WO2021059452A1 - 電界発光素子及び電界発光装置 - Google Patents

電界発光素子及び電界発光装置 Download PDF

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WO2021059452A1
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type semiconductor
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岩田　昇
久幸 内海
上田　吉裕
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シャープ株式会社
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    • H10K50/15—Hole transporting layers

Definitions

  • the present disclosure relates to an electroluminescent element and an electroluminescent device including a plurality of electroluminescent elements.
  • OLEDs Organic Light Emitting Diodes
  • QLEDs Quantum dot Light Emitting Diodes
  • Patent Documents 1 to 3 describe a configuration in which an electroluminescent device such as an OLED or a QLED is provided with an electron transport layer containing semiconductor nanoparticles (for example, metal oxide nanoparticles) or a hole transport layer. ..
  • 9 (a), 9 (b), 9 (c) and 9 (d) are the conventional electroluminescent devices 101, 102, 103 and 104 described in Patent Documents 1 to 3. It is a figure which shows the schematic structure of.
  • the electroluminescent device 101 described in Patent Document 1 illustrated in FIG. 9A has an anode (anode) 112, a hole transport layer 113, a light emitting layer 114, a nanoparticle layer 115, and a cathode (cathode) on a substrate 111.
  • ) 116 has a structure in which the substrates 111 are stacked in this order from the substrate 111 side.
  • the nanoparticles layer 115 is formed by applying a material in which nanoparticles of barium titanate are dispersed in a xylene solution as metal oxide nanoparticles (electron transport materials) on the light emitting layer 114 by a spray method. ..
  • Patent Document 1 it is described that by providing the nanoparticle layer 115 between the light emitting layer 114 and the cathode (cathode) 116 in this way, electron injection into the light emitting layer 114 can be efficiently performed. There is.
  • the electroluminescent device 102 described in Patent Document 1 illustrated in FIG. 9B has an anode (anode) 112, a hole transport layer 113, a light emitting layer 114, a nanoparticle-containing film 117, and a cathode (anode) on a substrate 111.
  • the cathode) 116 has a structure in which the substrates 111 are laminated in this order from the substrate 111 side.
  • the electroluminescent device 103 described in Patent Document 2 illustrated in FIG. 9 (c) has an anode (anode) 122, a hole injection layer 123, a hole transport layer 124, a light emitting layer 125, and electron transport on a substrate 121.
  • the layer 126, the electron injection layer 127, and the cathode (cathode) 128 have a structure in which they are laminated in this order from the substrate 121 side.
  • the hole transport layer 124 contains semiconductor nanoparticles 129, and the surface of the hole transport layer 124 has an uneven structure.
  • the hole transport layer 124 contains the semiconductor nanoparticles 129, the hole transportability can be improved, and the surface of the hole transport layer 124 has a concavo-convex structure. It is described that hole injection by electric field concentration can be efficiently performed at the interface having.
  • the anode (anode) 132, the organic functional layer 150, and the cathode (cathode) 138 are flexible on the flexible support substrate 131. It has a structure in which the sex support substrate 131 is laminated in this order from the side.
  • the organic functional layer 150 includes a hole injection layer 133, a hole transport layer 134, a light emitting layer 135, an electron transport layer 136, and an electron injection layer 137.
  • the hole injection layer 133, the hole transport layer 134, the light emitting layer 135, the electron transport layer 136, and the electron injection layer 137 are laminated in this order from the anode (anode) 132 side.
  • the anode (anode) 132, the organic functional layer 150, and the cathode (cathode) 138 on the flexible support substrate 131 are sealed by the flexible sealing member 140 via the sealing adhesive 139.
  • the electron transport layer 136 contains the electron transport material and the semiconductor nanoparticles 141.
  • Patent Document 3 since the electron transport layer 136 contains the electron transport material and the semiconductor nanoparticles 141 in this way, even if the light emitting layer 135 or the electron transport layer 136 is thickened, the emission brightness is lowered and activated. It is stated that the rise in voltage can be suppressed.
  • the balance between the number of holes injected into the light emitting layer 114 and the number of electrons is not considered at all, and the nano is nano.
  • the provision of the particle layer 115 causes a further excess state of electrons originally present in the light emitting layer 114, and the light emitting layer 114 cannot realize efficient light emission in which holes and electrons are balanced. ..
  • barium titanate is mixed so as to be 1), the balance between the number of holes injected into the light emitting layer 114 and the number of electrons is not considered at all. There is no description as to how much the hole transporting property of the hole transporting layer 113 should be used with respect to the electron transporting property of the nanoparticle-containing film 117.
  • an electron transporting material may be mixed in the binder resin, and that a material having electron transporting property is suitable as the binder resin. Therefore, similarly to the electroluminescent element 101 described above, a further excess state of electrons originally present in the light emitting layer 114 is caused, and holes and electrons are balanced in the light emitting layer 114. Efficient light emission cannot be realized.
  • the hole transport layer 124 contains the semiconductor nanoparticles 129, but the hole transport layer 124 is injected into the light emitting layer 125. Since the balance between the number of holes to be formed and the number of electrons is not considered at all, how much the electron transport layer 126 has the hole transport property of the hole transport layer 124 containing the semiconductor nanoparticles 129. There is no description as to whether or not an electron-transporting material should be used. Furthermore, there is no description about using an insulating polymer in the electron transport layer 126 to reduce the electron transport property. Therefore, in the light emitting layer 125, it is not possible to realize efficient light emission in which holes and electrons are well-balanced.
  • the balance between the number of holes injected into the light emitting layer 135 and the number of electrons is not considered at all, and electrons are not considered.
  • the electron transport layer 136 containing the transport material and the semiconductor nanoparticles 141 By providing the electron transport layer 136 containing the transport material and the semiconductor nanoparticles 141, a further excess state of electrons originally present in the light emitting layer 135 is caused, and holes and electrons are combined in the light emitting layer 135. Balanced and efficient emission cannot be achieved.
  • One aspect of the present invention has been made in view of the above problems, and is an electroluminescent device and a plurality of electroluminescent devices that realize efficient light emission in a balanced manner between holes and electrons in the light emitting layer. It is an object of the present invention to provide an electroluminescent device including a light emitting element.
  • An electroluminescent device including a light emitting layer provided between the anode and the cathode.
  • An electron transport layer containing n-type semiconductor particles and a first insulating polymer Further provided with a hole transport layer containing p-type semiconductor particles, The electron transport layer is provided between the cathode and the light emitting layer.
  • the hole transport layer is provided between the anode and the light emitting layer.
  • the volume ratio of the n-type semiconductor particles in the electron transport layer is smaller than the volume ratio of the p-type semiconductor particles in the hole transport layer.
  • One aspect of the electroluminescent device of the present invention includes the electroluminescent element in order to solve the above-mentioned problems.
  • An electroluminescent device including a first electroluminescent element and a second electroluminescent element.
  • the first electroluminescent element is With the first anode With the first cathode A first light emitting layer provided between the first anode and the first cathode, A first hole transport layer containing first p-type semiconductor particles provided between the first anode and the first light emitting layer, and A first electron transport layer containing first n-type semiconductor particles and a first insulating polymer, which is provided between the first cathode and the first light emitting layer, is included.
  • the volume ratio of the first n-type semiconductor particles in the first electron transport layer is smaller than the volume ratio of the first p-type semiconductor particles in the first hole transport layer.
  • the second electroluminescent element is With the second anode With the second cathode A second light emitting layer provided between the second anode and the second cathode and having an emission wavelength shorter than that of the first light emitting layer, A second hole transport layer containing second p-type semiconductor particles provided between the second anode and the second light emitting layer, and a second hole transport layer.
  • the volume ratio of the second n-type semiconductor particles in the second electron transport layer is smaller than the volume ratio of the second p-type semiconductor particles in the second hole transport layer.
  • the volume ratio of the second n-type semiconductor particles in the second electron transport layer is larger than the volume ratio of the first n-type semiconductor particles in the first electron transport layer.
  • an electroluminescent element that realizes efficient light emission in which holes and electrons are balanced in a light emitting layer, and an electroluminescent device including a plurality of electroluminescent elements. it can.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the schematic structure of the electroluminescent element of Embodiment 1. It is an energy band diagram of the electroluminescent element illustrated in FIG. It is a figure which shows the schematic structure of the display device which includes the electroluminescent element illustrated in FIG. It is a figure which shows the modification of the electroluminescent element illustrated in FIG. It is a figure which shows the relationship between the voltage and the current density of each volume ratio of the 1st insulating polymer in the electron transport layer provided in the electroluminescent element shown in FIG. 1. It is a figure which shows the schematic structure of the display device which includes the electroluminescent element of Embodiment 2. It is a figure which shows the schematic structure of the electroluminescent element of Embodiment 3.
  • a display device will be described as an example as an electroluminescent device including a plurality of electroluminescent elements and a control circuit for controlling the light emission of each of the plurality of electroluminescent elements.
  • the present invention is not limited to this, and an illuminating device including, for example, a plurality of electroluminescent elements and a control circuit for controlling the light emission of each of the plurality of electroluminescent elements may be used.
  • Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of the electroluminescent element XR of the first embodiment.
  • FIG. 2 is an energy band diagram of the electroluminescent element XR illustrated in FIG.
  • the electroluminescent device XR illustrated in FIG. 1 has quantum dots provided between an anode (anode) 22, a cathode (cathode) 25, and an anode (first anode) 22 and a cathode (first cathode) 25.
  • a light emitting layer 24 (first light emitting layer) R and.
  • the electric field light emitting element includes a light emitting layer 24R that emits light in a red wavelength region will be described as an example, but the present invention is not limited to this, and the wavelength region of the emitted light is not limited to this.
  • the electric field light emitting element may be, for example, a light emitting layer that emits light in a green wavelength region, or may be a light emitting layer that emits light in a blue wavelength region.
  • a QLED Quantum dot Light Emitting Diode
  • the electric field light emitting element is an OLED (Organic Light Emitting Diode) or an inorganic light emitting diode having a light emitting layer that does not contain quantum dots, if electrons and holes are inserted to emit light. There may be.
  • the electric field light emitting device XR includes an electron transport layer (first electron transport layer) 33 containing an n-type semiconductor particle (first n-type semiconductor particle) 36 and a first insulating polymer 37. It further includes a hole transport layer (first hole transport layer) 30 including p-type semiconductor particles (first p-type semiconductor particles) 34.
  • first hole transport layer first hole transport layer
  • a case where a hole transport layer containing the p-type semiconductor particles 34 and the second insulating polymer 35 is used as the hole transport layer 30 containing the p-type semiconductor particles 34 is given as an example.
  • the hole transport layer 30 containing the p-type semiconductor particles 34 is not limited to this, a hole transport layer containing only the p-type semiconductor particles 34 may be used.
  • the electron transport layer 33 is provided between the cathode 25 and the light emitting layer 24R, and the hole transport layer 30 is provided between the anode 22 and the light emitting layer 24R.
  • the volume ratio of the n-type semiconductor particles 36 in the electron transport layer 33 is smaller than the volume ratio of the p-type semiconductor particles 34 in the hole transport layer 30.
  • the volume ratio of the n-type semiconductor particles 36 in the electron transport layer 33 can be determined by (volume of the entire n-type semiconductor particles 36 / volume of the entire electron transport layer 33) ⁇ 100%, and the p-type in the hole transport layer 30.
  • the volume ratio of the semiconductor particles 34 can be determined by (volume of the entire p-type semiconductor particles 34 / volume of the entire hole transport layer 30) ⁇ 100%.
  • the n-type semiconductor particles 36 are electron-transporting inorganic nanoparticles, for example, inorganic nanoparticles made of zinc oxide (for example, ZnO) will be described as an example.
  • the electron-transporting inorganic nanoparticles are made of, for example, inorganic nanoparticles made of titanium oxide (for example, TiO 2 ) and indium oxide (for example, In 2 O 3 ).
  • inorganic nanoparticles inorganic nanoparticles made of gallium oxide (eg Ga 2 O 3 ), inorganic nanoparticles made of tin oxide (eg SnO 2 ), inorganic nanoparticles made of zinc sulfide (eg ZnS), zinc telluride (e.g., ZnTe) inorganic nanoparticles composed of inorganic nanoparticles comprising a vanadium oxide (e.g., V 2 O 5), inorganic nanoparticles composed of molybdenum oxide (e.g., MoO 3), tungsten oxide (e.g., WO 3) Any of the inorganic nanoparticles made of zinc oxide and the inorganic nanoparticles made of gallium nitride (for example, GaN) may be used.
  • gallium oxide eg Ga 2 O 3
  • inorganic nanoparticles made of tin oxide eg SnO 2
  • n-type semiconductor particles 36 for example, two or more types of zinc oxide, titanium oxide, indium oxide, gallium oxide, tin oxide, zinc sulfide, zinc telluride, vanadium oxide, molybdenum oxide, tungsten oxide and gallium nitride.
  • Inorganic nanoparticles composed of a mixture containing the above may be used.
  • inorganic nanoparticles made of zinc telluride inorganic nanoparticles made of vanadium oxide, inorganic nanoparticles made of molybdenum oxide, inorganic nanoparticles made of tungsten oxide, and inorganic nanoparticles made of gallium nitride are used. You may.
  • the particle size of the n-type semiconductor particles 36 in the electron transport layer 33 is not particularly limited, but from the viewpoint of suppressing particle aggregation, the particle size is preferably 1 nm or more, and the electron transport layer 33. From the viewpoint of suppressing the surface roughness of the electroluminescent element XR and the surface roughness of the electroluminescent element XR, the particle size is preferably 30 nm or less. Therefore, in the present embodiment, inorganic nanoparticles made of zinc oxide (for example, ZnO) having a particle size of 12 nm are used as the n-type semiconductor particles 36.
  • zinc oxide for example, ZnO
  • the particle size of the n-type semiconductor particles 36 is preferably 1 nm or more and 10 nm or less. ..
  • Examples of the first insulating polymer 37 of the electron transport layer 33 include polyvinyl alcohol (PVA), polystyrene (PS), polyacrylate, polyvinylpyrrolidone (PVP), carboxymethyl cellulose (CMC), and polymethyl methacrylate (PMMA). , Polysilsesquioxane (PSQ), polydimethylsiloxane (PDMS) and the like can be used.
  • PVA polyvinyl alcohol
  • PS polystyrene
  • PVP polyacrylate
  • PVP polyvinylpyrrolidone
  • CMC carboxymethyl cellulose
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PSQ Polysilsesquioxane
  • PDMS polydimethylsiloxane
  • PVP polyvinylpyrrolidone
  • the mixing ratio of the first insulating polymer 37 in the electron transport layer 33 is preferably 30% or more and 80% or less, and is preferably 10% or more. It is more preferably 60% or less.
  • the volume ratio of the n-type semiconductor particles 36 in the electron transport layer 33 of the electroluminescent device XR including the quantum dots having a red emission wavelength and including the light emitting layer 24R that emits light in the red wavelength region is 5. It is preferably% or more and 65% or less.
  • the lower end of the conduction band of the light emitting layer 24R which includes quantum dots having a red emission wavelength and emits light in the red wavelength region, is the lower end of the conduction band of the electron transport layer (ETL) 33. Due to its location relatively close to, the injection of electrons 39 from the electron transport layer (ETL) 33 into the light emitting layer 24R occurs relatively easily. Therefore, in the electroluminescent device XR provided with the light emitting layer 24R, the n-type semiconductor particles 36 that contribute to the improvement of electron transportability are the electron transport layer 33 as the volume ratio of the n-type semiconductor particles 36 in the electron transport layer 33. Is preferably contained in an amount of 5% or more and 65% or less. The reason for this will be described later.
  • the volume ratio of the n-type semiconductor particles 36 in the electron transport layer 33 or the volume ratio of the first insulating polymer 37 in the electron transport layer 33 can be determined, for example, by confirming an electron microscope image of a cross section of the electric field light emitting device XR. It can also be determined from the particle size of the n-type semiconductor particles 36 and the area ratio of the first insulating polymer 37 that fills the void portion.
  • the thickness (film thickness) of the electron transport layer 33 is preferably larger than the particle size of the n-type semiconductor particles 36, and the n-type semiconductor particles 36 are two layers in the thickness (thickness) direction of the electron transport layer 33. It is preferable to form it so as to exist as described above. This makes it possible to suppress the surface roughness of the electron transport layer 33 and improve the uniformity of electron injection in the film surface direction of the electron transport layer 33.
  • the thickness (film thickness) of the electron transport layer 33 is preferably 10 nm or more and 200 nm or less.
  • the p-type semiconductor particles 34 are hole-transporting inorganic nanoparticles, for example, inorganic nanoparticles made of nickel oxide (for example, NiO) will be described as an example.
  • the present invention is not limited to this, and the hole-transporting inorganic nanoparticles are, for example, from inorganic nanoparticles made of copper oxide (for example, CuO) and chromium oxide (for example, Cr 2 O 3 ).
  • the p-type semiconductor particles 34 include, for example, inorganic nanoparticles made of nickel oxide, inorganic nanoparticles made of copper oxide, inorganic nanoparticles made of chromium oxide, inorganic nanoparticles made of lithium nickelate, and lanthanum nickelate.
  • inorganic nanoparticles made of nickel oxide inorganic nanoparticles made of copper oxide
  • inorganic nanoparticles made of chromium oxide inorganic nanoparticles made of lithium nickelate, and lanthanum nickelate.
  • a plurality of types of inorganic nanoparticles composed of inorganic nanoparticles and gallium nitride may be used.
  • the particle size of the p-type semiconductor particles 34 in the hole transport layer 30 is not particularly limited, but from the viewpoint of suppressing particle aggregation, the particle size is preferably 1 nm or more, and hole transport is preferable. From the viewpoint of suppressing the surface roughness of the layer 30 and the surface roughness of the electroluminescent element XR, the particle size is preferably 30 nm or less. Therefore, in the present embodiment, inorganic nanoparticles made of nickel oxide (for example, NiO) having a particle size of 12 nm are used as the p-type semiconductor particles 34.
  • NiO nickel oxide
  • the particle size of the p-type semiconductor particle 34 is preferably 1 nm or more and 10 nm or less. ..
  • the second insulating polymer 35 of the hole transport layer 30 as in the case of the first insulating polymer 37 of the electron transport layer 33, for example, polyvinyl alcohol (PVA), polystyrene (PS), polyacrylate, and the like.
  • PVA polyvinyl alcohol
  • PS polystyrene
  • Pacrylate polyacrylate
  • PVP polyvinylpyrrolidone
  • CMC carboxymethylcellulose
  • PMMA polymethylmethacrylate
  • PSQ polysilsesquioxane
  • PDMS polydimethylsiloxane
  • the second insulating polymer 35 of the hole transport layer 30 polyvinylpyrrolidone (PVP) is used as in the case of the first insulating polymer 37 of the electron transport layer 33, but the present invention is limited to this.
  • the second insulating polymer 35 of the hole transport layer 30 may be a different type of insulating polymer from the first insulating polymer 37 of the electron transport layer 33.
  • the volume ratio of the p-type semiconductor particles 34 in the hole transport layer 30 is larger than the volume ratio of the n-type semiconductor particles 36 in the electron transport layer 33, and electron transport is performed. Since the volume ratio of the n-type semiconductor particles 36 in the layer 33 is preferably 5% or more and 65% or less, the volume ratio of the p-type semiconductor particles 34 in the hole transport layer 30 is 80% or more and 99.99% or less. Is preferable. That is, the difference between the volume ratio of the p-type semiconductor particles 34 in the hole transport layer 30 and the volume ratio of the n-type semiconductor particles 36 in the electron transport layer 33 is preferably 20% or more.
  • the volume ratio of the p-type semiconductor particles 34 in the hole transport layer 30 or the volume ratio of the second insulating polymer 35 in the hole transport layer 30 confirms, for example, an electron microscope image of a cross section of the electric field light emitting device XR. Thereby, it can be determined from the particle size of the p-type semiconductor particles 34 and the area ratio of the second insulating polymer 35 that fills the void portion.
  • the thickness (thickness) of the hole transport layer 30 is preferably larger than the particle size of the p-type semiconductor particles 34, and the p-type semiconductor particles 34 are in the thickness (thickness) direction of the hole transport layer 30. It is preferable to form so that there are two or more layers. This makes it possible to suppress the surface roughness of the hole transport layer 30 and improve the uniformity of hole injection in the film surface direction of the hole transport layer 30.
  • the thickness (film thickness) of the hole transport layer 30 is preferably 10 nm or more and 200 nm or less.
  • the injection barrier of electrons 39 which is the difference between the lower end of the conduction band of the electron transport layer (ETL) 33 and the lower end of the conduction band of the light emitting layer 24R, is a hole. Since it is smaller than the injection barrier of holes 38, which is the difference between the upper end of the valence band of the transport layer (HTL) 30 and the upper end of the valence band of the light emitting layer 24R, the light emitting layer 24R is originally composed of electrons 39. It becomes an excess state.
  • the volume ratio of the p-type semiconductor particles 34 in the hole transport layer 30 is made larger than the volume ratio of the n-type semiconductor particles 36 in the electron transport layer 33, and the electrons 39 to the light emitting layer 24R
  • the excess state of the electrons 39 in the light emitting layer 24R is improved.
  • the light emitting characteristics of the electroluminescent element XR can be improved.
  • the difference between the volume ratio of the p-type semiconductor particles 34 in the hole transport layer 30 and the volume ratio of the n-type semiconductor particles 36 in the electron transport layer 33 is preferably 20% or more for the following reasons. Because. When the difference between the volume ratio of the p-type semiconductor particles 34 in the hole transport layer 30 and the volume ratio of the n-type semiconductor particles 36 in the electron transport layer 33 is less than 20%, the carrier balance is improved, but it still remains.
  • the quantum dots of the light emitting layer 24R are in an excess state of electrons 39, and the holes 38 and the electrons 39 that have not been injected into the quantum dots of the light emitting layer 24R are recombined outside the quantum dots of the light emitting layer 24R to emit light. This is because if the holes 38 and the electrons 39 are recombined outside the quantum dots of the light emitting layer 24R to emit light in this way, the emission color purity may be lowered.
  • the volume ratio of the p-type semiconductor particles 34 in the hole transport layer 30 and the volume ratio of the n-type semiconductor particles 36 in the electron transport layer 33 are preferably 20% or more.
  • the hole transport layer 30 provided in the electric field light emitting device XR is an interface with the light emitting layer 24R including the first quantum dots because the p-type semiconductor particles 34 and the second insulating polymer 35 are mixed. Therefore, the area where the second insulating polymer 35 and the first quantum dots of the light emitting layer 24R are in contact with each other is larger than that in the case where the p-type semiconductor particles 34 are used alone as the hole transport layer. Therefore, the hole transport layer 30 can suppress the deactivation of excitons due to the p-type semiconductor particles 34 coming into direct contact with the first quantum dots of the light emitting layer 24R, and is a blocking layer for electrons which are opposite carriers. It also functions as.
  • the hole transport layer 30 has quantum dots because the p-type semiconductor particles 34 and the second insulating polymer 35 are mixed.
  • the area in contact between the second insulating polymer 35 and the light emitting layer that does not contain the quantum dots is larger than when the p-type semiconductor particles 34 are used alone as the hole transport layer.
  • the hole transport layer 30 can suppress the deactivation of excitons due to the p-type semiconductor particles 34 coming into direct contact with the light emitting layer that does not contain quantum dots, and also serves as a blocking layer for electrons that are opposite carriers. Also fulfills the function of.
  • the electron transport layer 33 provided in the electroluminescent device XR is formed by mixing the n-type semiconductor particles 36 and the first insulating polymer 37 at the interface with the light emitting layer 24R containing the quantum dots.
  • the electron transport layer 33 the deactivation of excitons due to the n-type semiconductor particles 36 coming into direct contact with the first quantum dots of the light emitting layer 24R can be suppressed, and the hole blocking layer which is an opposite carrier can be suppressed. It also functions as.
  • the electron transport layer 33 contains quantum dots because the n-type semiconductor particles 36 and the first insulating polymer 37 are mixed.
  • the area where the first insulating polymer 37 and the light emitting layer not containing the quantum dots are in contact with each other is larger than when the n-type semiconductor particles 36 are used alone as the electron transport layer. Therefore, the electron transport layer 33 can suppress the deactivation of excitons due to the n-type semiconductor particles 36 coming into direct contact with the light emitting layer that does not contain quantum dots, and also serves as a blocking layer for holes that are opposite carriers. Also fulfills the function of.
  • the hole transport layer 30 may be formed by mixing the p-type semiconductor particles 34 and the second insulating polymer 35, dissolving them in a solvent at a desired ratio, and coating the holes.
  • the light emitting layer 24R containing the first quantum dots may be formed by mixing the quantum dots and a polymer material (conductive material or / and non-conductive material), dissolving them in a solvent at a desired ratio, and coating the light emitting layer 24R.
  • the electron transport layer 33 may be formed by mixing the n-type semiconductor particles 36 and the first insulating polymer 37 and dissolving them in a solvent at a desired ratio.
  • the solvent it is preferable to apply a solvent capable of dissolving the first insulating polymer 37, the polymer material (conductive material and / and non-conductive material), or the second insulating polymer 35.
  • a solvent capable of dissolving the first insulating polymer 37, the polymer material (conductive material and / and non-conductive material), or the second insulating polymer 35 For example, water, methanol, ethanol, acetone, ethylene glycol, DMSO, trichloroethylene and the like can be applied as the polar solvent, and benzene, toluene, xylene, n-hexane, cyclohexane and the like can be applied as the non-polar solvent.
  • each of the hole transport layer 30, the light emitting layer 24R including the first quantum dots, and the electron transport layer 33 is not particularly limited, but for example, spin coating, dip coating, spray, inkjet, and slit coating are used. , Can be applied and formed by a method such as screen printing.
  • the electroluminescent device XR As described above, in the production of the electroluminescent device XR, a series of forming processes of the hole transport layer 30, the light emitting layer 24R including the first quantum dots, and the electron transport layer 33 can be used as a coating process, and comparison is made.
  • the electroluminescent element XR can be manufactured by a simple manufacturing apparatus and a manufacturing process.
  • the hole transport layer 30, the light emitting layer 24R including the first quantum dots, and the electron transport layer 33 provided in the electroluminescent device XR manufactured in this manner are all mixed with the polymer material.
  • the roughness of the surface of each layer is suppressed as compared with the case where the p-type semiconductor particles 34 or the quantum dots or the n-type semiconductor particles 36 are formed alone.
  • the flatness of the light emitting layer 24R including the first quantum dot formed on the hole transport layer 30 is improved. As a result, the surface uniformity of carrier injection is improved, and the effect of improving the light emitting characteristics can be obtained.
  • a hole injection layer (HIL) for injecting holes may be further provided between the HTL) 30 and the hole.
  • the hole injection layer (HIL) may be an organic material, an inorganic material, nanoparticles, or nanoparticles dispersed in various polymer materials.
  • FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of a display device (electroluminescent device) 1 including the electroluminescent element XR illustrated in FIG.
  • a resin layer 12, a barrier layer 3, a TFT layer 4, and electroluminescent elements XR, XG, and XB are provided on one surface of the substrate 10 in the display device 1.
  • the sealing layer 6 is laminated.
  • the direction from the substrate 10 in FIG. 3 to the electroluminescent elements XR / XG / XB is "upward", and the direction from the electroluminescent elements XR / XG / XB to the substrate 10 is "downward".
  • the "lower layer” means that it is formed in a process before the layer to be compared, and the "upper layer” is formed in a process after the layer to be compared. Means that. That is, the layer closer to the substrate 10 is the lower layer, and the layer farther from the substrate 10 is the upper layer.
  • Examples of the material of the substrate 10 include, but are not limited to, polyethylene terephthalate (PET), a glass substrate, and the like.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PET is used as the material of the substrate 10 in order to make the display device 1 a flexible display device, but when the display device 1 is a non-flexible display device, a glass substrate or the like may be used. ..
  • the material of the resin layer 12 examples include, but are not limited to, polyimide resin, epoxy resin, polyamide resin and the like.
  • the resin layer 12 is irradiated with laser light through the support substrate (not shown) to reduce the bonding force between the support substrate (not shown) and the resin layer 12, and the support substrate (not shown) is used.
  • LLO step Laser Lift Off step
  • the substrate 10 made of PET is attached to the peeled surface of the support substrate (not shown) in the resin layer 12, thereby displaying the display device 1.
  • the resin layer 12 is not required when the display device 1 is used as a non-flexible display device or when the display device 1 is used as a flexible display device by a method other than the LLO process.
  • the barrier layer 3 is a layer that prevents moisture and impurities from reaching the TFT layer 4 and the electric field light emitting elements XR / XG / XB when the display device 1 is used.
  • a silicon oxide film formed by CVD. A silicon nitride film, a silicon oxynitride film, or a laminated film thereof.
  • the TFT layer 4 includes a semiconductor film 15, an inorganic insulating film 16 (gate insulating film) above the semiconductor film 15, a gate electrode GE above the inorganic insulating film 16, and an inorganic insulation layer above the gate electrode GE.
  • a thin film transistor element Tr as an active element includes a semiconductor film 15, an inorganic insulating film 16 (gate insulating film), a gate electrode GE, an inorganic insulating film 18, an inorganic insulating film 20, and a source / drain wiring SH. It is composed.
  • the semiconductor film 15 is composed of, for example, low temperature polysilicon (LTPS) or an oxide semiconductor. Although the TFT having the semiconductor film 15 as a channel is shown in FIG. 1 in a top gate structure, it may have a bottom gate structure.
  • LTPS low temperature polysilicon
  • the gate electrode GE, capacitance electrode CE, source / drain wiring SH, etc. are, for example, aluminum (Al), tungsten (W), molybdenum (Mo), tantalum (Ta), chromium (Cr), titanium (Ti), copper ( It is composed of a single-layer film or a laminated film of a metal containing at least one of Cu).
  • the inorganic insulating films 16/18/20 can be composed of, for example, a silicon oxide (SiOx) film, a silicon nitride (SiNx) film, a silicon nitride film, or a laminated film thereof formed by a CVD method.
  • the flattening film (interlayer insulating film) 21 can be made of a coatable photosensitive organic material such as a polyimide resin or an acrylic resin.
  • the display device 1 includes an electroluminescent element XG (second electroluminescent element) and an electroluminescent element (in addition to the electroluminescent element (first electroluminescent element) XR.
  • a third electroluminescent element) XB is also provided. Since the electroluminescent element XR has already been described above, the electroluminescent element XG and the electroluminescent element XB will be specifically described here.
  • the electroluminescent device XG illustrated in FIG. 3 has a green emission wavelength between the anode (anode) 22, the cathode (cathode) 25, and the anode (second anode) 22 and the cathode (second cathode) 25.
  • a light emitting layer (second light emitting layer) 24G including a second quantum dot is included.
  • the electric field light emitting device XG includes an electron transport layer 31 containing an n-type semiconductor particle (second n-type semiconductor particle) 36 and a first insulating polymer (third insulating polymer) 37, and a p-type semiconductor particle (third). It includes a hole transport layer (second hole transport layer) 30 including a 2p type semiconductor particle) 34.
  • the electron transport layer 31 is provided between the cathode 25 and the light emitting layer 24G, and the hole transport layer 30 is provided between the anode 22 and the light emitting layer 24G.
  • the volume ratio of the n-type semiconductor particles 36 in the electron transport layer (second electron transport layer) 31 is smaller than the volume ratio of the p-type semiconductor particles 34 in the hole transport layer 30.
  • the electroluminescent element XB illustrated in FIG. 3 has a blue emission wavelength between the anode (anode) 22, the cathode (cathode) 25, the anode (third anode) 22 and the cathode (third cathode) 25.
  • the electric field light emitting device XB includes an electron transport layer 32 including an n-type semiconductor particle (third n-type semiconductor particle) 36, a first insulating polymer (fourth insulating polymer) 37, and a p-type semiconductor particle (third). It includes a hole transport layer (third hole transport layer) 30 including a 3p type semiconductor particle) 34.
  • the electron transport layer 32 is provided between the cathode 25 and the light emitting layer 24B, and the hole transport layer 30 is provided between the anode 22 and the light emitting layer 24G.
  • the volume ratio of the n-type semiconductor particles 36 in the electron transport layer (third electron transport layer) 32 is smaller than the volume ratio of the p-type semiconductor particles 34 in the hole transport layer 30.
  • a hole transport layer containing the p-type semiconductor particles 34 and the second insulating polymer 35 is used as the hole transport layer 30 containing the p-type semiconductor particles 34 as an example.
  • the present invention is not limited to this, and as the hole transport layer 30 containing the p-type semiconductor particles 34, a hole transport layer containing only the p-type semiconductor particles 34 may be used.
  • the n-type semiconductor particles 36 contained in the electron transport layer 31 provided in the electric field light emitting device XG and the n-type semiconductor particles 36 contained in the electron transport layer 32 provided in the electric field light emitting device XB are described above. Similar to the n-type semiconductor particles 36 contained in the electron transport layer 33 provided in the electric field light emitting device XR, the inorganic nanoparticles made of, for example, zinc oxide (for example, ZnO), which are electron transportable inorganic nanoparticles, are produced. The case where it is used will be described as an example, but the present invention is not limited to this, and other materials already described in the case of the electron transport layer 33 provided in the electric field light emitting device XR may be used.
  • zinc oxide for example, ZnO
  • the n-type semiconductor particles 36 contained in each of the electron transport layer 31, the electron transport layer 32, and the electron transport layer 33 are made of the same material
  • the n-type semiconductor particles 36 contained in each of the electron transport layer 31, the electron transport layer 32, and the electron transport layer 33 may use different materials.
  • the two layers may be made of the same material, and the remaining one layer may be made of a material different from the two layers.
  • the first insulating polymer 37 contained in the electron transport layer 31 provided in the electroluminescent device XG and the first insulating polymer 37 contained in the electron transport layer 32 provided in the electroluminescent device XB As the first insulating polymer 37 contained in the electron transport layer 31 provided in the electroluminescent device XG and the first insulating polymer 37 contained in the electron transport layer 32 provided in the electroluminescent device XB.
  • PVP polyvinylpyrrolidone
  • the case where the first insulating polymer 37 contained in each of the electron transport layer 31, the electron transport layer 32, and the electron transport layer 33 is made of the same material will be described as an example.
  • the first insulating polymer 37 contained in each of the electron transport layer 31, the electron transport layer 32, and the electron transport layer 33 is not limited, and for example, different materials may be used.
  • the two layers may be made of the same material, and the remaining one layer may be made of a material different from the two layers.
  • the hole-transporting inorganic nanoparticles are made of, for example, nickel oxide (for example, NiO).
  • NiO nickel oxide
  • the hole transport layer 30 provided in the electric field light emitting element XR, the hole transport layer 30 provided in the electric field light emitting element XG, and the hole transport layer 30 provided in the electric field light emitting element XB may be made of different materials. Further, for example, the two layers may be made of the same material, and the remaining one layer may be made of a material different from the two layers.
  • the second insulating polymer 35 contained in the hole transport layer 30 provided in the electric field light emitting device XG and the second insulating polymer contained in the hole transport layer 30 provided in the electric field light emitting device XB As 35, a case where polyvinylpyrrolidone (PVP) is used as in the case of the second insulating polymer 35 contained in the hole transport layer 30 provided in the electric field light emitting device XR described above will be described as an example. In the case of the hole transport layer 30 provided in the electric field light emitting device XR, other materials already described may be used.
  • PVP polyvinylpyrrolidone
  • the hole transport layer 30 provided in the electric field light emitting element XR, the hole transport layer 30 provided in the electric field light emitting element XG, and the hole transport layer 30 provided in the electric field light emitting element XB may use different materials.
  • the two layers may be made of the same material, and the remaining one layer may be made of a material different from the two layers.
  • the hole transport layer 30 provided in the electroluminescent element XR, the hole transport layer 30 provided in the electroluminescent element XG, and the positives provided in the electroluminescent element XB are formed in an island shape, but the present invention is not limited to this, and as in the second embodiment described later, the hole transport layer 30 and the electroluminescence element XR provided in the electroluminescent element XR are described.
  • the hole transport layer 30 provided in the electroluminescent element XG and the hole transport layer 30 provided in the electroluminescent element XB may be formed as one common layer.
  • the lower ends of the conduction bands of the light emitting layer 24B including the third quantum dot having a blue emission wavelength and the light emitting layer 24G including the second quantum dot having a green emission wavelength are red emission shown in FIG. It is shallower than the lower end of the conduction band of the light emitting layer 24R including the first quantum dot having a wavelength, that is, in FIG. 2, it is located above the lower end of the conduction band of the light emitting layer 24R.
  • the lower end of the conduction band of the light emitting layer 24B containing the quantum dots having the blue emission wavelength is shallower than the lower end of the conduction band of the light emitting layer 24G containing the second quantum dots having the green emission wavelength. It will be located further above.
  • the injection barrier of electrons 39 which is the difference between the lower end of the conduction band of the electron transport layer (ETL) 32 and the lower end of the conduction band of the light emitting layer 24B in the electric field light emitting element XB, and the electron transport layer in the electric field light emitting element XG.
  • the electron 39 injection barrier which is the difference between the lower end of the conduction band of (ETL) 31 and the lower end of the conduction band of the light emitting layer 24G, is the electron transport layer (ETL) 33 in the electric field light emitting element XR shown in FIG. It is larger than the injection barrier of electrons 39, which is the difference between the lower end of the conduction band and the lower end of the conduction band of the light emitting layer 24R.
  • the electron 39 injection barrier which is the difference between the lower end of the conduction band of the electron transport layer (ETL) 32 and the lower end of the conduction band of the light emitting layer 24B in the electroluminescent element XB, is the electron transport layer in the electroluminescent element XG. It is larger than the injection barrier of electrons 39, which is the difference between the lower end of the conduction band of (ETL) 31 and the lower end of the conduction band of the light emitting layer 24G.
  • the above-mentioned characteristics also apply to a light emitting layer having a red emission wavelength that does not contain quantum dots, a light emitting layer having a green emission wavelength that does not contain quantum dots, and a light emitting layer that has a blue emission wavelength that does not contain quantum dots. It is applied as it is.
  • the volume ratio of the n-type semiconductor particles 36 in the electron transport layer (ETL) 31 of the electric field light emitting device XG and the n-type semiconductor in the electron transport layer (ETL) 32 of the electric field light emitting device XB Each of the volume ratios of the particles 36 is made higher than the volume ratio of the n-type semiconductor particles 36 in the electron transport layer (ETL) 33 of the electric field light emitting device XR. Further, the volume ratio of the n-type semiconductor particles 36 in the electron transport layer (ETL) 32 of the electroluminescent device XB is made higher than the volume ratio of the n-type semiconductor particles 36 in the electron transport layer (ETL) 31 of the electroluminescent device XG. ..
  • the volume ratio of the n-type semiconductor particles 36 in the electron transport layer (ETL) 33 of the electric field light emitting device XR is within a range that satisfies the relationship of the volume ratios of the n-type semiconductor particles 36 in the electron transport layer (ETL) 33 of the light emitting device XR.
  • the volume ratio of the n-type semiconductor particles 36 in the electron transport layer (ETL) 31 of the electric field light emitting device XG is preferably 30% or more and 90% or less, and electric field light emission.
  • the volume ratio of the n-type semiconductor particles 36 in the electron transport layer (ETL) 32 of the element XB is preferably 40% or more and 95% or less.
  • each of the volume ratios of the n-type semiconductor particles 36 in the electron transport layer (ETL) 32 is the volume ratio of the p-type semiconductor particles 34 in the hole transport layer 30 (80% or more and 99.99% or less in this embodiment). It is determined within a range smaller than.
  • the volume ratio of the p-type semiconductor particles 34 in the hole transport layer 30 (80% or more and 99.99% or less in this embodiment) in each of the electroluminescent element XR, the electroluminescent element XG, and the electroluminescent element XB.
  • the difference between the volume ratio of the n-type semiconductor particles 36 in the electron transport layer (ETL) 31, the electron transport layer (ETL) 32 and the electron transport layer (ETL) 33 is preferably 20% or more.
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the voltage and the current density for each volume ratio of the first insulating polymer 37 in the electron transport layer 33 provided in the electroluminescent element XR illustrated in FIG. 1.
  • the result shown in FIG. 5 is the result of the current density measured while changing the applied voltage for each sample prepared as follows.
  • ITO Indium Tin Oxide
  • PEDOT PSS / PVK which is a hole transport layer, a light emitting layer 24R containing a first quantum dot, and inorganic nanoparticles having an average particle size of 12 nm composed of zinc oxide (for example, ZnO) as n-type semiconductor particles 36.
  • An electron transport layer containing polyvinylpyrrolidone (PVP) as the first insulating polymer 37 in a predetermined ratio, and Al as the cathode 25 are laminated in this order as a sample electroluminescent device.
  • the 0% sample electroluminescent device is a sample electroluminescent device in which the volume ratio of the first insulating polymer 37 in the electron transport layer is 0% (the volume ratio of the n-type semiconductor particles 36 in the electron transport layer is 100%).
  • the 10% sample electroluminescent device is a sample electroluminescent device in which the volume ratio of the first insulating polymer 37 in the electron transport layer is 10% (the volume ratio of the n-type semiconductor particles 36 in the electron transport layer is 90%).
  • the 30% sample electroluminescent device is a sample electroluminescent device in which the volume ratio of the first insulating polymer 37 in the electron transport layer is 30% (the volume ratio of the n-type semiconductor particles 36 in the electron transport layer is 70%).
  • the 50% sample electroluminescent device is a sample electroluminescent device in which the volume ratio of the first insulating polymer 37 in the electron transport layer is 50% (the volume ratio of the n-type semiconductor particles 36 in the electron transport layer is 50%).
  • the 60% sample electroluminescent device is a sample electroluminescent device in which the volume ratio of the first insulating polymer 37 in the electron transport layer is 60% (the volume ratio of the n-type semiconductor particles 36 in the electron transport layer is 40%).
  • the electron transport layer is an n-type semiconductor particle.
  • the value of the current density at the same voltage value is lower, which makes it difficult to inject electrons into the electroluminescent device. I understand.
  • the voltage of the same voltage increases as the volume ratio of the first insulating polymer 37 increases. It can be seen that the degree of decrease in the value of the current density in the value is large.
  • the amount of electrons injected into the light emitting layer containing the quantum dots can be appropriately controlled. Can be done.
  • the quantum dots can be formed by appropriately changing the volume ratio of the p-type semiconductor particles 34 and the volume ratio of the second insulating polymer 35 in the hole transport layer, as in the case of the electron transport layer.
  • the amount of holes injected into the light emitting layer containing the particles can be appropriately controlled.
  • the light emitting layer 24R, the light emitting layer 24G, and the light emitting layer 24B illustrated in FIG. 3 are light emitting layers containing a quantum dot (nanoparticle) phosphor.
  • quantum dots quantum dots
  • a specific material of the quantum dot (nanoparticle) for example, any one of CdSe / CdS, CdSe / ZnS, InP / ZnS and CIGS / ZnS can be used, and the particle size of the quantum dot (nanoparticle) is It may be about 3 to 10 nm.
  • the particle size of the quantum dots (nanoparticles) is different in each light emitting layer.
  • different types of quantum dots (nanoparticles) may be used.
  • each of the electroluminescent element XR, the electroluminescent element XG, and the electroluminescent element XB is a subpixel SP of the display device 1, for example, one electroluminescent element XR and one electroluminescent element.
  • the element XG and one electroluminescent element XB may constitute one pixel of the display device 1.
  • the bank 23 covering the edge of the anode 22 can be made of a coatable photosensitive organic material such as a polyimide resin or an acrylic resin.
  • the anode 22, the hole transport layer (HTL) 30, the light emitting layers 24R / 24G / 24B, and the electron transport layer (ETL) 31 excluding the cathode 25 formed as a solid common layer are removed.
  • the case where 32 and 33 are formed in an island shape for each subpixel SP has been described as an example, but the present invention is not limited to this.
  • the cathode 25 is formed in an island shape and the island-shaped cathode 25 is individually controlled and movable by a thin film transistor or the like
  • the anode 22 may be formed as a solid common layer.
  • the hole transport layer (HTL) 30 may be formed as a solid common layer. In this case, the bank 23 may not be provided.
  • At least one of the anode 22 and the cathode 25 is made of a light-transmitting material. Either one of the anode 22 and the cathode 25 may be made of a light-reflecting material.
  • the cathode 25 which is the upper layer is formed of a light-transmitting material
  • the anode 22 which is a lower layer is formed of a light-reflecting material.
  • the cathode 25 which is the upper layer is formed of a light-reflecting material
  • the anode 22 which is a lower layer is formed of a light-transmitting material.
  • the upper layer, the anode 22, is formed of a light-transmitting material
  • the lower layer, the cathode 25, is made of a light-reflecting material.
  • 1 can be a top emission type display device, and the display device 1 is a bottom emission type display device by forming the anode 22 which is the upper layer with a reflective material and the cathode 25 which is the lower layer with a light transmitting material. Can be used as a display device.
  • a transparent conductive film material can be used.
  • ITO Indium Tin Oxide
  • IZO Indium Zinc Oxide
  • ZnO Zinc Oxide
  • AZO aluminum-doped zinc oxide
  • BZO boron-doped zinc oxide
  • a material having a high reflectance of visible light is preferable, and for example, a metal material can be used. Specifically, for example, Al, Cu, Au, Ag and the like can be used. Since these materials have high visible light reflectance, the luminous efficiency is improved.
  • one of the anode 22 and the cathode 25 may be a light-reflecting electrode by forming a laminate of a light-transmitting material and a light-reflecting material.
  • the cathode 25 which is the upper layer is formed of a light-transmitting material
  • the anode 22 which is a lower layer is made of a light-reflecting material.
  • the diameter is preferably 1 nm or more and 30 nm or less, which is the same as the particle size of the p-type semiconductor particles 34 contained in the hole transport layer 30 provided in the electric field light emitting device XR.
  • each of the hole transport layer 30 provided in the electroluminescent element XG and the hole transport layer 30 provided in the electroluminescent element XB is the holes provided in the electroluminescent element XR.
  • the transport layer 30 is preferably 10 nm or more and 200 nm or less.
  • the particle size of the n-type semiconductor particles 36 contained in the electron transport layer 31 provided in the electric field light emitting device XG and the particle size of the n-type semiconductor particles 36 contained in the electron transport layer 32 provided in the electric field light emitting element XB are The particle size of the n-type semiconductor particles 36 contained in the electron transport layer 33 provided in the electric field light emitting device XR is preferably 1 nm or more and 30 nm or less, respectively.
  • each of the electron transport layer 31 provided in the electroluminescent element XG and the electron transport layer 32 provided in the electroluminescent element XB is the electron transport layer 33 provided in the electroluminescent element XR. Similarly, it is preferably 10 nm or more and 200 nm or less.
  • the electroluminescent elements XR, XG, and XB are improved by improving the carrier balance in each of the electroluminescent element XR, the electroluminescent element XG, and the electroluminescent element XB. it can. Therefore, in the light emitting layer, it is possible to realize a display device 1 that realizes efficient light emission in which holes and electrons are well-balanced.
  • the display device 1 is an electroluminescent element XR provided with a light emitting layer 24R including a first quantum dot having a red light emitting wavelength.
  • electroluminescent device when the electroluminescent device is an illuminator or the like, one type of electroluminescent device including a light emitting layer including quantum dots having an emission wavelength of one color is provided. Only one or more light emitting elements may be provided, a first electroluminescent element including a first light emitting layer including a first quantum dot, and a second electroluminescent element having a light emitting wavelength shorter than that of the first quantum dot. One or more second electroluminescent elements including a second light emitting layer including quantum dots may be provided.
  • FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of an electroluminescent element XR'which is a modification of the electroluminescent element XR shown in FIG.
  • inorganic nanoparticles made of zinc oxide (for example, ZnO) having a particle size of 12 nm are used as the p-type semiconductor particles 34 contained in the hole transport layer 30. The aggregation of particles was suppressed.
  • the hole transport layer 30' provided in the electroluminescent device XR'shown in FIG. 4 is a p-type semiconductor particle 34 similar to the hole transport layer 30 provided in the electroluminescent device XR shown in FIG.
  • Inorganic nanoparticles made of zinc oxide (eg, ZnO) and polyvinylpyrrolidone (PVP) as the second insulating polymer 35 is that the particle size of the inorganic nanoparticles made of zinc oxide (for example, ZnO) is less than 1 nm.
  • the average of the inorganic nanoparticles made of zinc oxide (for example, ZnO) as the p-type semiconductor particles 34 contained in the hole transport layer 30' provided in the electroluminescent device XR'shown in FIG. 4 is the average.
  • the particle size is 0.5 nm.
  • the volume ratio of the inorganic nanoparticles (average particle size 0.5 nm) made of zinc oxide (for example, ZnO) as the p-type semiconductor particles 34 in the hole transport layer 30' is determined by the electric field light emitting device XR shown in FIG.
  • the volume ratio of inorganic nanoparticles (average particle size 12 nm) made of zinc oxide (for example, ZnO) as the p-type semiconductor particles 34 in the hole transport layer 30 provided in the above was adjusted.
  • inorganic nanoparticles (average particle size 0.5 nm) made of zinc oxide (for example, ZnO) are aggregated, but the electroluminescence shown in FIG. 1 is generated.
  • the balance between the number of holes 38 and the number of electrons 39 in the light emitting layer 24R, that is, the carrier balance can be improved, and the electroluminescent element XR'can also improve the light emitting characteristics.
  • Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the hole transport layer 30 provided in the electroluminescent element (second electroluminescent element) XG'' and the hole transport layer 30 provided in the electroluminescent element (third electroluminescent element) XB'' are common.
  • the points formed as layers, the cathode 25 provided in the electroluminescent element XR ′′, the cathode 25 provided in the electroluminescent element XG ′′, and the cathode 25 provided in the electroluminescent element XB ′′ are respectively.
  • the point that it is formed in an island shape is different from the first embodiment.
  • members having the same functions as the members shown in the drawings of the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of a display device 1 ′′ including the electroluminescent elements XR ′′, XG ′′, and XB ′′ of the second embodiment.
  • the hole transport layer 30 and the electroluminescent element provided in the electroluminescent element XR " are formed as one common layer. Therefore, the patterning step for forming the hole transport layer 30 in an island shape can be omitted, which is advantageous in terms of the manufacturing process. Further, by forming the hole transport layer 30 as one common layer, it is possible to omit the step of forming the bank 23 covering the edge of the anode 22 shown in FIG. 3, which is advantageous in terms of the manufacturing process. ..
  • the cathode 25 provided in the ⁇ and the cathode 25 provided in the electroluminescent element XB'' were formed in an island shape, respectively.
  • the electroluminescent element XR ′′ by improving the carrier balance in each of the electroluminescent element XR ′′, the electroluminescent element XG ′′ and the electroluminescent element XB ′′.
  • the light emission characteristics of XG "and XB" can be improved. Therefore, in the light emitting layer, it is possible to realize a display device 1'that realizes efficient light emission in which holes and electrons are well-balanced.
  • Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. 7.
  • the electroluminescent device XR'''' of the present embodiment is different from the first embodiment in that the stacking order from the anode 22 to the cathode 25 is reversed.
  • members having the same functions as the members shown in the drawings of the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of the electroluminescent element XR ′′ of the third embodiment.
  • the stacking order from the anode 22 to the cathode 25 is reversed from that of the electroluminescent element XR shown in FIG. That is, first, the cathode 25 is formed, the electron transport layer 33 is formed on the cathode 25, the light emitting layer 24R containing the first quantum dot is formed on the electron transport layer 33, and the hole transport layer is formed on the light emitting layer 24R. 30 was formed, and the anode 22 was formed on the hole transport layer 30.
  • the hole transport layer 30 contains the second insulating polymer 35, even when the anode 22 is formed by a vacuum film forming method such as a sputtering method, the first quantum dot is included. It is possible to obtain an electroluminescent element XR'''' with good light emitting characteristics without causing plasma damage to the light emitting layer 24R.
  • the electron transport layer 33 contains the first insulating polymer 37, the flatness of the light emitting layer 24R containing the first quantum dots formed on the electron transport layer 33 is improved. As a result, the surface uniformity of carrier injection is improved, and the effect of improving the light emitting characteristics can be obtained.
  • the electroluminescent element XR'''' of the present embodiment has an insulating layer 41 between the light emitting layer 24R and the hole transport layer 30, and an insulating layer 42 between the light emitting layer 24R and the electron transport layer 33. It differs from the first embodiment in that it is provided.
  • members having the same functions as the members shown in the drawings of the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of the electroluminescent element XR ′′ ′′ ′′ of the fourth embodiment.
  • the electroluminescent element XR'''' has an insulating layer 41 between the light emitting layer 24R and the hole transport layer 30, and an insulating layer between the light emitting layer 24R and the electron transport layer 33. 42 and.
  • the insulating layer 41 and the insulating layer 42 are both layers that do not contain the p-type semiconductor particles 34 and the n-type semiconductor particles 36.
  • the types of the insulating layer 41 and the insulating layer 42 are not particularly limited as long as they do not contain the p-type semiconductor particles 34 and the n-type semiconductor particles 36.
  • the insulating layer 41 and the insulating layer 42 may be a polymer having insulating properties and are conductive. It may be a polymer having the above, an insulating layer made of an inorganic oxide, or a layer made of an inorganic nitride.
  • the p-type semiconductor particles 34 and the n-type semiconductor particles 36 are prevented from directly touching the light emitting layer 24R containing the first quantum dots, and the p-type semiconductor particles 34 and the p-type semiconductor particles 34 and It prevents excitons generated in the light emitting layer 24R including the first quantum dot from being trapped by the defect level of the n-type semiconductor particle 36, and also from the holes injected from the hole transport layer 30 and the electron transport layer 33.
  • Each of the injected electrons functions as a block layer that prevents the injected electrons from passing through the opposite electrodes.
  • the same material as the first insulating polymer 37 or the second insulating polymer 35 described above in the first embodiment may be used.
  • the insulating layer 41 and the insulating layer 42 may be an inorganic insulator composed of any one of aluminum oxide, magnesium oxide, silicon oxide, aluminum nitride, zirconium oxide and hafnium oxide, and aluminum oxide, magnesium oxide and silicon oxide.
  • Aluminum nitride, zirconium oxide and hafnium oxide which may be an inorganic insulator composed of a mixture of two or more.
  • the respective film thicknesses of the insulating layer 41 and the insulating layer 42 prevent the p-type semiconductor particles 34 and the n-type semiconductor particles 36 from coming into contact with the light emitting layer 24R including the first quantum dots, and the first is by tunneling. From the viewpoint of enabling carrier injection into the light emitting layer 24R containing quantum dots, it is preferably 1 or more and 10 nm or less.
  • an example is a case where an insulating layer 41 is provided between the light emitting layer 24R and the hole transport layer 30 and an insulating layer 42 is provided between the light emitting layer 24R and the electron transport layer 33.
  • the present invention is not limited to this, and the insulating layer 41 may be provided only between the light emitting layer 24R and the hole transport layer 30, and between the light emitting layer 24R and the electron transport layer 33. Only the insulating layer 42 may be provided.
  • the present disclosure can be used for electroluminescent devices and electroluminescent devices.
  • 1,1'display device (electroluminescent device) 22 Anode (1st anode to 3rd anode) 24R Light emitting layer containing the first quantum dot (first light emitting layer, light emitting layer) Light emitting layer containing 24G second quantum dot (second light emitting layer, light emitting layer) Light emitting layer containing 24B third quantum dot (third light emitting layer, light emitting layer) 25 Cathodes (1st to 3rd cathodes) 30 Hole transport layer (1st hole transport layer to 3rd hole transport layer) 31 Electron transport layer (second electron transport layer) 32 electron transport layer (third electron transport layer) 33 Electron transport layer (first electron transport layer) 34 p-type semiconductor particles (1st p-type semiconductor particles to 3rd p-type semiconductor particles) 35 Second Insulating Polymer 36 n-type semiconductor particles (1st n-type semiconductor particles to 3rd n-type semiconductor particles) 37 1st Insulating Polymer (3rd Insulating Polymer, 4th Insulating

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Abstract

アノード（２２）と、カソード（２５）と、アノード（２２）とカソード（２５）との間に設けられた発光層（２４Ｒ）と、を含む電界発光素子（ＸＲ）であって、ｎ型半導体粒子（３６）と、第１絶縁性ポリマー（３７）とを含む電子輸送層（３３）と、ｐ型半導体粒子（３４）を含む正孔輸送層（３０）と、をさらに備え、電子輸送層（３３）は、カソード（２５）と発光層（２４Ｒ）との間に設けられ、正孔輸送層（３０）は、アノード（２２）と発光層（２４Ｒ）との間に設けられ、電子輸送層（３３）におけるｎ型半導体粒子（３６）の体積比率は、正孔輸送層（３０）におけるｐ型半導体粒子（３４）の体積比率よりも小さい。

Description

電界発光素子及び電界発光装置
　本開示は、電界発光素子と、複数の電界発光素子を含む電界発光装置とに関する。
　近年、さまざまな表示デバイスが開発されており、特に、ＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode：有機発光ダイオード）を備えた表示デバイスや、無機発光ダイオードまたはＱＬＥＤ（Quantum dot Light Emitting Diode：量子ドット発光ダイオード）を備えた表示デバイスは、低消費電力化、薄型化および高画質化などを実現できる点から、高い注目を浴びている。
　特許文献１～３には、ＯＬＥＤやＱＬＥＤなどの電界発光素子において、半導体ナノ粒子（例えば、金属酸化物ナノ粒子）を含む電子輸送層または、正孔輸送層を備えた構成について記載されている。
　図９の（ａ）、図９の（ｂ）、図９の（ｃ）及び図９の（ｄ）は、特許文献１～３に記載された従来の電界発光素子１０１・１０２・１０３・１０４の概略構成を示す図である。
　図９の（ａ）に図示する特許文献１に記載の電界発光素子１０１は、基板１１１上に、アノード（陽極）１１２、正孔輸送層１１３、発光層１１４、ナノ粒子層１１５及びカソード（陰極）１１６が、基板１１１側からこの順に積層された構造を有する。そして、金属酸化物ナノ粒子（電子輸送材料）としてチタン酸バリウムのナノ粒子をキシレン溶液に分散させた材料をスプレー法にて発光層１１４上に塗布することによってナノ粒子層１１５を形成している。特許文献１によれば、このように、発光層１１４とカソード（陰極）１１６との間に、ナノ粒子層１１５を備えることで、発光層１１４への電子注入が効率よく行われると記載されている。
　図９の（ｂ）に図示する特許文献１に記載の電界発光素子１０２は、基板１１１上に、アノード（陽極）１１２、正孔輸送層１１３、発光層１１４、ナノ粒子含有膜１１７及びカソード（陰極）１１６が、基板１１１側からこの順に積層された構造を有する。そして、ナノ粒子含有膜１１７は、バインダー樹脂であるポリスチレンに重量比３：１（ポリスチレン：チタン酸バリウム＝３：１）になるようにチタン酸バリウムを混入したものをキシレンに溶解及び／又は分散させた溶液をスプレー法により発光層１１４上に塗布することによって形成している。また、バインダー樹脂中に、電子輸送性材料を混入してもよいことやバインダー樹脂としては、電子輸送性を有する材料が好適であることが記載されている。特許文献１によれば、このように、発光層１１４とカソード（陰極）１１６との間に、ナノ粒子含有膜１１７を備えることで、発光層１１４への電子注入が効率よく行われると記載されている。
　図９の（ｃ）に図示する特許文献２に記載の電界発光素子１０３は、基板１２１上に、アノード（陽極）１２２、正孔注入層１２３、正孔輸送層１２４、発光層１２５、電子輸送層１２６、電子注入層１２７及びカソード（陰極）１２８が、基板１２１側からこの順に積層された構造を有する。そして、正孔輸送層１２４が半導体ナノ粒子１２９を含有し、正孔輸送層１２４の表面が凹凸構造を有する。特許文献２によれば、このように、正孔輸送層１２４が半導体ナノ粒子１２９を含有するので、正孔の輸送性を向上でき、正孔輸送層１２４の表面が凹凸構造を有するので、凹凸を持った界面においては、電界集中による正孔注入を効率よく行うことができる記載されている。
　図９の（ｄ）に図示する特許文献３に記載の電界発光素子１０４は、可撓性支持基板１３１上に、アノード（陽極）１３２、有機機能層１５０及びカソード（陰極）１３８が、可撓性支持基板１３１側からこの順に積層された構造を有する。有機機能層１５０は、正孔注入層１３３、正孔輸送層１３４、発光層１３５、電子輸送層１３６及び電子注入層１３７を含む。正孔注入層１３３、正孔輸送層１３４、発光層１３５、電子輸送層１３６及び電子注入層１３７は、アノード（陽極）１３２側からこの順に積層されている。そして、可撓性支持基板１３１上のアノード（陽極）１３２、有機機能層１５０及びカソード（陰極）１３８は、封止接着剤１３９を介して可撓性封止部材１４０によって封止されている。それから、電子輸送層１３６が電子輸送材料と半導体ナノ粒子１４１とを含む。特許文献３によれば、このように、電子輸送層１３６が電子輸送材料と半導体ナノ粒子１４１とを含むことで、発光層１３５または電子輸送層１３６を厚膜化しても発光輝度の低下と起動電圧の上昇とを抑えられると記載されている。
国際公開公報「ＷＯ２００９／０８４２７３　Ａ１」（２００９年０７月０９日公開） 国際公開公報「ＷＯ２０１２／０２９７５０　Ａ１」（２０１２年０３月０８日公開） 日本国公開特許公報「特開２０１５‐１２８１９１」（２０１５年０７月０９日公開）
　しかしながら、図９の（ａ）に図示する特許文献１に記載の電界発光素子１０１の場合、発光層１１４へ注入される正孔の数と電子の数とのバランスを全く考慮してなく、ナノ粒子層１１５を備えることで、もともと発光層１１４に過剰に存在する電子の更なる過剰状態を招いてしまい、発光層１１４において、正孔と電子とのバランスの取れた効率のよい発光は実現できない。
　また、図９の（ｂ）に図示する特許文献１に記載の電界発光素子１０２の場合、ナノ粒子含有膜１１７は、バインダー樹脂であるポリスチレンに重量比３：１（ポリスチレン：チタン酸バリウム＝３：１）になるようにチタン酸バリウムを混入したものを用いることについて記載しているが、発光層１１４へ注入される正孔の数と電子の数とのバランスを全く考慮していないので、ナノ粒子含有膜１１７が有する電子輸送性に対して、正孔輸送層１１３としてどの程度の正孔輸送性を有するものを用いればよいかについての記載が全くない。さらに、特許文献１に記載の電界発光素子１０２の場合、バインダー樹脂中に、電子輸送性材料を混入してもよいことやバインダー樹脂としては、電子輸送性を有する材料が好適であることが記載されていることから、上述した電界発光素子１０１と同様に、もともと発光層１１４に過剰に存在する電子の更なる過剰状態を招いてしまい、発光層１１４において、正孔と電子とのバランスの取れた効率のよい発光は実現できない。
　また、図９の（ｃ）に図示する特許文献２に記載の電界発光素子１０３の場合、正孔輸送層１２４が半導体ナノ粒子１２９を含有することについて記載しているが、発光層１２５へ注入される正孔の数と電子の数とのバランスを全く考慮していないので、半導体ナノ粒子１２９を含有する正孔輸送層１２４の正孔輸送性に対して、電子輸送層１２６としてどの程度の電子輸送性を有するものを用いればよいかについての記載が全くない。さらに、電子輸送層１２６において、絶縁性ポリマーを用いて、電子輸送性を下げることについての記載もない。したがって、発光層１２５において、正孔と電子とのバランスの取れた効率のよい発光は実現できない。
　また、図９の（ｄ）に図示する特許文献３に記載の電界発光素子１０４の場合、発光層１３５へ注入される正孔の数と電子の数とのバランスを全く考慮してなく、電子輸送材料と半導体ナノ粒子１４１とを含む電子輸送層１３６を備えることで、もともと発光層１３５に過剰に存在する電子の更なる過剰状態を招いてしまい、発光層１３５において、正孔と電子とのバランスの取れた効率のよい発光は実現できない。
　本発明の一態様は、前記の問題点に鑑みてなされたものであり、発光層において、正孔と電子とのバランスの取れた効率のよい発光を実現した、電界発光素子と、複数の電界発光素子を含む電界発光装置と、を提供することを目的とする。
　本発明の電界発光素子の一態様は、前記の課題を解決するために、
　アノードと、
　カソードと、
　前記アノードと前記カソードとの間に設けられた発光層と、を含む電界発光素子であって、
　ｎ型半導体粒子と、第１絶縁性ポリマーとを含む電子輸送層と、
　ｐ型半導体粒子を含む正孔輸送層と、をさらに備え、
　前記電子輸送層は、前記カソードと前記発光層との間に設けられ、
　前記正孔輸送層は、前記アノードと前記発光層との間に設けられ、
　前記電子輸送層における前記ｎ型半導体粒子の体積比率は、前記正孔輸送層における前記ｐ型半導体粒子の体積比率よりも小さい。
　本発明の電界発光装置の一態様は、前記の課題を解決するために、前記電界発光素子を含む。
　本発明の電界発光装置の一態様は、前記の課題を解決するために、
　第１電界発光素子と、第２電界発光素子と、を含む電界発光装置であって、
　前記第１電界発光素子は、
　第１アノードと、
　第１カソードと、
　前記第１アノードと前記第１カソードとの間に設けられた第１発光層と、
　前記第１アノードと前記第１発光層との間に設けられた、第１ｐ型半導体粒子を含む第１正孔輸送層と、
　前記第１カソードと前記第１発光層との間に設けられた、第１ｎ型半導体粒子と第１絶縁性ポリマーとを含む第１電子輸送層と、を含み、
　前記第１電子輸送層における前記第１ｎ型半導体粒子の体積比率は、前記第１正孔輸送層における前記第１ｐ型半導体粒子の体積比率よりも小さく、
　前記第２電界発光素子は、
　第２アノードと、
　第２カソードと、
　前記第２アノードと前記第２カソードとの間に設けられた、前記第１発光層よりも短波長の発光波長を有する第２発光層と、
　前記第２アノードと前記第２発光層との間に設けられた、第２ｐ型半導体粒子を含む第２正孔輸送層と、
　前記第２カソードと前記第２発光層との間に設けられた、第２ｎ型半導体粒子と第３絶縁性ポリマーとを含む第２電子輸送層と、を含み、
　前記第２電子輸送層における前記第２ｎ型半導体粒子の体積比率は、前記第２正孔輸送層における前記第２ｐ型半導体粒子の体積比率よりも小さく、
　前記第２電子輸送層における前記第２ｎ型半導体粒子の体積比率は、前記第１電子輸送層における前記第１ｎ型半導体粒子の体積比率より大きい。
　本発明の一態様によれば、発光層において、正孔と電子とのバランスの取れた効率のよい発光を実現した、電界発光素子と、複数の電界発光素子を含む電界発光装置と、を提供できる。
実施形態１の電界発光素子の概略構成を示す図である。 図１に図示した電界発光素子のエネルギーバンド図である。 図１に図示した電界発光素子を含む表示装置の概略構成を示す図である。 図１に図示した電界発光素子の変形例を示す図である。 図１に図示した電界発光素子に備えられた電子輸送層における、第１絶縁性ポリマーの体積比率毎の電圧と電流密度との関係を示す図である。 実施形態２の電界発光素子を含む表示装置の概略構成を示す図である。 実施形態３の電界発光素子の概略構成を示す図である。 実施形態４の電界発光素子の概略構成を示す図である。 図９の（ａ）、図９の（ｂ）、図９の（ｃ）及び図９の（ｄ）は、特許文献１～３に記載された従来の電界発光素子の概略構成を示す図である。
　本開示の実施の形態について図１から図８に基づいて説明すれば、次の通りである。以下、説明の便宜上、特定の実施形態にて説明した構成と同一の機能を有する構成については、同一の符号を付記し、その説明を省略する場合がある。
　以下の本開示の実施の形態においては、複数の電界発光素子と、前記複数の電界発光素子のそれぞれの発光を制御する制御回路とを含む電界発光装置として、表示装置を一例に挙げて説明するが、これに限定されることはなく、例えば、複数の電界発光素子と、前記複数の電界発光素子のそれぞれの発光を制御する制御回路とを含む照明装置などであってもよい。
　〔実施形態１〕
　図１から図５に基づき、本発明の実施形態１について説明する。
　図１は、実施形態１の電界発光素子ＸＲの概略構成を示す図である。
　図２は、図１に図示した電界発光素子ＸＲのエネルギーバンド図である。
　図１に図示する電界発光素子ＸＲは、アノード（陽極）２２と、カソード（陰極）２５と、アノード（第１アノード）２２とカソード（第１カソード）２５との間に設けられた量子ドットを含む発光層２４（第１発光層）Ｒと、を含む。ここでは、電界発光素子が、赤色の波長領域の光を発光する発光層２４Ｒを備えている場合を一例に挙げて説明するが、これに限定されることはなく、発光する光の波長領域は特に限定されず、例えば、緑色の波長領域の光を発光する発光層であってもよく、青色の波長領域の光を発光する発光層であってもよい。なお、本実施形態においては、電界発光素子として、量子ドットを含む発光層を備えたＱＬＥＤ（Quantum dot Light Emitting Diode：量子ドット発光ダイオード）を一例に挙げて説明するが、これに限定されることはなく、電界発光素子は、電子と正孔とが挿入されて発光するのであれば、量子ドットを含まない発光層を備えたＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode：有機発光ダイオード）や無機発光ダイオードなどであってもよい。
　図１に図示するように、電界発光素子ＸＲは、ｎ型半導体粒子（第１ｎ型半導体粒子）３６と、第１絶縁性ポリマー３７とを含む電子輸送層（第１電子輸送層）３３と、ｐ型半導体粒子（第１ｐ型半導体粒子）３４を含む正孔輸送層（第１正孔輸送層）３０と、をさらに備えている。なお、本実施形態においては、ｐ型半導体粒子３４を含む正孔輸送層３０として、ｐ型半導体粒子３４と、第２絶縁性ポリマー３５とを含む正孔輸送層を用いる場合を一例に挙げて説明するが、これに限定されることはなく、ｐ型半導体粒子３４を含む正孔輸送層３０としては、ｐ型半導体粒子３４のみを含む正孔輸送層を用いてもよい。
　電子輸送層３３は、カソード２５と発光層２４Ｒとの間に設けられており、正孔輸送層３０は、アノード２２と発光層２４Ｒとの間に設けられている。そして、電界発光素子ＸＲにおいては、電子輸送層３３におけるｎ型半導体粒子３６の体積比率は、正孔輸送層３０におけるｐ型半導体粒子３４の体積比率よりも小さい。
　電子輸送層３３におけるｎ型半導体粒子３６の体積比率は、（ｎ型半導体粒子３６全体の体積／電子輸送層３３全体の体積）×１００％で求めることができ、正孔輸送層３０におけるｐ型半導体粒子３４の体積比率は、（ｐ型半導体粒子３４全体の体積／正孔輸送層３０全体の体積）×１００％で求めることができる。
　なお、本実施形態においては、ｎ型半導体粒子３６として、電子輸送性の無機ナノ粒子である、例えば、酸化亜鉛（例えば、ＺｎＯ）からなる無機ナノ粒子を用いた場合を一例に挙げて説明するが、これに限定されることはなく、電子輸送性の無機ナノ粒子であれば、例えば、酸化チタン（例えば、ＴｉＯ２）からなる無機ナノ粒子、酸化インジウム（例えば、Ｉｎ２Ｏ３）からなる無機ナノ粒子、酸化ガリウム（例えば、Ｇａ２Ｏ３）からなる無機ナノ粒子、酸化スズ（例えば、ＳｎＯ２）からなる無機ナノ粒子、硫化亜鉛（例えば、ＺｎＳ）からなる無機ナノ粒子、テルル化亜鉛（例えば、ＺｎＴｅ）からなる無機ナノ粒子、酸化バナジウム（例えば、Ｖ２Ｏ５）からなる無機ナノ粒子、酸化モリブデン（例えば、ＭｏＯ３）からなる無機ナノ粒子、酸化タングステン（例えば、ＷＯ３）からなる無機ナノ粒子及び窒化ガリウム（例えば、ＧａＮ）からなる無機ナノ粒子の何れかを用いてもよい。また、ｎ型半導体粒子３６として、例えば、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化インジウム、酸化ガリウム、酸化スズ、硫化亜鉛、テルル化亜鉛、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化タングステン及び窒化ガリウムのうち、２種類以上を含む混合体からなる無機ナノ粒子を用いてもよい。さらには、例えば、酸化亜鉛からなる無機ナノ粒子、酸化チタンからなる無機ナノ粒子、酸化インジウムからなる無機ナノ粒子、酸化ガリウムからなる無機ナノ粒子、酸化スズからなる無機ナノ粒子、硫化亜鉛からなる無機ナノ粒子、テルル化亜鉛からなる無機ナノ粒子、酸化バナジウムからなる無機ナノ粒子、酸化モリブデンからなる無機ナノ粒子、酸化タングステンからなる無機ナノ粒子及び窒化ガリウムからなる無機ナノ粒子のうち、複数種類を用いてもよい。
　なお、電子輸送層３３におけるｎ型半導体粒子３６の粒径は、特に限定されるものではないが、粒子の凝集を抑制する観点では、粒径は１ｎｍ以上であることが好ましく、電子輸送層３３の表面ラフネスや電界発光素子ＸＲの表面ラフネスを抑える観点では、粒径は３０ｎｍ以下であることが好ましい。したがって、本実施形態においては、ｎ型半導体粒子３６として、粒径１２ｎｍの酸化亜鉛（例えば、ＺｎＯ）からなる無機ナノ粒子を用いた。
　さらに、量子サイズ効果を発現させ、電子注入効率の向上と対向キャリアである正孔のブロッキング効果を得る観点においては、ｎ型半導体粒子３６の粒径は、１ｎｍ以上、１０ｎｍ以下であることが好ましい。
　また、電子輸送層３３の第１絶縁性ポリマー３７としては、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリアクリレート、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリシルセスキオキサン（ＰＳＱ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）などを用いることができる。本実施形態においては、電子輸送層３３の第１絶縁性ポリマー３７として、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）を用いた。
　なお、電子輸送層３３における第１絶縁性ポリマー３７の混合比、すなわち、電子輸送層３３における第１絶縁性ポリマー３７の体積比率は、３０％以上８０％以下であることが好ましく、１０％以上６０％以下であることがさらに好ましい。
　また、赤色の発光波長を有する量子ドットを含み、赤色の波長領域の光を発光する発光層２４Ｒを備えている電界発光素子ＸＲの電子輸送層３３におけるｎ型半導体粒子３６の体積比率は、５％以上６５％以下であることが好ましい。
　図２に図示するように、赤色の発光波長を有する量子ドットを含み、赤色の波長領域の光を発光する発光層２４Ｒの伝導帯の下端は、電子輸送層（ＥＴＬ）３３の伝導帯の下端の比較的近くに位置することから、電子輸送層（ＥＴＬ）３３から発光層２４Ｒへの電子３９の注入は比較的容易に生じる。したがって、発光層２４Ｒを備えている電界発光素子ＸＲにおいては、電子輸送性の向上に寄与するｎ型半導体粒子３６は、電子輸送層３３におけるｎ型半導体粒子３６の体積比率として、電子輸送層３３に５％以上６５％以下含まれることが好ましい。なお、この理由については、後述する。
　なお、電子輸送層３３におけるｎ型半導体粒子３６の体積比率または、電子輸送層３３における第１絶縁性ポリマー３７の体積比率は、例えば、電界発光素子ＸＲの断面の電子顕微鏡像を確認することにより、ｎ型半導体粒子３６の粒径と空隙部分を埋める第１絶縁性ポリマー３７の面積比から決定することもできる。
　電子輸送層３３の厚さ（膜厚）は、ｎ型半導体粒子３６の粒径よりも大きいことが好ましく、ｎ型半導体粒子３６が電子輸送層３３の厚さ（膜厚）方向において、２層以上存在するように形成することが好ましい。これにより、電子輸送層３３の表面ラフネスを抑え、電子輸送層３３の膜面方向における電子注入の均一性を高めることが可能となる。電子輸送層３３の厚さ（膜厚）は、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましい。
　なお、本実施形態においては、ｐ型半導体粒子３４として、正孔輸送性の無機ナノ粒子である、例えば、酸化ニッケル（例えば、ＮｉＯ）からなる無機ナノ粒子を用いた場合を一例に挙げて説明するが、これに限定されることはなく、正孔輸送性の無機ナノ粒子であれば、例えば、酸化銅（例えば、ＣｕＯ）からなる無機ナノ粒子、酸化クロム（例えば、Ｃｒ２Ｏ３）からなる無機ナノ粒子、ニッケル酸リチウム（例えば、ＬｉＮｉＯ２）からなる無機ナノ粒子、ニッケル酸ランタン（例えば、ＬａＮｉＯ３）からなる無機ナノ粒子及び窒化ガリウム（例えば、ＧａＮ）からなる無機ナノ粒子の何れかを用いてもよい。また、ｐ型半導体粒子３４として、例えば、酸化ニッケル、酸化銅、酸化クロム、ニッケル酸リチウム、ニッケル酸ランタン及び窒化ガリウムのうち、２種類以上を含む混合体からなる無機ナノ粒子を用いてもよい。さらには、ｐ型半導体粒子３４として、例えば、酸化ニッケルからなる無機ナノ粒子、酸化銅からなる無機ナノ粒子、酸化クロムからなる無機ナノ粒子、ニッケル酸リチウムからなる無機ナノ粒子、ニッケル酸ランタンからなる無機ナノ粒子及び窒化ガリウムからなる無機ナノ粒子のうち、複数種類を用いてもよい。
　なお、正孔輸送層３０におけるｐ型半導体粒子３４の粒径は、特に限定されるものではないが、粒子の凝集を抑制する観点では、粒径は１ｎｍ以上であることが好ましく、正孔輸送層３０の表面ラフネスや電界発光素子ＸＲの表面ラフネスを抑える観点では、粒径は３０ｎｍ以下であることが好ましい。したがって、本実施形態においては、ｐ型半導体粒子３４として、粒径１２ｎｍの酸化ニッケル（例えば、ＮｉＯ）からなる無機ナノ粒子を用いた。
　さらに、量子サイズ効果を発現させ、正孔注入効率の向上と対向キャリアである電子のブロッキング効果を得る観点においては、ｐ型半導体粒子３４の粒径は、１ｎｍ以上、１０ｎｍ以下であることが好ましい。
　また、正孔輸送層３０の第２絶縁性ポリマー３５としては、電子輸送層３３の第１絶縁性ポリマー３７の場合と同様に、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリアクリレート、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリシルセスキオキサン（ＰＳＱ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）などを用いることができる。本実施形態においては、正孔輸送層３０の第２絶縁性ポリマー３５として、電子輸送層３３の第１絶縁性ポリマー３７の場合と同様に、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）を用いたが、これに限定されることはなく、正孔輸送層３０の第２絶縁性ポリマー３５は、電子輸送層３３の第１絶縁性ポリマー３７とは異なる種類の絶縁性ポリマーであってもよい。
　なお、発光層２４Ｒを備えている電界発光素子ＸＲにおいては、正孔輸送層３０におけるｐ型半導体粒子３４の体積比率は、電子輸送層３３におけるｎ型半導体粒子３６の体積比率より大きく、電子輸送層３３におけるｎ型半導体粒子３６の体積比率は、５％以上６５％以下であることが好ましいので、正孔輸送層３０におけるｐ型半導体粒子３４の体積比率は、８０％以上９９．９９％以下であることが好ましい。すなわち、正孔輸送層３０におけるｐ型半導体粒子３４の体積比率と、電子輸送層３３におけるｎ型半導体粒子３６の体積比率との差は、２０％以上であることが好ましい。
　なお、正孔輸送層３０におけるｐ型半導体粒子３４の体積比率または、正孔輸送層３０における第２絶縁性ポリマー３５の体積比率は、例えば、電界発光素子ＸＲの断面の電子顕微鏡像を確認することにより、ｐ型半導体粒子３４の粒径と空隙部分を埋める第２絶縁性ポリマー３５の面積比から決定することもできる。
　正孔輸送層３０の厚さ（膜厚）は、ｐ型半導体粒子３４の粒径よりも大きいことが好ましく、ｐ型半導体粒子３４が正孔輸送層３０の厚さ（膜厚）方向において、２層以上存在するように形成することが好ましい。これにより、正孔輸送層３０の表面ラフネスを抑え、正孔輸送層３０の膜面方向における正孔注入の均一性を高めることが可能となる。正孔輸送層３０の厚さ（膜厚）は、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましい。
　図２に図示するように、電界発光素子ＸＲにおいては、電子輸送層（ＥＴＬ）３３の伝導帯の下端と発光層２４Ｒの伝導帯の下端との差である電子３９の注入障壁は、正孔輸送層（ＨＴＬ）３０の価電子帯の上端と発光層２４Ｒの価電子帯の上端との差である正孔３８の注入障壁より小さいので、発光層２４Ｒは、本来であれば、電子３９の過剰状態となる。そこで、電界発光素子ＸＲにおいては、正孔輸送層３０におけるｐ型半導体粒子３４の体積比率を、電子輸送層３３におけるｎ型半導体粒子３６の体積比率より大きくし、発光層２４Ｒへの電子３９の注入量は減らし、発光層２４Ｒへの正孔３８の注入量は増やすことで、発光層２４Ｒにおける電子３９の過剰状態を改善している。このように、発光層２４Ｒにおける正孔３８の数と電子３９の数とのバランス、すなわち、キャリアバランスを改善することで、電界発光素子ＸＲの発光特性を向上できる。
　また、正孔輸送層３０におけるｐ型半導体粒子３４の体積比率と、電子輸送層３３におけるｎ型半導体粒子３６の体積比率との差が、２０％以上であることが好ましいのは、以下の理由からである。正孔輸送層３０におけるｐ型半導体粒子３４の体積比率と、電子輸送層３３におけるｎ型半導体粒子３６の体積比率との差が２０％未満の場合では、キャリアバランスが改善されるものの、依然として、発光層２４Ｒの量子ドットは電子３９の過剰状態であり、発光層２４Ｒの量子ドットに注入されなかった正孔３８と電子３９とが、発光層２４Ｒの量子ドットの外部で再結合して発光するおそれもあり、このように正孔３８と電子３９とが、発光層２４Ｒの量子ドットの外部で再結合して発光すると発光色純度の低下を招くおそれがあるからである。
　なお、量子ドットを含まない発光層を備えた電界発光素子の場合でも、正孔輸送層３０におけるｐ型半導体粒子３４の体積比率と、電子輸送層３３におけるｎ型半導体粒子３６の体積比率との差が２０％未満の場合では、キャリアバランスが改善されるものの、依然として量子ドットを含まない発光層は電子３９の過剰状態であるので、正孔輸送層３０におけるｐ型半導体粒子３４の体積比率と、電子輸送層３３におけるｎ型半導体粒子３６の体積比率との差が２０％以上であることが好ましい。
　また、電界発光素子ＸＲに備えられた正孔輸送層３０は、ｐ型半導体粒子３４と第２絶縁性ポリマー３５とが混合されていることにより、第１量子ドットを含む発光層２４Ｒとの界面で、正孔輸送層としてｐ型半導体粒子３４が単独で用いられた場合と比べて、第２絶縁性ポリマー３５と発光層２４Ｒの第１量子ドットとが接する面積が大きくなる。したがって、正孔輸送層３０は、ｐ型半導体粒子３４が、直接、発光層２４Ｒの第１量子ドットに触れることによる励起子の失活を抑えることが出来るとともに、対向キャリアである電子のブロッキング層としての機能も果たす。
　なお、量子ドットを含まない発光層を備えた電界発光素子の場合でも、正孔輸送層３０は、ｐ型半導体粒子３４と第２絶縁性ポリマー３５とが混合されていることにより、量子ドットを含まない発光層との界面で、正孔輸送層としてｐ型半導体粒子３４が単独で用いられた場合と比べて、第２絶縁性ポリマー３５と量子ドットを含まない発光層とが接する面積が大きくなる。したがって、正孔輸送層３０は、ｐ型半導体粒子３４が、直接、量子ドットを含まない発光層に触れることによる励起子の失活を抑えることが出来るとともに、対向キャリアである電子のブロッキング層としての機能も果たす。
　同様に、電界発光素子ＸＲに備えられた電子輸送層３３は、ｎ型半導体粒子３６と第１絶縁性ポリマー３７とが混合されていることにより、量子ドットを含む発光層２４Ｒとの界面で、電子輸送層としてｎ型半導体粒子３６が単独で用いられた場合と比べて、第１絶縁性ポリマー３７と発光層２４Ｒの第１量子ドットとが接する面積が大きくなる。したがって、電子輸送層３３は、ｎ型半導体粒子３６が、直接、発光層２４Ｒの第１量子ドットに触れることによる励起子の失活を抑えることが出来るとともに、対向キャリアである正孔のブロッキング層としての機能も果たす。
　なお、量子ドットを含まない発光層を備えた電界発光素子の場合でも、電子輸送層３３は、ｎ型半導体粒子３６と第１絶縁性ポリマー３７とが混合されていることにより、量子ドットを含まない発光層との界面で、電子輸送層としてｎ型半導体粒子３６が単独で用いられた場合と比べて、第１絶縁性ポリマー３７と量子ドットを含まない発光層とが接する面積が大きくなる。したがって、電子輸送層３３は、ｎ型半導体粒子３６が、直接、量子ドットを含まない発光層に触れることによる励起子の失活を抑えることが出来るとともに、対向キャリアである正孔のブロッキング層としての機能も果たす。
　上述した電界発光素子ＸＲの作製においては、例えば、正孔輸送層３０は、ｐ型半導体粒子３４と第２絶縁性ポリマー３５とを混合し、所望の比率で溶媒に溶かし、塗布形成してもよく、第１量子ドットを含む発光層２４Ｒは、量子ドットとポリマー材料（導電性材料または／及び非導電性材料）とを混合し、所望の比率で溶媒に溶かし、塗布形成してもよく、電子輸送層３３は、ｎ型半導体粒子３６と第１絶縁性ポリマー３７とを混合し、所望の比率で溶媒に溶かし、塗布形成してもよい。溶媒としては、第１絶縁性ポリマー３７または、前記ポリマー材料（導電性材料または／及び非導電性材料）または、第２絶縁性ポリマー３５を、溶解可能な溶媒を適用することが好ましい。例えば、極性溶媒として、水、メタノール、エタノール、アセトン、エチレングリコール、ＤＭＳＯ、トリクロロエチレンなどが適用可能であり、非極性溶媒として、ベンゼン、トルエン、キシレン、ｎ－ヘキサン、シクロヘキサンなどが適用可能である。
　また、正孔輸送層３０、第１量子ドットを含む発光層２４Ｒ及び電子輸送層３３のそれぞれを、塗布形成する方法は特に限定されないが、例えば、スピンコート、ディップコート、スプレー、インクジェット、スリットコート、スクリーン印刷などの方法で塗布形成することができる。
　以上のように、電界発光素子ＸＲの作製においては、正孔輸送層３０、第１量子ドットを含む発光層２４Ｒ及び電子輸送層３３の一連の形成プロセスを塗布プロセスとすることが可能となり、比較的簡易な製造装置と、製造プロセスとで電界発光素子ＸＲを製造することができる。
　また、このように製造された電界発光素子ＸＲに備えられた、正孔輸送層３０、第１量子ドットを含む発光層２４Ｒ及び電子輸送層３３は、何れも、ポリマー材料と混合されているので、ｐ型半導体粒子３４または、量子ドットまたは、ｎ型半導体粒子３６の単体で形成されている場合に比べて、各層の表面のラフネスが抑えられる。また、正孔輸送層３０上に形成される第１量子ドットを含む発光層２４Ｒの平坦性が向上する。これにより、キャリア注入の面均一性が向上し、発光特性が向上する効果が得られる。
　本実施形態においては、アノード２２と正孔輸送層（ＨＴＬ）３０とが直接接している場合を一例に挙げて説明したが、これに限定されることはなく、アノード２２と正孔輸送層（ＨＴＬ）３０との間に、ホールを注入するための正孔注入層（ＨＩＬ）がさらに備えられていてもよい。正孔注入層（ＨＩＬ）は、有機材料であっても、無機材料であっても、ナノ粒子であっても、ナノ粒子が各種のポリマー材に分散されたものであってもよい。
　図３は、図１に図示した電界発光素子ＸＲを含む表示装置（電界発光装置）１の概略構成を示す図である。
　図３に図示しているように、表示装置１における基板１０の一方側の面上には、樹脂層１２と、バリア層３と、ＴＦＴ層４と、電界発光素子ＸＲ・ＸＧ・ＸＢと、封止層６とが積層されている。なお、本明細書においては、図３の基板１０から電界発光素子ＸＲ・ＸＧ・ＸＢへの方向を「上方向」、電界発光素子ＸＲ・ＸＧ・ＸＢから基板１０への方向を「下方向」として記載する。別の言い方をすると、「下層」とは、比較対象の層よりも先のプロセスで形成されていることを意味し、「上層」とは比較対象の層よりも後のプロセスで形成されていることを意味する。すなわち、相対的に、基板１０により近い方の層が下層であり、基板１０からより遠い方の層が上層である。
　基板１０の材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やガラス基板等を挙げることができるが、これに限定されることはない。本実施形態においては、表示装置１をフレキシブル表示装置とするため、基板１０の材料として、ＰＥＴを用いたが、表示装置１を非フレキシブル表示装置とする場合には、ガラス基板などを用いればよい。
　樹脂層１２の材料としては、例えば、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂等を挙げることができるが、これに限定されることはない。本実施形態においては、支持基板（図示せず）越しに樹脂層１２にレーザ光を照射して支持基板（図示せず）及び樹脂層１２間の結合力を低下させ、支持基板（図示せず）を樹脂層１２から剥離し（Ｌａｓｅｒ　Ｌｉｆｔ　Ｏｆｆ工程（ＬＬＯ工程））、樹脂層１２における支持基板（図示せず）を剥離した面にＰＥＴからなる基板１０を貼り合せることで、表示装置１をフレキシブル表示装置としている。しかしながら、表示装置１を非フレキシブル表示装置とする場合または、ＬＬＯ工程以外の方法で表示装置１をフレキシブル表示装置とする場合などには、樹脂層１２は必要ではない。
　バリア層３は、表示装置１の使用時に、水分や不純物が、ＴＦＴ層４や電界発光素子ＸＲ・ＸＧ・ＸＢに到達することを防ぐ層であり、例えば、ＣＶＤにより形成される、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、あるいは酸窒化シリコン膜、またはこれらの積層膜で構成することができる。
　ＴＦＴ層４は、半導体膜１５と、半導体膜１５よりも上層の無機絶縁膜１６（ゲート絶縁膜）と、無機絶縁膜１６よりも上層のゲート電極ＧＥと、ゲート電極ＧＥよりも上層の無機絶縁膜１８と、無機絶縁膜１８よりも上層の容量配線ＣＥと、容量配線ＣＥよりも上層の無機絶縁膜２０と、無機絶縁膜２０よりも上層の、ソース・ドレイン電極を含むソース・ドレイン配線ＳＨと、ソース・ドレイン配線ＳＨよりも上層の平坦化膜２１とを含む。
　半導体膜１５、無機絶縁膜１６（ゲート絶縁膜）、ゲート電極ＧＥ、無機絶縁膜１８、無機絶縁膜２０及びソース・ドレイン配線ＳＨを含むように、アクティブ素子としての薄膜トランジスタ素子Ｔｒ（ＴＦＴ素子）が構成される。
　半導体膜１５は、例えば低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ）あるいは酸化物半導体で構成される。なお、図１では、半導体膜１５をチャネルとするＴＦＴがトップゲート構造で示されているが、ボトムゲート構造でもよい。
　ゲート電極ＧＥ、容量電極ＣＥ、ソース・ドレイン配線ＳＨなどは、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）の少なくとも１つを含む金属の単層膜あるいは積層膜によって構成される。
　無機絶縁膜１６・１８・２０は、例えば、ＣＶＤ法によって形成された、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）膜、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）膜あるいは酸窒化シリコン膜またはこれらの積層膜によって構成することができる。
　平坦化膜（層間絶縁膜）２１は、例えば、ポリイミド樹脂やアクリル樹脂等の塗布可能な感光性有機材料によって構成することができる。
　図１及び図２においては、表示装置１が備える電界発光素子ＸＲ・ＸＧ・ＸＢ中、一例として、赤色の波長領域の光を発光する発光層２４Ｒを備えている電界発光素子ＸＲの概略構成についてのみ図示したが、図３に図示しているように、表示装置１は、電界発光素子（第１電界発光素子）ＸＲの他に電界発光素子ＸＧ（第２電界発光素子）及び電界発光素子（第３電界発光素子）ＸＢも備えている。電界発光素子ＸＲについては、既に上述しているので、ここでは、電界発光素子ＸＧ及び電界発光素子ＸＢについて具体的に説明する。
　図３に図示する電界発光素子ＸＧは、アノード（陽極）２２と、カソード（陰極）２５と、アノード（第２アノード）２２とカソード（第２カソード）２５との間に緑色の発光波長を有する第２量子ドットを含む発光層（第２発光層）２４Ｇと、を含む。さらに、電界発光素子ＸＧは、ｎ型半導体粒子（第２ｎ型半導体粒子）３６と、第１絶縁性ポリマー（第３絶縁性ポリマー）３７とを含む電子輸送層３１と、ｐ型半導体粒子（第２ｐ型半導体粒子）３４を含む正孔輸送層（第２正孔輸送層）３０と、を備えている。電子輸送層３１は、カソード２５と発光層２４Ｇとの間に設けられており、正孔輸送層３０は、アノード２２と発光層２４Ｇとの間に設けられている。なお、電界発光素子ＸＧにおいては、電子輸送層（第２電子輸送層）３１におけるｎ型半導体粒子３６の体積比率は、正孔輸送層３０におけるｐ型半導体粒子３４の体積比率よりも小さい。
　また、図３に図示する電界発光素子ＸＢは、アノード（陽極）２２と、カソード（陰極）２５と、アノード（第３アノード）２２とカソード（第３カソード）２５との間に青色の発光波長を有する第３量子ドットを含む発光層（第３発光層）２４Ｂと、を含む。さらに、電界発光素子ＸＢは、ｎ型半導体粒子（第３ｎ型半導体粒子）３６と、第１絶縁性ポリマー（第４絶縁性ポリマー）３７とを含む電子輸送層３２と、ｐ型半導体粒子（第３ｐ型半導体粒子）３４を含む正孔輸送層（第３正孔輸送層）３０と、を備えている。電子輸送層３２は、カソード２５と発光層２４Ｂとの間に設けられており、正孔輸送層３０は、アノード２２と発光層２４Ｇとの間に設けられている。なお、電界発光素子ＸＢにおいては、電子輸送層（第３電子輸送層）３２におけるｎ型半導体粒子３６の体積比率は、正孔輸送層３０におけるｐ型半導体粒子３４の体積比率よりも小さい。
　本実施形態においては、ｐ型半導体粒子３４を含む正孔輸送層３０として、ｐ型半導体粒子３４と、第２絶縁性ポリマー３５とを含む正孔輸送層を用いる場合を一例に挙げて説明するが、これに限定されることはなく、ｐ型半導体粒子３４を含む正孔輸送層３０としては、ｐ型半導体粒子３４のみを含む正孔輸送層を用いてもよい。
　本実施形態においては、電界発光素子ＸＧに備えられた電子輸送層３１に含まれるｎ型半導体粒子３６及び電界発光素子ＸＢに備えられた電子輸送層３２に含まれるｎ型半導体粒子３６として、上述した電界発光素子ＸＲに備えられた電子輸送層３３に含まれるｎ型半導体粒子３６と同様に、電子輸送性の無機ナノ粒子である、例えば、酸化亜鉛（例えば、ＺｎＯ）からなる無機ナノ粒子を用いた場合を一例に挙げて説明するが、これに限定されることはなく、電界発光素子ＸＲに備えられた電子輸送層３３の場合において既に説明した他の材料を用いてもよい。
　また、本実施形態においては、電子輸送層３１、電子輸送層３２及び電子輸送層３３のそれぞれに含まれるｎ型半導体粒子３６が同一材料からなる場合を一例に挙げて説明するが、これに限定されることはなく、例えば、電子輸送層３１、電子輸送層３２及び電子輸送層３３のそれぞれに含まれるｎ型半導体粒子３６は、それぞれ異なる材料を用いてもよい。さらには、例えば、２つの層は同一材料で、残りの一つの層は、前記２つの層とは異なる材料を用いてもよい。
　本実施形態においては、電界発光素子ＸＧに備えられた電子輸送層３１に含まれる第１絶縁性ポリマー３７及び電界発光素子ＸＢに備えられた電子輸送層３２に含まれる第１絶縁性ポリマー３７として、上述した電界発光素子ＸＲに備えられた電子輸送層３３に含まれる第１絶縁性ポリマー３７と同様に、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）を用いた場合を一例に挙げて説明するが、これに限定されることはなく、電界発光素子ＸＲに備えられた電子輸送層３３の場合において既に説明した他の材料を用いてもよい。
　また、本実施形態においては、電子輸送層３１、電子輸送層３２及び電子輸送層３３のそれぞれに含まれる第１絶縁性ポリマー３７が同一材料からなる場合を一例に挙げて説明するが、これに限定されることはなく、例えば、電子輸送層３１、電子輸送層３２及び電子輸送層３３のそれぞれに含まれる第１絶縁性ポリマー３７は、それぞれ異なる材料を用いてもよい。さらには、例えば、２つの層は同一材料で、残りの一つの層は、前記２つの層とは異なる材料を用いてもよい。
　本実施形態においては、電界発光素子ＸＧに備えられた正孔輸送層３０に含まれるｐ型半導体粒子３４及び電界発光素子ＸＢに備えられた正孔輸送層３０に含まれるｐ型半導体粒子３４として、上述した電界発光素子ＸＲに備えられた正孔輸送層３０に含まれるｐ型半導体粒子３４と同様に、正孔輸送性の無機ナノ粒子である、例えば、酸化ニッケル（例えば、ＮｉＯ）からなる無機ナノ粒子を用いた場合を一例に挙げて説明するが、これに限定されることはなく、電界発光素子ＸＲに備えられた正孔輸送層３０の場合において既に説明した他の材料を用いてもよい。
　また、本実施形態においては、電界発光素子ＸＲに備えられた正孔輸送層３０、電界発光素子ＸＧに備えられた正孔輸送層３０及び電界発光素子ＸＢに備えられた正孔輸送層３０のそれぞれに含まれるｐ型半導体粒子３４が同一材料からなる場合を一例に挙げて説明するが、これに限定されることはなく、例えば、電界発光素子ＸＲに備えられた正孔輸送層３０、電界発光素子ＸＧに備えられた正孔輸送層３０及び電界発光素子ＸＢに備えられた正孔輸送層３０のそれぞれに含まれるｐ型半導体粒子３４は、それぞれ異なる材料を用いてもよい。さらには、例えば、２つの層は同一材料で、残りの一つの層は、前記２つの層とは異なる材料を用いてもよい。
　本実施形態においては、電界発光素子ＸＧに備えられた正孔輸送層３０に含まれる第２絶縁性ポリマー３５及び電界発光素子ＸＢに備えられた正孔輸送層３０に含まれる第２絶縁性ポリマー３５として、上述した電界発光素子ＸＲに備えられた正孔輸送層３０に含まれる第２絶縁性ポリマー３５と同様に、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）を用いた場合を一例に挙げて説明するが、これに限定されることはなく、電界発光素子ＸＲに備えられた正孔輸送層３０の場合において既に説明した他の材料を用いてもよい。
　また、本実施形態においては、電界発光素子ＸＲに備えられた正孔輸送層３０、電界発光素子ＸＧに備えられた正孔輸送層３０及び電界発光素子ＸＢに備えられた正孔輸送層３０のそれぞれに含まれる第２絶縁性ポリマー３５が同一材料からなる場合を一例に挙げて説明するが、これに限定されることはなく、例えば、電界発光素子ＸＲに備えられた正孔輸送層３０、電界発光素子ＸＧに備えられた正孔輸送層３０及び電界発光素子ＸＢに備えられた正孔輸送層３０のそれぞれに含まれる第２絶縁性ポリマー３５は、それぞれ異なる材料を用いてもよい。さらには、例えば、２つの層は同一材料で、残りの一つの層は、前記２つの層とは異なる材料を用いてもよい。
　なお、図３に図示する表示装置１においては、電界発光素子ＸＲに備えられた正孔輸送層３０、電界発光素子ＸＧに備えられた正孔輸送層３０及び電界発光素子ＸＢに備えられた正孔輸送層３０のそれぞれは、島状に形成されているが、これに限定されることはなく、後述する実施形態２のように、電界発光素子ＸＲに備えられた正孔輸送層３０、電界発光素子ＸＧに備えられた正孔輸送層３０及び電界発光素子ＸＢに備えられた正孔輸送層３０は、一つの共通層として形成されていてもよい。
　なお、青色の発光波長を有する第３量子ドットを含む発光層２４Ｂ及び緑色の発光波長を有する第２量子ドットを含む発光層２４Ｇのそれぞれの伝導帯の下端は、図２に図示する赤色の発光波長を有する第１量子ドットを含む発光層２４Ｒの伝導帯の下端より浅い、すなわち、図２において、発光層２４Ｒの伝導帯の下端より上側に位置することとなる。特に、青色の発光波長を有する量子ドットを含む発光層２４Ｂの伝導帯の下端は、緑色の発光波長を有する第２量子ドットを含む発光層２４Ｇの伝導帯の下端よりさらに浅く、図２において、さらに上側に位置することとなる。
　したがって、電界発光素子ＸＢにおける、電子輸送層（ＥＴＬ）３２の伝導帯の下端と発光層２４Ｂの伝導帯の下端との差である電子３９の注入障壁と、電界発光素子ＸＧにおける、電子輸送層（ＥＴＬ）３１の伝導帯の下端と発光層２４Ｇの伝導帯の下端との差である電子３９の注入障壁とは、図２に図示する電界発光素子ＸＲにおける、電子輸送層（ＥＴＬ）３３の伝導帯の下端と発光層２４Ｒの伝導帯の下端との差である電子３９の注入障壁より大きい。そして、電界発光素子ＸＢにおける、電子輸送層（ＥＴＬ）３２の伝導帯の下端と発光層２４Ｂの伝導帯の下端との差である電子３９の注入障壁は、電界発光素子ＸＧにおける、電子輸送層（ＥＴＬ）３１の伝導帯の下端と発光層２４Ｇの伝導帯の下端との差である電子３９の注入障壁より大きい。
　なお、上述した特性は、量子ドットを含まない赤色の発光波長を有する発光層、量子ドットを含まない緑色の発光波長を有する発光層及び量子ドットを含まない青色の発光波長を有する発光層にもそのまま適用される。
　このような理由から、表示装置１においては、電界発光素子ＸＧの電子輸送層（ＥＴＬ）３１におけるｎ型半導体粒子３６の体積比率及び電界発光素子ＸＢの電子輸送層（ＥＴＬ）３２におけるｎ型半導体粒子３６の体積比率のそれぞれを、電界発光素子ＸＲの電子輸送層（ＥＴＬ）３３におけるｎ型半導体粒子３６の体積比率より高くしている。さらに、電界発光素子ＸＢの電子輸送層（ＥＴＬ）３２におけるｎ型半導体粒子３６の体積比率を電界発光素子ＸＧの電子輸送層（ＥＴＬ）３１におけるｎ型半導体粒子３６の体積比率より高くしている。
　具体的には、電界発光素子ＸＢの電子輸送層（ＥＴＬ）３２におけるｎ型半導体粒子３６の体積比率＞電界発光素子ＸＧの電子輸送層（ＥＴＬ）３１におけるｎ型半導体粒子３６の体積比率＞電界発光素子ＸＲの電子輸送層（ＥＴＬ）３３におけるｎ型半導体粒子３６の体積比率の関係を満たす範囲内で、電界発光素子ＸＲの電子輸送層（ＥＴＬ）３３におけるｎ型半導体粒子３６の体積比率は、５％以上６５％以下であることが好ましく、電界発光素子ＸＧの電子輸送層（ＥＴＬ）３１におけるｎ型半導体粒子３６の体積比率は、３０％以上９０％以下であることが好ましく、電界発光素子ＸＢの電子輸送層（ＥＴＬ）３２におけるｎ型半導体粒子３６の体積比率は、４０％以上９５％以下であることが好ましい。
　さらに、電界発光素子ＸＲの電子輸送層（ＥＴＬ）３３におけるｎ型半導体粒子３６の体積比率、電界発光素子ＸＧの電子輸送層（ＥＴＬ）３１におけるｎ型半導体粒子３６の体積比率及び電界発光素子ＸＢの電子輸送層（ＥＴＬ）３２におけるｎ型半導体粒子３６の体積比率のそれぞれは、正孔輸送層３０におけるｐ型半導体粒子３４の体積比率（本実施形態においては８０％以上９９．９９％以下）よりも小さくなる範囲内で、決定される。
　なお、電界発光素子ＸＲ、電界発光素子ＸＧ及び電界発光素子ＸＢのそれぞれにおいて、正孔輸送層３０におけるｐ型半導体粒子３４の体積比率（本実施形態においては８０％以上９９．９９％以下）と、電子輸送層（ＥＴＬ）３１、電子輸送層（ＥＴＬ）３２及び電子輸送層（ＥＴＬ）３３におけるｎ型半導体粒子３６の体積比率との差が、２０％以上であることが好ましい。
　図５は、図１に図示した電界発光素子ＸＲに備えられた電子輸送層３３における、第１絶縁性ポリマー３７の体積比率毎の電圧と電流密度との関係を示す図である。
　図５に示す結果は、以下のように作製された各サンプルに対して、印加電圧を変えながら測定した電流密度の結果である。
　０％サンプル電界発光素子、１０％サンプル電界発光素子、３０％サンプル電界発光素子、５０％サンプル電界発光素子及び６０％サンプル電界発光素子のそれぞれは、アノード２２としてのＩＴＯ（Indium Tin Oxide）上に、正孔輸送層であるＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ／ＰＶＫと、第１量子ドットを含む発光層２４Ｒと、ｎ型半導体粒子３６としての酸化亜鉛（例えば、ＺｎＯ）からなる平均粒径１２ｎｍの無機ナノ粒子と第１絶縁性ポリマー３７としてのポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）とを所定比で含む電子輸送層と、カソード２５としてのＡｌとが、この順に積層されたサンプル電界発光素子である。０％サンプル電界発光素子は、電子輸送層における第１絶縁性ポリマー３７の体積比率が０％（電子輸送層におけるｎ型半導体粒子３６の体積比率が１００％）のサンプル電界発光素子である。１０％サンプル電界発光素子は、電子輸送層における第１絶縁性ポリマー３７の体積比率が１０％（電子輸送層におけるｎ型半導体粒子３６の体積比率が９０％）のサンプル電界発光素子である。３０％サンプル電界発光素子は、電子輸送層における第１絶縁性ポリマー３７の体積比率が３０％（電子輸送層におけるｎ型半導体粒子３６の体積比率が７０％）のサンプル電界発光素子である。５０％サンプル電界発光素子は、電子輸送層における第１絶縁性ポリマー３７の体積比率が５０％（電子輸送層におけるｎ型半導体粒子３６の体積比率が５０％）のサンプル電界発光素子である。６０％サンプル電界発光素子は、電子輸送層における第１絶縁性ポリマー３７の体積比率が６０％（電子輸送層におけるｎ型半導体粒子３６の体積比率が４０％）のサンプル電界発光素子である。
　図５に図示するように、１０％サンプル電界発光素子、３０％サンプル電界発光素子、５０％サンプル電界発光素子及び６０％サンプル電界発光素子の何れの場合においても、電子輸送層がｎ型半導体粒子３６としての酸化亜鉛のみからなる０％サンプル電界発光素子と比較して、同じ電圧の値における電流密度の値が、それぞれ低下しており、電界発光素子への電子注入が行われにくくなったことが分かる。
　また、１０％サンプル電界発光素子、３０％サンプル電界発光素子、５０％サンプル電界発光素子及び６０％サンプル電界発光素子のそれぞれにおいて、第１絶縁性ポリマー３７の体積比率が増加する程、同じ電圧の値における電流密度の値の低下の程度が大きいことが分かる。
　このように、電子輸送層におけるｎ型半導体粒子３６の体積比率及び第１絶縁性ポリマー３７の体積比率を適宜変更することで、量子ドットを含む発光層への電子の注入量を適宜制御することができる。
　なお、図示してないが、電子輸送層の場合と同様に、正孔輸送層におけるｐ型半導体粒子３４の体積比率及び第２絶縁性ポリマー３５の体積比率を適宜変更することで、量子ドットを含む発光層への正孔の注入量を適宜制御することができる。
　図３に図示する、発光層２４Ｒ、発光層２４Ｇ及び発光層２４Ｂは、量子ドット（ナノ粒子）蛍光体を含む発光層である。以降簡単のため「蛍光体」を省略し、単に量子ドット（ナノ粒子）と表記する。量子ドット（ナノ粒子）の具体的な材料としては、例えば、ＣｄＳｅ／ＣｄＳ、ＣｄＳｅ／ＺｎＳ、ＩｎＰ／ＺｎＳ及びＣＩＧＳ／ＺｎＳの何れかを用いることができ、量子ドット（ナノ粒子）の粒径は３～１０ｎｍ程度であってもよい。なお、発光層２４Ｒと、発光層２４Ｇと、発光層２４Ｂとで、互いに発光する光の中心波長を異なるようにするため、それぞれの発光層において、量子ドット（ナノ粒子）の粒径を異なるようにしてもよく、互いに異なる種類の量子ドット（ナノ粒子）を用いてもよい。
　図３に図示するように、電界発光素子ＸＲ、電界発光素子ＸＧ及び電界発光素子ＸＢのそれぞれは、表示装置１のサブピクセルＳＰであり、例えば、１つの電界発光素子ＸＲと、１つの電界発光素子ＸＧと、１つの電界発光素子ＸＢとが、表示装置１の１画素を構成してもよい。
　図３に図示するように、アノード２２のエッジを覆うバンク２３は、例えば、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂等の塗布可能な感光性有機材料によって構成することができる。
　本実施形態においては、ベタ状の共通層として形成したカソード２５を除いた、アノード２２と、正孔輸送層（ＨＴＬ）３０と、発光層２４Ｒ・２４Ｇ・２４Ｂと、電子輸送層（ＥＴＬ）３１・３２・３３とを、サブピクセルＳＰごとに島状に形成した場合を一例に挙げて説明したが、これに限定されることはない。例えば、カソード２５を島状に形成し、島状のカソード２５を薄膜トランジスタ素子などで個別に制御可動とした場合には、アノード２２をベタ状の共通層として形成してもよい。さらには、後述するように、正孔輸送層（ＨＴＬ）３０をベタ状の共通層として形成してもよい。なお、この場合には、バンク２３を設けなくてもよい。
　アノード２２及びカソード２５の少なくとも一方は、光透過性材料からなる。なお、アノード２２及びカソード２５の何れか一方は、光反射性材料で形成してもよい。表示装置１をトップエミッション型の表示装置とする場合、上層であるカソード２５を光透過性材料で形成し、下層であるアノード２２を光反射性材料で形成する。表示装置１をボトムエミッション型の表示装置とする場合、上層であるカソード２５を光反射性材料で形成し、下層であるアノード２２を光透過性材料で形成する。尚、アノード２２からカソード２５までの積層順を逆にする場合は、上層であるアノード２２を光透過性材料で形成し、下層であるカソード２５を光反射性材料で形成することにより、表示装置１をトップエミッション型の表示装置とすることができ、上層であるアノード２２を反射性材料で形成し、下層であるカソード２５を光透過性材料で形成することにより、表示装置１をボトムエミッション型の表示装置とすることができる。
　光透過性材料としては、例えば、透明導電膜材料を用いることができる。具体的には、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、ＺｎＯ、ＡＺＯ（aluminum-doped zinc oxide）、ＢＺＯ(boron-doped zinc oxide)等を用いることができる。これらの材料は可視光の透過率が高いため、発光効率が向上する。
　光反射性材料としては、可視光の反射率の高い材料が好ましく、例えば、金属材料を用いることができる。具体的には、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ等を用いることができる。これらの材料は、可視光の反射率が高いため、発光効率が向上する。
　また、アノード２２及びカソード２５の何れか一方を、光透過性材料と光反射性材料との積層体とすることで、光反射性を有する電極としてもよい。
　なお、本実施形態においては、表示装置１をトップエミッション型とするため、上層であるカソード２５は光透過性材料で形成し、下層であるアノード２２は光反射性材料で形成した。
　なお、電界発光素子ＸＧに備えられた正孔輸送層３０に含まれるｐ型半導体粒子３４の粒径及び電界発光素子ＸＢに備えられた正孔輸送層３０に含まれるｐ型半導体粒子３４の粒径は、それぞれ、電界発光素子ＸＲに備えられた正孔輸送層３０に含まれるｐ型半導体粒子３４の粒径と同様に、１ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることが好ましい。
　また、電界発光素子ＸＧに備えられた正孔輸送層３０及び電界発光素子ＸＢに備えられた正孔輸送層３０のそれぞれの厚さ（膜厚）は、電界発光素子ＸＲに備えられた正孔輸送層３０と同様に、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましい。
　また、電界発光素子ＸＧに備えられた電子輸送層３１に含まれるｎ型半導体粒子３６の粒径及び電界発光素子ＸＢに備えられた電子輸送層３２に含まれるｎ型半導体粒子３６の粒径は、それぞれ、電界発光素子ＸＲに備えられた電子輸送層３３に含まれるｎ型半導体粒子３６の粒径と同様に、１ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることが好ましい。
　また、電界発光素子ＸＧに備えられた電子輸送層３１及び電界発光素子ＸＢに備えられた電子輸送層３２のそれぞれの厚さ（膜厚）は、電界発光素子ＸＲに備えられた電子輸送層３３と同様に、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましい。
　以上のように、表示装置１においては、電界発光素子ＸＲ、電界発光素子ＸＧ及び電界発光素子ＸＢのそれぞれにおいて、キャリアバランスを改善することで、電界発光素子ＸＲ・ＸＧ・ＸＢの発光特性を向上できる。したがって、発光層において、正孔と電子とのバランスの取れた効率のよい発光を実現する表示装置１を実現できる。
　本実施形態においては、電界発光装置として、表示装置を一例に挙げて説明するため、表示装置１が、赤色の発光波長を有する第１量子ドットを含む発光層２４Ｒを備えた電界発光素子ＸＲと、緑色の発光波長を有する第２量子ドットを含む発光層２４Ｇを備えた電界発光素子ＸＧと、青色の発光波長を有する第３量子ドットを含む発光層２４Ｂを備えた電界発光素子ＸＢと、を備えている場合を例に挙げて説明したが、例えば、電界発光装置が照明装置などである場合には、ある一つの色の発光波長を有する量子ドットを含む発光層を備えた１種類の電界発光素子のみが１つ以上備えられていれもよく、第１量子ドットを含む第１発光層を備えた第１電界発光素子と、前記第１量子ドットよりも短波長の発光波長を有する第２量子ドットを含む第２発光層を備えた第２電界発光素子と、が、それぞれ１つ以上備えられていてもよい。
　図４は、図１に図示した電界発光素子ＸＲの変形例である電界発光素子ＸＲ’の概略構成を示す図である。
　図１に図示した電界発光素子ＸＲにおいては、正孔輸送層３０に含まれるｐ型半導体粒子３４として、粒径１２ｎｍの酸化亜鉛（例えば、ＺｎＯ）からなる無機ナノ粒子を用いることで、無機ナノ粒子同士の凝集を抑制させていた。
　図４に図示した電界発光素子ＸＲ’に備えられた正孔輸送層３０’は、図１に図示した電界発光素子ＸＲに備えられた正孔輸送層３０と同様に、ｐ型半導体粒子３４としての酸化亜鉛（例えば、ＺｎＯ）からなる無機ナノ粒子と、第２絶縁性ポリマー３５としてのポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）とを含む。図１に図示した電界発光素子ＸＲに備えられた正孔輸送層３０と異なる点は、酸化亜鉛（例えば、ＺｎＯ）からなる無機ナノ粒子の粒径が１ｎｍ未満である点である。具体的に、図４に図示した電界発光素子ＸＲ’に備えられた正孔輸送層３０’に含まれるｐ型半導体粒子３４としての酸化亜鉛（例えば、ＺｎＯ）からなる無機ナノ粒子は、その平均粒径が、０．５ｎｍである。なお、正孔輸送層３０’におけるｐ型半導体粒子３４としての酸化亜鉛（例えば、ＺｎＯ）からなる無機ナノ粒子（平均粒径０．５ｎｍ）の体積比率は、図１に図示した電界発光素子ＸＲに備えられた正孔輸送層３０におけるｐ型半導体粒子３４としての酸化亜鉛（例えば、ＺｎＯ）からなる無機ナノ粒子（平均粒径１２ｎｍ）の体積比率となるようにした。
　図４に図示するように、正孔輸送層３０’において、酸化亜鉛（例えば、ＺｎＯ）からなる無機ナノ粒子（平均粒径０．５ｎｍ）の凝集が生じているが、図１に図示した電界発光素子ＸＲと同様に、発光層２４Ｒにおける正孔３８の数と電子３９の数とのバランス、すなわち、キャリアバランスを改善でき、電界発光素子ＸＲ’においても発光特性を向上できる。
　〔実施形態２〕
　次に、図６に基づき、本発明の実施形態２について説明する。本実施形態の電界発光素子ＸＲ’’・ＸＧ’’・ＸＢ’’を含む表示装置１’においては、電界発光素子（第１電界発光素子）ＸＲ’’に備えられた正孔輸送層３０、電界発光素子（第２電界発光素子）ＸＧ’’に備えられた正孔輸送層３０及び電界発光素子（第３電界発光素子）ＸＢ’’に備えられた正孔輸送層３０が、一つの共通層として形成されている点と、電界発光素子ＸＲ’’に備えられたカソード２５、電界発光素子ＸＧ’’に備えられたカソード２５及び電界発光素子ＸＢ’’に備えられたカソード２５が、それぞれ、島状に形成されている点とが、実施形態１とは異なる。尚、説明の便宜上、実施形態１の図面に示した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
　図６は、実施形態２の電界発光素子ＸＲ’’・ＸＧ’’・ＸＢ’’を含む表示装置１’の概略構成を示す図である。
　図６に図示するように、電界発光素子ＸＲ’’・ＸＧ’’・ＸＢ’’を含む表示装置１’においては、電界発光素子ＸＲ’’に備えられた正孔輸送層３０、電界発光素子ＸＧ’’に備えられた正孔輸送層３０及び電界発光素子ＸＢ’’に備えられた正孔輸送層３０が、一つの共通層として形成されている。したがって、正孔輸送層３０を島状に形成するためのパターンニング工程などを省くことができるので、製造プロセス的に有利である。また、正孔輸送層３０を一つの共通層として形成することで、図３に図示するアノード２２のエッジを覆うバンク２３を形成する工程なども省くことができるので、製造プロセス的に有利である。
　また、図６に図示するように、電界発光素子ＸＲ’’・ＸＧ’’・ＸＢ’’を含む表示装置１’においては、電界発光素子ＸＲ’’に備えられたカソード２５、電界発光素子ＸＧ’’に備えられたカソード２５及び電界発光素子ＸＢ’’に備えられたカソード２５を、それぞれ、島状に形成した。
　以上のように、表示装置１’においては、電界発光素子ＸＲ’’、電界発光素子ＸＧ’’及び電界発光素子ＸＢ’’のそれぞれにおいて、キャリアバランスを改善することで、電界発光素子ＸＲ’’・ＸＧ’’・ＸＢ’’の発光特性を向上できる。したがって、発光層において、正孔と電子とのバランスの取れた効率のよい発光を実現する表示装置１’を実現できる。
　〔実施形態３〕
　次に、図７に基づき、本発明の実施形態３について説明する。本実施形態の電界発光素子ＸＲ’’’においては、アノード２２からカソード２５までの積層順を逆にしている点が、実施形態１とは異なる。尚、説明の便宜上、実施形態１の図面に示した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
　図７は、実施形態３の電界発光素子ＸＲ’’’の概略構成を示す図である。
　図７に図示するように、電界発光素子ＸＲ’’’においては、アノード２２からカソード２５までの積層順を、図１に図示する電界発光素子ＸＲと逆にしている。すなわち、先ず、カソード２５を形成し、カソード２５上に電子輸送層３３を形成し、電子輸送層３３上に第１量子ドットを含む発光層２４Ｒを形成し、発光層２４Ｒ上に正孔輸送層３０を形成し、正孔輸送層３０上にアノード２２を形成した。このような場合、正孔輸送層３０が第２絶縁性ポリマー３５を含むことにより、アノード２２をスパッタ法等の真空製膜法を用いて形成する場合であっても、第１量子ドットを含む発光層２４Ｒにプラズマダメージを与えることなく、発光特性の良好な電界発光素子ＸＲ’’’を得ることができる。
　また、電子輸送層３３は第１絶縁性ポリマー３７を含むので、電子輸送層３３上に形成される第１量子ドットを含む発光層２４Ｒの平坦性が向上する。これにより、キャリア注入の面均一性が向上し、発光特性が向上する効果が得られる。
　〔実施形態４〕
　次に、図８に基づき、本発明の実施形態４について説明する。本実施形態の電界発光素子ＸＲ’’’’は、発光層２４Ｒと正孔輸送層３０との間に絶縁層４１と、発光層２４Ｒと電子輸送層３３との間に絶縁層４２と、が備えられている点において、実施形態１とは異なる。尚、説明の便宜上、実施形態１の図面に示した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
　図８は、実施形態４の電界発光素子ＸＲ’’’’の概略構成を示す図である。
　図８に図示するように、電界発光素子ＸＲ’’’’は、発光層２４Ｒと正孔輸送層３０との間に絶縁層４１と、発光層２４Ｒと電子輸送層３３との間に絶縁層４２と、を備えている。
　絶縁層４１及び絶縁層４２は、何れも、ｐ型半導体粒子３４及びｎ型半導体粒子３６を含まない層である。絶縁層４１及び絶縁層４２は、ｐ型半導体粒子３４及びｎ型半導体粒子３６を含まないのであれば、その種類は特に限定されないが、例えば、絶縁性を有するポリマーであってもよく、導電性を有するポリマーであってもよく、無機酸化物からなる絶縁層であってもよく、無機窒化物から成る層であってもよい。
　なお、絶縁層４１及び絶縁層４２を備えることにより、ｐ型半導体粒子３４及びｎ型半導体粒子３６が、直接、第１量子ドットを含む発光層２４Ｒに触れることを防ぎ、ｐ型半導体粒子３４及びｎ型半導体粒子３６の欠陥準位などによって第１量子ドットを含む発光層２４Ｒで発生した励起子がトラップされることを防ぐとともに、正孔輸送層３０から注入されたホール及び電子輸送層３３から注入された電子が、それぞれ、対向側の電極に通り抜けるのを抑えるブロック層として機能する。
　絶縁層４１及び絶縁層４２としては、実施形態１で上述した、第１絶縁性ポリマー３７または第２絶縁性ポリマー３５と同一材料を用いてもよい。また、絶縁層４１及び絶縁層４２は、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化シリコン、窒化アルミニウム、酸化ジルコニウム及び酸化ハフニウムの何れかからなる無機絶縁体であってもよく、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化シリコン、窒化アルミニウム、酸化ジルコニウム及び酸化ハフニウムのうち、２つ以上の混成物からなる無機絶縁体であってもよい。
　また、絶縁層４１及び絶縁層４２のそれぞれの膜厚は、ｐ型半導体粒子３４及びｎ型半導体粒子３６が、第１量子ドットを含む発光層２４Ｒと接するのを防ぎ、且つ、トンネリングによって第１量子ドットを含む発光層２４Ｒへのキャリア注入を可能とする観点から、１以上１０ｎｍ以下であることが好ましい。
　なお、本実施形態においては、発光層２４Ｒと正孔輸送層３０との間に絶縁層４１と、発光層２４Ｒと電子輸送層３３との間に絶縁層４２とを備えている場合を一例に挙げて説明したが、これに限定されることはなく、発光層２４Ｒと正孔輸送層３０との間のみに絶縁層４１を備えていてもよく、発光層２４Ｒと電子輸送層３３との間のみに絶縁層４２を備えていてもよい。
　〔付記事項〕
　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。
　本開示は、電界発光素子及び電界発光装置に利用することができる。
　１、１’　　　　　　　　　　　表示装置（電界発光装置）
　２２　　　　　　　　　　　　　アノード（第１アノード～第３アノード）
　２４Ｒ　　　　　　　　　　　　第１量子ドットを含む発光層（第１発光層、発光層）
　２４Ｇ　　　　　　　　　　　　第２量子ドットを含む発光層（第２発光層、発光層）
　２４Ｂ　　　　　　　　　　　　第３量子ドットを含む発光層（第３発光層、発光層）
　２５　　　　　　　　　　　　　カソード（第１カソード～第３カソード）
　３０　　　　　　　　　　　　　正孔輸送層（第１正孔輸送層～第３正孔輸送層）
　３１　　　　　　　　　　　　　電子輸送層（第２電子輸送層）
　３２　　　　　　　　　　　　　電子輸送層（第３電子輸送層）
　３３　　　　　　　　　　　　　電子輸送層（第１電子輸送層）
　３４　　　　　　　ｐ型半導体粒子（第１ｐ型半導体粒子～第３ｐ型半導体粒子）
　３５　　　　　　　第２絶縁性ポリマー
　３６　　　　　　　ｎ型半導体粒子（第１ｎ型半導体粒子～第３ｎ型半導体粒子）
　３７　　　　　　　第１絶縁性ポリマー（第３絶縁性ポリマー、第４絶縁性ポリマー）
　３８　　　　　　　正孔
　３９　　　　　　　電子
　４１、４２　　　　絶縁層
　ＸＲ、ＸＲ’　　　電界発光素子（第１電界発光素子）
　ＸＧ、ＸＧ’’　　電界発光素子（第２電界発光素子）
　ＸＢ、ＸＢ’’　　電界発光素子（第３電界発光素子）
　ＸＲ’’、ＸＲ’’’、ＸＲ’’’’　電界発光素子（第１電界発光素子）

Claims (26)

  1. 　アノードと、
    　カソードと、
    　前記アノードと前記カソードとの間に設けられた発光層と、を含む電界発光素子であって、
    　ｎ型半導体粒子と、第１絶縁性ポリマーとを含む電子輸送層と、
    　ｐ型半導体粒子を含む正孔輸送層と、をさらに備え、
    　前記電子輸送層は、前記カソードと前記発光層との間に設けられ、
    　前記正孔輸送層は、前記アノードと前記発光層との間に設けられ、
    　前記電子輸送層における前記ｎ型半導体粒子の体積比率は、前記正孔輸送層における前記ｐ型半導体粒子の体積比率よりも小さい、電界発光素子。
  2. 　前記正孔輸送層は、さらに第２絶縁性ポリマーを含む、請求項１に記載の電界発光素子。
  3. 　前記正孔輸送層における前記ｐ型半導体粒子の体積比率が、８０％以上９９．９％以下である、請求項１または２に記載の電界発光素子。
  4. 　前記発光層は赤色の発光波長を有し、
    　前記電子輸送層における前記ｎ型半導体粒子の体積比率は、５％以上６５％以下である、請求項１から３の何れか１項に記載の電界発光素子。
  5. 　前記発光層は緑色の発光波長を有し、
    　前記電子輸送層における前記ｎ型半導体粒子の体積比率は、３０％以上９０％以下である、請求項１から３の何れか１項に記載の電界発光素子。
  6. 　前記発光層は青色の発光波長を有し、
    　前記電子輸送層における前記ｎ型半導体粒子の体積比率は、４０％以上９５％以下である、請求項１から３の何れか１項に記載の電界発光素子。
  7. 　前記正孔輸送層における前記ｐ型半導体粒子の体積比率と、前記電子輸送層における前記ｎ型半導体粒子の体積比率との差が、２０％以上である、請求項４から６の何れか１項に記載の電界発光素子。
  8. 　前記正孔輸送層の厚さは、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である、請求項１から７の何れか１項に記載の電界発光素子。
  9. 　前記ｎ型半導体粒子の粒径は、１ｎｍ以上３０ｎｍ以下である、請求項１から８の何れか１項に記載の電界発光素子。
  10. 　前記ｐ型半導体粒子の粒径は、１ｎｍ以上３０ｎｍ以下である、請求項１から９の何れか１項に記載の電界発光素子。
  11. 　前記発光層と前記正孔輸送層との間、及び前記発光層と前記電子輸送層との間の少なくとも一方に、絶縁層が備えられている、請求項１から１０の何れか１項に記載の電界発光素子。
  12. 　前記発光層は、量子ドットを含む、請求項１から１１の何れか１項に記載の電界発光素子。
  13. 　請求項１から１２の何れか１項に記載の電界発光素子を含む電界発光装置。
  14. 　第１電界発光素子と、第２電界発光素子と、を含む電界発光装置であって、
    　前記第１電界発光素子は、
    　第１アノードと、
    　第１カソードと、
    　前記第１アノードと前記第１カソードとの間に設けられた第１発光層と、
    　前記第１アノードと前記第１発光層との間に設けられた、第１ｐ型半導体粒子を含む第１正孔輸送層と、
    　前記第１カソードと前記第１発光層との間に設けられた、第１ｎ型半導体粒子と第１絶縁性ポリマーとを含む第１電子輸送層と、を含み、
    　前記第１電子輸送層における前記第１ｎ型半導体粒子の体積比率は、前記第１正孔輸送層における前記第１ｐ型半導体粒子の体積比率よりも小さく、
    　前記第２電界発光素子は、
    　第２アノードと、
    　第２カソードと、
    　前記第２アノードと前記第２カソードとの間に設けられた、前記第１発光層よりも短波長の発光波長を有する第２発光層と、
    　前記第２アノードと前記第２発光層との間に設けられた、第２ｐ型半導体粒子を含む第２正孔輸送層と、
    　前記第２カソードと前記第２発光層との間に設けられた、第２ｎ型半導体粒子と第３絶縁性ポリマーとを含む第２電子輸送層と、を含み、
    　前記第２電子輸送層における前記第２ｎ型半導体粒子の体積比率は、前記第２正孔輸送層における前記第２ｐ型半導体粒子の体積比率よりも小さく、
    　前記第２電子輸送層における前記第２ｎ型半導体粒子の体積比率は、前記第１電子輸送層における前記第１ｎ型半導体粒子の体積比率より大きい、電界発光装置。
  15. 　前記第１ｐ型半導体粒子と第２ｐ型半導体粒子とは、同一材料であり、
    　前記第１正孔輸送層における前記第１ｐ型半導体粒子の体積比率と、前記第２正孔輸送層における前記第２ｐ型半導体粒子の体積比率とは、同じであり、
    　前記第１正孔輸送層と前記第２正孔輸送層とは、同一材料で、一つの層として形成されている、請求項１４に記載の電界発光装置。
  16. 　前記第１ｐ型半導体粒子と第２ｐ型半導体粒子とは、異なる材料である、請求項１４に記載の電界発光装置。
  17. 　前記第１ｎ型半導体粒子と前記第２ｎ型半導体粒子とは、異なる材料である、請求項１４から１６の何れか１項に記載の電界発光装置。
  18. 　前記第１絶縁性ポリマーと前記第３絶縁性ポリマーとは、異なる材料である、請求項１４から１７の何れか１項に記載の電界発光装置。
  19. 　前記第１ｎ型半導体粒子と前記第２ｎ型半導体粒子とは、同一材料であり、
    　前記第１絶縁性ポリマーと前記第３絶縁性ポリマーとは、同一材料である、請求項１４から１６の何れか１項に記載の電界発光装置。
  20. 　前記第１正孔輸送層の厚さは、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、
    　前記第２正孔輸送層の厚さは、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である、請求項１４から１９の何れか１項に記載の電界発光装置。
  21. 　前記第１ｎ型半導体粒子の粒径は、１ｎｍ以上３０ｎｍ以下であり、
    　前記第２ｎ型半導体粒子の粒径は、１ｎｍ以上３０ｎｍ以下である、請求項１４から２０の何れか１項に記載の電界発光装置。
  22. 　前記第１ｐ型半導体粒子の粒径は、１ｎｍ以上３０ｎｍ以下であり、
    　前記第２ｐ型半導体粒子の粒径は、１ｎｍ以上３０ｎｍ以下である、請求項１４から２１の何れか１項に記載の電界発光装置。
  23. 　前記第１発光層と前記第１正孔輸送層との間、前記第１発光層と前記第１電子輸送層との間、前記第２発光層と前記第２正孔輸送層との間、及び前記第２発光層と前記第２電子輸送層との間の少なくとも１つに、絶縁層が備えられている、請求項１４から２２の何れか１項に記載の電界発光装置。
  24. 　第３電界発光素子をさらに備え、
    　前記第３電界発光素子は、
    　第３アノードと、
    　第３カソードと、
    　前記第３アノードと前記第３カソードとの間に設けられた、前記第２発光層よりも短波長の発光波長を有する第３発光層と、
    　前記第３アノードと前記第３発光層との間に設けられた、第３ｐ型半導体粒子を含む第３正孔輸送層と、
    　前記第３カソードと前記第３発光層との間に設けられた、第３ｎ型半導体粒子と第４絶縁性ポリマーとを含む第３電子輸送層と、を含み、
    　前記第３電子輸送層における前記第３ｎ型半導体粒子の体積比率は、前記第３正孔輸送層における前記第３ｐ型半導体粒子の体積比率よりも小さく、
    　前記第３電子輸送層における前記第３ｎ型半導体粒子の体積比率は、前記第２電子輸送層における前記第２ｎ型半導体粒子の体積比率より大きい、請求項１４から２３の何れか１項に記載の電界発光装置。
  25. 　前記第１発光層は、第１量子ドットを含み、
    　前記第２発光層は、第２量子ドットを含み、
    　前記第２量子ドットは、前記第１量子ドットよりも短波長の発光波長を有する、請求項１４から２３の何れか１項に記載の電界発光装置。
  26. 　前記第１発光層は、第１量子ドットを含み、
    　前記第２発光層は、第２量子ドットを含み、
    　前記第３発光層は、第３量子ドットを含み、
    　前記第２量子ドットは、前記第１量子ドットよりも短波長の発光波長を有し、
    　前記第３量子ドットは、前記第２量子ドットよりも短波長の発光波長を有する、請求項２４に記載の電界発光装置。
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