[go: up one dir, main page]

WO2025169290A1 - 発光素子、表示装置、発光素子の製造方法 - Google Patents

発光素子、表示装置、発光素子の製造方法

Info

Publication number
WO2025169290A1
WO2025169290A1 PCT/JP2024/003868 JP2024003868W WO2025169290A1 WO 2025169290 A1 WO2025169290 A1 WO 2025169290A1 JP 2024003868 W JP2024003868 W JP 2024003868W WO 2025169290 A1 WO2025169290 A1 WO 2025169290A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
quantum dots
emitting layer
layer
emitting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/JP2024/003868
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
吉裕 上田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Display Technology Corp
Original Assignee
Sharp Display Technology Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Display Technology Corp filed Critical Sharp Display Technology Corp
Priority to PCT/JP2024/003868 priority Critical patent/WO2025169290A1/ja
Publication of WO2025169290A1 publication Critical patent/WO2025169290A1/ja
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/14—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/20—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the material in which the electroluminescent material is embedded
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/22—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of auxiliary dielectric or reflective layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H10K50/115—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers comprising active inorganic nanostructures, e.g. luminescent quantum dots
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H10K50/125—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers specially adapted for multicolour light emission, e.g. for emitting white light
    • H10K50/13—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers specially adapted for multicolour light emission, e.g. for emitting white light comprising stacked EL layers within one EL unit
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/15—Hole transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10—OLED displays
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/30—Devices specially adapted for multicolour light emission
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10—Deposition of organic active material
    • H10K71/12—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating

Definitions

  • This disclosure relates to a light-emitting element, a display device including the light-emitting element, and a method for manufacturing the light-emitting element.
  • Non-Patent Document 1 discloses a quantum dot structure as a light-emitting body for use in a light-emitting device, which has quantum dots (semiconductor nanoparticles) and an additive containing silicon oxide (silica) located around the quantum dots.
  • quantum dots semiconductor nanoparticles
  • silicon oxide silicon oxide
  • the injection of charges from each electrode into the quantum dots may be hindered by the additives, resulting in increased resistance of the light-emitting device or reduced light-emitting efficiency of the light-emitting device.
  • the problem of reduced charge injection efficiency into each quantum dot in the light-emitting layer due to low electron mobility tends to become more pronounced when holes are injected into the quantum dots.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional side view of a display device according to a first embodiment.
  • 1 is a schematic diagram of a display device according to a first embodiment.
  • 1 is a schematic enlarged view of a cross section of a light-emitting layer and its vicinity according to Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an addition that fills the spaces between quantum dots according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional side view of a display device according to a comparative example.
  • FIG. 10 is a schematic enlarged view of a cross section of a light-emitting layer and its vicinity according to a comparative embodiment.
  • 4 is a flowchart showing a method for manufacturing the display device according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a method for forming a light-emitting layer according to the first embodiment.
  • 1 is a schematic diagram showing a quantum dot dispersion liquid according to a first embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a first dispersion according to a first embodiment.
  • 3A to 3C are cross-sectional views showing a part of the process of forming a light-emitting layer according to the first embodiment.
  • 10A and 10B are side views illustrating a mixing step in the method for forming a light-emitting layer according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a first dispersion according to a second embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional side view of a display device according to a third embodiment.
  • 10 is a flowchart showing a method for manufacturing a display device according to a fourth embodiment.
  • 10 is a flowchart showing a method for forming a light-emitting layer according to a fourth embodiment.
  • 10A to 10C are cross-sectional views showing a part of the process of forming a light-emitting layer according to Embodiment 4.
  • At least one of the anode 21 and the cathode 25 is a transparent electrode that transmits visible light.
  • transparent electrodes that can be used include ITO (indium tin oxide), IZO (indium zinc oxide), ZnO, AZO (aluminum-doped zinc oxide, also known as ZAO), BZO (boron-doped zinc oxide), and FTO (fluorine-doped tin oxide).
  • Either the anode 21 or the cathode 25 may contain a metal material. Preferred metal materials are Al, Cu, Au, Ag, or Mg, or alloys of these, which have high visible light reflectance.
  • the anode 21 and the cathode 25 may be formed by sputtering or other methods, or may be patterned by dry etching or other methods.
  • the hole transport layer 22 is adjacent to the anode 21 side of the light-emitting layer 23 and contains a hole transport material. It transports holes from the anode 21 to the light-emitting layer 23.
  • "two components adjacent” may refer to the two components being in direct contact with each other, or may refer to the two components being in close proximity to each other.
  • the shortest distance between the two components may be 4 nm or less, or a component having a size of 4 nm or less may be located between the two components.
  • the hole transport layer 22 may contain an organic material as the hole transport material.
  • the inorganic material for the hole transport layer 22 may be a metal oxide such as molybdenum oxide, NiO, Cr2O3 , MgO, MgZnO, LaNiO3 , MoO3 , or WO3 .
  • a material with a large electron affinity and ionization potential is suitable for the hole transport layer 22.
  • the electron transport layer 24 is a layer containing an electron transport material that transports electrons from the cathode 25 to the light-emitting layer 23.
  • the material of the electron transport layer 24 can be any organic or inorganic material that has been conventionally used in light-emitting devices containing quantum dots.
  • the electron transport layer 24 may contain at least one of zinc oxide (ZnO), magnesium zinc oxide (ZnMgO), titanium oxide (TiO), and tungsten oxide (WO 3 ) as the electron transport material, or may contain an inorganic nanoparticle material that is nanoparticles of these inorganic materials.
  • the electron transport layer 24 may contain an organic material such as tris(8-quinolinol)aluminum complex (Alq3), bathocuproine (BCP), or (2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole) (t-Bu-PBD) as the electron transport material.
  • Organic material such as tris(8-quinolinol)aluminum complex (Alq3), bathocuproine (BCP), or (2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole) (t-Bu-PBD)
  • Metal oxides such as ZnO, ZAO, ITO, InGaZnO, or electride may be used as the inorganic material of the electron transport layer 24.
  • materials with small electron affinity are suitable as the material of the electron transport layer 24.
  • the hole transport layer 22 and the electron transport layer 24 can be formed using the above-mentioned materials by vacuum deposition, sputtering, or a coating method using a colloidal solution.
  • the light-emitting element 2 may also include a hole injection layer between the anode 21 and the hole transport layer 22, or an electron injection layer between the cathode 25 and the electron transport layer 24.
  • the light-emitting element 2 may also include an intermediate layer between the hole transport layer 22 and the light-emitting layer 23, or between the electron transport layer 24 and the light-emitting layer 23. These hole injection layer, electron injection layer, and intermediate layer may all be formed by the same method as the hole transport layer 22 or the electron transport layer 24.
  • Fig. 3 is an enlarged schematic diagram showing the light-emitting layer 23 and the vicinity of the light-emitting layer 23 among the hole transport layer 22 and the electron transport layer 24 in the cross section shown in Fig. 1, and in particular, showing an enlarged region E1 shown in Fig. 1.
  • the light-emitting layer 23 according to this embodiment includes a plurality of quantum dots 30 and an adduct 40.
  • the light-emitting layer 23 according to this embodiment also includes an organic ligand 41.
  • the core and shell materials of quantum dots 30 may each contain materials used for the core and shell of conventionally known core/shell quantum dots.
  • Quantum dots 30 may have a core/shell structure of, for example, InP/ZnS, CdSe/ZnS, CdSe/ZnSe, CdSe/CdS, ZnSe/ZnS, or CIGS/ZnS.
  • the shell may also be formed from multiple layers containing multiple different materials.
  • the light-emitting layer 23 may contain one or more quantum dots 30 per 1000 nm2 at any position in the film thickness direction in a plane direction perpendicular to the film thickness direction.
  • the light-emitting layer 23 generally contains quantum dots 30 at a concentration sufficient to function as a light-emitting layer of a light-emitting device.
  • the quantum dots 30 include first quantum dots 31 and second quantum dots 32.
  • the second quantum dots 32 are located closer to the cathode 25 than the first quantum dots 31.
  • the light-emitting layer 23 may have a first light-emitting layer 23A and a second light-emitting layer 23B located closer to the cathode 25 than the first light-emitting layer 23A.
  • the first light-emitting layer 23A may include the first quantum dot 31 of the quantum dots 30, and the second light-emitting layer 23B may include the second quantum dot 32 of the quantum dots 30.
  • first light-emitting layer 23A and the second light-emitting layer 23B in this disclosure are merely components provided for convenience in order to more clearly explain the configuration of the light-emitting layer 23 in this disclosure.
  • the light-emitting layer 23 does not have to include a clearly distinguishable first light-emitting layer 23A and second light-emitting layer 23B.
  • the specific configuration of the light-emitting layer 23 is not particularly limited, as long as the positional relationships of the various parts of the light-emitting layer 23, such as the quantum dots as well as the additives and organic ligands described below, can be confirmed, for example, by observing a cross section of the light-emitting layer 23.
  • the additive 40 has insulating properties.
  • the additive 40 may include at least one selected from the group including silicon oxide, boron oxide, phosphorus oxide, germanium oxide, beryllium fluoride, arsenic sulfide, silicon selenide, germanium sulfide, titanium oxide, tellurium oxide, aluminum oxide, bismuth oxide, vanadium oxide, antimony oxide, lead oxide, and silicon nitride.
  • the additive 40 may include at least one of silicon oxide, aluminum oxide, and silicon nitride. In this case, the additive 40 becomes denser, thereby further improving the effect of protecting the quantum dots 30 (described later) from foreign substances such as moisture.
  • the addition 40 is located around a portion of the quantum dot 30.
  • the addition 40 may be located between at least two second quantum dots 32 of the quantum dots 30, and may further fill the space between the two second quantum dots 32.
  • Schematic diagrams 401 and 402 in Figure 4 are schematic diagrams showing the material filling the spaces between the quantum dots 30.
  • schematic diagrams 401 and 402 are diagrams respectively showing two examples of a set P of two quantum dots 30 and the region (space) K between them, as shown in Figure 3.
  • schematic diagrams 401 and 402 are diagrams respectively showing set P1 and set P2, which are examples of sets of quantum dot 30A and quantum dot 30B.
  • region K between quantum dots 30A and 30B may contain a material such as a ligand that is different from the material of the material.
  • the light-emitting layer 23 may contain an organic ligand that is added to improve the dispersibility of the quantum dots 30 in the dispersion liquid used for coating and that coordinates to the outer surfaces of the quantum dots 30 in the dispersion liquid.
  • the weight ratio of the organic ligand to the total weight including region K may be less than 5%.
  • the second quantum dots 32 contained in the second light-emitting layer 23B can be said to be encapsulated in the additive 40.
  • the second light-emitting layer 23B containing the second quantum dots 32 encapsulated in the additive 40 has improved light-emitting properties and a longer lifespan.
  • the organic ligand 41 may be considered to be coordinated to the first quantum dot 31.
  • the organic ligand 41 may be considered to be coordinated to the first quantum dot 31.
  • a more detailed method for performing the confirmation may include, for example, Method 2: Dynamic SIMS (Secondary Ion Mass Spectroscopy) is used to confirm the distribution of elements or molecules in the film thickness direction of each layer of the light-emitting device 2.
  • Method 3 In Method 2, dynamic SIMS may be replaced with TOF (Time Of Flight)-SIMS (Static SIMS).
  • the confirmation methods are prioritized in the order of Methods 1 to 3 described above. If confirmation is successful using the earlier method, confirmation using the later method may be omitted.
  • the light-emitting element 2 may have only the light-emitting layer 23 between the anode 21 and the cathode 25; in other words, it may not have a charge transport layer between the anode 21 and the cathode 25.
  • the layer adjacent to the light-emitting layer 23 on the anode 21 side may be the anode 21, or the layer adjacent to the light-emitting layer 23 on the cathode 25 side may be the cathode 25.
  • Fig. 5 is a schematic side cross-sectional view of a display device 1C according to the comparative example.
  • the display device 1C according to the comparative embodiment has a light-emitting element 2C instead of the light-emitting element 2.
  • the light-emitting element 2C has a light-emitting layer 23C instead of the light-emitting layer 23.
  • Figure 6 is an enlarged schematic diagram of the cross section shown in Figure 5, showing the light-emitting layer 23C and the hole transport layer 22 and electron transport layer 24 in the vicinity of the light-emitting layer 23C, and in particular showing an enlarged region EC shown in Figure 5.
  • the light-emitting layer 23C includes a plurality of quantum dots 30 and an adduct 40 encapsulating each of the quantum dots 30.
  • the adduct 40 is adjacent to both the hole transport layer 22 and the electron transport layer 24, and none of the quantum dots 30 is adjacent to either the hole transport layer 22 or the electron transport layer 24.
  • the quantum dots 30 are not adjacent to either the hole transport layer 22 or the electron transport layer 24 via a ligand such as an organic ligand.
  • the display device 1C according to the comparative embodiment has the same configuration as the display device 1 according to this embodiment.
  • the additive 40 is an insulator
  • the quantum dots 30 contain a material, such as a semiconductor, that has at least higher electrical conductivity than the additive 40. Therefore, when the light-emitting element 2C is driven, it is thought that charges are transported mainly along the path R that connects the hole transport layer 22 and the electron transport layer 24 via the quantum dots 30, as shown in Figure 6.
  • light-emitting layer 23C on path R is regarded as a circuit that connects hole transport layer 22 and electron transport layer 24 and transports charges.
  • the circuit can be regarded as a circuit in which, in addition to the resistance between hole transport layer 22 and electron transport layer 24, each quantum dot 30 and each first addition 40 on path R behaves as a virtual diode D.
  • the virtual circuit formed along path R can be regarded as including a total of five diodes D, in addition to the resistance between hole transport layer 22 and electron transport layer 24.
  • the addition 40 located between the electron transport layer 24 and the quantum dots 30, but the addition 40 is also located between the hole transport layer 22 and the quantum dots 30. Therefore, when the light-emitting element 2C including the light-emitting layer 23C is driven, the addition 40 formed between the hole transport layer 22 and the quantum dots 30 behaves as a virtual diode D. Therefore, in the light-emitting element 2C of the comparative embodiment, the addition 40 between the hole transport layer 22 and the quantum dots 30, which behaves as a virtual diode D, reduces the efficiency of hole injection from the hole transport layer 22 to the quantum dots 30.
  • the high mobility of electrons relative to holes can lead to recombination of holes and electrons injected into the light-emitting layer occurring more frequently on the anode side.
  • the excitons generated by this recombination are located closer to the anode.
  • energy transfer may occur, in which the energy of excitons generated by the recombination of holes and electrons in the quantum dots is transferred to another component close to the quantum dot. If the energy of the excitons is transferred to a component other than the quantum dots, such as the hole transport material of the hole transport layer 22, the component may become deactivated and not contribute to light emission.
  • the probability of energy transfer such as a Förster transition, in which the energy of an exciton is transferred to another material, tends to increase the closer the distance between the two components where the energy transfer occurs.
  • the effective electrical resistance between the first quantum dots 31 and the hole transport layer 22 can be reduced, such as the electrical resistance of the virtual diode D formed between the first quantum dots 31 and the hole transport layer 22. Therefore, when the light-emitting element 2 is driven, holes injected into the light-emitting layer 23 are efficiently injected into the first quantum dots 31 and are efficiently transported via the first quantum dots 31 to the center of the light-emitting layer 23 in the film thickness direction.
  • the light-emitting element 2 improves the efficiency of hole injection from the hole transport layer 22 to the first quantum dots 31, and reduces the luminous efficiency of the light-emitting layer 23 and the deterioration of each layer between the anode 21 and the cathode 25.
  • the light-emitting element 2 transports holes toward the center in the film thickness direction of the light-emitting layer 23, recombination of holes and electrons in the light-emitting layer 23 occurs toward the center in the film thickness direction of the light-emitting layer 23. Therefore, by increasing the distance between the excitons generated by this recombination and the hole transport layer 22, the light-emitting element 2 reduces the transfer of energy possessed by the excitons to the hole transport material of the hole transport layer 22, etc.
  • the light-emitting layer 23 of the light-emitting element 2 includes an additive 40 located around some of the quantum dots 30, including the second quantum dots 32. Therefore, the additive 40 in the light-emitting layer 23 can protect some of the quantum dots 30 from foreign substances such as moisture. Therefore, the additive 40 in the light-emitting element 2 can reduce deterioration of some of the quantum dots 30 in the light-emitting layer 23.
  • the light-emitting element 2 can more efficiently protect the quantum dots 30, including the second quantum dots 32, in which exciton energy transfer is less likely to occur than in the first quantum dots 31, thereby improving the light-emitting efficiency.
  • the light-emitting element 2 achieves improved luminous efficiency and improved reliability of each layer between the anode 21 and cathode 25 while reducing deterioration of some of the quantum dots 30 due to the addition 40.
  • a display device 1 equipped with the light-emitting element 2 achieves reduced power consumption and a longer lifespan.
  • a light-emitting element 2 having a light-emitting layer 23 including first quantum dots 31 in direct contact with the hole transport layer 22 reduces the overall electrical resistance, thereby improving the luminous efficiency.
  • the light-emitting layer 23, in which the first quantum dots 31 are adjacent to the hole transport layer 22 via the organic ligands 41 can be formed using a dispersion liquid in which the first quantum dots 31 coordinated with the organic ligands 41 are dispersed, as described below.
  • this dispersion liquid and in the portion of the light-emitting layer 23 formed from the dispersion liquid the steric hindrance of the organic ligands 41 reduces aggregation of the first quantum dots 31.
  • a light-emitting device 2 having a light-emitting layer 23 including first quantum dots 31 adjacent to the hole transport layer 22 via the organic ligands 41 reduces overall electrical resistance, while reducing aggregation of the first quantum dots 40 and reducing the probability of deactivation processes occurring in the first quantum dots. Therefore, a light-emitting device 2 having the above configuration further improves luminous efficiency.
  • the light-emitting layer 23 includes an additive 40 between the electron transport layer 24 and the second quantum dots 32. Therefore, the additive 40 in the light-emitting device 2 more efficiently protects the second quantum dots 32 from foreign substances such as moisture that penetrate from the electron transport layer 24 side. In particular, because the additive 40 fills the space between at least two second quantum dots 32, the additive 40 in the light-emitting device 2 more efficiently protects the second quantum dots 32.
  • the distance of the second quantum dots 32 from the interface between the light-emitting layer 23 and the electron transport layer 24, where excess electrons tend to accumulate, is increased. Therefore, the light-emitting element 2 reduces deterioration of the second quantum dots 32 due to Auger electrons and the like generated from excess electrons accumulated at the interface between the light-emitting layer 23 and the electron transport layer 24.
  • the light-emitting layer 23 includes the additive 40 between the electron transport layer 24 and the second quantum dot 32, thereby including the virtual diode D described above between the light-emitting layer 23 and the electron transport layer 24. Therefore, the light-emitting element 2 can reduce the electron excess in the light-emitting layer 23 by reducing the efficiency of electron transport from the electron transport layer 24 to the light-emitting layer 23. Therefore, the light-emitting element 2 improves the carrier balance in the light-emitting layer 23, reducing the luminous efficiency of the light-emitting layer 23 and the deterioration of each layer between the anode 21 and the cathode 25.
  • the thickness of the additive 40 between the electron transport layer 24 and the second quantum dots 32 may be 1 nm or more, or, as described above, the additive 40 may be insulating.
  • An insulating additive 40 further reduces the penetration of foreign matter into the second quantum dots 32.
  • an insulating additive 40 reduces the injection of excess electrons, such as Auger electrons, into the second quantum dots 32, which may degrade the quantum dots 30, or the propagation of energy from these electrons. Therefore, with the above configuration, the light-emitting device 2 more efficiently protects the second quantum dots 32, further reduces degradation of the second quantum dots 32, and further improves the carrier balance of the light-emitting layer 23.
  • the light-emitting element 2 can prevent an excessive decrease in the transport efficiency of electrons from the electron transport layer 24 to the second quantum dots 32, improving the luminous efficiency of the light-emitting layer 23.
  • the light-emitting element 2 includes a hole transport layer 22 between the anode 21 and the light-emitting layer 23, adjacent to the anode 21 side of the light-emitting layer 23, thereby further improving the efficiency of hole transport from the anode 21 to the light-emitting layer 23.
  • the hole transport layer 22 contains an organic material, particularly at least one of PVK and TPD, as a hole transport material, thereby further improving the efficiency of hole transport from the anode 21 to the light-emitting layer 23.
  • Fig. 7 is a flowchart showing a method for manufacturing the display device 1 according to this embodiment.
  • a hole transport layer 22 is formed on the anode 21 by any of the methods described above (step S23).
  • the hole transport layer 22 may be formed in common for multiple anodes 21, or may be formed in an island shape for each anode 21.
  • the hole transport layer 22 may be made of different materials depending on the emission color of the sub-pixel.
  • Fig. 8 is a flowchart showing the method for forming the light-emitting layer 23 according to this embodiment.
  • a quantum dot dispersion liquid and a first dispersion liquid are first prepared (step S1).
  • the quantum dot dispersion liquid and the first dispersion liquid will be described in more detail with reference to Figures 9 and 10.
  • Figures 9 and 10 are schematic diagrams showing the quantum dot dispersion liquid LQ and the first dispersion liquid L1, respectively, poured into a container C.
  • quantum dot dispersion liquid LQ contains quantum dots 30 dispersed in a solvent 50 and organic ligands 41 that coordinate with the quantum dots 30.
  • the quantum dot dispersion liquid LQ may be prepared by synthesizing a plurality of quantum dots 30 in a solvent 50 by any method, including conventionally known methods, and then adding the organic ligands 41 to the solvent 50.
  • the quantum dot dispersion liquid LQ may be prepared by extracting quantum dots 30 that have been separately synthesized and the organic ligands 41 that coordinate with the quantum dots 30, and adding them to the solvent 50.
  • the solvent 50 may be toluene.
  • the first dispersion liquid L1 contains quantum dots 30 dispersed in a solvent 50, a precursor 51 as a first precursor, and a precursor ligand 52 as a first precursor that coordinates with the quantum dots 30.
  • the precursor 51 is a precursor of the adduct 40 and is converted to the adduct 40 by a conversion process described below.
  • the precursor ligand 52 has at least a portion of the precursor 51 and a coordinating functional group that is located at an end and forms a coordinate bond with the outer surface of the quantum dot 30. Therefore, the precursor ligand 52 coordinates to the quantum dots 30, and a portion of the side opposite the coordinating functional group is converted to the adduct 40 by a conversion process described below.
  • the precursor 51 when the adduct 40 is silicon oxide, the precursor 51 may include tetramethyl orthosilicate (TMOS) shown in the following formula (1): Also, when the adduct 40 is silicon oxide, the precursor ligand 52 may include 3-(mercaptopropyl)trimethoxysilane (MPS) shown in the following formula (2):
  • TMOS tetramethyl orthosilicate
  • MPS 3-(mercaptopropyl)trimethoxysilane
  • the first dispersion L1 may contain a halogen source 53, such as ZnCl2 , which may act as a catalyst for the conversion of the precursor 51 and precursor ligand 52 to the adduct 40, as described below.
  • a halogen source 53 such as ZnCl2
  • the first dispersion liquid L1 may be prepared by synthesizing a plurality of quantum dots 30 in a solvent 50 by any method, including conventionally known methods, and then adding a precursor 51, a precursor ligand 52, and a halogen source 53 to the solvent 50.
  • the first dispersion liquid L1 may be prepared by extracting quantum dots 30 synthesized separately and precursor ligands 52 that coordinate to the quantum dots 30, and adding them to the solvent 50 together with the precursor 51 and the halogen source 53.
  • Quantum dots 30 coordinated with precursor ligands 52 may be synthesized, for example, by stirring a dispersion liquid in which quantum dots 30 coordinated with organic ligands 41 are dispersed, and a dispersion liquid in which an excess amount of precursor ligands 52 are dispersed.
  • the ligands coordinated to the quantum dots 30 may be replaced by precursor ligands 52 from organic ligands 41 through the stirring.
  • a film-forming step of the light-emitting layer 23 is carried out.
  • the film-forming step of the light-emitting layer 23 will be described in more detail with reference to Fig. 11 in addition to Fig. 8.
  • Fig. 11 is a process cross-sectional view showing the film-forming step of the light-emitting layer 23, which is part of the method of forming the light-emitting layer 23.
  • the quantum dot dispersion liquid LQ is applied to the substrate 3, which is a laminate including each layer (step S2).
  • the quantum dot dispersion liquid LQ is applied to the hole transport layer 22 by any method, including a conventionally known application method such as spin coating.
  • the quantum dots 30 in the applied quantum dot dispersion liquid LQ may accumulate on the hole transport layer 22 side due to their own weight.
  • the quantum dots 30 in the quantum dot dispersion liquid LQ or the organic ligands 41 coordinated to the quantum dots 30 may come into contact with the hole transport layer 22.
  • each portion of the substrate 3 containing the applied quantum dot dispersion liquid LQ is heated, for example, at 130°C for 5 minutes to dry the quantum dot dispersion liquid LQ (step S3).
  • the solvent 50 of the applied quantum dot dispersion liquid LQ volatilizes, so that the quantum dots 30 in the quantum dot dispersion liquid LQ or the organic ligands 41 coordinated to the quantum dots 30 are adjacent to the hole transport layer 22.
  • the quantum dots 30 in the quantum dot dispersion liquid LQ or the organic ligands 41 coordinated to the quantum dots 30 may be in contact with the hole transport layer 22.
  • step S3 of FIG. 11 At least some of the quantum dots 30 contained in the quantum dot dispersion liquid LQ become first quantum dots 31 that are in direct contact with the hole transport layer 22 or adjacent to each other via organic ligands 41. Therefore, by performing step S3, a first light-emitting layer 23A is formed on the hole transport layer 22 as a first quantum dot layer that includes the first quantum dots 31.
  • the laminate including each layer on the substrate 3 is used as the substrate, and the first dispersion liquid L1 is applied to the substrate (step S4).
  • the first dispersion liquid L1 is applied to the first light-emitting layer 23A by any method, including a conventionally known application method such as spin coating.
  • step S4 as long as the first quantum dots 31 contained in the first light-emitting layer 23A are maintained in contact with the hole transport layer 22 or adjacent to each other via the organic ligands 41, the solvent 50 of the first dispersion liquid L1 may penetrate between the first quantum dots 31 in the first light-emitting layer 23A. However, the precursor 51 of the first dispersion liquid L1 may be located above the first quantum dots 31.
  • the precursor of the adduct 40 in the first dispersion liquid L1 which contains the precursor 51 and the precursor ligand 52, is converted into the adduct 40 (step S5).
  • the portions of the substrate 3 containing the applied first dispersion liquid L1 are heated, for example, at 100°C for 30 minutes, to cause the precursor 51 and the precursor ligand 52 in the first dispersion liquid L1 to react with each other.
  • precursor 51 contains TMOS and precursor ligand 52 contains MPS.
  • methoxy groups of TMOS in precursor 51 and MPS in precursor ligand 52 react with water (H 2 O) and are replaced with hydroxyl groups (OH-), and methanol is produced as a by-product.
  • dehydration condensation occurs between TMOS and MPS, between two TMOSs, and between two MPSs.
  • step S5 precursor 51 and precursor ligand 52 are converted into adduct 40 containing silicon oxide.
  • the reaction between precursor 51 and precursor ligand 52 may proceed using halogen source 53 as a catalyst. Furthermore, in step S5, some of the methoxy groups in TMOS of precursor 51 and MPS of precursor ligand 52 may react through the reaction; in other words, methoxy groups or hydroxyl groups may remain in adduct 40.
  • step S5 the precursors 51 in the applied first dispersion liquid L1 are positioned around the quantum dots 30, and the precursor ligands 52 are coordinated to the quantum dots 30.
  • the precursors 51 and precursor ligands 52 converted in step S5 are converted into adducts 40 that fill the spaces between the quantum dots 30. Therefore, as shown in step S5 of Figure 11, a second light-emitting layer 23B including a plurality of second quantum dots 32 encapsulated in the adducts 40 is formed on the first light-emitting layer 23A. This completes the formation of the light-emitting layer 23.
  • the electron transport layer 24 is formed on the light-emitting layer 23 by any of the methods described above (step S25).
  • the electron transport layer 24 may be formed by the same method as the hole transport layer 22, except for the formation position and the material used.
  • a cathode 25 is formed on the electron transport layer 24 using the various methods described above (step S26).
  • the cathode 25 may be formed in common for multiple anodes 21. In this way, a display device 1 having a light-emitting element 2 on a substrate 3 is manufactured.
  • the above method makes it possible to manufacture a display device 1 equipped with a light-emitting element 2 that achieves improved luminous efficiency and improved reliability of each layer between the anode 21 and cathode 25 while reducing deterioration of some of the quantum dots 30 due to the additive 40.
  • the second light-emitting layer 23B is formed by a method that includes converting a precursor of the additive 40. The above method makes it possible to more simply form the second light-emitting layer 23B that includes the additive 40 that fills the space between two second quantum dots 32.
  • the light-emitting element 2 included in the display device 1 has the anode 21 located closer to the substrate 3 than the light-emitting layer 23.
  • the quantum dots 30 or organic ligands 41 in the quantum dot dispersion liquid LQ can be easily brought into contact with the hole transport layer 22 in steps S2 and S3. Therefore, since the light-emitting element 2 included in the display device 1 has the anode 21 located closer to the substrate 3 than the light-emitting layer 23, the display device 1 further simplifies the formation of the first light-emitting layer 23A during its manufacturing process.
  • an additive 40 is formed on the upper surface of the light-emitting layer 23 in the process of forming the electron transport layer 24 and the cathode 25. Therefore, in the process of forming the electron transport layer 24 and the cathode 25, the quantum dots 30 contained in the light-emitting layer 23 are protected by the additive 40. Therefore, in the light-emitting element 2 provided in the display device 1, the anode 21 is located closer to the substrate 3 than the light-emitting layer 23, and therefore the display device 1 can reduce deterioration of the quantum dots 30 contained in the light-emitting layer 23 in the process of forming the electron transport layer 24 and the cathode 25.
  • the display device 1 according to this embodiment has the same configuration as the display device 1 according to the previous embodiment, but differs only in some steps in the method for manufacturing the light-emitting element 2.
  • the method for manufacturing the light-emitting element 2 according to this embodiment differs from the method for manufacturing the light-emitting element 2 according to the previous embodiment only in the method for forming the light-emitting layer 23.
  • dispersion liquid LA and dispersion liquid LB are prepared as shown in step S1-1 of Figure 12.
  • Dispersion LA is a dispersion in which precursor 51 as a first precursor and precursor ligand 52 are dispersed in solvent 54.
  • Solvent 54 is a polar solvent such as N,N-dimethylformamide (DMF).
  • Dispersion LA may further contain a halogen source 53 in solvent 54.
  • Dispersion LA may be prepared by adding separately synthesized precursor 51, precursor ligand 52, and halogen source 53 to solvent 54.
  • Dispersion liquid LB is, for example, a dispersion liquid in which multiple quantum dots 30 coordinated with organic ligands 41 are dispersed in solvent 55.
  • dispersion liquid LB may be the same dispersion liquid as quantum dot dispersion liquid LQ, except that it contains solvent 55 instead of solvent 50, and may be prepared by the same method as quantum dot dispersion liquid LQ.
  • Solvent 55 is a non-polar solvent such as octane. Because solvents 54 and 55 have different polarities, when dispersion liquid LA and dispersion liquid LB are left to stand in a container, the liquid in the container separates into a layer of dispersion liquid LA and a layer of dispersion liquid LB, as shown in Figure 12.
  • dispersion liquid LA and dispersion liquid LB are thoroughly stirred and mixed in the container.
  • some of the organic ligands 41 coordinated to the quantum dots 30 are replaced by precursor ligands 52. This makes it easier for the quantum dots 30 to disperse in solvent 54 than in solvent 55, and as shown in step S1-2 of Figure 12, the quantum dots 30 migrate from dispersion liquid LB to dispersion liquid LA.
  • a quantum dot structure 60 containing quantum dots 30 is synthesized by mixing the dispersion liquid LA and the dispersion liquid LB.
  • the quantum dot structure 60 has an adduct 61 that encapsulates the quantum dots 30.
  • the quantum dot structure 60 may migrate to the interface between the dispersion liquid LA and the dispersion liquid LB.
  • the adduct 61 formed in the mixing process may have the same composition as the above-mentioned adduct 40.
  • the two components have the same composition does not mean that the two components have exactly the same composition.
  • the two may be considered to have the same composition if both adduct 40 and adduct 61 contain two types of atoms, and the difference in the ratio of one atom to the other is 1% or less, the two may be considered to have the same composition.
  • atom does not only mean that it exists as a single atom.
  • atom also includes those that exist in the form of a molecule containing two or more atoms, including the atom in question and another atom, those that exist in the form of a complex, those that exist in the form of a compound, or those that exist in the form of an ion.
  • atom does not limit the form in which other atoms exist.
  • a metal atom includes those that exist in the form of a compound containing a metal atom, and those that exist in the form of a metal ion. Regardless of the form in which a metal atom exists, if its presence in a substance can be identified by analysis, the substance can be considered to contain the metal atom.
  • the quantum dot structures 60 are extracted from the dispersion liquid LA, for example, by centrifuging the dispersion liquid LA at 4000 rpm for 5 minutes.
  • a poor solvent such as ethyl acetate or acetone may be added to the dispersion liquid LA to precipitate the quantum dot structures 60.
  • the precipitate containing the quantum dot structures 60 is then dispersed in a solvent 50 in a separate container.
  • a precursor 51 and a halogen source 53 are then added to the dispersion liquid to prepare a first dispersion liquid L1A shown in FIG. 13.
  • the first dispersion L1A prepared in this embodiment contains quantum dot structures 60, precursors 51, and a halogen source 53 dispersed in a solvent 50.
  • the first dispersion L1A differs from the first dispersion L1 only in that it contains adducts 61 that encapsulate the quantum dots 30 instead of precursor ligands 52 that coordinate to the quantum dots 30.
  • steps S2 to S5 are performed in order following step S1.
  • steps S2 to S5 of the light-emitting layer 23 according to this embodiment are each performed in the same manner as steps S2 to S5 of the light-emitting layer 23 according to the previous embodiment, except for the content of steps S4 and S5.
  • step S4 the first dispersion liquid L1A is applied onto the first light-emitting layer 23A.
  • step S5 the applied first dispersion liquid L1A is heated to convert the precursor 51 in the first dispersion liquid L1A into the adduct 40.
  • the precursor 51 is located around the quantum dot structure 60. Therefore, the adduct 40 returned from the precursor 51 in step S5 is formed around the adduct 61 of the quantum dot structure 60. Also, as described above, the adduct 61 has the same composition as the adduct 40 described above.
  • FIG. 14 is a schematic side cross-sectional view of a display device 4 according to this embodiment.
  • the display device 4 according to this embodiment includes a light-emitting element 5 instead of the light-emitting element 2.
  • the light-emitting element 5 includes a light-emitting layer 26 instead of the light-emitting layer 23. Except for the above points, the display device 4 has the same configuration as the display device 1.
  • Figure 15 is an enlarged schematic diagram of the cross section shown in Figure 14, showing the light-emitting layer 26 and the hole transport layer 22 and electron transport layer 24 in the vicinity of the light-emitting layer 26, and in particular, showing an enlarged region E2 shown in Figure 14.
  • the light-emitting layer 26 includes a first light-emitting layer 26A and a second light-emitting layer 26B stacked in this order from the hole transport layer 22 side.
  • the first quantum dots 31 are adjacent to each other via the semiconductor 42. Therefore, the effective electrical resistance of the virtual diode D described above, which is formed between the hole transport layer 22 and the first quantum dots 31 in the light-emitting element 5 according to this embodiment, is lower than when an insulator such as the additive 40 is located between the hole transport layer 22 and the first quantum dots 31.
  • the light-emitting layer 26 includes a semiconductor 42 that fills the space between at least two first quantum dots 31. Therefore, the light-emitting element 2 protects the first quantum dots 31 with the semiconductor 42 while improving the efficiency of hole injection into the first quantum dots 31. From the viewpoint of achieving both the effect of protecting the first quantum dots 31 with the semiconductor 42 and the efficiency of hole injection into the first quantum dots 31, the thickness T2 of the semiconductor 42 located between the hole transport layer 22 and the first quantum dots may be 6 nm or more and 12 nm or less.
  • FIG. 16 is a flowchart showing the method of forming the light-emitting layer 26 according to this embodiment.
  • FIG. 17 is a schematic diagram showing a second dispersion liquid, described below, used in the method of forming the light-emitting layer 26 according to this embodiment.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view showing a process of part of the method of forming the light-emitting layer 26 according to this embodiment.
  • a first dispersion liquid and a second dispersion liquid are prepared (step S6).
  • the first dispersion liquid may be prepared by the same method as the method for preparing the first dispersion liquid L1 or first dispersion liquid L1A described above.
  • the second dispersion liquid L2 is a dispersion liquid in which a plurality of quantum dots 30 and a precursor 57, which is a second precursor, are dispersed in a solvent 56.
  • the second dispersion liquid L2 may contain a ligand 58 that coordinates with the quantum dots 30.
  • the second dispersion liquid L2 may also contain a catalyst that promotes the conversion of the precursor 57 into a semiconductor 42.
  • the solvent 56 is a polar solvent and may contain, for example, DMF.
  • Precursor 57 is a precursor of semiconductor 42 and is converted into semiconductor 42 by a method described below.
  • precursor 57 may contain a metal acetate, metal nitrate, or metal halide as a metal source.
  • semiconductor 42 contains a sulfur atom
  • precursor 57 may contain at least one of thiourea, N-methylthiourea, 1,3-dimethylthiourea, N,N'-dimethylthiourea, tetramethylthiourea, or thioacetamide as a sulfur source.
  • precursor 57 may contain a metal complex in which thiourea, N-methylthiourea, 1,3-dimethylthiourea, N,N'-dimethylthiourea, tetramethylthiourea, or thioacetamide is coordinated to a metal atom.
  • Ligand 58 may contain halide ions and may function as a catalyst to promote the conversion of precursor 57 into semiconductor 42.
  • Ligand 58 may be polar in order to facilitate dispersion of coordinated quantum dots 30 in polar solvent 56.
  • Ligand 58 may also have the same structure as organic ligand 41, in other words, it may be a carbon chain having a coordinating functional group at one end.
  • the second dispersion L2 may be prepared by adding separately synthesized quantum dots 30, precursor 57, and ligand 58 to a solvent 56.
  • the second dispersion L2 may be prepared by adding precursor 57 to a solvent 56 in which quantum dots 30 coordinated with ligand 58 are dispersed.
  • the quantum dots 30 coordinated with ligand 58 may be obtained by stirring a dispersion in which quantum dots 30 coordinated with organic ligand 41 are dispersed and a dispersion in which ligand 58 is dispersed, and replacing the ligand coordinated to the quantum dots 30 from organic ligand 41 with ligand 58.
  • the film-forming process of the light-emitting layer 26 is carried out.
  • the film-forming process of the light-emitting layer 26 will be described in more detail with reference to FIG. 18 in addition to FIG. 16.
  • the laminate including each layer on the substrate 3 is used as the substrate, and the second dispersion L2 is applied to the substrate (step S7).
  • the second dispersion L2 is applied to the hole transport layer 22 by any method, including a conventionally known application method such as spin coating.
  • the precursor of the semiconductor 42 in the second dispersion liquid L2 containing the precursor 57 is converted into the semiconductor 42 (step S8).
  • the precursor 57 in the second dispersion liquid L2 is reacted by heating each portion of the substrate 3 containing the applied second dispersion liquid L2 at a temperature of, for example, 80°C to 500°C for 1 minute or more.
  • step S8 the precursor 57 in the applied second dispersion liquid L2 is positioned around the quantum dots 30. Therefore, the precursor 57 converted in step S8 is converted into semiconductor 42 so as to fill the spaces between the quantum dots 30. Therefore, as shown in step S8 of Figure 18, a first light-emitting layer 26A including a plurality of first quantum dots 31 encapsulated in semiconductor 42 is formed on the hole transport layer 22.
  • the second light-emitting layer 26B is formed on the first light-emitting layer 26A.
  • the second light-emitting layer 26B may be formed using the same method as steps S4 and S5 described above, except that the first dispersion liquid L1 or first dispersion liquid L1A is applied to the first light-emitting layer 26A. As a result, the light-emitting layer 26 is formed, as shown in step S5 of Figure 18.
  • the method according to this embodiment makes it possible to manufacture a display device 4 equipped with a light-emitting element 5 that improves light-emitting efficiency while protecting the first quantum dots 31 with the semiconductor 42 and the second quantum dots 32 with the additive 40.
  • the first quantum dots 31 are protected by the semiconductor 42 after the process of forming the second light-emitting layer 26B. Therefore, the above method can further reduce deterioration of the first quantum dots 31 during the manufacturing process of the display device 4. Furthermore, in the above method, the semiconductor 42 can be formed by converting the precursor 57. Therefore, the above method can form the first light-emitting layer 23A, which includes the semiconductor 42 filling the spaces between the multiple first quantum dots 31, by a simpler method.
  • the display device 6 according to this embodiment includes a light-emitting element 7 instead of the light-emitting element 2.
  • the light-emitting element 7 includes, in this order from the substrate 3 side, a cathode 25, an electron transport layer 24, a light-emitting layer 27, a hole transport layer 22, and an anode 21.
  • the light-emitting element 7 includes a light-emitting layer 27 instead of the light-emitting layer 23, and the stacking order of the layers from the anode 21 to the cathode 25 is reversed.
  • the cathode 25 is located closer to the substrate 3 than the light-emitting layer 27.
  • the display device 6 has the same configuration as the display device 1.
  • the cathode 25 may be formed in an island shape for each sub-pixel in a plan view, and may be electrically connected to each pixel circuit PC on the substrate 3.
  • the anode 21 may be formed in common for multiple sub-pixels.
  • Figure 20 is an enlarged schematic diagram of the cross section shown in Figure 19, showing the light-emitting layer 27 and the hole transport layer 22 and electron transport layer 24 in the vicinity of the light-emitting layer 27, and in particular, showing an enlarged region E3 shown in Figure 19.
  • the light-emitting layer 27 includes a plurality of quantum dots 30 and an additive 40.
  • the quantum dots 30 include a first quantum dot 31 and a second quantum dot 32 located closer to the cathode 25 than the first quantum dot 31.
  • the light-emitting layer 27 is adjacent to the lower surface 22U of the hole transport layer 22 on the anode 21 side.
  • at least some of the first quantum dots 31 are adjacent to the hole transport layer 22.
  • the first quantum dots 31 are in direct contact with or adjacent to the layer to which the light-emitting layer 23 is adjacent on the anode 21 side.
  • the additive 40 may form a portion of the outer edge of the light-emitting layer 27 adjacent to the top surface 24T of the electron transport layer 24. Therefore, the light-emitting layer 27 includes the additive 40 between the electron transport layer 24 and the second quantum dots 32.
  • the additive 40 encapsulates a plurality of quantum dots 30.
  • the additive 40 according to this embodiment not only fills the space between at least two second quantum dots 32, but also fills the space between at least two first quantum dots 31. Therefore, as long as at least some of the first quantum dots 31 are adjacent to the hole transport layer 22, some of the first quantum dots 31 may be encapsulated in the additive 40; in other words, the additive 40 may be located between the hole transport layer 22 and some of the first quantum dots 31.
  • the light-emitting layer 27 includes the additive 40, and the first quantum dots 31 are adjacent to the hole transport layer 22. Therefore, for the same reasons as described above, the additive 40 in the light-emitting element 7 reduces deterioration of some of the quantum dots 30, while improving the light-emitting efficiency and the reliability of each layer between the anode 21 and the cathode 25.
  • a display device 6 equipped with the light-emitting element 7 achieves reduced power consumption and a longer lifespan.
  • the additive 40 of the light-emitting layer 27 fills the spaces between at least two first quantum dots 31 in addition to the spaces between at least two second quantum dots 32. Therefore, the additive 40 in the light-emitting device 7 can more efficiently protect both the first quantum dots 31 and the second quantum dots 32.
  • Fig. 21 is a flowchart showing a method for manufacturing the display device 6 according to this embodiment.
  • the substrate 3 is prepared using the same method as step S21 described above.
  • steps S26 and S25 described above are performed in order to form the cathode 25 and electron transport layer 24 in that order on the substrate 3.
  • step S27 the light-emitting layer 27 is formed (step S27).
  • the method of forming the light-emitting layer 27 will be described in more detail with reference to Figures 22 and 23.
  • Figure 22 is a flowchart showing the method of forming the light-emitting layer 27 according to this embodiment.
  • Figure 23 is a cross-sectional view showing the film formation process of the light-emitting layer 27, which is part of the method of forming the light-emitting layer 27 according to this embodiment.
  • a third dispersion is prepared (step S9).
  • the third dispersion may be prepared by the same method as the preparation of the first dispersion L1 or first dispersion L1A described above.
  • the third dispersion according to this embodiment may have the same composition as the first dispersion L1 or first dispersion L1A described above.
  • an example will be described in which the third dispersion has the same composition as the first dispersion L1.
  • the film-forming process for the light-emitting layer 27 is carried out.
  • the laminate including each layer on the substrate 3 is used as the substrate, and the third dispersion liquid is applied to the substrate (step S10).
  • the third dispersion liquid L3 is applied to the electron transport layer 24 by any method, including a conventionally known application method such as spin coating.
  • the precursor of the adduct 40 in the third dispersion L3, which contains the precursor 51 and the precursor ligand 52, is converted into the adduct 40 (step S11).
  • the portions of the substrate 3 containing the applied third dispersion L3 are heated, for example, at 100°C for 30 minutes, to cause the precursor 51 and the precursor ligand 52 in the third dispersion L3 to react with each other.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

発光素子（２）は、アノード（２１）とカソード（２５）との間に位置する発光層（２３）を備える。発光層は、第１量子ドット（３１）と、付加物（４０）と、を含む。第１量子ドットは発光層がアノードの側において隣り合う層（２２）と、直接接し、または有機リガンド（４１）を介して、または半導体を介して隣り合う。

Description

発光素子、表示装置、発光素子の製造方法
　本開示は、発光素子、当該発光素子を備えた表示装置、および当該発光素子の製造方法に関する。
　非特許文献１には、発光素子に用いられる発光体として、量子ドット（半導体ナノ粒子）と、当該量子ドットの周囲に位置する酸化シリコン（シリカ）を含む付加物とを有する量子ドット構造体が開示されている。量子ドットの周囲に付加物を有する構造体は、付加物により量子ドットを保護して量子ドットの信頼性を向上させる。
Cong Shen, Yanqing Zhu et al. Blue-Emitting InP/GaP/ZnS Quantum Dots with Enhanced Stability by Siloxane Capping: Implication for Electroluminescent Devices. ACS Appl. Nano Mater. 2022.5.2, pp. 2801-2811.
　非特許文献１に記載されているような構造体を発光層に備えた発光素子においては、各電極からの電荷の量子ドットへの注入が付加物により阻害され、発光素子の抵抗が増大する、あるいは発光素子の発光効率が低下する場合がある。特に、上述した発光素子においては、電子に対する移動度の低さに起因して、発光層の各量子ドットへの電荷の注入効率が低下する問題は、量子ドットへの正孔の注入において顕著となる傾向にある。
　本開示の一態様に係る発光素子は、アノードと、前記アノードに対向するカソードと、前記アノードと前記カソードとの間に位置する発光層と、を備え、前記発光層は、第１量子ドットと、付加物と、を含み、前記第１量子ドットは前記発光層が前記アノードの側において隣り合う層と、直接接し、または有機リガンドを介して、または半導体を介して隣り合う。
　本開示の一態様に係る発光素子の製造方法は、アノードと、前記アノードに対向するカソードと、前記アノードと前記カソードとの間に位置する発光層と、を備えた発光素子の製造方法であって、前記発光層の形成を含み、前記発光層は、第１量子ドットと、付加物と、を含み、前記第１量子ドットは前記発光層が前記アノードの側において隣り合う層と、直接接し、または有機リガンドを介して、または半導体を介して隣り合う。
　本開示の一態様に係る構成によれば、発光素子において、少なくとも一部の量子ドットを付加物にて保護しつつ、発光層におけるアノードの側に位置する量子ドットへの正孔注入の効率を向上させる。
実施形態１に係る表示装置の概略側断面図である。 実施形態１に係る表示装置の概略図である。 実施形態１に係る発光層およびその近傍の断面の概略拡大図である。 実施形態１に係る量子ドット間を充たす付加物を示すための模式図である。 比較形態に係る表示装置の概略側断面図である。 比較形態に係る発光層およびその近傍の断面の概略拡大図である。 実施形態１に係る表示装置の製造方法を示すフローチャートである。 実施形態１に係る発光層の形成方法を示すフローチャートである。 実施形態１に係る量子ドット分散液を示す概略図である。 実施形態１に係る第１分散液を示す概略図である。 実施形態１に係る発光層の形成方法の一部を示す工程断面図である。 実施形態２に係る発光層の形成方法における混合工程を示す工程側面図である。 実施形態２に係る第１分散液を示す概略図である。 実施形態３に係る表示装置の概略側断面図である。 実施形態３に係る発光層およびその近傍の断面の概略拡大図である。 実施形態３に係る発光層の形成方法を示すフローチャートである。 実施形態３に係る第２分散液を示す概略図である。 実施形態３に係る発光層の形成方法の一部を示す工程断面図である。 実施形態４に係る表示装置の概略側断面図である。 実施形態４に係る発光層およびその近傍の断面の概略拡大図である。 実施形態４に係る表示装置の製造方法を示すフローチャートである。 実施形態４に係る発光層の形成方法を示すフローチャートである。 実施形態４に係る発光層の形成方法の一部を示す工程断面図である。
　〔実施形態１〕
　＜表示装置：概要＞
　以下、本開示の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面において、同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。また、本開示おいては、図示の簡単のために、同一の符号を付した部材についても図面によって縮尺が異なる場合があり、また、異なるハッチングを付す場合がある。しかしながら、本開示の各図面に示す部材は何れも例示に過ぎず、その縮尺は当該図面に示すものに限られない。また、本開示において異なるハッチングを付された部材についても、同一の符号を付した部材は上述の通り同様の構成を備える部材である。
　図２は本実施形態に係る表示装置１の概略図である。表示装置１は、例えば、テレビまたはスマートフォン等のディスプレイに用いることのできる装置である。表示装置１は、複数のサブ画素Ｘを含む表示部ＤＡと、複数のサブ画素Ｘを駆動するドライバ回路ＤＲとを備える。複数のサブ画素Ｘのそれぞれは、発光素子２と当該発光素子２を駆動する画素回路ＰＣとを備える。表示装置１は、ドライバ回路ＤＲおよび画素回路ＰＣを介して表示部ＤＡに形成された複数の発光素子２のそれぞれからの発光を制御することにより、表示部ＤＡにおいて表示を行う。
　表示装置１の表示部ＤＡにおける構造、特に発光素子２の構造について、図１を参照してより詳細に説明する。図１は本開示の実施形態に係る表示装置１の概略側断面図であり、特に、表示装置１の表示面と垂直な断面、かつ、発光素子２を通る断面について示す。なお、本開示における表示装置の各概略断面図および各工程断面図は、図１に示す表示装置１の断面に対応する断面を示す。
　図１に示すように、本実施形態に係る表示装置１は、表示部ＤＡにおいて、上述した複数の発光素子２と基板３とを備え、特に基板３上に複数の発光素子２を備える。表示装置１は、例えば図示しないＴＦＴ（Thin Film Transistor）が画素回路ＰＣとして形成された基板３上に、発光素子２の各層が積層された構造を備える。なお、本明細書においては、表示装置１の発光素子２から基板３への方向を「下方向」、当該下方向と反対方向を「上方向」として記載する。
　発光素子２は、アノード２１上に、正孔輸送層２２と、発光層２３と、電子輸送層２４と、カソード２５とを、基板３の側からこの順に備える。アノード２１は、基板３のＴＦＴと電気的に接続されている。
　＜発光素子の概要＞
　以下、発光素子２の各層の構成について、より詳細に説明する。
　アノード２１およびカソード２５は導電性材料を含み、それぞれ、正孔輸送層２２および電子輸送層２４と電気的に接続されている。
　アノード２１とカソード２５との少なくとも何れか一方は、可視光を透過する透明電極である。透明電極としては、例えば、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、ＩＺＯ（酸化インジウム亜鉛）、ＺｎＯ、ＡＺＯ（アルミニウムドープ酸化亜鉛、ＺＡＯとも称される）、ＢＺＯ（ボロンドープ酸化亜鉛）またはＦＴＯ（フッ素ドープ酸化スズ）等が用いられる。また、アノード２１またはカソード２５のいずれか一方は金属材料を含んでいてもよく、金属材料としては、可視光の反射率の高いＡｌ、Ｃｕ、Ａｕ、ＡｇまたはＭｇの単独またはこれらの合金が好ましい。アノード２１およびカソード２５は、スパッタ法等によって成膜されてもよく、ドライエッチング等によりパターニングされてもよい。
　正孔輸送層２２は、発光層２３におけるアノード２１の側と隣り合うとともに、アノード２１からの正孔を発光層２３へと輸送する、正孔輸送材料を含む層である。なお、本開示において「２部材が隣り合う」とは、当該２部材が直接接することを指してもよく、あるいは、当該２部材が互いに近接することを指してもよい。例えば、本開示において「２部材が隣り合う」場合、当該２部材の最短距離は４ｎｍ以下であってもよく、また、当該２部材の間に４ｎｍ以下の大きさを有する部材が位置してもよい。本実施形態において、正孔輸送層２２は正孔輸送材料として有機材料を含んでもよい。例えば、正孔輸送層２２は、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、および［Ｎ，Ｎ’－ビス（４－ブチルフェニル）－Ｎ，Ｎ’－ビス（フェニル）－ベンジジン］（ＴＰＤ）のうち少なくとも１種を含んでもよい。
　ただし本実施形態においてはこれに限られず、正孔輸送層２２の材料には、量子ドットを含む発光素子等において、従来から採用されている、有機または無機の材料を使用することができる。例えば、正孔輸送層２２の有機材料としては、４，４’－ビス（カルバゾール－９－イル）ビフェニル（ＣＢＰ）、ポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）、ポリ(３，４－エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）とポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）との複合物（ＰＥＤＯＴ－ＰＳＳ）、ポリ［（９，９－ジオクチルフルオレニル－２，７－ジイル）－ｃｏ－（４，４’－（Ｎ－４－ｓｅｃ－ブチルフェニル）ジフェニルアミン）］）（ＴＦＢ）等の導電性化合物が使用できる。正孔輸送層２２の無機材料としては、モリブデン酸化物、ＮｉＯ、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＭｇＺｎＯ、ＬａＮｉＯ３、ＭｏＯ３、またはＷＯ３等の金属酸化物を使用できる。特に、正孔輸送層２２の材料としては、電子親和力およびイオン化ポテンシャルが大きい材料が好適である。
　電子輸送層２４は、カソード２５からの電子を発光層２３へと輸送する、電子輸送材料を含む層である。電子輸送層２４の材料には、量子ドットを含む発光素子等において、従来から採用されている、有機または無機の材料を使用することができる。例えば、電子輸送層２４は電子輸送材料として、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化マグネシウム亜鉛（ＺｎＭｇＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ）、および酸化タングステン（ＷＯ３）のうち少なくとも１種を含んでもよく、また、これらの無機材料のナノ粒子である無機ナノ粒子材料を含んでもよい。あるいは、電子輸送層２４は電子輸送材料として、トリス（８－キノリノール）アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）、バソクプロイン（ＢＣＰ）または（２－（４－ビフェニリル）－５－（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－１，３，４－オキサジアゾール）（ｔ－Ｂｕ－ＰＢＤ）等の、有機材料を含んでもよい。なお、電子輸送層２４の無機材料としては、ＺｎＯ、ＺＡＯ、ＩＴＯ、ＩｎＧａＺｎＯまたはエレクトライド等の金属酸化物を使用してもよい。特に、電子輸送層２４の材料としては、電子親和力が小さい材料が好適である。
　本実施形態において、正孔輸送層２２および電子輸送層２４は、上述した材料を使用した、真空蒸着法、スパッタ法、またはコロイド溶液を用いた塗布形成法等により形成できる。また、発光素子２は、アノード２１と正孔輸送層２２との間に、正孔注入層を備えていてもよく、カソード２５と電子輸送層２４との間に、電子注入層を備えていてもよい。さらに、発光素子２は、正孔輸送層２２と発光層２３との間、あるいは、電子輸送層２４と発光層２３との間に、中間層を備えていてもよい。これらの正孔注入層、電子注入層、および中間層は、何れも、正孔輸送層２２、または電子輸送層２４と同一の手法によって形成してもよい。
　＜発光層：量子ドット＞
　本実施形態に係る発光層２３について、図３を図１と併せて参照してより詳細に説明する。図３は図１に示す断面のうち、発光層２３と、正孔輸送層２２および電子輸送層２４のうち発光層２３の近傍とについて拡大して示し、特に、図１に示す領域Ｅ１について拡大して示す概略図である。
　本実施形態に係る発光層２３は、複数の量子ドット３０と、付加物４０と、を含む。また、本実施形態に係る発光層２３は有機リガンド４１を含む。
　量子ドット３０は、例えばいずれも、コアと、該コアの周囲に形成されたシェルとを備えた、コア／シェル構造の量子ドットであってもよい。本実施形態において、量子ドット３０は、例えば、注入された電子および正孔の再結合により生成された励起子によって発光する発光性の半導体ナノ粒子である。例えば、量子ドット３０における電子および正孔の再結合は、主にコアにおいて生じる。量子ドット３０のコアは、価電子帯準位と伝導帯準位とを有し、価電子帯準位の正孔と伝導帯準位の電子との再結合によって発光する発光材料である。量子ドット３０からの発光は、量子閉じ込め効果により狭いスペクトルを有するため、比較的深い色度の発光を得ることが可能である。また、シェルは、コアの欠陥またはダングリングボンド等の発生を抑制し、失活過程を経るキャリアの再結合を低減する機能を有する。
　量子ドット３０は、コアおよびシェルのそれぞれの材料に、従来公知のコア／シェルを有する量子ドットのコア材およびシェル材に使用される材料を含んでいてもよい。量子ドット３０は、例えば、ＩｎＰ／ＺｎＳ、ＣｄＳｅ／ＺｎＳ、ＣｄＳｅ／ＺｎＳｅ、ＣｄＳｅ／ＣｄＳ、ＺｎＳｅ／ＺｎＳまたはＣＩＧＳ／ＺｎＳ等を、コア／シェル構造として有していてもよい。なお、シェルは互いに異なる複数の材料を含む、複数の層から形成されていてもよい。
　量子ドット３０の粒径は１～１００ｎｍ程度である。量子ドット３０からの発光の波長は、
粒径によって制御することができる。特に、量子ドット３０は、コア／シェル構造を備えているため、コアの粒径を制御することにより、量子ドット３０からの発光の波長を制御できる。このため、量子ドット３０の粒径を制御することにより、表示装置１が発する光の波長を制御できる。
　発光層２３は、膜厚方向における何れかの位置の、当該膜厚方向と直交する面方向において、１０００ｎｍ２あたり１個以上の量子ドット３０を含有してもよい。この場合、発光層２３は、一般に発光素子の発光層として機能するために十分な濃度の量子ドット３０を含有する。
　本実施形態において、量子ドット３０は、第１量子ドット３１と、第２量子ドット３２と、を含む。特に、第２量子ドット３２は第１量子ドット３１よりもカソード２５の側に位置する。例えば、図１および図３に示すように、発光層２３は、第１発光層２３Ａと、第１発光層２３Ａよりもカソード２５の側に位置する第２発光層２３Ｂと、を有してもよい。この場合、第１発光層２３Ａは量子ドット３０のうち第１量子ドット３１を含んでもよく、第２発光層２３Ｂは量子ドット３０のうち第２量子ドット３２を含んでもよい。なお、本開示における第１発光層２３Ａと第２発光層２３Ｂとは、本開示における発光層２３の構成をより明確に説明するために便宜上設けている部材に過ぎない。換言すれば、発光層２３は明確に区別可能な第１発光層２３Ａと第２発光層２３Ｂとを含んでいなくともよい。このように本開示において、例えば発光層２３の断面観察等において発光層２３の各部、例えば、量子ドットに加え、後述する付加物、および有機リガンド等の位置関係を確認できる限り、本開示における発光層２３の具体的な構成は特に限定されない。
　＜発光層：付加物＞
　付加物４０は絶縁性を有する。例えば、付加物４０は、酸化シリコン、酸化ホウ素、酸化リン、酸化ゲルマニウム、フッ化ベリリウム、硫化ヒ素、セレン化シリコン、硫化ゲルマニウム、酸化チタン、酸化テルル、酸化アルミニウム、酸化ビスマス、酸化バナジウム、酸化アンチモン、酸化鉛、窒化シリコンを含む群から少なくとも１種を含んでもよい。特に付加物４０は、酸化シリコン、酸化アルミニウム、および窒化シリコンの少なくとも１種を含んでもよい。この場合付加物４０はより緻密となるため、後述する量子ドット３０を水分等の異物を保護する効果をより向上させる。
　付加物４０は、量子ドット３０の一部の周囲に位置する。特に、付加物４０は、量子ドット３０のうち少なくとも２つの第２量子ドット３２の間に位置してもよく、さらに、当該２つの第２量子ドット３２の間を充たしてもよい。
　複数の量子ドット３０の間を充たす部材について、図４をさらに参照してより詳細に説明する。図４の模式図４０１および模式図４０２は、量子ドット３０の間を充たす部材を示すための模式図である。特に、模式図４０１および模式図４０２は、図３に示す、２つの量子ドット３０の組Ｐおよびその間の領域（空間）Ｋの２つの例についてそれぞれ示す図である。特に、当該模式図４０１および模式図４０２は、量子ドット３０Ａと量子ドット３０Ｂとの組の例である、組Ｐ１および組Ｐ２についてそれぞれ示す図である。
　本明細書において、部材が複数の量子ドット３０の間を充たすとは、図４に示す組Ｐ１の模式図４０１に示すように、少なくとも量子ドット３０Ａと量子ドット３０Ｂとの間の領域Ｋを当該部材が充たすことが分かればよい。領域Ｋは、発光層２３の断面において、量子ドット３０Ａと量子ドット３０Ｂとの外周に接する２直線（共通外接線）と、量子ドット３０Ａと量子ドット３０Ｂとの対向する外周とに囲まれる領域である。このため、図４に示す組Ｐ２の模式図４０２に示すように、量子ドット３０Ａと量子ドット３０Ｂとが互いに近づいていても領域Ｋは存在し得、また、部材は当該領域Ｋを充たす。
　部材が複数の量子ドット３０の間を充たすとは、量子ドット３０Ａと量子ドット３０Ｂとの間の領域Ｋが全て部材のみからなることを指していなくともよい。例えば、量子ドット３０Ａと量子ドット３０Ｂとの間の領域Ｋには、部材の材料と異なるリガンド等の材料が含まれていてもよい。具体的には、例えば、発光層２３は、塗布形成に用いられる分散液中での量子ドット３０の分散性向上のために添加され、当該分散液中において量子ドット３０の外周面に配位する有機リガンドを発光層２３に含んでもよい。この場合、発光層２３においては、発光層２３の信頼性を向上する観点から、例えば、領域Ｋを含む全重量に対する有機リガンドの重量比が５％未満であってもよい。
　図１および図３の参照に戻ると、付加物４０は、発光層２３がカソード２５の側において電子輸送層２４と隣り合う。特に、付加物４０は、発光層２３の外縁のうち電子輸送層２４の下面２４Ｕと隣り合う部分を構成してもよく、発光層２３の外縁の一部は電子輸送層２４の下面２４Ｕの少なくとも一部と直接接してもよい。このため、発光層２３は、電子輸送層２４と第２量子ドット３２との間に付加物４０を含む。図３に示す、電子輸送層２４と第２量子ドット３２との間に位置する付加物４０の厚さＴ１は、１ｎｍ以上５ｎｍ以下であってもよい。なお、本開示において「厚さ」とは、部材の何れかの方向における長さを指してもよい。例えば後述する通り付加物４０が第２量子ドット３２を内包する場合、付加物４０の厚さＴ１は、発光素子２の積層方向における長さのみならず、当該第２量子ドット３２の中心から周囲に向かう方向における長さを指してもよい。また、本開示において「厚さ」とは、例えば、発光素子２の積層方向における断面を観察した場合に、観察する範囲内における部材の厚さの平均値を指してもよい。この場合、断面観察の面積は５ｎｍ２以上５００ｎｍ２以下であってもよい。
　第２発光層２３Ｂは付加物４０を含んでもよく、特に、付加物４０は、第２発光層２３Ｂの膜厚方向における何れかの位置において、当該膜厚方向と直交する面方向に１０００ｎｍ２以上の面積の連続膜を有してもよい。また、第２発光層２３Ｂにおいて、第２量子ドット３２は付加物４０の連続膜に内包されていてもよく、換言すれば、第２量子ドット３２は付加物４０の連続膜に内包されていてもよい。
　例えば、第２発光層２３Ｂを構成する第２量子ドット３２の８０％以上において、その表面の６０％以上が付加物４０の連続膜と接触している場合には、第２発光層２３Ｂが含む第２量子ドット３２は付加物４０に内包されていると言える。このように、付加物４０に内包された第２量子ドット３２を含む第２発光層２３Ｂは、発光特性を改善し、また、寿命を長期化する。
　付加物４０は、例えば、第２量子ドット３２の全周囲にわたって位置してもよい。例えば、図３に示すように、何れかの第２量子ドット３２を通る何れかの断面において、付加物４０が当該第２量子ドット３２の全周囲に位置してもよい。ここで、「付加物４０が当該第２量子ドット３２の全周囲に位置する」とは、付加物４０が当該第２量子ドット３２の周囲の９０％以上に位置することを意味してもよい。また、図３に示すように第２量子ドット３２の表面と付加物４０とが接してもよい。
　付加物４０のバンドギャップは、量子ドット３０の構成材料のバンドギャップよりも広くともよい。量子ドット３０がコアとコアを囲むシェルとを有する場合、付加物４０のバンドギャップは、シェルの構成材料のバンドギャップよりも広くともよい。
　＜発光層：有機リガンド＞
　有機リガンド４１は、例えば、炭素鎖と、当該炭素鎖の一端に位置する配位官能基と、を有し、一般に量子ドットの配位子として用いられる有機の配位子であってもよい。有機リガンド４１は、第１量子ドット３１の近傍に位置し、特に第１量子ドット３１に配位してもよい。換言すれば、有機リガンド４１の配位官能基は第１量子ドット３１の最外周面との間において配位結合を形成してもよい。なお本開示において、「有機リガンド４１が第１量子ドット３１の近傍に位置する」とは、発光層２３の断面観察において、有機リガンド４１が第１量子ドット３１の周囲３ｎｍ以下の範囲内に位置することを指してもよい。
　なお、本実施形態に係る発光層２３の断面観察において、第１量子ドット３１と有機リガンド４１との距離が１ｎｍ以下であることが確認できた場合、当該有機リガンド４１は当該第１量子ドット３１に配位しているとみなしてもよい。あるいは、第１量子ドット３１と有機リガンド４１とが接触していることが確認できた場合、当該有機リガンド４１は当該第１量子ドット３１に配位しているとみなしてもよい。
　本実施形態において、発光層２３はアノード２１の側において正孔輸送層２２の上面２２Ｔと隣り合う。特に、本実施形態において、第１量子ドット３１は、直接正孔輸送層２２と接し、または、有機リガンド４１を介して正孔輸送層２２の上面２２Ｔと隣り合う。換言すれば、第１量子ドット３１は、発光層２３がアノード２１の側において隣り合う層と、直接接し、または有機リガンド４１を介して隣り合う。なお本開示において、「第１部材と第２部材とが第３部材を介して隣り合う」とは、第３部材が第１部材と第２部材との間に位置するとともに、第３部材が第１部材と第２部材とのそれぞれと隣り合うことを指してもよい。換言すれば上記の場合、第３部材は第１部材に直接接してもよく、あるいは、第１部材に近接してもよい。また上記の場合、第３部材は第１部材とは反対の側において第２部材に直接接してもよく、あるいは、第１部材とは反対の側において第２部材に近接してもよい。
　このため、本実施形態において、正孔輸送層２２は上面２２Ｔに付加物４０と接していない部分を有してもよく、特に、正孔輸送層２２は付加物４０と隣り合う部分を有さなくともよい。例えば、図３に示すように、付加物４０は発光層２３の電子輸送層２４の側の外縁から、発光層２３の正孔輸送層２２の側の途中までに形成されていてもよい。なお、第１発光層２３Ａの一部には付加物４０が位置してもよい。換言すれば、付加物４０は第１発光層２３Ａが含む第１量子ドット３１の外周面のうちカソード２５の側の一部と接してもよい。
　＜補記＞
　本実施形態に係る発光素子２の各層の具体的構造の確認は、各層の界面における組成、およびその膜厚方向における位置の確認により実現してもよい。上記確認は、例えば、方法１：ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）を用いた発光素子２の各層の断面に対するＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線分光法）により実行してもよい。特に、方法１においては、ＦＩＢ（集積イオンビーム）加工を併用してもよい。また、上記確認をより詳細に実行する方法としては、例えば、方法２：ダイナミックＳＩＭＳ（二次イオン質量分析法）を用いて、発光素子２の各層の膜厚方向における元素または分子の分布を確認する方法が挙げられる。また、方法３：上記方法２においては、ダイナミックＳＩＭＳをＴＯＦ（Time Of Flight）－ＳＩＭＳ（スタティックＳＩＭＳ）に置き換えてもよい。なお、上記確認方法は、上述した方法１から方法３の順に優先し、上記確認において、先の方法によって確認できた場合には後の方法による確認を省略してもよい。
　本実施形態に係る発光素子２は、上述した層構造に限定されない。例えば、発光素子２はアノード２１と正孔輸送層２２との間に位置する正孔注入層、およびカソード２５と電子輸送層２４との間に位置する電子注入層の少なくとも一方を備えてもよい。
　また、発光素子２は正孔輸送層２２と発光層２３の間に位置する電子ブロック層、および電子輸送層２４と発光層２３の間に位置する正孔ブロック層の少なくとも一方を備えてもよい。このため、発光層２３がアノード２１の側において隣り合う層は電子ブロック層であってもよく、あるいは、発光層２３がカソード２５の側において隣り合う層は正孔ブロック層であってもよい。加えて発光素子２は、正孔輸送層２２と発光層２３の間と、電子輸送層２４と発光層２３の間と、の少なくとも一方に位置する保護層または中間層を備えてもよい。このため、発光層２３がアノード２１の側において隣り合う層と、発光層２３がカソード２５の側において隣り合う層と、の少なくとも一方は保護層または中間層であってもよい。
　さらに、発光素子２は、アノード２１とカソード２５との間に発光層２３のみを備えてもよく、換言すればアノード２１とカソード２５との間に電荷輸送層を備えていなくともよい。この場合、発光層２３がアノード２１の側において隣り合う層はアノード２１であってもよく、あるいは、発光層２３がカソード２５の側において隣り合う層はカソード２５であってもよい。
　＜比較形態に係る発光層＞
　本実施形態に係る発光素子および表示装置が奏する効果について、比較形態に係る発光素子および表示装置との対比を行うことにより説明する。図５は比較形態に係る表示装置１Ｃの概略側断面図である。
　比較形態に係る表示装置１Ｃは本実施形態に係る表示装置１と比較して、発光素子２に代えて発光素子２Ｃを備える。発光素子２Ｃは発光素子２と比較して、発光層２３に代えて発光層２３Ｃを有する。
　図６は図５に示す断面のうち、発光層２３Ｃと、正孔輸送層２２および電子輸送層２４のうち発光層２３Ｃの近傍とについて拡大して示し、特に、図５に示す領域ＥＣについて拡大して示す概略図である。
　発光層２３Ｃは、複数の量子ドット３０と、当該量子ドット３０のそれぞれを内包する付加物４０と、を含む。特に、比較形態において、付加物４０は正孔輸送層２２および電子輸送層２４の双方と隣り合い、また、量子ドット３０は何れも正孔輸送層２２および電子輸送層２４と隣り合わない。さらに、量子ドット３０は正孔輸送層２２および電子輸送層２４と有機リガンド等の配位子を介して隣り合うこともない。
　以上の点を除き、比較形態に係る表示装置１Ｃは本実施形態に係る表示装置１と同一の構成を備える。
　ここで、比較形態に係る発光素子２Ｃを駆動した場合における、発光層２３Ｃを流れる電荷の経路について考察する。比較形態において、付加物４０は絶縁体である一方、量子ドット３０は半導体等の少なくとも付加物４０よりも電気伝導性の高い材料を含む。このため、発光素子２Ｃを駆動した場合、図６に示す通り、主に量子ドット３０を経由して正孔輸送層２２と電子輸送層２４との間を結ぶ経路Ｒに沿って電荷が輸送されると考えられる。
　上記前提において発光素子２Ｃを駆動した場合における経路Ｒ上の発光層２３Ｃを、正孔輸送層２２と電子輸送層２４とを結ぶとともに電荷を輸送する回路とみなす。この場合、当該回路は、正孔輸送層２２と電子輸送層２４との間の抵抗に加えて、経路Ｒ上の各量子ドット３０と各第１付加物４０とが仮想的なダイオードＤとして振る舞う回路であると見なせる。図６に示す例において、経路Ｒに沿って形成される仮想的な回路は、正孔輸送層２２と電子輸送層２４との間の抵抗に加えて、計５つのダイオードＤを含むと見なせる。
　特に、比較形態に係る発光層２３Ｃの経路Ｒ上の仮想的な回路は、電子輸送層２４と量子ドット３０との間に付加物４０が位置するのみならず、正孔輸送層２２と量子ドット３０との間に付加物４０が位置する。このため、発光層２３Ｃを含む発光素子２Ｃを駆動した場合には、正孔輸送層２２と量子ドット３０との間に形成された付加物４０が仮想的なダイオードＤとして振る舞う。したがって、比較形態に係る発光素子２Ｃにおいては、仮想的なダイオードＤとして振る舞う正孔輸送層２２と量子ドット３０との間の付加物４０は正孔輸送層２２から量子ドット３０への正孔の注入効率を低減する。
　一般に、発光材料として量子ドットを発光層に含む発光素子においては、発光層への電荷の注入効率の差、および電荷の移動度の差等に起因し、発光層における正孔濃度よりも電子濃度が過剰となる電子過多が発生する場合がある。発光層における電子過多は、量子ドットにおける失活過程を増大させ発光素子の発光効率を低減させるのみならず、過剰電子によるオージェ電子の生成の遠因となり得る。オージェ電子は量子ドットの発光に寄与しないとともに、量子ドットおよびその近傍における材料の劣化を引き起こす場合がある。
　ゆえに、発光素子２Ｃは、発光層２３Ｃの発光効率を低下させるとともに、発光層２３Ｃにおける電子過多を増大させ、余剰電子から生成されるオージェ電子による発光層２３Ｃの量子ドット３０または各輸送層の輸送材料の劣化を増大させる。
　さらに、一般に発光材料として量子ドットを発光層に含む発光素子においては、正孔に対する電子の移動度の高さに起因して、発光層に注入された正孔と電子との再結合が、よりアノードの側において生じることが多くなる場合がある。この場合、当該再結合により生成された励起子の位置はよりアノードに近い側となる。
　ここで、量子ドットを含む発光層においては、量子ドットにおける正孔と電子との再結合により生成された励起子が有するエネルギーが当該量子ドットに近接する他の部材に移動する、エネルギー移動が生じる場合がある。励起子のエネルギーが、例えば正孔輸送層２２の正孔輸送材料等、量子ドットとは異なる部材に移動した場合、当該部材は失活して発光に寄与しない場合がある。一般に、励起子が有するエネルギーが他の材料に移動するフェルスター遷移等のエネルギー移動の発生確率は、当該エネルギー移動が生じる両者の距離が近い程が向上する傾向にある。
　発光素子２Ｃは、発光層２３Ｃにおいて励起子が生じる量子ドット３０と正孔輸送層２２との距離が近接しやすくする。したがって、発光素子２Ｃは、当該励起子が有するエネルギーの正孔輸送層２２の正孔輸送材料等へのエネルギー移動の過程を増大させやすくし、発光効率をより低減する。
　＜実施形態に係る発光素子が奏する効果＞
　一方、本実施形態に係る発光素子２の発光層２３においては、第２量子ドット３２よりもアノード２１の側に位置する第１量子ドット３１は、正孔輸送層２２と直接接し、あるいは有機リガンド４１を介して隣り合う。例えば、第１量子ドット３１が正孔輸送層２２と直接接する場合、当該第１量子ドット３１と正孔輸送層２２とは、接触抵抗を無視すると電気的に短絡した状態とみなせる上、当該接触抵抗もごく小さいものとなる。また、第１量子ドット３１が正孔輸送層２２と有機リガンド４１を介して隣り合う場合、正孔輸送層２２から第１量子ドット３１への正孔の輸送は有機リガンド４１を介したホッピング伝導を主に実現する。
　したがって、発光層２３においては、第１量子ドット３１と正孔輸送層２２との間に形成される上述した仮想的なダイオードＤが有する電気抵抗のような、第１量子ドット３１と正孔輸送層２２との間における実効的な電気抵抗を低減できる。このため、発光素子２を駆動した場合、発光層２３に注入された正孔は、第１量子ドット３１に効率よく注入されるとともに、第１量子ドット３１を介して発光層２３の膜厚方向における中央の側に効率よく輸送される。
　これにより、発光素子２は、正孔輸送層２２から第１量子ドット３１への正孔の注入効率を改善するとともに、発光層２３における発光効率およびアノード２１とカソード２５との間の各層の劣化を低減する。
　さらに、発光素子２は、正孔を発光層２３の膜厚方向における中央の側に輸送するため、発光層２３の正孔と電子との再結合を発光層２３膜厚方向における中央の側において発生させる。このため、当該再結合により生じた励起子と正孔輸送層２２との距離を大きくすることにより、発光素子２は当該励起子が有するエネルギーが正孔輸送層２２の正孔輸送材料等に移動することを低減する。
　加えて、本実施形態に係る発光素子２の発光層２３は、第２量子ドット３２を含む、量子ドット３０の一部の周囲に位置する付加物４０を含む。このため、発光層２３は、一部の量子ドット３０を水分等の異物から付加物４０により保護することが可能である。したがって、発光素子２は、発光層２３における一部の量子ドット３０の劣化を付加物４０により低減できる。
　特に、上述した理由から、発光層２３においては、第１量子ドット３１よりもカソード２５の側に位置する第２量子ドット３２を含む量子ドット３０において正孔と電子との再結合が発生しやすくなる。したがって、発光素子２は、第１量子ドット３１よりも励起子のエネルギー移動が生じにくい第２量子ドット３２を含む量子ドット３０をより効率よく保護できひいては発光効率を改善する。
　ゆえに、発光素子２は、付加物４０により一部の量子ドット３０の劣化を低減しつつ、発光効率の改善およびアノード２１とカソード２５との間の各層の信頼性の改善を達成する。発光素子２を備える表示装置１は、省電化および寿命の長期化を達成する。
　上述した通り、第１量子ドット３１が正孔輸送層２２と直接接する場合、当該第１量子ドット３１と正孔輸送層２２との間の電気抵抗はごく小さい接触抵抗程度となる。したがって、正孔輸送層２２と直接接する第１量子ドット３１を含む発光層２３を備えた発光素子２は、全体の電気抵抗を低減し、ひいては発光効率を改善する。
　また、第１量子ドット３１が正孔輸送層２２と有機リガンド４１を介して隣り合う発光層２３は、後述する通り、有機リガンド４１が配位した第１量子ドット３１が分散する分散液を用いてすることができる。当該分散液、および発光層２３のうち上記分散液から形成された部分においては、有機リガンド４１の立体的な障害によって第１量子ドット３１の凝集が低減する。したがって、正孔輸送層２２と有機リガンド４１を介して隣り合う第１量子ドット３１を含む発光層２３を備えた発光素子２は、全体の電気抵抗を低減しつつ、第１量子ドット４０の凝集を低減して当該第１量子ドットにおける失活過程の発生確率を低減する。ゆえに上記構成を備えた発光素子２はさらに発光効率を改善する。
　特に、発光層２３は、電子輸送層２４と第２量子ドット３２との間に付加物４０を含む。このため、発光素子２は付加物４０により電子輸送層２４の側から浸透する水分等の異物から第２量子ドット３２をより効率よく保護する。特に、付加物４０は少なくとも２つの第２量子ドット３２の間を充たすため、発光素子２は、付加物４０により第２量子ドット３２をより効率よく保護する。
　また、発光層２３は、電子輸送層２４と第２量子ドット３２との間に付加物４０を含むことにより、過剰電子が蓄積しやすくなる発光層２３と電子輸送層２４との界面からの第２量子ドット３２の距離を大きくする。したがって、発光素子２は発光層２３と電子輸送層２４との界面に蓄積した過剰電子から生成されたオージェ電子等による第２量子ドット３２の劣化を低減する。
　さらに、発光層２３は、電子輸送層２４と第２量子ドット３２との間に付加物４０を含むことにより、発光層２３と電子輸送層２４との間に上述した仮想的なダイオードＤを含む。したがって、発光素子２は電子輸送層２４から発光層２３への電子の輸送効率を低減することにより、発光層２３における電子過多を低減できる。ゆえに、発光素子２は、発光層２３におけるキャリアバランスを改善し、発光層２３における発光効率およびアノード２１とカソード２５との間の各層の劣化を低減する。
　本実施形態において、電子輸送層２４と第２量子ドット３２との間の付加物４０の厚さが１ｎｍ以上であってもよく、あるいは、上述した通り付加物４０は絶縁性を有してもよい。絶縁性を有する付加物４０は、第２量子ドット３２への異物の浸透をさらに低減する。特に、絶縁性を有する付加物４０はオージェ電子等の量子ドット３０を劣化させうる過剰電子等の第２量子ドット３２への注入、またはこれらの電子からのエネルギーの伝搬を低減する。したがって、上記構成により、発光素子２は、第２量子ドット３２をより効率よく保護し、また第２量子ドット３２の劣化をより低減し、また発光層２３のキャリアバランスをより改善する。
　また、電子輸送層２４と第２量子ドット３２との間の付加物４０の厚さが５ｎｍ以下であることにより、電子輸送層２４から第２量子ドット３２への電子のトンネリングがより効率よく発生する。したがって、上記構成により発光素子２は電子輸送層２４から第２量子ドット３２への電子の輸送効率が過剰に低減することを抑制でき、発光層２３の発光効率を改善する。
　発光素子２は、アノード２１と発光層２３との間に、発光層２３のアノード２１の側において隣り合う正孔輸送層２２を含むため、アノード２１から発光層２３への正孔輸送の効率をより改善する。特に、正孔輸送層２２は正孔輸送材料として有機材料、特にＰＶＫ、およびＴＰＤのうち少なくとも１種を含むため、アノード２１から発光層２３への正孔輸送の効率をより改善する。
　＜表示装置の製造方法：正孔輸送層の形成まで＞
　本実施形態に係る表示装置１の製造方法について、図７を参照して説明する。図７は本実施形態に係る表示装置１の製造方法を示すフローチャートである。
　本実施形態に係る表示装置１の製造方法においては、はじめに基板３を用意する（ステップＳ２１）。基板３は、例えば、ガラス基板上に上述した画素回路ＰＣを複数形成することにより製造してもよい。
　次いで、基板３上に発光素子２を形成する。発光素子２の形成工程においては、例えば、はじめに、基板３上に上述した何れかの方法により、アノード２１を形成する（ステップＳ２２）。例えば、基板３が複数の画素回路ＰＣを有する場合、アノード２１は各画素回路ＰＣに対し島状に形成してもよい。
　次いで、上述した何れかの方法により、アノード２１上に正孔輸送層２２を形成する（ステップＳ２３）。正孔輸送層２２は、複数のアノード２１に対し共通に形成してもよく、各アノード２１に対し島状に形成してもよい。正孔輸送層２２を島状に形成する場合、正孔輸送層２２はサブ画素の発光色に応じて材料が異なっていてもよい。
　＜表示装置の製造方法：発光層の形成：分散液の調製＞
　次いで、発光層２３を形成する（ステップＳ２４）。発光層２３を形成する方法について、図８を参照してより詳細に説明する。図８は本実施形態に係る発光層２３の形成方法を示すフローチャートである。
　本実施形態に係る発光層２３の形成方法においては、はじめに量子ドット分散液および第１分散液の調製を行う（ステップＳ１）。量子ドット分散液および第１分散液について、図９および図１０を参照してより詳細に説明する。図９および図１０はそれぞれ、容器Ｃに注入された量子ドット分散液ＬＱおよび第１分散液Ｌ１を示す概略図である。
　図９に示すように、量子ドット分散液ＬＱは、溶媒５０中に分散する量子ドット３０と、当該量子ドット３０に配位する有機リガンド４１と、を含む。量子ドット分散液ＬＱは、溶媒５０中に従来公知の方法を含む何れかの手法により複数の量子ドット３０を合成したのち、有機リガンド４１を溶媒５０に添加させることにより調製してもよい。あるいは、量子ドット分散液ＬＱは、別途合成した量子ドット３０と、当該量子ドット３０に配位する有機リガンド４１とを抽出し、溶媒５０に添加することにより調製してもよい。溶媒５０はトルエンであってもよい。
　図１０に示すように、第１分散液Ｌ１は、溶媒５０中に分散する量子ドット３０および第１前駆体としての前駆体５１と、当該量子ドット３０に配位する第１前駆体としての前駆体リガンド５２と、を含む。前駆体５１は付加物４０の前駆体であり、後述する変換工程により付加物４０に変換される。前駆体リガンド５２は、前駆体５１の少なくとも一部と、末端に位置するとともに量子ドット３０の外周面と配位結合を形成する配位官能基と、を有する。このため、前駆体リガンド５２は、量子ドット３０に配位するとともに、後述する変換工程により、配位官能基とは反対の側の一部が付加物４０に変換される。
　例えば、付加物４０が酸化シリコンである場合、前駆体５１は下記（１）式にて示すオルトケイ酸テトラメチル（ＴＭＯＳ）を含んでもよい。また、付加物４０が酸化シリコンである場合、前駆体リガンド５２は下記式（２）に示す３－（メルカプトプロピル）トリメトキシシラン（ＭＰＳ）を含んでもよい。
　この場合、第１分散液Ｌ１は、ＺｎＣｌ２等のハロゲン源５３を含んでいてもよい。当該ハロゲン源５３は、後述する、前駆体５１および前駆体リガンド５２の付加物４０への変換の触媒として機能してもよい。
　第１分散液Ｌ１は、溶媒５０中に従来公知の方法を含む何れかの手法により複数の量子ドット３０を合成したのち、前駆体５１、前駆体リガンド５２、およびハロゲン源５３を当該溶媒５０に添加させることにより調製してもよい。あるいは、第１分散液Ｌ１は、別途合成した量子ドット３０と、当該量子ドット３０に配位する前駆体リガンド５２とを抽出し、溶媒５０に前駆体５１およびハロゲン源５３と共に添加することにより調製してもよい。
　前駆体リガンド５２が配位する量子ドット３０は、例えば、有機リガンド４１が配位する量子ドット３０が分散する分散液と、過剰量の前駆体リガンド５２が分散する分散液と、を撹拌することにより合成してもよい。換言すれば、上記撹拌により、量子ドット３０に配位する配位子を有機リガンド４１から前駆体リガンド５２に置換してもよい。
　なお、ステップＳ１の実行は、ステップＳ２３の後でなくともよく、換言すれば正孔輸送層２２の形成の後でなくともよい。特に、ステップＳ２３の完了まで、換言すれば、正孔輸送層２２の形成の完了までに、量子ドット分散液ＬＱおよび第１分散液Ｌ１の調製は完了してもよい。
　＜表示装置の製造方法：発光層の形成：成膜工程＞
　本実施形態に係る表示装置１の製造方法においては、正孔輸送層２２の形成と量子ドット分散液ＬＱおよび第１分散液Ｌ１の調製との後、発光層２３の成膜工程を実行する。発光層２３の成膜工程について、図８に加えて図１１を参照してより詳細に説明する。図１１は、発光層２３の形成方法の一部である、発光層２３の成膜工程を示す工程断面図である。
　発光層２３の成膜工程においては、はじめに、基板３上の各層を含む積層体を基板として、当該基板上に量子ドット分散液ＬＱを塗布する（ステップＳ２）。例えば、図１１のステップＳ２に示すように、正孔輸送層２２上に量子ドット分散液ＬＱを、スピンコート法等の従来公知の塗布方法を含む何れかの手法により塗布する。
　ここで、塗布された量子ドット分散液ＬＱ中の量子ドット３０は自重により正孔輸送層２２の側に集積してもよい。この場合、ステップＳ２の完了時点において、量子ドット分散液ＬＱ中の量子ドット３０または当該量子ドット３０に配位する有機リガンド４１は、正孔輸送層２２と接してもよい。
　次いで、塗布した量子ドット分散液ＬＱを含む基板３上の各部を、例えば１３０℃にて５ｍｉｎ加熱することにより、量子ドット分散液ＬＱを乾燥させる（ステップＳ３）。ここで、ステップＳ３においては塗布した量子ドット分散液ＬＱの溶媒５０が揮発するため、量子ドット分散液ＬＱ中の量子ドット３０または当該量子ドット３０に配位する有機リガンド４１は、正孔輸送層２２と隣り合う。あるいは、上述した通り、ステップＳ３の開始時点において、量子ドット分散液ＬＱ中の量子ドット３０または当該量子ドット３０に配位する有機リガンド４１は、正孔輸送層２２と接してもよい。
　これにより、図１１のステップＳ３に示すように、量子ドット分散液ＬＱが含む量子ドット３０の少なくとも一部は、正孔輸送層２２と直接接し、あるいは有機リガンド４１を介して隣り合う第１量子ドット３１となる。したがって、ステップＳ３の実行により、正孔輸送層２２上に、第１量子ドット３１を含む第１量子ドット層としての第１発光層２３Ａが形成される。
　次いで、基板３上の各層を含む積層体を基板として、当該基板上に第１分散液Ｌ１を塗布する（ステップＳ４）。例えば、図１１のステップＳ４に示すように、第１発光層２３Ａ上に第１分散液Ｌ１を、スピンコート法等の従来公知の塗布方法を含む何れかの手法により塗布する。
　ステップＳ４において、第１発光層２３Ａが含む第１量子ドット３１が正孔輸送層２２と接する、あるいは有機リガンド４１を介して隣り合う状態が維持される限り、第１分散液Ｌ１の溶媒５０は、第１発光層２３Ａの第１量子ドット３１の間に浸透してもよい。ただし、第１分散液Ｌ１の前駆体５１は、第１量子ドット３１よりも上方側に位置してもよい。
　次いで、前駆体５１および前駆体リガンド５２を含む、第１分散液Ｌ１中の付加物４０の前駆体を付加物４０に変換する（ステップＳ５）。例えば、塗布した第１分散液Ｌ１を含む基板３上の各部を、例えば１００℃にて３０ｍｉｎ加熱することにより、第１分散液Ｌ１中の前駆体５１および前駆体リガンド５２を反応させる。
　前駆体５１がＴＭＯＳを含み、前駆体リガンド５２がＭＰＳを含む場合における上記反応の詳細を説明する。例えば、上記加熱により、前駆体５１のＴＭＯＳおよび前駆体リガンド５２のＭＰＳが有するメトキシ基が水（Ｈ２Ｏ）と反応し、水酸基（ＯＨ－）に置換されるとともに副生成物としてメタノールが生成される。次いで、２つの上述した水酸基同士が脱水縮合することにより、ＴＭＯＳとＭＰＳとの間、２つのＴＭＯＳの間、および２つのＭＰＳの間において脱水縮合が生じる。以上により、ステップＳ５においては、前駆体５１と前駆体リガンド５２とが酸化シリコンを含む付加物４０に変換される。
　なお、前駆体５１と前駆体リガンド５２との上記反応は、ハロゲン源５３を触媒として進行してもよい。また、ステップＳ５においては、上記反応によって前駆体５１のＴＭＯＳおよび前駆体リガンド５２のＭＰＳが有するメトキシ基のうち一部が反応してもよく、換言すれば、付加物４０にはメトキシ基または水酸基が残存してもよい。
　ここで、ステップＳ５において、塗布された第１分散液Ｌ１における前駆体５１は量子ドット３０の周囲に位置し、また、前駆体リガンド５２は量子ドット３０に配位する。このため、ステップＳ５において変換された前駆体５１および前駆体リガンド５２は、量子ドット３０の間を充たすように付加物４０に変換される。したがって、図１１のステップＳ５に示すように、第１発光層２３Ａ上に、付加物４０に内包される複数の第２量子ドット３２を含む第２発光層２３Ｂが形成される。以上により、発光層２３の形成が完了する。
　＜表示装置の製造方法：電子輸送層の形成以降＞
　図７の参照に戻ると、発光層２３の形成に次いで、上述した何れかの方法により、発光層２３上に電子輸送層２４を形成する（ステップＳ２５）。電子輸送層２４は、形成位置および用いる材料を除き、正孔輸送層２２と同一の方法により形成してもよい。
　次いで、上述した種々の方法により、電子輸送層２４上にカソード２５を形成する（ステップＳ２６）。カソード２５は複数のアノード２１に対し共通に形成してもよい。以上により、基板３上に発光素子２を備えた表示装置１が製造される。
　上記方法によれば、上述した通り、付加物４０により一部の量子ドット３０の劣化を低減しつつ、発光効率の改善およびアノード２１とカソード２５との間の各層の信頼性の改善を達成する発光素子２を備えた表示装置１を製造できる。特に、本実施形態においては、付加物４０の前駆体の変換を含む方法によって、第２発光層２３Ｂを形成する。上記方法によれば、２つの第２量子ドット３２の間を充たす付加物４０を含む第２発光層２３Ｂをより簡素に形成できる。
　本実施形態において、表示装置１が備える発光素子２は、アノード２１が発光層２３よりも基板３の側に位置する。上記構成によれば、上記方法によって発光素子２を製造する場合、ステップＳ２およびステップＳ３において、容易に量子ドット分散液ＬＱ中の量子ドット３０または有機リガンド４１を正孔輸送層２２に接触させることができる。このため、表示装置１が備える発光素子２は、アノード２１が発光層２３よりも基板３の側に位置することにより、表示装置１は、その製造工程において第１発光層２３Ａの形成をより簡素化する。
　さらに、本実施形態に係る表示装置１の製造方法において、電子輸送層２４およびカソード２５の形成工程においては、発光層２３の上面側に付加物４０が形成されている。このため、電子輸送層２４およびカソード２５の形成工程においては、発光層２３が含む各量子ドット３０が付加物４０によって保護されている。したがって、表示装置１が備える発光素子２は、アノード２１が発光層２３よりも基板３の側に位置することにより、表示装置１は、電子輸送層２４およびカソード２５の形成工程における発光層２３が含む各量子ドット３０の劣化を低減できる。
　加えて、上述した第１発光層２３Ａの形成工程において、正孔輸送層２２上に塗布した量子ドット分散液ＬＱには付加物４０の前駆体は含まれていない。このため、第１発光層２３Ａの形成工程においては、正孔輸送層２２上に塗布した量子ドット分散液ＬＱの溶媒５０の揮発に必要なだけ量子ドット分散液ＬＱを加熱すればよい。換言すれば、第１発光層２３Ａの形成工程は、付加物４０の前駆体を変換するために必要な程度の加熱を要しない。したがって、発光素子２は、正孔輸送層２２が無機材料と比較して正孔輸送の効率が高い一方熱耐性の低い有機材料を含んでいた場合においても、第１発光層２３Ａの形成工程における正孔輸送層２２の劣化を低減できる。
　〔実施形態２〕
　＜混合工程を用いた製造方法＞
　本実施形態に係る表示装置１は、前実施形態に係る表示装置１と比較して、同一の構成を有するとともに、発光素子２の製造方法における一部の工程のみが異なる。本実施形態に係る発光素子２の製造方法は、前実施形態に係る発光素子２の製造方法と比較して、発光層２３の形成方法のみが相違する。
　本実施形態に係る発光層２３は、前実施形態に係る発光層２３と比較して、ステップＳ１の内容およびステップＳ４とステップＳ５とにおいて用いる第１分散液の構成を除き同一の形成方法により形成される。本実施形態に係る発光層２３の形成方法について、図１２および図１３を参照して詳細に説明する。図１２は、本実施形態に係る発光層２３の形成方法における混合工程を示す工程側面図である。図１３は、本実施形態に係る第１分散液を示す概略図である。
　本実施形態に係るステップＳ１においては、量子ドット分散液ＬＱを前実施形態に係る方法と同一の方法によって調製してもよい。一方、本実施形態に係るステップＳ１において、第１分散液は混合工程を用いて調製する。当該混合工程について図１２を用いて説明する。
　本実施形態に係る混合工程においては、図１２のステップＳ１－１に示す分散液ＬＡおよび分散液ＬＢを調製する。
　分散液ＬＡは、第１前駆体としての前駆体５１および前駆体リガンド５２が、溶媒５４に分散する分散液である。溶媒５４は、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）等の極性溶媒である。分散液ＬＡは、溶媒５４中にさらにハロゲン源５３を含んでもよい。分散液ＬＡは、別途合成した前駆体５１、前駆体リガンド５２、およびハロゲン源５３を溶媒５４に添加することにより調製してもよい。
　分散液ＬＢは、例えば、有機リガンド４１が配位する複数の量子ドット３０が溶媒５５中に分散する分散液である。特に、分散液ＬＢは、溶媒５０に代えて溶媒５５を含む点を除き、量子ドット分散液ＬＱと同一の分散液であってもよく、量子ドット分散液ＬＱと同一の方法により調製してもよい。溶媒５５はオクタン等の非極性溶媒である。溶媒５４と溶媒５５とは互いに極性が異なるため、分散液ＬＡと分散液ＬＢとを容器内にて静置した場合、図１２に示すように、当該容器内の液体は分散液ＬＡの層と分散液ＬＢの層とに分離する。
　次いで、上記容器内にて分散液ＬＡと分散液ＬＢとを十分に撹拌および混合する。撹拌過程において、量子ドット３０に配位する有機リガンド４１の一部は前駆体リガンド５２に置き換わる。これによって、量子ドット３０が溶媒５５より溶媒５４に分散しやすくなり、図１２のステップＳ１－２に示すように、量子ドット３０が分散液ＬＢから分散液ＬＡに移行する。
　また、撹拌過程においては、分散液ＬＡ中において、上述した反応過程に沿って前駆体５１および前駆体リガンド５２が反応して、量子ドット３０の周囲において付加物に変換される。このため、図１２のステップＳ１－２に示すように、分散液ＬＡと分散液ＬＢとの混合により、量子ドット３０を含む量子ドット構造体６０が合成される。例えば、量子ドット構造体６０は、量子ドット３０を内包する付加物６１を有する。なお、ステップＳ１－２において、量子ドット構造体６０は分散液ＬＡと分散液ＬＢとの界面に移行してもよい。
　ここで、混合工程において形成される付加物６１は、上述の付加物４０と同一の組成であってもよい。なお、本明細書において、「２つの部材の組成が同一である」とは、両部材が完全に同一の組成を有することを指さない。例えば、付加物４０および付加物６１が共に２種の原子を含む場合、一方の原子に対する他方の原子の割合の差が１％以下であれば、両者の組成は同一であるとみなしてもよい。
　また、本開示における「原子」とは、原子単体で存在することのみを意味するものではない。本開示における「原子」とは、当該原子とそれとは別の原子を含む２つ以上の原子を有する分子の形で存在するものも含み、錯体の形で存在するものも含み、もしくは、化合物の形で存在するものも含み、または、イオンの形で存在するものも含む。ただし、本開示における「原子」とは、その他の原子の存在の形態を限定するものではない。すなわち、金属原子とは、金属原子を有する化合物の形で存在するものも含み、金属イオンの形で存在するものも含む。金属原子は、存在の形態がいずれであろうとも、分析により物質中に存在することが特定できれば、当該物質中が金属原子を有すると見なしてもよい。
　次いで、例えば分散液ＬＡを５分間４０００ｒｐｍにて遠心分離する等により、分散液ＬＡから量子ドット構造体６０を抽出する。分散液ＬＡの遠心分離の際には、分散液ＬＡに酢酸エチル、またはアセトン等の貧溶媒を添加して量子ドット構造体６０を沈殿させてもよい。次いで、量子ドット構造体６０を含む沈殿物を別容器の溶媒５０中に分散させる。ここで、当該分散液に前駆体５１およびハロゲン源５３を添加することにより、図１３に示す第１分散液Ｌ１Ａを調製する。
　図１３に示すように、本実施形態において調製された第１分散液Ｌ１Ａは、溶媒５０中に分散する量子ドット構造体６０、前駆体５１、およびハロゲン源５３を含む。換言すれば、第１分散液Ｌ１Ａは第１分散液Ｌ１と比較して、量子ドット３０に配位する前駆体リガンド５２に代えて量子ドット３０を内包する付加物６１を含む点においてのみ構成が異なる。
　本実施形態に係る発光層２３の形成工程においては、ステップＳ１に次いで、ステップＳ２からステップＳ５を順に実行する。ここで、本実施形態に係る発光層２３のステップＳ２からステップＳ５のそれぞれは、前実施形態に係る発光層２３のステップＳ２からステップＳ５のそれぞれと比較して、ステップＳ４およびステップＳ５のそれぞれの内容を除き同一の方法にて実現する。
　特に、本実施形態に係るステップＳ４においては、第１分散液Ｌ１Ａを第１発光層２３Ａ上に塗布する。次いで、本実施形態に係るステップＳ５においては、塗布された第１分散液Ｌ１Ａを加熱して、第１分散液Ｌ１Ａ中の前駆体５１を付加物４０に変換する。
　ここで、塗布された第１分散液Ｌ１Ａ中において、前駆体５１は量子ドット構造体６０の周囲に位置する。このため、ステップＳ５において前駆体５１から返還された付加物４０は量子ドット構造体６０の付加物６１の周囲に形成される。また、上述した通り、付加物６１は、上述の付加物４０と同一の組成である。
　結果として、前実施形態に係るステップＳ５にて説明した理由と同一の理由から、本実施形態に係るステップＳ５においても第２発光層２３Ｂが第１発光層２３Ａ上に形成され、発光層２３の形成工程が完了する。
　本実施形態に係る方法によっても、付加物４０により一部の量子ドット３０の劣化を低減しつつ、発光効率の改善およびアノード２１とカソード２５との間の各層の信頼性の改善を達成する発光素子２を備えた表示装置１を製造できる。
　〔実施形態３〕
　＜半導体を含む発光層＞
　図１４は、本実施形態に係る表示装置４の概略側断面図である。本実施形態に係る表示装置４は、前実施形態に係る表示装置１と比較して、発光素子２に代えて発光素子５を備える。発光素子５は、発光素子２と比較して、発光層２３に代えて発光層２６を備える。上記点を除き、表示装置４は表示装置１と同一の構成を備える。
　発光層２６の詳細について、図１５を図１４と併せて参照してより詳細に説明する。図１５は図１４に示す断面のうち、発光層２６と、正孔輸送層２２および電子輸送層２４のうち発光層２６の近傍とについて拡大して示し、特に、図１４に示す領域Ｅ２について拡大して示す概略図である。
　発光層２６は、第１発光層２６Ａと第２発光層２６Ｂとを、正孔輸送層２２の側から順に積層して含む。
　第１発光層２６Ａは、複数の第１量子ドット３１と半導体４２とを含む。特に、本実施形態において、第１発光層２６Ａは、発光層２６がアノード２１の側において隣り合う層、換言すれば正孔輸送層２２と第１量子ドット３１との間に、半導体４２を含む。このため、第１量子ドット３１は、発光層２６がアノード２１の側において隣り合う層、換言すれば正孔輸送層２２と半導体４２を介して隣り合う。ただし、一部の第１量子ドット３１は、正孔輸送層２２と直接接してもよい。
　半導体４２は、複数の第１量子ドット３１を内包してもよく、また、少なくとも２つの第１量子ドット３１の間を充たしてもよい。半導体４２は、少なくとも付加物４０よりも高い導電性を有する。半導体４２は、硫化亜鉛、硫化ガリウム、硫化マグネシウム、硫化カドミウム、硫化スズ、硫化インジウム、および硫化マンガンのうち少なくとも１種を含んでもよい。特に、半導体４２は、第１量子ドット３１との間の接触抵抗を低減する観点から、第１量子ドット３１がシェル等の最外周に含む材料と同一の材料を含んでもよい。
　第２発光層２６Ｂは、第１量子ドット３１よりもカソード２５の側に位置する第２量子ドット３２と、複数の第２量子ドット３２の間を充たす付加物４０とを含む。換言すれば、第２発光層２６Ｂは前実施形態に係る第２発光層２３Ｂと同一の構成を備えてもよい。
　本実施形態に係る発光素子５の発光層２６においては、第１量子ドット３１が半導体４２を介して隣り合う。このため、本実施形態に係る発光素子５における正孔輸送層２２と第１量子ドット３１との間に形成される、上述した仮想的なダイオードＤの実効的な電気抵抗は、正孔輸送層２２と第１量子ドット３１との間に付加物４０等の絶縁体が位置する場合と比較して低くなる。
　したがって、本実施形態に係る発光素子５においては、正孔輸送層２２から第１量子ドット３１への正孔の輸送がより効率よく実現する。このため、発光素子５を駆動した場合、発光層２６に注入された正孔は、第１量子ドット３１に効率よく注入されるとともに、第１量子ドット３１を介して発光層２６の膜厚方向における中央の側に効率よく輸送される。
　また、本実施形態に係る発光層２６は、前実施形態に係る第２発光層２３Ｂと同一の構成を備える第２発光層２６Ｂを含む。このため、発光素子２は、第１量子ドット３１よりも励起子のエネルギー移動が生じにくい第２量子ドット３２を含む量子ドット３０をより効率よく保護できひいては発光効率を改善する。
　したがって、前実施形態において説明した理由と同一の理由から、発光素子５は、付加物４０により一部の量子ドット３０の劣化を低減しつつ、発光効率の改善およびアノード２１とカソード２５との間の各層の信頼性の改善を達成する。発光素子５を備える表示装置４は、省電化および寿命の長期化を達成する。特に発光層２６において第１量子ドット３１は正孔輸送層２２と半導体４２を介して隣り合う。これにより発光素子５は正孔輸送層２２の側から浸透した水分等の異物から、第１量子ドット３１を半導体４２により保護することができ、ひいてはより発光層２６の信頼性を改善する。
　さらに、発光層２６は、少なくとも２つの第１量子ドット３１の間を充たす半導体４２を含む。このため、発光素子２は、半導体４２により第１量子ドット３１を保護しつつ、第１量子ドット３１への正孔の注入効率を改善する。半導体４２による第１量子ドット３１の保護効果と第１量子ドット３１への正孔の注入効率とを両立する観点から、正孔輸送層２２と第１量子ドットの間に位置する半導体４２の厚さＴ２は、６ｎｍ以上１２ｎｍ以下であってもよい。
　＜半導体を含む発光層の形成方法＞
　本実施形態に係る表示装置４の製造方法は、前述の表示装置１の製造方法と比較して、発光層２３の形成方法を発光層２６の形成方法に置き換える点を除き同一の方法によって実現する。本実施形態に係る発光層２６の形成方法について、図１６から図１８を参照して詳細に説明する。図１６は、本実施形態に係る発光層２６の形成方法を示すフローチャートである。図１７は、本実施形態に係る発光層２６の形成方法において用いる後述の第２分散液を示す概略図である。図１８は、本実施形態に係る発光層２６の形成方法の一部を示す工程断面図である。
　本実施形態に係る発光層２６の形成方法においては、はじめに、第１分散液および第２分散液の調製を行う（ステップＳ６）。第１分散液の調製は、前述した第１分散液Ｌ１または第１分散液Ｌ１Ａの調製方法と同一の方法により実行してもよい。
　本実施形態に係る第２分散液について、図１７を参照して詳細に説明する。第２分散液Ｌ２は、溶媒５６中に複数の量子ドット３０と第２前駆体である前駆体５７とが分散する分散液である。第２分散液Ｌ２は、量子ドット３０に配位するリガンド５８を含んでもよい。第２分散液Ｌ２は、前駆体５７の半導体４２への変換を促進させる触媒を含んでもよい。溶媒５６は、極性を有する溶媒であり、例えばＤＭＦを含んでもよい。
　前駆体５７は、半導体４２の前駆体であり、後述する方法により半導体４２に変換される。例えば、半導体４２が金属原子を含む場合、前駆体５７は金属源として金属酢酸塩、金属硝酸塩、または金属ハロゲン塩を含んでもよい。また、半導体４２が硫黄原子を含む場合、前駆体５７は硫黄源としてチオ尿素、Ｎ－メチルチオ尿素、１，３－ジメチルチオ尿素、Ｎ，Ｎ‘－ジメチルチオ尿素、テトラメチルチオ尿素、またはチオアセトアミドのうち少なくとも一種を含んでいてもよい。または、前駆体５７は、金属原子にチオ尿素、Ｎ－メチルチオ尿素、１，３－ジメチルチオ尿素、Ｎ，Ｎ‘－ジメチルチオ尿素、テトラメチルチオ尿素、またはチオアセトアミドが配位した金属錯体を含んでいてもよい。
　リガンド５８は、ハロゲン化物イオンを含んでもよく、前駆体５７の半導体４２への変換を促進させる触媒として機能してもよい。リガンド５８は、配位する量子ドット３０を極性溶媒である溶媒５６に分散させやすくする観点から、極性を有してもよい。一方、リガンド５８は、有機リガンド４１と同一の構成を備えてもよく、換言すれば、一端に配位官能基を有する炭素鎖であってもよい。
　第２分散液Ｌ２は、溶媒５６に別途合成した量子ドット３０、前駆体５７、およびリガンド５８を添加することにより調製してもよい。あるいは、第２分散液Ｌ２は、リガンド５８が配位する量子ドット３０が分散する溶媒５６に前駆体５７を添加することにより調製してもよい。リガンド５８が配位する量子ドット３０は、有機リガンド４１が配位する量子ドット３０が分散する分散液とリガンド５８が分散する分散液とを撹拌し、量子ドット３０に配位するリガンドを有機リガンド４１からリガンド５８に置き換えることにより得てもよい。
　本実施形態に係る表示装置４の製造方法においては、正孔輸送層２２の形成と第１分散液Ｌ１および第２分散液Ｌ２の調製との後、発光層２６の成膜工程を実行する。発光層２６の成膜工程について、図１６に加えて図１８を参照してより詳細に説明する。
　発光層２６の成膜工程においては、はじめに、基板３上の各層を含む積層体を基板として、当該基板上に第２分散液Ｌ２を塗布する（ステップＳ７）。例えば、図１８のステップＳ７に示すように、正孔輸送層２２上に第２分散液Ｌ２を、スピンコート法等の従来公知の塗布方法を含む何れかの手法により塗布する。
　次いで、前駆体５７を含む第２分散液Ｌ２中の半導体４２の前駆体を半導体４２に変換する（ステップＳ８）。例えば、塗布した第２分散液Ｌ２を含む基板３上の各部を、例えば８０℃から５００℃までの温度において１ｍｉｎ以上加熱することにより、第２分散液Ｌ２中の前駆体５７を反応させる。
　ステップＳ８において、塗布された第２分散液Ｌ２における前駆体５７は量子ドット３０の周囲に位置する。このため、ステップＳ８において変換された前駆体５７は、量子ドット３０の間を充たすように半導体４２に変換される。したがって、図１８のステップＳ８に示すように、正孔輸送層２２上に、半導体４２に内包される複数の第１量子ドット３１を含む第１発光層２６Ａが形成される。
　次いで、第１発光層２６Ａ上に第２発光層２６Ｂを形成する。第２発光層２６Ｂは、第１分散液Ｌ１または第１分散液Ｌ１Ａを塗布する位置が第１発光層２６Ａ上である点を除き、上述したステップＳ４およびステップＳ５と同一の方法により形成してもよい。以上により、図１８のステップＳ５に示すように、発光層２６が形成される。
　本実施形態に係る方法により、半導体４２により第１量子ドット３１を保護し、付加物４０により第２量子ドット３２を保護しつつ、発光効率を改善する発光素子５を備えた表示装置４を製造できる。
　加えて、上記方法においては、第２発光層２６Ｂの形成工程以降において、第１量子ドット３１は半導体４２により保護されている。このため、上記方法によれば、表示装置４の製造工程における第１量子ドット３１の劣化をより低減できる。また、上記方法においては、半導体４２を前駆体５７の変換により形成することができる。このため、上記方法によれば、複数の第１量子ドット３１の間を充たす半導体４２を含む第１発光層２３Ａをより簡素な方法により形成できる。
　〔実施形態４〕
　＜逆構造の発光素子＞
　図１９は、本実施形態に係る表示装置６の概略側断面図である。本実施形態に係る表示装置６は、前述の表示装置１と比較して、発光素子２に代えて発光素子７を備える。発光素子７は、発光素子２と比較して、基板３の側から順に、カソード２５、電子輸送層２４、発光層２７、正孔輸送層２２、およびアノード２１をこの順に備える。換言すれば、発光素子７は、発光素子２と比較して、発光層２３に代えて発光層２７を備えるとともに、アノード２１からカソード２５までの各層の積層順が逆転している。換言すれば、本実施形態において、カソード２５は発光層２７よりも基板３の側に位置する。上記点を除き、表示装置６は表示装置１と同一の構成を備える。
　このため、本実施形態においては、カソード２５は平面視において各サブ画素に対し島状に形成されてもよく、基板３の各画素回路ＰＣと電気的に接続してもよい。一方、アノード２１は複数のサブ画素に対し共通に形成されてもよい。
　発光層２７の詳細について、図２０を図１９と併せて参照してより詳細に説明する。図２０は図１９に示す断面のうち、発光層２７と、正孔輸送層２２および電子輸送層２４のうち発光層２７の近傍とについて拡大して示し、特に、図１９に示す領域Ｅ３について拡大して示す概略図である。
　発光層２７は、複数の量子ドット３０と付加物４０とを含む。量子ドット３０は、第１量子ドット３１と当該第１量子ドット３１よりもカソード２５の側に位置する第２量子ドット３２とを含む。
　発光層２７はアノード２１の側において正孔輸送層２２の下面２２Ｕと隣り合う。特に、本実施形態において、少なくとも一部の第１量子ドット３１は、正孔輸送層２２と隣り合う。換言すれば、第１量子ドット３１は、発光層２３がアノード２１の側において隣り合う層と直接接し、あるいは隣り合う。
　付加物４０は、発光層２７の外縁のうち電子輸送層２４の上面２４Ｔと隣り合う部分を構成してもよい。このため、発光層２７は、電子輸送層２４と第２量子ドット３２との間に付加物４０を含む。
　さらに、発光層２７において、付加物４０は複数の量子ドット３０を内包する。特に、本実施形態に係る付加物４０は、少なくとも２つの第２量子ドット３２の間を充たすのみならず、少なくとも２つの第１量子ドット３１の間を充たす。このため、少なくとも一部の第１量子ドット３１が正孔輸送層２２と隣り合う限り、一部の第１量子ドット３１は付加物４０に内包されてもよく、換言すれば正孔輸送層２２と一部の第１量子ドット３１との間には付加物４０が位置してもよい。
　本実施形態において、発光層２７が付加物４０と含むとともに、第１量子ドット３１は正孔輸送層２２と隣り合う。このため、上述した理由と同一の理由から、発光素子７は、付加物４０により一部の量子ドット３０の劣化を低減しつつ、発光効率の改善およびアノード２１とカソード２５との間の各層の信頼性の改善を達成する。発光素子７を備える表示装置６は、省電化および寿命の長期化を達成する。
　特に、本実施形態に係る発光層２７の付加物４０は、少なくとも２つの第２量子ドット３２の間に加えて、少なくとも２つの第１量子ドット３１の間を充たす。このため、発光素子７は、付加物４０により第１量子ドット３１と第２量子ドット３２との双方をより効率よく保護できる。
　＜逆構造の発光素子の製造方法＞
　本実施形態に係る表示装置６の製造方法について、図２１を参照して説明する。図２１は本実施形態に係る表示装置６の製造方法を示すフローチャートである。
　本実施形態に係る表示装置６の製造方法においては、はじめに上述のステップＳ２１と同一の方法により基板３を用意する。次いで、上述のステップＳ２６、およびステップＳ２５を順に実行することにより、基板３上にカソード２５、および電子輸送層２４を順に形成する。
　次いで、発光層２７を形成する（ステップＳ２７）。発光層２７を形成する方法について、図２２および図２３を参照してより詳細に説明する。図２２は本実施形態に係る発光層２７の形成方法を示すフローチャートである。図２３は本実施形態に係る発光層２７の形成方法の一部である発光層２７の成膜工程について示す工程断面図である。
　本実施形態に係る発光層２７の形成工程においては、はじめに、第３分散液の調製を実行する（ステップＳ９）。第３分散液は、上述した第１分散液Ｌ１または第１分散液Ｌ１Ａの調製と同一の方法により調製されてもよい。換言すれば、本実施形態に係る第３分散液は、上述した第１分散液Ｌ１または第１分散液Ｌ１Ａと同一の構成を備えてもよい。本実施形態においては、第３分散液が第１分散液Ｌ１と同一の構成を備える例について説明する。
　次いで、発光層２７の成膜工程を実行する。発光層２３の成膜工程においては、はじめに、基板３上の各層を含む積層体を基板として、当該基板上に第３分散液を塗布する（ステップＳ１０）。例えば、図２３のステップＳ１０に示すように、電子輸送層２４上に第３分散液Ｌ３を、スピンコート法等の従来公知の塗布方法を含む何れかの手法により塗布する。
　次いで、前駆体５１および前駆体リガンド５２を含む、第３分散液Ｌ３中の付加物４０の前駆体を付加物４０に変換する（ステップＳ１１）。例えば、塗布した第３分散液Ｌ３を含む基板３上の各部を、例えば１００℃にて３０ｍｉｎ加熱することにより、第３分散液Ｌ３中の前駆体５１および前駆体リガンド５２を反応させる。
　ここで、塗布された第３分散液Ｌ３において、前駆体５１および前駆体リガンド５２は量子ドット３０の周囲に位置する。このため、図２３のステップＳ１１に示すように、電子輸送層２４上に複数の量子ドット３０を内包する付加物４０を備えた発光層２８が形成される。
　発光層２８の量子ドット３０のうちの電子輸送層２４の側に位置する量子ドット３０と電子輸送層２４との間には付加物４０が位置する。このため、当該量子ドット３０は第２量子ドット３２となる。一方、発光層２８の量子ドット３０のうちの電子輸送層２４の側と反対の側、換言すれば発光層２８の上面２８Ｔの側に位置する第１量子ドット３１の上方には付加物４０が位置する。
　次いで、発光層２８の付加物４０の一部を除去する（ステップＳ１２）。特に、ステップＳ１２においては、第１量子ドット３１よりも基板３とは反対の側、換言すれば第１量子ドット３１よりも発光層２８の上面２８Ｔの側に位置する付加物４０の少なくとも一部を除去する。
　ステップＳ１２においては、例えば、発光層２８の上面２８Ｔを希釈したフッ化アンモニウムに曝すことにより、付加物４０を除去してもよい。ステップＳ１２においては、例えば、第１量子ドット３１の発光層２８の上面２８Ｔの側の最外表面が一部露出するまで、付加物４０を除去する。これにより、図２３のステップＳ１２に示すように、上面２７Ｔにおいて第１量子ドット３１の少なくとも一部が露出した発光層２７が形成される。
　図２１の参照に戻ると、発光層２７の形成に次いで、ステップＳ２３と同一の方法により、発光層２７上に正孔輸送層２２が形成される。ここで、発光層２７の上面２７Ｔにおいて第１量子ドット３１の少なくとも一部は露出している。このため、上記正孔輸送層２２の形成により、発光層２７の上面２７Ｔにおいて露出した第１量子ドット３１は正孔輸送層２２と隣り合う。
　次いで、ステップＳ２２と同一の方法により、正孔輸送層２２上にアノード２１を形成する。以上により、本実施形態に係る表示装置６が製造される。
　本実施形態に係る方法により、付加物４０により第１量子ドット３１と第２量子ドット３２との双方を保護しつつ、発光効率を改善する発光素子７を備えた表示装置６を製造できる。特に、本実施形態に係る発光素子７は、発光層２７よりも基板３の側にカソード２５を備える。このため、上記方法により第１量子ドット３１と第２量子ドット３２との双方を付加物４０によって保護できる発光層２３を備えた発光素子７を製造できる。
　ただし、本実施形態に係る表示装置６の製造方法は上記方法に限られない。例えば、本実施形態においては、ステップＳ１１の完了後、再度第３分散液Ｌ３を塗布した後、当該第３分散液Ｌ３中の前駆体５１等を付加物４０に変換してもよい。この場合、当該第３分散液Ｌ３中の前駆体５１等の反応時間を、ステップＳ１１の１０分の１程度に短縮してもよい。これにより、上面２７Ｔの側に形成される付加物４０の厚みを電子輸送層２４の側に形成される付加物４０の厚みよりも小さくした発光層２７を形成してもよい。
　本開示は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本開示の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
　１　　表示装置
　２　　発光素子
　３　　基板
　２１　アノード
　２２　正孔輸送層
　２３　発光層
　２５　カソード
　３０　量子ドット
　３１　第１量子ドット
　３２　第２量子ドット
　４０　付加物
　４１　有機リガンド
　４２　半導体
　５１　前駆体（第１前駆体）
　５２　前駆体リガンド（第１前駆体）
　５７　前駆体（第２前駆体）
　Ｌ１　第１分散液
　Ｌ２　第２分散液
　Ｌ３　第３分散液

 

Claims (24)

  1. 　アノードと、
    　前記アノードに対向するカソードと、
    　前記アノードと前記カソードとの間に位置する発光層と、を備え、
    　前記発光層は、第１量子ドットと、付加物と、を含み、
    　前記第１量子ドットは前記発光層が前記アノードの側において隣り合う層と、直接接し、または有機リガンドを介して、または半導体を介して隣り合う発光素子。
  2. 　前記第１量子ドットは前記発光層が前記アノードの側において隣り合う層と直接接する請求項１に係る発光素子。
  3. 　前記第１量子ドットは前記発光層が前記アノードの側において隣り合う層と前記有機リガンドを介して隣り合う請求項１に係る発光素子。
  4. 　前記第１量子ドットは前記発光層が前記アノードの側において隣り合う層と前記半導体を介して隣り合う請求項１に係る発光素子。
  5. 　前記発光層は、前記第１量子ドットよりも前記カソードの側に位置する第２量子ドットを含み、
    　前記発光層は、前記発光層が前記カソードの側において隣り合う層と前記第２量子ドットとの間に前記付加物を含む請求項１から４の何れか１項に記載の発光素子。
  6. 　前記発光層が前記カソードの側において隣り合う層と前記第２量子ドットとの間に位置する前記付加物の厚さが１ｎｍ以上５ｎｍ以下である請求項５に記載の発光素子。
  7. 　前記発光層は、前記第２量子ドットを複数含み、
    　前記付加物が少なくとも２つの前記第２量子ドットの間を充たす請求項５または６に記載の発光素子。
  8. 　前記発光層は前記発光層が前記アノードの側において隣り合う層と前記第１量子ドットとの間に前記半導体を含む請求項１から７の何れか１項に記載の発光素子。
  9. 　前記発光層は前記第１量子ドットを複数含み、
    　前記半導体は少なくとも２つの前記第１量子ドットの間を充たす請求項８に記載の発光素子。
  10. 　前記半導体は、硫化亜鉛、硫化ガリウム、硫化マグネシウム、硫化カドミウム、硫化スズ、硫化インジウム、および硫化マンガンのうち少なくとも１種を含む請求項８または９に記載の発光素子。
  11. 　前記発光層は前記第１量子ドットを複数含み、
    　前記付加物は少なくとも２つの前記第１量子ドットの間を充たす請求項１から７の何れか１項に記載の発光素子。
  12. 　前記付加物が絶縁性を有する請求項１から１１の何れか１項に記載の発光素子。
  13. 　前記付加物が、酸化シリコン、酸化ホウ素、酸化リン、酸化ゲルマニウム、フッ化ベリリウム、硫化ヒ素、セレン化シリコン、硫化ゲルマニウム、酸化チタン、酸化テルル、酸化アルミニウム、酸化ビスマス、酸化バナジウム、酸化アンチモン、酸化鉛、窒化シリコンを含む群から少なくとも１種を含む請求項１２に記載の発光素子。
  14. 　前記付加物が、酸化シリコン、酸化アルミニウム、および窒化シリコンの少なくとも１種を含む請求項１３に記載の発光素子。
  15. 　前記アノードと前記発光層との間に位置するとともに、前記発光層における前記アノードの側と隣り合う正孔輸送層を備えた請求項１から１４の何れか１項に記載の発光素子。
  16. 　前記正孔輸送層は有機材料を含む請求項１５に記載の発光素子。
  17. 　前記正孔輸送層はＰＶＫ、およびＴＰＤのうち少なくとも１種を含む請求項１６に記載の発光素子。
  18. 　基板を備え、前記基板上に請求項１から１７の何れか１項に記載の発光素子を複数備えた表示装置。
  19. 　前記アノードが前記発光層よりも前記基板の側に位置する請求項１８に記載の表示装置。
  20. 　前記カソードが前記発光層よりも前記基板の側に位置する請求項１８に記載の表示装置。
  21. 　アノードと、前記アノードに対向するカソードと、前記アノードと前記カソードとの間に位置する発光層と、を備えた発光素子の製造方法であって、
    　前記発光層の形成を含み、
    　前記発光層は、第１量子ドットと、付加物と、を含み、
    　前記第１量子ドットは前記発光層が前記アノードの側において隣り合う層と、直接接し、または有機リガンドを介して、または半導体を介して隣り合う発光素子の製造方法。
  22. 　前記発光層の形成は、
    　　前記第１量子ドットを含む第１量子ドット層の形成と、
    　　前記付加物の前駆体である第１前駆体を含む第１分散液の基板への塗布と、
    　　塗布された前記第１分散液における前記第１前駆体の前記付加物への変換と、
    　を含む請求項２１に記載の発光素子の製造方法。
  23. 　前記発光層の形成は、
    　　前記第１量子ドットと、前記半導体の前駆体である第２前駆体と、を含む第２分散液の基板への塗布と、
    　　塗布された前記第２分散液における前記第２前駆体の前記半導体への変換と、
    　　前記付加物の前駆体である第１前駆体を含む第１分散液の基板への塗布と、
    　　塗布された前記第１分散液における前記第１前駆体の前記付加物への変換と、
    　を含む請求項２１に記載の発光素子の製造方法。
  24. 　　前記発光層の形成は、
    　　前記第１量子ドットと、前記付加物の前駆体である第１前駆体と、を含む第３分散液の基板への塗布と、
    　　塗布された前記第３分散液における前記第１前駆体の前記付加物への変換と、
    　　前記第１量子ドットよりも前記基板とは反対の側に位置する前記付加物の少なくとも一部の除去と、
    　を含む請求項２１に記載の発光素子の製造方法。
PCT/JP2024/003868 2024-02-06 2024-02-06 発光素子、表示装置、発光素子の製造方法 Pending WO2025169290A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2024/003868 WO2025169290A1 (ja) 2024-02-06 2024-02-06 発光素子、表示装置、発光素子の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2024/003868 WO2025169290A1 (ja) 2024-02-06 2024-02-06 発光素子、表示装置、発光素子の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2025169290A1 true WO2025169290A1 (ja) 2025-08-14

Family

ID=96699564

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2024/003868 Pending WO2025169290A1 (ja) 2024-02-06 2024-02-06 発光素子、表示装置、発光素子の製造方法

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2025169290A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008073373A1 (en) * 2006-12-11 2008-06-19 Evident Technologies Nanostructured layers, method of making nanostructured layers, and application thereof
WO2011037042A1 (ja) * 2009-09-28 2011-03-31 株式会社 村田製作所 ナノ粒子材料の製造方法、及びナノ粒子材料、並びに光電変換デバイス
WO2012128173A1 (ja) * 2011-03-24 2012-09-27 株式会社 村田製作所 発光デバイス、及び該発光デバイスの製造方法
WO2013157563A1 (ja) * 2012-04-20 2013-10-24 コニカミノルタ株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008073373A1 (en) * 2006-12-11 2008-06-19 Evident Technologies Nanostructured layers, method of making nanostructured layers, and application thereof
WO2011037042A1 (ja) * 2009-09-28 2011-03-31 株式会社 村田製作所 ナノ粒子材料の製造方法、及びナノ粒子材料、並びに光電変換デバイス
WO2012128173A1 (ja) * 2011-03-24 2012-09-27 株式会社 村田製作所 発光デバイス、及び該発光デバイスの製造方法
WO2013157563A1 (ja) * 2012-04-20 2013-10-24 コニカミノルタ株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ji et al. Halide perovskite light‐emitting diode technologies
KR102712599B1 (ko) 발광체, 이를 포함하는 발광 필름, 발광다이오드 및 발광장치
Zhang et al. Efficient red/green/blue tandem quantum-dot light-emitting diodes with external quantum efficiency exceeding 21%
Li et al. Enhanced efficiency of InP-based red quantum dot light-emitting diodes
US10439155B2 (en) Quantum dot light-emitting diode and quantum dot light-emitting device having the same
US11653512B2 (en) Light-emitting diode and light-emitting device with reduced hole and current leakages
KR102349593B1 (ko) 발광다이오드 및 이를 포함하는 발광장치
KR102712559B1 (ko) 발광막, 그 제조 방법, 및 이를 포함하는 발광 소자
CN113243054B (zh) 显示装置及其制造方法
KR20180054329A (ko) 발광 입자, 발광 필름, 이를 포함하는 엘이디 패키지, 발광다이오드 및 및 표시장치
CN109671837B (zh) 发光体以及包括其的发光膜、发光二极管和发光装置
US20220190261A1 (en) Light emitting device
WO2025169290A1 (ja) 発光素子、表示装置、発光素子の製造方法
WO2025169291A1 (ja) 発光素子、表示装置、発光素子の製造方法
Barrera et al. 65‐1: Invited Paper: Heavy‐Metal‐Free Electroluminescent Devices Based on Quantum Dots with Quasi‐Cubic Morphology
WO2025120759A1 (ja) 発光素子、表示装置、発光素子の製造方法
CN114631200A (zh) 发光元件
WO2025088660A1 (ja) 発光素子、表示装置、発光素子の製造方法
WO2025088661A1 (ja) 発光素子、表示装置、発光素子の製造方法
WO2025022544A1 (ja) 発光素子、表示装置
WO2025203203A1 (ja) 発光素子、表示装置、発光素子の製造方法
KR101687637B1 (ko) 단일의 양자점으로 이루어지는 발광층과 컬러변환층을 이용한 백색광 발광소자
WO2025169384A1 (ja) 発光素子、表示装置、発光素子の製造方法
WO2025109712A1 (ja) 発光素子、表示装置
WO2026013716A1 (ja) 発光素子、表示装置、発光素子の製造方法

Legal Events

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

Ref document number: 24923972

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1