JP7199922B2 - 量子ドット素子及び電子装置 - Google Patents
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Description
本発明は、量子ドット素子及び電子装置に関し、特に、改善された性能を実現できる量子ドット素子及びそれを含む電子装置に関する。
ナノ粒子は、バルク物質とは異なり、物質の固有特性として知られている物理的特性（エネルギーバンドギャップ、融点など）を粒子の大きさにより調節することができる。
例えば、量子ドット（ｑｕａｎｔｕｍ ｄｏｔ）とも呼ばれる半導体ナノ結晶は、光エネルギー又は電気エネルギーの供給を受けて量子ドットの大きさに対応する波長の光を放射することができる。
そのため、量子ドットは、所定の波長の光を出す発光体として用いられる。
近年、量子ドットを発光体として用いる量子ドット素子に対する研究が進められている。
例えば、量子ドット（ｑｕａｎｔｕｍ ｄｏｔ）とも呼ばれる半導体ナノ結晶は、光エネルギー又は電気エネルギーの供給を受けて量子ドットの大きさに対応する波長の光を放射することができる。
そのため、量子ドットは、所定の波長の光を出す発光体として用いられる。
近年、量子ドットを発光体として用いる量子ドット素子に対する研究が進められている。
しかし、量子ドットは、既存の発光体とは異なるため、量子ドット素子の性能を改善できる新たな方案が要求されている、という課題が存在する。
本発明は上記従来の量子ドットにおける課題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、改善された性能を実現できる量子ドット素子を提供する。
また、本発明は、上記量子ドット素子を含む電子装置を提供する。
また、本発明は、上記量子ドット素子を含む電子装置を提供する。
上記目的を達成するためになされた本発明による量子ドット素子は、アノードと、前記アノード上に位置する正孔注入層と、前記正孔注入層上に位置する正孔輸送層と、前記正孔輸送層上に位置する量子ドット層と、前記量子ドット層の上に位置するカソードと、を有し、前記量子ドット層のＨＯＭＯエネルギー準位は、５．６ｅＶ以上であり、前記正孔輸送層と前記量子ドット層のＨＯＭＯエネルギー準位の差は、０．５ｅＶより小さく、前記正孔注入層は、前記アノードに隣接した第１面と前記正孔輸送層に隣接した第２面とを有し、前記正孔注入層の第１面のＨＯＭＯエネルギー準位は、前記正孔注入層の第２面のＨＯＭＯエネルギー準位と異なることを特徴とする。
前記正孔注入層の第２面のＨＯＭＯエネルギー準位が前記正孔注入層の第１面のＨＯＭＯエネルギー準位より大きいことが好ましい。
前記正孔注入層の第２面と前記正孔輸送層のＨＯＭＯエネルギー準位の差は、０．５ｅＶより小さいことが好ましい。
前記正孔輸送層のＨＯＭＯエネルギー準位は、５．４ｅＶ以上であることが好ましい。
前記正孔注入層の第１面のＨＯＭＯエネルギー準位は、５．０～５．５ｅＶであり、前記正孔注入層の第２面のＨＯＭＯエネルギー準位は、５．５ｅＶ超過し、７．０ｅＶ以下であることが好ましい。
前記正孔注入層は、第１化合物と、前記第１化合物よりもＨＯＭＯエネルギー準位が高く、表面エネルギーが低い第２化合物と、を含むことが好ましい。
前記正孔注入層の第２面と前記正孔輸送層のＨＯＭＯエネルギー準位の差は、０．５ｅＶより小さいことが好ましい。
前記正孔輸送層のＨＯＭＯエネルギー準位は、５．４ｅＶ以上であることが好ましい。
前記正孔注入層の第１面のＨＯＭＯエネルギー準位は、５．０～５．５ｅＶであり、前記正孔注入層の第２面のＨＯＭＯエネルギー準位は、５．５ｅＶ超過し、７．０ｅＶ以下であることが好ましい。
前記正孔注入層は、第１化合物と、前記第１化合物よりもＨＯＭＯエネルギー準位が高く、表面エネルギーが低い第２化合物と、を含むことが好ましい。
前記正孔注入層の第１面から前記正孔注入層の第２面まで、前記第１化合物に対する前記第２化合物の組成比率が傾斜的に高くなることが好ましい。
前記第２化合物は、前記第１化合物よりも高い含有量で含まれることが好ましい。
前記第１化合物は、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリ（パラ－フェニレン）、ポリフルオレン、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）、又はこれらの誘導体、又はこれらの組み合わせを含むことが好ましい。
前記第２化合物は、フッ素含有高分子であることが好ましい。
前記量子ドット層のＨＯＭＯエネルギー準位は、５．６ｅＶ～７．０ｅＶであることが好ましい。
前記量子ドット層は、非カドミウム系量子ドットを含むことが好ましい。
前記量子ドット層は、コア－シェル構造の量子ドットを含むことが好ましい。
前記量子ドットは、亜鉛（Ｚｎ）、テルリウム（Ｔｅ）、及びセレニウム（Ｓｅ）を含むコアと、前記コアの少なくとも一部の上に位置し、前記コアと異なる組成を有するシェルと、を含むことが好ましい。
前記シェルは、ＺｎＳｅＳ、ＺｎＳ、又はこれらの組み合わせを含むことが好ましい。
前記第２化合物は、前記第１化合物よりも高い含有量で含まれることが好ましい。
前記第１化合物は、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリ（パラ－フェニレン）、ポリフルオレン、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）、又はこれらの誘導体、又はこれらの組み合わせを含むことが好ましい。
前記第２化合物は、フッ素含有高分子であることが好ましい。
前記量子ドット層のＨＯＭＯエネルギー準位は、５．６ｅＶ～７．０ｅＶであることが好ましい。
前記量子ドット層は、非カドミウム系量子ドットを含むことが好ましい。
前記量子ドット層は、コア－シェル構造の量子ドットを含むことが好ましい。
前記量子ドットは、亜鉛（Ｚｎ）、テルリウム（Ｔｅ）、及びセレニウム（Ｓｅ）を含むコアと、前記コアの少なくとも一部の上に位置し、前記コアと異なる組成を有するシェルと、を含むことが好ましい。
前記シェルは、ＺｎＳｅＳ、ＺｎＳ、又はこれらの組み合わせを含むことが好ましい。
また、上記目的を達成するためになされた本発明による量子ドット素子は、互いに向き合う金属、導電性金属酸化物、又はこれらの組み合わせを含むアノード及びカソードと、前記アノードと前記カソードの間に位置する量子ドット層と、前記アノードと前記量子ドット層の間に位置する正孔注入層と、を有し、前記正孔注入層は、前記アノードに隣接した第１面と前記第１面に対向する第２面とを有し、前記正孔注入層は、第１化合物と、前記第１化合物よりＨＯＭＯエネルギー準位が高く表面エネルギーが低い第２化合物と、を含み、前記第２化合物は、前記第１化合物より高い含有量で含まれ、前記正孔注入層の第１面での前記第１化合物と前記第２化合物の組成比は、前記正孔注入層の第２面での前記第１化合物と前記第２化合物の組成比と異なり、前記正孔注入層の前記第１面のＨＯＭＯエネルギー準位は、前記アノードの仕事関数より高いことを特徴とする。
前記第１化合物は、導電性高分子を含み、前記第２化合物は、絶縁性高分子を含むことが好ましい。
前記正孔注入層の第２面での前記第１化合物に対する前記第２化合物の組成比は、前記正孔注入層の第１面での前記第１化合物に対する前記第２化合物の組成比より大きいことが好ましい。
前記第１化合物と前記第２化合物の重量比は、１：１．１～１：１０であることが好ましい。
前記正孔注入層と前記量子ドット層との間に位置する正孔輸送層をさらに有し、前記正孔輸送層のＨＯＭＯエネルギー準位は、５．４ｅＶ以上であることが好ましい。
前記正孔輸送層のＨＯＭＯエネルギー準位は、５．６ｅＶ～７．０ｅＶであることが好ましい。
前記正孔注入層の第２面での前記第１化合物に対する前記第２化合物の組成比は、前記正孔注入層の第１面での前記第１化合物に対する前記第２化合物の組成比より大きいことが好ましい。
前記第１化合物と前記第２化合物の重量比は、１：１．１～１：１０であることが好ましい。
前記正孔注入層と前記量子ドット層との間に位置する正孔輸送層をさらに有し、前記正孔輸送層のＨＯＭＯエネルギー準位は、５．４ｅＶ以上であることが好ましい。
前記正孔輸送層のＨＯＭＯエネルギー準位は、５．６ｅＶ～７．０ｅＶであることが好ましい。
上記目的を達成するためになされた本発明による電子装置は、本発明の量子ドット素子を含むことを特徴とする。
本発明に係る量子ドット素子及び電子装置によれば、量子ドット層のＨＯＭＯエネルギー準位は、５．６ｅＶ以上であり、正孔輸送層と量子ドット層のＨＯＭＯエネルギー準位の差は、０．５ｅＶより小さく、正孔注入層は、アノードに隣接した第１面と正孔輸送層に隣接した第２面とを有し、正孔注入層の第１面のＨＯＭＯエネルギー準位は、正孔注入層の第２面のＨＯＭＯエネルギー準位と異なることで、量子ドット素子の性能を改善することができる。
次に、本発明に係る量子ドット素子及びそれを含む電子装置を実施するための形態の具体例を図面を参照しながら説明する。
以下、本発明の実施形態について本技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。
しかし、権利範囲は様々な相異な形態に実現でき、ここで説明する実施形態に限定されない。
図面において、様々な層および領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。
明細書全体にわたって類似した部分には、同一な図面符号を付けた。
層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上に」あるとするとき、これは、他の部分の「直上に」ある場合だけではなく、その中間にさらに他の部分がある場合も含む。反対に、ある部分が他の部分の「直上に」あるとするときには、中間に他の部分がないことを意味する。
以下、本発明の実施形態について本技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。
しかし、権利範囲は様々な相異な形態に実現でき、ここで説明する実施形態に限定されない。
図面において、様々な層および領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。
明細書全体にわたって類似した部分には、同一な図面符号を付けた。
層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上に」あるとするとき、これは、他の部分の「直上に」ある場合だけではなく、その中間にさらに他の部分がある場合も含む。反対に、ある部分が他の部分の「直上に」あるとするときには、中間に他の部分がないことを意味する。
以下、仕事関数（ｗｏｒｋ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）又はＨＯＭＯエネルギー準位の値は、真空レベル（ｖａｃｕｕｍ ｌｅｖｅｌ）からの絶対値で表示する。
また、仕事関数又はＨＯＭＯエネルギーレベルが「深い」又は「高い」ということは、真空レベルを‘０ｅＶ’として絶対値が大きいことを意味し、仕事関数又はＨＯＭＯエネルギーレベルが「浅い」又は「低い」ということは、真空レベルを‘０ｅＶ’として絶対値が小さいことを意味する。
また、仕事関数又はＨＯＭＯエネルギーレベルが「深い」又は「高い」ということは、真空レベルを‘０ｅＶ’として絶対値が大きいことを意味し、仕事関数又はＨＯＭＯエネルギーレベルが「浅い」又は「低い」ということは、真空レベルを‘０ｅＶ’として絶対値が小さいことを意味する。
以下、図面を参照して本発明の一実施形態による量子ドット素子を説明する。
図１は、本発明の一実施形態による量子ドット素子の構成を概略的に示す断面図であり、図２は、図１の量子ドット素子の概略的なエネルギー準位を示す図である。
