WO2019180881A1 - 表示デバイスおよびその製造方法 - Google Patents

表示デバイスおよびその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2019180881A1
WO2019180881A1 PCT/JP2018/011426 JP2018011426W WO2019180881A1 WO 2019180881 A1 WO2019180881 A1 WO 2019180881A1 JP 2018011426 W JP2018011426 W JP 2018011426W WO 2019180881 A1 WO2019180881 A1 WO 2019180881A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layer
light emitting
display device
quantum dot
emitting layer
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/011426
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
康 浅岡
青森 繁
Original Assignee
シャープ株式会社
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 シャープ株式会社 filed Critical シャープ株式会社
Priority to US16/981,480 priority Critical patent/US11309509B2/en
Priority to PCT/JP2018/011426 priority patent/WO2019180881A1/ja
Priority to CN201880091230.XA priority patent/CN111886931B/zh
Publication of WO2019180881A1 publication Critical patent/WO2019180881A1/ja

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H10K50/115OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers comprising active inorganic nanostructures, e.g. luminescent quantum dots
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/12Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/14Light 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
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80Constructional details
    • H10K59/805Electrodes
    • H10K59/8051Anodes
    • H10K59/80518Reflective anodes, e.g. ITO combined with thick metallic layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80Constructional details
    • H10K59/805Electrodes
    • H10K59/8052Cathodes
    • H10K59/80524Transparent cathodes, e.g. comprising thin metal layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80Constructional details
    • H10K59/87Passivation; Containers; Encapsulations
    • H10K59/873Encapsulations
    • H10K59/8731Encapsulations multilayered coatings having a repetitive structure, e.g. having multiple organic-inorganic bilayers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10Deposition of organic active material
    • H10K71/12Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating
    • H10K71/13Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating using printing techniques, e.g. ink-jet printing or screen printing
    • H10K71/135Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating using printing techniques, e.g. ink-jet printing or screen printing using ink-jet printing
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/80Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass using temporary substrates
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/851Division of substrate

Definitions

  • the present invention relates to a display device and a manufacturing method thereof.
  • Patent Document 1 discloses a discharge liquid, a discharge liquid set, a thin film pattern forming method, a thin film, a light emitting element, an image display device, and an electronic device each including a fine particle quantum dot and a dispersion medium for dispersing the quantum dot. It is disclosed.
  • QD Quantum Dot
  • a ligand suitable for the quantum dot light emitting diode (QLED) is selected, and a solvent (dispersion medium) is also limited depending on the ligand.
  • the viscosity of the colloidal solution containing quantum dots and a solvent that can be applied (discharged) by inkjet is also limited.
  • the colloidal solution is applied by inkjet, there is a problem that uneven drying (so-called coffee ring) occurs in the droplets after application.
  • a display device is a display device including a light-emitting element including an anode, a cathode, and a quantum dot light-emitting layer sandwiched between the anode and the cathode, and the quantum dot light-emitting layer includes a quantum dot light-emitting layer. It includes at least dots and nanofibers.
  • a quantum dot light-emitting layer is formed by applying a colloid solution containing at least quantum dots and nanofibers by inkjet.
  • a colloidal solution can be applied (discharged) by inkjet regardless of the viscosity of a solvent, and a display device that does not cause drying unevenness (so-called coffee ring) in a droplet after application is produced.
  • a method can be provided.
  • FIG. 2 is a plan view illustrating an example of a formation state of a light emitting element layer, where (a) is a plan view illustrating an example of a layer configuration in the light emitting element layer, and (b) is an illustration of a light emitting element layer formed in an island shape. It is a top view which shows an example, (c) is a top view which shows an example of the light emitting element layer formed in strip shape.
  • “same layer” means a layer formed by the same process (film formation process) as a comparison target layer
  • lower layer means a layer ahead of the comparison target layer
  • a layer formed by a process means “upper layer” means a layer formed by a process subsequent to a layer to be compared.
  • FIG. 1 is a flowchart showing an example of a display device manufacturing method.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the display area in the display device.
  • the resin layer 12 is formed on a translucent support substrate (for example, mother glass) (step S1).
  • the barrier layer 3 is formed on the resin layer 12 (step S2).
  • the TFT layer 4 is formed on the barrier layer 3 (step S3)
  • the top emission type light emitting element layer 5 is formed on the TFT layer 4 (step S4)
  • the sealing layer 6 is formed on the light emitting element layer 5. It forms (step S5) and a top film is affixed on the sealing layer 6 (step S6).
  • the support substrate is peeled from the resin layer 12 by performing laser light irradiation or the like (step S7).
  • the lower film 10 is attached to the lower surface of the resin layer 12 (the surface opposite to the surface on which the barrier layer 3 is formed) (step S8).
  • the laminate including the lower film 10, the resin layer 12, the barrier layer 3, the TFT layer 4, the light emitting element layer 5, and the sealing layer 6 is divided to obtain a plurality of pieces (step S9).
  • the functional film 39 is affixed on the sealing layer 6 in the obtained piece (step S10).
  • an electronic circuit board for example, an IC chip and an FPC
  • an electronic circuit board is mounted (mounted) on a part (terminal portion) outside (non-display area, frame) outside the display area in which the plurality of sub-pixels are formed (step).
  • Steps S1 to S11 are performed by a display device manufacturing apparatus (including a film forming apparatus that performs each step of Steps S1 to S5).
  • the material of the resin layer 12 examples include polyimide. Further, the resin layer 12 can be replaced with a two-layer resin film (for example, a polyimide film) and an inorganic insulating film sandwiched between the resin films.
  • a two-layer resin film for example, a polyimide film
  • an inorganic insulating film sandwiched between the resin films.
  • the barrier layer 3 is a layer that prevents foreign matters such as water and oxygen from entering the TFT layer 4 and the light emitting element layer 5.
  • the barrier layer 3 is formed by a CVD method.
  • a silicon film, a silicon oxynitride film, or a stacked film thereof can be used.
  • the TFT layer 4 includes a semiconductor film 15, an inorganic insulating film 16 (gate insulating film) above the semiconductor film 15, a gate electrode GE and a gate wiring GH above the inorganic insulating film 16, and a gate electrode GE and An inorganic insulating film 18 above the gate wiring GH, a capacitive electrode CE above the inorganic insulating film 18, an inorganic insulating film 20 above the capacitive electrode CE, and a source wiring SH above the inorganic insulating film 20 And a planarizing film 21 (interlayer insulating film) that is an upper layer than the source wiring SH.
  • the semiconductor film 15 is made of, for example, low temperature polysilicon (LTPS) or an oxide semiconductor (for example, an In—Ga—Zn—O based semiconductor).
  • a transistor (TFT) is configured to include the semiconductor film 15 and the gate electrode GE. In FIG. 2, the transistor is shown with a top gate structure, but may have a bottom gate structure.
  • the gate electrode GE, the gate wiring GH, the capacitor electrode CE, and the source wiring SH are configured by, for example, a metal single layer film or a laminated film including at least one of aluminum, tungsten, molybdenum, tantalum, chromium, titanium, and copper.
  • the TFT layer 4 in FIG. 2 includes one semiconductor layer and three metal layers.
  • the inorganic insulating films 16, 18, and 20 can be formed of, for example, a silicon oxide (SiOx) film, a silicon nitride (SiNx) film, or a laminated film thereof formed by a CVD method.
  • the planarizing film 21 can be made of an organic material that can be applied, such as polyimide or acrylic resin.
  • the light emitting element layer (light emitting element) 5 includes an anode (anode) 22 above the planarizing film 21, an insulating anode cover film 23 covering the edge of the anode 22, and an organic EL layer above the anode cover film 23.
  • An (Electro (Luminescence: electroluminescence) layer 24 and a cathode (cathode) 25 that is an upper layer than the EL layer 24 are included.
  • the anode cover film 23 is formed, for example, by applying an organic material such as polyimide or acrylic resin and then patterning by photolithography.
  • Each subpixel includes a QLED (Quantum ⁇ dot Light Emitting Diode) as a light emitting element ES including an island-shaped anode 22, EL layer 24, and cathode 25, but is formed on the light emitting element layer 5 to emit light.
  • a subpixel circuit for controlling the element ES is formed in the TFT layer 4.
  • the EL layer 24 includes, for example, a hole injection layer (HoleTFTinjection layer), a hole transport layer (Hole transport layer), a light emitting layer (quantum dot light emitting layer), and an electron transport layer in order from the lower layer side (TFT layer 4 side). (Charge transport layer) and electron injection layer (Charge injection layer).
  • the light emitting layer is formed in an island shape or a strip shape (see FIG. 5) so as to cover the opening of the anode cover film 23 (for each subpixel) by spray coating through an opening mask or an ink jet method.
  • the other layers are formed in an island shape, a strip shape, or a solid shape (common layer). Further, the EL layer 24 may be configured such that one or more of a hole injection layer, a hole transport layer, an electron transport layer, and an electron injection layer are not formed.
  • the electron injection layer and the electron transport layer have a function of efficiently injecting and transporting electrons received from the cathode to the light emitting layer.
  • Examples of the material for the electron transport layer include TiO 2 , AlZnO, or inorganic nanoparticles composed of ZnO doped with ZnO, Mg, or Li, C60, tris (8-hydroxyquinoline) aluminum (Alq3), and the like. .
  • the hole injection layer and the hole transport layer have a function of efficiently injecting and transporting holes received from the anode to the light emitting layer.
  • the material for the hole transport layer include polythiophene conductive polymer (PEDOT: PSS), 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenyl-amino] biphenyl) ( ⁇ -NPD) 4,4′-bis (9H-carbazol-9-yl) biphenyl (CBP), dipyrazino [2,3-f: 2 ′, 3′-h] quinoxaline-2,3,6,7,10,11 -Hexacarbonitrile (HAT-CN), N, N'-bis- (3-methylphenyl) -N, N'-bis- (phenyl) -benzidine (TPD), or MoO 3 , NiO, V 2 O 3 , WO 3 , CuSCN and the like.
  • FIG. 5 is a plan view showing an example of the formation state of the light emitting element layer, where (a) is a plan view showing an example of a layer structure in the light emitting element layer, and (b) is a light emission formed in an island shape. It is a top view which shows an example of an element layer, (c) is a top view which shows an example of the light emitting element layer formed in strip shape.
  • the light emitting element layer 5 includes, for example, an anode cover film 23 covering the edge of the anode 22 and a light emitting layer 24a covering the opening 23a of the anode cover film 23.
  • a pattern two types are illustrated
  • the light emitting element layer 5 is formed in a strip shape. If so, a pattern as shown in FIG. 5C is formed. That is, the light emitting layer 24a is formed in, for example, an island shape as shown in FIG. 5B or a strip shape as shown in FIG.
  • the light emitting layer is formed, for example, by applying a colloidal solution in which quantum dots are dispersed in a solvent (dispersion medium) by inkjet.
  • a colloidal solution in which quantum dots are dispersed in a solvent (dispersion medium) by inkjet.
  • an island-shaped light emitting layer corresponding to one subpixel
  • the liquid repellent bank is surrounded by surrounding the outer periphery of the formed light emitting layer before forming the light emitting layer or the like.
  • a convex portion may be provided.
  • the anode 22 is composed of, for example, a laminate of ITO (IndiumITOTin Oxide) and Ag (silver) or an alloy containing Ag, and has light reflectivity.
  • the cathode (cathode) 25 can be made of a light-transmitting conductive material such as MgAg alloy (ultra-thin film), ITO, or IZO (Indium zinc Oxide).
  • holes and electrons are recombined in the light emitting layer by the driving current between the anode 22 and the cathode 25, and the excitons generated thereby are transferred from the conduction band level of the quantum dot to the valence band.
  • Light fluorescence
  • the cathode 25 is translucent and the anode 22 is light reflective, the light emitted from the EL layer 24 is directed upward (on the sealing layer 6 side) and becomes top emission.
  • the sealing layer 6 is translucent, and includes an inorganic sealing film 26 that covers the cathode 25, an organic buffer film 27 that is above the inorganic sealing film 26, and an inorganic sealing film that is above the organic buffer film 27. 28.
  • the sealing layer 6 covering the light emitting element layer 5 prevents penetration of foreign substances such as water and oxygen into the light emitting element layer 5.
  • Each of the inorganic sealing film 26 and the inorganic sealing film 28 is an inorganic insulating film, and is formed of, for example, a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, or a laminated film thereof formed by a CVD method. can do.
  • the organic buffer film 27 is a light-transmitting organic film having a flattening effect, and can be made of a coatable organic material such as an acrylic resin.
  • the organic buffer film 27 can be formed by coating, for example, by inkjet.
  • the organic buffer film 27 may be provided with a bank for stopping droplets in the non-display area.
  • the lower film 10 is, for example, a PET film for realizing the display device 2 having excellent flexibility by being peeled off from the support substrate and pasted on the lower surface of the resin layer 12.
  • the functional film 39 has, for example, at least one of an optical compensation function, a touch sensor function, and a protection function.
  • step S9 the stacking process of steps S2 to S5 in FIG. 1 is performed on a glass substrate. Thereafter, the process may proceed to step S9.
  • the light emitting element layer is not limited to the top emission type, but may be a bottom emission (Bottom ⁇ ⁇ emission) type, an inverted top emission (Inverted top emission) type, or an inverted bottom emission (Inverted bottom emission). It may be a mold. That is, the type of the light emitting element layer is not particularly limited.
  • a structure of a light emitting element layer it is the structure mentioned above.
  • cathode / electron injection layer / electron transport layer / light emitting layer / hole transport layer / hole injection layer / anode (2) Cathode / electron injection layer / electron transport layer / blocking layer / light emitting layer / blocking layer / hole transport layer / hole injection layer / anode (3) Cathode / electron injection layer / electron transport layer / light emitting layer / blocking layer / hole transport layer / hole injection layer / anode (4) Cathode / electron injection layer / electron transport layer / blocking layer / light emitting layer / hole transport layer / hole injection layer / anode (5) Cathode / electron injection layer / electron transport layer / light emitting layer / hole transport layer / anode (6) Cathode / electron transport layer / light emitting layer / hole transport layer / hole injection layer / anode (7) Ca
  • the light emitting element layer (light emitting element) 5 included in the display device 2 according to the present embodiment includes an anode (anode) 22, a cathode (cathode) 25, and a light emitting layer (quantum dot light emitting layer) sandwiched between the anode and the cathode.
  • the light emitting layer includes at least quantum dots and nanofibers.
  • the manufacturing method of the display device which concerns on this embodiment is a method of forming the light emitting layer by apply
  • the viscosity of the colloid solution at room temperature (20 to 25 ° C.) is preferably 5 mPa ⁇ s to 20 mPa ⁇ s, and more preferably 5 mPa ⁇ s to 10 mPa ⁇ s.
  • a colloidal solution can be suitably apply
  • Solvents (dispersion media) that form colloidal solutions include methyl alcohol, ethyl alcohol, hexane, methyl ethyl ketone (MEK), ethyl acetate, chloroform, tetrahydrofuran (THF), benzene, chlorobenzene, 1,2-dichlorobenzene, toluene, and the like.
  • An organic solvent or water is mentioned.
  • the degree of freedom in selecting a solvent (dispersion medium) can be increased, and generally the viscosity is low and the ink can be applied by inkjet. Even a non-existing solvent can be used.
  • the viscosity of ethyl alcohol at 20 ° C. is 1.200 mPa ⁇ s
  • the viscosity of methyl ethyl ketone at 20 ° C. is 0.40 mPa ⁇ s
  • the viscosity of chlorobenzene at 20 ° C. is 0.8 mPa ⁇ s.
  • the viscosity of 1,2-dichlorobenzene at 25 ° C. is 1.324 mPa ⁇ s
  • the viscosity of toluene at 20 ° C. is 0.5866 mPa ⁇ s
  • the viscosity of water at 20 ° C. is 1.002 mPa ⁇ s.
  • the viscosity at room temperature (20 to 25 ° C.) of the colloidal solution can be adjusted (increased) to 5 mPa ⁇ s to 20 mPa ⁇ s by adding nanofibers.
  • the colloid solution may or may not contain a ligand.
  • the solvent is not limited by the ligand.
  • the colloidal solution preferably does not contain a host material.
  • the quantum dot is a fine-particle semiconductor having a diameter of 2 to 10 nm (number of atoms: 100 to 10,000) composed of an II-VI, III-V, or IV-VI group of elements. Yes, used as a luminophore.
  • the quantum dots may have different materials, element concentrations, and crystal structures at the center and the outer shell. Further, the quantum dot has a band gap different between the center portion and the outer shell portion, and the outer shell portion may have a larger band gap than the center portion. Quantum dots form a colloidal solution by being dispersed in a solvent (dispersion medium).
  • atoms or organic molecules may be attached as ligands to the surface of the quantum dots.
  • an organic molecule that is a ligand for example, alkylthiol, alkylamine, carboxylic acid, oleic acid, organic silane and the like can be used.
  • the amount of quantum dots in the colloidal solution is preferably about several percent by weight from the viewpoint of light emission characteristics.
  • the nanofiber acts as a viscosity modifier (thickener) for the colloidal solution and adjusts the colloidal solution to a viscosity suitable for inkjet. That is, nanofibers have high viscosity, and by adding nanofibers, the viscosity (viscosity) and thixotropy of the solution (dispersion) can be controlled. In addition, after the colloidal solution is dried, non-uniform aggregation of quantum dots can be suppressed.
  • thicker thickenethixotropy
  • the colloidal solution By adding nanofibers to a colloidal solution containing quantum dots and a solvent (dispersion medium), the colloidal solution can be applied (discharged) by ink jetting regardless of the viscosity of the solvent. Drying unevenness (so-called coffee ring) can be prevented.
  • the colloidal solution can be applied by ink jetting, a uniform light emitting layer having no unevenness in thickness and no cracks can be formed.
  • the diameter of the nanofiber contained in the light-emitting layer is preferably smaller than the thickness of the light-emitting layer (usually 5 to 30 nm), and is preferably 3 to 30 nm, and smaller than the diameter of the quantum dot. Is more preferable, and it is still more preferable that it is as small as possible.
  • the diameter of the nanofiber exceeds 30 nm, irregularities are likely to occur on the surface of the light emitting layer, and the flatness of the interface is lowered, so that the light emitting characteristics may be lowered.
  • the diameter of nanofiber exceeds 30 nm, there exists a possibility that the area
  • the length of the nanofiber contained in the light emitting layer is preferably longer than the diameter of the quantum dot, more preferably not less than twice the thickness of the light emitting layer and not more than 1 ⁇ m, and sufficiently longer than the thickness. More preferably, it is 60 nm to 1 ⁇ m.
  • the length of the nanofiber is shorter than twice the thickness of the light emitting layer, it becomes difficult to arrange the nanofibers in parallel (horizontal) in the plane of the light emitting layer, so that the surface of the light emitting layer is likely to be uneven. If the length of the nanofiber is longer than 1 ⁇ m, the nozzle may be clogged when applied by ink jet. Moreover, the pattern property of the light emitting layer formed may worsen.
  • the colloidal solution can be suitably applied (discharged) by inkjet.
  • the relationship between the two is described using the “diameter” of the quantum dot and nanofiber as an index.
  • the “diameter” is intended to be a diameter based on the premise that the quantum dot is a true sphere, and the nanofiber is assumed to have a perfect cross section.
  • quantum dots that are not considered to be true spheres and nanofibers that are not considered to have a perfect cross section.
  • the quantum dot can perform substantially the same function as the true quantum dot.
  • the nanofiber can perform substantially the same function as a nanofiber having a perfect cross section. Therefore, in the present specification, the “diameter” refers to a diameter when converted to a true spherical quantum dot of the same volume in the case of a quantum dot, and refers to a maximum width in the case of a nanofiber.
  • the number of quantum dots contained in the light emitting layer is preferably larger than the number of nanofibers.
  • the number ratio of nanofibers to quantum dots is 1: More preferably, the ratio is from 100 to 1: 100,000, and more preferably from 1: 10,000 to 1:10 million.
  • the amount of nanofibers in the colloidal solution is preferably more than 0 and 1% by weight or less so that the viscosity of the colloidal solution at room temperature (20 to 25 ° C.) is 5 mPa ⁇ s to 20 mPa ⁇ s. If a thickening effect can be obtained, it is desirable that the amount be as small as possible.
  • the amount of the nanofiber exceeds 1% by weight, the viscosity of the colloidal solution becomes too high, and it becomes difficult to apply (discharge) the colloidal solution suitably by inkjet, and thus it may be difficult to form a thin film.
  • the amount of quantum dots contained in the light emitting layer is relatively reduced, the light emission characteristics may be deteriorated. If the amount of nanofiber is too small, the thickening effect cannot be obtained.
  • the nanofiber is not particularly limited as long as it is transparent and has insulating properties, but a linear polysaccharide polymer (polysaccharide) is preferable. By modifying the polysaccharide polymer with a hydrophobic group, it can be easily and stably dispersed in an organic solvent.
  • cellulose nanofiber which is a polysaccharide in which glucose is linearly linked
  • chitin nanofiber which is a polysaccharide in which acetylglucosamine is linearly linked
  • a thickener for foods Lambda carrageenan is more preferred
  • cellulose nanofibers are more preferred
  • TEMPO oxidized cellulose nanofibers are particularly preferred. You may use multiple types of nanofiber together as needed. Nanofibers have different terminal molecular structures depending on whether they are dispersed in water or an organic solvent.
  • Cellulose nanofibers can be easily and stably dispersed in water or an organic solvent such as methyl alcohol, methyl ethyl ketone (MEK), ethyl acetate, and toluene.
  • Chitin nanofibers can be easily and stably dispersed in organic solvents such as chloroform, tetrahydrofuran (THF), benzene, toluene, hexane and the like.
  • the nanofiber may be further included in at least one of the electron transport layer and the hole transport layer as necessary. That is, at least one of the electron transport layer and the hole transport layer may be a layer containing nanofibers formed by applying a solution containing at least nanofibers by inkjet.
  • the TEMPO (2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxy radical) oxidized cellulose nanofiber is commercially available, for example, 3 nm in diameter, transparent, non-scattering, and highly insulating (> 100 T ⁇ ) and a high dielectric constant (5 to 6 F / m).
  • the nanofibers contained in the colloidal solution after application that is, the nanofibers contained in the light emitting layer, maintain a random state in the in-plane direction.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing the state of a colloidal solution (droplet) ejected by inkjet. As shown in FIG. 3, the quantum dots (QD) and nanofibers (NF) in the droplets are in a random state.
  • QD quantum dots
  • NF nanofibers
  • FIG. 4 is a plan view and a cross-sectional view schematically showing the state of the colloidal solution applied (dropped) on the substrate and dried, that is, the light emitting layer.
  • the quantum dots (QD) are uniformly applied over the entire dropping range and arranged three-dimensionally, while the nanofibers (NF) are sewn between the quantum dots (QD).
  • NF nanofibers
  • the in-plane direction a random state is maintained in such a manner that the orientation is caused so that the length direction is along the substrate plane (surface). Since the nanofibers are sewn between the quantum dots and exist in a random state in the in-plane direction, a uniform quantum dot light emitting layer having no unevenness in thickness and no cracks is formed. That is, since a uniform quantum dot light emitting layer is formed, the quantum dot light emitting diode (QLED) can emit light uniformly.
  • QLED quantum dot light emitting diode
  • the colloidal solution can be applied (discharged) by inkjet regardless of the viscosity of the solvent, and drying unevenness (so-called coffee ring) is applied to the droplets after application. It is possible to provide a method for manufacturing a display device that does not cause the problem.
  • the electro-optical element (electro-optical element whose luminance and transmittance are controlled by current) included in the display device according to the present embodiment is not particularly limited.
  • Examples of the display device according to the present embodiment include an organic EL display including an OLED as an electro-optical element, an inorganic EL display including an inorganic light-emitting diode as an electro-optical element, and a QLED display including a QLED as an electro-optical element. Can be mentioned.
  • a display device having an anode, a cathode, and a light emitting element including a quantum dot light emitting layer sandwiched between the anode and the cathode, wherein the quantum dot light emitting layer includes at least a quantum dot and a nanofiber. device.
  • Aspect 2 The display device according to Aspect 1, for example, wherein the number of quantum dots contained in the quantum dot light-emitting layer is larger than the number of nanofibers.
  • Aspect 3 The display device according to Aspect 1 or Aspect 2, for example, wherein a diameter of the nanofiber included in the quantum dot light emitting layer is smaller than a diameter of the quantum dot, and a length of the nanofiber is longer than a diameter of the quantum dot.

