WO2020170367A1 - 発光デバイス、発光デバイスの製造方法 - Google Patents

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久保　真澄
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シャープ株式会社
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    • H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/123—Connection of the pixel electrodes to the thin film transistors [TFT]

Definitions

  • the present invention relates to a light emitting device including a light emitting element including a quantum dot, and a method for manufacturing the light emitting device.
  • a method for manufacturing a light emitting device provides a substrate of a light emitting element including a first electrode, a second electrode, and a quantum dot layer between the first electrode and the second electrode.
  • a method for manufacturing a light emitting device provided above comprising: a quantum dot layer forming step of forming the quantum dot layer, wherein the quantum dot layer forming step comprises applying a first solution to a position overlapping the substrate. 1 coating step, a first heating step of heating the ambient temperature of the substrate to a first temperature or higher after the first coating step, and a temperature of the ambient temperature up to a second temperature after the first heating step.
  • a second heating step of heating wherein the first solution includes a first solvent, a plurality of quantum dots, a ligand coordinated with each of the quantum dots, and a first inorganic precursor,
  • the quantum dot includes a core and a first shell coating the core, the first temperature is a higher temperature of the melting point of the ligand and the boiling point of the first solvent, and the second temperature. Is a temperature higher than the first temperature, and the first inorganic precursor is epitaxially grown around the first shell to form a second shell that coats the first shell.
  • at least one pair of quantum dots adjacent to each other are connected to each other via the second shell.
  • a method for manufacturing a light emitting device is a light emitting device including a first electrode, a second electrode, and a quantum dot layer between the first electrode and the second electrode.
  • a quantum dot layer comprising a quantum dot structure, the quantum dot structure comprising: a quantum dot comprising a core and a first shell coating the core; A second shell coating the first shell, wherein the first shell and the second shell have a crystal structure, and at least one pair of mutually adjacent quantum dots has a crystal structure of the second shell.
  • FIG. 1A and 1B are a schematic top view and a schematic cross-sectional view of a light emitting device according to Embodiment 1 of the present invention, and a schematic enlarged view around a light emitting layer of the light emitting device.
  • 3 is a flowchart illustrating a method for manufacturing the light emitting device according to the first embodiment of the invention.
  • 3 is a flowchart illustrating a method of forming a light emitting layer according to Embodiment 1 of the present invention.
  • 5 is a graph for explaining the relationship between elapsed time and temperature in the light emitting layer forming step according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 6 is a process cross-sectional view for explaining a process for forming a light emitting layer according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is another process cross-sectional view for explaining the process of forming the light emitting layer according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic top view and a schematic cross-sectional view of a light emitting device according to a second embodiment of the present invention, and a schematic enlarged view around a light emitting layer of the light emitting device.
  • FIG. 6 is a schematic top view and a schematic cross-sectional view of a light emitting device according to a third embodiment of the present invention, and a schematic enlarged view of the periphery of a light emitting layer of the light emitting device.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a light emitting device according to Embodiment 4 of the present invention. It is a graph for demonstrating the relationship between elapsed time and temperature in the formation process of the light emitting layer which concerns on Embodiment 4 of this invention.
  • FIG. 9 is a process cross-sectional view for explaining a process for forming a light emitting layer according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 9 is another process cross-sectional view for explaining the process of forming the light emitting layer according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is another process cross-sectional view for explaining the process of forming the light emitting layer according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1A is a schematic top view of the light emitting device 1 according to this embodiment.
  • 1B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1C is an enlarged cross-sectional view in the region B in FIG. 1B, that is, an enlarged cross-sectional view around the second light emitting layer 8G described later.
  • the light emitting element layer 2 includes a first electrode 4, a first charge transport layer 6, a light emitting layer 8 which is a quantum dot layer, a second charge transport layer 10, and a second electrode 12, which are sequentially stacked from the lower layer. And prepare for it.
  • the first electrode 4 of the light emitting element layer 2 formed on the upper layer of the array substrate 3 is electrically connected to the TFT of the array substrate 3.
  • the first electrode 4 is an anode and the second electrode 12 is a cathode.
  • the light emitting element layer 2 includes a first light emitting element 2R, a second light emitting element 2G, and a third light emitting element 2B.
  • the first light emitting element 2R, the second light emitting element 2G, and the third light emitting element 2B are QLED elements in which the light emitting layer 8 is provided with a semiconductor nanoparticle material, that is, a quantum dot material.
  • the first light emitting element 2R includes the first electrode 4R, the first charge transport layer 6R, the first light emitting layer 8R, the second charge transport layer 10, and the second electrode 12.
  • the second light emitting element 2G includes a first electrode 4G, a first charge transport layer 6G, a second light emitting layer 8G, a second charge transport layer 10, and a second electrode 12.
  • the third light emitting element 2B includes a first electrode 4B, a first charge transport layer 6B, a third light emitting layer 8B, a second charge transport layer 10, and a second electrode 12.
  • the first light emitting layer 8R, the second light emitting layer 8G, and the third light emitting layer 8B are the red light which is the light of the first color and the light of the second color, respectively. It emits green light and blue light which is the light of the third color. That is, the first light emitting element 2R, the second light emitting element 2G, and the third light emitting element 2B are light emitting elements that emit red light, green light, and blue light, which are lights of different colors, respectively. is there.
  • the blue light is, for example, light having an emission center wavelength in a wavelength band of 400 nm or more and 500 nm or less.
  • the green light is, for example, light having an emission center wavelength in a wavelength band of more than 500 nm and 600 nm or less.
  • the red light is, for example, light having an emission center wavelength in a wavelength band of more than 600 nm and 780 nm or less.
  • the array substrate 3 is a transparent substrate and the first electrode 4 is a transparent electrode.
  • the second electrode 12 may be a reflective electrode. Therefore, the light from the light emitting layer 8 passes through the first charge transport layer 6, the first electrode 4, and the array substrate 3, and is emitted from the light emitting surface DS to the outside of the light emitting device 1. Therefore, the light emitting device 1 is configured as a bottom emission type light emitting device. Since both the light emitted from the light emitting layer 8 in the upward direction and the light emitted in the downward direction can be used as the light emitted from the light emitting device 1, the light emitting device 1 can emit light emitted from the light emitting layer 8. The utilization efficiency of can be improved.
  • the configuration of the first electrode 4 and the second electrode 12 described above is an example, and may be made of another material.
  • the first charge transport layer 6 is a layer that transports charges from the first electrode 4 to the light emitting layer 8.
  • the first charge transport layer 6 may have a function of inhibiting the transport of charges from the second electrode 12.
  • the first charge transport layer 6 may be a hole transport layer that transports holes from the first electrode 4, which is an anode, to the light emitting layer 8.
  • the second charge transport layer 10 is a layer that transports charges from the second electrode 12 to the light emitting layer 8.
  • the second charge transport layer 10 may have a function of inhibiting the transport of charges from the first electrode 4.
  • the second charge transport layer 10 may be an electron transport layer that transports electrons from the second electrode 12 that is the cathode to the light emitting layer 8.
  • FIG. 1C shows a schematic cross-sectional view in the region B of FIG. 1B, that is, around the second light emitting layer 8G of the second light emitting element 2G.
  • each member shown in FIG. 1C is regarded as having a common configuration in each light emitting element. Therefore, in the present embodiment, each member shown in FIG. 1C may have the same configuration in each light emitting element unless otherwise specified.
  • the light emitting layer 8 includes the quantum dot structure 16 and the ligand 18.
  • the quantum dot structure 16 includes a plurality of quantum dots 20.
  • the quantum dot 20 has a core/shell structure including a core 22 and a first shell 24 coating the periphery of the core 22.
  • the quantum dot structure 16 also includes a second shell 26. The second shell 26 coats the periphery of the first shell 24, which is the outer shell of each quantum dot 20.
  • the quantum dot 20 may have a multi-shell structure in which a plurality of shells are provided around the core 22.
  • the first shell 24 refers to the outermost shell of the plurality of shells.
  • the ligand 18 may coordinate-bond with the quantum dot structure 16 on the outer surface of the second shell 26 to fill the void of the quantum dot structure 16.
  • the ligand 18 may be, for example, TOPO (trioctylphosphine oxide).
  • the quantum dots 20 are connected via the second shell 26.
  • the first shell 24 and the second shell 26 have a crystal structure, and in particular, in the present embodiment, the second shell 26 has a crystal structure formed by epitaxial growth on the first shell 24. Prepare Therefore, the quantum dots 20 adjacent to each other described above are connected by the crystal structure of the second shell 26.
  • all the quantum dots 20 in the same light emitting element may be connected by the crystal structure of the second shell 26 to form an integral quantum dot structure 16.
  • the first shell 24 and the second shell 26 may be polycrystalline.
  • the core 22 and the first shell 24 of the quantum dot 20 may be provided with an inorganic material used for a quantum dot having a known core/shell structure. That is, the first light emitting layer 8R, the second light emitting layer 8G, and the third light emitting layer 8B are provided with known quantum dot materials used for the light emitting layers of red, green, and blue QLED elements, respectively. Good.
  • the second shell 26 may be provided with an inorganic shell material used for a quantum dot having a known core/shell structure, like the first shell 24.
  • the first shell 24 and the second shell 26 may be made of the same material.
  • the specific resistance of the second shell 26 is preferably equal to or higher than the specific resistance of the first shell 24.
  • the size of the band gap of the second shell 26 is preferably equal to or larger than the size of the band gap of the first shell 24. With this configuration, the efficiency of charge injection from the second shell 26 to the first shell 24 is improved.
  • Specific materials for the core 22 include CdSe (bandgap 1.73 eV), CdTe (bandgap 1.44 eV), ZnTe (bandgap 2.25 eV), CdS (bandgap 2.42 eV), and the like. II-VI group semiconductors can be mentioned. Other specific materials for the core 22 include III-V group semiconductors such as InP (bandgap 1.35 eV) or InGaP (bandgap 1.88 eV).
  • the wavelength emitted by a quantum dot is determined by the particle size of the core. Therefore, a semiconductor material having an appropriate band gap is adopted as the material of the core 22 so that the light emitted by the core 22 can be controlled to any of red, green, and blue by controlling the particle size of the core 22. It is preferable.
  • the band gap of the material of the core 22 included in the first light emitting layer 8R is preferably 1.97 eV or less so that the first light emitting layer 8R which is the red light emitting layer emits red light having a wavelength of 630 nm. Further, since the second light emitting layer 8G which is a green light emitting layer emits green light having a wavelength of 532 nm, the band gap of the material of the core 22 included in the second light emitting layer 8G is preferably 2.33 eV or less.
  • the third light emitting layer 8B which is a blue light emitting layer, emits blue light having a wavelength of 630 nm
  • the band gap of the material of the core 22 included in the third light emitting layer 8B is preferably 2.66 eV or less.
  • the light emitting device 1 including the first light emitting layer 8R, the second light emitting layer 8G, and the third light emitting layer 8B described above is preferable in that it satisfies the color space standard in the UHDTV international standard BT2020.
  • first shell 24 and the second shell 26 include Group II-VI semiconductors such as ZnSe (bandgap 2.7 eV) or ZnS (bandgap 3.6 eV).
  • Other specific materials for the first shell 24 and the second shell 26 include III-V group semiconductors such as GaP (bandgap 2.26 eV).
  • the material of the core 22 has a lower specific resistance and a smaller band gap than the materials of the first shell 24 and the second shell 26. With this configuration, the efficiency of charge injection from the first shell 24 and the second shell 26 to the core 22 is improved.
  • the average film thickness of the first shell 24 from the outer surface of the core 22 is smaller than the minimum film thickness of the second shell 26.
  • the minimum thickness of the second shell 26 means the thickness of the second shell 26 between two quantum dots 20 connected to each other via the second shell 26, or the first shell 24 to the first The smallest film thickness among the film thicknesses up to the outer surface of the 2 shell 26 is indicated.
  • the shortest distance from the core 22 of one quantum dot 20 to the core 22 of another adjacent quantum dot 20 is set as d.
  • the average value of the distance d is preferably 3 nm or more.
  • the average value of the distance d is preferably 1 nm or more.
  • FIG. 2 is a flowchart for explaining the method of manufacturing the light emitting device 1 according to this embodiment.
  • the first electrode 4 is formed (step S2).
  • the first electrode 4 may be formed for each sub-pixel by forming a conductive transparent electrode material such as ITO by sputtering and then patterning it according to the shape of the sub-pixel. Good.
  • the transparent electrode material may be vapor-deposited using a vapor deposition mask to form the first electrode for each sub-pixel.
  • the edge cover 14 is formed (step S3).
  • the edge cover 14 is applied on the array substrate 3 and the first electrode 4 and then patterned between the adjacent first electrodes 4 leaving a position covering the side surface and the peripheral end of the first electrode 4. It may be obtained by The patterning of the edge cover 14 may be performed by photolithography.
  • the first charge transport layer 6 is formed (step S4).
  • the first charge transport layer 6 may be formed for each sub-pixel by separate coating by an inkjet method, vapor deposition using a mask, or patterning using photolithography.
  • step S5 the light emitting layer 8 is formed.
  • the process of forming the light emitting layer 8 will be described in more detail with reference to FIGS. 3 to 6.
  • FIG. 3 is a flow chart for explaining the light emitting layer forming step, which is the quantum dot layer forming step in the present embodiment.
  • FIG. 4 is a graph for explaining the relationship between elapsed time and temperature in the light emitting layer forming step.
  • the horizontal axis represents the elapsed time of the light emitting layer forming step and the vertical axis represents the temperature.
  • the solid line in FIG. 4 indicates the temperature of the atmosphere around the array substrate 3, and the broken line indicates the temperature around the quantum dots 20 on the array substrate 3.
  • the “atmosphere” simply means the atmosphere around the array substrate 3.
  • FIG. 5 and 6 are process cross-sectional views for explaining the light emitting layer forming process.
  • the process cross-sectional views in this specification including FIG. 5 and FIG. 6 show processes at a region B in FIG. 1B, that is, at a position corresponding to the periphery of the second light emitting layer 8G of the second light emitting element 2G.
  • a sectional view is shown.
  • the method described with reference to the process cross-sectional views in this specification may be applied to the method for forming the light emitting layer 8 of another light emitting element unless otherwise specified.
  • a first applying step is performed in which the first solution 28 shown in FIG. 5B is applied to a position overlapping the array substrate 3 (step S10).
  • the first solution 28 is a solution in which a plurality of quantum dots 20 having the ligands 18 coordinated thereto and the first inorganic precursor 30 are dispersed in the first solvent 32. ..
  • the first solvent 32 may be, for example, hexane.
  • the first inorganic precursor 30 includes the same material as the second shell 26 described above.
  • the first inorganic precursor 30 may include, for example, zinc chloride and 1-dodecanethiol.
  • the first coating step is performed under the ambient temperature of temperature T0 shown in FIG. Since the application of the first solution 28 is performed under the ambient temperature of the temperature T0, the ambient temperature of the quantum dots 20 in the applied first solution 28 is also the temperature T0 as shown in FIG. ..
  • the temperature T0 may be room temperature, for example.
  • the array substrate 3 coated with the first solution 28 is put into a heating furnace or the like to start heating the atmosphere.
  • the first heating step is performed by heating the atmosphere until the atmosphere temperature becomes equal to or higher than the first temperature T1 shown in FIG. 4 (step S11).
  • the first temperature T1 is the higher temperature of the melting point of the ligand 18 and the boiling point of the first solvent 32.
  • the temperature TA shown in FIG. 4 is the lower temperature of the melting point of the ligand 18 and the boiling point of the first solvent 32.
  • the first temperature T1 and the temperature TA are higher than the temperature T0.
  • the melting point of TOPO is 50 to 54 degrees Celsius
  • the boiling point of hexane is 68.5 to 69.1 degrees Celsius. Therefore, when the ligand 18 is TOPO and the first solvent is hexane, the temperature TA is the melting point of TOPO and the first temperature T1 is the boiling point of hexane.
  • the ambient temperature of the quantum dots 20 follows the rise of the ambient temperature until the ambient temperature changes from the temperature T0 to the temperature TA. However, when the ambient temperature of the quantum dots 20 rises to the temperature TA and one of the melting of the ligand 18 and the evaporation of the first solvent 32 starts, the ambient temperature of the quantum dots 20 maintains the temperature TA for a while.
  • the ambient temperature of the quantum dots 20 starts to rise again. Then, when the ambient temperature of the quantum dots 20 rises to the first temperature T1 and the other one of the melting of the ligand 18 and the evaporation of the first solvent 32 starts, the ambient temperature of the quantum dots 20 is kept at the first temperature T1 for a while. maintain.
  • the melting of the ligand 18 and the evaporation of the first solvent 32 are completed by the first heating step.
  • the first temperature T1 is the boiling point of the first solvent 32
  • the first solvent 32 is vaporized after the ligand 18 is melted in the first heating step.
  • the first temperature T1 is the melting point of the ligand 18
  • the ligand 18 melts after the first solvent 32 is vaporized in the first heating step.
  • the quantum dot 20 and the inorganic precursor 30 are separated from each other in the melted ligand 18 by vaporizing the first solvent 32 from the array substrate 3. It is dispersed.
  • step S12 the heating of the atmosphere is continued until the atmosphere temperature reaches the second temperature T2 shown in FIG.
  • the ambient temperature of the quantum dots 20 rises from the first temperature T1 and reaches the second temperature T2.
  • the ambient temperature of the quantum dots 20 after reaching the second temperature T2 is also maintained at the second temperature T2.
  • the second temperature T2 is higher than the first temperature T1 and is a temperature for the first inorganic precursor 30 to grow epitaxially around the first shell 24 by a thermochemical reaction. Therefore, while the ambient temperature of the quantum dots 20 is maintained at the second temperature T2, the first inorganic substance precursor 30 gradually grows epitaxially around the first shell 24. As a result, as shown in FIG. 6B, the second shell 26 is formed around the first shell 24 of each quantum dot 20.
  • the first inorganic material precursor 30 includes zinc chloride and 1-dodecanethiol described above, the second temperature T2 is about 200 degrees Celsius.
  • the second shell 26 is formed around each quantum dot 20 from the outer surface of the first shell 24 so that the film thickness gradually increases.
  • the second heating step is performed until at least one set of quantum dots 20 adjacent to each other are connected via the second shell 26.
  • the quantum dot structure 16 including the quantum dots 20 and the second shell 26 is formed.
  • the array substrate 3 is taken out from the heating furnace and cooled to solidify the melted ligand 18 again.
  • the light emitting layer 8 including the quantum dot structure 16 and the ligand 18 shown in FIG. 6B is obtained.
  • the process of forming the light emitting layer 8 has been described with reference to the enlarged cross-sectional view around the second light emitting layer 8G.
  • the only difference in the method of forming each of the first light emitting layer 8R, the second light emitting layer 8G, and the third light emitting layer 8B is the difference in the material contained in the first solution 28. That is, the first coating step, the first heating step, and the second heating step may be realized by the same method regardless of the emission color of the formed light emitting layer 8.
  • the material in the first solution 28 is changed for each emission color of the corresponding light emitting element, the first solution 28 is applied separately by an inkjet method, and then the above-described first heating step and You may implement a 2nd heating process. Accordingly, light emitting elements having different emission colors can be formed by continuous single heating.
  • the second charge transport layer 10 is formed (step S6).
  • the second charge transport layer 10 may be applied and formed by spin coating or the like in common to all the sub-pixels.
  • the second electrode 12 is formed (step S7).
  • the second electrode 12 may be formed in common by all the sub-pixels by vapor deposition or the like. As described above, the light emitting element layer 2 is formed on the array substrate 3, and the light emitting device 1 shown in FIG. 1 is obtained.
  • the second shells 26 are epitaxially grown around the first shells 24 of the respective quantum dots 20. .. Therefore, the thickness of the shell in each quantum dot 20 can be increased as compared with the case where the quantum dots 20 having a core/shell structure are simply stacked.
  • a quantum dot having a core/shell structure it is conceivable to increase the thickness of the shell in order to reduce exudation of electrons injected into the core of the quantum dot.
  • quantum dots having a thick shell are stacked to form quantum dots, the filling rate of the quantum dots with respect to the volume of the light emitting layer is low. Therefore, it becomes difficult to realize a sufficient quantum dot density in the light emitting layer, which leads to a reduction in the light emitting efficiency of the light emitting element.
  • the quantum dots 20 having the thin first shells 24 are applied, and then the second shells 26 are formed on the respective quantum dots 20.
  • the thickness of the shell formed around the core 22 can be regarded as the total thickness of the first shell 24 and the second shell 26.
  • the density of the quantum dots 20 in the light emitting layer 8 can be improved as compared with the case where the quantum dots having the shells of the same film thickness are simply stacked. Therefore, the density of the quantum dots 20 in the light emitting layer 8 is improved while reducing the leakage of electrons from the quantum dots 20, which leads to the improvement of the luminous efficiency of the light emitting device 1.
  • At least one set of quantum dots 20 is connected via the second shell 26, so that in the one set of quantum dots 20, the area of the outer surface of the second shell 26 is , Becomes smaller than when not connected. That is, in the present embodiment, the area of the outer surface of the quantum dot structure 16 can be reduced as compared with the case where the quantum dots are simply stacked.
  • the area of the outer surface can be reduced to reduce the amount of the ligand 18 that can be damaged by water penetration. Therefore, the damage to the second shell 26 due to the loss of the protection function of the second shell 26 by the ligand 18 due to the damage can be reduced.
  • the surface area of the second shell 26 that can be damaged when the light emitting device 1 is driven can be reduced. Therefore, with this configuration, damage to the second shell 26 due to the driving of the light emitting device 1 and eventually formation of defects in the second shell 26 due to the damage can be reduced. Therefore, by reducing the area of the outer surface of the quantum dot structure 16, a non-light emitting process occurs due to the recombination of electrons and holes in the defect, and thus the light emitting device 1 The decrease in luminous efficiency is reduced.
  • the area of the outer surface of the quantum dot structure 16 is small, the area of the outer surface of the quantum dot structure 16 that can be damaged is reduced, and the quantum dot 20 is damaged. Deactivation can be reduced.
  • the average value of the random close-packed filling ratio in filling the rigid spheres is approximately 63.66%. Therefore, in the present embodiment, the volume ratio of the quantum dot structures 16 in the light emitting layer 8 is preferably 63.7% or more.
  • the quantum dots 20 in the light emitting layer 8 can be compared with the case where the quantum dots provided with the shells having the thickness equal to the total thickness of the first shell 24 and the second shell 26 are randomly stacked. The density can be improved. Further, with the above configuration, the area of the outer surface of the quantum dot structure 16 can be reduced more efficiently than in the case where the quantum dots are randomly stacked.
  • the quantum dots 20 are arranged in m rows and n columns on a plane.
  • the number of sets of the quantum dots 20 connected to each other is the minimum.
  • all the adjacent pairs of quantum dots are connected between all the rows, and any one pair of the adjacent quantum dots are connected between all the columns.
  • the ratio of the positions at which the quantum dots 20 are actually connected to each other via the second shell 26 to the positions at which the quantum dots 20 can be connected via the second shell 26 is ( mn-1)/(2mn-mn).
  • all the quantum dots 20 on the same plane are connected via the second shell 26, and of all the groups of the quantum dots 20 adjacent to each other, the set connected via the second shell 26 is the smallest.
  • the group can be considered to be about 50% of all groups. Therefore, in a case where the group connected through the second shell 26 exceeds 50% among all the groups of the quantum dots 20 adjacent to each other, all the quantum dots 20 in each layer stacked are changed to the first group. It can be said that there is a high probability that the two shells 26 are connected.
  • the quantum dot structures 16 are such that the quantum dots 20 are in the second shell 26. It can be regarded as forming a crystal structure connected by. With this configuration, the area of the outer surface of the quantum dot structure 16 can be reduced more efficiently. Therefore, in the quantum dot structure 16, the rate at which the quantum dots 20 adjacent to each other are connected by the crystal structure of the second shell 26 is higher than 50% and preferably 100% or less.
  • the average film thickness of the first shell 24 from the outer surface of the core 22 is smaller than the minimum film thickness of the second shell 26. Therefore, the quantum dots 20 may be stacked more densely between the first heating step and the second heating step, and the second shell 26 having a relatively thick film thickness may be formed in the subsequent second heating step. it can.
  • the first shell 24 and the first shell 24 and the first shell 24 having a film thickness that can sufficiently reduce the exudation of electrons from the core 22 derived from the electron wave function are provided.
  • a two-shell 26 can be formed. Therefore, with this configuration, it is possible to increase the density of the quantum dots 20 in the quantum dot structure 16 while sufficiently ensuring the film thicknesses of the first shell 24 and the second shell 26.
  • the light emitting layer 8 is formed after the array substrate 3, the first electrode 4, the edge cover 14, and the first charge transport layer 6 are formed. Therefore, it is preferable that the array substrate 3, the first electrode 4, the edge cover 14, and the first charge transport layer 6 include a material having heat resistance against heating in the heating step described above.
  • the array substrate 3 may be, for example, a glass substrate including alkali glass or the like having a sufficiently high strain point.
  • the array substrate 3 may be an organic substrate containing an organic material having a high glass transition temperature such as polyimide.
  • the first electrode 4 when the light emitting element layer 2 forms a bottom emission type light emitting element and the first electrode 4 is an anode, ITO is generally used for the first electrode 4.
  • the first electrode 4 preferably contains a material having high heat resistance such as a composite material of FTO and ITO.
  • the first charge transport layer 6 is a hole transport layer, it should contain an inorganic material having higher heat resistance than an organic material, such as NiO, MgNiO, Cr 2 O 3 , Cu 2 O, or LiNbO 3. Is preferred.
  • the edge cover 14 preferably contains an organic material having a high glass transition temperature, such as polyimide, from the viewpoint of reducing damage due to heating in the heating process described above.
  • the second charge transport layer 10 and the second electrode 12 are formed after the light emitting layer 8 is formed. Therefore, as the material of the second charge transport layer 10 and the second electrode 12, it is possible to employ a material that does not have heat resistance to the heating in the heating step described above.
  • the second charge transport layer 10 may include a material used for a conventionally known electron transport layer
  • the second electrode 12 may include a material used for a conventionally known cathode.
  • FIG. 7A is a schematic top view of the light emitting device 1 according to this embodiment.
  • 7B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 7A.
  • 7C is an enlarged cross-sectional view of the region B in FIG. 7B.
  • the light emitting device 1 according to this embodiment has the same configuration as the light emitting device 1 according to the previous embodiment, except that the stacking order of the layers of the light emitting element layer 2 is reversed. Good. That is, in the light emitting element layer 2 according to the present embodiment, the second charge transport layer 10, the light emitting layer 8, the first charge transport layer 6, and the first electrode 4 are formed on the second electrode 12 from the lower layer. Prepared by sequentially stacking.
  • each of the second electrode 12 and the second charge transport layer 10 is separated by the edge cover 14.
  • the second electrode 12 is formed by the edge cover 14 into the second electrode 12R for the first light emitting element 2R, the second electrode 12G for the second light emitting element 2G, and the third light emitting element 2B.
  • the second charge transport layer 10 is provided by the edge cover 14 for the second charge transport layer 10R for the first light emitting element 2R, the second charge transport layer 10G for the second light emitting element 2G, and the third light emitting element 2B. Of the second charge transport layer 10B.
  • first charge transport layer 6 and the first electrode 4 are not separated by the edge cover 14 but are formed in common as compared with the light emitting element 1 according to the previous embodiment.
  • the first electrode 4 may be a transparent electrode and the second electrode 12 may be a reflective electrode. Therefore, the light from the light emitting layer 8 passes through the first charge transport layer 6 and the first electrode 4, and is emitted from the light emitting surface DS to the outside of the light emitting device 1. Therefore, the light emitting device 1 is configured as a top emission type light emitting device. Therefore, in this embodiment, the array substrate 3 does not necessarily have to be a transparent substrate.
  • the light emitting device 1 performs the steps shown in FIG. 2 in the same order as in the previous embodiment in the order of step S1, step S7, step S3, step S6, step S5, step S4, and step S2. Can be manufactured by. Therefore, in this embodiment, the light emitting layer 8 is formed after the array substrate 3, the second electrode 12, the edge cover 14, and the second charge transport layer 10 are formed. Therefore, it is preferable that the array substrate 3, the second electrode 12, the edge cover 14, and the second charge transport layer 10 include a material having heat resistance against heating in the heating step described above.
  • the second electrode 12 when the light emitting element layer 2 forms a top emission type light emitting element and the second electrode 12 is a cathode, the second electrode 12 has a high melting point from the viewpoint of increasing the heat resistance against heating in the heating step described above. It is preferable to include a metallic material.
  • the second electrode 12 preferably contains a metal such as Al or Ag, or an intermetallic compound such as AgMg.
  • the second charge transport layer 10 is an electron transport layer, it preferably contains an inorganic material having higher heat resistance than an organic material such as MgO.
  • the above-mentioned materials are also materials generally used as a cathode material and an electron transport layer material.
  • the first charge transport layer 6 and the first electrode 4 are formed after the light emitting layer 8 is formed. Therefore, as the material of the first charge transport layer 6 and the first electrode 4, it is possible to employ a material that does not have heat resistance against heating in the heating step described above.
  • the first charge transport layer 6 may include a material used for a conventionally known hole transport layer
  • the first electrode 4 is a transparent conductive material used for a conventionally known anode such as ITO. It may also include a conductive material.
  • the light emitting device 1 according to the present embodiment is less required to change the material of each layer of the light emitting element layer 2 from the conventionally used material, as compared with the light emitting device 1 according to the previous embodiment. Therefore, the light emitting device 1 according to the present embodiment can improve the degree of freedom in material selection as compared with the light emitting device 1 according to the previous embodiment.
  • FIG. 8A is a schematic top view of the light emitting device 1 according to this embodiment.
  • 8B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 8A.
  • 8C is an enlarged cross-sectional view of the region B in FIG. 8B.
  • the light emitting device 1 according to the present embodiment may have the same configuration as the light emitting device 1 according to the first embodiment, except that the light emitting layer 8 does not include the ligand 18. As shown in FIG. 8C, the light emitting layer 8 may include voids 34 in the space not filled with the quantum dot structure 16.
  • the light emitting device 1 according to the present embodiment is manufactured by the same method as each of the steps shown in FIG. 2 except for step S5, that is, the light emitting layer forming step.
  • step S5 that is, the light emitting layer forming step.
  • the light emitting layer forming process of the light emitting device 1 according to the present embodiment will be described in more detail with reference to FIGS. 9 to 11.
  • FIG. 9 is a flowchart for explaining the light emitting layer forming step, which is the quantum dot layer forming step in the present embodiment.
  • FIG. 10 is a graph for explaining the relationship between elapsed time and temperature in the light emitting layer forming step. As in FIG. 4, the solid line in FIG. 10 indicates the ambient temperature around the array substrate 3, and the broken line indicates the ambient temperature around the quantum dots 20 on the array substrate 3.
  • FIG. 11 is a process cross-sectional view for explaining the light emitting layer forming process.
  • step S10 the same method as the method described in the first embodiment is executed from step S10 to step S12.
  • step S12 the same method as the method described in the first embodiment is executed from step S10 to step S12.
  • step S12 the same method as the method described in the first embodiment is executed from step S10 to step S12.
  • step S12 the same method as the method described in the first embodiment is executed from step S10 to step S12.
  • step S12 the same method as the method described in the first embodiment is executed from step S10 to step S12.
  • step S12 the quantum dot structure 16 and the ligand 18 are formed in the upper layer of the first charge transport layer 6.
  • a third heating step is performed in which the atmosphere temperature is further raised and the atmosphere is heated so that the atmosphere temperature becomes the third temperature T3 or higher (step S13).
  • the third temperature T3 is higher than the second temperature T2 and corresponds to the boiling point of the ligand 18.
  • the third temperature T3 is 411.2 degrees Celsius.
  • the ambient temperature of the quantum dots 20 reaches the third temperature T3 due to the heating of the atmosphere in the third heating step, the evaporation of the ligand 18 starts, and the ambient temperature of the quantum dots 20 maintains the third temperature T3 for a while.
  • the ligand 18 is vaporized in the third heating step, and as shown in FIG. 11B, the light emitting layer 8 having no ligand 18 is obtained.
  • the light emitting device 1 according to this embodiment does not include the ligand 18 in the light emitting layer 8.
  • the ligand coordinated to the quantum dot often contains an organic material. Therefore, the light emitting layer 8 in the present embodiment that does not include the ligand 18 has a low content rate of the organic material with respect to the inorganic material and is resistant to deterioration due to water permeation or the like. Therefore, the light emitting device 1 according to the present embodiment can further improve reliability.
  • the average value of the ratio of voids not occupied by the rigid spheres in the space where the rigid spheres are randomly closest packed is about 36.34 volume percent. Therefore, for example, in the light emitting layer 8, the volume ratio of the organic substance to the inorganic substance is preferably 36.3 volume percent or less. In this case, the ratio of organic substances in the light emitting layer 8 can be reduced as compared to a conventional light emitting layer in which quantum dots are packed in a random closest manner and voids between the quantum dots are filled with an organic ligand. Therefore, with the above configuration, it is possible to more efficiently improve the reliability of the light emitting layer 8.
  • the expression “having no ligand” means substantially not having a ligand.
  • residues of impurities or ligands may remain to such an extent that the reliability of the light emitting layer 8 is not significantly deteriorated.
  • the light emitting layer 8 in the present embodiment may include the above-mentioned impurity or ligand residue in an amount of about 3 volume% with respect to the entire volume of the light emitting layer 8.
  • the area of the outer surface of the quantum dot structure 16 can be reduced as in the above-described embodiments.
  • the surface area of the second shell 26 that can be damaged by heating can be reduced. Therefore, with the configuration, as described above, it is possible to reduce the formation of defects in the second shell 26 due to the damage to the second shell 26, and thus reduce the reduction in the luminous efficiency of the light emitting device 1 due to the defects.
  • FIG. 12A is a schematic top view of the light emitting device 1 according to this embodiment.
  • 12B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
  • FIG. 12C is an enlarged cross-sectional view of the region B in FIG. 8B.
  • the light emitting device 1 according to the present embodiment is the same as the light emitting device 1 according to the previous embodiment, except that the light emitting layer 8 includes a quantum dot structure 36 instead of the quantum dot structure 16. May be provided.
  • the quantum dot structure 16 further includes a third shell 38 in addition to the quantum dots 20 and the second shell 26, as shown in FIG.
  • the quantum dot structure 36 may be formed by providing the third shell 38 in the void 34 which is not filled with the quantum dot structure 16 in the light emitting layer 8 in the previous embodiment.
  • the third shell 38 fills at least a part of the void around the second shell 26.
  • the third shell 38 may include the same material as the second shell 26, or may include an inorganic shell material used for a quantum dot having a known core/shell structure.
  • the light emitting device 1 according to the present embodiment is manufactured by the same method as each of the steps shown in FIG. 2 except for step S5, that is, the light emitting layer forming step.
  • step S5 that is, the light emitting layer forming step.
  • the light emitting layer forming process of the light emitting device 1 according to the present embodiment will be described in more detail with reference to FIGS. 13 to 17.
  • FIG. 13 is a flowchart for explaining the light emitting layer forming step, which is the quantum dot layer forming step in the present embodiment.
  • FIG. 14 is a graph for explaining the relationship between elapsed time and temperature in the light emitting layer forming step. Similar to FIG. 4, the solid line in FIG. 14 indicates the ambient temperature around the array substrate 3, and the broken line indicates the ambient temperature around the quantum dots 20 on the array substrate 3. 15 to 17 are process cross-sectional views for explaining the light emitting layer forming process.
  • step S14 a cooling step of lowering the ambient temperature below the third temperature T3 is performed (step S14).
  • the cooling process is performed until the ambient temperature reaches the temperature TB lower than the temperature TA.
  • the temperature TB may be higher than the temperature T0 or may be the same as the temperature T0.
  • the temperature around the quantum dots 20 also follows.
  • the quantum dot structure 16 is formed in the upper layer of the first charge transport layer 6.
  • the void 34 is formed between the second shells 26 of the quantum dot structure 16.
  • the second coating process is performed in which the second solution 40 is coated on the position overlapping the array substrate 3 (step). S15).
  • the second coating step as shown in FIG. 15B, at least a part of the voids 34 around the quantum dot structure 16 may be filled with the second solution 40.
  • the second solution 40 includes a second solvent 42, an organic material 44, and a second inorganic precursor 46.
  • the second solvent 42 may be the same as the first solvent 32 or hexane.
  • the organic material 44 may be an organic material used for a conventionally known quantum dot ligand, or may be the same as the material for the ligand 18.
  • the second inorganic precursor 46 includes the same material as the third shell 38 described above. When the material of the third shell 38 is the same as the material of the second shell 26, the second inorganic precursor 46 is the same as the first inorganic precursor 30.
  • step S16 heating of the array substrate 3 coated with the second solution 40 is restarted.
  • the fourth heating step is performed by heating the atmosphere to the fourth temperature T4 or higher shown in FIG. 14 (step S16).
  • the fourth temperature T4 is the higher temperature of the melting point of the organic material 44 and the boiling point of the second solvent 42.
  • the temperature TC shown in FIG. 4 is the lower temperature of the melting point of the organic material 44 and the boiling point of the second solvent 42.
  • the fourth temperature T4 and the temperature TC are higher than the temperature T0.
  • the fourth temperature T4 may be the same as the first temperature T1 and the temperature TC may be the same as the temperature TA.
  • the ambient temperature of the quantum dots 20 follows the rise of the ambient temperature until the ambient temperature changes from the temperature T0 to the temperature TC. However, when the ambient temperature of the quantum dots 20 rises to the temperature TC and one of the melting of the organic material 44 and the evaporation of the second solvent 42 starts, the ambient temperature of the quantum dots 20 maintains the temperature TC for a while.
  • one of the melting of the organic material 44 and the evaporation of the second solvent 42 ends, and the ambient temperature of the quantum dots 20 begins to rise again. Then, when the ambient temperature of the quantum dots 20 rises to the fourth temperature T4 and the other one of the melting of the organic material 44 and the evaporation of the second solvent 42 starts, the ambient temperature of the quantum dots 20 is kept at the fourth temperature T4 for a while. To maintain.
  • the melting of the organic material 44 and the evaporation of the second solvent 42 are completed by the fourth heating step.
  • the first heating step As shown in FIG. 16A, in the organic material 44 in which the second solvent 42 is vaporized and melted from above the array substrate 3, voids around the quantum dot structure 16 are formed.
  • the second inorganic precursor 46 is dispersed in 34. Although the scale of the second inorganic precursor 46 is changed only in FIG. 16A for the sake of illustration, the actual shape of the second inorganic precursor 46 remains unchanged before and after the first heating step. May be
  • heating of the array substrate 3 is continued until the ambient temperature reaches the fifth temperature T5 shown in FIG.
  • the heating condition is adjusted to maintain the ambient temperature near the fifth temperature T5, and the fifth heating step is performed (step S17).
  • the ambient temperature of the quantum dots 20 rises from the fourth temperature T4 and reaches the fifth temperature T5.
  • the ambient temperature of the quantum dots 20 after reaching the fifth temperature T5 is also maintained at the fifth temperature T5.
  • the fifth temperature T5 is higher than the fourth temperature T4, and is the temperature for the second inorganic precursor 46 to grow epitaxially around the second shell 26 by a thermochemical reaction. Therefore, while the ambient temperature of the quantum dots 20 is maintained at the fifth temperature T5, the second inorganic precursor 46 is gradually epitaxially grown around the second shell 26. Thereby, as shown in FIG. 16B, the third shell 38 is formed around the second shell 26 of each quantum dot structure 16.
  • the quantum dot structure 36 including the quantum dots 20, the second shell 26, and the third shell 38 is formed.
  • the void 34 is filled with the third shell 38, the molten organic material 44 is extruded to the upper layer, so that the organic material 44 remains in the upper layer of the quantum dot structure 36.
  • a sixth heating step is performed in which the atmosphere temperature is further raised and the atmosphere is heated so that the atmosphere temperature becomes the sixth temperature T6 or higher (step S18).
  • the sixth temperature T6 is higher than the fifth temperature T5 and corresponds to the boiling point of the organic material 44.
  • the ambient temperature of the quantum dots 20 reaches the sixth temperature T6 due to the heating of the atmosphere in the sixth heating step, the evaporation of the organic material 44 starts and the ambient temperature of the quantum dots 20 maintains the sixth temperature T6 for a while.
  • the organic material 44 is vaporized, and the organic material 44 is removed from the upper layer of the quantum dot structure 36 as shown in FIG. With the above, the light emitting layer forming step in the present embodiment is completed.
  • the third shell 38 is formed around the second shell 26. Further, the third shell 38 is formed so as to fill the void 34 around the quantum dot structure 16.
  • the quantum dot structure 36 has a higher volume ratio with respect to the entire volume of the light emitting layer 8 than the quantum dot structure 16 in the previous embodiment. That is, in the light emitting layer 8 in the present embodiment, the filling rate of the shell formed around the core 22 of the quantum dot 20 in the light emitting layer 8 is further improved. In other words, after the execution of the fifth heating step, the density of the inorganic substance with respect to the entire volume of the light emitting layer 8 is higher than that before the execution of the fifth heating step. Therefore, with the above configuration, the light emitting device 1 according to the present embodiment can further improve the reliability of the light emitting layer 8.
  • the third heating step may be omitted and the cooling step and the subsequent steps may be sequentially performed. That is, the vaporization of the ligand 18 and the vaporization of the organic material 44 may be collectively performed in the sixth heating step. As a result, the number of heating steps is reduced, which leads to a reduction in tact time and a reduction in manufacturing cost.
  • the fourth temperature T4 is the same as the first temperature T1
  • the fifth temperature T5 is the same as the second temperature T2
  • the sixth temperature T6 is the third temperature.
  • the light emitting layer forming process when the temperature is the same as T3 has been described.
  • the first solvent 32 and the second solvent 42 are the same
  • the material of the ligand 18 and the organic material 44 are the same
  • the first inorganic substance precursor 30 and the second inorganic substance precursor are the same. It can be easily realized by making 46 the same.
  • the quantum dot layer including the quantum dots 20 is the light emitting layer 8
  • the present invention is not limited to this, and for example, the first charge transport layer 6 or the second charge transport layer 10 may be a quantum dot layer including the quantum dots 20.
  • the quantum dot 20 may be provided with a function of transporting carriers.
  • the stability of the quantum dots 20 in each charge transport layer is improved as compared with the conventional charge transport layer including quantum dots, so that the carrier transport efficiency of each charge transport layer is improved, and as a result, light emission is achieved. This leads to an improvement in the luminous efficiency of the device 1.
  • Each charge transport layer including the quantum dots 20 described above can also be formed by the same method as the quantum dot layer forming step in each embodiment.
  • the configuration of the light emitting device 1 is described by exemplifying a display device including a plurality of light emitting elements and having the display surface DS.
  • the light emitting device 1 according to each of the above-described embodiments is not limited to this, and may be a light emitting device including a single light emitting element.

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Abstract

発光デバイス（１）は、第１電極（４）と、第２電極（１２）と、前記第１電極および前記第２電極の間の量子ドット層（８）とを含む発光素子（２Ｒ・２Ｇ・２Ｂ）を基板（３）上に備える。前記量子ドット層は、コア（２２）および該コアを被膜する第１シェル（２４）を備えた量子ドット（２０）と、前記第１シェルを被膜する第２シェル（２６）とを備えた量子ドット構造体（１６）を備える。前記第１シェルと前記第２シェルとは結晶構造を有し、少なくとも一組の互いに隣接する前記量子ドット同士が、前記第２シェルの結晶構造により接続している。前記量子ドット層の形成工程において、前記基板の周囲の雰囲気温度を第１温度以上に加熱する第１加熱工程と、前記第１加熱工程に次いで、前記雰囲気温度を第２温度まで加熱する第２加熱工程と、を備える。

Description

発光デバイス、発光デバイスの製造方法
　本発明は、量子ドットを含む発光素子を備えた発光デバイス、および当該発光デバイスの製造方法に関する。
　特許文献１は、コア／シェル構造を備えた半導体ナノ粒子（量子ドット）と、当該半導体ナノ粒子に配位する配位子とを開示している。
日本国公開特許公報「特開２０１７－２５２２０号」
種村正美、"ランダム充填について(形の物理学,研究会報告)"、物性研究(1984),42(1):76-77
　発明者は、特許文献１に開示されているような従来の量子ドットを、単に積層した量子ドット層を備えた発光デバイスよりも、より当該発光デバイスの発光効率を改善する手法を見出した。
　上記課題を解決するために、本発明の発光デバイスの製造方法は、第１電極と、第２電極と、前記第１電極および前記第２電極の間の量子ドット層とを含む発光素子を基板上に備えた発光デバイスの製造方法であって、前記量子ドット層を形成する量子ドット層形成工程を備え、前記量子ドット層形成工程は、第１溶液を前記基板と重畳する位置に塗布する第１塗布工程と、前記第１塗布工程に次いで、前記基板の周囲の雰囲気温度を第１温度以上に加熱する第１加熱工程と、前記第１加熱工程に次いで、前記雰囲気温度を第２温度まで加熱する第２加熱工程と、を備え、前記第１溶液は、第１溶媒と、複数の量子ドットと、該量子ドットのそれぞれと配位結合するリガンドと、第１無機物前駆体とを含み、前記量子ドットは、コアと、該コアを被膜する第１シェルとを備え、前記第１温度は、前記リガンドの融点と前記第１溶媒の沸点とのうちの高い温度であり、前記第２温度は、前記第１温度より高く、かつ、前記第１無機物前駆体が、前記第１シェルの周囲にエピタキシャル成長し、前記第１シェルを被膜する第２シェルを形成する温度であり、前記第２加熱工程において、少なくとも一組の互いに隣接する前記量子ドット同士が、前記第２シェルを介して接続する。
　また、上記課題を解決するために、本発明の発光デバイスの製造方法は、第１電極と、第２電極と、前記第１電極および前記第２電極の間の量子ドット層とを含む発光素子を基板上に備えた発光デバイスであって、前記量子ドット層は、量子ドット構造体を備え、前記量子ドット構造体は、コアおよび該コアを被膜する第１シェルを備えた量子ドットと、前記第１シェルを被膜する第２シェルとを備え、前記第１シェルと前記第２シェルとが結晶構造を有し、少なくとも一組の互いに隣接する前記量子ドット同士が、前記第２シェルの結晶構造により接続する。
　上記構成により、量子ドットを備えた発光デバイスにおいて、より発光効率を改善できる。
本発明の実施形態１に係る発光デバイスの概略上面図および概略断面図、ならびに当該発光デバイスの発光層周辺の概略拡大図である。 本発明の実施形態１に係る発光デバイスの製造方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施形態１に係る発光層の形成方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施形態１に係る発光層の形成工程における、経過時間と温度との関係を説明するためのグラフである。 本発明の実施形態１に係る発光層の形成工程を説明するための工程断面図である。 本発明の実施形態１に係る発光層の形成工程を説明するための他の工程断面図である。 本発明の実施形態２に係る発光デバイスの概略上面図および概略断面図、ならびに当該発光デバイスの発光層周辺の概略拡大図である。 本発明の実施形態３に係る発光デバイスの概略上面図および概略断面図、ならびに当該発光デバイスの発光層周辺の概略拡大図である。 本発明の実施形態３に係る発光層の形成方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施形態３に係る発光層の形成工程における、経過時間と温度との関係を説明するためのグラフである。 本発明の実施形態３に係る発光層の形成工程を説明するための工程断面図である。 本発明の実施形態４に係る発光デバイスの概略上面図および概略断面図、ならびに当該発光デバイスの発光層周辺の概略拡大図である。 本発明の実施形態４に係る発光デバイスの製造方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施形態４に係る発光層の形成工程における、経過時間と温度との関係を説明するためのグラフである。 本発明の実施形態４に係る発光層の形成工程を説明するための工程断面図である。 本発明の実施形態４に係る発光層の形成工程を説明するための他の工程断面図である。 本発明の実施形態４に係る発光層の形成工程を説明するための他の工程断面図である。
　〔実施形態１〕
　図１の（ａ）は、本実施形態に係る発光デバイス１の概略上面図である。図１の（ｂ）は、図１の（ａ）における、Ａ－Ａ線矢視断面図である。図１の（ｃ）は、図１の（ｂ）における、領域Ｂにおける拡大断面図、すなわち、後述する第２発光層８Ｇの周辺における拡大断面図である。
　図１の（ａ）に示すように、本実施形態に係る発光デバイス１は、発光が取り出される発光面ＤＳと、当該発光面ＤＳの周囲を囲う額縁領域ＮＡとを備える。額縁領域ＮＡにおいては、後に詳述する発光デバイス１の発光素子を駆動するための信号が入力される端子Ｔが形成されていてもよい。
　平面視において発光面ＤＳと重畳する位置において、図１の（ｂ）に示すように、本実施形態に係る発光デバイス１は、発光素子層２とアレイ基板３とを備える。発光デバイス１は、図示しないＴＦＴ（Thin Film Transistor）が形成されたアレイ基板３上に、発光素子層２の各層が積層された構造を備える。なお、本明細書においては、発光デバイス１の発光素子層２からアレイ基板３への方向を「下方向」、発光デバイス１の発光素子層２から発光面ＤＳへの方向を「上方向」として記載する。
　発光素子層２は、第１電極４上に、第１電荷輸送層６と、量子ドット層である発光層８と、第２電荷輸送層１０と、第２電極１２とを、下層から順次積層して備える。アレイ基板３の上層に形成された発光素子層２の第１電極４は、アレイ基板３のＴＦＴと電気的に接続されている。本実施形態において、例えば、第１電極４は陽極であり、第２電極１２は陰極である。
　本実施形態において、発光素子層２は、第１発光素子２Ｒと、第２発光素子２Ｇと、第３発光素子２Ｂとを備える。第１発光素子２Ｒと、第２発光素子２Ｇと、第３発光素子２Ｂとは、発光層８に、半導体ナノ粒子材料、すなわち、量子ドット材料を備えた、ＱＬＥＤ素子である。
　ここで、第１電極４、第１電荷輸送層６、および発光層８のそれぞれは、エッジカバー１４によって分離されている。特に、本実施形態においては、第１電極４は、エッジカバー１４によって、第１発光素子２Ｒ用の第１電極４Ｒ、第２発光素子２Ｇ用の第１電極４Ｇ、および第３発光素子２Ｂ用の第１電極４Ｂに分離されている。また、第１電荷輸送層６は、エッジカバー１４によって、第１発光素子２Ｒ用の第１電荷輸送層６Ｒ、第２発光素子２Ｇ用の第１電荷輸送層６Ｇ、および第３発光素子２Ｂ用の第１電荷輸送層６Ｂに分離されている。さらに、発光層８は、エッジカバー１４によって、第１発光層８Ｒ、第２発光層８Ｇ、および第３発光層８Ｂに分離されている。
　なお、第２電荷輸送層１０と、第２電極１２とは、エッジカバー１４によって分離されず、共通して形成されている。エッジカバー１４は、図１の（ｂ）に示すように、第１電極４の側面と上面の周囲端部付近とを覆う位置に形成されていてもよい。
　本実施形態において、第１発光素子２Ｒは、第１電極４Ｒ、第１電荷輸送層６Ｒと、第１発光層８Ｒと、第２電荷輸送層１０と、第２電極１２とからなる。また、第２発光素子２Ｇは、第１電極４Ｇと、第１電荷輸送層６Ｇと、第２発光層８Ｇと、第２電荷輸送層１０と、第２電極１２とからなる。さらに、第３発光素子２Ｂは、第１電極４Ｂと、第１電荷輸送層６Ｂと、第３発光層８Ｂと、第２電荷輸送層１０と、第２電極１２とからなる。
　本実施形態においては、第１発光層８Ｒと、第２発光層８Ｇと、第３発光層８Ｂとは、それぞれ、第１の色の光である赤色光と、第２の色の光である緑色光と、第３の色の光である青色光とを発する。すなわち、第１発光素子２Ｒと、第２発光素子２Ｇと、第３発光素子２Ｂとは、それぞれ、互いに異なる色の光である、赤色光と、緑色光と、青色光とを発する発光素子である。
　ここで、青色光とは、例えば、４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の波長帯域に発光中心波長を有する光である。また、緑色光とは、例えば、５００ｎｍ超６００ｎｍ以下の波長帯域に発光中心波長を有する光のことである。また、赤色光とは、例えば、６００ｎｍ超７８０ｎｍ以下の波長帯域に発光中心波長を有する光のことである。
　第１電極４および第２電極１２は導電性材料を含み、それぞれ、第１電荷輸送層６および第２電荷輸送層１０と電気的に接続されている。第１電極４と第２電極１２とのうち、発光面ＤＳに近い電極は透明電極である。
　特に、本実施形態において、アレイ基板３は透明基板であり、第１電極４は透明電極である。また、第２電極１２は反射電極であってもよい。このため、発光層８からの光は、第１電荷輸送層６、第１電極４、およびアレイ基板３を透過して、発光面ＤＳから発光デバイス１の外部に出射される。このため、発光デバイス１は、ボトムエミッション型の発光デバイスとして構成されている。発光層８から上方向に発せられた光、および下方向に発せられた光の両方を、発光デバイス１からの発光として利用可能であるため、発光デバイス１は、発光層８から発せられた光の利用効率を向上させることができる。
　なお、上述した第１電極４と第２電極１２との構成は一例であり、別の材料によって構成されていてもよい。
　第１電荷輸送層６は、第１電極４からの電荷を発光層８へと輸送する層である。第１電荷輸送層６は、第２電極１２からの電荷の輸送を阻害する機能を有していてもよい。本実施形態においては、第１電荷輸送層６は、陽極である第１電極４からの正孔を発光層８へと輸送する正孔輸送層であってもよい。
　第２電荷輸送層１０は、第２電極１２からの電荷を発光層８へと輸送する層である。第２電荷輸送層１０は、第１電極４からの電荷の輸送を阻害する機能を有していてもよい。本実施形態においては、第２電荷輸送層１０は、陰極である第２電極１２からの電子を発光層８へと輸送する電子輸送層であってもよい。
　次に、発光層８の構成について、図１の（ｃ）を参照して詳細に説明する。なお、図１の（ｃ）は、図１の（ｂ）の領域Ｂ、すなわち、第２発光素子２Ｇの第２発光層８Ｇの周囲における概略断面図を示す。しかしながら、本実施形態においては、特に断りのない限り、図１の（ｃ）に示す各部材は、各発光素子において共通の構成であるとみなして示している。したがって、本実施形態においては、特に断りのない限り、図１の（ｃ）に示す各部材は、各発光素子において同一の構成であってもよい。
　本実施形態において、発光層８は、量子ドット構造体１６とリガンド１８とを備える。量子ドット構造体１６は、複数の量子ドット２０を備える。量子ドット２０は、コア２２と該コア２２の周囲を被膜する第１シェル２４とを含む、コア／シェル構造を備えている。また、量子ドット構造体１６は、第２シェル２６を備える。第２シェル２６は、量子ドット２０のそれぞれの外殻である第１シェル２４の周囲を被膜する。
　なお、量子ドット２０は、コア２２の周囲に複数のシェルを備えた、マルチシェル構造を備えていてもよい。この場合、第１シェル２４は、上記複数のシェルのうち、最外層にあたるシェルを指す。
　リガンド１８は、第２シェル２６の外表面において、量子ドット構造体１６と配位結合し、量子ドット構造体１６の空隙を充填していてもよい。リガンド１８は、例えば、ＴＯＰＯ(trioctylphosphine oxide）であってもよい。
　ここで、量子ドット２０のうち、少なくとも一組の互いに隣接する量子ドット２０同士は、第２シェル２６を介して接続している。また、第１シェル２４と第２シェル２６とは、結晶構造を有し、特に、本実施形態においては、第２シェル２６は、第１シェル２４上にエピタキシャル成長することにより形成された結晶構造を備える。したがって、上述した互いに隣接する量子ドット２０同士は、第２シェル２６の結晶構造により接続している。なお、本実施形態においては、同一の発光素子内における全ての量子ドット２０同士が、第２シェル２６の結晶構造により接続し、一体の量子ドット構造体１６を形成していてもよい。また、第１シェル２４と第２シェル２６とは、多結晶であってもよい。
　量子ドット２０のコア２２および第１シェル２４は、公知のコア／シェル構造の量子ドットに用いられる無機の材料を備えていてもよい。すなわち、第１発光層８Ｒ、第２発光層８Ｇ、および第３発光層８Ｂは、それぞれ、赤色、緑色、および青色のＱＬＥＤ素子の発光層に使用される、公知の量子ドット材料を備えていてもよい。
　また、第２シェル２６は、第１シェル２４と同様に、公知のコア／シェル構造の量子ドットに用いられる、無機のシェル材料を備えていてもよい。また、第１シェル２４と第２シェル２６とは、同一材料からなっていてもよい。なお、第２シェル２６の比抵抗は、第１シェル２４の比抵抗以上であることが好ましい。また、第２シェル２６のバンドギャップの大きさは、第１シェル２４のバンドギャップの大きさ以上であることが好ましい。当該構成により、第２シェル２６から第１シェル２４への電荷注入の効率が向上する。
　コア２２の具体的な材料としては、例えば、ＣｄＳｅ（バンドギャップ１．７３ｅＶ）、ＣｄＴｅ（バンドギャップ１．４４ｅＶ）、ＺｎＴｅ（バンドギャップ２．２５ｅＶ）、またはＣｄＳ（バンドギャップ２．４２ｅＶ）等のII－VI族半導体が挙げられる。他に、コア２２の具体的な材料としては、例えば、ＩｎＰ（バンドギャップ１．３５ｅＶ）、またはＩｎＧａＰ（バンドギャップ１．８８ｅＶ）などのIII－Ｖ族半導体が挙げられる。
　一般に、量子ドットの発する波長はコアの粒径によって決定される。ゆえに、コア２２の粒径の制御によって、コア２２が発する光を、赤色、緑色、および青色の何れかに制御できるように、適切なバンドギャップを有する半導体材料を、コア２２の材料として採用することが好ましい。
　赤色発光層である第１発光層８Ｒが６３０ｎｍの波長の赤色光を発するために、第１発光層８Ｒが含むコア２２の材料のバンドギャップは、１．９７ｅＶ以下であることが好ましい。また、緑色発光層である第２発光層８Ｇが５３２ｎｍの波長の緑色光を発するために、第２発光層８Ｇが含むコア２２の材料のバンドギャップは、２．３３ｅＶ以下であることが好ましい。さらに、青色発光層である第３発光層８Ｂが６３０ｎｍの波長の青色光を発するために、第３発光層８Ｂが含むコア２２の材料のバンドギャップは、２．６６ｅＶ以下であることが好ましい。上述した第１発光層８Ｒ、第２発光層８Ｇ、および第３発光層８Ｂを備えた発光デバイス１は、ＵＨＤＴＶの国際規格ＢＴ２０２０における色空間の基準を満たす点において好ましい。
　第１シェル２４および第２シェル２６の具体的な材料としては、例えば、ＺｎＳｅ（バンドギャップ２．７ｅＶ）、またはＺｎＳ（バンドギャップ３．６ｅＶ）等のII－VI族半導体が挙げられる。他に、第１シェル２４および第２シェル２６の具体的な材料としては、ＧａＰ（バンドギャップ２．２６ｅＶ）等のIII－Ｖ族半導体が挙げられる。
　コア２２の材料は、第１シェル２４および第２シェル２６の材料と比較して、比抵抗が低く、バンドギャップが小さいことが好ましい。当該構成により、第１シェル２４および第２シェル２６からコア２２への電荷注入の効率が向上する。
　なお、本実施形態において、第１シェル２４の、コア２２の外表面からの平均膜厚は、第２シェル２６の最小膜厚よりも小さい。ここで、第２シェル２６の最小膜厚とは、第２シェル２６を介して互いに接続している２つの量子ドット２０の間における第２シェル２６の膜厚、あるいは、第１シェル２４から第２シェル２６の外表面までの膜厚のうち最も小さい膜厚を指す。
　ここで、図１の（ｃ）に示すように、ある量子ドット２０のコア２２から、隣接する他の量子ドット２０のコア２２までの最短距離をｄとおく。例えば、コア２２がＩｎＰ、第１シェル２４および第２シェル２６がＺｎＳである場合、距離ｄの平均値は３ｎｍ以上であることが好ましい。また、例えば、コア２２がＣｄＳｅ、第１シェル２４および第２シェル２６がＺｎＳである場合、距離ｄの平均値は１ｎｍ以上であることが好ましい。当該構成によれば、電子波動関数から導き出される、コア２２からの電子の染み出しを、第１シェル２４および第２シェル２６によって効率的に低減できる。
　次に、本実施形態に係る発光デバイス１の製造方法について、図２を参照して説明する。図２は、本実施形態に係る発光デバイス１の製造方法について説明するためのフローチャートである。
　はじめに、アレイ基板を形成する（ステップＳ１）。アレイ基板の形成は、基板に対し、サブ画素の位置に合せて、複数のＴＦＴを形成することにより実行されてもよい。
　次いで、第１電極４を形成する（ステップＳ２）。ステップＳ２において、例えば、ＩＴＯ等の導電性を有する透明電極材料を、スパッタにより成膜した後、サブ画素の形状に合わせてパターニングすることにより、第１電極４をサブ画素ごとに形成してもよい。あるいは、透明電極材料を、蒸着マスクを使用し蒸着することにより、第１電極をサブ画素ごとに形成してもよい。
　次いで、エッジカバー１４を形成する（ステップＳ３）。エッジカバー１４は、アレイ基板３および第１電極４上に塗布された後、隣接する第１電極４同士の間において、当該第１電極４の側面および周囲端部を覆う位置を残してパターニングされることにより得られてもよい。エッジカバー１４のパターニングは、フォトリソグラフィによって行われてもよい。
　次いで、第１電荷輸送層６を形成する（ステップＳ４）。第１電荷輸送層６は、インクジェット方式による塗り分け、マスクを使用した蒸着、またはフォトリソグラフィを使用したパターニングによって、サブ画素ごとに形成されてもよい。
　次いで、発光層８を形成する（ステップＳ５）。発光層８の形成工程について、図３から図６を参照して、より詳細に説明する。
　図３は、本実施形態における量子ドット層形成工程にあたる、発光層形成工程について説明するためのフローチャートである。
　図４は、当該発光層形成工程における、経過時間と温度との関係を説明するためのグラフである。図４において、横軸は、発光層形成工程の経過時間、縦軸は温度を表している。図４における実線は、アレイ基板３の周囲の雰囲気の温度を示し、破線は、アレイ基板３上の量子ドット２０の周囲の温度を示している。以下、単に「雰囲気」とは、アレイ基板３の周囲の雰囲気を示す。
　図５および図６は、当該発光層形成工程を説明するための工程断面図である。以降、図５および図６を含む、本明細書における工程断面図は、図１の（ｂ）の領域Ｂ、すなわち、第２発光素子２Ｇの第２発光層８Ｇの周囲に対応する位置における工程断面図を示す。しかしながら、本明細書における工程断面図を参照して説明する手法は、特に断りのない限り、他の発光素子の発光層８の形成方法に適用してもよい。
　発光層形成工程までにおいて、図５の（ａ）に示すように、第１電荷輸送層６までが、アレイ基板３上に形成されている。発光層形成工程において、はじめに、図５の（ｂ）に示す第１溶液２８をアレイ基板３と重畳する位置に塗布する、第１塗布工程を実施する（ステップＳ１０）。
　第１溶液２８は、図５の（ｂ）に示すように、リガンド１８が配位した複数の量子ドット２０と、第１無機物前駆体３０とが、第１溶媒３２中に分散した溶液である。第１溶媒３２は、例えば、ヘキサンであってもよい。第１無機物前駆体３０は、前述した第２シェル２６と同じ材料を含む。第１無機物前駆体３０は、例えば、塩化亜鉛および１－ドデカンチオールを含んでいてもよい。
　第１塗布工程は、図４に示す、温度Ｔ０の雰囲気温度下において行う。第１溶液２８の塗布が、温度Ｔ０の雰囲気温度下において実施されるために、図４に示すように、塗布される第１溶液２８中の量子ドット２０の周囲温度についても、温度Ｔ０となる。温度Ｔ０は、例えば、常温であってもよい。
　次いで、第１溶液２８が塗布されたアレイ基板３を、加熱炉等に投入し、雰囲気の加熱を開始する。ここで、雰囲気を、雰囲気温度が図４に示す第１温度Ｔ１以上となるまで加熱することにより、第１加熱工程を実施する（ステップＳ１１）。
　第１温度Ｔ１は、リガンド１８の融点と、第１溶媒３２の沸点とのうちの、高い温度である。なお、図４に示す温度ＴＡは、リガンド１８の融点と、第１溶媒３２の沸点とのうちの、低い温度である。また、第１温度Ｔ１および温度ＴＡは、温度Ｔ０より高い。
　ここで、ＴＯＰＯの融点は摂氏５０度から摂氏５４度であり、ヘキサンの沸点は摂氏６８．５度から摂氏６９．１度である。したがって、リガンド１８がＴＯＰＯであり、第１溶媒がヘキサンである場合、温度ＴＡはＴＯＰＯの融点であり、第１温度Ｔ１はヘキサンの沸点である。
　雰囲気温度が、温度Ｔ０から温度ＴＡになるまでは、図４に示すように、量子ドット２０の周囲温度は、雰囲気温度の上昇に追従する。しかしながら、量子ドット２０の周囲温度が温度ＴＡまで上昇し、リガンド１８の溶融または第１溶媒３２の蒸発のうちの一方が開始すると、量子ドット２０の周囲温度は、しばらく温度ＴＡを維持する。
　さらに雰囲気の加熱を進めることにより、リガンド１８の溶融または第１溶媒３２の蒸発のうちの一方が終了し、再び量子ドット２０の周囲温度が上昇し始める。次いで、量子ドット２０の周囲温度が第１温度Ｔ１まで上昇し、リガンド１８の溶融または第１溶媒３２の蒸発のうちの他方が開始すると、量子ドット２０の周囲温度は、しばらく第１温度Ｔ１を維持する。
　これにより、第１加熱工程によって、リガンド１８の溶融および第１溶媒３２の蒸発が完了する。第１温度Ｔ１が第１溶媒３２の沸点である場合、第１加熱工程において、リガンド１８が溶融した後に、第１溶媒３２が気化する。一方、第１温度Ｔ１がリガンド１８の融点である場合、第１加熱工程において、第１溶媒３２が気化した後に、リガンド１８が溶融する。
　ここで、リガンド１８の溶融が第１溶媒３２の気化よりも早い場合、第１溶媒３２の気化の直後において、第１電荷輸送層６の上層においては、固体のリガンド１８が周囲に付着した量子ドット２０の集合体が形成される。当該集合体は膜として不安定であるため、無機物前駆体３０の存在が困難となる場合がある。したがって、第１加熱工程において、量子ドット２０と無機物前駆体３０とを含む、安定した膜を形成する観点から、リガンド１８の溶融の後に、第１溶媒３２が気化することが好ましい。
　第１加熱工程の完了後、図６の（ａ）に示すように、アレイ基板３上から第１溶媒３２が気化し、溶融したリガンド１８中においては、量子ドット２０と無機物前駆体３０とが分散している。
　次いで、雰囲気の加熱を、雰囲気温度が、図４に示す第２温度Ｔ２になるまで継続する。ここで、雰囲気温度が第２温度Ｔ２に到達した時点から、加熱条件を調節し、雰囲気温度を第２温度Ｔ２付近に維持する、第２加熱工程を実施する（ステップＳ１２）。
　リガンド１８の溶融および第１溶媒３２の蒸発が完了した後、量子ドット２０の周囲温度は、第１温度Ｔ１から上昇し、第２温度Ｔ２に到達する。ここで、雰囲気温度が第２温度Ｔ２に維持されているために、第２温度Ｔ２に到達後の量子ドット２０の周囲温度についても、第２温度Ｔ２に維持される。
　第２温度Ｔ２は、第１温度Ｔ１より高く、第１無機物前駆体３０が、熱化学反応により、第１シェル２４の周囲にエピタキシャル成長するための温度である。このため、量子ドット２０の周囲温度が第２温度Ｔ２に維持されている間、第１シェル２４の周囲に、第１無機物前駆体３０が、次第にエピタキシャル成長する。これにより、図６の（ｂ）に示すように、それぞれの量子ドット２０の第１シェル２４の周囲に、第２シェル２６が形成される。第１無機物前駆体３０が、前述した、塩化亜鉛および１－ドデカンチオールを含む場合、第２温度Ｔ２は約摂氏２００度である。
　第２シェル２６は、それぞれの量子ドット２０の周囲に、第１シェル２４の外表面から、次第に膜厚が大きくなるように形成される。ここで、互いに隣接する２つの量子ドット２０において形成される第２シェル２６の膜厚の合計が、当該量子ドット２０の第１シェル２４間の距離よりも大きくなった位置において、当該２つの量子ドット２０が、第２シェル２６を介して接続する。本実施形態においては、少なくとも一組の互いに隣接する量子ドット２０同士が、第２シェル２６を介して接続するまで、第２加熱工程が実施される。
　以上により、図６の（ｂ）に示すように、量子ドット２０と第２シェル２６とを備えた量子ドット構造体１６が形成される。この後、加熱炉からアレイ基板３を取り出し、冷却させることにより、溶融したリガンド１８が再び固化する。これにより、図６の（ｂ）に示す、量子ドット構造体１６とリガンド１８とを備えた発光層８が得られる。
　なお、本実施形態においては、第２発光層８Ｇの周囲における拡大断面図を参照して、発光層８の形成工程を説明した。しかしながら、第１発光層８Ｒ、第２発光層８Ｇ、および第３発光層８Ｂのそれぞれの形成方法における差異は、第１溶液２８に含まれる材料の差異のみである。すなわち、形成される発光層８の発光色に関わらず、第１塗布工程、第１加熱工程、および第２加熱工程は、同一の手法によって実現してもよい。
　ここで、第１塗布工程において、対応する発光素子の発光色ごとに、第１溶液２８中の材料を変更し、インクジェット法によって第１溶液２８を塗り分け、次いで、上述した第１加熱工程および第２加熱工程を実施してもよい。これにより、互いに異なる発光色の発光素子を、連続した一度の加熱によって形成することができる。
　次いで、第２電荷輸送層１０を形成する（ステップＳ６）。第２電荷輸送層１０は、全てのサブ画素に共通して、スピンコート等により塗布形成されてもよい。
　最後に第２電極１２を形成する（ステップＳ７）。第２電極１２は、全てのサブ画素に共通して、蒸着等により成膜されてもよい。以上により、発光素子層２がアレイ基板３上に形成され、図１に示す発光デバイス１が得られる。
　本実施形態における発光デバイス１の製造方法においては、コア／シェル構造を有する量子ドット２０を塗布した後に、それぞれの量子ドット２０の第１シェル２４の周囲に、第２シェル２６をエピタキシャル成長させている。このため、単にコア／シェル構造を有する量子ドット２０を積層させた場合と比較して、それぞれの量子ドット２０におけるシェルの膜厚を厚くすることができる。
　例えば、コア／シェル構造を備えた量子ドットにおいて、当該量子ドットのコアに注入された電子の染み出しを低減するためには、シェルの膜厚を厚くすることが考えられる。しかしながら、シェルの膜厚が厚い量子ドットを積層して量子ドットを形成した場合、発光層の体積に対する、量子ドットの充填率が低くなる。このため、発光層において十分な量子ドットの密度を実現することが困難となり、発光素子の発光効率の低減につながる。
　本実施形態における発光デバイス１の製造方法においては、薄い第１シェル２４を備えた量子ドット２０を塗布した後に、第２シェル２６をそれぞれの量子ドット２０に形成する。本実施形態における発光層８において、コア２２の周囲に形成されるシェルの膜厚は、第１シェル２４および第２シェル２６の合計膜厚とみなすことができる。
　これにより、同じ膜厚のシェルを備えた量子ドットを単に積層する場合と比較して、発光層８における量子ドット２０の密度を向上させることができる。このため、量子ドット２０からの電子の染み出しを低減しつつ、発光層８における量子ドット２０の密度を向上させるため、発光デバイス１の発光効率の改善につながる。
　また、本実施形態においては、少なくとも１組の量子ドット２０が、第２シェル２６を介して接続しているため、当該１組の量子ドット２０においては、第２シェル２６の外表面の面積が、接続していない場合と比較して小さくなる。すなわち、本実施形態においては、量子ドットを単に積層する場合と比較して、量子ドット構造体１６の外表面の面積を小さくできる。
　量子ドット構造体１６の外表面の面積を小さくすることにより、外部から水分が侵入し得る、第２シェル２６の表面の面積を小さくできる。このため、当該構成により、水分侵入による第２シェル２６へのダメージ、ひいては、当該ダメージによる第２シェル２６の量子ドット２０の表面保護機能の低下を低減できる。
　また、量子ドット構造体１６の外表面にリガンド１８が配位する場合、当該外表面の面積を小さくすることにより、水分侵入によりダメージを受け得るリガンド１８を低減できる。したがって、当該ダメージにより、リガンド１８による第２シェル２６の保護機能が失われることによる、第２シェル２６へのダメージを低減することができる。
　さらに、量子ドット構造体１６の外表面の面積を小さくすることにより、発光デバイス１の駆動時にダメージを受け得る第２シェル２６の表面積を小さくできる。このため、当該構成により、発光デバイス１の駆動に伴う第２シェル２６のダメージ、ひいては、当該ダメージによる、第２シェル２６における欠陥の形成を低減できる。このため、量子ドット構造体１６の外表面の面積を小さくすることにより、当該欠陥において電子と正孔との再結合が発生することに起因する、非発光過程の発生、ひいては、発光デバイス１の発光効率の低下が低減される。
　以上のように、量子ドット構造体１６の外表面の面積が小さいことにより、ダメージを受け得る量子ドット構造体１６の外表面の面積を低減し、量子ドット構造体１６のダメージによる量子ドット２０の失活を低減できる。
　ここで、非特許文献１によれば、剛体の球の充填における、ランダム最密充填率の平均値は、おおよそ６３．６６パーセントである。したがって、本実施形態において、発光層８における量子ドット構造体１６の体積の割合は、６３．７パーセント以上であることが好ましい。上記構成であれば、第１シェル２４と第２シェル２６との合計膜厚と等しい膜厚のシェルを備えた量子ドットをランダムに積層した場合と比較して、発光層８における量子ドット２０の密度を向上させることができる。また、上記構成であれば、量子ドットをランダムに積層した場合と比較して、より効率よく、量子ドット構造体１６の外表面の面積を低減できる。
　ここで、量子ドット構造体１６における全ての量子ドット２０が、第２シェル２６を介して接続するために必要な条件について説明する。
　量子ドット２０が、平面上に、ｍ行ｎ列に配列していると仮定する。ここで、互いに隣接する量子ドット２０が接続しうる位置、すなわち、ｍ行ｎ列に配列した格子点同士の間の個数は、ｍ×（ｎ－１）＋ｎ×（ｍ－１）＝２ｍｎ－ｍ－ｎとなる。
　また、同一平面上の全ての量子ドット２０が、第２シェル２６を介して接続している場合に、互いに接続している量子ドット２０の組数が最小であるとする。このような場合の１例として、全ての行間において、全ての互いに隣接する量子ドットの組が接続し、全ての列間のそれぞれにおいて、何れか１組の互いに隣接する量子ドット同士が接続している例が挙げられる。このような場合、互いに隣接する量子ドット２０が接続している位置の個数は、ｍ×（ｎ－１）＋１×（ｍ－１）＝ｍｎ－１となる。
　したがって、上述した条件の場合、全て量子ドット２０が第２シェル２６を介して接続しうる位置に対する、実際に量子ドット２０同士が第２シェル２６を介して接続している位置の割合は、（ｍｎ－１）／（２ｍｎ－ｍ－ｎ）となる。
　ここで、実際の発光デバイス１の発光層８に含まれる量子ドット２０の個数は非常に膨大であるため、ｍおよびｎは何れも十分に大きいとみなすことができる。このため、ｍおよびｎを正に発散させると、上述した割合は、おおよそ０．５と導出できる。
　ゆえに、同一平面上の全ての量子ドット２０が、第２シェル２６を介して接続し、全ての互いに隣接する量子ドット２０の組のうち、第２シェル２６を介して接続している組が最小である場合、当該組は全ての組のうちの５０パーセント程度であるとみなせる。したがって、全ての互いに隣接する量子ドット２０の組のうち、第２シェル２６を介して接続している組が５０パーセントを超えた場合には、積層された各層における全ての量子ドット２０が、第２シェル２６を介して接続している蓋然性が高いといえる。
　全ての量子ドット２０が、第２シェル２６を介して接続している場合には、量子ドット２０を１つの原子とみなした場合、量子ドット構造体１６は、量子ドット２０同士が第２シェル２６によって接続された結晶構造を形成しているとみなせる。当該構成により、より効率よく、量子ドット構造体１６の外表面の面積を低減できる。ゆえに、量子ドット構造体１６において、互いに隣接する量子ドット２０同士が、第２シェル２６の結晶構造により接続している比率が、５０パーセントよりも高く、１００パーセント以下であることが好ましい。
　本実施形態において、第１シェル２４の、コア２２の外表面からの平均膜厚は、第２シェル２６の最小膜厚よりも小さい。このため、第１加熱工程と第２加熱工程との間において、量子ドット２０をより密に積層し、その後の第２加熱工程において、膜厚が比較的厚い第２シェル２６を形成することができる。
　したがって、当該加熱工程においては、量子ドット２０を密に積層した状態において、電子波動関数から導き出される、コア２２からの電子の染み出しを十分に低減できる膜厚を有する、第１シェル２４および第２シェル２６を形成することができる。ゆえに、当該構成により、第１シェル２４および第２シェル２６の膜厚を十分に確保しつつ、量子ドット構造体１６における量子ドット２０の密度を高めることができる。
　本実施形態においては、アレイ基板３、第１電極４、エッジカバー１４、および第１電荷輸送層６の形成後に、発光層８の形成を行う。このため、アレイ基板３、第１電極４、エッジカバー１４、および第１電荷輸送層６は、上述した加熱工程における加熱に対する耐熱性を有した材料を含むことが好ましい。
　アレイ基板３は、例えば、十分に高い歪点を有する、アルカリガラス等を含むガラス基板であってもよい。また、アレイ基板３は、ポリイミド等、ガラス転移温度の高い有機材料を含む有機基板であってもよい。
　また、例えば、発光素子層２がボトムエミッション型の発光素子を形成し、第１電極４が陽極である場合、第１電極４にはＩＴＯが一般的に使用される。しかしながら、上述した加熱工程における加熱による比抵抗の上昇を低減するために、第１電極４は、ＦＴＯとＩＴＯとの複合材料等、耐熱性の高い材料を含むことが好ましい。また、第１電荷輸送層６が正孔輸送層である場合には、ＮｉＯ、ＭｇＮｉＯ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｃｕ２Ｏ、またはＬｉＮｂＯ３等、有機材料よりも耐熱性の高い無機材料を含むことが好ましい。
　なお、ある程度の高さおよび傾斜を有する形状を実現するために、エッジカバー１４には、一般的に、有機材料が用いられる。本実施形態においては、上述した加熱工程の加熱によるダメージを低減する観点から、エッジカバー１４は、ポリイミド等、ガラス転移温度の高い有機材料を含むことが好ましい。
　また、第２電荷輸送層１０および第２電極１２は、発光層８の形成後に形成される。このため、第２電荷輸送層１０および第２電極１２の材料には、上述した加熱工程における加熱に対する耐熱性を有していない材料を採用することが可能である。例えば、第２電荷輸送層１０は、従来公知の電子輸送層に使用される材料を含んでいてもよく、第２電極１２は、従来公知の陰極に使用される材料を含んでいてもよい。
　〔実施形態２〕
　図７の（ａ）は、本実施形態に係る発光デバイス１の概略上面図である。図７の（ｂ）は、図７の（ａ）における、Ａ－Ａ線矢視断面図である。図７の（ｃ）は、図７の（ｂ）における、領域Ｂにおける拡大断面図である。
　本実施形態に係る発光デバイス１は、前実施形態に係る発光デバイス１と比較して、発光素子層２の各層の積層順が逆転している点を除いて、同一の構成を備えていてもよい。すなわち、本実施形態に係る発光素子層２は、第２電極１２上に、第２電荷輸送層１０と、発光層８と、第１電荷輸送層６と、第１電極４とを、下層から順次積層して備える。
　ここで、前実施形態に係る発光素子１と比較して、第２電極１２および第２電荷輸送層１０のそれぞれは、エッジカバー１４によって分離されている。特に、本実施形態においては、第２電極１２は、エッジカバー１４によって、第１発光素子２Ｒ用の第２電極１２Ｒ、第２発光素子２Ｇ用の第２電極１２Ｇ、および第３発光素子２Ｂ用の第２電極１２Ｂに分離されている。また、第２電荷輸送層１０は、エッジカバー１４によって、第１発光素子２Ｒ用の第２電荷輸送層１０Ｒ、第２発光素子２Ｇ用の第２電荷輸送層１０Ｇ、および第３発光素子２Ｂ用の第２電荷輸送層１０Ｂに分離されている。
　なお、前実施形態に係る発光素子１と比較して、第１電荷輸送層６と、第１電極４とは、エッジカバー１４によって分離されず、共通して形成されている。
　本実施形態においては、第１電極４は透明電極であり、第２電極１２は反射電極であってもよい。このため、発光層８からの光は、第１電荷輸送層６および第１電極４を透過して、発光面ＤＳから発光デバイス１の外部に出射される。このため、発光デバイス１は、トップエミッション型の発光デバイスとして構成されている。このため、本実施形態において、アレイ基板３は、必ずしも透明基板である必要はない。
　本実施形態に係る発光デバイス１は、図２に示す各工程を、ステップＳ１、ステップＳ７、ステップＳ３、ステップＳ６、ステップＳ５、ステップＳ４、ステップＳ２の順に、前実施形態と同様に実施することにより製造できる。このため、本実施形態においては、アレイ基板３、第２電極１２、エッジカバー１４、および第２電荷輸送層１０の形成後に、発光層８の形成を行う。このため、アレイ基板３、第２電極１２、エッジカバー１４、および第２電荷輸送層１０は、上述した加熱工程における加熱に対する耐熱性を有した材料を含むことが好ましい。
　例えば、発光素子層２がトップエミッション型の発光素子を形成し、第２電極１２が陰極である場合、第２電極１２は、上述した加熱工程における加熱に対する耐熱性を高める観点から、融点の高い金属材料を含むことが好ましい。例えば、第２電極１２は、Ａｌ、またはＡｇ等の金属、あるいは、ＡｇＭｇ等の金属間化合物を含むことが好ましい。また、第２電荷輸送層１０が電子輸送層である場合には、ＭｇＯ等、有機材料よりも耐熱性の高い無機材料を含むことが好ましい。なお、上述した材料は、一般に、陰極材料および電子輸送層材料として使用される材料でもある。
　また、第１電荷輸送層６および第１電極４は、発光層８の形成後に形成される。このため、第１電荷輸送層６および第１電極４の材料には、上述した加熱工程における加熱に対する耐熱性を有していない材料を採用することが可能である。例えば、第１電荷輸送層６は、従来公知の正孔輸送層に使用される材料を含んでいてもよく、第１電極４は、ＩＴＯ等、従来公知の陽極に使用される、透明の導電性材料を含んでいてもよい。
　本実施形態に係る発光デバイス１は、前実施形態に係る発光デバイス１と比較して、発光素子層２の各層の材料を、従来使用される材料から変更する必要性が低い。このため、本実施形態に係る発光デバイス１は、前実施形態に係る発光デバイス１と比較して、材料選択の自由度を改善することができる。
　〔実施形態３〕
　図８の（ａ）は、本実施形態に係る発光デバイス１の概略上面図である。図８の（ｂ）は、図８の（ａ）における、Ａ－Ａ線矢視断面図である。図８の（ｃ）は、図８の（ｂ）における、領域Ｂにおける拡大断面図である。
　本実施形態に係る発光デバイス１は、実施形態１に係る発光デバイス１と比較して、発光層８がリガンド１８を含まない点を除いて、同一の構成を備えていてもよい。発光層８は、図８の（ｃ）に示すように、量子ドット構造体１６によって充填されない空間に、空隙３４を備えていてもよい。
　本実施形態に係る発光デバイス１は、図２に示す各工程のうち、ステップＳ５、すなわち、発光層形成工程を除いて、同一の方法によって製造される。ここで、本実施形態に係る発光デバイス１の発光層形成工程について、図９から図１１を参照して、より詳細に説明する。
　図９は、本実施形態における量子ドット層形成工程にあたる、発光層形成工程について説明するためのフローチャートである。図１０は、当該発光層形成工程における、経過時間と温度との関係を説明するためのグラフである。図４と同様に、図１０における実線は、アレイ基板３の周囲の雰囲気温度を示し、破線は、アレイ基板３上の量子ドット２０の周囲の温度を示している。図１１は、当該発光層形成工程を説明するための工程断面図である。
　本実施形態に係る発光層形成工程において、ステップＳ１０からステップＳ１２までは、実施形態１において説明した方法と同一の方法を実行する。ステップＳ１２の完了時点において、図１１の（ａ）に示すように、第１電荷輸送層６の上層には、量子ドット構造体１６とリガンド１８とが形成されている。
　本実施形態においては、ステップＳ１２に次いで、さらに雰囲気温度を上昇させて、雰囲気温度が第３温度Ｔ３以上となるように、雰囲気を加熱する、第３加熱工程を実施する（ステップＳ１３）。第３温度Ｔ３は、第２温度Ｔ２よりも高く、かつ、リガンド１８の沸点に相当する。例えば、リガンド１８が前述のＴＯＰＯである場合、第３温度Ｔ３は、摂氏４１１．２度である。
　第３加熱工程における雰囲気の加熱により、量子ドット２０の周囲温度が第３温度Ｔ３に到達すると、リガンド１８の蒸発が開始し、量子ドット２０の周囲温度がしばらく第３温度Ｔ３を維持する。これにより、第３加熱工程において、リガンド１８が気化し、図１１の（ｂ）に示すように、リガンド１８を備えていない発光層８が得られる。
　本実施形態に係る発光デバイス１は、発光層８にリガンド１８を備えていない。一般に、量子ドットに配位するリガンドは有機材料を含むことが多い。このため、リガンド１８を備えていない本実施形態における発光層８は、無機材料に対する有機材料の含有率が低く、水分浸透等による劣化に強くなる。したがって、本実施形態に係る発光デバイス１は、より信頼性を改善することが可能である。
　ここで、上述した非特許文献１の記載から、剛体球がランダム最密充填した空間における、当該剛体球が占めない空隙の割合の平均値は、約３６．３４体積パーセントとなる。したがって、例えば、発光層８において、無機物に対する有機物の体積比率が、３６．３体積パーセント以下であることが好ましい。この場合には、従来の量子ドットをランダム最密充填し、当該量子ドット間の空隙を有機リガンドによって充填した発光層と比較して、発光層８中の有機物の割合を低減できる。したがって、上記構成により、より効率的に発光層８の信頼性を向上させることが可能である。
　なお、本明細書において、「リガンドを備えていない」との表現は、実質的にリガンドを備えていないことを指す。例えば、本実施形態における発光層８は、不純物またはリガンドの残渣が、発光層８の信頼性を著しく低下させない程度に残留していてもよい。具体的には、本実施形態における発光層８は、上述した不純物またはリガンドの残渣を、発光層８の全体の体積に対し、３体積パーセント程度含んでいてもよい。
　また、本実施形態においても、前述までの実施形態と同様に、量子ドット構造体１６の外表面の面積を小さくすることができる。これにより、本実施形態における第３加熱工程において、加熱によるダメージを受け得る第２シェル２６の表面積を小さくできる。このため、当該構成により、上述のように、第２シェル２６のダメージに伴う第２シェル２６の欠陥の形成、ひいては、当該欠陥による発光デバイス１の発光効率の低下を低減できる。
　〔実施形態４〕
　図１２の（ａ）は、本実施形態に係る発光デバイス１の概略上面図である。図１２の（ｂ）は、図１２の（ａ）における、Ａ－Ａ線矢視断面図である。図１２の（ｃ）は、図８の（ｂ）における、領域Ｂにおける拡大断面図である。
　本実施形態に係る発光デバイス１は、前実施形態に係る発光デバイス１と比較して、発光層８が、量子ドット構造体１６の代わりに、量子ドット構造体３６を備える点を除いて、同一の構成を備えていてもよい。
　量子ドット構造体１６は、図１２の（ｃ）に示すように、量子ドット２０と、第２シェル２６とに加えて、第３シェル３８をさらに備える。量子ドット構造体３６は、前実施形態における発光層８の、量子ドット構造体１６によって充填されない空隙３４に、第３シェル３８を備えることにより、形成されていてもよい。
　第３シェル３８は、第２シェル２６の周囲の空隙の少なくとも一部を充填する。第３シェル３８は、第２シェル２６と同一の材料を含んでいてもよく、公知のコア／シェル構造の量子ドットに用いられる、無機のシェル材料を含んでいてもよい。
　本実施形態に係る発光デバイス１は、図２に示す各工程のうち、ステップＳ５、すなわち、発光層形成工程を除いて、同一の方法によって製造される。ここで、本実施形態に係る発光デバイス１の発光層形成工程について、図１３から図１７を参照して、より詳細に説明する。
　図１３は、本実施形態における量子ドット層形成工程にあたる、発光層形成工程について説明するためのフローチャートである。図１４は、当該発光層形成工程における、経過時間と温度との関係を説明するためのグラフである。図４と同様に、図１４における実線は、アレイ基板３の周囲の雰囲気温度を示し、破線は、アレイ基板３上の量子ドット２０の周囲の温度を示している。図１５から図１７は、当該発光層形成工程を説明するための工程断面図である。
　本実施形態に係る発光層形成工程において、ステップＳ１０からステップＳ１３までは、前実施形態において説明した方法と同一の方法を実行する。本実施形態においては、ステップＳ１３に次いで、雰囲気温度を第３温度Ｔ３よりも低下させる冷却工程を実施する（ステップＳ１４）。
　本実施形態においては、冷却工程により、雰囲気温度が温度ＴＡよりも低い温度ＴＢとなるまで冷却を実施する。温度ＴＢは、温度Ｔ０よりも高くてもよく、あるいは、温度Ｔ０と同一であってもよい。雰囲気温度が低下する際、量子ドット２０の周囲の温度も追従する。冷却工程の完了時点において、図１５の（ａ）に示すように、第１電荷輸送層６の上層には、量子ドット構造体１６が形成されている。なお、当該時点において、量子ドット構造体１６の第２シェル２６の間には、空隙３４が形成されている。
　冷却工程により、雰囲気温度が温度ＴＢに到達した後、図１５の（ｂ）に示すように、第２溶液４０をアレイ基板３と重畳する位置に塗布する、第２塗布工程を実施する（ステップＳ１５）。第２塗布工程により、図１５の（ｂ）に示すように、量子ドット構造体１６の周囲の空隙３４の少なくとも一部が、第２溶液４０によって充填されてもよい。
　第２溶液４０は、第２溶媒４２と、有機材料４４と、第２無機物前駆体４６とを含む。第２溶媒４２は、第１溶媒３２と同一であってもよく、ヘキサンであってもよい。有機材料４４は、従来公知の量子ドットのリガンドに使用される有機材料であってもよく、リガンド１８の材料と同一であってもよい。第２無機物前駆体４６は、前述した第３シェル３８と同じ材料を含む。第３シェル３８の材料が、第２シェル２６の材料と同一である場合、第２無機物前駆体４６は、第１無機物前駆体３０と同一である。
　次いで、第２溶液４０が塗布されたアレイ基板３の加熱を再開する。ここで、雰囲気を、図１４に示す第４温度Ｔ４以上に加熱することにより、第４加熱工程を実施する（ステップＳ１６）。
　第４温度Ｔ４は、有機材料４４の融点と、第２溶媒４２の沸点とのうちの、高い温度である。なお、図４に示す温度ＴＣは、有機材料４４の融点と、第２溶媒４２の沸点とのうちの、低い温度である。また、第４温度Ｔ４および温度ＴＣは、温度Ｔ０より高い。なお、第４温度Ｔ４は第１温度Ｔ１と同一であってもよく、温度ＴＣは温度ＴＡと同一であってもよい。
　雰囲気温度が、温度Ｔ０から温度ＴＣになるまでは、図１４に示すように、量子ドット２０の周囲温度は、雰囲気温度の上昇に追従する。しかしながら、量子ドット２０の周囲温度が温度ＴＣまで上昇し、有機材料４４の溶融または第２溶媒４２の蒸発のうちの一方が開始すると、量子ドット２０の周囲温度は、しばらく温度ＴＣを維持する。
　さらに雰囲気の加熱を進めることにより、有機材料４４の溶融または第２溶媒４２の蒸発のうちの一方が終了し、再び量子ドット２０の周囲温度が上昇し始める。次いで、量子ドット２０の周囲温度が第４温度Ｔ４まで上昇し、有機材料４４の溶融または第２溶媒４２の蒸発のうちの他方が開始すると、量子ドット２０の周囲温度は、しばらく第４温度Ｔ４を維持する。
　これにより、第４加熱工程によって、有機材料４４の溶融および第２溶媒４２の蒸発が完了する。第１加熱工程の完了後、図１６の（ａ）に示すように、アレイ基板３上から第２溶媒４２が気化し、溶融した有機材料４４中においては、量子ドット構造体１６の周囲の空隙３４に、第２無機物前駆体４６が分散している。なお、図示のために第２無機物前駆体４６の縮尺を、図１６の（ａ）においてのみ変更しているが、第１加熱工程の前後において、第２無機物前駆体４６の実際の形状は不変であってよい。
　次いで、アレイ基板３の加熱を、雰囲気温度が、図１４に示す第５温度Ｔ５になるまで継続する。ここで、雰囲気温度が第５温度Ｔ５に到達した時点から、加熱条件を調節し、雰囲気温度を第５温度Ｔ５付近に維持する、第５加熱工程を実施する（ステップＳ１７）。
　有機材料４４の溶融および第２溶媒４２の蒸発が完了した後、量子ドット２０の周囲温度は、第４温度Ｔ４から上昇し、第５温度Ｔ５に到達する。ここで、雰囲気温度が第５温度Ｔ５に維持されているために、第５温度Ｔ５に到達後の量子ドット２０の周囲温度についても、第５温度Ｔ５に維持される。
　第５温度Ｔ５は、第４温度Ｔ４より高く、第２無機物前駆体４６が、熱化学反応により、第２シェル２６の周囲にエピタキシャル成長するための温度である。このため、量子ドット２０の周囲温度が第５温度Ｔ５に維持されている間、第２シェル２６の周囲に、第２無機物前駆体４６が、次第にエピタキシャル成長する。これにより、図１６の（ｂ）に示すように、それぞれの量子ドット構造体１６の第２シェル２６の周囲に、第３シェル３８が形成される。
　以上により、図１６の（ｂ）に示すように、量子ドット２０と第２シェル２６と第３シェル３８とを備えた量子ドット構造体３６が形成される。なお、第２加熱工程において、空隙３４が第３シェル３８によって充填されることにより、溶融した有機材料４４が上層へ押し出されるため、量子ドット構造体３６の上層に有機材料４４が残留する。
　次いで、さらに雰囲気温度を上昇させて、雰囲気温度が第６温度Ｔ６以上となるように、雰囲気を加熱する、第６加熱工程を実施する（ステップＳ１８）。第６温度Ｔ６は、第５温度Ｔ５よりも高く、かつ、有機材料４４の沸点に相当する。
　第６加熱工程における雰囲気の加熱により、量子ドット２０の周囲温度が第６温度Ｔ６に到達すると、有機材料４４の蒸発が開始し、量子ドット２０の周囲温度がしばらく第６温度Ｔ６を維持する。これにより、第６加熱工程において、有機材料４４が気化し、図１７に示すように、有機材料４４が量子ドット構造体３６の上層から除去される。以上により、本実施形態における発光層形成工程が完了する。
　本実施形態に係る発光デバイス１においては、第２シェル２６の周囲に第３シェル３８が形成されている。また、第３シェル３８は、量子ドット構造体１６の周囲の空隙３４を充填するように形成されている。
　このため、量子ドット構造体３６は、前実施形態における量子ドット構造体１６と比較して、発光層８の全体の体積に対する、体積の割合が高い。すなわち、本実施形態における発光層８は、量子ドット２０のコア２２の周囲に形成されるシェルの、発光層８における充填率が、より向上している。換言すれば、第５加熱工程の実施後においては、第５加熱工程の実施前と比較して、発光層８の全体の体積に対する無機物の密度が高くなっている。したがって、上記構成により、本実施形態に係る発光デバイス１は、発光層８の信頼性をより向上させることができる。
　なお、本実施形態においては、第２加熱工程の実施後、第３加熱工程を省略し、冷却工程以降を順次実施してもよい。すなわち、リガンド１８の気化、および有機材料４４の気化を、第６加熱工程においてまとめて実施してもよい。これにより、加熱工程の工程数が低減するため、タクトタイムの減少および製造コストの低減につながる。
　また、これに限られないが、本実施形態においては、第４温度Ｔ４が第１温度Ｔ１と同一であり、第５温度Ｔ５が第２温度Ｔ２と同一であり、第６温度Ｔ６が第３温度Ｔ３と同一である場合の、発光層形成工程について説明した。このような構成は、上述したように、第１溶媒３２と第２溶媒４２とを同一とし、リガンド１８の材料と有機材料４４とを同一とし、第１無機物前駆体３０と第２無機物前駆体４６とを同一とすることにより、簡便に実現できる。
　これにより、第１加熱工程から第３加熱工程までと、第４加熱工程から第６加熱工程までとの間において、各加熱工程における加熱の基準となる温度を揃えることができる。したがって、上記構成によれば、発光層形成工程全体の簡素化につながる。
　上述した各実施形態においては、量子ドット２０を含む量子ドット層が、発光層８である場合について説明を行った。しかしながら、これに限られず、例えば、第１電荷輸送層６または第２電荷輸送層１０が量子ドット２０を含む量子ドット層であってもよい。このように、各電荷輸送層が量子ドット２０を含む場合、当該量子ドット２０は、キャリアを輸送する機能を付与されてもよい。この場合、従来の量子ドットを含む電荷輸送層と比較して、各電荷輸送層における量子ドット２０の安定性が向上するため、当該各電荷輸送層のキャリア輸送の効率が改善し、ひいては、発光デバイス１の発光効率の改善につながる。上述した量子ドット２０を含む各電荷輸送層についても、各実施形態における量子ドット層形成工程と同一の手法によって形成することができる。
　また、上述した各実施形態においては、複数の発光素子を備え、表示面ＤＳを有する表示デバイスを例示して、発光デバイス１の構成を説明している。しかしながら、これに限られず、上述した各実施形態における発光デバイス１は、単一の発光素子を備えた発光デバイスであってもよい。
　本発明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することができる。
１　　　　　発光デバイス
２　　　　　発光素子層
２Ｒ　　　　第１発光素子
２Ｇ　　　　第２発光素子
２Ｂ　　　　第３発光素子
４　　　　　第１電極
６　　　　　第１電荷輸送層
８　　　　　発光層（量子ドット層）
１０　　　　第２電荷輸送層
１２　　　　第２電極
１６、３６　量子ドット構造体
１８　　　　リガンド
２０　　　　量子ドット
２２　　　　コア
２４　　　　第１シェル
２６　　　　第２シェル
２８　　　　第１溶液
３０　　　　第１無機物前駆体
３２　　　　第１溶媒
３４　　　　空隙
３８　　　　第３シェル
４０　　　　第２溶液
４２　　　　第２溶媒
４４　　　　有機材料
４６　　　　第２無機物前駆体
Ｔ１～Ｔ６　第１～第６温度

Claims (26)

  1. 　第１電極と、第２電極と、前記第１電極および前記第２電極の間の量子ドット層とを含む発光素子を基板上に備えた発光デバイスの製造方法であって、
    　前記量子ドット層を形成する量子ドット層形成工程を備え、
    　前記量子ドット層形成工程は、
    　　第１溶液を前記基板と重畳する位置に塗布する第１塗布工程と、
    　　前記第１塗布工程に次いで、前記基板の周囲の雰囲気温度を第１温度以上に加熱する第１加熱工程と、
    　　前記第１加熱工程に次いで、前記雰囲気温度を第２温度まで加熱する第２加熱工程と、
    　を備え、
    　前記第１溶液は、第１溶媒と、複数の量子ドットと、該量子ドットのそれぞれと配位結合するリガンドと、第１無機物前駆体とを含み、
    　前記量子ドットは、コアと、該コアを被膜する第１シェルとを備え、
    　前記第１温度は、前記リガンドの融点と前記第１溶媒の沸点とのうちの高い温度であり、
    　前記第２温度は、前記第１温度より高く、かつ、前記第１無機物前駆体が、前記第１シェルの周囲にエピタキシャル成長し、前記第１シェルを被膜する第２シェルを形成する温度であり、
    　前記第２加熱工程において、少なくとも一組の互いに隣接する前記量子ドット同士が、前記第２シェルを介して接続する発光デバイスの製造方法。
  2. 　前記第１温度が前記第１溶媒の沸点であって、前記第１加熱工程において、前記リガンドが溶融した後に、前記第１溶媒が気化する請求項１に記載の発光デバイスの製造方法。
  3. 　前記第１温度が前記リガンドの融点であって、前記第１加熱工程において、前記第１溶媒が気化した後に、前記リガンドが溶融する請求項１に記載の発光デバイスの製造方法。
  4. 　前記量子ドット層形成工程は、さらに、前記第２加熱工程に次いで、前記雰囲気温度を第３温度以上に加熱する第３加熱工程をさらに備え、
    　前記第３温度は、前記第２温度より高く、かつ、前記リガンドの沸点であり、前記第３加熱工程において、前記リガンドが気化する請求項１から３の何れか１項に記載の発光デバイスの製造方法。
  5. 　前記量子ドット層形成工程は、さらに、
    　　前記第２加熱工程に次いで、前記雰囲気温度を前記リガンドの融点と前記第１溶媒の沸点のうちの低い温度以下に冷却する冷却工程と、
    　　前記冷却工程に次いで、第２溶液を前記基板と重畳する位置に塗布する第２塗布工程と、
    　　前記第２塗布工程に次いで、前記雰囲気温度を第４温度以上に加熱する第４加熱工程と、
    　　前記第４加熱工程に次いで、前記雰囲気温度を第５温度まで加熱する第５加熱工程と、
    　を備え、
    　前記第２溶液は、第２溶媒と、有機材料と、第２無機物前駆体とを含み、
    　前記第４温度は、前記有機材料の融点と前記第２溶媒の沸点のうちの高い温度であり、
    　前記第５温度は、前記第４温度より高く、かつ、前記第２無機物前駆体が、前記第２シェルの周囲にエピタキシャル成長し、前記第２シェルの周囲の空隙の少なくとも一部を充填する第３シェルを形成する温度である請求項１から３の何れか１項に記載の発光デバイスの製造方法。
  6. 　前記第５加熱工程の実施後においては、前記第５加熱工程の実施前と比較して、前記量子ドット層の全体の体積に対する無機物の密度が高い請求項５に記載の発光デバイスの製造方法。
  7. 　前記第４温度が、前記第１温度と同一である請求項５または６に記載の発光デバイスの製造方法。
  8. 　前記第５温度が、前記第２温度と同一である請求項５から７の何れか１項に記載の発光デバイスの製造方法。
  9. 　前記量子ドット層形成工程は、さらに、前記第５加熱工程に次いで、前記雰囲気温度を第６温度まで加熱する第６加熱工程をさらに備え、
    　前記第６温度は、前記第５温度より高く、かつ、前記有機材料の沸点であり、前記第６加熱工程において、前記有機材料が気化する請求項５から８の何れか１項に記載の発光デバイスの製造方法。
  10. 　前記有機材料が、前記リガンドの材料と同一である請求項９に記載の発光デバイスの製造方法。
  11. 　前記量子ドット層形成工程は、さらに、前記第２加熱工程と前記冷却工程との間に、前記雰囲気温度を第３温度まで加熱する第３加熱工程をさらに備え、
    　前記第３温度は、前記第２温度より高く、かつ、前記リガンドの沸点であり、前記第３加熱工程において、前記リガンドが気化する請求項９または１０に記載の発光デバイスの製造方法。
  12. 　前記第６温度が、前記第３温度と同一である請求項１１に記載の発光デバイスの製造方法。
  13. 　第１電極と、第２電極と、前記第１電極および前記第２電極の間の量子ドット層とを含む発光素子を基板上に備えた発光デバイスであって、
    　前記量子ドット層は、量子ドット構造体を備え、
    　前記量子ドット構造体は、コアおよび該コアを被膜する第１シェルを備えた量子ドットと、前記第１シェルを被膜する第２シェルとを備え、
    　前記第１シェルと前記第２シェルとが結晶構造を有し、
    　少なくとも一組の互いに隣接する前記量子ドット同士が、前記第２シェルの結晶構造により接続する発光デバイス。
  14. 　前記第１シェルの平均膜厚が、前記第２シェルの最小膜厚よりも小さい請求項１３に記載の発光デバイス。
  15. 　前記第１シェルと前記第２シェルとが、同一材料からなる請求項１３または１４に記載の発光デバイス。
  16. 　前記第１シェルと前記第２シェルとが、多結晶である請求項１３から１５の何れか１項に記載の発光デバイス。
  17. 　前記量子ドット構造体において、互いに隣接する前記量子ドット同士が、前記第２シェルの結晶構造により接続している比率が、５０パーセントよりも高く、１００パーセント未満である請求項１３から１６の何れか１項に記載の発光デバイス。
  18. 　前記量子ドット層全体の体積に対する、前記量子ドット構造体の体積の割合が６３．７パーセント以上である請求項１３から１７の何れか１項に記載の発光デバイス。
  19. 　前記量子ドット層は、リガンドを備えていない請求項１３から１８の何れか１項に記載の発光デバイス。
  20. 　前記量子ドット層における、無機物に対する有機物の体積比率が、３６．３体積パーセント以下である請求項１３から１９の何れか１項に記載の発光デバイス。
  21. 　前記コアがＩｎＰであり、前記第１シェルおよび前記第２シェルがＺｎＳである請求項１３から２０の何れか１項に記載の発光デバイス。
  22. 　ある前記量子ドットの前記コアから、隣接する他の前記量子ドットの前記コアまでの最短距離の平均値が、３ｎｍ以上である請求項２１に記載の発光デバイス。
  23. 　前記コアがＣｄＳｅであり、前記第１シェルおよび前記第２シェルがＺｎＳである請求項１３から２０の何れか１項に記載の発光デバイス。
  24. 　ある前記量子ドットの前記コアから、隣接する他の前記量子ドットの前記コアまでの最短距離の平均値が、１ｎｍ以上である請求項２３に記載の発光デバイス。
  25. 　前記第２シェルの比抵抗が、前記第１シェルの比抵抗以上である請求項１３から２４の何れか１項に記載の発光デバイス。
  26. 　前記第２シェルのバンドギャップが、前記第１シェルのバンドギャップ以上である請求項１３から２５の何れか１項に記載の発光デバイス。
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