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公開番号2024074635
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-31
出願番号2022185925
出願日2022-11-21
発明の名称発光構造体、発光素子、表示装置、および発光構造体の製造方法
出願人シャープ株式会社,国立大学法人東京大学
代理人弁理士法人 HARAKENZO WORLD PATENT & TRADEMARK
主分類C09K 11/02 20060101AFI20240524BHJP(染料;ペイント;つや出し剤;天然樹脂;接着剤;他に分類されない組成物;他に分類されない材料の応用)
要約【課題】量子ドット発光素子の外部量子効率または信頼性を改善する。
【解決手段】無機媒質部(MX)は、第1量子ドット(QD1)および第2量子ドット(QD2)の間(領域KA)に位置し、カルコゲン元素および第1元素から構成されているカルコゲナイド(10)と、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素および遷移金属元素のうちの少なくとも1つを含む第2元素(12)と、ハロゲン元素(14)と、を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１量子ドットおよび第２量子ドットと、
前記第１量子ドットおよび前記第２量子ドットの間に位置する無機媒質部であり、カルコゲン元素および第１元素から構成されたカルコゲナイドと、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素および遷移金属元素のうちの少なくとも１つを含む第２元素と、ハロゲン元素と、を含む無機媒質部と、を含む発光構造体。
続きを表示（約 740 文字）【請求項２】
上記カルコゲン元素は、硫黄、セレンおよびテルルのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の発光構造体。
【請求項３】
上記第１元素は、金属元素およびシリコンのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の発光構造体。
【請求項４】
上記無機媒質部は、断面における上記第２元素の密度が、１×１０
１４
ｃｍ
-２
以下である部分を有する、請求項１に記載の発光構造体。
【請求項５】
上記無機媒質部は、断面における上記第２元素の密度が、１×１０
１１
ｃｍ
-２
以下である部分を有する、請求項１に記載の発光構造体。
【請求項６】
上記無機媒質部は、断面における上記ハロゲン元素の密度が、１×１０
１４
ｃｍ
-２
以下である部分を有する、請求項１に記載の発光構造体。
【請求項７】
上記無機媒質部は、断面における上記ハロゲン元素の密度が、１×１０
１１
ｃｍ
-２
以下である部分を有する、請求項１に記載の発光構造体。
【請求項８】
上記無機媒質部は、断面における上記ハロゲン元素の密度が、上記断面における上記第２元素の密度よりも大きい部分を有する、請求項１に記載の発光構造体。
【請求項９】
上記無機媒質部が炭素をさらに含む、請求項１に記載の発光構造体。
【請求項１０】
当該発光構造体における上記炭素のモル比率が、１０％以下である、請求項９に記載の発光構造体。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、発光構造体、発光素子、表示装置、および発光構造体の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、量子ドットを含む発光素子であるＱＬＥＤ（Quantum dot Light Emitting Diode：量子ドット発光ダイオード）およびＱＬＥＤを備えた表示装置は、低消費電力化、薄型化及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。このような理由から、ＱＬＥＤに備えられた量子ドットを含む発光層の形成方法についても活発に研究が行われている。例えば、特許文献１には、正孔輸送層に接する第１面と電子輸送層に接する第２面とが互いに異なる有機リガンド分布を有する量子ドット発光層を備えることにより、ＱＬＥＤを低電圧化することについて記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１０－１１４０７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のＱＬＥＤの量子ドット発光層におけるリガンドのそれぞれは、有機リガンドである。有機リガンドと量子ドットとの結合は配位結合などの弱い結合であるため、溶媒や他周辺材料との接触、加熱や通電などによって容易に遊離（離脱）する。したがって、リガンドの役割である欠陥保護効果が低下し、ＱＬＥＤの発光特性（外部量子効率（ＥＱＥ））または信頼性（素子寿命）が低下する。また、リガンドによる量子ドット表面の物理的遮蔽がなくなることにより、酸素や水分などが量子ドット自体に接触しやすくなり、量子ドット自体の変質などが発生する可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本開示の一態様に係る発光構造体は、第１量子ドットおよび第２量子ドットと、前記第１量子ドットおよび前記第２量子ドットの間に位置する無機媒質部であり、カルコゲン元素および第１元素から構成されているカルコゲナイドと、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素および遷移金属元素のうちの少なくとも１つを含む第２元素と、ハロゲン元素と、を含む無機媒質部と、を含む構成である。
【０００６】
上記態様において第一元素とは、金属元素およびシリコンのうちの少なくとも１つを含む元素であってよい。
【０００７】
上記の課題を解決するために、本開示の一態様に係る発光構造体の製造方法は、複数の量子ドットおよび有機リガンドを含む塗膜を形成する工程と、前記塗膜に、前記有機リガンドが溶解可能な溶媒を供給する工程と、前記塗膜に、カルコゲン元素を含む第１液を供給する工程と、前記塗膜に、前記カルコゲン元素とカルコゲナイドを構成する第１元素を含む第２液を供給する工程と、を含む方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の一態様によれば、有機リガンドを含む場合と比較して発光素子の外部量子効率または信頼性を改善する発光構造体を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示の一実施形態に係る発光構造体の一例を示す断面図である。
新ＩＵＰＡＣ方式に基づく長周期型の周期表を示す図である。
本開示の一実施形態に係る発光構造体の一例を示す断面図である。
本開示の一実施形態に係る発光構造体の製造方法の一例を示すフロー図である。
本開示の一実施形態に係る発光構造体の製造方法の一例を示す断面図である。
本開示の一実施形態に係る発光構造体の製造方法の一変形例を示すフロー図である。
本開示の実施例２および実施例３における、カルコゲナイド１０の成長プロセスにおける周期に対するＰＬＱＹの関係を示すグラフを示す図である。
本開示の実施例４に係る無機媒質部の組成比を示す図である。
本開示の一実施形態に係る発光素子の一例を示す断面図である。
定電流試験における比較例１に係る発光素子の時間経過に対する発光輝度および駆動電圧を示すグラフを示す図である。
定電流試験における比較例２に係る発光素子の時間経過に対する発光輝度および駆動電圧を示すグラフを示す図である。
比較例２に係る発光素子の耐用寿命の推定値を示す図である。
定電流試験における本開示の実施例５に係る発光素子の時間経過に対する発光輝度および駆動電圧を示すグラフを示す図である。
本開示の実施例５に係る発光素子の耐用寿命の推定値を示す図である。
本開示の一実施形態に係る表示装置の構成の一例を示す模式図である。
本開示の一実施形態に係る表示装置の構成の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
〔実施形態１〕
図１は、本開示の一実施形態に係る発光構造体の一例を示す概略の断面図である。図１に示すように、発光構造体１は、第１量子ドットＱＤ１および第２量子ドットＱＤ２と、第１量子ドットＱＤ１および第２量子ドットＱＤ２の間に少なくとも位置する無機媒質部ＭＸとを含む。無機媒質部ＭＸは、カルコゲン元素および第１元素から構成されているカルコゲナイド１０と、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素および遷移金属元素のうちの少なくとも１つを含む第２元素１２と、ハロゲン元素１４と、を含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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