WO2024084617A1 - 発光素子、表示装置、発光素子の製造方法 - Google Patents

発光素子、表示装置、発光素子の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2024084617A1
WO2024084617A1 PCT/JP2022/038898 JP2022038898W WO2024084617A1 WO 2024084617 A1 WO2024084617 A1 WO 2024084617A1 JP 2022038898 W JP2022038898 W JP 2022038898W WO 2024084617 A1 WO2024084617 A1 WO 2024084617A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
inorganic filler
emitting layer
quantum dots
anode
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/038898
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
一輝 丸橋
Original Assignee
シャープディスプレイテクノロジー株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by シャープディスプレイテクノロジー株式会社 filed Critical シャープディスプレイテクノロジー株式会社
Priority to PCT/JP2022/038898 priority Critical patent/WO2024084617A1/ja
Publication of WO2024084617A1 publication Critical patent/WO2024084617A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/10—Apparatus or processes specially adapted to the manufacture of electroluminescent light sources
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/14—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/20—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the material in which the electroluminescent material is embedded
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00

Definitions

  • This disclosure relates to a light-emitting element and a display device equipped with the light-emitting element.
  • Patent Document 1 discloses a light-emitting element in which the light-emitting layer contains multiple quantum dots with shell thicknesses that differ from one another, thereby improving the confinement of carriers to the quantum dots.
  • the light-emitting device disclosed in Patent Document 1 can be said to be configured to suppress reactive current by reducing the outflow of carriers injected into the quantum dots to the outside of the quantum dots. For this reason, it is difficult to reduce the reactive current flowing between the quantum dots in the light-emitting device disclosed in Patent Document 1.
  • a light-emitting element includes an anode, a cathode, and a light-emitting layer located between the anode and the cathode, the light-emitting layer having a plurality of quantum dots and an inorganic filler, the inorganic filler filling the spaces between the plurality of quantum dots and containing at least one of a metal sulfide or a metal oxide, and the inorganic filler has a lower concentration of at least one of sulfur atoms or oxygen atoms in the direction from the anode to the cathode.
  • a light-emitting element includes an anode, a cathode, and a light-emitting layer located between the anode and the cathode, the light-emitting layer having a plurality of quantum dots and an inorganic filler, the inorganic filler filling the spaces between the plurality of quantum dots and containing at least one of a metal sulfide and a metal oxide, and the inorganic filler has a portion on the cathode side where the concentration of at least one of the sulfur atoms or oxygen atoms is lower than the concentration of the at least one of the sulfur atoms or oxygen atoms on the anode side.
  • a light-emitting element includes an anode, a cathode, and a light-emitting layer located between the anode and the cathode, the light-emitting layer having a plurality of quantum dots and an inorganic filler, the inorganic filler filling the spaces between the plurality of quantum dots and containing at least one of a metal sulfide and a metal oxide, and the density of atomic defects of at least one of sulfur atoms and oxygen atoms in the inorganic filler increases in the direction from the anode to the cathode.
  • a light-emitting element includes an anode, a cathode, and a light-emitting layer located between the anode and the cathode, the light-emitting layer having a plurality of quantum dots and an inorganic filler material containing a chalcogenide and filling the spaces between the plurality of quantum dots, and in the inorganic filler material, the concentration of chalcogen element atoms decreases in the direction from the anode to the cathode.
  • a light-emitting element includes an anode, a cathode, and a light-emitting layer located between the anode and the cathode, the light-emitting layer having a plurality of quantum dots and an inorganic filler, the inorganic filler filling the spaces between the plurality of quantum dots, including a ternary compound semiconductor having metal atoms, having a concentration gradient of the metal atoms in the direction from the anode to the cathode, and the band gap of the inorganic filler decreasing in the direction from the anode to the cathode.
  • a method for manufacturing a light-emitting element includes an anode, a cathode, and a light-emitting layer located between the anode and the cathode, the light-emitting layer having a plurality of quantum dots and an inorganic filler, the inorganic filler filling the spaces between the quantum dots and including at least one of a metal sulfide and a metal oxide, the method including applying a first solution including the plurality of quantum dots and a first inorganic precursor, forming a first portion of the light-emitting layer by heating the first solution at a first temperature to transform the first inorganic precursor into the inorganic filler, applying a second solution including a second inorganic precursor onto the first portion, and forming a second portion of the light-emitting layer onto the first portion by heating the second solution at a second temperature higher than the first temperature to transform the second inorganic precursor into the inorganic filler.
  • a method for manufacturing a light-emitting element includes an anode, a cathode, and a light-emitting layer located between the anode and the cathode, the light-emitting layer having a plurality of quantum dots and an inorganic filler, the inorganic filler filling the spaces between the quantum dots and containing a ternary compound semiconductor having metal atoms, and having a concentration gradient of the metal atoms in a direction from the anode to the cathode, the method comprising: applying a first solution containing the plurality of quantum dots and a first inorganic precursor having a plurality of metal sources; forming a first portion of the light-emitting layer by transforming the first inorganic precursor into the inorganic filler by heating the first solution; applying a second solution on the first portion, the second solution containing a second inorganic precursor having a plurality of the metal sources, the ratio of the metal sources being different from that of the first solution; and
  • FIG. 2 is a diagram showing a schematic cross-sectional side view of the display device according to the first embodiment, a schematic cross-sectional view of quantum dots, and a schematic diagram showing an inorganic filler that fills spaces between the quantum dots.
  • 1 is a schematic plan view of a display device according to a first embodiment.
  • 4 is a flowchart illustrating an example of a method for manufacturing a light-emitting element according to the first embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional side view of a display device according to a second embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional side view of a display device according to a third embodiment.
  • 13 is a schematic band diagram of each layer of a light-emitting device according to a modified example of the third embodiment.
  • FIG. FIG. 11 is a schematic cross-sectional side view of a display device according to a fourth embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of a display device according to the present embodiment.
  • the display device 1 is a device that can be used, for example, as a display for a television or a smartphone.
  • the display device 1 comprises a display unit DA and a frame unit NA formed on the outer periphery of the display unit DA.
  • the display device 1 performs display on the display unit DA by controlling the emission of light from each of a number of light-emitting elements (described below) formed in the display unit DA.
  • Drivers and the like for driving each of the multiple light-emitting elements of the display unit DA may be formed in the frame unit NA.
  • the display section DA of the display device 1 may include a plurality of sub-pixels including a red sub-pixel, a green sub-pixel, and a blue sub-pixel.
  • a light-emitting element which will be described later, is formed in each sub-pixel, and each light-emitting element individually emits light. This allows the display device 1 to perform display by individually controlling the emission of light from the plurality of light-emitting elements of the display section DA using, for example, a driver formed in the frame section NA.
  • Fig. 1 is a schematic side cross-sectional view 101 of the display device 1 according to this embodiment, a schematic cross-sectional view 102 of quantum dots 50 described later, and schematic views 103 and 104 showing inorganic filler 51 filling spaces between the quantum dots 50.
  • the direction from a substrate 20 to a cathode 26 of the display device 1 described later may be described as "upper”, and the opposite direction may be described as "lower”.
  • the schematic cross-sectional side view 101 is a cross-sectional view taken along line I-I in FIG. 2, and shows a cross section passing through the light-emitting element 11 in a plan view of the substrate 20 of the display device 1 according to this embodiment. Note that all schematic cross-sectional side views of the display device in this disclosure show a cross section of the display device corresponding to the cross section shown in the schematic cross-sectional side view 101.
  • the schematic cross-sectional view 102 is a diagram showing a cross-section of the quantum dot 50 passing through approximately the center of the quantum dot 50.
  • the schematic views 103 and 104 are respectively diagrams showing two examples of a set P of two quantum dots 50 and a region (space) K between them, as shown in the schematic cross-sectional side view 101.
  • the schematic views 103 and 104 are respectively diagrams showing sets P1 and P2, which are examples of sets of quantum dots 50A and quantum dots 50B.
  • display device 1 includes light-emitting element 11.
  • light-emitting element 11 includes substrate 20.
  • substrate 20 is formed at a position overlapping display section DA and frame section NA in a plan view of display device 1, and light-emitting element 11 may be considered to include a portion of substrate 20 that overlaps display section DA in a plan view of display device 1.
  • substrate 20 may be formed across display section DA and frame section NA in a plan view of display device 1.
  • the top surface of substrate 20 may be approximately parallel to the display surface of display device 1, in other words, the plan view of substrate 20 may be approximately the same as the plan view of display device 1.
  • the light-emitting element 11 includes, in order from the substrate 20 side, an anode 21, a hole injection layer 22, a hole transport layer 23, a light-emitting layer 24, an electron transport layer 25, and a cathode 26.
  • the light-emitting element 11 may include, in order from the substrate 20 side, a cathode, an electron transport layer, a light-emitting layer, a hole transport layer, a hole injection layer, and an anode.
  • the light-emitting element 11 may include an electron injection layer between the electron transport layer 25 and the cathode 26.
  • the light-emitting element 11 may be formed individually for each of the multiple sub-pixels described above.
  • the display device 1 may also include a driver or the like (not shown) at a position overlapping with the frame portion NA of the substrate 20 in a planar view.
  • the substrate 20 may include a pixel circuit (not shown) corresponding to each sub-pixel.
  • the pixel circuit may be electrically connected to the anode 21 of the light-emitting element 11.
  • the display device 1 may control the light emission from each light-emitting element 11 by controlling the application of a voltage to the anode 21 by each pixel circuit through the control of a driver or the like.
  • At least one of the anode 21 and the cathode 26 is a transparent electrode that transmits visible light.
  • the transparent electrode for example, ITO, InZnO, SnO 2 , FTO, or the like may be used.
  • either the anode 21 or the cathode 26 may be a reflective electrode.
  • the reflective electrode may contain a metal material having a high reflectance of visible light, and the metal material may be, for example, Al, Ag, Cu, or Au alone or an alloy of these.
  • the hole injection layer 22 is a layer that injects holes from the anode 21 to the light emitting layer 24.
  • the material of the hole injection layer 22 may be an organic or inorganic material having hole transport properties that has been conventionally adopted in light emitting devices including quantum dots.
  • the hole injection layer 22 may contain nickel oxide (NiO) nanoparticles.
  • the hole injection layer 22 may also contain a self-assembled monolayer of [2-(3,6-dimethoxy-9H-carbozol-9-yl)ethyl]phosphonic acid (MeO-2PACz).
  • the material of the hole injection layer 22 include a composite of poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) and polystyrene sulfonic acid (PSS) (abbreviated as "PEDOT:PSS”), CuSCN (copper thiocyanate), and the like.
  • the hole injection layer 22 may contain bulk NiO (nickel oxide) that is not a nanoparticle as a material. These materials may be used alone or in combination of two or more.
  • the hole transport layer 23 is a layer that transports holes injected from the anode 21 into the hole injection layer 22 to the light emitting layer 24.
  • the material of the hole transport layer 23 can be an organic or inorganic material having hole transport properties that has been conventionally used in light emitting devices containing quantum dots.
  • Examples of materials for the hole transport layer 23 include poly[(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-co-(4,4'-(N-4-sec-butylphenyl))diphenylamine)] (abbreviated as "TFB”), poly[N,N'-bis(4-butylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidine] (abbreviated as "poly-TPD”), polyvinylcarbazole (abbreviated as "PVK”), etc. These materials may be used alone or in a mixture or stack of two or more types as appropriate.
  • the electron transport layer 25 is a layer that transports electrons injected from the cathode 26 to the light-emitting layer 24.
  • the electron transport layer 25 according to this embodiment has nanoparticles 30 as an electron transport material.
  • the electron transport layer 25 may also contain a ligand capable of coordinating to the nanoparticles 30.
  • the nanoparticles 30 may be nanoparticles of zinc oxide (ZnO), zinc oxide (ZnO) doped with at least one of Li, Mg, Al, Ti, Ga, and Zr, titanium oxide (TiO 2 ), or zirconium oxide (ZrO 2 ).
  • ZnO zinc oxide
  • ZnO zinc oxide
  • TiO 2 titanium oxide
  • ZrO 2 zirconium oxide
  • the chemical formulas are representative examples.
  • the composition ratios described in the chemical formulas do not necessarily have to be stoichiometric, in which the composition of the actual compound is exactly as described in the chemical formula.
  • the electron transport material contained in the electron transport layer 25 is not limited to the nanoparticles 30.
  • the electron transport layer 25 may use an organic or inorganic material having electron transport properties that has been conventionally adopted in light-emitting devices containing quantum dots as the electron transport material.
  • the electron transport material may include, for example, 2,2',2"-(1,3,5-benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole) (abbreviated as "TPBi"), 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (abbreviated as "BCP”), 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (abbreviated as "Bphen”), or the like.
  • TPBi 2,2',2"-(1,3,5-benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole)
  • BCP 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phen
  • the electron transport layer 25 may include bulk zinc oxide (ZnO), zinc oxide (ZnO), titanium oxide (TiO 2 ), or zirconium oxide (ZrO 2 ), which is not a nanoparticle, as the electron transport material.
  • Bulk zinc oxide (ZnO) may be doped with at least one of Li, Mg, Al, Ti, Ga, and Zr.
  • the electron transport material may include only one of the above-mentioned materials, or may include two or more of them as appropriate.
  • the light-emitting layer 24 includes, in order from the anode 21 side, a first light-emitting layer 40 as a first part and a second light-emitting layer 41 as a second part. Both the first light-emitting layer 40 and the second light-emitting layer 41 have a plurality of quantum dots 50 as light-emitting materials.
  • the quantum dots 50 have a core/shell structure including a core 50C and at least one shell 50S covering the periphery of the core 50C, as shown in, for example, a schematic cross-sectional view 102.
  • the shell 50S may have a plurality of layers from the center of the core 50C to the periphery.
  • the first light-emitting layer 40 and the second light-emitting layer 41 may include a ligand capable of coordinating with the shell 50S of the outermost layer of the quantum dots 50.
  • the core 50C of the quantum dot 50 emits light due to excitons generated by the recombination of holes and electrons injected from the anode 21 and the recombination of the holes and electrons.
  • the shell 50S of the quantum dot 50 may have a function of protecting the core 50C, such as compensating for defects in the core 50C.
  • the quantum dot 50 may also have various other structures that are known in the art.
  • quantum dot refers to a dot with a maximum width of 100 nm or less.
  • the shape of the quantum dot 50 may be within a range that satisfies the above maximum width, and is not particularly restricted, and is not limited to a spherical three-dimensional shape (circular cross-sectional shape).
  • the shape of the quantum dot 50 may be, for example, a polygonal cross-sectional shape, a rod-like three-dimensional shape, a branch-like three-dimensional shape, a three-dimensional shape with unevenness on the surface, or a combination of these.
  • the quantum dot 50 is typically made of a semiconductor.
  • the semiconductor may have a certain band gap.
  • the semiconductor may be any material capable of emitting light, and may include at least the materials described below.
  • the semiconductor may be capable of emitting blue, green, and red light, respectively.
  • the semiconductor may include at least one selected from the group consisting of II-VI compounds, III-V compounds, chalcogenides, and perovskite compounds.
  • the II-VI compounds refer to compounds containing II and VI elements
  • the III-V compounds refer to compounds containing III and V elements.
  • the II elements may include Group 2 and Group 12 elements
  • the III elements may include Group 3 and Group 13 elements
  • the V elements may include Group 5 and Group 15 elements
  • the VI elements may include Group 6 and Group 16 elements.
  • the II-VI compound includes, for example, at least one selected from the group consisting of MgS, MgSe, MgTe, CaS, CaSe, CaTe, SrS, SrSe, SrTe, BaS, BaSe, BaTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, HgS, HgSe, and HgTe.
  • the III-V compound includes, for example, at least one selected from the group consisting of GaAs, GaP, GaSb, InN, InAs, InP, and InSb.
  • Chalcogenides are compounds that contain elements from group VI A(16), such as CdS or CdSe. Chalcogenides may also include mixed crystals of these.
  • the perovskite compound has a composition represented by the general formula CsPbX 3 , CsSnX 3 , CH 3 NH 3 PbX 3 , or CH 3 NH 3 SnX 3.
  • the constituent element X includes at least one element selected from the group consisting of Cl, Br, and I, for example.
  • the numbering of element groups using Roman numerals is based on the old IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) system or the old CAS (Chemical Abstracts Service) system, and the numbering of element groups using Arabic numerals is based on the current IUPAC system.
  • the concentration of the quantum dots 50 in the first light-emitting layer 40 is higher than the concentration of the quantum dots 50 in the second light-emitting layer 41. Therefore, in the light-emitting layer 24, the concentration of the quantum dots 50 may have a portion where it is lower in the direction from the anode 21 to the cathode 26, may have a portion where it is gradually lower, may be lower throughout the entire light-emitting layer 24, or may be gradually lower throughout the entire layer. In the following, as an example, a case where the concentration is gradually lower throughout the entire light-emitting layer 24 will be described, but the present invention is not necessarily limited to this configuration.
  • the concentration of the material in each part of the light-emitting layer 24 “gradually decreases” is illustrated as an example, but is not necessarily limited to this configuration.
  • concentration of the material when the concentration of the material "gradually decreases," it does not exclude cases where there are parts where the concentration is lower, where there are parts where the concentration is gradually lower, where the concentration is lower throughout the entire light-emitting layer 24, or where the concentration is gradually lower throughout the entire layer.
  • the "gradually decreasing" concentration at the boundary between the light-emitting layer 24 and an adjacent layer may indicate a change in concentration that is not related to the desired concentration configuration. In other words, since the change in concentration of sulfur atoms and oxygen atoms at the boundary is not necessarily steep, the region 1.2 nm or less from the interface may be excluded from the light-emitting layer 27.
  • the concentration of a material in each part of the light-emitting layer 24 is, for example, the area ratio occupied by the material in the cross section of the light-emitting layer 24.
  • the gradually decreasing concentration of a material in each part of the light-emitting layer 24 refers to the concentration decreasing gradually or stepwise, and does not limit the presence of parts with approximately the same concentration of the material.
  • the part with approximately the same concentration of the material refers to a part where the difference in the area ratio occupied by the material in a 200 nm2 region is within 5% when observing the cross section of the light-emitting layer 24.
  • the area ratio occupied by the quantum dots 50 may be 60% or more from the viewpoint of reducing reactive current in which carriers are not injected into the quantum dots and do not contribute to light emission.
  • the area ratio may be 90% or less from the viewpoint of enhancing the protective effect of the inorganic filler 51 on the quantum dots 50, which will be described later.
  • the area ratio occupied by the quantum dots 50 may be 5% or more, and may be 60% or less from the viewpoint of enhancing the protective effect of the inorganic filler 51 on the quantum dots 50 against foreign matter from the cathode 26 side, which will be described later.
  • the light emitting layer 24 includes an inorganic filler 51 that fills spaces between the quantum dots 50.
  • the light emitting layer 24 includes the inorganic filler 51 as an inorganic matrix material that fills spaces between the quantum dots 50.
  • the inorganic filler 51 includes a first inorganic filler 52 and a second inorganic filler 53.
  • the first light emitting layer 40 includes the first inorganic filler 52 of the inorganic filler 51
  • the second light emitting layer 41 includes the second inorganic filler 53 of the inorganic filler 51.
  • the first light emitting layer 40 includes the first inorganic filler 52 that fills spaces between the quantum dots 50
  • the second light emitting layer 41 includes the first quantum dots 50 and the second inorganic filler 53 that fills spaces between the quantum dots 50.
  • inorganic filler 51 fills the spaces between multiple quantum dots 50, it is sufficient to understand that it fills at least region K between quantum dot 50A and quantum dot 50B, as shown in schematic diagram 103 of group P1 in FIG. 1.
  • Region K is a region surrounded by two straight lines (common circumscribing lines) tangent to the peripheries of quantum dot 50A and quantum dot 50B, and the opposing peripheries of quantum dot 50A and quantum dot 50B, in the cross section of light-emitting layer 24.
  • region K can exist even if quantum dot 50A and quantum dot 50B are close to each other, and inorganic filler 51 fills region K.
  • the inorganic filler 51 filling the gaps between the quantum dots 50 does not necessarily mean that the region K between the quantum dots 50A and 50B is entirely made of the inorganic filler 51.
  • the region K between the quantum dots 50A and 50B may contain a material such as a ligand different from the material of the inorganic filler 51.
  • the light-emitting layer 24 may contain an organic ligand that is added to improve the dispersibility of the quantum dots 50 in the solution used for coating and that is coordinated to the outer surface of the quantum dots 50 in the solution.
  • the weight ratio of the organic ligand to the total weight including the region K may be less than 5% from the viewpoint of improving the reliability of the light-emitting layer 24.
  • the inorganic filler 51 may fill areas of the light-emitting layer 24 other than the multiple quantum dots 50.
  • the outer edge (top and bottom) of the light-emitting layer 24 may be covered with the inorganic filler 51.
  • a portion of the inorganic filler 51 may extend from the outer edge of the light-emitting layer 24, and the quantum dots 50 may be positioned away from the outer edge.
  • the outer edge of the light-emitting layer 24 may not be formed only by the inorganic filler 51, and some of the quantum dots 50 may be exposed from the inorganic filler 51.
  • the inorganic filler 51 may refer to the portion of the light-emitting layer 24 other than the multiple quantum dots 50.
  • the inorganic filler 51 may contain a plurality of quantum dots 50.
  • the inorganic filler 51 may be formed so as to fill spaces formed between the plurality of quantum dots 50.
  • the plurality of quantum dots 50 may be embedded in the inorganic filler 51 at intervals.
  • the inorganic filler 51 may include a continuous film having an area of 1000 nm2 or more along a plane direction perpendicular to the film thickness direction.
  • the continuous film may be a film that is not separated by a material other than the material that constitutes the continuous film in one plane.
  • the continuous film may be an integral film that is connected without interruption by chemical bonds of the inorganic filler 51.
  • the concentration of the inorganic filler 51 in the light-emitting layer 24 is, for example, the area ratio occupied by the inorganic filler 51 in the cross section of the light-emitting layer 24. This concentration may be 10% or more and 90% or less, or 30% or more and 70% or less, in cross-sectional observation. This concentration may be measured, for example, from the area ratio of an image obtained by cross-sectional observation.
  • the concentration of the shell 50S may be 1% or more and 50% or less.
  • the ratios of the core 50C, the shell 50S, and the inorganic filler 51 may be appropriately adjusted so that the sum is 100% or less.
  • the shell 50S of the outermost layer of the quantum dots 50 and the inorganic filler 51 may contain the same material.
  • the lattice mismatch at the interface between the shell 50S and the inorganic filler 51 is reduced, and defects such as dangling bonds at the interface are reduced. Therefore, the above configuration improves the efficiency of carrier injection into the quantum dots 50.
  • the above configuration also suppresses a decrease in the protective effect of the quantum dots 50 caused by defects at the interface, and also suppresses deactivation of excitons in the quantum dots 50, thereby improving the reliability of the light-emitting layer 24 and the luminous efficiency of the light-emitting element 11.
  • the shell 50S of the outermost layer of the quantum dot 50 and the inorganic filler 51 may be made of the same material.
  • the shell 50S of the outermost layer of the quantum dot 50 and the inorganic filler 51 may be distinguished by checking the difference in crystallinity. For example, when observing a cross section of the light-emitting layer 24, if there are parts that are made of the same composition but have different crystallinity, the one with the higher crystallinity may be regarded as the shell 50S and the other as the inorganic filler 51. If the shell 50S and the inorganic filler 51 cannot be distinguished, the shell 50S may be considered as part of the inorganic filler 51.
  • the light-emitting layer 24 may be composed of a plurality of quantum dots 50 and an inorganic filler 51.
  • the intensity of carbon detected by the chain structure may be equal to or less than the noise.
  • the percentage of carbon detected from the light-emitting layer 24 may be 5% or less, 1% or less, or may not be detected at all.
  • quantum dots 50 coordinated with organic ligands are used in the light-emitting layer 24 as in the known technology, the carbon chain of the organic ligand may decompose, or the organic ligand itself may come off the quantum dot, with long-term operation. In this case, the quantum dots 50 may deteriorate and the brightness may decrease.
  • the display device 1 can achieve high reliability, in other words, it can achieve suppression of brightness decrease with long-term operation of the light-emitting element 11.
  • the inorganic filler 51 includes at least one of a metal sulfide and a metal oxide.
  • the metal sulfide may be, for example, zinc sulfide (ZnS), zinc magnesium sulfide (Zn x Mg 1-x S (0 ⁇ x ⁇ 1), ZnMgS 2 ), gallium sulfide (GaS, Ga 2 S 3 ), zinc tellurium sulfide (Zn x Te 1-x S (0 ⁇ x ⁇ 1)), magnesium sulfide (MgS), zinc digallium tetrasulfide (ZnGa 2 S 4 ), or magnesium digallium tetrasulfide (MgGa 2 S 4 ).
  • the metal oxide may be zinc oxide (ZnO), titanium oxide (TiO 2 ), tin oxide (SnO 2 ), tungsten oxide (WO 3 ), or zirconium oxide (ZrO 2 ). It is desirable that the constituent material of the inorganic filler 51 has a band gap wider than that of the constituent material of the quantum dot 50 (for example, the material of the core 50C or the shell 50S).
  • inorganic filler 51 may include a chalcogenide, including a metal sulfide or a metal oxide.
  • inorganic filler 51 may include a compound that includes a Group VI A(16) element.
  • the first inorganic filler 52 and the second inorganic filler 53 may be made of inorganic materials of the same composition. This reduces the lattice mismatch between the first inorganic filler 52 and the second inorganic filler 53. Therefore, with the above configuration, the light-emitting element 11 reduces defects such as dangling bonds at the boundary between the first light-emitting layer 40 and the second light-emitting layer 41, further improving the reliability of the light-emitting layer 24 and the light-emitting efficiency of the light-emitting element 11.
  • materials of the same composition do not mean made of the exact same material, and may have, for example, 5% or less of atomic substitutions or defects.
  • a first surface is defined as connecting the quantum dots 50 located in the first light-emitting layer 40 closest to the cathode 26 and a second surface is defined as connecting the quantum dots 50 located in the second light-emitting layer 41 closest to the anode 21, at each position in the plan view of the substrate 20.
  • the interface between the first light-emitting layer 40 and the second light-emitting layer 41 may be located between the first surface and the second surface.
  • the light-emitting element 11 may have a layer between the first surface and the second surface that contains the first inorganic filler 52 and the second inorganic filler 53 and does not contain quantum dots 50.
  • the boundary between the light-emitting layer 24 and the electron transport layer 25 may be confirmed by observing a cross section passing through the light-emitting layer 24 and the electron transport layer 25 to confirm the concentration of sulfur atoms or oxygen atoms at each position of the cross section.
  • the boundary between the light-emitting layer 24 and the electron transport layer 25 may be confirmed by taking the portion in the cross section where the concentration of sulfur atoms or oxygen atoms is 25% or more as the light-emitting layer 24 and the portion where the concentration is less than 25% as the electron transport layer 25.
  • the portion in the cross section where the concentration of sulfur atoms or oxygen atoms decreases by 25% or more may be regarded as the boundary between the light-emitting layer 24 and the electron transport layer 25.
  • the portion where the concentration of the atom changes by 25% or more may be regarded as the boundary between the light-emitting layer 24 and the electron transport layer 25. Therefore, as long as the above is satisfied, a portion in the vicinity of which quantum dots 50 are not confirmed may also be regarded as part of the light-emitting layer 24.
  • the change in concentration of sulfur atoms and oxygen atoms is not necessarily steep at the interface between the light-emitting layer 24 and the electron transport layer 25. For this reason, the region 1.2 nm or less on the anode 21 side from the interface determined above may be excluded from the light-emitting layer 24, or may be included in the electron transport layer 25.
  • the concentration of sulfur atoms in the first inorganic filler 52 is higher than the concentration of sulfur atoms in the second inorganic filler 53.
  • the concentration of oxygen atoms in the first inorganic filler 52 is higher than the concentration of oxygen atoms in the second inorganic filler 53. Therefore, in the inorganic filler 51, the concentration of at least one of sulfur atoms and oxygen atoms gradually decreases in the direction from the anode 21 to the cathode 26.
  • the concentration of atoms of the chalcogen element contained in the chalcogenide gradually or stepwise decreases in the direction from the anode 21 to the cathode 26.
  • the density of atomic defects of sulfur atoms in the first inorganic filler 52 is lower than the density of atomic defects of sulfur atoms in the second inorganic filler 53.
  • the density of atomic defects of oxygen atoms in the first inorganic filler 52 is lower than the density of atomic defects of oxygen atoms in the second inorganic filler 53. Therefore, in the inorganic filler 51, the density of atomic defects of at least one of sulfur atoms or oxygen atoms gradually increases in the direction from the anode 21 to the cathode 26.
  • the difference in the concentration of sulfur atoms or oxygen atoms at each position of the inorganic filler 51 in the direction from the anode 21 to the cathode 26 may correspond to the difference in the density of defects of sulfur atoms or defects of oxygen atoms in the inorganic filler 51 at each position.
  • the concentration of atomic defects in the atoms of the chalcogen element contained in the chalcogenide in the inorganic filler 51 increases gradually or in steps in the direction from the anode 21 to the cathode 26.
  • the atomic concentration of the chalcogen element in the inorganic filler (inorganic matrix material) 51 decreases gradually or in steps in the direction from the anode 21 to the cathode 26.
  • the metal sulfide and metal oxide of the inorganic filler 51 may be read as chalcogenide, and the sulfur atoms and oxygen atoms of the inorganic filler 51 may be read as atoms of the chalcogen element.
  • the concentration of sulfur or oxygen atoms in inorganic filler 51 correlates with the density of free electrons at each position of inorganic filler 51. This is because the concentration of free electrons possessed by inorganic filler 51 changes depending on the concentration of sulfur or oxygen atoms in inorganic filler 51. In particular, when defects of sulfur or oxygen atoms occur in inorganic filler 51 and the defects are activated, two free electrons are generated per defect in the vicinity of the defect.
  • the hole density at the interface between the hole transport layer 23 and the light-emitting layer 24 is expressed by the following formula.
  • e is the elementary charge
  • ⁇ 0 is the dielectric constant of a vacuum
  • ⁇ r is the relative dielectric constant of the hole transport layer
  • J is the current density of the hole transport layer
  • L is the film thickness of the hole transport layer
  • ⁇ is the hole mobility of the hole transport layer 23.
  • the vicinity of the interface refers to a region within 1.2 nm from the interface in the film thickness direction.
  • the current density J flowing through the hole transport layer 23 is 10 mA/cm 2.
  • the relative dielectric constant ⁇ r of the hole transport layer 23 is 3.5
  • the film thickness L is 30 nm
  • the hole mobility ⁇ is 10 ⁇ 4 cm 2 /Vs.
  • the hole density p in the vicinity of the interface between the hole transport layer 23 and the light emitting layer 24 is 1.4 ⁇ 10 16 cm ⁇ 3 .
  • the density of free electrons in the inorganic filler 51 may be 1 ⁇ 10 16 cm -3 or less in a region within 1.2 nm in the film thickness direction from the end face of the light emitting layer 24 on the anode 21 side.
  • the density of free electrons in the first inorganic filler 52 in the first light emitting layer 40 may be 1 ⁇ 10 16 cm -3 or less in a region within 1.2 nm in the film thickness direction of the first light emitting layer 40 from the interface between the hole transport layer 23 and the first light emitting layer 40.
  • the activation rate of the inorganic filler 51 is not high, and is considered to be about 1%.
  • the activation rate of the inorganic filler 51 in the light-emitting layer 24 is set to 1%, in other words, one of every 100 sulfur or oxygen atom defects in the inorganic filler 51 is activated to generate two free electrons.
  • the defect density of the sulfur or oxygen atoms of the inorganic filler 51 may be 5 ⁇ 10 17 cm ⁇ 3 or less.
  • the density of the free electrons of the inorganic filler 51 in this region can be set to 1 ⁇ 10 16 cm ⁇ 3 or less, and the efficiency of injection of holes from the hole transport layer 23 to the light-emitting layer 24 can be improved.
  • the free electron density of the inorganic filler 51 is small, the resistivity of the inorganic filler 51 is high. This reduces reactive current that does not contribute to light emission, which is generated when carriers flow through the inorganic filler 51 and are not injected into the quantum dots 50. Therefore, with the above configuration, the light emission efficiency of the light emitting element 11 is improved.
  • inorganic filler 51 is made of zinc sulfide (ZnS)
  • ZnS zinc sulfide
  • the lattice constant of sulfur sulfide is about 5.87 ⁇
  • each lattice contains four sulfur atoms. Therefore, in the above case, the ratio of sulfur atom defects to zinc atoms in inorganic filler 51 is 5 ⁇ 10 17 cm -3 ⁇ (5.87 ⁇ ) 3 /4, or about 2.5 ⁇ 10 -3 %.
  • the density of free electrons on the electron transport layer 25 side of the light-emitting layer 24 will be considered. If free electrons are present near the interface between the electron transport layer 25 and the light-emitting layer 24, the free electrons will move in the light-emitting layer 24 to the anode 21 side when the light-emitting element 11 is driven. For this reason, if the density of free electrons on the electron transport layer 25 side of the light-emitting layer 24 is high, a greater proportion of free electrons will flow between the quantum dots 50 where they are injected into the quantum dots 50.
  • the electron mobility in the light-emitting layer 24 will decrease, which may result in a decrease in the electron transport ability of the light-emitting layer 24.
  • the concentration of electrons injected from the electron transport layer 25 will decrease, which may lead to an excess of holes in the light-emitting layer 24.
  • the density of free electrons near the interface between the electron transport layer 25 and the light-emitting layer 24 be within a predetermined range.
  • the density of free electrons in the light emitting layer 24 near the interface between the light emitting layer 24 and the electron transport layer 25 is preferably equal to or higher than the density of free electrons in the electron transport layer 25.
  • the density of free electrons in the electron transport layer 25 is about 1 ⁇ 10 18 cm ⁇ 3 .
  • the density of free electrons in the inorganic filler 51 may be 1 ⁇ 10 18 cm ⁇ 3 or higher in a region within 1.2 nm in the film thickness direction from the end face on the cathode 26 side of the light emitting layer 24.
  • the density of free electrons in the second inorganic filler 53 in the second light emitting layer 41 may be 1 ⁇ 10 18 cm ⁇ 3 or higher in a region within 1.2 nm in the film thickness direction of the second light emitting layer 41 from the interface between the electron transport layer 25 and the second light emitting layer 41.
  • the activation rate of inorganic filler 51 in light-emitting layer 24 is set to 1%.
  • the defect density of sulfur atoms or oxygen atoms in inorganic filler 51 may be 5 ⁇ 10 19 cm -3 or more in a region within 1.2 nm in the film thickness direction from the end face of light-emitting layer 24 on the cathode 26 side.
  • the density of free electrons in inorganic filler 51 in this region can be made 1 ⁇ 10 18 cm -3 or more, and the efficiency of injection of electrons from electron transport layer 25 to light-emitting layer 24 can be improved.
  • the atomic defects of the inorganic filler 51 of the light-emitting layer 24 near the interface between the electron transport layer 25 and the light-emitting layer 24 are about 10% or less.
  • the inorganic filler 51 is made of zinc sulfide (ZnS)
  • ZnS zinc sulfide
  • the value obtained by multiplying the density of atomic defects by (5.87 ⁇ ) 3 /4 should be 0.1 or less.
  • the density of atomic defects that satisfies the above is 0.1 ⁇ 4/(5.87 ⁇ ) 3 or less, which is approximately 2 ⁇ 10 21 cm -3 or less.
  • the defect density of sulfur atoms or oxygen atoms of the inorganic filler 51 may be 2 ⁇ 10 21 cm -3 or less in a region within 1.2 nm in the film thickness direction from the end face of the light-emitting layer 24 on the cathode 26 side.
  • the defect density of sulfur atoms or oxygen atoms of the second inorganic filler 53 in the second light-emitting layer 41 may be 2 ⁇ 10 21 cm -3 or less in a region within 1.2 nm in the film thickness direction of the second light-emitting layer 41 from the interface between the electron transport layer 25 and the second light-emitting layer 41.
  • the activation rate of inorganic filler 51 in light-emitting layer 24 is set to 1%.
  • the density of free electrons in inorganic filler 51 may be 4 ⁇ 10 19 cm -3 or less in a region within 1.2 nm in the film thickness direction from the end face of light-emitting layer 24 on the cathode 26 side.
  • the defect density of sulfur atoms or oxygen atoms in inorganic filler 51 in this region can be set to 2 ⁇ 10 21 cm -3 or less, and the decrease in the electron transport ability of light-emitting layer 24 can be reduced.
  • the density of free electrons in a region within 1.2 nm in the film thickness direction from the end face on the anode 21 side of the light-emitting layer 24 may be 1/10 or less of the density of free electrons in a region within 1.2 nm in the film thickness direction from the end face on the cathode 26 side of the light-emitting layer 24.
  • the density of free electrons in the first inorganic filler 52 of the first light-emitting layer 40 may be 1/10 or less of the density of free electrons in the second inorganic filler 53 of the second light-emitting layer 41.
  • the efficiency of hole injection and the efficiency of electron injection into the light-emitting layer 24 can be improved in both directions, so that the driving voltage of the light-emitting element 11 can be reduced and the energy efficiency of the light-emitting layer 24 can be improved. Furthermore, the carrier balance in the light-emitting layer 24 can be adjusted, and the light-emitting efficiency of the light-emitting element 11 is improved.
  • Fig. 3 is a flow chart showing the method for manufacturing the light emitting device 11 according to this embodiment.
  • a substrate 20 is prepared (step S1).
  • the substrate 20 may be a glass substrate or a film substrate, etc., on which a pixel circuit is formed for each sub-pixel.
  • the substrate 20 may also be formed with a driver in the frame portion NA and wiring between the driver and each pixel circuit, etc.
  • the anode 21 is formed on the substrate 20 (step S2).
  • the anode 21 may be formed by depositing a thin film of a metal material on the substrate 20 by a sputtering method or the like.
  • the anode 21 may be formed so as to be electrically connected to the pixel circuit, or may be patterned for each sub-pixel.
  • the anode 21 may be formed by forming an ITO film with a thickness of 30 nm on the substrate 20 by a sputtering method.
  • a hole injection layer 22 is formed on the anode 21 (step S3).
  • step S32 for example, a solution in which nickel oxide nanoparticles are dispersed at 15 mg/mL in a solvent in which water and 2-methoxyethanol are mixed in equal volumes may be applied to the anode 21 by spin coating and baked at 200 degrees. The process may be performed only once, or may be repeated about two to five times.
  • a solution in which MeO-2PACz is dispersed in an ethanol solvent may be applied to the layer of nickel oxide nanoparticles by spin coating under a nitrogen atmosphere, and the solvent may be evaporated by baking. This may form a layered structure of the layer of nickel oxide nanoparticles and the self-assembled monolayer of MeO-2PACz to form the hole injection layer 22.
  • a hole transport layer 23 is formed on the hole injection layer 22 (step S4).
  • a solution in which poly-TPD is dispersed in a chlorobenzene solvent may be applied to the self-assembled monolayer by spin coating in a nitrogen atmosphere, and the solvent may then be volatilized by baking.
  • a poly-TPD film with a thickness of 30 nm may be formed on the self-assembled monolayer to form the hole transport layer 23.
  • a TFB film or a PVK film may be formed instead of the poly-TPD film.
  • the light-emitting layer 24 is formed on the hole transport layer 23.
  • the light-emitting layer 24 is formed by forming the first light-emitting layer 40 and then forming the second light-emitting layer 41 on the first light-emitting layer 40.
  • a first solution synthesized in advance in a separate process is applied onto the hole transport layer 23 by a spin coating method or the like (step S5).
  • the first solution is a mixed solution containing a plurality of quantum dots 50 and a first inorganic precursor which is a precursor of the first inorganic filler 52.
  • the first inorganic precursor contains a metal source for the first inorganic filler 52 and a sulfur source or an oxygen source.
  • the first solution applied onto the hole transport layer 23 is heated at a first temperature (step S6).
  • the first temperature may be 150°C.
  • the first solution applied onto the hole transport layer 23 may be heated for 30 minutes in an atmosphere of 150°C.
  • the solvent of the first solution evaporates and the first inorganic precursor in the first solution is modified to form a first inorganic filler 52.
  • the first inorganic precursor in the first solution is modified by heating in step S6, and a first inorganic filler 52 is gradually formed around the quantum dots 50 in the first solution. Therefore, by step S6, the first inorganic filler 52 is formed so as to fill the spaces between the multiple quantum dots 50.
  • a first light-emitting layer 40 is formed, which includes multiple quantum dots 50 and the first inorganic filler 52 that fills the spaces between the quantum dots 50.
  • the second solution synthesized in advance in a separate process is applied onto the first light-emitting layer 40 by a spin coating method or the like (step S7).
  • the second solution is a mixed solution containing a plurality of quantum dots 50 and a second inorganic precursor which is a precursor of the second inorganic filler 53.
  • the second inorganic precursor contains a metal source of the second inorganic filler 53 and a sulfur source or an oxygen source.
  • the precursor i.e., the first inorganic precursor and the second inorganic precursor
  • the precursor may contain, for example, a zinc source containing zinc carboxylate or the like, a magnesium source containing magnesium carboxylate or the like, a selenium source containing selenourea or the like, or a sulfur source containing thiourea or the like.
  • the precursor may contain, for example, at least one of a metal acetate, a metal nitrate, or a metal halide salt as a metal source, and thiourea, N-methylthiourea, 1,3-dimethylthiourea, N,N'-dimethylthiourea, tetramethylthiourea, or thioacetamide as a sulfur source.
  • the precursor 36 may contain a metal complex in which a metal atom is coordinated with thiourea, N-methylthiourea, 1,3-dimethylthiourea, N,N'-dimethylthiourea, tetramethylthiourea, or thioacetamide.
  • the concentration of quantum dots 50 relative to the concentration of the second inorganic precursor in the second solution is lower than the concentration of quantum dots 50 relative to the concentration of the first inorganic precursor in the first solution. This makes it possible to make the concentration of quantum dots 50 in the second light-emitting layer 41 formed by the method described below lower than the quantum dots 50 in the first light-emitting layer 40, while making the amount of the second solution applied in step S8 substantially the same as the amount of the first solution applied in step S6.
  • the second solution applied onto the first light-emitting layer 40 is heated at a second temperature higher than the first temperature (step S8).
  • the second temperature may be 200°C.
  • the second solution applied onto the first light-emitting layer 40 may be heated for 30 minutes in an atmosphere at 200°C.
  • the solvent of the second solution evaporates and the second inorganic precursor in the second solution is modified to form the second inorganic filler 53.
  • the second light-emitting layer 41 is formed, which includes a plurality of quantum dots 50 and the second inorganic filler 53 filling the spaces between the quantum dots 50, similar to the first light-emitting layer 40.
  • Both steps S6 and S8 include a process of heating a solution containing a precursor having a metal source of inorganic filler 51 and a sulfur source or an oxygen source.
  • the sulfur source or oxygen source contained in the precursor in the solution may volatilize together with the solvent.
  • the amount of volatilization of the sulfur source or oxygen source tends to increase as the heating temperature of the solution increases.
  • the heating temperature of the second solution in step S8 is a second temperature, which is higher than the first temperature, which is the heating temperature of the first solution in step S6. Therefore, the proportion of the sulfur source or oxygen source that volatilizes from the second solution in step S8 is higher than the proportion of the sulfur source or oxygen source that volatilizes from the first solution in step S6.
  • the first and second solutions heated in steps S6 and S8 both contain quantum dots 50. Therefore, in order to improve the dispersibility of the quantum dots 50 in the first and second solutions, xanthogenic acid may be added to both solutions as a ligand capable of coordinating with the quantum dots 50.
  • the concentration of quantum dots 50 in the second solution is lower than the concentration of quantum dots 50 in the first solution. Therefore, when xanthogenic acid is added to the first solution and the second solution, the proportion of xanthogenic acid coordinated to the quantum dots 50 in the second solution is lower than the proportion of xanthogenic acid coordinated to the quantum dots 50 in the first solution.
  • the concentration of sulfur atoms derived from xanthogenic acid remaining in the second light-emitting layer 41 is lower than the concentration of sulfur atoms derived from xanthogenic acid remaining in the first light-emitting layer 40. Therefore, the density of atomic defects of sulfur atoms in the second inorganic filler 53 of the second light-emitting layer 41 is greater than the density of atomic defects of sulfur atoms in the first inorganic filler 52 of the first light-emitting layer 40.
  • the density of atomic defects of sulfur atoms or oxygen atoms in the second inorganic filler 53 formed in step S8 is higher than the density of atomic defects of sulfur atoms or oxygen atoms in the first inorganic filler 52 formed in step S6. Therefore, the above process forms a light-emitting layer 24 having an inorganic filler 51 in which the density of atomic defects of at least one of sulfur atoms or oxygen atoms gradually increases in the direction from the anode 21 to the cathode 26. In other words, the above process forms a light-emitting layer 24 having an inorganic filler 51 in which the concentration of at least one of sulfur atoms or oxygen atoms gradually decreases in the direction from the anode 21 to the cathode 26.
  • the electron transport layer 25 is formed on the light-emitting layer 24 (step S9).
  • a solution in which zinc oxide nanoparticles 30 are dispersed in an ethanol solvent may be applied to the light-emitting layer 24 by a spin coating method or the like under a nitrogen atmosphere, and the solution may be dried to form the electron transport layer 25 having a thickness of 60 nm.
  • the zinc oxide nanoparticles 30 may be doped with at least one of Li, Mg, Al, Ti, Ga, and Zr.
  • the nanoparticles 30 may also be titanium oxide or zirconium oxide nanoparticles.
  • the cathode 26 is formed on the electron transport layer 25 (step S10).
  • the cathode 26 may be formed by depositing a 50 nm-thick silver thin film by vacuum deposition. In this manner, the light-emitting element 11 is manufactured.
  • the manufacture of the display device 1 may be completed, or, following the manufacture of the light-emitting element 11, a sealing layer or the like may be formed to seal or protect the light-emitting element 11.
  • the light-emitting element 11 includes a light-emitting layer 24 having a plurality of quantum dots 50 and an inorganic filler 51 filling spaces between the plurality of quantum dots 50.
  • the inorganic filler 51 contains at least one of a metal sulfide and a metal oxide, and the concentration of at least one of sulfur atoms and oxygen atoms gradually decreases in the direction from the anode 21 to the cathode 26.
  • the density of defects of at least one of sulfur atoms and oxygen atoms gradually increases in the direction from the anode 21 to the cathode 26.
  • the light-emitting element 11 can improve the efficiency of hole injection and the efficiency of electron injection into the light-emitting layer 24 in both directions, so that the driving voltage of the light-emitting element 11 can be reduced and the energy efficiency of the light-emitting layer 24 can be improved. Furthermore, the carrier balance in the light-emitting layer 24 can be adjusted, improving the light-emitting efficiency of the light-emitting element 11.
  • the concentration of the quantum dots 50 in the second light-emitting layer 41 is lower than the concentration of the quantum dots 50 in the first light-emitting layer 40. Therefore, in the light-emitting layer 24, the concentration of the quantum dots 50 gradually decreases in the direction from the anode 21 to the cathode 26.
  • the mobility of electrons in a semiconductor is higher than that of holes, so that in the light-emitting layer 24 containing quantum dots 50, light is mainly emitted from the quantum dots 50 located on the anode 21 side. Therefore, with the above configuration, the free electron density of the first inorganic filler 52 on the anode 21 side in the light-emitting layer 24 is small, so the resistance is large. As a result, the light-emitting layer 24 can reduce reactive current that does not contribute to light emission, which is generated when carriers do not enter the quantum dots 50 and flow through the first inorganic filler 52. Therefore, with the above configuration, the light-emitting element 11 can more efficiently obtain light emission from the quantum dots 50.
  • defects in the inorganic filler 52 are more likely to be formed on the surface than inside. Therefore, with the above configuration, the average distance between the defects and the quantum dots 50 can be increased, and therefore deactivation of excitons due to defects can be suppressed, and the light-emitting efficiency of the light-emitting element 1 can be improved.
  • the second light-emitting layer 41 can effectively increase the thickness of the inorganic filler 51 that fills the spaces between the quantum dots 50 compared to the first light-emitting layer 40, thereby enhancing the protective effect of the inorganic filler 51 on the quantum dots 50. Therefore, the light-emitting element 11 can more efficiently protect the light-emitting layer 24 from foreign matter such as moisture and oxygen that infiltrate from the cathode 26 side, or heat that propagates from the cathode 26 side.
  • the light-emitting element 11 has an anode 21 on the substrate 20 side.
  • the infiltration of foreign matter such as moisture is less likely to progress in the substrate 20 than in the layers between the electrodes of the light-emitting element 11.
  • foreign matter is more likely to infiltrate the light-emitting element 11 from the cathode 26 side, which is the side opposite the substrate 20 side.
  • the electron transport layer 25 located on the cathode 26 side of the light-emitting layer 24 has nanoparticles 30, foreign matter that has infiltrated the light-emitting element 11 from the cathode 26 side is more likely to reach the light-emitting layer 24 through the nanoparticles 30.
  • the light-emitting element 11 can more efficiently enhance the protective effect of the quantum dots 50 by the inorganic filler 51 of the light-emitting layer 24 due to the above-mentioned configuration. Since the infiltration of foreign matter such as moisture is less likely to progress in a glass substrate than in a film substrate, it is preferable that the substrate 20 is a glass substrate.
  • the inorganic filler 51 may contain a binary compound semiconductor.
  • the difference in density of atomic defects of sulfur atoms or oxygen atoms at each position of the inorganic filler 51 can be easily realized by the difference in heating temperature in the above-mentioned steps S6 and S8.
  • the inorganic filler 51 may contain zinc sulfide from the viewpoint of increasing the efficiency of carrier injection into the quantum dots 50 while enhancing the protective effect of the quantum dots 50.
  • Fig. 4 is a schematic side cross-sectional view of the display device 2 according to the present embodiment.
  • the display device 2 according to the present embodiment has the same configuration as the display device 1 according to the previous embodiment, except that it includes a light-emitting element 12 instead of the light-emitting element 11.
  • the light-emitting element 12 has the same configuration as the light-emitting element 11 according to the previous embodiment, except that it includes a light-emitting layer 27 instead of the light-emitting layer 24.
  • the light-emitting layer 27 has, in order from the anode 21 side, a first light-emitting layer 40 and a second light-emitting layer 42.
  • the first light-emitting layer 40 of this embodiment has the same configuration as the first light-emitting layer 40 of the previous embodiment.
  • the second light-emitting layer 42 of this embodiment differs from the second light-emitting layer 41 of the previous embodiment only in that it has only a second inorganic filler 53 and does not have quantum dots 50.
  • the light-emitting layer 27 has a first light-emitting layer 40 as a quantum dot layer, which includes quantum dots 50 and a first inorganic filler 52 as an inorganic filler 51.
  • the light-emitting layer 27 also has a second light-emitting layer 42 as an inorganic filler layer, which includes a second inorganic filler 53 as an inorganic filler 51.
  • the second light-emitting layer 42 has only the inorganic filler 51 out of the quantum dots 50 and the inorganic filler 51. As long as this configuration is satisfied, the second light-emitting layer 42 may have a material different from the quantum dots 50 and the inorganic filler 51.
  • the light-emitting layer 27 has a plurality of quantum dots 50, and further has, as the inorganic filler 51, a first inorganic filler 52 and a second inorganic filler 53, in that order from the anode 21 side. Therefore, also in this embodiment, the inorganic filler 51 contains at least one of a metal sulfide or a metal oxide, and the concentration of at least one of the sulfur atoms or oxygen atoms gradually decreases in the direction from the anode 21 to the cathode 26. In particular, in the inorganic filler 51, the density of defects of at least one of the sulfur atoms or oxygen atoms gradually increases in the direction from the anode 21 to the cathode 26.
  • the light-emitting element 12 suppresses the movement of electrons injected from the electron transport layer 25 in the light-emitting layer 27 between the quantum dots 50 for the same reasons as those explained for the light-emitting element 11. Therefore, the light-emitting element 12 reduces the reactive current in the light-emitting layer 24, improving the light-emitting efficiency and reliability.
  • the light-emitting layer 27 of the light-emitting element 12 has a second light-emitting layer 42 that does not have quantum dots 50. Therefore, the light-emitting layer 27 does not have quantum dots 50 that may be deteriorated by foreign matter from the cathode 26 side in the second light-emitting layer 42 on the cathode 26 side. In addition, since the second light-emitting layer 42 does not contain quantum dots 50, the effective film thickness of the second inorganic filler 53 is increased, and the protective effect of the light-emitting layer 27 is increased.
  • the light-emitting layer 27 efficiently transports electrons, which have a higher mobility than holes, from the second light-emitting layer 42 to the first light-emitting layer 40, and light is emitted from the quantum dots 50 in the first light-emitting layer 40. Therefore, the light-emitting element 12 can improve the light-emitting efficiency while more efficiently increasing the protective effect of the quantum dots 50 by the inorganic filler 51 of the light-emitting layer 24.
  • the film thickness of the second light-emitting layer 42 may be 1.2 nm or more, or 6 nm or more. As a result, the second light-emitting layer 42 has a thickness that is approximately twice or more the unit cell of the second inorganic filler, which can efficiently enhance the protective effect of the light-emitting layer 27.
  • the density of free electrons in the inorganic filler 51 may be 1 ⁇ 10 18 cm ⁇ 3 or more in a region within 1.2 nm in the film thickness direction from the end face of the light-emitting layer 27 on the cathode 26 side.
  • the above configuration can sufficiently increase the free electron density in the region, and therefore the light-emitting layer 27 is preferable because it can reduce the resistivity of the inorganic filler 51 in the above region, thereby minimizing the increase in the driving voltage of the light-emitting element 12 and increasing the protection effect of the quantum dots 50.
  • the boundary between the light-emitting layer 27 and the electron transport layer 25 may be confirmed by observing a cross section passing through the light-emitting layer 27 and the electron transport layer 25 and confirming the composition of the material at each position of the cross section.
  • the portion where the concentration of at least one atom contained in the second inorganic filler 53 is 25% or less may be regarded as the boundary between the light-emitting layer 27 and the electron transport layer 25.
  • the portion where the concentration of at least one atom contained in the second inorganic filler 53 decreases by 25% or more may be regarded as the boundary between the light-emitting layer 27 and the electron transport layer 25.
  • the portion where the concentration of the atom changes by 25% or more may be regarded as the boundary between the light-emitting layer 27 and the electron transport layer 25.
  • the criteria for confirming the boundary are given priority in the order of description, in other words, the earlier description takes priority over the later description.
  • the portion in which the composition of the second inorganic filler 53 can be confirmed may be considered to be included in the second light-emitting layer 42, and therefore in the light-emitting layer 27.
  • the light-emitting element 12 may be manufactured by the same method as the manufacturing method of the light-emitting element 11 according to the previous embodiment according to the flowchart shown in FIG. 3, except for the material of the second solution applied onto the first light-emitting layer 40 in step S7.
  • the second solution contains only the second inorganic precursor out of the quantum dots 50 and the second inorganic precursor which is a precursor of the second inorganic filler 53.
  • the second solution may contain other materials except the quantum dots 50 and the second inorganic precursor.
  • step S8 a second light-emitting layer 42 having the second inorganic filler 53 but no quantum dots 50 is formed on the first light-emitting layer 40.
  • Fig. 5 is a schematic side cross-sectional view of the display device 3 according to the present embodiment.
  • the display device 3 according to the present embodiment has the same configuration as the display device 2 according to the previous embodiment, except that it includes a light-emitting element 13 instead of the light-emitting element 12.
  • the light-emitting element 13 has the same configuration as the light-emitting element 12 according to the previous embodiment, except that it includes a light-emitting layer 28 instead of the light-emitting layer 27.
  • the light-emitting layer 28 has, in order from the anode 21 side, a first light-emitting layer 40, a second light-emitting layer 43, a third light-emitting layer 44, and a fourth light-emitting layer 45.
  • the first light-emitting layer 40 has the same configuration as the first light-emitting layer 40 according to each of the above-mentioned embodiments.
  • the second light-emitting layer 43 includes a plurality of quantum dots 50 and a second inorganic filler 54 that fills the spaces between the plurality of quantum dots 50.
  • the third light-emitting layer 44 includes a plurality of quantum dots 50 and a third inorganic filler 55 that fills the spaces between the plurality of quantum dots 50.
  • the fourth light-emitting layer 45 has the same configuration as the second light-emitting layer 42 according to the previous embodiment, except that it includes a fourth inorganic filler 56 instead of the second inorganic filler 53.
  • the quantum dots 50 contained in the second light-emitting layer 43 and the third light-emitting layer 44 have the same configuration as the quantum dots 50 according to each of the above-mentioned embodiments.
  • the second inorganic filler 54, the third inorganic filler 55, and the fourth inorganic filler 56 have the same configuration as the first inorganic filler 52 according to each of the above-mentioned embodiments, except for the concentration of at least one of the sulfur atoms and the oxygen atoms.
  • the light-emitting layer 28 comprises quantum dots 50 and a first inorganic filler 52, a second inorganic filler 54, a third inorganic filler 55, and a fourth inorganic filler 56 as inorganic fillers 51.
  • the light-emitting layer 28 comprises a first light-emitting layer 40, a second light-emitting layer 43, and a third light-emitting layer 44 as quantum dot layers including the quantum dots 50 and the inorganic fillers 51.
  • the light-emitting layer 28 also comprises a fourth light-emitting layer 45 that comprises only the inorganic filler 51 out of the quantum dots 50 and the inorganic fillers 51.
  • the first inorganic filler 52, the second inorganic filler 54, the third inorganic filler 55, and the fourth inorganic filler 56 have progressively lower concentrations of at least one of sulfur atoms and oxygen atoms in this order.
  • the concentration of at least one of sulfur atoms and oxygen atoms in the inorganic filler 51 gradually decreases in the direction from the anode 21 toward the cathode 26.
  • the density of atomic defects of at least one of sulfur atoms and oxygen atoms increases in the order of the first inorganic filler 52, the second inorganic filler 54, the third inorganic filler 55, and the fourth inorganic filler 56.
  • the density of atomic defects of at least one of sulfur atoms and oxygen atoms increases in the inorganic filler 51 in the direction from the anode 21 toward the cathode 26.
  • the light-emitting element 13 suppresses the movement of electrons injected from the electron transport layer 25 between the quantum dots 50 in the light-emitting layer 24. Therefore, the light-emitting element 13 reduces the reactive current in the light-emitting layer 24, improving the light-emitting efficiency and reliability.
  • the concentration of quantum dots 50 in the light-emitting layer 28 decreases in the order of the first light-emitting layer 40, the second light-emitting layer 43, and the third light-emitting layer 44. Furthermore, as described above, the fourth light-emitting layer 45 does not have quantum dots 50. Therefore, for the same reasons as those described in each of the above embodiments, the light-emitting element 13 can improve the light-emitting efficiency while more efficiently enhancing the protective effect of the quantum dots 50 provided by the inorganic filler 51 in the light-emitting layer 24.
  • the light-emitting element 13 can reduce the decrease in light-emitting efficiency even when the efficiency of hole injection into the light-emitting layer 28 decreases due to the deterioration of each part.
  • the light-emitting element 13 recombination of electrons and holes in the light-emitting layer 28 occurs in the quantum dots 50 near the second light-emitting layer 43 at the time of shipment of the display device 3, and the quantum dots 50 in the second light-emitting layer 43 mainly emit light.
  • the mobility and injection efficiency of holes from the hole injection layer 22 to the light-emitting layer 28 may decrease due to the deterioration of each part of the light-emitting element 13 caused by the deterioration caused by the driving of the display device 3 or by aging.
  • recombination of electrons and holes in the light-emitting layer 28 may occur in the quantum dots 50 on the anode 21 side rather than the second light-emitting layer 43.
  • the recombination of electrons and holes in the light-emitting layer 28 occurs in the quantum dots 50 near the first light-emitting layer 40, and the quantum dots 50 in the first light-emitting layer 40 can mainly emit light, so that the light-emitting element 13 can reduce a decrease in the light-emitting efficiency.
  • the light-emitting layer 28 can improve the reliability of the light-emitting element 13.
  • the manufacturing method of the light-emitting element 13 according to this embodiment can be the same as the manufacturing method of the light-emitting element 12 according to the previous embodiment, except for the method of forming the light-emitting layer 28.
  • the first light-emitting layer 40, the second light-emitting layer 43, and the third light-emitting layer 44 of the light-emitting layer 28 may be formed by repeatedly performing the above-mentioned steps S5 and S6.
  • the concentration of the quantum dots 50 in the solution to be applied in step S5 is gradually decreased, and the heating temperature of the solution in step S6 is gradually increased, and steps S5 and S6 are repeatedly performed.
  • the concentration of the quantum dots 50 in the solution to be applied does not necessarily have to be changed, and may be approximately the same concentration.
  • the fourth light-emitting layer 45 may be formed by carrying out steps S7 and S8 according to the previous embodiment.
  • the heating temperature of the solution in step S8 is higher than the heating temperature of the solution in step S6 described above, and steps S7 and S8 are carried out. This allows the above-mentioned fourth light-emitting layer 45 to be formed, and the light-emitting layer 28 to be formed.
  • the display device according to the modification has the same configuration as the display device 3 according to the present embodiment, except for the material of the inorganic filler 51 of the light-emitting layer 28 of the light-emitting element 13.
  • the inorganic filler 51 according to this modified example includes a ternary compound semiconductor having metal atoms.
  • the first inorganic filler 52, the second inorganic filler 54, the third inorganic filler 55, and the fourth inorganic filler 56 have gradually increasing or gradually decreasing concentrations of the above-mentioned metal atoms in this order.
  • the inorganic filler 51 according to this modified example has a concentration gradient of metal atoms in the direction from the anode 21 to the cathode 26.
  • the inorganic filler 51 may contain magnesium atoms, or may contain a sulfide containing zinc atoms.
  • the inorganic filler 51 may contain zinc magnesium sulfide (ZnMgS, ZnMgS 2 ) as a sulfide containing both magnesium atoms and zinc atoms.
  • the first inorganic filler 52, the second inorganic filler 54, the third inorganic filler 55, and the fourth inorganic filler 56 may contain zinc magnesium sulfide whose composition is expressed as ZnXMg1 - XS1 -Y .
  • X and Y are real numbers satisfying 0 ⁇ X ⁇ 1 and 0 ⁇ Y ⁇ 1, and the value of X increases in the order of the first inorganic filler 52, the second inorganic filler 54, the third inorganic filler 55, and the fourth inorganic filler 56.
  • the inorganic filler 51 has a concentration gradient in which the concentration of zinc atoms gradually increases in the direction from the anode 21 to the cathode 26, while the concentration of magnesium atoms gradually decreases.
  • Y represents the proportion of sulfur atom defects in the inorganic filler 51, and may increase in the order of the first inorganic filler 52, the second inorganic filler 54, the third inorganic filler 55, and the fourth inorganic filler 56.
  • the fourth inorganic filler 56 contains zinc sulfide, which is a binary compound semiconductor.
  • the inorganic filler 51 according to this embodiment is not limited to a configuration consisting of only ternary compound semiconductors, and may also contain some binary compound semiconductors.
  • the manufacturing method of the light-emitting element 13 according to this modified example can be the same as the manufacturing method of the light-emitting element 13 according to this embodiment, except for the method of forming the light-emitting layer 28.
  • the first light-emitting layer 40, the second light-emitting layer 43, and the third light-emitting layer 44 of the light-emitting layer 28 may be formed by repeatedly performing the above-mentioned steps S5 and S6.
  • the fourth light-emitting layer 45 may be formed by performing steps S7 and S8 according to this embodiment.
  • step S5 a first solution containing a plurality of quantum dots 50 and a first inorganic precursor having a plurality of metal sources is applied onto the hole transport layer 23.
  • step S6 the applied first solution is heated to modify the first inorganic precursor into a first inorganic filler 52, thereby forming the first light-emitting layer 40.
  • step S5 a second solution containing a plurality of quantum dots 50 and a second inorganic precursor having a plurality of metal sources is applied onto the hole transport layer 23.
  • the ratio of the metal source in the second inorganic precursor is made different from that in the first inorganic precursor, so that the ratio of the metal source in the second solution is made different from that in the first solution.
  • step S6 a second light-emitting layer 43 is formed having a second inorganic filler 54 having a different concentration of metal atoms from that of the first inorganic filler 52.
  • the heating temperature of the second solution may be higher than the heating temperature of the first solution.
  • the third light-emitting layer 44 and the fourth light-emitting layer 45 are formed, so that the light-emitting layer 28 is formed.
  • Fig. 6 is a schematic band diagram for illustrating an example of the band gap of each part of the light emitting element 13 according to this modification. Note that the band diagram in Fig. 6 has a vacuum level on the upper side of the paper. The left and right directions of the band diagram in Fig. 6 represent the thickness direction in the display direction of the display device 3, with the left side of the paper being the anode 21 side and the right side being the cathode 26 side.
  • the Fermi levels of the anode 21 and the cathode 26 are shown. Also, the band gaps of the hole injection layer 22, the hole transport layer 23, and the electron transport layer 25 are shown. In particular, in the band diagram of FIG. 6, the band gap of the nanoparticles 30 is shown as the band gap of the electron transport layer 25.
  • the band gap of the first light-emitting layer 40, the second light-emitting layer 43, the third light-emitting layer 44, and the fourth light-emitting layer 45 are shown as the band gap of the light-emitting layer 28.
  • the band diagram of FIG. 6 shows the band gaps of the core 50C and the shell 50S of the quantum dot 50, and the band gaps of the first inorganic filler 52, the second inorganic filler 54, the third inorganic filler 55, and the fourth inorganic filler 56.
  • inorganic filler 51 fills the spaces between the quantum dots 50.
  • the band gaps of the first light-emitting layer 40, the second light-emitting layer 43, and the third light-emitting layer 44 can be illustrated such that the band gap of the inorganic filler 51 is located on both ends of the band gap of the quantum dots 50. Note that only the band gap of the fourth inorganic filler 56 is illustrated for the fourth light-emitting layer 45.
  • the band gaps of the first inorganic filler 52, the second inorganic filler 54, the third inorganic filler 55, and the fourth inorganic filler 56 become gradually smaller in this order.
  • the band gap of the inorganic filler 51 becomes gradually smaller in the direction from the anode 21 toward the cathode 26.
  • the gradient of the band gap of the inorganic filler 51 described above is realized by the concentration gradient of the metal atoms in the inorganic filler 51 described above.
  • the electron affinity of the inorganic filler 51 gradually increases in the direction from the anode 21 toward the cathode 26.
  • the electron affinity of each part corresponds to the distance from the vacuum level to the upper end of the band gap. Therefore, in the band diagram of FIG. 6, the lower the upper end of the band gap of a certain layer is located, the greater the electron affinity of that layer. In other words, the larger the band gap of a certain layer, the smaller the electron affinity of that layer tends to be.
  • the barrier to electron injection from the first layer to the second layer corresponds to the electron affinity of the first layer minus the electron affinity of the second layer. Therefore, in this modified example, a barrier exists for the injection of electrons from the fourth inorganic filler 56 to the third inorganic filler 55. Similarly, in this modified example, a barrier exists for the injection of electrons from the third inorganic filler 55 to the second inorganic filler 54, and for the injection of electrons from the second inorganic filler 54 to the first inorganic filler 52.
  • the light-emitting element 13 suppresses the movement of electrons through the inorganic filler 51 in the direction from the cathode 26 to the anode 21. Therefore, the light-emitting element 13 can increase the proportion of carriers injected into the quantum dots 50 relative to carriers that contribute to the reactive current flowing through the inorganic filler 51.
  • the light-emitting element 13 suppresses the movement of electrons injected from the electron transport layer 25 between the quantum dots 50 in the light-emitting layer 24, thereby reducing the reactive current in the light-emitting layer 24 and improving the light-emitting efficiency and reliability.
  • the band gap of the inorganic filler 51 can be easily designed by adjusting the concentration of magnesium atoms.
  • the efficiency of carrier injection into the quantum dots 50 can be increased while improving the protective effect of the quantum dots 50.
  • Fig. 7 is a schematic side cross-sectional view of the display device 4 according to this embodiment.
  • the display device 4 according to this embodiment includes a light-emitting element 14 instead of the light-emitting element 13.
  • the display device 4 according to this embodiment also includes a plurality of sub-pixels in a plan view, and in particular includes a red sub-pixel SPR, a green sub-pixel SPG, and a blue sub-pixel SPB.
  • the light-emitting element 14 includes a red light-emitting element 14R, a green light-emitting element 14G, and a blue light-emitting element 14B.
  • the red light-emitting element 14R is located on the red sub-pixel SPR
  • the green light-emitting element 14G is located on the green sub-pixel SPG
  • the blue light-emitting element 14B is located on the blue sub-pixel SPB.
  • the light emitting element 14 includes a bank 60 on the substrate 20.
  • the bank 60 includes an insulating resin material, for example, including polyimide, and is formed in each layer of the light emitting element 14, from the anode 21 to partway through the fourth light emitting layer 45 of the light emitting layer 28. Therefore, the bank 60 separates each layer of the light emitting element 14, from the anode 21 to the third light emitting layer 44 of the light emitting layer 28.
  • each layer from the anode 21 of the light-emitting element 14 to the third light-emitting layer 44 of the light-emitting layer 28 is partitioned into a red subpixel SPR, a green subpixel SPG, and a blue subpixel SPB in a plan view of the substrate 20.
  • the fourth light-emitting layer 45, the electron transport layer 25, and the cathode 26 of the light-emitting layer 28 may be formed in common to the multiple subpixels described above.
  • the light-emitting layer 28 is partitioned by the bank 60 into a red light-emitting layer 28R, a green light-emitting layer 28G, and a blue light-emitting layer 28B.
  • the red light-emitting layer 28R is located on the red subpixel SPR
  • the green light-emitting layer 28G is located on the green subpixel SPG
  • the blue light-emitting layer 28B is located on the blue subpixel SPB.
  • the first light-emitting layer 40 is divided into a first red light-emitting layer 40R, a first green light-emitting layer 40G, and a first blue light-emitting layer 40B.
  • the second light-emitting layer 43 is divided into a second red light-emitting layer 43R, a second green light-emitting layer 43G, and a second blue light-emitting layer 43B.
  • the third light-emitting layer 44 is divided into a third red light-emitting layer 44R, a third green light-emitting layer 44G, and a third blue light-emitting layer 44B.
  • the red light-emitting layer 28R, the green light-emitting layer 28G, and the blue light-emitting layer 28B may have a common fourth light-emitting layer 45.
  • the first red light-emitting layer 40R, the second red light-emitting layer 43R, and the third red light-emitting layer 44R include red quantum dots 57 that emit red light.
  • the first green light-emitting layer 40G, the second green light-emitting layer 43G, and the third green light-emitting layer 44G include green quantum dots 58 that emit green light.
  • the first blue light-emitting layer 40B, the second blue light-emitting layer 43B, and the third blue light-emitting layer 44B include blue quantum dots 59 that emit blue light.
  • Each of the red quantum dots 57, the green quantum dots 58, and the blue quantum dots 59 may have the same configuration as the quantum dots 50, except for the light-emitting color.
  • Red light is light that has a central emission wavelength in a wavelength band of more than 600 nm and less than 780 nm.
  • Green light is light that has a central emission wavelength in a wavelength band of more than 500 nm and less than 600 nm.
  • Blue light is light that has a central emission wavelength in a wavelength band of more than 400 nm and less than 500 nm.
  • the red light-emitting layer 28R, the green light-emitting layer 28G, and the blue light-emitting layer 28B have the same configuration as the light-emitting layer 28 according to the previous embodiment.
  • the first light-emitting layer 40, the second light-emitting layer 43, the third light-emitting layer 44, and the fourth light-emitting layer 45 each have a first inorganic filler 52, a second inorganic filler 54, a third inorganic filler 55, and a fourth inorganic filler 56.
  • the red light-emitting layer 28R, the green light-emitting layer 28G, and the blue light-emitting layer 28B each have the same inorganic filler 51 as the inorganic filler 51 according to the previous embodiment.
  • the red light-emitting element 14R includes a substrate 20, an anode 21, a hole injection layer 22, a hole transport layer 23, a red light-emitting layer 28R, an electron transport layer 25, and a cathode 26 formed in the red subpixel SPR.
  • the green light-emitting element 14G includes a substrate 20, an anode 21, a hole injection layer 22, a hole transport layer 23, a green light-emitting layer 28G, an electron transport layer 25, and a cathode 26 formed in the green subpixel SPG.
  • the blue light-emitting element 14B includes a substrate 20, an anode 21, a hole injection layer 22, a hole transport layer 23, a blue light-emitting layer 28B, an electron transport layer 25, and a cathode 26 formed in the blue subpixel SPB.
  • the anode 21, the hole injection layer 22, and the hole transport layer 23 may have the same design in the red subpixel SPR, the green subpixel SPG, and the blue subpixel SPB.
  • each anode 21 is electrically connected to a driving circuit formed in each subpixel of the substrate 20.
  • the display device 4 applies a common potential to the cathode 26 and individually controls the voltage application to each anode 21 via the pixel circuit of the substrate 20. This allows the red light from the red light emitting element 14R, the green light from the green light emitting element 14G, and the blue light from the blue light emitting element 14B to be extracted individually from each sub-pixel, thereby providing a color display.
  • the light-emitting element 14 according to this embodiment may be manufactured by the same method as the light-emitting element 13 according to the previous embodiment, except for the manufacturing process of the light-emitting layer 28.
  • a photosensitive resin is formed only in a specific subpixel by photolithography using a photosensitive resin.
  • a solution containing quantum dots is applied and formed as a film common to a plurality of subpixels.
  • the light-emitting layer 28 may be formed only in a specific subpixel by peeling off the photosensitive resin together with the applied solution.
  • the light-emitting layer 28 may be formed by applying different light-emitting layers 28 to each subpixel by an inkjet method or the like.
  • the red light-emitting element 14R, green light-emitting element 14G, and blue light-emitting element 14B of this embodiment each have the same configuration as the light-emitting element 13 of the previous embodiment, except for the light emission color of the quantum dots in the light-emitting layer 28. Therefore, for the same reasons as described above, the red light-emitting element 14R, green light-emitting element 14G, and blue light-emitting element 14B each can improve the light-emitting efficiency while more efficiently enhancing the protective effect of the quantum dots 50 by the inorganic filler 51 in the light-emitting layer 24.
  • the band gap of the material of the quantum dot core varies depending on the emission color of the core.
  • a light-emitting element having a light-emitting layer that has quantum dots as the light-emitting material has a different band gap in the charge transport layer, including the hole injection layer, hole transport layer, and electron transport layer, that is suitable for the emission color of the light-emitting layer. Therefore, if the same charge transport layer is applied to light-emitting elements having light-emitting layers that contain quantum dots with different emission colors, the carrier balance of the light-emitting layer 28 may not be optimized in any of the light-emitting elements.
  • the red light emitting element 14R, the green light emitting element 14G, and the blue light emitting element 14B each have an inorganic filler 51 with a different band gap in the stacking direction. Therefore, in the red light emitting element 14R, the green light emitting element 14G, and the blue light emitting element 14B, the light emitting position of the quantum dot differs in the stacking direction depending on the band gap of the quantum dot.
  • the light-emitting element 14 even if the charge transport layer is not optimized for the light-emitting element of each subpixel, the carrier balance of each light-emitting layer 28 can be optimized by varying the light-emitting position of the quantum dots. Therefore, the light-emitting element 14 of this embodiment can improve the carrier balance of each light-emitting layer 28 and increase the light-emitting efficiency while simplifying the manufacturing process by sharing the charge transport layer in each subpixel.
  • the red light-emitting element 14R, the green light-emitting element 14G, and the blue light-emitting element 14B each have the same layered structure as the light-emitting element 13 according to the previous embodiment, but this is not limited to the above.
  • the red light-emitting element 14R, the green light-emitting element 14G, and the blue light-emitting element 14B each may have the same layered structure as either the light-emitting element 11 or the light-emitting element 12 described above.
  • any one of the red light emitting element 14R, the green light emitting element 14G, and the blue light emitting element 14B may have the same layered structure as the light emitting element according to any of the above-mentioned embodiments.
  • some of the red light emitting element 14R, the green light emitting element 14G, and the blue light emitting element 14B may have a structure different from that of the light emitting element according to each of the above-mentioned embodiments.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

発光素子（１１）は、アノード（２１）と、カソード（２６）と、アノードとカソードとの間に位置する発光層（２４）と、を備える。発光層は、複数の量子ドット（５０）と、無機充填材（５１）と、を有する。無機充填材は、複数の量子ドットの間を充填し、金属硫化物または金属酸化物の少なくとも一方を含む。無機充填材においては、アノードからカソードに向かう方向において、硫黄原子または酸素原子の少なくとも一方の濃度が次第に低くなる。

Description

発光素子、表示装置、発光素子の製造方法
　本開示は、発光素子、および当該発光素子を備えた表示装置に関する。
　量子ドットを発光材料として含む発光層を備えた発光素子においては、キャリアが量子ドットに注入されず発光層を通過することにより無効電流が生じる場合がある。当該無効電流の発生は、発光素子の発光効率の低下に加え、量子ドットまたは発光層の周辺層の劣化を生じさせ発光素子の信頼性の低下を招来する問題が有る。特許文献１は、発光層が互いにシェルの膜厚の異なる複数の量子ドットを含むことにより、量子ドットへのキャリアの閉じ込めを改善した発光素子を開示する。
日本国特許第６２３３４１７号公報
　特許文献１に開示された発光素子は、量子ドットに注入されたキャリアの量子ドットの外部への流出を低減することにより無効電流を抑制する構成であるといえる。このため、特許文献１に開示された発光素子において、量子ドットの間を流れる無効電流を低減することは困難である。
　本開示の一態様に係る発光素子は、アノードと、カソードと、前記アノードと前記カソードとの間に位置する発光層と、を備え、前記発光層は、複数の量子ドットと、無機充填材と、を有し、前記無機充填材は、前記複数の量子ドットの間を充填し、金属硫化物または金属酸化物の少なくとも一方を含み、前記無機充填材においては、前記アノードから前記カソードに向かう方向において硫黄原子または酸素原子の少なくとも一方の濃度が低くなる。
　本開示の他の一態様に係る発光素子は、アノードと、カソードと、前記アノードと前記カソードとの間に位置する発光層と、を備え、前記発光層は、複数の量子ドットと、無機充填材と、を有し、前記無機充填材は、前記複数の量子ドットの間を充填し、金属硫化物または金属酸化物の少なくとも一方を含み、前記無機充填材においては、前記アノードの側の硫黄原子または酸素原子の少なくとも一方の濃度より、前記カソードの側に前記少なくとも一方と同じ原子の濃度の方が低い部分を有する。
　本開示の他の一態様に係る発光素子は、アノードと、カソードと、前記アノードと前記カソードとの間に位置する発光層と、を備え、前記発光層は、複数の量子ドットと、無機充填材と、を有し、前記無機充填材は、前記複数の量子ドットの間を充填し、金属硫化物または金属酸化物の少なくとも一方を含み、前記無機充填材においては、前記アノードから前記カソードに向かう方向において硫黄原子または酸素原子の少なくとも一方の原子欠陥の密度が高くなる。
　本開示の他の一態様に係る発光素子は、アノードと、カソードと、前記アノードと前記カソードとの間に位置する発光層と、を備え、前記発光層は、複数の量子ドットと、カルコゲナイドを含み、前記複数の量子ドットの間を充たす無機充填材と、を有し、前記無機充填材においては、前記アノードから前記カソードに向かう方向にカルコゲン元素の原子の濃度が低くなる。
　本開示の他の一態様に係る発光素子は、アノードと、カソードと、前記アノードと前記カソードとの間に位置する発光層と、を備え、前記発光層は、複数の量子ドットと、無機充填材と、を有し、前記無機充填材は、前記複数の量子ドットの間を充填し、金属原子を有する三元型化合物半導体を含み、前記アノードから前記カソードに向かう方向において前記金属原子の濃度勾配を有し、前記無機充填材のバンドギャップが、前記アノードから前記カソードに向かう方向に小さくなる。
　本開示の他の一態様に係る発光素子の製造方法は、アノードと、カソードと、前記アノードと前記カソードとの間に位置する発光層と、を備え、前記発光層は、複数の量子ドットと、無機充填材と、を有し、前記無機充填材は、前記複数の量子ドットの間を充填し、金属硫化物または金属酸化物の少なくとも一方を含む、発光素子の製造方法であって、前記複数の量子ドットと第１無機前駆体とを含む第１溶液の塗布と、前記第１溶液の第１温度における加熱により前記第１無機前駆体を前記無機充填材へと変性させることによる前記発光層の第１部の形成と、前記第１部上への、第２無機前駆体を含む第２溶液の塗布と、前記第２溶液の前記第１温度よりも高い第２温度における加熱により前記第２無機前駆体を前記無機充填材へと変性させることによる、前記第１部上への前記発光層の第２部の形成と、を含む。
　本開示の他の一態様に係る発光素子の製造方法は、アノードと、カソードと、前記アノードと前記カソードとの間に位置する発光層と、を備え、前記発光層は、複数の量子ドットと、無機充填材と、を有し、前記無機充填材は、前記複数の量子ドットの間を充填し、金属原子を有する三元型化合物半導体を含み、前記アノードから前記カソードに向かう方向において前記金属原子の濃度勾配を有する、発光素子の製造方法であって、前記複数の量子ドットと複数の金属源を有する第１無機前駆体とを含む第１溶液の塗布と、前記第１溶液の加熱により前記第１無機前駆体を前記無機充填材へと変性させることによる前記発光層の第１部の形成と、前記第１部上への、複数の前記金属源を有する第２無機前駆体を含み、前記金属源の比率が前記第１溶液と異なる第２溶液の塗布と、前記第２溶液の加熱により前記第２無機前駆体を前記無機充填材へと変性させることによる、前記第１部上への前記発光層の第２部の形成と、を含み、前記第２部の前記無機充填材のバンドギャップが前記第１部の前記無機充填材のバンドギャップよりも小さい。
　発光層の量子ドットの間を流れる無効電流を抑制することにより、発光素子の発光効率および信頼性を改善する。
実施形態１に係る表示装置の概略側断面図、量子ドットの概略断面図、および量子ドット間を充填する無機充填材を示すための模式図を並べて示す図である。 実施形態１に係る表示装置の概略平面図である。 実施形態１に係る発光素子の製造方法の一例を説明するフローチャートである。 実施形態２に係る表示装置の概略側断面図である。 実施形態３に係る表示装置の概略側断面図である。 実施形態３の変形例に係る発光素子の各層における概略のバンド図である。 実施形態４に係る表示装置の概略側断面図である。
　〔実施形態１〕
　＜表示装置＞
　以下、本開示の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面において、同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。図２は本実施形態に係る表示装置の概略平面図である。
　表示装置１は、例えば、テレビまたはスマートフォン等のディスプレイに用いることのできる装置である。表示装置１は、表示部ＤＡと表示部ＤＡの外周に形成された額縁部ＮＡとを備える。表示装置１は、表示部ＤＡに形成された後述する複数の発光素子のそれぞれからの発光を制御することにより、表示部ＤＡにおいて表示を行う。額縁部ＮＡには、表示部ＤＡの複数の発光素子のそれぞれを駆動するためのドライバ等が形成されてもよい。
　本実施形態に係る表示装置１の表示部ＤＡは、赤色サブ画素、緑色サブ画素、および青色サブ画素を含む複数のサブ画素を含んでもよい。各サブ画素には後述する発光素子が形成され、各発光素子は光を個々に出射する。これにより表示装置１は、例えば、額縁部ＮＡに形成されたドライバ等により、表示部ＤＡの複数の発光素子からの発光を個々に制御することにより表示を行う。
　＜発光素子：概要＞
　本実施形態に係る表示装置１の表示部ＤＡの構造について、図１を参照してより詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る表示装置１の概略側断面図１０１、後述する量子ドット５０の概略断面図１０２、量子ドット５０の間を充填する無機充填材５１を示すための模式図１０３および模式図１０４である。本開示において、表示装置１の後述する基板２０からカソード２６へ向かう方向を「上」として記載し、その反対方向を「下」と記載する場合がある。
　概略側断面図１０１は、図２に示すＩ－Ｉ線矢視断面図であり、本実施形態に係る表示装置１の基板２０の平面視において発光素子１１を通る断面について示す図である。なお、本開示における表示装置の概略側断面図は、何れも概略側断面図１０１に示す断面と対応する表示装置の断面を示す。
　概略断面図１０２は、量子ドット５０の略中心を通る、量子ドット５０の断面を示す図である。模式図１０３および模式図１０４は、概略側断面図１０１に示す、２つの量子ドット５０の組Ｐおよびその間の領域（空間）Ｋの２つの例についてそれぞれ示す図である。特に、当該模式図１０３および模式図１０４は、量子ドット５０Ａと量子ドット５０Ｂとの組の例である、組Ｐ１および組Ｐ２についてそれぞれ示す図である。
　概略側断面図１０１に示すように、表示装置１は、発光素子１１を備える。本実施形態において、発光素子１１は、基板２０を備える。例えば、基板２０は、表示装置１の平面視において、表示部ＤＡと額縁部ＮＡとに重なる位置に形成され、発光素子１１は、表示装置１の平面視において、基板２０の表示部ＤＡと重なる部分を備えていると見なしてよい。換言すれば、基板２０は、表示装置１の平面視において、表示部ＤＡと額縁部ＮＡとに渡って形成されていてもよい。基板２０の上面は表示装置１の表示面と略平行であってもよく、換言すれば、基板２０の平面視は表示装置１の平面視と略同一であってもよい。
　さらに、発光素子１１は、基板２０側から順に、アノード２１、正孔注入層２２、正孔輸送層２３、発光層２４、電子輸送層２５、およびカソード２６を備える。なお、本実施形態においてはこれに限られず、発光素子１１は、基板２０側から順に、カソード、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、およびアノードを備えてもよい。さらに、発光素子１１は、電子輸送層２５とカソード２６との間に、電子注入層を備えていてもよい。
　発光素子１１は、上述した複数のサブ画素のそれぞれに個別に形成されていてもよい。また、表示装置１は、平面視において基板２０の額縁部ＮＡと重なる位置に図示しないドライバ等を備えていてもよい。基板２０は、各サブ画素に対応する図示しない画素回路を備えていてもよい。画素回路は、発光素子１１のアノード２１と電気的に接続してもよい。表示装置１は、ドライバ等の制御を介して、各画素回路によるアノード２１への電圧印加を制御することにより、各発光素子１１からの発光を制御してもよい。
　＜発光素子：アノードおよびカソード＞
　アノード２１とカソード２６との少なくとも何れか一方は、可視光を透過する透明電極である。透明電極としては、例えば、ＩＴＯ、ＩｎＺｎＯ、ＳｎＯ２、またはＦＴＯ等が用いられてもよい。また、アノード２１またはカソード２６のいずれか一方は反射電極であってもよい。反射電極は、可視光の反射率の高い金属材料を含んでいてもよく、当該金属材料は、例えば、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｕ、またはＡｕの単独またはこれらの合金であってもよい。
　＜発光素子：電荷輸送層＞
　正孔注入層２２は、アノード２１からの正孔を発光層２４側に注入する層である。正孔注入層２２の材料には、量子ドットを含む発光素子等において、従来から採用されている、正孔輸送性を有する有機または無機の材料を使用することができる。正孔注入層２２は、酸化ニッケル（ＮｉＯ）のナノ粒子を含んでもよい。また、正孔注入層２２は、［２－（３，６－ジメトキシ－９Ｈ－カーボゾル－９－イル）エチル］ホスホン酸（ＭｅＯ－２ＰＡＣｚ）の自己組織化単分子膜を含んでもよい。他にも、正孔注入層２２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）（ＰＥＤＯＴ）とポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）との複合物（略称「ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ」）、ＣｕＳＣＮ（チオシアン酸銅）等が挙げられる。さらに、正孔注入層２２は、材料としてナノ粒子ではないバルクのＮｉＯ（酸化ニッケル）を含んでもよい。なお、これらの材料は、一種類のみを用いてもよく、適宜二種類以上を混合して用いてもよい。
　正孔輸送層２３は、アノード２１から正孔注入層２２に注入された正孔を発光層２４側に輸送する層である。正孔輸送層２３の材料には、量子ドットを含む発光素子等において、従来から採用されている、正孔輸送性を有する有機または無機の材料を使用することができる。正孔輸送層２３の材料としては、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）］（略称「ＴＦＢ」）、ポリ［Ｎ，Ｎ’－ビス（４－ブチルフェニル）－Ｎ，Ｎ’－ビス（フェニル）－ベンジジン］（略称「ｐｏｌｙ－ＴＰＤ」）、ポリビニルカルバゾール（略称「ＰＶＫ」）等が挙げられる。これらの材料についても、一種類のみを用いてもよく、適宜二種類以上を混合または積層して用いてもよい。
　電子輸送層２５は、カソード２６から注入された電子を発光層２４へと輸送する層である。本実施形態に係る電子輸送層２５は、電子輸送材料としてのナノ粒子３０を有する。また、電子輸送層２５は、ナノ粒子３０に配位可能なリガンドを含んでもよい。
　例えば、ナノ粒子３０は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、Ｌｉ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｚｒのうち少なくとも１つがドープされた酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、または酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）のナノ粒子であってもよい。なお、本開示において、化学式は代表的な例示である。また、本開示において、化学式に記載の組成比は、必ずしも実際の化合物の組成が化学式どおりになっているストイキオメトリでなくてもよい。
　なお、電子輸送層２５が含む電子輸送材料はナノ粒子３０に限られない。例えば、電子輸送層２５は、電子輸送材料として、量子ドットを含む発光素子等において、従来から採用されている、電子輸送性を有する有機または無機の材料を使用することができる。電子輸送材料は、例えば、２，２’，２”－（１，３，５－ベンジントリイル）－トリス（１－フェニル－１－Ｈ－ベンズイミダゾール）（略称「ＴＰＢｉ」）、２，９－ジメチル－４，７－ジフェニル－１，１０－フェナントロリン（略称「ＢＣＰ」）、４，７－ジフェニル－１，１０－フェナントロリン（略称「Ｂｐｈｅｎ」）等を含んでいてもよい。あるいは、電子輸送層２５は、電子輸送材料として、ナノ粒子ではないバルクの酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、または酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）を含んでもよい。バルクの酸化亜鉛（ＺｎＯ）は、Ｌｉ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｚｒのうち少なくとも１つがドープされてもよい。電子輸送材料は、上述した材料について、一種類のみを含んでもよく、適宜二種類以上を含んでもよい。
　＜発光素子：発光層：量子ドット＞
　発光層２４は、アノード２１の側から順に、第１部としての第１発光層４０と、第２部としての第２発光層４１とを備える。第１発光層４０と第２発光層４１とは、何れも発光材料として量子ドット５０を複数有する。量子ドット５０は、例えば、概略断面図１０２に示すように、コア５０Ｃと、該コア５０Ｃの周囲を覆う少なくとも一層のシェル５０Ｓとを含むコア／シェル構造を有する。シェル５０Ｓはコア５０Ｃの中心から周囲にかけて複数の層を有してもよい。第１発光層４０および第２発光層４１は、量子ドット５０の最外層のシェル５０Ｓに配位可能なリガンドを含んでもよい。
　量子ドット５０のコア５０Ｃは、アノード２１からの正孔とカソード２６からの電子とが注入され、当該正孔および電子が再結合すること再結合により生じた励起子により発光する。量子ドット５０のシェル５０Ｓは、コア５０Ｃの欠陥を補償する等、コア５０Ｃを保護する機能を有してもよい。他にも、量子ドット５０は、従来公知の種々の構造を有してもよい。
　なお、本開示において、「量子ドット」とは、最大幅が１００ｎｍ以下のドットを意味する。例えば、量子ドット５０の形状は、上記最大幅を満たす範囲であればよく、特に制約されず、球状の立体形状（円状の断面形状）に限定されるものではない。量子ドット５０の形状は例えば、多角形状の断面形状、棒状の立体形状、枝状の立体形状、表面に凹凸を有す立体形状でもよく、または、それらの組合せでもよい。
　量子ドット５０は、典型的には半導体から成るとよい。半導体とは、一定のバンドギャップを有するとよい。半導体とは、光を発することができる材料であればよく、また、少なくとも下述する材料を含むとよい。半導体は、青色、緑色および赤色の光をそれぞれ発することができるとよい。半導体は、例えば、ＩＩ－ＶＩ族化合物、ＩＩＩ－Ｖ族化合物、カルコゲナイドおよびペロブスカイト化合物からなる群より選択される少なくとも１種を含む。なお、ＩＩ－ＶＩ族化合物とはＩＩ族元素とＶＩ族元素を含む化合物を意味し、ＩＩＩ－Ｖ族化合物はＩＩＩ族元素とＶ族元素を含む化合物を意味する。また、ＩＩ族元素とは２族元素および１２族元素を含み、ＩＩＩ族元素とは３族元素および１３族元素を含み、Ｖ族元素は５族元素および１５族元素を含み、ＶＩ族元素は６族元素および１６族元素を含み得る。
　ＩＩ－ＶＩ族化合物は、例えば、ＭｇＳ、ＭｇＳｅ、ＭｇＴｅ、ＣａＳ、ＣａＳｅ、ＣａＴｅ、ＳｒＳ、ＳｒＳｅ、ＳｒＴｅ、ＢａＳ、ＢａＳｅ、ＢａＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、およびＨｇＴｅからなる群より選択される少なくとも１種を含む。
　ＩＩＩ－Ｖ族化合物は、例えば、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＳｂ、ＩｎＮ、ＩｎＡｓ、ＩｎＰ、およびＩｎＳｂからなる群より選択される少なくとも１種を含む。
　カルコゲナイドは、ＶＩ　Ａ（１６）族元素を含む化合物であり、例えば、ＣｄＳ又はＣｄＳｅを含む。カルコゲナイドが、これらの混晶を含んでもよい。
　ペロブスカイト化合物は、例えば、一般式ＣｓＰｂＸ３、ＣｓＳｎＸ３、ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＸ３、またはＣＨ３ＮＨ３ＳｎＸ３で表される組成を有する。構成元素Ｘは、例えば、Ｃｌ、ＢｒおよびＩからなる群より選択される少なくとも１種を含む。
　ここで、ローマ数字を用いた元素の族の番号表記は旧ＩＵＰＡＣ（International Union of Pure and Applied Chemistry、国際純正・応用化学連合）方式または旧ＣＡＳ（Chemical Abstracts Service）方式に基づく表記で、アラビア数字を用いた元素の族の番号表記は現ＩＵＰＡＣ方式に基づく表記である。
　本実施形態において、第１発光層４０における量子ドット５０の濃度は、第２発光層４１における量子ドット５０の濃度よりも高い。このため、発光層２４において、アノード２１からカソード２６に向かう方向において量子ドット５０の濃度は低くなる部分を有するか、次第に低くなる部分を有するか、発光層２４全体を通して低くなってもよく、または、全体を通して次第に低くなってもよい。以降、例示として、発光層２４全体を通して次第に低くなっていく場合を用いて説明するが、必ずしもその構成に限定されるものではない。
　本開示において、発光層２４の各部における材料の濃度が、「次第に低くなる」場合を例示して説明するが、必ずしもその構成に限定されるものではない。本開示において、矛盾しない限り、当該材料の濃度が「次第に低くなる」場合は、低くなる部分を有する場合、次第に低くなる部分を有する場合、発光層２４全体を通して低くなる場合、または、全体を通して次第に低くなる場合を除外するものではない。また、発光層２４の隣接する層との境界において、上記濃度が「次第に低くなる」とは、別途所望の濃度の構成とは関係のない濃度の変化を示す場合がある。すなわち、上記境界において硫黄原子および酸素原子の濃度の変化が急峻となるとは限らないので、界面から、１．２ｎｍ以下の領域は、発光層２７から除いてもよい。
　なお、本開示において、発光層２４の各部における材料の濃度とは、例えば、発光層２４の断面における当該材料が占める面積比率である。また、本開示において、発光層２４の各部における材料の濃度が次第に低くなるとは、当該濃度が漸次的あるいは段階的に低くなることを指し、当該材料の濃度が略同一の部分を有することを制限しない。ここで、材料の濃度が略同一の部分とは、発光層２４の断面観察において、２００ｎｍ２の領域における当該材料が占める面積比率の差が５％以内に収まる部分を指す。
　第１発光層４０の断面において、量子ドット５０が占める面積比率は、キャリアが量子ドットに注入されず発光に寄与しない無効電流を低減する観点から、６０％以上であってもよい。また、当該面積比率は、後述する無機充填材５１による量子ドット５０の保護効果を高める観点から、９０％以下であってもよい。さらに、第２発光層４１の断面において、量子ドット５０が占める面積比率は、５％以上であってもよく、後述するカソード２６側からの異物に対する無機充填材５１による量子ドット５０の保護効果を高める観点から、６０％以下であってもよい。
　＜発光素子：発光層：無機充填材＞
　発光層２４は、複数の量子ドット５０の間を充填する無機充填材５１を備える。換言すれば、発光層２４は、複数の量子ドット５０の間に充填される無機マトリクス材として、無機充填材５１を備える。無機充填材５１は、第１無機充填材５２と、第２無機充填材５３と、を含む。特に、第１発光層４０は無機充填材５１のうち第１無機充填材５２を含み、第２発光層４１は無機充填材５１のうち第２無機充填材５３を含む。換言すれば、第１発光層４０は、複数の量子ドット５０と、複数の量子ドット５０の間を充填する第１無機充填材５２を備え、第２発光層４１は、複数の量子ドット５０と、複数の量子ドット５０の間を充填する第２無機充填材５３を備える。
　なお、無機充填材５１が複数の量子ドット５０の間を充填するとは、図１に示す組Ｐ１の模式図１０３に示すように、少なくとも量子ドット５０Ａと量子ドット５０Ｂとの間の領域Ｋを充たすことが分かればよい。領域Ｋは、発光層２４の断面において、量子ドット５０Ａと量子ドット５０Ｂとの外周に接する２直線（共通外接線）と、量子ドット５０Ａと量子ドット５０Ｂとの対向する外周とに囲まれる領域である。このため、図１に示す組Ｐ２の模式図１０４に示すように、量子ドット５０Ａと量子ドット５０Ｂとが互いに近づいていても領域Ｋは存在し得、また、無機充填材５１は当該領域Ｋを充たす。
　無機充填材５１が複数の量子ドット５０の間を充填するとは、量子ドット５０Ａと量子ドット５０Ｂとの間の領域Ｋが全て無機充填材５１のみからなることを指していなくともよい。例えば、量子ドット５０Ａと量子ドット５０Ｂとの間の領域Ｋにおいて、無機充填材５１の材料と異なるリガンド等の材料が含まれていてもよい。具体的には、例えば、発光層２４は、塗布形成に用いられる溶液中での量子ドット５０の分散性向上のために添加され、当該溶液中において量子ドット５０の外周面に配位する有機リガンドを発光層２４に含んでもよい。この場合、発光層２４においては、発光層２４の信頼性を向上する観点から、例えば、領域Ｋを含む全重量に対する有機リガンドの重量比が５％未満であってもよい。
　無機充填材５１は、発光層２４において、複数の量子ドット５０以外の領域を充填してもよい。例えば、発光層２４の外縁（上面および下面）は無機充填材５１によって覆われていてもよい。また、発光層２４の外縁から無機充填材５１の部分があり量子ドット５０が外縁から離れて位置するように構成されていてもよい。発光層２４の外縁は無機充填材５１のみで形成されておらず、量子ドット５０の一部が無機充填材５１から露出していてもよい。無機充填材５１は、発光層２４において、複数の量子ドット５０を除く部分のことを示していてもよい。
　無機充填材５１は、複数の量子ドット５０を内包してもよい。無機充填材５１は、複数の量子ドット５０の間に形成された空間を充填するように形成されていてもよい。複数の量子ドット５０は、無機充填材５１に間隔をおいて埋設されてよい。
　無機充填材５１は、膜厚方向と直交する面方向に沿う１０００ｎｍ２以上の面積を有する連続膜を含んでいてもよい。連続膜は、１つの平面において、連続膜を構成する材料以外の材料で分離されない膜であってもよい。連続膜は、無機充填材５１の化学結合によって途切れることなく連結した一体の膜状のものであってもよい。
　発光層２４における無機充填材５１の濃度は、例えば、発光層２４の断面における無機充填材５１が占める面積比率である。この濃度は、断面観察において１０％以上９０％以下であってよく、３０％以上７０％以下であってもよい。この濃度は、例えば、断面観察によって得られた画像の面積割合から測定すればよい。量子ドット５０がコア５０Ｃとシェル５０Ｓとを有する構造である場合、シェル５０Ｓの濃度が１％以上５０％以下であってもよい。コア５０Ｃ、シェル５０Ｓ、および無機充填材５１の比率は、合計したものが適宜１００％以下になるように調整してよい。
　発光層２４において、量子ドット５０の最外層のシェル５０Ｓと、無機充填材５１とは、同一の材料を含んでもよい。この場合、当該シェル５０Ｓと無機充填材５１との界面の格子の不整合が低減し、当該界面におけるダングリングボンド等の欠陥が低減する。このため、上記構成により、量子ドット５０へのキャリアの注入効率が改善する。また、上記構成により、当該界面における欠陥に起因する、量子ドット５０の保護効果の低下を抑制し、また、量子ドット５０における励起子の失活を抑制でき、ひいては発光層２４の信頼性および発光素子１１の発光効率が改善する。
　特に、量子ドット５０の最外層のシェル５０Ｓと、無機充填材５１とは、同一の材料からなっていてもよい。この場合、量子ドット５０の最外層のシェル５０Ｓと無機充填材５１とは、結晶性の差を確認することにより区別してもよい。例えば、発光層２４の断面観察において、同一の組成からなる一方、結晶性に差がある部分がある場合、結晶性の高い方をシェル５０Ｓ、他方を無機充填材５１とみなしてもよい。シェル５０Ｓと無機充填材５１とが区別できない場合、シェル５０Ｓを無機充填材５１の一部としてもよい。
　発光層２４は、複数の量子ドット５０と無機充填材５１とから構成されていてもよい。発光層２４を分析した場合に、鎖状構造によって検出される炭素の強度はノイズ以下であってもよい。また、発光層２４から検出される炭素の割合は、５％以下であってよく、１％以下であってよく、検出されなくともよい。公知技術のように、発光層２４に、有機リガンドが配位する量子ドット５０を使用した場合には、長時間の駆動に伴い、有機リガンドの炭素鎖が分解する、有機リガンド自体が量子ドットから外れる等が生じる場合がある。この場合、当該量子ドット５０が劣化し、輝度低下が生じる場合がある。本開示のように、量子ドット５０を無機充填材５１に充填することによって、有機リガンドを使用することなく量子ドット５０を保護することができる。したがって、本実施形態に係る表示装置１は、高い信頼性を実現することができ、換言すれば、発光素子１１の長時間の駆動に対する輝度低下の抑制を実現することができる。
　無機充填材５１は、金属硫化物または金属酸化物の少なくとも一方を含む。金属硫化物は、例えば硫化亜鉛（ＺｎＳ）、硫化亜鉛マグネシウム（ＺｎｘＭｇ１－ｘＳ（０＜ｘ＜１）、ＺｎＭｇＳ２）、硫化ガリウム（ＧａＳ、Ｇａ２Ｓ３）、硫化亜鉛テルル（ＺｎｘＴｅ１－ｘＳ（０＜ｘ＜１））、硫化マグネシウム（ＭｇＳ）、４硫化２ガリウム亜鉛（ＺｎＧａ２Ｓ４）、４硫化２ガリウムマグネシウム（ＭｇＧａ２Ｓ４）であってよい。金属酸化物は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）であってよい。無機充填材５１の構成材料は、量子ドット５０の構成材料（例えば、コア５０Ｃまたはシェル５０Ｓの材料）よりもバンドギャップが広いことが望ましい。
　また、無機充填材５１は、金属硫化物または金属酸化物を含む、カルコゲナイドを含んでもよい。換言すれば、無機充填材５１は、ＶＩ　Ａ（１６）族元素を含む化合物を含んでもよい。
　第１無機充填材５２と第２無機充填材５３とは、同一組成の無機材料からなってもよい。これにより、第１無機充填材５２と第２無機充填材５３との間の格子不整合が低減する。したがって、上記構成により、発光素子１１は第１発光層４０と第２発光層４１との境界におけるダングリングボンド等の欠陥を低減し、より発光層２４の信頼性および発光素子１１の発光効率を向上させる。なお、本開示において、同一組成の材料とは、全くの同一材料からなることを指さず、例えば、５％以下の原子の置換または欠陥を有してもよい。
　ここで、基板２０の平面視における各位置において、第１発光層４０の最もカソード２６側に位置する各量子ドット５０を結ぶ第１面と、第２発光層４１の最もアノード２１側に位置する各量子ドット５０を結ぶ第２面と、を定義する。第１無機充填材５２と第２無機充填材５３とが同一組成の無機材料からなる場合、第１発光層４０と第２発光層４１との界面は、第１面と第２面との間に位置するとしてもよい。また、発光素子１１は、第１面と第２面との間に、第１無機充填材５２と第２無機充填材５３とを含み、量子ドット５０を含まない層を備えてもよい。
　本実施形態において、発光層２４と電子輸送層２５との境界の確認は、発光層２４と電子輸送層２５とを通る断面の観察により、当該断面の各位置における硫黄原子または酸素原子の濃度を確認することにより実現してもよい。例えば、当該断面において、硫黄原子または酸素原子の濃度が、２５％以上となる部分を発光層２４、２５％未満となる部分を電子輸送層２５とし、発光層２４と電子輸送層２５との境界を確認してもよい。あるいは、当該断面において、硫黄原子または酸素原子の濃度が２５％以上減少する部分を発光層２４と電子輸送層２５との境界とみなしてもよい。なお、硫黄原子および酸素原子のみならず、発光層２４と電子輸送層２５との一方のみにおける濃度が高い原子がある場合には、当該原子の濃度が２５％以上変化する部分を発光層２４と電子輸送層２５との境界とみなしてもよい。このため、上記を満たす限り、近傍に量子ドット５０が確認されなかった部分についても発光層２４の一部とみなしてもよい。なお、発光層２４と電子輸送層２５との界面において、硫黄原子および酸素原子の濃度の変化が急峻となるとは限らない。このため、上記にて決定した界面から、アノード２１の側に１．２ｎｍ以下の領域は、発光層２４から除いてもよく、また、電子輸送層２５に含めてもよい。
　＜無機充填材における自由電子の密度の考察＞
　無機充填材５１が金属硫化物を含む場合、第１無機充填材５２の硫黄原子の濃度は、第２無機充填材５３の硫黄原子の濃度よりも高い。また、無機充填材５１が金属酸化物を含む場合、第１無機充填材５２の酸素原子の濃度は、第２無機充填材５３の酸素原子の濃度よりも高い。したがって、無機充填材５１においては、アノード２１からカソード２６に向かう方向において、硫黄原子または酸素原子の少なくとも一方の濃度が次第に低くなる。なお、無機充填材５１がカルコゲナイドを含む場合、無機充填材５１においては、アノード２１からカソード２６に向かう方向において、当該カルコゲナイドに含まれるカルコゲン元素の原子の濃度が漸次的あるいは段階的に低くなる。
　特に、無機充填材５１が金属硫化物を含む場合、第１無機充填材５２の硫黄原子の原子欠陥の密度は、第２無機充填材５３の硫黄原子の原子欠陥の密度よりも低い。また、無機充填材５１が金属酸化物を含む場合、第１無機充填材５２の酸素原子の原子欠陥の密度は、第２無機充填材５３の酸素原子の原子欠陥の密度よりも低い。したがって、無機充填材５１においては、アノード２１からカソード２６に向かう方向において、硫黄原子または酸素原子の少なくとも一方の原子欠陥の密度が次第に高くなる。無機充填材５１のアノード２１からカソード２６に向かう方向の各位置における硫黄原子または酸素原子の濃度の差は、当該各位置における無機充填材５１の硫黄原子の欠陥または酸素原子の欠陥の密度の差に相当してもよい。
　なお、無機充填材５１がカルコゲナイドを含む場合、無機充填材５１においては、アノード２１からカソード２６に向かう方向において、当該カルコゲナイドに含まれるカルコゲン元素の原子について、原子欠陥の濃度が漸次的あるいは段階的に高くなる。換言すれば、無機充填材（無機マトリクス材）５１において、カルコゲン元素の原子濃度がアノード２１からカソード２６に向かう方向に漸次的あるいは段階的に低くなる。以降、本開示において、無機充填材５１がカルコゲナイドを含む場合、無機充填材５１の金属硫化物および金属酸化物はカルコゲナイドに、無機充填材５１の硫黄原子および酸素原子はカルコゲン元素の原子に、それぞれ読み替えてもよい。
　無機充填材５１における硫黄原子または酸素原子の濃度、特に、硫黄原子または酸素原子の原子欠陥の密度は、無機充填材５１の各位置における自由電子の密度と相関する。これは、無機充填材５１における硫黄原子または酸素原子の濃度によって、無機充填材５１が有する自由電子の濃度が変化することによる。特に、無機充填材５１における硫黄原子または酸素原子の欠陥が生じ、かつ、当該欠陥が活性化した場合、欠陥の近傍に欠陥１個あたり２個の自由電子が生成される。
　ここで、発光層２４の正孔輸送層２３の側における自由電子の密度について考察するために、正孔輸送層２３と発光層２４との界面における正孔密度について考察する。例えば、正孔輸送層２３が有機材料を正孔輸送材料として有する場合、正孔輸送層２３を流れる電流は空間電荷制限電流となる。このため、正孔輸送層２３と発光層２４との界面近傍における正孔密度ｐは、以下の数式によって表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　上記式において、ｅは素電荷量、ε０は真空の誘電率、εｒは正孔輸送層２３の比誘電率、Ｊは正孔輸送層２３の電流密度、Ｌは正孔輸送層２３の膜厚、μは正孔輸送層２３の正孔移動度である。なお、本開示において、界面の近傍とは、当該界面から膜厚方向において１．２ｎｍ以内の領域を指すものとする。
　例えば、発光素子１１を駆動する場合において、正孔輸送層２３に流れる電流密度Ｊを１０ｍＡ／ｃｍ２とする。また、正孔輸送層２３の比誘電率εｒを３．５、膜厚Ｌを３０ｎｍ、正孔移動度μを１０－４ｃｍ２／Ｖｓとする。この場合、上記式から、正孔輸送層２３と発光層２４との界面近傍における正孔密度ｐは１．４×１０１６ｃｍ－３となる。
　正孔輸送層２３と発光層２４との界面近傍に自由電子が存在する場合、正孔輸送層２３から発光層２４に正孔が注入された場合においても、界面近傍に位置する量子ドット５０外の自由電子との再結合が生じ、発光過程に至らない場合がある。一方、正孔輸送層２３と発光層２４との界面近傍における正孔密度が、当該界面近傍における自由電子の密度を上回った場合、界面における電子と正孔との再結合が生じた場合においても、余剰の正孔が発生し量子ドット５０に注入されやすくなる。したがって、正孔輸送層２３から発光層２４への正孔の注入の効率を向上させる観点から、正孔輸送層２３と発光層２４との界面近傍における正孔密度は、当該界面近傍における自由電子の密度よりも高いことが求められる。
　ゆえに、正孔輸送層２３から発光層２４への正孔の注入の効率を向上させるために、発光層２４のアノード２１の側の端面から膜厚方向に１．２ｎｍ以内の領域において、無機充填材５１の自由電子の密度は１×１０１６ｃｍ－３以下であってもよい。換言すれば、正孔輸送層２３と第１発光層４０との界面から第１発光層４０の膜厚方向に１．２ｎｍ以内の領域において、第１発光層４０における第１無機充填材５２の自由電子の密度は１×１０１６ｃｍ－３以下であってもよい。
　ここで、無機充填材５１が多結晶あるいはアモルファス構造の場合、無機充填材５１の活性化率は高くなく、１％程度であると考えられる。このため、発光層２４における無機充填材５１の活性化率を１％とし、換言すれば、無機充填材５１における硫黄原子または酸素原子の欠陥は１００個あたり１個が活性化し、２個の自由電子を生成するとする。この場合、発光層２４のアノード２１の側の端面から膜厚方向に１．２ｎｍ以内の領域において、無機充填材５１の硫黄原子または酸素原子の欠陥密度は、５×１０１７ｃｍ－３以下であってもよい。上記構成により、当該領域における無機充填材５１の自由電子の密度は１×１０１６ｃｍ－３以下とでき、正孔輸送層２３から発光層２４への正孔の注入の効率を向上させることができる。また、無機充填材５１の自由電子密度が小さいため、無機充填材５１の抵抗率が高くなる。したがって、キャリアが無機充填材５１を流れ量子ドット５０に注入されないことに伴い生じる、発光に寄与しない無効電流が減少する。ゆえに、上記構成により、発光素子１１の発光効率が向上する。
　上記場合における無機充填材５１中の硫黄原子または酸素原子の欠陥の割合について考察する。無機充填材５１が硫化亜鉛（ＺｎＳ）からなるとすると、硫化硫黄の格子定数は５．８７Å程度であり、格子１個あたりに硫黄原子を４個含む。このため、上記場合において無機充填材５１中の亜鉛原子に対する硫黄原子の欠陥の割合は、５×１０１７ｃｍ－３×（５．８７Å）３／４であり、２．５×１０－３％程度である。
　次いで、発光層２４の電子輸送層２５の側における自由電子の密度について考察する。電子輸送層２５と発光層２４との界面近傍に自由電子が存在する場合、発光素子１１の駆動時において、当該自由電子がアノード２１の側に発光層２４中を移動する。このため、発光層２４の電子輸送層２５の側における自由電子の密度が高い場合、自由電子が量子ドット５０に注入される量子ドット５０の間を流れる割合が多くなる。また、発光層２４における無機充填材５１の原子欠陥の密度が高い場合、発光層２４における電子移動度が低下し、ひいては発光層２４の電子輸送能が低下する場合がある。
　一方、電子輸送層２５と発光層２４との界面近傍における自由電子の密度が低い場合、電子輸送層２５から注入された電子の濃度が低下し、発光層２４における正孔過剰を招来する可能性が有る。
　したがって、量子ドット５０の間を電子が流れることを抑制しつつ、電子輸送層２５から発光層２４への電子の注入の効率を向上させる観点から、電子輸送層２５と発光層２４との界面近傍における自由電子の密度は、所定の範囲内であることが求められる。
　電子輸送層２５から発光層２４への電子注入の効率を向上させるために、発光層２４の、発光層２４と電子輸送層２５との界面近傍の自由電子の密度は、電子輸送層２５の自由電子の密度以上であることが好ましい。例えば、電子輸送層２５のナノ粒子３０が酸化亜鉛系のナノ粒子である場合、電子輸送層２５の自由電子の密度は１×１０１８ｃｍ－３程度である。したがって、電子輸送層２５から発光層２４への電子の注入の効率を向上させるために、発光層２４のカソード２６の側の端面から膜厚方向に１．２ｎｍ以内の領域において、無機充填材５１の自由電子の密度は１×１０１８ｃｍ－３以上であってもよい。換言すれば、電子輸送層２５と第２発光層４１との界面から第２発光層４１の膜厚方向に１．２ｎｍ以内の領域において、第２発光層４１における第２無機充填材５３の自由電子の密度は１×１０１８ｃｍ－３以上であってもよい。
　ここで、上記と同じく、発光層２４における無機充填材５１の活性化率を１％とする。この場合、発光層２４のカソード２６の側の端面から膜厚方向に１．２ｎｍ以内の領域において、無機充填材５１の硫黄原子または酸素原子の欠陥密度は、５×１０１９ｃｍ－３以上であってもよい。上記構成により、当該領域における無機充填材５１の自由電子の密度は１×１０１８ｃｍ－３以上とでき、電子輸送層２５から発光層２４への電子の注入の効率を向上させることができる。
　一方、発光層２４の電子輸送能の低下を低減するためには、電子輸送層２５と発光層２４との界面近傍における発光層２４の無機充填材５１の原子欠陥が１０％以下程度であればよい。無機充填材５１が硫化亜鉛（ＺｎＳ）からなるとすると、無機充填材５１の原子欠陥が１０％以下となるためには、原子欠陥の密度に（５．８７Å）３／４をかけた値が０．１以下となればよい。以上を満たす原子欠陥の密度は、０．１×４／（５．８７Å）３以下であり、おおよそ２×１０２１ｃｍ－３以下である。
　以上より、発光層２４の電子輸送能の低下を低減し、電子輸送層２５から発光層２４への電子注入の効率を向上させるために、発光層２４のカソード２６の側の端面から膜厚方向に１．２ｎｍ以内の領域において、無機充填材５１の硫黄原子または酸素原子の欠陥密度は、２×１０２１ｃｍ－３以下であってもよい。換言すれば、電子輸送層２５と第２発光層４１との界面から第２発光層４１の膜厚方向に１．２ｎｍ以内の領域において、第２発光層４１における第２無機充填材５３の硫黄原子または酸素原子の欠陥密度は、２×１０２１ｃｍ－３以下であってもよい。
　上記と同じく、発光層２４における無機充填材５１の活性化率を１％とする。この場合、発光層２４のカソード２６の側の端面から膜厚方向に１．２ｎｍ以内の領域において、無機充填材５１の自由電子の密度は４×１０１９ｃｍ－３以下であってもよい。上記構成により、当該領域における無機充填材５１の硫黄原子または酸素原子の欠陥密度は２×１０２１ｃｍ－３以下とでき、発光層２４の電子輸送能の低下を低減できる。
　なお、無機充填材５１について、発光層２４のアノード２１の側の端面から膜厚方向に１．２ｎｍ以内の領域における自由電子の密度は、発光層２４のカソード２６の側の端面から膜厚方向に１．２ｎｍ以内の領域における自由電子の密度の１０分の１以下であってもよい。換言すれば、第１発光層４０の第１無機充填材５２の自由電子の密度は、第２発光層４１の第２無機充填材５３の自由電子の密度の１０分の１以下であってもよい。この場合、発光層２４への正孔注入の効率と電子注入の効率とを双方向上させることができるため、発光素子１１の駆動電圧を低減でき、発光層２４のエネルギー効率を向上させることができる。さらに、発光層２４におけるキャリアバランスも整えることができ、発光素子１１の発光効率が向上する。
　＜発光素子：製造方法＞
　図３を参照して、本実施形態に係る発光素子１１の製造方法について説明する。図３は、本実施形態に係る発光素子１１の製造方法について示すフローチャートである。
　図３に示すように、本実施形態に係る発光素子１１の製造方法においては、はじめに、基板２０を用意する（ステップＳ１）。基板２０は、ガラス基板またはフィルム基板等に、サブ画素ごとに画素回路が形成された基板であってもよい。基板２０には、額縁部ＮＡにおけるドライバおよび当該ドライバと各画素回路との間の配線等が形成されていてもよい。
　次いで、基板２０上にアノード２１を形成する（ステップＳ２）。アノード２１は、基板２０上にスパッタ法等によって金属材料の薄膜を成膜することにより形成してもよい。アノード２１は、画素回路と電気的に接続するように形成されてもよく、サブ画素ごとにパターニングされてもよい。例えば、アノード２１は、基板２０上に膜厚３０ｎｍのＩＴＯ膜をスパッタ法によって形成することにより形成してもよい。
　次いで、アノード２１上に正孔注入層２２を形成する（ステップＳ３）。ステップＳ３２においては、例えば、水と２－メトキシエタノールとを等体積混合した溶媒に、酸化ニッケルのナノ粒子を１５ｍｇ／ｍＬにて分散させた溶液を、スピンコート法にてアノード２１上に塗布し、２００度で焼成してもよい。プロセスは１回のみ実行されてもよく、または２回から５回程度繰り返し実行されてもよい。次いで、窒素雰囲気下において、ＭｅＯ－２ＰＡＣｚをエタノール溶媒に分散させた溶液を酸化ニッケルのナノ粒子の層に対してスピンコート法にて塗布した後、焼成によって溶媒を揮発させてもよい。これにより、酸化ニッケルのナノ粒子の層とＭｅＯ－２ＰＡＣｚの自己組織化単分子膜との積層構造を形成し、正孔注入層２２を形成してもよい。
　次いで、正孔注入層２２上に正孔輸送層２３を形成する（ステップＳ４）。ステップＳ４においては、窒素雰囲気下において、ｐｏｌｙ－ＴＰＤをクロロベンゼン溶媒に分散させた溶液を、上記自己組織化単分子膜に対してスピンコート法にて塗布した後、焼成によって溶媒を揮発させてもよい。これにより、自己組織化単分子膜上に膜厚３０ｎｍのｐｏｌｙ－ＴＰＤ膜を形成し、正孔輸送層２３を形成してもよい。ステップＳ３においては、ｐｏｌｙ－ＴＰＤ膜の替わりに、ＴＦＢ膜またはＰＶＫ膜を形成してもよい。
　次いで、正孔輸送層２３上に発光層２４を形成する。本実施形態においては、第１発光層４０を形成した後、第１発光層４０上に第２発光層４１を形成することにより、発光層２４を形成する例について説明する。
　本実施形態に係る発光層２４の形成工程においては、はじめに、予め別工程にて合成した第１溶液を正孔輸送層２３上にスピンコート法等により塗布する（ステップＳ５）。第１溶液は、複数の量子ドット５０と第１無機充填材５２の前駆体である第１無機前駆体とを含む混合溶液である。第１無機前駆体には、第１無機充填材５２の金属源と、硫黄源または酸素源と、が含まれている。
　次いで、正孔輸送層２３上に塗布した第１溶液を第１温度にて加熱する（ステップＳ６）。例えば、第１温度は１５０℃であってもよい。具体的に、ステップＳ６においては、１５０℃雰囲気下において正孔輸送層２３上に塗布した第１溶液を３０分加熱してもよい。
　これにより、第１溶液の溶媒が揮発するとともに、第１溶液中の第１無機前駆体が変性し、第１無機充填材５２が形成される。ここで、第１溶液中の第１無機前駆体は、ステップＳ６における加熱によって変性し、第１溶液中の量子ドット５０の周囲に逐次第１無機充填材５２が形成されていく。したがって、ステップＳ６によって、第１無機充填材５２は複数の量子ドット５０の間を充填するように形成される。以上により、複数の量子ドット５０と当該量子ドット５０の間を充填する第１無機充填材５２とを含む第１発光層４０が形成される。
　次いで、予め別工程にて合成した第２溶液を第１発光層４０上にスピンコート法等により塗布する（ステップＳ７）。第２溶液は、複数の量子ドット５０と第２無機充填材５３の前駆体である第２無機前駆体とを含む混合溶液である。第２無機前駆体には、第２無機充填材５３の金属源と、硫黄源または酸素源と、が含まれている。なお、本開示において、前駆体、すなわち第１無機前駆体および第２無機前駆体は、例えば、カルボン酸亜鉛等を含む亜鉛源、カルボン酸マグネシウム等を含むマグネシウム源、セレノ尿素等を含むセレン源、またはチオ尿素等を含む硫黄源を含んでいてもよい。また、前駆体は、例えば、金属源として金属酢酸塩、金属硝酸塩、または金属ハロゲン塩、硫黄源としてチオ尿素、Ｎ－メチルチオ尿素、１，３－ジメチルチオ尿素、Ｎ，Ｎ’－ジメチルチオ尿素、テトラメチルチオ尿素、またはチオアセトアミドのうち少なくとも一種を含んでいてもよい。または、前駆体３６は、金属原子にチオ尿素、Ｎ－メチルチオ尿素、１，３－ジメチルチオ尿素、Ｎ，Ｎ’－ジメチルチオ尿素、テトラメチルチオ尿素、またはチオアセトアミドが配位した金属錯体を含んでいてもよい。
　なお、第２溶液の第２無機前駆体の濃度に対する量子ドット５０の濃度は、第１溶液の第１無機前駆体の濃度に対する量子ドット５０の濃度よりも低い。これにより、ステップＳ８における第２溶液の塗布量をステップＳ６における第１溶液の塗布量と略同一としつつ、後述する方法によって形成される第２発光層４１の量子ドット５０の濃度を、第１発光層４０の量子ドット５０より低くすることが可能である。
　次いで、第１発光層４０上に塗布した第２溶液を、第１温度よりも高い第２温度にて加熱する（ステップＳ８）。例えば、第２温度は２００℃であってもよい。具体的に、ステップＳ８においては、２００℃雰囲気下において第１発光層４０上に塗布した第２溶液を３０分加熱してもよい。
　これにより、第２溶液の溶媒が揮発するとともに、第２溶液中の第２無機前駆体が変性し、第２無機充填材５３が形成される。以上により、第１発光層４０と同様に、複数の量子ドット５０と当該量子ドット５０の間を充填する第２無機充填材５３とを含む第２発光層４１が形成される。
　なお、ステップＳ６、およびステップＳ８においては、何れも無機充填材５１の金属源と、硫黄源または酸素源と、を有する前駆体を含む溶液を加熱する工程が含まれる。ここで、当該溶液の加熱によって、溶液中の前駆体が有する硫黄源または酸素源が溶媒と共に揮発することがある。また、硫黄源または酸素源の揮発量は溶液の加熱温度が高いほど増加する傾向にある。
　ここで、ステップＳ８における第２溶液の加熱温度は第２温度であり、ステップＳ６における第１溶液の加熱温度である第１温度よりも高い。このため、ステップＳ８において第２溶液から揮発する硫黄源または酸素源の割合は、ステップＳ６において第１溶液から揮発する硫黄源または酸素源の割合よりも高くなる。
　また、ステップＳ６、およびステップＳ８において加熱される第１溶液および第２溶液には何れも量子ドット５０が含まれる。このため、第１溶液および第２溶液における量子ドット５０の分散性を向上させるために、両溶液にはキサントゲン酸を量子ドット５０に配位可能なリガンドとして添加してもよい。
　ここで、上述の通り、第２溶液の量子ドット５０の濃度は第１溶液の量子ドット５０の濃度よりも低い。このため、第１溶液および第２溶液にキサントゲン酸が添加されている場合、第２溶液において量子ドット５０に配位しているキサントゲン酸の割合は、第１溶液において量子ドット５０に配位しているキサントゲン酸の割合よりも低い。
　量子ドット５０に配位していないキサントゲン酸には、量子ドット５０との間に配位結合が形成されていないため、量子ドット５０との間の引力が小さい。このため、量子ドット５０に配位していないキサントゲン酸の硫黄原子は、量子ドット５０に配位しているキサントゲン酸の硫黄原子と比較して、加熱により溶媒と共に揮発する割合が高くなる。
　したがって、第２発光層４１に残留するキサントゲン酸由来の硫黄原子の濃度は、第１発光層４０に残留するキサントゲン酸由来の硫黄原子の濃度よりも低くなる。ゆえに、第２発光層４１の第２無機充填材５３における硫黄原子の原子欠陥は、第１発光層４０の第１無機充填材５２における硫黄原子の原子欠陥の密度よりも多くなる。
　以上により、ステップＳ８において形成される第２無機充填材５３における硫黄原子または酸素原子の原子欠陥の密度は、ステップＳ６において形成される第１無機充填材５２における硫黄原子または酸素原子の原子欠陥の密度よりも高くなる。したがって、上記工程により、アノード２１からカソード２６に向かう方向において硫黄原子または酸素原子の少なくとも一方の原子欠陥の密度が次第に高くなる無機充填材５１を有する発光層２４が形成される。換言すれば、上記工程により、アノード２１からカソード２６に向かう方向において硫黄原子または酸素原子の少なくとも一方の濃度が次第に低くなる無機充填材５１を有する発光層２４が形成される。
　発光層２４の形成に次いで、発光層２４上に電子輸送層２５を形成する（ステップＳ９）。ステップＳ９においては、窒素雰囲気下において、酸化亜鉛のナノ粒子３０をエタノール溶媒に分散させた溶液を発光層２４上にスピンコート法等によって塗布し、溶液を乾燥させることにより、膜厚６０ｎｍの電子輸送層２５を形成してもよい。酸化亜鉛のナノ粒子３０には、Ｌｉ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｇａ、およびＺｒの少なくとも一種をドープしてもよい。また、ナノ粒子３０は、酸化チタンまたは酸化ジルコニウムのナノ粒子であってもよい。
　次いで、電子輸送層２５上にカソード２６を形成する（ステップＳ１０）。ステップＳ１０においては、膜厚５０ｎｍの銀薄膜を真空蒸着によって成膜することにより、カソード２６を形成してもよい。以上により発光素子１１が製造される。上述した発光素子１１の製造の完了をもって、表示装置１の製造を完了してもよく、あるいは、発光素子１１の製造に次いで、発光素子１１を封止または保護するための封止層等を製膜してもよい。
　＜発光素子の奏する効果＞
　発光素子１１は、複数の量子ドット５０と、複数の量子ドット５０の間を充填する無機充填材５１とを有する発光層２４を備える。無機充填材５１は、金属硫化物または金属酸化物の少なくとも一方を含み、アノード２１からカソード２６に向かう方向において、硫黄原子または酸素原子の少なくとも一方の濃度が次第に低くなる。特に、無機充填材５１においては、アノード２１からカソード２６に向かう方向において、硫黄原子または酸素原子の少なくとも一方の欠陥の密度が次第に高くなる。
　このため、無機充填材５１においては、アノード２１からカソード２６に向かう方向において自由電子の密度が高くなる。したがって、発光素子１１は、上述した理由から、発光層２４への正孔注入の効率と電子注入の効率とを双方向上させることができるため、発光素子１１の駆動電圧を低減でき、発光層２４のエネルギー効率を向上させることができる。さらに、発光層２４におけるキャリアバランスも整えることができ、発光素子１１の発光効率が向上する。
　第２発光層４１における量子ドット５０の濃度は、第１発光層４０における量子ドット５０の濃度よりも低い。このため、発光層２４においては、アノード２１からカソード２６に向かう方向において、量子ドット５０の濃度が次第に低くなる。
　一般に、半導体中の電子の移動度は正孔の移動度と比較して高いため、量子ドット５０を含む発光層２４においては、アノード２１の側に位置する量子ドット５０から主に発光が得られる。このため、上記構成により、発光層２４において、アノード２１の側の第１無機充填材５２の自由電子密度が小さいので抵抗が大きくなる。これにより、発光層２４は、キャリアが量子ドット５０に入らずに第１無機充填材５２を流れることにより生じる、発光に寄与しない無効電流を減少させることができる。したがって、上記構成により、発光素子１１はより効率的に量子ドット５０からの発光を得ることができる。また、無機充填材５２の欠陥は、内部よりも表面に形成されやすい。このため上記構成においては、欠陥と量子ドット５０との平均的距離を離すことができ、したがって欠陥による励起子の失活を抑えることができ、発光素子１の発光効率を向上させることができる。
　また、第２発光層４１は第１発光層４０と比較して、量子ドット５０の間を充填する無機充填材５１の厚みを実効的に厚くすることができ、無機充填材５１による量子ドット５０の保護効果を高めることができる。このため、発光素子１１は、カソード２６の側から浸潤する水分、酸素等の異物、あるいはカソード２６の側から伝搬する熱等から、発光層２４をより効率的に保護できる。
　特に、本実施形態に係る発光素子１１は、基板２０の側にアノード２１を備える。一般に、基板２０は発光素子１１の電極間の各層と比較して水分等の異物の浸潤が進行しにくい。このため、発光素子１１には、基板２０の側とは反対の側であるカソード２６の側から異物が浸潤しやすい。さらに、発光層２４よりもカソード２６の側に位置する電子輸送層２５はナノ粒子３０を備えるため、カソード２６の側から発光素子１１に浸潤した異物はナノ粒子３０の間を通って発光層２４に到達しやすくなる。このため、発光素子１１は、上記構成により、発光層２４の無機充填材５１による量子ドット５０の保護効果をより効率的に高めることができる。フィルム基板と比較して、ガラス基板の方が水分等の異物の浸潤が進行しにくいため、基板２０はガラス基板であることが好ましい。
　無機充填材５１は二元型化合物半導体を含んでもよい。この場合、無機充填材５１の各位置における硫黄原子または酸素原子の原子欠陥の密度の差異を、上述したステップＳ６およびステップＳ８における加熱温度の差によって容易に実現することができる。特に、無機充填材５１は、量子ドット５０の保護効果を高めつつ、量子ドット５０へのキャリアの注入効率を高める観点から、硫化亜鉛を含んでいてもよい。
　〔実施形態２〕
　＜無機充填材層＞
　本実施形態に係る表示装置２について、図４を参照して説明する。図４は、本実施形態に係る表示装置２の概略側断面図である。本実施形態に係る表示装置２は、前実施形態に係る表示装置１と比較して、発光素子１１に代えて発光素子１２を備える点を除き、同一の構成を備える。発光素子１２は、前実施形態に係る発光素子１１と比較して、発光層２４に代えて発光層２７を備える点を除き、同一の構成を備える。
　発光層２７は、アノード２１の側から順に、第１発光層４０と第２発光層４２とを有する。本実施形態に係る第１発光層４０は前実施形態に係る第１発光層４０と同一の構成を備える。本実施形態に係る第２発光層４２は前実施形態に係る第２発光層４１と比較して、第２無機充填材５３のみを有し、量子ドット５０を有さない点のみ構成が異なる。
　換言すれば、発光層２７は、量子ドット５０と、無機充填材５１としての第１無機充填材５２と、を含む、量子ドット層として第１発光層４０を有する。また、発光層２７は、無機充填材５１としての第２無機充填材５３を含む、無機充填材層として第２発光層４２を有する。ここで、第２発光層４２は、量子ドット５０と無機充填材５１とのうち無機充填材５１のみを有する。当該構成を満たす限り、第２発光層４２は、量子ドット５０および無機充填材５１と異なる材料を有してもよい。
　このため、本実施形態においても、発光層２７は、複数の量子ドット５０を有し、また、無機充填材５１として、アノード２１の側から順に、第１無機充填材５２と第２無機充填材５３とを有する。したがって、本実施形態においても、無機充填材５１は、金属硫化物または金属酸化物の少なくとも一方を含み、アノード２１からカソード２６に向かう方向において、硫黄原子または酸素原子の少なくとも一方の濃度が次第に低くなる。特に、無機充填材５１においては、アノード２１からカソード２６に向かう方向において、硫黄原子または酸素原子の少なくとも一方の欠陥の密度が次第に高くなる。
　上記構成により、発光素子１２は、発光素子１１について説明した理由と同一の理由から、発光層２７において電子輸送層２５から注入された電子が量子ドット５０の間を移動することを抑制しする。ゆえに、発光素子１２は、発光層２４における無効電流を低減し、発光効率および信頼性を改善する。
　特に、本実施形態において、発光素子１２の発光層２７は量子ドット５０を有さない第２発光層４２を有する。このため、発光層２７は、カソード２６の側からの異物等により劣化し得る量子ドット５０を、カソード２６の側の第２発光層４２に有さない。また、第２発光層４２は、量子ドット５０を含まない分、第２無機充填材５３の実効的な膜厚を増大させ、発光層２７の保護効果を増大させる。加えて、発光層２７は、移動度が正孔と比較して高い電子を効率よく第２発光層４２から第１発光層４０に輸送し、第１発光層４０の量子ドット５０からの発光を得られる。したがって、発光素子１２は、発光層２４の無機充填材５１による量子ドット５０の保護効果をより効率的に高めつつ、発光効率を改善することができる。なお、第２発光層４２の膜厚は１．２ｎｍ以上であってもよく、６ｎｍ以上であってもよい。これにより、第２発光層４２は、第２無機充填材の単位格子のおおよそ２倍以上の膜厚を有するため、発光層２７の保護効果を効率的に高めることができる。
　第２発光層４２の膜厚が厚い場合、発光素子１２の駆動電圧が上昇する可能性がある。このため、本実施形態において、発光層２７のカソード２６の側の端面から膜厚方向に１．２ｎｍ以内の領域において、無機充填材５１の自由電子の密度が１×１０１８ｃｍ－３以上であってもよい。上記構成は、当該領域における自由電子密度を十分高くできるため、発光層２７は、上記領域における無機充填材５１の抵抗率を小さくし、発光素子１２の駆動電圧の上昇を最小限にしつつ、量子ドット５０の保護効果を増大させることができ好ましい。
　本実施形態においても、発光層２７と電子輸送層２５との境界の確認は、発光層２７と電子輸送層２５とを通る断面の観察により、当該断面の各位置における材料の組成を確認することにより実現してもよい。本実施形態においては、例えば、第２無機充填材５３に含まれる少なくとも一つの原子の濃度が２５％以下となる部分を発光層２７と電子輸送層２５との境界とみなしてもよい。あるいは、第２無機充填材５３に含まれる少なくとも一つの原子の濃度が２５％以上減少する部分を発光層２７と電子輸送層２５との境界とみなしてもよい。なお、第２無機充填材５３と電子輸送層２５との一方のみにおける濃度が高い原子がある場合には、当該原子の濃度が２５％以上変化する部分を発光層２７と電子輸送層２５との境界とみなしてもよい。上記境界の確認の基準は、記載の順に優先し、換言すれば、先に記載した方が後の記載より優先する。
　換言すれば、発光層２７が第２発光層４２のような量子ドット５０を含まない部分を有する場合にも、第２無機充填材５３の組成が確認できる部分は、第２発光層４２に含まれ、ひいては発光層２７に含まれると見なしてよい。
　本実施形態に係る発光素子１２は、図３に示すフローチャートに沿った、前実施形態に係る発光素子１１の製造方法と、ステップＳ７において第１発光層４０上に塗布する第２溶液の材料を除いて同一の方法により製造してもよい。本実施形態において、第２溶液には、量子ドット５０と第２無機充填材５３の前駆体である第２無機前駆体とのうち、第２無機前駆体のみを含む。例えば、第２溶液は、量子ドット５０および第２無機前駆体を除く他の材料を含んでもよい。これにより、ステップＳ８において、量子ドット５０を有さず、第２無機充填材５３を有する第２発光層４２が第１発光層４０上に形成される。
　〔実施形態３〕
　＜複数の量子ドット層＞
　本実施形態に係る表示装置３について、図５を参照して説明する。図５は、本実施形態に係る表示装置３の概略側断面図である。本実施形態に係る表示装置３は、前実施形態に係る表示装置２と比較して、発光素子１２に代えて発光素子１３を備える点を除き、同一の構成を備える。発光素子１３は、前実施形態に係る発光素子１２と比較して、発光層２７に代えて発光層２８を備える点を除き、同一の構成を備える。
　発光層２８は、アノード２１の側から順に、第１発光層４０、第２発光層４３、第３発光層４４、および第４発光層４５を有する。第１発光層４０は前述の各実施形態に係る第１発光層４０と同一の構成を備える。第２発光層４３は、複数の量子ドット５０と、複数の量子ドット５０の間を充填する第２無機充填材５４とを含む。第３発光層４４は、複数の量子ドット５０と、複数の量子ドット５０の間を充填する第３無機充填材５５とを含む。第４発光層４５は、第２無機充填材５３に代えて第４無機充填材５６を含む点を除き、前実施形態に係る第２発光層４２と同一の構成を備える。
　第２発光層４３および第３発光層４４が含む量子ドット５０は、前述の各実施形態に係る量子ドット５０と同一の構成を備える。また、第２無機充填材５４、第３無機充填材５５、および第４無機充填材５６は、硫黄原子または酸素原子の少なくとも一方の濃度を除き、前述の各実施形態に係る第１無機充填材５２と同一の構成を備える。
　したがって、発光層２８は、量子ドット５０と無機充填材５１としての第１無機充填材５２、第２無機充填材５４、第３無機充填材５５、および第４無機充填材５６を備える。特に、発光層２８は、量子ドット５０と無機充填材５１とを含む量子ドット層として、第１発光層４０、第２発光層４３、および第３発光層４４を備える。また、発光層２８は、量子ドット５０と無機充填材５１とのうち無機充填材５１のみを備える第４発光層４５を備える。
　本実施形態において、第１無機充填材５２、第２無機充填材５４、第３無機充填材５５、および第４無機充填材５６は、この順に硫黄原子または酸素原子の少なくとも一方の濃度が次第に低くなる。換言すれば、本実施形態においても、無機充填材５１において、アノード２１からカソード２６に向かう方向に硫黄原子または酸素原子の少なくとも一方の濃度は次第に低くなる。
　特に、第１無機充填材５２、第２無機充填材５４、第３無機充填材５５、および第４無機充填材５６は、この順に硫黄原子または酸素原子の少なくとも一方の原子欠陥の密度が次第に高くなる。換言すれば、本実施形態においても、無機充填材５１において、アノード２１からカソード２６に向かう方向に硫黄原子または酸素原子の少なくとも一方の原子欠陥の密度は次第に高くなる。
　以上より、前述した各実施形態において説明した理由と同一の理由から、本実施形態に係る発光素子１３は、発光層２４において電子輸送層２５から注入された電子が量子ドット５０の間を移動することを抑制する。ゆえに、発光素子１３は、発光層２４における無効電流を低減し、発光効率および信頼性を改善する。
　また、発光層２８における量子ドット５０の濃度は、第１発光層４０、第２発光層４３、および第３発光層４４の順に低くなる。さらに、上述の通り、第４発光層４５は量子ドット５０を有していない。このため、発光素子１３は、前述の各実施形態において説明した理由と同一の理由から、発光層２４の無機充填材５１による量子ドット５０の保護効果をより効率的に高めつつ、発光効率を改善することができる。
　特に、本実施形態に係る発光素子１３は、各部の劣化に伴う発光層２８への正孔の注入効率が低減した場合においても、発光効率の低下を低減することができる。例えば、発光素子１３は、表示装置３の出荷時点において、発光層２８における電子と正孔との再結合が、第２発光層４３の近傍の量子ドット５０において生じ、主に第２発光層４３の量子ドット５０が発光していたとする。この場合、表示装置３の駆動による劣化、あるいは経年劣化により、発光素子１３の各部の劣化に伴い正孔注入層２２から発光層２８までにおける正孔の移動度および注入効率が低減する場合がある。これは一般に、正孔注入層２２あるいは正孔輸送層２３の耐久性が、電子輸送層２５の耐久性より劣っていることによる。これは特に、正孔輸送層２３に有機材料、電子輸送層２５に無機材料を用いた場合に顕著である。これにより、発光層２８における電子と正孔との再結合が、第２発光層４３よりもアノード２１の側の量子ドット５０において生じるようになる場合がある。この場合においても、発光層２８における電子と正孔との再結合を、第１発光層４０の近傍の量子ドット５０において生じさせ、主に第１発光層４０の量子ドット５０を発光させることができるため、発光素子１３は発光効率の低下を低減できる。換言すれば、発光素子１３の各層の劣化によって、発光層２８への正孔注入が悪化した場合であっても、発光位置がアノード２１の側にずれるのみにて、発光層２８におけるキャリアバランスの悪化による、発光素子１３の発光効率の低下は抑制できる。したがって、発光層２８は発光素子１３の信頼性を向上させることができる。
　本実施形態に係る発光素子１３の製造方法は、発光層２８の形成方法を除き、前実施形態に係る発光素子１２の製造方法と同一の方法によって製造できる。本実施形態において、発光層２８のうち、第１発光層４０、第２発光層４３、および第３発光層４４は、上述したステップＳ５とステップＳ６とを繰り返し実行することによって形成してもよい。
　ただし、本実施形態においては、ステップＳ５において塗布する溶液中の量子ドット５０の濃度を次第に薄くし、ステップＳ６における溶液の加熱温度を次第に高くして、ステップＳ５とステップＳ６とを繰り返し実行する。これにより、上述した第１発光層４０、第２発光層４３、および第３発光層４４を形成できる。なお、塗布する溶液中の量子ドット５０の濃度は必ずしも変更しなければならないものではなく、略同じ濃度でもよい。
　さらに、本実施形態において、第４発光層４５は、前実施形態に係るステップＳ７とステップＳ８との実行によって形成してもよい。ただし、本実施形態においては、ステップＳ８における溶液の加熱温度を、上述したステップＳ６における溶液の加熱温度を高くして、ステップＳ７とステップＳ８とを実行する。これにより、上述した第４発光層４５を形成でき、発光層２８が形成できる。
　〔変形例〕
　＜三元型化合物半導体＞
　以下、本実施形態の変形例に係る表示装置について説明する。本変形例に係る表示装置は、本実施形態に係る表示装置３と比較して、発光素子１３が備える発光層２８の無機充填材５１の材料を除いて、同一の構成を備える。
　本変形例に係る無機充填材５１は、金属原子を有する三元型化合物半導体を含む。特に、本変形例において、第１無機充填材５２、第２無機充填材５４、第３無機充填材５５、および第４無機充填材５６は、この順に、上述した金属原子の濃度が、次第に大きくなり、あるいは次第に小さくなる。換言すれば、本変形例に係る無機充填材５１は、アノード２１からカソード２６に向かう方向において、金属原子の濃度勾配を有する。
　例えば、本変形例に係る無機充填材５１はマグネシウム原子を含んでもよく、また、亜鉛原子を含有する硫化物を含んでもよい。特に、無機充填材５１は、マグネシウム原子と亜鉛原子との双方を含有する硫化物として、硫化亜鉛マグネシウム（ＺｎＭｇＳ、ＺｎＭｇＳ２）を含んでもよい。
　例えば、第１無機充填材５２、第２無機充填材５４、第３無機充填材５５、および第４無機充填材５６は、組成がＺｎＸＭｇ１－ＸＳ１－Ｙと表される硫化亜鉛マグネシウムを含んでもよい。ここで、ＸおよびＹのそれぞれは、０≦Ｘ≦１および０≦Ｙ＜１を満たす実数であり、Ｘの値は、第１無機充填材５２、第２無機充填材５４、第３無機充填材５５、および第４無機充填材５６の順に大きくなる。この場合、無機充填材５１は、アノード２１からカソード２６に向かう方向において、次第に亜鉛原子の濃度が増加する濃度勾配を有し、一方、次第にマグネシウム原子の濃度が低下する濃度勾配を有する。なお、Ｙは無機充填材５１における硫黄原子の欠陥の割合を表し、第１無機充填材５２、第２無機充填材５４、第３無機充填材５５、および第４無機充填材５６の順に大きくなってもよい。
　例えば、第１無機充填材５２においてはＸ＝０．３であり、第２無機充填材５４においてはＸ＝０．６であり、第３無機充填材５５においてはＸ＝０．９であり、および第４無機充填材５６においてはＸ＝１である。この場合、第４無機充填材５６は二元型化合物半導体である硫化亜鉛を含むこととなる。このように、本実施形態に係る無機充填材５１は三元型化合物半導体のみからなる構成に限られず、二元型化合物半導体を一部含んでいてもよい。
　本変形例に係る発光素子１３の製造方法は、発光層２８の形成方法を除き、本実施形態に係る発光素子１３の製造方法と同一の方法によって製造できる。本変形例において、発光層２８のうち、第１発光層４０、第２発光層４３、および第３発光層４４は、上述したステップＳ５とステップＳ６とを繰り返し実行することによって形成してもよい。さらに、本変形例において、第４発光層４５は、本実施形態に係るステップＳ７とステップＳ８との実行によって形成してもよい。
　例えば、第１発光層４０の形成工程においては、ステップＳ５として、複数の量子ドット５０と、複数の金属源を有する第１無機前駆体と、を含む第１溶液を正孔輸送層２３上に塗布する。次いで、ステップＳ６において、塗布した第１溶液を加熱し、第１無機前駆体を第１無機充填材５２に変性させ、第１発光層４０を形成する。
　次いで、第２発光層４３の形成工程においては、ステップＳ５として、複数の量子ドット５０と、複数の金属源を有する第２無機前駆体と、を含む第２溶液を正孔輸送層２３上に塗布する。ここで、第２無機前駆体における金属源の比率を第１無機前駆体と異ならせることにより、第２溶液における金属源の比率を第１溶液における金属源の比率と異ならせる。これにより、次ぐステップＳ６において、第１無機充填材５２と金属原子の濃度が異なる第２無機充填材５４を有する第２発光層４３が形成される。なお、上述したステップＳ６において、第２溶液の加熱温度は、第１溶液の加熱温度よりも高くともよい。同様に、第３発光層４４、第４発光層４５を形成することにより、発光層２８が形成される。
　＜発光素子の各部のバンド図＞
　本変形例に係る発光素子１３の各部のバンドギャップについて、図６を参照し説明する。図６は、本変形例に係る発光素子１３の各部のバンドギャップの例を示すための概略のバンド図である。なお、図６のバンド図は、紙面内の上方側に真空準位を有するものとする。また、図６のバンド図の左右の方向は、表示装置３の表示方向における厚みの方向を表し、紙面の左方をアノード２１側、右方をカソード２６側として示す。
　図６のバンド図においては、アノード２１とカソード２６について、それぞれのフェルミ準位を示す。また、正孔注入層２２、正孔輸送層２３、および電子輸送層２５について、それぞれのバンドギャップを示す。特に、図６のバンド図においては、電子輸送層２５のバンドギャップとしてナノ粒子３０のバンドギャップを示す。
　さらに、図６のバンド図においては、発光層２８のバンドギャップとして、第１発光層４０、第２発光層４３、第３発光層４４、および第４発光層４５のバンドギャップを示す。特に、図６のバンド図においては、量子ドット５０のコア５０Ｃ、シェル５０Ｓのバンドギャップと、第１無機充填材５２、第２無機充填材５４、第３無機充填材５５、および第４無機充填材５６のバンドギャップとを示す。
　ここで、第１発光層４０、第２発光層４３、および第３発光層４４においては、量子ドット５０の間を無機充填材５１が充填している。このため、図６のバンド図において、第１発光層４０、第２発光層４３、および第３発光層４４のバンドギャップは、量子ドット５０のバンドギャップの両端に、無機充填材５１のバンドギャップが位置するように図示できる。なお、第４発光層４５は第４無機充填材５６のバンドギャップのみを図示している。
　図６に示すように、第１無機充填材５２、第２無機充填材５４、第３無機充填材５５、および第４無機充填材５６は、この順にバンドギャップが次第に小さくなる。換言すれば、本変形例において、無機充填材５１のバンドギャップは、アノード２１からカソード２６に向かう方向に次第に小さくなる。上述した無機充填材５１のバンドギャップの勾配は、上述した無機充填材５１の金属原子の濃度勾配により実現する。
　特に、無機充填材５１の電子親和力は、アノード２１からカソード２６に向かう方向に次第に大きくなる。図６のバンド図において、各部の電子親和力は、真空準位からバンドギャップの上端までの距離に相当する。したがって、図６のバンド図において、ある層のバンドギャップの上端が下方に位置するほど、当該層の電子親和力は大きくなる。換言すれば、ある層のバンドギャップが大きい程、当該層の電子親和力は小さくなる傾向にある。
　第１層から第２層への電子の注入障壁は、第１層の電子親和力から第２層の電子親和力を差し引いたものに相当する。このため、本変形例において、第４無機充填材５６から第３無機充填材５５への電子の注入には障壁が存在する。同じく、本変形例において、第３無機充填材５５から第２無機充填材５４への電子の注入、および第２無機充填材５４から第１無機充填材５２への電子の注入には障壁が存在する。
　したがって、本変形例に係る発光素子１３は、カソード２６からアノード２１へ向かう方向における、無機充填材５１を介した電子の移動を抑制する。ゆえに、発光素子１３は、無機充填材５１を介して流れる無効電流に寄与するキャリアに対し、量子ドット５０に注入されるキャリアの割合を増大させることができる。
　以上より、本変形例に係る発光素子１３は、発光層２４において電子輸送層２５から注入された電子が量子ドット５０の間を移動することを抑制して、発光層２４における無効電流を低減し、発光効率および信頼性を改善する。
　無機充填材５１がマグネシウム原子を含むことにより、無機充填材５１のバンドギャップの設計を、マグネシウム原子の濃度の調節により容易に実現できる。また、無機充填材５１が亜鉛原子を含有する硫化物を含むことにより、量子ドット５０の保護効果を高めつつ、量子ドット５０へのキャリアの注入効率を高めることができる。
　＜複数のサブ画素を備えた表示装置＞
　本実施形態に係る表示装置４について、図７を参照して説明する。図７は、本実施形態に係る表示装置４の概略側断面図である。本実施形態に係る表示装置４は、前実施形態に係る表示装置３と比較して、発光素子１３に代えて発光素子１４を備える。また、本実施形態に係る表示装置４は、平面視において複数のサブ画素を備え、特に、赤色サブ画素ＳＰＲ、緑色サブ画素ＳＰＧ、および青色サブ画素ＳＰＢを備える。
　本実施形態に係る発光素子１４は、赤色発光素子１４Ｒ、緑色発光素子１４Ｇ、および青色発光素子１４Ｂを備える。基板２０の平面視において、赤色発光素子１４Ｒは赤色サブ画素ＳＰＲ上に位置し、緑色発光素子１４Ｇは緑色サブ画素ＳＰＧ上に位置し、および青色発光素子１４Ｂは青色サブ画素ＳＰＢ上に位置する。
　また、発光素子１４は、前実施形態に係る発光素子１３と比較して、基板２０上にバンク６０を備える。バンク６０は、例えば、ポリイミド等を含む絶縁性の樹脂材料を含み、発光素子１４の各層のうち、アノード２１から発光層２８の第４発光層４５の途中まで形成される。このため、バンク６０により、発光素子１４のアノード２１から発光層２８の第３発光層４４までの各層は区画される。
　特に、発光素子１４のアノード２１から発光層２８の第３発光層４４までの各層は、基板２０の平面視において、赤色サブ画素ＳＰＲ、緑色サブ画素ＳＰＧ、および青色サブ画素ＳＰＢに区画される。なお、発光層２８の第４発光層４５、電子輸送層２５、およびカソード２６は、上述した複数のサブ画素に対し共通に形成されていてもよい。
　本実施形態において、発光層２８は、バンク６０により、赤色発光層２８Ｒ、緑色発光層２８Ｇ、および青色発光層２８Ｂに区画される。基板２０の平面視において、赤色発光層２８Ｒは赤色サブ画素ＳＰＲ上に位置し、緑色発光層２８Ｇは緑色サブ画素ＳＰＧ上に位置し、および青色発光層２８Ｂは青色サブ画素ＳＰＢ上に位置する。
　特に、第１発光層４０は、赤色第１発光層４０Ｒ、緑色第１発光層４０Ｇ、および青色第１発光層４０Ｂに区画される。また、第２発光層４３は、赤色第２発光層４３Ｒ、緑色第２発光層４３Ｇ、および青色第２発光層４３Ｂに区画される。さらに、第３発光層４４は、赤色第３発光層４４Ｒ、緑色第３発光層４４Ｇ、および青色第３発光層４４Ｂに区画される。ただし、赤色発光層２８Ｒ、緑色発光層２８Ｇ、および青色発光層２８Ｂは、共通の第４発光層４５を備えてもよい。
　赤色第１発光層４０Ｒ、赤色第２発光層４３Ｒ、および赤色第３発光層４４Ｒは、赤色光を発する赤色量子ドット５７を備える。緑色第１発光層４０Ｇ、緑色第２発光層４３Ｇ、および緑色第３発光層４４Ｇは、緑色光を発する緑色量子ドット５８を備える。青色第１発光層４０Ｂ、青色第２発光層４３Ｂ、および青色第３発光層４４Ｂは、青色光を発する青色量子ドット５９を備える。赤色量子ドット５７、緑色量子ドット５８、および青色量子ドット５９のそれぞれは、発光色を除き量子ドット５０と同一の構成を備えてもよい。
　なお、赤色光とは、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。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。さらに、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。
　以上を除き、赤色発光層２８Ｒ、緑色発光層２８Ｇ、および青色発光層２８Ｂは、前実施形態に係る発光層２８と同様の構成を備える。換言すれば、本実施形態においても、第１発光層４０、第２発光層４３、第３発光層４４、および第４発光層４５のそれぞれは、第１無機充填材５２、第２無機充填材５４、第３無機充填材５５、および第４無機充填材５６を有する。さらに換言すれば、赤色発光層２８Ｒ、緑色発光層２８Ｇ、および青色発光層２８Ｂのそれぞれは、前実施形態に係る無機充填材５１と同一の無機充填材５１を有する。
　このため、赤色発光素子１４Ｒは、赤色サブ画素ＳＰＲに形成された、基板２０、アノード２１、正孔注入層２２、正孔輸送層２３、赤色発光層２８Ｒ、電子輸送層２５、およびカソード２６を備える。緑色発光素子１４Ｇは、緑色サブ画素ＳＰＧに形成された、基板２０、アノード２１、正孔注入層２２、正孔輸送層２３、緑色発光層２８Ｇ、電子輸送層２５、およびカソード２６を備える。青色発光素子１４Ｂは、青色サブ画素ＳＰＢに形成された、基板２０、アノード２１、正孔注入層２２、正孔輸送層２３、青色発光層２８Ｂ、電子輸送層２５、およびカソード２６を備える。
　本実施形態において、アノード２１、正孔注入層２２、および正孔輸送層２３は、赤色サブ画素ＳＰＲ、緑色サブ画素ＳＰＧ、および青色サブ画素ＳＰＢの何れにおいても、同一の構想を備えてもよい。ただし、各アノード２１は、基板２０の各サブ画素に形成された駆動回路と電気的に接続する。
　表示装置４は、カソード２６に共通の電位を印加し、基板２０の画素回路を介して、各アノード２１への電圧印加を個々に制御する。これにより、赤色発光素子１４Ｒからの赤色光、緑色発光素子１４Ｇからの緑色光、および青色発光素子１４Ｂからの青色光を、各サブ画素から個別に取り出すことによりカラー表示を行う。
　本実施形態に係る発光素子１４は、発光層２８の製造工程を除き、前実施形態に係る発光素子１３と同一の方法により製造してもよい。本実施形態において、発光層２８の形成工程においては、例えば、感光性樹脂を用いたフォトリソグラフィにより、特定のサブ画素のみに感光性樹脂を形成する。次いで、複数のサブ画素に共通して量子ドットを含む溶液を塗布成膜する。次いで、感光性樹脂を塗布成膜された溶液と共に剥離することにより、特定のサブ画素のみに発光層２８を形成してもよい。あるいは、発光層２８は、インクジェット法等によりサブ画素ごとに発光層２８を塗り分けることにより形成してもよい。
　本実施形態に係る、赤色発光素子１４Ｒ、緑色発光素子１４Ｇ、および青色発光素子１４Ｂのそれぞれは、発光層２８が備える量子ドットの発光色を除き、前実施形態に係る発光素子１３と同一の構成を備える。したがって、前述した理由と同一の理由から、赤色発光素子１４Ｒ、緑色発光素子１４Ｇ、および青色発光素子１４Ｂのそれぞれは、発光層２４の無機充填材５１による量子ドット５０の保護効果をより効率的に高めつつ、発光効率を改善することができる。
　一般に、量子ドットのコアの材料のバンドギャップは、当該コアの発光色によって異なる。このため、量子ドットを発光材料として有する発光層を備えた発光素子は、当該発光層の発光色に適した正孔注入層、正孔輸送層、および電子輸送層を含む電荷輸送層のバンドギャップが異なる。したがって、互いに発光色の異なる量子ドットを含む発光層を備えた発光素子に対し何れも同一の電荷輸送層を適用した場合、何れかの発光素子においては発光層２８のキャリアバランスが最適化されない場合がある。
　本実施形態において、赤色発光素子１４Ｒ、緑色発光素子１４Ｇ、および青色発光素子１４Ｂのそれぞれは、積層方向において互いにバンドギャップの異なる無機充填材５１を有する。このため、赤色発光素子１４Ｒ、緑色発光素子１４Ｇ、および青色発光素子１４Ｂのそれぞれにおいては、有する量子ドットのバンドギャップによって、量子ドットの発光位置が積層方向において異なる。
　したがって、発光素子１４においては、各サブ画素の発光素子について電荷輸送層の最適化がなされていない場合においても、量子ドットの発光位置を異ならせることにより、各発光層２８のキャリアバランスを最適化することができる。ゆえに、本実施形態に係る発光素子１４は、各サブ画素において電荷輸送層を共通として製造工程を簡素化しつつ、各発光層２８のキャリアバランスを改善し、発光効率を向上させることができる。
　なお、本実施形態においては、赤色発光素子１４Ｒ、緑色発光素子１４Ｇ、および青色発光素子１４Ｂのそれぞれが、前実施形態に係る発光素子１３と同一の積層構造を有する場合について説明したが、これに限られない。例えば、赤色発光素子１４Ｒ、緑色発光素子１４Ｇ、および青色発光素子１４Ｂのそれぞれは、前述した発光素子１１または発光素子１２の何れかと同一の積層構造を有してもよい。
　さらに、本実施形態においては、赤色発光素子１４Ｒ、緑色発光素子１４Ｇ、および青色発光素子１４Ｂのうちいずれかが、前述した何れかの実施形態に係る発光素子と同一の積層構造を有していればよい。換言すれば、本実施形態において、赤色発光素子１４Ｒ、緑色発光素子１４Ｇ、および青色発光素子１４Ｂのうちの一部が、前述した各実施形態に係る発光素子とは異なる構造を有してもよい。
　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、２、３、４　表示装置
　１１、１２、１３、１４　発光素子
　１４Ｒ　赤色発光素子
　１４Ｇ　緑色発光素子
　１４Ｂ　青色発光素子
　２０　基板
　２１　アノード
　２４、２７、２８　発光層
　２５　電子輸送層
　２６　カソード
　３０　ナノ粒子
　５０　量子ドット
　５０Ｃ　コア
　５０Ｓ　シェル
　５１　無機充填材

 

Claims (23)

  1. 　アノードと、
    　カソードと、
    　前記アノードと前記カソードとの間に位置する発光層と、を備え、
    　前記発光層は、複数の量子ドットと、無機充填材と、を有し、
    　前記無機充填材は、前記複数の量子ドットの間を充填し、金属硫化物または金属酸化物の少なくとも一方を含み、
    　前記無機充填材においては、前記アノードから前記カソードに向かう方向において硫黄原子または酸素原子の少なくとも一方の濃度が低くなる発光素子。
  2. 　アノードと、
    　カソードと、
    　前記アノードと前記カソードとの間に位置する発光層と、を備え、
    　前記発光層は、複数の量子ドットと、無機充填材と、を有し、
    　前記無機充填材は、前記複数の量子ドットの間を充填し、金属硫化物または金属酸化物の少なくとも一方を含み、
    　前記無機充填材においては、前記アノードの側の硫黄原子または酸素原子の少なくとも一方の濃度より、前記カソードの側に前記少なくとも一方と同じ原子の濃度の方が低い部分を有する発光素子。
  3. 　前記発光層において、前記アノードから前記カソードに向かう方向において前記量子ドットの濃度が低くなる請求項１または２に記載の発光素子。
  4. 　前記発光層は、前記アノードの側から順に、前記量子ドットと前記無機充填材とを含む量子ドット層と、前記量子ドットと前記無機充填材とのうち前記無機充填材のみを含む無機充填材層と、を有する請求項１から３の何れか１項に記載の発光素子。
  5. 　前記無機充填材層の膜厚が１．２ｎｍ以上である請求項４に記載の発光素子。
  6. 　基板を備え、
    　前記基板上に、前記基板の側から順に、前記アノードと、前記発光層と、前記カソードと、を備えた請求項１から５の何れか１項に記載の発光素子。
  7. 　前記発光層の前記アノードの側の端面から膜厚方向に１．２ｎｍ以内の領域において、前記無機充填材の自由電子の密度が１×１０１６ｃｍ－３以下である請求項１から６の何れか１項に記載の発光素子。
  8. 　前記発光層の前記アノードの側の端面から膜厚方向に１．２ｎｍ以内の領域において、前記無機充填材の前記硫黄原子または前記酸素原子の欠陥密度が５×１０１７ｃｍ－３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. 　前記発光層の前記アノードの側の端面から膜厚方向に１．２ｎｍ以内の領域における前記無機充填材の自由電子の密度は、前記発光層の前記カソードの側の端面から膜厚方向に１．２ｎｍ以内の領域における前記無機充填材の自由電子の密度の１０倍以下である請求項１から８の何れか１項に記載の発光素子。
  10. 　前記発光層の前記カソードの側の端面から膜厚方向に１．２ｎｍ以内の領域において、前記無機充填材の自由電子の密度が１×１０１８ｃｍ－３以上、４×１０１９ｃｍ－３以下である請求項１から９の何れか１項に記載の発光素子。
  11. 　前記発光層の前記カソードの側の端面から膜厚方向に１．２ｎｍ以内の領域において、前記無機充填材の前記硫黄原子または前記酸素原子の欠陥密度が５×１０１９ｃｍ－３以上、２×１０２１ｃｍ－３以下である請求項１から１０の何れか１項に記載の発光素子。
  12. 　前記量子ドットは、コアと、前記コアを覆う少なくとも一層のシェルとを有し、
    　前記シェルのうち前記量子ドットの最外層のシェルと前記無機充填材とは同一の材料を含む請求項１から１１の何れか１項に記載の発光素子。
  13. 　前記無機充填材は二元型化合物半導体を含む請求項１から１２の何れか１項に記載の発光素子。
  14. 　前記無機充填材は硫化亜鉛を含む請求項１から１３の何れか１項に記載の発光素子。
  15. 　前記発光層と前記カソードとの間に位置し、複数のナノ粒子を有する電子輸送層を備えた請求項１から１４の何れか１項に記載の発光素子。
  16. 　アノードと、
    　カソードと、
    　前記アノードと前記カソードとの間に位置する発光層と、を備え、
    　前記発光層は、複数の量子ドットと、無機充填材と、を有し、
    　前記無機充填材は、前記複数の量子ドットの間を充填し、金属硫化物または金属酸化物の少なくとも一方を含み、
    　前記無機充填材においては、前記アノードから前記カソードに向かう方向において硫黄原子または酸素原子の少なくとも一方の原子欠陥の密度が高くなる発光素子。
  17. 　アノードと、
    　カソードと、
    　前記アノードと前記カソードとの間に位置する発光層と、を備え、
    　前記発光層は、
    　　複数の量子ドットと、
    　　カルコゲナイドを含み、前記複数の量子ドットの間を充たす無機充填材と、
    　を有し、
    　前記無機充填材においては、前記アノードから前記カソードに向かう方向にカルコゲン元素の原子の濃度が低くなる発光素子。
  18. 　アノードと、
    　カソードと、
    　前記アノードと前記カソードとの間に位置する発光層と、を備え、
    　前記発光層は、複数の量子ドットと、無機充填材と、を有し、
    　前記無機充填材は、前記複数の量子ドットの間を充填し、金属原子を有する三元型化合物半導体を含み、前記アノードから前記カソードに向かう方向において前記金属原子の濃度勾配を有し、
    　前記無機充填材のバンドギャップが、前記アノードから前記カソードに向かう方向に小さくなる発光素子。
  19. 　前記無機充填材はマグネシウム原子を含む請求項１８に記載の発光素子。
  20. 　前記無機充填材は亜鉛原子を含有する硫化物を含む請求項１８または１９に記載の発光素子。
  21. 　赤色発光素子、緑色発光素子、および青色発光素子を備え、
    　前記赤色発光素子、前記緑色発光素子、および前記青色発光素子のうち少なくとも１つが、請求項１から２０の何れか１項に記載の発光素子である表示装置。
  22. 　アノードと、
    　カソードと、
    　前記アノードと前記カソードとの間に位置する発光層と、を備え、
    　前記発光層は、複数の量子ドットと、無機充填材と、を有し、
    　前記無機充填材は、前記複数の量子ドットの間を充填し、金属硫化物または金属酸化物の少なくとも一方を含む、発光素子の製造方法であって、
    　前記複数の量子ドットと第１無機前駆体とを含む第１溶液の塗布と、
    　前記第１溶液の第１温度における加熱により前記第１無機前駆体を前記無機充填材へと変性させることによる前記発光層の第１部の形成と、
    　前記第１部上への、第２無機前駆体を含む第２溶液の塗布と、
    　前記第２溶液の前記第１温度よりも高い第２温度における加熱により前記第２無機前駆体を前記無機充填材へと変性させることによる、前記第１部上への前記発光層の第２部の形成と、を含む発光素子の製造方法。
  23. 　アノードと、
    　カソードと、
    　前記アノードと前記カソードとの間に位置する発光層と、を備え、
    　前記発光層は、複数の量子ドットと、無機充填材と、を有し、
    　前記無機充填材は、前記複数の量子ドットの間を充填し、金属原子を有する三元型化合物半導体を含み、前記アノードから前記カソードに向かう方向において前記金属原子の濃度勾配を有する、発光素子の製造方法であって、
    　前記複数の量子ドットと複数の金属源を有する第１無機前駆体とを含む第１溶液の塗布と、
    　前記第１溶液の加熱により前記第１無機前駆体を前記無機充填材へと変性させることによる前記発光層の第１部の形成と、
    　前記第１部上への、複数の前記金属源を有する第２無機前駆体を含み、前記金属源の比率が前記第１溶液と異なる第２溶液の塗布と、
    　前記第２溶液の加熱により前記第２無機前駆体を前記無機充填材へと変性させることによる、前記第１部上への前記発光層の第２部の形成と、を含み、
    　前記第２部の前記無機充填材のバンドギャップが前記第１部の前記無機充填材のバンドギャップよりも小さい発光素子の製造方法。
PCT/JP2022/038898 2022-10-19 2022-10-19 発光素子、表示装置、発光素子の製造方法 WO2024084617A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2022/038898 WO2024084617A1 (ja) 2022-10-19 2022-10-19 発光素子、表示装置、発光素子の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2022/038898 WO2024084617A1 (ja) 2022-10-19 2022-10-19 発光素子、表示装置、発光素子の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024084617A1 true WO2024084617A1 (ja) 2024-04-25

Family

ID=90737100

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/038898 WO2024084617A1 (ja) 2022-10-19 2022-10-19 発光素子、表示装置、発光素子の製造方法

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2024084617A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011076770A (ja) * 2009-09-29 2011-04-14 Hoya Corp 電界発光素子およびその製造方法
CN106257703A (zh) * 2015-06-18 2016-12-28 潘才法 一种包含有金属纳米团簇的电致发光器件
WO2020170373A1 (ja) * 2019-02-20 2020-08-27 シャープ株式会社 発光デバイスの製造方法
JP2021523530A (ja) * 2018-05-11 2021-09-02 ナノシス・インク． 共鳴エネルギー移動に基づく量子ドットｌｅｄ設計

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011076770A (ja) * 2009-09-29 2011-04-14 Hoya Corp 電界発光素子およびその製造方法
CN106257703A (zh) * 2015-06-18 2016-12-28 潘才法 一种包含有金属纳米团簇的电致发光器件
JP2021523530A (ja) * 2018-05-11 2021-09-02 ナノシス・インク． 共鳴エネルギー移動に基づく量子ドットｌｅｄ設計
WO2020170373A1 (ja) * 2019-02-20 2020-08-27 シャープ株式会社 発光デバイスの製造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6934104B2 (ja) 素子、電子機器、および素子の製造方法
KR101274068B1 (ko) 양자점 발광 소자 및 이를 이용한 디스플레이
US20080237611A1 (en) Electroluminescent device having improved contrast
JP2010520603A (ja) 量子ドット発光デバイス
KR101920445B1 (ko) 발광 장치
WO2021100104A1 (ja) 発光素子、発光デバイス
JP4470237B2 (ja) 発光素子，発光装置および表示装置並びに発光素子の製造方法
US11342524B2 (en) Light emitting element, light emitting device, and apparatus for producing light emitting element
WO2024084617A1 (ja) 発光素子、表示装置、発光素子の製造方法
WO2021111556A1 (ja) 発光デバイス
WO2020084731A1 (ja) 発光素子
WO2024084571A1 (ja) 発光素子、表示装置、発光素子の製造方法
WO2024062628A1 (ja) 発光素子、表示デバイス、発光素子の製造方法
US20230053170A1 (en) Light-emitting device, and method for manufacturing light-emitting device
US11996499B2 (en) Method for manufacturing light-emitting device
WO2020261346A1 (ja) 発光素子の製造方法および発光素子
WO2021053787A1 (ja) 発光素子および表示デバイス
WO2021084598A1 (ja) 発光素子
WO2024085101A1 (ja) 発光素子および表示装置
WO2024121919A1 (ja) 量子ドット溶液、発光素子、表示装置及び発光層の形成方法
WO2024084572A1 (ja) 発光素子、表示装置及び発光層の形成方法
WO2024003983A1 (ja) 発光素子、及び表示装置
WO2024069881A1 (ja) 発光素子、表示装置、発光素子の製造方法
WO2024018509A1 (ja) 発光素子、表示装置、および発光素子の製造方法
WO2024075248A1 (ja) 発光素子、表示装置及び発光層の形成方法

Legal Events

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

Ref document number: 22962729

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1