合の場を提供して発光する機能を発現することができる厚みであれば特に限定されない。ＥＭＬ５の層厚は、ＥＭＬ５に例えばＱＤを使用する場合、ＱＤの最外粒径の数倍程度であることが好ましい。
　ＱＤの粒径は、従来と同様に設定することができる。ＱＤのコアの粒径は、例えば１～３０ｎｍであり、シェルを含めたＱＤの最外粒径は、例えば、１～５０ｎｍである。また、発光素子１０におけるＱＤの重なり層数は、例えば、１～２０層である。
　但し、実験の結果、ＥＭＬ５の層厚が１００ｎｍを超える厚さで発光効率が低下したことから、ＥＭＬ５の層厚は、１００ｎｍ以下であることが望ましい。１００ｎｍを超える層厚のＥＭＬ５は、電子または正孔を注入する際、ＥＭＬ５の層厚方向全域に渡ってキャリアを注入することが困難である。
　上述したように、ＥＭＬ５は、該ＥＭＬ５の最表面の高さがＩＬ４の最表面の高さと一致するように形成される。このため、ＥＭＬ５の層厚は、図１に示すように、ＩＬ４の層厚４ｈと凸部３ｂの高さ３ｈとの和に等しい。したがって、これら層厚４ｈと高さ３ｈとの和は、１００ｎｍ以下であることが望ましい。なお、図１に示すように、凸部３ｂの高さ３ｈは、凹部３ａの深さに等しい。
　層厚４ｈは、ＥＭＬ５に注入されるキャリアのトンネルを避けるため、１０ｎｍ以上に設定される。層厚４ｈを１０ｎｍ以上とすることで、キャリアのトンネルを確実に防止し、ＥＭＬ５を迂回する電流を抑制することができる。
　なお、トンネル確率は、層厚４ｈが厚くなるにしたがって、該層厚４ｈの指数関数で減少する。層厚４ｈが２０ｎｍ以上であれば、十分低いトンネル確率となり、ＨＴＬ３とＥＴＬ６との間の絶縁を確保できる。このため、層厚４ｈは、２０ｎｍ以上であることが望ましい。
　また、高さ３ｈは、ＥＭＬ５の層厚方向へのキャリア注入に影響する。高さ３ｈは、２０ｎｍ以上であることが望ましい。高さ３ｈが２０ｎｍ以上であれば、ＥＭＬ５から発した光が凸部３ｂにより散乱を受け、発光素子１０と大気との界面における全反射を回避して、光取り出し効率が向上する。また、凸部３ｂの高さ３ｈは、発光波長の１／１０程度のオーダーである。このため、凸部３ｂの光散乱は主としてレイリー散乱であり、散乱の度合いは、高さ３ｈの逆二乗に比例する。このため、高さ３ｈが低いほど散乱効果が高くなる。しかしながら、加工プロセス上、加工が可能な高さ３ｈには限界がある。この散乱効果と加工プロセスとの競合により、加工可能なスケールで最も散乱効果が得られる高さ３ｈの下限値は２０ｎｍである。以上のことから、高さ３ｈを２０ｎｍ以上とすることで、キャリア注入効率を向上し、同時に散乱効果による光取り出し効率の向上が実現され、ＥＱＥが向上する。
　したがって、層厚４ｈと高さ３ｈとの和は、３０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下であることが望ましく、４０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下であることがより望ましい。このため、ＥＭＬ５の層厚は、３０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下であることが望ましく、４０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下であることがより望ましい。
　なお、上述したように、ＥＭＬ５の層厚の上限値が、層厚４ｈと高さ３ｈとの和に等しいことから、高さ３ｈの上限値は、ＥＭＬ５の層厚の上限値である１００ｎｍから層厚４ｈの下限値である１０ｎｍを差し引いた９０ｎｍとなる。また、高さ３ｈは、層厚４ｈが２０ｎｍ以上であることが望ましいことから、８０ｎｍ以下であることがより望ましい。したがって、加工方法にもよるが、高さ３ｈは、２０ｎｍ以上、９０ｎｍ以下であることが望ましく、２０ｎｍ以上、８０ｎｍ以下であることがより望ましい。
　また、層厚４ｈの上限値は、高さ３ｈが最小値である場合、もしくは、ＥＭＬ５の層厚が最大値である場合に、ＨＴＬ３からＥＭＬ５に均一にキャリアを注入することが可能な最大厚さで決定される。層厚４ｈの上限値は、高さ３ｈ（言い替えれば、凹部３ａの深さ）を考慮して、５０ｎｍであることが望ましく、３０ｎｍであることがより望ましい。したがって、層厚４ｈは、１０ｎｍ以上であることが望ましく、２０ｎｍ以上であることがより望ましい。また、層厚４ｈは、５０ｎｍ以下であることが望ましく、３０ｎｍ以下であることがより望ましい。
　また、隣り合う凸部３ｂ間の距離３Ｗ（言い替えれば、凹部３ａの幅）は、例えばＥＭＬ５の発光材料にＱＤを用いる場合、ＱＤの粒径の２倍以上が望ましい。粒径より距離３Ｗが狭い場合、凹部３ａにＱＤを充填することができない。凹部３ａに隙間なくＱＤを充填するには、距離３Ｗが、ＱＤの粒径の２倍以上の幅であることが望ましい。なお、同様の理由で、凹部３ａの深さ（つまり、高さ３ｈ）は、ＱＤの粒径以上であることが望ましい。
　また、距離３Ｗは、２０ｎｍ以上、かつ、複数の凸部３ｂの配列方向における発光素子１０の断面幅の１／２以下であることが望ましい。距離３Ｗをこのように設定することで、ＥＭＬ５の発光材料を隙間なく充填することができ、ＥＭＬ５を良好に発光させることができる。
　本実施形態において、ＨＴＬ３は、好適には、一定の層厚を有するように形成されている。このため、凸部３ｂにおけるＨＴＬ３の層厚と、凹部３ａにおけるＨＴＬ３の層厚とは、同じ層厚を有している。
　したがって、凸部３ｂの高さ３ｈは、凸部２ｂの高さ２ｈに等しい。なお、凸部２ｂの高さ２ｈは、凹部２ａの深さに等しい。このため、高さ２ｈは、２０ｎｍ以上、９０ｎｍ以下であることが望ましく、２０ｎｍ以上、８０ｎｍ以下であることがより望ましい。
　また、隣り合う凸部２ｂ間の距離２Ｗ（言い替えれば、凹部２ａの幅）は、距離３ＷからＨＴＬ３の層厚を差し引いた値となる。したがって、距離２Ｗは、距離３Ｗが上述した範囲内となるように設定される。
　なお、ＨＴＬ３の層厚とは、ＨＴＬ３の表面の法線方向のＨＴＬ３の厚みを示す。具体的には、ＨＴＬ３の層厚とは、ＨＴＬ３における、陽極２側の表面とＥＭＬ５側の表面との間の距離を示す。また、凸部３ｂにおけるＨＴＬ３の層厚とは、ＨＴＬ３における、陽極２の凸部２ｂの表面を覆う部分の層厚を示す。より具体的には、凸部３ｂにおけるＨＴＬ３の層厚とは、凸部３ｂの側壁の厚み及び天壁の厚みを示す。また、凹部３ａにおけるＨＴＬ３の層厚とは、ＨＴＬ３における、陽極２の凸部２ｂ以外の表面を覆う部分の層厚を示す。より具体的には、凹部３ａにおけるＨＴＬ３の層厚とは、凹部３ａの底壁の厚みを示す。
　なお、ＨＴＬ３は、高さ３ｈ及び距離３Ｗが上述した範囲内となるように設定されていればよい。ＨＴＬ３の層厚自体は、正孔輸送機能が十分に発揮される厚みであれば、特に限定されるものではない。ＨＴＬ３の層厚としては、表示パネル用の従来公知の自発光素子におけるＨＴＬの層厚と同様に設定することができる。
　同様に、ＥＴＬ６の層厚は、電子輸送機能が十分に発揮される厚みであれば、特に限定されるものではない。ＥＴＬ６の層厚としては、表示パネル用の従来公知の自発光素子におけるＥＴＬの層厚と同様に設定することができる。
　また、陰極７の層厚も特に限定されるものではなく、上部電極に陰極を用いた従来の発光素子における陰極の層厚と同様に設定することができる。
　なお、本開示において、特に説明しない場合、各層の層厚は、各層の表面の法線方向の各層の厚みを示すものとする。
　次に、表示装置１００の製造に際し、本実施形態に係る発光素子１０を製造する方法を、図４～図７を参照して、以下に説明する。図４～図７は、本実施形態に係る表示装置１００における発光素子１０の製造工程の一部を、工程順に示す断面図である。なお、図４～図７は、図１に示す発光素子１０の断面に対応する表示装置１００の断面を示している。図５は、図４に示す製造工程の後の製造工程を示している。図６は、図５に示す製造工程の後の製造工程を示している。図７は、図６に示す製造工程の後の製造工程を示している。
　まず、図４にＳ１で示すように、支持体としての基板１を準備し、該基板１上に陽極２となる、導電性材料からなる導電層１２を形成する（ステップ１）。このとき、上述したように発光素子１０が表示装置１００の一部である場合、導電層１２は、各ＴＦＴのドレイン電極に接するように、画素Ｐ毎に島状にパターン形成される。
　前述したように、陽極２の層厚は、好適には、ＥＭＬ５の層厚の１倍以上、３倍以下の範囲内に設定される。したがって、陽極２の層厚が上記範囲内となるように、導電層１２の層厚は、上記範囲内に設定される。前述したように、例えば、ＥＭＬ５の厚さは数十ｎｍであることが多く、一般的に５０ｎｍであることが多い。この場合、導電層１２は、例えば５０ｎｍ以上の厚さに成膜される。
　基板１は、予め、公知のＴＦＴ工程によって作製してもよく、市販のアレイ基板を用いてもよい。基板１は、例えば、以下の方法で作製することができる。まず、絶縁性基板上に、公知の方法により、ＴＦＴおよび複数の配線を含むＴＦＴ層を形成する。次いで、上記ＴＦＴ層上に、公知の方法により、感光性樹脂からなる平坦化層を形成する。その後、上記平坦化層に、陽極２をＴＦＴのドレイン電極に接続するためのコンタクトホールを形成する。これにより、複数のＴＦＴが設けられた基板１が形成される。
　なお、導電層１２の成膜（言い替えれば、陽極２の成膜）には、蒸着法またはスパッタ法を用いることが望ましい。陽極２となる導電層１２は、上記平坦化層に形成されたコンタクトホールを介して、ＴＦＴのドレイン電極と接続される。
　次に、図４にＳ２で示すように、導電層１２上に、該導電層１２の表面を凹凸状に加工するためのマスク１１１を形成する（ステップＳ２）。
　マスク１１１としては、一般的なフォトリソグラフィによるレジストパターンを形成してもよく、レジストパターンに代えて、簡単にメタルマスクで覆っただけでもよい。
　マスク１１１の形成後、図４にＳ３で示すように、ウエットエッチングまたはドライエッチングにより導電層１２をエッチングすることで、導電層１２の表面を凹凸状に加工する。
　これにより、凹部２ａ及び凸部２ｂからなる凹凸を表面に有する陽極２が形成される（ステップＳ３）。具体的には、平面視で、導電層１２の表面におけるマスク１１１で覆われていない領域をエッチングすることで、該領域に凹部２ａを形成する。これにより、エッチングされていない、平面視で、導電層１２の表面におけるマスク１１１で覆われた領域に、凸部２ｂが形成される。
　なお、上述したように発光素子１０が表示装置１００の一部である場合、その後、図３に示すように、陽極２の周縁部を覆うように、バンクＢＫを形成する。このとき、本実施形態では、例えば、バンクＢＫの最表面である上面の高さが、ＩＬ４の最表面である上面の高さと一致するようにバンクＢＫを形成する。
　次いで、図５にＳ４で示すように、マスク１１１を除去し、陽極２上に、ＨＴＬ３となる、正孔輸送性材料からなる正孔輸送性材料層１３を形成する（ステップＳ４）。このとき、上述したように発光素子１０が表示装置１００の一部である場合、正孔輸送性材料層１３は、画素Ｐ毎に島状にパターン形成される。
　正孔輸送性材料層１３の成膜（言い替えれば、ＨＴＬ３の成膜）には、スパッタ法、蒸着法、コロイド溶液塗布等を用いることができる。なお、正孔輸送性材料層１３の層厚は、後工程に関連し、凸部２ｂの高さ２ｈ（＝凹部２ａの深さ、図１参照）以上の厚みを有していることが望ましい。言い替えれば、正孔輸送性材料層１３の層厚は、凸部３ｂの高さ３ｈ以上の厚みに設定される。なお、本実施形態では、凹凸パターン形成後の最終的なＨＴＬ３の層厚と正孔輸送性材料層１３の層厚とを区別するため、凹凸パターン形成前のＨＴＬ３を、「正孔輸送性材料層１３」と称する。同様に、前述したように、凹凸パターン形成前の陽極２を「導電層１２」と称し、凹凸パターン形成後の最終的な陽極２と区別する。
　次に、図５にＳ５で示すように、正孔輸送性材料層１３上に、該正孔輸送性材料層１３の表面を陽極２の表面に沿った凹凸状に加工するためのマスク１１２を形成する（ステップＳ５）。
　マスク１１２には、平面視でマスク１１１よりも一回り大きく形成されていることを除けば、マスク１１１と同様のマスクを使用することができる。
　マスク１１２は、正孔輸送性材料層１３の表面に、平面視で、凸部２ｂと重畳するように形成される。マスク１１２は、平面視で、マスク１１１よりも一回り大きく形成されることで、凸部２ｂよりも一回り大きく形成される。
　次いで、図５にＳ６で示すように、ウエットエッチングまたはドライエッチングにより正孔輸送性材料層１３をエッチングすることで、正孔輸送性材料層１３の表面を、陽極２の表面に沿った凹凸状に加工する。
　これにより、凹部３ａ及び凸部３ｂからなる凹凸を表面に有するＨＴＬ３が形成される（ステップＳ６）。具体的には、平面視で、正孔輸送性材料層１３の表面におけるマスク１１２で覆われていない領域をエッチングすることで、該領域に凹部３ａを形成する。これにより、エッチングされていない、平面視で、正孔輸送性材料層１３の表面におけるマスク１１２で覆われた領域に、凸部３ｂが形成される。
　このとき、本実施形態では、エッチング後のＨＴＬ３の層厚が略一定となるようにエッチング時間を制御する。つまり、本実施形態では、凸部３ｂの側壁の厚みと、凸部３ｂの天壁の厚みと、凹部３ａの底壁の厚みと、が略同じとなるようにエッチング時間を制御する。これにより、凹部２ａ及び凸部２ｂと相似形状の凹部３ａ及び凸部３ｂが形成される。
　次いで、図６にＳ７で示すように、マスク１１２を除去し、凸部３ｂ上にＩＬ４を形成するための新たなマスク１１３を、凹部３ａ内に形成する（ステップＳ７）。なお、マスク１１３は、マスク１１１・１１２と同様の材料を用いて、マスク１１１・１１２と同様にして形成することができる。
　次いで、図６にＳ８で示すように、ＨＴＬ３およびマスク１１３を覆うように、ＩＬ４となる絶縁膜１４を成膜する（ステップＳ８）。
　絶縁膜１４は、例えば、スパッタ法、蒸着法、あるいは塗布法等、絶縁体層の形成方法として従来公知の各種方法を用いて形成することができる。
　次いで、図７にＳ９で示すように、マスク１１３を除去することで、凹部３ａ内の絶縁膜１４をリフトオフする。これにより、凸部３ｂ上に、絶縁膜１４からなるＩＬ４を形成する（ステップＳ９）。
　このようにして形成されたＩＬ４は、凹部３ａ内の絶縁膜１４が除去されることで、平面視で、凸部３ｂに重畳し、かつ、凸部３ｂと同じ形状を有する。
　次いで、図７にＳ１０で示すように、ＩＬ４及び凸部３ｂを側壁の一部に含む凹部３ａ内に、ＥＭＬ５を形成する（ステップＳ１０）。
　より具体的には、凸部３ｂとＩＬ４との積層体と、図示しないバンクＢＫと、で囲まれた、凹部３ａを含む空間内に、ＥＭＬ５の最表面の高さが、ＩＬ４の最表面の高さ及びバンクＢＫの最表面の高さと一致するように、ＥＭＬ５が形成される。
　このとき、上述したように発光素子１０が表示装置１００の一部である場合、画素ＲＰには、赤色発光ピークを有するＥＭＬ５が形成される。画素Ｇには、緑色発光ピークを有するＥＭＬ５が形成される。画素ＢＰには、青色発光ピークを有するＥＭＬ５が形成される。
　ＥＭＬ５が、例えば、ＱＤを含むＱＤ層である場合、ＥＭＬ５は、ＱＤを分散させたコロイド溶液をスピンコートする等して製膜することができる。このとき、ＥＭＬ５の最表面とＩＬ４の最表面とが面一になるようにスピンコートの条件が調整される。
　なお、コロイド溶液の粘性あるいは表面張力により、コロイド溶液を一回塗布しただけではＥＭＬ５の最表面がＩＬ４の最表面と同じ高さには至らない場合がある。この場合、コロイド溶液の１回目の塗布後に加熱硬化を行い、２回目のコロイド溶液の塗布を行えばよい。あるいは、コロイド溶液の粘度を、高粘度側にシフトするように調整してもよい。これにより、ＥＭＬ５の上面（最表面）を、平坦にする、あるいは、平坦に近づけることができる。
　次いで、図７にＳ１１で示すように、ＩＬ４及びＥＭＬ５上に、ＥＴＬ６を形成する（ステップＳ１１）。このとき、上述したように発光素子１０が表示装置１００の一部である場合、ＥＴＬ６は、前述したように、例えば、各画素Ｐに共通な共通層として形成される。
　ＥＴＬ６の製膜には、スパッタ法、蒸着法、コロイド溶液塗布等、ＥＴＬの成膜方法として従来公知の各種方法を用いることができる。
　次いで、図７にＳ１２で示すように、ＥＴＬ６上に、陰極７を形成する（ステップＳ１２）。このとき、上述したように発光素子１０が表示装置１００の一部である場合、陰極７は、前述したように、各画素Ｐに共通な共通層として形成される。
　なお、陰極７の製膜には、蒸着法またはスパッタ法等、陰極の成膜方法として従来公知の各種方法を用いることができる。これにより、本実施形態に係る発光素子１０が製造される。
　表示装置１００は、上記ステップＳ１２後に、画素配線、並びに、封止層８による発光素子１０の封止を行うことで製造される。なお、封止層８上に機能フィルムを貼り付け、非表示領域に電子回路基板をマウントしてもよい。また、上記封止層８形成後に、該封止層８上に上面フィルムを貼り付け、ガラス基板等の支持基板を剥離して下面フィルムを貼り付けることで、上記表示装置１００をフレキシブル化してもよい。また、上記支持基板としてマザーガラス等の大型基板を使用し、機能フィルムを貼り付ける前に分断を行ってもよい。
　次に、本実施形態に係る発光素子１０の効果について説明する。
　図８は、従来の一般的な発光素子５００の概略構成を示す断面図である。特許文献１に記載の発光素子と同じく、図８に示す発光素子５００は、断面視で表面がそれぞれ平坦な形状を有する、陽極５０１、ＨＴＬ５０２、ＥＭＬ５０３、ＥＴＬ５０４、及び陰極５０５が、下層側から、この順に設けられた構成を有している。
　具体的には、図８に示すように、従来の発光素子５００は、互いに対向する陽極５０１と陰極５０５とが、平行平板電極である構成を有している。発光素子５００は、発光素子１０とは異なり、陽極５０１の表面及びＨＴＬ５０２の表面がそれぞれ平坦であり、陽極５０１とＨＴＬ５０２とが接する界面が、発光素子５００全域で平坦となっている。
　このような発光素子５００では、図８に示すように、ＨＴＬ５０２の表面からＥＭＬ５０３に向かう電界は、ＥＭＬ５０３の層厚方向に平行な方向のみであり、ＥＭＬ５０３の層厚方向に平行な方向に正孔が注入される。
　これに対し、本実施形態によれば、図１に示すように、ＨＴＬ３が凸部３ｂを有することで、ＨＴＬ３とＥＭＬ５との接触面積が増加し、ＨＴＬ３によって正孔が輸送される面積が拡大する。また、図１に示すように、ＨＴＬ３の表面からＥＭＬ５に向かう電界は、ＨＴＬ３の形状に沿って分布する。具体的には、ＨＴＬ３の表面からＥＭＬ５に向かう電界は、ＨＴＬ３の凹部３ａ及び凸部３ｂの表面の法線方向に沿って分布する。このため、発光素子１０は、ＨＴＬ３の表面に凸部３ｂが設けられていない従来の発光素子５００に比べて、電界分布が大きい。このため、本実施形態によれば、ＥＭＬ５の層厚方向に平行な方向だけでなく、ＥＭＬ５の面内に、広い角度で正孔を注入することができる。このため、本実施形態によれば、従来よりも正孔注入効率が向上する。
　また、図９は、図８に示す発光素子５００で発光した光の散乱状態を示す断面図である。図１０は、図１に示す発光素子１０で発光した光の散乱状態を示す断面図である。
　図９では、図８に示す発光素子５００上に封止層８が設けられている場合を例に挙げて図示している。また、図１０では、図１に示す発光素子５００上に封止層８が設けられている場合を例に挙げて図示している。
　図９に示すように、発光素子５００からは、該発光素子５００で発光した光のうち、封止層８と大気との界面の全反射角度を外れた角度で反射した光が、外部に取り出される。同様に、図１０に示すように、発光素子１０からは、該発光素子１０で発光した光のうち、封止層８と大気との界面の全反射角度を外れた角度で反射した光が、外部に取り出される。
　図１０に示すように、発光素子１０によれば、陽極２及びＨＴＬ３の凸部２ｂ・３ｂの側壁で光が散乱される。このため、発光素子１０によれば、図９に示す発光素子５００と比べて散乱光が増加するとともに、該散乱光が多重反射される。この結果、本来であれば浅い角度で反射されて外部に出射しない光が、複数回多重反射されるうちに、封止層８と大気との界面での全反射を回避できる角度で外部に出射される。このため、本実施形態によれば、従来よりも光取り出し効率が向上する。
　さらに、本実施形態によれば、ＨＴＬ３とＥＴＬ６とが最も接近する、凸部３ｂと、対向するＥＴＬ６との間にＩＬ４が設けられていることで、ＨＴＬ３とＥＴＬ６とを絶縁することができる。加えて、ＨＴＬ３とＥＴＬ６との間の電界集中を防止することができる。このため、局所的な大電界の発生を防止してＥＭＬ５の破壊を防止することができる。
　なお、このとき、図１に示すようにＩＬ４が凸部３ｂ及びＥＴＬ６に接して設けられていることで、ＨＴＬ３とＥＴＬ６との間の電界集中をより確実に防止することができ、局所的な大電界の発生をより確実に防止することができる。これにより、ＥＭＬ５の破壊をより確実に防止することができる。また、凸部３ｂ上での電界分布をより確実に無くすことができ、ＨＴＬ３からＥＭＬ５に、均一にキャリアを注入することができる。
　図１１は、図１に示す発光素子１０のＨＴＬ３の表面に沿った電界強度を示す図である。なお、図１１に、「陽極の表面の位置」として示す横軸は、陽極２の凹凸の法面ではなく、単純に、陽極２の凹部２ａの底壁を水平に横切ったときの位置を示す。
　さらに、本実施形態では、前述したように、ＨＴＬ３の層厚を、場所に寄らず一定としており、凹部３ａと凸部３ｂとで、ＨＴＬ３が同じ層厚を有している。このため、図１１に示すように、発光素子１０は、ＨＴＬ３とＥＭＬ５との間に印加される電界の電界強度が、ＨＴＬ３内で変動して面内分布を生じることなく、発光素子１０の断面の至る所で略一定となる。
　このため、本実施形態によれば、発光素子１０に外部電界を印加してＨＴＬ３からＥＭＬ５に正孔を注入するに際し、ＥＭＬ５の面内全域に渡って均一に正孔を注入することができる。また、ＨＴＬ３からＥＭＬ５に注入される正孔の輸送効率が低下する領域がなく、電子と正孔とのキャリアバランスを一定に維持することができる。しかも、電界強度に分布が無いことから、電界集中による発光素子１０の素子破壊を防止することができる。
　また、図１２は、図１に示す発光素子１０の要部の概略構成の一例を、電界分布と併せて示す断面図である。図１３は、図１に示す発光素子１０においてＩＬ４が設けられていない比較用の発光素子１０’の要部の概略構成を、電界分布と併せて示す断面図である。なお、図１３は、図１２に示す発光素子１０においてＩＬ４が設けられていない場合を例に挙げて図示している。
　前述したように、例えばＥＭＬ５に用いられるコロイド溶液の粘性あるいは表面張力によっては、ＥＭＬ５の最表面がＩＬ４の最表面と同じ高さには至らない場合がある。この場合、コロイド溶液の再塗布あるいはコロイド溶液の粘度の調整で、ＥＭＬ５の最表面を平坦にする、あるいは、平坦に近づけることができる。しかしながら、図１２に示すように、ＥＭＬ５の最表面が完全には平坦化されず、ＥＭＬ５の最表面とＩＬ４の再表面との界面付近で、ＥＭＬ５の最表面が盛り上がる場合がある。同様に、図１３に示すように、ＩＬ４を形成しない場合、凸部３ｂの形成領域およびその近傍で、ＥＭＬ５の最表面が盛り上がる場合がある。
　この場合、本実施形態によれば、図１２に示すように、ＥＭＬ５の最表面が盛り上がる領域で、ＨＴＬ３の最表面近傍の電界が僅かに低下するのみである。
　しかしながら、図１３に示すように、ＩＬ４が形成されていない場合、凸部３ｂの天壁部分の電界強度が、それ以外の部分に比べて高くなるとともに、ＥＭＬ５の最表面の盛り上がりにより、凸部３ｂ上でも電界分布を生じる。したがって、図１３に示す構造を例えばＯＬＥＤに適用した場合、凸部３ｂ上で優先的にキャリア注入が起こり、発光が不均一になる。
　一方、本実施形態によれば、上述したように、凸部３ｂ上にＩＬ４が形成されているとともに、陽極２とＨＴＬ３との表面形状が相似形となるように、陽極２及びＨＴＬ３の表面に凹凸が設けられている。このため、本実施形態によれば、凸部３ｂからの選択的なキャリア注入を抑制することができるとともに、陽極２の表面とＨＴＬ３の表面との間の距離（言い替えれば、ＨＴＬ３の層厚）が至る所一定である。このため、本実施形態によれば、上述したように、ＥＭＬ５の面内全域に渡って均一に正孔を注入することができる。
　表１は、上記発光素子１０および発光素子５００の素子特性を比較した結果を示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 　評価に使用した発光素子１０の素子構造のパラメータは、以下の通りである。
　陰極７：Ａｌ、５０ｎｍ
　ＥＴＬ６：ＺｎＯ（ナノ粒子塗布製膜）、４０ｎｍ
　ＥＭＬ５：コアにＣｄＳｅを使用し、シェルにＺｎＳを使用したＱＤ層、６０ｎｍ、発光波長５５０ｎｍ（緑色）
　ＨＴＬ３：ＮｉＯ（スパッタ製膜）、４０ｎｍ
　ＩＬ４：Ａｌ２Ｏ３（スパッタ製膜）、２０ｎｍ
　陽極２：ＩＴＯ（スパッタ製膜）、凹部２ａの底壁の層厚＝３０ｎｍ、凸部２ｂの高さ２ｈ＝４０ｎｍ、凸部２ｂ間の距離２Ｗ＝２μｍ
　なお、凸部３ｂの高さ３ｈは、凸部２ｂの高さ２ｈと同じである。また、凸部３ｂ間の距離３Ｗは、凸部２ｂ間の距離２Ｗと、ＨＴＬ３の層厚×２との和に等しい。
　また、評価に使用した発光素子５００の素子構造のパラメータは、以下の通りである。
　陰極５０５：Ａｌ、５０ｎｍ
　ＥＴＬ５０４：ＺｎＯ（ナノ粒子塗布製膜）、４０ｎｍ
　ＥＭＬ５０３：コアにＣｄＳｅを使用し、シェルにＺｎＳを使用したＱＤ層、６０ｎｍ、発光波長５５０ｎｍ（緑色）
　ＨＴＬ５０２：ＮｉＯ（スパッタ製膜）、４０ｎｍ
　陽極５０１：ＩＴＯ（スパッタ製膜）、３０ｎｍ
　また、表１に示す各特性の評価方法並びに評価結果は、以下の通りである。
　（キャリア注入効率）
　キャリア注入効率を評価するため、電子単独及び正孔単独の注入を測定するための専用の発光装置として、電子のみを流すＥＯＤ（Electron Only Device）、及び、正孔のみを流すＨＯＤ（Hole Only Device）を作製した。ＥＯＤには、上述した発光素子１０及び発光素子５００のそれぞれの素子構造に対し、陽極側に、正孔に対して障壁となる正孔阻止層を追加した。また、ＨＯＤには、上述した発光素子１０及び発光素子５００のそれぞれの素子構造に対し、陰極側に、電子に対して障壁となる電子阻止層を追加した。このようなＥＯＤ及びＨＯＤでは、それぞれ、電子または正孔が単独で注入されるため、電子と正孔との再結合による発光が起こらない。このため、上記ＥＯＤ及びＨＯＤを使用することで、電子のみからなる電流及び正孔のみからなる電流をそれぞれ測定できるので、電子単独及び正孔単独の注入量を算出することができる。電子注入効率は、ＥＯＤにより測定されたＶ－Ｉ特性（電圧－電流特性）から、各電圧における電流値（電荷の流れ＝電荷の時間微分）を電子１個の電荷で除算し、単位時間あたりに移動した電子数に変換することで、算出できる。また、正孔注入効率も、ＨＯＤのＶ－Ｉ特性から、同様に算出できる。何れの場合も、Ｖ－Ｉ特性がショックレーのダイオード方程式の従う整流特性であれば、接合を乗り越えてＥＭＬに注入される電子または正孔の流れを観測しているので、上記計算により、電子及び正孔の、単位面積当たりの注入量を算出することができる。
　発光素子５００の素子構造を用いた場合、電子注入効率≧正孔注入効率であった。これに対し、発光素子１０によれば、陽極２及びＨＴＬ３に凹凸を設けることで、表１の「向上率」に示すように、正孔注入効率が、発光素子５００に対し、１３％向上した。
　（キャリアバランス）
　ＱＤ層の電子及び正孔に対する移動度（拡散長）と、上記ＥＯＤ及びＨＯＤで測定した電流から算出される電子密度及び正孔密度とを用いて、ＱＤ層の層厚に対する、正孔及び電子のそれぞれの濃度プロファイルを作成し、重なり積分を求めた。
　具体的には、上記ＥＯＤにより求めた電子の単位面積当たりの注入量（電子密度）をＤｅとし、上記ＨＯＤにより求めた正孔の単位面積当たりの注入量（正孔密度）をＤｈとする。また、ＱＤ層における電子の拡散長をＬｅとし、ＱＤ層における正孔の拡散長をＬｈとする。そして、ＥＭＬの厚さをｄとし、拡散距離をｘとし、ＥＴＬとＱＤ層との接合界面を原点として、拡散距離ｘをプロットする。但し、ＱＤ層内部の厳密な拡散長を測定することは困難である。このため、上記拡散長Ｌｅ・Ｌｈには、ＱＤのコアと同じバルク材料を用いて位相差法等で測定したキャリアの拡散長を採用した。ＱＤのコアは無欠陥とみなすことができる。したがって、バルク材料で測定した拡散長Ｌｅ・Ｌｈは、過小評価ではあるが、実用上、問題はない。すると、電子の拡散による濃度変化は、Ｄｅ・ｅｘｐ（－ｘ／Ｌｅ）で表される。正孔の拡散の拡散による濃度変化は、Ｄｈ・ｅｘｐ｛－（ｄ－ｘ）／Ｌｈ｝で表される。そこで、両者の積を拡散距離ｘで積分することにより重なり積分を求める。
　キャリアバランスは、上記重なり積分による、電子及び正孔の濃度の重なりが最大となる拡散距離ｘ（つまり、上記重なり積分のピーク位置の拡散距離ｘ）で示される。
　最も良いキャリアバランスは、ＥＭＬの中央で重なり積分が最大となる場合（つまり、ＥＭＬの中央が重なり積分のピーク位置となる場合）である。この場合のキャリアバランスは、ｘ＝ｄ／２で示される。
　したがって、ＥＭＬの厚さｄに対する、上記手法で算出した重なり積分のピーク位置の拡散距離ｘの比ｘ／ｄは、キャリアバランスの指標となる。最良の場合（つまり、ＥＭＬの中央で電子と正孔の再結合レートが最大となる場合）のｘ／ｄは１／２となる。ＥＭＬ側あるいはＨＴＬ側の何れかに重なり積分の最大値が偏在する場合のｘ／ｄは、０～１／２の間で変化する。
　発光素子１０によれば、発光素子５００と比較してＱＤ層内の正孔密度が向上したため、表１の「向上率」に示すように、正孔注入効率同様、キャリアバランスが１３％向上した。
　（光取り出し効率）
　光取り出し効率は、光が伝搬する各層の層厚、屈折率、幾何学的な形状から、例えば照明用無機ＬＥＤの解析に用いられる解析ソフトを用いた幾何光学的な光線追跡（レイトレーシング）により計算した。レイトレーシングでは、発光素子を、例えば矩形の微小領域の集合体に分割し、各微小領域の光学定数を、実素子に従って設定する。そして、光学特性が異なる微小領域界面の光の入射及び出射並びに吸収及び反射を、ランベルトの余弦則及びランベルト－ベールの法則にしたがって、幾何光学により追跡する。追跡する光線の密度は、発光素子のＥＭＬのサイズに対して連続的に分布すると見なせる程度の高密度に設定する。光取り出し効率は、各光線の経路を追跡して、発光素子の外部に達した光線の密度を、先にＥＭＬのサイズに対して連続的に分布すると見なせる密度に設定した、追跡する光線の密度で除することで、計算することができる。実素子の内部を伝搬する光の経路を直接測定することは困難であるため、光取り出し効率を実際に測定することはできない。しかしながら、上記手法を用いることで、光取り出し効率を、計算により、精度良く求めることができる。
　発光素子１０によれば、図１０に示したように、陽極２の凹凸及びＨＴＬ３の凹凸で散乱光が増加し、封止層と大気との界面の全反射角を外れる光が増加する。この結果、表１の「向上率」に示すように、発光素子１０によれば、発光素子５００と比較して、光の取り出し効率が３０％向上した。
　（ＩＱＥ及びＥＱＥ）
　ＥＱＥは、前述したように、ＥＱＥ＝キャリア注入効率×キャリアバランス×光取り出し効率×ＩＱＥで示される。キャリア注入効率、キャリアバランス、光取り出し効率は、それぞれ、上述した手法により求めることができる。
　また、ＥＱＥは、上記ＥＯＤ及びＨＯＤで測定した電流から算出されるキャリア密度（キャリアの単位面積当たりの注入量）に対する、発光の輝度スペクトルから求めた光子密度の比（光子密度／キャリア密度）により直接求めることができる。
　上記光子密度は、波長毎の輝度を積分したものを、ｅ＝ｈ・ｃ／λで除することにより求めることができる。なお、式中、ｅは、光子エネルギーを示し、ｈは、プランク定数（ｈ＝６．６２６０７５５×１０－３４Ｊ・ｓ）を示し、ｃは、光の速さを示し、λは波長を示す。
　したがって、ＩＱＥは、ＥＱＥ、キャリア注入効率、キャリアバランス、光取り出し効率を上述した手法により求めることで、上記式から算出することができる。
　なお、ＱＤ自体の発光再結合確率及び非発光センターの密度は、ＱＤに固有であり、外部要因により変化することは無いので、例えば印加電界の大小または注入キャリアの大小に依存しない定数である。したがって、キャリア注入によらず、表１に示すように、発光素子５００と発光素子１０とでＩＱＥは不変であった。
　一方、ＥＱＥは、表１の「向上率」に示すように、発光素子１０によれば、発光素子５００と比較して、光の取り出し効率が、０．１５から０．２５へと、６９％向上した。これは、ＨＴＬ３の凸部３ｂの側壁に沿う電界により正孔注入効率が増加し、また、凸部３ｂの側壁により光が散乱され、光の取り出し効率が向上したためであると考えられる。
　＜変形例＞
　図１４～図１７は、それぞれ、図１に示す発光素子１０をその上方から見たときの凸部３ｂの形状及びＩＬ４の形状の他の一例を示す要部透視図である。なお、図１４～図１７では、図示の便宜上、ＥＴＬ６及び陰極７の図示を省略している。
　前述したように、ＩＬ４は、凸部３ｂ上に、凸部３ｂと同じ形状に形成されている。また、図示はしないが、前述したように、凸部３ｂは、凸部２ｂに沿って形成されており、凸部２ｂと相似形状を有している。図２では、凸部３ｂ及びＩＬ４が、平面視で、それぞれストライプ状に形成されている場合を例に挙げて図示した。しかしながら、凸部３ｂ及びＩＬ４の形状は、図２に示す形状に限定されるものではない。凸部３ｂ及びＩＬ４は、断続的なライン状に形成されていてもよく、例えば、図１４に示すように、平面視で、それぞれマトリクス状に形成されていてもよい。
　また、凸部３ｂ及びＩＬ４は、図１５に示すように、平面視で、それぞれ千鳥状に形成されていてもよい。また、図１５において、例えば、列方向（第１方向）に隣り合う凸部３ｂを凸部３ｂ１及び凸部３ｂ２とする。そして、これら凸部３ｂ１・３ｂ２のそれぞれに対して、列方向に垂直な行方向（第２方向）に隣り合う凸部３ｂを凸部３ｂ３とし、凸部３ｂ１及び凸部３ｂ２間の隙間を隙間ｇ１とする。この場合、隙間ｇ１と凸部３ｂ３とが行方向に隣り合うことで、隣り合う各凸部３ｂ間により均一に電界を印加することができ、ＥＭＬ５に、均一にキャリアを注入することができる。なお、この場合にも、上述したように、ＩＬ４は、凸部３ｂ上に、凸部３ｂと同じ形状に形成されている。
　また、凸部３ｂは、図１６に示すように、平面視で、幹線部３ｂＡと、該幹線部３ｂＡから面内方向に延設された複数の枝線部３ｂＢと、を有するフィッシュボーン形状を有していることが望ましい。また、この場合、互いに隣り合う凸部３ｂのうち一方の凸部３ｂに設けられた枝線部３ｂＢと、他方の凸部３ｂに設けられた枝線部３ｂＢとは、交互に並んで配されていることがより望ましい。
　上述したように凸部３ｂがフィッシュボーン形状を有していることで、凸部３ｂが枝線部３ｂＢを有していない場合と比較して、凸部３ｂとＥＭＬ５との接触面積が増大し、ＨＴＬ３によって正孔が輸送される面積が拡大する。このため、正孔注入効率をより向上させることができる。
　また、互いに隣り合う凸部３ｂのうち一方の凸部３ｂに設けられた枝線部３ｂＢと、他方の凸部３ｂに設けられた枝線部３ｂＢとが、交互に並んで配されていることで、ＨＴＬ３からＥＭＬ５に、面内方向により均一に正孔を注入することができる。
　但し、互いに隣り合う凸部３ｂのうち一方の凸部３ｂに設けられた枝線部３ｂＢと、他方の凸部３ｂに設けられた枝線部３ｂＢとは、各枝線部３ｂＢの延設方向に互いに対向配置されていてもよく、必ずしも交互に並んで配置されている必要はない。
　なお、凸部３ｂがフィッシュボーン形状を有している場合、ＩＬ４もフィッシュボーン形状を有していることになる。したがって、ＩＬ４は、図１６に示すように、平面視で、幹線部４Ａと、該幹線部４Ａから面内方向に延設された複数の枝線部４Ｂと、を有するフィッシュボーン形状を有していてもよい。
　また、凸部３ｂ及びＩＬ４は、図１７に示すように、平面視で、湾曲したコーナー部を有していることが望ましい。言い替えれば、凸部３ｂ及びＩＬ４は、平面視で、直線同士が交わる角を無くした形状を有していることが望ましい。これにより、凸部３ｂ及びＩＬ４のコーナー部での局所的な電界集中を回避することができる。なお、凸部３ｂが平面視で、湾曲したコーナー部を有していることで、凹部３ａもまた、平面視で、湾曲したコーナー部を有している。
　なお、図１７では、一例として、図１６に示す凸部３ｂ及びＩＬ４が、平面視で、湾曲したコーナー部を有している場合を例に挙げて図示したが、本実施形態は、これに限定されるものではない。例えば図１４または図１５に示す凸部３ｂ及びＩＬ４が、平面視で、湾曲したコーナー部を有していてもよい。また、図示はしないが、凸部３ｂ及びＩＬ４は、平面視で、例えば円形状に形成されていてもよい。
　また、図１８及び図１９は、本実施形態の変形例に係る発光素子１０における凹部２ａ・３ａ及び凸部２ｂ・３ｂの概略構成の一例を示す断面図である。前述したように、ＨＴＬ３は、陽極２に沿って形成されており、凸部３ｂは凸部２ｂと相似形状を有している。また、凹部３ａは、凹部２ａと相似形状を有している。
　凸部２ｂ・３ｂは、図１８及び図１９に示すように、湾曲した断面形状を有していることが望ましい。言い替えれば、凸部２ｂ・３ｂは、断面視で、直線同士が交わる角が無く、湾曲したコーナー部を有していることが望ましい。図１８及び図１９に示す発光素子１０は、陽極２が、凸部２ｂの側壁から天壁にかけて曲面を有するとともに、凹部２ａの底壁から凸部２ｂの側壁にかけて曲面を有している。このため、陽極２上のＨＴＬ３も、凸部３ｂの側壁から天壁にかけて曲面を有するとともに、凹部３ａの底壁から凸部３ｂの側壁にかけて曲面を有している。これにより、凸部２ｂ・３ｂのコーナー部での局所的な電界集中を回避することができる。
　なお、陽極２を波状に形成する方法は、特に限定されるものではなく、例えば、インプリント等、金属の表面を波状に形成する、従来公知の各種方法を採用することができる。
　図１８に示すように、凸部２ｂ・３ｂは、平面視で、ＩＬ４が凸部３ｂと同じ形状を有するように、断面視で、凸部２ｂ・３ｂの側壁が例えば直立して設けられ、凸部２ｂ・３ｂのコーナー部のみが湾曲した形状を有していてもよい。また、図１９に示すように、凹部２ａ及び凸部２ｂからなる凹凸、並びに、凹部３ａ及び凸部３ｂからなる凹凸は、断面視で、凸部２ｂ・３ｂの側壁が傾斜した波形状を有していてもよい。図１９に示す例では、ＩＬ４は、平面視で、凸部３ｂ全体ではなく、凸部３ｂの天壁と同じ形状を有している。このように、ＩＬ４は、平面視で、凸部３ｂの少なくとも天壁と同じ形状を有していてもよい。
　何れにしても、ＩＬ４は、平面視で、凸部３ｂのコーナー部を覆う（言い替えれば、凸部３ｂの少なくとも天壁を覆う）ように設けられていることが望ましい。これにより、凸部３ｂのコーナー部での局所的な電界集中を回避することができる。
　また、図２０は、本実施形態の変形例に係る発光素子１０におけるＥＭＬ５及びＥＴＬ６の概略構成の一例を示す断面図である。
　図１では、凸部２ｂ・３ｂに対向するＥＴＬ６の表面が平坦である場合を例に挙げて図示した。しかしながら、凸部２ｂ・３ｂに対向するＥＴＬ６の表面は、凹凸形状を有していてもよい。この場合、ＥＭＬ５の最表面の平坦性と、ＥＭＬ５の層厚方向の電界分布とを考慮すると、図２０に示すように、隣り合うＩＬ４間のＥＭＬ５の表面が下に凸となる形状でもよい。したがって、ＥＴＬ６におけるＥＭＬ５との接触面も、ＥＭＬ５の表面の形状に合わせて下に凸となる形状を有していてもよい。つまり、ＥＴＬ６の下面は、ＩＬ４の上面及びＥＭＬ５の上面に沿って、平坦な部分と、下に凸となる部分とが交互に設けられていてもよい。なお、上記形状は、例えば、ＥＭＬ５に用いられる前記コロイド溶液の粘性を小さくする等することで、容易に形成することができる。
　図２１は、本実施形態の変形例に係る発光素子１０におけるＩＬ４の概略構成の一例を示す断面図である。
　図１及び図１４～図２０では、ＩＬ４が、平面視で、凸部３ｂの天壁と同じ形状を有している場合を例に挙げて図示した。しかしながら、ＩＬ４は、図２１に示すように、ＩＬ４の外周端が凸部３ｂの外周端よりも大きく、ＩＬ４の一部が凸部３ｂの天壁から張り出した、オーバーハング形状を有していてもよい。
　ＩＬ４を上記オーバーハング形状とする場合、例えば、ステップＳ９でＩＬ４を形成後、ＩＬ４をマスクとして等方性のウエットエッチングを行って、ＨＴＬ３をエッチングする方法等が挙げられる。この場合のエッチング液の一例としては、例えば、重量比で、ＨＮＯ３：ＨＣｌ：ＨＦ：Ｈ２Ｏ＝２．５：１．５：１．０：９５．９のエッチング液が挙げられる。但し、ＨＴＬ３は等方的にエッチングされるため、予め凹部３ａの底壁を厚くしておく必要がある。
　また、図１および図３では、陽極２と陰極７との間に、ＨＴＬ３、ＩＬ４及びＥＭＬ５、ＥＴＬ６が、陽極２側からこの順に、互いに接して積層されている場合を例に挙げて説明した。しかしながら、例えば、陽極２とＨＴＬ３との間には、正孔注入層がさらに設けられていてもよい。また、陰極７とＥＴＬ６との間には、電子注入層がさらに設けられていてもよい。
　また、本実施形態では、発光素子１０が表示装置１００に用いられる場合を例に挙げて説明した。しかしながら、発光素子１０は、照明装置等、表示装置１００以外の発光装置における発光素子としても好適に用いることができる。
　〔実施形態２〕
　本実施形態では、実施形態１との相異点について説明する。なお、説明の便宜上、実施形態１で説明した構成要素と同じ機能を有する構成要素については、同じ符号を付記し、その詳細な説明を省略する。
　図２２は、本実施形態に係る発光素子２０の概略構成の一例を示す断面図である。
　前述したように、実施形態１では、第１電極が陽極２であり、第２電極が陰極７であり、第１キャリア輸送層がＨＴＬ３であり、第２キャリア輸送層がＥＴＬ６である場合を例に挙げて図示した。しかしながら、本開示は、これに限定されるものではなく、第１電極が陰極７であり、第２電極が陽極２であり、第１キャリア輸送層がＥＴＬ６であり、第２キャリア輸送層がＨＴＬ３であってもよい。
　図２２に示す発光素子２０は、陰極７、ＥＴＬ６、ＩＬ４及びＥＭＬ５、ＨＴＬ３、陽極２が、下層側からこの順に設けられている。より具体的には、発光素子２０は、陰極７、ＥＴＬ６、ＩＬ４及びＥＭＬ５、ＨＴＬ３、陽極２が、図３に示す基板１上に、該基板１側から、この順に設けられている構成を有していてもよい。図３に示す表示装置１００は、発光素子１０に代えて発光素子２０を備えていてもよい。
　この場合、図示はしないが、発光素子層１１において、例えば、陰極７、ＥＴＬ６、ＥＭＬ５、のそれぞれは、バンクＢＫによって画素Ｐ毎に島状に分離される。陽極２およびＨＴＬ３は、バンクＢＫによって島状に分離されず、各画素Ｐに共通して形成される。
　但し、前述したように、表示装置１００は、下部電極である第１電極と第１キャリア輸送層とが画素Ｐ毎に島状に形成され、上部電極である第２電極が各画素Ｐに共通して形成されていればよい。したがって、第２キャリア輸送層であるＨＴＬ３は、バンクＢＫによって画素Ｐ毎に島状に分離されていてもよい。
　ＨＴＬ３は、上述したように島状であるか共通層であるかに拘らず、発光素子１０Ｒ・１０Ｇ・１０Ｂに共通の材料で形成されていてもよいし、発光素子１０Ｒ・１０Ｇ・１０Ｂ毎に、異なる材料で形成されていてもよい。同様に、ＥＴＬ６も、発光素子１０Ｒ・１０Ｇ・１０Ｂに共通の材料で形成されていてもよいし、発光素子１０Ｒ・１０Ｇ・１０Ｂ毎に、異なる材料で形成されていてもよい。
　本実施形態では、バンクＢＫは、陽極２に代えて、陰極７の周縁部を覆う。前述したように、バンクＢＫには、画素Ｐ毎に開口部が設けられている。本実施形態では、バンクＢＫの開口部による陰極７の露出部が、各画素Ｐの発光領域となる。バンクＢＫは、陰極７の周縁部を覆うエッジカバーとして機能とするとともに、各画素Ｐを分離する（言い替えれば、各発光素子２０を分離する）分離壁として機能する。
　封止層８は、発光素子１０に代えて、発光素子２０を覆う。したがって、本実施形態では、陽極２を覆うように封止層８が形成される。
　本実施形態では、陰極７が、基板１のＴＦＴ（具体的には、例えば、ＴＦＴのドレイン電極）と電気的に接続される。
　図２２に示すように、陰極７の表面は、断面視で、凹部７ａ及び凸部７ｂ（第２凸部）からなる凹凸を有している。陰極７は、発光素子２０における上記各層の積層方向に突出する凸部７ｂを、一画素Ｐの断面に少なくとも１つ備えている。言い替えれば、各発光素子２０における陰極７は、それぞれ、凸部７ｂを少なくとも１つ備えている。
　図２２では、一例として、発光素子２０における陰極７が、複数の凸部７ｂを備えている場合を例に挙げて図示している。この場合、凹部７ａ及び凸部７ｂは、規則的に設けられていることが望ましい。
　本実施形態では、ＥＴＬ６が、陰極７上に、該陰極７の表面に沿って積層されている。このため、ＥＴＬ６は、断面視で、陰極７の表面の形状に追従した、凹部６ａ及び凸部６ｂ（第１凸部）からなる凹凸を有している。つまり、凸部６ｂは、凸部７ｂの表面を覆っている。また、凹部６ａは、凹部７ａの表面を覆っている。
　したがって、ＥＴＬ６は、発光素子２０における上記各層の積層方向に突出する凸部６ｂを、一画素Ｐの断面に少なくとも１つ備えている。言い替えれば、表示装置１００に用いられる各発光素子２０におけるＥＴＬ６は、それぞれ、凸部６ｂを少なくとも１つ備えている。なお、図２２では、一例として、１つの発光素子２０におけるＥＴＬ６が、複数の凸部６ｂを備えている場合を例に挙げて図示している。
　ＩＬ４は、凸部６ｂとＨＴＬ３との間に、凸部６ｂ及びＨＴＬ３に接して島状に設けられている。ＩＬ４は、凹部６ａ上には設けられていない。
　なお、本実施形態でも、ＩＬ４は、第１キャリア輸送層の凸部上に、該第１キャリア輸送層の凸部と平面視で同じ形状に形成されていてもよい。したがって、ＩＬ４は、凸部６ｂ上に、該凸部６ｂと平面視で同じ形状に形成されていてもよい。ＩＬ４は、図２あるいは図１４～図１７と同じ形状を有していてもよい。したがって、凸部６ｂは、図１４～図１７に示すＩＬ４と平面視で同じ形状に形成されていてもよい。また、凸部６ｂは、図１８または図１９に示す凸部３ｂと同じ形状を有していてもよい。但し、本実施形態は、これに限定されるものではない。ＩＬ４は、ＩＬ４の外周端が凸部６ｂの外周端よりも大きく、ＩＬ４の一部が凸部６ｂの天壁から張り出した、オーバーハング形状を有していてもよい。
　本実施形態では、図２２に示すように、ＥＭＬ５は、凸部６ｂ及びＩＬ４と図示しないバンクＢＫとで囲まれた凹部６ａ内に、ＥＭＬ５の最表面の高さがＩＬ４の最表面の高さと一致するように設けられる。
　本実施形態では、ＨＴＬ３が平坦であり、ＨＴＬ３は、ＩＬ４及びＥＭＬ５上に、ＩＬ４及びＥＭＬ５に接して、連続した膜状に形成されている。但し、本実施形態は、これに限定されるものではなく、ＨＴＬ３が、図２０に示すＥＴＬ６と同じ形状を有していてもよいことは、言うまでもない。
　また、本実施形態では、陽極２が平坦であり、陽極２は、ＨＴＬ３上に、連続した膜状に形成される。
　本実施形態では、上述したように、第１電極を陰極７とし、第２電極を陽極２としたことで、陰極７の層厚は、実施形態１における陽極２の層厚と同様に設定される。つまり、陰極７は、その層厚が最も厚い部分が、好適には、ＥＭＬ５の層厚の１倍以上、３倍以下の範囲内に設定される。陰極７における、層厚が最も厚い部分とは、凸部７ｂが形成されている部分である。以下、説明の便宜上、陰極７における、層厚が最も厚い部分を、「陰極７の凸部形成部」と称する。
　一方、陽極２の層厚は特に限定されるものではなく、上部電極に陽極を用いた従来の発光素子における陽極の層厚と同様に設定することができる。
　なお、陰極７の層厚は、陰極７の表面の法線方向の陰極７の厚みを示す。具体的には、陰極７の層厚は、陰極７における、上面と下面との間の距離を示す。したがって、凹部７ａにおける陰極７の層厚とは、凹部７ａの底壁の厚みを示す。また、凸部７ｂにおける陰極７の層厚（つまり、陰極７の凸部形成部の層厚）とは、高さ７ｂと、凹部７ａの底壁の厚みとの和を示す。
　陰極７における、層厚が最も薄い部分は、凹部７ａの底壁である。凹部７ａの底壁の層厚は、下部電極に陰極を用いた従来の発光素子における陰極の層厚と同様に設定することができる。
　本実施形態でも、上述したように、ＥＭＬ５は、該ＥＭＬ５の最表面の高さがＩＬ４の最表面の高さと一致するように形成される。このため、ＥＭＬ５の層厚は、図２２に示すように、ＩＬ４の層厚４ｈと凸部６ｂの高さ６ｈとの和に等しい。また、凸部６ｂの高さ６ｈは、凹部６ａの深さに等しい。
　高さ６ｈは、図１に示す高さ３ｈと同様に設定することができる。層厚４ｈは、実施形態１で説明した通りである。層厚４ｈと高さ６ｈとの和は、層厚４ｈと高さ３ｈとの和と同様に設定することができる。したがって、層厚４ｈと高さ６ｈとの和は、層厚４ｈと高さ３ｈとの和と同様の理由で、３０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下であることが望ましく、４０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下であることがより望ましい。また、高さ６ｈは、高さ３ｈと同様の理由で、２０ｎｍ以上、９０ｎｍ以下であることが望ましく、２０ｎｍ以上、８０ｎｍ以下であることがより望ましい。
　隣り合う凸部６ｂ間の距離６Ｗ（言い替えれば、凹部６ａの幅）は、図１に示す距離３Ｗ（言い替えれば、凹部３ａの幅）と同様に設定することができる。距離６Ｗは、距離３Ｗと同様の理由で、２０ｎｍ以上、かつ、複数の凸部６ｂの配列方向における発光素子２０の断面幅の１／２以下であることが望ましい。距離６Ｗは、例えばＥＭＬ５の発光材料にＱＤを用いる場合、距離３Ｗと同様の理由で、ＱＤの粒径の２倍以上が望ましい。また、同様の理由で、凹部６ａの深さ（つまり、高さ６ｈ）は、ＱＤの粒径以上であることが望ましい。
　また、本実施形態において、ＥＴＬ６は、実施形態１に係る発光素子１０におけるＨＴＬ３と同様に、好適には、一定の層厚を有するように形成されている。このため、凸部６ｂにおけるＥＴＬ６の層厚と、凹部６ａにおけるＥＴＬ６の層厚とは、同じ層厚を有している。凸部６ｂは凸部７ｂと相似形状を有している。また、凹部６ａは、凹部７ａと相似形状を有している。
　したがって、凸部６ｂの高さ６ｈは、凸部７ｂの高さ７ｈに等しい。なお、凸部７ｂの高さ７ｈは、凹部７ａの深さに等しい。
　また、隣り合う凸部７ｂ間の距離７Ｗ（言い替えれば、凹部７ａの幅）は、距離６ＷからＥＴＬ６の層厚を差し引いた値となる。したがって、距離７Ｗは、距離６Ｗが上述した範囲内となるように設定される。言い替えれば、距離７Ｗは、図１に示す距離２Ｗと同様に設定することができる。
　なお、本実施形態において、ＥＴＬ６の層厚とは、ＥＴＬ６の表面の法線方向のＥＴＬ６の厚みを示す。具体的には、ＥＴＬ６の層厚とは、ＥＴＬ６における、陰極７側の表面とＥＭＬ５側の表面との間の距離を示す。また、凸部６ｂにおけるＥＴＬ６の層厚とは、ＥＴＬ６における、陰極７の凸部７ｂの表面を覆う部分の層厚を示す。より具体的には、凸部６ｂにおけるＥＴＬ６の層厚とは、凸部６ｂの側壁の厚み及び天壁の厚みを示す。また、凹部６ａにおけるＥＴＬ６の層厚とは、ＥＴＬ６における、陰極７の凸部７ｂ以外の表面を覆う部分の層厚を示す。より具体的には、凹部６ａにおけるＥＴＬ６の層厚とは、凹部６ａの底壁の厚みを示す。
　なお、ＥＴＬ６は、高さ６ｈ及び距離６Ｗが上述した範囲内となるように設定されていればよい。ＥＴＬ６の層厚自体は、電子輸送機能が十分に発揮される厚みであれば、特に限定されるものではない。ＥＴＬ６の層厚としては、表示パネル用の従来公知の自発光素子におけるＥＴＬの層厚と同様に設定することができる。
　同様に、ＨＴＬ３の層厚は、正孔輸送機能が十分に発揮される厚みであれば、特に限定されるものではない。ＨＴＬ３の層厚としては、表示パネル用の従来公知の自発光素子におけるＨＴＬの層厚と同様に設定することができる。
　発光素子２０及び該発光素子２０を備えた表示装置１００は、上述したように積層する層の順番を変更することで、実施形態１に係る発光素子１０及び該発光素子１０を備えた表示装置１００の製造方法と同様の方法により製造することができる。
　本実施形態によれば、図２２に示すように、ＥＴＬ６が凸部６ｂを有することで、ＥＴＬ６とＥＭＬ５との接触面積が増加し、ＥＴＬ６によって電子が輸送される面積が拡大する。また、図２２に示すように、ＥＴＬ６の表面からＥＭＬ５に向かう電界は、ＥＴＬ６の形状に沿って分布する。具体的には、ＥＴＬ６の表面からＥＭＬ５に向かう電界は、ＥＴＬ６の凹部６ａ及び凸部６ｂの表面の法線方向に沿って分布する。このため、発光素子２０は、ＥＴＬ６の表面に凸部３ｂが設けられていない従来の発光素子に比べて、電界分布が大きい。このため、本実施形態によれば、ＥＭＬ５の層厚方向に平行な方向だけでなく、ＥＭＬ５の面内に、広い角度で正孔を注入することができる。このため、本実施形態によれば、従来よりも電子注入効率が向上する。
　また、発光素子２０では、陰極７及びＥＴＬ６の凸部７ｂ・６ｂの側壁で光が散乱される。このため、発光素子２０によれば、ＥＴＬ６の表面に凸部３ｂが設けられていない従来の発光素子に比べて、散乱光が増加するとともに、該散乱光が多重反射される。このため、本実施形態でも、実施形態１同様、従来よりも光取り出し効率が向上する。
　さらに、本実施形態でも、ＩＬ４により、ＥＴＬ６とＨＴＬ３とを絶縁することができるとともに、ＥＴＬ６とＨＴＬ３との間の電界集中を防止することができる。このため、局所的な大電界の発生を防止してＥＭＬ５の破壊を防止することができる。
　また、このとき、図２２に示すようにＩＬ４が凸部６ｂ及びＨＴＬ３に接して設けられていることで、ＥＴＬ６とＨＴＬ３との間の電界集中をより確実に防止することができ、局所的な大電界の発生をより確実に防止することができる。これにより、ＥＭＬ５の破壊をより確実に防止することができる。また、凸部６ｂ上での電界分布をより確実に無くすことができ、ＥＴＬ６からＥＭＬ５に、キャリアとして電子を均一に注入することができる。
　さらに、本実施形態では、前述したように、ＥＴＬ６の層厚を、場所に寄らず一定としており、凹部６ａと凸部６ｂとで、ＥＴＬ６が同じ層厚を有している。このため、発光素子２０は、ＥＴＬ６とＥＭＬ５との間に印加される電界の電界強度が、ＥＴＬ６内で変動して面内分布を生じることなく、発光素子２０の断面の至る所で略一定となる。
　このため、本実施形態によれば、発光素子２０に外部電界を印加してＥＴＬ６からＥＭＬ５に電子を注入するに際し、ＥＭＬ５の面内全域に渡って均一に電子を注入することができる。また、ＥＴＬ６からＥＭＬ５に注入される電子の輸送効率が低下する領域がなく、電子と正孔とのキャリアバランスを一定に維持することができる。しかも、電界強度に分布が無いことから、電界集中による発光素子２０の素子破壊を防止することができる。
　また、実施形態１同様、例えばＥＭＬ５に用いられるコロイド溶液の粘性あるいは表面張力によっては、ＥＭＬ５の最表面がＩＬ４の最表面と同じ高さには至らない場合がある。この場合、本実施形態によれば、ＥＭＬ５の最表面が盛り上がる領域で、ＥＴＬ６の最表面近傍の電界が僅かに低下するのみであり、ＥＭＬ５の面内全域に渡って均一に電子を注入することができる。
　〔実施形態３〕
　本実施形態では、実施形態１、２との相異点について説明する。なお、説明の便宜上、実施形態１、２で説明した構成要素と同じ機能を有する構成要素については、同じ符号を付記し、その詳細な説明を省略する。
　図２３は、本実施形態に係る発光素子３０の概略構成の一例を示す断面図である。なお、図２３に、「陽極の表面の位置」として示す横軸は、図１１に「陽極の表面の位置」として示す横軸と同じであり、本実施形態では、図２３に示す陽極２を水平に横切ったときの位置を示す。
　図２３に示すように、本実施形態に係る発光素子３０は、陽極３２、ＨＴＬ３３、ＩＬ４及びＥＭＬ５、ＥＴＬ６、陰極７が、下層側から、この順に設けられた構成を有している。
　なお、本実施形態では、図２３に示すように、第１電極が陽極３２であり、第２電極が陰極７であり、第１キャリア輸送層がＨＴＬ３３であり、第２キャリア輸送層がＥＴＬ６である場合を例に挙げて説明する。しかしながら、本実施形態は、これに限定されるものではなく、第１電極が陰極であり、第２電極が陽極であり、第１キャリア輸送層がＥＴＬであり、第２キャリア輸送層がＨＴＬであってもよい。
　本実施形態に係る発光素子３０は、陽極２及びＨＴＬ３に代えて陽極３２及びＨＴＬ３３が設けられ、陽極３２の表面が平坦で、ＨＴＬ３３の表面のみに凹凸が設けられていることを除けば、実施形態１に係る発光素子１０と同じ構成を有している。陽極３２は、上述したように表面が平坦であることを除けば、実施形態１に係る陽極２と同じ構成を有している。また、ＨＴＬ３３は、以下に説明する点を除けば、実施形態１に係るＨＴＬ３と同じ構成を有している。
　発光素子３０において、ＨＴＬ３３の表面は、断面視で、凹部３３ａ及び凸部３３ｂ（第１凸部）からなる凹凸を有している。しかしながら、陽極３２は、表面に凹部及び凸部が設けられておらず、一定の層厚を有している。このため、ＨＴＬ３３は、凹部３３ａと凸部３３ｂとで、異なる層厚を有している。
　但し、本実施形態でも、ＥＭＬ５は、該ＥＭＬ５の最表面の高さがＩＬ４の最表面の高さと一致するように形成される。このため、ＥＭＬ５の層厚は、図２３に示すように、ＩＬ４の層厚４ｈと凸部３３ｂの高さ３３ｈとの和に等しい。また、凸部３３ｂの高さ３３ｈは、凹部３３ａの深さに等しい。
　高さ３３ｈは、図１に示す高さ３ｈと同様に設定することができる。また、層厚４ｈは、実施形態１で説明した通りである。層厚４ｈと高さ３３ｈとの和は、層厚４ｈと高さ３ｈとの和と同様に設定することができる。したがって、層厚４ｈと高さ３３ｈとの和は、層厚４ｈと高さ３ｈとの和と同様の理由で、３０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下であることが望ましく、４０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下であることがより望ましい。また、高さ３３ｈは、高さ３ｈと同様の理由で、２０ｎｍ以上、９０ｎｍ以下であることが望ましく、２０ｎｍ以上、８０ｎｍ以下であることがより望ましい。
　また、隣り合う凸部３３ｂ間の距離３３Ｗ（言い替えれば、凹部３３ａの幅）は、図１に示す距離３Ｗ（言い替えれば、凹部３ａの幅）と同様に設定することができる。距離３３Ｗは、距離３Ｗと同様の理由で、２０ｎｍ以上、かつ、複数の凸部３３ｂの配列方向における発光素子３０の断面幅の１／２以下であることが望ましい。距離３３Ｗは、例えばＥＭＬ５の発光材料にＱＤを用いる場合、距離３Ｗと同様の理由で、ＱＤの粒径の２倍以上が望ましい。また、同様の理由で、凹部３３ａの深さ（つまり、高さ３３ｈ）は、ＱＤの粒径以上であることが望ましい。
　なお、本実施形態において、ＨＴＬ３３の層厚とは、ＨＴＬ３３の表面の法線方向の厚みを示す。具体的には、ＨＴＬ３３の層厚とは、ＨＴＬ３における、陽極２側の表面とＥＴＭ５側の表面との間の距離を示す。また、凹部３３ａにおけるＨＴＬ３３の層厚とは、凹部３３ａの底壁の厚みを示す。凸部３３ｂにおけるＨＴＬ３３の層厚とは、高さ３３ｂと、凹部３３ａの底壁の厚みとの和を示す。
　ＨＴＬ３３における、層厚が最も薄い部分が、凹部３３ａの底壁である。凹部３３ａの底壁の層厚は、正孔輸送機能が十分に発揮される厚みであれば、特に限定されるものではない。凹部３３ａの底壁の厚みは、表示パネル用の従来公知の自発光素子におけるＨＴＬの層厚と同様に設定することができる。
　また、陽極３２の層厚も特に限定されるものではなく、下部電極に陽極を用いた従来の発光素子における陽極の層厚と同様に設定することができる。なお、陽極３２の層厚とは、陽極３２の表面の法線方向の陽極３２の厚みを示す。
　発光素子３０及び該発光素子３０を備えた表示装置１００は、ＨＴＬ３３の表面にのみ凹凸を形成することを除けば、実施形態１に係る発光素子１０及び該発光素子１０を備えた表示装置１００の製造方法と同様の方法により製造することができる。
　すなわち、本実施形態では、実施形態１に示すステップＳ１において、従来と同様にして、表面が平坦な陽極３２を形成した後、ステップＳ２及びステップＳ３を行うことなく、バンクＢＫを形成し、ステップＳ４に移行する。なお、ステップＳ４では、上述した凸部３ｂの高さ３ｈ以上の厚みの正孔輸送性材料層１３を成膜する。この場合、正孔輸送性材料層１３の層厚は、好適には、ＥＭＬ５の層厚の１倍以上、３倍以下の範囲内に設定される。
　その後、ステップＳ５で、実施形態１と同様のマスク１１２を形成し、ステップＳ６で実施形態１と同様に、平面視で、正孔輸送性材料層１３の表面におけるマスク１１２で覆われていない領域をエッチングする。これにより、エッチングされていない、平面視で、正孔輸送性材料層１３の表面におけるマスク１１２で覆われた領域に、凸部３３ｂが形成され、それ以外の領域に、凹部３３ａが形成される。これにより、凹部３３ａ及び凸部３３ｂからなる凹凸を表面に有するＨＴＬ３３が形成される。なお、その後の工程は、実施形態１と同じである。
　図２４は、図２３に示す発光素子３０のＨＴＬ３３の表面に沿った電界強度を示す図である。
　本実施形態では、上述したように、凹部３３ａと凸部３３ｂとで、ＨＴＬ３３の層厚が異なっている。ＨＴＬ３３の抵抗率は、陽極３２の抵抗率よりも高い。このため、発光素子３０では、ＨＴＬ３３の層厚が薄い領域と厚い領域とで、ＨＴＬ３３の表面付近の電界に強弱を生じる。具体的には、図２４に示すように、ＨＴＬ３３の層厚が厚い凸部３３ｂにおいて、ＨＴＬ３３の層厚が薄い凹部３３ａよりも電界強度が小さくなる。
　このように、本実施形態では、発光素子１０と異なり、ＨＴＬ３３の表面付近の電界強度が僅かに変化する。このため、電界強度の分布に依存して、発光素子３０の面内の場所により、キャリア注入効率が変化する。
　しかしながら、実施形態１同様、本実施形態でも、図２３に示すように、ＨＴＬ３３が凸部３３ｂを有することで、ＨＴＬ３３とＥＭＬ５との接触面積が増加する。また、実施形態１同様、本実施形態でも、図２３に示すように、ＨＴＬ３３の表面からＥＭＬ５に向かう電界は、ＨＴＬ３３の形状に沿って分布する。このため、ＨＴＬ３の表面に凸部３ｂが設けられていない従来の発光素子５００と比較すれば、発光素子３０のようにＨＴＬ３３のみが凸形状を有する場合でも、電界分布に改善が見られる。
　また、前述したように、特許文献２の構成では、実質的に凸部の形成領域においてのみキャリア注入が生じる。しかしながら、本実施形態によれば、凸部３ｂの直上のＩＬ４により、凸部３ｂからの選択的なキャリア注入を抑制することができる。このため、特許文献２と比較して、より均一にキャリアを注入することができる。
　また、発光素子３０によれば、ＨＴＬ３３の凸部３３ｂの側壁で光が散乱される。このため、発光素子３０によれば、従来の発光素子５００と比べて散乱光が増加する。このため、発光素子３０によれば、従来の発光素子５００と比べて、前述した全反射（つまり、前述した、封止層８と大気との界面での全反射）を回避できる角度で外部に出射される光が増加する。したがって、発光素子３０によれば、従来の発光素子５００よりもＥＱＥを向上させることができる。
　〔実施形態４〕
　本実施形態では、実施形態１～３との相異点について説明する。なお、説明の便宜上、実施形態１～３で説明した構成要素と同じ機能を有する構成要素については、同じ符号を付記し、その詳細な説明を省略する。
　図２５は、本実施形態に係る発光素子４０の概略構成の一例を示す断面図である。
　図２５に示すように、本実施形態に係る発光素子４０は、陽極２、ＨＴＬ３、ＩＬ４及びＥＭＬ５、ＥＴＬ４６、陰極７が、下層側から、この順に設けられた構成を有している。
　なお、本実施形態では、図２５に示すように、第１電極が陽極２であり、第２電極が陰極７であり、第１キャリア輸送層がＨＴＬ３であり、第２キャリア輸送層がＥＴＬ４６である場合を例に挙げて説明する。しかしながら、本実施形態は、これに限定されるものではなく、第１電極が陰極であり、第２電極が陽極であり、第１キャリア輸送層がＥＴＬであり、第２キャリア輸送層がＨＴＬであってもよい。
　本実施形態に係る発光素子４０は、ＥＴＬ６に代えてＥＴＬ４６が設けられ、ＥＴＬ６に、ＩＬ４を介して、凸部３ｂに対向して、凸部４６ｂ（第３凸部）が設けられていることを除けば、実施形態１に係る発光素子１０と同じ構成を有している。なお、ＥＴＬ４６は、以下に説明する点を除けば、実施形態１に係るＥＴＬ６と同じ構成を有している。
　ＥＴＬ４６における、ＨＴＬ３との対向面には、断面視で、凹部４６ａ及び凸部４６ｂからなる凹凸を有している。凸部４６ｂは、下方に凸となる形状を有している。つまり、本実施形態では、対向する第１キャリア輸送層及び第２キャリア輸送層の双方が平坦ではなく、何れも凸部を有している。
　本実施形態では、ＥＭＬ５は、凸部３ｂとＩＬ４と凸部４６ｂとの積層体と、図示しないバンクＢＫと、で囲まれた、凹部３ａ・４６ａを含む空間内に、ＥＭＬ５の最表面の高さが、凹部４６ａの底壁におけるＥＭＬ５側の表面の高さと一致するように設けられる。
　このため、図３では、バンクＢＫの上面がＩＬ４の上面と同じ高さになるように形成されていたが、本実施形態では、バンクＢＫの上面が凹部４６ａの底壁におけるＥＭＬ５側の表面と同じ高さになるように形成される。
　このため、ＥＭＬ５の層厚は、図２５に示すように、ＩＬ４の層厚４ｈと凸部３ｂの高さ３ｈと凸部４６ｂの高さ４６ｈとの和に等しい。
　したがって、実施形態１で説明した理由と同じ理由から、これらＩＬ４の層厚４ｈと凸部３ｂの高さ３ｈと凸部４６ｂの高さ４６ｈとの和は、ＥＭＬ５の上限値である１００ｎｍ以下であることが望ましい。なお、図２５に示すように、凸部４６ｂの高さ４６ｈは、凹部４６ａの深さに等しい。層厚４ｈは、実施形態１で説明した通りである。
　また、実施形態１で説明したように、高さ３ｈが低いほど散乱効果が高くなるが、加工プロセス上、加工が可能な高さ３ｈには限界がある。この散乱効果と加工プロセスとの競合により、加工可能なスケールで最も散乱効果が得られる高さ３ｈの下限値は２０ｎｍである。同じ理由から、加工可能なスケールで最も散乱効果が得られる高さ４６ｈの下限値も２０ｎｍとなる。したがって、加工方法にもよるが、高さ３ｈと高さ４６ｈとの和の下限は、４０ｍである。
　このため、高さ３ｈと高さ４６ｈとの和の上限値は、ＥＭＬ５の層厚の上限値である１００ｎｍから層厚４ｈの下限値である１０ｎｍを差し引いた９０ｎｍとなる。また、前述したように、層厚４ｈは、２０ｎｍ以上であることが望ましいことから、高さ３ｈと高さ４６ｈとの和は、８０ｎｍ以下であることがより望ましい。
　したがって、ＩＬ４の層厚４ｈと凸部３ｂの高さ３ｈと凸部４６ｂの高さ４６ｈとの和は、５０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下であることが望ましく、６０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下であることがより望ましい。このため、ＥＭＬ５の層厚は、５０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下であることが望ましく、６０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下であることがより望ましい。
　また、高さ３ｈは、ＥＭＬ５の層厚から層厚４ｈ及び高さ４６ｈを差し引いた値となる。このため、高さ３ｈは、２０ｎｍ以上、７０ｎｍ以下であることが望ましく、２０ｎｍ以上、６０ｎｍ以下であることがより望ましい。同様に、高さ４６ｈは、２０ｎｍ以上、７０ｎｍ以下であることが望ましく、２０ｎｍ以上、６０ｎｍ以下であることがより望ましい。
　但し、上述したように、高さ３ｈ及び高さ４６ｈは、低いほど散乱効果が高くなる。したがって、加工が可能であれば、高さ３ｈ及び高さ４６ｈは、それぞれ、２０ｎｍ以下（但し、３ｈ＞０ｎｍ、４６ｈ＞０ｎｍ）であってもよい。但し、実施形態１で説明したように、少なくとも凹部３ａの深さ（つまり、高さ３ｈ）は、ＱＤの粒径以上であることが望ましい。
　また、隣り合う凸部４６ｂ間の距離４６Ｗ（言い替えれば、凹部４６ａの幅）は、距離３Ｗ（言い替えれば、凹部３ａの幅）と同様に設定することができる。距離４６Ｗは、距離３Ｗと同様の理由で、２０ｎｍ以上、かつ、複数の凸部４６ｂの配列方向における発光素子４０の断面幅の１／２以下であることが望ましい。また、距離４６Ｗは、距離３Ｗと同様の理由で、例えばＥＭＬ５の発光材料にＱＤを用いる場合、ＱＤの粒径の２倍以上が望ましい。
　本実施形態でも、凸部３ｂの高さ３ｈは、凸部２ｂの高さ２ｈに等しく、凸部２ｂの高さ２ｈは、凹部２ａの深さに等しい。また、隣り合う凸部２ｂ間の距離２Ｗ（言い替えれば、凹部２ａの幅）は、距離３ＷからＨＴＬ３の層厚を差し引いた値となる。
　なお、本実施形態において、ＥＴＬ４６の層厚とは、ＨＴＬ３３の表面の法線方向の厚みを示す。具体的には、ＥＴＬ４６の層厚とは、ＥＴＬ４６における、陰極７側の表面とＥＭＬ５側の表面との間の距離を示す。また、凹部４６ａにおけるＥＴＬ４６の層厚とは、凹部４６ａの底壁の厚みを示す。凸部４６ｂにおけるＥＴＬ４６の層厚とは、高さ４６ｂと、凹部４６ａの底壁の厚みとの和を示す。
　ＥＴＬ４６における、層厚が最も薄い部分が、凹部４６ａの底壁である。ＥＴＬ４６の層厚は、高さ４６ｈ及び距離４６Ｗが上述した範囲内となるように設定されていればよい。凹部４６ａの底壁の層厚は、電子輸送機能が十分に発揮される厚みであれば、特に限定されるものではない。凹部４６ａの底壁の層厚は、表示パネル用の従来公知の自発光素子におけるＥＴＬの層厚と同様に設定することができる。
　発光素子４０及び該発光素子４０を備えた表示装置１００は、以下に説明する相異点を除けば、実施形態１に係る発光素子１０及び該発光素子１０を備えた表示装置１００の製造方法と同様の方法により製造することができる。
　図２６及び図２７は、本実施形態に係る表示装置１００における発光素子４０の製造工程の一部を、工程順に示す断面図である。図２６及び図２７は、図２５に示す発光素子４０の断面に対応する表示装置１００の断面を示している。
　なお、本実施形態では、前述したように、バンクＢＫは、その上面が、凹部４６ａの底壁におけるＥＭＬ５側の表面と同じ高さになるように形成される。このため、本実施形態では、バンクＢＫが、ＩＬ４の上面よりも高く形成される。この点を除けば、本実施形態に係る表示装置１００における発光素子４０の製造工程において、図２６に示す工程までは、図４～図６に示すステップＳ１～ステップＳ９と同じである。
　本実施形態では、ステップＳ９の後、実施形態１同様、ステップＳ１０において、ＥＭＬ５を形成する。但し、ステップＳ１０では、凸部３ｂとＩＬ４と凸部４６ｂとの積層体と、図示しないバンクＢＫと、で囲まれた、凹部３ａを含む空間内に、ＥＭＬ５の最表面の高さが、バンクＢＫの最表面の高さと一致するように、ＥＭＬ５が形成される。このため、本実施形態では、図２６にＳ１０で示すように、ステップＳ１０で、ＩＬ４の上面を覆うようにＥＭＬ５が形成される。
　次いで、図２６にＳ２１で示すように、凹部４６ａ及び凸部４６ｂを反転した形状を有する型１２０により、インプリントで、ＥＭＬ５の表面に、凸部４６ｂとなる形状を刻む。具体的には、ＥＭＬ５の表面に、凸部４６ｂと同じ形状を有する凹部を形成する。
　通常、インプリントは、加工する材料の軟化点以上の温度で実施する。しかしながら、ＥＭＬ５が例えばＱＤ層である場合、ＱＤ層はナノ粒子の積層体であるため、ＥＭＬ５の加熱は必要ない。ＥＭＬ５は、加熱することなく、型１２０を押し当てるだけで、ダメージ無く加工することができる。
　次いで、図２７にＳ２２で示すように、ＥＭＬ５の表面の上記凹部内に凸部４６ｂが形成されるように、ＩＬ４及びＥＭＬ５上に、ＥＴＬ４６を形成する（ステップＳ２２）。このとき、発光素子４０が表示装置１００の一部である場合、ＥＴＬ４６は、ＥＴＬ６同様、例えば、各画素Ｐに共通な共通層として形成される。
　ＥＴＬ４６の製膜には、スパッタ法、蒸着法、コロイド溶液塗布等、ＥＴＬの成膜方法として従来公知の各種方法を用いることができる。ステップＳ２２は、ＥＭＬ５の表面の上記凹部内に凸部４６ｂを形成する点を除けば、実施形態１におけるステップＳ１１と同じである。
　次いで、図２７にＳ１２で示すように、ＥＴＬ４６上に、実施形態１におけるステップＳ１２と同様にして陰極７を形成する。このとき、上述したように発光素子４０が表示装置１００の一部である場合、陰極７は、各画素Ｐに共通な共通層として形成される。その後の工程は、実施形態１と同じである。
　なお、図２５では、陰極７が平坦である場合を例に挙げて図示している。しかしながら、図２７のＳ２２に示すステップＳ２２で、ＥＴＬ４６を、凹部４６ａと凸部４６ｂとで同じ層厚に形成することで、陰極７におけるＥＴＬ４６との接触面に、凹部７ａ及び凸部７ｂを形成してもよいことは、言うまでもない。
　本実施形態によれば、陽極２及びＨＴＬ３に加えて、ＥＴＬ４６の表面、あるいは、ＥＴＬ４６及び陰極７の表面にも凹凸を形成することで、実施形態１及び実施形態２に記載の効果を併せて奏する。本実施形態によれば、ＥＭＬ５の層厚方向の電界分布をより均一にすることができる。また、本実施形態によれば、ＨＴＬ３のみならずＥＴＬ４６からも、ＥＭＬ５に均一にキャリアを注入することができ、電子と正孔とのキャリアバランスの制御を、より容易に行うことができる。さらに、本実施形態によれば、ＥＭＬ５の最表面をＩＬ４の最表面と同じ高さにする必要がなく、実施形態１～３と比較して、ＥＭＬ５の表面の平坦性を向上させることができる。
　本開示は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本開示の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
　　　１　　基板
　　　２、３２　　陽極
　　　３、３３、４６　　ＨＴＬ（正孔輸送層）
　　　４　　ＩＬ（絶縁体層）
　　　５　　ＥＭＬ（発光層）
　　　６、４６　　ＥＴＬ（電子輸送層）
　　　７　　陰極
　　１０、１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂ、２０、３０、４０　　発光素子
　　　２ａ、３ａ、６ａ、７ａ、３３ａ、４６ａ　　凹部
　　　２ｂ、３ｂ、３ｂ１、３ｂ２、３ｂ３、６ｂ、７ｂ、３３ｂ、４６ｂ　　凸部
　　　３ｂＡ、４Ａ　　幹線部
　　　３ｂＢ、４Ｂ　　枝線部
　１００　　表示装置
　　　Ｐ　　画素

Claims (16)

  1. 　第１電極と、第１キャリア輸送層と、発光層と、第２キャリア輸送層と、第２電極と、がこの順に積層され、
    　上記第１キャリア輸送層は、積層方向に突出する少なくとも１つの第１凸部を備え、
    　上記第１凸部と上記第２キャリア輸送層との間に、平面視で上記第１凸部に重畳する絶縁体層を備えることを特徴とする発光素子。
  2. 　上記第１電極は、上記積層方向に突出する少なくとも１つの第２凸部を備え、
    　上記第１キャリア輸送層は、上記第１電極の表面に沿って形成されており、
    　上記第１凸部は、上記第２凸部の表面を覆っており、
    　上記第１凸部における上記第１キャリア輸送層の層厚と、上記第１凸部以外の部分における上記第１キャリア輸送層の層厚とが同じであることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
  3. 　上記絶縁体層は、上記第１凸部及び上記第２キャリア輸送層に接して設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の発光素子。
  4. 　上記第１凸部は、平面視で、湾曲したコーナー部を有していることを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載の発光素子。
  5. 　上記絶縁体層は、上記コーナー部を覆うように設けられていることを特徴とする請求項４に記載の発光素子。
  6. 　上記第１凸部は、湾曲した断面形状を有していることを特徴とする請求項１～５の何れか１項に記載の発光素子。
  7. 　上記絶縁体層の層厚と上記第１凸部の高さとの和が、３０ｎｍ～１００ｎｍの範囲内であることを特徴とする請求項１～６の何れか１項に記載の発光素子。
  8. 　上記第２キャリア輸送層は、上記絶縁体層を介して、上記少なくとも１つの第１凸部に対向して、少なくとも１つの第３凸部を有していることを特徴とする請求項１～６の何れか１項に記載の発光素子。
  9. 　上記第１凸部は、平面視で、幹線部と、該幹線部から面内方向に延設された複数の枝線部と、を有するフィッシュボーン形状を有していることを特徴とする請求項１～８の何れか１項に記載の発光素子。
  10. 　上記第１凸部は複数設けられており、
    　互いに隣り合う上記第１凸部のうち一方の第１凸部に設けられた上記枝線部と、他方の第１凸部に設けられた上記枝線部とが、平面視で交互に並んで配されていることを特徴とする請求項９に記載の発光素子。
  11. 　上記第１凸部は複数設けられており、
    　複数の上記第１凸部が、平面視で、ストライプ状に形成されていることを特徴とする請求項１～８の何れか１項に記載の発光素子。
  12. 　上記第１凸部は複数設けられており、
    　複数の上記第１凸部が、平面視で、マトリクス状に形成されていることを特徴とする請求項１～８の何れか１項に記載の発光素子。
  13. 　上記第１凸部は複数設けられており、
    　複数の上記第１凸部が、平面視で、千鳥状に形成されていることを特徴とする請求項１～８の何れか１項に記載の発光素子。
  14. 　第１方向に隣り合う上記第１凸部間の隙間と、上記第１方向に隣り合う上記第１凸部のそれぞれに対して上記第１方向に垂直な第２方向に隣り合う第１凸部とが、上記第２方向において隣り合うことを特徴とする請求項１３に記載の発光素子。
  15. 　隣り合う上記第１凸部の間の距離が、２０ｎｍ以上、かつ、隣り合う上記第１凸部の配列方向における当該発光素子の断面幅の１／２以下であることを特徴とする請求項１０～１４の何れか１項に記載の発光素子。
  16. 　複数の画素を備えた表示装置であって、
    　上記複数の画素は、それぞれ、請求項１～１５の何れか１項に記載の発光素子を備え、
    　上記第１電極および上記発光層は上記画素毎に島状に形成されており、
    　上記第２電極は複数の上記画素に共通して形成されていることを特徴とする表示装置。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10172767A (ja) * 1996-12-11 1998-06-26 Sanyo Electric Co Ltd エレクトロルミネッセンス素子及び表示装置
JP2000200687A (ja) * 1998-12-29 2000-07-18 Seiko Epson Corp Ｅｌ装置
JP2004311419A (ja) * 2003-03-25 2004-11-04 Kyoto Univ 発光素子及び有機エレクトロルミネセンス発光素子
JP2004335470A (ja) * 2003-05-07 2004-11-25 Lg Electron Inc 有機ｅｌ素子及びその製造方法
JP2004349111A (ja) * 2003-05-22 2004-12-09 Samsung Sdi Co Ltd 有機エレクトロルミネセンス素子
JP2017157314A (ja) * 2016-02-29 2017-09-07 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10172767A (ja) * 1996-12-11 1998-06-26 Sanyo Electric Co Ltd エレクトロルミネッセンス素子及び表示装置
JP2000200687A (ja) * 1998-12-29 2000-07-18 Seiko Epson Corp Ｅｌ装置
JP2004311419A (ja) * 2003-03-25 2004-11-04 Kyoto Univ 発光素子及び有機エレクトロルミネセンス発光素子
JP2004335470A (ja) * 2003-05-07 2004-11-25 Lg Electron Inc 有機ｅｌ素子及びその製造方法
JP2004349111A (ja) * 2003-05-22 2004-12-09 Samsung Sdi Co Ltd 有機エレクトロルミネセンス素子
JP2017157314A (ja) * 2016-02-29 2017-09-07 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置

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