(57)【要約】【課題】  本発明は、寿命が長く発光効率が良く、相対輝度の高く、発光効率に優れ、耐熱性に優れる電界発光素子を提供することである。【解決手段】  対向する１対の電極と、正孔注入層および／または正孔輸送層と、電子注入層および／または電子輸送層と、発光層とを有する電界発光素子であって、  前記発光層が、半導体ナノ粒子の表面に配位していない前記ＲＣＯＯＨ、ＲＮＨ２等群より選ばれる化合物を含有しているか、または  正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、および電子輸送層からなる群より選ばれる少なくも一層が、前記化合物を含有するか、または  電極と正孔注入層との間、電極と正孔輸送層との間、正孔注入層と正孔輸送層との間、電子注入層と電子輸送層との間、電極と電子注入層との間、または電極と電子輸送層との間の少なくともいずれかの位置に前記化合物を含有する中間層をさらに具備する、  電界発光素子。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する１対の電極と、前記１対の電極の間であって陽極側に位置する正孔注入層および／または正孔輸送層と、前記１対の電極の間であって陰極側に位置する電子注入層および／または電子輸送層と、前記正孔注入層および／または正孔輸送層と電子注入層および／または電子輸送層との間に位置する発光層とを有する電界発光素子であって、
前記発光層が、半導体ナノ粒子の表面を少なくとも一部に、ＲＣＯＯＨ、ＲＮＨ２、Ｒ２ＮＨ、Ｒ３Ｎ、ＲＳＨ、ＲＨ２ＰＯ、Ｒ２ＨＰＯ、Ｒ３ＰＯ、ＲＨ２Ｐ、Ｒ２ＨＰ、Ｒ３Ｐ、ＲＯＨ、ＲＣＯＯＲ’、ＲＰＯ（ＯＨ）２、およびＲ２ＰＯＯＨからなる群より選ばれる化合物が配位してなる量子ドットと、半導体ナノ粒子の表面に配位していない前記化合物とを含有している、
電界発光素子。
前記式中、
Ｒ、Ｒ’は、それぞれ独立して、置換もしくは未置換の芳香族炭化水素基、置換もしくは未置換の芳香族複素環基、置換もしくは未置換の脂肪族炭化水素基、置換もしくは未置換の脂肪族複素環基、または、置換もしくは未置換のアルコキシ基である。一分子中に、複数のＲを有する場合、それらは同一でも異なっていても良い。
【請求項２】
対向する１対の電極と、前記１対の電極の間であって陽極側に位置する正孔注入層および／または正孔輸送層と、前記１対の電極の間であって陰極側に位置する電子注入層および／または電子輸送層と、前記正孔注入層および／または正孔輸送層と電子注入層および／または電子輸送層との間に位置する発光層とを有する電界発光素子であって、
前記発光層が、半導体ナノ粒子の表面の少なくとも一部に、ＲＣＯＯＨ、ＲＮＨ２、Ｒ２ＮＨ、Ｒ３Ｎ、ＲＳＨ、ＲＨ２ＰＯ、Ｒ２ＨＰＯ、Ｒ３ＰＯ、ＲＨ２Ｐ、Ｒ２ＨＰ、Ｒ３Ｐ、ＲＯＨ、ＲＣＯＯＲ’、ＲＰＯ（ＯＨ）２、およびＲ２ＰＯＯＨからなる群より選ばれる化合物が配位してなる量子ドットを含有し、
正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、および電子輸送層からなる群より選ばれる少なくも一層が、前記化合物を含有する、
電界発光素子。
前記式中、Ｒ、Ｒ’は、それぞれ独立して、置換もしくは未置換の芳香族炭化水素基、置換もしくは未置換の芳香族複素環基、置換もしくは未置換の脂肪族炭化水素基、置換もしくは未置換の脂肪族複素環基、または、置換もしくは未置換のアルコキシ基である。一分子中に、複数のＲを有する場合、それらは同一でも異なっていても良い。
【請求項３】
対向する１対の電極と、前記１対の電極の間であって陽極側に位置する正孔注入層および／または正孔輸送層と、前記１対の電極の間であって陰極側に位置する電子注入層および／または電子輸送層と、前記正孔注入層および／または正孔輸送層と電子注入層および／または電子輸送層との間に位置する発光層とを有する電界発光素子であって、
前記発光層が、半導体ナノ粒子の表面の少なくとも一部に、ＲＣＯＯＨ、ＲＮＨ２、Ｒ２ＮＨ、Ｒ３Ｎ、ＲＳＨ、ＲＨ２ＰＯ、Ｒ２ＨＰＯ、Ｒ３ＰＯ、ＲＨ２Ｐ、Ｒ２ＨＰ、Ｒ３Ｐ、ＲＯＨ、ＲＣＯＯＲ’、ＲＰＯ（ＯＨ）２、およびＲ２ＰＯＯＨからなる群より選ばれる化合物が配位してなる量子ドットを含有し、
電極と正孔注入層との間、電極と正孔輸送層との間、正孔注入層と正孔輸送層との間、電子注入層と電子輸送層との間、電極と電子注入層との間、または電極と電子輸送層との間の少なくともいずれかの位置に前記化合物を含有する中間層をさらに具備する、
電界発光素子。
前記式中、Ｒ、Ｒ’は、それぞれ独立して、置換もしくは未置換の芳香族炭化水素基、置換もしくは未置換の芳香族複素環基、置換もしくは未置換の脂肪族炭化水素基、置換もしくは未置換の脂肪族複素環基、または、置換もしくは未置換のアルコキシ基である。一分子中に、複数のＲを有する場合、それらは同一でも異なっていても良い。
【請求項４】
請求項１〜３いずれか１項に記載の電界発光素子の製造方法であって、
半導体ナノ粒子の表面の少なくとも一部に前記化合物が配位してなる量子ドット、半導体ナノ粒子の表面に配位していない前記化合物、および液状分散媒を含む分散液を、
陽極側に位置する正孔注入層または正孔輸送層に塗布し、乾燥するか、
あるいは
陰極側に位置する電子注入層または電子輸送層に塗布し、乾燥し、
発光層を形成することを特徴とする、
電界発光素子の製造方法。
【請求項５】
半導体ナノ粒子の表面の少なくとも一部にＲＣＯＯＨ、ＲＮＨ２、Ｒ２ＮＨ、Ｒ３Ｎ、ＲＳＨ、ＲＨ２ＰＯ、Ｒ２ＨＰＯ、Ｒ３ＰＯ、ＲＨ２Ｐ、Ｒ２ＨＰ、Ｒ３Ｐ、ＲＯＨ、ＲＣＯＯＲ’、ＲＰＯ（ＯＨ）２、およびＲ２ＰＯＯＨからなる群より選ばれる化合物が配位してなる量子ドット、半導体ナノ粒子の表面に配位していない前記化合物、および液状分散媒を含む分散液。
前記式中、Ｒ、Ｒ’は、それぞれ独立して、置換もしくは未置換の芳香族炭化水素基、置換もしくは未置換の芳香族複素環基、置換もしくは未置換の脂肪族炭化水素基、置換もしくは未置換の脂肪族複素環基、または、置換もしくは未置換のアルコキシ基である。一分子中に、複数のＲを有する場合、それらは同一でも異なっていても良い。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、量子ドットを発光層に用いた電界発光素子、電界発光素子の製造方法、および分散液に関する
【背景技術】
【０００２】
軽量・薄型で消費電力が少なく、かつ形状の自由度に優れた面発光型素子として、電界発光素子（ＥＬ、ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）が注目されている。このような電界発光素子は、高輝度発光、高速応答、広視野角、薄型軽量、高解像度などの多くの優れた特徴を有し、フラットパネルディスプレイや照明への応用が検討されている。
近年、電界発光素子の１つとしていわゆる量子ドットの利用が注目されている。
【０００３】
量子ドットは、ナノスケールの小さな粒子であり、原子又は分子的な挙動と巨視的固体（バルク形態）の挙動との中間的な挙動を示す。電荷キャリア及び励起子が３次元の全ての方向に閉じ込められたナノスケールの材料（半導体ナノ粒子）は、量子ドットと呼ばれ、サイズの減少にともない、有効なバンドギャップが増大する。即ち、量子ドットのサイズが小さくなると、その吸収と発光がより短波長側へ、言い換えれば赤色方向から青色方向へとシフトする。また、量子ドットの組成とサイズとを組み合わせて制御することにより、赤外領域から紫外領域までの広範囲のスペクトルを得ることができ、更にサイズ分布を制御することにより、半値幅の狭い、色純度に優れたスペクトルを得ることができる。
そこで、近年、これらの特性を生かして、発光材料として半導体ナノ結晶からなる量子ドットを用いた、量子ドット型の有機ＥＬ素子が提案されている。
【０００４】
既に小型から大型のディスプレイとして実用化されている、芳香族有機化合物を発光材料とした電界発光素子である有機電界発光素子（有機ＥＬ）では、界面がその素子特性に重要な影響を与えることが知られている（非特許文献１）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｏｃ．Ｊｐｎ．，Ｖｏｌ．５３，Ｎｏ．１，２０１０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
量子ドットを発光層に用いた電界発光素子の劣化メカニズムは明らかでは無く、連続点灯駆動における耐久性が不十分であり、加えて、発光効率や耐熱性などにも課題を抱えている。
本発明は、寿命が長く発光効率が良く、相対輝度の高く、発光効率に優れ、耐熱性に優れる電界発光素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、前記課題を解決するために、鋭意検討した結果、量子ドットを発光層に用いた素子において、素子構造中に半導体ナノ粒子の表面に配位していない前記化合物を含むことで、寿命が長く発光効率が良く、相対輝度の高く、発光効率に優れ、耐熱性に優れる電界発光素子が実現可能であることを見出した。
即ち、本発明は、以下の［１］〜［６］に関する。
【０００８】
［１］  対向する１対の電極と、前記１対の電極の間であって陽極側に位置する正孔注入層および／または正孔輸送層と、前記１対の電極の間であって陰極側に位置する電子注入層および／または電子輸送層と、前記正孔注入層および／または正孔輸送層と電子注入層および／または電子輸送層との間に位置する発光層とを有する電界発光素子であって、
前記発光層が、半導体ナノ粒子の表面を少なくとも一部に、ＲＣＯＯＨ、ＲＮＨ２、Ｒ２ＮＨ、Ｒ３Ｎ、ＲＳＨ、ＲＨ２ＰＯ、Ｒ２ＨＰＯ、Ｒ３ＰＯ、ＲＨ２Ｐ、Ｒ２ＨＰ、Ｒ３Ｐ、ＲＯＨ、ＲＣＯＯＲ’、ＲＰＯ（ＯＨ）２、およびＲ２ＰＯＯＨからなる群より選ばれる化合物が配位してなる量子ドットと、半導体ナノ粒子の表面に配位していない前記化合物とを含有している、
電界発光素子。
前記式中、
Ｒ、Ｒ’は、それぞれ独立して、置換もしくは未置換の芳香族炭化水素基、置換もしくは未置換の芳香族複素環基、置換もしくは未置換の脂肪族炭化水素基、置換もしくは未置換の脂肪族複素環基、または、置換もしくは未置換のアルコキシ基である。一分子中に、複数のＲを有する場合、それらは同一でも異なっていても良い。
【０００９】
［２］  対向する１対の電極と、前記１対の電極の間であって陽極側に位置する正孔注入層および／または正孔輸送層と、前記１対の電極の間であって陰極側に位置する電子注入層および／または電子輸送層と、前記正孔注入層および／または正孔輸送層と電子注入層および／または電子輸送層との間に位置する発光層とを有する電界発光素子であって、
前記発光層が、半導体ナノ粒子の表面の少なくとも一部に、ＲＣＯＯＨ、ＲＮＨ２、Ｒ２ＮＨ、Ｒ３Ｎ、ＲＳＨ、ＲＨ２ＰＯ、Ｒ２ＨＰＯ、Ｒ３ＰＯ、ＲＨ２Ｐ、Ｒ２ＨＰ、Ｒ３Ｐ、ＲＯＨ、ＲＣＯＯＲ’、ＲＰＯ（ＯＨ）２、およびＲ２ＰＯＯＨからなる群より選ばれる化合物が配位してなる量子ドットを含有し、
正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、および電子輸送層からなる群より選ばれる少なくも一層が、前記化合物を含有する、
電界発光素子。
前記式中、Ｒ、Ｒ’は、それぞれ独立して、置換もしくは未置換の芳香族炭化水素基、置換もしくは未置換の芳香族複素環基、置換もしくは未置換の脂肪族炭化水素基、置換もしくは未置換の脂肪族複素環基、または、置換もしくは未置換のアルコキシ基である。一分子中に、複数のＲを有する場合、それらは同一でも異なっていても良い。
【００１０】
［３］  対向する１対の電極と、前記１対の電極の間であって陽極側に位置する正孔注入層および／または正孔輸送層と、前記１対の電極の間であって陰極側に位置する電子注入層および／または電子輸送層と、前記正孔注入層および／または正孔輸送層と電子注入層および／または電子輸送層との間に位置する発光層とを有する電界発光素子であって、
前記発光層が、半導体ナノ粒子の表面の少なくとも一部に、ＲＣＯＯＨ、ＲＮＨ２、Ｒ２ＮＨ、Ｒ３Ｎ、ＲＳＨ、ＲＨ２ＰＯ、Ｒ２ＨＰＯ、Ｒ３ＰＯ、ＲＨ２Ｐ、Ｒ２ＨＰ、Ｒ３Ｐ、ＲＯＨ、ＲＣＯＯＲ’、ＲＰＯ（ＯＨ）２、およびＲ２ＰＯＯＨからなる群より選ばれる化合物が配位してなる量子ドットを含有し、
電極と正孔注入層との間、電極と正孔輸送層との間、正孔注入層と正孔輸送層との間、電子注入層と電子輸送層との間、電極と電子注入層との間、または電極と電子輸送層との間の少なくともいずれかの位置に前記化合物を含有する中間層をさらに具備する、
電界発光素子。
前記式中、Ｒ、Ｒ’は、それぞれ独立して、置換もしくは未置換の芳香族炭化水素基、置換もしくは未置換の芳香族複素環基、置換もしくは未置換の脂肪族炭化水素基、置換もしくは未置換の脂肪族複素環基、または、置換もしくは未置換のアルコキシ基である。一分子中に、複数のＲを有する場合、それらは同一でも異なっていても良い。
【００１１】
［４］  前記［１］〜［３］いずれかに記載の電界発光素子の製造方法であって、
半導体ナノ粒子の表面の少なくとも一部に前記化合物が配位してなる量子ドット、半導体ナノ粒子の表面に配位していない前記化合物、および液状分散媒を含む分散液を、
陽極側に位置する正孔注入層または正孔輸送層に塗布し、乾燥するか、
あるいは
陰極側に位置する電子注入層または電子輸送層に塗布し、乾燥し、
発光層を形成することを特徴とする、
電界発光素子の製造方法。
【００１２】
［５］  半導体ナノ粒子の表面の少なくとも一部にＲＣＯＯＨ、ＲＮＨ２、Ｒ２ＮＨ、Ｒ３Ｎ、ＲＳＨ、ＲＨ２ＰＯ、Ｒ２ＨＰＯ、Ｒ３ＰＯ、ＲＨ２Ｐ、Ｒ２ＨＰ、Ｒ３Ｐ、ＲＯＨ、ＲＣＯＯＲ’、ＲＰＯ（ＯＨ）２、およびＲ２ＰＯＯＨからなる群より選ばれる化合物が配位してなる量子ドット、半導体ナノ粒子の表面に配位していない前記化合物、および液状分散媒を含む分散液。
前記式中、Ｒ、Ｒ’は、それぞれ独立して、置換もしくは未置換の芳香族炭化水素基、置換もしくは未置換の芳香族複素環基、置換もしくは未置換の脂肪族炭化水素基、置換もしくは未置換の脂肪族複素環基、または、置換もしくは未置換のアルコキシ基である。一分子中に、複数のＲを有する場合、それらは同一でも異なっていても良い。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、寿命が長く発光効率が良く、相対輝度の高く、発光効率に優れ、耐熱性に優れる電界発光素子を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明における量子ドットについて説明をする。
本発明における量子ドットは、半導体ナノ粒子の表面を少なくとも一部に、ＲＣＯＯＨ、ＲＮＨ２、Ｒ２ＮＨ、Ｒ３Ｎ、ＲＳＨ、ＲＨ２ＰＯ、Ｒ２ＨＰＯ、Ｒ３ＰＯ、ＲＨ２Ｐ、Ｒ２ＨＰ、Ｒ３Ｐ、ＲＯＨ、ＲＣＯＯＲ’、ＲＰＯ（ＯＨ）２、およびＲ２ＰＯＯＨからなる群より選ばれる化合物が配位してなるものである。前記化合物を以下リガンドということもある。
【００１５】
半導体ナノ粒子の材質としては、炭素（Ｃ）（不定形炭素、グラファイト、グラフェン、カーボンナノチューブ等）、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、錫（Ｓｎ）等の周期表第ＩＶ族元素の単体、
リン（Ｐ）（黒リン）等の周期表第Ｖ族元素の単体、
セレン（Ｓｅ）、テルル（Ｔｅ）等の周期表第ＶＩ族元素の単体、
酸化錫（ＩＶ）窒化ホウ素（ＢＮ）、リン化ホウ素（ＢＰ）、砒化ホウ素（ＢＡｓ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、リン化アルミニウム（ＡｌＰ）、砒化アルミニウム（ＡｌＡｓ）、アンチモン化アルミニウム（ＡｌＳｂ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、リン化ガリウム（ＧａＰ）、砒化ガリウム（ＧａＡｓ）、アンチモン化ガリウム（ＧａＳｂ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）、リン化インジウム（ＩｎＰ）、砒化インジウム（ＩｎＡｓ）、アンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）等の周期表第ＩＩＩ族元素と周期表第Ｖ族元素との化合物、
硫化アルミニウム（Ａｌ２Ｓ３）、セレン化アルミニウム（Ａｌ２Ｓｅ３）、硫化ガリウム（Ｇａ２Ｓ３）、セレン化ガリウム（ＧａＳｅ、Ｇａ２Ｓｅ３）テルル化ガリウム（ＧａＴｅ、Ｇａ２Ｔｅ３）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、硫化インジウム（Ｉｎ２Ｓ３、ＩｎＳ）、セレン化インジウム（Ｉｎ２Ｓｅ３）、テルル化インジウム（Ｉｎ２Ｔｅ３）等の周期表第ＩＩＩ族元素と周期表第ＶＩ族元素との化合物、
酸化亜鉛（ＺｎＯ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、テルル化亜鉛（ＺｎＴｅ）、酸化カドミウム（ＣｄＯ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、硫化水銀（ＨｇＳ）、セレン化水銀（ＨｇＳｅ）、テルル化水銀（ＨｇＴｅ）等の周期表第ＩＩ族元素と周期表第ＶＩ族元素との化合物、
酸化銅（Ｉ）（Ｃｕ２Ｏ）等の周期表第Ｉ族元素と周期表第ＶＩ族元素との化合物、
塩化銅（Ｉ）（ＣｕＣｌ）、臭化銅（Ｉ）（ＣｕＢｒ）、ヨウ化銅（Ｉ）（ＣｕＩ）、塩化銀（ＡｇＣｌ）、臭化銀（ＡｇＢｒ）等の周期表第Ｉ族元素と周期表第ＶＩＩ族元素との化合物などが挙げられ、必要によりこれらの２種以上を併用しても良い。
【００１６】
これらの半導体には、構成元素以外の元素が含有されていても構わない。
例えば、ＩＩＩ−Ｖ族を例にとれば、ＩＮＧａＰ、ＩＮＧａＮの様な合金系であってもよい。また上記材料中に、希土類元素あるいは遷移金属元素がドープされた半導体ナノ粒子も使われる。例えば、ＺｎＳ：Ｍｎ、ＺｎＳ：Ｔｂ、ＺｎＳ：Ｃｅ、ＬａＰＯ４：Ｃｅなどが挙げられる。
この中でもケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、リン化ガリウム（ＧａＰ）、砒化ガリウム（ＧａＡｓ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）、リン化インジウム（ＩｎＰ）、砒化インジウム（ＩｎＡｓ）、セレン化ガリウム（ＧａＳｅ、Ｇａ2Ｓｅ3）、硫化インジウム（Ｉｎ２Ｓ３、ＩｎＳ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、テルル化亜鉛（ＺｎＴｅ）、酸化カドミウム（ＣｄＯ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、ＩｎＧａＰ、ＩｎＧａＮなどの合金系が好ましく用いられ、特に、リン化インジウム（ＩｎＰ）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）が特に好ましく用いられる。
【００１７】
さらに、半導体ナノ粒子の材質としては、ペロブスカイト結晶も特に好ましく用いることができる。本発名で言うペロブスカイト結晶は、下記式で表される組成を有し、３次元結晶構造を持つものである。
組成式：ＡＱＸ３
上記式において、Ａはメチルアンモニウム（ＣＨ３ＮＨ２）、および、ホルムアミジニウム（ＮＨ２ＣＨＮＨ）から選ばれる少なくとも１つであるアミン化合物の１価陽イオンであるか、または、ルビジウム（Ｒｂ）、セシウム（Ｃｅ）、および、フランシウ（Ｆｒ）から選ばれる少なくとも１つのアルカリ金属元素の１価陽イオンであり、Ｑは鉛（Ｐｂ）および錫（Ｓｎ）から選ばれる少なくとも１つである金属元素の２価陽イオンであり、Ｘはヨウ素（Ｉ）、臭素（Ｂｒ）、および塩素（Ｃｌ）から選ばれる少なくとも１つのハロゲン元素の１価陰イオンである。
【００１８】
半導体ナノ粒子は、コアシェル構造を有するものであることが好ましい。コアシェル型の半導体ナノ粒子はコアを形成する材質と異なる成分からなる材質でコア構造を被覆された構造となる。シェルがバントギャップの大きい半導体をすることで、光励起によって生成された励起子（電子−正孔対）はコア内に閉じ込められる。その結果、粒子表面での無輻射遷移の確率が減少し、発光の量子収率および蛍光特性の安定性が向上する。また、シェルは複数層あっても良い。さらに、コアとシェル、および、あるシェルと他のシェルの境界は明確であっても濃度勾配を設けて徐々に接合されたグラージェント構造で合っても良い。
【００１９】
本発明におけるリガンドについて説明する。
量子ドットは、半導体ナノ粒子１の表面の少なくとも一部にリガンドが配位、換言すると半導体ナノ粒子１の表面の少なくとも一部がリガンドで覆われているものであって、平均粒子径が１００ｎｍ以下のものである。量子ドットは、半導体ナノ粒子表面に対し、リガンドが、化学吸着、物理吸着、または、化学結合しているものである。
半導体ナノ粒子１の表面の少なくとも一部をリガンドで覆う方法としては、例えば、
リガンドの存在下に半導体ナノ粒子を生成し、リガンドが吸着してなる量子ドットを作成する方法、
半導体ナノ粒子とリガンドとを液相中で撹拌することで、半導体ナノ粒子の表面にリガンドが吸着した量子ドットを得る方法、
半導ナノ微粒子を含む分散液から遠心沈降などで液相（分散媒）をおおよそ取り除いた後、リガンドを含む液相（分散媒）に半導体ナノ粒子を再分散させる際にリガンドが吸着してなる量子ドットを作成する方法などを例としてあげられる。
【００２０】
本発明におけるリガンドについて説明する。
リガンドは、ＲＣＯＯＨ、ＲＮＨ２、Ｒ２ＮＨ、Ｒ３Ｎ、ＲＳＨ、ＲＨ２ＰＯ、Ｒ２ＨＰＯ、Ｒ３ＰＯ、ＲＨ２Ｐ、Ｒ２ＨＰ、Ｒ３Ｐ、ＲＯＨ、ＲＣＯＯＲ’、ＲＰＯ（ＯＨ）２、Ｒ２ＰＯＯＨから選ばれる少なくとも一種である。
ここで、Ｒ、Ｒ’は、それぞれ独立して、置換もしくは未置換の芳香族炭化水素基、置換もしくは未置換の芳香族複素環基、置換もしくは未置換の脂肪族炭化水素基、置換もしくは未置換の脂肪族複素環基、または、置換もしくは未置換のアルコキシ基、である。一分子中に、複数のＲを有する場合、それらは同一でも異なっていても良い。
【００２１】
ここで、置換もしくは未置換の芳香族炭化水素基としては、単環、縮合環、環集合炭化水素基が挙げられる。
【００２２】
単環の芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、２，４−キシリル基、ｐ−クメニル基、メシチル基等の炭素数６〜１８の単環芳香族炭化水素基が挙げられる。
【００２３】
また、縮合環の炭化水素基としては、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−アンスリル基、２−アンスリル基、５−アンスリル基、１−フェナンスリル基、９−フェナンスリル基、１−アセナフチル基、２−アズレニル基、１−ピレニル基、２−ピレニル基、４−ピレニル基、２−トリフェニレル基等の炭素数１０〜１８の縮合環炭化水素基が挙げられる。
【００２４】
また、環集合の炭化水素基としては、ｏ−ビフェニリル基、ｍ−ビフェニリル基、ｐ−ビフェニリル基、９，９Ｈ−フルオレイン−２−イル基、９Ｈ−フルオレイン−９−イル基、等の炭素数１２〜１８の環集合炭化水素基が挙げられる。
【００２５】
Ｒ、Ｒ’のうちの置換もしくは未置換の芳香族複素環基としては、トリアゾリル基、３−オキサジアゾリル基、２−フラニル基、３−フラニル基、２−フリル基、３−フリル基、２−チエニル基、３−チエニル基、１−ピロ−リル基、２−ピロ−リル基、３−ピロ−リル基、２−ピリジル基、３−ピリジル基、４−ピリジル基、２−ピラジル基、２−オキサゾリル基、３−イソオキサゾリル基、２−チアゾリル基、３−イソチアゾリル基、２−イミダゾリル基、３−ピラゾリル基、２−キノリル基、３−キノリル基、４−キノリル基、５−キノリル基、６−キノリル基、７−キノリル基、８−キノリル基、１−イソキノリル基、２−キノキサリニル基、２−ベンゾフリル基、２−ベンゾチエニル基、Ｎ−インドリル基、Ｎ−カルバゾリル基、Ｎ−アクリジニル基、２−チオフェニル基、３−チオフェニル基、ビピリジル基、フェナントロリル基といった炭素数２〜１８の芳香族複素環基が挙げられる。
【００２６】
Ｒ、Ｒ’のうちの置換もしくは未置換の脂肪族炭化水素基としては、炭素数１〜１８の脂肪族炭化水素基を指し、そのようなものとしては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基が挙げられる。
【００２７】
アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、ペンタデシル基、オクタデシル基といった炭素数１〜１８のアルキル基が挙げられる。
【００２８】
アルケニル基としては、ビニル基、１−プロペニル基、２−プロペニル基、イソプロペニル基、１−ブテニル基、２−ブテニル基、３−ブテニル基、１−オクテニル基、１−デセニル基、１−オクタデセニル基といった炭素数２〜１８のアルケニル基が挙げられる。
【００２９】
また、アルキニル基としては、エチニル基、１−プロピニル基、２−プロピニル基、１−ブチニル基、２−ブチニル基、３−ブチニル基、１−オクチニル基、１−デシニル基、１−オクタデシニル基といった炭素数２〜１８のアルキニル基が挙げられる。
【００３０】
また、シクロアルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロオクタデシル基、１−アダマンチル基、２−アダマンチル基いった炭素数３〜１８のシクロアルキル基が挙げられる。
【００３１】
Ｒ、Ｒ’のうちの置換もしくは未置換の脂肪族複素環基としては、２−ピラゾリノ基、ピペリジノ基、モルホリノ基、２−モルホリニル基といった炭素数３〜１８の脂肪族複素環基が挙げられる。
【００３２】
Ｒ、Ｒ’のうちの置換もしくは未置換のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、２−エチルヘキシルオキシ基、ステアリルオキシ基、トリフロロメトキシ基等が挙げられる。
【００３３】
ここで、Ｒ、および、Ｒ’がそれぞれ独立に有していても良い置換基としては、置換もしくは未置換の芳香族炭化水素基、置換もしくは未置換の芳香族複素環基、置換もしくは未置換の脂肪族炭化水素基、置換もしくは未置換の脂肪族複素環基、置換もしくは未置換のアルコキシ基、および、ハロゲン元素が挙げられる。置換もしくは未置換の芳香族炭化水素基、置換未置換の芳香族複素環基、置換もしくは未置換の脂肪族炭化水素基、置換もしくは未置換の脂肪族複素環基、および、置換もしくは未置換のアルコキシ基としては前述のものが挙げられ、ハロゲン元素としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
【００３４】
本発明のリガンドの具体例を以下に説明するが、それらは発明を限定するものではない。
具体的な例としては、メタンチオール、エタンチオール、プロパンチオール、ブタンチオール、ペンタンチオール、ヘキサンチオール、オクタンチオール、ドデカンチオール、ヘキサデカンチオール、オクタデカンチオール、ベンジルチオール；メタンアミン、エタンアミン、プロパンアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、ドデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン；メタン酸、エタン酸、プロパン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ドデカン酸、ヘキサデカン酸、オクタデカン酸、オレイン酸、安息香酸；置換又は非置換のメチルホスフィン（例：トリメチルホスフィン、メチルジフェニルホスフィンなど）、置換又は非置換のエチルホスフィン（例：トリエチルホスフィン、エチルジフェニルホスフィンなど）、置換又は非置換のプロピルホスフィン、置換又は非置換のブチルホスフィン、置換又は非置換のペンチルホスフィン、置換又は非置換のオクチルホスフィン（例：トリオクチルホスフィン（ＴＯＰ））などのホスフィン；置換又は非置換のメチルホスフィンオキシド（例：トリメチルホスフィンオキシド、メチルジフェニルホスフィンオキシドなど）、置換又は非置換のエチルホスフィンオキシド（例：トリエチルホスフィンオキシド、エチルジフェニルホスフィンオキシドなど）、置換又は非置換のプロピルホスフィンオキシド、置換又は非置換のブチルホスフィンオキシド、置換又は非置換のオクチルホスフィン（例：トリオクチルホスフィンオキシド（ＴＯＰＯ）などのホスフィンオキシド；ジフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィン化合物、又はそのオキシド化合物；ホスホン酸（ｐｈｏｓｐｈｏｎｉｃ  ａｃｉｄ）などが挙げられる。
【００３５】
半導体ナノ粒子および量子ドットの平均粒子径は１００ｎｍ以下であり、好ましくは１〜５０ｎｍであり、更に好ましくは、１〜１５ｎｍである。
【００３６】
ここで言う平均粒子径とは、半導体ナノ粒子および量子ドットを透過型電子顕微鏡で観察し、無作為に３０個のサイズを計測してその平均値を採用した値を指す。この際、量子ドットは前述のリガンドを伴うため、エネルギー分散型Ｘ線分析が付帯した走査型透過電子顕微鏡を用いることで、半導体材質部を特定した上で、透過型電子顕微鏡像において電子密度の違いから後述のリガンドに対し半導体ナノ粒子部分は暗く撮像されることを利用し粒径を計測する。
【００３７】
半導体ナノ粒子および量子ドットの形状は、球状に限らず、棒状、円盤状、そのほかの形状であっても良い。
【００３８】
次に、本発明の、すくなくとも、リガンドで表面処理された半導体ナノ粒子と、半導体ナノ粒子に表面処理されていないリガンドと、液状分散媒とを含む分散液（以下、本発明の分散液）について説明する。
本発明の分散液は、半導体ナノ粒子の少なくとも一部が前述のリガンドで覆われていることで、量子ドットの耐性や分散安定性を確保している。
本発明の分散液は、半導体ナノ粒子に配位していないフリーなリガンド相当の化合物を含むことによって、分散液中での量子ドットの分散性が向上するため、分散が安定化し、結果として、量子収率などの発光特性や高温環境での分散安定性に優れる。
このようなフリーなリガンド相当の化合物は、意図的に添加してもよいし、量子ドットの合成時の残留物や、表面処理操作の残留物として、本発明の分散液に含まれていても良い。
半導体ナノ粒子に配位していないフリーリガンド相当の化合物の存在を確認する方法として、量子ドットと親和性が低い液状分散媒を加えた後に遠心分離した上澄み液をＧＣ−ＭＳで分析することで検出する方法などが挙げられる。
【００３９】
上記液状分散媒としては種々の溶剤が適用可能であり、特に限定されない。例えば、トルエン、ｏ−キシレン、ｍ−キシレン、ｐ−キシレン、メチシレン、シクロヘキシルベンゼン、テトラリン等の芳香族炭化水素；クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン等のハロゲン化芳香族炭化水素；１，２−ジメトキシベンゼン、１，３−ジメトキシベンゼン、アニソール、フェネトール、２−メトキシトルエン、３−メトキシトルエン、４−メトキシトルエン、２，３−ジメチルアニソール、２，４−ジメチルアニソール等の芳香族エーテル；酢酸フェニル、プロピオン酸フェニル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸ｎ−ブチル等の芳香族エステル；シクロヘキサノン、シクロオクタノン等の脂環を有するケトン；メチルエチルケトン、ジブチルケトン等の脂肪族ケトン；メチルエチルケトン、シクロヘキサノール、シクロオクタノール等の脂環を有するアルコール；ブタノール、ヘキサノール等の脂肪族アルコール；エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコール−１−モノメチルエーテルアセタート（ＰＧＭＥＡ）等の脂肪族エーテル；酢酸エチル、酢酸ｎ−ブチル、乳酸エチル、乳酸ｎ−ブチル等の脂肪族エステル；ｎ−ヘキサン、２−メチルペンタン、３−メチルペンタン、２，２−ジメチルブタン、２，３−ジメチルブタン、ｎ−ヘプタン、ｎ−デカン、２，２，４−トリメチルペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ミネラルスピリット等の脂肪族炭化水素；等が挙げられる。
【００４０】
これらのうち、水の溶解度が低い点、容易には変質しない点で、トルエン、キシレン、メチシレン、シクロヘキシルベンゼン、テトラリン等の芳香族炭化水素が好ましい。
電界発光素子には、水分により著しく劣化する材料が陰極等に多く使用されているため、素子の特性発現の点から、乾燥後の膜中に水分が残留しにくいように、用いる液状分散媒も疎水性に富むものを選択することが好ましい。
【００４１】
また、これらの液状分散媒は単独で使用しても複数混合して用いてもよい。尚、使用可能な液状分散媒はこれらに限定されるものではない。
【００４２】
本発明の分散液は、主に、発光層を形成するために用いられるが、正孔輸送層などの他の層に用いてもよい。
【００４３】
本発明の分散液に、本発明の目的が損なわれない範囲で、後述する他の公知の発光材料を含有させても良い。
【００４４】
本発明の分散液には、必要に応じて公知の添加剤を添加してもよい。公知の添加剤としては、消泡剤、レベリング剤、および、増粘剤、等が挙げられるが何ら限定されるものではない。
【００４５】
本発明の分散液は、公知の湿式成膜法、例えば、塗布法、インクジェット法、ディップコート法、ダイコート法、スプレーコート法、スピンコート法、ロールコーター法、湿漬塗布法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷、スクリーン印刷法、ＬＢ法等により成膜できる。
【００４６】
次に、陽極と陰極との間に発光層を具備する電界発光素子について詳細に説明する。
電界発光素子のうち、一層型電界発光素子とは、陽極と陰極との間に発光層のみからなる素子を指す。
一方、多層型電界発光素子とは、発光層の他に、発光層への正孔や電子の注入を容易にしたり、発光層内での正孔と電子との再結合を円滑に行わせたりすることを目的として、正孔注入層、正孔輸送層、正孔阻止層、電子注入層などを積層させたものを指す。
さらに、発光層と陽極との間で発光層に隣接して存在し、発光層と陽極、又は発光層と、正孔注入層若しくは正孔輸送層とを隔離する役割をもつ層であるインターレイヤー層を挿入しても良い。
【００４７】
したがって、多層型電界発光素子の代表的な素子構成としては、（１）陽極／正孔注入層／発光層／陰極、（２）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／陰極、（３）陽極／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極、（４）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極、（５）陽極／正孔注入層／発光層／正孔阻止層／電子注入層／陰極、（６）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子注入層／陰極、（７）陽極／発光層／正孔阻止層／電子注入層／陰極、（８）陽極／発光層／電子注入層／陰極（９）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／インターレイヤー層／発光層／陰極、（１０）陽極／正孔注入層／インターレイヤー層／発光層／電子注入層／陰極、（１１）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／インターレイヤー層／発光層／電子注入層／陰極、等の多層構成で積層した素子構成が考えられる。
【００４８】
また、上述した各有機層は、それぞれ二層以上の層構成により形成されても良く、いくつかの層が繰り返し積層されていても良い。そのような例として、近年、光取り出し効率の向上を目的に、上述の多層型電界発光の一部の層を多層化する「マルチ・フォトン・エミッション」と呼ばれる素子構成が提案されている。これは例えば、ガラス基板／陽極／正孔輸送層／電子輸送性発光層／電子注入層／電荷発生層／発光ユニット／陰極から構成される電界発光素子に於いて、電荷発生層と発光ユニットの部分を複数層積層するといった方法が挙げられる。
【００４９】
本発明の電界発光素子の３つの態様について説明する。
第１の態様は、発光層が、量子ドットと半導体ナノ粒子の表面に配位していないリガンド相当の化合物とを含有する態様である。
【００５０】
第２の態様は、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、および電子輸送層からなる群より選ばれる少なくも一層が、リガンド相当の化合物を含有する態様である。第２の態様の場合、発光層が、半導体ナノ粒子の表面に配位していないリガンド相当の化合物をさらに含有することもできる。
【００５１】
第３の態様は、電極と正孔注入層との間、電極と正孔輸送層との間、正孔注入層と正孔輸送層との間、電子注入層と電子輸送層との間、電極と電子注入層との間、または電極と電子輸送層との間の少なくともいずれかの位置に、リガンド相当の化合物を含有する中間層をさらに具備する態様である。第３の態様の場合、発光層が、半導体ナノ粒子の表面に配位していないリガンド相当の化合物をさらに含有したり、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、および電子輸送層からなる群より選ばれる少なくも一層が、リガンド相当の化合物を含有することもできる。
【００５２】
上述の態様の電界発光素子を製造する方法として、すくなくとも、量子ドットと、半導体ナノ粒子に配位していないリガンド相当の化合物と、液状分散媒とを含む分散液を、電極に塗布し、乾燥することで発光層を形成する製造方法が挙げられる。
【００５３】
上記の発光層の形成方法を用いると、半導体ナノ粒子に配位していないリガンド相当の化合物が量子ドットと混合された状態で発光層が形成される、および／あるいは、半導体ナノ粒子に表面処理されていないリガンドが発光層の下層へ浸透・拡散しつつ発光層が形成されるため、本発明の電界発光素子が製造できる。
【００５４】
正孔注入層には、発光層に対して優れた正孔注入効果を示し、かつ陽極界面との密着性と薄膜形成性に優れた正孔注入層を形成できる正孔注入材料が用いられる。また、このような材料を多層積層させ、正孔注入効果の高い材料と正孔輸送効果の高い材料とを多層積層させた場合、それぞれに用いる材料を正孔注入材料、正孔輸送材料と呼ぶことがある。本発明の有機ＥＬ素子用材料は、正孔注入材料、正孔輸送材料いずれにも好適に使用することができる。これら正孔注入材料や正孔輸送材料は、正孔移動度が大きく、イオン化エネルギーが通常５．５ｅＶ以下と小さい必要がある。このような正孔注入層としては、より低い電界強度で正孔を発光層に輸送する材料が好ましく、さらに正孔の移動度が、例えば１０４  〜１０６  Ｖ／ｃｍの電界印加時に、少なくとも１０−６ｃｍ２  ／Ｖ・秒であるものが好ましい。本発明の有機ＥＬ素子用材料と混合して使用することができる、他の正孔注入材料および正孔輸送材料としては、上記の好ましい性質を有するものであれば特に制限はなく、従来、光導伝材料において正孔の電荷輸送材料として慣用されているものや、有機ＥＬ素子の正孔注入層に使用されている公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。
【００５５】
このような正孔注入材料や正孔輸送材料としては、具体的には、例えばトリアゾール誘導体（米国特許３，１１２，１９７号明細書等参照）、オキサジアゾール誘導体（米国特許３，１８９，４４７号明細書等参照）、イミダゾール誘導体（特公昭３７−１６０９６号公報等参照）、ポリアリールアルカン誘導体（米国特許３，６１５，４０２号明細書、同第３，８２０，９８９号明細書、同第３，５４２，５４４号明細書、特公昭４５−５５５号公報、同５１−１０９８３号公報、特開昭５１−９３２２４号公報、同５５−１７１０５号公報、同５６−４１４８号公報、同５５−１０８６６７号公報、同５５−１５６９５３号公報、同５６−３６６５６号公報等参照）、ピラゾリン誘導体およびピラゾロン誘導体（米国特許第３，１８０，７２９号明細書、同第４，２７８，７４６号明細書、特開昭５５−８８０６４号公報、同５５−８８０６５号公報、同４９−１０５５３７号公報、同５５−５１０８６号公報、同５６−８００５１号公報、同５６−８８１４１号公報、同５７−４５５４５号公報、同５４−１１２６３７号公報、同５５−７４５４６号公報等参照）、フェニレンジアミン誘導体（米国特許第３，６１５，４０４号明細書、特公昭５１−１０１０５号公報、同４６−３７１２号公報、同４７−２５３３６号公報、特開昭５４−５３４３５号公報、同５４−１１０５３６号公報、同５４−１１９９２５号公報等参照）、アリールアミン誘導体（米国特許第３，５６７，４５０号明細書、同第３，１８０，７０３号明細書、同第３，２４０，５９７号明細書、同第３，６５８，５２０号明細書、同第４，２３２，１０３号明細書、同第４，１７５，９６１号明細書、同第４，０１２，３７６号明細書、特公昭４９−３５７０２号公報、同３９−２７５７７号公報、特開昭５５−１４４２５０号公報、同５６−１１９１３２号公報、同５６−２２４３７号公報、西独特許第１，１１０，５１８号明細書等参照）、アミノ置換カルコン誘導体（米国特許第３，５２６，５０１号明細書等参照）、オキサゾール誘導体（米国特許第３，２５７，２０３号明細書等に開示のもの）、スチリルアントラセン誘導体（特開昭５６−４６２３４号公報等参照）、フルオレノン誘導体（特開昭５４−１１０８３７号公報等参照）、ヒドラゾン誘導体（米国特許第３，７１７，４６２号明細書、特開昭５４−５９１４３号公報、同５５−５２０６３号公報、同５５−５２０６４号公報、同５５−４６７６０号公報、同５５−８５４９５号公報、同５７−１１３５０号公報、同５７−１４８７４９号公報、特開平２−３１１５９１号公報等参照）、スチルベン誘導体（特開昭６１−２１０３６３号公報、同第６１−２２８４５１号公報、同６１−１４６４２号公報、同６１−７２２５５号公報、同６２−４７６４６号公報、同６２−３６６７４号公報、同６２−１０６５２号公報、同６２−３０２５５号公報、同６０−９３４５５号公報、同６０−９４４６２号公報、同６０−１７４７４９号公報、同６０−１７５０５２号公報等参照）、シラザン誘導体（米国特許第４，９５０，９５０号明細書）、ポリシラン系（特開平２−２０４９９６号公報）、アニリン系共重合体（特開平２−２８２２６３号公報）、特開平１−２１１３９９号公報に開示されている導電性高分子オリゴマー（特にチオフェンオリゴマー）等をあげることができる。
【００５６】
正孔注入材料や正孔輸送材料としては上記のものを使用することができるが、ポルフィリン化合物（特開昭６３−２９５６９６５号公報）、芳香族第三級アミン化合物およびスチリルアミン化合物（米国特許第４，１２７，４１２号明細書、特開昭５３−２７０３３号公報、同５４−５８４４５号公報、同５４−１４９６３４号公報、同５４−６４２９９号公報、同５５−７９４５０号公報、同５５−１４４２５０号公報、同５６−１１９１３２号公報、同６１−２９５５５８号公報、同６１−９８３５３号公報、同６３−２９５６９５号公報等参照）を用いることもできる。例えば、米国特許第５，０６１，５６９号に記載されている２個の縮合芳香族環を分子内に有する４，４’−ビス（Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル等や、特開平４−３０８６８８号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが３つスターバースト型に連結された４，４’，４”−トリス（Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン等をあげることができる。また、正孔注入材料として銅フタロシアニンや水素フタロシアニン等のフタロシアニン誘導体も挙げられる。さらに、その他、芳香族ジメチリデン系化合物、ｐ型Ｓｉ、ｐ型ＳｉＣ等の無機化合物も正孔注入材料や正孔輸送材料として使用することができる。
【００５７】
さらに、正孔注入層に使用できる材料としては、酸化モリブデン（ＭｎＯｘ）、酸化バナジウム（ＶＯｘ）、酸化ルテニウム（ＲｕＯｘ）、酸化銅（ＣｕＯｘ）、酸化タングステン（ＷＯｘ）、酸化イリジウム（ＩｒＯｘ）などの無機酸化物およびそれらのドープ体もあげられる。
【００５８】
芳香族三級アミン誘導体の具体例としては、例えば、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−（４−メチルフェニル）−１，１’−フェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−（４−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−（メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−（４−ｎ−ブチルフェニル）−フェナントレン−９，１０−ジアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ジ−４−トリルアミノフェニル）−４−フェニル−シクロヘキサン、Ｎ，Ｎ’−ビス（４’−ジフェニルアミノ−４−ビフェニリル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン、Ｎ，Ｎ’−ビス（４’−ジフェニルアミノ−４−フェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン、Ｎ，Ｎ’−ビス（４’−ジフェニルアミノ−４−フェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）ベンジジン、Ｎ，Ｎ’−ビス（４’−フェニル（１−ナフチル）アミノ−４−フェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン、Ｎ，Ｎ’−ビス（４’−フェニル（１−ナフチル）アミノ−４−フェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）ベンジジン等があげられ、これらは正孔注入材料、正孔輸送材料いずれにも使用することができる。
【００５９】
正孔注入材料として、特に好ましい例を表１に示す。
【００６０】
【表１】
2019114668.tif 000002
【００６１】
また、本発明の化合物（有機ＥＬ素子用材料）と共に用いることが出来る正孔輸送材料としては、下記表２に示す化合物も挙げられる。
【００６２】
【表２】
2019114668.tif 000003
【００６３】
上に説明した正孔注入層を形成するには、上述の化合物を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法等の公知の方法により薄膜化する。正孔注入層の膜厚は、特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍである。
【００６４】
インターレイヤー層に用いる材料として、ポリビニルカルバゾール及びその誘導体、側鎖又は主鎖に芳香族アミンを有するポリアリーレン誘導体、アリールアミン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体等の芳香族アミンを含むポリマーが例示される。また、インターレイヤー層の成膜方法は、高分子量の材料を用いる場合には、溶液からの成膜による方法が例示される。
【００６５】
溶液からのインターレイヤー層の成膜には、公知の湿式成膜法、例えば、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法、キャピラリ−コート法、ノズルコート法等の塗布法を用いることができる。
【００６６】
インターレイヤー層の厚さは、用いる材料によって最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適度な値となるように選択すればよく、通常、１ｎｍ〜１μｍであり、好ましくは２〜５００ｎｍであり、より好ましくは５〜２００ｎｍである。
【００６７】
一方、電子注入層には、発光層に対して優れた電子注入効果を示し、かつ陰極界面との密着性と薄膜形成性に優れた電子注入層を形成できる電子注入材料が用いられる。そのような電子注入材料の例としては、金属錯体化合物、含窒素五員環誘導体、フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、ジフェノキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ペリレンテトラカルボン酸誘導体、フレオレニリデンメタン誘導体、アントロン誘導体、シロール誘導体、トリアリールホスフィンオキシド誘導体、ポリキノリン及びその誘導体、ポリキノキサリン及びその誘導体、ポリフルオレン及びその誘導体、カルシウムアセチルアセトナート、酢酸ナトリウムなどが挙げられる。また、セシウム等の金属をバソフェナントロリンにドープした無機／有機複合材料（高分子学会予稿集，第５０巻，４号，６６０頁，２００１年発行）や、第５０回応用物理学関連連合講演会講演予稿集、Ｎｏ．３、１４０２頁、２００３年発行記載のＢＣＰ、ＴＰＰ、Ｔ５ＭＰｙＴＺ等も電子注入材料の例として挙げられるが、素子作成に必要な薄膜を形成し、陰極からの電子を注入できて、電子を輸送できる材料であれば、特にこれらに限定されるものではない。
【００６８】
上記電子注入材料の中で好ましいものとしては、金属錯体化合物、含窒素五員環誘導体、シロール誘導体、トリアリールホスフィンオキシド誘導体が挙げられる。本発明に使用可能な好ましい金属錯体化合物としては、８−ヒドロキシキノリンまたはその誘導体の金属錯体が好適である。８−ヒドロキシキノリンまたはその誘導体の金属錯体の具体例としては、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム、トリス（４−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム、トリス（５−フェニル−８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）（１−ナフトラート）アルミニウム、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）（２−ナフトラート）アルミニウム、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）（フェノラート）アルミニウム、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）（４−シアノ−１−ナフトラート）アルミニウム、ビス（４−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）（１−ナフトラート）アルミニウム、ビス（５−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）（２−ナフトラート）アルミニウム、ビス（５−フェニル−８−ヒドロキシキノリナート）（フェノラート）アルミニウム、ビス（５−シアノ−８−ヒドロキシキノリナート）（４−シアノ−１−ナフトラート）アルミニウム、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）クロロアルミニウム、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）（ｏ−クレゾラート）アルミニウム等のアルミニウム錯体化合物、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）ガリウム、トリス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）ガリウム、トリス（４−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）ガリウム、トリス（５−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）ガリウム、トリス（２−メチル−５−フェニル−８−ヒドロキシキノリナート）ガリウム、ビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）（１−ナフトラート）ガリウム、ビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）（２−ナフトラート）ガリウム、ビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）（フェノラート）ガリウム、ビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）（４−シアノ−１−ナフトラート）ガリウム、ビス（２、４−ジメチル−８−ヒドロキシキノリナート）（１−ナフトラート）ガリウム、ビス（２、５−ジメチル−８−ヒドロキシキノリナート）（２−ナフトラート）ガリウム、ビス（２−メチル−５−フェニル−８−ヒドロキシキノリナート）（フェノラート）ガリウム、ビス（２−メチル−５−シアノ−８−ヒドロキシキノリナート）（４−シアノ−１−ナフトラート）ガリウム、ビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）クロロガリウム、ビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）（ｏ−クレゾラート）ガリウム等のガリウム錯体化合物の他、８−ヒドロキシキノリナートリチウム、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）銅、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）マンガン、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナート）ベリリウム、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）亜鉛、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナート）亜鉛等の金属錯体化合物が挙げられる。
【００６９】
また、本発明に使用可能な電子注入材料の内、好ましい含窒素五員環誘導体としては、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体があげられ、具体的には、２，５−ビス（１−フェニル）−１，３，４−オキサゾール、２，５−ビス（１−フェニル）−１，３，４−チアゾール、２，５−ビス（１−フェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、２−（４’−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−(４”−ビフェニル)１，３，４−オキサジアゾール、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール、１，４−ビス［２−(５ −フェニルオキサジアゾリル)］ベンゼン、１，４−ビス［２−(５−フェニルオキサジアゾリル)−４−ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン］、２−（４’−ｔｅｒｔ− ブチルフェニル）−５−(４”−ビフェニル)−１，３，４−チアジアゾーｖル、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−チアジアゾール、１，４−ビス［２−(５−フェニルチアジアゾリル)］ベンゼン、２−（４’−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−(４”−ビフェニル)−１，３，４−トリアゾール、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−トリアゾール、１，４−ビス［２−(５−フェニルトリアゾリル)］ベンゼン等が挙げられる。
【００７０】
さらに、電子注入層に使用できる材料としては、酸化亜鉛（ＺｎＯｘ）、酸化チタン（ＴｉＯｘ）、などの無機酸化物およびそれらのドープ体もあげられる。
【００７１】
また、本発明に使用可能な電子注入材料の内、特に好ましいオキサジアゾール誘導体の具体例を表３に示す。
【００７２】
【表３】
2019114668.tif 000004
【００７３】
また、本発明に使用可能な電子注入材料の内、特に好ましいトリアゾール誘導体の具体例を表４に示す。表４中、Ｐｈは、フェニル基を表わす。
【００７４】
【表４】
2019114668.tif 000005
【００７５】
また、本発明に使用可能な電子注入材料の内、特に好ましいシロール誘導体としての具体例を、表５に示す。
【００７６】
【表５】
2019114668.tif 000006
【００７７】
さらに、正孔阻止層には、発光層を経由した正孔が電子注入層に達するのを防ぎ、薄膜形成性に優れた層を形成できる正孔阻止材料が用いられる。そのような正孔阻止材料の例としては、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）（４−フェニルフェノラート）アルミニウム等のアルミニウム錯体化合物や、ビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）（４−フェニルフェノラート）ガリウム等のガリウム錯体化合物、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）等の含窒素縮合芳香族化合物が挙げられる。
【００７８】
本発明の電界発光素子の発光層としては、以下の機能を併せ持つものが好適である。
注入機能；電界印加時に陽極または正孔注入層より正孔を注入することができ、陰極または電子注入層より電子を注入することができる機能
輸送機能；注入した電荷（電子と正孔）を電界の力で移動させる機能
発光機能；電子と正孔の再結合の場を提供し、これを発光につなげる機能
ただし、正孔の注入されやすさと電子の注入されやすさには、違いがあってもよく、また正孔と電子の移動度で表される輸送能に大小があってもよい。
【００７９】
本発明の電界発光素子を用いて、青色から緑色の発光を得るために、発光層の材料として、ベンゾチアゾール系、ベンゾイミダゾール系、ベンゾオキサゾール系等の蛍光増白剤、金属キレート化オキシノイド化合物、スチリルベンゼン系化合物を用いることができる。これら化合物の具体例としては、例えば特開昭５９−１９４３９３号公報に開示されている化合物をあげることができる。さらに他の有用な化合物は、ケミストリー・オブ・シンセティック・ダイズ（１９７１）６２８〜６３７頁および６４０頁に列挙されている。
【００８０】
前記金属キレート化オキシノイド化合物としては、例えば、特開昭６３−２９５６９５号公報に開示されている化合物を用いることができる。その代表例としては、トリス（８−キノリノール）アルミニウム等の８−ヒドロキシキノリン系金属錯体や、ジリチウムエピントリジオン等が好適な化合物としてあげることができる。
【００８１】
また、前記スチリルベンゼン系化合物としては、例えば、欧州特許第０３１９８８１号明細書や欧州特許第０３７３５８２号明細書に開示されているものを用いることができる。そして、特開平２−２５２７９３号公報に開示されているジスチリルピラジン誘導体も、発光層の材料として用いることができる。このほか、欧州特許第０３８７７１５号明細書に開示されているポリフェニル系化合物も発光層の材料として用いることができる。
【００８２】
さらに、上述した蛍光増白剤、金属キレート化オキシノイド化合物およびスチリルベンゼン系化合物等以外に、例えば１２−フタロペリノン（Ｊ．  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．，第２７巻，Ｌ７１３（１９８８年））、１，４−ジフェニル−１，３−ブタジエン、１，１，４，４−テトラフェニル−１，３−ブタジエン（以上Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  Ｌｅｔｔ．，第５６巻，Ｌ７９９（１９９０年））、ナフタルイミド誘導体（特開平２−３０５８８６号公報）、ペリレン誘導体（特開平２−１８９８９０号公報）、オキサジアゾール誘導体（特開平２−２１６７９１号公報、または第３８回応用物理学関係連合講演会で浜田らによって開示されたオキサジアゾール誘導体）、アルダジン誘導体（特開平２−２２０３９３号公報）、ピラジリン誘導体（特開平２−２２０３９４号公報）、シクロペンタジエン誘導体（特開平２−２８９６７５号公報）、ピロロピロール誘導体（特開平２−２９６８９１号公報）、スチリルアミン誘導体（Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  Ｌｅｔｔ．，  第５６巻，Ｌ７９９（１９９０年）、クマリン系化合物（特開平２−１９１６９４号公報）、国際特許公報ＷＯ９０／１３１４８やＡｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  Ｌｅｔｔ．，ｖｏｌ５８，１８，Ｐ１９８２（１９９１）に記載されているような高分子化合物、９，９’，１０，１０’−テトラフェニル−２，２’−ビアントラセン、ＰＰＶ（ポリパラフェニレンビニレン）誘導体、ポリフルオレン誘導体やそれら共重合体等、例えば、下記一般式［１］〜一般式［３］の構造をもつものが挙げられる。
【００８３】
【化１】
2019114668.tif 000007
【００８４】
（式中［１］、Ｒｘ１およびＲＸ２は、それぞれ独立に、１価の脂肪族炭化水素基を、ｎ１は、３〜１００の整数を表す。）
【００８５】
【化２】
2019114668.tif 000008
【００８６】
（式［２］中、Ｒｘ３およびＲＸ４は、それぞれ独立に、１価の脂肪族炭化水素基を、ｎ２およびｎ３は、それぞれ独立に、３〜１００の整数を表す。）
【００８７】
【化３】
2019114668.tif 000009
【００８８】
（式［３］中、ＲＸ５およびＲＸ６は、それぞれ独立に、１価の脂肪族炭化水素基を、ｎ４およびｎ５は、それぞれ独立に、３〜１００の整数を表す。Ｐｈはフェニル基を表す。）
【００８９】
また、特開平５−２５８８６２号公報等に記載されている一般式（Ｒｓ−Ｑ）２  −Ａｌ−Ｏ−Ｌ３（式中、Ｌ３はフェニル部分を含んでなる炭素原子６〜２４個の炭化水素であり、Ｏ−Ｌ３はフェノラート配位子であり、Ｑは置換８−キノリノラート配位子を示し、Ｒｓはアルミニウム原子に置換８−キノリノラート配位子が２個を上回り結合するのを立体的に妨害するように選ばれた８−キノリノラート環置換基を示す〕で表される化合物も挙げられる。具体的には、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（パラ−フェニルフェノラート）アルミニウム（ＩＩＩ）、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（１−ナフトラート）アルミニウム（ＩＩＩ）等が挙げられる。
