(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023087565
(43)【公開日】2023-06-23
(54)【発明の名称】量子ドット発光素子及び表示装置
(51)【国際特許分類】
H10K 50/15 20230101AFI20230616BHJP
H05B 33/14 20060101ALI20230616BHJP
H10K 59/00 20230101ALI20230616BHJP
H10K 50/16 20230101ALI20230616BHJP
G02B 5/20 20060101ALI20230616BHJP
G09F 9/30 20060101ALI20230616BHJP
【ＦＩ】
H05B33/22 D
H05B33/14 Z
H01L27/32
H05B33/22 B
G02B5/20
G09F9/30 365
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021202023
(22)【出願日】2021-12-13
(71)【出願人】
【識別番号】000004352
【氏名又は名称】日本放送協会
(74)【代理人】
【識別番号】100147485
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 憲司
(74)【代理人】
【識別番号】230118913
【弁護士】
【氏名又は名称】杉村 光嗣
(74)【代理人】
【識別番号】100161148
【弁理士】
【氏名又は名称】福尾 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100119530
【弁理士】
【氏名又は名称】冨田 和幸
(72)【発明者】
【氏名】都築 俊満
(72)【発明者】
【氏名】岩崎 有希子
(72)【発明者】
【氏名】本村 玄一
【テーマコード（参考）】
2H148
3K107
5C094
【Ｆターム（参考）】
2H148AA19
3K107AA05
3K107BB01
3K107BB02
3K107BB03
3K107BB04
3K107BB06
3K107CC07
3K107DD57
3K107DD71
3K107DD74
3K107DD78
3K107FF06
5C094AA08
5C094BA27
5C094FB01
5C094JA11
(57)【要約】
【課題】色純度の高い緑色発光が可能な量子ドット発光素子を提供する。
【解決手段】陽極３０，１９０及び陰極９０，１３０と、該陽極３０，１９０と陰極９０，１３０との間に配置された発光層６０，１６０と、前記陽極３０，１９０及び陰極９０，１３０の一方と前記発光層６０，１６０との間に配置された電荷輸送層５０，１５０と、を具える量子ドット発光素子１０，１１０であって、前記発光層６０，１６０が、量子ドットを含み、前記電荷輸送層５０，１５０が、次式（１）：波長域５００～５５０ｎｍの最大透過率／波長域５５０～６００ｎｍの最小透過率≧１．１の関係を満たすことを特徴とする、量子ドット発光素子１０，１１０である。
【選択図】図１
【解決手段】陽極３０，１９０及び陰極９０，１３０と、該陽極３０，１９０と陰極９０，１３０との間に配置された発光層６０，１６０と、前記陽極３０，１９０及び陰極９０，１３０の一方と前記発光層６０，１６０との間に配置された電荷輸送層５０，１５０と、を具える量子ドット発光素子１０，１１０であって、前記発光層６０，１６０が、量子ドットを含み、前記電荷輸送層５０，１５０が、次式（１）：波長域５００～５５０ｎｍの最大透過率／波長域５５０～６００ｎｍの最小透過率≧１．１の関係を満たすことを特徴とする、量子ドット発光素子１０，１１０である。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
陽極及び陰極と、該陽極と陰極との間に配置された発光層と、前記陽極及び陰極の一方と前記発光層との間に配置された電荷輸送層と、を具える量子ドット発光素子であって、
前記発光層が、量子ドットを含み、
前記電荷輸送層が、下記式（１）：
波長域５００～５５０ｎｍの最大透過率／波長域５５０～６００ｎｍの最小透過率≧１．１ ・・・ （１）
の関係を満たすことを特徴とする、量子ドット発光素子。
前記発光層が、量子ドットを含み、
前記電荷輸送層が、下記式（１）：
波長域５００～５５０ｎｍの最大透過率／波長域５５０～６００ｎｍの最小透過率≧１．１ ・・・ （１）
の関係を満たすことを特徴とする、量子ドット発光素子。
【請求項2】
前記電荷輸送層は、波長５３０ｎｍでの透過率が９５％以上である、請求項１に記載の量子ドット発光素子。
【請求項3】
前記電荷輸送層は、波長６００ｎｍでの透過率が８５％以下である、請求項１又は２に記載の量子ドット発光素子。
【請求項4】
前記電荷輸送層が、フタロシアニン系化合物を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の量子ドット発光素子。
【請求項5】
請求項１～４のいずれか一項に記載の量子ドット発光素子を具えることを特徴とする、表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、量子ドット発光素子及び表示装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
表示装置に求められる重要な特性の一つとして、色再現性がある。特に、スーパーハイビジョンの表色系（国際規格ＩＴＵ－ＲＥＣ ＢＴ．２０２０）は、自然界に実在する内の９９％の物体色の色域を包含しており、映像を表示する表示装置には、広い色域の色再現性が求められ、自発光型の表示装置の場合、青、緑、赤各色の色純度を高くする、即ち、発光スペクトルの半値全幅（ＦＷＨＭ）を狭くする必要がある。
【0003】
近年、下記特許文献１や非特許文献１に開示されているように、半導体ナノ結晶からなる量子ドットを発光材料として用いた電界発光素子（量子ドット発光素子）が提案されている。量子ドットは、結晶粒径を変えることにより発光色を制御することができ、粒径分布を均一にすることによりＦＷＨＭを狭くすることができる。そのため、量子ドットは、表示色域の広い表示装置用の発光材料として期待されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第４９４８７４７号公報
【非特許文献】
【0005】
【非特許文献1】シラサキら（Ｙ．Ｓｈｉｒａｓａｋｉ ｅｔ．ａｌ），ネイチャー・フォトニクス（Ｎａｔｕｒｅ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ），７，１３（２０１３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上述の通り、量子ドットを発光材料とする検討が進んでおり、特に緑色発光材料においては、色純度の向上に向けてＦＷＨＭの狭小化が必須であるが、量子ドットの粒径制御には限界があるため、ＦＷＨＭの狭小化は容易でない。更には、量子ドット発光素子においては、しばしば、主発光成分以外の微小な副発光成分の混入による色純度低下も問題となる。
【0007】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、色純度の高い緑色発光が可能な量子ドット発光素子を提供することを課題とする。
また、本発明は、かかる量子ドット発光素子を具え、広色域表示が可能で、発光特性に優れた表示装置を提供することを更なる課題とする。
また、本発明は、かかる量子ドット発光素子を具え、広色域表示が可能で、発光特性に優れた表示装置を提供することを更なる課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、緑色発光が可能な量子ドット発光素子において、電極（正極又は負極）と発光層との間に、波長域５００～５５０ｎｍの透過率（最大透過率）が高く、波長域５５０～６００ｎｍの透過率（最小透過率）が低い材料からなる電荷輸送層（正孔輸送層又は電子輸送層）を設けることで、ＦＷＨＭを狭小化でき、また、副発光成分を除去でき、高色純度の緑色発光が可能な量子ドット発光素子を作製できることを見出し、本発明を完成するに至った。
上記課題を解決する本発明の要旨構成は、以下の通りである。
上記課題を解決する本発明の要旨構成は、以下の通りである。
【0009】
本発明の量子ドット発光素子は、陽極及び陰極と、該陽極と陰極との間に配置された発光層と、前記陽極及び陰極の一方と前記発光層との間に配置された電荷輸送層と、を具える量子ドット発光素子であって、
前記発光層が、量子ドットを含み、
前記電荷輸送層が、下記式（１）：
波長域５００～５５０ｎｍの最大透過率／波長域５５０～６００ｎｍの最小透過率≧１．１ ・・・ （１）
の関係を満たすことを特徴とする。
かかる本発明の量子ドット発光素子は、色純度の高い緑色発光が可能である。
前記発光層が、量子ドットを含み、
前記電荷輸送層が、下記式（１）：
波長域５００～５５０ｎｍの最大透過率／波長域５５０～６００ｎｍの最小透過率≧１．１ ・・・ （１）
の関係を満たすことを特徴とする。
かかる本発明の量子ドット発光素子は、色純度の高い緑色発光が可能である。
【0010】
本発明の量子ドット発光素子において、前記電荷輸送層は、波長５３０ｎｍでの透過率が９５％以上であることが好ましい。この場合、色純度の更に高い緑色発光が可能となる。
【0011】
本発明の量子ドット発光素子において、前記電荷輸送層は、波長６００ｎｍでの透過率が８５％以下であることが好ましい。この場合も、色純度の更に高い緑色発光が可能となる。
【0012】
本発明の量子ドット発光素子においては、前記電荷輸送層が、フタロシアニン系化合物を含むことが好ましい。この場合、色純度の更に高い緑色発光が可能となる。
【0013】
また、本発明の表示装置は、上記の量子ドット発光素子を具えることを特徴とする。かかる本発明の表示装置は、広色域表示が可能で、発光特性に優れる。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、色純度の高い緑色発光が可能な量子ドット発光素子を提供することができる。
また、本発明によれば、かかる量子ドット発光素子を具え、広色域表示が可能で、発光特性に優れた表示装置を提供することができる。
また、本発明によれば、かかる量子ドット発光素子を具え、広色域表示が可能で、発光特性に優れた表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の量子ドット発光素子の構造の好適実施態様を示す概略図である。
【図2】量子ドットの構造の好適態様を示す模式図である。
【図3】実施例１で用いた正孔輸送材料の吸収及び透過スペクトルである。
【図4】実施例１及び比較例１の量子ドット発光素子の電界発光（ＥＬ）スペクトルである。
【図5】実施例１及び比較例１の量子ドット発光素子の発光の色度図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下に、本発明の量子ドット発光素子及び表示装置を、その実施形態に基づき、詳細に例示説明する。
【0017】
＜量子ドット発光素子＞
本発明の量子ドット発光素子は、陽極及び陰極と、該陽極と陰極との間に配置された発光層と、前記陽極及び陰極の一方と前記発光層との間に配置された電荷輸送層と、を具える。そして、本発明の量子ドット発光素子においては、前記発光層が、量子ドットを含み、前記電荷輸送層が、下記式（１）：
波長域５００～５５０ｎｍの最大透過率／波長域５５０～６００ｎｍの最小透過率≧１．１ ・・・ （１）
の関係を満たすことを特徴とする。
なお、前記電荷輸送層の透過率（最大透過率、最小透過率）は、分光光度計で測定できる。
本発明の量子ドット発光素子は、陽極及び陰極と、該陽極と陰極との間に配置された発光層と、前記陽極及び陰極の一方と前記発光層との間に配置された電荷輸送層と、を具える。そして、本発明の量子ドット発光素子においては、前記発光層が、量子ドットを含み、前記電荷輸送層が、下記式（１）：
波長域５００～５５０ｎｍの最大透過率／波長域５５０～６００ｎｍの最小透過率≧１．１ ・・・ （１）
の関係を満たすことを特徴とする。
なお、前記電荷輸送層の透過率（最大透過率、最小透過率）は、分光光度計で測定できる。
【0018】
本発明の量子ドット発光素子においては、発光層が量子ドットを含み、陽極及び陰極の一方と発光層との間に電荷輸送層が配置されており、該電荷輸送層が上記式（１）の関係を満たし（即ち、波長域５００～５５０ｎｍの最大透過率が波長域５５０～６００ｎｍの最小透過率の１．１倍以上であり）、５００～５５０ｎｍの領域の緑色の発光成分の透過率が高く、また、５５０～６００ｎｍの領域の副発光成分の透過率が低いため、発光スペクトルの半値全幅（ＦＷＨＭ）を狭小化でき、また、副発光成分を除去できる。そのため、本発明の量子ドット発光素子は、色純度の高い緑色発光が可能である。
【0019】
前記波長域５００～５５０ｎｍの最大透過率は、色純度の更に高い緑色発光を得る観点から、好ましくは８０％以上、より好ましくは９０％以上、さらに好ましくは９５％以上である。また、前記波長域５５０～６００ｎｍの最小透過率は、副発光成分を除去して、色純度の更に高い緑色発光を得る観点から、好ましくは９０％以下、より好ましくは８５％以下、より一層好ましくは８０％以下、特に好ましくは５％以下である。
【0020】
次に、本発明の量子ドット発光素子の２つの好適実施態様を図１に示す。
図１（ａ）は、下部電極（例えば、透明電極）を陽極として用いた順構造の量子ドット発光素子であり、図１（ｂ）は、下部電極（例えば、透明電極）を陰極として用いた逆構造の量子ドット発光素子である。
図１（ａ）は、下部電極（例えば、透明電極）を陽極として用いた順構造の量子ドット発光素子であり、図１（ｂ）は、下部電極（例えば、透明電極）を陰極として用いた逆構造の量子ドット発光素子である。
【0021】
図１（ａ）において、量子ドット発光素子１０は、基板２０上に、陽極３０、正孔注入層４０、正孔輸送層５０、発光層（緑色発光層）６０、電子輸送層７０、電子注入層８０、及び陰極９０を、この順に積層した構成を有する。
また、図１（ｂ）において、量子ドット発光素子１１０は、基板１２０上に、陰極１３０、電子注入層１４０、電子輸送層１５０、発光層（緑色発光層）１６０、正孔輸送層１７０、正孔注入層１８０、及び陽極１９０を、この順に積層した構成を有する。
また、図１（ｂ）において、量子ドット発光素子１１０は、基板１２０上に、陰極１３０、電子注入層１４０、電子輸送層１５０、発光層（緑色発光層）１６０、正孔輸送層１７０、正孔注入層１８０、及び陽極１９０を、この順に積層した構成を有する。
【0022】
なお、正孔注入層４０，１８０、正孔輸送層５０，１７０、電子輸送層７０，１５０、電子注入層８０，１４０は、全て必要というわけではなく、それぞれの層が複数の役割を受け持つ構造となっていてもよい。例えば、一つの層で、正孔注入層と正孔輸送層を兼用したり、電子注入層と電子輸送層を兼用したりすることも可能である。
陽極３０，１９０、正孔注入層４０，１８０、正孔輸送層５０，１７０、発光層６０，１６０、電子輸送層７０，１５０、電子注入層８０，１４０、陰極９０，１３０の形成方法は、特に限定されるものではなく、真空蒸着法、電子ビーム法、スパッタリング法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等の方法を用いることができる。
陽極３０，１９０、正孔注入層４０，１８０、正孔輸送層５０，１７０、発光層６０，１６０、電子輸送層７０，１５０、電子注入層８０，１４０、陰極９０，１３０の形成方法は、特に限定されるものではなく、真空蒸着法、電子ビーム法、スパッタリング法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等の方法を用いることができる。
【0023】
ここで、図１（ａ）における正孔輸送層５０、或いは、図１（ｂ）における電子輸送層１５０は、上述した本発明の量子ドット発光素子の電荷輸送層に相当し、５００～５５０ｎｍの領域での透過率（最大透過率）が高く、５５０～６００ｎｍの領域での透過率（最小透過率）が低いことを特徴とし、これにより、外に放出される緑色発光のスペクトルが狭小化し、或いは、副発光成分が除去され、色度が改善する。
以下、図１（ａ）の順構造の量子ドット発光素子について説明する。
以下、図１（ａ）の順構造の量子ドット発光素子について説明する。
【0024】
（基板）
前記基板２０は、当該基板２０側より光を取り出すボトムエミッション型素子の場合は、透明な材料からなることが好ましい。かかる透明な材料としては、ガラス、石英、プラスチックフィルム等を例示することができる。ここで、プラスチックフィルムの材質としては、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー、ポリアミド、ポリエーテルサルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリアリレート等が挙げられる。
一方、上部電極側から光を取り出すトップエミッション型素子の場合には、基板２０の材料は、必ずしも透明な材料である必要はない。基板２０として、不透明基板を用いる場合、該不透明基板としては、例えば、着色したプラスチックフィルム基板、アルミナのようなセラミックス材料からなる基板、ステンレス鋼のような金属板の表面に酸化膜（絶縁膜）を形成した基板等が挙げられる。
また、基板２０として、例えば、プラスチックフィルム等の可撓性基板を用い、その上に量子ドット発光素子を形成した場合には、画像表示部を容易に変形することのできるフレキシブル量子ドット発光素子とすることができる。
前記基板２０の平均厚さは、特に限定されるものではないが、０．００１～３０ｍｍが好ましく、０．０１～１ｍｍがより好ましい。
前記基板２０は、当該基板２０側より光を取り出すボトムエミッション型素子の場合は、透明な材料からなることが好ましい。かかる透明な材料としては、ガラス、石英、プラスチックフィルム等を例示することができる。ここで、プラスチックフィルムの材質としては、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー、ポリアミド、ポリエーテルサルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリアリレート等が挙げられる。
一方、上部電極側から光を取り出すトップエミッション型素子の場合には、基板２０の材料は、必ずしも透明な材料である必要はない。基板２０として、不透明基板を用いる場合、該不透明基板としては、例えば、着色したプラスチックフィルム基板、アルミナのようなセラミックス材料からなる基板、ステンレス鋼のような金属板の表面に酸化膜（絶縁膜）を形成した基板等が挙げられる。
また、基板２０として、例えば、プラスチックフィルム等の可撓性基板を用い、その上に量子ドット発光素子を形成した場合には、画像表示部を容易に変形することのできるフレキシブル量子ドット発光素子とすることができる。
前記基板２０の平均厚さは、特に限定されるものではないが、０．００１～３０ｍｍが好ましく、０．０１～１ｍｍがより好ましい。
【0025】
（陽極）
前記陽極３０は、基板２０側より光を取り出すボトムエミッション型素子の場合は、透明で導電性の高い材料からなることが好ましい。この場合、陽極（即ち、透明陽極）３０としては、例えば、インジウム－錫－酸化物（以下、ＩＴＯ）、インジウム－亜鉛－酸化物（以下、ＩＺＯ）等の導電性透明酸化物を用いることができる。
一方、上部電極側から光を取り出すトップエミッション型素子の場合には、陽極３０の材料は、必ずしも透明な材料である必要はないため、陽極３０として、金属電極を用いてもよい。ここで、陽極３０の材料としては、仕事関数が比較的大きい金属が好ましい。仕事関数の大きい金属を用いることにより、陽極３０から有機層への正孔注入障壁を低くすることができ、正孔を注入させ易くすることができる。陽極３０に用いる金属としては、例えば、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｗ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
前記陽極３０の平均厚さは、特に限定されるものではないが、１０～５００ｎｍが好ましく、５０～２００ｎｍが更に好ましい。
前記陽極３０は、基板２０側より光を取り出すボトムエミッション型素子の場合は、透明で導電性の高い材料からなることが好ましい。この場合、陽極（即ち、透明陽極）３０としては、例えば、インジウム－錫－酸化物（以下、ＩＴＯ）、インジウム－亜鉛－酸化物（以下、ＩＺＯ）等の導電性透明酸化物を用いることができる。
一方、上部電極側から光を取り出すトップエミッション型素子の場合には、陽極３０の材料は、必ずしも透明な材料である必要はないため、陽極３０として、金属電極を用いてもよい。ここで、陽極３０の材料としては、仕事関数が比較的大きい金属が好ましい。仕事関数の大きい金属を用いることにより、陽極３０から有機層への正孔注入障壁を低くすることができ、正孔を注入させ易くすることができる。陽極３０に用いる金属としては、例えば、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｗ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
前記陽極３０の平均厚さは、特に限定されるものではないが、１０～５００ｎｍが好ましく、５０～２００ｎｍが更に好ましい。
【0026】
（正孔注入層）
前記正孔注入層４０は、陽極３０からの正孔注入を容易にする目的で用いる。正孔注入層４０の材料としては、無機材料、有機材料のいずれも用いることができる。無機材料としては、酸化モリブデン（ＭｏＯ３）、酸化バナジウム、酸化ルテニウム、酸化レニウム、酸化タングステン、酸化マンガン等が挙げられる。また、有機材料としては、低分子材料、高分子材料のいずれも用いることができるが、高分子材料の例としては、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ等が挙げられる。なお、ＰＥＤＯＴは、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）を示し、ＰＳＳは、ポリ（スチレンスルホン酸）を示す。正孔注入層４０には、これらの１種又は２種以上を用いることができる。これらの中でも、正孔注入層４０に用いる材料としては、正孔注入性の観点から、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ又は酸化モリブデンが好ましい。
前記正孔注入層４０の平均厚さは、特に限定されるものではないが、１～５００ｎｍが好ましく、３～５０ｎｍが更に好ましい。
前記正孔注入層４０は、陽極３０からの正孔注入を容易にする目的で用いる。正孔注入層４０の材料としては、無機材料、有機材料のいずれも用いることができる。無機材料としては、酸化モリブデン（ＭｏＯ３）、酸化バナジウム、酸化ルテニウム、酸化レニウム、酸化タングステン、酸化マンガン等が挙げられる。また、有機材料としては、低分子材料、高分子材料のいずれも用いることができるが、高分子材料の例としては、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ等が挙げられる。なお、ＰＥＤＯＴは、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）を示し、ＰＳＳは、ポリ（スチレンスルホン酸）を示す。正孔注入層４０には、これらの１種又は２種以上を用いることができる。これらの中でも、正孔注入層４０に用いる材料としては、正孔注入性の観点から、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ又は酸化モリブデンが好ましい。
前記正孔注入層４０の平均厚さは、特に限定されるものではないが、１～５００ｎｍが好ましく、３～５０ｎｍが更に好ましい。
【0027】
（正孔輸送層）
前記正孔輸送層５０は、陽極３０から注入した正孔を発光層６０まで輸送するために用いる。正孔輸送層５０は、５００～５５０ｎｍの領域で透過率（最大透過率）が高く、５５０～６００ｎｍの領域で透過率（最小透過率）が低い光学特性を有することを特徴とする。ここで、量子ドット発光素子１０から放出される緑色発光を効率よく取り出すために、正孔輸送層５０の５００～５５０ｎｍの領域の透過率は、高い程よいが、正孔輸送層５０の５３０ｎｍにおける透過率は、好ましくは８０％以上、より好ましくは９０％以上、特に好ましくは９５％以上である。また、緑色発光の色純度の低下の原因となる余分な光を効果的にカットするため、正孔輸送層５０の５５０～６００ｎｍの領域の透過率は、低い程よいが、正孔輸送層５０の６００ｎｍにおける透過率は、好ましくは９０％以下、より好ましくは８５％以下、より一層好ましくは８０％以下、特に好ましくは５％以下である。正孔輸送層５０の波長５３０ｎｍでの透過率が９５％以上である場合、色純度の更に高い緑色発光が可能となり、また、正孔輸送層５０の波長６００ｎｍでの透過率が８５％以下である場合も、色純度の更に高い緑色発光が可能となる。
前記正孔輸送層５０は、陽極３０から注入した正孔を発光層６０まで輸送するために用いる。正孔輸送層５０は、５００～５５０ｎｍの領域で透過率（最大透過率）が高く、５５０～６００ｎｍの領域で透過率（最小透過率）が低い光学特性を有することを特徴とする。ここで、量子ドット発光素子１０から放出される緑色発光を効率よく取り出すために、正孔輸送層５０の５００～５５０ｎｍの領域の透過率は、高い程よいが、正孔輸送層５０の５３０ｎｍにおける透過率は、好ましくは８０％以上、より好ましくは９０％以上、特に好ましくは９５％以上である。また、緑色発光の色純度の低下の原因となる余分な光を効果的にカットするため、正孔輸送層５０の５５０～６００ｎｍの領域の透過率は、低い程よいが、正孔輸送層５０の６００ｎｍにおける透過率は、好ましくは９０％以下、より好ましくは８５％以下、より一層好ましくは８０％以下、特に好ましくは５％以下である。正孔輸送層５０の波長５３０ｎｍでの透過率が９５％以上である場合、色純度の更に高い緑色発光が可能となり、また、正孔輸送層５０の波長６００ｎｍでの透過率が８５％以下である場合も、色純度の更に高い緑色発光が可能となる。
【0028】
正孔輸送層５０には、前記光学特性を満たす材料であれば、無機材料、有機材料のいずれも用いることができる。また、有機材料の場合、高分子材料、低分子材料のいずれも用いることができる。低分子材料の場合、下記の構造式（１－１）～（１－４）：
で示される材料のような、フタロシアニン系化合物を用いることが好適である。正孔輸送層５０がフタロシアニン系化合物を含む場合、色純度の更に高い緑色発光が可能となる。
【化1】
【0029】
前記フタロシアニン系化合物とは、フタロシアニン骨格を有する化合物を意味し、フタロシアニン骨格は、４つのフタル酸イミドが窒素原子で架橋された構造を有する複素環骨格である。フタロシアニン系化合物は、フタロシアニン骨格を有する金属錯体であってもよく、金属錯体を構成する金属としては、特に限定されないが、例えば、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｂａ、Ｃｄ、Ｈｇ、Ｐｂ、Ｓｎ等が挙げられる。また、金属錯体は、酸化された金属を有していてもよく、酸化された金属としては、ＴｉＯ、ＶＯ、ＭｎＯ等が挙げられる。
【0030】
前記正孔輸送層５０の平均厚さは、特に限定されるものではないが、５～２００ｎｍが好ましく、１０～１００ｎｍが更に好ましい。
【0031】
（発光層）
前記発光層６０は、量子ドットを含み、好ましくは半導体微粒子からなる量子ドットを含む。該発光層６０では、陽極３０から注入された正孔と陰極９０から注入された電子とが再結合して、量子ドットが励起状態となり、基底状態に戻るときに放出されるエネルギーにより発光が得られる。
発光層６０の発光色は、発光層６０に含まれる量子ドットの結晶粒径や種類（材質）によって変化させることができる。ここで、量子ドットの結晶粒径は、所望の発光色に応じて選択でき、例えば、１～２０ｎｍが好ましく、２～１０ｎｍが更に好ましい。量子ドットの典型的な構造を、図２（ａ）に示す。図２（ａ）に示す量子ドット１は、半導体微粒子からなるコア２とよばれる中心部分と、コア２の表面を覆うリガンド３と呼ばれる有機物と、からなる。
前記発光層６０は、量子ドットを含み、好ましくは半導体微粒子からなる量子ドットを含む。該発光層６０では、陽極３０から注入された正孔と陰極９０から注入された電子とが再結合して、量子ドットが励起状態となり、基底状態に戻るときに放出されるエネルギーにより発光が得られる。
発光層６０の発光色は、発光層６０に含まれる量子ドットの結晶粒径や種類（材質）によって変化させることができる。ここで、量子ドットの結晶粒径は、所望の発光色に応じて選択でき、例えば、１～２０ｎｍが好ましく、２～１０ｎｍが更に好ましい。量子ドットの典型的な構造を、図２（ａ）に示す。図２（ａ）に示す量子ドット１は、半導体微粒子からなるコア２とよばれる中心部分と、コア２の表面を覆うリガンド３と呼ばれる有機物と、からなる。
【0032】
前記量子ドットのコア部分を構成する半導体の例としては、ＩＩ－ＶＩ族の化合物、ＩＩ－Ｖ族の化合物、ＩＩＩ－ＶＩ族の化合物、ＩＩＩ－Ｖ族の化合物、ＩＶ－ＶＩ族の化合物、Ｉ－ＩＩＩ－ＶＩ族の化合物、ＩＩ－ＩＶ－ＶＩ族の化合物、及びＩＩ－ＩＶ－Ｖ族の化合物、例えば、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＧａＳｅ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、ＴｌＮ、ＴｌＰ、ＴｌＡｓ、ＴｌＳｂ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、ＣｕＩｎＳ等が挙げられる。
【0033】
前記量子ドット１は、図２（ｂ）に示すように、コア２の周りを取り囲むように一層または複数層の半導体層があってもよい。ここで、コア部分を取り囲む半導体層は、シェル４と呼ばれる。シェル４の部分を構成する半導体も、コア２の部分を構成する半導体と同様の組成の半導体を用いることができる。
コア２の部分を構成する半導体或いはコア／シェル構造のシェル４の部分を構成する半導体の表面には、通常は、反応性の高いダングリングボンドが存在する。該ダングリングボンドの存在により、表面が化学的に不安定になる上、量子ドット（半導体微粒子）自体の凝集の原因にもなる。従って、量子ドットにおいては、半導体微粒子表面を安定化すると共に、半導体微粒子の凝集を抑制するため、半導体微粒子表面をリガンド３とよばれる有機配位子によりキャッピングを行うことが好ましい。キャッピングするためのリガンド３の部分に親油性の長鎖アルキル基等が含まれると、有機溶剤に対しての溶解性が向上するため、量子ドットを有機溶媒に溶解させた量子ドット溶液を調製することができる。
コア２の部分を構成する半導体或いはコア／シェル構造のシェル４の部分を構成する半導体の表面には、通常は、反応性の高いダングリングボンドが存在する。該ダングリングボンドの存在により、表面が化学的に不安定になる上、量子ドット（半導体微粒子）自体の凝集の原因にもなる。従って、量子ドットにおいては、半導体微粒子表面を安定化すると共に、半導体微粒子の凝集を抑制するため、半導体微粒子表面をリガンド３とよばれる有機配位子によりキャッピングを行うことが好ましい。キャッピングするためのリガンド３の部分に親油性の長鎖アルキル基等が含まれると、有機溶剤に対しての溶解性が向上するため、量子ドットを有機溶媒に溶解させた量子ドット溶液を調製することができる。
【0034】
これらの量子ドット或いは量子ドット溶液の製造方法としては、特に限定されないが、特許第５１９０２６０号公報、特表２００９－５０４４２２号公報等に記載されている方法等が挙げられる。量子ドット溶液、或いは、量子ドットと有機材料とを混合した溶液を調製し、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等の湿式法によって、量子ドットを含む薄膜を成膜することで発光層を形成することができる。
【0035】
発光層６０は、量子ドットのみからなる構成としてもよいし、量子ドットと無機材料や有機材料とを混合した構成としてもよい。有機材料としては、低分子材料、高分子材料のいずれも用いることができる。また、発光層６０には、量子ドット以外にも、有機エレクトロルミネッセンス材料を用いることもできる。例えば、発光層６０は、量子ドットに加えて、電子輸送材料や正孔輸送材料等の電荷輸送を補う材料を含んでもよい。電子輸送材料としては、後述の電子輸送層７０に使用する材料を利用できる。また、正孔輸送材料としては、ポリ（Ｎ－ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）等が挙げられる。
【0036】
発光層６０の成膜方法としては、特に限定されないが、量子ドットを有機溶媒や水に溶解させた溶液を調製し、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等によって成膜することができる。このとき、赤、緑、青に発光する材料を微細に塗分けすることで、カラー表示が可能な表示装置の画素とすることができる。
前記発光層６０の平均厚さは、特に限定されるものではないが、５～２００ｎｍが好ましく、１０～５０ｎｍが更に好ましい。
前記発光層６０の平均厚さは、特に限定されるものではないが、５～２００ｎｍが好ましく、１０～５０ｎｍが更に好ましい。
【0037】
（電子輸送層）
前記電子輸送層７０は、陰極９０から注入した電子を発光層６０まで輸送するために用いる。電子輸送層７０を構成する材料としては、無機材料であっても、有機材料でもよい。有機材料の場合は、高分子材料、低分子材料のいずれも用いることができる。電子輸送層７０を構成する材料として、含窒素複素環を含む低分子材料或いは高分子材料を用いると、陰極９０から注入された電子が効率よく電子輸送層７０中を移動し、発光層６０の量子ドットに電子が効率良く注入されるため、高効率の発光素子を得ることができる。前記含窒素複素環としては、ピリジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ピリダジン環、オキサゾール環、オキサジアゾール環、ベンゾオキサゾール環、イミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、キノリン環、イソキノリン環、キノキサリン環、トリアゾール環、フェナントロリン環等が挙げられる。
前記電子輸送層７０の平均厚さは、特に限定されるものではないが、５～２００ｎｍが好ましく、１０～１００ｎｍが更に好ましい。
前記電子輸送層７０は、陰極９０から注入した電子を発光層６０まで輸送するために用いる。電子輸送層７０を構成する材料としては、無機材料であっても、有機材料でもよい。有機材料の場合は、高分子材料、低分子材料のいずれも用いることができる。電子輸送層７０を構成する材料として、含窒素複素環を含む低分子材料或いは高分子材料を用いると、陰極９０から注入された電子が効率よく電子輸送層７０中を移動し、発光層６０の量子ドットに電子が効率良く注入されるため、高効率の発光素子を得ることができる。前記含窒素複素環としては、ピリジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ピリダジン環、オキサゾール環、オキサジアゾール環、ベンゾオキサゾール環、イミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、キノリン環、イソキノリン環、キノキサリン環、トリアゾール環、フェナントロリン環等が挙げられる。
前記電子輸送層７０の平均厚さは、特に限定されるものではないが、５～２００ｎｍが好ましく、１０～１００ｎｍが更に好ましい。
【0038】
（電子注入層）
前記電子注入層８０は、陰極９０からの電子注入を容易にするために形成する。該電子注入層８０には、有機材料、無機材料のいずれも用いることができる。電子注入層８０に用いる代表的な材料としては、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）等が挙げられる。
前記電子注入層８０の平均厚さは、特に限定されるものではないが、０．５～２００ｎｍが好ましく、１～１００ｎｍが更に好ましい。
前記電子注入層８０は、陰極９０からの電子注入を容易にするために形成する。該電子注入層８０には、有機材料、無機材料のいずれも用いることができる。電子注入層８０に用いる代表的な材料としては、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）等が挙げられる。
前記電子注入層８０の平均厚さは、特に限定されるものではないが、０．５～２００ｎｍが好ましく、１～１００ｎｍが更に好ましい。
【0039】
（陰極）
前記陰極９０は、前記基板２０側より光を取り出すボトムエミッション型素子の場合は、金属の薄膜を用いることができる。ここで、陰極９０の材料としては、仕事関数が比較的小さい金属が好ましい。仕事関数の小さい金属を用いることにより、陰極９０から有機層への電子注入障壁を低くすることができ、電子を注入させ易くすることができる。陰極９０に用いる金属としては、例えば、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｌｉ、Ｎａ等が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
前記基板２０や下部の陽極３０が透明でない場合には、上部電極となる陰極９０は、透明電極とする。ここで、該透明電極の材料としては、特に限定されないが、例えば、インジウム－錫－酸化物（ＩＴＯ）、インジウム－亜鉛－酸化物（ＩＺＯ）等の導電性透明酸化物を用いることができる。
前記陰極９０の平均厚さは、特に限定されるものではないが、１０～５００ｎｍが好ましく、３０～１５０ｎｍが更に好ましい。
前記陰極９０は、前記基板２０側より光を取り出すボトムエミッション型素子の場合は、金属の薄膜を用いることができる。ここで、陰極９０の材料としては、仕事関数が比較的小さい金属が好ましい。仕事関数の小さい金属を用いることにより、陰極９０から有機層への電子注入障壁を低くすることができ、電子を注入させ易くすることができる。陰極９０に用いる金属としては、例えば、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｌｉ、Ｎａ等が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
前記基板２０や下部の陽極３０が透明でない場合には、上部電極となる陰極９０は、透明電極とする。ここで、該透明電極の材料としては、特に限定されないが、例えば、インジウム－錫－酸化物（ＩＴＯ）、インジウム－亜鉛－酸化物（ＩＺＯ）等の導電性透明酸化物を用いることができる。
前記陰極９０の平均厚さは、特に限定されるものではないが、１０～５００ｎｍが好ましく、３０～１５０ｎｍが更に好ましい。
【0040】
以上、図１（ａ）の順構造の量子ドット発光素子１０について説明したが、図１（ｂ）の逆構造の量子ドット発光素子１１０でも、本発明の目的を果たすことができる。
この場合、電子輸送層１５０は、５００～５５０ｎｍの領域で透過率（最大透過率）が高く、５５０～６００ｎｍの領域で透過率（最小透過率）が低い光学特性を有することを特徴とする。量子ドット発光素子１１０から放出される緑色発光を効率よく取り出すために、電子輸送層１５０の５００～５５０ｎｍの領域の透過率としては、高い程よいが、電子輸送層１５０の５３０ｎｍにおける透過率は、好ましくは８０％以上、より好ましくは９０％以上、特に好ましくは９５％以上である。また、緑色発光の色純度の低下の原因となる余分な光を効果的にカットするため、電子輸送層１５０の５５０～６００ｎｍの領域の透過率は、低い程よいが、電子輸送層１５０の６００ｎｍにおける透過率は、好ましくは９０％以下、より好ましくは８５％以下、より一層好ましくは８０％以下、特に好ましくは５％以下である。電子輸送層１５０には、例えば、上述のフタロシアニン系化合物を用いることができる。
この場合、電子輸送層１５０は、５００～５５０ｎｍの領域で透過率（最大透過率）が高く、５５０～６００ｎｍの領域で透過率（最小透過率）が低い光学特性を有することを特徴とする。量子ドット発光素子１１０から放出される緑色発光を効率よく取り出すために、電子輸送層１５０の５００～５５０ｎｍの領域の透過率としては、高い程よいが、電子輸送層１５０の５３０ｎｍにおける透過率は、好ましくは８０％以上、より好ましくは９０％以上、特に好ましくは９５％以上である。また、緑色発光の色純度の低下の原因となる余分な光を効果的にカットするため、電子輸送層１５０の５５０～６００ｎｍの領域の透過率は、低い程よいが、電子輸送層１５０の６００ｎｍにおける透過率は、好ましくは９０％以下、より好ましくは８５％以下、より一層好ましくは８０％以下、特に好ましくは５％以下である。電子輸送層１５０には、例えば、上述のフタロシアニン系化合物を用いることができる。
【0041】
その他、陰極１３０については、基板１２０側より光を取り出すボトムエミッション型素子の場合は、透明で導電性の高い材料を用いることが好ましい。この場合、陰極（透明陰極）１３０については、図１（ａ）の陽極（透明陽極）３０と同じ材料を用いることができる。
電子注入層１４０、発光層（緑色発光層）１６０、正孔注入層１８０については、それぞれ、図１（ａ）の順構造の量子ドット発光素子で記述した材料を用いることができる。
正孔輸送層１７０については、正孔を輸送する有機材料および無機材料を用いることができる。
また、陽極１９０については、基板１２０側より光を取り出すボトムエミッション型素子の場合は、仕事関数が比較的大きい金属を用いることが好ましい。
電子注入層１４０、発光層（緑色発光層）１６０、正孔注入層１８０については、それぞれ、図１（ａ）の順構造の量子ドット発光素子で記述した材料を用いることができる。
正孔輸送層１７０については、正孔を輸送する有機材料および無機材料を用いることができる。
また、陽極１９０については、基板１２０側より光を取り出すボトムエミッション型素子の場合は、仕事関数が比較的大きい金属を用いることが好ましい。
【0042】
（用途）
本発明の量子ドット発光素子は、後述する表示装置を始め、照明機器、バックライト、電子写真、照明光源、露出光源、標識、看板、インテリア等にも利用できる。
本発明の量子ドット発光素子は、後述する表示装置を始め、照明機器、バックライト、電子写真、照明光源、露出光源、標識、看板、インテリア等にも利用できる。
【0043】
＜表示装置＞
本発明の表示装置は、上述の量子ドット発光素子を具えることを特徴とする。本発明の表示装置は、色純度の高い緑色発光が可能な量子ドット発光素子を具えるため、広色域表示が可能で、発光特性に優れる。本発明の表示装置は、上述した量子ドット発光素子の他に、表示装置に一般に用いられる他の部品を具えることができる。
本発明の表示装置は、上述の量子ドット発光素子を具えることを特徴とする。本発明の表示装置は、色純度の高い緑色発光が可能な量子ドット発光素子を具えるため、広色域表示が可能で、発光特性に優れる。本発明の表示装置は、上述した量子ドット発光素子の他に、表示装置に一般に用いられる他の部品を具えることができる。
【実施例0044】
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
【0045】
＜実施例１＞
（量子ドットの合成）
Ｊ．カクら（Ｊ．Ｋｗａｋ ｅｔ ａｌ．），ナノ・レターズ（Ｎａｎｏ Ｌｅｔｔｅｒｓ），１２，２３６２（２０１２）に開示されている方法に従って、緑色発光を示す量子ドットＣｄＳｅ／ＺｎＳ（コア／シェル型の量子ドット）を合成した。具体的には、０．２ｍｍｏｌの酸化カドミウム、４ｍｍｏｌの酢酸亜鉛、４ｍｍｏｌのオレイン酸を１００ｍＬフラスコに入れ、圧力１００ｍＴｏｒｒにて１５０℃で３０分加熱することで、オレイン酸亜鉛（Ｚｎ（ＯＡ）２）を得た。次に、反応物を窒素で満たし、１５ｍＬの１－オクタデセンを加えた後、３０５℃まで昇温した。昇温したところで、反応物に対して、０．１ｍｍｏｌのセレン粉末と３．５ｍｍｏｌの硫黄粉末を溶解させたトリオクチルフォスフィン２ｍＬを素早く加えた。反応液の温度を３００℃に保ち、量子ドットＣｄＳｅ／ＺｎＳを成長させた。１０分後、反応を完了させるために反応液の温度を室温まで下げた。合成した量子ドットを再沈殿／再分散により精製し、量子ドットＣｄＳｅ／ＺｎＳのクロロホルム分散液を得た。
（量子ドットの合成）
Ｊ．カクら（Ｊ．Ｋｗａｋ ｅｔ ａｌ．），ナノ・レターズ（Ｎａｎｏ Ｌｅｔｔｅｒｓ），１２，２３６２（２０１２）に開示されている方法に従って、緑色発光を示す量子ドットＣｄＳｅ／ＺｎＳ（コア／シェル型の量子ドット）を合成した。具体的には、０．２ｍｍｏｌの酸化カドミウム、４ｍｍｏｌの酢酸亜鉛、４ｍｍｏｌのオレイン酸を１００ｍＬフラスコに入れ、圧力１００ｍＴｏｒｒにて１５０℃で３０分加熱することで、オレイン酸亜鉛（Ｚｎ（ＯＡ）２）を得た。次に、反応物を窒素で満たし、１５ｍＬの１－オクタデセンを加えた後、３０５℃まで昇温した。昇温したところで、反応物に対して、０．１ｍｍｏｌのセレン粉末と３．５ｍｍｏｌの硫黄粉末を溶解させたトリオクチルフォスフィン２ｍＬを素早く加えた。反応液の温度を３００℃に保ち、量子ドットＣｄＳｅ／ＺｎＳを成長させた。１０分後、反応を完了させるために反応液の温度を室温まで下げた。合成した量子ドットを再沈殿／再分散により精製し、量子ドットＣｄＳｅ／ＺｎＳのクロロホルム分散液を得た。
【0046】
（構造式（１－２）で表される材料の吸収及び透過率スペクトル）
図３に、構造式（１－２）で表される材料を真空蒸着した薄膜（１５ｎｍ）の吸収及び透過率スペクトルを示す。５００～５５０ｎｍの領域の透過率は高く、波長域５００～５５０ｎｍの最大透過率は１００％であり、５３０ｎｍにおける透過率は９９％である。また、５５０～６００ｎｍの領域の透過率は低く、波長域５５０～６００ｎｍの最小透過率は８３％であり、６００ｎｍにおける透過率は８３％である。吸光度Ａｂｓと透過率Ｔの関係は下記で表すことができる。
Ａｂｓ＝α×ｌ＝ｌｏｇ（Ｉ０／Ｉ）、Ｔ＝Ｉ／Ｉ０×１００ [％]
ここで、α：薄膜の吸光係数［ｎｍ－1］、ｌ：薄膜の膜厚［ｎｍ］、Ｉ０：入射光強度、Ｉ：透過光強度である。
これらの関係より、例えば、仮に、構造式（１－２）で表される材料の薄膜を２０ｎｍの厚さで製膜した時の透過率を計算すると、波長域５００～５５０ｎｍの最大透過率は１００％であり、５３０ｎｍにおける透過率は９９％、波長域５５０～６００ｎｍの最小透過率は７８％であり、６００ｎｍにおける透過率は７８％となる。
図３に、構造式（１－２）で表される材料を真空蒸着した薄膜（１５ｎｍ）の吸収及び透過率スペクトルを示す。５００～５５０ｎｍの領域の透過率は高く、波長域５００～５５０ｎｍの最大透過率は１００％であり、５３０ｎｍにおける透過率は９９％である。また、５５０～６００ｎｍの領域の透過率は低く、波長域５５０～６００ｎｍの最小透過率は８３％であり、６００ｎｍにおける透過率は８３％である。吸光度Ａｂｓと透過率Ｔの関係は下記で表すことができる。
Ａｂｓ＝α×ｌ＝ｌｏｇ（Ｉ０／Ｉ）、Ｔ＝Ｉ／Ｉ０×１００ [％]
ここで、α：薄膜の吸光係数［ｎｍ－1］、ｌ：薄膜の膜厚［ｎｍ］、Ｉ０：入射光強度、Ｉ：透過光強度である。
これらの関係より、例えば、仮に、構造式（１－２）で表される材料の薄膜を２０ｎｍの厚さで製膜した時の透過率を計算すると、波長域５００～５５０ｎｍの最大透過率は１００％であり、５３０ｎｍにおける透過率は９９％、波長域５５０～６００ｎｍの最小透過率は７８％であり、６００ｎｍにおける透過率は７８％となる。
【0047】
（量子ドット発光素子の作製）
図１（ａ）に示す構造の本発明に従う量子ドット発光素子を次のようにして作製した。
まず、ガラス基板２０にＩＴＯからなる陽極３０を形成し、これを複数のライン状にパターニングした。
次に、正孔注入層４０として、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（ヘレウス社、ＡＩ４０８３）をスピンコート法によって成膜し、１８０℃にて３０分間加熱乾燥した。
次に、正孔輸送層５０として、構造式（１－２）で表される材料を真空蒸着より２０ｎｍ成膜した。前述の構造式（１－２）で表される材料の吸収スペクトルの結果から、構造式（１－２）で表される材料の２０ｎｍの薄膜の波長域５００～５５０ｎｍの最大透過率は１００％、５３０ｎｍにおける透過率は９９％、波長域５５０～６００ｎｍの最小透過率は７８％、６００ｎｍにおける透過率は７８％となる。
次に、発光層６０として、量子ドットＣｄＳｅ／ＺｎＳのクロロホルム分散液（４ｍｇ／ｍＬ）とポリ（Ｎ－ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）のクロロホルム溶液（４ｍｇ／ｍＬ）を混合して調製したインクを、スピンコート法（回転数２０００ｒｐｍ）により塗布成膜し、１００℃で４０分加熱乾燥した。
次に、基板を真空蒸着装置に入れ、真空蒸着法により、電子輸送層７０として１，３，５－トリス（１－フェニル－１Ｈ－ベンゾイミダゾール－２－イル）ベンゼンを３５ｎｍ、電子注入層８０としてフッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍ、陰極９０としてＡｌを１００ｎｍ順次成膜した。
なお、図１（ａ）には示していないが、窒素ガスで満たされたグローブボックス中で、封止用ガラスの周縁部に紫外線硬化樹脂を塗布した後、量子ドット発光素子を形成した前記基板の周縁部に貼り合せて、封止を行った。
図１（ａ）に示す構造の本発明に従う量子ドット発光素子を次のようにして作製した。
まず、ガラス基板２０にＩＴＯからなる陽極３０を形成し、これを複数のライン状にパターニングした。
次に、正孔注入層４０として、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（ヘレウス社、ＡＩ４０８３）をスピンコート法によって成膜し、１８０℃にて３０分間加熱乾燥した。
次に、正孔輸送層５０として、構造式（１－２）で表される材料を真空蒸着より２０ｎｍ成膜した。前述の構造式（１－２）で表される材料の吸収スペクトルの結果から、構造式（１－２）で表される材料の２０ｎｍの薄膜の波長域５００～５５０ｎｍの最大透過率は１００％、５３０ｎｍにおける透過率は９９％、波長域５５０～６００ｎｍの最小透過率は７８％、６００ｎｍにおける透過率は７８％となる。
次に、発光層６０として、量子ドットＣｄＳｅ／ＺｎＳのクロロホルム分散液（４ｍｇ／ｍＬ）とポリ（Ｎ－ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）のクロロホルム溶液（４ｍｇ／ｍＬ）を混合して調製したインクを、スピンコート法（回転数２０００ｒｐｍ）により塗布成膜し、１００℃で４０分加熱乾燥した。
次に、基板を真空蒸着装置に入れ、真空蒸着法により、電子輸送層７０として１，３，５－トリス（１－フェニル－１Ｈ－ベンゾイミダゾール－２－イル）ベンゼンを３５ｎｍ、電子注入層８０としてフッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍ、陰極９０としてＡｌを１００ｎｍ順次成膜した。
なお、図１（ａ）には示していないが、窒素ガスで満たされたグローブボックス中で、封止用ガラスの周縁部に紫外線硬化樹脂を塗布した後、量子ドット発光素子を形成した前記基板の周縁部に貼り合せて、封止を行った。
【0048】
（量子ドット発光素子の特性評価）
上記の量子ドット発光素子の陽極３０側に正、陰極９０側に負となるように電圧を印加して、電界発光（ＥＬ）スペクトルを観測した。その結果、ピーク波長５３０ｎｍ、ＦＷＨＭ４１ｎｍ、ＣＩＥｘ，y＝（０．２０８４，０．７１７１）の高色純度の緑色発光が得られた。
上記の量子ドット発光素子の陽極３０側に正、陰極９０側に負となるように電圧を印加して、電界発光（ＥＬ）スペクトルを観測した。その結果、ピーク波長５３０ｎｍ、ＦＷＨＭ４１ｎｍ、ＣＩＥｘ，y＝（０．２０８４，０．７１７１）の高色純度の緑色発光が得られた。
【0049】
＜比較例１＞
（量子ドット発光素子の作製）
正孔輸送層５０の成膜工程を除いたこと以外は実施例１と同様の方法で、量子ドット発光素子を作製した。
（量子ドット発光素子の作製）
正孔輸送層５０の成膜工程を除いたこと以外は実施例１と同様の方法で、量子ドット発光素子を作製した。
【0050】
（量子ドット発光素子の特性評価）
実施例１と同様の方法で、比較例１の量子ドット発光素子の特性評価を行った。その結果、ピーク波長は実施例１と同じ５３０ｎｍであるが、ＦＷＨＭは４３ｎｍ、ＣＩＥｘ，y＝（０．２１４４，０．７１０６）であった。
以上の結果を表１に示す。
実施例１と同様の方法で、比較例１の量子ドット発光素子の特性評価を行った。その結果、ピーク波長は実施例１と同じ５３０ｎｍであるが、ＦＷＨＭは４３ｎｍ、ＣＩＥｘ，y＝（０．２１４４，０．７１０６）であった。
以上の結果を表１に示す。
【0051】
【表1】
【0052】
図４に、実施例１と比較例１の量子ドット発光素子の発光スペクトルを示す。
比較例１の量子ドット発光素子のＦＷＨＭは４３ｎｍであるのに対し、実施例１の量子ドット発光素子のＦＷＨＭは４１ｎｍであり、ＦＷＨＭが狭小化していることが示された。これは、本発明の量子ドット発光素子においては、５５０ｎｍ以上の領域の発光が構造式（１－２）で表される材料からなる正孔輸送層に効果的に吸収されたためである。
比較例１の量子ドット発光素子のＦＷＨＭは４３ｎｍであるのに対し、実施例１の量子ドット発光素子のＦＷＨＭは４１ｎｍであり、ＦＷＨＭが狭小化していることが示された。これは、本発明の量子ドット発光素子においては、５５０ｎｍ以上の領域の発光が構造式（１－２）で表される材料からなる正孔輸送層に効果的に吸収されたためである。
【0053】
図５に、実施例１と比較例１の量子ドット発光素子の発光の色度図を示す。
実施例１の量子ドット発光素子は、発光スペクトルのＦＷＨＭの改善により、比較例１の量子ドット発光素子よりも色度が改善していることが示された。
実施例１の量子ドット発光素子は、発光スペクトルのＦＷＨＭの改善により、比較例１の量子ドット発光素子よりも色度が改善していることが示された。
【産業上の利用可能性】
【0054】
本発明の量子ドット発光素子は、色純度の高い緑色発光が可能であり、量子ドット発光素子を利用した発光素子産業、照明機器産業、表示装置産業において利用することが可能である。また、本発明の量子ドット発光素子は、色純度に優れる発光を必要とする様々なデバイス、製品に応用することが可能であり、表示装置、照明機器、バックライト、電子写真、照明光源、露出光源、標識、看板、インテリア等の分野で好適に使用できる。
【符号の説明】
【0055】
１０，１１０：量子ドット発光素子
２０，１２０：基板
３０，１９０：陽極
４０，１８０：正孔注入層
５０，１７０：正孔輸送層（電荷輸送層）
６０，１６０：発光層
７０，１５０：電子輸送層（電荷輸送層）
８０，１４０：電子注入層
９０，１３０：陰極
１：量子ドット
２：コア
３：リガンド
４：シェル
２０，１２０：基板
３０，１９０：陽極
４０，１８０：正孔注入層
５０，１７０：正孔輸送層（電荷輸送層）
６０，１６０：発光層
７０，１５０：電子輸送層（電荷輸送層）
８０，１４０：電子注入層
９０，１３０：陰極
１：量子ドット
２：コア
３：リガンド
４：シェル
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】