Abstract

陽極(22)、陰極(25)、並びに、前記陽極(22)および陰極(25)に挟持された量子ドット発光層を備えた発光素子層(5)を有する表示デバイス(2)であって、前記量子ドット発光層は、量子ドットと、ナノファイバーとを少なくとも含む。表示デバイスの製造方法は、量子ドットおよびナノファイバーを少なくとも含むコロイド溶液をインクジェットで塗布して量子ドット発光層を形成する方法である。

Description

表示デバイスおよびその製造方法
 本発明は、表示デバイスおよびその製造方法に関する。
 特許文献1には、微粒子状の量子ドットと、前記量子ドットを分散させる分散媒とを含む吐出液、吐出液セット、薄膜パターン形成方法、薄膜、発光素子、画像表示装置、および、電子機器が開示されている。
日本国公開特許公報「特開2010-9995号公報」
 一般に、リガンドによって量子ドット(QD :Quantum Dot)の特性は変化するため、量子ドット発光ダイオード(QLED)に適したリガンドが選択されると共に、リガンドに応じて溶媒(分散媒)も限定される。また、インクジェットで塗布(吐出)することができる、量子ドットおよび溶媒を含むコロイド溶液の粘度も限定される。さらに、コロイド溶液をインクジェットで塗布すると、塗布後の液滴に乾燥ムラ(いわゆるコーヒーリング)が生じるという問題がある。
 本発明の一態様に係る表示デバイスは、陽極、陰極、並びに、前記陽極および陰極に挟持された量子ドット発光層を備えた発光素子を有する表示デバイスであって、前記量子ドット発光層は、量子ドットと、ナノファイバーとを少なくとも含む。
 また、本発明の一態様に係る表示デバイスの製造方法は、量子ドットおよびナノファイバーを少なくとも含むコロイド溶液をインクジェットで塗布して量子ドット発光層を形成する。
 本発明の一態様によれば、厚さにムラが無く、ひび割れも無い、均一な量子ドット発光層が形成された表示デバイスを提供することができる。
 本発明の一態様によれば、溶媒の粘度に関わりなく、コロイド溶液をインクジェットで塗布(吐出)することができ、塗布後の液滴に乾燥ムラ(いわゆるコーヒーリング)が生じない表示デバイスの製造方法を提供することができる。
表示デバイスの製造方法の一例を示すフローチャートである。 表示デバイスにおける表示領域の構成の一例を示す断面図である。 インクジェットで吐出されたコロイド溶液(液滴)の状態を模式的に示す図である。 基板上に塗布(滴下)され、乾燥されたコロイド溶液、即ち、発光層の状態を模式的に示す平面図および断面図である。 発光素子層の形成状態の一例を示す平面図であって、(a)は発光素子層における層の構成の一例を示す平面図であり、(b)は島状に形成された発光素子層の一例を示す平面図であり、(c)は短冊状に形成された発光素子層の一例を示す平面図である。
 以下の説明においては、「同層」とは比較対象の層と同一のプロセス(成膜工程)にて形成されている層を意味し、「下層」とは、比較対象の層よりも先のプロセスで形成されている層を意味し、「上層」とは比較対象の層よりも後のプロセスで形成されている層を意味する。
 図1は表示デバイスの製造方法の一例を示すフローチャートである。図2は表示デバイスにおける表示領域の構成の一例を示す断面図である。
 図1および図2に示すように、フレキシブルな表示デバイス2を製造する場合には、先ず、透光性の支持基板(例えば、マザーガラス)上に樹脂層12を形成する(ステップS1)。次いで、樹脂層12上にバリア層3を形成する(ステップS2)。その後、バリア層3上にTFT層4を形成し(ステップS3)、TFT層4上にトップエミッション型の発光素子層5を形成し(ステップS4)、発光素子層5上に封止層6を形成し(ステップS5)、封止層6上に上面フィルムを貼り付ける(ステップS6)。
 次いで、レーザ光の照射等を行うことによって支持基板を樹脂層12から剥離する(ステップS7)。その後、樹脂層12の下面(バリア層3が形成されている面の逆側の面)に下面フィルム10を貼り付ける(ステップS8)。続いて、下面フィルム10、樹脂層12、バリア層3、TFT層4、発光素子層5、封止層6を含む積層体を分断し、複数の個片を得る(ステップS9)。次いで、得られた個片における封止層6上に、機能フィルム39を貼り付ける(ステップS10)。その後、複数のサブ画素が形成された表示領域よりも外側(非表示領域、額縁)の一部(端子部)に、電子回路基板(例えば、ICチップおよびFPC)を実装(マウント)する(ステップS11)。尚、ステップS1~S11は、表示デバイス製造装置(ステップS1~S5の各工程を行う成膜装置を含む)が行うようになっている。
 樹脂層12の材料としては、例えばポリイミド等が挙げられる。また、樹脂層12を、二層の樹脂膜(例えば、ポリイミド膜)およびこれら樹脂膜に挟まれた無機絶縁膜で置き換えることもできる。
 バリア層3は、水、酸素等の異物がTFT層4および発光素子層5に浸入することを防止する層であり、例えば、CVD法により形成される、バリア層3は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、あるいは酸窒化シリコン膜、またはこれらの積層膜で構成することができる。
 TFT層4は、半導体膜15と、半導体膜15よりも上層の無機絶縁膜16(ゲート絶縁膜)と、無機絶縁膜16よりも上層の、ゲート電極GEおよびゲート配線GHと、ゲート電極GEおよびゲート配線GHよりも上層の無機絶縁膜18と、無機絶縁膜18よりも上層の容量電極CEと、容量電極CEよりも上層の無機絶縁膜20と、無機絶縁膜20よりも上層のソース配線SHと、ソース配線SHよりも上層の平坦化膜21(層間絶縁膜)とを含む。
 半導体膜15は、例えば低温ポリシリコン(LTPS)あるいは酸化物半導体(例えばIn-Ga-Zn-O系の半導体)で構成される。そして、半導体膜15およびゲート電極GEを含むようにトランジスタ(TFT)が構成される。図2ではトランジスタがトップゲート構造で示されているが、ボトムゲート構造でもよい。
 ゲート電極GE、ゲート配線GH、容量電極CE、およびソース配線SHは、例えば、アルミニウム、タングステン、モリブデン、タンタル、クロム、チタン、銅の少なくとも一つを含む金属の単層膜あるいは積層膜によって構成される。図2のTFT層4には、一層の半導体層および三層のメタル層が含まれる。
 無機絶縁膜16・18・20は、例えば、CVD法によって形成された、酸化シリコン(SiOx)膜あるいは窒化シリコン(SiNx)膜、またはこれらの積層膜によって構成することができる。平坦化膜21は、例えば、ポリイミド、アクリル樹脂等の塗布可能な有機材料によって構成することができる。
 発光素子層(発光素子)5は、平坦化膜21よりも上層のアノード(陽極)22と、アノード22のエッジを覆う絶縁性のアノードカバー膜23と、アノードカバー膜23よりも上層の有機EL(Electro Luminescence:エレクトロルミネッセンス)層24と、EL層24よりも上層のカソード(陰極)25とを含む。アノードカバー膜23は、例えば、ポリイミド、アクリル樹脂等の有機材料を塗布した後に、フォトリソグラフィによってパターニングすることで形成される。
 サブ画素ごとに、島状のアノード22、EL層24、およびカソード25を含む発光素子ESとして、QLED(Quantum dot Light Emitting Diode:量子ドット発光ダイオード)を含むが発光素子層5に形成され、発光素子ESを制御するサブ画素回路がTFT層4に形成される。
 EL層24は、例えば、下層側(TFT層4側)から順に、正孔注入層(Hole injection layer)、正孔輸送層(Hole transport layer)、発光層(量子ドット発光層)、電子輸送層(Charge transport layer)、電子注入層(Charge injection layer)を積層することで構成される。発光層は、開口マスク越しのスプレー塗布またはインクジェット法によって、アノードカバー膜23の開口を覆うよう(サブ画素ごと)に、島状もしくは短冊状(図5を参照)に形成される。他の層は、島状、短冊状あるいはベタ状(共通層)に形成される。また、EL層24として、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、および電子注入層のうちの一つ以上の層を形成しない構成も可能である。
 電子注入層および電子輸送層は、カソードから受け取った電子を発光層へ効率良く注入および輸送する機能を有する。電子輸送層の材料としては、例えば、TiO、AlZnO、或いは、ZnO,MgまたはLiがドープされたZnOからなる無機ナノ粒子、C60、トリス(8-ヒドロキシキノリン)アルミニウム(Alq3)等が挙げられる。
 正孔注入層および正孔輸送層は、アノードから受け取った正孔を発光層へ効率良く注入および輸送する機能を有する。正孔輸送層の材料としては、例えば、ポリチオフェン系導電性ポリマー(PEDOT:PSS)、4,4’-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニル-アミノ]ビフェニル)(α-NPD)、4,4’-ビス(9H-カルバゾール-9-イル)ビフェニル(CBP)、ジピラジノ[2,3-f:2’,3’-h]キノキサリン-2,3,6,7,10,11-ヘキサカルボニトリル(HAT-CN)、N,N’-ビス-(3-メチルフェニル)-N,N’-ビス-(フェニル)-ベンジジン(TPD)、或いは、MoO、NiO、V、WO、CuSCN等が挙げられる。
 図5は発光素子層の形成状態の一例を示す平面図であって、(a)は発光素子層における層の構成の一例を示す平面図であり、(b)は島状に形成された発光素子層の一例を示す平面図であり、(c)は短冊状に形成された発光素子層の一例を示す平面図である。図5の(a)に示すように、発光素子層5は、例えば、アノード22のエッジを覆うアノードカバー膜23と、アノードカバー膜23の開口23aを覆う発光層24aとを有し、例えば、発光素子層5が島状に形成されている場合には、図5の(b)に示すようなパターン(二種類を例示している)を形成し、発光素子層5が短冊状に形成されている場合には、図5の(c)に示すようなパターンを形成する。即ち、発光層24aは、例えば、図5の(b)に示すような島状、または、図5の(c)に示すような短冊状に形成される。
 発光層は、例えば、量子ドットを溶媒(分散媒)に分散させてなるコロイド溶液をインクジェットで塗布することで形成される。コロイド溶液をインクジェットで塗布することで、島状の発光層(一つのサブ画素に対応)を形成することができる。また、形成時における発光層の広がりを抑制し、任意の画素にのみ発光層を形成するために、発光層等の形成前に、形成される発光層の外周を囲むようにして、撥液性の土手状の凸部を設けてもよい。
 アノード(陽極)22は、例えばITO(Indium Tin Oxide)とAg(銀)あるいはAgを含む合金との積層によって構成され、光反射性を有する。カソード(陰極)25は、MgAg合金(極薄膜)、ITO、IZO(Indium zinc Oxide)等の透光性の導電材で構成することができる。
 表示デバイス2では、アノード22およびカソード25間の駆動電流によって正孔と電子が発光層内で再結合し、これによって生じたエキシトンが、量子ドットの伝導帯準位(conduction band)から価電子帯準位(valence band)に遷移する過程で光(蛍光)が放出される。カソード25が透光性であり、アノード22が光反射性であるため、EL層24から放出された光は上方(封止層6側)に向かい、トップエミッションとなる。
 封止層6は、透光性であり、カソード25を覆う無機封止膜26と、無機封止膜26よりも上層の有機バッファ膜27と、有機バッファ膜27よりも上層の無機封止膜28とを含む。発光素子層5を覆う封止層6は、水、酸素等の異物の発光素子層5への浸透を防いでいる。
 無機封止膜26および無機封止膜28は、それぞれ無機絶縁膜であり、例えば、CVD法により形成される、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、あるいは酸窒化シリコン膜、またはこれらの積層膜で構成することができる。有機バッファ膜27は、平坦化効果のある透光性有機膜であり、アクリル樹脂等の塗布可能な有機材料によって構成することができる。有機バッファ膜27は、例えばインクジェットで塗布によって形成することができる。有機バッファ膜27には、液滴を止めるためのバンクを非表示領域に設けてもよい。
 下面フィルム10は、支持基板を剥離した後、樹脂層12の下面に貼り付けることで柔軟性に優れた表示デバイス2を実現するための、例えばPETフィルムである。機能フィルム39は、例えば、光学補償機能、タッチセンサ機能、保護機能の少なくとも一つを有する。
 以上、フレキシブルな表示デバイスを製造する場合に関して説明した。一方、非フレキシブルな表示デバイスを製造する場合は、一般的に樹脂層の形成、基材の付け替え等が不要であるため、例えば、ガラス基板上に図1のステップS2~S5の積層工程を行い、その後、ステップS9に移行すればよい。
 尚、上述した説明においては、TFT層上にトップエミッション(Top emission)型の発光素子層を形成する場合を例に挙げて説明した。しかしながら、発光素子層は、トップエミッション型に限らず、ボトムエミッション(Bottom emission)型であってもよく、反転トップエミッション(Inverted top emission)型であってもよく、反転ボトムエミッション(Inverted bottom emission)型であってもよい。つまり、発光素子層のタイプは、特に限定されない。
 また、発光素子層の構成としては、上述した構成である、
(1)カソード/電子注入層/電子輸送層/発光層/正孔輸送層/正孔注入層/アノード
に限らず、例えば、
(2)カソード/電子注入層/電子輸送層/阻止層(Blocking layer)/発光層/阻止層/正孔輸送層/正孔注入層/アノード
(3)カソード/電子注入層/電子輸送層/発光層/阻止層/正孔輸送層/正孔注入層/アノード
(4)カソード/電子注入層/電子輸送層/阻止層/発光層/正孔輸送層/正孔注入層/アノード
(5)カソード/電子注入層/電子輸送層/発光層/正孔輸送層/アノード
(6)カソード/電子輸送層/発光層/正孔輸送層/正孔注入層/アノード
(7)カソード/電子輸送層/発光層/阻止層/正孔輸送層/正孔注入層/アノード
(8)カソード/電子輸送層/阻止層/発光層/正孔輸送層/正孔注入層/アノード
(9)カソード/電子輸送層/発光層/正孔輸送層/アノード
(10)カソード/発光層/正孔輸送層/アノード
(11)カソード/電子輸送層/発光層/アノード
(12)カソード/発光層/アノード
等の種々の構成であってもよい。
 〔実施形態1〕
 本実施形態に係る表示デバイス2が備える発光素子層(発光素子)5は、アノード(陽極)22、カソード(陰極)25、並びに、前記アノードおよびカソードに挟持された発光層(量子ドット発光層)を備え、前記発光層は、量子ドットと、ナノファイバーとを少なくとも含んでいる。また、本実施形態に係る表示デバイスの製造方法は、量子ドットおよびナノファイバーを少なくとも含むコロイド溶液をインクジェットで塗布して発光層を形成する方法である。
 コロイド溶液の室温(20~25℃)における粘度は、5mPa・s~20mPa・sであることが好ましく、5mPa・s~10mPa・sであることがより好ましい。これにより、コロイド溶液をインクジェットで好適に塗布(吐出)することができる。
 コロイド溶液を形成する溶媒(分散媒)としては、メチルアルコール、エチルアルコール、ヘキサン、メチルエチルケトン(MEK)、酢酸エチル、クロロホルム、テトラヒドロフラン(THF)、ベンゼン、クロロベンゼン、1,2-ジクロロベンゼン、トルエン等の有機溶媒、または、水が挙げられる。本実施形態においては、ナノファイバーによってコロイド溶液の粘度を調整することができるので、溶媒(分散媒)の選択の自由度を増すことができ、一般的に粘度が低くインクジェットで塗布することができなかった溶媒であっても使用することができる。具体的には、例えば、エチルアルコールの20℃における粘度は1.200mPa・sであり、メチルエチルケトンの20℃における粘度は0.40mPa・sであり、クロロベンゼンの20℃における粘度は0.8mPa・sであり、1,2-ジクロロベンゼンの25℃における粘度は1.324mPa・sであり、トルエンの20℃における粘度は0.5866mPa・sであり、水の20℃における粘度は1.002mPa・sであり、何れもインクジェットでの塗布には適さない。しかし、これら溶媒であっても、ナノファイバーを添加することにより、コロイド溶液の室温(20~25℃)における粘度を5mPa・s~20mPa・sに調整(増粘)することができる。
 コロイド溶液は、リガンドを含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。コロイド溶液がリガンドを含んでいない場合には、リガンドによって溶媒が限定されることはない。また、コロイド溶液は、ホスト材料を含んでいないことが好ましい。
 前記量子ドットは、II-VI族、III-V族、またはIV-VI族の元素グループによって構成される、直径が2~10nm(原子数;100~一万個)である微粒子状の半導体であり、発光団(luminophore)として使用される。量子ドットは、中心部と外殻部とで材料や元素濃度、結晶構造が互いに異なっていてもよい。さらに、量子ドットは中心部と外殻部とでバンドギャップが異なっており、中心部よりも外殻部の方が、バンドギャップが大きくてもよい。量子ドットは、溶媒(分散媒)に分散されることにより、コロイド溶液を形成する。尚、コロイド溶液中での量子ドットの凝集を抑制し、当該量子ドットの分散性および安定性を高めるために、量子ドットの表面にリガンドとして原子や有機分子を付着させてもよい。リガンドである有機分子としては、例えば、アルキルチオール、アルキルアミン、カルボン酸、オレイン酸、有機シラン等が利用可能である。
 前記コロイド溶液に占める量子ドットの量は、発光特性の面から、数重量%程度が好適である。
 前記ナノファイバーは、コロイド溶液の粘度調整剤(増粘剤)として作用し、コロイド溶液をインクジェットに適した粘度に調整する。即ち、ナノファイバーは高い増粘性を有し、ナノファイバーを添加することにより、溶液(分散液)の粘性(粘度)およびチクソ性を制御することができる。また、コロイド溶液の乾燥後に、量子ドットの不均一な凝集を抑制することができる。
 そして、量子ドットおよび溶媒(分散媒)を含むコロイド溶液にナノファイバーを添加することにより、溶媒の粘度に関わりなく、コロイド溶液をインクジェットで塗布(吐出)することができ、塗布後の液滴に乾燥ムラ(いわゆるコーヒーリング)が生じないようにすることができる。また、コロイド溶液をインクジェットで塗布することができるので、厚さにムラが無く、ひび割れも無い、均一な発光層を形成することができる。
 そして、前記発光層に含まれるナノファイバーの直径は、発光層の厚さ(通常、5~30nm)よりも小さいことが望ましいため、3~30nmが好適であり、量子ドットの直径よりも小さいことがより好ましく、極力小さいことがさらに好ましい。ナノファイバーの直径が30nmを超えると、発光層の表面に凹凸が生じ易くなり、界面の平坦性が低下するので、発光特性が低下する場合がある。また、ナノファイバーの直径が30nmを超えると、発光層の膜厚方向において量子ドットが存在しない領域が生じるおそれがある。
 また、前記発光層に含まれるナノファイバーの長さは、量子ドットの直径よりも長いことが好適であり、発光層の厚さの2倍以上、1μm以下がより好ましく、厚さよりも十分に長い60nm~1μmがさらに好ましい。ナノファイバーの長さが発光層の厚さの2倍よりも短いと、発光層の面内に平行(水平)に並び難くなるため、発光層の表面に凹凸が生じ易くなる。ナノファイバーの長さが1μmよりも長いと、インクジェットで塗布するときにノズルの目詰まりを生じるおそれがある。また、形成される発光層のパターン性が悪くなる場合がある。
 前記ナノファイバーの直径および長さを上述した直径および長さに制御することで、コロイド溶液をインクジェットで好適に塗布(吐出)することができる。
 尚、本明細書においては、量子ドットおよびナノファイバーの「直径」を指標として両者の関係等を説明している。ここで、前記「直径」とは、量子ドットでは真球であることを前提とし、ナノファイバーでは断面が真円であることを前提とした直径を意図している。但し、実際には、真球であると見なされない量子ドットや、断面が真円であると見なされないナノファイバーが存在する。しかしながら、量子ドットが真球から多少の歪みを有する場合でも、当該量子ドットは真球の量子ドットとほぼ同等の機能を果たし得る。また、ナノファイバーの断面が歪みを有した楕円状や短冊状の場合でも、当該ナノファイバーは断面が真円のナノファイバーとほぼ同等の機能を果たし得る。それゆえ、本明細書における前記「直径」とは、量子ドットの場合は同体積の真球の量子ドットに換算したときの直径を指し、ナノファイバーの場合は最大幅を指すこととする。
 また、前記発光層に含まれる量子ドットの個数は、ナノファイバーの個数よりも多いことが好ましく、具体的には、ナノファイバーと量子ドットとの個数比(ナノファイバー:量子ドット)は、1:100~1:一億であることがより好ましく、1:一万~1:一千万であることがさらに好ましい。量子ドットおよびナノファイバーの個数比をこのように制御することで、良好な発光層を形成することができる。
 前記コロイド溶液に占めるナノファイバーの量は、コロイド溶液の室温(20~25℃)における粘度が5mPa・s~20mPa・sとなるように、0を超え、1重量%以下であることが好ましく、増粘効果が得られるのであれば、極力少ないことが望ましい。ナノファイバーの量が1重量%を超えると、コロイド溶液の粘度が高くなり過ぎ、コロイド溶液をインクジェットで好適に塗布(吐出)することができ難くなり、従って薄膜を形成し難くなる場合がある。また、発光層に含まれる量子ドットの量が相対的に低下するので、発光特性が低下する場合がある。尚、ナノファイバーの量が少な過ぎる場合には、増粘効果が得られない。
 ナノファイバーは、透明であって絶縁性を備えていればよく、特に限定されないものの、直鎖状の多糖高分子(多糖類)が好適である。当該多糖高分子を疎水性基で修飾することにより、有機溶媒に容易にかつ安定して分散させることができる。前記ナノファイバーとしては、グルコースが直鎖状に連結した多糖類であるセルロースナノファイバー、アセチルグルコサミンが直鎖状に連結した多糖類であるキチンナノファイバー、および食品の増粘剤として利用されているラムダカラギナンがより好ましく、セルロースナノファイバーがさらに好ましく、TEMPO酸化セルロースナノファイバーが特に好ましい。ナノファイバーは、必要に応じて複数種類を併用してもよい。尚、ナノファイバーは、水に分散させる場合と、有機溶媒に分散させる場合とで、その末端の分子構造が異なる。
 セルロースナノファイバーは、水、または、メチルアルコール、メチルエチルケトン(MEK)、酢酸エチル、トルエン等の有機溶媒に容易にかつ安定して分散させることができる。キチンナノファイバーは、クロロホルム、テトラヒドロフラン(THF)、ベンゼン、トルエン、ヘキサン等の有機溶媒に容易にかつ安定して分散させることができる。
 前記ナノファイバーは、必要に応じて、前記電子輸送層および正孔輸送層の少なくとも一方にさらに含まれていてもよい。即ち、電子輸送層および正孔輸送層の少なくとも一方は、ナノファイバーを少なくとも含む溶液をインクジェットで塗布して形成された、ナノファイバーを含む層であってもよい。
 前記TEMPO(2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシラジカル)酸化セルロースナノファイバーは、市販されており、例えば、直径3nmであり、透明で、散乱が無く、高絶縁性(>100TΩ)および高誘電率(5~6F/m)である。
 そして、コロイド溶液をインクジェットで塗布しても、塗布後のコロイド溶液に含まれるナノファイバー、即ち、発光層に含まれるナノファイバーは、面内方向ではランダムな状態を維持する。
 図3はインクジェットで吐出されたコロイド溶液(液滴)の状態を模式的に示す図である。図3に示すように、液滴中の量子ドット(QD)およびナノファイバー(NF)は、ランダムな状態となっている。
 図4は基板上に塗布(滴下)され、乾燥されたコロイド溶液、即ち、発光層の状態を模式的に示す平面図および断面図である。図4に示すように、量子ドット(QD)は滴下範囲全体に亘って均一に塗布され、三次元的に配置される一方、ナノファイバー(NF)は量子ドット(QD)の間を縫うようにして存在し、基板平面(表面)に長さ方向が沿うようにして配向を生じ、面内方向ではランダムな状態を維持する。ナノファイバーが量子ドットの間を縫うようにして、面内方向ではランダムな状態で存在することにより、厚さにムラが無く、ひび割れも無い、均一な量子ドット発光層が形成される。即ち、均一な量子ドット発光層が形成されるので、量子ドット発光ダイオード(QLED)は均一に発光することができる。
 以上のように、本発明の一態様によれば、厚さにムラが無く、ひび割れも無い、均一な量子ドット発光層が形成された表示デバイスを提供することができる。また、以上のように、本発明の一態様によれば、溶媒の粘度に関わりなく、コロイド溶液をインクジェットで塗布(吐出)することができ、塗布後の液滴に乾燥ムラ(いわゆるコーヒーリング)が生じない表示デバイスの製造方法を提供することができる。
 〔まとめ〕
 本実施形態に係る表示デバイスが備える電気光学素子(電流によって輝度や透過率が制御される電気光学素子)は特に限定されるものではない。本実施形態にかかる表示デバイスとしては、例えば、電気光学素子としてOLEDを備えた有機ELディスプレイ、電気光学素子として無機発光ダイオードを備えた無機ELディスプレイ、電気光学素子としてQLEDを備えたQLEDディスプレイ等が挙げられる。
 〔態様〕
 〔態様1〕
 陽極、陰極、並びに、前記陽極および陰極に挟持された量子ドット発光層を備えた発光素子を有する表示デバイスであって、前記量子ドット発光層は、量子ドットと、ナノファイバーとを少なくとも含む、表示デバイス。
 〔態様2〕
 前記量子ドット発光層に含まれる量子ドットの個数がナノファイバーの個数よりも多い、例えば態様1に記載の表示デバイス。
 〔態様3〕
 前記量子ドット発光層に含まれるナノファイバーの直径が量子ドットの直径よりも小さく、前記ナノファイバーの長さが前記量子ドットの直径よりも長い、例えば態様1または態様2に記載の表示デバイス。
 〔態様4〕
 前記量子ドット発光層に含まれるナノファイバーの長さが量子ドット発光層の厚さの2倍以上、1μm以下である、例えば態様1~態様3の何れか一つに記載の表示デバイス。
 〔態様5〕
 発光素子が電子輸送層および正孔輸送層をさらに備え、前記電子輸送層および正孔輸送層の少なくとも一方がナノファイバーを含む、例えば態様1~態様4の何れか一つに記載の表示デバイス。
 〔態様6〕
 前記ナノファイバーがセルロースナノファイバーである、例えば態様1~態様5の何れか一つに記載の表示デバイス。
 〔態様7〕
 前記ナノファイバーがTEMPO酸化セルロースナノファイバーである、例えば態様1~態様6の何れか一つに記載の表示デバイス。
 〔態様8〕
 量子ドットおよびナノファイバーを少なくとも含むコロイド溶液をインクジェットで塗布して量子ドット発光層を形成する、表示デバイスの製造方法。
 〔態様9〕
 前記コロイド溶液に占めるナノファイバーの量が0を超え、1重量%以下である、例えば態様8に記載の表示デバイスの製造方法。
 〔態様10〕
 前記コロイド溶液の室温(20~25℃)における粘度が5mPa・s~20mPa・sである、例えば態様8または態様9に記載の表示デバイスの製造方法。
 2  表示デバイス
 4  TFT層
 5  発光素子層(発光素子)
 6  封止層
 QD 量子ドット
 NF ナノファイバー

Claims (10)

  1.  陽極、陰極、並びに、前記陽極および陰極に挟持された量子ドット発光層を備えた発光素子を有する表示デバイスであって、
     前記量子ドット発光層は、量子ドットと、ナノファイバーとを少なくとも含む、表示デバイス。
  2.  前記量子ドット発光層に含まれる量子ドットの個数がナノファイバーの個数よりも多い、請求項1に記載の表示デバイス。
  3.  前記量子ドット発光層に含まれるナノファイバーの直径が量子ドットの直径よりも小さく、前記ナノファイバーの長さが前記量子ドットの直径よりも長い、請求項1または2に記載の表示デバイス。
  4.  前記量子ドット発光層に含まれるナノファイバーの長さが量子ドット発光層の厚さの2倍以上、1μm以下である、請求項1~3の何れか一項に記載の表示デバイス。
  5.  発光素子が電子輸送層および正孔輸送層をさらに備え、前記電子輸送層および正孔輸送層の少なくとも一方がナノファイバーを含む、請求項1~4の何れか一項に記載の表示デバイス。
  6.  前記ナノファイバーがセルロースナノファイバーである、請求項1~5の何れか一項に記載の表示デバイス。
  7.  前記ナノファイバーがTEMPO酸化セルロースナノファイバーである、請求項1~6の何れか一項に記載の表示デバイス。
  8.  量子ドットおよびナノファイバーを少なくとも含むコロイド溶液をインクジェットで塗布して量子ドット発光層を形成する、表示デバイスの製造方法。
  9.  前記コロイド溶液に占めるナノファイバーの量が0を超え、1重量%以下である、請求項8に記載の表示デバイスの製造方法。
  10.  前記コロイド溶液の室温(20~25℃)における粘度が5mPa・s~20mPa・sである、請求項8または9に記載の表示デバイスの製造方法。
PCT/JP2018/011426 2018-03-22 2018-03-22 表示デバイスおよびその製造方法 WO2019180881A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/981,480 US11309509B2 (en) 2018-03-22 2018-03-22 Display device and manufacturing method for same
PCT/JP2018/011426 WO2019180881A1 (ja) 2018-03-22 2018-03-22 表示デバイスおよびその製造方法
CN201880091230.XA CN111886931B (zh) 2018-03-22 2018-03-22 显示设备及其制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2018/011426 WO2019180881A1 (ja) 2018-03-22 2018-03-22 表示デバイスおよびその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019180881A1 true WO2019180881A1 (ja) 2019-09-26

Family

ID=67986885

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/011426 WO2019180881A1 (ja) 2018-03-22 2018-03-22 表示デバイスおよびその製造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11309509B2 (ja)
CN (1) CN111886931B (ja)
WO (1) WO2019180881A1 (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020129134A1 (ja) * 2018-12-17 2020-06-25 シャープ株式会社 電界発光素子および表示デバイス
WO2020174604A1 (ja) * 2019-02-27 2020-09-03 シャープ株式会社 発光素子およびそれを用いた表示装置
CN110164947B (zh) * 2019-06-12 2021-03-26 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板及其制备方法、显示面板
CN110690352A (zh) * 2019-09-06 2020-01-14 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 显示面板及其制备方法
WO2021053814A1 (ja) * 2019-09-20 2021-03-25 シャープ株式会社 表示デバイスおよび表示デバイスの製造方法
KR20210130889A (ko) * 2020-04-22 2021-11-02 삼성디스플레이 주식회사 발광 소자 잉크 및 표시 장치의 제조 방법
KR20220039931A (ko) * 2020-09-22 2022-03-30 삼성디스플레이 주식회사 발광 소자 잉크 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법
CN115568241B (zh) * 2022-11-29 2023-03-03 广东聚华新型显示研究院 发光器件及其制备方法、显示装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010009995A (ja) * 2008-06-27 2010-01-14 Seiko Epson Corp 吐出液、吐出液セット、薄膜パターン形成方法、薄膜、発光素子、画像表示装置、および、電子機器
WO2012128173A1 (ja) * 2011-03-24 2012-09-27 株式会社 村田製作所 発光デバイス、及び該発光デバイスの製造方法
WO2015056749A1 (ja) * 2013-10-17 2015-04-23 株式会社村田製作所 ナノ粒子材料、及び発光デバイス
JP2017021322A (ja) * 2015-07-07 2017-01-26 東友ファインケム株式会社Dongwoo Fine−Chem Co., Ltd. 量子ドット分散体及びこれを含む自発光型感光性樹脂組成物、並びにこれを利用して製造されたカラーフィルター及び画像表示装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7999455B2 (en) * 2006-11-13 2011-08-16 Research Triangle Institute Luminescent device including nanofibers and light stimulable particles disposed on a surface of or at least partially within the nanofibers
CN102944538B (zh) * 2012-08-06 2015-09-02 中国科学院新疆理化技术研究所 荧光碳量子点/聚丙烯腈纳米纤维膜的制备方法及用途
KR101336251B1 (ko) * 2012-08-29 2013-12-03 포항공과대학교 산학협력단 스티렌 단량체를 이용한 전기 방사된 폴리스티렌 나노 섬유의 제조 방법 및 폴리스티렌-양자점 하이브리드 나노섬유의 제조 방법
CN104377318A (zh) * 2014-09-25 2015-02-25 京东方科技集团股份有限公司 有机电致发光器件及其制备方法、显示基板、显示装置
JP6448397B2 (ja) * 2015-02-02 2019-01-09 富士フイルム株式会社 蛍光体分散組成物及びそれを用いて得られた蛍光成形体、波長変換膜、波長変換部材、バックライトユニット、液晶表示装置
WO2017010788A1 (ko) * 2015-07-13 2017-01-19 주식회사 아모그린텍 섬유상-웹 구조의 양자점 시트, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 백라이트 유닛
CN105153807B (zh) * 2015-07-21 2016-10-19 京东方科技集团股份有限公司 量子点墨水
CN105131712A (zh) * 2015-07-28 2015-12-09 Tcl集团股份有限公司 量子点油墨及其制备方法、量子点发光二极管
KR102387760B1 (ko) * 2016-08-26 2022-04-15 나징 테크놀로지 코포레이션 리미티드 발광 디바이스의 제조 방법, 발광 디바이스 및 하이브리드 발광 디바이스

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010009995A (ja) * 2008-06-27 2010-01-14 Seiko Epson Corp 吐出液、吐出液セット、薄膜パターン形成方法、薄膜、発光素子、画像表示装置、および、電子機器
WO2012128173A1 (ja) * 2011-03-24 2012-09-27 株式会社 村田製作所 発光デバイス、及び該発光デバイスの製造方法
WO2015056749A1 (ja) * 2013-10-17 2015-04-23 株式会社村田製作所 ナノ粒子材料、及び発光デバイス
JP2017021322A (ja) * 2015-07-07 2017-01-26 東友ファインケム株式会社Dongwoo Fine−Chem Co., Ltd. 量子ドット分散体及びこれを含む自発光型感光性樹脂組成物、並びにこれを利用して製造されたカラーフィルター及び画像表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20210036253A1 (en) 2021-02-04
CN111886931A (zh) 2020-11-03
US11309509B2 (en) 2022-04-19
CN111886931B (zh) 2023-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019180881A1 (ja) 表示デバイスおよびその製造方法
US20170084863A1 (en) ORGANIC LIGHT EMTTING DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME (As Amended)
WO2021075156A1 (ja) 発光素子、表示装置および発光素子の製造方法
US20230180496A1 (en) Display device and display device production method
WO2019010817A1 (zh) 主动发光显示面板及其制造方法
WO2021053813A1 (ja) 表示デバイスおよび表示デバイスの製造方法
US20230066492A1 (en) Display device and method for manufacturing display device
KR20190057563A (ko) 나노입자를 포함한 양자점 하이브리드 양자점 하이브리드 경화형 잉크 및 이를 이용한 유기 발광 디스플레이 소자
US20220344611A1 (en) Display device and display device manufacturing method
JP2016031889A (ja) 表示装置、及びその製造方法
US20220052284A1 (en) Electroluminescence element and display device
US20220173348A1 (en) Display device
KR102158987B1 (ko) 유기전계발광 표시장치
WO2020049674A1 (ja) 表示デバイス
US20230071128A1 (en) Display device
WO2022064697A1 (ja) 光電変換素子、表示装置、および光電変換素子の製造方法
KR101680705B1 (ko) 유기전계 발광소자 및 그 제조방법
WO2021255844A1 (ja) 表示装置、及び表示装置の製造方法
US20220199716A1 (en) Display device
CN111919509B (zh) 显示装置
WO2020100187A1 (ja) 表示デバイス
CN114375613B (zh) 显示装置及显示装置的制造方法
CN113243054A (zh) 显示装置及其制造方法
CN113196881B (zh) 电致发光元件以及显示器件
CN113508642B (zh) 显示装置及显示装置的制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18910422

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18910422

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP