WO2025257965A1 - 発光素子及び表示装置 - Google Patents

発光素子及び表示装置

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WO2025257965A1
WO2025257965A1 PCT/JP2024/021312 JP2024021312W WO2025257965A1 WO 2025257965 A1 WO2025257965 A1 WO 2025257965A1 JP 2024021312 W JP2024021312 W JP 2024021312W WO 2025257965 A1 WO2025257965 A1 WO 2025257965A1
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emitting element
emitting
insulating layer
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吉裕 上田
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Sharp Display Technology Corp
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    • H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
    • H10K2102/20—Metallic electrodes, e.g. using a stack of layers

Definitions

  • This disclosure relates to light-emitting elements and display devices.
  • Patent Document 1 describes a light-emitting element including a first electrode, a second electrode including multiple conductive portions, an organic light-emitting layer, and an insulating layer.
  • an insulating layer is not provided in the light-emitting region, and the insulating layer cannot suppress electron injection in the light-emitting region.
  • trion Auger which occurs in an electron excess state, causes roll-off of the light-emitting device at low injected carrier densities.
  • the peak of the external quantum efficiency (EQE) also occurs at low injected carrier densities, resulting in a decrease in light-emitting efficiency, and as a result, the device is unsuitable for high-brightness applications.
  • One aspect of the present disclosure aims to provide a light-emitting element and a display device suitable for high-brightness applications.
  • the light-emitting device of the present disclosure has the following features: an anode; a cathode; a light-emitting layer disposed between the anode and the cathode; an electron transport layer disposed closer to the cathode than the light-emitting layer; a current-carrying layer that is provided closer to the cathode than the light-emitting layer and is continuous with the light-emitting layer, a side surface of the electron transport layer in a thickness direction and a side surface of the current-carrying layer in a thickness direction are in contact with each other, a first insulating layer is provided on a surface of the electron transport layer facing the anode; A second insulating layer is provided on the cathode side surface of the current-carrying layer.
  • the display device of the present disclosure comprises: The light emitting element is included.
  • One aspect of the present disclosure provides a light-emitting element and a display device suitable for high-brightness applications.
  • FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a display device including a light-emitting element according to a first embodiment.
  • 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a light-emitting element according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a light-emitting device as another example of the first embodiment.
  • 1A and 1B are diagrams for explaining problems with conventional light-emitting elements.
  • FIG. 1 is a diagram showing a general trend of the relationship between current density and external quantum efficiency (EQE) in a conventional light-emitting device.
  • EQE external quantum efficiency
  • FIG. 10 is a diagram showing changes in electrical characteristics of a light-emitting element of a comparative example in which electron traps are introduced into the electron transport layer or junction.
  • 3 is a diagram showing changes in the electrical characteristics of the light-emitting device of the first embodiment shown in FIG. 2.
  • FIG. 1 is a diagram showing the ratio of the total current flowing through the quantum dots QDs to the current flowing through the quantum dots QDs in a conventional light-emitting device.
  • 8 is a diagram showing the ratio of the total current flowing through the light emitting element of the comparative example shown in FIG.
  • FIG. 1A and 1B are a plan view showing the shapes of a first insulating layer and a second insulating layer provided in a light-emitting element of a first modified example, and a cross-sectional view taken along line AB in the plan view.
  • FIG. 1A and 1B are a plan view showing the shapes of a first insulating layer and a second insulating layer provided in a light-emitting element of a first modified example, and a cross-sectional view taken along line AB in the plan view.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a light-emitting element according to a second modified example.
  • 10A and 10B are a plan view showing the shapes of a first insulating layer and a second insulating layer provided in a light-emitting element of a third modified example, and a cross-sectional view taken along line AB in the plan view.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a light-emitting element according to a fourth modified example.
  • 17 is a plan view showing the shapes of a first insulating layer and a second insulating layer provided in the light emitting element of the fourth modified example shown in FIG. 16.
  • 13 is a plan view showing the shapes of a first insulating layer and a second insulating layer provided in a light-emitting element according to a fifth modified example.
  • 13A and 13B are a plan view showing the shapes of a first insulating layer and a second insulating layer provided in a light-emitting element of a sixth modified example, and cross-sectional views taken along lines AB and CD in the plan view.
  • 13A and 13B are a plan view showing the shapes of a first insulating layer and a second insulating layer provided in a light-emitting element of a seventh modified example, and cross-sectional views taken along lines AB and CD in the plan view.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the shape, in plan view, of a portion of an electron transport layer that can be provided in the light-emitting element of Embodiment 1 and that is provided closer to the cathode than the light-emitting layer.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the shape, in plan view, of a portion of an electron transport layer that can be provided in the light-emitting element of Embodiment 1 and that is provided closer to the cathode than the light-emitting layer.
  • FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a display device 1 including a light emitting element 20 of the first embodiment shown in FIG. 2 or a light emitting element 20' which is another example of the first embodiment shown in FIG.
  • the display device 1 has a frame area NDA and a display area DA.
  • the display area DA of the display device 1 has a plurality of pixels PIX, each of which includes a red subpixel RSP, a green subpixel GSP, and a blue subpixel BSP.
  • PIX pixels PIX
  • an example is described in which one pixel PIX is composed of a red subpixel RSP, a green subpixel GSP, and a blue subpixel BSP, but this is not limiting.
  • one pixel PIX may include subpixels of other colors in addition to the red subpixel RSP, green subpixel GSP, and blue subpixel BSP.
  • Figure 2 is a cross-sectional view showing the general configuration of light-emitting element 20 of embodiment 1.
  • Figure 3 is a cross-sectional view showing the general configuration of light-emitting element 20', which is another example of embodiment 1.
  • the display area DA of the display device 1 includes at least one of the following subpixels: a red subpixel RSP including a red light-emitting element in which the light-emitting layer 6 is a red light-emitting layer in the light-emitting element 20 shown in FIG. 2 or the light-emitting element 20' shown in FIG. 3; a green subpixel GSP including a green light-emitting element in which the light-emitting layer 6 is a green light-emitting layer in the light-emitting element 20 shown in FIG. 2 or the light-emitting element 20' shown in FIG.
  • a red subpixel RSP including a red light-emitting element in which the light-emitting layer 6 is a red light-emitting layer in the light-emitting element 20 shown in FIG. 2 or the light-emitting element 20' shown in FIG.
  • a blue subpixel BSP including a blue light-emitting element in which the light-emitting layer 6 is a blue light-emitting layer in the light-emitting element 20 shown in FIG. 2 or the light-emitting element 20' shown in FIG. 3.
  • the light-emitting element 20' includes an anode 4, a cathode 8, a light-emitting layer 6 disposed between the anode 4 and the cathode 8, an electron transport layer 7 disposed closer to the cathode 8 than the light-emitting layer 6, and a current-carrying layer 11 disposed closer to the cathode 8 than the light-emitting layer 6 and connected to the light-emitting layer 6.
  • the current-carrying layer 11 is formed in an area where the electron transport layer 7 is absent, i.e., in an area (opening 7K) that is an opening in the electron transport layer 7.
  • the thickness-wise side of the electron transport layer 7 and the thickness-wise side of the current-carrying layer 11 are in contact with each other.
  • a first insulating layer 9 is provided on the surface of the electron transport layer 7 facing the anode 4
  • a second insulating layer 10 is provided on the surface of the current-carrying layer 11 facing the cathode 8.
  • the current-carrying layer 11 may be formed of any material that allows electrons to flow; for example, it may be formed using a material with electron transport properties.
  • the light-emitting element 20 shown in FIG. 2 is an example in which the current-carrying layer 11 shown in FIG. 3 is formed of the same material as the light-emitting layer 6.
  • the current-carrying layer 11 may be made of the same material as the light-emitting layer 6, but is not limited thereto.
  • the current-carrying layer 11 may also contain the light-emitting material contained in the light-emitting layer 6.
  • the current-carrying layer 11 may be a layer in which, from the anode 4 side, a layer 6' made of the same material as the light-emitting layer 6 and a layer 7' made of the same material as the electron-transporting layer 7 are stacked in this order. In this case, the thickness of layer 7' may be thinner than that of layer 6'.
  • the electron-transporting layer 7 provided in the light-emitting element 20/20' is formed into a plurality of columnar shapes in a cross-sectional view.
  • the interface between the electron-transporting layer 7 and the first insulating layer 9 is located closer to the anode 4 than the interface between the light-emitting layer 6 and the second insulating layer 10.
  • the interface between the electron-transporting layer 7 and the first insulating layer 9 is located closer to the anode 4 than the interface between the current-carrying layer 11 and the second insulating layer 10.
  • the light-emitting element 20/20' preferably includes a hole functional layer 5 between the anode 4 and the light-emitting layer 6, in which a hole injection layer (HIL) and a hole transport layer (HTL) are stacked in this order from the anode 4 side, and the light-emitting layer 6 is preferably provided between the first insulating layer 9 and the hole transport layer (HTL) included in the hole functional layer 5.
  • HIL hole injection layer
  • HTL hole transport layer
  • the first insulating layer 9 and the second insulating layer 10 do not overlap in a planar view.
  • the light-emitting layer 6 and the electron transport layer 7 do not directly contact each other in the thickness direction of the light-emitting element 20, i.e., the vertical direction in FIG. 2, thereby preventing electron injection in the vertical direction.
  • electrons are injected from the left and right directions where the electron transport layer 7 directly contacts the region corresponding to the conductive layer 11 (see FIG. 3), which is made of the same material as the light-emitting layer 6, thereby effectively suppressing electron injection into the light-emitting layer 6. Also, as shown in FIG.
  • the first insulating layer 9 and the second insulating layer 10 do not overlap in a planar view in the light-emitting element 20'.
  • the light-emitting layer 6 and the electron transport layer 7 do not directly contact each other in the thickness direction of the light-emitting element 20', i.e., the vertical direction in FIG. 3, thereby preventing electron injection in the vertical direction.
  • the current-carrying layer 11 and the electron transport layer 7 are in direct contact, and electrons are injected from the electron transport layer 7 into the light-emitting layer 6 via the current-carrying layer 11, thereby effectively suppressing the injection of electrons into the light-emitting layer 6. The unique effect of suppressing the injection of electrons into the light-emitting layer 6 will be described later.
  • the first insulating layer 9 may contain one or more materials selected from silicon oxide, silicon nitride, zirconium oxide, and aluminum oxide
  • the second insulating layer 10 may contain one or more materials selected from silicon oxide, silicon nitride, zirconium oxide, and aluminum oxide.
  • the first insulating layer 9 and the second insulating layer 10 are preferably composed of inorganic materials. This is not a limitation, and at least one of the first insulating layer 9 and the second insulating layer 10 may contain an organic material. Inclusion of an organic material in this manner broadens the range of process options in the manufacturing process.
  • the transparent photosensitive organic insulating material can be directly exposed and developed for patterning without using a lift-off method or the like.
  • the first insulating layer 9 and the second insulating layer 10 may contain different materials or the same material. Using different materials for the first insulating layer 9 and the second insulating layer 10 has the advantage of allowing different processes to be selected depending on the purpose, such as wet process patterning and inkjet formation. Alternatively, using the same material for the first insulating layer 9 and the second insulating layer 10 has the advantage of allowing for a common formation method and facilitating material management.
  • each of the first insulating layer 9 and the second insulating layer 10 be 3 nm or more.
  • an anode 4 is formed on a substrate 2.
  • the anode 4 may be formed in a predetermined shape on the substrate 2 by sputtering or vacuum deposition using a mask, or the anode 4 may be formed in a predetermined shape by patterning using general photolithography after forming the anode by sputtering or vacuum deposition.
  • an active matrix substrate including a thin-film transistor layer is used as the substrate 2, and the drain electrode of the thin-film transistor included in the thin-film transistor layer is electrically connected to the anode 4.
  • the light-emitting element 20 shown in Figure 2 may be either a top-emission type or a bottom-emission type.
  • the light-emitting element 20 has a stacked structure in which the cathode 8 is disposed above the anode 4.
  • the anode 4 should be formed from an electrode material that reflects visible light
  • the cathode 8 should be formed from an electrode material that transmits visible light.
  • the anode 4 should be formed from an electrode material that transmits visible light
  • the cathode 8 should be formed from an electrode material that reflects visible light.
  • the electrode material that reflects visible light is not particularly limited as long as it can reflect visible light and is conductive, but examples include metal materials such as Al, Mg, Li, and Ag, alloys of these metal materials, laminates of these metal materials and transparent metal oxides (e.g., indium tin oxide, indium zinc oxide, indium gallium zinc oxide, etc.), and laminates of these alloys and these transparent metal oxides.
  • metal materials such as Al, Mg, Li, and Ag, alloys of these metal materials, laminates of these metal materials and transparent metal oxides (e.g., indium tin oxide, indium zinc oxide, indium gallium zinc oxide, etc.), and laminates of these alloys and these transparent metal oxides.
  • electrode materials that transmit visible light are not particularly limited as long as they are transparent to visible light and conductive, but examples include transparent metal oxides (e.g., indium tin oxide, indium zinc oxide, indium gallium zinc oxide, etc.), thin films made of metal materials such as Al or Ag, and nanowires made of metal materials such as Al or Ag.
  • transparent metal oxides e.g., indium tin oxide, indium zinc oxide, indium gallium zinc oxide, etc.
  • thin films made of metal materials such as Al or Ag
  • nanowires made of metal materials such as Al or Ag.
  • a bank 3 is formed to separate adjacent light-emitting elements.
  • the bank 3 may be formed, for example, by using a metal mask to form a resin material such as polyimide into a predetermined shape, or by using a photosensitive resin and forming it into a predetermined shape by exposure and development.
  • the bank 3 may be formed, for example, in a frame shape that exposes the anode 4 and contacts the edge of the anode 4, or it may be formed in a frame shape that exposes only the central portion of the anode 4 and covers the peripheral portion near the edge of the anode 4.
  • a hole functional layer 5 is formed on the anode 4, in which a hole injection layer (HIL) and a hole transport layer (HTL) are stacked in this order from the anode 4 side.
  • HIL hole injection layer
  • HTL hole transport layer
  • a hole injection layer (HIL) formed from nickel oxide (e.g., NiO) is described as an example, but this is not limited to this.
  • a hole injection layer (HIL) made of nickel oxide can be formed, for example, by applying a colloidal solution of dispersed nickel oxide nanoparticles or by printing using an inkjet method.
  • the particle size of the nickel oxide nanoparticles is preferably approximately 6 nm or more, so that the quantum size effect does not occur.
  • hole injection layer (HIL) made of nickel oxide is not limited to being formed using nanoparticles as described above, and may also be a thin film formed by, for example, vacuum deposition or sputtering.
  • a hole injection layer (HIL) made of nickel oxide formed by any of the above methods can be formed with a substantially uniform thickness on the substrate 2.
  • hole transport layer is formed from poly[(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-co-(4,4'-(N-(4-sec-butylphenyl))diphenylamine)] (TFB), i.e., a crosslinkable TFB
  • TFB poly[(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-co-(4,4'-(N-(4-sec-butylphenyl))diphenylamine)]
  • TFB poly[(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-co-(4,4'-(N-(4-sec-butylphenyl))diphenylamine)]
  • a hole transport layer (HTL) made of a crosslinkable TFB can be formed, for example, by coating or printing the crosslinkable TFB by an inkjet method.
  • organic materials are considered suitable for the hole transport layer (HTL), and suitable materials for use include N,N'-bis(4-butylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidine (poly-TPD), polyvinylcarbazole (PVK), and the crosslinkable TFB described above, which have a HOMO not significantly different from the energy level of the valence band top (VBM) of the quantum dots QDs contained in the light-emitting layer 6 and a LUMO shallower than the energy level of the conduction band bottom (CBM) of the quantum dots QDs contained in the light-emitting layer 6.
  • VBM valence band top
  • CBM conduction band bottom
  • the HOMO of the hole transport layer serves as a hole injection barrier, and therefore, as described above, it is preferable that the HOMO not significantly different from the energy level of the valence band top (VBM) of the quantum dots QDs contained in the light-emitting layer 6.
  • the LUMO of the hole transport layer (HTL) acts as a barrier that suppresses the overflow of electrons from the quantum dots QDs contained in the light-emitting layer 6, and therefore, as described above, it is preferable that the LUMO be shallower than the energy level of the conduction band minimum (CBM) of the quantum dots QDs contained in the light-emitting layer 6.
  • quantum dots may contain a ligand, such as an organic ligand or a halogen ligand. At least a portion of the ligand may be removed and the quantum dots (QDs) may be protected with an inorganic material, such as a semiconductor material or silicon oxide. From the viewpoint of reliability, it is preferable to use quantum dots (QDs) protected with an inorganic material.
  • the red light-emitting layer, the green light-emitting layer, and the blue light-emitting layer can each be formed using a lift-off method or a general photolithography method.
  • the light-emitting layer (6) contains quantum dots (QDs), but this is not limiting; the light-emitting layer (6) may also contain an organic light-emitting material.
  • a first insulating layer 9 and a columnar electron transport layer 7, i.e., the electron transport layer 7 including the opening 7K and the portion 7P provided closer to the cathode 8 than the light-emitting layer 6, are formed on the light-emitting layer 6 by an inkjet method, a printing method, or a photolithography method.
  • the first insulating layer 9 can be formed using, for example, an inorganic material such as silicon oxide (e.g., SiO 2 ), silicon nitride (e.g., SiN), or aluminum oxide (e.g., Al 2 O 3 ), or an insulating organic material with a deep HOMO and a shallow LUMO.
  • a method for forming the first insulating layer 9 and the columnar electron transport layer 7, i.e., the electron transport layer 7 including the opening 7K and the portion 7P provided closer to the cathode 8 than the light-emitting layer 6, on the light-emitting layer 6 is to first remove the portion of the electron transport layer 7 corresponding to the opening 7K by a lift-off method on the light-emitting layer 6, leaving behind the first insulating layer 9 and the portion 7P provided closer to the cathode 8 than the light-emitting layer 6.
  • the openings 7K of the electron transport layer 7, i.e., the regions between the portions 7P provided closer to the cathode 8 than the light-emitting layer 6, are filled with, for example, the same material as that of the light-emitting layer 6 by an inkjet method or a printing method.
  • the dispersion solution of quantum dots QD used in the step of forming the light-emitting layer 6 may be used as is, or a dispersion solution of quantum dots QD containing the same quantum dots QD as those contained in the light-emitting layer 6 and a solvent different from the solvent used in forming the light-emitting layer 6 may be used.
  • the current-carrying layer 11 (see FIG. 3) is described as being formed on the light-emitting layer 6 from the same material as the light-emitting layer 6, but this is not limited thereto.
  • the current-carrying layer 11 may be a layer in which, from the anode 4 side, a layer 6′ made of the same material as the light-emitting layer 6 and a layer 7′ made of the same material as the electron transport layer 7 are stacked in this order.
  • the region between the portions 7P located closer to the cathode 8 than the light-emitting layer 6 is filled with a material for forming a layer 6' made of the same material as the light-emitting layer 6, and then filled with a material for forming a layer 7' made of the same material as the electron transport layer 7.
  • the material for the current-carrying layer 11 in FIG. 3 may be any conductive material capable of conducting electrons, and may be formed using, for example, a material having electron transport properties. In the step of filling with the above-described material, it is preferable that the outermost surface of the filling material does not exceed the height of the top surface of the electron transport layer 7.
  • the electron transport layer (ETL) 7 can be preferably made of a light-transmitting electron transport material such as zinc oxide (e.g., ZnO) or zinc magnesium oxide (e.g., ZnMgO).
  • the electron transport layer (ETL) 7 can be formed by, for example, coating or inkjet printing a colloidal solution of nanoparticles of zinc oxide (e.g., ZnO) or zinc magnesium oxide (e.g., ZnMgO).
  • the particle size of the nanoparticles of zinc oxide (e.g., ZnO) or zinc magnesium oxide (e.g., ZnMgO) is desirably approximately 6 nm or more, so that the quantum size effect does not appear.
  • the electron transport layer (ETL) 7 made of zinc oxide or zinc magnesium oxide is not limited to being formed using nanoparticles as described above, and may be a thin film formed by, for example, vacuum deposition or sputtering.
  • the electron transport layer (ETL) 7 may also be made of an organic material such as 2,2′,2′′-(1,3,5-benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole) (TPBi).
  • a second insulating layer 10 was formed by inkjet printing, printing, or photolithography in the area excluding the portion 7P located closer to the cathode 8 than the light-emitting layer 6, i.e., the area corresponding to the opening 7K of the electron transport layer 7.
  • the second insulating layer 10 prevents direct contact between the cathode 8 and the light-emitting layer 6, preventing exciton deactivation.
  • the light-emitting element 20 shown in FIG. 2 may be a top-emission type or a bottom-emission type, and therefore one of the cathode 8 and the anode 4 may be a layer made of a metal material with a thickness of 10 nm or less, and the other of the cathode 8 and the anode 4 may be a layer made of a conductive material that reflects visible light, or one of the cathode 8 and the anode 4 may be a layer made of a conductive material that transmits visible light, and the other of the cathode 8 and the anode 4 may be a layer made of a conductive material that reflects visible light.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the problems with conventional light-emitting devices.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating the general trend of the relationship between current density and external quantum efficiency (EQE) in conventional light-emitting devices.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the general trend of the relationship between current density and external quantum efficiency (EQE) in a semiconductor light-emitting diode (LED) as a comparative example.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating changes in the electrical characteristics of a comparative light-emitting device in which electron traps are introduced into the electron transport layer or junction.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating changes in the electrical characteristics of light-emitting device 20 of embodiment 1 shown in FIG. 2.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating the general trend of the relationship between current density and external quantum efficiency (EQE) in conventional light-emitting devices.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the general trend of the relationship between current density and external quantum efficiency (EQE) in a semiconductor light-emit
  • FIG. 9 is a diagram illustrating the ratio of the total current flowing through a conventional light-emitting device to the quantum dots QDs and other components.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating the ratio of the total current flowing through the comparative light-emitting device shown in FIG. 7 to the quantum dots QDs and other components.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating the electrical characteristics of light-emitting device 20 of embodiment 1 shown in FIG. 2, in which the total current flowing through the quantum dots QDs and other components.
  • Figure 12 shows the improvement effect of external quantum efficiency (EQE) in the light-emitting device 20 of embodiment 1 shown in Figure 2.
  • EQE external quantum efficiency
  • the comparative semiconductor LED (light-emitting diode) has been analyzed in detail theoretically and empirically, and the roll-off of the comparative semiconductor LED is also caused by Auger recombination due to an increase in carrier density in the light-emitting layer.
  • the general trend of the relationship between current density and external quantum efficiency (EQE) in the comparative semiconductor LED is similar to the general trend of the relationship between current density and external quantum efficiency (EQE) in the conventional light-emitting device with a light-emitting layer 6 containing quantum dots (QDs) shown in FIG. 5 .
  • the EQE peak appears at an injected carrier density of approximately 10 18 cm ⁇ 3 , which is three orders of magnitude higher than that of the conventional light-emitting device with a light-emitting layer 6 containing quantum dots (QDs).
  • roll-off also appears at an injected carrier density three orders of magnitude higher than that of the conventional light-emitting device with a light-emitting layer 6 containing quantum dots (QDs). Note that in FIG. 6 , measurements were performed using four samples with different sizes of inductively coupled plasma etching specimens.
  • quantum dots are nanoparticles small enough that the quantum size effect is apparent, focusing on a single quantum dot (QD), electron-hole pairs injected from the outside into the core of the quantum dot (QD) create excitons, which recombine to emit light and generate photons after an average time equivalent to their lifetime has elapsed.
  • the method involves changing the carrier density n in Equation 1 shown in Figure 7.
  • the light-emitting device 20′ shown in FIG. 3 also achieves the same effects as the light-emitting device 20 shown in FIG. 2 described above.
  • FIG. 13 is a plan view showing the shape of the first insulating layer 9 and second insulating layer 10 provided in the light-emitting element 21 of the first modified example, and a cross-sectional view taken along line A-B in the plan view.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing the general configuration of the light-emitting element 22 of the second modified example.
  • FIG. 15 is a plan view showing the shape of the first insulating layer 9 and second insulating layer 10 provided in the light-emitting element 23 of the third modified example, and a cross-sectional view taken along line A-B in the plan view.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing the general configuration of the light-emitting element 24 of the fourth modified example.
  • Figure 20 is a plan view showing the shapes of the first insulating layer 9 and second insulating layer 10 provided in a light-emitting element 27 of a seventh modification, and cross-sectional views taken along lines A-B and C-D in the plan view.
  • Figure 21 is a diagram showing an example of the shape in plan view of portions 7Pa, 7Pb, and 7Pc of the electron transport layer 7 that can be provided in light-emitting elements 20a, 20b, and 20c, which are provided closer to the cathode 8 than the light-emitting layer 6.
  • the electron transport layer 7 of the light-emitting element 21 is formed in a planar view to include at least a portion of the conductive layer 11 provided in the opening 7K or the region corresponding to the opening 7K.
  • the opening 7K or the region corresponding to the opening 7K is sandwiched between a striped first portion (a portion 7P provided closer to the cathode 8 than the light-emitting layer 6) and a striped second portion (a portion 7P different from the first portion and provided closer to the cathode 8 than the light-emitting layer 6).
  • the light-emitting device 21 shown in Figure 13 differs from the light-emitting device 20 shown in Figure 2, in that the outermost surface of the electron transport layer 7 on the cathode 8 side does not coincide with the outermost surface of the second insulating layer 10 on the cathode 8 side.
  • the second insulating layer 10 may be formed larger than the portion 7P located closer to the cathode 8 than the light-emitting layer 6, and a portion of the first insulating layer 9 and a portion of the second insulating layer 10 may overlap in plan view.
  • the first insulating layer 9 and the second insulating layer 10 may each be formed larger than the portion 7P located closer to the cathode 8 than the light-emitting layer 6 in plan view, so that a portion of the first insulating layer 9 and a portion of the second insulating layer 10 overlap in plan view.
  • the electron transport layer 7 of the light-emitting element 26 may be formed in the shape of multiple islands in a planar view. That is, the portion 7P of the electron transport layer 7 located closer to the cathode 8 than the light-emitting layer 6 may be formed in an island shape. Also, as shown in FIG. 21, the multiple columnar electron transport layer 7 portions 7Pa located closer to the cathode 8 than the light-emitting layer 6 of the light-emitting element 20a may be formed in a polygonal (e.g., hexagonal) shape in a planar view.
  • a polygonal e.g., hexagonal
  • the maximum width in the direction perpendicular to the thickness direction of the portion 7P of the electron transport layer 7, which is located closer to the cathode 8 than the columnar portion of the light-emitting layer 6, is preferably 20 ⁇ m or less.
  • the diameter is preferably 20 ⁇ m or less. This configuration allows for efficient constriction of electrons supplied from the cathode 8.
  • the opening 7K of the electron transport layer 7 of the light-emitting element 27 or the current-carrying layer 11 provided at a position corresponding to the opening 7K is formed in a mesh shape in a planar view. This configuration suppresses electron injection in the vertical direction while achieving appropriate horizontal diffusion. Also, as shown in FIG.
  • light-emitting elements 20, 20', 20a, 20b, 20c, 21, 22, 23, 24, 25, 26, and 27, and display device 1 equipped with light-emitting elements 20, 20', 20a, 20b, 20c, 21, 22, 23, 24, 25, 26, and 27, can be suitably used for high-brightness applications.
  • This disclosure can be used in light-emitting devices and display devices.

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Abstract

発光素子（２０'）は、アノード（４）と、カソード（８）と、アノード（４）とカソード（８）との間に備えられた発光層（６）と、発光層（６）よりもカソード（８）の近くに設けられた電子輸送層（７）と、発光層（６）よりもカソード（８）の近くに設けられ、発光層（６）に連なる通電層（１１）と、を含み、電子輸送層（７）の厚み方向の側面と通電層（１１）の厚み方向の側面とが接しており、電子輸送層（７）のアノード（４）側の面には、第１絶縁層（９）が設けられており、通電層（１１）のカソード（８）側の面には、第２絶縁層（１０）が設けられている。

Description

発光素子及び表示装置
　本開示は、発光素子及び表示装置に関する。
　近年、発光素子を備えた様々な表示装置が開発されており、特に、ＱＬＥＤ（Quantum dot Light Emitting Diode：量子ドット発光ダイオード）または、ＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode：有機発光ダイオード）を備えた表示装置は、低消費電力化、薄型化及び高画質化などを実現できる点から、高い注目を浴びている。
　例えば、特許文献１には、第１電極と、複数の導電部を含む第２電極と、有機発光層と、絶縁層と、を含む発光素子について記載されている。
日本国特開2016-62859号公報
　特許文献１に記載の発光素子においては、発光領域には絶縁層が設けられてなく、前記発光領域において、前記絶縁層による電子の注入を抑制することはできず、電子過剰の状態で生じるトリオンオージェにより、低注入キャリア密度で発光素子がロールオフを起こしてしまい、外部量子効率（ＥＱＥ）のピークも低注入キャリア密度で生じるため、発光効率が低下してしまい、結果として高輝度用途に向かないという問題がある。
　本開示の一態様は、高輝度用途に適した発光素子及び表示装置を提供することを目的とする。
　本開示の発光素子は、前記の課題を解決するために、
　アノードと、
　カソードと、
　前記アノードと前記カソードとの間に備えられた発光層と、
　前記発光層よりも前記カソードの近くに設けられた電子輸送層と、
　前記発光層よりも前記カソードの近くに設けられ、前記発光層に連なる通電層と、を含み、
　前記電子輸送層の厚み方向の側面と前記通電層の厚み方向の側面とが接しており、
　前記電子輸送層の前記アノード側の面には、第１絶縁層が設けられており、
　前記通電層の前記カソード側の面には、第２絶縁層が設けられている。
　本開示の表示装置は、前記の課題を解決するために、
　前記発光素子を含む。
　本開示の一態様によれば、高輝度用途に適した発光素子及び表示装置を提供できる。
実施形態１の発光素子を含む表示装置の概略的な構成を示す平面図である。 実施形態１の発光素子の概略的な構成を示す断面図である。 実施形態１の他の一例である発光素子の概略的な構成を示す断面図である。 従来の発光素子の問題点を説明するための図である。 従来の発光素子における電流密度と外部量子効率（ＥＱＥ）の関係の一般的な傾向を示す図である。 比較例である半導体ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）における電流密度と外部量子効率（ＥＱＥ）の関係の一般的な傾向を示す図である。 電子輸送層または接合に電子トラップを導入した比較例の発光素子の電気特性の変化を示す図である。 図２に示す実施形態１の発光素子の電気特性の変化を示す図である。 従来の発光素子を流れる全電流が、量子ドットＱＤと量子ドットＱＤ以外にどのような比で流れるかを概略的に示した図である。 図７に示す比較例の発光素子を流れる全電流が、量子ドットＱＤと量子ドットＱＤ以外にどのような比で流れるかを概略的に示した図である。 図２に示す実施形態１の発光素子の電気特性を流れる全電流が、量子ドットＱＤと量子ドットＱＤ以外にどのような比で流れるかを概略的に示した図である。 図２に示す実施形態１の発光素子における外部量子効率（ＥＱＥ）の改善効果を示す図である。 第１変形例の発光素子に備えられた第１絶縁層及び第２絶縁層の形状を示す平面図と、前記平面図のＡ－Ｂ線に沿った断面図である。 第２変形例の発光素子の概略的な構成を示す断面図である。 第３変形例の発光素子に備えられた第１絶縁層及び第２絶縁層の形状を示す平面図と、前記平面図のＡ－Ｂ線に沿った断面図である。 第４変形例の発光素子の概略的な構成を示す断面図である。 図１６に示す第４変形例の発光素子に備えられた第１絶縁層及び第２絶縁層の形状を示す平面図である。 第５変形例の発光素子に備えられた第１絶縁層及び第２絶縁層の形状を示す平面図である。 第６変形例の発光素子に備えられた第１絶縁層及び第２絶縁層の形状を示す平面図と、前記平面図のＡ－Ｂ線及びＣ－Ｄ線に沿った断面図である。 第７変形例の発光素子に備えられた第１絶縁層及び第２絶縁層の形状を示す平面図と、前記平面図のＡ－Ｂ線及びＣ－Ｄ線に沿った断面図である。 実施形態１の発光素子に備えることができる電子輸送層における発光層よりもカソードの近くに設けられた部分の平面視における形状の一例を示す図である。
　本開示の実施の形態について、図１から図２１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、図２に示す実施形態１の発光素子２０または図３に示す実施形態１の他の一例である発光素子２０’を含む表示装置１の概略的な構成を示す平面図である。
　図１に示すように、表示装置１は、額縁領域ＮＤＡと、表示領域ＤＡとを備えている。表示装置１の表示領域ＤＡには、複数の画素ＰＩＸが備えられており、各画素ＰＩＸは、それぞれ、赤色サブ画素ＲＳＰと、緑色サブ画素ＧＳＰと、青色サブ画素ＢＳＰとを含む。本実施形態においては、１画素ＰＩＸが、赤色サブ画素ＲＳＰと、緑色サブ画素ＧＳＰと、青色サブ画素ＢＳＰとで構成され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。例えば、１画素ＰＩＸは、赤色サブ画素ＲＳＰ、緑色サブ画素ＧＳＰ及び青色サブ画素ＢＳＰの他に、さらに他の色のサブ画素を含んでいてもよい。
　図２は、実施形態１の発光素子２０の概略的な構成を示す断面図である。図３は、実施形態１の他の一例である発光素子２０’の概略的な構成を示す断面図である。
　表示装置１の表示領域ＤＡは、図２に示す発光素子２０または図３に示す発光素子２０’において発光層６が赤色発光層である赤色発光素子を含む赤色サブ画素ＲＳＰ、図２に示す発光素子２０または図３に示す発光素子２０’において発光層６が緑色発光層である緑色発光素子を含む緑色サブ画素ＧＳＰ、図２に示す発光素子２０または図３に示す発光素子２０’において発光層６が青色発光層である青色発光素子を含む青色サブ画素ＢＳＰ、のうち少なくとも１種のサブ画素を含む。
　図３に示すように、発光素子２０’は、アノード４と、カソード８と、アノード４とカソード８との間に備えられた発光層６と、発光層６よりもカソード８の近くに設けられた電子輸送層７と、発光層６よりもカソード８の近くに設けられ、発光層６に連なる通電層１１と、を含む。通電層１１は、電子輸送層７がない領域、すなわち、電子輸送層７に対し開口となる領域（開口部７Ｋ）に形成される。電子輸送層７の厚み方向の側面と通電層１１の厚み方向の側面とが接しており、電子輸送層７のアノード４側の面には、第１絶縁層９が設けられており、通電層１１のカソード８側の面には、第２絶縁層１０が設けられている。通電層１１は、電子を流すことができる材料で形成すればよく、例えば、電子輸送性を有する材料を用いて形成することもできる。なお、図２に示す発光素子２０は、図３で示す通電層１１を発光層６と同一の材料により形成した場合の一例である。上述したように、通電層１１は発光層６と同一の材料により構成されていてもよいが、これに限定されることはなく、通電層１１は、発光層６に含まれる発光材料を含む構成であってもよい。また、図３に示すように、通電層１１は、アノード４側から、発光層６と同一の材料により構成された層６’と電子輸送層７と同一の材料により構成された層７’とがこの順に積層された層であってもよい。なお、この場合は、層６’の膜厚に比べて層７’の膜厚は薄くともよい。なお、図２及び図３に示すように、発光素子２０・２０’に備えられた電子輸送層７は、断面視において、複数の柱状に形成されている。図２に示す発光素子２０においては、電子輸送層７と第１絶縁層９との界面は、発光層６と第２絶縁層１０との界面よりもアノード４の近くに設けられており、図３に示す発光素子２０’においては、電子輸送層７と第１絶縁層９との界面は、通電層１１と第２絶縁層１０との界面よりもアノード４の近くに設けられている。このような構成によれば、カソード８から供給された電子の発光層６への注入を効果的に抑制しながら、絞られた数の電子を効果的に発光層６へ拡散させることができる。図２及び図３に示すように、発光素子２０・２０’は、アノード４と発光層６との間に正孔注入層（ＨＩＬ）と正孔輸送層（ＨＴＬ）とがアノード４側からこの順に積層された正孔機能層５を備え、第１絶縁層９と、正孔機能層５に含まれる正孔輸送層（ＨＴＬ）との間には、発光層６が設けられていることが好ましい。このような構成によれば、平面視における発光層６の形成面積を減らすことなく、カソード８から供給された電子の発光層６への注入を効果的に抑制できる。
　図２に示すように、発光素子２０においては、平面視において、第１絶縁層９と第２絶縁層１０とは、重畳していないことが好ましい。このような構成によれば、発光素子２０の厚さ方向、すなわち、図２の上下方向において、発光層６と電子輸送層７とが直接接しないので、縦方向における電子の注入を防止することができる。一方、図２においては、発光層６と同一の材料よりなる通電層１１（図３参照）に相当する領域と電子輸送層７とが直接接する左右方向から電子を注入することで、発光層６への電子の注入を効果的に抑制することができる。また、図３に示すように、発光素子２０’においては、平面視において、第１絶縁層９と第２絶縁層１０とは、重畳していないことが好ましい。このような構成によれば、発光素子２０’の厚さ方向、すなわち、図３の上下方向において、発光層６と電子輸送層７とが直接接しないので、縦方向における電子の注入を防止することができる。一方、図３の左右方向においては、通電層１１と電子輸送層７とが直接接しており、電子輸送層７から通電層１１を介して発光層６に電子を注入することで、発光層６への電子の注入を効果的に抑制することができる。上記した発光層６への電子の注入抑制による特異な効果に関しては後述する。
　第１絶縁層９は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化ジルコニウム及び酸化アルミニウムから選択される一つ以上を含み、第２絶縁層１０は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化ジルコニウム及び酸化アルミニウムから選択される一つ以上を含んでいてもよい。発光素子２０の信頼性を向上できる点から、第１絶縁層９と第２絶縁層１０とは、無機材料で構成されていることが好ましい。これに限定されることはなく、第１絶縁層９及び第２絶縁層１０の少なくとも一方は、有機材料を含んでいてもよい。このように有機材料を含ませることで、製造工程におけるプロセスの選択幅が広がる。例えば、透明感光性有機絶縁材料を用いて、第１絶縁層９及び第２絶縁層１０を形成する場合、リフトオフ法などを用いずに、透明感光性有機絶縁材料を直接露光及び現像してパターニングすることができる。第１絶縁層９と第２絶縁層１０は、異なる材料を含んでいてもよく、同一材料であってもよい。第１絶縁層９と第２絶縁層１０に異なる材料を使用することにより、例えば、ウェットプロセスでのパターニングとインクジェットによる形成など目的により異なるプロセスを選択できる効果を有する。あるいは、第１絶縁層９と第２絶縁層１０に同一材料を使用することにより、形成手段の共有化や材料管理の容易さの面で効果を有する。
　カソード８から供給された電子が第１絶縁層９及び第２絶縁層１０それぞれをトンネルするのを阻止することができることから、第１絶縁層９及び第２絶縁層１０それぞれの厚さは、３ｎｍ以上であることが好ましい。
　以下では、発光層６と同一の材料により通電層１１が形成される構成である図２に示す発光素子２０の製造方法の一例を挙げて説明する。先ず、基板２上にアノード４を形成する。基板２上には、マスクを用いてスパッタまたは真空蒸着によりアノード４を成膜することで、所定形状のアノード４を形成してもよく、スパッタまたは真空蒸着によりアノードを成膜した後、一般的なフォトリソグラフィによりパターニングを行い、所定形状のアノード４を形成してもよい。本実施形態においては、基板２として、例えば、薄膜トランジスタ層を含むアクティブマトリクス基板を用いており、薄膜トランジスタ層に含まれる薄膜トランジスタのドレイン電極とアノード４とが電気的に接続されている。
　図２に示す発光素子２０は、トップエミッション型であっても、ボトムエミッション型であってもよい。発光素子２０は、アノード４よりもカソード８が上層として配置された順積構造であるので、トップエミッション型にするためには、アノード４は可視光を反射する電極材料で形成し、カソード８は可視光を透過する電極材料で形成すればよく、ボトムエミッション型にするためには、アノード４は可視光を透過する電極材料で形成し、カソード８は可視光を反射する電極材料で形成すればよい。
　可視光を反射する電極材料としては、可視光を反射でき、導電性を有するのであれば、特に限定されないが、例えば、Ａｌ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ａｇなどの金属材料または、前記金属材料の合金または、前記金属材料と透明金属酸化物（例えば、indium tin oxide、indium zinc oxide、indium gallium zinc oxideなど）との積層体または、前記合金と前記透明金属酸化物との積層体などを挙げることができる。
　一方、可視光を透過する電極材料としては、可視光を透過でき、導電性を有するのであれば、特に限定されないが、例えば、透明金属酸化物（例えば、indium tin oxide、indium zinc oxide、indium gallium zinc oxideなど）または、Ａｌ、Ａｇなどの金属材料からなる薄膜または、Ａｌ、Ａｇなどの金属材料からなるナノワイア（Nano Wire）などを挙げることができる。
　基板２上にアノード４を形成した後、隣接する発光素子間を分離するバンク３を形成する。バンク３は、例えば、メタルマスクを用いてポリイミドなどの樹脂材料を所定形状に形成してもよく、感光性樹脂を用いて、露光及び現像を行うことで、所定形状に形成してもよい。図２に示すように、バンク３は、例えば、アノード４を露出するとともに、アノード４の端部と接するように枠状に形成されてもよく、アノード４の中央部分のみを露出し、アノード４の端部に近い周辺部は覆うように枠状に形成されてもよい。
　続いて、正孔注入層（ＨＩＬ）と正孔輸送層（ＨＴＬ）とがアノード４側からこの順に積層された正孔機能層５をアノード４上に形成する。本実施形態においては、正孔注入層（ＨＩＬ）を酸化ニッケル（例えば、ＮｉＯ）で形成した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。酸化ニッケルからなる正孔注入層（ＨＩＬ）は、例えば、酸化ニッケルのナノ粒子分散コロイド溶液を塗布またはインクジェット法で印刷することで形成することができる。酸化ニッケルのナノ粒子の粒径は、量子サイズ効果が現れない程度、概ね６ｎｍ以上が望ましい。なお、酸化ニッケルからなる正孔注入層（ＨＩＬ）は、上述したように、ナノ粒子を用いて形成した場合に限定されず、例えば、真空蒸着またはスパッタなどによって形成された薄膜であってもよい。上述した何れの方法で形成された酸化ニッケルからなる正孔注入層（ＨＩＬ）も、基板２上においてほぼ均一な厚さで形成することができる。本実施形態においては、正孔輸送層（ＨＴＬ）をポリ［（９，９－ジオクチルフルオレニル－２，７－ジイル）－ｃｏ－（４，４’－（Ｎ－（４－ｓｅｃ－ブチルフェニル））ジフェニルアミン）］（ＴＦＢ）、すなわち、架橋性ＴＦＢで形成した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。架橋性ＴＦＢからなる正孔輸送層（ＨＴＬ）は、例えば、架橋性ＴＦＢを塗布またはインクジェット法で印刷することで形成することができる。なお、正孔輸送層（ＨＴＬ）としては、一般的に有機物が適するとされており、発光層６に含まれる量子ドットＱＤの価電子帯上端（ＶＢＭ）のエネルギー準位と大きな差がないＨＯＭＯと、発光層６に含まれる量子ドットＱＤの伝導帯下端（ＣＢＭ）のエネルギー準位よりも浅いＬＵＭＯを有する、例えば、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（ｐｏｌｙ－ＴＰＤ）、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）及び上述した架橋性ＴＦＢなどを好適に用いることができる。正孔輸送層（ＨＴＬ）のＨＯＭＯは、正孔の注入障壁となるため、上述したように、発光層６に含まれる量子ドットＱＤの価電子帯上端（ＶＢＭ）のエネルギー準位と大きな差がないことが好ましい。正孔輸送層（ＨＴＬ）のＬＵＭＯは、発光層６に含まれる量子ドットＱＤからの電子のオーバーフローを抑制する障壁となるため、上述したように、発光層６に含まれる量子ドットＱＤの伝導帯下端（ＣＢＭ）のエネルギー準位よりも浅いＬＵＭＯを有することが好ましい。
　次に、正孔機能層５上に、例えば、量子ドットＱＤを含むコロイド溶液を塗布またはインクジェット法で印刷して発光層６を形成した。量子ドットＱＤは、例えば、有機リガンドやハロゲンリガンドなどのリガンドを含んでいてもよく、上述したリガンドの少なくとも一部を除去し、半導体材料や酸化ケイ素などの無機物で保護されていてもよい。信頼性の観点から、無機物で保護された量子ドットＱＤを用いることが好ましい。なお、基板２上に、例えば、赤色発光層を備えた赤色発光素子、緑色発光層を備えた緑色発光素子及び青色発光層を備えた青色発光素子を形成する場合には、赤色発光層、緑色発光層及び青色発光層それぞれは、リフトオフ法や一般的なフォトリソグラフィ法を用いて形成することができる。本実施形態においては、発光層６が量子ドットＱＤを含む発光層であ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、発光層６は有機発光材料を含む発光層であってもよい。
　次に、発光層６の上に、インクジェット法、印刷法またはフォトリソグラフィ法により、第１絶縁層９と、柱状の電子輸送層７、すなわち、開口部７Ｋと発光層６よりもカソード８の近くに設けられた部分７Ｐを含む電子輸送層７を形成する。第１絶縁層９は、例えば、酸化ケイ素（例えば、ＳｉＯ２）、窒化ケイ素（例えば、ＳｉＮ）及び酸化アルミニウム（例えば、Ａｌ２Ｏ３）などの無機物やＨＯＭＯが深くＬＵＭＯが浅い絶縁性の有機材料を用いて形成することができる。発光層６上に、第１絶縁層９と、柱状の電子輸送層７、すなわち、開口部７Ｋと発光層６よりもカソード８の近くに設けられた部分７Ｐを含む電子輸送層７を形成する方法は、先ず、発光層６上において、リフトオフ法により、第１絶縁層９と発光層６よりもカソード８の近くに設けられた部分７Ｐとを残し、電子輸送層７の開口部７Ｋに該当する部分を除去する。その後、インクジェット法または印刷法により、電子輸送層７の開口部７Ｋ、すなわち、発光層６よりもカソード８の近くに設けられた部分７Ｐの間の領域に、例えば、発光層６と同じ材料を充填する。上述した発光層６と同じ材料を充填する工程では、発光層６を形成する工程において用いた量子ドットＱＤの分散溶液をそのまま用いてもよいが、発光層６に含まれる量子ドットＱＤと同じ量子ドットＱＤと、発光層６を形成する際に用いられた溶媒とは異なる溶媒とを含む量子ドットＱＤの分散溶液を用いてもよい。図２に示す発光素子２０では、通電層１１（図３参照）が、発光層６の上に発光層６と同じ材料により構成されている場合として説明しているが、これに限定されることはなく、図３に示す発光素子２０’のように、通電層１１が、アノード４側から、発光層６と同一材料により構成された層６’と電子輸送層７と同一材料により構成された層７’とがこの順に積層された層であってもよい。この場合には、発光層６よりもカソード８の近くに設けられた部分７Ｐの間の領域に、発光層６と同一材料により構成された層６’を形成する材料を充填した後、電子輸送層７と同一材料により構成された層７’を形成する材料を充填すればよい。なお、図３において通電層１１を構成する材料は、電子を流すことができる導電性材料であればよく、例えば、電子輸送性を有する材料を用いて形成することもできる。上述した材料を充填する工程においては、充填材料の最表面が電子輸送層７の上面高さを超えないようにすることが好ましい。充填材料の最表面が電子輸送層７の上面高さを超えて、発光層６が電子輸送層７のカソード８側の最表面を覆う場合であっても、第１絶縁層９によりアノード４から供給される正孔はブロックされるため、大きな問題にはならない。電子輸送層（ＥＴＬ）７としては、例えば、酸化亜鉛（例えば、ＺｎＯ）や酸化亜鉛マグネシウム（例えば、ＺｎＭｇＯ）などの光透過性の電子輸送材料を好適に用いることができる。電子輸送層（ＥＴＬ）７は、例えば、酸化亜鉛（例えば、ＺｎＯ）や酸化亜鉛マグネシウム（例えば、ＺｎＭｇＯ）のナノ粒子分散コロイド溶液を塗布またはインクジェット法で印刷することで形成することができる。酸化亜鉛（例えば、ＺｎＯ）や酸化亜鉛マグネシウム（例えば、ＺｎＭｇＯ）のナノ粒子の粒径は、量子サイズ効果が現れない程度、概ね６ｎｍ以上が望ましい。なお、酸化亜鉛や酸化亜鉛マグネシウムからなる電子輸送層（ＥＴＬ）７は、上述したように、ナノ粒子を用いて形成した場合に限定されず、例えば、真空蒸着またはスパッタなどによって形成された薄膜であってもよい。また、電子輸送層（ＥＴＬ）７としては、例えば、２，２’，２”－（１，３，５－ベンジントリイル）－トリス（１－フェニル－１－Ｈ－ベンズイミダゾール）（ＴＰＢｉ）などの有機材料を用いてもよい。
　続いて、インクジェット法、印刷法またはフォトリソグラフィ法により、第２絶縁層１０を、発光層６よりもカソード８の近くに設けられた部分７Ｐを除く領域、すなわち、電子輸送層７の開口部７Ｋに該当する領域に形成した。第２絶縁層１０により、カソード８と発光層６とは直接接触せず、励起子失活を防止できる。
　そして、電子輸送層７及び第２絶縁層１０上にカソード８を、蒸着やスパッタなどで形成した後、必要に応じ、図示していない封止層でカソード８の表面を封止することで、図２に示す基板２上に形成された発光素子２０を完成することができる。本実施形態においては、図２に示す発光素子２０がトップエミッション型の発光素子であるため、発光層６からの光を取り出すため、カソード８は、可視光を透過する導電性材料であるＩＴＯ（indium tin oxide）または、膜厚１０ｎｍ以下の金属材料、例えば、ＡｌまたはＡｇで形成することができる。図２に示す発光素子２０は、トップエミッション型であっても、ボトムエミッション型であってもよいので、カソード８及びアノード４の一方は、金属材料で形成された膜厚１０ｎｍ以下の層であり、カソード８及びアノード４の他方は、可視光を反射する導電性材料で形成された層であってもよく、カソード８及びアノード４の一方は、可視光を透過する導電性材料で形成された層であり、カソード８及びアノード４の他方は、可視光を反射する導電性材料で形成された層であってもよい。
　図４は、従来の発光素子の問題点を説明するための図である。図５は、従来の発光素子における電流密度と外部量子効率（ＥＱＥ）の関係の一般的な傾向を示す図である。図６は、比較例である半導体ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）における電流密度と外部量子効率（ＥＱＥ）の関係の一般的な傾向を示す図である。図７は、電子輸送層または接合に電子トラップを導入した比較例の発光素子の電気特性の変化を示す図である。図８は、図２に示す実施形態１の発光素子２０の電気特性の変化を示す図である。図９は、従来の発光素子を流れる全電流が、量子ドットＱＤと量子ドットＱＤ以外にどのような比で流れるかを概略的に示した図である。図１０は、図７に示す比較例の発光素子を流れる全電流が、量子ドットＱＤと量子ドットＱＤ以外にどのような比で流れるかを概略的に示した図である。図１１は、図２に示す実施形態１の発光素子２０の電気特性を流れる全電流が、量子ドットＱＤと量子ドットＱＤ以外にどのような比で流れるかを概略的に示した図である。図１２は、図２に示す実施形態１の発光素子２０における外部量子効率（ＥＱＥ）の改善効果を示す図である。
　図４から図１２に基づいて、ここでは、図２に示す発光素子２０の特性を、開口部７Ｋと発光層６よりもカソード８の近くに設けられた部分７Ｐとを含む電子輸送層７を備えていない従来の発光素子及び電子輸送層または接合にトラップを導入した比較例の発光素子と比較しながら説明する。
　図４に示すように、上述した電子輸送層７を備えていない従来の発光素子、すなわち、アノード４と、正孔機能層５と、量子ドットＱＤを含む発光層６と、電子輸送層７’’と、カソード８とがこの順に積層された従来の発光素子においては、電子ｅの有効質量が正孔ｈの１／１０以下であることから、電子ｅは注入障壁を超えやすく、発光層６の量子ドットＱＤに注入されたキャリアである電子ｅと正孔ｈのバランスは電子過剰となる。
　図４に示す従来の発光素子における電流密度と外部量子効率（ＥＱＥ）の関係の一般的な傾向を図５に示す。図５に示す、Ｓ１－１～Ｓ１－３は青色発光素子の結果であり、Ｓ２－１～Ｓ２－３は赤色発光素子の結果であり、Ｓ３－１～Ｓ３－３は緑色発光素子の結果であり、ＡＢＣはＡＢＣモデルにより理論的に導出した結果である。図５に示すように、量子ドットＱＤを含む発光層６を備えた従来の発光素子においては、ＥＱＥピークが１０１５ｃｍ－３程度の注入キャリア密度で現れ、ＥＱＥのピークを超えてさらにキャリア注入すると、１０１６ｃｍ－３程度の注入キャリア密度でロールオフと呼ばれるＥＱＥが急激に低下する特性を示す。
　一方、比較例である半導体ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）については、理論的及び経験的に詳細に解析されており、比較例である半導体ＬＥＤのロールオフも発光層のキャリア密度上昇に伴うオージェ再結合が原因で発生する。図６に示すように、比較例である半導体ＬＥＤにおける電流密度と外部量子効率（ＥＱＥ）の関係の一般的な傾向は、図５に示す量子ドットＱＤを含む発光層６を備えた従来の発光素子における電流密度と外部量子効率（ＥＱＥ）の関係の一般的な傾向と相似だが、半導体ＬＥＤでは、ＥＱＥピークが現れる注入キャリア密度が１０１８ｃｍ－３程度であり、量子ドットＱＤを含む発光層６を備えた従来の発光素子よりも３桁高い。同様に、半導体ＬＥＤでは、ロールオフも量子ドットＱＤを含む発光層６を備えた従来の発光素子よりも３桁高い注入キャリア密度で現れる。なお、図６においては、誘導結合プラズマエッチング試料のサイズが異なる４つのサンプルを用いて測定を行った。
　図５及び図６の比較から、半導体ＬＥＤのロールオフは、量子ドットＱＤを含む発光層６を備えた従来の発光素子の約１０００倍高い電流密度で現れており、この差は量子ドットＱＤを含む発光層６を備えた従来の発光素子特有のものである。量子ドットＱＤを含む発光層６を備えた従来の発光素子は電子過剰で動作していることから、量子ドットＱＤを含む発光層６に過剰に注入された電子は正孔と発光再結合することなく、図４に示すような量子ドットＱＤを含む発光層６と正孔機能層５の正孔輸送層との電子障壁により量子ドットＱＤを含む発光層６に蓄積され厚さ方向に電子密度の分布を生じるようになる。また、量子ドットＱＤは、量子サイズ効果が現れる程度に小さいナノ粒子であるため、１個の量子ドットＱＤに着目すると、外部から量子ドットＱＤのコアに注入された電子－正孔対は励起子を作り、平均的に寿命に相当する時間が経過すると発光再結合してフォトンを生成する。一方で、量子ドットＱＤを含む発光層６を備えた従来の発光素子が電子過剰かつ密度分布がある状態で動作する場合、量子ドットＱＤに２個以上の電子が注入される確率を無視できず、１個の量子ドットＱＤに２個以上の電子が入ると電子同士が相互作用して高エネルギーの電子１個を生成するトリオンオージェと呼ばれる現象が起こり、発光効率が低下する。また、生成された高エネルギー電子が、図４に示すような量子ドットＱＤを含む発光層６と正孔機能層５の正孔輸送層との電子障壁を超えてオーバーフローするためさらに発光効率が低下する。従って、量子ドットＱＤを含む発光層６を備えた従来の発光素子のロールオフは、過剰な電子のトリオンオージェによるものと考えられる。上述したように、１個の量子ドットＱＤに２個以上の電子が注入された程度でもトリオンオージェが起こるため、量子ドットＱＤを含む発光層６を備えた従来の発光素子においては、半導体ＬＥＤに比べて１／１０００程度の低注入キャリア密度でも大きなロールオフが発生する。よって、発光層６への電子の注入を絞れば、量子ドットＱＤを含む発光層６を備えた従来の発光素子のロールオフを抑制できる。
　上述したように、開口部７Ｋと発光層６よりもカソード８の近くに設けられた部分７Ｐとを含む電子輸送層７を備えることで、発光層６への電子の注入を絞る手段以外にも、多数の手段が存在するが、それぞれ以下で説明するような問題がある。例えば、電子輸送層として、非常に深い伝導帯下端（ＣＢＭ）のエネルギー準位を有するｎ型窒化物を用いて、電子の注入障壁を高くすることが考えられるが、この場合には、電子の注入を絞ることはできるが、駆動電圧が大きく上昇してしまうという問題がある。また、量子ドットＱＤの表面または電子輸送層に電磁気力線や重イオンを照射すれば、電子輸送層または接合に電子トラップが導入されるため、図７に矢印方向で示すように、電子注入が低下する。動作電圧４Ｖで比較すると電流密度が低下するので、電子注入が低下するものの、電圧に対する電流密度の傾きが緩くなる方向に変化している。図７に示すような傾きの変化は、発光素子のダイオード特性の悪化を意味する。なお、この場合は、図７に示す（式１）中のキャリア密度ｎを変化させる手段である。図９には、上述した電子輸送層７を備えていない従来の発光素子を流れる全電流が、量子ドットＱＤと量子ドットＱＤ以外にどのような比で流れるかを概略的に示しており、図１０には、電子トラップが導入された図７に示す比較例の発光素子を流れる全電流が、量子ドットＱＤと量子ドットＱＤ以外にどのような比で流れるかを概略的に示している。図１０に示すように、全電流を減らすことで、量子ドットＱＤを流れる電流も減少させているが、この場合、図１２に示す傾斜が変化した場合のように、僅かなロールオフの改善が見られるものの同時にＥＱＥが著しく低下してしまうという問題がる。
　一方、図２に示す発光素子２０においては、接合を作る材料を変えず、トンネルしない程度の膜厚を有する絶縁体である第１絶縁層９及び第２絶縁層１０を用いている。また、発光素子２０においては、発光素子２０の厚さ方向、すなわち、図２の上下方向において、発光層６と電子輸送層７とが直接接しないので、縦方向における電子の注入を防止することができる。一方、図２の左右方向においては、発光層６と電子輸送層７とが直接接しているので、電子輸送層７から発光層６へ横方向に電子を注入させることができ、発光層６内においては、電子を横方向に拡散させることにより、図８に示すように、発光素子２０の電気特性を、上述した電子輸送層７を備えていない従来の発光素子と同等に維持しながら、すなわち、傾きを変えることなく全電流を絞ることができる。なお、この場合は、図８に示す（式１）中の電流Ｉ０を変化させる手段である。図１１に示すように、この場合、全電流の減少と同じ割合で量子ドットＱＤに注入される電流も低減する。従って、図１２に示すように、発光層６に含まれる量子ドットＱＤ層中の過剰電子が減少し、トリオンオージェが抑制され、ロールオフが改善される。さらに、図１２に示すように、発光素子２０は、開口部７Ｋと発光層６よりもカソード８の近くに設けられた部分７Ｐとを含む電子輸送層７を含み、電子輸送層７のアノード４側の面には、第１絶縁層９が設けられており、開口部７Ｋには、アノード４側から、発光層６と第２絶縁層１０とがこの順に積層された積層体が設けられていることにより、発光層６に含まれる量子ドットＱＤへの電子注入が抑制されるので、キャリバランスの改善によってＥＱＥの向上も見られるとともに、単位時間に発光再結合できる電子－ホール（正孔）対が増加し、ＥＱＥピークの高注入キャリア密度側へのシフトも見られる。なお、図３に示す発光素子２０’においても、図示してないが、上述した図２に示す発光素子２０と同様の効果を得ることができる。
　図１３は、第１変形例の発光素子２１に備えられた第１絶縁層９及び第２絶縁層１０の形状を示す平面図と、前記平面図のＡ－Ｂ線に沿った断面図である。図１４は、第２変形例の発光素子２２の概略的な構成を示す断面図である。図１５は、第３変形例の発光素子２３に備えられた第１絶縁層９及び第２絶縁層１０の形状を示す平面図と、前記平面図のＡ－Ｂ線に沿った断面図である。図１６は、第４変形例の発光素子２４の概略的な構成を示す断面図である。図１７は、図１６に示す第４変形例の発光素子２４に備えられた第１絶縁層９及び第２絶縁層１０の形状を示す平面図である。図１８は、第５変形例の発光素子２５に備えられた第１絶縁層９及び第２絶縁層１０の形状を示す平面図である。図１９は、第６変形例の発光素子２６に備えられた第１絶縁層９及び第２絶縁層１０の形状を示す平面図と、前記平面図のＡ－Ｂ線及びＣ－Ｄ線に沿った断面図である。図２０は、第７変形例の発光素子２７に備えられた第１絶縁層９及び第２絶縁層１０の形状を示す平面図と、前記平面図のＡ－Ｂ線及びＣ－Ｄ線に沿った断面図である。図２１は、発光素子２０ａ・２０ｂ。２０ｃに備えることができる電子輸送層７における発光層６よりもカソード８の近くに設けられた部分７Ｐａ・７Ｐｂ・７Ｐｃの平面視における形状の一例を示す図である。
　図１３に示すように、発光素子２１に備えられた電子輸送層７は、平面視において、開口部７Ｋまたは開口部７Ｋに対応する領域に設けられた通電層１１の少なくとも一部、ここでは、開口部７Ｋまたは開口部７Ｋに対応する領域に設けられた通電層１１を間に挟むストライプ状の第１部（発光層６よりもカソード８の近くに設けられた部分７Ｐ）とストライプ状の第２部（発光層６よりもカソード８の近くに設けられた上記第１部とは異なる部分７Ｐ）とを含むように形成されている。このような構成によれば、縦方向における電子注入を抑制しつつ、適度な電子の横拡散を実現できる。なお、図１３に示すように、第１絶縁層９は、発光層６よりもカソード８の近くに設けられた電子輸送層７の下に層として設けられており、第２絶縁層１０は、電子輸送層７の開口部７Ｋまたは開口部７Ｋに対応する領域に設けられた通電層１１のみに設けられているので、平面視において、第１絶縁層９と第２絶縁層１０とは、重畳していない。このような構成により、カソード８からの供給電子は電子輸送層７の側面からそれに接する発光層６を通って、濃度差による横方向の拡散により注入されることになり、結果として発光層６に含まれる量子ドットＱＤへの電子の注入を抑制することができる。なお、図１３に示す発光素子２１においては、電子輸送層７のカソード８側の最表面と、第２絶縁層１０のカソード８側の最表面とが一致していない点において、電子輸送層７のカソード８側の最表面と、第２絶縁層１０のカソード８側の最表面とが一致する図２に示す発光素子２０とは異なる。
　図１４に示すように、発光素子２２においては、平面視において、第１絶縁層９の一部と第２絶縁層１０の一部とが重畳している点において、図２に示す発光素子２０及び図１３に示す発光素子２１とは異なる。なお、図１５に示す発光素子２３においては、電子輸送層７のカソード８側の最表面と、第２絶縁層１０のカソード８側の最表面とが一致していない点において、電子輸送層７のカソード８側の最表面と、第２絶縁層１０のカソード８側の最表面とが一致する図１４に示す発光素子２２とは異なる。図１４に示す発光素子２２と図１５に示す発光素子２３においては、平面視において、第１絶縁層９が、発光層６よりもカソード８の近くに設けられた部分７Ｐよりも大きく形成されて、平面視において、第１絶縁層９の一部と第２絶縁層１０の一部とが重畳しているが、これに限定されることはない。
　図１６及び図１７に示す発光素子２４のように、平面視において、第２絶縁層１０が、発光層６よりもカソード８の近くに設けられた部分７Ｐよりも大きく形成されて、平面視において、第１絶縁層９の一部と第２絶縁層１０の一部とが重畳していてもよい。
　さらに、図１８に示す発光素子２５のように、平面視において、第１絶縁層９及び第２絶縁層１０それぞれが、発光層６よりもカソード８の近くに設けられた部分７Ｐよりも大きく形成されて、平面視において、第１絶縁層９の一部と第２絶縁層１０の一部とが重畳していてもよい。
　上述した図１４、図１５、図１６、図１７及び図１８に示す発光素子２２・２３・２４・２５のように、平面視において、第１絶縁層９の一部と第２絶縁層１０の一部とが重畳している場合、第１絶縁層９と第２絶縁層１０のパターンが多少ズレたとしても、濃度差による横方向への拡散によって、確実にカソード８からの供給電子を電子輸送層７の側面からそれに接する発光層６を通って注入することができ、結果として発光層６に含まれる量子ドットＱＤへの電子注入を抑制することができる。
　図１９に示すように、発光素子２６に備えられた電子輸送層７は、平面視において、複数の島状に形成されていてもよい。すなわち、発光層６よりもカソード８の近くに設けられた電子輸送層７の部分７Ｐが島状に形成されていてもよい。また、図２１に示すように、発光素子２０aが備えている、発光層６よりもカソード８の近くに設けられた柱状に形成されている複数の電子輸送層７の部分７Ｐaは、平面視において、多角形状（例えば、六角形状）に形成されていてもよく、発光素子２０ｂが備えている柱状に形成された部分である発光層６よりもカソード８の近くに設けられた電子輸送層７の部分７Ｐｂは、平面視において、円形状に形成されていてもよく、発光素子２０ｃが備えている柱状に形成された部分である発光層６よりもカソード８の近くに設けられた電子輸送層７の部分７Ｐｃは、平面視において、楕円形状に形成されていてもよい。このように、柱状に形成された部分である発光層６よりもカソード８の近くに設けられた電子輸送層７の部分７Ｐが、平面視において、多角形状、円形状及び楕円形状の何れかの形状で形成されている場合には、電子を全方向により均一に横拡散することができるので、電界集中による発光素子の静電破壊を防止できる。Ｎ角形状（Ｎは３以上の自然数である）においては、Ｎの値が大きくなる程、角がより鈍角になり電界集中が緩和される。さらに、Ｎ角形状（Ｎは３以上の自然数である）よりは円形状や楕円形状の方がより好ましい。また、図１９に示す発光素子２６の断面視において、柱状に形成された部分である発光層６よりもカソード８の近くに設けられた電子輸送層７の部分７Ｐの厚さ方向と直交する方向の最大幅は、２０μｍ以下であることが好ましい。図１９に示す発光素子２６のように、柱状に形成された部分である発光層６よりもカソード８の近くに設けられた電子輸送層７の部分７Ｐが平面視において、円形状で形成されている場合には、直径が２０μｍ以下であることが好ましい。このような構成とすることで、カソード８から供給された電子を効率的に絞ることができる。
　図２０に示すように、発光素子２７に備えられた電子輸送層７の開口部７Ｋまたは開口部７Ｋに対応する位置に設けられた通電層１１は、平面視において、メッシュ状に形成されている。このような構成によれば、縦方向における電子注入を抑制しつつ、適度な横拡散を実現できる。また、図２０に示すように、発光素子２７の平面視において、電子輸送層７の一部と接する開口部７Ｋまたは開口部７Ｋに対応する位置に設けられた通電層１１である発光層６の第１境界線と電子輸送層７の他の一部と接する開口部７Ｋまたは開口部７Ｋに対応する位置に設けられた通電層１１である発光層６の第２境界線とは対向し、前記第１境界線を構成する複数の点それぞれから前記第２境界線までの最短距離それぞれは、２０μｍ以下であることが好ましい。このような構成によれば、面内輝度分布を抑制できる。
　以上のように、発光素子２０・２０’・２０a・２０ｂ・２０ｃ・２１・２２・２３・２４・２５・２６・２７及び発光素子２０・２０’・２０a・２０ｂ・２０ｃ・２１・２２・２３・２４・２５・２６・２７を備えた表示装置１は、高輝度用途に好適に用いることができる。
　〔付記事項〕
　本開示は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本開示の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
　本開示は、発光素子及び表示装置に利用することができる。
　１　　　　　　　表示装置
　２　　　　　　　基板
　３　　　　　　　バンク
　４　　　　　　　アノード
　５　　　　　　　正孔機能層
　６　　　　　　　発光層
　７　　　　　　　電子輸送層
　７Ｋ　　　　　　開口部
　７Ｐ、７Ｐａ～７Ｐｃ　発光層よりもカソードの近くに設けられた部分
　８　　　　　　　カソード
　９　　　　　　　第１絶縁層
　１０　　　　　　第２絶縁層
　１１　　　　　　通電層
　２０、２０’、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ　発光素子
　２１～２７　　　発光素子
　ＲＳＰ　　　　　赤色サブ画素
　ＧＳＰ　　　　　緑色サブ画素
　ＢＳＰ　　　　　青色サブ画素
　ＰＩＸ　　　　　画素
　ＤＡ　　　　　　表示領域
　ＮＤＡ　　　　　額縁領域

Claims (26)

  1. 　アノードと、
    　カソードと、
    　前記アノードと前記カソードとの間に備えられた発光層と、
    　前記発光層よりも前記カソードの近くに設けられた電子輸送層と、
    　前記発光層よりも前記カソードの近くに設けられ、前記発光層に連なる通電層と、を含み、
    　前記電子輸送層の厚み方向の側面と前記通電層の厚み方向の側面とが接しており、
    　前記電子輸送層の前記アノード側の面には、第１絶縁層が設けられており、
    　前記通電層の前記カソード側の面には、第２絶縁層が設けられている、発光素子。
  2. 　前記電子輸送層は、開口部を有し、
    　前記開口部に前記通電層が設けられている、請求項１に記載の発光素子。
  3. 　前記通電層は、前記発光層と同一材料により構成されている、請求項１または２に記載の発光素子。
  4. 　前記通電層は、前記発光層に含まれる発光材料を含む、請求項１または２に記載の発光素子。
  5. 　前記電子輸送層と前記第１絶縁層との界面は、前記通電層と前記第２絶縁層との界面よりも前記アノードの近くに設けられている、請求項１から４の何れか１項に記載の発光素子。
  6. 　前記アノードと前記発光層との間に正孔輸送層を備えており、
    　前記第１絶縁層と前記正孔輸送層との間には、前記発光層が設けられている、請求項１から５の何れか１項に記載の発光素子。
  7. 　平面視において、前記第１絶縁層と前記第２絶縁層とは、重畳していない、請求項１から６の何れか１項に記載の発光素子。
  8. 　平面視において、前記第１絶縁層の一部と前記第２絶縁層の一部とは、重畳している、請求項１から６の何れか１項に記載の発光素子。
  9. 　前記第１絶縁層は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化ジルコニウム及び酸化アルミニウムから選択される一つ以上を含み、
    　前記第２絶縁層は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化ジルコニウム及び酸化アルミニウムから選択される一つ以上を含む、請求項１から８の何れか１項に記載の発光素子。
  10. 　前記第１絶縁層と前記第２絶縁層とは、無機材料により構成されている、請求項１から９の何れか１項に記載の発光素子。
  11. 　前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層の少なくとも一方は、有機材料を含む、請求項１から９の何れか１項に記載の発光素子。
  12. 　前記第１絶縁層と前記第２絶縁層は、異なる材料を含む、請求項１から８の何れか１項に記載の発光素子。
  13. 　前記第１絶縁層と前記第２絶縁層とは、同一材料である、請求項１から８の何れか１項に記載の発光素子。
  14. 　前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層それぞれの厚さは、３ｎｍ以上である、請求項１から１３の何れか１項に記載の発光素子。
  15. 　前記通電層は、平面視において、メッシュ状に形成されている、請求項１から１４の何れか１項に記載の発光素子。
  16. 　前記電子輸送層は、平面視において、前記通電層の少なくとも一部を間に挟むストライプ状の第１部とストライプ状の第２部とを含むように形成されている、請求項１から１４の何れか１項に記載の発光素子。
  17. 　前記電子輸送層は、平面視において、複数の島状に形成されている、請求項１から１４の何れか１項に記載の発光素子。
  18. 　前記電子輸送層は、断面視において、複数の柱状に形成されている、請求項１から１７の何れか１項に記載の発光素子。
  19. 　前記電子輸送層は、平面視において、多角形状、円形状及び楕円形状の何れかの形状で形成されている、請求項１８に記載の発光素子。
  20. 　平面視において、前記電子輸送層の一部と接する前記通電層の第１境界線と前記電子輸送層の他の一部と接する前記通電層の第２境界線とは対向し、
    　前記第１境界線を構成する複数の点それぞれから前記第２境界線までの最短距離それぞれは、２０μｍ以下である、請求項１２から１９の何れか１項に記載の発光素子。
  21. 　断面視において、前記柱状に形成された部分の厚さ方向と直交する方向の最大幅は、２０μｍ以下である、請求項１８または１９に記載の発光素子。
  22. 　前記カソード及び前記アノードの一方は、金属材料で形成された膜厚１０ｎｍ以下の層であり、
    　前記カソード及び前記アノードの他方は、可視光を反射する導電性材料で形成された層である、請求項１から２１の何れか１項に記載の発光素子。
  23. 　前記カソード及び前記アノードの一方は、可視光を透過する導電性材料で形成された層であり、
    　前記カソード及び前記アノードの他方は、可視光を反射する導電性材料で形成された層である、請求項１から２１の何れか１項に記載の発光素子。
  24. 　前記発光層は、量子ドットを含む、請求項１から２３の何れか１項に記載の発光素子。
  25. 　前記発光層は、有機発光材料を含む、請求項１から２３の何れか１項に記載の発光素子。
  26. 　請求項１から２５の何れか１項に記載の発光素子を含む、表示装置。
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