図１は、本発明の一実施形態による量子ドット素子の構成を概略的に示す断面図であり、図２は、図１の量子ドット素子の概略的なエネルギー準位を示す図である。
図１を参照すると、本発明の一実施形態による量子ドット素子１０は、互いに向き合うアノード１１とカソード１６、アノード１１とカソード１６との間に位置する量子ドット層１４、アノード１１と量子ドット層１４との間に位置する正孔注入層１２と正孔輸送層１３、及びカソード１６と量子ドット層１４との間に位置する電子補助層１５を含む。
基板（図示せず）は、アノード１１側に配置してもよく、カソード１６側に配置してもよい。
基板は、例えば、ガラスのような無機物質、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミド、ポリエーテルスルホン、又はこれらの組み合わせのような有機物質、又はシリコンウエハーなどで作製してもよい。
基板（図示せず）は、アノード１１側に配置してもよく、カソード１６側に配置してもよい。
基板は、例えば、ガラスのような無機物質、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミド、ポリエーテルスルホン、又はこれらの組み合わせのような有機物質、又はシリコンウエハーなどで作製してもよい。
アノード１１は、正孔注入が円滑となるように仕事関数の比較的に高い導電体で作製され、例えば、金属、導電性金属酸化物またはこれらの組み合わせで作製してもよい。
アノード１１は、例えば、ニッケル、白金、バナジウム、クロム、銅、亜鉛、金のような金属、又はこれらの合金、亜鉛酸化物、インジウム酸化物、スズ酸化物、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、又はフッ素ドーピングされたスズ酸化物のような導電性金属酸化物、又はＺｎＯとＡｌ又はＳｎＯ２とＳｂのような金属と酸化物の組み合わせなどで作製してもよいが、これに限定されるものではない。
アノード１１は、例えば、ニッケル、白金、バナジウム、クロム、銅、亜鉛、金のような金属、又はこれらの合金、亜鉛酸化物、インジウム酸化物、スズ酸化物、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、又はフッ素ドーピングされたスズ酸化物のような導電性金属酸化物、又はＺｎＯとＡｌ又はＳｎＯ２とＳｂのような金属と酸化物の組み合わせなどで作製してもよいが、これに限定されるものではない。
カソード１６は、例えば、電子注入が円滑となるように仕事関数の比較的低い導電体で作製され、例えば、金属、導電性金属酸化物、及び／又は導電性高分子で作製してもよい。
カソード１６は、例えば、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、チタン、インジウム、イットリウム、リチウム、ガドリニウム、アルミニウム、銀、錫、鉛、セシウム、バリウムなどのような金属、又はこれらの合金、ＬｉＦ／Ａｌ、ＬｉＯ２／Ａｌ、ＬｉＦ／Ｃａ、Ｌｉｑ／Ａｌ、及びＢａＦ２／Ｃａのような多層構造の物質が挙げられるが、これに限定されるものではない。
カソード１６は、例えば、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、チタン、インジウム、イットリウム、リチウム、ガドリニウム、アルミニウム、銀、錫、鉛、セシウム、バリウムなどのような金属、又はこれらの合金、ＬｉＦ／Ａｌ、ＬｉＯ２／Ａｌ、ＬｉＦ／Ｃａ、Ｌｉｑ／Ａｌ、及びＢａＦ２／Ｃａのような多層構造の物質が挙げられるが、これに限定されるものではない。
アノード１１とカソード１６の内の少なくとも一つは透光電極であってもよく、透光電極は、例えば、亜鉛酸化物、インジウム酸化物、スズ酸化物、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、又はフッ素ドーピングされたスズ酸化物のような導電性金属酸化物、又は薄い厚さの単一層又は複数層の金属薄膜で作製してもよい。
アノード１１とカソード１６の内の一つが不透光電極である場合、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、又は金（Ａｕ）のような不透明導電体で作製され得る。
アノード１１とカソード１６の内の一つが不透光電極である場合、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、又は金（Ａｕ）のような不透明導電体で作製され得る。
量子ドット層１４は量子ドットを含む。
量子ドットは、広い意味の半導体ナノ結晶を意味し、例えば、等方性半導体ナノ結晶、量子ロッド、及び量子プレートなど多様な形態を有することができる。
ここで、量子ロッドは、縦横比が１より大きい、例えば、縦横比が約２以上、約３以上もしくは約５以上である量子ドットを意味する。
一例として、量子ロッドの縦横比は、約５０以下、約３０以下、もしくは約２０以下であり得る。
量子ドットは、広い意味の半導体ナノ結晶を意味し、例えば、等方性半導体ナノ結晶、量子ロッド、及び量子プレートなど多様な形態を有することができる。
ここで、量子ロッドは、縦横比が１より大きい、例えば、縦横比が約２以上、約３以上もしくは約５以上である量子ドットを意味する。
一例として、量子ロッドの縦横比は、約５０以下、約３０以下、もしくは約２０以下であり得る。
量子ドットは、例えば、約１ｎｍ～約１００ｎｍの粒径（球形でない場合、最も長い部分の大きさ）を有し、例えば約１ｎｍ～８０ｎｍの粒径を有することができ、例えば約１ｎｍ～５０ｎｍの粒径を有することができ、例えば約１ｎｍ～２０ｎｍの粒径を有することができる。
量子ドットは、大きさ及び／又は組成によってエネルギーバンドギャップを調節することができ、そのために発光波長を調節することもできる。
例えば、量子ドットの大きさが大きいほど狭いエネルギーバンドギャップを有し、そのために比較的長波長領域の光を放射することができ、量子ドットの大きさが小さいほど広いエネルギーバンドギャップを有し、そのために比較的短波長領域の光を放射することができる。
量子ドットは、大きさ及び／又は組成によってエネルギーバンドギャップを調節することができ、そのために発光波長を調節することもできる。
例えば、量子ドットの大きさが大きいほど狭いエネルギーバンドギャップを有し、そのために比較的長波長領域の光を放射することができ、量子ドットの大きさが小さいほど広いエネルギーバンドギャップを有し、そのために比較的短波長領域の光を放射することができる。
一例として、量子ドットは、大きさ及び／又は組成によって、例えば、可視光線領域中の所定の波長領域の光を放射する。
例えば、量子ドットは青色光、赤色光、又は緑色光を放射することができ、青色光は、例えば約４３０ｎｍ～４７０ｎｍでピーク発光波長を有することができ、赤色光は、約６２０ｎｍ～６６０ｎｍでピーク発光波長を有することができ、緑色光は、例えば約５１０ｎｍ～５５０ｎｍでピーク発光波長を有することができる。
例えば、量子ドットは青色光、赤色光、又は緑色光を放射することができ、青色光は、例えば約４３０ｎｍ～４７０ｎｍでピーク発光波長を有することができ、赤色光は、約６２０ｎｍ～６６０ｎｍでピーク発光波長を有することができ、緑色光は、例えば約５１０ｎｍ～５５０ｎｍでピーク発光波長を有することができる。
量子ドットは、例えば約１０％以上の量子収率（ｑｕａｎｔｕｍ ｙｉｅｌｄ）を有し、上記範囲内で、例えば約３０％以上、約５０％以上、約６０％以上、約７０％以上、もしくは約９０％以上の量子収率を有することができる。
量子ドットは、比較的狭い半値幅（ｆｕｌｌ ｗｉｄｔｈ ａｔ ｈａｌｆ ｍａｘｉｍｕｍ、ＦＷＨＭ）を有する。
ここで、半値幅は、ピーク発光地点の半分（ｈａｌｆ）に対応する波長の幅（ｗｉｄｔｈ）であり、半値幅が小さいと狭い波長領域の光を出して高い色純度を示すことを意味する。
量子ドットは、比較的狭い半値幅（ｆｕｌｌ ｗｉｄｔｈ ａｔ ｈａｌｆ ｍａｘｉｍｕｍ、ＦＷＨＭ）を有する。
ここで、半値幅は、ピーク発光地点の半分（ｈａｌｆ）に対応する波長の幅（ｗｉｄｔｈ）であり、半値幅が小さいと狭い波長領域の光を出して高い色純度を示すことを意味する。
量子ドットは、例えば約５０ｎｍ以下の半値幅を有し、前記範囲内で、例えば約４９ｎｍ以下、約４８ｎｍ以下、約４７ｎｍ以下、約４６ｎｍ以下、約４５ｎｍ以下、約４４ｎｍ以下、約４３ｎｍ以下、約４２ｎｍ以下、約４１ｎｍ以下、約４０ｎｍ以下、約３９ｎｍ以下、約３８ｎｍ以下、約３７ｎｍ以下、約３６ｎｍ以下、約３５ｎｍ以下、約３４ｎｍ以下、約３３ｎｍ以下、約３２ｎｍ以下、約３１ｎｍ以下、約３０ｎｍ以下、約２９ｎｍ以下、約２８ｎｍ以下の半値幅を有することができる。
一例として、量子ドットは、ＩＩ族－ＶＩ族半導体化合物、ＩＩＩ族－Ｖ族半導体化合物、ＩＶ族－ＶＩ族半導体化合物、ＩＶ族半導体化合物、Ｉ－ＩＩＩ－ＶＩ族半導体化合物、Ｉ－ＩＩ－ＩＶ－ＶＩ族半導体化合物、ＩＩ－ＩＩＩ－Ｖ族半導体化合物、又はこれらの組み合わせを含むことができる。
ＩＩ－ＶＩ族半導体化合物は、例えば、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＺｎＯ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＭｇＳｅ、ＭｇＳ及びこれらの混合物から選択される二元素半導体化合物、ＣｄＳｅＳ、ＣｄＳｅＴｅ、ＣｄＳＴｅ、ＺｎＳｅＳ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＳＴｅ、ＨｇＳｅＳ、ＨｇＳｅＴｅ、ＨｇＳＴｅ、ＣｄＺｎＳ、ＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＣｄＨｇＳ、ＣｄＨｇＳｅ、ＣｄＨｇＴｅ、ＨｇＺｎＳ、ＨｇＺｎＳｅ、ＨｇＺｎＴｅ、ＭｇＺｎＳｅ、ＭｇＺｎＳ及びこれらの混合物から選択される三元素半導体化合物、及びＨｇＺｎＴｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＴｅ、ＣｄＺｎＳＴｅ、ＣｄＨｇＳｅＳ、ＣｄＨｇＳｅＴｅ、ＣｄＨｇＳＴｅ、ＨｇＺｎＳｅＳ、ＨｇＺｎＳｅＴｅ、ＨｇＺｎＳＴｅ及びこれらの混合物から選択される四元素半導体化合物から選択されるが、これに限定されるものではない。
ＩＩＩ－Ｖ族半導体化合物は、例えば、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ及びこれらの混合物から選択される二元素半導体化合物、ＧａＮＰ、ＧａＮＡｓ、ＧａＮＳｂ、ＧａＰＡｓ、ＧａＰＳｂ、ＡｌＮＰ、ＡｌＮＡｓ、ＡｌＮＳｂ、ＡｌＰＡｓ、ＡｌＰＳｂ、ＩｎＮＰ、ＩｎＮＡｓ、ＩｎＮＳｂ、ＩｎＰＡｓ、ＩｎＰＳｂ、ＧａＡｌＮＰ及びこれらの混合物から選択される三元素半導体化合物、及びＧａＡｌＮＡｓ、ＧａＡｌＮＳｂ、ＧａＡｌＰＡｓ、ＧａＡｌＰＳｂ、ＧａＩｎＮＰ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＮＳｂ、ＧａＩｎＰＡｓ、ＧａＩｎＰＳｂ、ＩｎＡｌＮＰ、ＩｎＡｌＮＡｓ、ＩｎＡｌＮＳｂ、ＩｎＡｌＰＡｓ、ＩｎＡｌＰＳｂ及びこれらの混合物から選択される四元素半導体化合物から選択されるが、これに限定されるものではない。
ＩＶ－ＶＩ族半導体化合物は、例えば、ＳｎＳ、ＳｎＳｅ、ＳｎＴｅ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ及びこれらの混合物から選択される二元素半導体化合物、ＳｎＳｅＳ、ＳｎＳｅＴｅ、ＳｎＳＴｅ、ＰｂＳｅＳ、ＰｂＳｅＴｅ、ＰｂＳＴｅ、ＳｎＰｂＳ、ＳｎＰｂＳｅ、ＳｎＰｂＴｅ及びこれらの混合物から選択される三元素半導体化合物、及びＳｎＰｂＳＳｅ、ＳｎＰｂＳｅＴｅ、ＳｎＰｂＳＴｅ及びこれらの混合物から選択される四元素半導体化合物から選択されるが、これに限定されるものではない。
ＩＶ族半導体化合物は、例えば、Ｓｉ、Ｇｅ及びこれらの混合物から選択される単元素半導体化合物、及びＳｉＣ、ＳｉＧｅ及びこれらの混合物から選択される二元素半導体化合物から選択されるが、これに限定されるものではない。
Ｉ－ＩＩＩ－ＶＩ族半導体化合物は、例えば、ＣｕＩｎＳｅ２、ＣｕＩｎＳ２、ＣｕＩｎＧａＳｅ、ＣｕＩｎＧａＳ及びこれらの混合物から選択されるが、これに限定されるものではない。
Ｉ－ＩＩ－ＩＶ－ＶＩ族半導体化合物は、例えば、ＣｕＺｎＳｎＳｅ及びＣｕＺｎＳｎＳより選択されるが、これに限定されるものではない。
ＩＩ－ＩＩＩ－Ｖ族半導体化合物は、例えばＩｎＺｎＰが挙げられるが、これに限定されるものではない。
Ｉ－ＩＩＩ－ＶＩ族半導体化合物は、例えば、ＣｕＩｎＳｅ２、ＣｕＩｎＳ２、ＣｕＩｎＧａＳｅ、ＣｕＩｎＧａＳ及びこれらの混合物から選択されるが、これに限定されるものではない。
Ｉ－ＩＩ－ＩＶ－ＶＩ族半導体化合物は、例えば、ＣｕＺｎＳｎＳｅ及びＣｕＺｎＳｎＳより選択されるが、これに限定されるものではない。
ＩＩ－ＩＩＩ－Ｖ族半導体化合物は、例えばＩｎＺｎＰが挙げられるが、これに限定されるものではない。
量子ドットは、二元素半導体化合物、三元素半導体化合物、又は四元素半導体化合物を実質的に均一な濃度に含んだり、濃度分布が部分的に異なる状態に分かれて含んだりしてもよい。
一例として、量子ドットは、非カドミウム系量子ドットを含む。
カドミウム（Ｃｄ）は、深刻な環境／保健問題をもたらす可能性があり、多数の国家において有害物質規制指令（ＲｏＨＳ）上、規制対象元素であるため、非カドミウム系量子ドットを効果的に用いることができる。
一例として、量子ドットは、非カドミウム系量子ドットを含む。
カドミウム（Ｃｄ）は、深刻な環境／保健問題をもたらす可能性があり、多数の国家において有害物質規制指令（ＲｏＨＳ）上、規制対象元素であるため、非カドミウム系量子ドットを効果的に用いることができる。
一例として、量子ドットは、例えば亜鉛（Ｚｎ）、テルリウム（Ｔｅ）、及びセレニウム（Ｓｅ）を含む半導体化合物であり得る。
例えば、上記半導体化合物でテルリウム（Ｔｅ）の含有量は、セレニウム（Ｓｅ）の含有量より小さくてもよい。
例えば、上記半導体化合物でテルリウム（Ｔｅ）の含有量は、セレニウム（Ｓｅ）の含有量より小さくてもよい。
量子ドットは、一つの量子ドットを異なる量子ドットが取り囲むコア－シェル（ｃｏｒｅ－ｓｈｅｌｌ）構造を有することもできる。
例えば、量子ドットのコアとシェルの界面は、シェルに存在する元素の濃度が中心に行くほど低くなる濃度勾配（ｇｒａｄｉｅｎｔ）を有する。
例えば、量子ドットのシェルを構成する物質組成が量子ドットのコアをなす物質組成より高いエネルギーバンドギャップを有することで、それにより、量子拘束効果（ｑｕａｎｔｕｍ ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ ｅｆｆｅｃｔ）を有することができる。
例えば、量子ドットのコアとシェルの界面は、シェルに存在する元素の濃度が中心に行くほど低くなる濃度勾配（ｇｒａｄｉｅｎｔ）を有する。
例えば、量子ドットのシェルを構成する物質組成が量子ドットのコアをなす物質組成より高いエネルギーバンドギャップを有することで、それにより、量子拘束効果（ｑｕａｎｔｕｍ ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ ｅｆｆｅｃｔ）を有することができる。
量子ドットは、一つの量子ドットのコアとこれを取り囲む多層の量子ドットのシェルを含んでもよい。
この時、多層のシェルは２層以上のシェルを有するもので、それぞれの層は独立的に単一組成、合金及び／又は濃度勾配を有することができる。
例えば、多層のシェルの中、コアから遠い方に位置するシェルがコアから近く位置するシェルより高いエネルギーバンドギャップを有することで、それにより、量子拘束効果を有することができる。
この時、多層のシェルは２層以上のシェルを有するもので、それぞれの層は独立的に単一組成、合金及び／又は濃度勾配を有することができる。
例えば、多層のシェルの中、コアから遠い方に位置するシェルがコアから近く位置するシェルより高いエネルギーバンドギャップを有することで、それにより、量子拘束効果を有することができる。
一例として、コア－シェル構造を有する量子ドットは、例えば亜鉛（Ｚｎ）、テルリウム（Ｔｅ）、及びセレニウム（Ｓｅ）を含む第１半導体化合物を含むコアとコアの少なくとも一部の上に位置し、コアと異なる組成を有する第２半導体化合物を含むシェル（ｓｈｅｌｌ）を含む。
第１半導体化合物は、例えば、少量のテルリウム（Ｔｅ）を含むＺｎ－Ｓｅベースの半導体化合物であり、例えばＺｎＴｅｘＳｅ１－ｘ（ここで、ｘは０より大きく、０．０５以下である）で表される半導体化合物であってもよい。
第１半導体化合物は、例えば、少量のテルリウム（Ｔｅ）を含むＺｎ－Ｓｅベースの半導体化合物であり、例えばＺｎＴｅｘＳｅ１－ｘ（ここで、ｘは０より大きく、０．０５以下である）で表される半導体化合物であってもよい。
例えば、第１半導体化合物で、亜鉛（Ｚｎ）のモル含有量は、セレニウム（Ｓｅ）のモル含有量より多く、セレニウム（Ｓｅ）のモル含有量はテルリウム（Ｔｅ）のモル含有量より多い。
例えば、第１半導体化合物で、セレニウム（Ｓｅ）に対するテルリウム（Ｔｅ）のモル比は、約０．０５以下、約０．０４９以下、約０．０４８以下、約０．０４７以下、約０．０４５以下、約０．０４４以下、約０．０４３以下、約０．０４２以下、約０．０４１以下、約０．０４以下、約０．０３９以下、約０．０３５以下、約０．０３以下、約０．０２９以下、約０．０２５以下、約０．０２４以下、約０．０２３以下、約０．０２２以下、約０．０２１以下、約０．０２以下、約０．０１９以下、約０．０１８以下、約０．０１７以下、約０．０１６以下、約０．０１５以下、約０．０１４以下、約０．０１３以下、約０．０１２以下、約０．０１１以下、もしくは約０．０１以下であってもよい。
例えば、第１半導体化合物で、セレニウム（Ｓｅ）に対するテルリウム（Ｔｅ）のモル比は、約０．０５以下、約０．０４９以下、約０．０４８以下、約０．０４７以下、約０．０４５以下、約０．０４４以下、約０．０４３以下、約０．０４２以下、約０．０４１以下、約０．０４以下、約０．０３９以下、約０．０３５以下、約０．０３以下、約０．０２９以下、約０．０２５以下、約０．０２４以下、約０．０２３以下、約０．０２２以下、約０．０２１以下、約０．０２以下、約０．０１９以下、約０．０１８以下、約０．０１７以下、約０．０１６以下、約０．０１５以下、約０．０１４以下、約０．０１３以下、約０．０１２以下、約０．０１１以下、もしくは約０．０１以下であってもよい。
例えば、第１半導体化合物で、亜鉛（Ｚｎ）に対するテルリウム（Ｔｅ）のモル比は、約０．０２以下、約０．０１９以下、約０．０１８以下、約０．０１７以下、約０．０１６以下、約０．０１５以下、約０．０１４以下、約０．０１３以下、約０．０１２以下、もしくは約０．０１１以下であってもよい。
第２半導体化合物は、例えば、ＩＩ族－ＶＩ族半導体化合物、ＩＩＩ族－Ｖ族半導体化合物、ＩＶ族－ＶＩ族半導体化合物、ＩＶ族半導体化合物、Ｉ族－ＩＩＩ－ＶＩ族半導体化合物、Ｉ－ＩＩ－ＩＶ－ＶＩ族半導体化合物、ＩＩ－ＩＩＩ－Ｖ族半導体化合物又はこれらの組み合わせを含むことができる。
ＩＩ族－ＶＩ族半導体化合物、ＩＩＩ族－Ｖ族半導体化合物、ＩＶ族－ＶＩ族半導体化合物、ＩＶ族半導体化合物、Ｉ族－ＩＩＩ－ＶＩ族半導体化合物、Ｉ－ＩＩ－ＩＶ－ＶＩ族半導体化合物及びＩＩ－ＩＩＩ－Ｖ族半導体化合物の例は、上述のとおりである。
ＩＩ族－ＶＩ族半導体化合物、ＩＩＩ族－Ｖ族半導体化合物、ＩＶ族－ＶＩ族半導体化合物、ＩＶ族半導体化合物、Ｉ族－ＩＩＩ－ＶＩ族半導体化合物、Ｉ－ＩＩ－ＩＶ－ＶＩ族半導体化合物及びＩＩ－ＩＩＩ－Ｖ族半導体化合物の例は、上述のとおりである。
例えば、第２半導体化合物は、亜鉛（Ｚｎ）、セレニウム（Ｓｅ）及び／又は硫黄（Ｓ）を含む。
例えば、シェルは、コアに近く位置する一つ以上の内部のシェルと量子ドットの最外殻に位置する最外殻のシェルを含むことができ、内部のシェルはＺｎＳｅＳを含むことができ、最外殻のシェルはＺｎＳを含んでもよい。
例えば、シェルは、１成分に対して濃度勾配を有することができ、例えばコアから遠くなるほど硫黄（Ｓ）の含有量が多くなる濃度勾配を有することができる。
例えば、シェルは、コアに近く位置する一つ以上の内部のシェルと量子ドットの最外殻に位置する最外殻のシェルを含むことができ、内部のシェルはＺｎＳｅＳを含むことができ、最外殻のシェルはＺｎＳを含んでもよい。
例えば、シェルは、１成分に対して濃度勾配を有することができ、例えばコアから遠くなるほど硫黄（Ｓ）の含有量が多くなる濃度勾配を有することができる。
量子ドット層１４は、例えば約５ｎｍ～２００ｎｍの厚さを有し、前記範囲内で、例えば約１０ｎｍ～１００ｎｍの厚さを有することができ、前記範囲内で、例えば約１０ｎｍ～８０ｎｍの厚さを有することができ、前記範囲内で、例えば約１０ｎｍ～５０ｎｍの厚さを有することができ、前記範囲内で、例えば約２５ｎｍ～４０ｎｍの厚さを有することができる。
量子ドット層１４は、比較的高いＨＯＭＯエネルギー準位（ＨＯＭＯＱＤ）を有し、例えば、約５．６ｅＶ以上のＨＯＭＯエネルギー準位（ＨＯＭＯＱＤ）を有し、前記範囲内で、例えば、約５．８ｅＶ以上、約５．９ｅＶ以上、もしくは約６．０ｅＶ以上のＨＯＭＯエネルギー準位（ＨＯＭＯＱＤ）を有することができる。
量子ドット層１４のＨＯＭＯエネルギー準位（ＨＯＭＯＱＤ）は、前記範囲内で、例えば約５．６ｅＶ～７．０ｅＶ、約５．６ｅＶ～６．８ｅＶ、約５．６ｅＶ～６．７ｅＶ、約５．６ｅＶ～６．５ｅＶ、約５．６ｅＶ～６．３ｅＶ、約５．６ｅＶ～６．２ｅＶ、約５．６ｅＶ～６．１ｅＶ、約５．８ｅＶ～７．０ｅＶ、約５．８ｅＶ～６．８ｅＶ、約５．８ｅＶ～６．７ｅＶ、約５．８ｅＶ～６．５ｅＶ、約５．８ｅＶ～６．３ｅＶ、約５．８ｅＶ～６．２ｅＶ、約５．８ｅＶ～６．１ｅＶ、約６．０ｅＶ～７．０ｅＶ、約６．０ｅＶ～６．８ｅＶ、約６．０ｅＶ～６．７ｅＶ、約６．０ｅＶ～６．５ｅＶ、約６．０ｅＶ～６．３ｅＶ、約６．０ｅＶ～６．２ｅＶであってもよい。
量子ドット層１４のＨＯＭＯエネルギー準位（ＨＯＭＯＱＤ）は、前記範囲内で、例えば約５．６ｅＶ～７．０ｅＶ、約５．６ｅＶ～６．８ｅＶ、約５．６ｅＶ～６．７ｅＶ、約５．６ｅＶ～６．５ｅＶ、約５．６ｅＶ～６．３ｅＶ、約５．６ｅＶ～６．２ｅＶ、約５．６ｅＶ～６．１ｅＶ、約５．８ｅＶ～７．０ｅＶ、約５．８ｅＶ～６．８ｅＶ、約５．８ｅＶ～６．７ｅＶ、約５．８ｅＶ～６．５ｅＶ、約５．８ｅＶ～６．３ｅＶ、約５．８ｅＶ～６．２ｅＶ、約５．８ｅＶ～６．１ｅＶ、約６．０ｅＶ～７．０ｅＶ、約６．０ｅＶ～６．８ｅＶ、約６．０ｅＶ～６．７ｅＶ、約６．０ｅＶ～６．５ｅＶ、約６．０ｅＶ～６．３ｅＶ、約６．０ｅＶ～６．２ｅＶであってもよい。
正孔注入層１２と正孔輸送層１３は互いに接して位置し、正孔注入層１２はアノード１１側に、正孔輸送層１３は量子ドット層１４側に位置してアノード１１から供給された正孔が正孔注入層１２及び正孔輸送層１３を介して量子ドット層１４に伝達される。
一例として、正孔注入層１２は、アノード１１と接し、正孔輸送層１３は、量子ドット層１４に接する。
一例として、正孔注入層１２は、アノード１１と接し、正孔輸送層１３は、量子ドット層１４に接する。
正孔輸送層１３のＨＯＭＯエネルギー準位（ＨＯＭＯＨＴＬ）は、量子ドット層１４のＨＯＭＯエネルギー準位（ＨＯＭＯＱＤ）とマッチングできるように比較的高いＨＯＭＯエネルギー準位を有する。それにより、正孔輸送層１３から量子ドット層１４に伝達される正孔の移動性を高めることができる。
正孔輸送層１３のＨＯＭＯエネルギー準位（ＨＯＭＯＨＴＬ）は、量子ドット層１４のＨＯＭＯエネルギー準位（ＨＯＭＯＱＤ）と等しいか、又はそれよりも約０．５ｅＶ以下の範囲内で小さくてもよい。
例えば、正孔輸送層１３と量子ドット層１４のＨＯＭＯエネルギー準位の差は、約０ｅＶ～０．５ｅＶであり得、前記範囲内で、例えば、約０．０１ｅＶ～０．４ｅＶ、約０．０１ｅＶ～０．３ｅＶ、約０．０１ｅＶ～０．２ｅＶ、約０．０１ｅＶ～０．１ｅＶであってもよい。
正孔輸送層１３のＨＯＭＯエネルギー準位（ＨＯＭＯＨＴＬ）は、量子ドット層１４のＨＯＭＯエネルギー準位（ＨＯＭＯＱＤ）と等しいか、又はそれよりも約０．５ｅＶ以下の範囲内で小さくてもよい。
例えば、正孔輸送層１３と量子ドット層１４のＨＯＭＯエネルギー準位の差は、約０ｅＶ～０．５ｅＶであり得、前記範囲内で、例えば、約０．０１ｅＶ～０．４ｅＶ、約０．０１ｅＶ～０．３ｅＶ、約０．０１ｅＶ～０．２ｅＶ、約０．０１ｅＶ～０．１ｅＶであってもよい。
正孔輸送層１３のＨＯＭＯエネルギー準位（ＨＯＭＯＨＴＬ）は、例えば、約５．４ｅＶ以上であり、前記範囲内で、例えば、約５．６ｅＶ以上であってもよく、前記範囲内で、例えば約５．８ｅＶ以上であってもよい。
例えば、正孔輸送層１３のＨＯＭＯエネルギー準位（ＨＯＭＯＨＴＬ）は、約５．４ｅＶ～７．０ｅＶであってもよく、前記範囲内で、例えば、約５．４ｅＶ～６．８ｅＶ、約５．４ｅＶ～６．７ｅＶ、約５．４ｅＶ～６．５ｅＶ、約５．４ｅＶ～６．３ｅＶ、約５．４ｅＶ～６．２ｅＶ、約５．４ｅＶ～６．１ｅＶ、約５．６ｅＶ～７．０ｅＶ、約５．６ｅＶ～６．８ｅＶ、約５．６ｅＶ～６．７ｅＶ、約５．６ｅＶ～６．５ｅＶ、約５．６ｅＶ～６．３ｅＶ、約５．６ｅＶ～６．２ｅＶ、約５．６ｅＶ～６．１ｅＶ、約５．８ｅＶ～７．０ｅＶ、約５．８ｅＶ～６．８ｅＶ、約５．８ｅＶ～６．７ｅＶ、約５．８ｅＶ～６．５ｅＶ、約５．８ｅＶ～６．３ｅＶ、約５．８ｅＶ～６．２ｅＶ、約５．８ｅＶ～６．１ｅＶであってもよい。
例えば、正孔輸送層１３のＨＯＭＯエネルギー準位（ＨＯＭＯＨＴＬ）は、約５．４ｅＶ～７．０ｅＶであってもよく、前記範囲内で、例えば、約５．４ｅＶ～６．８ｅＶ、約５．４ｅＶ～６．７ｅＶ、約５．４ｅＶ～６．５ｅＶ、約５．４ｅＶ～６．３ｅＶ、約５．４ｅＶ～６．２ｅＶ、約５．４ｅＶ～６．１ｅＶ、約５．６ｅＶ～７．０ｅＶ、約５．６ｅＶ～６．８ｅＶ、約５．６ｅＶ～６．７ｅＶ、約５．６ｅＶ～６．５ｅＶ、約５．６ｅＶ～６．３ｅＶ、約５．６ｅＶ～６．２ｅＶ、約５．６ｅＶ～６．１ｅＶ、約５．８ｅＶ～７．０ｅＶ、約５．８ｅＶ～６．８ｅＶ、約５．８ｅＶ～６．７ｅＶ、約５．８ｅＶ～６．５ｅＶ、約５．８ｅＶ～６．３ｅＶ、約５．８ｅＶ～６．２ｅＶ、約５．８ｅＶ～６．１ｅＶであってもよい。
正孔輸送層１３は、上記エネルギー準位を満足する材料であれば特に限定されず、例えば、ポリ（９，９－ジオクチル－フルオレン－コ－Ｎ－（４－ブチルフェニル）－ジフェニルアミン）（Ｐｏｌｙ（９，９－ｄｉｏｃｔｙｌ－ｆｌｕｏｒｅｎｅ－ｃｏ－Ｎ－（４－ｂｕｔｙｌｐｈｅｎｙｌ）－ｄｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ）、ＴＦＢ）、ポリアリールアミン、ポリ（Ｎ－ビニルカルバゾール）（ｐｏｌｙ（Ｎ－ｖｉｎｙｌｃａｒｂａｚｏｌｅ）、ポリアニリン（ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ）、ポリピロール（ｐｏｌｙｐｙｒｒｏｌｅ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラキス（４－メトキシフェニル）－ベンジジン（Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－ｔｅｔｒａｋｉｓ（４－ｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）－ｂｅｎｚｉｄｉｎｅ、ＴＰＤ）、４－ビス［Ｎ－（１－ナフチル）－Ｎ－フェニル－アミノ］ビフェニル（４－ｂｉｓ［Ｎ－（１－ｎａｐｈｔｈｙｌ）－Ｎ－ｐｈｅｎｙｌ－ａｍｉｎｏ］ｂｉｐｈｅｎｙｌ、α－ＮＰＤ）、ｍ－ＭＴＤＡＴＡ（４，４’，４’’－Ｔｒｉｓ［ｐｈｅｎｙｌ（ｍ－ｔｏｌｙｌ）ａｍｉｎｏ］ｔｒｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ）、４，４’，４’’－トリス（Ｎ－カルバゾリル）－トリフェニルアミン（４，４’，４’’－ｔｒｉｓ（Ｎ－ｃａｒｂａｚｏｌｙｌ）－ｔｒｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ、ＴＣＴＡ）、１，１－ビス［（ジ－４－トリルアミノ）フェニルシクロヘキサン（ＴＡＰＣ）、ｐ型金属酸化物（例えば、ＮｉＯ、ＷＯ３、ＭｏＯ３など）、グラフェンオキサイドなど炭素ベースの材料、及びこれらの組み合わせから選択される少なくとも一つを含むことができるが、これに限定されるものではない。
正孔注入層１２は、アノード１１と正孔輸送層１３との間に位置し、アノード１１に隣接した第１面１２ａと正孔輸送層１３に隣接した第２面１２ｂとを有する。
正孔注入層１２の平均ＨＯＭＯエネルギー準位（ＨＯＭＯＨＩＬ）は、アノード１１の仕事関数（ＷＦＡ）と正孔輸送層１３のＨＯＭＯエネルギー準位（ＨＯＭＯＨＴＬ）の間であり得る。
正孔注入層１２の第１面１２ａのＨＯＭＯエネルギー準位は、正孔注入層１２の第２面１２ｂのＨＯＭＯエネルギー準位と異なり得る。
例えば、正孔注入層１２のＨＯＭＯエネルギー準位（ＨＯＭＯＨＩＬ）は、第１面１２ａから第２面１２ｂまで厚さ方向によって変化し得、例えば、正孔注入層１２の第１面１２ａ、正孔注入層１２の第２面１２ｂ及び正孔注入層１２の第１面１２ａと第２面１２ｂの間のＨＯＭＯエネルギー準位が異なり得る。
正孔注入層１２の平均ＨＯＭＯエネルギー準位（ＨＯＭＯＨＩＬ）は、アノード１１の仕事関数（ＷＦＡ）と正孔輸送層１３のＨＯＭＯエネルギー準位（ＨＯＭＯＨＴＬ）の間であり得る。
正孔注入層１２の第１面１２ａのＨＯＭＯエネルギー準位は、正孔注入層１２の第２面１２ｂのＨＯＭＯエネルギー準位と異なり得る。
例えば、正孔注入層１２のＨＯＭＯエネルギー準位（ＨＯＭＯＨＩＬ）は、第１面１２ａから第２面１２ｂまで厚さ方向によって変化し得、例えば、正孔注入層１２の第１面１２ａ、正孔注入層１２の第２面１２ｂ及び正孔注入層１２の第１面１２ａと第２面１２ｂの間のＨＯＭＯエネルギー準位が異なり得る。
一例として、正孔注入層１２の第１面１２ａのＨＯＭＯエネルギー準位（ＨＯＭＯＨＩＬ１）がアノード１１の仕事関数（ＷＦＡ）に等しいか、又はそれよりも高く、例えば約５．０～約５．５ｅＶである。
一例として、正孔注入層１２の第２面１２ｂのＨＯＭＯエネルギー準位（ＨＯＭＯＨＩＬ２）が正孔注入層１２の第１面１２ａのＨＯＭＯエネルギー準位（ＨＯＭＯＨＩＬ１）よりも高く、例えば、正孔注入層１２の第２面１２ｂと正孔輸送層１３のＨＯＭＯエネルギー準位の差は、約０．５ｅＶより小さい。
一例として、正孔注入層１２の第２面１２ｂのＨＯＭＯエネルギー準位（ＨＯＭＯＨＩＬ２）が正孔注入層１２の第１面１２ａのＨＯＭＯエネルギー準位（ＨＯＭＯＨＩＬ１）よりも高く、例えば、正孔注入層１２の第２面１２ｂと正孔輸送層１３のＨＯＭＯエネルギー準位の差は、約０．５ｅＶより小さい。
正孔注入層１２の第２面１２ｂのＨＯＭＯエネルギー準位（ＨＯＭＯＨＩＬ２）は、例えば約５．５ｅＶ超過約７．０ｅＶ以下であり、前記範囲内で、例えば、約５．６ｅＶ～７．０ｅＶ、約５．６ｅＶ～６．８ｅＶ、約５．６ｅＶ～６．７ｅＶ、約５．６ｅＶ～６．５ｅＶ、約５．６ｅＶ～６．３ｅＶ、約５．６ｅＶ～６．２ｅＶ、約５．６ｅＶ～６．１ｅＶ、約５．６ｅＶ～６．０ｅＶであってもよく、例えば、約５．８ｅＶ～７．０ｅＶ、約５．８ｅＶ～６．８ｅＶ、約５．８ｅＶ～６．７ｅＶ、約５．８ｅＶ～６．５ｅＶであってもよく、例えば、約５．８ｅＶ～６．３ｅＶであってもよく、例えば、約５．８ｅＶ～６．２ｅＶであってもよく、例えば、約５．８ｅＶ～６．１ｅＶであってもよく、例えば約５．８ｅＶ～６．０ｅＶであってもよい。
正孔注入層１２の第１面１２ａと第２面１２ｂとの間のＨＯＭＯエネルギー準位（ＨＯＭＯＨＩＬ）は、正孔注入層１２の第１面１２ａから正孔注入層１２の第２面１２ｂまで傾斜的に変化し得、例えば、正孔注入層１２のＨＯＭＯエネルギー準位（ＨＯＭＯＨＩＬ）が正孔注入層１２の第１面１２ａから正孔注入層１２の第２面１２ｂまで傾斜的に大きくなってもよい。
それにより、アノード１１と正孔注入層１２との間及び正孔注入層１２と正孔輸送層１３との間でＨＯＭＯエネルギー準位の段差によるエネルギー障壁を減らして正孔移動性の低下を防止し、アノード１１から正孔輸送層１３まで正孔をスムースに移動させることができる。
正孔注入層１２の平均ＨＯＭＯエネルギー準位は、約５．６ｅＶ～６．２ｅＶであってもよい。
それにより、アノード１１と正孔注入層１２との間及び正孔注入層１２と正孔輸送層１３との間でＨＯＭＯエネルギー準位の段差によるエネルギー障壁を減らして正孔移動性の低下を防止し、アノード１１から正孔輸送層１３まで正孔をスムースに移動させることができる。
正孔注入層１２の平均ＨＯＭＯエネルギー準位は、約５．６ｅＶ～６．２ｅＶであってもよい。
正孔注入層１２の傾斜勾配を有するＨＯＭＯエネルギー準位は、多様な方法で具現することができる。
一例として、正孔注入層１２は、ＨＯＭＯエネルギー準位が異なる二つ以上の材料を含み、例えば、第１化合物と第１化合物よりもＨＯＭＯエネルギー準位が高い第２化合物を含むことができる。
第１化合物及び第２化合物は、それぞれ独立的にモノマー、オリゴマー、高分子及び／又はイオン化合物であってもよく、それぞれ単一化合物だけでなく二つ以上の混合物を含むこともできる。
一例として、正孔注入層１２は、ＨＯＭＯエネルギー準位が異なる二つ以上の材料を含み、例えば、第１化合物と第１化合物よりもＨＯＭＯエネルギー準位が高い第２化合物を含むことができる。
第１化合物及び第２化合物は、それぞれ独立的にモノマー、オリゴマー、高分子及び／又はイオン化合物であってもよく、それぞれ単一化合物だけでなく二つ以上の混合物を含むこともできる。
一例として、正孔注入層１２は、ＨＯＭＯエネルギー準位及び表面エネルギー（ｓｕｒｆａｃｅ ｅｎｅｒｇｙ）が異なる二つ以上の材料を含み、例えば、第１化合物と第１化合物よりもＨＯＭＯエネルギー準位が高く、表面エネルギーが低い第２化合物を含むことができる。
第１化合物及び第２化合物は、それぞれ独立的にモノマー、オリゴマー、高分子及び／又はイオン化合物であってもよく、単一化合物だけでなくそれぞれ二つ以上の混合物を含むこともできる。
それにより、第１及び第２化合物は、これらの表面エネルギー差によって正孔注入層１２内で自己組織化されて厚さ方向に沿って異なる組成比率で含まれ得、例えば、正孔注入層１２の第２面１２ｂでの第１化合物に対する第２化合物の組成比は、正孔注入層１２の第１面１２ａでの第１化合物に対する第２化合物の組成比より大きく、正孔注入層１２の第１面１２ａから正孔注入層１２の第２面１２ｂまで第１化合物に対する第２化合物の組成比率を傾斜的に高くする。
それにより、正孔注入層１２の厚さ方向に沿って傾斜勾配を有するＨＯＭＯエネルギー準位を実現することができる。
第１化合物及び第２化合物は、それぞれ独立的にモノマー、オリゴマー、高分子及び／又はイオン化合物であってもよく、単一化合物だけでなくそれぞれ二つ以上の混合物を含むこともできる。
それにより、第１及び第２化合物は、これらの表面エネルギー差によって正孔注入層１２内で自己組織化されて厚さ方向に沿って異なる組成比率で含まれ得、例えば、正孔注入層１２の第２面１２ｂでの第１化合物に対する第２化合物の組成比は、正孔注入層１２の第１面１２ａでの第１化合物に対する第２化合物の組成比より大きく、正孔注入層１２の第１面１２ａから正孔注入層１２の第２面１２ｂまで第１化合物に対する第２化合物の組成比率を傾斜的に高くする。
それにより、正孔注入層１２の厚さ方向に沿って傾斜勾配を有するＨＯＭＯエネルギー準位を実現することができる。
一例として、正孔注入層１２は、ＨＯＭＯエネルギー準位及び表面エネルギーが異なり、電気的特性が異なる二つ以上の材料を含み、例えば、導電性を有する第１化合物と第１化合物よりＨＯＭＯエネルギー準位が高く、表面エネルギーが低く、絶縁性を有する第２化合物を含むことができる。
第１化合物及び第２化合物は、それぞれ独立的にモノマー、オリゴマー、高分子及び／又はイオン化合物であってもよく、それぞれ単一化合物だけでなく、二つ以上の混合物を含むこともできる。
それにより、正孔注入層１２内で第１及び第２化合物の表面エネルギー差によって自己組織化されて正孔注入層１２の厚さ方向に沿って傾斜勾配を有するＨＯＭＯエネルギー準位を実現するだけでなく、正孔注入層１２の第２面１２ｂに絶縁性を有する第２化合物が主に分布することによって正孔輸送層１３から正孔注入層１２に電子が入ってくることを遮断して別途の電子遮断層がなくても漏洩電流を減少させることができる。
第１化合物及び第２化合物は、それぞれ独立的にモノマー、オリゴマー、高分子及び／又はイオン化合物であってもよく、それぞれ単一化合物だけでなく、二つ以上の混合物を含むこともできる。
それにより、正孔注入層１２内で第１及び第２化合物の表面エネルギー差によって自己組織化されて正孔注入層１２の厚さ方向に沿って傾斜勾配を有するＨＯＭＯエネルギー準位を実現するだけでなく、正孔注入層１２の第２面１２ｂに絶縁性を有する第２化合物が主に分布することによって正孔輸送層１３から正孔注入層１２に電子が入ってくることを遮断して別途の電子遮断層がなくても漏洩電流を減少させることができる。
例えば、第１化合物は導電性化合物を含み、第２化合物は絶縁性化合物を含む。
導電性化合物は、例えば導電性高分子であってもよく、絶縁性化合物は、例えば絶縁性高分子であってもよい。
導電性高分子は、前述したＨＯＭＯエネルギー準位を満足する高分子中から選択することができ、絶縁性高分子は導電性高分子よりもＨＯＭＯエネルギー準位が高く、表面エネルギーが低い高分子から選択することができる。
それにより、正孔注入層１２内で第１及び第２化合物の表面エネルギー差によって自己組織化されて、絶縁性高分子は正孔注入層１２の第２面１２ｂに主に分布することになり、正孔注入層１２の第１面１２ａから第２面１２ｂまで厚さ方向に沿って傾斜勾配を有するＨＯＭＯエネルギー準位を実現することができる。
また、これと同時に正孔注入層１２の第１面１２ａは導電性高分子の高い導電特性によって正孔注入性を高め、正孔注入層１２の第２面１２ｂは絶縁性高分子の絶縁特性によって正孔輸送層１３との界面で漏洩電流を減少させることができる。
導電性化合物は、例えば導電性高分子であってもよく、絶縁性化合物は、例えば絶縁性高分子であってもよい。
導電性高分子は、前述したＨＯＭＯエネルギー準位を満足する高分子中から選択することができ、絶縁性高分子は導電性高分子よりもＨＯＭＯエネルギー準位が高く、表面エネルギーが低い高分子から選択することができる。
それにより、正孔注入層１２内で第１及び第２化合物の表面エネルギー差によって自己組織化されて、絶縁性高分子は正孔注入層１２の第２面１２ｂに主に分布することになり、正孔注入層１２の第１面１２ａから第２面１２ｂまで厚さ方向に沿って傾斜勾配を有するＨＯＭＯエネルギー準位を実現することができる。
また、これと同時に正孔注入層１２の第１面１２ａは導電性高分子の高い導電特性によって正孔注入性を高め、正孔注入層１２の第２面１２ｂは絶縁性高分子の絶縁特性によって正孔輸送層１３との界面で漏洩電流を減少させることができる。
導電性高分子は、前述した正孔注入層１２の第１面１２ａのＨＯＭＯエネルギー準位（ＨＯＭＯＨＩＬ１）を満足する導電性高分子であれば特に限定されず、例えば約１×１０－７Ｓ／ｃｍ以上の伝導度を有し得、例えば、約１×１０－７Ｓ／ｃｍ～１０００Ｓ／ｃｍの伝導度を有することができる。
導電性高分子は、例えば、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリ（パラ－フェニレン）、ポリフルオレン、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）、これらの誘導体又はこれらの組み合わせを含むことができるが、これに限定されるものではない。
一例として、導電性高分子は、電荷を帯びた高分子であってもよく、例えば正電荷性高分子と負電荷性高分子を含んでもよい。
導電性高分子は、例えば、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリ（パラ－フェニレン）、ポリフルオレン、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）、これらの誘導体又はこれらの組み合わせを含むことができるが、これに限定されるものではない。
一例として、導電性高分子は、電荷を帯びた高分子であってもよく、例えば正電荷性高分子と負電荷性高分子を含んでもよい。
例えば、導電性高分子は下記に示す化学式２で表される構造単位を有する高分子と、下記に示す化学式３で表される構造単位を有する高分子を含むことができるが、これに限定されるものではない。
化学式２又は３において、Ｚ＋は陽イオンであり、ｎ及びｍは、それぞれ化学式２または化学式３で表される構造単位のモル数であって、０．０００１≦ｎ／ｍ≦１、及び０．０００１≦ｌ／ｍ≦１を満足する。
例えば、導電性高分子は、ポリアニリン：ドデシルベンゼンスルホン酸（ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ：ｄｏｄｅｃｙｌｂｅｎｚｅｎｅｓｕｌｆｏｎｉｃ ａｃｉｄ）、ポリアニリン：カンファースルホン酸（ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ：Ｃａｍｐｈｏｒｓｕｌｆｏｎｉｃ ａｃｉｄ）及び／又はポリアニリン：ポリ（４－スチレンスルホン酸）（ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ：ｐｏｌｙ（４－ｓｔｙｒｅｎｅ ｓｕｌｆｏｎａｔｅ）を含むことができるが、これに限定されるものではない。
絶縁性高分子は、導電性高分子よりＨＯＭＯエネルギー準位が高く、表面エネルギーが低い絶縁性高分子であれば特に限定されず、例えば、フッ素含有高分子であり、例えばイオン特性を有するフッ素含有高分子であってもよい。
例えば、絶縁性高分子は、下記に示す化学式４で表される構造単位と、下記に示す化学式５で表される構造単位の内の少なくとも一つを含むことができるが、これに限定されるものではない。
化学式４又は５において、Ｙ１及びＹ２はそれぞれ独立的に－ＣＯＯ－Ｍ＋、－ＳＯ３Ｍ＋、又は－ＰＯ３２－（Ｍ＋）２であり、ここでＭ＋は、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｌｉ＋、Ｈ＋、又はＮＨ４＋であり、ｐ１、ｑ１、ｐ２、ｑ２はそれぞれ独立的に０＜ｐ１≦１０、０００、０００、０＜ｑ１≦１０、０００、０００、０＜ｐ２≦１０、０００、０００、０＜ｑ２≦１０、０００、０００を満足し、ｘ１、ｙ１、ｘ２、ｙ２はそれぞれ独立的に０～２０の整数である。
絶縁性高分子は、例えば、水和物形態で存在することができる。
一例として、第２化合物は第１化合物より高い含有量で含まれる。
例えば、第１化合物と第２化合物の重量比は、約１：１．１～１：１０であり、前記範囲内で、例えば約１：１．１～１：８であってもよく、前記範囲内で、例えば約１：１．１～１：６であってもよく、前記範囲内で、例えば約１：１．１～１：４であってもよく、前記範囲内で、例えば約１：１．５～１：４であってもよく、前記範囲内で、例えば約１：１．８～１：３．６であってもよい。
一例として、第２化合物は第１化合物より高い含有量で含まれる。
例えば、第１化合物と第２化合物の重量比は、約１：１．１～１：１０であり、前記範囲内で、例えば約１：１．１～１：８であってもよく、前記範囲内で、例えば約１：１．１～１：６であってもよく、前記範囲内で、例えば約１：１．１～１：４であってもよく、前記範囲内で、例えば約１：１．５～１：４であってもよく、前記範囲内で、例えば約１：１．８～１：３．６であってもよい。
例えば、第１化合物が導電性高分子であり、第２化合物が絶縁性高分子である時、導電性高分子と絶縁性高分子の重量比は、約１：１．１～１：１０であり、前記範囲内で、例えば約１：１．１～１：８であってもよく、前記範囲内で、例えば約１：１．１～１：６であってもよく、前記範囲内で、例えば約１：１．１～１：４であってもよく、前記範囲内で、例えば約１：１．５～１：４であってもよく、前記範囲内で、例えば約１：１．８～１：３．６であってもよい。
第１化合物及び第２化合物が上記範囲内で含まれることによって、前述したＨＯＭＯエネルギー準位を有することができ、それにより、アノード１１と高いＨＯＭＯエネルギー準位を有する正孔輸送層１３の間でこれらと効果的にマッチングされて正孔の移動性を効果的に高めることができる。
第１化合物及び第２化合物は、溶媒に溶解又は分散した溶液形態に適用でき、この時、使用される溶媒としては、例えば極性溶媒であってもよく、例えば、脱イオン水、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、２－メトキシエタノール、２－エトキシエタノール、２－プロポキシエタノール、２－ブトキシエタノール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、トルエン、キシレン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、酢酸エチル、ブチルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエチルエーテル、メチルメトキシプロピオン酸、エチルエトキシプロピオン酸、乳酸エチル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールプロピルエーテル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ジエチレングリコールメチルアセテート、ジエチレングリコール酢酸エチル、アセトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、Ｎ－メチル－２－ピロリドン、γ－ブチロラクトン、ジエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジグリム、テトラヒドロフラン、アセチルアセトン、クロロベンゼン、及びアセトニトリルから選択することができ、これらの中から選択された一つ以上を含むことができる。
電子補助層１５は、カソード１６と量子ドット層１４の間に位置し、１層又は２層以上を含み得る。
電子補助層１５は、場合によっては省略することもできる。
電子補助層１５は、電子輸送層、電子注入層、正孔遮断層又はこれらの組み合わせであり得る。
電子輸送層は、例えば、１，４，５，８－ナフタレン－テトラカルボキシルジアンヒドライド（１，４，５，８－ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ－ｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ、ＮＴＣＤＡ）、バソクプロイン（ｂａｔｈｏｃｕｐｒｏｉｎｅ、ＢＣＰ）、トリス［３－（３－ピリジル）－メシチル］ボラン（３ＴＰＹＭＢ）、ＬｉＦ、Ａｌｑ３、Ｇａｑ３、Ｉｎｑ３、Ｚｎｑ２、Ｚｎ（ＢＴＺ）２、ＢｅＢｑ２、ＥＴ２０４（８－（４－（４，６－ｄｉ（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎ－２－ｙｌ）－１，３，５－ｔｒｉａｚｉｎ－２－ｙｌ）ｐｈｅｎｙｌ）ｑｕｉｎｏｌｏｎｅ）、８－ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏｌｉｎａｔｏ ｌｉｔｈｉｕｍ（Ｌｉｑ）、ｎ型金属酸化物（例えば、ＺｎＯ、ＨｆＯ２など）、及びこれらの組み合わせから選択される少なくとも一つを含むことができるが、これに限定されるものではない。
電子補助層１５は、場合によっては省略することもできる。
電子補助層１５は、電子輸送層、電子注入層、正孔遮断層又はこれらの組み合わせであり得る。
電子輸送層は、例えば、１，４，５，８－ナフタレン－テトラカルボキシルジアンヒドライド（１，４，５，８－ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ－ｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ、ＮＴＣＤＡ）、バソクプロイン（ｂａｔｈｏｃｕｐｒｏｉｎｅ、ＢＣＰ）、トリス［３－（３－ピリジル）－メシチル］ボラン（３ＴＰＹＭＢ）、ＬｉＦ、Ａｌｑ３、Ｇａｑ３、Ｉｎｑ３、Ｚｎｑ２、Ｚｎ（ＢＴＺ）２、ＢｅＢｑ２、ＥＴ２０４（８－（４－（４，６－ｄｉ（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎ－２－ｙｌ）－１，３，５－ｔｒｉａｚｉｎ－２－ｙｌ）ｐｈｅｎｙｌ）ｑｕｉｎｏｌｏｎｅ）、８－ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏｌｉｎａｔｏ ｌｉｔｈｉｕｍ（Ｌｉｑ）、ｎ型金属酸化物（例えば、ＺｎＯ、ＨｆＯ２など）、及びこれらの組み合わせから選択される少なくとも一つを含むことができるが、これに限定されるものではない。
正孔遮断層は、例えば、１，４，５，８－ナフタレン－テトラカルボキシルジアンヒドライド（１，４，５，８－ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ－ｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ、ＮＴＣＤＡ）、バソクプロイン（ＢＣＰ）、トリス［３－（３－ピリジル）－メシチル］ボラン（３ＴＰＹＭＢ）、ＬｉＦ、Ａｌｑ３、Ｇａｑ３、Ｉｎｑ３、Ｚｎｑ２、Ｚｎ（ＢＴＺ）２、ＢｅＢｑ２、及びこれらの組み合わせから選択される少なくとも一つを含むことができるが、これに限定されるものではない。
上述した正孔注入層、正孔輸送層、量子ドット層、及び電子補助層は、例えば、溶液工程で形成することができ、例えば、スピンコーティング、スリットコーティング、インクジェット印刷、ノズル印刷、噴射及び／又はドクターブレードコーティングによって形成することができるが、これに限定されるものではない。
量子ドット素子は、例えば、表示装置又は照明装置などの多様な電子装置に適用され得る。
量子ドット素子は、例えば、表示装置又は照明装置などの多様な電子装置に適用され得る。
以下、実施例を通じて上述した本発明の実施形態をより詳細に説明する。
ただし、下記の実施例は単に説明の目的のためのものに過ぎず、本発明の権利範囲を制限するものではない。
ただし、下記の実施例は単に説明の目的のためのものに過ぎず、本発明の権利範囲を制限するものではない。
≪量子ドットの合成≫
＜合成例１：ＺｎＴｅＳｅコアの合成＞
セレニウム（Ｓｅ）及びテルリウム（Ｔｅ）をトリオクチルホスフィン（ｔｒｉｏｃｔｙｌｐｈｏｓｐｈｉｎｅ：ＴＯＰ）に分散させて２Ｍの「Ｓｅ／ＴＯＰ」ストック溶液（ｓｔｏｃｋ ｓｏｌｕｔｉｏｎ）及び０．１Ｍの「Ｔｅ／ＴＯＰ」ストック溶液を得る。
亜鉛アセテート（ｚｉｎｃ ａｃｅｔａｔｅ）０．１２５ｍｍｏｌをパルミチン酸（ｐａｌｍｉｔｉｃ ａｃｉｄ）０．２５ｍｍｏｌ及びヘキサデシルアミン０．２５ｍｍｏｌと共にトリオクチルアミン１０ｍＬを反応器に入れて真空下で１２０度に加熱する。
１時間後、反応器内の雰囲気を窒素に切り替える。
３００度に加熱した後、上記で準備した「Ｓｅ／ＴＯＰ」ストック溶液及び「Ｔｅ／ＴＯＰ」ストック溶液を、Ｔｅ：Ｓｅの比率を１：２５で迅速に注入する。
１０分、３０分、又は６０分後、常温に迅速に冷やした反応溶液にアセトンを入れて遠心分離して得られた沈澱をトルエンに分散させてＺｎＴｅＳｅ量子ドットを得る。
＜合成例１：ＺｎＴｅＳｅコアの合成＞
セレニウム（Ｓｅ）及びテルリウム（Ｔｅ）をトリオクチルホスフィン（ｔｒｉｏｃｔｙｌｐｈｏｓｐｈｉｎｅ：ＴＯＰ）に分散させて２Ｍの「Ｓｅ／ＴＯＰ」ストック溶液（ｓｔｏｃｋ ｓｏｌｕｔｉｏｎ）及び０．１Ｍの「Ｔｅ／ＴＯＰ」ストック溶液を得る。
亜鉛アセテート（ｚｉｎｃ ａｃｅｔａｔｅ）０．１２５ｍｍｏｌをパルミチン酸（ｐａｌｍｉｔｉｃ ａｃｉｄ）０．２５ｍｍｏｌ及びヘキサデシルアミン０．２５ｍｍｏｌと共にトリオクチルアミン１０ｍＬを反応器に入れて真空下で１２０度に加熱する。
１時間後、反応器内の雰囲気を窒素に切り替える。
３００度に加熱した後、上記で準備した「Ｓｅ／ＴＯＰ」ストック溶液及び「Ｔｅ／ＴＯＰ」ストック溶液を、Ｔｅ：Ｓｅの比率を１：２５で迅速に注入する。
１０分、３０分、又は６０分後、常温に迅速に冷やした反応溶液にアセトンを入れて遠心分離して得られた沈澱をトルエンに分散させてＺｎＴｅＳｅ量子ドットを得る。
＜合成例２：ＺｎＴｅＳｅコア／ＺｎＳｅＳシェル量子ドットの合成＞
亜鉛アセテート１．８ｍｍｏＬ（０．３３６ｇ）、オレイン酸（ｏｌｅｉｃ ａｃｉｄ）３．６ｍｍｏｌ（１．１３４ｇ）及びトリオクチルアミン（ｔｒｉｏｃｔｙｌａｍｉｎｅ）１０ｍＬをフラスコに入れて、１２０℃で１０分間真空処理する。
窒素（Ｎ２）でフラスコ内を置き換えた後、１８０℃に昇温する。
ここに、合成例１で得られたＺｎＴｅＳｅコアを１０秒内に入れて、次いで「Ｓｅ／ＴＯＰ」０．０４ｍｍｏｌをゆっくり注入した後、２８０℃に昇温する。
その後、「Ｓ／ＴＯＰ」０．０１ｍｍｏｌを入れて、３２０℃に昇温して１０分反応させる。
続いで、「Ｓｅ／ＴＯＰ」０．０２ｍｍｏｌ及び「Ｓ／ＴＯＰ」０．０４ｍｍｏｌ混合溶液をゆっくり注入し、再び２０分反応させる。
亜鉛アセテート１．８ｍｍｏＬ（０．３３６ｇ）、オレイン酸（ｏｌｅｉｃ ａｃｉｄ）３．６ｍｍｏｌ（１．１３４ｇ）及びトリオクチルアミン（ｔｒｉｏｃｔｙｌａｍｉｎｅ）１０ｍＬをフラスコに入れて、１２０℃で１０分間真空処理する。
窒素（Ｎ２）でフラスコ内を置き換えた後、１８０℃に昇温する。
ここに、合成例１で得られたＺｎＴｅＳｅコアを１０秒内に入れて、次いで「Ｓｅ／ＴＯＰ」０．０４ｍｍｏｌをゆっくり注入した後、２８０℃に昇温する。
その後、「Ｓ／ＴＯＰ」０．０１ｍｍｏｌを入れて、３２０℃に昇温して１０分反応させる。
続いで、「Ｓｅ／ＴＯＰ」０．０２ｍｍｏｌ及び「Ｓ／ＴＯＰ」０．０４ｍｍｏｌ混合溶液をゆっくり注入し、再び２０分反応させる。
以後、ＳｅとＳの混合比率を変えて注入し、２０分反応させる段階を繰り返すが、この時、使用するＳｅ及びＳの混合溶液としては、「Ｓｅ／ＴＯＰ」０．０１ｍｍｏｌ＋「Ｓ／ＴＯＰ」０．０５ｍｍｏｌの混合溶液、「Ｓｅ／ＴＯＰ」０．００５ｍｍｏｌ＋「Ｓ／ＴＯＰ」０．１ｍｍｏｌの混合溶液（Ｂ）、「Ｓ／ＴＯＰ」０．５ｍｍｏｌ溶液であり、これらを順に使用する。
上記反応がすべて終了した後、反応器を冷却して、製造されたナノ結晶をｅｔｈａｎｏｌで遠心分離してトルエンに分散させて、ＺｎＴｅＳｅ／ＺｎＳｅＳのコアシェル量子ドットを得る。
上記反応がすべて終了した後、反応器を冷却して、製造されたナノ結晶をｅｔｈａｎｏｌで遠心分離してトルエンに分散させて、ＺｎＴｅＳｅ／ＺｎＳｅＳのコアシェル量子ドットを得る。
＜合成例３：ＩｎＰ／ＺｎＳｅ／ＺｎＳ量子ドットの合成＞
・ＩｎＰコアの準備
反応器にインジウムアセテート０．４ミリモル（ｍｍｏｌ）、パルミチン酸１．２ミリモル、トリオクチルアミン１０ミリリットル（ｍＬ）を入れ、１２０℃で真空加熱する。
１時間後、反応器内の雰囲気を窒素に変換する。
反応器を２８０℃に加熱し、トリス（トリメチルシリル）ホスフィン（ｔｒｉｓ（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｙｌ）ｐｈｏｓｐｈｉｎｅ）（ＴＭＳ３Ｐ、０．２ｍｍｏｌ）溶液を速やかに注入し、所定時間反応させる。
得られた最終溶液を室温（２４℃）まで急冷し、アセトンを加え、沈殿物を遠心分離した後、トルエンに分散させてＩｎＰ量子ドットを得る。
・ＩｎＰコアの準備
反応器にインジウムアセテート０．４ミリモル（ｍｍｏｌ）、パルミチン酸１．２ミリモル、トリオクチルアミン１０ミリリットル（ｍＬ）を入れ、１２０℃で真空加熱する。
１時間後、反応器内の雰囲気を窒素に変換する。
反応器を２８０℃に加熱し、トリス（トリメチルシリル）ホスフィン（ｔｒｉｓ（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｙｌ）ｐｈｏｓｐｈｉｎｅ）（ＴＭＳ３Ｐ、０．２ｍｍｏｌ）溶液を速やかに注入し、所定時間反応させる。
得られた最終溶液を室温（２４℃）まで急冷し、アセトンを加え、沈殿物を遠心分離した後、トルエンに分散させてＩｎＰ量子ドットを得る。
・ＩｎＰコア／ ＺｎＳｅ－ＺｎＳシェル量子ドットの作製
反応器に亜鉛アセテート０．９ミリモル、オレイン酸１．８ミリモル、トリオクチルアミン１０ミリリットルを入れ、１２０℃で１０分間真空処理する。
窒素を反応器内の置換に使用し、反応器を２８０℃まで加熱する。
第１励起子吸収の光学濃度（ＯＤ）が０．４５である、上記で合成したＩｎＰ量子ドットのトルエン分散液を急速に添加し、トリオクチルホスフィン（Ｓｅ／ＴＯＰ）に分散させたセレン０．６ｍｍｏｌとトリオクチルホスフィン（Ｓ／ＴＯＰ）に分散させた硫黄２．０ｍｍｏｌを加え、得られた混合物を１２０分間反応させて反応液（粗）を得る。
反応が完了したら、結果物を室温（２４℃）まで急速に冷却し、エタノールを加えて沈殿を生成させ、沈殿物を遠心分離した後、オレイン酸（ＯＡ）で表面処理されたＩｎＰ／ＺｎＳｅ／ＺｎＳコア－シェル量子ドット溶液を得るためにオクタン中に再分散させた。
得られた量子ドットは、最大波長６３３ｎｍ、半値幅（ＦＷＨＭ）３４ｎｍ、量子収率（ＱＹ）９２．８％のフォトルミネッセンス（ＰＬ）発光ピークを有する。
反応器に亜鉛アセテート０．９ミリモル、オレイン酸１．８ミリモル、トリオクチルアミン１０ミリリットルを入れ、１２０℃で１０分間真空処理する。
窒素を反応器内の置換に使用し、反応器を２８０℃まで加熱する。
第１励起子吸収の光学濃度（ＯＤ）が０．４５である、上記で合成したＩｎＰ量子ドットのトルエン分散液を急速に添加し、トリオクチルホスフィン（Ｓｅ／ＴＯＰ）に分散させたセレン０．６ｍｍｏｌとトリオクチルホスフィン（Ｓ／ＴＯＰ）に分散させた硫黄２．０ｍｍｏｌを加え、得られた混合物を１２０分間反応させて反応液（粗）を得る。
反応が完了したら、結果物を室温（２４℃）まで急速に冷却し、エタノールを加えて沈殿を生成させ、沈殿物を遠心分離した後、オレイン酸（ＯＡ）で表面処理されたＩｎＰ／ＺｎＳｅ／ＺｎＳコア－シェル量子ドット溶液を得るためにオクタン中に再分散させた。
得られた量子ドットは、最大波長６３３ｎｍ、半値幅（ＦＷＨＭ）３４ｎｍ、量子収率（ＱＹ）９２．８％のフォトルミネッセンス（ＰＬ）発光ピークを有する。
≪正孔注入層用溶液の製造≫
＜製造例１＞
導電性高分子溶液（（ｐｏｌｙ（３，４－ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ ｓｕｌｆｏｎａｔｅ、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）（ＨＯＭＯ：５．３ｅＶ）（Ｈｅｒａｅｕｓ社のＣｌｅｖｉｏｓ（登録商標）ＡＩ４０８３、ＰＥＤＯＴ １重量部当たりＰＳＳ ６重量部）と、下記に示す化学式Ａで表される高分子を含む絶縁性高分子溶液（Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｏ．、水：アルコール＝４．５：５．５（ｖ／ｖ）、５重量％）を１：１の重量比（高分子溶質の重量比：１：３．６ｗ／ｗ）で混合した正孔注入層用溶液を準備する。
＜製造例１＞
導電性高分子溶液（（ｐｏｌｙ（３，４－ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ ｓｕｌｆｏｎａｔｅ、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）（ＨＯＭＯ：５．３ｅＶ）（Ｈｅｒａｅｕｓ社のＣｌｅｖｉｏｓ（登録商標）ＡＩ４０８３、ＰＥＤＯＴ １重量部当たりＰＳＳ ６重量部）と、下記に示す化学式Ａで表される高分子を含む絶縁性高分子溶液（Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｏ．、水：アルコール＝４．５：５．５（ｖ／ｖ）、５重量％）を１：１の重量比（高分子溶質の重量比：１：３．６ｗ／ｗ）で混合した正孔注入層用溶液を準備する。
＜製造例２＞
導電性高分子溶液と絶縁性高分子溶液を４：１の重量比（高分子溶質の重量比：１：０．９ｗ／ｗ）で混合することを除いては、製造例１と同様の方法で正孔注入層用溶液を準備する。
＜製造例３＞
導電性高分子溶液と絶縁性高分子溶液を１６：１の重量比（高分子溶質の重量比：１：０．２３ｗ／ｗ）で混合することを除いては、製造例１と同様の方法で正孔注入層用溶液を準備する。
＜製造例４＞
絶縁性高分子溶液を含まず、導電性高分子溶液だけを含むことを除いては、製造例１と同様の方法で正孔注入層用溶液を準備する。
導電性高分子溶液と絶縁性高分子溶液を４：１の重量比（高分子溶質の重量比：１：０．９ｗ／ｗ）で混合することを除いては、製造例１と同様の方法で正孔注入層用溶液を準備する。
＜製造例３＞
導電性高分子溶液と絶縁性高分子溶液を１６：１の重量比（高分子溶質の重量比：１：０．２３ｗ／ｗ）で混合することを除いては、製造例１と同様の方法で正孔注入層用溶液を準備する。
＜製造例４＞
絶縁性高分子溶液を含まず、導電性高分子溶液だけを含むことを除いては、製造例１と同様の方法で正孔注入層用溶液を準備する。
≪評価Ｉ≫
シリコンウエハー上に製造例１～４による正孔注入層用溶液をコーティングし、１５０度で３０分間熱処理して３５ｎｍ厚さの正孔注入層を形成する。
各正孔注入層の表面のＨＯＭＯエネルギー準位を、大気中光電子分光装置（ＡＣ－３）を用いて測定する。
その結果は下記に示す表１のとおりである。
シリコンウエハー上に製造例１～４による正孔注入層用溶液をコーティングし、１５０度で３０分間熱処理して３５ｎｍ厚さの正孔注入層を形成する。
各正孔注入層の表面のＨＯＭＯエネルギー準位を、大気中光電子分光装置（ＡＣ－３）を用いて測定する。
その結果は下記に示す表１のとおりである。
≪評価ＩＩ≫
シリコンウエハー上に製造例１による正孔注入層用溶液をコーティングし、１５０度で３０分間熱処理して３５ｎｍ厚さの正孔注入層を形成する。
正孔注入層の厚さによる組成及びＨＯＭＯエネルギー準位を確認する。
厚さによる組成は、ＶｅｒｓａＰｒｏｂｅ（ＵＬＶＡＣ－ＰＨＩ，Ｉｎｃ）を用いて確認する。
図３及び下記に示す表２において、正孔注入層の第１面はシリコンウエハーに隣接した面であり、正孔注入層の第２面は正孔注入層の第１面に対向する表面である。
図３は、製造例１による正孔注入層の厚さによる組成比を示すグラフである。
シリコンウエハー上に製造例１による正孔注入層用溶液をコーティングし、１５０度で３０分間熱処理して３５ｎｍ厚さの正孔注入層を形成する。
正孔注入層の厚さによる組成及びＨＯＭＯエネルギー準位を確認する。
厚さによる組成は、ＶｅｒｓａＰｒｏｂｅ（ＵＬＶＡＣ－ＰＨＩ，Ｉｎｃ）を用いて確認する。
図３及び下記に示す表２において、正孔注入層の第１面はシリコンウエハーに隣接した面であり、正孔注入層の第２面は正孔注入層の第１面に対向する表面である。
図３は、製造例１による正孔注入層の厚さによる組成比を示すグラフである。
図３を参照すると、正孔注入層の第２面は、絶縁性高分子から由来するフッ素含有基（ＣＦ２）が最も多く分布しており、厚さ方向に沿って導電性高分子から由来する基と絶縁性高分子から由来する基の組成比率が変わることが確認できる。
表２及び図３ともに参照すると、導電性高分子と絶縁性高分子の組成比率によりＨＯＭＯエネルギー準位が変わることが確認できる。
≪量子ドット素子の製作Ｉ（ＺｎＴｅＳｅ）≫
＜実施例１＞
ＩＴＯ（ＷＦ：４．８ｅＶ）が蒸着されたガラス基板にＵＶ－オゾンで表面処理を１５分間行った後、製造例１による正孔注入層用溶液をスピンコーティングし、１５０度で３０分間熱処理して３５ｎｍ厚さの正孔注入層を形成する。
次いで、正孔注入層上に、ポリ［（９，９－ジオクチルフルオレニル－２，７－ジイル－コ（４，４’－（Ｎ－４－ブチルフェニル）ジフェニルアミン］溶液（ＴＦＢ）（Ｌｕｍｔｅｃ）をスピンコーティングし、１５０度で３０分間熱処理して２５ｎｍ厚さの正孔輸送層（ＨＯＭＯ：５．６ｅＶ）を形成する。
次いで、正孔輸送層上に、合成例２で得られたＺｎＴｅＳｅ量子ドット（ピーク発光波長：４５３ｎｍ）をスピンコーティングし、１５０度で３０分間熱処理して量子ドット層（ＨＯＭＯ：６．０ｅＶ）を形成する。
次いで、量子ドット層の上に、ＮＥＴ２１８：ＮＤＮ８７（ＮＯＶＡＬＥＤ）を真空蒸着して３６ｎｍ厚さの電子輸送層を形成し、その上にＬｉｑ５ｎｍ及びアルミニウム（Ａｌ）９０ｎｍを真空蒸着してカソードを形成して、量子ドット素子を製造する。
＜実施例１＞
ＩＴＯ（ＷＦ：４．８ｅＶ）が蒸着されたガラス基板にＵＶ－オゾンで表面処理を１５分間行った後、製造例１による正孔注入層用溶液をスピンコーティングし、１５０度で３０分間熱処理して３５ｎｍ厚さの正孔注入層を形成する。
次いで、正孔注入層上に、ポリ［（９，９－ジオクチルフルオレニル－２，７－ジイル－コ（４，４’－（Ｎ－４－ブチルフェニル）ジフェニルアミン］溶液（ＴＦＢ）（Ｌｕｍｔｅｃ）をスピンコーティングし、１５０度で３０分間熱処理して２５ｎｍ厚さの正孔輸送層（ＨＯＭＯ：５．６ｅＶ）を形成する。
次いで、正孔輸送層上に、合成例２で得られたＺｎＴｅＳｅ量子ドット（ピーク発光波長：４５３ｎｍ）をスピンコーティングし、１５０度で３０分間熱処理して量子ドット層（ＨＯＭＯ：６．０ｅＶ）を形成する。
次いで、量子ドット層の上に、ＮＥＴ２１８：ＮＤＮ８７（ＮＯＶＡＬＥＤ）を真空蒸着して３６ｎｍ厚さの電子輸送層を形成し、その上にＬｉｑ５ｎｍ及びアルミニウム（Ａｌ）９０ｎｍを真空蒸着してカソードを形成して、量子ドット素子を製造する。
＜実施例２＞
ＩＴＯ（ＷＦ：４．８ｅＶ）が蒸着されたガラス基板にＵＶ－オゾンで表面処理を１５分間行った後、製造例１による正孔注入層用溶液をスピンコーティングし、１５０度で３０分間熱処理して３５ｎｍ厚さの正孔注入層を形成する。
次いで、正孔注入層上に、ポリ（９－ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）（ＬＵＭＴＥＣ）をスピンコーティングし、１５０度で３０分間熱処理して２５ｎｍ厚さの正孔輸送層（ＨＯＭＯ：６．０ｅＶ）を形成する。
次いで、正孔輸送層上に、合成例２で得られたＺｎＴｅＳｅ量子ドット（ピーク発光波長：４５３ｎｍ）をスピンコーティングし、１５０度で３０分間熱処理して量子ドット層（ＨＯＭＯ：６．０ｅＶ）を形成する。
次いで、量子ドット層の上に、ＮＥＴ４３０：ＮＤＮ７７（ＮＯＶＡＬＥＤ）を真空蒸着して３６ｎｍ厚さの電子輸送層を形成し、その上にアルミニウム（Ａｌ）９０ｎｍを真空蒸着してカソードを形成して、量子ドット素子を製造する。
ＩＴＯ（ＷＦ：４．８ｅＶ）が蒸着されたガラス基板にＵＶ－オゾンで表面処理を１５分間行った後、製造例１による正孔注入層用溶液をスピンコーティングし、１５０度で３０分間熱処理して３５ｎｍ厚さの正孔注入層を形成する。
次いで、正孔注入層上に、ポリ（９－ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）（ＬＵＭＴＥＣ）をスピンコーティングし、１５０度で３０分間熱処理して２５ｎｍ厚さの正孔輸送層（ＨＯＭＯ：６．０ｅＶ）を形成する。
次いで、正孔輸送層上に、合成例２で得られたＺｎＴｅＳｅ量子ドット（ピーク発光波長：４５３ｎｍ）をスピンコーティングし、１５０度で３０分間熱処理して量子ドット層（ＨＯＭＯ：６．０ｅＶ）を形成する。
次いで、量子ドット層の上に、ＮＥＴ４３０：ＮＤＮ７７（ＮＯＶＡＬＥＤ）を真空蒸着して３６ｎｍ厚さの電子輸送層を形成し、その上にアルミニウム（Ａｌ）９０ｎｍを真空蒸着してカソードを形成して、量子ドット素子を製造する。
＜比較例１＞
製造例１による正孔注入層用溶液の代わりに製造例４による正孔注入層用溶液を使用することを除いては、実施例１と同様の方法で量子ドット素子を製造する。
＜比較例２＞
製造例１による正孔注入層用溶液の代わりに製造例４による正孔注入層用溶液を使用することを除いては、実施例２と同様の方法で量子ドット素子を製造する。
製造例１による正孔注入層用溶液の代わりに製造例４による正孔注入層用溶液を使用することを除いては、実施例１と同様の方法で量子ドット素子を製造する。
＜比較例２＞
製造例１による正孔注入層用溶液の代わりに製造例４による正孔注入層用溶液を使用することを除いては、実施例２と同様の方法で量子ドット素子を製造する。
≪評価ＩＩＩ≫
実施例１、２と比較例１、２による量子ドット素子の電流－電圧－輝度特性を評価する。
電流－電圧－輝度特性は、Ｋｅｉｔｈｌｅｙ ２２０ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｏｕｒｃｅ及びＭｉｎｏｌｔａ ＣＳ２００ ｓｐｅｃｔｒｏｒａｄｉｏｍｅｔｅｒを用いて評価する。
その結果は、下記に示す表３及び表４のとおりである。
実施例１、２と比較例１、２による量子ドット素子の電流－電圧－輝度特性を評価する。
電流－電圧－輝度特性は、Ｋｅｉｔｈｌｅｙ ２２０ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｏｕｒｃｅ及びＭｉｎｏｌｔａ ＣＳ２００ ｓｐｅｃｔｒｏｒａｄｉｏｍｅｔｅｒを用いて評価する。
その結果は、下記に示す表３及び表４のとおりである。
＊ＥＱＥ＠１００ｎｉｔ、５００ｎｉｔ、１０００ｎｉｔ：１００ｎｉｔ、５００ｎｉｔ、１０００ｎｉｔでの外部量子効率
＊Ｃｄ／Ａｍａｘ：最大電流効率
＊Ｃｄ／ｍ２＠５ｍＡ：５ｍＡでの輝度
表３及び４を参照すると、実施例１、２による量子ドット素子は、比較例１、２による量子ドット素子と比較して、効率および寿命が改善していることが確認できる。
≪量子ドット素子の製作ＩＩ≫
＜実施例３＞
ＩＴＯ（ＷＦ：４．８ｅＶ）が蒸着されたガラス基板にＵＶ－オゾンで表面処理を１５分間行った後、製造例１による正孔注入層用溶液をスピンコーティングし、１５０度で３０分間熱処理して３５ｎｍ厚さの正孔注入層を形成する。
次いで、正孔注入層上に、ポリ［（９，９－ジオクチルフルオレニル－２，７－ジイル－コ（４，４’－（Ｎ－４－ブチルフェニル）ジフェニルアミン］溶液（ＴＦＢ）（Ｌｕｍｔｅｃ）をスピンコーティングし、１５０度で３０分間熱処理して２５ｎｍ厚さの正孔輸送層（ＨＯＭＯ：５．６ｅＶ）を形成する。
次いで、正孔輸送層上に、６２１ｎｍのピーク発光波長を有するＣｄＳｅ量子ドットをスピンコーティングし、１５０度で３０分間熱処理して量子ドット層（ＨＯＭＯ：６．０ｅＶ）を形成する。
次いで、量子ドット層の上に、ＺｎＯをスピンコーティングして２０ｎｍ厚さの電子輸送層を形成し、その上にアルミニウム（Ａｌ）９０ｎｍを真空蒸着してカソードを形成して、量子ドット素子を製造する。
＜実施例３＞
ＩＴＯ（ＷＦ：４．８ｅＶ）が蒸着されたガラス基板にＵＶ－オゾンで表面処理を１５分間行った後、製造例１による正孔注入層用溶液をスピンコーティングし、１５０度で３０分間熱処理して３５ｎｍ厚さの正孔注入層を形成する。
次いで、正孔注入層上に、ポリ［（９，９－ジオクチルフルオレニル－２，７－ジイル－コ（４，４’－（Ｎ－４－ブチルフェニル）ジフェニルアミン］溶液（ＴＦＢ）（Ｌｕｍｔｅｃ）をスピンコーティングし、１５０度で３０分間熱処理して２５ｎｍ厚さの正孔輸送層（ＨＯＭＯ：５．６ｅＶ）を形成する。
次いで、正孔輸送層上に、６２１ｎｍのピーク発光波長を有するＣｄＳｅ量子ドットをスピンコーティングし、１５０度で３０分間熱処理して量子ドット層（ＨＯＭＯ：６．０ｅＶ）を形成する。
次いで、量子ドット層の上に、ＺｎＯをスピンコーティングして２０ｎｍ厚さの電子輸送層を形成し、その上にアルミニウム（Ａｌ）９０ｎｍを真空蒸着してカソードを形成して、量子ドット素子を製造する。
＜実施例４＞
ポリ［（９，９－ジオクチルフルオレニル－２，７－ジイル－コ（４，４’－（Ｎ－４－ブチルフェニル）ジフェニルアミン］溶液（ＴＦＢ）の代わりにポリ（９－ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）（Ｌｕｍｔｅｃ）を使用して正孔注入層（ＨＯＭＯ：６．０ｅＶ）を形成することを除いては、実施例３と同様の方法で量子ドット素子を製造する。
ポリ［（９，９－ジオクチルフルオレニル－２，７－ジイル－コ（４，４’－（Ｎ－４－ブチルフェニル）ジフェニルアミン］溶液（ＴＦＢ）の代わりにポリ（９－ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）（Ｌｕｍｔｅｃ）を使用して正孔注入層（ＨＯＭＯ：６．０ｅＶ）を形成することを除いては、実施例３と同様の方法で量子ドット素子を製造する。
＜比較例３＞
製造例１による正孔注入層用溶液の代わりに製造例４による正孔注入層用溶液を使用することを除いては、実施例３と同様の方法で量子ドット素子を製造する。
＜比較例４＞
製造例１による正孔注入層用溶液の代わりに製造例４による正孔注入層用溶液を使用することを除いては、実施例４と同様の方法で量子ドット素子を製造する。
製造例１による正孔注入層用溶液の代わりに製造例４による正孔注入層用溶液を使用することを除いては、実施例３と同様の方法で量子ドット素子を製造する。
＜比較例４＞
製造例１による正孔注入層用溶液の代わりに製造例４による正孔注入層用溶液を使用することを除いては、実施例４と同様の方法で量子ドット素子を製造する。
≪評価ＩＶ≫
実施例３、４と比較例３、４による量子ドット素子の外部量子効率、漏れ電流、及び寿命特性を比較した。
その結果は、下記に示す表５及び表６のとおりである。
実施例３、４と比較例３、４による量子ドット素子の外部量子効率、漏れ電流、及び寿命特性を比較した。
その結果は、下記に示す表５及び表６のとおりである。
表５及び表６を参照すると、実施例３、４による量子ドット素子は、比較例３、４による量子ドット素子と比較して、効率及び寿命が改善していることが確認できる。
≪量子ドット素子の製作ＩＩＩ≫
＜実施例５＞
ＩＴＯ（ＷＦ：４．８ｅＶ）が蒸着されたガラス基板にＵＶ－オゾンで表面処理を１５分間行った後、製造例１による正孔注入層用溶液をスピンコーティングし、１５０度で３０分間熱処理して３５ｎｍ厚さの正孔注入層を形成する。
次いで、正孔注入層上に、ポリ［（９，９－ジオクチルフルオレニル－２，７－ジイル－コ（４，４’－（Ｎ－４－ブチルフェニル）ジフェニルアミン］溶液（ＴＦＢ）（Ｌｕｍｔｅｃ）をスピンコーティングし、１５０度で３０分間熱処理して２５ｎｍ厚さの正孔輸送層（ＨＯＭＯ：５．６ｅＶ）を形成する。
次いで、正孔輸送層上に、６３３ｎｍのピーク発光波長を有するＩｎＰ／ＺｎＳｅ／ＺｎＳ量子ドットをスピンコーティングし、１５０度で３０分間熱処理して量子ドット層（ＨＯＭＯ：５．６ｅＶ）を形成する。
次いで、量子ドット層の上に、ＮＥＴ２１８：ＮＤＮ８７（ＮＯＶＡＬＥＤ）を真空蒸着して３６ｎｍ厚さの電子輸送層を形成し、その上にＬｉｑ５ｎｍ及びアルミニウム（Ａｌ）９０ｎｍを真空蒸着してカソードを形成して、量子ドット素子を製造する。
＜実施例５＞
ＩＴＯ（ＷＦ：４．８ｅＶ）が蒸着されたガラス基板にＵＶ－オゾンで表面処理を１５分間行った後、製造例１による正孔注入層用溶液をスピンコーティングし、１５０度で３０分間熱処理して３５ｎｍ厚さの正孔注入層を形成する。
次いで、正孔注入層上に、ポリ［（９，９－ジオクチルフルオレニル－２，７－ジイル－コ（４，４’－（Ｎ－４－ブチルフェニル）ジフェニルアミン］溶液（ＴＦＢ）（Ｌｕｍｔｅｃ）をスピンコーティングし、１５０度で３０分間熱処理して２５ｎｍ厚さの正孔輸送層（ＨＯＭＯ：５．６ｅＶ）を形成する。
次いで、正孔輸送層上に、６３３ｎｍのピーク発光波長を有するＩｎＰ／ＺｎＳｅ／ＺｎＳ量子ドットをスピンコーティングし、１５０度で３０分間熱処理して量子ドット層（ＨＯＭＯ：５．６ｅＶ）を形成する。
次いで、量子ドット層の上に、ＮＥＴ２１８：ＮＤＮ８７（ＮＯＶＡＬＥＤ）を真空蒸着して３６ｎｍ厚さの電子輸送層を形成し、その上にＬｉｑ５ｎｍ及びアルミニウム（Ａｌ）９０ｎｍを真空蒸着してカソードを形成して、量子ドット素子を製造する。
＜比較例５＞
製造例１による正孔注入層用溶液の代わりに製造例４による正孔注入層用溶液を使用することを除いては、実施例５と同様の方法で量子ドット素子を製造する。
製造例１による正孔注入層用溶液の代わりに製造例４による正孔注入層用溶液を使用することを除いては、実施例５と同様の方法で量子ドット素子を製造する。
≪評価Ｖ≫
実施例５と比較例５による量子ドット素子の外部量子効率、漏れ電流、及び寿命特性を比較した。
その結果は、下記に示す表７のとおりである。
実施例５と比較例５による量子ドット素子の外部量子効率、漏れ電流、及び寿命特性を比較した。
その結果は、下記に示す表７のとおりである。
尚、本発明は、上述の実施形態に限られるものではない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
１０ 量子ドット素子
１１ アノード
１２ 正孔注入層
１２ａ 第１面
１２ｂ 第２面
１３ 正孔輸送層
１４ 量子ドット層
１５ 電子補助層
１６ カソード
１１ アノード
１２ 正孔注入層
１２ａ 第１面
１２ｂ 第２面
１３ 正孔輸送層
１４ 量子ドット層
１５ 電子補助層
１６ カソード
Claims (22)
- アノードと、
前記アノード上に位置する正孔注入層と、
前記正孔注入層上に位置する正孔輸送層と、
前記正孔輸送層上に位置する量子ドット層と、
前記量子ドット層の上に位置するカソードと、を有し、
前記量子ドット層のＨＯＭＯエネルギー準位は、５．６ｅＶ以上であり、
前記正孔輸送層と前記量子ドット層のＨＯＭＯエネルギー準位の差は、０．５ｅＶより小さく、
前記正孔注入層は、前記アノードに隣接した第１面と前記正孔輸送層に隣接した第２面とを有し、
前記正孔注入層の第１面のＨＯＭＯエネルギー準位は、前記正孔注入層の第２面のＨＯＭＯエネルギー準位と異なることを特徴とする量子ドット素子。 - 前記正孔注入層の第２面のＨＯＭＯエネルギー準位は、前記正孔注入層の第１面のＨＯＭＯエネルギー準位より大きいことを特徴とする請求項１に記載の量子ドット素子。
- 前記正孔注入層の第２面と前記正孔輸送層のＨＯＭＯエネルギー準位の差は、０．５ｅＶより小さいことを特徴とする請求項１に記載の量子ドット素子。
- 前記正孔輸送層のＨＯＭＯエネルギー準位は、５．４ｅＶ以上であることを特徴とする請求項１に記載の量子ドット素子。
- 前記正孔注入層の第１面のＨＯＭＯエネルギー準位は、５．０～５．５ｅＶであり、
前記正孔注入層の第２面のＨＯＭＯエネルギー準位は、５．５ｅＶ超過し７．０ｅＶ以下であることを特徴とする請求項１に記載の量子ドット素子。 - 前記正孔注入層は第１化合物と、前記第１化合物よりＨＯＭＯエネルギー準位が高く表面エネルギーが低い第２化合物と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の量子ドット素子。
- 前記正孔注入層の第１面から前記正孔注入層の第２面まで、前記第１化合物に対する前記第２化合物の組成比率が傾斜的に高くなることを特徴とする請求項６に記載の量子ドット素子。
- 前記第２化合物は、前記第１化合物より高い含有量で含まれることを特徴とする請求項６に記載の量子ドット素子。
- 前記第１化合物は、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリ（パラ－フェニレン）、ポリフルオレン、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）、又はこれらの誘導体、又はこれらの組み合わせを含むことを特徴とする請求項６に記載の量子ドット素子。
- 前記第２化合物は、フッ素含有高分子であることを特徴とする請求項６に記載の量子ドット素子。
- 前記量子ドット層のＨＯＭＯエネルギー準位は、５．６ｅＶ～７．０ｅＶであることを特徴とする請求項１に記載の量子ドット素子。
- 前記量子ドット層は、非カドミウム系量子ドットを含むことを特徴とする請求項１に記載の量子ドット素子。
- 前記量子ドット層は、コア－シェル構造の量子ドットを含むことを特徴とする請求項１に記載の量子ドット素子。
- 前記量子ドットは、亜鉛（Ｚｎ）、テルリウム（Ｔｅ）、及びセレニウム（Ｓｅ）を含むコアと、
前記コアの少なくとも一部の上に位置し、前記コアと異なる組成を有するシェルと、を含むことを特徴とする請求項１３に記載の量子ドット素子。 - 前記シェルは、ＺｎＳｅＳ、ＺｎＳ、又はこれらの組み合わせを含むことを特徴とする請求項１４に記載の量子ドット素子。
- 互いに向き合う金属、導電性金属酸化物、又はこれらの組み合わせを含むアノード及びカソードと、
前記アノードと前記カソードの間に位置する量子ドット層と、
前記アノードと前記量子ドット層の間に位置する正孔注入層と、を有し、
前記正孔注入層は、前記アノードに隣接した第１面と前記第１面に対向する第２面とを有し、
前記正孔注入層は、第１化合物と、前記第１化合物よりＨＯＭＯエネルギー準位が高く表面エネルギーが低い第２化合物と、を含み、
前記第２化合物は、前記第１化合物より高い含有量で含まれ、
前記正孔注入層の第１面での前記第１化合物と前記第２化合物の組成比は、前記正孔注入層の第２面での前記第１化合物と前記第２化合物の組成比と異なり、
前記正孔注入層の前記第１面のＨＯＭＯエネルギー準位は、前記アノードの仕事関数より高いことを特徴とする量子ドット素子。 - 前記第１化合物は、導電性高分子を含み、
前記第２化合物は、絶縁性高分子を含むことを特徴とする請求項１６又は６に記載の量子ドット素子。 - 前記正孔注入層の第２面での前記第１化合物に対する前記第２化合物の組成比は、前記正孔注入層の第１面での前記第１化合物に対する前記第２化合物の組成比より大きいことを特徴とする請求項１６又は６に記載の量子ドット素子。
- 前記第１化合物と前記第２化合物の重量比は、１：１．１～１：１０であることを特徴とする請求項１６又は８に記載の量子ドット素子。
- 前記正孔注入層と前記量子ドット層の間に位置する正孔輸送層をさらに有し、
前記正孔輸送層のＨＯＭＯエネルギー準位は、５．４ｅＶ以上であることを特徴とする請求項１６に記載の量子ドット素子。 - 前記正孔輸送層のＨＯＭＯエネルギー準位は、５．６ｅＶ～７．０ｅＶであることを特徴とする請求項２０又は１に記載の量子ドット素子。
- 請求項１乃至２１のいずれか一項に記載の量子ドット素子を含むことを特徴とする電子装置。
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