WO2022030005A1

WO2022030005A1 - 表示装置

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Publication number: WO2022030005A1
Application number: PCT/JP2020/030432
Authority: WO
Inventors: 貴洋土江
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2020-08-07
Filing date: 2020-08-07
Publication date: 2022-02-10
Also published as: US20230189620A1

Abstract

表示装置（１）は、カソード（７ａ）、アノード（４ａ）、カソード（７ａ）とアノード（４ａ）との間に設けられた発光層（６）、及び発光層（６）とアノード（４ａ）との間に設けられアノード（４ａ）と接する正孔注入層（５ａ）を含む発光素子（９）と、放熱電極（８）、少なくとも一部が放熱電極（８）と重畳するアノードの延在部（４ｂ）、及びアノードの延在部（４ｂ）と重畳し、かつ、アノードの延在部（４ｂ）及び放熱電極（８）と接する正孔注入層の延在部（５ｂ）を含む第１冷却素子（１０）と、を含む。

Description

表示装置

　本開示は、表示装置に関する。

　近年、ＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode：有機発光ダイオード）表示装置、または、ＱＬＥＤ（Quantum dot Light Emitting Diode：量子ドット発光ダイオード）表示装置が高い注目を浴びている。しかしながら、ＯＬＥＤまたはＱＬＥＤは、高温駆動時にその寿命が短くなることが知られている。

　図２６は、ＯＬＥＤまたはＱＬＥＤを低温駆動及び高温駆動した場合の駆動時間による輝度の低下傾向を示す図である。

　図２６に示す高温駆動時のように、ＯＬＥＤまたはＱＬＥＤは、駆動時に発生する熱により温度が上昇すると、駆動時間（定電流）による輝度低下の速度が増加し、初期輝度に対して一定水準以下の輝度（例えば、９０％以下の輝度）になる駆動時間を発光素子の寿命とした場合、その寿命は短くなってしまう。これは、ＯＬＥＤまたはＱＬＥＤの場合、駆動時に発生する熱により温度が上昇すると、主として有機系材料の結合状態が変化することにより、キャリア注入挙動が変化し、当初の発光特性より劣化するからである。

　一方、図２６に示す低温駆動時のように、ＯＬＥＤまたはＱＬＥＤは、駆動時に発生する熱により温度が上昇するのを抑制できると、駆動時間（定電流）による輝度低下の速度が穏やかになり、長寿命化できる。

　特許文献１には、ＯＬＥＤをペルチェ素子により冷却し、熱による劣化を抑制することについて記載されている。

日本国公開特許公報「特開２００９－１９３８０１」（２００９年８月２７日公開）

　しかしながら、特許文献１には、ＯＬＥＤを含む表示装置に対して、ペルチェ素子を外付けして設けることについて記載されている。このように、ペルチェ素子を外付けして設けた場合、基板または封止層の一方側にＯＬＥＤが設けられ、他方側にペルチェ素子が設けられる。

　したがって、ペルチェ素子は、基板または封止層を介して、ＯＬＥＤを冷却することになるので、伝熱効率が悪く、熱によるＯＬＥＤの劣化を効率よく抑制できないという問題がある。また、表示装置の厚さ増加を招いてしまうという問題がある。さらには、ＯＬＥＤの製造工程とは別工程で、ペルチェ素子を形成することとなるので、表示装置の製造コストが増加するという問題がある。

　本開示の一態様は、前記の問題点に鑑みてなされたものであり、熱による発光素子の劣化を効率よく抑制できるとともに、製造コストの低減及び薄型化を実現できる表示装置を提供することを目的とする。

　本開示の表示装置は、前記の課題を解決するために、
　第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられた発光層と、前記発光層と前記第２電極との間に設けられ前記第２電極と接する第１機能層と、を含む発光素子と、
　第３電極と、少なくとも一部が前記第３電極と重畳する前記第２電極の延在部と、前記第２電極の延在部と重畳し、かつ、前記第２電極の延在部及び前記第３電極と接する前記第１機能層の延在部と、を含む第１冷却素子と、を含む。

　本開示の一態様によれば、熱による発光素子の劣化を効率よく抑制できるとともに、製造コストの低減及び薄型化を実現できる表示装置を提供できる。

実施形態１の表示装置を示す平面図である。（ａ）は、実施形態１の表示装置に備えられた発光素子及び第１冷却素子の概略的な構成を示す断面図であり、（ｂ）は、実施形態１の表示装置に備えられた発光素子及び第１冷却素子を示す平面図である。実施形態１の表示装置に備えられた第１冷却素子の駆動時を示す図である。（ａ）は、実施形態１の表示装置に備えられた発光素子のバンド図であり、（ｂ）は、実施形態１の表示装置に備えられた第１冷却素子のバンド図である。（ａ）は、計算に用いた発光層を備えたモデル素子の概略構成を示す図であり、（ｂ）は、冷却効果がない場合に、モデル素子において各発熱量が発生した場合のモデル素子の温度変化の計算結果を示す図であり、（ｃ）は、モデル素子で１００ｍＷ／ｃｍ^２の発熱量が発生した場合であって、冷却効果がない場合、冷却効果が５ｍＷ／ｃｍ^２である場合及び冷却効果が１０ｍＷ／ｃｍ^２である場合におけるモデル素子の温度変化の計算結果を示す図である。実施形態１の変形例である表示装置に備えられた発光素子及び第１冷却素子の概略的な構成を示す断面図である。（ａ）は、実施形態２の表示装置に備えられた発光素子及び第１冷却素子の概略的な構成を示す断面図であり、（ｂ）は、実施形態２の表示装置に備えられた発光素子及び第１冷却素子を示す平面図である。実施形態２の表示装置に備えられた第１冷却素子の駆動時を示す図である。（ａ）は、実施形態２の表示装置に備えられた発光素子のバンド図であり、（ｂ）は、実施形態２の表示装置に備えられた第１冷却素子のバンド図である。実施形態２の変形例である表示装置に備えられた発光素子及び第１冷却素子の概略的な構成を示す断面図である。実施形態３の表示装置に備えられた発光素子、第１冷却素子及び第２冷却素子の概略的な構成を示す断面図である。図１１に示す実施形態３の表示装置のＡ部分の部分拡大図である。実施形態３の表示装置に備えられた第１冷却素子及び第２冷却素子の駆動時を示す図である。（ａ）は、実施形態３の表示装置に備えられた発光素子のバンド図であり、（ｂ）は、実施形態３の表示装置に備えられた第１冷却素子及び第２冷却素子のバンド図である。実施形態３の第１変形例である表示装置に備えられた発光素子、第１冷却素子及び第２冷却素子の概略的な構成を示す断面図である。（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）及び（ｇ）は、実施形態３の第１変形例である表示装置の製造工程の一部を示す図である。実施形態３の第１変形例である表示装置の平面図である。図５の（ａ）に示すモデル素子において１００ｍＷ／ｃｍ^２の発熱量が発生した場合であって、冷却効果がない場合、冷却効果が２０ｍＷ／ｃｍ^２である場合及び冷却効果が３０ｍＷ／ｃｍ^２である場合におけるモデル素子の温度変化の計算結果を示す図である。実施形態３の第２変形例である表示装置に備えられた発光素子、第１冷却素子及び第２冷却素子の概略的な構成を示す断面図である。実施形態３の第３変形例である表示装置に備えられた発光素子、第１冷却素子及び第２冷却素子の概略的な構成を示す断面図である。（ａ）は、実施形態４の表示装置に備えられた発光素子、第１冷却素子及び第２冷却素子の概略的な構成を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す実施形態４の表示装置のＢ部分の部分拡大図である。実施形態５の表示装置に備えられた発光素子及び第１冷却素子の概略的な構成を示す断面図である。実施形態６の表示装置に備えられた発光素子及び第１冷却素子の概略的な構成を示す断面図である。実施形態７の表示装置に備えられた発光素子、第１冷却素子及び第２冷却素子の概略的な構成を示す断面図である。実施形態８の表示装置に備えられた発光素子、第１冷却素子及び第２冷却素子の概略的な構成を示す断面図である。ＯＬＥＤまたはＱＬＥＤを低温駆動及び高温駆動した場合の駆動時間による輝度の低下傾向を示す図である。

　本発明の実施の形態について、図１から図２５に基づいて説明すれば、次の通りである。以下、説明の便宜上、特定の実施形態にて説明した構成と同一の機能を有する構成については、同一の符号を付記し、その説明を省略する場合がある。

　〔実施形態１〕
　図１は、実施形態１の表示装置１を示す平面図である。

　図１に示すように、表示装置１は、表示領域ＤＡと、表示領域ＤＡの周辺の額縁領域ＮＤＡとを含む。表示領域ＤＡには、複数のサブ画素ＳＰが備えられており、複数のサブ画素ＳＰのそれぞれは後述する発光素子を含む。なお、本実施形態においては、例えば、サブ画素ＳＰである、赤色サブ画素と、緑色サブ画素と、青色サブ画素とが、１画素を構成する場合を、一例に挙げて説明するが、これに限定されることはなく、前記１画素には、赤色サブ画素、緑色サブ画素及び青色サブ画素以外に、例えば、白色サブ画素または、黄色サブ画素などがさらに含まれていてもよい。

　図２の（ａ）は、表示装置１に備えられた発光素子９及び第１冷却素子１０の概略的な構成を示す断面図であり、図２の（ｂ）は、表示装置１に備えられた発光素子９及び第１冷却素子１０を示す平面図である。

　図２の（ａ）に示すように、表示装置１は、基板２と、ＴＦＴ（thin film transistor:薄膜トランジスタ）層３と、ＴＦＴ層３上に設けられた発光素子９及び第１冷却素子１０とを含む。

　基板２は、例えば、ガラス基板であってもよく、ポリイミド等の樹脂を主成分とする可撓性基板であってもよい。

　ＴＦＴ層３は、複数の薄膜トランジスタ、複数の容量素子、これらの配線及び各種の絶縁膜などを含む層である。

　なお、図示してないが、基板２とＴＦＴ層３との間には、水、酸素等の異物の侵入を防ぐ無機絶縁層であり、例えば、窒化シリコン、酸化シリコン等を用いて構成することができるバリア層が備えられていてもよい。

　ＴＦＴ層３上に設けられた発光素子９は、アノード（第２電極）４ａと、カソード（第１電極）７ａと、アノード４ａとカソード７ａとの間に設けられた発光層６と、発光層６とアノード４ａとの間に設けられアノード４ａと接する正孔注入層（第１機能層）５ａとを含む。

　ＴＦＴ層３上に設けられた第１冷却素子１０は、放熱電極（第３電極）８と、少なくとも一部が放熱電極８と重畳するアノード（第２電極）の延在部４ｂと、アノードの延在部４ｂと重畳し、かつ、アノードの延在部４ｂ及び放熱電極８と接する正孔注入層（第１機能層）の延在部５ｂとを含む。

　アノードの延在部４ｂは、アノード４ａを延在して形成しているので、アノード４ａとアノードの延在部４ｂとは、同一材料によって形成されているとともに、電気的に接続されている。

　また、正孔注入層の延在部５ｂは、正孔注入層５ａを延在して形成しているので、正孔注入層５ａと正孔注入層の延在部５ｂとは同一材料によって形成されている。

　なお、アノード４ａ及びアノードの延在部４ｂは、ＴＦＴ層３に備えられたＴＦＴ素子（図示せず）の、例えば、ドレイン電極にコンタクトホールを介して電気的に接続されている。

　本実施形態の表示装置１においては、発光素子９に備えられた正孔注入層５ａの膜厚と第１冷却素子１０に備えられた正孔注入層の延在部５ｂの膜厚とを、それぞれ、各素子に最適な膜厚とするため、正孔注入層５ａの膜厚を１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下で形成し、アノードの延在部４ｂと放熱電極８との間に挟まれた正孔注入層の延在部５ｂの膜厚を１μｍ以上、１００μｍ以下で形成したが、これに限定されることはない。例えば、正孔注入層５ａの膜厚及び正孔注入層の延在部５ｂの膜厚は、上述した範囲以外であってもよく、正孔注入層５ａの膜厚と正孔注入層の延在部５ｂの膜厚とは同じであってもよく、正孔注入層５ａの膜厚が正孔注入層の延在部５ｂの膜厚より厚く形成されてもよい。

　放熱電極８は、少なくとも一部が露出され空気と接することが好ましく、本実施形態においては、図２の（ａ）及び図２の（ｂ）に示すように、正孔注入層の延在部５ｂと接する放熱電極８の下面と対向する放熱電極８の上面は、完全に露出され空気と接する場合を一例に挙げて説明するが、これに限定されることはない。

　表示装置１は、発光素子９及び第１冷却素子１０上に封止層（図示せず）をさらに備えていることが好ましい。このように封止層を備えている場合においては、放熱電極８の少なくとも一部が露出され空気と接するように、放熱電極８と重畳する前記封止層に開口を設けてもよい。または、放熱電極８と電気的に接続された導電部材（例えば、配線）が図１に示す額縁領域ＮＤＡにおいて露出され空気と接するようにしてもよい。

　なお、本実施形態の表示装置１においては、図２の（ａ）に示すように、冷却対象である発光層６から、熱が放熱される放熱電極８を、電気的及び熱的に隔離（絶縁）するため、発光層６と放熱電極８との間に空気層を形成している。このような空気層の形成方法は、特に限定されないが、本実施形態においては、先ず、正孔注入層５ａの膜厚及び正孔注入層の延在部５ｂの膜厚を、より厚い方の膜厚である放熱電極８と重畳する正孔注入層の延在部５ｂの膜厚で形成した。その後、後工程において形成される放熱電極８と重畳する正孔注入層の延在部５ｂのみを覆うようにレジスト膜を形成し、このレジスト膜をマスクとして、レジスト膜が形成されていない部分の膜の一部を除去することで、図２の（ａ）に示すように、放熱電極８と重畳しない正孔注入層の延在部５ｂの膜厚及び正孔注入層５aの膜厚を、放熱電極８と重畳する正孔注入層の延在部５ｂの膜厚より薄くすることができる。その後、レジスト膜を除去した後、図２の（ａ）に示すように、正孔注入層５ａ上に発光層６を形成し、正孔注入層の延在部５ｂの厚膜部上に放熱電極８を形成することで、発光層６と放熱電極８との間に空気層を形成できる。

　カソード７ａは、発光素子９に備えられた発光層６に電子を注入する電極であり、例えば、Ａｌ、Ａｇ及びＩＴＯ（Indiuｍ Tin Oxide）の何れかで構成される単一層または異なる材料からなるこれらの単一層を複数積層した積層体で形成することができる。表示装置１がトップエミッション型の表示装置である場合には、カソード７ａを金属薄膜または、ＩＴＯで形成し、可視光を透過する電極とすればよく、表示装置１がボトムエミッション型の表示装置である場合には、カソード７ａを金属膜で形成し、可視光を反射する電極とすればよい。

　アノード４ａ及びアノードの延在部４ｂは、発光素子９から第１冷却素子１０まで連続する共通の電極である。アノード４ａは、発光素子９に備えられた正孔注入層５ａ及び発光層６に正孔を注入する電極であり、アノードの延在部４ｂは、第１冷却素子１０に備えられた正孔注入層の延在部５ｂにペルチェ効果を発生させるために正孔を注入する電極である。アノード４ａ及びアノードの延在部４ｂは、カソード７ａの材料に応じて、その材料を適宜決定することができ、例えば、Ａｌ、Ａｇ及びＩＴＯの何れかで構成される単一層または異なる材料からなるこれらの単一層を複数積層した積層体で形成することができる。表示装置１がトップエミッション型の表示装置である場合には、アノード４ａを金属膜で形成し、可視光を反射する電極とすればよく、表示装置１がボトムエミッション型の表示装置である場合には、アノード４ａを金属薄膜または、ＩＴＯで形成し、可視光を透過する電極とすればよい。

　正孔注入層５ａ及び正孔注入層の延在部５ｂは、ｐ型半導体で構成することができ、正孔注入層５ａは、発光素子９に備えられた発光層６に正孔を効果的に注入する層として働き、放熱電極８及びアノードの延在部４ｂと接するように、放熱電極８とアノードの延在部４ｂとの間に備えられた正孔注入層の延在部５ｂは、アノード４ａ及びアノードの延在部４ｂを冷却し、放熱電極８を加熱するペルチェ効果を示す材料として働く。

　正孔注入層５ａ及び正孔注入層の延在部５ｂのペルチェ性能は、下記（式１）に示すペルチェ性能指数ＺＴで表され、ＺＴが高いほどペルチェ性能が良い。

　上記（式１）において、ペルチェ性能指数であるＺＴは各材料からなる薄膜の性能指数であり、Ｓはゼーベック係数であり、σは電気伝導率であり、Ｔは絶対温度であり、κは熱伝導度である。ＺＴを向上させるためには、電気伝導率の増加または、熱伝導率の低下が必要であるが、材料特性により最適となる膜厚は変化する。例えば、非特許文献［Ｎａｔ．Ｍａｔｅｒ．１０，４２９（２０１１）］には、正孔注入層のｐ型半導体材料として、ＰＥＤＯＴへトシル基を導入することにより、室温において熱伝導率κが０．３３Ｗ／ｍＫであり、膜厚１．６μｍにてＺＴが０．２５となることについて記載されている。一般的に、バンドギャップの広い酸化物半導体は、高温において高いＺＴを示すが、室温におけるＺＴは低いという問題があり、室温において高いＺＴを示す一部の重金属からなる半導体材料はバンドギャップが狭く、発光光を吸収するという問題があることから、正孔注入層として用いることは好ましくない。

　そこで、本実施形態においては、ｐ型半導体層である正孔注入層５ａ及び正孔注入層の延在部５ｂを、以下の材料を用いて形成することが好ましい。

　発光素子９に備えられた発光層６に正孔を効果的に注入でき、且つ、ペルチェ効果を示す有機材料としては、例えば、ポリ－３，４－エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリフェニリン、ポリフラン、ポリセレノフェン、ポリチオフェン、ポリアセン、ポリイソチアナフテン、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンビニレン、ポリチオフェンビニレン、ポリペリナフタレン、ポリアントラセン、ポリナフタリン、ポリピレン、ポリアズレン、ポリピロール、ポリパラフェニレン、ポリ（ベンゾビスイミダゾベンゾフェナントロリン）、有機ホウ素ポリマー、ポリトリアゾール、ペリレン、カルバゾール、トリアリールアミン、テトラチアフルバレン、これらの誘導体、および、これらの共重合体などを一例に挙げることができる。なお、ペルチェ性能指数ＺＴの大きい有機正孔注入層を備え、より冷却効率の高い表示装置１を実現するという点からは、正孔注入層５ａ及び正孔注入層の延在部５ｂは、ＰＥＤＯＴ、ＰＶＫ（ポリ（Ｎ－ビニルカルバゾール））、ｍ－ＭＴＤＡＴＡ（４，４’，４''－トリス（３－メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン）、ＴＤＡＴＡ（４，４’，４’’－トリス（Ｎ，Ｎ－ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン）、ＰＡＮＩ（ポリアニリン）、ｐｏｌｙ－ＴＰＤ（ポリ［Ｎ，Ｎ’－ビス（４－ブチルフェニル）－Ｎ，Ｎ’－ビス（フェニル）ベンジジン］）、ＤＰＡＢ（４，４’－ビス［Ｎ－（４－ジフェニルアミノフェニル）－Ｎ－フェニルアミノ］ビフェニル）から構成される群から選択される１種以上を含むことが好ましい。

　また、発光素子９に備えられた発光層６に正孔を効果的に注入でき、且つ、ペルチェ性能指数ＺＴの大きい無機材料からなる正孔注入層５ａ及び正孔注入層の延在部５ｂは、コバルト酸リチウム（例えば、ＬｉＣｏＯ_２）、ニッケル酸リチウム（例えば、ＬｉＮｉＯ_２）、コバルト酸ナトリウム（例えば、ＮａＣｏ_２Ｏ_４）、ニッケル酸ナトリウム、コバルト酸カリウム、ニッケル酸カリウム、コバルト酸マグネシウム、ニッケル酸マグネシウム、コバルト酸カルシウム（例えば、Ｃａ_３Ｃｏ_４Ｏ_９）及びニッケル酸カルシウムから構成される群から選択される１種以上を含むことが好ましい。

　発光素子９に備えられた発光層６は、アノード４ａから正孔注入層５aを介して注入された正孔と、カソード７ａから注入された電子とが、再結合により発光する層である。発光層６は、例えば、有機系材料（低分子型ではＡｌｑ３など、高分子型ではＭＥＨ－ＰＰＶなど）や、無機系材料（ＺｎＣｄＳｅＳ系量子ドット、ＩｎＰ系量子ドット、ＣＩＳ系量子ドットなど）から構成される発光材料で構成することができる。すなわち、発光素子９は、ＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）であってもよく、ＱＬＥＤ（量子ドット発光ダイオード）であってもよい。また、表示装置１に備えられる複数の発光素子９は、全てがＯＬＥＤであってもよく、全てがＱＬＥＤであってもよく、その一部がＯＬＥＤで残りの一部がＱＬＥＤであってもよい。

　放熱電極８は、正孔注入層の延在部５ｂのペルチェ効果によりアノード４ａ及びアノードの延在部４ｂを冷却するために、発光素子９とは独立して、正孔注入層の延在部５ｂに電圧を印加するための電極である。放熱電極８は、例えば、上述したカソード７ａまたはアノード４ａと同一材料で形成してもよく、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｗ及びＴｉなどの金属材料で形成してもよい。放熱電極８の放熱性を考慮した場合には、放熱電極８として、放射率が高い金属材料を用いることが好ましい。

　本実施形態の表示装置１に備えられた発光素子９は、正孔注入層５aと発光層６との間に、正孔輸送層をさらに備えていてもよく、発光層６とカソード７ａとの間に、電子輸送層及び電子注入層の少なくとも一方をさらに備えていてもよい。

　図３は、表示装置１に備えられた第１冷却素子１０の駆動時を示す図である。

　図３に示すように、アノードの延在部４ｂと放熱電極８との間に電圧を印加し、アノードの延在部４ｂから、ｐ型半導体である正孔注入層（ＨＩＬ）の延在部５ｂにホールｈが注入されると、正孔注入層の延在部５ｂは、アノード４ａ及びアノードの延在部４ｂを冷却し、放熱電極８を加熱するペルチェ効果を示す材料として働く。したがって、アノードの延在部４ｂはコールドサイドとなり、放熱電極８はホットサイドとなる。

　図４の（ａ）は、表示装置１に備えられた発光素子９のバンド図であり、図４の（ｂ）は、表示装置１に備えられた第１冷却素子１０のバンド図である。

　なお、図４の（ａ）に示す正孔注入層５ａのバンドの下端は、正孔注入層５ａの価電子帯準位であり、図４の（ａ）に示す正孔注入層５ａのバンドの上端は、伝導帯準位である。また、図４の（ａ）に示す発光層６のバンドの下端は、発光層６の価電子帯準位であり、図４の（ａ）に示す発光層６のバンドの上端は、伝導帯準位である。また、図４の（ｂ）に示す正孔注入層の延在部５ｂのバンドの下端は、正孔注入層の延在部５ｂの価電子帯準位であり、図４の（ｂ）に示す正孔注入層の延在部５ｂのバンドの上端は、伝導帯準位である。

　図４の（ａ）に示すように、発光素子９を発光させるため、アノード４ａとカソード７ａとの間に電圧を印加した場合、そのエネルギーの一部が、発光層６及び正孔注入層５aで熱に変換されるので、発光層６を含む発光素子９の温度上昇を招いてしまう。本実施形態の表示装置１は、発光素子９の温度上昇を抑制する第１冷却素子１０を備えている。第１冷却素子１０は、図４の（ｂ）に示すように、アノードの延在部４ｂから、ｐ型半導体である正孔注入層（ＨＩＬ）の延在部５ｂにホールｈが注入されると、ペルチェ効果により、正孔注入層（ＨＩＬ）の延在部５ｂは、アノードの延在部４ｂの熱を吸熱するとともに、放熱電極８に発熱（放熱）する。したがって、アノードの延在部４ｂは、コールドサイドとなり、アノード４ａもコールドサイドとなるので、発光層６及び正孔注入層５ａで発生した熱を、アノード４ａ及びアノードの延在部４ｂと、放熱電極８とを介して放出することができる。

　また、上述したように、本実施形態においては、１μｍ以上、１００μｍ以下の膜厚を有する正孔注入層の延在部５ｂより薄い層となるように、発光素子９に備えられた正孔注入層５ａの膜厚を１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下で形成しているので、発光層６で発生した熱の正孔注入層５ａにおける熱拡散は非常に速い。

　なお、発光層６から発光された可視光領域の光の吸収の少ない正孔注入層５ａを備えるという点からは、正孔注入層５aのバンドギャップ（図４の（ａ）に示す正孔注入層５ａのバンドの下端と上端との差）は、１．９ｅＶ以上であることが好ましい。

　また、アノード４ａ及びアノードの延在部４ｂが、Ａｌ、Ａｇ及びＩＴＯの何れかで構成される単一層または異なる材料からなるこれらの単一層を複数積層した積層体で形成されている場合、ペルチェ効果を示すためには、正孔注入層の延在部５ｂの価電子帯準位（図４の（ｂ）に示す正孔注入層の延在部５ｂのバンドの下端）は、その絶対値が４．５ｅＶ以上である必要がある。

　また、正孔注入層５ａ及び正孔注入層の延在部５ｂの価電子帯準位の絶対値が４．５ｅＶ以上である場合には、アノード４ａ及びアノードの延在部４ｂの仕事関数は、４．１ｅＶ以上、４．８ｅＶ以下であることが好ましい。また、放熱電極８の仕事関数は、正孔注入層５ａ及び正孔注入層の延在部５ｂの価電子帯準位の絶対値（４．５ｅＶ以上の値）より小さいことが好ましい。

　図５の（ａ）は、計算に用いた発光層Ｈを備えたモデル素子の概略構成を示す図である。

　図５の（ａ）に示すように、計算に用いた発光層Ｈを備えたモデル素子は、厚み０．５ｍｍのガラス基板Ｋ上に、発光層ＨとＡｌ層Ｄとが厚み１００ｎｍで積層された構成である。なお、発光層ＨとＡｌ層Ｄとの積層体の厚みが１０ｎｍ以上、１μｍ以下では、計算結果の前記積層体の厚み依存性は無視できる。

　図５の（ｂ）は、冷却効果がない場合に、図５の（ａ）に示すモデル素子において１０ｍＷ／ｃｍ^２、５０ｍＷ／ｃｍ^２及び１００ｍＷ／ｃｍ^２の発熱量が発生した場合のモデル素子の温度変化の計算結果を示す図である。なお、ここで示す温度変化の結果は、全て、発光層Ｈに近いＡｌ層Ｄの温度を計算した結果であり、Ａｌ層Ｄの温度と厚み０．５ｍｍのガラス基板Ｋの温度との差は１℃以下であった。

　発光素子における発熱は、各層の直列抵抗、層間界面の電気抵抗、及び電極間のコンタクト抵抗によるジュール熱と、注入された電子及び正孔の非発光再結合と、発光した光が各層で吸収されることとにより発生する。典型的な面発光素子の例では、投入電力（電圧×電流）のうち、光として取り出せるエネルギーは空気と発光素子の屈折率差による光取出し効率に制限され２０％となり、残りの８０％は上記原因により熱として発生する。

　本実施形態の表示装置１においては、上記同様の理由から、発光素子９の駆動時に発熱量が大きく、発光素子９の温度上昇を招いてしまうので、発光素子９の温度上昇を抑制するため第１冷却素子１０を備えている。第１冷却素子１０においては、アノードの延在部４ｂ及び放熱電極８と接する正孔注入層の延在部５ｂに電流を流した際のペルチェ効果により、アノードの延在部４ｂと放熱電極８との間に温度差を発生させ、アノードの延在部４ｂを冷却する。冷却されたアノードの延在部４ｂは、伝熱により、発光素子９に備えられたアノード４aを冷却するので、発光素子９に備えられた発光層６及び正孔注入層５ａを冷却することができ、結果的に発光素子９を冷却できる。また、図２の（ａ）に示すように、放熱電極８は発熱するため、放熱電極８を大気に露出し空冷することにより、アノード４ａ及びアノードの延在部４ｂの温度をより低くすることができる。

　なお、第１冷却素子１０においては、正孔注入層の延在部５ｂに流す電流には最適値が存在する。これは、ペルチェ効果による冷却性能、すなわち、アノードの延在部４ｂと放熱電極８との間の温度差は、電流が高いほど向上するが、同時に、正孔注入層の延在部５ｂの抵抗によるジュール熱も上昇するため、正孔注入層の延在部５ｂ自体が発熱し、冷却性能が低下していくからである。以上から、正孔注入層の延在部５ｂに流す電流の最適な値は、正孔注入層の延在部５ｂの厚みや材料物性により異なることとなる。そこで、本実施形態の表示装置１に備えられた第１冷却素子１０においては、放熱電極８の電圧を調整することにより、正孔注入層の延在部５ｂに流す電流を最適に調整できる。

　本実施形態の表示装置１においては、アノード４ａとカソード７ａとの間に電圧を印加し、発光素子９を駆動し、発光素子９の発光量を制御するとともに、放熱電極８の電圧を調整することにより、アノードの延在部４ｂと放熱電極８との間を流れる電流を制御できるので、発光素子９の発熱量に応じた第１冷却素子１０の冷却量を適宜調整できる。

　図５の（ｃ）は、モデル素子で１００ｍＷ／ｃｍ^２の発熱量が発生した場合であって、冷却効果がない場合、冷却効果が５ｍＷ／ｃｍ^２である場合及び冷却効果が１０ｍＷ／ｃｍ^２である場合におけるモデル素子の温度変化の計算結果を示す図である。

　図５の（ｃ）に示すように、冷却効果がない場合に比べ、冷却効果、すなわち、ペルチェ効果がある場合には、モデル素子が所定時間後に到達する温度を下げることができる。

　本実施形態の表示装置１においては、第１冷却素子１０によって、発光素子９を冷却することができるので、発光素子９の発熱量毎に所定時間後に到達する温度を下げることができる。なお、このような場合、放熱電極８の温度は、電極の面積、電極材料による放射率、大気の熱対流により変化するが、アノード４ａ及びアノードの延在部４ｂの温度より、０．１℃以上高くなり得る。また、このような場合、表示装置１のように、発光層６の厚みが比較的薄い場合は、アノード４ａ及びアノードの延在部４ｂの温度と、カソード７ａの温度との差は、ほぼ無く、あったとしてもその差は、０．１℃未満である。したがって、放熱電極８の温度は、カソード７ａの温度より、高くなり得る。すなわち、放熱電極８の温度は、アノード４ａの温度及びカソード７ａの温度の少なくとも一方より高くなり得る。

　図６は、実施形態１の変形例である表示装置１ａに備えられた発光素子９及び第１冷却素子１０ａの概略的な構成を示す断面図である。

　図６に示すように、表示装置１ａにおいては、発光素子９に備えられた正孔注入層５ａの膜厚と、第１冷却素子１０ａに備えられた正孔注入層の延在部５ｂの膜厚とが、同じである点が、上述した図２の（ａ）に示す表示装置１とは異なる。正孔注入層５ａの膜厚と、正孔注入層の延在部５ｂの膜厚とを、異なるように形成する場合に比べると、正孔注入層５ａの膜厚と、正孔注入層の延在部５ｂの膜厚とを、同一に形成する場合の方が、より短い工程で、正孔注入層５ａ及び正孔注入層の延在部５ｂを形成することができる。

　なお、表示装置１・１ａにおいては、例えば、発光素子９の駆動期間と第１冷却素子１０・１０ａの駆動期間とを一致させてもよく、発光素子９の休止期間と第１冷却素子１０・１０ａの駆動期間とを一致させてもよいが、これに限定されることはない。

　表示装置１・１ａによれば、第１冷却素子１０・１０ａは、アノードの延在部４ｂを冷却させるとともに、放熱電極８を発熱させるように、ペルチェ素子として駆動できる。そして、発光素子９においては、アノード４ａを介した伝熱により、発光層６及び正孔注入層５ａを冷却できるので、熱による発光層６及び正孔注入層５ａの劣化、すなわち、熱による発光素子９の劣化を効率よく抑制できる。また、発光素子９の発熱量に応じて、第１冷却素子１０・１０ａの冷却量を適宜調整することができる。

　また、表示装置１・１ａによれば、第１冷却素子１０・１０ａは、発光素子９に備えられたアノード４ａ及び正孔注入層５ａのそれぞれを延在して形成したアノードの延在部４ｂ及び正孔注入層の延在部５ｂを含む。したがって、第１冷却素子１０・１０ａと発光素子９とを別々に作製して、組み付ける必要がないので、表示装置１・１ａの製造コストの低減及び表示装置１・１ａの薄型化を実現できる。

　〔実施形態２〕
　次に、図７から図１０に基づき、本発明の実施形態２について説明する。本実施形態の表示装置１ｂ・１ｃに備えられた、発光素子９ａには、電子注入層１５ａが備えられており、第１冷却素子１０ｂ・１０ｃには、電子注入層の延在部１５ｂが備えられている点において、実施形態１と異なる。その他については実施形態１において説明したとおりである。説明の便宜上、実施形態１の図面に示した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付し、その説明を省略する。

　図７の（ａ）は、表示装置１ｂに備えられた発光素子９ａ及び第１冷却素子１０ｂの概略的な構成を示す断面図であり、図７の（ｂ）は、表示装置１ｂに備えられた発光素子９ａ及び第１冷却素子１０ｂを示す平面図である。

　図７の（ａ）に示すように、表示装置１ｂは、基板２と、ＴＦＴ層３と、ＴＦＴ層３上に設けられた発光素子９ａ及び第１冷却素子１０ｂとを含む。

　ＴＦＴ層３上に設けられた発光素子９ａは、アノード（第１電極）４ａと、カソード（第２電極）７ａと、アノード４ａとカソード７ａとの間に設けられた発光層６と、発光層６とカソード７ａとの間に設けられカソード７ａと接する電子注入層（第１機能層）１５ａとを含む。

　ＴＦＴ層３上に設けられた第１冷却素子１０ｂは、放熱電極（第３電極）８と、少なくとも一部が放熱電極８と重畳するカソード７ａ（第２電極）の延在部７ｂと、カソードの延在部７ｂと重畳し、かつ、カソードの延在部７ｂ及び放熱電極８と接する電子注入層（第１機能層）の延在部１５ｂとを含む。

　カソードの延在部７ｂは、カソード７ａを延在して形成しているので、カソード７ａとカソードの延在部７ｂとは、同一材料によって形成されているとともに、電気的に接続されている。

　また、電子注入層の延在部１５ｂは、電子注入層１５ａを延在して形成しているので、電子注入層１５ａと電子注入層の延在部１５ｂとは同一材料によって形成されている。

　なお、カソード７ａ及びカソードの延在部７ｂは、ＴＦＴ層３に備えられたＴＦＴ素子（図示せず）の、例えば、ドレイン電極にコンタクトホールを介して電気的に接続されている。

　本実施形態の表示装置１ｂにおいては、発光素子９ａに備えられた電子注入層１５ａの膜厚と第１冷却素子１０ｂに備えられた電子注入層の延在部１５ｂの膜厚とを、それぞれ、各素子に最適な膜厚とするため、電子注入層１５ａの膜厚を１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下で形成し、カソードの延在部７ｂと放熱電極８との間に挟まれた電子注入層の延在部１５ｂの膜厚を１μｍ以上、１００μｍ以下で形成したが、これに限定されることはない。例えば、電子注入層１５ａの膜厚及び電子注入層の延在部１５ｂの膜厚は、上述した範囲以外であってもよく、電子注入層１５ａの膜厚と電子注入層の延在部１５ｂの膜厚とは同じであってもよく、電子注入層１５ａの膜厚が電子注入層の延在部１５ｂの膜厚より厚く形成されてもよい。

　放熱電極８は、少なくとも一部が露出され空気と接することが好ましく、本実施形態においては、図７の（ａ）及び図７の（ｂ）に示すように、電子注入層の延在部１５ｂと接する放熱電極８の下面と対向する放熱電極８の上面は、完全に露出され空気と接する場合を一例に挙げて説明するが、これに限定されることはない。

　なお、本実施形態の表示装置１ｂにおいては、図７の（ａ）に示すように、冷却対象である発光層６から、熱が放熱される放熱電極８を、電気的及び熱的に隔離（絶縁）するため、発光層６と放熱電極８との間に空気層を形成している。空気層の形成方法については、特に限定されないが、実施形態１で既に説明した方法を用いることができる。

　電子注入層１５ａ及び電子注入層の延在部１５ｂは、ｎ型半導体で構成することができ、電子注入層１５ａは、発光素子９ａに備えられた発光層６に電子を効果的に注入する層として働き、放熱電極８及びカソードの延在部７ｂと接するように、放熱電極８とカソードの延在部７ｂとの間に備えられた電子注入層の延在部１５ｂは、カソード７ａ及びカソードの延在部７ｂを冷却し、放熱電極８を加熱するペルチェ効果を示す材料として働く。

　電子注入層１５ａ及び電子注入層の延在部１５ｂのペルチェ性能は、上記（式１）に示すペルチェ性能指数ＺＴで表され、ＺＴが高いほどペルチェ性能が良い。例えば、非特許文献［ＮａｎｏＬｅｔｔ．２０１１，１１，４３３７］には、電子注入層のｎ型半導体材料として、１０００℃においてＡｌドープされたＺｎＯの熱伝導率κが２Ｗ／ｍＫであり、ＺＴが０．４４となることについて記載されている。一般的に、バンドギャップの広い酸化物半導体は、高温において高いＺＴを示すが、室温におけるＺＴは低いという問題があり、室温において高いＺＴを示す一部の重金属からなる半導体材料はバンドギャップが狭く、発光を吸収するという問題があることから、電子注入層として用いることは好ましくない。

　そこで、本実施形態においては、ｎ型半導体層である電子注入層１５ａ及び電子注入層の延在部１５ｂを、以下の材料を用いて形成することが好ましい。

　発光素子９ａに備えられた発光層６に電子を効果的に注入でき、且つ、良好なペルチェ効果を示す電子注入層１５ａ及び電子注入層の延在部１５ｂは、例えば、Ａｌ_ＸＺｎ_１－ＸＯ、Ｇａ_ＸＺｎ_１－ＸＯ及びＩｎ_ＸＺｎ_１－ＸＯ（Ｘは０．０１以上０．９以下である）の少なくとも一つから構成されることが好ましい。

　本実施形態の表示装置１ｂに備えられた発光素子９ａは、電子注入層１５ａと発光層６との間に、電子輸送層をさらに備えていてもよく、発光層６とアノード４ａとの間に、正孔輸送層及び正孔注入層の少なくとも一方をさらに備えていてもよい。

　図８は、表示装置１ｂに備えられた第１冷却素子１０ｂの駆動時を示す図である。

　図８に示すように、カソードの延在部７ｂと放熱電極８との間に電圧を印加し、カソードの延在部７ｂから、ｎ型半導体である電子注入層（ＥＩＬ）の延在部１５ｂに電子ｅが注入されると、電子注入層の延在部１５ｂは、カソード７ａ及びカソードの延在部７ｂを冷却し、放熱電極８を加熱するペルチェ効果を示す材料として働く。したがって、カソードの延在部７ｂはコールドサイドとなり、放熱電極８はホットサイドとなる。

　図９の（ａ）は、表示装置１ｂに備えられた発光素子９ａのバンド図であり、図９の（ｂ）は、表示装置１ｂに備えられた第１冷却素子１０ｂのバンド図である。

　なお、図９の（ａ）に示す電子注入層１５ａのバンドの下端は、電子注入層１５ａの価電子帯準位であり、図９の（ａ）に示す電子注入層１５ａのバンドの上端は、伝導帯準位である。また、図９の（ａ）に示す発光層６のバンドの下端は、発光層６の価電子帯準位であり、図９の（ａ）に示す発光層６のバンドの上端は、伝導帯準位である。また、図９の（ｂ）に示す電子注入層の延在部１５ｂのバンドの下端は、電子注入層の延在部１５ｂの価電子帯準位であり、図９の（ｂ）に示す電子注入層の延在部１５ｂのバンドの上端は、伝導帯準位である。

　図９の（ａ）に示すように、発光素子９ａを発光させるため、アノード４ａとカソード７ａとの間に電圧を印加した場合、そのエネルギーの一部が、発光層６及び電子注入層１５ａで熱に変換されるので、発光層６を含む発光素子９ａの温度上昇を招いてしまう。本実施形態の表示装置１ｂは、発光素子９ａの温度上昇を抑制する第１冷却素子１０ｂを備えている。第１冷却素子１０ｂは、図９の（ｂ）に示すように、カソードの延在部７ｂから、ｎ型半導体である電子注入層（ＥＩＬ）の延在部１５ｂに電子ｅが注入されると、ペルチェ効果により、電子注入層（ＥＩＬ）の延在部１５ｂは、カソードの延在部７ｂの熱を吸熱するとともに、放熱電極８に発熱（放熱）する。したがって、カソードの延在部７ｂは、コールドサイドとなり、カソード７ａもコールドサイドとなるので、発光層６及び電子注入層１５ａで発生した熱を、カソード７ａ及びカソードの延在部７ｂと、放熱電極８とを介して放出することができる。

　また、上述したように、本実施形態においては、１μｍ以上、１００μｍ以下の膜厚を有する電子注入層の延在部１５ｂより薄い層となるように、発光素子９aに備えられた電子注入層１５ａの膜厚を１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下で形成しているので、発光層６で発生した熱の電子注入層１５ａにおける熱拡散は非常に速い。

　なお、発光層６から発光された可視光領域の光の吸収の少ない電子注入層１５ａを備えるという点からは、電子注入層１５ａのバンドギャップ（図９の（ａ）に示す電子注入層１５ａのバンドの下端と上端との差）は、１．９ｅＶ以上であることが好ましい。

　また、カソード７ａ及びカソードの延在部７ｂが、Ａｌ、Ａｇ及びＩＴＯの何れかで構成される単一層または異なる材料からなるこれらの単一層を複数積層した積層体で形成されている場合、ペルチェ効果を示すためには、電子注入層１５ａ及び電子注入層の延在部１５ｂの伝導帯準位（図９の（ｂ）に示す正孔注入層の延在部１５ｂのバンドの上端）は、その絶対値が４．８ｅＶ以下である必要がある。

　また、電子注入層１５ａ及び電子注入層の延在部１５ｂの伝導帯準位の絶対値が４．８ｅＶ以下である場合には、カソード７ａ及びカソードの延在部７ｂの仕事関数は、４．１ｅＶ以上、４．８ｅＶ以下であることが好ましい。また、放熱電極８の仕事関数は、電子注入層１５ａ及び電子注入層の延在部１５ｂの伝導帯準位の絶対値（４．８ｅＶ以下の値）より大きいことが好ましい。

　図１０は、実施形態２の変形例である表示装置１ｃに備えられた発光素子９ａ及び第１冷却素子１０ｃの概略的な構成を示す断面図である。

　図１０に示すように、表示装置１ｃにおいては、発光素子９ａに備えられた電子注入層１５ａの膜厚と、第１冷却素子１０ｃに備えられた電子注入層の延在部１５ｂの膜厚とが、同じである点が、上述した図７の（ａ）に示す表示装置１ｂとは異なる。電子注入層１５ａの膜厚と、電子注入層の延在部１５ｂの膜厚とを、異なるように形成する場合に比べると、電子注入層１５ａの膜厚と、電子注入層の延在部１５ｂの膜厚とを、同一に形成する場合の方が、より短い工程で、電子注入層１５ａ及び電子注入層の延在部１５ｂを形成することができる。

　なお、表示装置１ｂ・１ｃにおいては、例えば、発光素子９ａの駆動期間と第１冷却素子１０ｂ・１０ｃの駆動期間とを一致させてもよく、発光素子９ａの休止期間と第１冷却素子１０ｂ・１０ｃの駆動期間とを一致させてもよいが、これに限定されることはない。

　表示装置１ｂ・１ｃによれば、第１冷却素子１０ｂ・１０ｃは、カソードの延在部７ｂを冷却させるとともに、放熱電極８を発熱させるように、ペルチェ素子として駆動できる。そして、発光素子９ａにおいては、カソード７ａを介した伝熱により、発光層６及び電子注入層１５ａを冷却できるので、熱による発光層６及び電子注入層１５ａの劣化、すなわち、熱による発光素子９ａの劣化を効率よく抑制できる。また、発光素子９ａの発熱量に応じて、第１冷却素子１０ｂ・１０ｃの冷却量を適宜調整することができる。

　また、表示装置１ｂ・１ｃによれば、第１冷却素子１０ｂ・１０ｃは、発光素子９ａに備えられたカソード７ａ及び電子注入層１５ａのそれぞれを延在して形成したカソードの延在部７ｂ及び電子注入層の延在部１５ｂを含む。したがって、第１冷却素子１０ｂ・１０ｃと発光素子９ａとを別々に作製して、組み付ける必要がないので、表示装置１ｂ・１ｃの製造コストの低減及び表示装置１ｂ・１ｃの薄型化を実現できる。

　〔実施形態３〕
　次に、図１１から図２０に基づき、本発明の実施形態３について説明する。本実施形態の表示装置１ｄ・１ｅ・１ｆ・１ｇは、第２冷却素子１０ｅ・１０ｆ・１０ｇをさらに備えている点において、実施形態１及び２とは異なる。その他については実施形態１及び２において説明したとおりである。説明の便宜上、実施形態１及び２の図面に示した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付し、その説明を省略する。

　図１１は、表示装置１ｄに備えられた発光素子９ｂ、第１冷却素子１０ｄ及び第２冷却素子１０ｅの概略的な構成を示す断面図である。

　図１１に示すように、ＴＦＴ層３上に設けられた発光素子９ｂは、アノード（第２電極）４ａと、カソード（第１電極）７ａと、アノード４ａとカソード７ａとの間に設けられた発光層６と、発光層６とアノード４ａとの間に設けられアノード４ａと接する正孔注入層（第１機能層）５ａと、発光層６とカソード７ａとの間に設けられカソード７ａと接する電子注入層（第２機能層）１５ａとを含む。

　ＴＦＴ層３上に設けられた第１冷却素子１０ｄは、放熱電極（第３電極）８と、少なくとも一部が放熱電極８と重畳するアノード（第２電極）の延在部４ｂと、アノードの延在部４ｂと重畳し、かつ、アノードの延在部４ｂ及び放熱電極８と接する正孔注入層（第１機能層）の延在部５ｂとを含む。

　ＴＦＴ層３上に設けられた第２冷却素子１０ｅは、放熱電極（第３電極）８と、少なくとも一部が放熱電極８と重畳するカソード（第１電極）の延在部７ｂと、カソードの延在部７ｂと重畳し、かつ、カソードの延在部７ｂ及び放熱電極８と接する電子注入層（第２機能層）の延在部１５ｂとを含む。

　なお、放熱電極８は、後述する変形例で示すように、例えば、その一部が露出され空気と接するように、放熱電極８と重畳する電子注入層の延在部１５ｂ及びカソードの延在部７ｂに開口を設けてもよい。

　また、表示装置１ｄにおいては、図示してないが、放熱電極８と電気的に接続された導電部材（例えば、配線）が図１に示す額縁領域ＮＤＡにおいて露出され空気と接するとともに、第１冷却素子１０ｄ及び第２冷却素子１０ｅは、ペルチェ素子として働くので、カソード７ａの温度及びアノード４ａの温度より放熱電極８の温度が０．１℃以上高くなり得る。

　図１２は、図１１に示す表示装置１ｄのＡ部分の部分拡大図である。

　図１１及び図１２に示すように、放熱電極８は、発光層６から離れて形成されていることが好ましい。このような構成とすることで、冷却対象である発光層６から、熱が放熱される放熱電極８を、電気的及び熱的に隔離（絶縁）できる。

　また、図１２に示すように、放熱電極８は、発光層６から、正孔注入層（第１機能層）５ａの厚さｔ（ｎｍ）の４倍以上、正孔注入層（第１機能層）５ａの厚さｔ（ｎｍ）の１００００倍以下の距離Ｌ（ｎｍ）離れて形成されていることが好ましい。なお、上述した実施形態１及び２の構成においても、放熱電極８は、発光層６から、前記距離Ｌ（ｎｍ）離れて形成されていることが好ましい。このような構成とすることで、冷却対象である発光層６から、熱が放熱される放熱電極８を、電気的及び熱的に隔離（絶縁）できる。また、一定以上の解像度を満たすように、発光素子９ｂを配置することができる。

　また、図１２に示すように、発光層６と放熱電極８との間の隙間には、酸化シリコン（例えば、ＳｉＯ_２）、酸化マグネシウム（例えば、ＭｇＯ）、酸化チタン（例えば、ＴｉＯ_２）及び酸化ジルコニウム（例えば、ＺｒＯ_２）から構成される群から選択される１種以上を含む絶縁材料２０が充填されていることが好ましい。なお、上述した実施形態１及び２の構成においても、発光層６と放熱電極８との間の隙間に、絶縁材料２０が充填されていてもよい。絶縁材料２０として、電気的絶縁性が高く、かつ、熱的絶縁性が高い（熱伝導率が低い）上述した金属酸化物を用いることで、冷却対象である発光層６から、熱が放熱される放熱電極８を、電気的及び熱的により確実に隔離（絶縁）できる。

　図１３は、表示装置１ｄに備えられた第１冷却素子１０ｄ及び第２冷却素子１０ｅの駆動時を示す図である。なお、第１冷却素子１０ｄ及び第２冷却素子１０ｅにおいて、放熱電極８は、発光素子９ｂとは独立して、正孔注入層の延在部５ｂ及び電子注入層の延在部１５ｂに電圧を印加するための共通の電極である。

　図１３に示すように、アノードの延在部４ｂとカソードの延在部７ｂとの間に電圧を印加し、アノードの延在部４ｂから、ｐ型半導体である正孔注入層（ＨＩＬ）の延在部５ｂにホールｈが注入されると、正孔注入層の延在部５ｂは、アノード４ａ及びアノードの延在部４ｂを冷却し、放熱電極８を加熱するペルチェ効果を示す材料として働く。したがって、アノードの延在部４ｂはコールドサイドとなり、放熱電極８はホットサイドとなる。

　また、図１３に示すように、アノードの延在部４ｂとカソードの延在部７ｂとの間に電圧を印加し、カソードの延在部７ｂから、ｎ型半導体である電子注入層（ＥＩＬ）の延在部１５ｂに電子ｅが注入されると、電子注入層の延在部１５ｂは、カソード７ａ及びカソードの延在部７ｂを冷却し、放熱電極８を加熱するペルチェ効果を示す材料として働く。したがって、カソードの延在部７ｂはコールドサイドとなり、放熱電極８はホットサイドとなる。

　図１４の（ａ）は、表示装置１ｄに備えられた発光素子９ｂのバンド図であり、図１４の（ｂ）は、表示装置１ｄに備えられた第１冷却素子１０ｄ及び第２冷却素子１０ｅのバンド図である。

　図１４の（ａ）に示すように、発光素子９ｂを発光させるため、アノード４ａとカソード７ａとの間に電圧を印加した場合、そのエネルギーの一部が、発光層６、正孔注入層５ａ及び電子注入層１５ａで熱に変換されるので、発光層６を含む発光素子９ｂの温度上昇を招いてしまう。本実施形態の表示装置１ｄは、発光素子９ｂの温度上昇を抑制する第１冷却素子１０ｄ及び第２冷却素子１０ｅを備えている。第１冷却素子１０ｄは、図１４の（ｂ）に示すように、アノードの延在部４ｂから、ｐ型半導体である正孔注入層（ＨＩＬ）の延在部５ｂにホールｈが注入されると、ペルチェ効果により、正孔注入層（ＨＩＬ）の延在部５ｂは、アノードの延在部４ｂの熱を吸熱するとともに、放熱電極８に発熱（放熱）する。したがって、アノードの延在部４ｂは、コールドサイドとなり、アノード４ａもコールドサイドとなるので、発光層６、正孔注入層５ａ及び電子注入層１５ａで発生した熱を、アノード４ａ及びアノードの延在部４ｂと、放熱電極８とを介して放出することができる。また、第２冷却素子１０ｅは、図１４の（ｂ）に示すように、カソードの延在部７ｂから、ｎ型半導体である電子注入層（ＥＩＬ）の延在部１５ｂに電子ｅが注入されると、ペルチェ効果により、電子注入層（ＥＩＬ）の延在部１５ｂは、カソードの延在部７ｂの熱を吸熱するとともに、放熱電極８に発熱（放熱）する。したがって、カソードの延在部７ｂは、コールドサイドとなり、カソード７ａもコールドサイドとなるので、発光層６、正孔注入層５ａ及び電子注入層１５ａで発生した熱を、カソード７ａ及びカソードの延在部７ｂと、放熱電極８とを介して放出することができる。

　また、本実施形態においては、正孔注入層５ａの膜厚を正孔注入層の延在部５ｂの膜厚と同じにしているとともに、電子注入層１５ａの膜厚を電子注入層の延在部１５ｂの膜厚と同じにしているが、これに限定されることはない。

　なお、例えば、電子注入層１５ａ及び電子注入層の延在部１５ｂの伝導帯準位の絶対値が４．８ｅＶであり、正孔注入層５ａ及び正孔注入層の延在部５ｂの価電子帯準位の絶対値が４．５ｅＶである場合には、アノード４ａ、カソード７ａ及び放熱電極８の仕事関数は、４．５ｅＶ以上、４．８ｅＶ以下であることが好ましい。

　図１５は、実施形態３の第１変形例である表示装置１ｅに備えられた発光素子９ｂ、第１冷却素子１０ｄ及び第２冷却素子１０ｅの概略的な構成を示す断面図である。

　図１５に示す表示装置１ｅは、放熱電極８と電気的に接続された導電部材８’が図１に示す表示領域ＤＡにおいて露出され空気と接する点において、放熱電極８と電気的に接続された導電部材（例えば、配線）が図１に示す額縁領域ＮＤＡにおいて露出され空気と接する図１１に示す表示装置１ｄとは異なる。なお、本実施形態においては、導電部材８’と放熱電極８とは同一材料を用いて形成したが、これに限定されることはない。

　また、表示装置１ｅにおいては、放熱電極８と電気的に接続された導電部材８’が露出され空気と接するとともに、第１冷却素子１０ｄ及び第２冷却素子１０ｅは、ペルチェ素子として働くので、カソード７ａの温度及びアノード４ａの温度より放熱電極８の温度が０．１℃以上高くなり得る。

　図１６の（ａ）から図１６の（ｇ）は、実施形態３の第１変形例である表示装置１ｅの製造工程の一部を示す図である。

　図１７は、実施形態３の第１変形例である表示装置１ｅの平面図である。なお、図１７では、電子注入層形成層１５及びカソード形成層７の図示はしていない。

　図１６の（ａ）に示すように、先ず、基板２上に設けられたＴＦＴ層３上に、アノード４ａ及びアノードの延在部４ｂを構成する材料からなる膜を形成した後、パターニングすることにより、アノード４ａ及びアノードの延在部４ｂを形成するアノード形成層４を形成した。その後、例えば、感光性樹脂を、塗布、露光及び現像することで、高さの低い第１バンク２２ａと高さの高い第２バンク２２ｂとを形成した。なお、第１バンク２２ａ及び第２バンク２２ｂは、アノード形成層４のエッジを覆う層である。そして、図１６の（ｂ）に示すように、正孔注入層５ａ及び正孔注入層の延在部５ｂを形成する正孔注入層形成層５を、例えば、インクジェット法で形成することができる。それから、図１６の（ｃ）に示すように、放熱電極８を構成する材料からなる膜を形成した後、パターニングすることにより、放熱電極８を形成した。なお、放熱電極８は、第１バンク２２ａ及び正孔注入層形成層５の一部と重畳するように形成されている。その後、図１６の（ｄ）に示すように、放熱電極８から所定距離離して、赤色発光層である発光層６と、緑色発光層である発光層６ａと、青色発光層である発光層６ｂとをそれぞれ、別工程で、正孔注入層形成層５上に順次形成した。なお、図１６の（ｄ）に示す各発光層を先に形成した後、図１６の（ｃ）に示す放熱電極８を後で形成してもよい。そして、図１６の（ｅ）に示すように、各発光層６・６ａ・６ｂと放熱電極８との間の隙間に、絶縁材料２０を充填した後、例えば、感光性樹脂を、塗布、露光及び現像することで、第１バンク２２ａと重畳するように、放熱電極８上に第３バンク２２ｃを形成した。その後、電子注入層１５ａ及び電子注入層の延在部１５ｂを形成する電子注入層形成層１５を、例えば、インクジェット法で形成することができる。それから、図１６の（ｆ）に示すように、電子注入層形成層１５上に、カソード７ａ及びカソードの延在部７ｂを構成する材料からなる膜を形成した後、パターニングすることにより、カソード７ａ及びカソードの延在部７ｂを形成するカソード形成層７を形成した。その後、図１６の（ｇ）及び図１７に示すように、放熱電極８と電気的に接続するように、第２バンク２２ｂと第３バンク２２ｃとの間の領域に、導電部材８’を形成することで、表示装置１ｅを製造することができる。

　図１６の（ｇ）及び図１７に示すように、電子注入層形成層１５及び正孔注入層形成層５と接する放熱電極８は、導電部材８’まで連続している。そして、放熱電極８の高い熱伝導度により、放熱電極８の温度と導電部材８’の温度とは略同一に保たれ、ペルチェ効果により放熱電極８にて発生した熱は、導電部材８’の露出され空気と接する部分の熱対流により空気中に放熱される。

　本実施形態においては、全てのサブ画素に放熱電極８及び導電部材８’を備えている場合を一例に挙げて説明したが、これに限定されることはなく、例えば、緑色発光層である発光層６ａを備えている緑色サブ画素の場合、視感度がよいため、赤色発光層である発光層６を備えている赤色サブ画素及び青色発光層である発光層６ｂを備えている青色サブ画素に比べて駆動電流を低くでき、発熱量も相対的に少ないので、緑色サブ画素においては、放熱電極８及び導電部材８’を設けず、冷却素子を備えていない構成としてもよい。

　図１８は、図５の（ａ）に示すモデル素子で１００ｍＷ／ｃｍ^２の発熱量が発生した場合であって、冷却効果がない場合、冷却効果が２０ｍＷ／ｃｍ^２である場合及び冷却効果が３０ｍＷ／ｃｍ^２である場合におけるモデル素子の温度変化の計算結果を示す図である。

　図１８に示すように、冷却効果がない場合に比較して、冷却効果が２０ｍＷ／ｃｍ^２である場合において、モデル素子が所定時間後に到達する温度を大きく下げることができる。そして、冷却効果が３０ｍＷ／ｃｍ^２である場合においては、モデル素子が所定時間後に到達する温度をさらに大きく下げることができる。

