WO2021240621A1 - 表示装置、及び表示装置の製造方法 - Google Patents

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light emitting
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electrode
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昌行 兼弘
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シャープ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a display device and a method for manufacturing the display device.
  • light emitting elements such as OLED (Organic Light Emitting Diode) and QLED (Quantum dot Light Emitting Diode) are pixel-by-pixel. It is provided.
  • the first electrode, the second electrode, and the functional layer including at least the light emitting layer are installed between the first electrode and the second electrode.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Document 1 below.
  • the first electrode, the functional layer, and the second electrode are sequentially laminated, and the first electrode is made of an electrode material having light reflectivity.
  • the second electrode is formed of an electrode material that is formed and has translucency, and is configured as a top emission type that emits light from the light emitting layer from the second electrode side.
  • the conventional top-emission type display device as described above has a problem that the efficiency of extracting light from the light emitting layer is low.
  • an object of the present invention is to provide a display device capable of improving the efficiency of extracting light from the light emitting layer, and a method for manufacturing the display device.
  • the display device is a display device including a display area having a plurality of pixels and a frame area surrounding the display area.
  • Thin film transistor layer and A light emitting element layer each of which includes a first electrode, a light emitting layer, and a second electrode, and in which a plurality of light emitting elements having different emission colors are formed, is provided.
  • a nanoparticle layer containing conductive metal oxide nanoparticles is provided on the surface of the first electrode on the light emitting layer side.
  • the nanoparticles layer contains conductive metal oxide nanoparticles. Further, the nanoparticle layer is provided on the surface of the first electrode on the light emitting layer side. This makes it possible to improve the efficiency of extracting light from the light emitting layer in the display device.
  • the method for manufacturing a display device includes a display region having a plurality of pixels and a frame region surrounding the display region, and has a thin film transistor layer and a first electrode, a light emitting layer, and a second electrode, respectively.
  • a method for manufacturing a display device including a light emitting element layer in which a plurality of light emitting elements having different emission colors are formed.
  • the first electrode is formed for each of a plurality of light emitting elements in the first electrode forming step.
  • a solution containing conductive metal oxide nanoparticles is dropped onto the surface of the first electrode.
  • a nanoparticle layer containing metal oxide nanoparticles is formed from the dropped solution. This makes it possible to improve the efficiency of extracting light from the light emitting layer in the display device.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a display device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of a main part of the display device shown in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a specific configuration of the functional layer shown in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a specific configuration example of the light emitting element shown in FIG.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a manufacturing method of the display device.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a specific manufacturing method of the main part configuration of the display device.
  • FIG. 7A is a graph showing an example of a test result showing a change in light extraction efficiency when the total film thickness of the first electrode and the nanoparticle layer shown in FIG. 4 is changed, and is a graph shown in FIG. 7 (a).
  • b) is a diagram illustrating a specific configuration example of the nanoparticle layer in each of the red, green, and blue light emitting elements based on the above test result example.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a modification 1 of the display device.
  • 9A and 9B are views for explaining the main configuration of the modified example 2 of the display device, and
  • FIG. 9A is a perspective view showing a specific configuration of the second electrode in the modified example 2.
  • FIG. 9B is a diagram showing a specific configuration of the light emitting element layer in the modified example 2
  • FIG. 9C is a graph showing the effect in the modified example 2.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a modification 3 of the display device.
  • FIG. 11 is a flowchart showing a manufacturing method of the display device shown in FIG.
  • FIG. 12 is a flowchart showing a specific manufacturing method of the main part configuration of the display device shown in FIG.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing a configuration of a main part of the display device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing a specific configuration of the functional layer shown in FIG. FIG.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing a specific configuration example of the light emitting element shown in FIG.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing a modification 1 of the display device shown in FIG.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view showing a modification 2 of the display device shown in FIG.
  • “same layer” means that it is formed by the same process (deposition process), and “lower layer” is formed by a process prior to the layer to be compared.
  • the “upper layer” means that it is formed in a process after the layer to be compared.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a display device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of a main part of the display device shown in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a specific configuration of the functional layer shown in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a specific configuration example of the light emitting element shown in FIG.
  • the barrier layer 3, the thin film transistor (TFT) layer 4, the top emission type light emitting element layer 5, and the top emission type light emitting element layer 5 are placed on the base material 12.
  • the sealing layer 6 is provided in this order, and a plurality of sub-pixels SP are formed in the display area DA.
  • the frame area NA surrounding the display area DA is composed of four edge Fa to Fd, and a terminal portion TA for mounting an electronic circuit board (IC chip, FPC, etc.) is formed on the edge Fd.
  • the terminal portion TA includes a plurality of terminals TM1, TM2, and TMn (n is an integer of 2 or more). As shown in FIG. 1, these plurality of terminals TM1, TM2, and TMn are provided along one side of the four sides of the display area DA.
  • a driver circuit (not shown) can be formed on each edge Fa to Fd.
  • the base material 12 may be a glass substrate or a flexible substrate containing a resin film such as polyimide. Further, the base material 12 can also form a flexible substrate by two layers of resin films and an inorganic insulating film sandwiched between these resin films. Further, a film such as PET may be attached to the lower surface of the base material 12. Further, when a flexible substrate is used as the base material 12, it is possible to form a flexible display device 2, that is, a flexible display device 2.
  • the barrier layer 3 is a layer that prevents foreign substances such as water and oxygen from entering the thin film transistor layer 4 and the light emitting element layer 5, and is, for example, a silicon oxide film, a silicon nitride film, or oxynitride formed by a CVD method. It can be composed of a silicon film or a laminated film thereof.
  • the thin film layer 4 includes a semiconductor layer (including a semiconductor film 15) above the barrier layer 3, an inorganic insulating film 16 (gate insulating film) above the semiconductor layer, and an inorganic insulating film.
  • the semiconductor layer is composed of, for example, amorphous silicon, LTPS (low temperature polysilicon), or an oxide semiconductor, and the thin film transistor TR is configured so as to include the gate electrode GE and the semiconductor film 15.
  • the thin film transistor TR may be a bottom gate type thin film transistor.
  • a light emitting element X and a control circuit thereof are provided for each sub-pixel SP in the display area DA, and the control circuit and wiring connected to the control circuit are formed in the thin film transistor layer 4.
  • the wiring connected to the control circuit includes, for example, the scanning signal line GL and the light emission control line EM formed in the first metal layer, the initialization power supply line IL formed in the second metal layer, and the third metal layer. Examples thereof include a data signal line DL and a high voltage side power supply line PL.
  • the control circuit includes a drive transistor that controls the current of the light emitting element X, a write transistor that is electrically connected to the scanning signal line, a light emission control transistor that is electrically connected to the light emission control line, and the like (not shown). ..
  • the first metal layer, the second metal layer, and the third metal layer are made of, for example, a single-layer film or a multi-layer film of a metal containing at least one of aluminum, tungsten, molybdenum, tantalum, chromium, titanium, and copper. It is composed.
  • the inorganic insulating films 16, 18, and 20 can be formed of, for example, a silicon oxide (SiOx) film, a silicon nitride (SiNx) film, or a laminated film thereof formed by a CVD method.
  • the flattening film 21 can be made of a coatable organic material such as polyimide or acrylic resin.
  • the light emitting element layer 5 includes a first electrode (anode) 22 above the flattening film 21, an insulating edge cover film 23 covering the edge of the first electrode 22, and a functional layer above the edge cover film 23. 24 and a second electrode (cathode) 25 above the functional layer 24 are included. That is, each of the light emitting element layer 5 includes a first electrode 22, a light emitting layer described later included in the functional layer 24, and a second electrode 25, and a plurality of light emitting elements X having different light emitting colors are formed. ..
  • the edge cover film 23 is formed by applying an organic material such as polyimide or acrylic resin and then patterning it by photolithography.
  • the edge cover film 23 defines a pixel (sub-pixel SP) superimposed on the end portion of the surface of the island-shaped first electrode 22, and corresponds to a plurality of each light emitting element X, and a plurality of pixels (sub-pixel SP) are defined. It is a bank that divides each pixel (sub-pixel SP).
  • the functional layer 24 is an EL (electroluminescence) layer including an electroluminescence element.
  • the light emitting element layer 5 is formed with a light emitting element Xr (red), a light emitting element Xg (green), and a light emitting element Xb (blue), which are included in the light emitting element X and whose emission colors are different from each other. Further, each light emitting element X includes a first electrode 22, a functional layer 24 (including a light emitting layer), and a second electrode 25.
  • the first electrode 22 is an island-shaped electrode provided for each light emitting element X (that is, the sub-pixel SP).
  • the second electrode 25 is a solid common electrode common to all light emitting elements X.
  • the light emitting elements Xr, Xg, and Xb may be, for example, an OLED (organic light emitting diode) in which the light emitting layer described later is an organic light emitting layer, or a QLED (quantum dot) in which the light emitting layer is a quantum dot light emitting layer. It may be a light emitting diode).
  • OLED organic light emitting diode
  • QLED quantum dot
  • the functional layer 24 is composed of, for example, laminating a nanoparticle layer 24f, a hole injection layer 24a, a hole transport layer 24b, a light emitting layer 24c, an electron transport layer 24d, and an electron injection layer 24e in order from the lower layer side. NS. Further, the functional layer 24 may be provided with an electron blocking layer or a hole blocking layer.
  • the light emitting layer 24c is applied by a dropping method such as a spin coating method or an inkjet method, and then formed into an island shape by patterning. The other layers are formed in an island shape or a solid shape (common layer).
  • the functional layer 24 may be configured not to form one or more of the hole injection layer 24a, the hole transport layer 24b, the electron transport layer 24d, and the electron injection layer 24e.
  • the hole injection layer 24a and the hole transport layer 24b constitute a charge injection layer and a charge transport layer provided between the nanoparticle layer 24f and the light emitting layer 24c, respectively.
  • the display device 2 of the present embodiment is provided in the order of the anode (first electrode 22), the functional layer 24, and the cathode (second electrode 25) from the thin film transistor layer 4 side, so-called. It has a conventional structure.
  • the light emitting elements Xr, Xg, and Xb are partitioned by an edge cover film 23 as a bank, and each light emitting element X has an island-shaped number.
  • Electrode 22 island-shaped nanoparticle layer 24fr, 24fg, 24fb (collectively referred to as nanoparticle layer 24f), island-shaped hole injection layer 24a, island-shaped hole transport layer 24b, and island-shaped light emitting layer.
  • 24cr, 24cg, and 24cc are provided.
  • the light emitting element X is provided with a solid electron transport layer 24d, a solid electron injection layer 24e, and a solid second electrode 25, which are common to all sub-pixels SP.
  • the organic light emitting layer (light emitting layer 24c) of the OLED is vapor-deposited, FMM (fine metal mask) is used.
  • the FMM is a sheet having a large number of openings (for example, made of Invar material), and an island-shaped organic layer (corresponding to one sub-pixel SP) is formed by an organic substance passing through one opening.
  • the organic light emitting layer (light emitting layer 24c) of the OLED can also be formed by a dropping method using a predetermined solution.
  • the light emitting elements Xr, Xg, and Xb are OLEDs
  • holes and electrons are recombinated in the light emitting layer 24c by the driving current between the first electrode 22 and the second electrode 25, and the resulting excitons are generated.
  • Light is emitted in the process of transitioning to the basal state. Since the second electrode 25 has high translucency and the first electrode 22 is light reflective, the light emitted from the functional layer 24 goes upward and becomes top emission.
  • the QLED quantum dot light emitting layer (light emitting layer 24c) is formed by, for example, applying a solution in which quantum dots are dispersed in a solvent and patterning using a photolithography method to form an island-shaped quantum dot light emitting layer (one sub). (Corresponding to the pixel SP) can be formed.
  • the light emitting elements Xr, Xg, and Xb are QLEDs, holes and electrons are recombined in the light emitting layer 24c by the driving current between the first electrode 22 and the second electrode 25, and the resulting excitons are generated. , Light (fluorescence) is emitted in the process of transitioning from the conduction band of quantum dots to the valence band.
  • a light emitting element other than the above-mentioned OLED and QLED for example, a light emitting element including an inorganic light emitting diode may be used.
  • the red light emitting element Xr includes a red quantum dot light emitting layer that emits red light
  • the green light emitting element Xg includes a green quantum dot light emitting layer that emits green light, and is blue.
  • the light emitting element Xb of the above includes a blue quantum dot light emitting layer that emits blue light.
  • the quantum dot light emitting layer contains quantum dots as a functional material that contributes to the function of the light emitting layer 24c, and the light emitting layers 24cr, 24cg, and 24cc of each color depend on the emission spectrum. Therefore, at least the particle sizes of the quantum dots are configured to be different from each other.
  • the first electrode (anode) 22 is composed of, for example, a laminate of ITO (Indium Tin Oxide), IZO (Indium zinc Oxide) and Ag (silver) or Al, or an alloy containing Ag or Al, and has light reflectivity.
  • the second electrode (cathode) 25 is made of, for example, a thin film of Ag, Au, Pt, Ni, Ir, Al, a thin film of MgAg alloy, and a translucent conductive material such as ITO and IZO (Indium zinc Oxide). It is a transparent electrode.
  • a metal nanowire such as silver may be used to form the second electrode 25.
  • the second electrode 25 which is a solid common electrode on the upper layer side, is formed by using such metal nanowires
  • the second electrode 25 is provided by applying a solution containing the metal nanowires. Is possible.
  • each layer of the functional layer 24 and the second electrode 25 other than the first electrode 22 can be formed by a dropping method using a predetermined solution.
  • the display device 2 which is easy to manufacture can be easily configured.
  • the nanoparticles layer 24f contains conductive metal oxide nanoparticles.
  • the metal oxide nanoparticles for example, the same metal oxide as that of the first electrode 22 is used.
  • ITO nanoparticles FP (FIG. 3) are used as the metal oxide nanoparticles.
  • the particle size of the ITO nanoparticles FP is, for example, one having a value in the range of 10 nm to 100 nm.
  • the film thickness of the nanoparticle layer 24f is set to a value within the range of 15 nm or more and 600 nm or less. Thereby, it is possible to prevent the nanoparticle layer 24f from increasing in resistance while improving the efficiency of extracting light from the light emitting layer 24c (details will be described later). Further, in the nanoparticle layer 24f, the light emitting elements Xr, Xg, And the film thickness is changed for each Xb. That is, the nanoparticle layers 24fr, 24fg, and 24fb have different film thicknesses in red, green, and blue so as to optimize the luminous efficiency of the light, as will be described in detail later.
  • the nanoparticle layer 24f may be provided in at least one light emitting element X among the light emitting elements Xr, Xg, and Xb, as illustrated in FIG. 7 (b) described later, and the TGB.
  • the three-color light-emitting elements Xr, Xg, and Xb it is possible to omit the installation of the nanoparticle layer 24f in the one-color or two-color light-emitting element X (that is, only the one-color light-emitting element X is nano-sized.
  • a particle layer 24f may be installed).
  • the sealing layer 6 is translucent and has an inorganic sealing film 26 that is directly formed on the second electrode 25 (contacts with the second electrode 25) and an organic film 27 that is a layer above the inorganic sealing film 26. , Inorganic sealing film 28 above the organic film 27.
  • the sealing layer 6 covering the light emitting element layer 5 prevents foreign substances such as water and oxygen from penetrating into the light emitting element layer 5.
  • the light emitting layer 24c is composed of the quantum dot light emitting layer, the installation of the sealing layer 6 may be omitted.
  • the organic film 27 has a flattening effect and translucency, and can be formed by, for example, inkjet coating using a coatable organic material.
  • the inorganic sealing films 26 and 28 are inorganic insulating films, and can be composed of, for example, a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon nitride film, or a laminated film thereof formed by a CVD method.
  • the functional film 39 has at least one of an optical compensation function, a touch sensor function, a protection function, and the like.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a manufacturing method of the display device.
  • the barrier layer 3 and the thin film transistor layer 4 are first formed on the base material 12 (step S1).
  • a first electrode (anode) 22 is formed on the flattening film 21 by using a sputtering method and a photolithography method (step S2).
  • the first electrode 22 is formed for each of the plurality of light emitting elements X.
  • the edge cover film 23 is formed (step S3).
  • the nanoparticle layer 24f is formed by a dropping method such as an inkjet method (step S4).
  • FIG. 6 is a flowchart showing a specific manufacturing method of the main part configuration of the display device.
  • a solution dropping step of dropping a solution containing conductive metal oxide nanoparticles on the surface of the first electrode 22 is performed. ..
  • the solution dropping step of the present embodiment the solution is dropped on the surface of the first electrode 22 for each of the plurality of light emitting elements X by using the inkjet method.
  • the solvent contained in the nanoparticle layer forming solution for example, hexane, toluene, tetradocane, cyclododecene, ethanol, isopropyl alcohol, ethylene glycol, polyethylene.
  • Glycol propylene glycol monomethyl ether, acetone, THF, NMP, water and the like are used.
  • the solute contained in the nanoparticle layer forming solution that is, the metal oxide nanoparticles (functional material), for example, ITO nanoparticles FP are used.
  • a nanoparticle layer forming step of forming a nanoparticle layer 24f containing ITO nanoparticles (metal oxide nanoparticles) FP from the dropped solution Is done. Specifically, for example, by firing the nanoparticle layer forming solution dropped onto the first electrode 22 at a predetermined temperature in a vacuum environment, the film has a film thickness of, for example, 15 nm to 600 nm.
  • the nanoparticle layer 24f is formed for each of the light emitting elements Xr, Xg, and Xb.
  • the film thickness of the nanoparticle layer 24f is set to a value of less than 15 nm, the resistance value of the nanoparticle layer 24f becomes high resistance, which may hinder the flow of holes (charges) from the first electrode 22. ..
  • the film thickness of the nanoparticle layer 24f is set to a value exceeding 600 nm, the film forming property of the nanoparticle layer 24f is lowered, which leads to the formation of the nanoparticle layer 24f and the productivity of the display device 2. It raises a risk.
  • the hole injection layer (HIL) 24a is formed by a dropping method such as an inkjet method (step S5).
  • the solvent contained in the hole injection layer forming solution include ethanol, 2-propanol, ethylene glycol, polyethylene glycol, butyl benzoate, toluene and chlorobenzene. , Tetrahydrofuran, 1,4 dioxane and the like are used.
  • the solute contained in the hole injection layer forming solution, that is, the hole injectable material (functional material) is, for example, a polythiophene-based conductive material such as PEDOT: PSS, or an inorganic material such as nickel oxide or tungsten oxide.
  • the hole injection layer forming solution dropped onto the first electrode 22 is fired at a predetermined temperature to inject holes having a film thickness of, for example, 20 nm to 50 nm.
  • the layer 24a is formed.
  • the hole-injecting material (functional material) of the hole-injecting layer forming solution includes, for example, benzine and styrylamine in addition to the above-mentioned materials.
  • a chain-type conjugated organic polymer such as a system compound, a thiophene system compound, or an aniline system compound can be used.
  • the hole transport layer (HTL) 24b is formed by a dropping method such as an inkjet method (step S6).
  • a dropping method such as an inkjet method
  • the solvent contained in the hole transport layer forming solution for example, chlorobenzene, toluene, tetrahydrofuran, 1,4 dioxane, PGMEA (propylene glycol monomethyl ether acetate).
  • Ethanol, 2-propanol, ethylene glycol, polyethylene glycol, butyl benzoate are used.
  • the solute contained in the hole transport layer forming solution is, for example, an organic polymer compound such as TFB, PVK, poly-TPD, or an inorganic substance such as nickel oxide. Compounds are used.
  • the holes having a film thickness of, for example, 20 nm to 50 nm are formed by firing the hole transport layer forming solution dropped onto the hole injection layer 24a at a predetermined temperature.
  • the transport layer 24b is formed.
  • the hole transporting material (functional material) of the hole transporting layer forming solution includes, for example, benzine and styrylamine in addition to the above-mentioned materials. , Triphenylamine, porphyrin, triazole, imidazole, oxadiazole, polyarylalkane, phenylenediamine, arylamine, oxazole, anthracene, fluorenone, hydrazone, stilben, triphenylene, azatriphenylene, derivatives of these, polysilane compounds, vinylcarbazole.
  • a chain-type conjugated organic polymer such as a system compound, a thiophene system compound, or an aniline system compound can be used.
  • the light emitting layer (EML) 24c is formed by a dropping method such as an inkjet method (step S7).
  • a dropping method such as an inkjet method
  • toluene or propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) is used as the solvent contained in the light emitting layer forming solution.
  • PGMEA propylene glycol monomethyl ether acetate
  • a solute that is, a luminescent material (functional material), for example, quantum dots containing C, Si, Ge, Sn, P, Se, Te, Cd, Zn, Mg, S, In, and O are used. Has been done.
  • the light emitting materials (functional materials) of the light emitting layer forming solution include the above-mentioned C, Si, Ge, Sn, P, Se, Te, and Cd. , Zn, Mg, S, In, O-containing quantum dots or organic compounds, for example, anthracene, naphthalene, inden, phenanthrene, pyrene, naphthalene, triphenylene, anthracene, perylene, pisen, fluoranthene, acephenanthrene.
  • Pentacene Pentacene
  • Pentacene Coronene, butadiene
  • Kumarin Acrydin
  • Stilben Derivatives thereof, Tri (dibenzoylmethyl) phenanthrene europium complex, Ditoluylvinylbiphenyl and other organic luminescent materials can be used.
  • the electron transport layer (ETL) 24d is formed by a dropping method such as an inkjet method or a spin coating method (step S8).
  • a dropping method such as an inkjet method or a spin coating method
  • 2-propanol, ethanol, toluene, chlorobenzene, tetrahydrofuran, and 1,4 dioxane are used as the solvent of the electron transport layer forming solution.
  • the solute that is, the electron transporting material (functional material), for example, nanoparticles of zinc oxide (ZnO) or magnesium-added zinc oxide (MgZnO) are used.
  • the electron transporting material (functional material) of the solution for forming the electron transporting layer includes the above-mentioned zinc oxide (ZnO) and magnesium-added zinc oxide (MgZnO).
  • ZnO zinc oxide
  • MgZnO magnesium-added zinc oxide
  • the electron injection layer (EIL) 24e is formed by a dropping method such as an inkjet method or a spin coating method (step S9).
  • a dropping method such as an inkjet method or a spin coating method
  • 2-propanol, ethanol, toluene, chlorobenzene, tetrahydrofuran, and 1,4 dioxane are used as the solvent of the electron injection layer forming solution.
  • the solute that is, the electron-injectable material (functional material), for example, nanoparticles of zinc oxide (ZnO) or magnesium-added zinc oxide (MgZnO) are used.
  • the organic salt selected from the group consisting of, for example, a quaternary ammonium salt, a lithium tetrafluoroborate salt, and a lithium hexafluorophosphate salt, similar to the above-mentioned solution for forming a hole injection layer. Is used.
  • the electron-injectable material (functional material) of the solution for forming the electron-injected layer includes the above-mentioned zinc oxide (ZnO) and magnesium-added zinc oxide (MgZnO).
  • ZnO zinc oxide
  • MgZnO magnesium-added zinc oxide
  • a metal thin film such as aluminum or silver is formed as the second electrode (cathode) 25 on the electron injection layer 24e by, for example, a vapor deposition method or a sputtering method (step S10).
  • the material (precursor) of the organic film 27 is inkjet-coated on the inorganic sealing film 26 and cured to cure the organic film 27.
  • an inorganic sealing film 28 is formed on the upper layer of the organic film 27 (step S11).
  • the display device 2 can be manufactured.
  • the nanoparticles layer 24f contains ITO nanoparticles (metal oxide nanoparticles) FP having conductivity. Further, the nanoparticle layer 24f is provided on the surface of the first electrode 22 on the light emitting layer 24c side. As a result, in the display device 2 of the present embodiment, the efficiency of injecting charges (holes) from the first electrode 22 to the light emitting layer 24c side can be easily improved. As a result, in the present embodiment, the display device 2 capable of improving the efficiency of extracting light from the light emitting layer 24c can be easily configured.
  • FIG. 7A is a graph showing an example of a test result showing a change in light extraction efficiency when the total film thickness of the first electrode and the nanoparticle layer shown in FIG. 4 is changed, and is a graph shown in FIG. 7 (a).
  • b) is a diagram illustrating a specific configuration example of the nanoparticle layer in each of the red, green, and blue light emitting elements based on the above test result example. The test results shown in FIG.
  • PEDOT PSS (40 nm) for the hole injection layer, TFB (35 nm) for the hole transport layer, quantum dots (30 nm) for the light emitting layer, and ZnO nanoparticles for the electron transport layer. It is a test result in the structure which used the particle (50 nm), the laminated body of MgAg (15 nm), MoO3 (20 nm) as the second electrode.
  • the curve 80r shows the efficiency of extracting (red) light from the light emitting layer 24cr when the total film thickness of the first electrode 22 and the nanoparticle layer 24fr is changed in the red light emitting element Xr.
  • the curve 80 g shows the value of the extraction efficiency of (green) light from the light emitting layer 24 cg when the total film thickness of the first electrode 22 and the nanoparticle layer 24 fg is changed in the green light emitting element Xg. This is an example of the simulation result.
  • the curve 80b shows the value of the extraction efficiency of (blue) light from the light emitting layer 24cc when the total film thickness of the first electrode 22 and the nanoparticle layer 24fb is changed in the blue light emitting element Xb. This is an example of the simulation result.
  • the film thickness of ITO on the silver (reflection layer) contained in the first electrode 22 is 10 nm (that is, nanoparticles).
  • the film thickness of each of the layers 24fr, 24fg, and 24fb is 0 nm
  • the corresponding light extraction efficiency is good in the order of the red light emitting element Xr, the green light emitting element Xg, and the blue light emitting element Xb. rice field.
  • the corresponding light extraction efficiency is maximized in each color of the red light emitting element Xr, the green light emitting element Xg, and the blue light emitting element Xb.
  • the light emitting element X when configured, it has the configuration shown in FIG. 7B, for example.
  • the film thickness of the nanoparticle layer 24fr is set to 0 nm, that is, the installation of the nanoparticle layer 24fr is omitted, and in the green light emitting element Xg, the film thickness of the nanoparticle layer 24fg. It was confirmed that the thickness of the nanoparticle layer 24fg is preferably 80 nm in the blue light emitting element Xb.
  • Comparative Example 1 of Table 1 it was confirmed that when the film thickness of the nanoparticle layer 24f exceeds 600 nm, the productivity of the light emitting element X (display device 2) decreases. Further, as illustrated in Comparative Example 2 of Table 1, when the film thickness of the nanoparticle layer 24f is less than 15 nm, the resistance of the nanoparticle layer 24f becomes high resistance, and the luminous efficiency of the display device 2 decreases. It was proved to do.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a modification 1 of the display device.
  • the main difference between the present modification 1 and the first embodiment is that the hole injection layer 24a and the hole transport layer 24b are provided as a common layer common to all sub-pixels. ..
  • the elements common to the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the duplicated description thereof will be omitted.
  • the hole injection layer 24a and the hole transport layer 24b are formed in a solid shape in common with the light emitting elements Xr, Xg, and Xb. .. That is, the hole injection layer 24a and the hole transport layer 24b can each be formed not only by the inkjet method in the first embodiment but also by another dropping method such as a spin coating method.
  • the same actions and effects as those of the first embodiment can be obtained. Further, since the hole injection layer 24a and the hole transport layer 24b are formed of a common layer, the manufacturing process of the display device 2 can be simplified.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the main configuration of the modified example 2 of the display device, and FIG. 9 (a) is a perspective view showing a specific configuration of the second electrode in the modified example 2.
  • FIG. 9B is a diagram showing a specific configuration of the light emitting element layer in the modified example 2
  • FIG. 9C is a graph showing the effect in the modified example 2.
  • the main difference between the present modification 2 and the first embodiment is that the second electrode 25 including the electron injection layer and the electron transport layer is provided.
  • the elements common to the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the duplicated description thereof will be omitted.
  • the second electrode 25 is a metal nanowire, for example, a silver nanowire NW, and zinc oxide (ZnO) which is an electron injection layer material and an electron transport material.
  • ZnO zinc oxide
  • NP a metal nanowire
  • the second electrode 25 in which the silver nanowire NW and the zinc oxide nanoparticles NP are mixed can be obtained by mixing the silver nanowire solution and the zinc oxide nanoparticles solution at a desired ratio, applying and drying the stirred mixture.
  • the silver nanowires NW are randomly arranged three-dimensionally, and the silver nanowires NW pass through the gaps of the zinc oxide nanoparticles NP (average particle size 1 to 30 nm).
  • the first electrode 22 anode
  • the nanoparticle layer 24f the hole transport layer (not shown), and the light emitting layer 24c (for example,).
  • Quantum dot light emitting layer and a second electrode (common cathode) 25 including an electron injection layer and an electron transport layer (not shown) are provided in this order.
  • the contact area between the silver nanowire NW and the zinc oxide nanoparticles NP, which is an electron transport material, in the second electrode 25 increases, and therefore, as shown in FIG. 9 (c).
  • the external quantum effect UB (standardized value with respect to the reference value) of the light emitting element X in the present modification 2 has the configuration shown in FIG. 3, that is, electron injection.
  • the number of steps can be reduced as compared with the case where the electron transport layer 24d, the electron injection layer 24e, and the second electrode (common cathode) 25 are formed in separate steps.
  • the volume ratio of the metal nanowire NW to the ZnO nanoparticles NP is 1/49 to 1/9.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a modification 3 of the display device.
  • the main difference between the present modification 3 and the first embodiment is that the nanoparticle layer 24f is formed by using the lift-off process.
  • the elements common to the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the duplicated description thereof will be omitted.
  • an edge cover film 23 is provided so as to cover each edge of the nanoparticle layers 24fr, 24fg, and 24fb. That is, in the display device 2 of the present modification 3, the edge cover film 23 is formed after the nanoparticle layers 24fr, 24fg, and 24fb are formed.
  • FIG. 11 is a flowchart showing a manufacturing method of the display device shown in FIG.
  • FIG. 12 is a flowchart showing a specific manufacturing method of the main part configuration of the display device shown in FIG.
  • the nanometers are placed on the first electrodes 22 of the light emitting devices Xr, Xg, and Xb by using the lift-off process.
  • the particle layers 24fr, 24fg, and 24fb are formed (step S4).
  • the edge cover film 23 is formed so as to cover the edges of the nanoparticle layers 24fr, 24fg, and 24fb (step S3).
  • a resist material having photosensitivity for example, AZ5214 (Merck), TLOR series (Tokyo Ohka), ZPN1150 (Zeon) LUMILON series (JSR) are used as the resist material.
  • UV light ultraviolet light
  • i-line i-line
  • g-line g-line
  • h-line i-line
  • step S45 of FIG. 12 by performing a developing step using a predetermined developer on the resist material, a patterning step of patterning the resist material into a predetermined shape is performed.
  • a patterning step for example, a TMAH 2.38% aqueous solution is used as a predetermined developer.
  • step S41 of FIG. 12 the resist material is peeled off after the solution dropping step of dropping the solution is performed on the resist material after patterning as in the first embodiment.
  • the resist material peeling step is performed.
  • a predetermined release liquid for example, AZ100 Remover is used.
  • step S42 of FIG. 12 the step of forming the nanoparticle layer 24f is performed in the same manner as in the first embodiment.
  • the resist material coating step, the exposure step, the patterning step, and the resist material peeling step shown in steps S43 to S46 are sequentially repeated for each emission color.
  • the nanoparticle layer 24fr of the red light emitting element Xr is formed
  • the nanoparticle layer 24fg of the green light emitting element Xg is formed
  • the nanoparticle layer 24fb of the blue light emitting element Xb is further formed. Is formed.
  • a pixel pattern corresponding to RGB and three colors is formed by combining the dropping method and the lift-off process.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing a configuration of a main part of the display device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing a specific configuration of the functional layer shown in FIG.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing a specific configuration example of the light emitting element shown in FIG.
  • the main difference between this embodiment and the first embodiment is that the first electrode 35 as a cathode, the functional layer 34, and the second electrode 32 as an anode are from the thin film transistor layer 4 side.
  • the point is that it is an invert structure provided in order.
  • the elements common to the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the duplicated description thereof will be omitted.
  • the first electrode (cathode) 35, the functional layer 34, and the second electrode (anode) 32 are the thin film transistor layer 4. It is provided sequentially on the top.
  • the functional layer 34 has a nanoparticle layer 34f, an electron injection layer 34a, an electron transport layer 34b, a light emitting layer 34c, a hole transport layer 34d, and a hole injection layer 34e in this order from the lower layer side. It is composed of stacking.
  • the nanoparticles layer 34f contains, for example, ITO nanoparticles FP as metal oxide nanoparticles.
  • the electron injection layer 34a and the electron transport layer 24b constitute a charge injection layer and a charge transport layer provided between the nanoparticle layer 34f and the light emitting layer 34c, respectively.
  • the light emitting elements Xr, Xg, and Xb are partitioned by an edge cover film 23 as a bank, and each light emitting element X has an island-shaped first.
  • 34 cc and 34 cc are provided.
  • the light emitting element X is provided with a solid hole transport layer 34d, a solid hole injection layer 34e, and a solid second electrode 32, which are common to all sub-pixels SP.
  • the present embodiment can exhibit the same actions and effects as those of the first embodiment.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing a modification 1 of the display device shown in FIG.
  • the main difference between the present modification 1 and the second embodiment is that the electron injection layer 34a and the electron transport layer 34b are provided as a common layer common to all sub-pixels.
  • the elements common to the second embodiment are designated by the same reference numerals, and the duplicated description thereof will be omitted.
  • the electron injection layer 34a and the electron transport layer 34b are formed in a solid shape in common with the light emitting elements Xr, Xg, and Xb. That is, the electron injection layer 34a and the electron transport layer 34b can each be formed not only by the inkjet method in the second embodiment but also by another dropping method such as a spin coating method.
  • the same actions and effects as those of the second embodiment can be obtained. Further, since the electron injection layer 34a and the electron transport layer 34b are formed of a common layer, the manufacturing process of the display device 2 can be simplified.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view showing a modification 2 of the display device shown in FIG.
  • the main difference between the present modification 2 and the second embodiment is that the nanoparticle layer 34f is formed by using the lift-off process.
  • the elements common to the second embodiment are designated by the same reference numerals, and the duplicated description thereof will be omitted.
  • an edge cover film 23 is provided so as to cover each edge of the nanoparticle layers 34fr, 34fg, and 34fb. That is, in the display device 2 of the present modification 2, the nanoparticle layers 34fr, 34fg, and 34fb are formed in the edge cover film 23 by using the lift-off process as in the modification 3 of the first embodiment. After that, a film is formed.
  • the present invention is useful for a display device capable of improving the efficiency of extracting light from the light emitting layer and a method for manufacturing the display device.

Abstract

表示装置（２）は、それぞれが第１電極（２２）、機能層（２４）、及び第２電極（２５）を含み、発光色が互いに異なる複数の発光素子（Ｘ）が形成された発光素子層（５）を有する。第１電極の発光層側の表面上には、導電性を有する金属酸化物ナノ粒子（ＦＰ）を含んだナノ粒子層（２４ｆ）が設けられている。

Description

表示装置、及び表示装置の製造方法
　本発明は、表示装置、及び表示装置の製造方法に関するものである。
近年、非自発光型の液晶表示装置に代えて、自発光型の表示装置の開発・実用化が進められている。このようなバックライト装置を必要としない、表示装置では、例えば、ＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode：有機発光ダイオード）やＱＬＥＤ（Quantum dot Light Emitting Diode：量子ドット発光ダイオード）などの発光素子が画素単位に設けられている。
　また、上記のような自発光型の表示装置では、第１電極と、第２電極と、これらの第１電極及び第２電極の間に設置されるとともに、少なくとも発光層を含む機能層とが設けられている（例えば、下記特許文献１を参照。）。
特開２０１２－２３４７４８号公報
　ところで、上記のような従来の表示装置、及び表示装置の製造方法では、例えば、第１電極、機能層、及び第２電極を順次積層するとともに、光反射性を有する電極材料によって第１電極を形成し、透光性を有する電極材料によって第２電極を形成して、発光層からの光を第２電極側から出射するトップエミッション型に構成することが知られている。
　ところが、上記のような従来のトップエミッション型の表示装置では、発光層からの光の取り出し効率が低いという問題点があった。
　上記の課題に鑑み、本発明は、発光層からの光の取り出し効率を向上させることができる表示装置、及び表示装置の製造方法を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明に係る表示装置は、複数の画素を有する表示領域と、前記表示領域を囲む額縁領域とを、備えた表示装置であって、
　薄膜トランジスタ層と、
　それぞれが第１電極、発光層、及び第２電極を含み、発光色が互いに異なる複数の発光素子が形成された発光素子層と、が設けられ、
　前記第１電極の前記発光層側の表面上には、導電性を有する金属酸化物ナノ粒子を含んだナノ粒子層が設けられている、ものである。
　上記のように構成された表示装置では、ナノ粒子層は導電性を有する金属酸化物ナノ粒子を含んでいる。また、ナノ粒子層は、第１電極の発光層側の表面上に設けられている。これにより、表示装置では、発光層からの光の取り出し効率を向上させることができる。
　また、本発明に係る表示装置の製造方法は、複数の画素を有する表示領域と前記表示領域を囲む額縁領域とを備え、薄膜トランジスタ層と、それぞれが第１電極、発光層、及び第２電極を含み、発光色が互いに異なる複数の発光素子が形成された発光素子層と、を具備する表示装置の製造方法であって、
　前記複数の発光素子ごとに前記第１電極を形成する第１電極形成工程と、
　前記第１電極の表面に対して、導電性を有する金属酸化物ナノ粒子を含んだ溶液を滴下する溶液滴下工程と、
　滴下した溶液から前記金属酸化物ナノ粒子を含んだナノ粒子層を形成するナノ粒子層形成工程と、を含むものである。
　上記のように構成された表示装置の製造方法では、第１電極形成工程において、複数の発光素子ごとに第１電極が形成される。溶液滴下工程において、第１電極の表面に対して、導電性を有する金属酸化物ナノ粒子を含んだ溶液を滴下している。また、ナノ粒子層形成工程において、滴下した溶液から金属酸化物ナノ粒子を含んだナノ粒子層を形成している。これにより、表示装置において、発光層からの光の取り出し効率を向上させることができる。
　発光層からの光の取り出し効率を向上させることができる。
図１は、本発明の第１の実施形態の表示装置の構成を示す模式図である。 図２は、図１に示した表示装置の要部構成を示す断面図である。 図３は、図２に示した機能層の具体的な構成を示す断面図である。 図４は、図２に示した発光素子の具体的な構成例を示す断面図である。 図５は、上記表示装置の製造方法を示すフローチャートである。 図６は、上記表示装置の要部構成の具体的な製造方法を示すフローチャートである。 図７（ａ）は、図４に示した第１電極とナノ粒子層との合計膜厚を変更した場合での光の取り出し効率の変化を示す試験結果例を示すグラフであり、図７（ｂ）は、上記試験結果例に基づいた、赤色、緑色、青色の各発光素子でのナノ粒子層の具体的な構成例を説明する図である。 図８は、上記表示装置の変形例１を示す断面図である。 図９は、上記表示装置の変形例２の要部構成を説明する図であり、図９（ａ）は、当該変形例２での第２電極の具体的な構成を示す斜視図であり、図９（ｂ）は、当該変形例２での発光素子層の具体的な構成を示す図であり、図９（ｃ）は、当該変形例２での効果を示すグラフである。 図１０は、上記表示装置の変形例３を示す断面図である。 図１１は、図１０に示した表示装置の製造方法を示すフローチャートである。 図１２は、図１０に示した表示装置の要部構成の具体的な製造方法を示すフローチャートである。 図１３は、本発明の第２の実施形態の表示装置の要部構成を示す断面図である。 図１４は、図１３に示した機能層の具体的な構成を示す断面図である。 図１５は、図１３に示した発光素子の具体的な構成例を示す断面図である。 図１６は、図１３に示した表示装置の変形例１を示す断面図である。 図１７は、図１３に示した表示装置の変形例２を示す断面図である。
　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の各実施形態に限定されるものではない。また、以下の説明では、「同層」とは同一のプロセス（成膜工程）にて形成されていることを意味し、「下層」とは、比較対象の層よりも先のプロセスで形成されていることを意味し、「上層」とは比較対象の層よりも後のプロセスで形成されていることを意味する。また、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。
　《第１の実施形態》
　図１は、本発明の第１の実施形態の表示装置の構成を示す模式図である。図２は、図１に示した表示装置の要部構成を示す断面図である。図３は、図２に示した機能層の具体的な構成を示す断面図である。図４は、図２に示した発光素子の具体的な構成例を示す断面図である。
　図１及び図２に示すように、本実施形態の表示装置２では、基材１２上に、バリア層３、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）層４、トップエミッション型の発光素子層５、及び封止層６がこの順に設けられ、表示領域ＤＡに複数のサブ画素ＳＰが形成される。表示領域ＤＡを取り囲む額縁領域ＮＡは４つの辺縁Ｆａ～Ｆｄからなり、辺縁Ｆｄには、電子回路基板（ＩＣチップ、ＦＰＣ等）をマウントするための端子部ＴＡが形成される。端子部ＴＡには、複数の端子ＴＭ１、ＴＭ２、及びＴＭｎ（ｎは２以上の整数）が含まれる。これらの複数の端子ＴＭ１、ＴＭ２、及びＴＭｎは、図１に示すように、表示領域ＤＡの四辺のうち、一辺に沿って設けられている。なお、各辺縁Ｆａ～Ｆｄには、ドライバ回路（図示せず）を形成することができる。
　基材１２は、ガラス基板でもよいし、ポリイミド等の樹脂膜を含む可撓性基板でもよい。また、基材１２は、２層の樹脂膜及びこれらの樹脂膜に挟まれた無機絶縁膜によって可撓性基板を構成することもできる。さらに、基材１２の下面にＰＥＴ等のフィルムを貼ってもよい。また、基材１２に可撓性基板を用いた場合には、可撓性を有する、つまりフレキシブルな表示装置２を形成することもできる。
　バリア層３は、水、酸素等の異物が薄膜トランジスタ層４及び発光素子層５に侵入することを防ぐ層であり、例えば、ＣＶＤ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。
　図２に示すように、薄膜トランジスタ層４は、バリア層３よりも上層の半導体層（半導体膜１５を含む）と、半導体層よりも上層の無機絶縁膜１６（ゲート絶縁膜）と、無機絶縁膜１６よりも上層の第１金属層（ゲート電極ＧＥを含む）と、第１金属層よりも上層の無機絶縁膜１８と、無機絶縁膜１８よりも上層の第２金属層（容量電極ＣＥを含む）と、第２金属層よりも上層の無機絶縁膜２０と、無機絶縁膜２０よりも上層の第３金属層（データ信号線ＤＬを含む）と、第３金属層よりも上層の平坦化膜２１とを含む。
　上記半導体層は、例えば、アモルファスシリコン、ＬＴＰＳ（低温ポリシリコン）、または酸化物半導体で構成され、ゲート電極ＧＥおよび半導体膜１５を含むように、薄膜トランジスタＴＲが構成される。
　なお、本実施形態では、トップゲート型の薄膜トランジスタＴＲを例示したが、薄膜トランジスタＴＲは、ボトムゲート型の薄膜トランジスタであってもよい。
　表示領域ＤＡには、サブ画素ＳＰ毎に発光素子Ｘ及びその制御回路が設けられ、薄膜トランジスタ層４には、この制御回路及びこれに接続する配線が形成される。制御回路に接続する配線としては、例えば、第１金属層に形成される、走査信号線ＧＬ及び発光制御線ＥＭ、第２金属層に形成される初期化電源線ＩＬ、第３金属層に形成される、データ信号線ＤＬ及び高電圧側電源線ＰＬ等が挙げられる。制御回路には、発光素子Ｘの電流を制御する駆動トランジスタ、走査信号線と電気的に接続する書き込みトランジスタ、及び発光制御線に電気的に接続する発光制御トランジスタ等が含まれる（図示せず）。
　上記第１金属層、第２金属層、及び第３金属層は、例えば、アルミニウム、タングステン、モリブデン、タンタル、クロム、チタン、及び銅の少なくとも１つを含む金属の単層膜あるいは複層膜によって構成される。
　無機絶縁膜１６、１８、及び２０は、例えば、ＣＶＤ法によって形成された、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）膜あるいは窒化シリコン（ＳｉＮｘ）膜またはこれらの積層膜によって構成することができる。平坦化膜２１は、例えば、ポリイミド、アクリル樹脂等の塗布可能な有機材料によって構成することができる。
　発光素子層５は、平坦化膜２１よりも上層の第１電極（陽極）２２と、第１電極２２のエッジを覆う絶縁性のエッジカバー膜２３と、エッジカバー膜２３よりも上層の機能層２４と、機能層２４よりも上層の第２電極（陰極）２５とを含む。すなわち、発光素子層５は、それぞれが第１電極２２、機能層２４に含まれた後述の発光層、及び第２電極２５を含み、発光色が互いに異なる複数の発光素子Ｘが形成されている。エッジカバー膜２３は、例えば、ポリイミド、アクリル樹脂等の有機材料を塗布した後にフォトリソグラフィよってパターニングすることで形成される。また、このエッジカバー膜２３は、島状の第１電極２２の表面の端部と重畳して画素（サブ画素ＳＰ）を規定しており、複数の各発光素子Ｘに対応して、複数の各画素（サブ画素ＳＰ）を区画するバンクである。また、機能層２４は、エレクトロルミネッセンス素子を含んだＥＬ（エレクトロルミネッセンス）層である。
　発光素子層５には、上記発光素子Ｘに含まれるとともに、発光色が互いに異なる、発光素子Ｘｒ（赤色）、発光素子Ｘｇ（緑色）、及び発光素子Ｘｂ（青色）が形成されている。また、各発光素子Ｘは、第１電極２２、機能層２４（発光層を含む）、及び第２電極２５を含む。第１電極２２は、発光素子Ｘ（つまり、サブ画素ＳＰ）毎に設けられた島状の電極である。第２電極２５は、全ての発光素子Ｘで共通する、ベタ状の共通電極である。
　発光素子Ｘｒ、Ｘｇ、及びＸｂは、例えば、後掲の発光層が有機発光層であるＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）であってもよいし、同発光層が量子ドット発光層であるＱＬＥＤ（量子ドット発光ダイオード）であってもよい。
　機能層２４は、例えば、下層側から順に、ナノ粒子層２４ｆ、正孔注入層２４ａ、正孔輸送層２４ｂ、発光層２４ｃ、電子輸送層２４ｄ、及び電子注入層２４ｅを積層することで構成される。また、機能層２４には、電子ブロッキング層や正孔ブロッキング層を設けてもよい。発光層２４ｃは、スピンコート法やインクジェット法等の滴下方式によって塗布された後、パターニングにより島状に形成される。他の層は、島状あるいはベタ状（共通層）に形成する。また、機能層２４では、正孔注入層２４ａ、正孔輸送層２４ｂ、電子輸送層２４ｄ、及び電子注入層２４ｅのうち１以上の層を形成しない構成とすることもできる。また、本実施形態では、正孔注入層２４ａ及び正孔輸送層２４ｂがナノ粒子層２４ｆと発光層２４ｃとの間に設けられた電荷注入層及び電荷輸送層をそれぞれ構成している。
　本実施形態の表示装置２は、図２に例示したように、薄膜トランジスタ層４側から、陽極（第１電極２２）、機能層２４、及び陰極（第２電極２５）の順に設けられた、いわゆるコンベンショナル構造を有する。
　また、図４に示すように、本実施形態の表示装置２では、発光素子Ｘｒ、Ｘｇ、Ｘｂは、バンクとしてのエッジカバー膜２３によって区画されており、発光素子Ｘ毎に、島状の第１電極２２、島状のナノ粒子層２４ｆｒ、２４ｆｇ、２４ｆｂ（ナノ粒子層２４ｆにて総称。）、島状の正孔注入層２４ａ、島状の正孔輸送層２４ｂ、及び島状の発光層２４ｃｒ、２４ｃｇ、２４ｃｂ（発光層２４ｃにて総称。）が設けられている。また、発光素子Ｘでは、全てのサブ画素ＳＰに共通するベタ状の電子輸送層２４ｄ、ベタ状の電子注入層２４ｅ、及びベタ状の第２電極２５が設けられている。
　ＯＬＥＤの有機発光層（発光層２４ｃ）を蒸着形成する場合は、ＦＭＭ（ファインメタルマスク）を用いる。ＦＭＭは多数の開口を有するシート（例えば、インバー材製）であり、１つの開口を通過した有機物質によって島状の有機層（１つのサブ画素ＳＰに対応）が形成される。また、この説明以外に、所定の溶液を用いた滴下方式により、ＯＬＥＤの有機発光層（発光層２４ｃ）を形成することもできる。
　また、発光素子Ｘｒ、Ｘｇ、及びＸｂがＯＬＥＤである場合、第１電極２２及び第２電極２５間の駆動電流によって正孔と電子が発光層２４ｃ内で再結合し、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。第２電極２５が高い透光性を有し、第１電極２２が光反射性であるため、機能層２４から放出された光は上方に向かい、トップエミッションとなる。
　ＱＬＥＤの量子ドット発光層（発光層２４ｃ）は、例えば、溶媒中に量子ドットが分散する溶液を塗布し、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングすることで、島状の量子ドット発光層（１つのサブ画素ＳＰに対応）を形成することができる。
　また、発光素子Ｘｒ、Ｘｇ、及びＸｂがＱＬＥＤである場合、第１電極２２及び第２電極２５間の駆動電流によって正孔と電子が発光層２４ｃ内で再結合し、これによって生じたエキシトンが、量子ドットの伝導帯準位（conduction band）から価電子帯準位（valence band）に遷移する過程で光（蛍光）が放出される。
　発光素子層５には、上述のＯＬＥＤ、ＱＬＥＤ以外の発光素子、例えば無機発光ダイオードを含んだ発光素子等を用いてもよい。
　また、以下の説明では、量子ドットを含んだ量子ドット発光層により、発光層２４ｃを形成した場合を例示して説明する。つまり、本実施形態の表示装置２では、赤色の発光素子Ｘｒは、赤色光を発する赤色量子ドット発光層を含み、緑色の発光素子Ｘｇは、緑色光を発する緑色量子ドット発光層を含み、青色の発光素子Ｘｂは、青色光を発する青色量子ドット発光層を含む。
　量子ドット発光層（発光層２４ｃ）には、当該発光層２４ｃの機能に寄与する機能性材料としての量子ドットが含まれており、各色の発光層２４ｃｒ、２４ｃｇ、２４ｃｂでは、その発光スペクトルに応じて、少なくとも量子ドットの粒径が互いに異なるように構成されている。
　第１電極（陽極）２２は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium zinc Oxide）とＡｇ（銀）もしくはＡｌ、あるいはＡｇやＡｌを含む合金との積層によって構成され、光反射性を有する。第２電極（陰極）２５は、例えばＡｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｉｒ、Ａｌの薄膜、ＭｇＡｇ合金の薄膜、ＩＴＯ、ＩＺＯ（Indium zinc Oxide）等の透光性の導電材にて構成された透明電極である。尚、この説明以外に、例えば、銀等の金属ナノワイヤを用いて、第２電極２５を形成する構成でもよい。このような金属ナノワイヤを用いて、上層側のベタ状の共通電極である、第２電極２５を形成した場合には、当該金属ナノワイヤを含んだ溶液を塗布することによって第２電極２５を設けることが可能となる。この結果、表示装置２の発光素子層５において、所定の溶液を使用した滴下方式により、第１電極２２以外の、機能層２４の各層及び第２電極２５を形成することが可能となって、製造簡単な表示装置２を容易に構成することができる。
　ナノ粒子層２４ｆは、導電性を有する金属酸化物ナノ粒子を含んでいる。この金属酸化物ナノ粒子には、例えば、第１電極２２と同一の金属酸化物が用いられている。具体的にいえば、金属酸化物ナノ粒子には、ＩＴＯナノ粒子ＦＰ（図３）が用いられている。このように、ナノ粒子層２４ｆにおいて、第１電極２２に用いられている金属酸化物と同じ金属酸化物のナノ粒子を用いることにより、第１電極２２とナノ粒子層２４ｆとの密着性を容易に向上させることができる。更に、第１電極２２からナノ粒子層２４ｆへの電荷（正孔）の注入（取り出し）効率を容易に高めることが可能となり、よって発光層２４ｃからの光の取り出し効率をも容易に向上させることができる。なお、ＩＴＯナノ粒子ＦＰの粒径は、例えば、１０ｎｍ～１００ｎｍの範囲内の値のものが用いられている。
　また、ナノ粒子層２４ｆの膜厚は、１５ｎｍ以上６００ｎｍ以下の範囲内の値に設定されている。これにより、発光層２４ｃからの光の取り出し効率を向上させつつ、ナノ粒子層２４ｆの高抵抗化を防ぐことができる（詳細は後述。）更に、ナノ粒子層２４ｆでは、発光素子Ｘｒ、Ｘｇ、及びＸｂ毎に膜厚が変更されている。すなわち、ナノ粒子層２４ｆｒ、２４ｆｇ、２４ｆｂでは、後に詳述するように、赤色、緑色、及び青色において、上記光の発光効率が最適なものとなるように、互いに異なる膜厚とされている。さらに、ナノ粒子層２４ｆは、後掲の図７（ｂ）に例示するように、発光素子Ｘｒ、Ｘｇ、及びＸｂのうち、少なくとも１つの発光素子Ｘにおいて、設けられていればよく、ＴＧＢ、三色の発光素子Ｘｒ、Ｘｇ、及びＸｂのうち、一色または二色の発光素子Ｘにおいて、ナノ粒子層２４ｆの設置を省略することも可能である（つまり、一色の発光素子Ｘのみに、ナノ粒子層２４ｆを設置してもよい。）。
　封止層６は透光性であり、第２電極２５上に直接形成される（第２電極２５と接触する）無機封止膜２６と、無機封止膜２６よりも上層の有機膜２７と、有機膜２７よりも上層の無機封止膜２８とを含む。発光素子層５を覆う封止層６は、水、酸素等の異物の発光素子層５への浸透を防いでいる。なお、発光層２４ｃが量子ドット発光層で構成されている場合には、封止層６の設置を省略することもできる。
　有機膜２７は、平坦化効果と透光性を有し、塗布可能な有機材料を用いて、例えばインクジェット塗布によって形成することができる。無機封止膜２６及び２８は無機絶縁膜であり、例えば、ＣＶＤ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。
　機能フィルム３９は、光学補償機能、タッチセンサ機能、及び保護機能等の少なくとも１つを有する。
　次に、図５も参照して、本実施形態の表示装置２の製造方法について具体的に説明する。図５は、上記表示装置の製造方法を示すフローチャートである。
　図５に示すように、本実施形態の表示装置２の製造方法では、まずバリア層３及び薄膜トランジスタ層４を基材１２上に形成する(ステップＳ１)。次に、例えば、スパッタリング法及びフォトリソグラフィ法を用いて、平坦化膜２１上に、第１電極（陽極）２２を形成する（ステップＳ２）。この第１電極形成工程では、複数の発光素子Ｘごとに第１電極２２が形成される。続いて、エッジカバー膜２３を形成する（ステップＳ３）。
　次に、インクジェット法などの滴下方式により、ナノ粒子層２４ｆを形成する（ステップＳ４）。
　ここで、図６も参照して、ナノ粒子層形成工程について、詳細に説明する。図６は、上記表示装置の要部構成の具体的な製造方法を示すフローチャートである。
　このナノ粒子層形成工程では、図６にステップＳ４１に示すように、第１電極２２の表面に対して、導電性を有する金属酸化物ナノ粒子を含んだ溶液を滴下する溶液滴下工程が行われる。本実施形態の溶液滴下工程では、インクジェット法を用いて、複数の発光素子Ｘごとに第１電極２２の表面に対して、上記溶液が滴下される。具体的にいえば、このナノ粒子層形成工程では、ナノ粒子層形成用溶液（上記溶液）に含まれた溶媒として、例えば、ヘキサン、トルエン、テトラドカン、シクロドデセン、エタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、アセトン、ＴＨＦ、ＮＭＰ、水などが用いられている。また、ナノ粒子層形成用溶液に含まれた溶質、つまり金属酸化物ナノ粒子（機能性材料）としては、例えば、ＩＴＯナノ粒子ＦＰが用いられている。
　次に、ナノ粒子層形成工程では、図６にステップＳ４２に示すように、滴下した溶液からＩＴＯナノ粒子（金属酸化物ナノ粒子）ＦＰを含んだナノ粒子層２４ｆを形成するナノ粒子層形成工程が行われる。具体的にいえば、例えば、真空環境下で所定の温度により、第１電極２２上に滴下した、上記ナノ粒子層形成用溶液を焼成することにより、例えば、上記１５ｎｍ～６００ｎｍの膜厚を有するナノ粒子層２４ｆを発光素子Ｘｒ、Ｘｇ、Ｘｂごとに形成する。
　なお、ナノ粒子層２４ｆの膜厚を１５ｎｍ未満の値にした場合、当該ナノ粒子層２４ｆの抵抗値が高抵抗となり、第１電極２２からの正孔（電荷）の流れを阻害するおそれがある。一方、ナノ粒子層２４ｆの膜厚を６００ｎｍ超過の値にした場合、当該ナノ粒子層２４ｆの成膜性が低下して、ナノ粒子層２４ｆの形成、ひいては表示装置２の生産性の低下を招くおそれを生じる。
　図５に戻って、インクジェット法などの滴下方式により、正孔注入層（ＨＩＬ）２４ａを形成する（ステップＳ５）。具体的にいえば、この正孔注入層形成工程では、正孔注入層形成用溶液に含まれた溶媒として、例えば、エタノール、２－プロパノール、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、安息香酸ブチル、トルエン、クロロベンゼン、テトラヒドロフラン、１，４ジオキサンなどが用いられている。また、正孔注入層形成用溶液に含まれた溶質、つまり正孔注入性材料（機能性材料）としては、例えば、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳなどのポリチオフェン系導電性材料、あるいは酸化ニッケルや酸化タングステンといった無機化合物が用いられている。そして、このＨＩＬ層形成工程では、所定の温度により、第１電極２２上に滴下した、上記正孔注入層形成用溶液を焼成することにより、例えば、２０ｎｍ～５０ｎｍの膜厚を有する正孔注入層２４ａを形成する。
　なお、発光素子Ｘｒ、Ｘｇ、及びＸｂがＯＬＥＤである場合、正孔注入層形成用溶液の正孔注入性材料（機能性材料）としては、上述の材料に加えて、例えば、ベンジン、スチリルアミン、トリフェニルアミン、ポルフィリン、トリアゾール、イミダゾール、オキサジアゾール、ポリアリールアルカン、フェニレンジアミン、アリールアミン、オキザゾール、アントラセン、フルオレノン、ヒドラゾン、スチルベン、トリフェニレン、アザトリフェニレン、これらの誘導体、ポリシラン系化合物、ビニルカルバゾール系化合物、チオフェン系化合物、アニリン系化合物などの、鎖状式共役系の有機ポリマーを用いることができる。
　続いて、インクジェット法などの滴下方式により、正孔輸送層（ＨＴＬ）２４ｂを形成する（ステップＳ６）。具体的にいえば、この正孔輸送層形成工程では、正孔輸送層形成用溶液に含まれた溶媒として、例えば、クロロベンゼン、トルエン、テトラヒドロフラン、１，４ジオキサン、ＰＧＭＥＡ（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）、エタノール、２－プロパノール、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、安息香酸ブチルが用いられている。また、正孔輸送層形成用溶液に含まれた溶質、つまり正孔輸送性材料（機能性材料）としては、例えば、ＴＦＢ、ＰＶＫ、ｐｏｌｙ－ＴＰＤなどの有機高分子化合物、あるいは酸化ニッケルといった無機化合物が用いられている。そして、このＨＴＬ層形成工程では、所定の温度により、正孔注入層２４ａ上に滴下した、上記正孔輸送層形成用溶液を焼成することにより、例えば、２０ｎｍ～５０ｎｍの膜厚を有する正孔輸送層２４ｂを形成する。
　なお、発光素子Ｘｒ、Ｘｇ、及びＸｂがＯＬＥＤである場合、正孔輸送層形成用溶液の正孔輸送性材料（機能性材料）としては、上述の材料に加えて、例えば、ベンジン、スチリルアミン、トリフェニルアミン、ポルフィリン、トリアゾール、イミダゾール、オキサジアゾール、ポリアリールアルカン、フェニレンジアミン、アリールアミン、オキザゾール、アントラセン、フルオレノン、ヒドラゾン、スチルベン、トリフェニレン、アザトリフェニレン、これらの誘導体、ポリシラン系化合物、ビニルカルバゾール系化合物、チオフェン系化合物、アニリン系化合物などの、鎖状式共役系の有機ポリマーを用いることができる。
　次に、インクジェット法などの滴下方式により、発光層（ＥＭＬ）２４ｃを形成する（ステップＳ７）。具体的にいえば、この発光層形成工程では、発光層形成用溶液に含まれた溶媒として、例えば、トルエンやプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）が用いられている。また、溶質、つまり発光性材料（機能性材料）としては、例えば、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｓ、Ｉｎ、Ｏを含んだ量子ドットが用いられている。
　なお、発光素子Ｘｒ、Ｘｇ、及びＸｂがＯＬＥＤである場合、発光層形成用溶液の発光性材料（機能性材料）としては、上述のＣ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｓ、Ｉｎ、Ｏを含んだ量子ドットあるいは有機化合物に加えて、例えば、アントラセン、ナフタレン、インデン、フェナントレン、ピレン、ナフタセン、トリフェニレン、アントラセン、ペリレン、ピセン、フルオランテン、アセフェナントリレン、ペンタフェン、ペンタセン、コロネン、ブタジエン、クマリン、アクリジン、スチルベン、これらの誘導体、トリ（ジベンゾイルメチル）フェナントロリンユーロピウム錯体、ジトルイルビニルビフェニルといった有機発光材料を用いることができる。
　次に、インクジェット法又はスピンコート法などの滴下方式により、電子輸送層（ＥＴＬ）２４ｄを形成する（ステップＳ８）。具体的にいえば、この電子輸送層形成工程では、電子輸送層形成用溶液の溶媒として、例えば、2-プロパノール、エタノール、トルエン、クロロベンゼン、テトラヒドロフラン、１，４ジオキサンが用いられている。また、溶質、つまり電子輸送性材料（機能性材料）としては、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）やマグネシウム添加酸化亜鉛（ＭｇＺｎＯ）のナノ粒子が用いられている。
　なお、発光素子Ｘｒ、Ｘｇ、及びＸｂがＯＬＥＤである場合、電子輸送層形成用溶液の電子輸送性材料（機能性材料）としては、上述の酸化亜鉛（ＺｎＯ）やマグネシウム添加酸化亜鉛（ＭｇＺｎＯ）のナノ粒子に加えて、例えば、キノリン、ペリレン、フェナントロリン、ビススチリル、ピラジン、トリアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、フルオレノン、これらの誘導体や金属錯体、より具体的には、例えば、３，３’－ビス（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）ビフェニル（ｍＣＢＰ）、１，３，５－トリス（Ｎ－フェニルベンズイミダゾル－２－イル）ベンゼン（ＴＰＢＩ）、３－フェニル－４（１’－ナフチル）－５－フェニル－１，２，４－トリアゾール（ＴＡＺ）、１，１０－フェナントロリン、Ａｌｑ（トリス（８－ヒドロキシキノリン）アルミニウム）を用いることができる。
　次に、インクジェット法又はスピンコート法などの滴下方式により、電子注入層（ＥＩＬ）２４ｅを形成する（ステップＳ９）。具体的にいえば、この電子注入層形成工程では、電子注入層形成用溶液の溶媒として、例えば、2-プロパノール、エタノール、トルエン、クロロベンゼン、テトラヒドロフラン、１，４ジオキサンが用いられている。また、溶質、つまり電子注入性材料（機能性材料）としては、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）やマグネシウム添加酸化亜鉛（ＭｇＺｎＯ）のナノ粒子が用いられている。また、添加材料については、上記正孔注入層形成用溶液と同様に、例えば、四級アンモニウム塩、四フッ化ホウ酸リチウム塩、及びヘキサフルオロリン酸リチウム塩から成る群から選択される有機塩が用いられている。
　なお、発光素子Ｘｒ、Ｘｇ、及びＸｂがＯＬＥＤである場合、電子注入層形成用溶液の電子注入性材料（機能性材料）としては、上述の酸化亜鉛（ＺｎＯ）やマグネシウム添加酸化亜鉛（ＭｇＺｎＯ）のナノ粒子に加えて、例えば、キノリン、ペリレン、フェナントロリン、ビススチリル、ピラジン、トリアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、フルオレノン、これらの誘導体や金属錯体、より具体的には、例えば、３，３’－ビス（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）ビフェニル（ｍＣＢＰ）、１，３，５－トリス（Ｎ－フェニルベンズイミダゾル－２－イル）ベンゼン（ＴＰＢＩ）、３－フェニル－４（１’－ナフチル）－５－フェニル－１，２，４－トリアゾール（ＴＡＺ）、１，１０－フェナントロリン、Ａｌｑ（トリス（８－ヒドロキシキノリン）アルミニウム）を用いることができる。
　続いて、電子注入層２４ｅ上に、例えば、蒸着法またはスパッタリング法を用いて、アルミニウム、銀などの金属薄膜が第２電極（陰極）２５として形成される（ステップＳ１０）。
　その後、第２電極２５を覆うように無機封止膜２６を形成した後、当該無機封止膜２６上に、有機膜２７の材料（前駆体）をインクジェット塗布し、硬化させることで有機膜２７を形成し、さらに、有機膜２７の上層に無機封止膜２８を形成する（ステップＳ１１）。この結果、図２に例示したように、ＲＧＢの発光素子Ｘｒ，Ｘｇ、Ｘｂを有する表示装置２が製造される。
　以上のように、表示装置２を製造することができる。
　以上のように構成された本実施形態の表示装置２では、ナノ粒子層２４ｆは導電性を有するＩＴＯナノ粒子（金属酸化物ナノ粒子）ＦＰを含んでいる。また、ナノ粒子層２４ｆは、第１電極２２の発光層２４ｃ側の表面上に設けられている。これにより、本実施形態の表示装置２では、第１電極２２から発光層２４ｃ側への電荷（正孔）の注入効率を容易に向上させることができる。この結果、本実施形態では、発光層２４ｃからの光の取り出し効率を向上させることができる表示装置２を容易に構成することができる。
　ここで、図７を参照して、本実施形態の表示装置２での効果について具体的に説明する。図７（ａ）は、図４に示した第１電極とナノ粒子層との合計膜厚を変更した場合での光の取り出し効率の変化を示す試験結果例を示すグラフであり、図７（ｂ）は、上記試験結果例に基づいた、赤色、緑色、青色の各発光素子でのナノ粒子層の具体的な構成例を説明する図である。なお、図７（ａ）に示す試験結果は、正孔注入層にＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（４０ｎｍ）、正孔輸送層にＴＦＢ（３５ｎｍ）、発光層に量子ドット（３０ｎｍ）、電子輸送層にＺｎＯナノ粒子（５０ｎｍ）、第二電極にＭｇＡｇ（１５ｎｍ）、ＭｏＯ３（２０ｎｍ）の積層体、を用いた構造での試験結果である。
　図７（ａ）において、曲線８０ｒは、赤色の発光素子Ｘｒにおいて、第１電極２２とナノ粒子層２４ｆｒとの合計膜厚を変更した場合での発光層２４ｃｒからの（赤色）光の取り出し効率の値を示したシミュレーション結果の一例である。また、曲線８０ｇは、緑色の発光素子Ｘｇにおいて、第１電極２２とナノ粒子層２４ｆｇとの合計膜厚を変更した場合での発光層２４ｃｇからの（緑色）光の取り出し効率の値を示したシミュレーション結果の一例である。また、曲線８０ｂは、青色の発光素子Ｘｂにおいて、第１電極２２とナノ粒子層２４ｆｂとの合計膜厚を変更した場合での発光層２４ｃｂからの（青色）光の取り出し効率の値を示したシミュレーション結果の一例である。
　曲線８０ｒ、８０ｇ、及び８０ｂに示すように、例えば、第１電極２２において、その第１電極２２に含まれた銀（反射層）上のＩＴＯの膜厚を１０ｎｍとした場合（すなわち、ナノ粒子層２４ｆｒ、２４ｆｇ、及び２４ｆｂの各膜厚を０ｎｍとした場合）には、赤色の発光素子Ｘｒ、緑色の発光素子Ｘｇ、及び青色の発光素子Ｘｂの順番で、対応する光の取り出し効率が良かった。そして、ナノ粒子層２４ｆｒ、２４ｆｇ、及び２４ｆｂの各膜厚を増加させると、曲線８０ｒ、８０ｇ、及び８０ｂに示すように、赤色の発光素子Ｘｒ、緑色の発光素子Ｘｇ、及び青色の発光素子Ｘｂでの各色の光の取り出し効率が変化した。
　また、曲線８０ｒ、８０ｇ、及び８０ｂに示した結果に基づいて、赤色の発光素子Ｘｒ、緑色の発光素子Ｘｇ、及び青色の発光素子Ｘｂの各色において、対応する光の取り出し効率が最高となるように、発光素子Ｘを構成する場合には、例えば、図７（ｂ）に示す構成となる。具体的にいえば、赤色の発光素子Ｘｒでは、ナノ粒子層２４ｆｒの膜厚は０ｎｍとし、すなわち当該ナノ粒子層２４ｆｒの設置を省略し、緑色の発光素子Ｘｇでは、ナノ粒子層２４ｆｇの膜厚は１００ｎｍとし、青色の発光素子Ｘｂでは、ナノ粒子層２４ｆｇの膜厚は８０ｎｍとすることが好ましいことが確認された。
　次に、本発明の発明者が実施した別の試験結果例について、表１を使用して説明する。この試験では、同じ膜厚を有する第１電極に対して、ナノ粒子層の膜厚が互いに異なるように変化させたサンプルを用意して、その抵抗値と生産性とについて検証した。その試験結果の一例を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１の比較例１に例示するように、ナノ粒子層２４ｆの膜厚が６００ｎｍを超えると、発光素子Ｘ（表示装置２）の生産性が低下するのが確かめられた。また、表１の比較例２に例示するように、ナノ粒子層２４ｆの膜厚が１５ｎｍ未満であると、当該ナノ粒子層２４ｆの抵抗が高抵抗なものとなり、表示装置２の発光効率が低下することが実証された。
　一方、表１の実施例１～実施例３に例示するように、ナノ粒子層２４ｆの膜厚が１５ｎｍ以上６００ｎｍ以下である場合には、発光素子Ｘ（表示装置２）の生産性の低下を防ぐことができるとともに、当該ナノ粒子層２４ｆの抵抗の高抵抗を抑えて、表示装置２の発光効率が低下するのを防止できることが実証された。
　《変形例１》
　図８は、上記表示装置の変形例１を示す断面図である。
　図において、本変形例１と上記第１の実施形態との主な相違点は、正孔注入層２４ａと正孔輸送層２４ｂとを全てのサブ画素に共通する共通層として設けた点である。なお、上記第１の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明を省略する。
　本変形例１の表示装置２では、図８に示すように、正孔注入層２４ａ及び正孔輸送層２４ｂは、発光素子Ｘｒ、Ｘｇ、及びＸｂに共通して、ベタ状に形成されている。つまり、正孔注入層２４ａ及び正孔輸送層２４ｂは、各々、第１の実施形態でのインクジェット法だけでなく、スピンコート法などの他の滴下方式により、形成されることができる。
　以上の構成により、本変形例１では、上記第１の実施形態と同様な作用・効果を奏することができる。また、正孔注入層２４ａ及び正孔輸送層２４ｂが共通層で形成されているので、表示装置２の製造工程を簡単化することもできる。
　《変形例２》
　図９は、上記表示装置の変形例２の要部構成を説明する図であり、図９（ａ）は、当該変形例２での第２電極の具体的な構成を示す斜視図であり、図９（ｂ）は、当該変形例２での発光素子層の具体的な構成を示す図であり、図９（ｃ）は、当該変形例２での効果を示すグラフである。
　図において、本変形例２と上記第１の実施形態との主な相違点は、電子注入層及び電子輸送層を含んだ第２電極２５を設けた点である。なお、上記第１の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明を省略する。
　本変形例２の表示装置２では、図９（ａ）に示すように、第２電極２５が、金属ナノワイヤ、例えば、銀ナノワイヤＮＷと、電子注入層材料及び電子輸送材料である酸化亜鉛（ＺｎＯ）ナノ粒子ＮＰとを含んでいる。つまり、銀ナノワイヤ溶液と酸化亜鉛ナノ粒子溶液を所望の比率で混合、撹拌した混合液を塗布・乾燥する事で銀ナノワイヤＮＷと酸化亜鉛ナノ粒子ＮＰが混合した第２電極２５が得られる。具体的には、銀ナノワイヤＮＷが三次元的にランダムに配置され、酸化亜鉛ナノ粒子ＮＰ（平均粒径１～３０ｎｍ）の間隙を銀ナノワイヤＮＷが通るような構成とする。
　また、本変形例２の表示装置２では、図９（ｂ）に示すように、第１電極２２（陽極）、ナノ粒子層２４ｆ、正孔輸送層（図示せず）、発光層２４ｃ（例えば、量子ドット発光層）、及び図示しない電子注入層と電子輸送層とを含んだ第２電極（共通陰極）２５がこの順に設けられた構成となる。
　また、図９（ａ）に示した構成では、第２電極２５における、銀ナノワイヤＮＷと電子輸送材料である酸化亜鉛ナノ粒子ＮＰとの接触面積が増大するため、図９（ｃ）に示すように、電流密度０～５０〔ミリアンペア／平方センチメートル〕の範囲において、本変形例２での発光素子Ｘの外部量子効果ＵＢ（基準値に対する規格化値）が、図３に示した構成、つまり電子注入層（酸化亜鉛ナノ粒子層）２４ｅ上に第２電極２５を形成した発光素子Ｘの外部量子効果ＵＡ（各電流密度における基準値＝１）および、一般的な銀薄膜の陰極を有する発光素子の規格化外部量子効率Ｕａ（基準値に対する規格化値）と比較して大幅に向上していることがわかる。
　また、電子輸送層２４ｄと電子注入層２４ｅと第２電極（共通陰極）２５とを別工程で形成する場合と比較して、工程数を削減することができる。
　また、金属ナノワイヤＮＷが過多であれば発光層２４ｃへの電子輸送能力が低下し、金属ナノワイヤＮＷが過少であれば抵抗値が高くなる。よって、ＺｎＯナノ粒子ＮＰに対する金属ナノワイヤＮＷの体積比は、１／４９～１／９である。
　以上の構成により、本変形例２では、上記第１の実施形態と同様な作用・効果を奏することができる。
　《変形例３》
　図１０は、上記表示装置の変形例３を示す断面図である。
　図において、本変形例３と上記第１の実施形態との主な相違点は、リフトオフプロセスを用いて、ナノ粒子層２４ｆを形成した点である。なお、上記第１の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明を省略する。
　図１０に示すように、本変形例３の表示装置２では、ナノ粒子層２４ｆｒ、２４ｆｇ、及び２４ｆｂの各エッジを覆うように、エッジカバー膜２３が設けられている。すなわち、本変形例３の表示装置２では、エッジカバー膜２３は、ナノ粒子層２４ｆｒ、２４ｆｇ、及び２４ｆｂが形成された後に、成膜される。
　ここで、図１１及び図１２も参照して、本変形例３の表示装置２の製造方法について具体的に説明する。図１１は、図１０に示した表示装置の製造方法を示すフローチャートである。図１２は、図１０に示した表示装置の要部構成の具体的な製造方法を示すフローチャートである。
　図１１に示すように、本変形例３では、第１電極２２を形成した後（ステップＳ２）、リフトオフプロセスを用いて、発光素子Ｘｒ、Ｘｇ、及びＸｂの各第１電極２２上に、ナノ粒子層２４ｆｒ、２４ｆｇ、及び２４ｆｂを形成する（ステップＳ４）。その後、エッジカバー膜２３が、ナノ粒子層２４ｆｒ、２４ｆｇ、及び２４ｆｂの各エッジを覆うように、形成される（ステップＳ３）。
　また、上記ステップＳ４でのナノ粒子層形成工程では、図１２のステップＳ４３に示すように、第１電極２２の表面上に感光性を有するレジスト材料（図示せず）を塗布するレジスト材料塗布工程が行われる。このレジスト材料塗布工程では、レジスト材料として、例えば、ＡＺ５２１４（Ｍｅｒｃｋ）、ＴＬＯＲシリーズ（東京応化）、ＺＰＮ１１５０（ゼオン）ＬＵＭＩＬＯＮシリーズ（ＪＳＲ）が用いられる。
　次に、図１２のステップＳ４４に示すように、上記レジスト材料に対して、所定の照射光を照射して露光する露光工程が行われる。この露光工程では、所定の照射光として、例えば、ｉ線、ｇ線、またはｈ線などの紫外光（ＵＶ光）が用いられている。
　続いて、図１２のステップＳ４５に示すように、上記レジスト材料に対して、所定の現像液を用いた現像工程を行うことにより、当該レジスト材料を所定の形状にパターニングするパターニング工程が行われる。このパターニング工程では、所定の現像液として、例えば、ＴＭＡＨ２．３８％水溶液が用いられる。
　次に、図１２のステップＳ４１に示すように、上記第１の実施形態と同様に、パターニング後のレジスト材料に対して、上記溶液を滴下する溶液滴下工程が行われた後、レジスト材料を剥離するレジスト材料剥離工程が行われる。また、所定の剥離液として、例えば、ＡＺ１００　Ｒｅｍｏｖｅｒが用いられる。最後に、図１２のステップＳ４２に示すように、上記第１の実施形態と同様に、ナノ粒子層２４ｆの形成工程が行われる。
　その後、発光色毎に、ステップＳ４３～ステップＳ４６にて示した、レジスト材料塗布工程、露光工程、パターニング工程、及びレジスト材料剥離工程が、順次繰り返して行われる。これにより、図４に示したように、赤色の発光素子Ｘｒのナノ粒子層２４ｆｒが形成され、緑色の発光素子Ｘｇのナノ粒子層２４ｆｇが形成され、更に青色の発光素子Ｘｂのナノ粒子層２４ｆｂが形成される。この結果、本実施形態では、滴下方式とリフトオフプロセスとを組み合わせて、ＲＧＢ、三色に対応した画素パターンが形成される。
　以上の構成により、本変形例３では、上記第１の実施形態と同様な作用・効果を奏することができる。
　《第２の実施形態》
　図１３は、本発明の第２の実施形態の表示装置の要部構成を示す断面図である。図１４は、図１３に示した機能層の具体的な構成を示す断面図である。図１５は、図１３に示した発光素子の具体的な構成例を示す断面図である。
　図において、本実施形態と上記第１の実施形態との主な相違点は、薄膜トランジスタ層４側から、陰極としての第１電極３５、機能層３４、及び陽極としての第２電極３２が、この順に設けられたインバート構造である点である。なお、上記第１の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明を省略する。
　本実施形態の表示装置２では、図１３に示すように、発光素子Ｘｒ，Ｘｇ、及びＸｂにおいて、第１電極（陰極）３５、機能層３４、及び第２電極（陽極）３２が薄膜トランジスタ層４上に順次設けられている。また、機能層３４は、図１４に示すように、下層側から順に、ナノ粒子層３４ｆ、電子注入層３４ａ、電子輸送層３４ｂ、発光層３４ｃ、正孔輸送層３４ｄ、及び正孔注入層３４ｅを積層することで構成される。ナノ粒子層３４ｆには、第１の実施形態のナノ粒子層２４ｆと同様に、金属酸化物ナノ粒子として、例えば、ＩＴＯナノ粒子ＦＰが含まれている。また、本実施形態では、電子注入層３４ａ及び電子輸送層２４ｂがナノ粒子層３４ｆと発光層３４ｃとの間に設けられた電荷注入層及び電荷輸送層をそれぞれ構成している。
　また、本実施形態の表示装置２では、図１５に示すように、発光素子Ｘｒ、Ｘｇ、Ｘｂは、バンクとしてのエッジカバー膜２３によって区画されており、発光素子Ｘ毎に、島状の第１電極３５、島状のナノ粒子層３４ｆｒ、３４ｆｇ、３４ｆｂ（ナノ粒子層３４ｆにて総称。）、島状の電子注入層３４ａ、島状の電子輸送層３４ｂ、及び島状の発光層３４ｃｒ、３４ｃｇ、３４ｃｂ（発光層３４ｃにて総称。）が設けられている。また、発光素子Ｘでは、全てのサブ画素ＳＰに共通するベタ状の正孔輸送層３４ｄ、ベタ状の正孔注入層３４ｅ、及びベタ状の第２電極３２が設けられている。
　以上の構成により、本実施形態では、上記第１の実施形態と同様な作用・効果を奏することができる。
　《変形例１》
　図１６は、図１３に示した表示装置の変形例１を示す断面図である。
　図において、本変形例１と上記第２の実施形態との主な相違点は、電子注入層３４ａと電子輸送層３４ｂとを全てのサブ画素に共通する共通層として設けた点である。なお、上記第２の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明を省略する。
　本変形例１の表示装置２では、図１６に示すように、電子注入層３４ａ及び電子輸送層３４ｂは、発光素子Ｘｒ、Ｘｇ、及びＸｂに共通して、ベタ状に形成されている。つまり、電子注入層３４ａ及び電子輸送層３４ｂは、各々、第２の実施形態でのインクジェット法だけでなく、スピンコート法などの他の滴下方式により、形成されることができる。
　以上の構成により、本変形例１では、上記第２の実施形態と同様な作用・効果を奏することができる。また、電子注入層３４ａ及び電子輸送層３４ｂが共通層で形成されているので、表示装置２の製造工程を簡単化することもできる。
　《変形例２》
　図１７は、図１３に示した表示装置の変形例２を示す断面図である。
　図において、本変形例２と上記第２の実施形態との主な相違点は、リフトオフプロセスを用いて、ナノ粒子層３４ｆを形成した点である。なお、上記第２の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明を省略する。
　図１７に示すように、本変形例２の表示装置２では、ナノ粒子層３４ｆｒ、３４ｆｇ、及び３４ｆｂの各エッジを覆うように、エッジカバー膜２３が設けられている。すなわち、本変形例２の表示装置２では、エッジカバー膜２３は、ナノ粒子層３４ｆｒ、３４ｆｇ、及び３４ｆｂが、第１の実施形態の変形例３と同様に、リフトオフプロセスを用いて、形成された後に、成膜される。
　以上の構成により、本変形例２では、上記第２の実施形態と同様な作用・効果を奏することができる。
　本発明は、発光層からの光の取り出し効率を向上させることができる表示装置、及び表示装置の製造方法に有用である。
２　　　　　　　表示装置
ＤＡ　　　　　　表示領域
ＮＡ　　　　　　額縁領域
ＴＡ　　　　　　端子部
４　　　　　　　薄膜トランジスタ層
５　　　　　　　発光素子層
２２　　　　　　第１電極（陽極）
２４　　　　　　機能層
２４ａ　　　　　正孔注入層
２４ｂ　　　　　正孔輸送層
２４ｃ　　　　　発光層
２４ｄ　　　　　電子輸送層
２４ｅ　　　　　電子注入層
２４ｆ　　　　　ナノ粒子層
２５　　　　　　第２電極（陰極）
３２　　　　　　第２電極（陽極）
３４　　　　　　機能層
３４ａ　　　　　電子注入層
３４ｂ　　　　　電子輸送層
３４ｃ　　　　　発光層
３４ｄ　　　　　正孔輸送層
３４ｅ　　　　　正孔注入層
３５ｆ　　　　　ナノ粒子層
３５　　　　　　第１電極（陰極）
Ｘ　　　　　　　発光素子
Ｘｒ　　　　　　赤色の発光素子
Ｘｇ　　　　　　緑色の発光素子
Ｘｂ　　　　　　青色の発光素子
ＦＰ　　　　　　ＩＴＯナノ粒子（金属酸化物ナノ粒子）

Claims (16)

  1. 　複数の画素を有する表示領域と、前記表示領域を囲む額縁領域とを、備えた表示装置であって、
    　薄膜トランジスタ層と、
    　それぞれが第１電極、発光層、及び第２電極を含み、発光色が互いに異なる複数の発光素子が形成された発光素子層と、が設けられ、
    　前記第１電極の前記発光層側の表面上には、導電性を有する金属酸化物ナノ粒子を含んだナノ粒子層が設けられている、表示装置。
  2. 　前記ナノ粒子層の膜厚は、１５ｎｍ以上６００ｎｍ以下の範囲内の値である、請求項１に記載の表示装置。
  3. 　前記第１電極と前記ナノ粒子層には、同一の金属酸化物が用いられている、請求項１または請求項２に記載の表示装置。
  4. 　前記第１電極と前記ナノ粒子層には、ＩＴＯが用いられている、請求項３に記載の表示装置。
  5. 　前記発光層と前記ナノ粒子層との間には、前記ナノ粒子層側から電荷注入層及び電荷輸送層が順次設けられている、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の表示装置。
  6. 　前記電荷注入層及び前記電荷輸送層は、それぞれ正孔注入層及び正孔輸送層である、請求項５に記載の表示装置。
  7. 　前記電荷注入層及び前記電荷輸送層は、それぞれ電子注入層及び電子輸送層である、請求項５に記載の表示装置。
  8. 　前記発光素子が、前記発光層に赤色光を発する赤色の発光層を備えた赤色の発光素子と、前記発光層に緑色光を発する緑色の発光層を備えた緑色の発光素子と、前記発光層に青色光を発する青色の発光層を備えた青色の発光素子とを含む、請求項１～請求項７のいずれか１項に記載の表示装置。
  9. 　前記赤色の発光素子、前記緑色の発光素子、及び前記青色の発光素子において、前記第１電極と前記ナノ粒子層との合計膜厚が互いに異なる、請求項８に記載の表示装置。
  10. 　前記赤色の発光素子、前記緑色の発光素子、及び前記青色の発光素子のうち、少なくとも１つの色の前記発光素子内に前記ナノ粒子層が設けられている、請求項９に記載の表示装置。
  11. 　前記発光層は、量子ドットを含んだ量子ドット発光層である、請求項１～請求項１０のいずれか1項に記載の表示装置。
  12. 　前記量子ドット発光層は、赤色光を発する赤色量子ドット発光層と、緑色光を発する緑色量子ドット発光層と、青色光を発する青色量子ドット発光層とを備える、請求項１１に記載の表示装置。
  13. 　複数の画素を有する表示領域と前記表示領域を囲む額縁領域とを備え、薄膜トランジスタ層と、それぞれが第１電極、発光層、及び第２電極を含み、発光色が互いに異なる複数の発光素子が形成された発光素子層と、を具備する表示装置の製造方法であって、
    　前記複数の発光素子ごとに前記第１電極を形成する第１電極形成工程と、
    　前記第１電極の表面に対して、導電性を有する金属酸化物ナノ粒子を含んだ溶液を滴下する溶液滴下工程と、
    　滴下した溶液から前記金属ナノ酸化物粒子を含んだナノ粒子層を形成するナノ粒子層形成工程と、を含む、表示装置の製造方法。
  14. 　前記溶液滴下工程では、インクジェット法を用いて、前記複数の発光素子ごとに前記第１電極の表面に対して、前記溶液を滴下する、請求項１３に記載の表示装置の製造方法。
  15. 　前記第１電極形成工程の後に、
    　前記第１電極の表面上に感光性を有するレジスト材料を塗布するレジスト材料塗布工程と、
    　前記レジスト材料に対して、所定の照射光を照射して露光する露光工程と、
    　前記レジスト材料に対して、所定の現像液を用いた現像工程を行うことにより、当該レジスト材料を所定の形状にパターニングするパターニング工程と、を順次行い、
    　前記溶液滴下工程において、パターニング後の前記レジスト材料に対して、前記溶液を滴下した後、前記レジスト材料を剥離するレジスト材料剥離工程を行う、請求項１３に記載の表示装置の製造方法。
  16. 　前記発光色毎に、前記レジスト材料塗布工程、前記露光工程、前記パターニング工程、及び前記レジスト材料剥離工程が、順次繰り返して行われる、請求項１５に記載の表示装置の製造方法。
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