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JP2010055900A - Electroluminescent element - Google Patents

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JP2010055900A JP2008218733A JP2008218733A JP2010055900A JP 2010055900 A JP2010055900 A JP 2010055900A JP 2008218733 A JP2008218733 A JP 2008218733A JP 2008218733 A JP2008218733 A JP 2008218733A JP 2010055900 A JP2010055900 A JP 2010055900A
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light emitting
layer
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light
nanoparticles
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JP2008218733A
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Hideki Uchida
秀樹 内田
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Sharp Corp
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Sharp Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electroluminescent element having high light emission efficiency and high purity of color. <P>SOLUTION: The electroluminescent element includes a pair of a first electrode and a second electrode, at least one of them has light transmission characteristics, and a light-emitting layer pinched between the first electrode and the second electrode. The light-emitting layer is an electroluminescent element containing light-emitting nanoparticles and non-light-emitting nanoparticles. Preferably, the light emitting nanoparticles include a quantum dot light emitting material, and the non-light-emitting nanoparticles containing metal oxide nanoparticles. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、エレクトロルミネセンス素子に関する。より詳しくは、ナノ粒子を含有するエレクトロルミネセンス素子に好適なエレクトロルミネセンス素子に関するものである。 The present invention relates to an electroluminescent device. More specifically, the present invention relates to an electroluminescent device suitable for an electroluminescent device containing nanoparticles.

近年、軽量及び薄型で消費電力が少なく、かつ形状の自由度に優れた面発光型素子として、エレクトロルミネセンス素子(EL素子;電界発光素子)が注目されている。このようなEL素子は、高輝度発光、高速応答、広視野角、薄型軽量、高解像度等の多くの優れた特徴を有し、フラットパネルディスプレイに応用されている。 2. Description of the Related Art In recent years, electroluminescence elements (EL elements; electroluminescent elements) have attracted attention as surface-emitting elements that are lightweight and thin, have low power consumption, and are excellent in shape flexibility. Such an EL element has many excellent features such as high luminance light emission, high speed response, wide viewing angle, thin and light weight, and high resolution, and is applied to flat panel displays.

このようなEL素子として、有機エレクトロルミネセンス素子(以下、「有機EL素子」ともいう。)が一般的に知られている。有機EL素子は、通常、陽極及び陰極からなる一対の電極と、その一対の電極に挟持された発光層と含んで構成される自発光型、かつ全固体型の発光素子であり、視認性が高く、衝撃にも強いため、ディスプレイや照明等の分野に広く応用されることが期待されている。 As such an EL element, an organic electroluminescence element (hereinafter also referred to as “organic EL element”) is generally known. The organic EL element is usually a self-luminous and all-solid-state light-emitting element including a pair of electrodes composed of an anode and a cathode and a light-emitting layer sandwiched between the pair of electrodes, and has high visibility. It is high and resistant to impacts, so it is expected to be widely applied to fields such as displays and lighting.

有機EL素子の製造プロセスとしては、成膜法により、蒸着法等を用いる乾式法と塗布法等を用いる湿式法とに大別される。乾式法により作製される有機EL素子においては、発光材料として、通常、低分子発光材料が用いられ、一方、湿式法により作製される有機EL素子においては、発光材料として、通常、高分子発光材料が用いられる。 The manufacturing process of the organic EL element is roughly classified into a dry method using a vapor deposition method and a wet method using a coating method depending on a film forming method. In an organic EL device manufactured by a dry method, a low molecular light emitting material is usually used as a light emitting material. On the other hand, in an organic EL device manufactured by a wet method, a polymer light emitting material is usually used as a light emitting material. Is used.

低分子発光材料に関しては、燐光材料を用いた高効率の緑色発光材料及び赤色発光材料が提案されている。他方、青色発光材料には、高バンドギャップを有するホスト材料が必要であり、高色純度かつ高効率の青色発光材料は現在のところ存在しない。なお、高色純度を実現する技術としてマイクロキャビティー効果を利用する技術があるが、この場合、視野角特性を向上するという点で工夫の余地があった。 As for the low-molecular light-emitting material, highly efficient green light-emitting materials and red light-emitting materials using phosphorescent materials have been proposed. On the other hand, a blue light-emitting material requires a host material having a high band gap, and currently there is no blue light-emitting material with high color purity and high efficiency. In addition, there is a technique using a microcavity effect as a technique for realizing high color purity, but in this case, there is room for improvement in terms of improving viewing angle characteristics.

一方、高分子発光材料は、効率及び需要の点で課題が多い。また、高分子発光材料は、発光波長の半値幅が大きいため、色純度を向上する点で改善の余地があった。更に、高分子燐光材料については、発色団としての材料の他に、ホストとなる高バンドギャップの母骨格が必要であるため、低分子発光材料以上に開発に注力する必要がある。 On the other hand, polymer light emitting materials have many problems in terms of efficiency and demand. Moreover, since the polymer light emitting material has a large half-value width of the emission wavelength, there is room for improvement in terms of improving color purity. In addition to the material as the chromophore, the polymer phosphorescent material requires a host skeleton with a high bandgap as a host. Therefore, it is necessary to focus on development more than the low-molecular light-emitting material.

また、低分子発光材料、高分子発光材料等の有機発光材料においては、有機物特有のバンドの揺らぎがあり、発光波長はブロードになる傾向にある。また、燐光材料を発光させるためには、高バンドギャップを有する材料が必要であり、この材料を有機物で実現するという点で更に開発の余地があった。 Further, in organic light emitting materials such as low molecular light emitting materials and polymer light emitting materials, there are fluctuations of bands peculiar to organic substances, and the emission wavelength tends to be broad. In addition, in order to cause the phosphorescent material to emit light, a material having a high band gap is required, and there is room for further development in terms of realizing this material with an organic material.

それに対して、高効率かつ色純度の高い発光材料として量子ドット等の発光性ナノ粒子(ナノ発光体)が提案されている。この発光性ナノ粒子においては、色純度は、発光性ナノ粒子の系に依存し、半値幅の小さい急峻なピークを持つ発光が可能である。また、青色、緑色及び赤色のいずれの発光においても、材料自体のバンドギャップは変わらないので、青色、緑色及び赤色の区別なく発光することができる。 On the other hand, luminescent nanoparticles (nanoluminescent materials) such as quantum dots have been proposed as light-emitting materials with high efficiency and high color purity. In this luminescent nanoparticle, the color purity depends on the luminescent nanoparticle system, and light emission having a sharp peak with a small half-value width is possible. In addition, in any of blue, green and red light emission, the band gap of the material itself does not change, so light can be emitted without distinction between blue, green and red.

量子ドットは、材料としては、量子閉じ込め効果による高効率発光が可能であり、また、フォトルミネセンスでは高効率発光が可能である。なお、現在、量子ドットの量子収率は50%程度であるが、これは、シェルの構造欠陥(製造上の未成熟)が要因であって、原理的には100%が可能であり、技術開発が進められている。 As a material, quantum dots can emit light with high efficiency by a quantum confinement effect, and can emit light with high efficiency by photoluminescence. At present, the quantum yield of quantum dots is about 50%, but this is due to structural defects of the shell (i.e. immature manufacturing), and in principle, 100% is possible. Development is underway.

このような状況の中、量子ドットを発光層として用いた電荷注入型のEL素子が開示されている(例えば、非特許文献1及び特許文献1参照。)。また、高分子化合物中に半導体超微粒子が分散された発光層を有するEL素子が開示されている(例えば、特許文献2及び非特許文献2、3参照。)。
「オーガニック レリクトロニクス(Organic Electronics)」、第4巻、(2003)、p.123−130 特表2005−502176号公報 特開2004−172102号公報 「アプライド フィジクス レターズ(Applied Physics letters)」、1995年、第66巻、p.1316−1318 「サイエンス(Science)」、(米国)、2002年2月22日、第295巻、p.1506−1508
Under such circumstances, a charge injection type EL element using a quantum dot as a light emitting layer is disclosed (for example, see Non-Patent Document 1 and Patent Document 1). In addition, an EL element having a light-emitting layer in which semiconductor ultrafine particles are dispersed in a polymer compound is disclosed (see, for example, Patent Document 2 and Non-Patent Documents 2 and 3).
“Organic Electronics”, Vol. 4, (2003), p. 123-130 JP 2005-502176 Gazette JP 2004-172102 A “Applied Physics letters”, 1995, Vol. 66, p. 1316-1318 “Science” (USA), February 22, 2002, Vol. 295, p. 1506-1508

しかしながら、量子ドット等の発光性ナノ粒子を用いたEL素子においては、充分な効率を発揮することができなかった。 However, in an EL device using luminescent nanoparticles such as quantum dots, sufficient efficiency could not be exhibited.

例えば、非特許文献1に記載の技術については、(1)発光層である量子ドットの層が単層であり、細密に並べても隙間が生じ、上下リークが発生する、(2)量子ドットの層が単層では、量子ドットの層を突き抜けていく電荷も多く、効率が向上しない、(3)量子ドットのイオン化ポテンシャルが低く、有機EL素子で用いられる有機材料を用いて正孔を注入することが困難である、(4)量子ドットは量子閉じ込め効果により発光するが、それ自体は電流を流さないため、量子ドットを積層することができない、といった課題があった。 For example, with respect to the technique described in Non-Patent Document 1, (1) the quantum dot layer that is the light emitting layer is a single layer, and even if they are arranged closely, gaps are generated and vertical leakage occurs. When the layer is a single layer, there are many charges penetrating the quantum dot layer, and the efficiency is not improved. (3) The ionization potential of the quantum dot is low, and holes are injected using an organic material used in an organic EL element. (4) Although the quantum dots emit light due to the quantum confinement effect, there is a problem that the quantum dots cannot be stacked because no current flows by themselves.

また、特許文献1に記載の技術においては、量子ドットに電荷を注入するために、量子ドットの表面上に量子ドットへの励起状態の注入を引き起こす機能ユニットを伴うキャッピング分子を設ける必要がある。しかしながら、このような構成では、特に特許文献1の特許請求の範囲や明細書中に書かれているような有機材料系のキャッピング分子では、量子ドットのイオン化ポテンシャルの壁を越えて量子ドット中に電荷を注入することは困難であった。 In the technique described in Patent Document 1, it is necessary to provide a capping molecule with a functional unit that causes injection of an excited state into the quantum dot on the surface of the quantum dot in order to inject charge into the quantum dot. However, in such a configuration, in particular, in an organic material-based capping molecule as described in the claims and specifications of Patent Document 1, the ionization potential wall of the quantum dot is crossed into the quantum dot. It was difficult to inject charges.

更に、特許文献2及び非特許文献2、3に記載の技術については、半導体超微粒子を高分子材料(ポリビニルカルバゾールやポリフェニレンビニレン)に分散させた系を用い、また、電荷輸送性化合物を含有する層が発光層と電極との間に挿入された素子構成を有する。これらの構成でも発光は認められたが、発光自体の効率は低かった。これは、量子ドットへの電荷注入や系を流れる電流が不足していることによると考えられる。 Furthermore, for the techniques described in Patent Document 2 and Non-Patent Documents 2 and 3, a system in which semiconductor ultrafine particles are dispersed in a polymer material (polyvinylcarbazole or polyphenylene vinylene) is used, and a charge transporting compound is contained. The device has a device structure in which the layer is inserted between the light emitting layer and the electrode. Light emission was observed even with these configurations, but the efficiency of the light emission itself was low. This is thought to be due to the lack of charge injection into the quantum dots and the current flowing through the system.

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、高発光効率及び高色純度を有するエレクトロルミネセンス素子を提供することを目的とするものである。 This invention is made | formed in view of the said present condition, and it aims at providing the electroluminescent element which has high luminous efficiency and high color purity.

本発明者らは、高発光効率及び高色純度を有するエレクトロルミネセンス素子について種々検討したところ、量子ドット等の発光性ナノ粒子に着目した。そして、発光層が、発光性ナノ粒子のみならず、電荷を流す機能や発光性ナノ粒子に電荷を注入する機能を有する非発光性ナノ粒子を含有することにより、量子ドット等の発光性ナノ粒子を効率よく発光させることができることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。 The inventors of the present invention have studied various electroluminescent elements having high luminous efficiency and high color purity, and have focused on luminescent nanoparticles such as quantum dots. The light emitting layer contains not only light emitting nanoparticles but also non-light emitting nanoparticles having a function of flowing charges and a function of injecting charges into the light emitting nanoparticles, so that light emitting nanoparticles such as quantum dots can be obtained. The present inventors have found that the above-described problems can be solved brilliantly, and have reached the present invention.

すなわち、本発明は、少なくとも一方が光透過性を有する一対の第一電極及び第二電極と、上記第一電極及び上記第二電極の間に狭持された発光層とを備えるエレクトロルミネセンス素子であって、上記発光層は、発光性ナノ粒子及び非発光性ナノ粒子を含有するエレクトロルミネセンス素子である。これにより、高効率かつ高色純度を有するエレクトロルミネセンス素子を実現することができる。 That is, the present invention provides an electroluminescent device comprising a pair of first electrode and second electrode, at least one of which has optical transparency, and a light emitting layer sandwiched between the first electrode and the second electrode. And the said light emitting layer is an electroluminescent element containing a luminescent nanoparticle and a nonluminous nanoparticle. Thereby, an electroluminescent element having high efficiency and high color purity can be realized.

なお、上記発光層において、上記発光性ナノ粒子及び上記非発光性ナノ粒子はそれぞれ、少なくとも一種あればよく、その種類の数は特に限定されない。 In the light emitting layer, at least one kind of each of the light emitting nanoparticles and the non-light emitting nanoparticles may be used, and the number of the kinds is not particularly limited.

本発明のエレクトロルミネセンス素子の構成としては、このような構成要素を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素を含んでいても含んでいなくてもよく、特に限定されるものではない。
本発明のエレクトロルミネセンス素子における好ましい形態について以下に詳しく説明する。なお、以下に示す各形態は、適宜組み合わされてもよい。
The configuration of the electroluminescent device of the present invention is not particularly limited as long as such components are formed as essential, and other components may or may not be included. is not.
The preferable form in the electroluminescent element of this invention is demonstrated in detail below. In addition, each form shown below may be combined suitably.

非発光性ナノ粒子から発光性ナノ粒子への電荷注入をより効率よく行う観点からは、上記非発光性ナノ粒子は、電荷輸送性を有することが好ましく、上記非発光性ナノ粒子は、電子輸送性のナノ粒子と正孔輸送性のナノ粒子とを含むことが好ましく、上記発光性ナノ粒子は、上記電子輸送性のナノ粒子及び上記正孔輸送性のナノ粒子と電気的に接続されることが好ましく、上記非発光性ナノ粒子は、金属酸化物ナノ粒子を含むことが好ましく、上記非発光性ナノ粒子は、上記発光性ナノ粒子のバンドギャップと同じか、又は、それ以上の大きさのバンドギャップを有することが好ましい。 From the viewpoint of more efficient charge injection from the non-luminescent nanoparticle to the luminescent nanoparticle, the non-luminescent nanoparticle preferably has a charge transporting property, and the non-luminescent nanoparticle is an electron transporter. Preferably, the light-emitting nanoparticle is electrically connected to the electron-transporting nanoparticle and the hole-transporting nanoparticle. Preferably, the non-luminescent nanoparticle includes a metal oxide nanoparticle, and the non-luminescent nanoparticle has a size equal to or larger than the band gap of the luminescent nanoparticle. It preferably has a band gap.

また、上記非発光性ナノ粒子は、上記発光性ナノ粒子のバンドギャップと同じか、又は、それ以上の大きさのバンドギャップを有することにより、発光効率を向上することもできる。上記非発光性ナノ粒子が上記発光性ナノ粒子のバンドギャップ以下の大きさのバンドギャップを有する場合、発光性ナノ粒子で形成された励起子が非発光性ナノ粒子の方へエネルギー移動してしまい、発光性ナノ粒子の発光効率を低下させてしまうおそれがある。 In addition, the non-light-emitting nanoparticles can improve the light emission efficiency by having a band gap that is the same as or larger than the band gap of the light-emitting nanoparticles. If the non-luminescent nanoparticle has a band gap that is less than or equal to the band gap of the luminescent nanoparticle, excitons formed by the luminescent nanoparticle will transfer energy toward the non-luminescent nanoparticle. There is a possibility that the luminous efficiency of the luminescent nanoparticles may be reduced.

非発光性ナノ粒子から発光性ナノ粒子への正孔注入をより効率よく行う観点からは、上記非発光性ナノ粒子のイオン化ポテンシャル(IP)は、上記発光性ナノ粒子のイオン化ポテンシャル(IP)よりも大きい(深い)ことが好ましく、非発光性ナノ粒子から発光性ナノ粒子への電子注入をより効率よく行う観点からは、上記非発光性ナノ粒子の電気陰性度は、上記発光性ナノ粒子の電気陰性度よりも小さい(浅い)ことが好ましい。いずれによっても電荷注入に際してのエネルギー障壁を無くすことができるため、電荷注入をより効果的に行うことができる。 From the viewpoint of more efficient hole injection from the non-luminescent nanoparticle to the luminescent nanoparticle, the ionization potential (IP) of the non-luminescent nanoparticle is greater than the ionization potential (IP) of the luminescent nanoparticle. From the viewpoint of more efficiently injecting electrons from the non-luminescent nanoparticle to the luminescent nanoparticle, the electronegativity of the non-luminescent nanoparticle is the same as that of the luminescent nanoparticle. It is preferably smaller (shallow) than the electronegativity. In any case, since an energy barrier at the time of charge injection can be eliminated, charge injection can be performed more effectively.

なお、上記電子輸送性のナノ粒子と上記正孔輸送性のナノ粒子とはそれぞれ、上記発光層において少なくとも一種あればよく、その種類の数は特に限定されない。このように、上記非発光性ナノ粒子は、少なくとも2種類以上のナノ粒子を含むことが好ましい。 Note that the electron-transporting nanoparticles and the hole-transporting nanoparticles may be at least one kind in the light-emitting layer, and the number of kinds is not particularly limited. Thus, it is preferable that the said nonluminous nanoparticle contains at least 2 or more types of nanoparticle.

特に優れた効率と色純度とを実現する観点からは、上記発光性ナノ粒子は、量子ドット発光材料を含むことが好ましい。 From the viewpoint of achieving particularly excellent efficiency and color purity, it is preferable that the luminescent nanoparticles include a quantum dot luminescent material.

成膜性に優れた発光層を実現する観点からは、上記発光層は、支持材料を含むことが好ましい。 From the viewpoint of realizing a light-emitting layer having excellent film forming properties, the light-emitting layer preferably includes a support material.

発光層の電導性を向上する観点からは、上記支持材料は、電荷輸送性を有することが好ましい。 From the viewpoint of improving the electrical conductivity of the light emitting layer, the support material preferably has a charge transport property.

製造コストを削減する観点からは、上記第一電極及び上記第二電極は、同一の材料を含むことが好ましい。 From the viewpoint of reducing manufacturing costs, the first electrode and the second electrode preferably include the same material.

発光層への電荷注入をより効率よく行う観点からは、上記第一電極及び上記第二電極は、仕事関数の値が互いに異なる材料を含むことが好ましい。 From the viewpoint of more efficient charge injection into the light emitting layer, the first electrode and the second electrode preferably include materials having different work function values.

発光効率をより向上する観点からは、上記エレクトロルミネセンス素子は、上記第一電極及び上記第二電極の一方と上記発光層との層間に、電荷注入輸送層を更に備えることが好ましい。 From the viewpoint of further improving the light emission efficiency, the electroluminescent element preferably further includes a charge injection / transport layer between one of the first electrode and the second electrode and the light emitting layer.

発光効率を更に向上する観点からは、上記電荷注入輸送層は、ナノ粒子を含むことが好ましい。 From the viewpoint of further improving the luminous efficiency, the charge injecting and transporting layer preferably contains nanoparticles.

なお、上記電荷注入輸送層において、上記ナノ粒子は、少なくとも一種あればよく、その種類の数は特に限定されない。 In the charge injecting and transporting layer, there may be at least one kind of the nanoparticles, and the number of kinds is not particularly limited.

発光効率をより向上する観点からは、上記エレクトロルミネセンス素子は、上記第一電極及び上記発光層の層間と上記第二電極及び上記発光層の層間とにそれぞれ、第一電荷注入輸送層及び第二電荷注入輸送層を更に備えることが好ましい。 From the viewpoint of further improving the light emission efficiency, the electroluminescence element includes a first charge injection transport layer and a first charge layer between the first electrode and the light emitting layer and between the second electrode and the light emitting layer, respectively. It is preferable to further include a two-charge injection transport layer.

発光効率を更に向上する観点からは、上記第一電荷注入輸送層及び上記第二電荷注入輸送層は、ナノ粒子を含むことが好ましい。 From the viewpoint of further improving the luminous efficiency, it is preferable that the first charge injection transport layer and the second charge injection transport layer contain nanoparticles.

なお、上記第一電荷注入輸送層及び上記第二電荷注入輸送層それぞれにおいて、上記ナノ粒子は、少なくとも一種あればよく、その種類の数は特に限定されない。 In each of the first charge injecting and transporting layer and the second charge injecting and transporting layer, there may be at least one kind of the nanoparticles, and the number of kinds is not particularly limited.

発光層への電荷注入をより効率よく行う観点からは、上記第一電荷注入輸送層及び上記第二電荷注入輸送層は、上記発光層に含まれる上記非発光性ナノ粒子と同じ材料を含むことが好ましい。 From the viewpoint of performing charge injection into the light emitting layer more efficiently, the first charge injection transport layer and the second charge injection transport layer include the same material as the non-light emitting nanoparticles contained in the light emitting layer. Is preferred.

発光効率を更に向上する観点からは、上記第一電荷注入輸送層及び上記第二電荷注入輸送層の一方は、電子輸送性を有し、上記第一電荷注入輸送層及び上記第二電荷注入輸送層の他方は、正孔輸送性を有することが好ましい。 From the viewpoint of further improving the light emission efficiency, one of the first charge injection transport layer and the second charge injection transport layer has an electron transport property, and the first charge injection transport layer and the second charge injection transport The other of the layers preferably has a hole transporting property.

発光効率をより向上する観点からは、上記エレクトロルミネセンス素子は、上記第一電極及び上記第二電極の一方と上記発光層との層間に、電荷ブロッキング層を更に備えることが好ましい。 From the viewpoint of further improving the light emission efficiency, the electroluminescent element preferably further includes a charge blocking layer between the light emitting layer and one of the first electrode and the second electrode.

発光効率を更に向上する観点からは、上記エレクトロルミネセンス素子は、上記第一電極及び上記発光層の層間と上記第二電極及び上記発光層の層間とにそれぞれ、第一電荷ブロッキング層及び第二電荷ブロッキング層を更に備えることが好ましい。 From the viewpoint of further improving the light emission efficiency, the electroluminescent element includes a first charge blocking layer and a second charge layer between the first electrode and the light emitting layer and between the second electrode and the light emitting layer, respectively. It is preferable to further include a charge blocking layer.

素子の劣化を抑制する観点からは、上記エレクトロルミネセンス素子は、上記発光層に複数の発光中心を有することが好ましく、上記発光層は、互いの輸送性能に差がある電子輸送性及び正孔輸送性を有することが好ましく、上記発光層は、互いの輸送性能に10倍以上の差がある電子輸送性及び正孔輸送性を有することがより好ましく、上記エレクトロルミネセンス素子は、交流駆動されることが好ましい。同様の観点からは、上記発光層は、正孔輸送性よりも電子輸送性の方が大きく、かつ電子輸送性の金属酸化物ナノ粒子を含有する形態であってもよいし、上記発光層は、電子輸送性よりも正孔輸送性の方が大きく、かつ正孔輸送性の金属酸化物ナノ粒子を含有する形態であってもよい。 From the viewpoint of suppressing deterioration of the element, the electroluminescent element preferably has a plurality of emission centers in the light emitting layer, and the light emitting layer has electron transport properties and holes that have a difference in transport performance from each other. It is preferable that the light-emitting layer has an electron transport property and a hole transport property that have a difference of 10 times or more in mutual transport performance, and the electroluminescent element is driven by alternating current. It is preferable. From the same point of view, the light emitting layer may have a form in which the electron transport property is larger than the hole transport property and contains metal oxide nanoparticles having an electron transport property. The hole transport property may be larger than the electron transport property, and the metal oxide nanoparticles containing the hole transport property may be included.

なお、発光中心は、実際の発光領域の中で電子と正孔との再結合が特に高確率で起こる領域、すなわち、発光領域の中で最も発光が強い箇所である。 Note that the emission center is a region where recombination of electrons and holes occurs in the actual light emitting region with a particularly high probability, that is, a point where light emission is strongest in the light emitting region.

なお、上記電子輸送性の金属酸化物ナノ粒子と上記正孔輸送性の金属酸化物ナノ粒子とはそれぞれ、上記発光層において、少なくとも一種あればよく、その種類の数は特に限定されない。 The electron-transporting metal oxide nanoparticles and the hole-transporting metal oxide nanoparticles may be at least one kind in the light emitting layer, and the number of kinds is not particularly limited.

視認性を向上する観点からは、上記エレクトロルミネセンス素子は、60Hz以上の駆動周波数で交流駆動されることが好ましい。 From the viewpoint of improving visibility, the electroluminescent element is preferably AC driven at a driving frequency of 60 Hz or more.

面内の均一性に優れた層を実現する観点からは、上記第一電極及び上記第二電極の間に狭持された層の少なくとも一つは、スプレー法により形成されることが好ましく、上記第一電極及び上記第二電極の間に狭持された層は、スプレー法により形成されることがより好ましい。 From the viewpoint of realizing a layer having excellent in-plane uniformity, at least one of the layers sandwiched between the first electrode and the second electrode is preferably formed by a spray method. The layer sandwiched between the first electrode and the second electrode is more preferably formed by a spray method.

本発明のエレクトロルミネセンス素子によれば、高発光効率及び高色純度を実現することができる。 According to the electroluminescent element of the present invention, high luminous efficiency and high color purity can be realized.

以下に実施形態を掲げ、本発明を図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。 Embodiments will be described below, and the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited only to these embodiments.

(実施形態1)
図1は、実施形態1のEL素子の断面模式図であり、(a)は、積層構造を示し、(b)は、発光層の拡大図である。本実施形態のEL素子は、図1(a)に示すように、基板1上に、第一電極2、発光層3及び第二電極4が基板1側からこの順に積層された構造を有する。すなわち、本実施形態のEL素子の基本構成は、一対の電極である上下電極2、4と、発光層3とからなる。発光層3は、発光性ナノ粒子(ナノ発光体)5及び非発光性ナノ粒子6からなる。
(Embodiment 1)
1A and 1B are schematic cross-sectional views of an EL element according to Embodiment 1. FIG. 1A is a stacked structure, and FIG. 1B is an enlarged view of a light emitting layer. As shown in FIG. 1A, the EL element of the present embodiment has a structure in which a first electrode 2, a light emitting layer 3, and a second electrode 4 are laminated in this order from the substrate 1 side on a substrate 1. That is, the basic configuration of the EL element of the present embodiment includes a pair of upper and lower electrodes 2 and 4 and a light emitting layer 3. The light emitting layer 3 is composed of luminescent nanoparticles (nanoluminescent material) 5 and non-luminescent nanoparticles 6.

図1(b)に示すように、発光性ナノ粒子5は、量子効果を備えた量子ドットを含み、非発光性ナノ粒子6は、少なくとも1種類以上の電子輸送性を有する金属酸化物ナノ粒子と、少なくとも1種類以上の正孔輸送性を有する金属酸化物ナノ粒子とを含む。なお、非発光性ナノ粒子6は、電荷輸送性の機能を持つナノ粒子として、NaF、CaF、MgF等の一部のフッ化物を含んでもよい。 As shown in FIG.1 (b), the luminescent nanoparticle 5 contains the quantum dot provided with the quantum effect, and the nonluminous nanoparticle 6 is a metal oxide nanoparticle which has at least 1 or more types of electron transport property. And at least one kind of metal oxide nanoparticles having a hole transport property. In addition, the nonluminous nanoparticle 6 may contain some fluorides, such as NaF, CaF, and MgF, as a nanoparticle with a charge transport function.

上述のように、高効率及び高色純度の発光材料として量子ドットが注目されている。しかしながら、量子ドットは、従来の電気発光方法では効率が悪い。量子ドットを含む従来の素子構造では下記(1)〜(4)のような課題がある。
(1)発光層である量子ドットの層が単層であり、細密に並べても隙間が生じ、上下リークが発生する。
(2)量子ドットの層が単層では、量子ドットの層を突き抜けていく電荷も多く、効率が向上しない。
(3)量子ドットのイオン化ポテンシャルが低く、有機EL素子で用いられる有機材料を用いて正孔を注入することが困難である。
(4)量子ドットは量子閉じ込め効果により発光するが、それ自体は電流を流さないため、量子ドットを積層することができない。
As described above, quantum dots are attracting attention as light-emitting materials with high efficiency and high color purity. However, quantum dots are inefficient with conventional electroluminescent methods. The conventional device structure including quantum dots has the following problems (1) to (4).
(1) The quantum dot layer, which is the light emitting layer, is a single layer, and even if they are arranged closely, a gap is generated and vertical leaks occur.
(2) If the quantum dot layer is a single layer, there are many charges penetrating the quantum dot layer, and the efficiency is not improved.
(3) The ionization potential of the quantum dots is low, and it is difficult to inject holes using an organic material used in an organic EL element.
(4) Although the quantum dot emits light due to the quantum confinement effect, the quantum dot itself cannot be stacked because no current flows.

これらの課題を克服するには、下記(A)〜(C)のような概念が必要である。
(A)発光層を単層とせず、量子ドットが堆積しても電気が充分流れるような構成とするとともに、量子ドットを積層化させることで上下電極間のリークを抑制する。
(B)量子ドットへの電荷の注入、特に正孔の注入を促進させるために、従来の注入型ではない注入方式を適用する。
(C)上記(A)及び(B)と同義であるが、系に多くの電流が流れるような素子設計を行い、励起子の生成量を増やす。
本実施形態の構成は、これらの概念を実現し、量子ドットを効率よく発光させることができる構成である。
In order to overcome these problems, the following concepts (A) to (C) are necessary.
(A) The light emitting layer is not a single layer, and a structure in which electricity sufficiently flows even when quantum dots are deposited is formed, and leakage between the upper and lower electrodes is suppressed by stacking the quantum dots.
(B) In order to promote the injection of charges into the quantum dots, particularly the injection of holes, an injection method other than the conventional injection type is applied.
(C) Although it is synonymous with said (A) and (B), the element design which flows many electric currents into a system is performed, and the production amount of an exciton is increased.
The configuration of the present embodiment is a configuration that realizes these concepts and allows the quantum dots to emit light efficiently.

また、本発明者らは、金属酸化物ナノ粒子が高い導電性を有すること見出した。金属酸化物ナノ粒子は、材料の種類や金属酸化物の作製プロセスによって、電子及び正孔の輸送性に違いを持たせることができる。そのため、発光層3に、電気を流さない量子ドットと、導電性のよい金属酸化物ナノ粒子とを混合することで、発光層3内で電荷を流す機能と発光する機能とを両立させることができる。その結果、発光層3を厚くすることができるので、上下電極2、6間のリークを抑制することができる。 In addition, the present inventors have found that metal oxide nanoparticles have high conductivity. Metal oxide nanoparticles can have different electron and hole transport properties depending on the type of material and the metal oxide production process. Therefore, by mixing the light emitting layer 3 with quantum dots that do not pass electricity and metal oxide nanoparticles with good conductivity, it is possible to achieve both a function of flowing charge and a function of emitting light within the light emitting layer 3. it can. As a result, since the light emitting layer 3 can be thickened, leakage between the upper and lower electrodes 2 and 6 can be suppressed.

更に、本実施形態の構成では、電流として、電極2、4からの電荷注入に頼らずとも金属酸化物ナノ粒子が有する内部電荷を利用することができる。そのため、電極からの電荷注入によって電流を流す従来の有機EL素子に比べて、格段に素子の系に電流を流すことが可能である。 Furthermore, in the configuration of the present embodiment, the internal charge of the metal oxide nanoparticles can be used as the current without depending on the charge injection from the electrodes 2 and 4. For this reason, it is possible to flow a current through the element system significantly, compared to a conventional organic EL element in which a current is supplied by charge injection from an electrode.

そして、本実施形態の構成は、量子ドット材料内への電荷の注入に対しても効果がある。上述のように、量子ドットは、通常、従来の有機EL素子に用いられる電荷輸送層に比べてイオン化ポテンシャルが深く、また、コアシェル構造を有する場合はシェル部を構成する材料のバンドギャップも大きく、更に、量子ドット周辺には凝集防止のパッシベーション分子が添加される場合がある等の点を有することから、従来の方法では、量子ドット内への電荷の注入、特に正孔に関する電荷注入は困難であった。すなわち、従来の有機EL素子で考えられているようなエネルギーダイアグラムから選択された材料を用いて、量子ドットへの電荷注入を行うのは難しい。それに対して、本発明者らは、量子ドットへの新しい電荷注入機構を本構成で実現できることを見いだした。すなわち、金属酸化物ナノ粒子は、内部電荷を有し、発光層3内に存在する金属酸化物ナノ粒子と量子ドットとの間には電位差が生じる。この電位差と、外部から印加される電界とを利用し、ナノ粒子(金属酸化物ナノ粒子及び量子ドット)間の内部ショットキー効果やトンネリング効果によって、エネルギー障壁が存在するにもかかわらず、金属酸化物ナノ粒子から量子ドットへの電荷注入を行うことができることを見いだした。そして、量子ドットに注入された電荷は量子効果によって量子ドットから抜け出すことはできないので、正孔が先に注された場合は電子が注入された時点で発光し、一方、電子が先に注された場合は正孔が注入された時点で発光する。 The configuration of the present embodiment is also effective for injecting charges into the quantum dot material. As described above, the quantum dot usually has a deep ionization potential compared to the charge transport layer used in the conventional organic EL device, and when the core-shell structure is used, the band gap of the material constituting the shell portion is large, Furthermore, since there are cases in which passivation molecules for preventing aggregation are added around the quantum dots, it is difficult to inject charges into the quantum dots, particularly with respect to holes, with the conventional method. there were. That is, it is difficult to inject charges into the quantum dots using a material selected from an energy diagram as considered in conventional organic EL elements. In contrast, the present inventors have found that a new charge injection mechanism for quantum dots can be realized with this configuration. That is, the metal oxide nanoparticles have an internal charge, and a potential difference is generated between the metal oxide nanoparticles present in the light emitting layer 3 and the quantum dots. Using this potential difference and an externally applied electric field, metal oxidation occurs despite the existence of an energy barrier due to the internal Schottky effect and tunneling effect between the nanoparticles (metal oxide nanoparticles and quantum dots). We found that charge injection from quantum nanoparticles to quantum dots can be performed. And since the charge injected into the quantum dot cannot escape from the quantum dot due to the quantum effect, if the hole is injected first, it emits light when the electron is injected, while the electron is injected first. In this case, light is emitted when holes are injected.

なお、量子ドットは、半導体ナノメータ結晶(半導体からなるナノメータオーダーの結晶)であり、MgS、MgSe、MgTe、CaS、CaSe、CaTe、SrS、SrSe、SrTe、BaS、BaSe、BaTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、HgS、HgSe、HgTe等のII−VI族半導体化合物、及び/又は、GaAs、GaP、InN、InAs、InP、InSb等のIII−V族半導体化合物の結晶、及び/又は、Si、Ge等のIV族半導体化合物の結晶を有することができる。その他、半導体化合物を、Eu3+、Tb3+、Ag、Cu等の希土類金属のカチオン又は遷移金属のカチオンでドープすることができる。量子ドットは、2つ以上の半導体化合物からなることが可能である。量子ドットは、ウエットケミカルプロセスによって準備することが好ましい。量子ドットは、InN、InGaP又はGaAsを含むことが最も実用的である。量子ドットの半径は、バルク材料の励起子ボーア半径より小さい。量子ドットは、約10nmより大きくない半径を有することが最も実用的である。量子ドットは、1〜6nmの半径を有することが最も好ましい。量子ドットは、コアシェル構造を有することが可能である。この場合、量子ドットは、電子及び/又は正孔及び/又は励起子が量子ドットのコア部に閉じ込められるように、バンドギャップの高いシェル材料(例えばZnS)でオーバーコートされた発光コア材料(例えばCdSe)を含む。 The quantum dot is a semiconductor nanometer crystal (crystal of nanometer order made of a semiconductor), and MgS, MgSe, MgTe, CaS, CaSe, CaTe, SrS, SrSe, SrTe, BaS, BaSe, BaTe, ZnS, ZnSe, ZnTe. II-VI group semiconductor compounds such as CdS, CdSe, CdTe, HgS, HgSe, HgTe, and / or III-V group semiconductor compounds such as GaAs, GaP, InN, InAs, InP, InSb, and / or It can have a crystal of a group IV semiconductor compound such as Si, Ge. In addition, the semiconductor compound can be doped with cations of rare earth metals or transition metals such as Eu 3+ , Tb 3+ , Ag + and Cu + . A quantum dot can consist of two or more semiconductor compounds. The quantum dots are preferably prepared by a wet chemical process. Most practically, the quantum dots contain InN, InGaP or GaAs. The quantum dot radius is smaller than the exciton Bohr radius of the bulk material. It is most practical for quantum dots to have a radius not greater than about 10 nm. Most preferably, the quantum dots have a radius of 1 to 6 nm. The quantum dot can have a core-shell structure. In this case, the quantum dot is a light emitting core material (eg, ZnS) overcoated with a high bandgap shell material (eg, ZnS) so that electrons and / or holes and / or excitons are confined in the core of the quantum dot. CdSe).

量子ドットを安定させる(例えば凝集を防ぐ)ために、パッシベーション分子を量子ドットの表面にリンクすることもできる。このようなパッシベーション分子としては、フッ化物イオン、非芳香族炭化水素部分を有する分子、配位溶媒、フォスファン、フォスファン酸化物が挙げられる。機能ユニットを有するキャッピング分子又は非芳香族炭化水素部分を有する分子を結合ユニットを通じて量子ドットの表面にリンクすることもできる。このような結合ユニットとしては、例えば、チオール、硫酸塩、亜硫酸塩、硫化物、カルボン酸、アルデヒド、アルコール、エステル、ホスフィン、リン酸塩、アミン、及び非縮合多核ピリジン(non−fusedpolynuclearpyridine)等が挙げられる。 Passivation molecules can also be linked to the surface of the quantum dot in order to stabilize the quantum dot (eg prevent aggregation). Examples of such passivation molecules include fluoride ions, molecules having non-aromatic hydrocarbon moieties, coordination solvents, phosphanes, and phosphane oxides. A capping molecule having a functional unit or a molecule having a non-aromatic hydrocarbon moiety can also be linked to the surface of the quantum dot through a binding unit. Examples of such a binding unit include thiol, sulfate, sulfite, sulfide, carboxylic acid, aldehyde, alcohol, ester, phosphine, phosphate, amine, and non-fused polynuclear pyridine. Can be mentioned.

量子ドットの電子には、エネルギー範囲があり、エネルギー準位、バンドギャップ、伝導帯、価電子帯といった概念は、従来のバルクの半導体そのままあてはまるが、一つ大きな違いがある。バルク状態では、半導体クリスタルの粒径は、Exciton Bohr Radiusよりも大幅に大きくなり、励起子は自然限界にまで及ぶ。しかし、半導体クリスタルが小さくなると、物質のExciton Bohr Radiusのサイズにまで近づき、電子エネルギー準位はもはや連続ではなくなり、ディスクリート、つまりエネルギー準位同士の間に小さな分離が生じる。このディスクリートエネルギー準位の状態は、量子封じ込めと呼ばれ、この状態では、半導体物質は、バルクではなくなり、その代わり量子ドットとなる。この状態では、半導体物質の吸収及び発光に大きな影響がある。バルク半導体物質と同様に、量子ドットでも電子はバンドギャップの端から端まで移動する傾向があるが、量子ドットでは、バンドギャップのサイズは量子ドットの粒径を変えるだけでコントロールすることができる。量子ドットの発光波長は、発光部(例えばコア部)のバンドギャップに依存するので、量子ドットの発光波長を非常に精密に調節することができる。量子ドットの発光スペクトルは、半値全幅が狭く、左右対称の発光スペクトルとなり、例えばコア部がCdSeからなり、シェル部がZnSからなる量子ドットの場合、半値全幅は30〜40nmである。図2は、コア部がCdSeからなり、シェル部がZnSからなる実施形態1に係る量子ドットのバンドギャップを示す模式図である。この場合、コア部5aのバンドギャップEgは、2.1eVであり、シェル部5bのバンドギャップEgは、4.1eVである。そして、シェル部5bの伝導帯から電子eがコア部5aに注入されるとともに、シェル部5bの価電子帯から正孔hがコア部5aに注入され、電子e及び正孔hがコア部5aにて再結合し、発光することとなる。 The quantum dot electrons have an energy range, and the concepts such as energy levels, band gaps, conduction bands, and valence bands apply to conventional bulk semiconductors as they are, but there is one major difference. In the bulk state, the grain size of the semiconductor crystal is significantly larger than Exciton Bohr Radius, and excitons reach the natural limit. However, as the semiconductor crystal becomes smaller, it approaches the size of the substance Exciton Bohr Radius, the electron energy levels are no longer continuous, and a small separation occurs between discrete, ie energy levels. This discrete energy level state is called quantum confinement, in which the semiconductor material is no longer bulk but instead is a quantum dot. In this state, the absorption and emission of the semiconductor material are greatly affected. Similar to bulk semiconductor materials, electrons tend to move from end to end in a band gap, but in quantum dots, the size of the band gap can be controlled by simply changing the particle size of the quantum dots. Since the emission wavelength of the quantum dot depends on the band gap of the light emitting part (for example, the core part), the emission wavelength of the quantum dot can be adjusted very precisely. The emission spectrum of the quantum dots has a narrow full width at half maximum and becomes a symmetrical emission spectrum. For example, in the case of a quantum dot having a core portion made of CdSe and a shell portion made of ZnS, the full width at half maximum is 30 to 40 nm. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the band gap of the quantum dots according to the first embodiment in which the core portion is made of CdSe and the shell portion is made of ZnS. In this case, the band gap Eg of the core portion 5a is 2.1 eV, and the band gap Eg of the shell portion 5b is 4.1 eV. Then, electrons e are injected from the conduction band of the shell portion 5b into the core portion 5a, holes h are injected from the valence band of the shell portion 5b into the core portion 5a, and the electrons e and holes h are injected into the core portion 5a. Recombine and emit light.

金属酸化物ナノ粒子の材料としては、電子輸送性のものとしてチタン酸バリウム(例えばBaTiO)、酸化チタン(例えば、TiO)、酸化セリウム(例えば、CeO)、酸化イットリウム(例えば、Y)、酸化ガリウム(Ga)等が挙げられ、正孔輸送性のものとしてITO、酸化銅(例えば、CuO)、酸化モリブデン(例えば、MoO(3))、酸化亜鉛(例えば、ZnO)等が挙げられる。しかしながら、同じ酸化物であっても、その電荷の輸送性は、製造方法や材料の状態によって変化し、電子輸送性を持つ場合もあれば、正孔輸送性を持つ場合もあるため、金属酸化物ナノ粒子としては、その材質によらず、必要に応じて適宜使用することができる。 As a material of the metal oxide nanoparticles, those having an electron transporting property include barium titanate (for example, BaTiO 3 ), titanium oxide (for example, TiO 2 ), cerium oxide (for example, CeO 2 ), yttrium oxide (for example, Y 2). O 3 ), gallium oxide (Ga 2 O 3 ), and the like, and those having hole transporting properties include ITO, copper oxide (for example, Cu 2 O), molybdenum oxide (for example, MoO 2 (3)), and zinc oxide. (For example, ZnO 2 ). However, even with the same oxide, the charge transport property varies depending on the manufacturing method and the state of the material, and may have an electron transport property or a hole transport property. As a product nanoparticle, it can be suitably used as needed irrespective of the material.

また、発光層3に含有される電子輸送性の金属酸化物ナノ粒子の種類の数と、正孔輸送性の金属酸化物ナノ粒子の種類の数とはそれぞれ特に限定されず、適宜設定すればよい。 Further, the number of types of electron-transporting metal oxide nanoparticles contained in the light-emitting layer 3 and the number of types of hole-transporting metal oxide nanoparticles are not particularly limited, and can be set as appropriate. Good.

金属酸化物ナノ粒子が導電性を有し、かつ電荷注入できる理由については、以下のような理由が考えられる。
(原因1)
金属酸化物ナノ粒子が、電極、又は、量子ドットとの界面で電荷移動錯体を形成する。より詳細には、金属酸化物ナノ粒子上の酸化物と電極との間、又は、金属酸化物ナノ粒子上の金属と量子ドットとの間で電荷移動錯体(金属錯体)が形成される。このため、電荷はこの電荷移動錯体を通じて発光層に注入され、電極及び金属酸化物ナノ粒子間、又は、金属酸化物ナノ粒子及び量子ドット間にバンドギャップがあっても電荷注入が起こると考えられる。
(原因2)
金属酸化物は、それ自体は誘電体であるが、ナノ粒子化するプロセスにおいて不完全な酸化物状態となったり、材料中の一部が不完全な酸化物状態となったりすることがある。この完全ではない酸化物の存在は、電子材料的に見ると、過剰な電子や正孔を生じることとなる。つまり、金属酸化物ナノ粒子を膜状にした場合、内部電荷を多く含んだ層を構成することになる。この層に電界を印加することで、内部電荷が対向電極に移動し、電流となる。
The reason why the metal oxide nanoparticles have conductivity and can be charged is considered as follows.
(Cause 1)
Metal oxide nanoparticles form a charge transfer complex at the interface with the electrode or quantum dot. More specifically, a charge transfer complex (metal complex) is formed between the oxide on the metal oxide nanoparticle and the electrode, or between the metal on the metal oxide nanoparticle and the quantum dot. For this reason, charge is injected into the light emitting layer through this charge transfer complex, and charge injection is considered to occur even if there is a band gap between the electrode and the metal oxide nanoparticle or between the metal oxide nanoparticle and the quantum dot. .
(Cause 2)
The metal oxide itself is a dielectric, but may be in an incomplete oxide state in the nanoparticulate process, or a part of the material may be in an incomplete oxide state. The presence of this incomplete oxide generates excessive electrons and holes when viewed as an electronic material. That is, when the metal oxide nanoparticles are formed into a film shape, a layer containing a large amount of internal charges is formed. By applying an electric field to this layer, the internal charges move to the counter electrode and become a current.

金属酸化物ナノ粒子の平均粒径は、ナノオーダーであれば特に限定されないが、金属酸化物ナノ粒子から量子ドットへの電荷注入をより効率よく行うためには、量子ドットへ金属酸化物ナノ粒子をできる限り数多く接触させることが好ましい。少なくともそれぞれ一種類以上の正孔輸送性の金属酸化物ナノ粒子と電子輸送性の金属酸化物ナノ粒子とが量子ドットへ接続されるような構成が好ましい。可視光発光する量子ドットは、通常、青色発光で2〜3nm程度の大きさであり、赤色発光で10nm程度の大きさである。そのため、金属酸化物ナノ粒子の大きさが量子ドットより極端に大きくては、量子ドットの周辺に金属酸化物ナノ粒子を多く接続させることができない。したがって、金属酸化物ナノ粒子は、数nmから数十nm程度、より具体的には2〜30nm程度の大きさであることが好ましい。 The average particle diameter of the metal oxide nanoparticles is not particularly limited as long as it is nano-order, but in order to perform charge injection from the metal oxide nanoparticles to the quantum dots more efficiently, the metal oxide nanoparticles are applied to the quantum dots. It is preferable to contact as many as possible. A configuration in which at least one kind of hole-transporting metal oxide nanoparticles and electron-transporting metal oxide nanoparticles are connected to the quantum dots is preferable. A quantum dot that emits visible light usually has a size of about 2 to 3 nm for blue light emission and a size of about 10 nm for red light emission. Therefore, if the size of the metal oxide nanoparticles is extremely larger than that of the quantum dots, many metal oxide nanoparticles cannot be connected around the quantum dots. Therefore, it is preferable that the metal oxide nanoparticles have a size of about several nm to several tens of nm, more specifically about 2 to 30 nm.

また、金属酸化物ナノ粒子は、凝集し、凝集体である二次粒子を形成することがあるが、この場合の粒径、すなわち二次粒子の粒径は、可視光の波長範囲(通常、400〜700nm)よりも小さいことが好ましく、これにより、発光層3の透過率を向上することができる。なお、金属酸化物ナノ粒子、量子ドット等のナノ粒子の粒径については、BET測定法等の方法により測定することができる。 In addition, the metal oxide nanoparticles may aggregate to form secondary particles that are aggregates. In this case, the particle size, that is, the particle size of the secondary particles is within the wavelength range of visible light (usually, 400 to 700 nm) is preferable, whereby the transmittance of the light emitting layer 3 can be improved. In addition, about the particle size of nanoparticles, such as a metal oxide nanoparticle and a quantum dot, it can measure by methods, such as a BET measuring method.

また、金属酸化物ナノ粒子から量子ドットへの電荷注入をより効率よく行う観点からは、金属酸化物ナノ粒子のバンドギャップの大きさは、量子ドットのバンドギャップの大きさ以上であることが好ましい。これは、バンドギャップが大きいものから小さいものへはエネルギー障壁なく電荷注入が行われやすいためである。また、これにより、量子ドットで形成された励起子が金属酸化物ナノ粒子の方へエネルギー移動するのを効果的に抑制することができるので、発光効率を向上することもできる。 From the viewpoint of more efficient charge injection from the metal oxide nanoparticles into the quantum dots, the size of the band gap of the metal oxide nanoparticles is preferably equal to or greater than the size of the band gap of the quantum dots. . This is because charge injection is easily performed without an energy barrier from a large band gap to a small band gap. Moreover, since it can suppress effectively that the exciton formed by the quantum dot moves to the direction of a metal oxide nanoparticle, luminous efficiency can also be improved.

また、金属酸化物ナノ粒子から量子ドットへの正孔注入をより効率よく行う観点からは、金属酸化物ナノ粒子のイオン化ポテンシャル(IP)は、量子ドットのイオン化ポテンシャル(IP)よりも大きい(深い)ことが好ましく、金属酸化物ナノ粒子から量子ドットへの電子注入をより効率よく行う観点からは、金属酸化物ナノ粒子の電気陰性度は、量子ドットの電気陰性度よりも小さい(浅い)ことが好ましい。いずれによっても電荷注入に際してのエネルギー障壁を無くすことができるため、電荷注入をより効果的に行うことができる。 Further, from the viewpoint of more efficiently injecting holes from the metal oxide nanoparticles into the quantum dots, the ionization potential (IP) of the metal oxide nanoparticles is larger than the ionization potential (IP) of the quantum dots (deeper). From the viewpoint of more efficient electron injection from the metal oxide nanoparticles into the quantum dots, the electronegativity of the metal oxide nanoparticles should be smaller (shallow) than that of the quantum dots. Is preferred. In any case, since an energy barrier at the time of charge injection can be eliminated, charge injection can be performed more effectively.

以上より、本実施形態のEL素子によれば、素子へ多くの電流を流すことができるとともに、上下電極2、4間のリークが充分に抑制された素子を実現することができる。また、金属酸化物ナノ粒子から量子ドットへ効率よく電荷注入できるので、効率のよい発光が可能である。更に、量子ドット等の発光性ナノ粒子を用いることから色純度に優れた発光が可能である。 As described above, according to the EL element of the present embodiment, it is possible to realize an element in which a large amount of current can flow through the element and leakage between the upper and lower electrodes 2 and 4 is sufficiently suppressed. In addition, since the charge can be efficiently injected from the metal oxide nanoparticles into the quantum dots, efficient light emission is possible. In addition, since light-emitting nanoparticles such as quantum dots are used, light emission with excellent color purity is possible.

金属酸化物ナノ粒子においては、内部電荷による電荷の輸送過程が電荷の輸送ないし注入に対して大きな役割を果たすので、隣接する電極の種類(材質)による注入特性及び輸送特性への影響が小さい。つまり、本実施形態の構成においては、上下電極2、4間を流れる電流の向きによって、発光層3に対する電荷の注入方向を決定することができる。すなわち、例えば、本実施形態の有機EL素子を交流駆動した場合には、どちらの電界方向においても、発光層3中に電子及び正孔が注入されるとともに、これらは金属酸化物ナノ粒子を経て、量子ドット内で再結合し、発光する。 In metal oxide nanoparticles, the charge transport process due to internal charges plays a major role in charge transport or injection, and therefore the influence on the injection characteristics and transport characteristics due to the type (material) of the adjacent electrode is small. That is, in the configuration of the present embodiment, the direction of charge injection into the light emitting layer 3 can be determined by the direction of the current flowing between the upper and lower electrodes 2 and 4. That is, for example, when the organic EL element of the present embodiment is AC driven, electrons and holes are injected into the light emitting layer 3 in both electric field directions, and these are passed through the metal oxide nanoparticles. Recombines within the quantum dot and emits light.

なお、本発明における金属酸化物ナノ粒子は、電荷の注入及び/又は輸送を行う機能を有するが、本発明における金属酸化物ナノ粒子による電荷の注入及び/又は輸送のメカニズムについては、現在はっきりとした原理が確立されているわけではない。ただし、本発明におけるメカニズムは、従来の乾式法により作製された有機EL素子に用いられる、いわゆる電子注入層、電子輸送層、電子注入輸送層等の層による電子注入及び/又は電子輸送のメカニズムとは異なると考えられる。しかしながら、本明細書においては、説明が煩雑になるのを避けるために、便宜上、「金属酸化物ナノ粒子は、電荷(正孔若しくは電子)注入性及び/又は電荷(正孔若しくは電子)輸送性を有する」と記載したり、「電荷(正孔若しくは電子)注入性及び/又は電荷(正孔若しくは電子)輸送性の金属酸化物ナノ粒子」と記載したりする。 Note that the metal oxide nanoparticles in the present invention have a function of injecting and / or transporting charges, but the mechanism of charge injection and / or transport by the metal oxide nanoparticles in the present invention is currently clear. This principle is not established. However, the mechanism in the present invention is a mechanism of electron injection and / or electron transport by a layer such as a so-called electron injection layer, electron transport layer, or electron injection transport layer used in an organic EL device produced by a conventional dry method. Are considered different. However, in this specification, in order to avoid complicated explanation, for the sake of convenience, “metal oxide nanoparticles have a charge (hole or electron) injection property and / or a charge (hole or electron) transport property. Or “charge (hole or electron) injection property and / or charge (hole or electron) transport property metal oxide nanoparticle”.

図3は、実施形態1のEL素子の変形例を示す断面模式図であり、発光層の拡大図である。発光層3は、支持体7を含んでもよく、発光性ナノ粒子5及び非発光性ナノ粒子6が支持体7中に分散されてもよい。金属酸化物ナノ粒子は、通常、粒子の表層に数nm程度の修飾層が形成されていることが多く、その結果、金属酸化物ナノ粒子単独であっても、自己支持力により膜状に固定される場合が多い。しかしながら、この固着力は小さいため、金属酸化物ナノ粒子単独からなる膜は、剥がれやすいものも多い。そこで、通常、強い自己支持力を有する高分子材料をバインダーとして量子ドット材料及び金属酸化物ナノ粒子材料と組み合わせて用いることによって、発光層3を素子により強固に固定することができる。また、本実施形態のEL素子では、発光層3に用いる金属酸化物ナノ粒子に電子輸送性及び正孔輸送性のどちらの機能も付与する必要があるため、特性の異なる複数の金属酸化物ナノ粒子を使用することになるが、このように、高分子支持体(バインダー樹脂)に特性の異なる複数の金属酸化物ナノ粒子をブレンドすることによって、どちらの電荷の機能性もより効果的に発揮させることができる。以上より、高分子材料をバインダーとして用いることで、成膜性に優れるとともに、金属酸化物ナノ粒子の混合物を略均一に分散させることができる安定な膜を発光層3上に容易に形成することができる。 FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a modification of the EL element of Embodiment 1, and is an enlarged view of the light emitting layer. The light emitting layer 3 may include a support 7, and the light emitting nanoparticles 5 and the non-light emitting nanoparticles 6 may be dispersed in the support 7. Metal oxide nanoparticles usually have a modification layer of about several nanometers on the surface layer of the particles. As a result, even metal oxide nanoparticles alone are fixed in a film by self-supporting force. Often done. However, since this adhesive force is small, many films made of metal oxide nanoparticles alone are easily peeled off. Therefore, usually, the light emitting layer 3 can be firmly fixed to the device by using a polymer material having a strong self-supporting force as a binder in combination with the quantum dot material and the metal oxide nanoparticle material. In the EL device of the present embodiment, the metal oxide nanoparticles used for the light emitting layer 3 need to be provided with both functions of electron transporting property and hole transporting property. In this way, by blending multiple metal oxide nanoparticles with different characteristics to the polymer support (binder resin), the functionality of either charge can be demonstrated more effectively. Can be made. As described above, by using a polymer material as a binder, it is possible to easily form a stable film on the light-emitting layer 3 that has excellent film formability and can disperse a mixture of metal oxide nanoparticles substantially uniformly. Can do.

なお、バインダー樹脂としては、ポリスチレン、ポリイミド、ポリカーボネート、アクリル樹脂、不活性な樹脂等を用いることができる。 As the binder resin, polystyrene, polyimide, polycarbonate, acrylic resin, inactive resin, or the like can be used.

また、バインダー樹脂は、電荷輸送性を有してもよいし、バインダー樹脂中には、電荷輸送性材料を混入してもよい。これら場合、バインダー樹脂が絶縁性である場合よりも発光層3の導電性を向上させることができる。金属酸化物ナノ粒子自身でも充分な電荷輸送性能を有するが、微少なナノ粒子がバインダー内に均一、かつ低濃度で分散された場合、ナノ粒子が持つ電荷を効果的に輸送できないことがある。そこで、金属酸化物ナノ粒子以外の発光層を構成する材料として、電荷輸送性を持たせた材料を用いることによって、金属酸化物ナノ粒子のもつ高い電荷輸送特性を更に効果的に引き出すことができる。 Further, the binder resin may have a charge transport property, and a charge transport material may be mixed in the binder resin. In these cases, the conductivity of the light emitting layer 3 can be improved as compared with the case where the binder resin is insulative. The metal oxide nanoparticles themselves have sufficient charge transport performance. However, when the minute nanoparticles are uniformly dispersed in the binder at a low concentration, the charges possessed by the nanoparticles may not be transported effectively. Therefore, by using a material having charge transport properties as a material constituting the light emitting layer other than the metal oxide nanoparticles, the high charge transport properties of the metal oxide nanoparticles can be further effectively extracted. .

電荷輸送性を有するバインダー樹脂及びバインダー樹脂に混入される電荷輸送性を有する材料としては、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリピロール及びその誘導体、ポリアニリン及びその誘導体、これらに準じる共役系高分子材料等が挙げられる。 Examples of the charge transporting binder resin and the charge transporting material mixed in the binder resin include polythiophene and derivatives thereof, polypyrrole and derivatives thereof, polyaniline and derivatives thereof, and conjugated polymer materials based on these. .

なお、支持体7は、少なくとも一種あればよく、その種類の数は特に限定されない。すなわち、支持体7は、複数の材料を含有してもよい。 In addition, the support body 7 should just be at least 1 type, and the number of the types is not specifically limited. That is, the support 7 may contain a plurality of materials.

本実施形態の構成においては金属酸化物ナノ粒子の内部電荷を用いて発光層3中に電流を流すので、上下電極2、4の材料を選別するための条件は特に存在しない。ただし、本実施形態は発光素子であるため、上下電極2、4の少なくとも一方が透明である必要がある。また、例えば、ITO等の透明導電膜を上下電極2、4として使用すれば透明発光素子とすることも可能である。また、金属材料を用いて上下電極2、4の少なくとも一方を形成したとしても、金属膜を薄く成膜することで上下電極2、4の少なくとも一方に透明性を付与することも可能である。この場合でも、上下電極2、4を同じものとすることで、用いる材料を同一にできるので、成膜装置や材料の種類を少なくすることができ、その結果、コストの低減を実現することができる。 In the configuration of the present embodiment, since current is passed through the light emitting layer 3 using the internal charges of the metal oxide nanoparticles, there is no particular condition for selecting the material of the upper and lower electrodes 2 and 4. However, since the present embodiment is a light emitting element, at least one of the upper and lower electrodes 2 and 4 needs to be transparent. Further, for example, if a transparent conductive film such as ITO is used as the upper and lower electrodes 2 and 4, a transparent light emitting element can be obtained. Even if at least one of the upper and lower electrodes 2 and 4 is formed using a metal material, it is possible to impart transparency to at least one of the upper and lower electrodes 2 and 4 by forming a thin metal film. Even in this case, the same material can be used by making the upper and lower electrodes 2 and 4 the same, so the number of film forming apparatuses and types of materials can be reduced, and as a result, cost reduction can be realized. it can.

また、発光層3は基本的に無機材料から形成されるので、上下電極2、4の成膜方法を自由に設定することができる。従来の有機EL素子では、例えば有機層上にITO膜をスパッタ成膜すると有機層が劣化することがあった。それに対して、本実施形態の構成では、電極4の形成に例えスパッタを用いたとしても発光層3が劣化することがない。 Further, since the light emitting layer 3 is basically formed of an inorganic material, the film formation method of the upper and lower electrodes 2 and 4 can be freely set. In a conventional organic EL element, for example, when an ITO film is formed by sputtering on the organic layer, the organic layer may be deteriorated. On the other hand, in the configuration of this embodiment, even if sputtering is used for forming the electrode 4, the light emitting layer 3 is not deteriorated.

上下電極2、4の材料としては、ITOの他、Al、Ag、Mo、Au等を用いてもよい。 As materials for the upper and lower electrodes 2 and 4, in addition to ITO, Al, Ag, Mo, Au, or the like may be used.

他方、電荷注入を改善する観点からは、上下電極2、4の材料として、互いに異なる材料を用いることもできる。これにより、金属酸化物ナノ粒子の材料やバインダーとして用いる電荷輸送性の樹脂の材料によっては電荷をより効率よく発光層3に注入することができる。この場合、陽極は、仕事関数が5eV以下の材料を含むことが好ましく、陰極は、仕事関数が4eV以上の金属を含むことが好ましい。より具体的には、上下電極2、4の材料としては、陽極としてはITOが挙げられ、陰極としてはAl、MgAg合金、発光層3側からBa及びAlがこの順に積層されたBa/Al積層電極、発光層3側からCa及びAlがこの順に積層されたCa/Al積層電極、発光層3側からLiF及びAlがこの順に積層されたLiF/Al積層電極等が挙げられる。 On the other hand, from the viewpoint of improving charge injection, different materials can be used for the upper and lower electrodes 2 and 4. Thereby, depending on the material of the metal oxide nanoparticles or the material of the charge transporting resin used as the binder, charges can be injected into the light emitting layer 3 more efficiently. In this case, the anode preferably includes a material having a work function of 5 eV or less, and the cathode preferably includes a metal having a work function of 4 eV or more. More specifically, the material of the upper and lower electrodes 2 and 4 includes ITO as the anode, Al, MgAg alloy as the cathode, and Ba / Al laminated in which Ba and Al are laminated in this order from the light emitting layer 3 side. Examples include an electrode, a Ca / Al laminated electrode in which Ca and Al are laminated in this order from the light emitting layer 3 side, and a LiF / Al laminated electrode in which LiF and Al are laminated in this order from the light emitting layer 3 side.

以下に、本実施形態の有機EL素子の製造方法と、より具体的な実施例(実施例1)とについて説明する。 Below, the manufacturing method of the organic EL element of this embodiment and a more specific Example (Example 1) are demonstrated.

基板1としては、絶縁性の表面を有するものが好ましく、例えば、ガラス、石英等の無機材料から形成される基板、ポリエチレンテレフタレート等のプラスチックから形成される基板、アルミナ等のセラミックスから形成される基板、アルミニウムや鉄等の金属基板にSiOや有機絶縁材料等の絶縁物をコートした基板、金属基板の表面に陽極酸化法等の方法により絶縁化処理を施した基板等を広く用いることができる。 The substrate 1 preferably has an insulating surface, for example, a substrate formed from an inorganic material such as glass or quartz, a substrate formed from a plastic such as polyethylene terephthalate, or a substrate formed from ceramics such as alumina. A substrate in which a metal substrate such as aluminum or iron is coated with an insulator such as SiO 2 or an organic insulating material, a substrate in which the surface of the metal substrate is subjected to an insulation process by an anodic oxidation method, or the like can be widely used. .

まず、膜厚150nmのITO(インジウム−錫酸化物)を基板1の全面上にスパッタし、フォトリソプロセスで所望の形状及び大きさにパターンニングすることによって電極2を形成する。本実施形態においては、2×2mmの画素でパターン化する。 First, an electrode 2 is formed by sputtering ITO (indium-tin oxide) having a thickness of 150 nm on the entire surface of the substrate 1 and patterning it into a desired shape and size by a photolithography process. In the present embodiment, patterning is performed with 2 × 2 mm pixels.

なお、電極2の材料としては、ITOの他、金(Au)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)等の仕事関数が高い金属や、IDIXO(酸化インジウム−インジウム亜鉛酸化物;In(ZnO))、SnO等の透明導電材料等を用いてもよい。 In addition, as a material of the electrode 2, in addition to ITO, a metal having a high work function such as gold (Au), platinum (Pt), nickel (Ni), or IDIXO (indium-indium zinc oxide; In 2 O 3 A transparent conductive material such as (ZnO) n ) or SnO 2 may be used.

次に、ITOパターンニング後に洗浄を行う。洗浄方法としては、例えば、アセトン、イソプロピルアルコール(Isopropyl Alcohol;IPA)等を用いて、超音波洗浄を10分間行った後、紫外線(UV)−オゾン洗浄を30分間行う方法等が挙げられる。 Next, cleaning is performed after ITO patterning. Examples of the cleaning method include a method in which ultrasonic cleaning is performed for 10 minutes using acetone, isopropyl alcohol (IPA), etc., and then ultraviolet (UV) -ozone cleaning is performed for 30 minutes.

次に、電子輸送性の金属酸化物ナノ粒子であるチタン酸バリウムのナノ粒子と、正孔輸送性の金属酸化物ナノ粒子である酸化銅(CuO)のナノ粒子と、CdSe量子ドット(Evident Technology社製、ピーク波長520nm)と、バインダー樹脂を含有し、かつ正孔輸送性を有するポリアリニン系正孔輸送材料ND1501(日産化学社製)とを、質量比1:1:0.3:0.1になるようにを混入したものを準備し、この混合物をNMP(N−メチルピロリドン)に固体分量比20%となるように、溶解及び/又は分散させた溶液をスプレー法にて電極2上に塗布することによって膜厚100nmの発光層3を形成する。なお、このときの塗布条件としては、例えば、N流量を10l/minとし、溶液の流量を0.2l/minとし、スプレーのノズル移動速度を2mm/secとし、ノズル高さを130cmとすればよい。その後、ホットプレート上で焼成(200℃、10分)を行うことによって、溶媒を蒸発させる。チタン酸バリウムナノ粒子及び酸化銅ナノ粒子の平均粒径は20nm程度であり、量子ドットの平均粒径は、約10nmである。 Next, barium titanate nanoparticles, which are electron-transporting metal oxide nanoparticles, copper oxide (Cu 2 O) nanoparticles, which are hole-transporting metal oxide nanoparticles, and CdSe quantum dots ( Evident Technology, peak wavelength 520 nm), and polyarinine-based hole transport material ND1501 (Nissan Chemical Co., Ltd.) containing a binder resin and having hole transportability, mass ratio 1: 1: 0.3: A mixture in which 0.1 is mixed is prepared, and a solution in which this mixture is dissolved and / or dispersed in NMP (N-methylpyrrolidone) so as to have a solid content ratio of 20% is sprayed. The light emitting layer 3 having a film thickness of 100 nm is formed by coating on the substrate 2. As application conditions at this time, for example, the N 2 flow rate is 10 l / min, the solution flow rate is 0.2 l / min, the spray nozzle moving speed is 2 mm / sec, and the nozzle height is 130 cm. That's fine. Then, a solvent is evaporated by baking (200 degreeC, 10 minutes) on a hotplate. The average particle diameter of the barium titanate nanoparticles and the copper oxide nanoparticles is about 20 nm, and the average particle diameter of the quantum dots is about 10 nm.

ここでは、量子ドットとして緑色発光材料を使ったが、必要に応じて青色、赤色発光材料を用いてもよい。量子ドットは材料自体が同一の材料であったとしても、粒径によって発光色を変えることができる。つまり注入過程においては、緑色、青色、赤色どの色でも同様の機構で注入させることが可能である。 Here, a green light emitting material is used as the quantum dots, but blue and red light emitting materials may be used as necessary. Even if the quantum dot itself is the same material, the emission color can be changed depending on the particle diameter. That is, in the injection process, any color of green, blue and red can be injected by the same mechanism.

こうして出来た発光層3上に真空蒸着法によって、電極4として膜厚100nmのアルミニウム(Al)膜を製膜し、本実施形態の素子を完成させた。 An aluminum (Al) film having a film thickness of 100 nm was formed as the electrode 4 on the light emitting layer 3 thus formed by a vacuum vapor deposition method, thereby completing the device of this embodiment.

以上、本実施形態のEL素子によれば、高発光効率及び高色純度を実現することができる。 As described above, according to the EL element of this embodiment, high light emission efficiency and high color purity can be realized.

(実施形態2)
本実施形態のEL素子は、電極4として、スパッタ装置により膜厚100nmのITO膜を製膜したこと以外は、実施例1のEL素子と同様の構成を有する。
(Embodiment 2)
The EL element of this embodiment has the same configuration as that of the EL element of Example 1 except that an ITO film having a thickness of 100 nm is formed as the electrode 4 by a sputtering apparatus.

本実施形態のEL素子では、発光層3が無機材料系からなるので、発光層3上に直接スパッタ製膜しても発光層3がダメージを受けることがない。すなわち、発光層3にダメージを与えることなくITO等の透明導電膜を形成することができる。 In the EL element of the present embodiment, since the light emitting layer 3 is made of an inorganic material, the light emitting layer 3 is not damaged even if the sputter film is formed directly on the light emitting layer 3. That is, a transparent conductive film such as ITO can be formed without damaging the light emitting layer 3.

本実施形態のEL素子によれば、電極2、4がともに透明であることから、両面発光素子を実現することができる。また、電極2を形成した装置(スパッタ装置)を電極4の形成用装置としてそのまま使用できるので、電極4用の形成用装置を必要としない。 According to the EL element of this embodiment, since the electrodes 2 and 4 are both transparent, a double-sided light emitting element can be realized. Moreover, since the apparatus (sputtering apparatus) in which the electrode 2 is formed can be used as the apparatus for forming the electrode 4 as it is, the apparatus for forming the electrode 4 is not required.

(実施形態3)
本実施形態のEL素子は、電極4として、真空蒸着法により膜厚100nmのBa膜と、膜厚100nmのAl膜とをこの順に製膜したこと以外は、実施例1のEL素子と同様の構成を有する。
(Embodiment 3)
The EL element of this embodiment is the same as the EL element of Example 1 except that a Ba film having a film thickness of 100 nm and an Al film having a film thickness of 100 nm are formed in this order as the electrode 4 by the vacuum evaporation method. It has a configuration.

本実施形態のEL素子では、電極4としてAl膜だけを設けた場合に比べて、発光層3への電子の注入を起こりやすくすることができる。その結果、素子の電流値を向上することができる。 In the EL element of the present embodiment, it is possible to easily inject electrons into the light emitting layer 3 as compared with the case where only the Al film is provided as the electrode 4. As a result, the current value of the element can be improved.

(実施形態4)
図4は、実施形態4のEL素子の断面模式図である。本実施形態のEL素子は、電子輸送性の金属酸化物ナノ粒子であるチタン酸バリウムのナノ粒子と、正孔輸送性の金属酸化物ナノ粒子である酸化銅(CuO)のナノ粒子と、CdSe量子ドット(Evident Technology社製、ピーク波長520nm)と、バインダー樹脂を含有し、かつ正孔輸送性を有するポリアリニン系正孔輸送材料ND1501(日産化学社製)とを、質量比1:0.3:0.3:0.1になるように変更したこと以外は、図4に示すように、実施例1のEL素子と同様の構成を有する。このように、正孔輸送性の金属酸化物ナノ粒子の量を減らしたため、発光層3は電子リッチな系となり、発光層3の電子の流れ方が、正孔に比べて10倍流れるようになった。また、本実施形態のEL素子は、周波数は60Hzで交流駆動(AC駆動)される。
(Embodiment 4)
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of an EL element according to the fourth embodiment. The EL device according to the present embodiment includes nanoparticles of barium titanate, which are electron-transporting metal oxide nanoparticles, and copper oxide (Cu 2 O) nanoparticles, which are hole-transporting metal oxide nanoparticles. , CdSe quantum dots (Evident Technology, peak wavelength: 520 nm), and polyarinine-based hole transport material ND1501 (Nissan Chemical Co., Ltd.) containing a binder resin and having hole transportability, have a mass ratio of 1: 0. .3: The structure is the same as that of the EL element of Example 1 as shown in FIG. As described above, since the amount of the metal oxide nanoparticles having a hole transporting property is reduced, the light emitting layer 3 becomes an electron-rich system, and the electron flow in the light emitting layer 3 flows 10 times as much as the holes. became. In addition, the EL element of the present embodiment is AC driven (AC driven) at a frequency of 60 Hz.

発光層3内の発光領域は、発光層3内における電子及び正孔の輸送のバランスによって主に決定される。すなわち、従来の有機EL素子において、電子の方が流れやすい発光材料を用いた場合は、一方の電極(陽極)側の界面付近で発光中心が形成される。 The light emitting region in the light emitting layer 3 is mainly determined by the balance of electron and hole transport in the light emitting layer 3. That is, in the conventional organic EL element, when a light emitting material in which electrons flow more easily is used, a light emission center is formed in the vicinity of the interface on the one electrode (anode) side.

本実施形態のEL素子によれば、AC駆動を行うことで、(1)電極2が陽極、電極4が負極の場合は、発光中心(図4中の破線で囲まれた領域)は電極2と発光層3の界面部分に形成され、(2)電極2が負極、電極4が陽極の場合は、発光中心は電極4と発光層3の界面部分に形成され、その結果、電極の方向によって発光中心の位置を変えることができる。 According to the EL element of this embodiment, by performing AC driving, (1) when the electrode 2 is an anode and the electrode 4 is a negative electrode, the emission center (the region surrounded by the broken line in FIG. 4) is the electrode 2. (2) When the electrode 2 is a negative electrode and the electrode 4 is an anode, the light emission center is formed at the interface portion between the electrode 4 and the light emitting layer 3, and as a result, depending on the direction of the electrode The position of the light emission center can be changed.

一方、例えば、一般的な従来の有機EL素子を交流駆動した場合、従来の有機EL素子は、発光する電界方向(順バイアス)では発光することができるが、それとは逆方向の電界(逆バイアス)では発光することができなかった。 On the other hand, for example, when a general conventional organic EL element is AC driven, the conventional organic EL element can emit light in the direction of the electric field to emit light (forward bias), but the electric field in the opposite direction (reverse bias). ) Could not emit light.

したがって、素子を直流(DC)かつ定電流駆動でエージングさせた場合、一般的な従来の有機EL素子では、発光層内をDCが順方向に流れ続けるとともに、発光層内の発光中心はある一定の箇所に固定される、すなわち、発光層内のある一定の箇所のみが発光し続けることになる。そして、エージングを続けると、この発光中心における発光材料が劣化し、その結果、発光輝度が低下することになる。 Therefore, when the element is aged by direct current (DC) and constant current driving, in a general conventional organic EL element, DC continues to flow in the forward direction in the light emitting layer and the light emission center in the light emitting layer is constant. In other words, only a certain point in the light emitting layer continues to emit light. And if aging is continued, the luminescent material in this luminescent center will deteriorate, As a result, luminescent brightness will fall.

それに対して、本実施形態のEL素子では、定電流駆動をする場合に、交流(AC)電界をかけることができる。また、上述の発光機構によると、本実施形態のEL素子では、上下電極2、4に印加される電界の向きによって、発光層3内の発光位置を変えることができる。もちろん、本実施形態のEL素子では、各電界の方向において、一定の輝度を出すこともできる。すなわち、発光層3内に少なくとも二つの発光中心を形成することができる。その結果、発光輝度が低下する時間を、理論上、少なくとも2倍にすることができる。 On the other hand, in the EL element of the present embodiment, an alternating current (AC) electric field can be applied when constant current driving is performed. Further, according to the above-described light emitting mechanism, in the EL element of the present embodiment, the light emitting position in the light emitting layer 3 can be changed depending on the direction of the electric field applied to the upper and lower electrodes 2 and 4. Of course, in the EL element of this embodiment, a constant luminance can be obtained in each electric field direction. That is, at least two emission centers can be formed in the light emitting layer 3. As a result, it is possible to theoretically at least double the time for the emission luminance to decrease.

また、発光層3に対して一定の方向からのみDC電界を印加することによるストレス、すなわち発光層3に対する電荷によるストレスについても素子の劣化の遠因になると考えられる。それに対して、本実施形態のEL素子では、AC駆動を行うことによって、このような電界の永続的な印加によるストレスを解消することができるので、素子の劣化を更に抑制することができる。 Further, it is considered that the stress caused by applying a DC electric field to the light emitting layer 3 only from a certain direction, that is, the stress due to the electric charge on the light emitting layer 3 is also a cause of deterioration of the element. On the other hand, in the EL element of this embodiment, the AC drive can eliminate the stress caused by the permanent application of such an electric field, so that deterioration of the element can be further suppressed.

このように、本実施形態のEL素子は、交流駆動(AC駆動)されることが好ましい。 Thus, it is preferable that the EL element of the present embodiment is AC driven (AC driven).

本実施形態のEL素子によれば、発光中心を複数形成することによって、発光輝度が低下する時間を、理論上、少なくとも2倍にすることができるとともに、DC電界によるストレスを解消することができるので、素子の寿命をより延ばす、より具体的には2倍以上に延ばすことができる。 According to the EL element of the present embodiment, by forming a plurality of light emission centers, it is possible to theoretically at least double the time during which the light emission luminance decreases, and to eliminate the stress caused by the DC electric field. Therefore, the lifetime of the element can be further extended, more specifically, it can be extended by twice or more.

なお、AC駆動とは、上下電極2、4間に交流電圧を印加することによる駆動を意味し、AC駆動における周波数は、特に限定されない。すなわち、本実施形態のEL素子をAC駆動する場合、1Hzレベルのゆっくりとした電界方向の切り替えでもよいし、60Hz以上の電界方向の切り替えでもよく、同様に素子寿命を延ばすことができる。ただし、一定の周波数(好適には、60Hz)以上でAC駆動した方が、上記電荷によるストレスに起因する劣化を防止する効果は高まると考えられる。また、一定の周波数以上でAC駆動した方が、視認性を向上することができる。すなわち、60Hz以上でAC駆動することで、人間の目には残像により電界の切り替え時の非点灯状態は認識できなくなり、常時点灯しているように認識させることができる。また、従来の有機EL素子では、光学効果のため、発光中心が変わるとスペクトルの形が変化する。しかしながら、量子ドットの発光では発光中心が変わっても元々のスペクトルのピークが急峻であるために、発光中心が変わっても光学効果の影響をほとんど受けない。したがって、量子ドットを用いることによって、発光中心が変わってもスペクトルの形状が変化しないようにすることができる。 AC driving means driving by applying an AC voltage between the upper and lower electrodes 2 and 4, and the frequency in AC driving is not particularly limited. That is, when the EL element of the present embodiment is AC driven, it may be a slow switching of the electric field direction of 1 Hz level, or a switching of the electric field direction of 60 Hz or more, and the element life can be extended similarly. However, it is considered that AC driving at a certain frequency (preferably 60 Hz) or more increases the effect of preventing deterioration due to the stress due to the charge. Visibility can be improved by AC driving at a certain frequency or higher. That is, by performing AC driving at 60 Hz or higher, the non-lighting state at the time of switching of the electric field cannot be recognized by the human eye due to the afterimage, and it can be recognized that it is always lit. Moreover, in the conventional organic EL element, the shape of the spectrum changes when the emission center changes due to the optical effect. However, in the light emission of quantum dots, even if the emission center changes, the original spectrum peak is steep, so even if the emission center changes, it is hardly affected by the optical effect. Therefore, by using quantum dots, the shape of the spectrum can be prevented from changing even if the emission center changes.

なお、交流駆動は、電圧を正負切り替えることができるパルスジェネレーター等の電圧切り替え手段を用いて発光層3に電界を印加することによって実現することができる。またこれにより、矩形波、デューティー比を有するパルス波形、正弦波等の任意のパルスを印加することができる。 The AC driving can be realized by applying an electric field to the light emitting layer 3 using voltage switching means such as a pulse generator capable of switching the voltage between positive and negative. This also makes it possible to apply an arbitrary pulse such as a rectangular wave, a pulse waveform having a duty ratio, or a sine wave.

DC電界により永続発光させたい場合には、一方の電界方向で充分に発光させ、劣化した後に、電界方向を反転させ、異なる発光中心で発光させればよい。これによっても、従来の有機EL素子に比べて、素子の寿命を延ばすことができる。 When permanent light emission is desired by a DC electric field, light is sufficiently emitted in one electric field direction, and after deterioration, the electric field direction is reversed and light emission is performed at different emission centers. Also by this, the lifetime of the element can be extended as compared with the conventional organic EL element.

上述のように、発光層3中において発光中心を分離するためには、発光層3が電子輸送性と正孔輸送性とを有するとともに、この両者の輸送特性に差があることが好ましい。本実施形態では、発光層3は、互いの輸送性能に差がある電子輸送性及び正孔輸送性を有する。発光層3は、何らかの形で、電子輸送性及び正孔輸送性を有するが、この輸送特性の差が大きい程、電界方向によって発光中心の位置を大きく変えることができる。本実施形態では、発光層3の電子輸送性が正孔輸送性よりも大きく(電子輸送性>正孔輸送性)ことから、素子の上部(電極4)よりマイナスの電荷、下部(電極2)よりプラスの電界を印加した場合、発光中心は発光層3の下部側(基板1側)に形成されることになる。逆に、逆方向の電界を印加した場合には、発光層3の上部側に発光中心が形成されることになる。すなわち、発光層3に対する正孔及び電子の注入方向が反転されたときに、発光層3中における発光中心の場所が大きく変化することになる。このように、二つの発光中心を発光層3の中で重ならないように形成できれば、それぞれの発光中心での発光特性を効果的に発揮できるので、より効率よく寿命の向上することができる。 As described above, in order to separate the emission center in the light emitting layer 3, it is preferable that the light emitting layer 3 has an electron transporting property and a hole transporting property, and that there is a difference in transporting property between the two. In the present embodiment, the light emitting layer 3 has an electron transporting property and a hole transporting property that are different from each other in transport performance. The light emitting layer 3 has an electron transporting property and a hole transporting property in some form. The larger the difference in the transporting properties, the greater the change in the position of the light emission center depending on the electric field direction. In the present embodiment, since the electron transporting property of the light emitting layer 3 is larger than the hole transporting property (electron transporting property> hole transporting property), the negative charge from the upper part of the element (electrode 4) and the lower part (electrode 2) When a more positive electric field is applied, the emission center is formed on the lower side (substrate 1 side) of the light emitting layer 3. Conversely, when an electric field in the reverse direction is applied, a light emission center is formed on the upper side of the light emitting layer 3. That is, when the injection direction of holes and electrons into the light emitting layer 3 is reversed, the location of the light emission center in the light emitting layer 3 changes greatly. Thus, if the two light emission centers can be formed so as not to overlap in the light emitting layer 3, the light emission characteristics at each light emission center can be effectively exhibited, so that the lifetime can be improved more efficiently.

以上より、本実施形態のEL素子は、発光層3に複数の発光中心(少なくとも2つの発光中心)において発光することができる。すなわち、本実施形態のEL素子は、発光層3の複数の発光中心を有することができる。なお、発光中心は、通常、発光層3の膜厚方向における電子及び正孔の再結合が最も活発に起こっている領域である。 As described above, the EL element of this embodiment can emit light to the light emitting layer 3 at a plurality of light emission centers (at least two light emission centers). That is, the EL element of this embodiment can have a plurality of emission centers of the light emitting layer 3. Note that the emission center is usually a region in which recombination of electrons and holes in the film thickness direction of the light emitting layer 3 occurs most actively.

また、発光層3は、互いの輸送性能に10倍以上の差がある電子輸送性及び正孔輸送性を有する。これにより、発光中心を発光層3と上下電極2、4との界面にほとんど限定することができる。すなわち、電界方向によって発光中心の位置を発光層3の上端側又は下端側(基板1側の端部)に設定することができる。したがって、電界方向による発光中心の違いをよりはっきりさせることができる。 Moreover, the light emitting layer 3 has an electron transport property and a hole transport property which have a difference 10 times or more in mutual transport performance. Thereby, the emission center can be almost limited to the interface between the light emitting layer 3 and the upper and lower electrodes 2 and 4. That is, the position of the light emission center can be set to the upper end side or the lower end side (end portion on the substrate 1 side) of the light emitting layer 3 depending on the electric field direction. Therefore, the difference in the emission center depending on the electric field direction can be made clearer.

更に、発光層3は、正孔輸送性よりも電子輸送性の方が大きく、かつ電子輸送性の金属酸化物ナノ粒子を含有する。例えば、量子ドットのように、発光材料によっては、その特性上、電荷輸送性自体を高くできなかったり、電子輸送性と正孔輸送性との差をつけられなかったりする場合も多い。このような場合、発光層3の電荷輸送性の差をより引き出させるために、電子輸送性又は正孔輸送性の金属酸化物ナノ粒子を発光層3内に混入することによって、発光層3の電荷輸送性を高めるとともに、電子及び正孔の輸送特性に差を持たせることがきる。その結果、電界方向による発光中心の違いをよりはっきりさせることができる。 Furthermore, the light emitting layer 3 has a higher electron transport property than a hole transport property, and contains metal oxide nanoparticles having an electron transport property. For example, like a quantum dot, depending on the characteristics, there are many cases where the charge transporting property itself cannot be improved or the difference between the electron transporting property and the hole transporting property cannot be made due to the characteristics. In such a case, in order to draw out the difference in charge transportability of the light emitting layer 3, the metal oxide nanoparticles having electron transporting property or hole transporting property are mixed in the light emitting layer 3, thereby In addition to improving the charge transportability, it is possible to provide a difference in electron and hole transport characteristics. As a result, the difference in the emission center depending on the electric field direction can be made clearer.

(実施形態5)
図5は、実施形態5のEL素子の断面模式図である。本実施形態のEL素子は、電子輸送性の金属酸化物ナノ粒子であるチタン酸バリウムのナノ粒子と、正孔輸送性の金属酸化物ナノ粒子である酸化銅(CuO)のナノ粒子と、CdSe量子ドット(Evident Technology社製、ピーク波長520nm)と、バインダー樹脂を含有し、かつ正孔輸送性を有するポリアリニン系正孔輸送材料ND1501(日産化学社製)とを、質量比0.3:1:0.3:0.1になるように変更したこと以外は、図5に示すように、実施例1のEL素子と同様の構成を有する。このように、電子輸送性の金属酸化物ナノ粒子の量を減らしたため、発光層3は正孔リッチな系となり、発光層3の正孔の流れ方が、電子に比べて10倍流れるようになった。また、本実施形態のEL素子は、周波数は60Hzで交流駆動(AC駆動)される。
(Embodiment 5)
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of an EL element according to the fifth embodiment. The EL device according to the present embodiment includes nanoparticles of barium titanate, which are electron-transporting metal oxide nanoparticles, and copper oxide (Cu 2 O) nanoparticles, which are hole-transporting metal oxide nanoparticles. , CdSe quantum dots (Evident Technology, peak wavelength: 520 nm), and a polyarinin-based hole transport material ND1501 (Nissan Chemical Co., Ltd.) containing a binder resin and having hole transportability, have a mass ratio of 0.3. Except for the change to 1: 0.3: 0.1, the EL device has the same configuration as the EL device of Example 1 as shown in FIG. As described above, since the amount of the electron-transporting metal oxide nanoparticles is reduced, the light emitting layer 3 becomes a hole-rich system, and the hole flow in the light emitting layer 3 flows 10 times as much as the electrons. became. In addition, the EL element of the present embodiment is AC driven (AC driven) at a frequency of 60 Hz.

本実施形態のEL素子は、実施形態4のEL素子と同様に、発光層3が電子輸送性と正孔輸送性とを有するとともに、この両者の輸送特性に差がある。また、発光層3は、互いの輸送性能に10倍以上の差がある電子輸送性及び正孔輸送性を有する。更に、発光層3は、電子輸送性よりも正孔輸送性の方が大きく、かつ正孔輸送性の金属酸化物ナノ粒子を含有する。したがって、実施形態4のEL素子と同様の効果を奏することができる。ただし、発光中心(図5中の破線で囲まれた領域)は、各電界方向において、実施形態4とは逆の場所に形成される。すなわち、素子の上部(電極4)よりマイナスの電荷、下部(電極2)よりプラスの電界を印加した場合、発光中心は発光層3の上部側に形成されることになる。逆に、逆方向の電界を印加した場合には、発光層3の下部側(基板1側)に発光中心が形成されることになる。 In the EL device of this embodiment, the light emitting layer 3 has an electron transport property and a hole transport property, and there is a difference in transport properties between the two, as in the EL device of Embodiment 4. Moreover, the light emitting layer 3 has an electron transport property and a hole transport property which have a difference 10 times or more in mutual transport performance. Furthermore, the light emitting layer 3 has a larger hole transport property than an electron transport property, and contains metal oxide nanoparticles having a hole transport property. Therefore, the same effect as the EL element of Embodiment 4 can be produced. However, the light emission center (the region surrounded by the broken line in FIG. 5) is formed at a location opposite to that of the fourth embodiment in each electric field direction. That is, when a negative charge is applied from the upper part (electrode 4) of the device and a positive electric field is applied from the lower part (electrode 2), the emission center is formed on the upper side of the light emitting layer 3. Conversely, when an electric field in the opposite direction is applied, a light emission center is formed on the lower side (substrate 1 side) of the light emitting layer 3.

また、例えば実施形態3のように、電極2や電極4をBa等の活性な金属膜を用いて形成した場合、活性な金属膜の近くに発光中心があると励起子の消光サイトになることがある。このような場合では、発光層3中の金属酸化物ナノ粒子のバランスを調整して、発光中心を活性な金属膜から離すことができる。このように、電極2、4の材料に応じて、発光中心の位置を変えることによって、素子の劣化を更に防止することができる。 In addition, when the electrode 2 or the electrode 4 is formed using an active metal film such as Ba as in the third embodiment, an exciton quenching site can be obtained if there is an emission center near the active metal film. There is. In such a case, the balance of the metal oxide nanoparticles in the light emitting layer 3 can be adjusted to separate the light emission center from the active metal film. As described above, the deterioration of the element can be further prevented by changing the position of the light emission center according to the material of the electrodes 2 and 4.

(実施形態6)
図6は、実施形態6のEL素子の断面模式図である。本実施形態のEL素子は、図6に示すように、電極2と発光層3との間に正孔の注入ないし輸送を行う層である正孔注入輸送層8が挿入されたこと以外は、実施例1のEL素子と同様の構成を有する。より具体的には、PEDOT−PSSをスピンコート法により電極2上に膜厚60nmとなるように製膜し、200℃、10分間の焼成を行うことによって正孔注入輸送層8を形成した。
(Embodiment 6)
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of an EL element according to the sixth embodiment. As shown in FIG. 6, the EL element of the present embodiment has a hole injection / transport layer 8 that is a layer for injecting or transporting holes between the electrode 2 and the light emitting layer 3, The structure is the same as that of the EL element of Example 1. More specifically, PEDOT-PSS was formed on the electrode 2 to have a film thickness of 60 nm by spin coating, and the hole injection / transport layer 8 was formed by baking at 200 ° C. for 10 minutes.

なお、正孔注入輸送層8の材料としては、PEDOT−PSSに限らず、一般的に有機EL素子で用いられる正孔輸送材料、正孔注入材料、正孔注入輸送材料を用いてもよいし、正孔輸送性の金属酸化物ナノ粒子を用いてもよい。また、正孔注入輸送層8は、複数の材料が混入されてもよい。このように、正孔注入輸送層8は、正孔注入層であってもよいし、正孔輸送層であってもよい。 The material of the hole injection / transport layer 8 is not limited to PEDOT-PSS, and a hole transport material, a hole injection material, and a hole injection / transport material that are generally used in an organic EL element may be used. Alternatively, hole transporting metal oxide nanoparticles may be used. Further, the hole injecting and transporting layer 8 may be mixed with a plurality of materials. Thus, the hole injection transport layer 8 may be a hole injection layer or a hole transport layer.

本実施形態のEL素子によれば、電極2から素子により効率よく正孔を注入することができる。また、電極4から注入された電子が発光層3を貫通した場合、電子ブロッキング効果を発揮することができる。したがって、発光層3への正孔の注入性が改善するとともに、発光層3を貫通する電子をブロッキングすることができるので、発光効率をより向上することができる。 According to the EL device of this embodiment, holes can be efficiently injected from the electrode 2 into the device. Moreover, when the electron inject | poured from the electrode 4 penetrates the light emitting layer 3, an electron blocking effect can be exhibited. Therefore, the hole injection property to the light emitting layer 3 is improved and the electrons penetrating the light emitting layer 3 can be blocked, so that the light emission efficiency can be further improved.

なお、ここでは、電極2と発光層3との間に正孔注入輸送層8を挿入したが、正孔注入輸送層8に代えて、電極4と発光層3との間に電子の注入ないし輸送を行う層である電子注入輸送層を挿入してもよい。電子注入輸送層は、スプレー法により形成される。この場合にも、電子注入輸送層の材料としては、一般的に有機EL素子で用いられる電子輸送材料、電子注入材料、電子注入輸送材料を用いてもよいし、電子輸送性の金属酸化物ナノ粒子を用いてもよい。また、電子注入輸送層は、複数の材料が混入されてもよい。このように、電子注入輸送層は、電子注入層であってもよいし、電子輸送層であってもよい。これによっても、発光効率をより向上することができる。 Here, the hole injecting and transporting layer 8 is inserted between the electrode 2 and the light emitting layer 3, but instead of the hole injecting and transporting layer 8, electrons are injected between the electrode 4 and the light emitting layer 3. An electron injecting and transporting layer that is a layer for transporting may be inserted. The electron injecting and transporting layer is formed by a spray method. Also in this case, as a material of the electron injection / transport layer, an electron transport material, an electron injection material, an electron injection / transport material generally used in an organic EL element may be used, or an electron transporting metal oxide nano material may be used. Particles may be used. The electron injecting and transporting layer may be mixed with a plurality of materials. Thus, the electron injection / transport layer may be an electron injection layer or an electron transport layer. Also by this, luminous efficiency can be further improved.

(実施形態7)
図7は、実施形態7のEL素子の断面模式図である。本実施形態のEL素子は、図7に示すように、電極2と発光層3との間に正孔注入輸送層8が挿入されるとともに、電極4と発光層3との間に電子注入輸送層9が挿入されたこと以外は、実施例1のEL素子と同様の構成を有する。より具体的には、正孔輸送性の金属酸化物ナノ粒子である酸化銅(CuO)のナノ粒子と、バインダー樹脂を含有し、かつ正孔輸送性を有するポリアリニン系正孔輸送材料ND1501(日産化学社製)とを、質量比1:0.1になるようにを混入したものを準備し、この混合物をNMP(N−メチルピロリドン)に固体分量比20%となるように、溶解及び/又は分散させた溶液をスプレー法にて電極2上に塗布することによって膜厚100nmの正孔注入輸送層8を形成する。なお、このときの塗布条件は、発光層3の製膜条件と同様である。その後、ホットプレート上で焼成(200℃、10分)を行うことによって、溶媒を蒸発させる。
(Embodiment 7)
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of an EL element according to the seventh embodiment. In the EL device of this embodiment, as shown in FIG. 7, a hole injection transport layer 8 is inserted between the electrode 2 and the light emitting layer 3, and an electron injection transport is performed between the electrode 4 and the light emitting layer 3. The structure is the same as that of the EL element of Example 1 except that the layer 9 is inserted. More specifically, a polyalinin-based hole transport material ND1501 containing copper oxide (Cu 2 O) nanoparticles, which are hole transportable metal oxide nanoparticles, and a binder resin and having hole transportability. (Manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) is mixed so that the mass ratio is 1: 0.1, and this mixture is dissolved in NMP (N-methylpyrrolidone) so that the solid content ratio is 20%. And the hole injection transport layer 8 with a film thickness of 100 nm is formed by apply | coating the dispersed solution on the electrode 2 with a spray method. The coating conditions at this time are the same as the film forming conditions of the light emitting layer 3. Then, a solvent is evaporated by baking (200 degreeC, 10 minutes) on a hotplate.

なお、正孔注入輸送層8の材料としては特に限定されず、上記以外の金属酸化物ナノ粒子を用いてもよいし、一般的に有機EL素子で用いられる正孔輸送材料、正孔注入材料、正孔注入輸送材料を用いてもよい。また、正孔注入輸送層8は、複数の材料が混入されてもよい。このように、正孔注入輸送層8は、正孔注入層であってもよいし、正孔輸送層であってもよい。 In addition, it does not specifically limit as a material of the positive hole injection transport layer 8, You may use metal oxide nanoparticles other than the above, The positive hole transport material generally used by an organic EL element, a positive hole injection material Alternatively, a hole injecting and transporting material may be used. Further, the hole injecting and transporting layer 8 may be mixed with a plurality of materials. Thus, the hole injection transport layer 8 may be a hole injection layer or a hole transport layer.

次に、実施例1と同様に、発光層3を正孔注入輸送層8上に形成した後、電子輸送性の金属酸化物ナノ粒子であるチタン酸バリウムのナノ粒子と、バインダー樹脂を含有し、かつ正孔輸送性を有するポリアリニン系正孔輸送材料ND1501(日産化学社製)とを、質量比1:0.1になるようにを混入したものを準備し、この混合物をNMP(N−メチルピロリドン)に固体分量比20%となるように、溶解及び/又は分散させた溶液をスプレー法にて発光層3上に塗布することによって膜厚20nmの電子注入輸送層9を形成する。なお、このときの塗布条件は、発光層3の製膜条件と同様である。その後、ホットプレート上で焼成(200℃、10分)を行うことによって、溶媒を蒸発させる。 Next, after forming the light emitting layer 3 on the hole injecting and transporting layer 8 in the same manner as in Example 1, it contains barium titanate nanoparticles that are electron transporting metal oxide nanoparticles and a binder resin. In addition, a material prepared by mixing polyallynin-based hole transport material ND1501 (manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) having a hole transporting property so as to have a mass ratio of 1: 0.1 is prepared, and this mixture is mixed with NMP (N An electron injecting and transporting layer 9 having a thickness of 20 nm is formed by applying a solution dissolved and / or dispersed in methylpyrrolidone) on the light emitting layer 3 by a spray method. The coating conditions at this time are the same as the film forming conditions of the light emitting layer 3. Then, a solvent is evaporated by baking (200 degreeC, 10 minutes) on a hotplate.

なお、電子注入輸送層9の材料としては特に限定されず、上記以外の金属酸化物ナノ粒子を用いてもよいし、一般的に有機EL素子で用いられる電子輸送材料、電子注入材料、電子注入輸送材料を用いてもよい。また、電子注入輸送層9は、複数の材料が混入されてもよい。このように、電子注入輸送層9は、電子注入層であってもよいし、電子輸送層であってもよい。 In addition, it does not specifically limit as a material of the electron injection transport layer 9, You may use metal oxide nanoparticles other than the above, The electron transport material generally used with an organic EL element, an electron injection material, an electron injection A transport material may be used. The electron injecting and transporting layer 9 may be mixed with a plurality of materials. Thus, the electron injection / transport layer 9 may be an electron injection layer or an electron transport layer.

本実施形態のEL素子によれば、電極2から素子により効率よく正孔を注入することができる。また、電極4から素子により効率よく電子を注入することができる。更に、電極4から注入された電子が発光層3を貫通した場合、電子ブロッキング効果を発揮することができる。そして、電極2から注入された正孔が発光層3を貫通した場合、正孔ブロッキング効果を発揮することができる。したがって、発光層3への正孔及び電子の注入性が改善するとともに、発光層3を貫通する正孔及び電子をブロッキングすることができるので、発光効率を更に向上することができる。 According to the EL device of this embodiment, holes can be efficiently injected from the electrode 2 into the device. Further, electrons can be efficiently injected from the electrode 4 into the device. Further, when electrons injected from the electrode 4 penetrate the light emitting layer 3, an electron blocking effect can be exhibited. And when the hole inject | poured from the electrode 2 penetrates the light emitting layer 3, a hole blocking effect can be exhibited. Therefore, the hole and electron injection property to the light emitting layer 3 is improved and the holes and electrons penetrating the light emitting layer 3 can be blocked, so that the light emission efficiency can be further improved.

また、正孔注入輸送層8及び電子注入輸送層9はそれぞれ、発光層3に含まれる非発光性ナノ粒子6(金属酸化物ナノ粒子)と同じ材料を含む。これにより、正孔注入輸送層8及び電子注入輸送層9から発光層3に含まれる非発光性ナノ粒子6へ直接、電子及び正孔が注入されるので、更に効率のよい電子注入及び正孔注入を行うことができる。 In addition, the hole injecting and transporting layer 8 and the electron injecting and transporting layer 9 each include the same material as the non-light emitting nanoparticle 6 (metal oxide nanoparticle) included in the light emitting layer 3. As a result, electrons and holes are directly injected from the hole injecting and transporting layer 8 and the electron injecting and transporting layer 9 into the non-light emitting nanoparticles 6 included in the light emitting layer 3, so that more efficient electron injection and holes are possible. An injection can be performed.

本実施形態のように、電極2、4の間に狭持された層(電荷注入輸送層や後述する電荷ブロッキング層)の少なくとも一つは、スプレー法により形成されることが好ましく、電極2、4間に狭持された層は、スプレー法により形成されることがより好ましい。これらの層を構成する材料としては、通常、有機溶媒に可溶であるものが用いられるので、例えば、スピンコート法やインクジェット法のような方法によりこれらの層を形成すると溶液と下層とが交じり合ってしまい積層構造を作ることができないばかりか、面内の均一性を著しく損ねてしまう。そこで、スプレー塗布を行うことによって積層膜を作製する。スプレー法は、溶液をミクロなミスト状態にして成膜を行う方法である。そのため、基板に滴下する時点では、ほとんど溶媒は蒸発しており、例えば、発光層3上に電荷注入輸送層を成膜しても、両者をほとんど交じり合うことなく積層することができる。このため、機能性が確保された積層構造を有する高性能なEL素子を作製することができる。また、発光層3の形成に用いた有機溶媒と同じ溶媒を用いて電荷注入輸送層や電荷ブロッキング層を形成することができる。 As in the present embodiment, at least one of the layers sandwiched between the electrodes 2 and 4 (charge injection transport layer and charge blocking layer described later) is preferably formed by a spray method. More preferably, the layer sandwiched between the four layers is formed by a spray method. As materials constituting these layers, materials that are soluble in organic solvents are usually used. For example, when these layers are formed by a method such as a spin coating method or an ink jet method, the solution and the lower layer are mixed. In addition to being unable to make a laminated structure, the in-plane uniformity is significantly impaired. Therefore, a laminated film is produced by spray coating. The spray method is a method in which a solution is formed in a micro mist state. For this reason, the solvent is almost evaporated at the time of dropping onto the substrate. For example, even if a charge injecting and transporting layer is formed on the light emitting layer 3, they can be laminated almost without crossing each other. Therefore, a high-performance EL element having a stacked structure in which functionality is ensured can be manufactured. Further, the charge injecting and transporting layer and the charge blocking layer can be formed using the same solvent as the organic solvent used for forming the light emitting layer 3.

(実施形態8)
図8は、実施形態8のEL素子の断面模式図である。本実施形態のEL素子は、図8に示すように、電極2と発光層3との間に電子ブロッキング層10が挿入されたこと以外は、実施例1のEL素子と同様の構成を有する。電子ブロッキング層10は、正孔の流れは抑制することなく、電子のみの輸送を抑制する効果を持つ層である。
(Embodiment 8)
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of an EL element according to the eighth embodiment. As shown in FIG. 8, the EL device of this embodiment has the same configuration as the EL device of Example 1 except that an electron blocking layer 10 is inserted between the electrode 2 and the light emitting layer 3. The electron blocking layer 10 is a layer having an effect of suppressing the transport of only electrons without suppressing the flow of holes.

なお、電子ブロッキング層10の材料としては、一般的に有機EL素子で用いられる電子ブロッキング材料を用いることができる。また、電子ブロッキング層10は、複数の材料が混入されてもよい。 In addition, as a material of the electron blocking layer 10, the electron blocking material generally used with an organic EL element can be used. The electron blocking layer 10 may be mixed with a plurality of materials.

本実施形態のEL素子によれば、電極4から注入された電子が発光層3を貫通した場合、電子ブロッキング効果を発揮することができる。したがって、発光効率をより向上することができる。 According to the EL element of the present embodiment, when electrons injected from the electrode 4 penetrate the light emitting layer 3, an electron blocking effect can be exhibited. Therefore, the luminous efficiency can be further improved.

なお、ここでは、電極2と発光層3との間に電子ブロッキング層10を挿入したが、電子ブロッキング層10に代えて、電極4と発光層3との間に正孔ブロッキング層を挿入してもよい。正孔ブロッキング層は、電子の流れは抑制することなく、正孔のみの輸送を抑制する効果を持つ層である。また、正孔ブロッキング層は、スプレー法により形成される。
この場合にも、正孔ブロッキング層の材料としては、一般的に有機EL素子で用いられる正孔ブロッキング材料を用いることができる。また、正孔ブロッキング層は、複数の材料が混入されてもよい。これによっても、発光効率をより向上することができる。
Here, although the electron blocking layer 10 is inserted between the electrode 2 and the light emitting layer 3, a hole blocking layer is inserted between the electrode 4 and the light emitting layer 3 instead of the electron blocking layer 10. Also good. The hole blocking layer is a layer having an effect of suppressing the transport of only holes without suppressing the flow of electrons. The hole blocking layer is formed by a spray method.
Also in this case, as a material of the hole blocking layer, a hole blocking material generally used in an organic EL element can be used. The hole blocking layer may be mixed with a plurality of materials. Also by this, luminous efficiency can be further improved.

(実施形態9)
図9は、実施形態9のEL素子の断面模式図である。本実施形態のEL素子は、図9に示すように、電極2と発光層3との間に電子ブロッキング層10が挿入されるとともに、電極4と発光層3との間に正孔ブロッキング層11が挿入されたこと以外は、実施例1のEL素子と同様の構成を有する。電子ブロッキング層10及び正孔ブロッキング層11は、スプレー法により形成される。
(Embodiment 9)
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of an EL element according to the ninth embodiment. As shown in FIG. 9, in the EL element of this embodiment, an electron blocking layer 10 is inserted between the electrode 2 and the light emitting layer 3, and a hole blocking layer 11 is interposed between the electrode 4 and the light emitting layer 3. The structure is the same as that of the EL element of Example 1 except that is inserted. The electron blocking layer 10 and the hole blocking layer 11 are formed by a spray method.

なお、電子ブロッキング層10の材料としては、一般的に有機EL素子で用いられる電子ブロッキング材料を用いることができる。また、電子ブロッキング層10は、複数の材料が混入されてもよい。 In addition, as a material of the electron blocking layer 10, the electron blocking material generally used with an organic EL element can be used. The electron blocking layer 10 may be mixed with a plurality of materials.

正孔ブロッキング層11の材料としては、一般的に有機EL素子で用いられる正孔ブロッキング材料を用いることができる。また、正孔ブロッキング層11は、複数の材料が混入されてもよい。 As a material of the hole blocking layer 11, a hole blocking material generally used in an organic EL element can be used. The hole blocking layer 11 may be mixed with a plurality of materials.

本実施形態のEL素子によれば、電極4から注入された電子が発光層3を貫通した場合、電子ブロッキング効果を発揮することができる。また、電極2から注入された正孔が発光層3を貫通した場合、正孔ブロッキング効果を発揮することができる。したがって、発光効率を更に向上することができる。 According to the EL element of the present embodiment, when electrons injected from the electrode 4 penetrate the light emitting layer 3, an electron blocking effect can be exhibited. Moreover, when the hole injected from the electrode 2 penetrates the light emitting layer 3, a hole blocking effect can be exhibited. Therefore, the luminous efficiency can be further improved.

(実施形態10)
図10は、実施形態10のEL素子の断面模式図である。本実施形態のEL素子は、図10に示すように、実施形態6〜9を全て網羅した形態である。具体的には、本実施形態のEL素子は、電極2と発光層3との間に、電極2側から正孔注入輸送層8及び電子ブロッキング層10がこの順に挿入されるとともに、電極4と発光層3との間に、発光層3側から正孔ブロッキング層11及び電子注入輸送層9がこの順に挿入されたこと以外は、実施例1のEL素子と同様の構成を有する。正孔注入輸送層8、電子ブロッキング層10、発光層3、正孔ブロッキング層11及び電子注入輸送層9は、全てスプレー法により形成される。
(Embodiment 10)
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of an EL element according to the tenth embodiment. As shown in FIG. 10, the EL element of the present embodiment is a form that covers all of the sixth to ninth embodiments. Specifically, in the EL device of this embodiment, the hole injection / transport layer 8 and the electron blocking layer 10 are inserted in this order between the electrode 2 and the light emitting layer 3 from the electrode 2 side, Except that the hole blocking layer 11 and the electron injecting and transporting layer 9 are inserted in this order between the light emitting layer 3 and the light emitting layer 3, it has the same configuration as the EL element of Example 1. The hole injection / transport layer 8, the electron blocking layer 10, the light emitting layer 3, the hole blocking layer 11 and the electron injection / transport layer 9 are all formed by a spray method.

本実施形態のEL素子は、電荷の注入効率と、電荷のブロッキング効果とが最大限に高められた構成を有することから、発光効率を特に向上することができる。 Since the EL element of this embodiment has a configuration in which the charge injection efficiency and the charge blocking effect are maximized, the light emission efficiency can be particularly improved.

なお、本実施形態のEL素子は、正孔注入輸送層8、電子ブロッキング層10、正孔ブロッキング層11及び電子注入輸送層9の少なくとも一つが適宜形成されていない形態であってもよい。すなわち、本実施形態のEL素子は、例えば、電子ブロッキング層10及び電子注入輸送層9を有さず、正孔注入輸送層8及び正孔ブロッキング層11を有する形態であってもよいし、正孔注入輸送層8及び正孔ブロッキング層11を有さず、電子ブロッキング層10及び電子注入輸送層9を有する形態であってもよいし、正孔注入輸送層8、電子ブロッキング層10、正孔ブロッキング層11及び電子注入輸送層9の内の一つが形成されていない形態であってもよい。 In addition, the EL element of this embodiment may be in a form in which at least one of the hole injection / transport layer 8, the electron blocking layer 10, the hole blocking layer 11 and the electron injection / transport layer 9 is not appropriately formed. That is, for example, the EL element of the present embodiment may not have the electron blocking layer 10 and the electron injection transport layer 9 but may have the hole injection transport layer 8 and the hole blocking layer 11. The hole injection / transport layer 8 and the hole blocking layer 11 may not be provided, and the electron blocking layer 10 and the electron injection / transport layer 9 may be included. One of the blocking layer 11 and the electron injecting and transporting layer 9 may not be formed.

実施形態1のEL素子の断面模式図であり、(a)は、積層構造を示し、(b)は、発光層の拡大図である。It is a cross-sectional schematic diagram of the EL element of Embodiment 1, (a) shows a laminated structure, (b) is an enlarged view of a light emitting layer. コア部がCdSeからなり、シェル部がZnSからなる実施形態1に係る量子ドットのバンドギャップを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the band gap of the quantum dot which concerns on Embodiment 1 whose core part consists of CdSe and whose shell part consists of ZnS. 実施形態1のEL素子の変形例を示す断面模式図であり、発光層の拡大図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the modification of the EL element of Embodiment 1, and is an enlarged view of a light emitting layer. 実施形態4のEL素子の断面模式図である。6 is a schematic cross-sectional view of an EL element according to Embodiment 4. FIG. 実施形態5のEL素子の断面模式図である。6 is a schematic cross-sectional view of an EL element according to Embodiment 5. FIG. 実施形態6のEL素子の断面模式図である。10 is a schematic cross-sectional view of an EL element according to Embodiment 6. FIG. 実施形態7のEL素子の断面模式図である。10 is a schematic cross-sectional view of an EL element according to Embodiment 7. FIG. 実施形態8のEL素子の断面模式図である。10 is a schematic cross-sectional view of an EL element according to Embodiment 8. FIG. 実施形態9のEL素子の断面模式図である。10 is a schematic cross-sectional view of an EL element according to Embodiment 9. FIG. 実施形態10のEL素子の断面模式図である。10 is a schematic cross-sectional view of an EL element according to Embodiment 10. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1:基板
2、4:電極
4:発光層
5:発光性ナノ粒子(ナノ発光体)
5a:コア部
5b:シェル部
6:非発光性ナノ粒子
7:支持体
8:正孔注入輸送層
9:電子注入輸送層
10:電子ブロッキング層
11:正孔ブロッキング層
e:電子
h:正孔
1: Substrate 2, 4: Electrode 4: Luminescent layer 5: Luminescent nanoparticles (nanoluminescent body)
5a: Core part 5b: Shell part 6: Non-luminescent nanoparticle 7: Support 8: Hole injection / transport layer 9: Electron injection / transport layer 10: Electron blocking layer 11: Hole blocking layer e: Electron h: Hole

Claims (29)

少なくとも一方が光透過性を有する一対の第一電極及び第二電極と、該第一電極及び該第二電極の間に狭持された発光層とを備えるエレクトロルミネセンス素子であって、
該発光層は、発光性ナノ粒子及び非発光性ナノ粒子を含有することを特徴とするエレクトロルミネセンス素子。
An electroluminescent device comprising a pair of a first electrode and a second electrode, at least one of which is light transmissive, and a light emitting layer sandwiched between the first electrode and the second electrode,
The light-emitting layer contains a light-emitting nanoparticle and a non-light-emitting nanoparticle.
前記非発光性ナノ粒子は、電荷輸送性を有することを特徴とする請求項1記載のエレクトロルミネセンス素子。 The electroluminescent device according to claim 1, wherein the non-light-emitting nanoparticles have a charge transport property. 前記非発光性ナノ粒子は、電子輸送性のナノ粒子と正孔輸送性のナノ粒子とを含むことを特徴とする請求項1又は2記載のエレクトロルミネセンス素子。 The electroluminescent device according to claim 1, wherein the non-light-emitting nanoparticles include electron-transporting nanoparticles and hole-transporting nanoparticles. 前記発光性ナノ粒子は、前記電子輸送性のナノ粒子及び前記正孔輸送性のナノ粒子と電気的に接続されることを特徴とする請求項3記載のエレクトロルミネセンス素子。 The electroluminescent device according to claim 3, wherein the light-emitting nanoparticles are electrically connected to the electron-transporting nanoparticles and the hole-transporting nanoparticles. 前記非発光性ナノ粒子は、金属酸化物ナノ粒子を含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のエレクトロルミネセンス素子。 The electroluminescent device according to claim 1, wherein the non-light-emitting nanoparticles include metal oxide nanoparticles. 前記非発光性ナノ粒子は、前記発光性ナノ粒子のバンドギャップと同じか、又は、それ以上の大きさのバンドギャップを有することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のエレクトロルミネセンス素子。 6. The electroluminescent device according to claim 1, wherein the non-light-emitting nanoparticles have a band gap that is equal to or larger than a band gap of the light-emitting nanoparticles. Sense element. 前記発光性ナノ粒子は、量子ドット発光材料を含むことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のエレクトロルミネセンス素子。 The electroluminescent device according to claim 1, wherein the luminescent nanoparticle contains a quantum dot luminescent material. 前記発光層は、支持材料を含むことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のエレクトロルミネセンス素子。 The electroluminescent element according to claim 1, wherein the light emitting layer includes a support material. 前記支持材料は、電荷輸送性を有することを特徴とする請求項8記載のエレクトロルミネセンス素子。 9. The electroluminescent device according to claim 8, wherein the support material has charge transportability. 前記第一電極及び前記第二電極は、同一の材料を含むことを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載のエレクトロルミネセンス素子。 The electroluminescent element according to claim 1, wherein the first electrode and the second electrode contain the same material. 前記第一電極及び前記第二電極は、仕事関数の値が互いに異なる材料を含むことを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載のエレクトロルミネセンス素子。 The electroluminescent device according to claim 1, wherein the first electrode and the second electrode include materials having different work function values. 前記エレクトロルミネセンス素子は、前記第一電極及び前記第二電極の一方と前記発光層との層間に、電荷注入輸送層を更に備えることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載のエレクトロルミネセンス素子。 The said electroluminescent element is further equipped with the electric charge injection transport layer between the layers of one of said 1st electrode and said 2nd electrode, and said light emitting layer, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. Electroluminescence element. 前記電荷注入輸送層は、ナノ粒子を含むことを特徴とする請求項12記載のエレクトロルミネセンス素子。 The electroluminescent device according to claim 12, wherein the charge injection transport layer includes nanoparticles. 前記エレクトロルミネセンス素子は、前記第一電極及び前記発光層の層間と前記第二電極及び前記発光層の層間とにそれぞれ、第一電荷注入輸送層及び第二電荷注入輸送層を更に備えることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載のエレクトロルミネセンス素子。 The electroluminescence device further includes a first charge injection transport layer and a second charge injection transport layer between the first electrode and the light emitting layer and between the second electrode and the light emitting layer, respectively. The electroluminescence device according to claim 1, wherein the electroluminescence device is a device. 前記第一電荷注入輸送層及び前記第二電荷注入輸送層は、ナノ粒子を含むことを特徴とする請求項14記載のエレクトロルミネセンス素子。 The electroluminescent device according to claim 14, wherein the first charge injection transport layer and the second charge injection transport layer include nanoparticles. 前記第一電荷注入輸送層及び前記第二電荷注入輸送層は、前記発光層に含まれる前記非発光性ナノ粒子と同じ材料を含むことを特徴とする請求項14又は15記載のエレクトロルミネセンス素子。 16. The electroluminescent device according to claim 14, wherein the first charge injecting and transporting layer and the second charge injecting and transporting layer contain the same material as the non-light emitting nanoparticle contained in the light emitting layer. . 前記第一電荷注入輸送層及び前記第二電荷注入輸送層の一方は、電子輸送性を有し、
前記第一電荷注入輸送層及び前記第二電荷注入輸送層の他方は、正孔輸送性を有することを特徴とする請求項14〜16のいずれかに記載のエレクトロルミネセンス素子。
One of the first charge injection transport layer and the second charge injection transport layer has an electron transport property,
The other of said 1st charge injection transport layer and said 2nd charge injection transport layer has hole transport property, The electroluminescent element in any one of Claims 14-16 characterized by the above-mentioned.
前記エレクトロルミネセンス素子は、前記第一電極及び前記第二電極の一方と前記発光層との層間に、電荷ブロッキング層を更に備えることを特徴とする請求項1〜17のいずれかに記載のエレクトロルミネセンス素子。 The electroluminescence device according to any one of claims 1 to 17, wherein the electroluminescence element further includes a charge blocking layer between one of the first electrode and the second electrode and the light emitting layer. Luminescence element. 前記エレクトロルミネセンス素子は、前記第一電極及び前記発光層の層間と前記第二電極及び前記発光層の層間とにそれぞれ、第一電荷ブロッキング層及び第二電荷ブロッキング層を更に備えることを特徴とする請求項1〜17のいずれかに記載のエレクトロルミネセンス素子。 The electroluminescent device further includes a first charge blocking layer and a second charge blocking layer between the first electrode and the light emitting layer and between the second electrode and the light emitting layer, respectively. The electroluminescent element according to claim 1. 前記エレクトロルミネセンス素子は、前記発光層に複数の発光中心を有することを特徴とする請求項1〜19のいずれかに記載の有機エレクトロルミネセンス素子。 The organic electroluminescent element according to claim 1, wherein the electroluminescent element has a plurality of emission centers in the light emitting layer. 前記発光層は、互いの輸送性能に差がある電子輸送性及び正孔輸送性を有することを特徴とする請求項1〜20のいずれかに記載のエレクトロルミネセンス素子。 The electroluminescent device according to any one of claims 1 to 20, wherein the light emitting layer has an electron transporting property and a hole transporting property that are different from each other in transport performance. 前記発光層は、互いの輸送性能に10倍以上の差がある電子輸送性及び正孔輸送性を有することを特徴とする請求項21記載のエレクトロルミネセンス素子。 The electroluminescent device according to claim 21, wherein the light emitting layer has an electron transporting property and a hole transporting property having a difference of 10 times or more in the transport performance of each other. 前記発光層は、正孔輸送性よりも電子輸送性の方が大きく、かつ電子輸送性の金属酸化物ナノ粒子を含有することを特徴とする請求項21又は22記載のエレクトロルミネセンス素子。 23. The electroluminescent device according to claim 21, wherein the light emitting layer has a higher electron transport property than a hole transport property and contains metal oxide nanoparticles having an electron transport property. 前記発光層は、電子輸送性よりも正孔輸送性の方が大きく、かつ正孔輸送性の金属酸化物ナノ粒子を含有することを特徴とする請求項21又は22記載のエレクトロルミネセンス素子。 The electroluminescent device according to claim 21 or 22, wherein the light emitting layer has a hole transport property larger than an electron transport property and contains metal oxide nanoparticles having a hole transport property. 前記エレクトロルミネセンス素子は、交流駆動されることを特徴とする請求項1〜24のいずれかに記載のエレクトロルミネセンス素子。 The electroluminescent element according to claim 1, wherein the electroluminescent element is AC driven. 前記エレクトロルミネセンス素子は、60Hz以上の駆動周波数で交流駆動されることを特徴とする請求項25記載のエレクトロルミネセンス素子。 26. The electroluminescent device according to claim 25, wherein the electroluminescent device is AC driven at a driving frequency of 60 Hz or more. 前記第一電極及び前記第二電極の間に狭持された層の少なくとも一つは、スプレー法により形成されることを特徴とする請求項1〜26のいずれかに記載のエレクトロルミネセンス素子。 27. The electroluminescent device according to claim 1, wherein at least one of the layers sandwiched between the first electrode and the second electrode is formed by a spray method. 前記非発光性ナノ粒子のイオン化ポテンシャルは、前記発光性ナノ粒子のイオン化ポテンシャルよりも大きいことを特徴とする請求項1〜27のいずれかに記載のエレクトロルミネセンス素子。 The electroluminescence device according to any one of claims 1 to 27, wherein an ionization potential of the non-light-emitting nanoparticles is larger than an ionization potential of the light-emitting nanoparticles. 前記非発光性ナノ粒子の電気陰性度は、前記発光性ナノ粒子の電気陰性度よりも小さいことを特徴とする請求項1〜28のいずれかに記載のエレクトロルミネセンス素子。 The electroluminescent device according to any one of claims 1 to 28, wherein the electronegativity of the non-light-emitting nanoparticles is smaller than the electronegativity of the light-emitting nanoparticles.
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