WO2019092799A1 - 液体組成物、光電変換素子の製造方法、および光電変換素子。 - Google Patents

液体組成物、光電変換素子の製造方法、および光電変換素子。 Download PDF

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WO2019092799A1
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WO
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liquid composition
surface modification
phosphor particles
quantum dot
weight
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PCT/JP2017/040199
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French (fr)
Inventor
達也 両輪
加奈子 中田
浩史 福永
真 和泉
Original Assignee
シャープ株式会社
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    • 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

Definitions

  • One aspect of the invention relates to a liquid composition comprising Quantum Dot (QD) phosphor particles.
  • QD Quantum Dot
  • Patent Document 1 discloses an example of a method of producing a QD layer (a layer containing QD phosphor particles, also referred to as a QD film) of the device.
  • Patent Document 1 discloses a dispersion (liquid composition) containing QD phosphor particles and a surfactant. By covering the surface of the QD phosphor particles with a surfactant, condensation of a plurality of QD phosphor particles is prevented when the dispersion is solidified to form a QD layer (film formation). .
  • One aspect of the present invention aims to improve the performance of the QD layer over the prior art.
  • a liquid composition according to one aspect of the present invention comprises a quantum dot phosphor particle, and a first surface modification compound and a second surface modification that protect the surface of the quantum dot phosphor particle.
  • the first surface modifying compound comprises a functional group having a hetero atom
  • the second surface modifying compound comprises a chain polymer.
  • the photoelectric conversion element which concerns on 1 aspect of this invention is a photoelectric conversion element in which the quantum dot fluorescent substance layer was provided between the 1st electrode and the 2nd electrode,
  • the quantum dot phosphor layer includes quantum dot phosphor particles, and a first surface modification compound and a second surface modification compound that respectively protect the surface of the quantum dot phosphor particles, and the first surface modification compound includes And a functional group having a hetero atom, and the second surface modification compound includes a chain polymer.
  • liquid composition according to one aspect of the present invention it is possible to improve the performance of the QD layer compared to the prior art. Further, the same effects can be obtained by the photoelectric conversion element according to one aspect of the present invention.
  • FIG. 1 is a view showing a schematic configuration of a light emitting element according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 is a view showing a schematic configuration of a liquid composition according to Embodiment 1. It is a figure for demonstrating one effect of the liquid composition of FIG.
  • FIG. 1 shows a schematic configuration of a light emitting element 1 (element) (more specifically, a photoelectric conversion element) of Embodiment 1.
  • the light emitting element 1 may be used as a light source of an electronic device (for example, a display device).
  • the description about the member which is not related to Embodiment 1 among each members with which the light emitting element 1 is provided is abbreviate
  • the drawings schematically describe the shapes, structures, and positional relationships of the respective members, and are not necessarily drawn to scale.
  • the QD layer 13 Quantum dot phosphor layer
  • the first electrode 11 is a cathode (cathode)
  • the second electrode 16 is an anode (anode).
  • the direction from the second electrode 16 toward the first electrode 11 is referred to as the upward direction.
  • the direction opposite to the upward direction is referred to as the downward direction.
  • the QD layer 13 includes QD phosphor particles 130 (quantum dot phosphor particles) (see FIG. 2 described later). As described below, the QD layer 13 is deposited using a liquid composition 100 (see FIG. 2). In the first embodiment, the QD phosphor particles 130 are associated with the combination of the holes supplied from the second electrode 16 (anode) and the electrons (free electrons) supplied from the first electrode 11 (cathode). Emits light.
  • the QD layer 13 of Embodiment 1 functions as a light emitting layer.
  • the light emitting element 1 includes a first electrode 11, an electron transport layer (ETL) 12, a QD layer 13, a hole transport layer (HTL) 14, and a hole from the top to the bottom.
  • An injection layer (Hole Injection Layer, HIL) 15, a second electrode 16, and a substrate 17 are provided in this order.
  • Each of the first electrode 11 and the second electrode 16 can be connected to a power supply 18 (eg, a DC power supply).
  • the substrate 17 supports the first electrode 11 to the second electrode 16.
  • At least one of the first electrode 11 and the second electrode 16 is a translucent electrode that transmits light emitted from the QD layer 13.
  • the substrate 17 may be made of a translucent material, or may be made of a light reflective material.
  • the first electrode 11 is made of, for example, ITO (Indium Tin Oxide, indium tin oxide). That is, the first electrode 11 is configured as a translucent electrode.
  • the second electrode 16 is made of, for example, Al (aluminum). That is, the second electrode 16 is configured as a reflective electrode that reflects the light emitted from the QD layer 13.
  • the light emitting element 1 can mainly emit the light emitted from the QD layer 13 upward. That is, the light emitting element 1 is configured to be top emission type.
  • the light emitting element 1 may be configured to mainly emit light emitted from the QD layer 13 downward.
  • the first electrode 11 may be configured as a reflective electrode
  • the second electrode 16 may be configured as a light transmissive electrode.
  • the light emitting element 1 may be configured to be of a bottom emission type.
  • the substrate 17 is made of a translucent material.
  • the light emitting element 1 may be configured to emit the light emitted from the QD layer 13 both upward and downward. That is, the light emitting element 1 may be configured to be double-sided light emitting.
  • the electron transport layer 12 contains a material excellent in electron transportability. In addition, the electron transport layer 12 preferably inhibits the transport of holes.
  • the electron transport layer 12 includes, for example, nanoparticles of ZnO (Nano-Particle, NP).
  • the electron transport layer 12 may have a role of an electron injection layer (EIL) that promotes the injection of electrons from the first electrode 11 to the QD layer 13.
  • EIL electron injection layer
  • the hole injection layer 15 promotes the injection of holes from the second electrode 16 to the QD layer 13.
  • the hole injection layer 15 contains, for example, PEDOT: PSS (poly (3,4-ethylenedioxythiophene): poly (4-styrenesulfonic acid)).
  • the hole transport layer 14 contains a material excellent in hole transportability.
  • the hole transport layer 14 contains, for example, PVK (polyvinylcarbazole).
  • Electrons can be supplied from the first electrode 11 to the QD layer 13, and (ii) holes can be supplied from the second electrode 16 to the QD layer 13.
  • the application of the voltage by the power supply 18 may be controlled by a TFT (Thin Film Transistor, not shown).
  • the material of the QD phosphor particles 130 in the QD layer 13 is a light emitting material (eg, an inorganic light emitting material) having a valence band level and a conduction band level.
  • a light emitting material eg, an inorganic light emitting material
  • an exciton (Exciton, exciton) is generated along with the combination of a hole and an electron.
  • the QD phosphor particles 130 emit light of a predetermined wavelength band in response to the deactivation of the excitons. More specifically, the QD phosphor particle 130 emits light when excitons excited from the valence band level to the conduction band level transition to the valence band level.
  • the QD layer 13 emits light by electroluminescence (Electro-Luminescence, EL) (more specifically, injection-type EL).
  • EL Electro-Luminescence
  • the QD phosphor particles 130 have high luminous efficiency (energy conversion efficiency), and thus are suitable for improving the luminous efficiency of the light emitting element 1.
  • the QD phosphor particles 130 be particles having low visible light scattering properties.
  • the material of the QD phosphor particles 130 is “CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, InN, InP, InAs, InAs, InSb, AlP, AlS, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, PbS, PbSe, Preferably, it is at least one semiconductor material selected from the group consisting of Si, Ge, MgS, MgSe, and MgTe "and combinations thereof. More specifically, nano-sized crystals (semiconductor crystals) of the semiconductor material are used as the material of the QD phosphor particles 130.
  • the QD phosphor particle 130 may be a two-component core type, a three-component core type, a four-component core type, a core-shell type, or a core multi-shell type QD phosphor particle. Also, the QD phosphor particles 130 may be doped QD phosphor particles, or may be tilted QD phosphor particles.
  • spherical QD phosphor particles 130 are illustrated.
  • the shape of the QD phosphor particles 130 is not limited to spherical.
  • the shape of the QD phosphor particles 130 may be rod-like or wire-like. Any shape known in the art may be applied to the shape of the QD phosphor particles 130.
  • FIG. 2 shows a schematic configuration of the liquid composition 100.
  • Liquid composition 100 includes QD phosphor particles 130, a first surface modification compound 131, and a second surface modification compound 132.
  • the first surface modification compound 131 and the second surface modification compound 132 each protect (modify, coat) the QD phosphor particle 130.
  • the first surface modification compound 131 protects the surface of the QD phosphor particle 130.
  • the second surface modification compound 132 mainly adheres to the surface of the first surface modification compound 131.
  • the second surface modification compound 132 may be located only in the vicinity of the QD phosphor particle 130 or may be dispersed throughout the liquid composition 100.
  • the first surface modification compound 131 mainly protects the surface of the QD phosphor particle 130 at the inner side (closer to the QD phosphor particle 130) than the second surface modification compound 132.
  • the second surface modification compound 132 mainly protects the surface of the QD phosphor particle 130 outside the first surface modification compound 131 (at a position farther from the QD phosphor particle 130).
  • the solvent constituting the liquid composition 100 may be water.
  • the solvent may be an organic solvent such as methanol, ethanol, propanol, butanol, pentane, hexane, octane, acetone, toluene, xylene, benzene, chloroform, dichloromethane and chlorobenzene.
  • the solvent may be one or more liquids selected from the group consisting of water or a combination of the above organic solvents.
  • the first surface modification compound 131 is a surface modification compound containing a functional group having a hetero atom. More specifically, the first surface modification compound 131 as a surface modification compound containing a functional group having a hetero atom is a surfactant-based organic compound (an organic compound functioning as a surfactant). As an example, the first surface modification compound 131 may be a ligand that uses the QD phosphor particle 130 as a receptor.
  • Examples of the functional group in the first surface modification compound 131 include a nitrogen-containing functional group, a sulfur-containing functional group, an acidic group, an amide group, a phosphine group, a phosphine oxide group, and a hydroxyl group.
  • the first surface modification compound 131 coordinates with the QD phosphor particle 130 in the liquid composition 100 (in solution).
  • the first surface modification compound 131 stabilizes (more specifically, chemically stabilizes) the QD phosphor particles 130 in the liquid composition 100 since it includes a functional group having a hetero atom.
  • the said functional group is an alkyl group, the solubility of the 1st surface modification compound 131 with respect to the said solvent can be improved especially.
  • the first surface modification compound 131 examples include hexadecylamine, oleylamine, octylamine, hexadecanethiol, dodecanethiol, trioctylphosphine, trioctylphosphine oxide, myristic acid, oleic acid and the like.
  • a material having better dispersibility than the second surface modification compound 132 is mainly selected.
  • the first surface modification compound 131 also has a role as a dispersing agent to improve the dispersibility of the QD phosphor particles 130 in the liquid composition 100.
  • the second surface modification compound 132 is a polymeric surface modification compound (for example, a surface modification compound consisting of a chain polymer) containing a chain polymer.
  • a chain polymer is a polymer having a structure in which molecules constituting a monomer are repeated in a chain (linear) state.
  • the molecular weight of the second surface modification compound is 10,000 or more.
  • the second surface modification compound 132 include polyvinyl pyrrolidone (PVP), polyethylene glycol (PEG), polystyrene (PS) and the like.
  • the second surface modification compound 132 stabilizes the QD phosphor particles 130 in the case of solidifying the liquid composition 100 (in the case of forming the QD layer 13) (more specifically, it is physically stabilized. ).
  • FIG. 3 is a view for explaining an effect of the liquid composition 100.
  • FIG. 3 different member numbers of QD phosphor particles 130 a and 130 b are given to the two QD phosphor particles 130 for distinction.
  • the first surface modification compounds 131a and 131b show the first surface modification compound 131 protecting the QD phosphor particles 130a and 130b, respectively.
  • the second surface modification compounds 132a and 132b respectively represent the second surface modification compound 132 protecting the QD phosphor particles 130a and 130b.
  • the QD phosphor particles 130a and 130b can be sufficiently separated by the first surface modification compounds 131a and 131b and the second surface modification compounds 132a and 132b. That is, condensation of the plurality of QD phosphor particles 130 can be effectively prevented.
  • the QD layer 13 basically conducts by tunneling. Specifically, a tunnel current flows in the vertical direction in the QD layer 13. By supplying holes and electrons to the QD phosphor particles 130 by the tunnel current, the QD phosphor particles 130 can emit light.
  • the QD layer 13 is formed to have a sufficiently wide width as compared with the thickness (length in the vertical direction). Since the QD phosphor particles 130 are particularly sufficiently separated in the horizontal direction (direction perpendicular to the vertical direction) by the first surface modification compound 131 and the second surface modification compound 132, the QD phosphor particles 130 can be It is believed that the tunnel current hardly flows.
  • QD phosphor particles 130 are added to the inside of the solvent. Subsequently, the first surface modification compound 131 is further added to the solvent.
  • the QD phosphor particles 130 can be effectively dispersed in the solvent by the first surface modification compound 131 functioning as a dispersant.
  • the amount (addition amount) of the first surface modifying compound 131 is not particularly limited.
  • the amount of the first surface modification compound 131 is too small relative to the QD phosphor particle 130, the surface of the QD phosphor particle 130 is sufficiently covered with the first surface modification compound 131 in the liquid composition 100. It can not be modified. Specifically, when the amount of the first surface modification compound 131 is less than 0.1 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the QD phosphor particles 130, the first surface modification in the liquid composition 100 is performed. Compound 131 can not sufficiently modify the surface of QD phosphor particle 130.
  • the amount of the first surface modification compound 131 is excessive to the QD phosphor particles 130 (specifically, the amount of the first surface modification compound 131 is 100 parts by weight to the QD phosphor particles 130) (In the case of more than 100 parts by weight), the surface of the QD phosphor particle 130 is excessively modified by the first surface modification compound 131.
  • condensation of QD phosphor particles 130 is likely to occur.
  • the amount of the first surface modification compound 131 exceeds 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the QD phosphor particles 130, the QD phosphor particles 130 in the liquid composition 100 Condensation tends to occur.
  • the amount of the first surface modification compound 131 is preferably in the range of 0.1 parts by weight to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the QD phosphor particles 130. That is, in the liquid composition 100, it is preferable that the QD phosphor particles 130 and the first surface modification compound 131 satisfy the condition of 0.1 ⁇ (W1 / W0) ⁇ 100 (first weight condition). W0 and W1 are respectively the mass of the QD phosphor particle 130 and the first surface modification compound 131 in the liquid composition 100.
  • the condensation of the QD phosphor particles 130 can be suppressed while sufficiently protecting the surface of the QD phosphor particles 130 by the first surface modification compound 131 in the liquid composition 100.
  • the QD phosphor particles 130 and the first surface modification compound 131 satisfy the condition of 1 ⁇ (W1 / W0) ⁇ 50 (second weight condition).
  • the second weight condition in the liquid composition 100, the surface of the QD phosphor particles 130 is more sufficiently protected by the first surface modification compound 131, and the condensation of the QD phosphor particles 130 is more effective. Can be suppressed.
  • a second surface modification compound 132 is further added to the above-mentioned solvent to which the QD phosphor particles 130 and the first surface modification compound 131 are added.
  • a liquid composition 100 including the QD phosphor particles 130, the first surface modification compound 131, and the second surface modification compound 132 is obtained.
  • the amount of the second surface modifying compound 132 is also not particularly limited.
  • the second surface modification compound 132 when the amount of the second surface modification compound 132 is too small relative to the QD phosphor particles 130, the second surface is formed when the liquid composition 100 is solidified (when the QD layer 13 is formed).
  • the modifying compound 132 can not sufficiently modify the surface of the QD phosphor particle 130.
  • the amount of the second surface modification compound 132 is less than 0.1 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the QD phosphor particles 130, the liquid composition 100 is solidified, The second surface modification compound 132 can not sufficiently modify the surface of the QD phosphor particle 130.
  • the second surface modification compound 132 when the amount of the second surface modification compound 132 is excessive with respect to the QD phosphor particles 130, when the liquid composition 100 is solidified, the second surface modification compound 132 generates QD phosphor particles 130 of The surface is over-modified. As a result, in the QD layer 13, condensation of QD phosphor particles 130 with each other easily occurs. Specifically, when the amount of the second surface modification compound 132 exceeds 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the QD phosphor particles 130, condensation of the QD phosphor particles 130 with each other occurs in the QD layer 13. It tends to occur.
  • the amount of the second surface modification compound 132 is preferably in the range of 0.1 parts by weight or more and 50 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the QD phosphor particles 130. That is, in the liquid composition 100, it is preferable that the QD phosphor particles 130 and the second surface modification compound 132 satisfy the condition of 0.1 ⁇ (W2 / W0) ⁇ 50 (third weight condition). W2 is the mass of the second surface modification compound 132 in the liquid composition 100.
  • the QD phosphor particles 130 and the second surface modification compound 132 more preferably satisfy the condition of 1 ⁇ (W2 / W0) ⁇ 20 (the fourth weight condition).
  • the fourth weight condition By satisfying the fourth weight condition, when the liquid composition 100 is solidified, the second surface modification compound 132 sufficiently protects the surface of the QD phosphor particles 130 while the QD phosphor particles 130 are mutually separated. Condensation can be suppressed more effectively.
  • the second surface modification compound 132 remains as a solid component inside the QD layer 13 after the film formation of the QD layer 13. Therefore, if the amount of the second surface modification compound 132 is excessive with respect to the QD phosphor particle 130, carrier injection to the QD phosphor particle 130 is inhibited by the second surface modification compound 132.
  • the value of W2 / W0 in the liquid composition 100 is preferably 20 or less.
  • the liquid composition 100 is applied to the upper surface of the hole transport layer 14 to form a coating film of the liquid composition 100. Then, as the solvent of the liquid composition 100 is volatilized (e.g., the applied film is naturally dried), the applied film is solidified (cured). As a result, the QD layer 13 including the QD phosphor particles 130, the first surface modification compound 131, and the second surface modification compound 132 can be deposited.
  • the method of manufacturing the light emitting device 1 may include the application step of applying the liquid composition 100.
  • the manufacturing method of the light emitting element 1 may include the film-forming process which forms the QD layer 13 into a film using the liquid composition 100 apply
  • the viscosity of the liquid composition 100 means the viscosity (viscosity in the state in which the liquid composition 100 contains a sufficient solvent) of the liquid composition 100 before it is solidified (before curing).
  • the viscosity of the liquid composition 100 can be adjusted by adding a thickener to the solvent.
  • the viscosity of the liquid composition 100 is excessive, clogging may occur in the nozzle that discharges the liquid composition 100. Also in this case, it becomes difficult to form the QD layer 13. Specifically, when the viscosity of the liquid composition 100 exceeds 2 Pa ⁇ s (20 cp), it becomes difficult to form the QD layer 13.
  • the viscosity of the liquid composition 100 is preferably 0.01 Pa ⁇ s (0.1 cp) or more and 2 Pa ⁇ s (20 cp) or less. That is, when the viscosity of the liquid composition 100 is VS (unit: Pa ⁇ s), it is preferable that the condition of 0.01 ⁇ VS ⁇ 20 (first viscosity condition) be satisfied. By satisfying the first viscosity condition, the QD layer 13 can be efficiently formed using the inkjet method.
  • the viscosity of the liquid composition 100 is more preferably 0.05 Pa ⁇ s (0.5 cp) or more and 1 Pa ⁇ s (10 cp) or less. That is, it is more preferable that the viscosity VS satisfy the condition of 0.05 ⁇ VS ⁇ 10 (second viscosity condition). By satisfying the second viscosity condition, the QD layer 13 can be formed more efficiently using the inkjet method.
  • the QD phosphor particles 130 are (i) a first surface modification compound 131 (a surface modification compound that stabilizes the QD phosphor particles 130 in the liquid composition 100), and (ii) a second It is protected by two surface modification compounds of surface modification compound 132 (surface modification compound which stabilizes QD fluorescent particle 130 when liquid composition 100 is solidified).
  • QD fluorescent substance particle 130 contained in the coating film of the liquid composition 100 before solidifying can be suitably protected by the 1st surface modification compound 131.
  • the first surface modification compound 131 is excellent in dispersibility, the uniformity of the QD phosphor particles 130 contained in the coating film can be improved.
  • the QD phosphor particles 130 can be protected by the first surface modification compound 131 and the second surface modification compound 132. That is, the solidified coating film can be stably held. Furthermore, according to the second surface modification compound 132, even after the coating film is solidified, the condensation of the QD phosphor particles 130 can be prevented. Therefore, when the QD layer 13 is formed, the uniformity of the film thickness of the QD layer 13 can be improved. That is, the QD layer 13 having high uniformity of film thickness can be easily obtained.
  • the QD layer 13 can be formed more effectively than before by the application method.
  • the QD phosphor particles 130 can be protected by the first surface modification compound 131 and the second surface modification compound 132. Therefore, since the characteristic deterioration of the QD phosphor particles 130 can be prevented, the QD layer 13 excellent in luminous efficiency can be obtained.
  • the second surface modification compound 132 can prevent condensation of the QD phosphor particles 130 in the QD layer 13. Therefore, it is possible to prevent the decrease in the luminous efficiency of the QD layer 13 due to the nonuniformity of the film thickness of the QD layer 13. From this point as well, the QD layer 13 excellent in luminous efficiency can be obtained. As described above, according to the liquid composition 100, the performance of the QD layer 13 can be improved as compared to the conventional case.
  • the QD phosphor particles 130 can be protected by the second surface modification compound 132 (a polymer based surface modification compound containing a chain polymer), the chemical stability of the QD phosphor particles 130 can also be improved. Specifically, it is possible to prevent the characteristic deterioration of the QD phosphor particles 130 due to oxygen and moisture. Thus, according to the second surface modification compound 132, the chemical stability of the QD layer 13 can also be improved. From this point as well, the QD layer 13 excellent in luminous efficiency can be obtained.
  • the second surface modification compound 132 a polymer based surface modification compound containing a chain polymer
  • the QD layer 13 is simultaneously protected by the first surface modification compound 131 and the second surface modification compound 132. Therefore, (i) protection of the QD phosphor particles 130 and (ii) prevention of condensation of the QD phosphor particles 130 can be simultaneously realized. As a result, it is possible to prevent the decrease in the luminous efficiency of the QD layer 13.
  • an amine or a thiol is preferably used as the first surface modifying compound 131. This is because the amine or thiol has a strong bonding force with the surface of the QD phosphor particle 130.
  • the QD phosphor particles 130 can be particularly stabilized in the liquid composition 100. As a result, the light emission efficiency of the QD layer 13 can be further improved.
  • the second surface modification compound 132 is a polymer material, the dispersibility in the liquid composition 100 is not necessarily high. Therefore, from the viewpoint of more effectively dispersing the QD phosphor particles 130 in the liquid composition 100, the second surface modification compound 132 is preferably PVP.
  • PVP has high dispersibility. PVP is used, for example, as a dispersing agent for dispersing metal nanoparticles.
  • the QD layer 13 may be configured as a light absorbing layer that absorbs light in a predetermined wavelength band to generate an electrical signal (eg, voltage or current).
  • an electrical signal eg, voltage or current.
  • the element may be configured as a light receiving element.
  • the said light receiving element may be utilized for electronic devices, such as an image sensor or a solar cell, for example.
  • a liquid composition (100) according to aspect 1 of the present invention comprises a quantum dot phosphor particle (130) and a first surface modification compound (131) for protecting the surface of the quantum dot phosphor particle and a second surface modification.
  • the first surface modifying compound is preferably an amine or a thiol.
  • the quantum dot phosphor particles can be particularly stabilized in the liquid composition.
  • the amount of the first surface modifying compound contained in the liquid composition is 0 relative to 100 parts by weight of the quantum dot phosphor particles. It is preferable that it is not less than 1 part by weight and not more than 100 parts by weight.
  • the condensation of the quantum dot phosphor particles can be suppressed while sufficiently protecting the surface of the quantum dot phosphor particles by the first surface modification compound in the liquid composition.
  • the amount of the first surface modifying compound contained in the liquid composition is 1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the quantum dot phosphor particles.
  • the content is preferably 50 parts by weight or less.
  • the condensation of the quantum dot phosphor particles can be more effectively suppressed while the surface of the quantum dot phosphor particles is sufficiently protected by the first surface modification compound.
  • the second surface modifying compound is preferably polyvinyl pyrrolidone (PVP).
  • the quantum dot phosphor particles can be more effectively dispersed in the liquid composition.
  • the amount of the second surface modification compound contained in the liquid composition is 100 parts by weight of the quantum dot phosphor The amount is preferably 0.1 parts by weight or more and 50 parts by weight or less based on the particles.
  • the amount of the second surface modifying compound contained in the liquid composition is 1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the quantum dot phosphor particles
  • the content is preferably at least 20 parts by weight.
  • the second surface modification compound when the liquid composition is solidified, the second surface modification compound more effectively protects the surface of the quantum dot phosphor particle, and the condensation of the quantum dot phosphor particles is more effective. Can be suppressed.
  • the viscosity of the liquid composition is preferably 0.01 Pa ⁇ s or more and 20 Pa ⁇ s or less.
  • the QD layer can be effectively formed by the inkjet method (an example of the coating method).
  • the viscosity of the liquid composition is preferably 0.05 Pa ⁇ s or more and 10 Pa ⁇ s or less.
  • the QD layer can be formed more effectively by the inkjet method.
  • photoelectric conversion is provided with a quantum dot phosphor layer (QD layer 13) between the first electrode (11) and the second electrode (16).
  • QD layer 13 quantum dot phosphor layer between the first electrode (11) and the second electrode (16).
  • a method of manufacturing a conversion element comprising: forming a film of the quantum dot phosphor layer using the liquid composition according to any one of the above embodiments 1 to 9.
  • the quantum dot fluorescent substance layer of a photoelectric conversion element can be formed into a film using a liquid composition.
  • the photoelectric conversion element according to aspect 11 of the present invention is a photoelectric conversion element in which a quantum dot phosphor layer is provided between the first electrode (11) and the second electrode (12), and the quantum dot phosphor
  • the layer includes quantum dot phosphor particles, and a first surface modification compound and a second surface modification compound that respectively protect the surface of the quantum dot phosphor particles, and the first surface modification compound has a heteroatom. Containing a functional group, the second surface modification compound includes a chain polymer.
  • Second electrode 100 Liquid composition 130, 130a, 130b QD phosphor particles (quantum dot phosphor particles) 131, 131a, 131b first surface modification compound 132, 132a, 132b second surface modification compound

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Abstract

液体組成物（１００）は、ＱＤ蛍光体粒子（１３０）と、ＱＤ蛍光体粒子（１３０）の表面をそれぞれ保護する第１表面修飾化合物（１３１）および第２表面修飾化合物（１３２）と、を含む。第１表面修飾化合物（１３１）は、ヘテロ原子を有する官能基を含み、第２表面修飾化合物（１３２）は、鎖状高分子を含む。

Description

液体組成物、光電変換素子の製造方法、および光電変換素子。
　本発明の一態様は、量子ドット（Quantum Dot，ＱＤ）蛍光体粒子を含む液体組成物に関する。
　近年、ＱＤ蛍光体粒子（半導体ナノ粒子蛍光体とも称される）を含む素子（光電変換素子）が用いられている。特許文献１には、当該素子のＱＤ層（ＱＤ蛍光体粒子を含む層，ＱＤ膜とも称される）の製造方法の一例が開示されている。
　具体的には、特許文献１には、ＱＤ蛍光体粒子および界面活性剤を含む分散液（液体組成物）が開示されている。ＱＤ蛍光体粒子の表面が界面活性剤によって被覆されることにより、分散液を固体化してＱＤ層を形成（成膜）する場合に、複数のＱＤ蛍光体粒子同士が凝縮することが防止される。
日本国公開特許公報「特開２０１３-１５７１８０号」
　本発明の一態様は、ＱＤ層の性能を従来よりも向上させることを目的とする。
　上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る液体組成物は、量子ドット蛍光体粒子と、上記量子ドット蛍光体粒子の表面をそれぞれ保護する第１表面修飾化合物および第２表面修飾化合物と、を含み、上記第１表面修飾化合物は、ヘテロ原子を有する官能基を含み、上記第２表面修飾化合物は、鎖状高分子を含む。
　また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る光電変換素子は、第１電極と第２電極との間に量子ドット蛍光体層が設けられた光電変換素子であって、上記量子ドット蛍光体層は、量子ドット蛍光体粒子と、上記量子ドット蛍光体粒子の表面をそれぞれ保護する第１表面修飾化合物および第２表面修飾化合物と、を含み、上記第１表面修飾化合物は、ヘテロ原子を有する官能基を含み、上記第２表面修飾化合物は、鎖状高分子を含む。
　本発明の一態様に係る液体組成物によれば、ＱＤ層の性能を従来よりも向上させることが可能となる。また、本発明の一態様に係る光電変換素子によっても、同様の効果を奏する。
実施形態１に係る発光素子の概略的な構成を示す図である。 実施形態１に係る液体組成物の概略的な構成を示す図である。 図２の液体組成物の一効果について説明するための図である。
　〔実施形態１〕
　図１は、実施形態１の発光素子１（素子）（より具体的には、光電変換素子）の概略的な構成を示す。発光素子１は、電子機器（例：表示装置）の光源として用いられてよい。発光素子１が備える各部材のうち、実施形態１とは関係しない部材については説明を省略する。これらの説明を省略する部材は、公知のものと同様であると理解されてよい。また、各図面は、各部材の形状、構造、および位置関係を概略的に説明するものであり、必ずしもスケール通りに描かれていないことに留意されたい。
　（発光素子１の構成）
　発光素子１において、ＱＤ層１３（量子ドット蛍光体層）は、第１電極１１と第２電極１６との間に設けられている。実施形態１では、第１電極１１が陰極（カソード）であり、第２電極１６が陽極（アノード）である。以下、第２電極１６から第１電極１１に向かう方向を上方向と称する。また、上方向とは反対の方向を下方向と称する。
　ＱＤ層１３は、ＱＤ蛍光体粒子１３０（量子ドット蛍光体粒子）（後述の図２を参照）を含んでいる。以下に述べるように、ＱＤ層１３は、液体組成物１００（図２を参照）を用いて成膜される。実施形態１において、ＱＤ蛍光体粒子１３０は、第２電極１６（陽極）から供給された正孔（ホール）と第１電極１１（陰極）から供給された電子（自由電子）との結合に伴って光を発する。実施形態１のＱＤ層１３は、発光層として機能する。
　発光素子１は、上方向から下方向に向かって、第１電極１１、電子輸送層（Electron Transportation Layer，ＥＴＬ）１２、ＱＤ層１３、正孔輸送層（Hole Transportation Layer，ＨＴＬ）１４、正孔注入層（Hole Injection Layer，ＨＩＬ）１５、第２電極１６、および基板１７を、この順に備えている。第１電極１１および第２電極１６はそれぞれ、電源１８（例：直流電源）に接続可能である。基板１７は、第１電極１１～第２電極１６を支持する。
　第１電極１１および第２電極１６の少なくとも一方は、ＱＤ層１３から発せられた光を透過する透光性電極である。基板１７は、透光性材料によって構成されてもよいし、光反射性材料によって構成されてもよい。
　実施形態１では、第１電極１１は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide，インジウムスズ酸化物）によって構成されている。つまり、第１電極１１が、透光性電極として構成されている。第２電極１６は、例えばＡｌ（アルミニウム）によって構成されている。つまり、第２電極１６は、ＱＤ層１３から発せられた光を反射する反射性電極として構成されている。
　当該構成によれば、ＱＤ層１３から発せられた光のうち、下方向に向かう光を、第２電極１６によって反射できる。その結果、第２電極１６によって反射された光を、第１電極１１（上方向）へと向かわせることができる。このように、発光素子１は、ＱＤ層１３から発せられた光を上方向へと主に出射できる。つまり、発光素子１は、トップエミッション型に構成されている。
　但し、発光素子１は、ＱＤ層１３から発せられた光を下方向へと主に出射するように構成されてもよい。例えば、第１電極１１を反射性電極として、第２電極１６を透光性電極としてそれぞれ構成してもよい。このように、発光素子１は、ボトムエミッション型に構成されてもよい。発光素子１がボトムエミッション型である場合、基板１７は、透光性材料によって構成される。あるいは、発光素子１は、ＱＤ層１３から発せられた光を、上方向および下方向の両方に出射するように構成されてもよい。つまり、発光素子１は、両面発光型に構成されてもよい。
　電子輸送層１２は、電子輸送性に優れた材料を含む。また、電子輸送層１２は、正孔の輸送を阻害することが好ましい。電子輸送層１２は、例えば、ＺｎＯのナノ粒子（Nano-Particle，ＮＰ）を含む。電子輸送層１２は、第１電極１１からＱＤ層１３への電子の注入を促進する電子注入層（Electron Injection Layer，ＥＩＬ）の役割を併有してもよい。
　正孔注入層１５は、第２電極１６からＱＤ層１３への正孔の注入を促進する。正孔注入層１５は、例えば、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）：ポリ（４－スチレンスルホン酸））を含む。正孔輸送層１４は、正孔輸送性に優れた材料を含む。正孔輸送層１４は、例えば、ＰＶＫ（ポリビニルカルバゾール）を含む。
　電源１８によって、第２電極１６（陽極）と第１電極１１（陰極）との間に順方向の電圧を印加する（第２電極１６を第１電極１１よりも高電位にする）ことにより、（ｉ）第１電極１１からＱＤ層１３へと電子を供給するとともに、（ｉｉ）第２電極１６からＱＤ層１３へと正孔を供給できる。その結果、ＱＤ層１３において、正孔と電子との結合に伴って光を発生させることができる。電源１８による電圧の印加は、不図示のＴＦＴ（Thin Film Transistor，薄膜トランジスタ）によって制御されてよい。
　ＱＤ層１３内のＱＤ蛍光体粒子１３０の材料は、価電子帯準位と伝導帯準位とを有する発光材料（例：無機発光材料）である。ＱＤ蛍光体粒子１３０では、正孔と電子との結合に伴って励起子（Exciton，エキシトン）が発生する。ＱＤ蛍光体粒子１３０は、励起子の失活に伴って、所定の波長帯の光を発する。より具体的には、ＱＤ蛍光体粒子１３０は、価電子帯準位から伝導帯準位へと励起された励起子が、価電子帯準位へと遷移する場合に発光する。このように、ＱＤ層１３は、エレクトロルミネッセンス（Electro-Luminescence，ＥＬ）（より具体的には、注入型ＥＬ）によって発光する。ＱＤ蛍光体粒子１３０は、高い発光効率（エネルギー変換効率）を有しているため、発光素子１の発光効率を向上させるために好適である。
　ＱＤ蛍光体粒子１３０は、可視光の散乱性が低い粒子であることが好ましい。ＱＤ蛍光体粒子１３０の材料は、「ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、ＡｌＰ、ＡｌＳ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、Ｓｉ、Ｇｅ、ＭｇＳ、ＭｇＳｅ、およびＭｇＴｅ」とこれらの組み合せから成る群から選択された、少なくとも１種類の半導体材料であることが好ましい。より具体的には、上記半導体材料のナノサイズの結晶（半導体結晶）が、ＱＤ蛍光体粒子１３０の材料として用いられる。
　ＱＤ蛍光体粒子１３０は、２成分コア型、３成分コア型、４成分コア型、コアシェル型、または、コアマルチシェル型のＱＤ蛍光体粒子であってよい。また、ＱＤ蛍光体粒子１３０は、ドープされたＱＤ蛍光体粒子であってもよいし、あるいは、傾斜したＱＤ蛍光体粒子であってもよい。
　以下に述べる図２では、球状のＱＤ蛍光体粒子１３０が例示されている。但し、ＱＤ蛍光体粒子１３０の形状は球状に限定されない。例えば、ＱＤ蛍光体粒子１３０の形状は、ロッド状であってもよいし、ワイヤ状であってもよい。ＱＤ蛍光体粒子１３０の形状には、公知の任意の形状が適用されてよい。
　（液体組成物１００）
　図２は、液体組成物１００の概略的な構成を示す。液体組成物１００は、ＱＤ蛍光体粒子１３０と、第１表面修飾化合物１３１と、第２表面修飾化合物１３２とを含む。第１表面修飾化合物１３１および第２表面修飾化合物１３２はそれぞれ、ＱＤ蛍光体粒子１３０を保護（修飾，被覆）する。
　具体的には、第１表面修飾化合物１３１は、ＱＤ蛍光体粒子１３０の表面を保護する。そして、第２表面修飾化合物１３２は、当該第１表面修飾化合物１３１の表面に主に付着する。第２表面修飾化合物１３２は、ＱＤ蛍光体粒子１３０の近傍のみに位置していてもよいし、液体組成物１００の全体に分散していてよい。
　このように、第１表面修飾化合物１３１は、ＱＤ蛍光体粒子１３０の表面を、第２表面修飾化合物１３２よりも内側（ＱＤ蛍光体粒子１３０に対して、より近い位置）において主に保護する。また、第２表面修飾化合物１３２は、ＱＤ蛍光体粒子１３０の表面を、第１表面修飾化合物１３１よりも外側（ＱＤ蛍光体粒子１３０に対して、より遠い位置）において主に保護する。
　液体組成物１００を構成する溶媒は、水であってよい。あるいは、当該溶媒は、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタン、ヘキサン、オクタン、アセトン、トルエン、キシレン、ベンゼン、クロロホルム、ジクロロメタン、およびクロルベンゼン等の有機溶媒であってもよい。当該溶媒は、水または上記有機溶媒の組み合せから成る群から選択される、１または複数の液体であってよい。
　第１表面修飾化合物１３１は、ヘテロ原子を有する官能基を含む表面修飾化合物である。より具体的には、ヘテロ原子を有する官能基を含む表面修飾化合物としての第１表面修飾化合物１３１は、界面活性剤系の有機化合物（界面活性剤として機能する有機化合物）である。一例として、第１表面修飾化合物１３１は、ＱＤ蛍光体粒子１３０をレセプタとするリガンドであってよい。
　第１表面修飾化合物１３１における上記官能基としては、窒素含有官能基、硫黄含有官能基、酸性基、アミド基、ホスフィン基、ホスフィンオキシド基、および水酸基等が挙げられる。第１表面修飾化合物１３１は、液体組成物１００中（溶液中）において、ＱＤ蛍光体粒子１３０と配位結合する。第１表面修飾化合物１３１は、ヘテロ原子を有する官能基を含むため、液体組成物１００中において、ＱＤ蛍光体粒子１３０を安定化させる（より具体的には、化学的に安定化させる）。なお、上記官能基がアルキル基である場合、上記溶媒に対する第１表面修飾化合物１３１の溶解性を特に向上させることができる。
　第１表面修飾化合物１３１の例としては、ヘキサデシルアミン、オレイルアミン、オクチルアミン、ヘキサデカンチオール、ドデカンチオール、トリオクチルホスフィン、トリオクチルホスフィンオキシド、ミリスチン酸、およびオレイン酸等が挙げられる。また、第１表面修飾化合物１３１は、第２表面修飾化合物１３２よりも分散性に優れた材料が主に選択されている。このため、第１表面修飾化合物１３１は、液体組成物１００中におけるＱＤ蛍光体粒子１３０の分散性を向上させる分散剤としての役割をも併有する。
　第２表面修飾化合物１３２は、鎖状高分子を含む、高分子系の表面修飾化合物（例：鎖状高分子からなる表面修飾化合物）である。鎖状高分子とは、モノマーを構成する分子が鎖状（線状）に繰り返された構造を有する高分子である。一例として、第２表面修飾化合物の分子量は、１万以上である。第２表面修飾化合物１３２の例としては、ポリビニールピロリドン（ＰＶＰ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリスチレン（ＰＳ）等が挙げられる。第２表面修飾化合物１３２は、液体組成物１００を固体化する場合（ＱＤ層１３を成膜する場合）において、ＱＤ蛍光体粒子１３０を安定化させる（より具体的には、物理的に安定化させる）。
　図３は、液体組成物１００の一効果について説明するための図である。図３では、２つのＱＤ蛍光体粒子１３０に対して、区別のため、ＱＤ蛍光体粒子１３０ａ・１３０ｂという異なる部材番号が付されている。図３において、第１表面修飾化合物１３１ａ・１３１ｂはそれぞれ、ＱＤ蛍光体粒子１３０ａ・１３０ｂを保護する第１表面修飾化合物１３１を示す。同様に、第２表面修飾化合物１３２ａ・１３２ｂはそれぞれ、ＱＤ蛍光体粒子１３０ａ・１３０ｂを保護する第２表面修飾化合物１３２を示す。
　液体組成物１００では、第１表面修飾化合物１３１ａ・１３１ｂおよび第２表面修飾化合物１３２ａ・１３２ｂによって、ＱＤ蛍光体粒子１３０ａ・１３０ｂを十分に離間させることができる。すなわち、複数のＱＤ蛍光体粒子１３０同士の凝縮を効果的に防止できる。
　なお、ＱＤ層１３は、基本的にはトンネル効果によって導通する。具体的には、ＱＤ層１３には、上下方向にトンネル電流が流れる。当該トンネル電流によって正孔および電子がＱＤ蛍光体粒子１３０に供給されることにより、ＱＤ蛍光体粒子１３０を発光させることができる。
　ＱＤ層１３は、厚さ（上下方向の長さ）に比べて、幅が十分に広く形成されている。ＱＤ蛍光体粒子１３０は、第１表面修飾化合物１３１および第２表面修飾化合物１３２によって、水平方向（上下方向と垂直な方向）に特に十分に離間されるため、ＱＤ層１３の水平方向には、トンネル電流は殆ど流れないと考えられている。
　（液体組成物１００の調製方法の一例）
　まず、ＱＤ蛍光体粒子１３０を溶媒の内部に添加する。続いて、当該溶媒に、第１表面修飾化合物１３１をさらに添加する。第１表面修飾化合物１３１が分散剤として機能することにより、ＱＤ蛍光体粒子１３０を溶媒中に効果的に分散させることができる。第１表面修飾化合物１３１の量（添加量）は、特に限定されない。
　但し、第１表面修飾化合物１３１の量がＱＤ蛍光体粒子１３０に対して過小である場合には、液体組成物１００中において、第１表面修飾化合物１３１によってＱＤ蛍光体粒子１３０の表面を十分に修飾できない。具体的には、第１表面修飾化合物１３１の量が、１００重量部のＱＤ蛍光体粒子１３０に対し、０．１重量部未満である場合には、液体組成物１００中において、第１表面修飾化合物１３１によってＱＤ蛍光体粒子１３０の表面を十分に修飾できない。
　他方、第１表面修飾化合物１３１の量がＱＤ蛍光体粒子１３０に対して過大である場合（具体的には、第１表面修飾化合物１３１の量が、１００重量部のＱＤ蛍光体粒子１３０に対し、１００重量部を超える場合）には、第１表面修飾化合物１３１によってＱＤ蛍光体粒子１３０の表面が過剰に修飾される。その結果、液体組成物１００中において、ＱＤ蛍光体粒子１３０同士の凝縮が生じやすくなる。具体的には、第１表面修飾化合物１３１の量が、１００重量部のＱＤ蛍光体粒子１３０に対し、１００重量部を超える場合には、液体組成物１００中において、ＱＤ蛍光体粒子１３０同士の凝縮が生じやすくなる。
　以上のことから、第１表面修飾化合物１３１の量は、１００重量部のＱＤ蛍光体粒子１３０に対し、０．１重量部以上かつ１００重量部以下の範囲にあることが好ましい。つまり、液体組成物１００中において、ＱＤ蛍光体粒子１３０と第１表面修飾化合物１３１とは、０．１≦（Ｗ１／Ｗ０）≦１００という条件（第１重量条件）を満たすことが好ましい。Ｗ０およびＷ１はそれぞれ、液体組成物１００中における、ＱＤ蛍光体粒子１３０および第１表面修飾化合物１３１の質量である。
　第１重量条件が満たされることにより、液体組成物１００中において、第１表面修飾化合物１３１によってＱＤ蛍光体粒子１３０の表面を十分に保護しつつ、ＱＤ蛍光体粒子１３０同士の凝縮を抑制できる。
　加えて、液体組成物１００中において、ＱＤ蛍光体粒子１３０と第１表面修飾化合物１３１とは、１≦（Ｗ１／Ｗ０）≦５０という条件（第２重量条件）を満たすことがさらに好ましい。第２重量条件が満たされることにより、液体組成物１００中において、第１表面修飾化合物１３１によってＱＤ蛍光体粒子１３０の表面をより十分に保護しつつ、ＱＤ蛍光体粒子１３０同士の凝縮をより効果的に抑制できる。
　続いて、ＱＤ蛍光体粒子１３０と第１表面修飾化合物１３１とが添加された上記溶媒に、第２表面修飾化合物１３２をさらに添加する。これにより、ＱＤ蛍光体粒子１３０と第１表面修飾化合物１３１と第２表面修飾化合物１３２とを含む液体組成物１００が得られる。第２表面修飾化合物１３２の量についても、特に限定されない。
　但し、第２表面修飾化合物１３２の量がＱＤ蛍光体粒子１３０に対して過小である場合には、液体組成物１００を固体化した場合（ＱＤ層１３を成膜した場合）に、第２表面修飾化合物１３２によってＱＤ蛍光体粒子１３０の表面を十分に修飾できない。具体的には、第２表面修飾化合物１３２の量が、１００重量部のＱＤ蛍光体粒子１３０に対し、０．１重量部未満である場合には、液体組成物１００を固体化した場合に、第２表面修飾化合物１３２によってＱＤ蛍光体粒子１３０の表面を十分に修飾できない。
　他方、第２表面修飾化合物１３２の量がＱＤ蛍光体粒子１３０に対して過大である場合には、液体組成物１００を固体化した場合に、第２表面修飾化合物１３２によってＱＤ蛍光体粒子１３０の表面が過剰に修飾される。その結果、ＱＤ層１３において、ＱＤ蛍光体粒子１３０同士の凝縮が生じやすくなる。具体的には、第２表面修飾化合物１３２の量が、１００重量部のＱＤ蛍光体粒子１３０に対し、５０重量部を超える場合には、ＱＤ層１３において、ＱＤ蛍光体粒子１３０同士の凝縮が生じやすくなる。
　以上のことから、第２表面修飾化合物１３２の量は、１００重量部のＱＤ蛍光体粒子１３０に対し、０．１重量部以上かつ５０重量部以下の範囲にあることが好ましい。つまり、液体組成物１００中において、ＱＤ蛍光体粒子１３０と第２表面修飾化合物１３２とは、０．１≦（Ｗ２／Ｗ０）≦５０という条件（第３重量条件）を満たすことが好ましい。Ｗ２は、液体組成物１００中における、第２表面修飾化合物１３２の質量である。
　第３重量条件が満たされることにより、液体組成物１００を固体化した場合に、第２表面修飾化合物１３２によってＱＤ蛍光体粒子１３０の表面を十分に保護しつつ、ＱＤ蛍光体粒子１３０同士の凝縮を抑制できる。
　加えて、液体組成物１００中において、ＱＤ蛍光体粒子１３０と第２表面修飾化合物１３２とは、１≦（Ｗ２／Ｗ０）≦２０という条件（第４重量条件）を満たすことがさらに好ましい。第４重量条件が満たされることにより、液体組成物１００を固体化した場合に、第２表面修飾化合物１３２によってＱＤ蛍光体粒子１３０の表面をより十分に保護しつつ、ＱＤ蛍光体粒子１３０同士の凝縮をより効果的に抑制できる。
　なお、以下に述べるように、第２表面修飾化合物１３２は、ＱＤ層１３の成膜後に、固形成分として当該ＱＤ層１３の内部に残留する。このため、第２表面修飾化合物１３２の量がＱＤ蛍光体粒子１３０に対して過大であると、第２表面修飾化合物１３２によってＱＤ蛍光体粒子１３０へのキャリア注入が阻害される。ＱＤ蛍光体粒子１３０へのキャリア注入を効果的に行う観点からは、液体組成物１００中において、Ｗ２／Ｗ０の値は、２０以下であることが好ましい。
　（ＱＤ層１３の製造方法の一例）
　液体組成物１００を正孔輸送層１４の上面に塗布し、液体組成物１００の塗布膜を形成する。そして、液体組成物１００の溶媒を揮発させる（例：当該塗布膜を自然乾燥させる）ことに伴い、当該塗布膜は、固体化（硬化）する。その結果、ＱＤ蛍光体粒子１３０、第１表面修飾化合物１３１、および第２表面修飾化合物１３２を含むＱＤ層１３を成膜できる。
　液体組成物１００の塗布には、公知の塗布法（例：インクジェット法またはスピンコート法）が用いられてよい。すなわち、発光素子１の製造方法は、液体組成物１００を塗布する塗布工程を含んでいてよい。また、発光素子１の製造方法は、塗布工程において塗布された液体組成物１００を用いて、ＱＤ層１３を成膜する成膜工程を含んでいてよい。
　一例として、インクジェット法を用いる場合を考える。この場合、液体組成物１００の粘度が過小であると、当該液体組成物１００の塗布膜を正孔輸送層１４の上面に定着させることが困難である。このため、ＱＤ層１３を成膜することが困難となる。なお、液体組成物１００の粘度とは、固体化される前（硬化前）の液体組成物１００の粘度（液体組成物１００が十分な溶媒を含んでいる状態での粘度）を意味する。液体組成物１００の粘度は、溶媒に増粘剤を添加することにより、調整可能である。
　具体的には、液体組成物１００の粘度が０．０１Ｐａ・ｓ（つまり、０．１ｃｐ（センチポアズ））未満であると、ＱＤ層１３を成膜することが困難となる。なお、１ｃｐ＝０．１Ｐａ・ｓである。
　他方、液体組成物１００の粘度が過大であると、液体組成物１００を吐出するノズルに、目詰まりが発生する可能性がある。この場合にも、ＱＤ層１３を成膜することが困難となる。具体的には、液体組成物１００の粘度が２Ｐａ・ｓ（２０ｃｐ）を超えると、ＱＤ層１３を成膜することが困難となる。
　以上のことから、液体組成物１００の粘度は、０．０１Ｐａ・ｓ（０．１ｃｐ）以上かつ２Ｐａ・ｓ（２０ｃｐ）以下であることが好ましい。つまり、液体組成物１００の粘度をＶＳ（単位：Ｐａ・ｓ）とすると、０．０１≦ＶＳ≦２０という条件（第１粘度条件）が満たされることが好ましい。第１粘度条件が満たされることにより、インクジェット法を用いてＱＤ層１３を効率的に成膜できる。
　加えて、液体組成物１００の粘度は、０．０５Ｐａ・ｓ（０．５ｃｐ）以上かつ１Ｐａ・ｓ（１０ｃｐ）以下であることがさらに好ましい。つまり、粘度ＶＳは、０．０５≦ＶＳ≦１０という条件（第２粘度条件）を満たすことがさらに好ましい。第２粘度条件が満たされることにより、インクジェット法を用いてＱＤ層１３をより効率的に成膜できる。
　（効果）
　液体組成物１００では、ＱＤ蛍光体粒子１３０は、（ｉ）第１表面修飾化合物１３１（液体組成物１００中においてＱＤ蛍光体粒子１３０を安定化させる表面修飾化合物）、および、（ｉｉ）第２表面修飾化合物１３２（液体組成物１００を固体化する場合に、ＱＤ蛍光体粒子１３０を安定化させる表面修飾化合物）の、２つの表面修飾化合物によって保護されている。
　当該構成によれば、第１表面修飾化合物１３１によって、固体化する前の液体組成物１００の塗布膜に含まれるＱＤ蛍光体粒子１３０を好適に保護できる。また、第１表面修飾化合物１３１は分散性に優れているため、塗布膜に含まれるＱＤ蛍光体粒子１３０の均一性を向上させることができる。
　続いて、この塗布膜を固体化する場合には、第１表面修飾化合物１３１および第２表面修飾化合物１３２によって、ＱＤ蛍光体粒子１３０を保護できる。つまり、固体化した塗布膜を安定して保持できる。さらに、第２表面修飾化合物１３２によれば、塗布膜を固体化した後においても、ＱＤ蛍光体粒子１３０同士の凝縮を防止できる。それゆえ、ＱＤ層１３の成膜時に、当該ＱＤ層１３の膜厚の均一性を向上させることができる。つまり、膜厚の均一性が高いＱＤ層１３を容易に得ることができる。
　これに対して、従来では、液体組成物中に、第１表面修飾化合物１３１に加えて第２表面修飾化合物１３２を含めるという着想は何ら考慮されていなかった。このため、従来では、液体組成物１００の溶媒を揮発させた後、（ｉ）ＱＤ蛍光体粒子１３０を保護すること、および、（ｉｉ）ＱＤ蛍光体粒子１３０同士の凝縮を防止すること、のいずれも充分には実現することができなかった。
　以上のように、液体組成物１００によれば、塗布法によってＱＤ層１３を従来よりも効果的に成膜することが可能である。液体組成物１００を用いてＱＤ層１３を成膜することにより、ＱＤ蛍光体粒子１３０を第１表面修飾化合物１３１および第２表面修飾化合物１３２によって保護できる。それゆえ、ＱＤ蛍光体粒子１３０の特性劣化を防止できるので、発光効率に優れたＱＤ層１３を得ることができる。
　加えて、第２表面修飾化合物１３２によって、ＱＤ層１３内におけるＱＤ蛍光体粒子１３０同士の凝縮を防止できる。それゆえ、ＱＤ層１３の膜厚の不均一性に起因する、当該ＱＤ層１３の発光効率の低下を防止できる。この点からも、発光効率に優れたＱＤ層１３を得ることができる。このように、液体組成物１００によれば、ＱＤ層１３の性能を従来よりも向上させることが可能となる。
　また、第２表面修飾化合物１３２（鎖状高分子を含む高分子系の表面修飾化合物）によってＱＤ蛍光体粒子１３０を保護できるので、ＱＤ蛍光体粒子１３０の化学安定性を向上させることもできる。具体的には、酸素および水分に起因するＱＤ蛍光体粒子１３０の特性劣化を防止することが可能となる。このように、第２表面修飾化合物１３２によれば、ＱＤ層１３の化学安定性を向上させることもできる。この点からも、発光効率に優れたＱＤ層１３を得ることができる。
　以上のように、ＱＤ層１３は、第１表面修飾化合物１３１および第２表面修飾化合物１３２によって同時に保護される。それゆえ、（ｉ）ＱＤ蛍光体粒子１３０の保護と、（ｉｉ）ＱＤ蛍光体粒子１３０同士の凝縮の防止と、を同時に実現することができる。その結果、ＱＤ層１３の発光効率の低下を防止できる。
　なお、第１表面修飾化合物１３１としては、アミンまたはチオールを用いることが好ましい。アミンまたはチオールは、ＱＤ蛍光体粒子１３０の表面との結合力が強いためである。アミンまたはチオールを第１表面修飾化合物１３１として用いることにより、ＱＤ蛍光体粒子１３０を液体組成物１００中において特に安定化できる。その結果、ＱＤ層１３の発光効率をさらに向上させることが可能となる。
　また、第２表面修飾化合物１３２は、高分子材料であるため、液体組成物１００中における分散性は必ずしも高くない。そこで、液体組成物１００中においてＱＤ蛍光体粒子１３０をより効果的に分散させる観点からは、第２表面修飾化合物１３２は、ＰＶＰであることが好ましい。ＰＶＰは、高分子材料の中でも、高い分散性を有しているためである。ＰＶＰは、例えば金属ナノ粒子を分散させる分散剤として使用されている。
　〔実施形態２〕
　実施形態１とは異なり、ＱＤ層１３は、所定の波長帯の光を吸収して電気信号（例：電圧または電流）を発生させる光吸収層として構成されてもよい。実施形態１と同様の方法によって、液体組成物１００を用いて光吸収層（ＱＤ層１３）を成膜することにより、エネルギー変換効率（発電効率）に優れた光吸収層を得ることができる。
　このように、本発明の一態様に係る素子（光電変換素子）は、受光素子として構成されてもよい。当該受光素子は、例えば、イメージセンサまたは太陽電池等の電子機器に利用されてよい。
　〔まとめ〕
　本発明の態様１に係る液体組成物（１００）は、量子ドット蛍光体粒子（１３０）と、上記量子ドット蛍光体粒子の表面をそれぞれ保護する第１表面修飾化合物（１３１）および第２表面修飾化合物（１３２）と、を含み、上記第１表面修飾化合物は、ヘテロ原子を有する官能基を含み、上記第２表面修飾化合物は、高分子を含む。
　上記の構成によれば、液体組成物を用いて塗布法によってＱＤ層（量子ドット蛍光体層）を成膜することで、従来よりも性能（エネルギー変換効率）に優れたＱＤ層を得ることができる。
　本発明の態様２に係る液体組成物では、上記態様１において、上記第１表面修飾化合物は、アミンまたはチオールであることが好ましい。
　上記の構成によれば、液体組成物中において、量子ドット蛍光体粒子を特に安定化できる。
　本発明の態様３に係る液体組成物では、上記態様１または２において、上記液体組成物に含まれる上記第１表面修飾化合物の量は、１００重量部の上記量子ドット蛍光体粒子に対し、０．１重量部以上かつ１００重量部以下であることが好ましい。
　上記の構成によれば、液体組成物中において、第１表面修飾化合物によって量子ドット蛍光体粒子の表面を十分に保護しつつ、当該量子ドット蛍光体粒子同士の凝縮を抑制できる。
　本発明の態様４に係る液体組成物では、上記態様３において、上記液体組成物に含まれる上記第１表面修飾化合物の量は、１００重量部の上記量子ドット蛍光体粒子に対し、１重量部以上かつ５０重量部以下であることが好ましい。
　上記の構成によれば、液体組成物中において、第１表面修飾化合物によって量子ドット蛍光体粒子の表面をより十分に保護しつつ、当該量子ドット蛍光体粒子同士の凝縮をより効果的に抑制できる。
　本発明の態様５に係る液体組成物では、上記態様１から４のいずれか１つにおいて、上記第２表面修飾化合物は、ポリビニールピロリドン（ＰＶＰ）であることが好ましい。
　上記の構成によれば、液体組成物中において、量子ドット蛍光体粒子をより効果的に分散させることができる。
　本発明の態様６に係る液体組成物では、上記態様１から５のいずれか１つにおいて、上記液体組成物に含まれる上記第２表面修飾化合物の量は、１００重量部の上記量子ドット蛍光体粒子に対し、０．１重量部以上かつ５０重量部以下であることが好ましい。
　上記の構成によれば、液体組成物を固体化した場合に、第２表面修飾化合物によって量子ドット蛍光体粒子の表面を十分に保護しつつ、当該量子ドット蛍光体粒子同士の凝縮を抑制できる。
　本発明の態様７に係る液体組成物では、上記態様６において、上記液体組成物に含まれる上記第２表面修飾化合物の量は、１００重量部の上記量子ドット蛍光体粒子に対し、１重量部以上かつ２０重量部以下であることが好ましい。
　上記の構成によれば、液体組成物を固体化した場合に、第２表面修飾化合物によって量子ドット蛍光体粒子の表面をより十分に保護しつつ、当該量子ドット蛍光体粒子同士の凝縮をより効果的に抑制できる。
　本発明の態様８に係る液体組成物では、上記態様１から７のいずれか１つにおいて、上記液体組成物の粘度は、０．０１Ｐａ・ｓ以上かつ２０Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。
　上記の構成によれば、インクジェット法（塗布法の一例）によってＱＤ層を効果的に成膜できる。
　本発明の態様９に係る液体組成物では、上記態様８において、上記液体組成物の粘度は、０．０５Ｐａ・ｓ以上かつ１０Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。
　上記の構成によれば、インクジェット法によってＱＤ層をより効果的に成膜できる。
　本発明の態様１０に係る光電変換素子（１）の製造方法は、第１電極（１１）と第２電極（１６）との間に量子ドット蛍光体層（ＱＤ層１３）が設けられた光電変換素子の製造方法であって、上記態様１から９のいずれか１つに係る液体組成物を用いて、上記量子ドット蛍光体層を成膜する成膜工程を含んでいることを特徴とする発光素子の製造方法。
　上記の構成によれば、液体組成物を用いて、光電変換素子の量子ドット蛍光体層を成膜できる。
　本発明の態様１１に係る光電変換素子は、第１電極（１１）と第２電極（１２）との間に量子ドット蛍光体層が設けられた光電変換素子であって、上記量子ドット蛍光体層は、量子ドット蛍光体粒子と、上記量子ドット蛍光体粒子の表面をそれぞれ保護する第１表面修飾化合物および第２表面修飾化合物と、を含み、上記第１表面修飾化合物は、ヘテロ原子を有する官能基を含み、上記第２表面修飾化合物は、鎖状高分子を含む。
　〔付記事項〕
　本発明の一態様は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の一態様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できる。
　１　発光素子（光電変換素子）
　１１　第１電極
　１３　ＱＤ層（量子ドット蛍光体層）
　１６　第２電極
　１００　液体組成物
　１３０，１３０ａ，１３０ｂ　ＱＤ蛍光体粒子（量子ドット蛍光体粒子）
　１３１，１３１ａ，１３１ｂ　第１表面修飾化合物
　１３２，１３２ａ，１３２ｂ　第２表面修飾化合物

Claims (11)

  1. 　量子ドット蛍光体粒子と、
    　上記量子ドット蛍光体粒子の表面をそれぞれ保護する第１表面修飾化合物および第２表面修飾化合物と、を含み、
    　上記第１表面修飾化合物は、ヘテロ原子を有する官能基を含み、
    　上記第２表面修飾化合物は、鎖状高分子を含むことを特徴とする液体組成物。
  2. 　上記第１表面修飾化合物は、アミンまたはチオールであることを特徴とする請求項１に記載の液体組成物。
  3. 　上記液体組成物に含まれる上記第１表面修飾化合物の量は、１００重量部の上記量子ドット蛍光体粒子に対し、０．１重量部以上かつ１００重量部以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の液体組成物。
  4. 　上記液体組成物に含まれる上記第１表面修飾化合物の量は、１００重量部の上記量子ドット蛍光体粒子に対し、１重量部以上かつ５０重量部以下であることを特徴とする請求項３に記載の液体組成物。
  5. 　上記第２表面修飾化合物は、ポリビニールピロリドンであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の液体組成物。
  6. 　上記液体組成物に含まれる上記第２表面修飾化合物の量は、１００重量部の上記量子ドット蛍光体粒子に対し、０．１重量部以上かつ５０重量部以下であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の液体組成物。
  7. 　上記液体組成物に含まれる上記第２表面修飾化合物の量は、１００重量部の上記量子ドット蛍光体粒子に対し、１重量部以上かつ２０重量部以下であることを特徴とする請求項６に記載の液体組成物。
  8. 　上記液体組成物の粘度は、０．０１Ｐａ・ｓ以上かつ２０Ｐａ・ｓ以下であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の液体組成物。
  9. 　上記液体組成物の粘度は、０．０５Ｐａ・ｓ以上かつ１０Ｐａ・ｓ以下であることを特徴とする請求項８に記載の液体組成物。
  10. 　第１電極と第２電極との間に量子ドット蛍光体層が設けられた光電変換素子の製造方法であって、
    　請求項１から９のいずれか１項に記載の液体組成物を用いて、上記量子ドット蛍光体層を成膜する成膜工程を含んでいることを特徴とする光電変換素子の製造方法。
  11. 　第１電極と第２電極との間に量子ドット蛍光体層が設けられた光電変換素子であって、
    　上記量子ドット蛍光体層は、
    　量子ドット蛍光体粒子と、
    　上記量子ドット蛍光体粒子の表面をそれぞれ保護する第１表面修飾化合物および第２表面修飾化合物と、を含み、
    　上記第１表面修飾化合物は、ヘテロ原子を有する官能基を含み、
    　上記第２表面修飾化合物は、鎖状高分子を含むことを特徴とする光電変換素子。
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