JP6233417B2 - 発光デバイス - Google Patents
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Description
ここで、粒径基準でのML(モノレイヤー)とは、量子ドットの粒子を膜厚相当に換算した場合の層数をいい、例えば、量子ドットが面内で1/2程度の密度しか存在しない場合は、0.5MLとなる。
このようにキャリア輸送性を有さない第1の量子ドットで形成された第1の発光層の厚みを規定し、キャリアの移動距離を短くすることにより、キャリアの量子ドット内への注入効率が低下するのを極力避けることができる。
図1は、本発明に係る発光デバイスとしてのEL素子の第1の実施の形態を模式的に示す断面図であって、発光層が本発明に係るナノ粒子材料で形成されている。
図8は、本発明に係る発光デバイスとしてのEL素子の第2の実施の形態を模式的に示す断面図である。
図12は本発明に係る発光デバイスとしてのEL素子の第3の実施の形態を模式的に示す断面図である。
(試料番号1)
(量子ドット分散溶液の作製)
コア部がCdSe(LUMO準位:4.4eV、HOMO準位:6.5eV)、シェル部がZnS(LUMO準位:3.9eV、HOMO準位:7.4eV)からなる量子ドット分散溶液を作製した。
縦:25mm、横:25mmのガラス基板を用意し、スパッタ法によりガラス基板上にITO膜(仕事関数:4.8eV)を成膜し、UVオゾン処理を行い、膜厚120nmの陽極を作製した。
イオウ前駆体溶液及び酸化亜鉛前駆体溶液のCdSe量子ドット溶液への添加量を1/3とした以外は、試料番号1と同様の方法・手順で、量子ドット分散溶液を作製した。
試料番号1と同様の方法・手順で、CdSe量子ドット溶液を作製した。
図15は、試料番号1及び2のエネルギーバンドを示すバンド構造図であり、陽極51、正孔注入層52、正孔輸送層53、コア部54a及びシェル部54bを備えた量子ドット54からなる発光層、電子輸送層55、陰極56が順次積層されており、これら各層は、図中で示すエネルギー準位を有している。
〔試料番号11〕
(第1及び第2の分散溶液の作製)
シェル材料はZnSを使用し、コア材料はInP(LUMO準位:5.8eV、HOMO準位:4.4eV)を使用した。
スパッタ法によりガラス基板上にITO膜を成膜し、UVオゾン処理を行い、膜厚100nmの陽極を形成した。
第1の発光層の作製に際し、第2の分散溶液を使用した以外は、試料番号11と同様の方法・手順で試料番号12のデバイス試料を作製した。
図20は、試料番号11のエネルギーバンドのバンド構造図であり、陽極61、正孔輸送層62、第1及び第2の量子ドット64、65(発光層63)、電子輸送層66、陰極67が順次積層されており、これら各層は、図中で示すエネルギー準位を有している。また、第1及び第2の量子ドット64、65は、それぞれコア部64a、65aとシェル部64b、65bを有している。
5 発光層
6 電子輸送層
8 第1の量子ドット
9 第1の発光層
10 第2の量子ドット
11 第2の発光層
12 コア部
13 シェル部
15 第1の界面活性剤
16 第2の界面活性剤
17 コア部
18 シェル部
24 発光層
25 第1の発光層
26 第2の発光層
27 第1の量子ドット
30 発光層
31 第1の発光層
32 第2の発光層
33 第1の量子ドット
34 第3の界面活性剤
Claims (9)
- 発光層が正孔輸送層と電子輸送層との間に介在され、前記発光層に電流が注入されて発光する発光デバイスであって、
前記発光層が、コア部と該コア部を被覆するシェル部とを有するコア−シェル構造を備えた第1及び第2の発光層を含む積層構造とされ、
前記第1の発光層は、前記シェル部の厚みが前記シェル部の構成分子基準で3〜5モノレイヤーに形成された第1の量子ドットからなると共に、前記第2の発光層は、前記シェル部の厚みが前記シェル部の構成分子基準で3モノレイヤー未満に形成された第2の量子ドットからなり、
前記第1及び第2の量子ドットは、前記シェル部の表面が、正孔輸送性を有する第1の界面活性剤と電子輸送性を有する第2の界面活性剤の双方で被覆されると共に、
前記第1の発光層が前記電子輸送層側に配され、前記第2の発光層が前記正孔輸送層側に配されていることを特徴とする発光デバイス。 - 前記第1の界面活性剤は、前記コア部の価電子帯及び該価電子帯の励起準位とトンネル共鳴するような価電子帯を有していることを特徴とする請求項1記載の発光デバイス。
- 前記第2の界面活性剤は、前記コア部の伝導帯及び該伝導帯の励起準位とトンネル共鳴するような伝導帯を有していることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の発光デバイス。
- 発光層が正孔輸送層と電子輸送層との間に介在され、前記発光層に電流が注入されて発光する発光デバイスであって、
前記発光層が、コア部と該コア部を被覆するシェル部とを有するコア−シェル構造を備えた第1及び第2の発光層を含む積層構造とされ、
前記第1の発光層は、前記シェル部の厚みが前記シェル部の構成分子基準で3〜5モノレイヤーに形成された第1の量子ドットからなると共に、前記第2の発光層は、前記シェル部の厚みが前記シェル部の構成分子基準で3モノレイヤー未満に形成された第2の量子ドットからなり、
前記第2の量子ドットは、前記シェル部の表面が、正孔輸送性を有する第1の界面活性剤及び電子輸送性を有する第2の界面活性剤の双方で被覆されると共に、
前記第1の量子ドットは、前記シェル部の表面が、前記第2の界面活性剤で被覆され、
前記第1の発光層が前記電子輸送層側に配され、前記第2の発光層が前記正孔輸送層側に配されていることを特徴とする発光デバイス。 - 前記第2の界面活性剤は、前記コア部の伝導帯及び該伝導帯の励起準位とトンネル共鳴するような伝導帯を有していることを特徴とする請求項4記載の発光デバイス。
- 発光層が正孔輸送層と電子輸送層との間に介在され、前記発光層に電流が注入されて発光する発光デバイスであって、
前記発光層が、コア部と該コア部を被覆するシェル部とを有するコア−シェル構造を備えた第1及び第2の発光層を含む積層構造とされ、
前記第1の発光層は、前記シェル部の厚みが前記シェル部の構成分子基準で3〜5モノレイヤーに形成された第1の量子ドットからなると共に、前記第2の発光層は、前記シェル部の厚みが前記シェル部の構成分子基準で3モノレイヤー未満に形成された第2の量子ドットからなり、
前記第2の量子ドットは、前記シェル部の表面が、正孔輸送性を有する第1の界面活性剤及び電子輸送性を有する第2の界面活性剤の双方で表面が被覆されると共に、
前記第1の量子ドットは、前記シェル部の表面が、絶縁性を有する第3の界面活性剤で被覆され、
前記第1の発光層が前記電子輸送層側に配され、前記第2の発光層が前記正孔輸送層側に配されていることを特徴とする発光デバイス。 - 前記第1の発光層の厚みは、前記第1の量子ドットの粒径基準で0.5〜2モノレイヤーであることを特徴とする請求項6記載の発光デバイス。
- 前記第1及び第2の量子ドットの各シェル部は、真空準位を基準にした価電子帯のエネルギー準位が、前記コア部の価電子帯のエネルギー準位よりも低位にあることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれかに記載の発光デバイス。
- 前記第1及び第2の量子ドットの各シェル部は、真空準位を基準にした価電子帯のエネルギー準位が、前記電子輸送層の価電子帯のエネルギー準位又は前記電子輸送層のHOMO準位よりも低位にあることを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の発光デバイス。
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