CN111819707A - 元件、电子设备以及元件的制造方法 - Google Patents

元件、电子设备以及元件的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111819707A
CN111819707A CN201880090893.XA CN201880090893A CN111819707A CN 111819707 A CN111819707 A CN 111819707A CN 201880090893 A CN201880090893 A CN 201880090893A CN 111819707 A CN111819707 A CN 111819707A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
nanoparticles
solvent
liquid composition
nanoparticle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201880090893.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN111819707B (zh
Inventor
木本贤治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Publication of CN111819707A publication Critical patent/CN111819707A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111819707B publication Critical patent/CN111819707B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/30—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising bulk heterojunctions, e.g. interpenetrating networks of donor and acceptor material domains
    • H10K30/35—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising bulk heterojunctions, e.g. interpenetrating networks of donor and acceptor material domains comprising inorganic nanostructures, e.g. CdSe nanoparticles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/04—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction
    • H01L33/06—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction within the light emitting region, e.g. quantum confinement structure or tunnel barrier
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0352—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions
    • H01L31/035209—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions comprising a quantum structures
    • H01L31/035218—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions comprising a quantum structures the quantum structure being quantum dots
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/14—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/16—Electron transporting layers
    • H10K50/165—Electron transporting layers comprising dopants
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
    • H10K2102/301—Details of OLEDs
    • H10K2102/331—Nanoparticles used in non-emissive layers, e.g. in packaging layer
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/50—Photovoltaic [PV] devices
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H10K50/115—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers comprising active inorganic nanostructures, e.g. luminescent quantum dots
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52—PV systems with concentrators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Studio Devices (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

元件(1)包括包含纳米粒子(170)的电子传输层(17)、包含QD荧光体粒子(150)的QD层(15)以及以与电子传输层(17)和QD层(15)相邻的方式被夹持的混合层(16)。混合层(16)包括QD荧光体粒子(150m)和纳米粒子(170m)。

Description

元件、电子设备以及元件的制造方法
技术领域
本发明的一形态关于一种包括量子点(QuantumDot，QD)荧光体粒子的元件。
背景技术
近年来，已经使用了包括QD荧光体粒子(也称为半导体纳米粒子荧光体)的元件(更具体地，光电转换元件)。专利文献1公开了一种作为该元件的示例的发光元件。专利文献1的发光元件包括(i)包含QD荧光体粒子的层(发光层)，(ii)包含无机纳米粒子的层(电子注入/传输层或空穴注入/传输层)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本公表专利公报“特表2012-533156号”
发明内容
本发明所要解决的技术问题
本发明的一形态的目的在于，与现有元件相比元件的性能提高。
用于解决技术问题的技术方案
为了解决上述问题，本发明一形态的元件包括第一层，其包括第一纳米粒子；第二层，其包括与所述第一纳米粒子不同种类的纳米粒子即第二纳米粒子；以及第三层，其以与所述第一层和所述第二层相邻的方式被夹持，所述第一纳米粒子或所述第二纳米粒子中的一个为量子点荧光体粒子，所述第三层包括所述第一纳米粒子和所述第二纳米粒子。
有益效果
根据本发明一形态的元件，与现有相比，可以改善性能。
附图说明
图1是表示第一实施方式的元件的概略构成的图。
图2的(a)和(b)分别是用于说明第一实施方式中的混合层的作用的图。
图3是表示第二实施方式的元件的概略构成的图。
图4的(a)和(b)分别是用于说明第二实施方式中的混合层的作用的图。
图5是表示第三实施方式的元件的概略构成的图。
图6的(a)和(b)分别是用于说明第三实施方式中的混合层的作用的图。
图7是表示第四实施方式中的实施例1～8中的每一个的构成的图。
图8是表示适用于第五实施方式中的各层纳米粒子的材料的配体的示例的图。
具体实施方式
〔第一实施方式〕
图1表示第一实施方式的元件1(光电转换元件)的概略构成。包括元件1的电子设备称为电子设备100。在第一实施方式中，主要例示了元件1是发光元件的情况。作为发光元件的元件1也可以作为电子设备100(例如，显示装置)的光源使用。
将省略元件1包括的各构件中的与第一实施方式无关的构件的说明。也可以理解为，这些省略了说明的构件与公知的构件相同。此外，应当注意的是，各附图以概略性地说明各构件的形状、结构以及位置关系，未必按比例描绘。
(元件1的构成)
在元件1中，QD层15(量子点荧光体层，第一层)设置在第一电极12与第二电极18之间。在第一实施方式中，第一电极12是阳极(阳极电极)，第二电极18是阴极(阴极电极)。在本说明书中，从下面描述的基板11朝向第一电极12(或第二电极18)的方向称为上方。此外，与上方相反的方向称为下方。
QD层15包括QD荧光体粒子150(量子点荧光体粒子，第一纳米粒子)(参照后述的图2)。QD荧光体粒子150通过从第一电极12(阳极)供给的空穴(hole)和从第二电极18(阴极)供给的电子的重组发光。第一实施方式的QD层15用作发光层。
元件1从图1的基板11朝向上方依次包括第一电极12、空穴注入层(HoleInjectionLayer，HIL)13、空穴传输层(HoleTransportationLayer，HTL)14、QD层15、混合层16(第三层)、电子传输层(ElectronTransportationLayer，ETL)17(第二层)以及第二电极18。第一电极12和第二电极18中的每一个可以连接到未图示的电源(例如，直流电源)。
在第一实施方式中，将由QD层15、混合层16和电子传输层17构成的结构体称为层叠结构体LS。在层叠结构体LS中，将配置在最靠近基板11的层称为第一层(下层)。在第一实施方式中，QD层15是第一层。此外，在层叠结构体LS中，将配置在距基板11最远的位置的层称为第二层(上层)。在第一实施方式中，电子传输层17是第二层。这样，第一层配置在与第二层相比更靠近基板11的位置。
在层叠结构体LS中，将以与第一层和第二层相邻的方式被夹持的层称为第三层(中间层)。在第一实施方式中，混合层16是第三层。如下所述，第一层和第二层中的每一个均包含纳米粒子。以下，包含在第一层中的纳米粒子称为第一纳米粒子。此外，包含在第二层中的纳米粒子称为第二纳米粒子。第一纳米粒子和第二纳米粒子分别是不同种类的纳米粒子。
基板11支承第一电极12～第二电极18。基板11可以由透光性材料(例如，玻璃)构成，也可以由光反射性材料构成。第一电极12和第二电极18的每一个均由导电性材料构成。第一电极12电连接到空穴注入层13。第二电极18兼具促进电子从该第二电极18注入到QD层15中的电子注入层(ElectronInjectionLayer，EIL)的作用。
第一电极12和第二电极18是导电性电极(导电层)。第一电极12和第二电极18中的至少一个也可以是透射光(例如，从QD层15发出的光)的透光性电极。作为透光性电极的材料可以例举例如，ITO、IZO、ZnO、AZO和BZO。
第一电极12和第二电极18中的一个也可以是反射光的反射性电极。作为示例，作为反射性电极的材料可以例举Al、Cu、Au和Ag。由于这些金属材料相对于可见光具有高反射率(光透射率)，因此，适合于反射性电极。
通过利用电源在第一电极12(阳极)与第二电极18(阴极)之间施加顺向电压(使第一电极12与第二电极18相比位于高电位)，(i)可以将电子从第二电极18供给到QD层15，并且(ii)可以将空穴从第一电极12供给到QD层15。结果，在QD层15中，可以随着空穴和电子的重组产生光。通过电源施加电压也可以由未图示的TFT(ThinFilmTransistor，薄膜晶体管)控制。
空穴注入层13促进空穴从第一电极12注入到QD层15中。作为空穴注入层13的材料可以例举，例如PEDOT：PSS、氧化镍、掺杂锂的氧化镍、氧化钨以及ITO(铟锡氧化物)等。
空穴传输层14包含空穴传输性优异的材料。作为第一实施方式中的空穴传输层14的材料，可以使用的例如：PVK(Poly(N-vinylcarbazole))、α-NPD(N,N'-Di-1-naphthyl-N,N'-diphenylbenzidine)、poly-TPD(Poly[N,N'-bis(4-butylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidine]以及氧化镍等。如后所述，空穴传输层14也可以包含空穴传输性优异的材料作为纳米粒子140(参照图6)。
QD层15内的QD荧光体粒子150的材料是具有价带能级和导带能级的发光材料(例如，无机发光材料)。作为示例，QD荧光体粒子150的粒径也可以为4nm～16nm左右(参照后述的第四实施方式)。
在QD荧光体粒子150中，当注入空穴和电子时，产生通过库仑相互作用将空穴和电子结合的激子(Exciton)。QD荧光体粒子150随着激子消失等空穴和电子的重组发出预定波长带的光。更具体地，当激子能级或导带中的电子跃迁至价带时，QD荧光体粒子150发光。此外，由于电子和空穴通过带隙中的能级(施主能级(Donor level)或受主能级(Acceptorlevel)等)的重组，QD荧光体粒子150可以发光。这样，QD层15通过电致发光(Electro-Luminescence，EL)(更具体地，注入型EL)发光。由于QD荧光体粒子150具有高的发光效率(能量转换效率)，因此适合于提高元件1的发光效率。
在第一实施方式中，元件1作为电子设备100的光源使用。因此，优选地，QD荧光体粒子150的带隙以由EL发出预定波长范围的可见光的方式设定。
优选地，QD荧光体粒子150是可见光的散射性低的粒子。QD荧光体粒子150的材料包含例如选自由“CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、InN、InP、InAs、InSb、AlP、AlS、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、PbS、PbSe、Si、Ge、MgS、MgSe和MgTe”以及这些的组合构成的组中的至少两种以上的半导体材料。或者，QD荧光体粒子150也可以是该两种以上的材料固溶的半导体材料。或者，作为QD荧光体粒子150的材料(半导体材料)，也可以使用包含“CuInS2、CuGaS2、CuInSe2、CuGaSe2、AgInS2、AgGaS2、AgInSe2、AgGaSe2和ZnS”或这些材料中的两种以上的化合物材料。或者，QD荧光体粒子150也可以是该两种以上的材料固溶的半导体材料。上述材料的纳米级晶体(半导体晶体)作为QD荧光体粒子150的材料使用。
QD荧光体粒子150也可以是两组分核型、三组分核型、四组分核型、核壳型或核多壳型的QD荧光体粒子。此外，QD荧光体粒子150也可以是掺杂了的QD荧光体粒子，或者也可以是具有倾斜组成的QD荧光体粒子。
在以下描述的图2中，例示了球状的QD荧光体粒子150(第一纳米粒子)。但是，QD荧光体粒子150的形状不限于球状。例如，QD荧光体粒子150的形状也可以棒状、线状、盘状、三角锥状或四角锥状等。QD荧光体粒子150的形状也可以应用公知的任意形状。这方面，第二纳米粒子也是同样地。
另外，第一纳米粒子的粒径是指具有与透射型电子显微镜像中的该第一纳米粒子的面积相同的面积的圆的直径。作为示例，当第一纳米粒子是球状时，第一纳米粒子的粒径是指该第一纳米粒子的直径。第二纳米粒子的粒径也是同样地。
电子传输层17包括电子传输性优异，且阻碍(阻挡)空穴的传输(移动)的材料。该材料也可以作为纳米粒子(半导体纳米粒子)包含在电子传输层17内部。在第一实施方式中，电子传输层17包括纳米粒子170(第二纳米粒子)作为该材料(参照图2)。作为纳米粒子170的材料可以例举，例如ZnO、TiO2、Ta2O3和SrTiO3。
在本说明书中，将包含在第一层(例如，QD层15)的第一纳米粒子(例如，QD荧光体粒子150)的粒径分布的中央值(中位直径：d50)称为第一中央值D1。同样地，将包含在第二层(例如，电子输送层17)的第二纳米粒子(例如，纳米粒子170)的粒径分布的中央值(中位直径：d50)称为第二中央值D2。
第一中央值D1和第二中央值D2中大的一方称为Dm。即，Dm＝Max(D1，D2)。如图2所示，在第一实施方式中，QD荧光体粒子150的粒径小于纳米粒子170的粒径。因此，D1<D2。因此，Dm＝D2。
但是，QD荧光体粒子150的粒径不必一定设定为比纳米粒子170的粒径更小。也可以将QD荧光体粒子150的粒径设定为比纳米粒子170的粒径更大(参照后述的第四实施方式)。
混合层16以与QD层15和电子传输层17相邻的方式被夹持。混合层16与QD层15的上表面接触并且与电子传输层17的下表面接触。如图2所示，混合层16包含QD荧光体粒子150和纳米粒子170两种纳米粒子。
(比较例：元件1r)
图2是用于说明混合层16(第三层)的作用的图。图2的(a)示出了作为元件1的比较例的元件1r。元件1r为从元件1去除混合层16的构成。因此，在元件1r中，QD层15的上表面与电子传输层17的下表面接触。
在QD层15(第一层)的内部，在多个QD荧光体粒子150(第一纳米粒子)之间形成有空隙(第一空隙)。因此，通过多个QD荧光体粒子150在QD层15的上表面形成凹凸形状。此外，在电子传输层17(第二层)内部，在多个纳米粒子170(第二纳米粒子)之间形成有空隙(第二空隙)。因此，通过多个纳米粒子170在电子传输层17的下表面上形成凹凸形状。
关于元件1r的构成，本申请的发明人(以下称为发明人)新发现以下发现：“由于第一纳米粒子的粒径小于第二纳米粒子的粒径，因此第一空隙小于第二空隙。因此，难以将第二纳米粒子配置为在第一层和第二层之间的界面附近填埋第一空隙。此外，难以将第一纳米粒子配置为在上述界面附近填埋第二空隙。”。
基于上述要点，发明人新发现以下发现：“在元件1r中，由于第一纳米粒子和第二纳米粒子之间的尺寸差异，第一层和第二层之间的接触性不良。即，在元件1r中，第一纳米粒子网络(由第一纳米粒子构成的网络)与第二纳米粒子网络(由第二纳米粒子构成的网络)之间的接触不良。”。
进一步地，发明人新发现以下发现：“在元件1r内部，由于第一纳米粒子网络和第二纳米粒子网络之间的接触性而引起不能使载流子充分有效地移动。因此，在元件1r中，不能实现足够高的发光效率(能量转换效率)。”。发明人新发现了与元件1r相关的上述问题。
(混合层16的作用)
基于与元件1r相关的上述问题，发明人新想到以下构成：“在元件1上述设置层叠结构体LS。即，在第一层和第二层之间设置第三层(例如，混合层16)”。
在图2的(b)示出了元件1的层叠结构体LS。混合层16(i)与第一层(QD层15)和第二层(电子传输层17)相邻，且(ii)包含第一纳米粒子(QD荧光体粒子150)和第二纳米粒子(纳米粒子170)。为了便于说明，将包含在混合层16中的QD荧光体粒子150也称为QD荧光体粒子150m(第三层内第一纳米粒子)。此外，包含在混合层16的纳米粒子170也称为纳米粒子170m(第三层内第二纳米粒子)。
第三层至少在第三层和第一层之间的界面处(即，在第三层的下表面上)包含纳米粒子170m(第三层内第二纳米粒子)。进一步地，第三层至少在第三层与第二层之间的界面处(即，在第三层的上表面上)包括QD荧光体粒子150m(第三层内第一纳米粒子)。
通过设置第三层，可以通过QD荧光体粒子150m适当地填充第一空隙。另外，可以使纳米粒子170m与包含在第二层中的纳米粒子170适当地接触。此外，在第三层的内部，形成在纳米粒子170m之间的空隙可以通过QD荧光体粒子150m来适当地填充。
如上所述，根据元件1，通过设置第三层，与元件1r相比，可以改善第一纳米粒子网络和第二纳米粒子网络的接触性。因此，在元件1内部，可以更有效地使载流子移动。结果，可以实现足够高的发光效率。如上所述，根据第一实施方式，可以提供与以往相比性能优异的元件(发光元件)。
(混合层16的厚度)
第一层的膜厚度(厚度)是d1，第二层的膜厚度是d2，第三层的膜厚度是d3。d1和d2中的大的一方的值称为dm。即，dm＝Max(d1，d2)。
发明人新发现以下发现：“d3优选大于Dm(在第一实施方式中为D2)的两倍，且小于dm”。即，发明人新发现，d3优选满足下式(1)，即2×Dm＜d3＜dm…(1)的关系。
具体地，发明人新发现以下问题：“当d3太小时(例如，当d3≤2×Dm时)，在元件1的第二层和第三层之间的界面附近，纳米粒子170和包含在第二层中的纳米粒子170m之间的接触面积降低。即，不能有效地改善第一纳米粒子网络和第二纳米粒子网络之间的接触。结果，元件1的发光效率可能降低。”。基于这一点，发明人将d3的优选数值范围的下限值设定为2×Dm。
进一步地，发明人新发现以下问题：“当d3太大时(当d3≥dm时)，第三层的电阻增加。其结果，元件1的发光效率可能降低。”。发明人d3的优选数值范围的下限值设定为dm。如上所述，式(1)是发明人新发现的d3的优选数值范围。
(在混合层16中的第三层内粒径大纳米粒子和第三层内粒径小纳米粒子)
发明人进一步发现：在元件1中(当D1<D2时)，QD荧光体粒子150m(第三层内第一纳米粒子)和纳米粒子170m(第三层内第二纳米粒子)的适当比例。具体而言，发明人发现：在混合层16中，纳米粒子170m(粒径大的纳米粒子)与QD荧光体粒子150m(粒径小的纳米粒子)的比例(比率)优选按体积比为QD荧光体粒子150m：纳米粒子170m＝1：3～3：1。
在此，在包含在混合层16的第三层内第一纳米粒子和第三层内第二纳米粒子中的粒径(更具体地，粒径分布的中央值)更大的纳米粒子(以下：第三层内粒径大纳米粒子)的比例(体积％)为NN1。在元件1的情况下，纳米粒子170m是第三层内粒径大纳米粒子。
此外，包含在混合层16的第三层内第一纳米粒子和第三层内第二纳米粒子中的粒径(更具体地，粒径分布的中央值)更小的纳米粒子(以下，第三层内粒径小纳米粒子)的比例(体积％)为NN2。在元件1的情况下，纳米粒子150m是第三层内粒径小纳米粒子。
上述比例的关系也可以表示为以下式(2)，即1/3≤NN1/NN2≤3…(2)。
如上所述，发明人发现第三层内粒径大纳米粒子与第三层内粒径小纳米粒子的比率按体积比优选为1/3以上且3以下。
发明人新发现以下问题：“在第三层内粒径大纳米粒子的数量与第三层内粒径小纳米粒子的数量显著偏离的情况下，在第三层中，难以形成数量少的一方的纳米粒子的网络(第一纳米粒子网络或第二纳米粒子网络的一个)。结果，元件1的发光效率可能降低。
基于这一点，发明人将第三层内纳米粒子和第三层内粒径小纳米粒子的比例的适当数值范围如式(2)设定。另外，即使在D1＞D2的情况下(后述的第二实施方式)，式(2)的关系也成立。
另外，发明人发现，更优选地，满足以下式(3)，即1/2≤NN1/NN2≤2…(3)的关系。
当满足式(3)时，第一纳米粒子网络与第二纳米粒子网络之间的接触性能进一步改善。另外，即使在D1＞D2的情况下(后述的第二实施方式)，表达式(3)的关系也成立。
〔变形例〕
QD层15也可以作为吸收预定波长带的光并产生电信号(例如，电压或电流)的光吸收层使用。即，元件1也可以作为受光元件使用。在这种情况下，QD层15作为能量转换效率(发电效率)优异的光吸收层发挥功能。电子设备100也可以是例如太阳能电池。或者，作为光接收元件的元件1也可以作为摄像元件(图像传感器)使用。在这种情况下，电子设备100也可以是摄像装置(例如，数码相机)。
当元件1作为受光元件使用时，QD荧光体粒子150的带隙也可以以不通过EL发射可见光的方式设定。例如，QD荧光体粒子150的带隙设置为通过EL或PL(Photo-Luminescence，光致发光)发射不可见光(例如，紫外光或红外光)。
〔变形例〕
纳米粒子170的带隙优选大于QD荧光体粒子150的带隙。通过以这种方式设定纳米粒子170的带隙，可以防止由QD荧光体粒子150发出的光被纳米粒子170吸收。进一步地，纳米粒子170的带隙优选为3.1eV以上。通过以这种方式设定纳米粒子170的带隙来提高在整个可见光带区域的光提取效率。因此，可以提高元件1中的可见光的利用效率。例如，由于可以有效地利用从元件1(发光元件)发出的可见光，因此，可以适当地利用元件1作为显示装置和照明装置的光源。
〔第二实施方式〕
图3表示第二实施方式的元件2的概略构成。在元件2中，除了基板11以外的各构件以与元件1相反的顺序层叠。元件2从下方朝向上方依次包括基板11、第二电极18、电子传输层17(第一层)、混合层26(第三层)、QD层15(第二层)和空穴传输层14、空穴注入层13和第一电极12。
在第二实施方式中，将由QD层15、混合层26和电子传输层17构成的结构体称为层叠结构体LS2。在层叠结构体LS2中，各构件的上下关系与层叠结构体LS的上下关系反转。因此，在第二实施方式中，电子传输层17是第一层，QD层15是第二层。
因此，在第二实施方式中，纳米粒子170是第一纳米粒子，QD荧光体粒子150是第二纳米粒子。在第二实施方式中，与在第一实施方式同样地，纳米粒子170的粒径设为大于QD荧光体粒子150的粒径。因此，在第二实施方式中，D1＞D2。因此，Dm＝D1。
(比较例：元件2r)
图4是用于说明混合层26(第三层)的作用的图。图4的(a)示出了作为元件2的比较例的元件2r。元件2r为从元件2去除混合层26的构成。因此，在元件2r中，电子传输层17的上表面与QD层15的下表面接触。
此外，电子传输层17的下表面与作为导电层的第二电极18(电子注入层)接触。在第二实施方式中，在电子传输层17(第一层)内部，多个纳米粒子170(第一纳米粒子)之间形成有空隙(第一空隙)。
与元件2r相关的构成，发明人新发现以下发现：“第二纳米粒子(QD荧光体粒子150)的粒径小于第一纳米粒子的粒径。因此，由第一纳米粒子构成的第一层可能形成尺寸大于第二纳米粒子的粒径的空隙(第一空隙)。因此，第二纳米粒子容易配置成侵入第一空隙内。”。
接着，发明人新发现以下发现：“在第一层中，存在许多部分，其中尺寸大于第二纳米粒子的第一空隙从第二层侧穿透到电子注入层。当在这样的第一层上形成第二层时，第二纳米粒子被配置为侵入第一空隙中，已经进入第一空隙的第二纳米粒子的一部分与电子注入层接触。即，在第一层中形成第二纳米粒子网络，并且第二纳米粒子网络与电子注入层接触。”。
进一步地，发明人新发现以下发现：“由于第二纳米粒子网络与电子注入层接触，电子传输层(第一层)的空穴阻挡功能被损害。因此，元件2r的发光效率降低。即，在元件2r中，不能实现足够高的发光效率。”。发明人新发现了与元件2r相关的上述问题。
另外，发明人新发现以下发现：“(i)通过第二纳米粒子侵入到第一空隙中形成第二纳米粒子网络，以及(ii)形成的该第二纳米粒子网络与电子注入层的接触可以在元件的动作中随着时间的流逝进展。这些会大大地损害元件2r的可靠性。”。发明人还新发现了与元件2r相关的上述问题。
(混合层26的作用)
基于与元件2r有关的上述问题，发明人新想到以下构成，“在元件2上设置层叠结构体LS2。”。即，在第一层和第二层之间设置第三层(例如，混合层26)。
图4的(b)示出了元件2的层叠结构体LS2。混合层26(i)与第一层(电子传输层17)和第二层(QD层15)相邻，且(ii)包括第一纳米粒子(纳米粒子170)和第二纳米粒子(QD荧光体粒子150)。与第一实施方式同样地，包含在混合层26中的QD荧光体粒子150也称为QD荧光体粒子150m(第三层内第二纳米粒子)，包含在混合层26中的纳米粒子170也称为纳米粒子170m(第三层内第一纳米粒子。
第二实施方式的第三层作为防止第二层的第二纳米粒子侵入第一空隙的物理的障碍(阻挡层)发挥功能。第三层至少在第三层与第一层之间的界面处(即，在第三层的下表面)包括QD荧光体粒子150m(第三层内第二纳米粒子)。进一步地，第三层至少在第三层和第二层之间的界面处(即，在第三层的上表面)包括纳米粒子170m(第三层内第一纳米粒子)。因此，通过设置第三层(QD荧光体粒子150m和纳米粒子170m)，第二层的第二纳米粒子难以侵入第一层中。结果，在第一层中难以形成第二纳米粒子网络。
即，可以减小第二纳米粒子网络接触电子注入层的可能性。结果，可以防止电子传输层(第一层)的空穴阻挡功能丧失。因此，在元件2中，电子传输层可以有效地发挥空穴阻挡功能。因此，可以实现足够高的发光效率。如上所述，通过第二实施方式，也可以提供一种具有比现有性能更优异的元件。
(混合层26的膜厚度)
发明人新发现，在元素2中，d3也优选满足上述式(1)。d3的优选数值范围的上限值(dm)的依据与第一实施方式相同。
发明人新发现以下问题，“当d3太小时(例如，d3≤2×Dm)，在元件2的第三层中可能出现空隙。因此，第三层作为阻挡层的功能降低。因此，第二层的第二纳米粒子容易侵入第一层。结果，元件2的发光效率可能降低。”。
因此，在元件2中，发明人也将d3的优选数值范围的下限值设定为2×Dm。因此，式(1)可以适用于(i)D1＜D2的情况(第一实施方式)和(ii)D2＞D1的情况(第二实施方式)的任意一种情况。
〔第三实施方式〕
图5表示第三实施方式的元件3的概略构成。装置3从下方朝向上方依次包括基板11、第一电极12、空穴注入层13、空穴传输层14(第一层)、混合层36(第三层)、QD层15(第二层)、电子传输层17以及第二电极18。即，在元件3中，混合层和QD层之间的上下关系与第一实施方式中的上下关系反转。
在第三实施方式中，将由空穴传输层14、混合层36和QD层15构成的结构体称为层叠结构体LS3。在第三实施方式中，空穴传输层14包括空穴传输性优异的材料作为纳米粒子140(第一纳米粒子)(参照图6)。作为纳米粒子140的材料可以例举NiO、Cr2O3、Cu2O、CuO和CuAlO2等。
在第三实施方式中，空穴传输层14是第一层，QD层15是第二层。因此，在第三实施方式中，纳米粒子140是第一纳米粒子，QD荧光体粒子150是第二纳米粒子。在第三实施方式中，纳米粒子140的粒径小于QD荧光体粒子150的粒径。因此，在第三实施方式中，D1＜D2。因此，Dm＝D2。
但是，QD荧光体粒子150的粒径不必一定设定为大于纳米粒子140的粒径。也可以将QD荧光体粒子150的粒径设定为小于纳米粒子140的粒径(参照后述的第四实施方式)。
(比较例：元件3r)
图6是用于说明混合层36(第三层)的作用的图。图6的(a)示出了作为元件3的比较例的元件3r。元件3r为从元件3去除混合层36的构成。因此，在元件3r中，空穴传输层14的上表面与QD层15的下表面接触。
发明人确认，在元件3r中，也会发生与元件1r相同的问题。即，发明人确认“在元件3r中，第一纳米粒子网络和第二纳米粒子网络之间的接触性能并不良好。因此，不能实现足够高的发光效率。”。
(混合层36的作用)
图6的(b)示出了元件3的层叠结构体LS3。混合层36(i)与第一层(空穴传输层14)和第二层(QD层15)相邻，且(ii)包括第一纳米粒子(纳米粒子140)和第一纳米粒子(QD荧光体粒子150)。为了便于说明，包含在混合层36中的纳米粒子140称为纳米粒子140m(第三层内第一纳米粒子)，包含在混合层36中的QD荧光体粒子150称为QD荧光体粒子150m(第三层内第二纳米粒子)。在元件3的情况下，QD荧光体粒子150m是第三层内粒径大纳米粒子，纳米粒子140m是第三层内粒径小纳米粒子。
在元件3中，通过设置第三层(纳米粒子140m和QD荧光体粒子150m)，与元件3r相比，可以提高第一纳米粒子网络和第二纳米粒子网络之间的接触性。如上所述，通过第三实施方式，可以提供一种与现有元件相比性能优异的元件。
〔第四实施方式〕
本发明的一形态的元件从基板侧朝向上方包括第一层(下层)、第三层(混合层，中间层)和第二层(上层)。下层和上层的组合的示例如以下的实施例1～8所述。
图7是表示实施例1～8中的每一个构成的表。以下，QD层缩写为“QDL”，电子传输层缩写为“ETL”，空穴传输层缩写为“HTL”。此外，第一纳米粒子(包含在下层中的纳米粒子)缩写为“NP1”，第二纳米粒子(包含在上层中的纳米粒子)缩写为“NP2”。
如下所述，下层或上层的一层是QDL。因此，NPD或NP2的一个是QD荧光体粒子150。另一方面，下层或上层中的另一个是ETL或HTL。因此，NP1或NP2中的另一个是纳米粒子140或纳米粒子170。
(实施例1)
·下层：QDL；
·上层：ETL；
D1<D2(NP1与NP2相比尺寸小)；
实施例1相当于第一实施方式中说明的构成。根据实施例1，产生以下效果(以下，效果A)：“通过设置第三层，可以改善第一纳米粒子网络和第二纳米粒子网络之间的接触性。”。
作为实施例1的典型例，D1＝8nm，d1＝40nm，D2＝16nm，d2＝80m，d3＝40nm。在图7中，括号内的数值表示优选的数值范围。在实施例1中，优选D1为4～16nm，d1为8～80nm，D2为8～60nm，d2为40～160nm。
在实施例1的典型例的情况下，由于Dm＝D2＝16nm，因此2×Dm＝32nm。此外，dm＝d2＝80nm。因此，在实施例1的典型例中，d3优选为32～80nm。
(实施例2)
·下层：ETL；
·上层：QDL；
D1>D2(NP2与NP1相比尺寸小)；
实施例2相当于第二实施方式中说明的构成。根据实施例2，可以起到以下效果(以下，效果B)：“通过设置第三层，可以防止从第二层(上层)延伸至第一层(下层)的下方形成第二纳米粒子网络。”。
在实施例2的典型例中，(i)D1和D2与实施例1的典型例反转，且(ii)d1和d2与实施例1的典型例相反。D1～d2的每一个的优选数值范围也相同。
在实施例2的典型例的情况下，由于Dm＝D1＝16nm，因此2×Dm＝32nm。此外，dm＝d1＝80nm。因此，在实施例2的典型例中，Dm和dm的值等于实施例1的典型例的值。因此，在实施例2的典型例中，d3的优选数值范围与实施例1的典型例相同。
(实施例3)
·下层：QDL；
·上层：ETL；
·D1>D2；
在实施例3中，NP1的尺寸和NP2的尺寸的大小关系与实施例1相反。在实施例3中，NP1的尺寸和NP2的尺寸的大小关系与实施例2的相同。因此，起到了效果B。
在实施例3的典型例中，D1和d1与实施例1中的相同。作为实施例3的典型例，D2＝3nm，d2＝80m，d3＝30nm。实施例3中，D2优选为1～13nm，d2优选为40～160nm。
在实施例3的典型例的情况下，由于Dm＝D1＝8nm，因此2×Dm＝16nm。此外，dm＝d2＝80nm。因此，在实施例3的典型例中，d3优选为16～80nm。
(实施例4)
·下层：ETL；
·上层：QDL；
·D1<D2；
在实施例4中，NP1的尺寸和NP2的尺寸的大小关系与实施例2相反。在实施例4中，NP1的尺寸和NP2的尺寸的大小关系与实施例1的相同。因此，起到了效果A。
在实施例4的典型例中，(i)D1和D2与实施例3的典型例反转，且(ii)d1和d2与实施例3的典型例相反。D1～d2的每一个的优选数值范围也相同。
在实施例4的典型例的情况下，由于Dm＝D2＝8nm，因此2×Dm＝16nm。此外，dm＝d1＝80nm。因此，在实施例4的典型例中，Dm和dm的值等于实施例3的典型例的值。因此，在实施例4的典型例中，d3的优选数值范围与实施例3的典型例相同。
(实施例5)
·下层：QDL；
·上层：HTL；
·D1＜D2；
实施例5构成为将实施例1的上层从ETL替换为HTL。在实施例5中，NP1的尺寸和NP2的尺寸的大小关系与实施例1的相同。因此，起到了效果A。在实施例5中，D1～d2的每一个与实施例1相同。因此，在实施例5中，d3也与实施例1相同。
(实施例6)
·下层：HTL；
·上层：QDL；
·D1>D2；
实施例6构成为将实施例2的下层从ETL替换为HTL。在实施例6中，NP1的尺寸和NP2的尺寸的大小关系与实施例2的相同。因此，起到了效果B。在实施例6中，D1～d2的每一个与实施例2相同。因此，在实施例6中，d3也与实施例2相同。
(实施例7)
·下层：QDL；
·上层：HTL；
·D1>D2；
在实施例7中，NP1的尺寸和NP2的尺寸的大小关系与实施例5相反。在实施例7中，NP1的尺寸和NP2的尺寸的大小关系与实施例2的相同。因此，起到了效果B。在实施例7中，D1～d2的每一个与实施例3相同。因此，在实施例7中，d3也与实施例3相同。
(实施例8)
·下层：HTL；
·上层：QDL；
·D1<D2；
实施例8相当于第三实施方式中说明的构成。在实施例8中，NP1的尺寸和NP2的尺寸的大小关系与实施例1的相同。因此，起到了效果A。在实施例8中，D1～d2的每一个与实施例4相同。因此，在实施例8中，d3也与实施例4的相同。
〔第五实施方式〕
在本发明一形态的元件的制造方法中，依次形成第一层(下层)、第三层(混合层，中间层)以及第二层(上层)。以下，将描述该制造方法的示例。
首先，准备(i)作为第一层材料的第一液体组合物(第一纳米粒子分散在溶剂中的液体组合物)，(ii)作为第二层材料的第二液体组合物(分散在第二纳米粒子溶剂中的液体组合物)，以及(iii)作为第三层材料的第三液体组合物(第一纳米粒子和第二纳米粒子分散在溶剂中的液体组合物)。
另外，关于各液体组合物的溶剂，优选地，以第一液体组合物、第三液体组合物和第二液体组合物的涂布顺序交替使用非极性溶剂(疏水性溶剂)和极性溶剂(亲水性溶剂)。作为非极性溶剂的示例可以例举己烷、辛烷或甲苯等。此外，作为极性溶剂的示例可以例举水、甲醇、乙醇以及IPA(异丙醇)等。
例如，优选地，当使用非极性溶剂作为第一液体组合物的溶剂(以下，第一溶剂)时，(i)使用极性溶剂作为第三液体组合物的溶剂(以下，第三溶剂)，(ii)使用非极性溶剂作为第二液体组合物的溶剂(以下，第二溶剂)。另一方面，优选地，当使用极性溶剂作为第一溶剂时，(i)使用非极性溶剂作为第三溶剂，(ii)使用极性溶剂作为第二溶剂。
如上所述，通过使第三溶剂的极性(亲水性)不同于第一溶剂和第二溶剂的极性，可以防止第三层和第一层/第二层之间的成分混合。例如，可以防止包含在第三层中的第一纳米粒子和第二纳米粒子(例如，在元件1的情况下，包含在混合层16中的QD荧光体粒子150m和纳米粒子170m)与(i)包含在第一层中的第一纳米粒子(例如，包含在QD层15中的QD荧光体粒子150)和(ii)包含在第二层中的第二纳米粒子(例如，包含在电子传输层17中的纳米粒子170)混合。
接着，形成第一层。首先，将第一液体组合物(包含第一纳米粒子的液体组合物)涂布到已经成膜的预定层(例如，在元件1的情况下为空穴传输层14)的上表面上，形成第一液体组合物的涂布膜。然后，随着第一溶剂的挥发(例如，使涂布膜自然干燥)，涂布膜被固化(硬化)。结果，可以形成第一层。
之后，将第三液体组合物(包含第一纳米粒子和第二纳米粒子的液体组合物)涂布到成膜的第一层的上表面，形成第三液体组合物的涂布膜。然后，通过使第三溶剂挥发来形成第三层。
接着，将第二液体组合物(包含第二纳米粒子的液体组合物)涂布到成膜的第三层的上表面，形成第二液体组合物的涂布膜。然后，通过使第二溶剂挥发来形成第二层。如上所述，可以获得从下侧依次具有第一层、第三层和第二层的元件。
(适用于纳米粒子的配体示例)
在第一液体组合物中，为了将第一纳米粒子适当地分散在溶剂中，优选进一步包括将该第一纳米粒子作为受体的配体(日语：配位子)(第一配体)。第一配体还担任保护第一纳米粒子的表面的作用。当使用包含第一纳米粒子和第一配体的第一液体组合物时，可以获得第一纳米粒子的表面被第一配体保护的第一层。因此，第一层的化学或物理稳定性提高。
同样地，在第二液体组合物中，为了将第二纳米粒子适当地分散在溶剂中，优选进一步包含将该第二纳米粒子作为受体的配体(第二配体)。第二配体还担任保护第二纳米粒子的表面的作用。当使用包含第二纳米粒子和第二配体的第二液体组合物时，可以获得第二纳米粒子的表面被第二配体保护的第二层。因此，第二层的化学或物理稳定性提高。
在第三液体组合物中，为了将第一纳米粒子适当地分散在溶剂中，优选进一步包含将该第一纳米粒子作为受体的配体(第三配体)。第三配体还担任保护第一纳米粒子的表面的作用。当使用包含第一纳米粒子和第三配体的第三液体组合物时，可以获得第一纳米粒子的表面被第三配体保护的第三层。因此，第三层的化学或物理稳定性提高。
进一步地，第三液体组合物中，为了将第二纳米粒子适当地分散在溶剂中，优选进一步包含将该第二纳米粒子作为受体的配体(第四配体)。第四配体还担任保护第二纳米粒子的表面的作用。当使用包含第二纳米粒子和第四配体的第三液体组合物时，可以获得第二纳米粒子的表面被第四配体保护的第三层。因此，第三层的化学或物理稳定性进一步提高。
图8是表示适合于各层(QDL、HTL和ETL)的纳米粒子的材料的配体的示例的表。图8中的各层是下层(第一层)或上层(第二层)。因此，图8中的各纳米粒子是第一纳米粒子或第二纳米粒子。由于已经说明了图8中的各纳米粒子的材料，因此将不再重复说明。
图8中的“R”表示疏水基。即，配体也可以包括疏水基。作为该疏水基的示例可以例举烷基(CnH2n+1)和烯基(CnH2n-1)。另外，n优选为8-18左右。该疏水基优选为直链烃基。即，配体优选包含直链烃基。
(将纳米粒子分散在非极性溶剂的情况)
当QDL的纳米粒子(例如，QD荧光体粒子150)分散在非极性溶剂中时，配体的种类为例如硫醇(R-SH)、胺(R-NH2)和有机磷化合物等。作为硫醇，例如使用十二烷硫醇。作为胺，例如使用油胺、十二烷基胺以及十六烷基胺等。作为有机磷化合物等，例如使用三辛基膦和三辛基膦氧化物。
当HTL的纳米粒子(例如，纳米粒子140)和ETL的纳米粒子(例如，纳米粒子170)分散在非极性溶剂中时，配体的种类是例如羧酸(R-COOH)和胺等。作为羧酸，例如使用棕榈酸和油酸。作为胺，例如使用十六烷基胺和油胺。
(将纳米粒子分散在极性溶剂中情况)
当将QDL的纳米粒子分散在极性溶剂中时，配体的种类例如为A1-R1-B1(R1：含有烃的原子团，A1：与纳米粒子配位的官能团，B1：具有极性的官能团)。作为R1的示例可以例举(i)亚烷基(CnH2n)和(ii)通过从烯基除去一个氢获得的不饱和烃基(CnH2n-2)。另外，n优选为8以上且18以下。在这种情况下，可以获得高发光效率。此外，该原子团优选包括直链烃基。即，配体优选包含直链烃。在这种情况下，可以获得高发光效率。作为A1的示例可以例举氨基(-NH2)和巯基(-SH)等。此外，作为B1的示例可以例举羟基(-OH)、羧基(-COOH)和氨基等。
作为配体的具体示例可以例举12-氨基-1-十二烷硫醇、12-氨基十二烷酸以及12-巯基十二烷酸等。此外，“R1”也可以包含聚乙二醇。在这种情况下，在极性溶剂中的分散性变得良好。
另一方面，当将HTL的纳米粒子和ETL的纳米粒子分散在极性溶剂中时，配体的种类为例如A2-R2-B2(R2：含有烃的原子团，A2：与纳米粒子配位的官能团，B2：具有极性的官能团)。作为R2的示例可以例举(i)亚烷基(CkH2k)，以及(ii)通过从烯基除去一个氢获得的不饱和烃基(CkH2k-2)。另外，k优选为1以上且7以下。在这种情况下，纳米粒子之间的载流子传导变得良好。该原子团优选包括直链烃基。即，配体优选包含直链烃基。作为配体的具体示例可以例举乙醇胺、3-氨基丙酸以及乙醇酸等。作为A2的示例可以例举羧基和氨基等。作为B2的示例，与上述B1同样地，可以例举羟基、羧基以及氨基等。
另外，当HTL的纳米粒子和ETL的纳米粒子由无机氧化物构成时，可以省略配体。该原因是因为由无机氧化物构成的纳米粒子与极性溶剂的亲和性高。
此外，第三层中的第一纳米粒子和第二纳米粒子分布越均匀，可以更适合实现的上述效果A和效果B。即，第三层中的第一纳米粒子和第二纳米粒子分布优选是大致均匀的。
当第三溶剂是极性溶剂时，B1和B2(具有极性的官能团)优选是相同的官能团。在这种情况下，可以抑制在第三层中相同种类的纳米粒子无处不在。因此，提高了第三层中的第一纳米粒子和第二纳米粒子的分布的均匀性，并且更合适地获得了效果A和效果B。
进一步地，R1和R2(含烃的原子团)优选为相同原子。在这种情况下，可以进一步抑制第三层中相同种类的纳米粒子无处不在。因此，第三层中的第一纳米粒子和第二纳米粒子的分布均匀性进一步提高，并且更有效地起到效果A和效果B。
此外，当第三溶剂是非极性溶剂时，优选与第一纳米粒子配位的配体的疏水基和与第二纳米粒子配位的配体的疏水基相同。在这种情况下，由于可以有效地抑制第三层中的相同种类的纳米粒子遍布，因此，可以适当地起到效果A和效果B。
〔总结〕
形态一的元件构成为，所述元件包括：第一层，其包括第一纳米粒子；第二层，其包括与所述第一纳米粒子不同种类的纳米粒子即第二纳米粒子；以及第三层，其以与所述第一层和所述第二层相邻的方式被夹持，所述第一纳米粒子或所述第二纳米粒子中的一个为量子点荧光体粒子，所述第三层包括所述第一纳米粒子和所述第二纳米粒子。
形态二的元件构成为，所述元件进一步包括基板，其支承所述第一层、所述第二层以及所述第三层，所述第一层配置在与所述第二层相比靠近所述基板的位置，将包含在所述第一层的所述第一纳米粒子的粒径分布的中央值设为第一中央值，将包含在所述第二层的所述第二纳米粒子的粒径分布的中央值设为第二中央值，所述第一中央值小于所述第二中央值。
形态三的元件构成为，所述元件进一步包括基板，其支承所述第一层、所述第二层以及所述第三层，所述第一层配置在与所述第二层相比靠近所述基板的位置，将包含在所述第一层的所述第一纳米粒子的粒径分布的中央值设为第一中央值，将包含在所述第二层的所述第二纳米粒子的粒径分布的中央值设为第二中央值，所述第一中央值大于所述第二中央值。
在形态四的元件中，所述第三层至少在所述第三层和所述第一层的界面处包括所述第二纳米粒子，所述第三层至少在所述第三层和所述第一层的界面处包括所述第一纳米粒子。
在形态五的元件中，将所述第一中央值和所述第二中央值中的大的一方的中央值设为Dm，将所述第一层的膜厚度和所述第二层的膜厚度中的大的一方的膜厚度设为dm，所述第三层的膜厚度大于Dm的2倍，且小于dm。
在形态六的元件中，在包含在所述第三层的所述第一纳米粒子和所述第二纳米粒子中，将粒径分布的中央值更大的纳米粒子设为第三层内粒径大纳米粒子，将粒径分布的中央值更小的纳米粒子设为第三层内粒径小纳米粒子，所述第三层内粒径大纳米粒子与所述第三层内粒径小纳米粒子的比率按体积比为1/3以上且3以下。
在形态七的元件中，所述第三层内粒径大纳米粒子相对于所述第三层内粒径小纳米粒子的比率按体积比为1/2以上且2以下。
形态八的电子设备包括本发明一形态的元件。
形态九的元件的制造方法是本发明一形态的元件的制造方法，所述制造方法包括：使用包含所述第一纳米粒子的第一液体组合物形成所述第一层的工序；在形成所述第一层的工序之后，使用包含所述第一纳米粒子和所述第二纳米粒子的第三液体组合物形成所述第三层的工序；以及在形成所述第三层的工序之后，使用包含所述第二纳米粒子的第二液体组合物形成所述第二层的工序。
在形态十的元件的制造方法中，将所述第一液体组合物设为第一溶剂，将所述第二液体组合物设为第二溶剂，将所述第三液体组合物设为第三溶剂，其中，所述第一溶剂和所述第二溶剂为非极性溶剂，所述第三溶剂为极性溶剂。
在形态十一的元件的制造方法中，将所述第一液体组合物设为第一溶剂，将所述第二液体组合物设为第二溶剂，将所述第三液体组合物设为第三溶剂，其中，所述第一溶剂和所述第二溶剂为极性溶剂，所述第三溶剂为非极性溶剂。
在形态十二的元件的制造方法中，所述第一液体组合物进一步包含将所述第一纳米粒子作为受体的第一配体。
在形态十三的元件的制造方法中，所述第二液体组合物进一步包含将所述第二纳米粒子作为受体的第二配体。
〔附记事项〕
本发明的一个方式不限于上述各实施方式，能在权利要求所示的范围中进行各种变更，将不同的实施方式中分别公开的技术手段适当组合得到的实施方式也包含于本发明的一个方式的技术范围。而且，能够通过组合各实施方式分别公开的技术方法来形成新的技术特征。
附图标记说明
1、2、3：元素
11：基板
14：空穴传输层(第一层，第二层)
15：QD层(第一层，第二层)
16、26、36：混合层(第3层)
17：电子传输层(第一层，第二层)
100：电子设备
140：纳米粒子(第一纳米粒子，第二纳米粒子)
140m：包含在第三层的纳米粒子(第三层内粒径小纳米粒子)
150：QD荧光体粒子(量子点荧光体粒子，第一纳米粒子，第二纳米粒子)
150m：包含在第三层的QD荧光体粒子(第三层内粒径小纳米粒子，第三层内粒径大纳米粒子)
170：纳米粒子(第一纳米粒子，第二纳米粒子)
170m：包含在第三层的纳米粒子(第三层内粒径大纳米粒子)
LS、LS2、LS3：层叠结构体
D1：第一中央值
D2：第二中央值
Dm：D1和D2中大的一方的值
d1：第一层的膜厚度
d2：第二层的膜厚度
dm：d1和d2中大的一方的值
d3：第三层的膜厚度

Claims (13)

1.一种元件，其特征在于，所述元件包括：
第一层，其包括第一纳米粒子；
第二层，其包括与所述第一纳米粒子不同种类的纳米粒子即第二纳米粒子；以及
第三层，其以与所述第一层和所述第二层相邻的方式被夹持，
所述第一纳米粒子或所述第二纳米粒子中的一个为量子点荧光体粒子，
所述第三层包括所述第一纳米粒子和所述第二纳米粒子。
2.根据权利要求1所述的元件，其特征在于，
所述元件进一步包括基板，其支承所述第一层、所述第二层以及所述第三层，
所述第一层配置在与所述第二层相比靠近所述基板的位置，
将包含在所述第一层的所述第一纳米粒子的粒径分布的中央值设为第一中央值，
将包含在所述第二层的所述第二纳米粒子的粒径分布的中央值设为第二中央值，
所述第一中央值小于所述第二中央值。
3.根据权利要求1所述的元件，其特征在于，
所述元件进一步包括基板，其支承所述第一层、所述第二层以及所述第三层，
所述第一层配置在与所述第二层相比靠近所述基板的位置，
将包含在所述第一层的所述第一纳米粒子的粒径分布的中央值设为第一中央值，
将包含在所述第二层的所述第二纳米粒子的粒径分布的中央值设为第二中央值，
所述第一中央值大于所述第二中央值。
4.根据权利要求2或3所述的元件，其特征在于，
所述第三层至少在所述第三层和所述第一层的界面处包括所述第二纳米粒子，
所述第三层至少在所述第三层和所述第一层的界面处包括所述第一纳米粒子。
5.根据权利要求2～4中任一项所述的元件，其特征在于，
将所述第一中央值和所述第二中央值中的大的一方的中央值设为Dm,
将所述第一层的膜厚度和所述第二层的膜厚度中的大的一方的膜厚度设为dm，
所述第三层的膜厚度大于Dm的2倍，且小于dm。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的元件，其特征在于，
在包含在所述第三层的所述第一纳米粒子和所述第二纳米粒子中，
将粒径分布的中央值更大的纳米粒子设为第三层内粒径大纳米粒子，
将粒径分布的中央值更小的纳米粒子设为第三层内粒径小纳米粒子，
所述第三层内粒径大纳米粒子与所述第三层内粒径小纳米粒子的比率按体积比为1/3以上且3以下。
7.根据权利要求6所述的元件，其特征在于，
所述第三层内粒径大纳米粒子相对于所述第三层内粒径小纳米粒子的比率按体积比为1/2以上且2以下。
8.一种电子设备，其特征在于，
所述电子设备包括权利要求1～7中任一项所述元件。
9.一种元件的制造方法，所述元件为权利要求1～7中任一项所述的元件，
所述制造方法的特征在于，所述制造方法包括：
使用包含所述第一纳米粒子的第一液体组合物形成所述第一层的工序；
在形成所述第一层的工序之后，使用包含所述第一纳米粒子和所述第二纳米粒子的第三液体组合物形成所述第三层的工序；以及
在形成所述第三层的工序之后，使用包含所述第二纳米粒子的第二液体组合物形成所述第二层的工序。
10.根据权利要求9所述的元件的制造方法，其特征在于，
将所述第一液体组合物设为第一溶剂，
将所述第二液体组合物设为第二溶剂，
将所述第三液体组合物设为第三溶剂，
其中，所述第一溶剂和所述第二溶剂为非极性溶剂，
所述第三溶剂为极性溶剂。
11.根据权利要求9所述的元件的制造方法，其特征在于，
将所述第一液体组合物设为第一溶剂，
将所述第二液体组合物设为第二溶剂，
将所述第三液体组合物设为第三溶剂，
其中，所述第一溶剂和所述第二溶剂为极性溶剂，
所述第三溶剂为非极性溶剂。
12.根据权利要求9～11中任一项所述的元件的制造方法，其特征在于，
所述第一液体组合物进一步包含将所述第一纳米粒子作为受体的第一配体。
13.根据权利要求9～11中任一项所述的元件的制造方法，其特征在于，
所述第二液体组合物进一步包含将所述第二纳米粒子作为受体的第二配体。
CN201880090893.XA 2018-03-08 2018-03-08 元件、电子设备以及元件的制造方法 Active CN111819707B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2018/009077 WO2019171556A1 (ja) 2018-03-08 2018-03-08 素子、電子機器、および素子の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111819707A true CN111819707A (zh) 2020-10-23
CN111819707B CN111819707B (zh) 2023-05-02

Family

ID=67845658

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880090893.XA Active CN111819707B (zh) 2018-03-08 2018-03-08 元件、电子设备以及元件的制造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11515446B2 (zh)
JP (1) JP6934104B2 (zh)
CN (1) CN111819707B (zh)
WO (1) WO2019171556A1 (zh)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109994629B (zh) * 2017-12-29 2021-01-29 Tcl科技集团股份有限公司 复合薄膜及其制备方法和应用
CN112970130B (zh) * 2018-10-30 2024-02-09 夏普株式会社 发光元件、发光元件的制造方法
KR20200049980A (ko) * 2018-10-30 2020-05-11 엘지디스플레이 주식회사 양자점 필름, 엘이디 패키지, 발광다이오드 및 표시장치
KR20210028410A (ko) * 2019-09-04 2021-03-12 엘지디스플레이 주식회사 발광다이오드 및 발광장치
EP4050672A1 (en) * 2019-10-31 2022-08-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Electroluminescent device and display device comprising thereof
US11476434B2 (en) 2019-10-31 2022-10-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Electroluminescent device and display device comprising thereof
US20230292538A1 (en) * 2020-04-22 2023-09-14 Sharp Kabushiki Kaisha Light-emitting element and display device
JP2021190520A (ja) * 2020-05-28 2021-12-13 東洋インキＳｃホールディングス株式会社 光電変換素子
KR20220003356A (ko) * 2020-07-01 2022-01-10 삼성전자주식회사 발광 소자 및 이를 포함하는 표시 장치
US20230292540A1 (en) * 2020-08-04 2023-09-14 Sharp Kabushiki Kaisha Light-emitting element and light-emitting device
WO2023062839A1 (ja) * 2021-10-15 2023-04-20 シャープディスプレイテクノロジー株式会社 発光素子
WO2023073783A1 (ja) * 2021-10-25 2023-05-04 シャープディスプレイテクノロジー株式会社 発光素子、発光素子の製造方法、表示装置
WO2023073784A1 (ja) * 2021-10-25 2023-05-04 シャープディスプレイテクノロジー株式会社 発光素子、表示装置
WO2023187957A1 (ja) * 2022-03-29 2023-10-05 シャープディスプレイテクノロジー株式会社 発光素子、表示装置、発光素子の製造方法
WO2024018509A1 (ja) * 2022-07-19 2024-01-25 シャープディスプレイテクノロジー株式会社 発光素子、表示装置、および発光素子の製造方法
WO2024053042A1 (ja) * 2022-09-08 2024-03-14 シャープディスプレイテクノロジー株式会社 発光素子および発光装置並びにその製造方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005235783A (ja) * 2001-01-17 2005-09-02 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 発光装置およびその製造方法
CN102255019A (zh) * 2010-05-20 2011-11-23 乐金显示有限公司 量子点发光元件及其制造方法
CN102473800A (zh) * 2009-07-07 2012-05-23 佛罗里达大学研究基金会公司 稳定的且所有溶液可加工的量子点发光二极管
WO2012161179A1 (ja) * 2011-05-26 2012-11-29 株式会社 村田製作所 発光デバイス
US20140014896A1 (en) * 2012-07-16 2014-01-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Light emitting diode device using charge accumulation and method of manufacturing the same
KR20170069353A (ko) * 2015-12-10 2017-06-21 성균관대학교산학협력단 지연형광-양자점 전계발광다이오드
WO2017160410A1 (en) * 2016-03-17 2017-09-21 Apple Inc. Quantum dot spacing for high efficiency quantum dot led displays
CN107492587A (zh) * 2017-08-10 2017-12-19 青岛海信电器股份有限公司 一种qled显示器件、制备方法及应用

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003347440A (ja) * 1999-06-04 2003-12-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体素子
TW518909B (en) 2001-01-17 2003-01-21 Semiconductor Energy Lab Luminescent device and method of manufacturing same
JP4839717B2 (ja) 2005-08-01 2011-12-21 コニカミノルタホールディングス株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置
WO2011037042A1 (ja) 2009-09-28 2011-03-31 株式会社 村田製作所 ナノ粒子材料の製造方法、及びナノ粒子材料、並びに光電変換デバイス
JP5744941B2 (ja) * 2012-03-12 2015-07-08 富士フイルム株式会社 放射線画像検出装置及び放射線画像撮影システム
JP2016505661A (ja) * 2012-12-03 2016-02-25 ドンジン セミケム カンパニー リミテッド 発光量子ドット
JP6123438B2 (ja) * 2013-04-05 2017-05-10 コニカミノルタ株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子、それを具備した照明装置及び表示装置
WO2015190335A1 (ja) * 2014-06-11 2015-12-17 コニカミノルタ株式会社 光治療装置
US20170213924A1 (en) * 2014-07-30 2017-07-27 Kyocera Corporation Quantum dot solar cell
KR101746722B1 (ko) * 2016-01-20 2017-06-13 에스케이씨하스디스플레이필름(유) 양자점 시트 및 색순도 향상 필름을 포함하는 액정표시장치
TWI702362B (zh) * 2017-07-13 2020-08-21 東貝光電科技股份有限公司 Ｌｅｄ發光裝置
DE102020001999A1 (de) * 2019-03-29 2020-10-01 Nichia Corporation Lichtemittierende Vorrichtung
US11476434B2 (en) * 2019-10-31 2022-10-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Electroluminescent device and display device comprising thereof

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005235783A (ja) * 2001-01-17 2005-09-02 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 発光装置およびその製造方法
CN102473800A (zh) * 2009-07-07 2012-05-23 佛罗里达大学研究基金会公司 稳定的且所有溶液可加工的量子点发光二极管
CN102255019A (zh) * 2010-05-20 2011-11-23 乐金显示有限公司 量子点发光元件及其制造方法
WO2012161179A1 (ja) * 2011-05-26 2012-11-29 株式会社 村田製作所 発光デバイス
US20140014896A1 (en) * 2012-07-16 2014-01-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Light emitting diode device using charge accumulation and method of manufacturing the same
KR20170069353A (ko) * 2015-12-10 2017-06-21 성균관대학교산학협력단 지연형광-양자점 전계발광다이오드
WO2017160410A1 (en) * 2016-03-17 2017-09-21 Apple Inc. Quantum dot spacing for high efficiency quantum dot led displays
CN107492587A (zh) * 2017-08-10 2017-12-19 青岛海信电器股份有限公司 一种qled显示器件、制备方法及应用

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2019171556A1 (ja) 2021-03-18
US11515446B2 (en) 2022-11-29
US20200411719A1 (en) 2020-12-31
WO2019171556A1 (ja) 2019-09-12
JP6934104B2 (ja) 2021-09-08
CN111819707B (zh) 2023-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111819707B (zh) 元件、电子设备以及元件的制造方法
JP7265893B2 (ja) 電界発光素子及び表示装置
US7564067B2 (en) Device having spacers
EP2283342B1 (en) Method for preparing a light-emitting device including quantum dots
KR102654434B1 (ko) 공진 에너지 전달에 기초한 양자 도트 led 설계
KR101686104B1 (ko) 양자점 발광 소자
US20140264269A1 (en) Tunable light emitting diode using graphene conjugated metal oxide semiconductor-graphene core-shell quantum dots and its fabrication process thereof
US20080237611A1 (en) Electroluminescent device having improved contrast
KR102156760B1 (ko) 양자 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법
CN110521012B (zh) 具有间隔物颗粒的量子点led
TW201926740A (zh) 顯示裝置
KR20150107249A (ko) 고분자 표면 개질층을 이용한 양자점 단일층 발광 다이오드
CN111279794B (zh) 显示装置
KR20160118988A (ko) 발광 소자 및 그 제조 방법
Yu et al. Efficient all-blade-coated quantum dot light-emitting diodes through solvent engineering
CN209912898U (zh) 量子点发光二极管
WO2021111556A1 (ja) 発光デバイス
KR20200072486A (ko) 발광 소자, 및 조명 장치
CN114342102A (zh) 元件以及电子设备
JP2022529218A (ja) 可撓性電界発光デバイス

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant