WO2021002021A1 - 発光素子、発光デバイス、発光素子の製造方法 - Google Patents

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layer
electron transport
organic layer
inorganic nanoparticles
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正 小橋
山本　真樹
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シャープ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a light emitting element including quantum dots and a light emitting device provided with the light emitting element.
  • Patent Document 1 describes a light emitting device having quantum dots in the light emitting layer and inorganic nanoparticles in the electron transport layer.
  • the light emitting layer and the electron transporting layer come into contact with each other by contacting the quantum dots of the light emitting layer and the inorganic nanoparticles of the electron transporting layer. Therefore, the contact between the light emitting layer and the electron transporting layer is a contact between the nanoparticles, and the contact area between the nanoparticles becomes small, so that the efficiency of electron transporting from the electron transporting layer to the light emitting layer is low.
  • the light emitting element includes an anode, a hole transport layer, a light emitting layer containing a plurality of quantum dots, an electron transport layer, and a cathode in this order.
  • the electron transporting layer is a light emitting element, the electron transporting layer includes a plurality of inorganic nanoparticles having an electron transporting property, and an organic layer having an electron transporting property, and the organic layer is a part of the plurality of the inorganic nanoparticles.
  • the interface on the light emitting layer side is provided with a plurality of first recesses filled with the quantum dots.
  • the method for manufacturing a light emitting element includes a step of forming an anode, a step of forming a hole transport layer, and a step of forming a light emitting layer containing a plurality of quantum dots.
  • a method for manufacturing a light emitting element including a step, a step of forming an electron transport layer, and a step of forming a cathode.
  • the electron transport layer has a plurality of inorganic nanoparticles having electron transport property and electron transport property.
  • the organic layer includes a plurality of the inorganic nanoparticles in a part thereof, and in the step of forming the electron transport layer, the interface of the organic layer on the light emitting layer side is filled with the quantum dots.
  • the plurality of first recesses formed are formed.
  • the contact area between the light emitting layer and the electron transporting layer is increased to transport electrons.
  • the efficiency of electron transport from the layer to the light emitting layer can be improved.
  • FIG. 5 is an enlarged schematic cross-sectional view of the vicinity of the organic layer of the light emitting device according to the first embodiment of the present invention. It is a flowchart for showing the manufacturing method of the light emitting device which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is a process sectional view for showing the manufacturing method of the light emitting device which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is another process sectional view for showing the manufacturing method of the light emitting device which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is another process sectional view for showing the manufacturing method of the light emitting device which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is another process sectional view for showing the manufacturing method of the light emitting device which concerns on Embodiment 1 of this invention.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the light emitting device 1 according to the present embodiment.
  • the light emitting device 1 according to the present embodiment includes a light emitting element 2 and an array substrate 3.
  • the light emitting device 1 has a structure in which each layer of the light emitting element 2 is laminated on an array substrate 3 on which a TFT (Thin Film Transistor) (not shown) is formed.
  • TFT Thin Film Transistor
  • the schematic cross-sectional view of the light emitting device 1 shows a schematic cross-sectional view of the light emitting device 1 at a position corresponding to FIG.
  • the "particle size” or the “average particle size” indicates the median value of the particle size.
  • the light emitting element 2 is provided with a hole transport layer 6, a light emitting layer 8, an electron transport layer 10, and a cathode 12 on the anode 4 in this order from the lower layer.
  • the anode 4 of the light emitting element 2 formed on the upper layer of the array substrate 3 is electrically connected to the TFT of the array substrate 3.
  • the anode 4 and the cathode 12 contain a conductive material and are electrically connected to the hole transport layer 6 and the electron transport layer 10, respectively.
  • the anode 4 contains a transparent material such as tin-doped indium oxide (ITO), zinc-doped indium oxide (IZO), aluminum-doped zinc oxide (AZO), gallium-doped zinc oxide (GZO), antimon-doped tin oxide (ATO), and the like. You may be. From the viewpoint of improving the efficiency of hole injection from the anode 4 to the hole transport layer 6, the anode 4 is preferably composed of the above-mentioned material having a relatively large work function.
  • ITO tin-doped indium oxide
  • IZO zinc-doped indium oxide
  • AZO aluminum-doped zinc oxide
  • GZO gallium-doped zinc oxide
  • ATO antimon-doped tin oxide
  • Cathode 12 Al, Ag, Ba, Yb , Ca, Li-Al alloy, Mg-Al alloy, Mg-Ag alloy, Mg-an In alloy preferably contains Al-Al 2 O 3 alloy.
  • the cathode 12 becomes a reflective electrode.
  • the cathode 12 is preferably composed of the above-mentioned material having a relatively small work function.
  • the anode 4 is a transparent electrode and the cathode 12 is a reflecting electrode.
  • the light emitting device 1 is a bottom emission type light emitting device that extracts the light from the light emitting layer 8 from the array substrate 3 side.
  • the array substrate 3 preferably includes a glass substrate having high translucency or the like.
  • the anode 4 may be a reflective electrode and the cathode 12 may be a transparent electrode.
  • the light emitting device 1 is a top emission type light emitting device that extracts the light from the light emitting layer 8 from the cathode 12 side.
  • the array substrate 3 may include a plastic substrate having low translucency or the like. It is preferable that the light emitting device 1 is a top emission type light emitting device from the viewpoint of improving the aperture ratio.
  • the hole transport layer 6 is a layer that transports holes from the anode 4 to the light emitting layer 8.
  • the material of the hole transport layer 6 may be an organic material or an inorganic material. When the material is an organic material, it preferably contains a conductive polymer material or the like.
  • the hole transport layer 6 is composed of, for example, poly [(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl) -co- (4,4'-(N- (4-sec-butylphenyl) diphenylamine)). (TFB) and the like may be included as a hole transport material.
  • the light emitting element 2 has a hole injection layer, which is a layer for transporting holes from the anode 4 to the hole transport layer 6, between the anode 4 and the hole transport layer 6. You may have it.
  • a hole injection layer for example, a composite of poly (3,4-ethylenedioxythiophene): polystyrene sulfonic acid (for example, PEDOT: PSS) or the like can be used.
  • PEDOT polystyrene sulfonic acid
  • the hole transport layer 6 alone can sufficiently supply holes from the anode 4 to the light emitting layer 8, it is not necessary to provide the hole injection layer as in the light emitting element 2 according to the present embodiment. Absent.
  • the light emitting layer 8 is a layer containing a plurality of quantum dots (semiconductor nanoparticles) 14.
  • the light emitting layer 8 may be a stack of several light emitting layers.
  • the quantum dots 14 in the light emitting layer 8 do not need to be regularly arranged as shown in FIG. 1, and the quantum dots 14 may be randomly included in the light emitting layer 8.
  • the film thickness of the light emitting layer 8 is preferably 2 to 100 nm.
  • the quantum dot 14 is a light emitting material that has a valence band level and a conduction band level, and emits light by recombination of holes in the valence band level and electrons in the conduction band level. Since the light emitted from the quantum dots 14 has a narrow spectrum due to the quantum confinement effect, it is possible to obtain light emission with a relatively deep chromaticity.
  • the material of the quantum dot 14 may be appropriately selected from the materials used in the art.
  • the material of the quantum dot 14 is Si; Se; a Ga-based material containing GaN, GaP, Ga 2 O 3 , and Ga 2 S 3 ; a Cd-based material containing Ge; CdS, CdSe, CdTe, and CdO; InP, InN, In 2 S 3 , InGaN, AlInN, AlGaInN, AgInS 2, CuInS 2, and In-based material comprising a CuInGa; ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnSeTe, and Zn based material containing ZnO; SnS, SnSe, and It is preferred that any Sn-based material containing SnTe; and Pb-based material containing PbS, PbSe, and PbTe; or a mixture thereof is included.
  • the quantum dot 14 preferably has a core / shell structure having, for example, a core and a shell which is an outer shell of the core. Further, from the viewpoint of improving the dispersibility of the quantum dots 14, it is preferable that the light emitting layer 8 further includes a ligand that coordinates-bonds with the outermost layer of the quantum dots 14.
  • the particle size of the quantum dots 14 is about 2 to 20 nm.
  • the wavelength of light emitted from the quantum dots 14 can be controlled by the particle size of the quantum dots 14. Therefore, by controlling the particle size of the quantum dots 14, the wavelength of the light emitted by the light emitting device 1 can be controlled.
  • the electron transport layer 10 is a layer that transports electrons from the cathode 12 to the light emitting layer 8.
  • the electron transport layer 10 includes an organic layer 16 having an electron transport property and a plurality of inorganic nanoparticles 18 having an electron transport property.
  • the interface of the organic layer 16 on the light emitting layer 8 side is the surface of the quantum dots 14 of the light emitting layer 8 on the cathode 12 side. Is formed along. Reflecting the shape of the quantum dots 14, the surface of the light emitting layer 8 on the cathode 12 side has a plurality of irregularities. Therefore, the organic layer 16 includes a first recess 20 filled with quantum dots 14 at the interface on the light emitting layer 8 side.
  • the organic layer 16 is in contact with the quantum dots 14 of the light emitting layer 8 at the first recess 20 at the interface on the light emitting layer 8 side. Therefore, the contact area between the quantum dots 14 and the organic layer 16 is wider than that in the case where the quantum dots 14 and the inorganic nanoparticles 18 are in direct contact with each other. That is, the contact area between the light emitting layer 8 and the electron transport layer 10 in the present embodiment is larger than that in the case where the electron transport layer 10 composed of only the inorganic nanoparticles 18 is formed on the light emitting layer 8 including the quantum dots 14. Become wider.
  • the organic layer 16 contains inorganic nanoparticles 18 as a part thereof.
  • the interface of the organic layer 16 on the cathode 12 side is formed along the surface of the inorganic nanoparticles 18 on the light emitting layer 8 side, as shown in FIG. Reflecting the shape of the inorganic nanoparticles 18, the surface of the inorganic nanoparticles 18 on the light emitting layer 8 side has a plurality of irregularities. Therefore, the organic layer 16 includes a second recess 22 filled with the inorganic nanoparticles 18 at the interface on the cathode 12 side.
  • the organic layer 16 is in contact with the inorganic nanoparticles 18 at the second recess 22 at the interface on the cathode 12 side. Therefore, the contact area between the organic layer 16 and the inorganic nanoparticles 18 is wider than the contact area when the nanoparticles are in contact with each other.
  • the difference between the energy level at the lower end of the conduction band of the electron transport material provided by the organic layer 16 and the energy level at the lower end of the conduction band of the core of the quantum dot 14 is preferably 1 eV or less. Therefore, the electron transporting material provided in the organic layer 16 is 1,3,5-tris (1-phenyl-1H-benzimidazol-2-yl) benzene, 3- (biphenyl-4-yl) -5-(.
  • the inorganic nanoparticles 18 are preferably nanoparticles containing a metal oxide containing at least one Zn, Mg, Ti, Si, Sn, W, Ta, Ba, Zr, Al, Y, or Hf. From the viewpoint of improving the electron mobility in the electron transport layer 10, for example, it is preferable to use nanoparticles containing ZnO as the inorganic nanoparticles 18.
  • the particle size of the inorganic nanoparticles 18 is preferably 2 nm or more and 30 nm or less. When the particle size of the inorganic nanoparticles 18 is 2 nm or more, the particle size of the inorganic nanoparticles 18 can be easily controlled. When the particle size of the inorganic nanoparticles 18 is 30 nm or less, the efficiency of electron injection from the cathode 12 to the electron transport layer 10 can be improved.
  • the thickness of the inorganic electron transport layer formed by the organic layer 16-free, that is, the inorganic nanoparticles 18 and composed only of the inorganic electron transport material is 20 nm or more and 100 nm or less. preferable. Further, the film thickness of the inorganic electron transport layer is more preferably 40 nm or more and 80 nm or less. When the film thickness of the inorganic electron transport layer is 20 nm or more, the inorganic electron transport layer has a sufficient function of blocking holes transported from the anode 4 to the light emitting layer 8 so as not to be transported to the cathode 12 side. Can be prepared for.
  • the film thickness of the inorganic electron transport layer is 40 nm or more from the viewpoint of improving the efficiency of electron injection from the cathode 12 to the electron transport layer 10. Further, when the film thickness of the inorganic electron transport layer is 100 nm or less, it contributes to the reduction of the resistance of the entire light emitting element 2 and the luminous efficiency is further improved.
  • the light emitting element 2 further includes an electron block layer between the hole transport layer 6 and the light emitting layer 8 having a function of inhibiting the transport of electrons from the light emitting layer 8 to the hole transport layer 6. May be. Similarly, the light emitting element 2 further provides a hole block layer between the light emitting layer 8 and the electron transport layer 10 having a function of inhibiting the transport of holes from the light emitting layer 8 to the electron transport layer 10. You may have. When the light emitting element 2 includes an electron block layer or a hole block layer, the probability of recombination of electrons and holes in the light emitting layer 8 can be increased, and the luminous efficiency can be improved.
  • the light emitting device 1 may include a sealing member for sealing the above-mentioned light emitting element 2.
  • the sealing member preferably has a concave shape that covers the upper surface of the cathode 12 of the light emitting element 2 and the side surface of the light emitting element 2 from the anode 4 to the cathode 12, and may be adhered to the array substrate 3. ..
  • the electron transport layer 10 is an organic layer between the interface on the cathode 12 side of the light emitting layer 8 containing the quantum dots 14 and the interface on the anode 4 side of the electron transport layer 10 containing the inorganic nanoparticles 18.
  • FIG. 3 is a flowchart for explaining the manufacturing method of the light emitting device 1 according to the present embodiment.
  • 4 to 6 are process cross-sectional views for explaining a manufacturing method of the light emitting device 1 based on the flowchart of FIG. 3, and show a cross-sectional view at a position corresponding to the schematic cross-sectional view of FIG.
  • the manufacturing method of the light emitting device 1 according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 6.
  • step S1 the array substrate 3, the anode 4, and the hole transport layer 6 are formed in this order.
  • step S1 the step of forming the array substrate 3, the anode 4, and the hole transport layer 6, a conventionally known method may be adopted.
  • the array substrate 3 may be formed by, for example, forming a TFT on a transparent glass substrate.
  • the anode 4 may be formed on the array substrate 3 by sputtering, film vapor deposition, vacuum vapor deposition, physical vapor deposition (PVD), or the like. Specifically, for example, the anode 4 may be formed by forming an ITO film having a film thickness of 100 nm by sputtering.
  • the hole transport layer 6 may be formed on the anode 4 by a sputtering method, a vacuum vapor deposition method, a physical vapor phase method, a spin coating method, an inkjet method, or the like.
  • a TFB film having a film thickness of 40 nm may be formed as the hole transport layer 6 by applying the TFB solution by spin coating and then volatilizing the solvent of the TFB solution by heating.
  • the hole injection layer is placed on the anode 4 by the same method as the method for forming the hole transport layer 6, following the step of forming the anode 4. It may be formed.
  • a PEDOT PEDOT
  • PSS solution is applied by spin coating, and then the solvent of the PEDOT; PSS solution is volatilized by heating to form a PEDOT; PSS film having a thickness of 40 nm as a hole injection layer. May be good.
  • the light emitting layer 8 is formed by laminating the quantum dots 14 on the hole transport layer 6 (step S2).
  • the light emitting layer 8 may be formed by coating a solution in which quantum dots 14 are dispersed in a solvent such as hexane or toluene by a spin coating method or an inkjet method.
  • a dispersion material such as thiol or amine may be mixed with the solution.
  • a photosensitive resin may be added to the solution, and the applied solution may be patterned by applying a photolithography method.
  • a solution containing ZnSe-based quantum dots 14 is applied by spin coating, and then the solvent of the solution of the quantum dots 14 is volatilized by heating to form a light emitting layer having a film thickness of 30 nm. May be good.
  • the temperature of the solution of the quantum dots 14 when heated is 60 degrees Celsius or more and 150 degrees Celsius or less. preferable.
  • the electron transport layer 10 is formed.
  • the organic layer 16 is first formed on the laminated quantum dots 14 (step S3).
  • the organic layer 16 is preferably formed by a spin coating method, an inkjet method, a vacuum vapor deposition method, or the like.
  • the TPBi solution may be applied by spin coating.
  • the organic layer 16 is formed so as to crawl on the unevenness of the surface of the quantum dots 14 formed on the upper surface of the light emitting layer 8.
  • the first recess 20 filled with the quantum dots 14 is formed at the interface of the organic layer 16 on the light emitting layer 8 side.
  • the viscosity of the electron transport material of the organic layer 16 is preferably 0.2 cP or more and 10 cP or less.
  • the viscosity of the electron-transporting material of the organic layer 16 is 0.2 cP or more, it is possible to prevent the material from being scattered too much by spin coating, and it is possible to reduce the extremely thin film thickness of the organic layer 16.
  • the viscosity of the electron transport material of the organic layer 16 is 10 cP or less, the organic layer 16 can be formed more reliably along the unevenness of the surface of the quantum dots 14, and the light emitting layer can be formed more reliably. It is possible to increase the contact area between the 8 and the electron transport layer 10.
  • the inorganic nanoparticles 18 are applied onto the organic layer 16 (step S4).
  • the inorganic nanoparticles 18 are preferably applied by a spin coating method, an inkjet method, or the like. Specifically, for example, a solution containing ZnO nanoparticles as inorganic nanoparticles 18 may be applied by spin coating.
  • a part of the inorganic nanoparticles 18 is sunk into the organic layer 16 with the application of the inorganic nanoparticles 18.
  • a second recess 22 filled with the inorganic nanoparticles 18 is formed at the interface of the organic layer 16 on the opposite side of the light emitting layer 8.
  • the fact that the viscosity of the electron transporting material of the organic layer 16 is 10 cP or less means that the organic layer 16 is formed more reliably along the unevenness of the surface of the inorganic nanoparticles 18, and the organic layer 16 and the inorganic nanoparticles are formed more reliably. It is also preferable from the viewpoint of expanding the contact area with the particles 18.
  • the organic layer 16 and the inorganic nanoparticles 18 are heated together to form the electron transport layer 10 (step S5).
  • the heating temperature of the organic layer 16 and the inorganic nanoparticles 18 is preferably 60 degrees Celsius or more and 150 degrees Celsius or less, similar to the heating temperature of the solution of the quantum dots 14. As a result, the temperature is sufficient to volatilize the solvent of each solution of the electron transport material of the organic layer 16 and the inorganic nanoparticles 18 while reducing the deterioration of not only the organic layer 16 but also the quantum dots 14 in the lower layer. Can be secured.
  • the applied TPBi solution and the ZnO nanoparticle solution were heated to volatilize the solvent of each solution to provide a TPBi film having a thickness of 5 nm and a ZnO nanoparticle film having a thickness of 50 nm.
  • the electron transport layer 10 may be formed.
  • the inorganic nanoparticles 18 are applied and the organic layers 16 and the inorganic nanoparticles 18 are heated together before volatilizing the solvent of the solution of the electron transport material of the organic layer 16. By doing so, it is preferable to form the electron transport layer 10. With the above configuration, a part of the inorganic nanoparticles 18 is efficiently embedded in the organic layer 16, the second recess 22 is formed more efficiently, and the contact area between the organic layer 16 and the inorganic nanoparticles 18 is made wider. It is possible.
  • the present invention is not limited to this, and the solution of the inorganic nanoparticles 18 may be applied after the solution of the electron transport material of the organic layer 16 is applied, and then the solvent of the solution is volatilized. .. Also in this case, as described above, the organic layer 16 is softer than the inorganic nanoparticles 18, and a second recess 22 can be formed because a part of the inorganic nanoparticles 18 sinks into the organic layer 16. It is possible.
  • the cathode 12 is formed (step S6).
  • the cathode 12 may be formed by sputtering, film deposition, vacuum deposition, physical vapor phase method, or the like. Specifically, for example, the cathode 12 may be formed by forming an Al film having a film thickness of 100 nm by vacuum vapor deposition.
  • the light emitting device 1 is manufactured.
  • a step of forming the sealing member may be further carried out.
  • the sealing member may be formed, for example, by applying an epoxy-based adhesive in a nitrogen atmosphere.
  • the light emitting element 2 includes an organic layer 16 partially containing the inorganic nanoparticles 18 between the quantum dots 14 of the light emitting layer 8 and the inorganic nanoparticles 18 of the electron transport layer 10. Therefore, the probability that the quantum dots 14 of the light emitting layer 8 and the inorganic nanoparticles 18 of the electron transport layer 10 come into direct contact with each other can be greatly reduced. Further, even when the quantum dots 14 and the inorganic nanoparticles 18 are in direct contact with each other, the contact area between the quantum dots 14 and the inorganic nanoparticles 18 can be significantly reduced by the above configuration.
  • the organic layer 16 is provided with a first recess 20 filled with quantum dots 14 at the interface on the light emitting layer 8 side. Therefore, the quantum dots 14 of the light emitting layer 8 and the organic layer 16 are in contact with each other along the surface of the first recess 20.
  • the light emitting device 2 has a contact area between the light emitting layer 8 and the electron transport layer 10 as compared with a light emitting device having a structure in which the quantum dots 14 and the inorganic nanoparticles 18 are in direct contact with each other. Increases. Therefore, the efficiency of electron transport from the electron transport layer 10 to the light emitting layer 8 is increased, which in turn leads to an improvement in the luminous efficiency of the light emitting element 2.
  • an inorganic electron transport layer containing inorganic nanoparticles or the like has a higher electron mobility than an organic electron transport layer containing an organic electron transport material. Therefore, in the light emitting device 2 according to the present embodiment, the efficiency of electron transport in the electron transport layer 10 is improved as compared with the case where the electron transport layer 10 is composed of only the organic layer 16.
  • the organic layer 16 also includes a second recess 22 filled with the inorganic nanoparticles 18 at the interface on the cathode 12 side. Therefore, the organic layer 16 and the inorganic nanoparticles 18 are in contact with each other along the surface of the second recess 22.
  • the light emitting device 2 can efficiently increase the contact area between the organic layer 16 and the inorganic nanoparticles 18. Therefore, the efficiency of electron transport in the electron transport layer 10 is increased, which in turn leads to improvement of the luminous efficiency of the light emitting element 2.
  • d1 is 1 nm or more and 50 nm or less.
  • d1 is 1 nm or more, the direct contact between the quantum dots 14 and the inorganic nanoparticles 18 is more reliably reduced, and the contact area between the light emitting layer 8 and the electron transport layer 10 is efficiently increased. Can be done.
  • d1 is 50 nm or less, it contributes to the reduction of the resistance of the entire light emitting element 2 and the luminous efficiency is further improved.
  • d1 of 1 nm or more is preferable from the viewpoint of improving the flatness of the interface between the light emitting layer 8 and the electron transport layer 10.
  • the high flatness of the interface between the light emitting layer 8 and the electron transport layer 10 increases the efficiency of electron transport from the electron transport layer 10 to the light emitting layer 8, which in turn leads to an improvement in the luminous efficiency of the light emitting element 2.
  • the average particle size of the quantum dots 14 is d2, and the average particle size of the inorganic nanoparticles 18 is d3.
  • d1 preferably has a value of (d2 + d3) / 2 or more. That is, it is preferable that the film thickness d1 of the organic layer 16 is equal to or larger than the average value of the average particle size d2 of the quantum dots 14 and the average particle size d3 of the inorganic nanoparticles 18.
  • the contact area between the light emitting layer 8 and the electron transport layer 10 can be efficiently increased.
  • the light emitting element 2 according to the present embodiment in the light emitting device 1, it is possible to provide a light emitting device having improved luminous efficiency.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the light emitting device 1 according to the present embodiment.
  • the light emitting device 1 according to the present embodiment may have the same configuration as the light emitting device 1 according to the previous embodiment, except that the configuration of the electron transport layer 10 is different.
  • the electron transport layer 10 includes an organic layer 16 and a plurality of inorganic nanoparticles 18 as in the electron transport layer 10 according to the previous embodiment.
  • the electron transport layer 10 includes a plurality of inorganic nanoparticles 18 contained in the organic layer 16. That is, in the present embodiment, the organic layer 16 contains the inorganic nanoparticles 18 between the interface on the light emitting layer 8 side and the interface on the cathode 12 side.
  • the organic layer 16 is in contact with the cathode 12 at the interface on the cathode 12 side.
  • the organic layer 16 may be in contact with the cathode 12 at the entire interface on the cathode 12 side. Therefore, as compared with the organic layer 16 according to the previous embodiment, the organic layer 16 according to the present embodiment is provided with the first recess 20 at the interface on the light emitting layer 8 side, while the interface on the cathode 12 side is provided with the first recess 20.
  • the second recess 22 may not be provided.
  • the present invention is not limited to this, and in the present embodiment, the inorganic nanoparticles 18 and the cathode 12 may be in contact with each other as long as at least a part of the organic layer 16 is in contact with the cathode 12.
  • the light emitting device 1 according to the present embodiment may be formed by the same method as the light emitting device 1 according to the previous embodiment except for the step of forming the electron transport layer 10.
  • the step of forming the electron transport layer 10 according to the present embodiment is carried out by applying a solution in which the material of the organic layer 16 and the inorganic nanoparticles 18 are mixed, and then heating the solution.
  • the light emitting element 2 according to the present embodiment includes the inorganic nanoparticles 18 in the organic layer 16. Therefore, the contact area between the organic layer 16 and the inorganic nanoparticles 18 is further expanded, and the efficiency of electron transport between the organic layer 16 and the inorganic nanoparticles 18 is further improved.
  • the organic layer 16 according to the present embodiment is in contact with the cathode 12 at the interface on the cathode 12 side. Therefore, the contact area between the electron transport layer 10 and the cathode 12 is increased, and the efficiency of electron transport from the cathode 12 to the electron transport layer 10 is improved.
  • the above configuration improves the flatness of the electron transport layer 10 on the cathode 12 side. Therefore, the uneven position of the contact area between the electron transport layer 10 and the cathode 12 is reduced, and the surface uniformity of the light emission of the light emitting element 2 is improved.
  • the electron transport layer 10 is formed from a solution in which the material of the organic layer 16 and the inorganic nanoparticles 18 are mixed. Therefore, the step of applying the material for forming the electron transport layer 10 can be omitted by one step as compared with the previous embodiment, which leads to simplification of the manufacturing step or reduction of the manufacturing cost.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the light emitting device 1 according to the present embodiment.
  • the light emitting device 1 according to the present embodiment may have the same configuration as the light emitting device 1 according to the previous embodiment, except that the configuration of the electron transport layer 10 is different.
  • the electron transport layer 10 includes an organic layer 16 and a plurality of inorganic nanoparticles 18 as in the electron transport layer 10 according to the previous embodiment, and the electron transport layer 10 is contained in the organic layer 16. It comprises a plurality of contained inorganic nanoparticles 18.
  • the organic layer 16 does not come into contact with the cathode 12 as compared with the previous embodiment.
  • the contact between the electron transport layer 10 and the cathode 12 is established by the contact of the inorganic nanoparticles 18 with the cathode 12.
  • the interface of the organic layer 16 on the cathode 12 side is along the surface of some of the inorganic nanoparticles 18. It is formed. Therefore, the organic layer 16 is provided with a second recess 22 filled with the inorganic nanoparticles 18 at the interface on the cathode 12 side, similarly to the organic layer 16 according to the first embodiment.
  • the light emitting device 1 according to the present embodiment may be formed by the same method as the light emitting device 1 according to the previous embodiment except for the step of forming the electron transport layer 10.
  • the step of forming the electron transport layer 10 according to the present embodiment following the application and heating of a solution in which the material of the organic layer 16 and the inorganic nanoparticles 18 are mixed, the solution containing only the inorganic nanoparticles 18 is applied and heated. It is carried out by.
  • the light emitting device 2 includes a layer made of only an inorganic electron transport material in the electron transport layer 10 while the organic layer 16 contains a part of inorganic nanoparticles 18. Therefore, the contact area between the light emitting layer 8 and the electron transport layer 10 is increased to improve the efficiency of electron transport from the electron transport layer 10 to the light emitting layer 8, while improving the efficiency of electron transport in the electron transport layer 10. can do.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of the light emitting device 1 according to the present embodiment.
  • the light emitting device 1 according to the present embodiment is different from the light emitting device 1 according to the first embodiment in that the light emitting element 2 is upside down. That is, the light emitting device 1 according to the present embodiment includes an array substrate 3, a cathode 12, an electron transport layer 10, a light emitting layer 8, a hole transport layer 6, and an anode 4 in this order from the lower layer.
  • the light emitting element 2 is further provided with the cathode 12 side of the inorganic nanoparticles 18 and the organic layer 16 in contact with the cathode 12 as compared with the light emitting element 2 according to the first embodiment.
  • the configuration is different. Therefore, the organic layer 16 in contact with the cathode 12 is provided with a third recess 24 filled with the inorganic nanoparticles 18 at the interface on the light emitting layer 8 side.
  • the light emitting device 1 according to the present embodiment has the same configuration as the light emitting device 1 according to the first embodiment.
  • the material of each layer of the light emitting device 1 according to the present embodiment may be the same as the material of each layer of the light emitting device 1 according to each of the above-described embodiments.
  • the steps of forming each layer are carried out in the order of the cathode 12, the electron transport layer 10, the light emitting layer 8, the hole transport layer 6, and the anode 4. It may be manufactured by.
  • each layer is coated and heated in the order of the organic layer 16 in contact with the cathode 12, the inorganic nanoparticles 18, and the organic layer 16 in contact with the light emitting layer 8.
  • the method of applying the material of each layer and the heating conditions may be the same as the method of applying the material of each layer and the heating conditions described in each of the present embodiments described above.
  • a part of the inorganic nanoparticles 18 is embedded in the organic layer 16 in contact with the cathode 12, and the light emitting layer 8 side of the organic layer 16 in contact with the cathode 12 is filled with the inorganic nanoparticles 18.
  • 3 recesses 24 are formed.
  • the organic layer 16 is formed so as to crawl on the unevenness of the surface of the inorganic nanoparticles 18.
  • a second recess 22 filled with the inorganic nanoparticles 18 is formed at the interface of the organic layer 16 on the cathode 12 side.
  • the organic layer 16 is more flexible. Therefore, by applying the solution containing the quantum dots 14 after the step of forming the electron transport layer 10 described above, a part of the quantum dots 14 is embedded in the organic layer 16. As a result, the first recess 20 filled with the quantum dots 14 is formed at the interface on the cathode 12 side of the organic layer 16 in contact with the light emitting layer 8.
  • the material of the organic layer 16 in contact with the cathode 12 is applied, and then the inorganic nanoparticles 18 are applied, and the material of the organic layer 16 and the inorganic material are applied. It is preferable to heat the nanoparticles 18 together. That is, in the process of forming the electron transport layer 10 according to the present embodiment, it is preferable to perform a step of applying a solution containing the inorganic nanoparticles 18 before volatilizing the solvent of the solution of the material of the organic layer 16 in contact with the cathode 12. .. As a result, the inorganic nanoparticles 18 can easily enter the organic layer 16, and the third recess 24 can be formed more effectively.
  • the material of the organic layer 16 in contact with the cathode 12 and the inorganic nanoparticles 18 are coated and heated, and then the organic layer in contact with the light emitting layer 8 is applied. It is preferable to apply only 16 materials. That is, in the process of forming the electron transport layer 10 according to the present embodiment, it is preferable to perform the step of applying the solution containing the quantum dots 14 before volatilizing the solvent of the solution of the material of the organic layer 16 in contact with the light emitting layer 8. .. As a result, the quantum dots 14 can easily enter the organic layer 16, and the first recess 20 can be formed more effectively.
  • the contact area between the light emitting layer 8 and the electron transport layer 10 and the organic layer 16 and the inorganic layer in contact with the light emitting layer 8 are also similar to the light emitting element 2 according to each of the above-described embodiments.
  • the contact area with the nanoparticles 18 is improved. Therefore, like the light emitting element 2 according to the present embodiment, the efficiency of electron transport from the light emitting layer 8 to the electron transport layer 10 and the efficiency of electron transport from the light emitting element 2 having the reverse structure having the cathode 12 on the array substrate 3 side, and , The effect of improving the efficiency of electron transport in the electron transport layer 10 can be obtained.
  • the electron transport layer 10 includes an organic layer 16 having a third recess 24 filled with inorganic nanoparticles 18 at the interface on the light emitting layer side, which is in contact with the cathode 12 at the interface on the cathode 12 side. .. Therefore, the contact area between the electron transport layer 10 and the cathode 12 and the contact area between the organic layer 16 in contact with the cathode 12 and the inorganic nanoparticles 18 are improved. Therefore, the light emitting device 2 according to the present embodiment has an effect of improving the efficiency of electron transport from the cathode 12 to the electron transport layer 10 and the efficiency of electron transport in the electron transport layer 10.
  • the step of forming the anode 4 is carried out after the step of forming another layer of the light emitting element 2. Therefore, even when a metal material containing Al or the like, which is easily oxidized in the process of forming another layer of the light emitting element 2, is used as the anode 4, the oxidation of the anode 4 is reduced, and thus the light emitting element. 2 Contributes to the improvement of overall durability.
  • the configuration in which the electron transport layer 10 has the organic layers 16 individually on both the light emitting layer 8 side and the cathode 12 side of the inorganic nanoparticles 18 is given as an example.
  • the electron transport layer 10 is not limited to this, and includes a layer of organic layer 16 in contact with both the light emitting layer 8 and the cathode 12, and inorganic nanoparticles 18 in the organic layer 16. May be.
  • the electron transport layer 10 may be formed by applying a solution in which the material of the organic layer 16 and the inorganic nanoparticles 18 are mixed, and then heating the solution. With the above configuration, the electron transport layer 10 can be formed by one coating and heating, which leads to further simplification of the manufacturing process or reduction of manufacturing cost.
  • the configuration in which the light emitting device 1 includes only one light emitting element 2 has been described as an example.
  • the light emitting device 1 may include a plurality of light emitting elements 2.
  • one of the electrodes of the anode 4 and the cathode 12 formed on the array substrate 3 side may be individually formed for each light emitting element 2, and the other electrode may be formed on the plurality of light emitting elements 2. It may be formed in common. Further, the electrodes individually formed for each light emitting element 2 may be individually driven by the TFT of the array substrate 3, and the light emitting elements 2 may individually emit light. As a result, the light emitting device 1 can be configured as a display device. Further, the hole transport layer 6 and the electron transport layer 10 may also be formed individually for each light emitting element 2, or may be formed in common for a plurality of light emitting elements 2.
  • the light emitting device 1 includes a plurality of light emitting elements 2, at least one light emitting element 2 may emit light having a wavelength different from that of the other light emitting elements 2, that is, light having a different color. ..
  • the light emitting layer 8 may be formed individually for each light emitting element 2, and the wavelength of the light emitted by the quantum dots 14 of the light emitting layer 8 may be different from each other in each of the light emitting elements 2. Good.
  • the light emitting device 1 may include, as the light emitting element 2, a red light emitting element that emits red light, a green light emitting element that emits green light, and a blue light emitting element that emits blue light.
  • a light emitting device 1 capable of emitting white light can be configured.
  • the light emitting device 1 can be configured as a display device capable of color display.

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Abstract

発光素子（２）は、陽極（４）と、正孔輸送層（６）と、複数の量子ドット（１４）を含む発光層（８）と、電子輸送層（１０）と、陰極（１２）とをこの順に備える。前記電子輸送層は、電子輸送性を有する複数の無機ナノ粒子（１８）と、電子輸送性を有する有機層（１６）とを備える。該有機層は、一部に複数の前記無機ナノ粒子を含み、かつ、前記発光層側の界面に、前記量子ドットによって充填された複数の第１凹部（２０）を備える。

Description

発光素子、発光デバイス、発光素子の製造方法
　本発明は量子ドットを含む発光素子、および当該発光素子を備えた発光デバイスに関する。
　特許文献１には、発光層に量子ドットを、電子輸送層に無機ナノ粒子を備えた発光素子が記載されている。
日本国公表特許公報「特表２０１８－５１７２４７」
　特許文献１が開示する発光素子において、発光層と電子輸送層とは、発光層の量子ドットと、電子輸送層の無機ナノ粒子との接触により、互いに接触する。ゆえに、発光層と電子輸送層との接触は、ナノ粒子同士の接触となり、互いの接触面積が小さくなるため、電子輸送層から発光層への電子輸送の効率が低くなる。
　上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る発光素子は、陽極と、正孔輸送層と、複数の量子ドットを含む発光層と、電子輸送層と、陰極とをこの順に備えた発光素子であって、前記電子輸送層は、電子輸送性を有する複数の無機ナノ粒子と、電子輸送性を有する有機層とを備え、該有機層は、一部に複数の前記無機ナノ粒子を含み、かつ、前記発光層側の界面に、前記量子ドットによって充填された複数の第１凹部を備える。
　また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る発光素子の製造方法は、陽極の形成工程と、正孔輸送層の形成工程と、複数の量子ドットを含む発光層の形成工程と、電子輸送層の形成工程と、陰極の形成工程とを備えた発光素子の製造方法であって、前記電子輸送層は、電子輸送性を有する複数の無機ナノ粒子と、電子輸送性を有する有機層とを備え、該有機層は、一部に複数の前記無機ナノ粒子を含み、前記電子輸送層の形成工程において、前記有機層の前記発光層側の界面に、前記量子ドットによって充填された複数の第１凹部を形成する。
　本発明の一態様によれば、量子ドットを含む発光層と、無機ナノ粒子を含む電子輸送層とを備えた発光素子において、発光層と電子輸送層との接触面積を増大させて、電子輸送層から発光層への電子輸送の効率を改善できる。
本発明の実施形態１に係る発光デバイスの概略断面図である。 本発明の実施形態１に係る発光デバイスの有機層の付近を拡大した概略断面図である。 本発明の実施形態１に係る発光デバイスの製造方法を示すためのフローチャート図である。 本発明の実施形態１に係る発光デバイスの製造方法を示すための工程断面図である。 本発明の実施形態１に係る発光デバイスの製造方法を示すための他の工程断面図である。 本発明の実施形態１に係る発光デバイスの製造方法を示す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断面図である。 本発明の実施形態３に係る発光デバイスの概略断面図である。 本発明の実施形態３に係る発光デバイスの有機層の付近を拡大した概略断面図である。 本発明の実施形態４に係る発光デバイスの概略断面図である。
　〔実施形態１〕
　図１は、本実施形態に係る発光デバイス１の概略断面図である。図１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２からアレイ基板３への方向を「下方向」、発光素子２のアレイ基板３から発光素子２への方向を「上方向」として記載する。また、本明細書において、発光デバイス１の概略断面図とは、図１と対応する位置における、発光デバイス１の概略断面図を示す。また、本明細書において、「粒径」あるいは「平均粒径」とは、粒径の中央値を示す。
　発光素子２は、陽極４上に、正孔輸送層６と、発光層８と、電子輸送層１０と、陰極１２とを、下層からこの順に備える。アレイ基板３の上層に形成された発光素子２の陽極４は、アレイ基板３のＴＦＴと電気的に接続されている。
　以下、発光素子２の各層の構成について、より詳細に説明する。
　陽極４および陰極１２は導電性材料を含み、それぞれ、正孔輸送層６および電子輸送層１０と電気的に接続されている。
　陽極４は、スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、亜鉛ドープ酸化インジウム（ＩＺＯ）、アルミニウムドープ酸化亜鉛（ＡＺＯ）、ガリウムドープ酸化亜鉛（ＧＺＯ）、アンチモンドープ酸化スズ（ＡＴＯ）等の、透明な材料を含んでいてもよい。陽極４から正孔輸送層６への正孔注入の効率を改善する観点から、陽極４は、上述した、比較的仕事関数が大きな材料にて構成されることが好ましい。
　陰極１２は、Ａｌ、Ａｇ、Ｂａ、Ｙｂ、Ｃａ、Ｌｉ－Ａｌ合金、Ｍｇ－Ａｌ合金、Ｍｇ－Ａｇ合金、Ｍｇ－Ｉｎ合金、Ａｌ－Ａｌ２Ｏ３合金等を含むことが好ましい。この場合、陰極１２は反射電極となる。陰極１２から電子輸送層１０への電子注入の効率を改善する観点から、陰極１２は、上述した、比較的仕事関数が小さな材料にて構成されることが好ましい。
　上述したように、本実施形態において、例えば、陽極４は透明電極であり、陰極１２が反射電極である。この場合、発光デバイス１は、発光層８からの光をアレイ基板３側から取り出す、ボトムエミッション型の発光デバイスとなる。この場合、アレイ基板３は、透光性の高いガラス基板等を含むことが好ましい。
　なお、これに限られず、本実施形態において、例えば、陽極４が反射電極であり、陰極１２が透明電極であってもよい。この場合、発光デバイス１は、発光層８からの光を陰極１２側から取り出す、トップエミッション型の発光デバイスとなる。この場合、アレイ基板３は、透光性の低いプラスチック基板等を含んでいてもよい。発光デバイス１がトップエミッション型の発光デバイスであることは、開口率を向上させる観点から好ましい。
　正孔輸送層６は、陽極４からの正孔を発光層８へと輸送する層である。正孔輸送層６の材料は、有機材料であってもよく、無機材料であってもよい。当該材料が有機材料である場合、導電性の高分子材料等を含んでいることが好ましい。正孔輸送層６は、例えば、ポリ［（９，９－ジオクチルフルオレニル－２，７－ジイル）－ｃｏ－（４，４‘－（Ｎ－（４－ｓｅｃ－ブチルフェニル)ジフェニルアミン））（ＴＦＢ）等を、正孔輸送材料として含んでいてもよい。
　なお、本実施形態において、発光素子２は、陽極４と正孔輸送層６との間に、陽極４からの正孔を正孔輸送層６へと輸送する層である、正孔注入層を備えていてもよい。正孔注入層の材料としては、例えば、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）：ポリスチレンスルホン酸の複合物（例えば、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）等を用いることができる。ただし、正孔輸送層６のみにて、正孔を陽極４から発光層８に十分供給できる場合には、本実施形態に係る発光素子２のように、正孔注入層を設けなくても構わない。
　発光層８は、複数の量子ドット（半導体ナノ粒子）１４を含む層である。発光層８は、数層の発光層が積層したものであってもよい。ここで、発光層８における量子ドット１４は、図１に示すように、規則正しく配置されている必要はなく、量子ドット１４は無秩序に発光層８に含まれていてもよい。発光層８の膜厚は、２～１００ｎｍが好ましい。
　量子ドット１４は、価電子帯準位と伝導帯準位とを有し、価電子帯準位の正孔と伝導帯準位の電子との再結合によって発光する発光材料である。量子ドット１４からの発光は、量子閉じ込め効果により狭いスペクトルを有するため、比較的深い色度の発光を得ることが可能である。
　量子ドット１４の材料は、当該分野において利用される材料から適宜選択されてもよい。例えば、量子ドット１４の材料は、Ｓｉ；Ｓｅ；ＧａＮ、ＧａＰ、Ｇａ２Ｏ３、および、Ｇａ２Ｓ３を含むＧａ系材料；Ｇｅ；ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、およびＣｄＯを含むＣｄ系材料；ＩｎＰ、ＩｎＮ、Ｉｎ２Ｓ３、ＩｎＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＧａＩｎＮ、ＡｇＩｎＳ２、ＣｕＩｎＳ２、およびＣｕＩｎＧａを含むＩｎ系材料；ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＺｎＳｅＴｅ、およびＺｎＯを含むＺｎ系材料；ＳｎＳ、ＳｎＳｅ、およびＳｎＴｅを含むＳｎ系材料；ならびにＰｂＳ、ＰｂＳｅ、およびＰｂＴｅを含むＰｂ系材料；または、これらの混合物のいずれかが含まれることが好ましい。
　発光素子２の外部量子効率を改善する観点から、量子ドット１４は、例えば、コアと、当該コアの外殻であるシェルとを有する、コア／シェル構造を備えていることが好ましい。また、量子ドット１４の分散性を改善する観点から、発光層８は、さらに、量子ドット１４の最外層と配位結合するリガンドを備えていることが好ましい。
　量子ドット１４の粒径は２～２０ｎｍ程度である。量子ドット１４からの発光の波長は、量子ドット１４の粒径によって制御することができる。このため、量子ドット１４の粒径を制御することにより、発光デバイス１が発する光の波長を制御できる。
　電子輸送層１０は、陰極１２からの電子を発光層８へと輸送する層である。本実施形態において、電子輸送層１０は、電子輸送性を有する有機層１６と、電子輸送性を有する複数の無機ナノ粒子１８とを備える。
　本実施形態において、図１における有機層１６の付近を拡大して示す図２を参照すると、有機層１６の発光層８側の界面は、発光層８の量子ドット１４の、陰極１２側の表面に沿って形成される。量子ドット１４の形状を反映し、発光層８の陰極１２側の表面は、複数の凹凸を有している。このため、有機層１６は、発光層８側の界面に、量子ドット１４によって充填された第１凹部２０を備える。
　すなわち、有機層１６は、発光層８側の界面に有する第１凹部２０において、発光層８の量子ドット１４と接する。このため、量子ドット１４と有機層１６との接触面積は、量子ドット１４と無機ナノ粒子１８とが直接接触する場合と比較して広くなる。すなわち、本実施形態における発光層８と電子輸送層１０との接触面積は、量子ドット１４を含む発光層８上に、無機ナノ粒子１８のみからなる電子輸送層１０を形成する場合と比較して広くなる。
　さらに、有機層１６は、その一部に、無機ナノ粒子１８を含んでいる。特に、本実施形態において、有機層１６の陰極１２側の界面は、図２に示すように、無機ナノ粒子１８の、発光層８側の表面に沿って形成される。無機ナノ粒子１８の形状を反映し、無機ナノ粒子１８の発光層８側の表面は、複数の凹凸を有している。このため、有機層１６は、陰極１２側の界面に、無機ナノ粒子１８によって充填された第２凹部２２を備える。
　すなわち、有機層１６は、陰極１２側の界面に有する第２凹部２２において、無機ナノ粒子１８と接する。このため、有機層１６と無機ナノ粒子１８との接触面積は、ナノ粒子同士が接触する場合における接触面積と比較して広くなる。
　有機層１６が備えた電子輸送材料の伝導帯下端のエネルギー準位と、量子ドット１４のコアの伝導帯下端のエネルギー準位との差は、１ｅＶ以下であることが好ましい。このため、有機層１６が備えた電子輸送材料が、１，３，５－トリス（１－フェニル－１Ｈ－ベンゾイミダゾール－２－イル）ベンゼン、３－（ビフェニル－４－イル）－５－（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－４－フェニル－４Ｈ－１，２，４－トリアゾール、バソフェナントロリン、および、トリス（２，４，６－トリメチル－３－（ピリジン－３－イル）フェニル）ボランからなる群のうち、少なくとも一つを含むことが好ましい。上記構成により、発光素子２の駆動電圧を低減でき、あるいは、電子輸送層１０から発光層８への電子の注入効率を改善することができる。
　無機ナノ粒子１８は、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｗ、Ｔａ、Ｂａ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｙ、または、Ｈｆを少なくとも一つ含んだ金属酸化物を含むナノ粒子であることが好ましい。電子輸送層１０における電子移動度を向上させる観点から、無機ナノ粒子１８には、例えば、ＺｎＯを含むナノ粒子を採用することが好ましい。
　無機ナノ粒子１８の粒径は、２ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることが好ましい。無機ナノ粒子１８の粒径が２ｎｍ以上であることにより、無機ナノ粒子１８の粒径の制御が容易となる。無機ナノ粒子１８の粒径が３０ｎｍ以下であることにより、陰極１２から電子輸送層１０への電子注入の効率を改善できる。
　電子輸送層１０において、有機層１６を含まない層、すなわち、無機ナノ粒子１８によって形成され、無機の電子輸送材料のみからなる、無機電子輸送層の膜厚は、２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましい。また、当該無機電子輸送層の膜厚は、４０ｎｍ以上８０ｎｍ以下であることがより好ましい。無機電子輸送層の膜厚が、２０ｎｍ以上であることにより、無機電子輸送層が、陽極４から発光層８に輸送された正孔を、陰極１２側に輸送されないようにブロックする機能を、十分に備えることができる。また、無機電子輸送層の膜厚が４０ｎｍ以上であることは、陰極１２から電子輸送層１０への電子注入の効率を改善する観点からも好ましい。また、無機電子輸送層の膜厚が、１００ｎｍ以下であることにより、発光素子２全体の抵抗の低減に寄与し、発光効率がより改善される。
　なお、発光素子２は、さらに、正孔輸送層６と発光層８との間に、発光層８から正孔輸送層６への電子の輸送を阻害する機能を備えた、電子ブロック層を備えていてもよい。同様に、発光素子２は、さらに、発光層８と電子輸送層１０との間に、発光層８から電子輸送層１０への正孔の輸送を阻害する機能を備えた、正孔ブロック層を備えていてもよい。発光素子２が、電子ブロック層または正孔ブロック層を備えることにより、発光層８における電子と正孔との再結合の確率を高め、発光効率を向上させることができる。
　加えて、発光デバイス１は、上述した発光素子２を封止するための封止部材を備えていてもよい。封止部材は、発光素子２の陰極１２の上面、および発光素子２の陽極４から陰極１２までの側面を覆う、凹形状を備えていることが好ましく、アレイ基板３と接着されていてもよい。
　本実施形態において、電子輸送層１０は、量子ドット１４を含む発光層８の陰極１２側の界面と、無機ナノ粒子１８を含む電子輸送層１０の陽極４側の界面との間に、有機層１６が充填された層を含む。すなわち、本実施形態に係る電子輸送層１０は、量子ドット１４と無機ナノ粒子１８との双方が形成されていない層を、有機層１６に備えていてもよい。これにより、量子ドット１４と無機ナノ粒子１８との接触をより確実に抑制できる。
　図３は、本実施形態に係る発光デバイス１の製造方法を説明するためのフローチャートである。図４から図６は、図３のフローチャートに基づく、発光デバイス１の製造方法を説明するための工程断面図であり、図１の概略断面図と対応する位置における断面図を示す。図３から図６を参照して、本実施形態に係る発光デバイス１の製造方法を詳細に説明する。
　本実施形態に係る発光デバイス１の製造方法において、はじめに、アレイ基板３、陽極４、および正孔輸送層６を、この順に形成する（ステップＳ１）。アレイ基板３、陽極４、および正孔輸送層６の形成工程においては、従来公知の手法を採用してもよい。
　アレイ基板３は、例えば、透明なガラス基板に、ＴＦＴを作り込むことにより形成してもよい。
　陽極４は、アレイ基板３上に、スパッタリング、フィルム蒸着、真空蒸着、物理的気相法（ＰＶＤ、physical vapor deposition）等により形成されてもよい。具体的には、例えば、膜厚１００ｎｍのＩＴＯ膜を、スパッタリングによって形成することにより、陽極４を形成してもよい。
　正孔輸送層６は、陽極４上に、スパッタリング法、真空蒸着法、物理的気相法、スピンコート法、または、インクジェット法等により形成されてもよい。具体的には、例えば、ＴＦＢ溶液をスピンコートによって塗布し、次いで、加熱によりＴＦＢ溶液の溶媒を揮発させることによって、膜厚４０ｎｍのＴＦＢ膜を、正孔輸送層６として形成してもよい。
　なお、発光素子２が、さらに正孔注入層を備える場合には、陽極４の形成工程に次いで、正孔注入層を、陽極４上に、正孔輸送層６の形成手法と同様の手法により形成してもよい。この場合、例えば、ＰＥＤＯＴ；ＰＳＳ溶液をスピンコートによって塗布し、次いで、加熱によりＰＥＤＯＴ；ＰＳＳ溶液の溶媒を揮発させることによって、膜厚４０ｎｍのＰＥＤＯＴ；ＰＳＳ膜を、正孔注入層として形成してもよい。
　次いで、正孔輸送層６上に、量子ドット１４を積層することにより、発光層８を形成する（ステップＳ２）。発光層８は、例えば、ヘキサンまたはトルエン等の溶媒に量子ドット１４を分散させた溶液を、スピンコート法、または、インクジェット法により塗布形成してもよい。溶液にはチオール、アミン等分散材料を混合してもよい。また、当該溶液に感光性樹脂を添加し、塗布された溶液に対し、フォトリソグラフィ法を適用して、パターニングを行ってもよい。
　具体的には、例えば、ＺｎＳｅ系の量子ドット１４を含む溶液をスピンコートによって塗布し、次いで、加熱により量子ドット１４の溶液の溶媒を揮発させることによって、膜厚３０ｎｍの発光層を形成してもよい。量子ドット１４の溶液の溶媒を十分に揮発させ、かつ、量子ドット１４の劣化を低減する観点から、量子ドット１４の溶液の加熱時の温度は、摂氏６０度以上摂氏１５０度以下であることが好ましい。
　次いで、電子輸送層１０を形成する。電子輸送層１０の形成工程において、はじめに、積層された量子ドット１４上に、有機層１６を形成する（ステップＳ３）。有機層１６は、スピンコート法、インクジェット法、または、真空蒸着法等により形成することが好ましい。具体的には、例えば、ＴＰＢｉ溶液をスピンコートによって塗布してもよい。これにより、有機層１６は、発光層８の上面に形成された、量子ドット１４の表面の凹凸に這うように形成される。これにより、有機層１６の発光層８側の界面には、量子ドット１４によって充填された第１凹部２０が形成される。
　例えば、有機層１６を、スピンコート法によって形成する場合、有機層１６の電子輸送材料の粘度は、０．２ｃＰ以上１０ｃＰ以下であることが好ましい。有機層１６の電子輸送材料の粘度が０．２ｃＰ以上であることにより、当該材料がスピンコートによって飛散しすぎることを防止でき、極端に有機層１６の膜厚が薄くなることを低減できる。また、有機層１６の電子輸送材料の粘度が１０ｃＰ以下であることにより、有機層１６を、量子ドット１４の表面の凹凸に、より確実に沿わせて形成することが可能であり、より発光層８と電子輸送層１０との接触面積を広げることが可能である。
　次いで、有機層１６上に無機ナノ粒子１８を塗布する（ステップＳ４）。無機ナノ粒子１８は、スピンコート法、またはインクジェット法等により塗布することが好ましい。具体的には、例えば、ＺｎＯのナノ粒子を無機ナノ粒子１８として含む溶液をスピンコートによって塗布してもよい。ここで、有機層１６の電子輸送材料は、無機ナノ粒子１８と比較して柔軟であるため、無機ナノ粒子１８の塗布に伴い、無機ナノ粒子１８の一部が有機層１６にめり込む。これにより、有機層１６の発光層８と反対側の界面には、無機ナノ粒子１８によって充填された第２凹部２２が形成される。
　なお、有機層１６の電子輸送材料の粘度が１０ｃＰ以下であることは、有機層１６を、無機ナノ粒子１８の表面の凹凸に、より確実に沿わせて形成し、より有機層１６と無機ナノ粒子１８との接触面積を広げる観点からも好ましい。
　最後に、有機層１６と無機ナノ粒子１８とをまとめて加熱し、電子輸送層１０を形成する（ステップＳ５）。有機層１６と無機ナノ粒子１８との加熱時の温度は、量子ドット１４の溶液の加熱時の温度と同様に、摂氏６０度以上摂氏１５０度以下であることが好ましい。これにより、有機層１６のみならず、下層の量子ドット１４の劣化を低減しつつ、有機層１６の電子輸送材料と無機ナノ粒子１８とのそれぞれの溶液の溶媒を揮発させるために十分な温度を確保できる。具体的には、塗布されたＴＰＢｉ溶液とＺｎＯナノ粒子溶液とを加熱し、各溶液の溶媒を揮発させることにより、膜厚５ｎｍのＴＰＢｉ膜と、膜厚５０ｎｍのＺｎＯナノ粒子膜とを備えた電子輸送層１０を形成してもよい。
　本実施形態においては、上述したように、有機層１６の電子輸送材料の溶液の溶媒を揮発させる前に、無機ナノ粒子１８の塗布を行い、有機層１６と無機ナノ粒子１８とをまとめて加熱することにより、電子輸送層１０を形成することが好ましい。上記構成により、無機ナノ粒子１８の一部が、有機層１６により効率的にめり込み、第２凹部２２がより効率的に形成され、有機層１６と無機ナノ粒子１８との接触面積をより広くすることが可能である。
　ただし、本実施形態においては、これに限られず、有機層１６の電子輸送材料の溶液の塗布に次いで、当該溶液の溶媒を揮発させた後に、無機ナノ粒子１８の溶液の塗布を行ってもよい。この場合においても、上述したように、有機層１６は、無機ナノ粒子１８と比較して柔らかく、無機ナノ粒子１８の一部が有機層１６にめり込むために、第２凹部２２を形成することが可能である。
　電子輸送層１０の形成工程に次いで、陰極１２を形成する（ステップＳ６）。陰極１２は、スパッタリング、フィルム蒸着、真空蒸着、物理的気相法等により形成されてもよい。具体的には、例えば、膜厚１００ｎｍのＡｌ膜を、真空蒸着によって形成することにより、陰極１２を形成してもよい。
　以上により、本実施形態に係る発光デバイス１が製造される。なお、ステップＳ６の実施後に、さらに、封止部材の形成工程を実施してもよい。封止部材は、例えば、窒素雰囲気中において、エポキシ系の接着剤を塗布することにより形成されてもよい。
　本実施形態に係る発光素子２は、発光層８の量子ドット１４と、電子輸送層１０の無機ナノ粒子１８との間に、一部に無機ナノ粒子１８を含む有機層１６を備えている。このため、発光層８の量子ドット１４と、電子輸送層１０の無機ナノ粒子１８とが、直接接触する確率を大きく低減できる。また、量子ドット１４と無機ナノ粒子１８とが、直接接触した場合であっても、上記構成により、量子ドット１４と無機ナノ粒子１８との接触面積を大幅に小さくすることができる。
　また、本実施形態において、有機層１６は、発光層８側の界面に、量子ドット１４によって充填された第１凹部２０を備えている。このため、発光層８の量子ドット１４と有機層１６とは、第１凹部２０の表面に沿って接触している。
　上記構成により、本実施形態に係る発光素子２は、量子ドット１４と無機ナノ粒子１８とが直接接触する構成を備えた発光素子と比較して、発光層８と電子輸送層１０との接触面積が増大する。このため、電子輸送層１０から発光層８への電子輸送の効率が増大し、ひいては、発光素子２の発光効率の改善につながる。
　なお、一般に、無機ナノ粒子等を含む無機の電子輸送層は、有機の電子輸送材料を含む有機の電子輸送層と比較して、電子移動度が高い。このため、本実施形態に係る発光素子２は、電子輸送層１０が有機層１６のみからなる場合と比較して、電子輸送層１０中の電子輸送の効率が改善する。
　また、本実施形態において、有機層１６は、陰極１２側の界面においても、無機ナノ粒子１８によって充填された第２凹部２２を備えている。このため、有機層１６と無機ナノ粒子１８とは、第２凹部２２の表面に沿って接触している。
　上記構成により、本実施形態に係る発光素子２は、有機層１６と無機ナノ粒子１８との接触面積を効率的に増大させることができる。このため、電子輸送層１０中における電子輸送の効率が増大し、ひいては、発光素子２の発光効率の改善につながる。
　ここで、図２に示すように、有機層１６の膜厚をｄ１とすると、ｄ１は、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることが好ましい。ｄ１が１ｎｍ以上であることにより、量子ドット１４と無機ナノ粒子１８とが直接接触することを、より確実に低減し、発光層８と電子輸送層１０との接触面積を効率的に増大させることができる。また、ｄ１が５０ｎｍ以下であることにより、発光素子２全体の抵抗の低減に寄与し、発光効率がより改善される。
　なお、ｄ１が１ｎｍ以上であることは、発光層８と電子輸送層１０との界面の平坦性を向上させる観点からも好ましい。発光層８と電子輸送層１０との界面の平坦性が高いことにより、電子輸送層１０から発光層８への電子輸送の効率が増大し、ひいては、発光素子２の発光効率の改善につながる。
　図２に示すように、量子ドット１４の平均粒径をｄ２、無機ナノ粒子１８の平均粒径をｄ３とする。この場合、ｄ１は、（ｄ２＋ｄ３）／２以上の値を有することが好ましい。すなわち、有機層１６の膜厚ｄ１が、量子ドット１４の平均粒径ｄ２と、無機ナノ粒子１８の平均粒径ｄ３との平均値以上であることが好ましい。
　上記構成により、量子ドット１４と無機ナノ粒子１８とが、それぞれの粒径の半分程度ずつ、有機層１６に入り込んだとしても、量子ドット１４と無機ナノ粒子１８とが直接接触することをより確実に低減できる。したがって、上記構成により、発光層８と電子輸送層１０との接触面積を効率的に増大させることができる。
　本実施形態に係る発光素子２を、発光デバイス１が備えることにより、発光効率を改善した発光デバイスを提供できる。
　〔実施形態２〕
　図７は、本実施形態に係る発光デバイス１の概略断面図である。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、電子輸送層１０の構成が異なる点を除いて、同一の構成を備えていてもよい。
　本実施形態において、電子輸送層１０は、前実施形態に係る電子輸送層１０と同様に、有機層１６と、複数の無機ナノ粒子１８とを備える。ここで、本実施形態において、電子輸送層１０は、有機層１６中に含まれた複数の無機ナノ粒子１８を備える。すなわち、本実施形態において、有機層１６は、発光層８側の界面と、陰極１２側の界面との間に、無機ナノ粒子１８を含んでいる。
　また、本実施形態において、有機層１６は、陰極１２側の界面において、陰極１２と接している。特に、本実施形態において、有機層１６は、図７に示すように、陰極１２側の界面の全体において、陰極１２と接していてもよい。このため、前実施形態に係る有機層１６と比較して、本実施形態に係る有機層１６は、発光層８側の界面に、第１凹部２０を備える一方、陰極１２側の界面には、第２凹部２２を備えていなくともよい。ただし、これに限られず、本実施形態においては、有機層１６の少なくとも一部が、陰極１２と接している限り、無機ナノ粒子１８と陰極１２とが互いに接していてもよい。
　本実施形態に係る発光デバイス１は、電子輸送層１０の形成工程を除いて、前実施形態に係る発光デバイス１と同一の手法によって形成されてもよい。本実施形態に係る電子輸送層１０の形成工程は、有機層１６の材料と無機ナノ粒子１８とを混合した溶液を塗布し、次いで、当該溶液を加熱することにより実施される。
　本実施形態に係る発光素子２は、有機層１６中に無機ナノ粒子１８を備えている。このため、有機層１６と無機ナノ粒子１８との接触面積はさらに広がり、有機層１６と無機ナノ粒子１８との間の電子輸送の効率がさらに向上する。
　また、本実施形態に係る有機層１６は、陰極１２側の界面において、陰極１２と接している。このため、電子輸送層１０と陰極１２との接触面積が増大し、陰極１２から電子輸送層１０への電子輸送の効率が改善する。
　さらに、上記構成により、電子輸送層１０の陰極１２側の平坦性が改善する。このため、電子輸送層１０と陰極１２との接触面積の位置ムラが低減し、発光素子２の発光の面均一性が向上する。
　加えて、本実施形態においては、電子輸送層１０が、有機層１６の材料と無機ナノ粒子１８とを混合した溶液から形成される。このため、電子輸送層１０を形成するための材料塗布の工程が、前実施形態と比較して１工程省略でき、製造工程の簡素化、あるいは、製造コストの低減につながる。
　〔実施形態３〕
　図８は、本実施形態に係る発光デバイス１の概略断面図である。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、電子輸送層１０の構成が異なる点を除いて、同一の構成を備えていてもよい。
　本実施形態において、電子輸送層１０は、前実施形態に係る電子輸送層１０と同様に、有機層１６と、複数の無機ナノ粒子１８とを備え、電子輸送層１０は、有機層１６中に含まれた複数の無機ナノ粒子１８を備える。ここで、本実施形態において、前実施形態と比較して、有機層１６は、陰極１２と接触しない。本実施形態においては、実施形態１に係る発光素子２と同様に、無機ナノ粒子１８が陰極１２と接触することにより、電子輸送層１０と陰極１２との接触が確立される。
　また、本実施形態において、図８における有機層１６の付近を拡大して示す図９に示すように、有機層１６の陰極１２側の界面は、一部の無機ナノ粒子１８の表面に沿って形成される。このため、有機層１６は、実施形態１に係る有機層１６と同様に、陰極１２側の界面に、無機ナノ粒子１８によって充填された第２凹部２２を備える。
　本実施形態に係る発光デバイス１は、電子輸送層１０の形成工程を除いて、前実施形態に係る発光デバイス１と同一の手法によって形成されてもよい。本実施形態に係る電子輸送層１０の形成工程は、有機層１６の材料と無機ナノ粒子１８とを混合した溶液の塗布および加熱に次いで、無機ナノ粒子１８のみを含む溶液の塗布および加熱を行うことにより実施される。
　本実施形態に係る発光素子２は、有機層１６が無機ナノ粒子１８の一部を含みつつ、電子輸送層１０中に、無機の電子輸送材料のみからなる層を備える。このため、発光層８と電子輸送層１０との接触面積を増大させ、電子輸送層１０から発光層８への電子輸送の効率を改善しつつ、電子輸送層１０中における電子輸送の効率を改善することができる。
　〔実施形態４〕
　図１０は、本実施形態に係る発光デバイス１の概略断面図である。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、発光素子２の上下が反転している点において、構成が異なる。すなわち、本実施形態に係る発光デバイス１は、下層から順に、アレイ基板３、陰極１２、電子輸送層１０、発光層８、正孔輸送層６、および陽極４を備えている。
　加えて、本実施形態において、発光素子２は、実施形態１に係る発光素子２と比較して、無機ナノ粒子１８の陰極１２側と、陰極１２とに接する有機層１６をさらに備える点について、構成が異なる。このため、陰極１２と接する有機層１６は、発光層８側の界面に、無機ナノ粒子１８によって充填された第３凹部２４を備えている。
　上述した点を除いて、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と同一の構成を備えている。例えば、本実施形態に係る発光デバイス１の各層の材料は、前述した各本実施形態に係る発光デバイス１の各層の材料と同一であってもよい。
　本実施形態に係る発光デバイス１は、アレイ基板３を形成した後、陰極１２、電子輸送層１０、発光層８、正孔輸送層６、および陽極４の順に、各層の形成工程が実施されることにより製造されてもよい。
　本実施形態に係る電子輸送層１０の形成工程においては、陰極１２と接する有機層１６、無機ナノ粒子１８、および発光層８と接する有機層１６の順に、各層が塗布および加熱される。各層の材料の塗布方法、および加熱条件は、前述した各本実施形態において説明した各層の材料の塗布方法、および加熱条件と同一であってもよい。
　これにより、上述した理由から、陰極１２と接する有機層１６に、無機ナノ粒子１８の一部がめり込み、陰極１２と接する有機層１６の発光層８側に、無機ナノ粒子１８によって充填された第３凹部２４が形成される。また、無機ナノ粒子１８上に、さらに有機層１６の材料を含む溶液が塗布されることにより、当該有機層１６は、無機ナノ粒子１８の表面の凹凸に這うように形成される。これにより、当該有機層１６の陰極１２側の界面には、無機ナノ粒子１８によって充填された第２凹部２２が形成される。
　一般に、量子ドット１４と有機層１６とを比較した場合においても、有機層１６の方が柔軟である。このため、上述した電子輸送層１０の形成工程に次いで、量子ドット１４を含む溶液の塗布を行うことにより、量子ドット１４の一部が有機層１６にめり込む。これにより、発光層８と接する有機層１６の、陰極１２側の界面に、量子ドット１４によって充填された第１凹部２０が形成される。
　なお、本実施形態に係る電子輸送層１０の形成工程においては、陰極１２と接する有機層１６の材料の塗布を行った後、無機ナノ粒子１８の塗布を行い、当該有機層１６の材料と無機ナノ粒子１８との加熱を併せて行うことが好ましい。すなわち、本実施形態に係る電子輸送層１０の形成工程において、陰極１２と接する有機層１６の材料の溶液の溶媒を揮発させる前に、無機ナノ粒子１８を含む溶液の塗布工程を行うことが好ましい。これにより、より無機ナノ粒子１８が有機層１６に入り込みやすくなり、より効果的に第３凹部２４を形成することができる。
　また、本実施形態に係る電子輸送層１０の形成工程においては、陰極１２と接する有機層１６の材料、および無機ナノ粒子１８の、塗布と加熱とを行った後、発光層８と接する有機層１６の材料の塗布のみを行うことが好ましい。すなわち、本実施形態に係る電子輸送層１０の形成工程において、発光層８と接する有機層１６の材料の溶液の溶媒を揮発させる前に、量子ドット１４を含む溶液の塗布工程を行うことが好ましい。これにより、より量子ドット１４が有機層１６に入り込みやすくなり、より効果的に第１凹部２０を形成することができる。
　本実施形態に係る発光素子２においても、前述した各実施形態に係る発光素子２と同様に、発光層８と電子輸送層１０との接触面積、および、発光層８に接する有機層１６と無機ナノ粒子１８との接触面積が向上する。このため、本実施形態に係る発光素子２のように、アレイ基板３側に陰極１２を有する、逆構造の発光素子２からも、発光層８から電子輸送層１０への電子輸送の効率、および、電子輸送層１０中における電子輸送の効率を向上させる効果が得られる。
　また、本実施形態に係る電子輸送層１０は、陰極１２側の界面において陰極１２と接し、発光層側の界面に、無機ナノ粒子１８によって充填された第３凹部２４を有する有機層１６を備える。このため、電子輸送層１０と陰極１２との接触面積、および、陰極１２に接する有機層１６と無機ナノ粒子１８との接触面積が向上する。ゆえに、本実施形態に係る発光素子２からは、陰極１２から電子輸送層１０への電子輸送の効率、および、電子輸送層１０中における電子輸送の効率を向上させる効果が得られる。
　本実施形態に係る発光素子２において、陽極４の形成工程は、発光素子２の他の層の形成工程の後に実施される。このため、発光素子２の他の層の形成工程において酸化されやすい、Ａｌ等を含む金属材料を、陽極４として採用した場合であっても、当該陽極４の酸化が低減され、ひいては、発光素子２全体の耐久性の向上に寄与する。
　本実施形態においては、電子輸送層１０が、無機ナノ粒子１８の発光層８側と陰極１２側との双方に、個別に有機層１６を有する構成を例に挙げた。しかしながら、本実施形態においては、これに限られず、電子輸送層１０が、発光層８と陰極１２との双方と接する一層の有機層１６と、当該有機層１６中の無機ナノ粒子１８とを備えていてもよい。当該電子輸送層１０は、有機層１６の材料と無機ナノ粒子１８とを混合した溶液を塗布し、次いで、当該溶液を加熱することにより形成されてもよい。上記構成により、電子輸送層１０を１回の塗布および加熱により形成できるため、より製造工程の簡素化、あるいは、製造コストの低減につながる。
　上述した各実施形態において、発光デバイス１が、発光素子２を１つのみ備えた構成を例に挙げて説明した。しかしながら、上述した各実施形態においては、これに限られず、発光デバイス１が、発光素子２を複数備えていてもよい。
　この場合、陽極４と陰極１２とのうち、アレイ基板３側に形成された一方の電極が、発光素子２ごとに個別に形成されていてもよく、他方の電極が、複数の発光素子２に共通に形成されていてもよい。また、発光素子２ごとに個別に形成された電極は、アレイ基板３のＴＦＴによって、個別に駆動されてもよく、ひいては、それぞれ発光素子２が、個別に発光してもよい。これにより、発光デバイス１を表示デバイスとして構成できる。さらに、正孔輸送層６、および電子輸送層１０についても、発光素子２ごとに個別に形成されていてもよく、あるいは、複数の発光素子２に共通に形成されていてもよい。
　加えて、発光デバイス１が複数の発光素子２を備えている場合、少なくとも一つの発光素子２が、他の発光素子２とは異なる波長を有する光、すなわち、異なる色の光を発してもよい。換言すれば、発光層８は、発光素子２ごとに個別に形成されていてもよく、当該発光層８の量子ドット１４が発する光の波長は、発光素子２のそれぞれにおいて、互いに異なっていてもよい。
　例えば、発光デバイス１は、発光素子２として、赤色光を発する赤色発光素子と、緑色光を発する緑色発光素子と、青色光を発する青色発光素子とを備えていてもよい。この場合、白色発光が可能な発光デバイス１を構成できる。さらに、当該発光デバイス１の発光素子２のそれぞれを個別に駆動可能に構成することにより、発光デバイス１を、カラー表示が可能な表示デバイスとして構成できる。
　本開示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開示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
４　　陽極
６　　正孔輸送層
８　　発光層
１０　電子輸送層
１２　陰極
１４　量子ドット
１６　有機層
１８　無機ナノ粒子
２０　第１凹部
２２　第２凹部

Claims (16)

  1. 　陽極と、正孔輸送層と、複数の量子ドットを含む発光層と、電子輸送層と、陰極とをこの順に備えた発光素子であって、
    　前記電子輸送層は、電子輸送性を有する複数の無機ナノ粒子と、電子輸送性を有する有機層とを備え、
    　該有機層は、一部に複数の前記無機ナノ粒子を含み、かつ、前記発光層側の界面に、前記量子ドットによって充填された複数の第１凹部を備えた発光素子。
  2. 　前記有機層が、前記陰極側の界面に、前記無機ナノ粒子によって充填された複数の第２凹部を備えた請求項１に記載の発光素子。
  3. 　前記有機層が、前記発光層側の界面と前記陰極側の界面との間に、前記無機ナノ粒子を含む請求項１に記載の発光素子。
  4. 　前記有機層が、前記陰極側の界面において、前記陰極と接する請求項３に記載の発光素子。
  5. 　前記有機層が、前記陰極側の界面に、前記無機ナノ粒子によって充填された複数の第２凹部を備えた請求項３に記載の発光素子。
  6. 　前記無機ナノ粒子と前記陰極とが互いに接する請求項１から５の何れか１項に記載の発光素子。
  7. 　前記有機層の膜厚が、前記量子ドットの平均粒径と、前記無機ナノ粒子の平均粒径との平均値以上である請求項１から６の何れか１項に記載の発光素子。
  8. 　前記有機層が備えた電子輸送材料の伝導帯下端のエネルギー準位と、前記量子ドットのコアの伝導帯下端のエネルギー準位との差が、１ｅＶ以下である請求項１から７の何れか１項に記載の発光素子。
  9. 　前記有機層が備えた電子輸送材料が、１，３，５－トリス（１－フェニル－１Ｈ－ベンゾイミダゾール－２－イル）ベンゼン、３－（ビフェニル－４－イル）－５－（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－４－フェニル－４Ｈ－１，２，４－トリアゾール、バソフェナントロリン、および、トリス（２，４，６－トリメチル－３－（ピリジン－３－イル）フェニル）ボランからなる群のうち、少なくとも一つを含む請求項１から８の何れか１項に記載の発光素子。
  10. 　前記電子輸送層が、前記量子ドットを含む前記発光層の前記陰極側の界面と、前記無機ナノ粒子を含む前記電子輸送層の前記陽極側の界面との間に、前記有機層が充填された層を含む請求項１から９の何れか１項に記載の発光素子。
  11. 　請求項１から１０の何れか１項に記載の発光素子を少なくとも一つ備えた発光デバイス。
  12. 　陽極の形成工程と、正孔輸送層の形成工程と、複数の量子ドットを含む発光層の形成工程と、電子輸送層の形成工程と、陰極の形成工程とを備えた発光素子の製造方法であって、
    　前記電子輸送層は、電子輸送性を有する複数の無機ナノ粒子と、電子輸送性を有する有機層とを備え、
    　該有機層は、一部に複数の前記無機ナノ粒子を含み、
    　前記電子輸送層の形成工程において、前記有機層の前記発光層側の界面に、前記量子ドットによって充填された複数の第１凹部を形成する発光素子の製造方法。
  13. 　前記電子輸送層の形成工程において、前記有機層の材料と前記無機ナノ粒子とを塗布する請求項１２に記載の発光素子の製造方法。
  14. 　前記電子輸送層の形成工程において、０．２ｃＰ以上１０ｃＰ以下の粘度を有する前記有機層の材料を、スピンコート法にて塗布することにより、前記有機層を形成する請求項１３に記載の発光素子の製造方法。
  15. 　前記電子輸送層の形成工程において、前記有機層の材料を塗布し、次いで、前記無機ナノ粒子を塗布し、次いで、前記有機層と前記無機ナノ粒子とを加熱する請求項１３または１４に記載の発光素子の製造方法。
  16. 　前記電子輸送層の形成工程において、前記有機層の材料と前記無機ナノ粒子とを混合して塗布し、次いで、前記有機層と前記無機ナノ粒子とを加熱する請求項１３または１４に記載の発光素子の製造方法。
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