　図１１に示す表示装置１ｄ及び図１５に示す表示装置１ｅにおいては、第１冷却素子１０ｄに加え、第２冷却素子１０ｅによっても、発光素子９ｂを冷却することができるので、冷却効果が大きく、発光素子９ｂが所定時間後に到達する温度を大きく下げることができる。なお、このような場合、放熱電極８の温度は、電極の面積、電極材料による放射率、大気の熱対流により変化するが、アノード４ａの温度、アノードの延在部４ｂの温度、カソード７ａの温度及びカソードの延在部７ｂの温度より、０．１℃以上高くなり得る。

　表示装置１ｄ・１ｅによれば、第１冷却素子１０ｄに加えて、第２冷却素子１０ｅを備えており、第２冷却素子１０ｅは、カソードの延在部７ｂを冷却させるとともに、放熱電極８を発熱させるように、ペルチェ素子として駆動できる。そして、発光素子９ｂにおいては、カソード７ａ及びアノード４ａを介した伝熱により、発光層６、正孔注入層５ａ及び電子注入層１５ａを冷却できるので、発光層６、正孔注入層５ａ及び電子注入層１５ａの劣化、すなわち、熱による発光素子９ｂの劣化を効率よく抑制できる。

　また、表示装置１ｄ・１ｅによれば、第１冷却素子１０ｄ及び第２冷却素子１０ｅは、発光素子９ｂに備えられたカソード７ａ、アノード４ａ、正孔注入層５ａ及び電子注入層１５ａのそれぞれを延在して形成したカソードの延在部７ｂ、アノードの延在部４ｂ、正孔注入層の延在部５ｂ及び電子注入層の延在部１５ｂを含む。したがって、第１冷却素子１０ｄ及び第２冷却素子１０ｅと発光素子９ｂとを別々に作製して、組み付ける必要がないので、表示装置１ｄの製造コストの低減及び表示装置１ｄの薄型化を実現できる。

　また、表示装置１ｄ・１ｅにおいては、発光素子９ｂを駆動するためにカソード７ａとアノード４ａとの間に印加される電圧が、そのまま、カソードの延在部７ｂとアノードの延在部４ｂとの間に印加され、第１冷却素子１０ｄ及び第２冷却素子１０ｅを駆動することができるので、必要な電源数を減らすことができる。

　図１９は、実施形態３の第２変形例である表示装置１ｆに備えられた発光素子９ｂ、第１冷却素子１０ｄ及び第２冷却素子１０ｆの概略的な構成を示す断面図である。

　図１９に示すように、表示装置１ｆにおいては、放熱電極８の一部が露出され空気と接するように、放熱電極８と重畳する電子注入層の延在部１５ｂ及びカソードの延在部７ｂに開口が設けられている。

　図２０は、実施形態３の第３変形例である表示装置１ｇに備えられた発光素子９ｂ、第１冷却素子１０ｄ及び第２冷却素子１０ｇの概略的な構成を示す断面図である。

　図２０に示すように、表示装置１ｇにおいては、発光素子９ｂを駆動するためにカソード７ａとアノード４ａとの間に印加される電圧が、そのまま、カソードの延在部７ｂとアノードの延在部４ｂとの間に印加され、第１冷却素子１０ｄ及び第２冷却素子１０ｇを駆動することとなるので、発光層６に流れる電流値と、放熱電極８に流れる電流値との比率は、電子注入層の延在部１５ｂの膜厚と正孔注入層の延在部５ｂの膜厚とにより表示装置１ｇの作製時に予め決定する必要がある。したがって、表示装置１ｇにおいては、電子注入層の延在部１５ｂの膜厚を、正孔注入層の延在部５ｂの膜厚より厚くなるように形成したが、これに限定されることはない。

　〔実施形態４〕
　次に、図２１に基づき、本発明の実施形態４について説明する。本実施形態の表示装置１ｈは、個別に制御できる第１冷却素子１０ｈと第２冷却素子１０ｉとを備えている点において、実施形態３とは異なる。その他については実施形態３において説明したとおりである。説明の便宜上、実施形態３の図面に示した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付し、その説明を省略する。

　図２１の（ａ）は、表示装置１ｈに備えられた発光素子９ｂ、第１冷却素子１０ｈ及び第２冷却素子１０ｉの概略的な構成を示す断面図であり、図２１の（ｂ）は、図２１の（ａ）に示す表示装置１ｈのＢ部分の部分拡大図である。

　図２１の（ａ）に示すように、第１冷却素子１０ｈは、アノードの延在部４ｂと、第１冷却素子用の放熱電極（第１冷却素子用の電極）８ａと、アノードの延在部４ｂ及び第１冷却素子用の放熱電極８ａと接する正孔注入層の延在部５ｂとを備えている。第２冷却素子１０ｉは、カソードの延在部７ｂと、第２冷却素子用の放熱電極（第２冷却素子用の電極）８ｂと、カソードの延在部７ｂ及び第２冷却素子用の放熱電極８ｂと接する電子注入層の延在部１５ｂとを備えている。そして、第１冷却素子用の放熱電極８ａと第２冷却素子用の放熱電極８ｂとは、絶縁材料２０によって、電気的及び熱的に隔離（絶縁）されている。

　また、図２１の（ｂ）に示すように、表示装置１ｈには、第１冷却素子用の放熱電極８ａ及び第２冷却素子用の放熱電極８ｂのそれぞれに流れる電流を制御する電流制御部ＣＲをさらに備えている。

　したがって、表示装置１ｈに備えられた第１冷却素子１０ｈと第２冷却素子１０ｉとを、個別に制御することができる。また、発光素子９ｂの発熱量に応じて、第１冷却素子１０ｈ及び第２冷却素子１０ｉの冷却量を適宜調整することができる。

　〔実施形態５〕
　次に、図２２に基づき、本発明の実施形態５について説明する。本実施形態の表示装置１ｉにおいては、正孔輸送層２５ａ及び電子輸送層２６ａを含む発光素子９ｃが備えられている点と、放熱電極８は露出されず、放熱電極８と電気的に接続された導電部材８’が露出され空気と接する点とにおいて、実施形態１とは異なる。その他については実施形態１において説明したとおりである。説明の便宜上、実施形態１の図面に示した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付し、その説明を省略する。

　図２２は、表示装置１ｉに備えられた発光素子９ｃ及び第１冷却素子１０ｄの概略的な構成を示す断面図である。

　図２２に示すように、発光素子９ｃは、正孔輸送層２５ａ及び電子輸送層２６ａを備えている。また、第１冷却素子１０ｄに備えられた放熱電極８は、絶縁材料２０、電子輸送層２６ａ及びカソード７ａによって覆われ、露出されてないが、放熱電極８と電気的に接続された導電部材８’を露出させ空気と接するようにしている。

　表示装置１ｉによれば、発光素子９ｃが正孔輸送層２５ａ及び電子輸送層２６ａを備えていても、第１冷却素子１０ｄにより、熱による発光素子９ｃの劣化を効率よく抑制できる。

　表示装置１ｉは、２つの異なる電源、すなわち、発光素子９ｃ用の第１電源と第１冷却素子１０ｄ用の第２電源とを備えており、これらの電源を用いて、発光素子９ｃの駆動時に発生した熱を、発光素子９ｃの休止時に第１冷却素子１０ｄを駆動して取り除いている場合を一例に挙げて説明するが、これに限定されることはない。

　〔実施形態６〕
　次に、図２３に基づき、本発明の実施形態６について説明する。本実施形態の表示装置１ｊにおいては、正孔輸送層２５ａ、電子輸送層２６ａ及び電子注入層１５ａを含む発光素子９ｄが備えられている点と、放熱電極８は露出されず、放熱電極８と電気的に接続された導電部材８’が露出され空気と接する点とにおいて、実施形態１とは異なる。その他については実施形態１において説明したとおりである。説明の便宜上、実施形態１の図面に示した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付し、その説明を省略する。

　図２３は、表示装置１ｊに備えられた発光素子９ｄ及び第１冷却素子１０ｄの概略的な構成を示す断面図である。

　図２３に示すように、発光素子９ｄは、正孔輸送層２５ａ、電子輸送層２６ａ及び電子注入層１５ａを備えている。また、第１冷却素子１０ｄに備えられた放熱電極８は、絶縁材料２０、電子輸送層２６ａ、電子注入層１５ａ及びカソード７ａによって覆われ、露出されてないが、放熱電極８と電気的に接続された導電部材８’を露出させ空気と接するようにしている。

　表示装置１ｊによれば、発光素子９ｄが正孔輸送層２５ａ、電子輸送層２６ａ及び電子注入層１５ａを備えていても、第１冷却素子１０ｄにより、熱による発光素子９ｄの劣化を効率よく抑制できる。

　表示装置１ｊは、２つの異なる電源、すなわち、発光素子９ｄ用の第１電源と第１冷却素子１０ｄ用の第２電源とを備えており、これらの電源を用いて、発光素子９ｄの駆動時に発生した熱を、発光素子９ｄの休止時に第１冷却素子１０ｄを駆動して取り除いている場合を一例に挙げて説明するが、これに限定されることはない。

　〔実施形態７〕
　次に、図２４に基づき、本発明の実施形態７について説明する。本実施形態の表示装置１ｋにおいては、発光素子９ｃが、電子注入層１５ａの代わりに電子輸送層２６ａを備えている点と、第２冷却素子１０ｊが、電子注入層の延在部１５ｂの代わりに電子輸送層の延在部２６ｂを備えている点とにおいて、実施形態４とは異なる。その他については実施形態４において説明したとおりである。説明の便宜上、実施形態４の図面に示した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付し、その説明を省略する。

　図２４は、表示装置１０ｊに備えられた発光素子９ｃ、第１冷却素子１０ｄ及び第２冷却素子１０ｊの概略的な構成を示す断面図である。

　図２４に示すように、発光素子９ｃは、正孔注入層５ａ、正孔輸送層２５ａ及び電子輸送層２６ａを備えている。そして、第２冷却素子１０ｊは、第２冷却素子用の放熱電極８ｂと、カソードの延在部７ｂと、第２冷却素子用の放熱電極８ｂ及びカソードの延在部７ｂと接する電子輸送層の延在部２６ｂとを含む。

　なお、正孔輸送層２５ａとしては、正孔輸送層２５ａの価電子帯準位が、正孔注入層５ａ及び正孔注入層の延在部５ｂの価電子帯準位より高い材料であるならば、特に限定されない。

　また、電子輸送層の延在部２６ｂは、電子輸送層２６ａを延在して形成しているので、電子輸送層２６ａと電子輸送層の延在部２６ｂとは同一材料によって形成されている。

　なお、電子輸送層２６ａ及び電子輸送層の延在部２６ｂは、ｎ型半導体材料からなるｎ型半導体層である。

　発光素子９ｃに備えられた発光層６に電子を効果的に注入でき、且つ、良好なペルチェ効果を示す電子輸送層２６ａ及び電子輸送層の延在部２６ｂは、例えば、実施形態２で上述したＡｌ_ＸＺｎ_１－ＸＯ、Ｇａ_ＸＺｎ_１－ＸＯ及びＩｎ_ＸＺｎ_１－ＸＯ（Ｘは０．０１以上０．９以下である）よりキャリア密度の低いＡｌ_ＸＺｎ_１－ＸＯ、Ｇａ_ＸＺｎ_１－ＸＯ及びＩｎ_ＸＺｎ_１－ＸＯ（０＜Ｘ＜０．０１）、Ｍｇ_ＸＺｎ_１－ＸＯ（Ｘは０．０１以上０．９以下である）及びＬｉ_ＸＺｎ_１－ＸＯ（Ｘは０．０１以上０．９以下である）の少なくとも一つから構成されることが好ましい。

　表示装置１ｋによれば、第１冷却素子１０ｄと、電子輸送層の延在部２６ｂを含む第２冷却素子１０ｊとを、個別に制御することができる。また、発光素子９ｃの発熱量に応じて、第１冷却素子１０ｄ及び第２冷却素子１０ｊの冷却量を適宜調整することができる。

　〔実施形態８〕
　次に、図２５に基づき、本発明の実施形態８について説明する。本実施形態の表示装置１ｌにおいては、発光素子９ｄが、電子注入層１５ａをさらに備えている点と、第２冷却素子１０ｋが、電子輸送層の延在部２６ｂとともに電子注入層の延在部１５ｂを備えている点とにおいて、実施形態７とは異なる。その他については実施形態７において説明したとおりである。説明の便宜上、実施形態７の図面に示した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付し、その説明を省略する。

　図２５は、表示装置１ｌに備えられた発光素子９ｄ、第１冷却素子１０ｄ及び第２冷却素子１０ｋの概略的な構成を示す断面図である。

　図２５に示すように、発光素子９ｄは、正孔注入層５ａ、正孔輸送層２５ａ、電子輸送層２６ａ及び電子注入層１５ａを備えている。なお、発光素子９ｄは、カソード７ａと発光層６との間に設けられカソード７ａと接するｎ型半導体層（第２機能層）として、電子輸送層２６ａと電子注入層１５ａとの積層体を備えている。そして、第２冷却素子１０ｋは、第２冷却素子用の放熱電極８ｂと、カソードの延在部７ｂと、第２冷却素子用の放熱電極８ｂ及びカソードの延在部７ｂと接するｎ型半導体層の延在部（第２機能層の延在部）として、電子輸送層の延在部２６ｂと電子注入層の延在部１５ｂとの積層体とを含む。

　なお、電子輸送層２６ａ及び電子輸送層の延在部２６ｂとしては、実施形態７で上述した材料を用いることができる。なお、本実施形態においては、電子輸送層２６ａ及び電子輸送層の延在部２６ｂの伝導帯準位が、電子注入層１５ａ及び電子注入層の延在部１５ｂの伝導帯準位より高い、それぞれの材料を選択した。また、正孔輸送層２５ａとしては、正孔輸送層２５ａの価電子帯準位が、正孔注入層５ａ及び正孔注入層の延在部５ｂの価電子帯準位より高い材料であるならば、特に限定されない。

　表示装置１ｌによれば、第１冷却素子１０ｄと、電子輸送層の延在部２６ｂと電子注入層の延在部１５ｂとの積層体を含む第２冷却素子１０ｋとを、個別に制御することができる。また、発光素子９ｄの発熱量に応じて、第１冷却素子１０ｄ及び第２冷却素子１０ｋの冷却量を適宜調整することができる。

　〔まとめ〕
　〔態様１〕
　第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられた発光層と、前記発光層と前記第２電極との間に設けられ前記第２電極と接する第１機能層と、を含む発光素子と、
　第３電極と、少なくとも一部が前記第３電極と重畳する前記第２電極の延在部と、前記第２電極の延在部と重畳し、かつ、前記第２電極の延在部及び前記第３電極と接する前記第１機能層の延在部と、を含む第１冷却素子と、を含む、表示装置。

　前記構成によれば、前記第１冷却素子は、前記第２電極の延在部を冷却させるとともに、前記第３電極を発熱させるように、ペルチェ素子として駆動できる。そして、前記発光素子においては、前記第２電極を介した伝熱により、前記発光層及び前記第１機能層を冷却できるので、熱による前記発光層及び前記第１機能層の劣化、すなわち、熱による前記発光素子の劣化を効率よく抑制できる。

　また、前記構成によれば、前記第１冷却素子は、前記発光素子に備えられた前記第２電極及び前記第１機能層のそれぞれを延在して形成した前記第２電極の延在部及び前記第１機能層の延在部を含む。したがって、前記第１冷却素子と前記発光素子とを別々に作製して、組み付ける必要がないので、表示装置の製造コストの低減及び表示装置の薄型化を実現できる。

　〔態様２〕
　前記発光素子は、前記第１電極と前記発光層との間に設けられ前記第１電極と接する第２機能層をさらに備え、
　前記第３電極と、少なくとも一部が前記第３電極と重畳する前記第１電極の延在部と、前記第１電極の延在部と重畳し、かつ、前記第１電極の延在部及び前記第３電極と接する前記第２機能層の延在部と、を含む第２冷却素子をさらに含む、態様１に記載の表示装置。

　前記構成によれば、前記第１冷却素子に加えて、前記第２冷却素子を備えており、前記第２冷却素子は、前記第１電極の延在部を冷却させるとともに、前記第３電極を発熱させるように、ペルチェ素子として駆動できる。そして、前記発光素子においては、前記第１電極及び前記第２電極を介した伝熱により、前記発光層、前記第１機能層及び前記第２機能層を冷却できるので、熱による前記発光層、前記第１機能層及び前記第２機能層の劣化、すなわち、熱による前記発光素子の劣化を効率よく抑制できる。

　また、前記構成によれば、前記第１冷却素子及び前記第２冷却素子は、前記発光素子に備えられた前記第１電極、前記第２電極、前記第１機能層及び前記第２機能層のそれぞれを延在して形成した前記第１電極の延在部、前記第２電極の延在部、前記第１機能層の延在部及び前記第２機能層の延在部を含む。したがって、前記第１冷却素子及び前記第２冷却素子と前記発光素子とを別々に作製して、組み付ける必要がないので、表示装置の製造コストの低減及び表示装置の薄型化を実現できる。

　さらに、前記構成によれば、発光素子を駆動するために前記第１電極と前記第２電極との間に印加される電圧が、そのまま、前記第１電極の延在部と前記第２電極の延在部との間に印加され、前記第１冷却素子及び前記第２冷却素子を駆動することができるので、必要な電源数を減らすことができる。

　〔態様３〕
　前記第１電極はカソードで、前記第２電極はアノードであり、
　前記第１機能層は、ｐ型半導体層であり、
　前記第３電極及び前記第３電極と電気的に接続された導電部材の少なくとも一方は、露出され空気と接する、態様１に記載の表示装置。

　前記構成によれば、前記ｐ型半導体層の延在部を含む前記第１冷却素子は、前記アノードの延在部を冷却させるとともに、前記第３電極を発熱させるように、ペルチェ素子として駆動できる。そして、発熱する前記第３電極は、前記第３電極及び前記第３電極と電気的に接続された導電部材の少なくとも一方が露出され空気と接することで、空冷されるので、前記アノードの冷却効果を向上できる。したがって、前記発光素子においては、前記アノードを介した伝熱により、前記Ｐ型半導体層と、前記発光層とを冷却できるので、熱による前記発光素子の劣化を抑制できる。

　〔態様４〕
　前記第１電極はカソードで、前記第２電極はアノードであり、
　前記第１機能層は、ｐ型半導体層であり、
　前記第２機能層は、ｎ型半導体層であり、
　前記第３電極及び前記第３電極と電気的に接続された導電部材の少なくとも一方は、露出され空気と接する、態様２に記載の表示装置。

　前記構成によれば、前記ｐ型半導体層の延在部を含む前記第１冷却素子は、前記アノードの延在部を冷却させるとともに、前記第３電極を発熱させるように、ペルチェ素子として駆動できる。また、前記ｎ型半導体層の延在部を含む前記第２冷却素子は、前記カソードの延在部を冷却させるとともに、前記第３電極を発熱させるように、ペルチェ素子として駆動できる。そして、発熱する前記第３電極は、前記第３電極及び前記第３電極と電気的に接続された導電部材の少なくとも一方が露出され空気と接することで、空冷されるので、前記カソード及び前記アノードの冷却効果を向上できる。したがって、前記発光素子においては、前記カソード及び前記アノードを介した伝熱により、前記ｐ型半導体層と、前記ｎ型半導体層と、前記発光層とを冷却できるので、熱による前記発光素子の劣化を抑制できる。

　〔態様５〕
　前記第１電極はアノードで、前記第２電極はカソードであり、
　前記第１機能層は、ｎ型半導体層であり、
　前記第３電極及び前記第３電極と電気的に接続された導電部材の少なくとも一方は、露出され空気と接する、態様１に記載の表示装置。

　前記構成によれば、前記ｎ型半導体層の延在部を含む前記第１冷却素子は、前記カソードの延在部を冷却させるとともに、前記第３電極を発熱させるように、ペルチェ素子として駆動できる。そして、発熱する前記第３電極は、前記第３電極及び前記第３電極と電気的に接続された導電部材の少なくとも一方が露出され空気と接することで、空冷されるので、前記カソードの冷却効果を向上できる。したがって、前記発光素子においては、前記カソードを介した伝熱により、前記ｎ型半導体層と、前記発光層とを冷却できるので、熱による前記発光素子の劣化を抑制できる。

　〔態様６〕
　前記発光素子を含む表示領域と、前記表示領域の周辺の額縁領域と、を備え、
　前記導電部材は、前記額縁領域において露出され空気と接する、態様３から５の何れかに記載の表示装置。

　前記構成によれば、前記表示領域内に、前記導電部材を露出させるための開口などを設ける必要がない。

　〔態様７〕
　前記第３電極の温度は、前記第１電極の温度及び前記第２電極の温度の少なくとも一方より高い、態様１、３、５の何れかに記載の表示装置。

　前記構成によれば、前記第１冷却素子は、ペルチェ素子として効率よく働く。

　〔態様８〕
　前記第１電極の温度及び前記第２電極の温度より前記第３電極の温度が０．１℃以上高い、態様２または４に記載の表示装置。

　前記構成によれば、前記第１冷却素子及び前記第２冷却素子は、ペルチェ素子として効率よく働く。

　〔態様９〕
　前記第３電極は、互いに分離されている、前記第１冷却素子用の電極と、前記第２冷却素子用の電極とで構成され、
　前記第１冷却素子用の電極及び前記第２冷却素子用の電極のそれぞれに流れる電流を制御する電流制御部をさらに備えている、態様２、４、８の何れかに記載の表示装置。

　前記構成によれば、前記第１冷却素子用の電極及び前記第２冷却素子用の電極のそれぞれに流れる電流を制御する電流制御部を備えているので、前記第１冷却素子と前記第２冷却素子とを個別に制御することができる。また、前記発光素子の発熱量に応じて、前記第１冷却素子及び前記第２冷却素子の冷却量を適宜調整することができる。

　〔態様１０〕
　前記第３電極は、前記発光層から離れて形成されている態様１から９の何れかに記載の表示装置。

　前記構成によれば、冷却対象である前記発光層から、熱が放熱される前記第３電極を、電気的及び熱的に隔離（絶縁）できる。

　〔態様１１〕
　前記第３電極は、前記発光層から、前記第１機能層の厚さの４倍以上、前記第１機能層の厚さの１００００倍以下の距離離れて形成されている態様１０に記載の表示装置。

　前記構成によれば、冷却対象である前記発光層から、熱が放熱される前記第３電極を、電気的及び熱的に隔離（絶縁）できる。また、一定以上の解像度を満たすように、発光素子を配置することができる。

　〔態様１２〕
　前記発光層と前記第３電極との間には、酸化シリコン、酸化マグネシウム、酸化チタン及び酸化ジルコニウムから構成される群から選択される１種以上を含む材料が充填されている、態様１０または１１に記載の表示装置。

　前記構成によれば、冷却対象である前記発光層から、熱が放熱される前記第３電極を、電気的及び熱的により確実に隔離（絶縁）できる。

　〔態様１３〕
　前記ｎ型半導体層は、電子注入層であり、
　前記電子注入層は、Ａｌ_ＸＺｎ_１－ＸＯ、Ｇａ_ＸＺｎ_１－ＸＯ及びＩｎ_ＸＺｎ_１－ＸＯ（Ｘは０．０１以上０．９以下である）の少なくとも一つからなる態様４または５に記載の表示装置。

　前記構成によれば、ペルチェ性能指数の大きい電子注入層を備えているので、より冷却効率の高い表示装置を実現できる。

　〔態様１４〕
　前記ｐ型半導体層は、正孔注入層であり、
　前記正孔注入層は、ＰＥＤＯＴ、ＰＶＫ（ポリ（Ｎ－ビニルカルバゾール））、ｍ－ＭＴＤＡＴＡ（４，４’，４''－トリス（３－メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン）、ＴＤＡＴＡ（４，４’，４’’－トリス（Ｎ，Ｎ－ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン）、ＰＡＮＩ（ポリアニリン）、ｐｏｌｙ－ＴＰＤ（ポリ［Ｎ，Ｎ’－ビス（４－ブチルフェニル）－Ｎ，Ｎ’－ビス（フェニル）ベンジジン］）、ＤＰＡＢ（４，４’－ビス［Ｎ－（４－ジフェニルアミノフェニル）－Ｎ－フェニルアミノ］ビフェニル）から構成される群から選択される１種以上を含む、態様３または４に記載の表示装置。

　前記構成によれば、ペルチェ性能指数の大きい有機正孔注入層を備えているので、より冷却効率の高い表示装置を実現できる。

　〔態様１５〕
　前記ｐ型半導体層は、正孔注入層であり、
　前記正孔注入層は、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、コバルト酸ナトリウム、ニッケル酸ナトリウム、コバルト酸カリウム、ニッケル酸カリウム、コバルト酸マグネシウム、ニッケル酸マグネシウム、コバルト酸カルシウム及びニッケル酸カルシウムから構成される群から選択される１種以上を含む、態様３または４に記載の表示装置。

　前記構成によれば、ペルチェ性能指数の大きい無機正孔注入層を備えているので、より冷却効率の高い表示装置を実現できる。

　〔態様１６〕
　前記ｎ型半導体層は、電子注入層であり、
　前記電子注入層のバンドギャップは、１．９ｅＶ以上である、態様４、５、１３の何れかに記載の表示装置。

　前記構成によれば、前記発光層から発光された可視光領域の光の吸収の少ない電子注入層を備えている表示装置を実現できる。

　〔態様１７〕
　前記ｐ型半導体層は、正孔注入層であり、
　前記正孔注入層のバンドギャップは、１．９ｅＶ以上である、態様３、４、１４、１５の何れかに記載の表示装置。

　前記構成によれば、前記発光層から発光された可視光領域の光の吸収の少ない正孔注入層を備えている表示装置を実現できる。

　〔態様１８〕
　前記ｎ型半導体層は、電子注入層であり、
　前記電子注入層の伝導帯準位は、その絶対値が４．８ｅＶ以下である、態様４、５、１３、１６の何れかに記載の表示装置。

　前記構成によれば、伝導帯準位の絶対値が４．８ｅＶ以下である電子注入層を備えているので、電極材料として、Ａｌ、Ａｇ及びＩＴＯの少なくとも一つを含む材料を用いることができる。

　〔態様１９〕
　前記ｐ型半導体層は、正孔注入層であり、
　前記正孔注入層の価電子帯準位は、その絶対値が４．５ｅＶ以上である、態様３、４、１４、１５、１７の何れかに記載の表示装置。

　前記構成によれば、価電子帯準位の絶対値が４．５ｅＶ以上である正孔注入層を備えているので、電極材料として、Ａｌ、Ａｇ及びＩＴＯの少なくとも一つを含む材料を用いることができる。

　〔態様２０〕
　前記第１電極、前記第２電極及び前記第３電極の仕事関数が、４．５ｅＶ以上、４．８ｅＶ以下である、態様２、４、８、９の何れかに記載の表示装置。

　前記構成によれば、電極材料として、Ａｌ、Ａｇ及びＩＴＯの少なくとも一つを含む材料を用いることができる。

　〔態様２１〕
　前記第１機能層の膜厚は、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、前記第１機能層の延在部の膜厚は、１μｍ以上、１００μｍ以下である、態様１から２０の何れかに記載の表示装置。

　前記構成によれば、前記発光素子に備えられた前記第１機能層の膜厚と、前記第１冷却素子に備えられた前記第１機能層の延在部の膜厚とを、それぞれ、最適に形成した表示装置を実現できる。

　〔態様２２〕
　前記第２機能層の膜厚は、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、前記第２機能層の延在部の膜厚は、１μｍ以上、１００μｍ以下である、態様２、４、８、９の何れかに記載の表示装置。

　前記構成によれば、前記発光素子に備えられた前記第２機能層の膜厚と、前記第２冷却素子に備えられた前記第２機能層の延在部の膜厚とを、それぞれ、最適に形成した表示装置を実現できる。

　〔態様２３〕
　前記発光層は、量子ドットを含む、態様１から２２の何れかに記載の表示装置。

　前記構成によれば、ＱＬＥＤ（Quantum dot Light Emitting Diode：量子ドット発光ダイオード）を備えた表示装置を実現できる。

　〔付記事項〕
　本発明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発明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。

　本発明は、表示装置に利用することができる。

　１、１ａ～１ｌ　表示装置
　２　基板
　３　ＴＦＴ層
　４ａ　アノード
　４ｂ　アノードの延在部
　５ａ　正孔注入層（ｐ型半導体層）
　５ｂ　正孔注入層の延在部（ｐ型半導体層の延在部）
　６、６ａ、６ｂ　発光層
　７ａ　カソード
　７ｂ　カソードの延在部
　８　放熱電極（第３電極）
　８ａ　第１冷却素子用の電極
　８ｂ　第２冷却素子用の電極
　８’　導電部材
　９、９ａ～９ｄ　発光素子
　１０、１０ａ～１０ｄ、１０ｈ　第１冷却素子（第１ペルチェ素子）
　１０ｅ～１０ｇ、１０ｉ～１０ｋ　第２冷却素子（第２ペルチェ素子）
　１５ａ　電子注入層（ｎ型半導体層）
　１５ｂ　電子注入層の延在部（ｎ型半導体層の延在部）
　２０　絶縁材料
　２５ａ　正孔輸送層（ｐ型半導体層）
　２６ａ　電子輸送層（ｎ型半導体層）
　２６ｂ　電子輸送層の延在部（ｎ型半導体層の延在部）
　ｈ　正孔
　ｅ　電子
　ＳＰ　サブ画素
　ＤＡ　表示領域
　ＮＤＡ　額縁領域
　ＣＲ　電流制御部

Claims

　第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられた発光層と、前記発光層と前記第２電極との間に設けられ前記第２電極と接する第１機能層と、を含む発光素子と、
　第３電極と、少なくとも一部が前記第３電極と重畳する前記第２電極の延在部と、前記第２電極の延在部と重畳し、かつ、前記第２電極の延在部及び前記第３電極と接する前記第１機能層の延在部と、を含む第１冷却素子と、を含む、表示装置。
　前記発光素子は、前記第１電極と前記発光層との間に設けられ前記第１電極と接する第２機能層をさらに備え、
　前記第３電極と、少なくとも一部が前記第３電極と重畳する前記第１電極の延在部と、前記第１電極の延在部と重畳し、かつ、前記第１電極の延在部及び前記第３電極と接する前記第２機能層の延在部と、を含む第２冷却素子をさらに含む、請求項１に記載の表示装置。
　前記第１電極はカソードで、前記第２電極はアノードであり、
　前記第１機能層は、ｐ型半導体層であり、
　前記第３電極及び前記第３電極と電気的に接続された導電部材の少なくとも一方は、露出され空気と接する、請求項１に記載の表示装置。
　前記第１電極はカソードで、前記第２電極はアノードであり、
　前記第１機能層は、ｐ型半導体層であり、
　前記第２機能層は、ｎ型半導体層であり、
　前記第３電極及び前記第３電極と電気的に接続された導電部材の少なくとも一方は、露出され空気と接する、請求項２に記載の表示装置。
　前記第１電極はアノードで、前記第２電極はカソードであり、
　前記第１機能層は、ｎ型半導体層であり、
　前記第３電極及び前記第３電極と電気的に接続された導電部材の少なくとも一方は、露出され空気と接する、請求項１に記載の表示装置。
　前記発光素子を含む表示領域と、前記表示領域の周辺の額縁領域と、を備え、
　前記導電部材は、前記額縁領域において露出され空気と接する、請求項３から５の何れか１項に記載の表示装置。
　前記第３電極の温度は、前記第１電極の温度及び前記第２電極の温度の少なくとも一方より高い、請求項１、３、５の何れか１項に記載の表示装置。
　前記第１電極の温度及び前記第２電極の温度より前記第３電極の温度が０．１℃以上高い、請求項２または４に記載の表示装置。
　前記第３電極は、互いに分離されている、前記第１冷却素子用の電極と、前記第２冷却素子用の電極とで構成され、
　前記第１冷却素子用の電極及び前記第２冷却素子用の電極のそれぞれに流れる電流を制御する電流制御部をさらに備えている、請求項２、４、８の何れか１項に記載の表示装置。
　前記第３電極は、前記発光層から離れて形成されている請求項１から９の何れか１項に記載の表示装置。
　前記第３電極は、前記発光層から、前記第１機能層の厚さの４倍以上、前記第１機能層の厚さの１００００倍以下の距離離れて形成されている請求項１０に記載の表示装置。
　前記発光層と前記第３電極との間には、酸化シリコン、酸化マグネシウム、酸化チタン及び酸化ジルコニウムから構成される群から選択される１種以上を含む材料が充填されている、請求項１０または１１に記載の表示装置。
　前記ｎ型半導体層は、電子注入層であり、
　前記電子注入層は、Ａｌ_ＸＺｎ_１－ＸＯ、Ｇａ_ＸＺｎ_１－ＸＯ及びＩｎ_ＸＺｎ_１－ＸＯ（Ｘは０．０１以上０．９以下である）の少なくとも一つからなる請求項４または５に記載の表示装置。
　前記ｐ型半導体層は、正孔注入層であり、
　前記正孔注入層は、ＰＥＤＯＴ、ＰＶＫ（ポリ（Ｎ－ビニルカルバゾール））、ｍ－ＭＴＤＡＴＡ（４，４’，４''－トリス（３－メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン）、ＴＤＡＴＡ（４，４’，４’’－トリス（Ｎ，Ｎ－ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン）、ＰＡＮＩ（ポリアニリン）、ｐｏｌｙ－ＴＰＤ（ポリ［Ｎ，Ｎ’－ビス（４－ブチルフェニル）－Ｎ，Ｎ’－ビス（フェニル）ベンジジン］）、ＤＰＡＢ（４，４’－ビス［Ｎ－（４－ジフェニルアミノフェニル）－Ｎ－フェニルアミノ］ビフェニル）から構成される群から選択される１種以上を含む、請求項３または４に記載の表示装置。
　前記ｐ型半導体層は、正孔注入層であり、
　前記正孔注入層は、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、コバルト酸ナトリウム、ニッケル酸ナトリウム、コバルト酸カリウム、ニッケル酸カリウム、コバルト酸マグネシウム、ニッケル酸マグネシウム、コバルト酸カルシウム及びニッケル酸カルシウムから構成される群から選択される１種以上を含む、請求項３または４に記載の表示装置。
　前記ｎ型半導体層は、電子注入層であり、
　前記電子注入層のバンドギャップは、１．９ｅＶ以上である、請求項４、５、１３の何れか１項に記載の表示装置。
　前記ｐ型半導体層は、正孔注入層であり、
　前記正孔注入層のバンドギャップは、１．９ｅＶ以上である、請求項３、４、１４、１５の何れか１項に記載の表示装置。
　前記ｎ型半導体層は、電子注入層であり、
　前記電子注入層の伝導帯準位は、その絶対値が４．８ｅＶ以下である、請求項４、５、１３、１６の何れか１項に記載の表示装置。
　前記ｐ型半導体層は、正孔注入層であり、
　前記正孔注入層の価電子帯準位は、その絶対値が４．５ｅＶ以上である、請求項３、４、１４、１５、１７の何れか１項に記載の表示装置。
　前記第１電極、前記第２電極及び前記第３電極の仕事関数が、４．５ｅＶ以上、４．８ｅＶ以下である、請求項２、４、８、９の何れか１項に記載の表示装置。
　前記第１機能層の膜厚は、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、前記第１機能層の延在部の膜厚は、１μｍ以上、１００μｍ以下である、請求項１から２０の何れか１項に記載の表示装置。
　前記第２機能層の膜厚は、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、前記第２機能層の延在部の膜厚は、１μｍ以上、１００μｍ以下である、請求項２、４、８、９の何れか１項に記載の表示装置。
　前記発光層は、量子ドットを含む、請求項１から２２の何れか１項に記載の表示装置。