【００９０】
白色の発光を得る場合の発光層としては特に制限はないが、下記のものを用いることができる。有機ＥＬ積層構造体の各層のエネルギー準位を規定し、トンネル注入を利用して発光させるもの（欧州特許第０３９０５５１号公報）。
同じくトンネル注入を利用する素子で実施例として白色発光素子が記載されているもの（特開平３−２３０５８４号公報）。二層構造の発光層が記載されているもの（特開平２−２２０３９０号公報および特開平２−２１６７９０号公報）。発光層を複数に分割してそれぞれ発光波長の異なる材料で構成されたもの（特開平４−５１４９１号公報）。青色発光体（蛍光ピーク３８０〜４８０ｎｍ）と緑色発光体（４８０〜５８０ｎｍ）とを積層させ、さらに赤色蛍光体を含有させた構成のもの（特開平６−２０７１７０号公報）。青色発光層が青色蛍光色素を含有し、緑色発光層が赤色蛍光色素を含有した領域を有し、さらに緑色蛍光体を含有する構成のもの（特開平７−１４２１６９号公報）。
【００９１】
さらに、本発明の電界発光素子の陽極に使用される材料は、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物またはこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としては、Ａｕ等の金属、ＣｕＩ、ＩＴＯ、ＳｎＯ２  、ＺｎＯ等の導電性材料が挙げられる。この陽極を形成するには、これらの電極物質を、蒸着法やスパッタリング法等の方法で薄膜を形成させることができる。この陽極は、上記発光層からの発光を陽極から取り出す場合、陽極の発光に対する透過率が１０％より大きくなるような特性を有していることが望ましい。また、陽極のシート抵抗は、数百Ω／□以下としてあるものが好ましい。さらに、陽極の膜厚は、材料にもよるが通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲で選択される。
【００９２】
また、本発明の電界発光素子の陰極に使用される材料は、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属、合金、電気伝導性化合物およびこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム・銀合金、アルミニウム／酸化アルミニウム、アルミニウム・リチウム合金、インジウム、希土類金属などが挙げられる。この陰極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。ここで、発光層からの発光を陰極から取り出す場合、陰極の発光に対する透過率は１０％より大きくすることが好ましい。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましく、さらに、膜厚は通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍである。
【００９３】
本発明の電界発光素子を作製する方法については、上記の材料および方法により陽極、発光層、必要に応じて正孔注入層、および必要に応じて電子注入層を形成し、最後に陰極を形成すればよい。また、陰極から陽極へ、前記と逆の順序で電界発光素子を作製することもできる。
【００９４】
この電界発光素子は、透光性の基板上に作製する。この透光性基板は電界発光素子を支持する基板であり、その透光性については、４００〜７００ｎｍの可視領域の光の透過率が５０％以上、好ましくは９０％以上であるものが望ましく、さらに平滑な基板を用いるのが好ましい。
【００９５】
これら基板は、機械的、熱的強度を有し、透明であれば特に限定されるものではないが、例えば、ガラス板、合成樹脂板などが好適に用いられる。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英などで成形された板が挙げられる。また、合成樹脂板としては、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエーテルサルファイド樹脂、ポリサルフォン樹脂などの板が挙げられる。
【００９６】
本発明の電界発光素子の各層の形成方法としては、真空蒸着、電子線ビーム照射、スパッタリング、プラズマ、イオンプレーティング等の乾式成膜法、もしくはスピンコーティング、ディッピング、フローコーティング等の湿式成膜法のいずれかの方法を適用することができる。また、特表２００２−５３４７８２や、Ｓ．Ｔ．Ｌｅｅ，  ｅｔ  ａｌ．，  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＳＩＤ’０２，  ｐ．７８４（２００２）に記載されているＬＩＴＩ（Ｌａｓｅｒ  Ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｉｍａｇｉｎｇ、レーザー熱転写）法や、印刷（オフセット印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷）、インクジェット等の方法を適用することもできる。
ただし、発光層は湿式成膜法での成膜に限定される。
【００９７】
有機層は、特に分子堆積膜であることが好ましい。ここで分子堆積膜とは、気相状態の材料化合物から沈着され形成された薄膜や、溶液状態または液相状態の材料化合物から固体化され形成された膜のことであり、通常この分子堆積膜は、ＬＢ法により形成された薄膜（分子累積膜）とは凝集構造、高次構造の相違や、それに起因する機能的な相違により区分することができる。また特開昭５７−５１７８１号公報に開示されているように、樹脂等の結着剤と材料化合物とを溶剤に溶かして溶液とした後、これをスピンコート法等により薄膜化することによっても、有機層を形成することができる。各層の膜厚は特に限定されるものではないが、膜厚が厚すぎると一定の光出力を得るために大きな印加電圧が必要となり効率が悪くなり、逆に膜厚が薄すぎるとピンホール等が発生し、電界を印加しても充分な発光輝度が得にくくなる。したがって、各層の膜厚は、１ｎｍから１μｍの範囲が適しているが、１０ｎｍから０．２μｍの範囲がより好ましい。
【００９８】
また、電界発光素子の温度、湿度、雰囲気等に対する安定性向上のために、素子の表面に保護層を設けたり、樹脂等により素子全体を被覆や封止を施したりしても良い。特に素子全体を被覆や封止する際には、光によって硬化する光硬化性樹脂が好適に使用される。
【００９９】
本発明の電界発光素子に印加する電流は通常、直流であるが、パルス電流や交流を用いてもよい。電流値、電圧値は、素子破壊しない範囲内であれば特に制限はないが、素子の消費電力や寿命を考慮すると、なるべく小さい電気エネルギーで効率良く発光させることが望ましい。
【０１００】
本発明の電界発光素子の駆動方法は、パッシブマトリクス法のみならず、アクティブマトリックス法での駆動も可能である。また、本発明の有機ＥＬ素子から光を取り出す方法としては、陽極側から光を取り出すボトム・エミッションという方法のみならず、陰極側から光を取り出すトップ・エミッションという方法にも適用可能である。これらの方法や技術は、城戸淳二著、「有機ＥＬのすべて」、日本実業出版社（２００３年発行）に記載されている。
【０１０１】
本発明の電界発光素子のフルカラー化方式の主な方式としては、３色塗り分け方式、色変換方式、カラーフィルター方式が挙げられる。３色塗り分け方式では、シャドウマスクを使った蒸着法や、インクジェット法や印刷法が挙げられる。また、特表２００２−５３４７８２や、Ｓ．Ｔ．Ｌｅｅ，  ｅｔ  ａｌ．，  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＳＩＤ’０２，  ｐ．７８４（２００２）に記載されているレーザー熱転写法（Ｌａｓｅｒ  Ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｉｍａｇｉｎｇ、ＬＩＴＩ法ともいわれる）も用いることができる。色変換方式では、青色発光の発光層を使って、蛍光色素を分散した色変換（ＣＣＭ）層を通して、青色より長波長の緑色と赤色に変換する方法である。カラーフィルター方式では、白色発光の有機ＥＬ素子を使って、液晶用カラーフィルターを通して３原色の光を取り出す方法であるが、これら３原色に加えて、一部白色光をそのまま取り出して発光に利用することで、素子全体の発光効率をあげることもできる。
【０１０２】
さらに、本発明の電界発光素子は、マイクロキャビティ構造を採用しても構わない。これは、有機ＥＬ素子は、発光層が陽極と陰極との間に挟持された構造であり、発光した光は陽極と陰極との間で多重干渉を生じるが、陽極及び陰極の反射率、透過率などの光学的な特性と、これらに挟持された有機層の膜厚とを適当に選ぶことにより、多重干渉効果を積極的に利用し、素子より取り出される発光波長を制御するという技術である。これにより、発光色度を改善することも可能となる。この多重干渉効果のメカニズムについては、Ｊ．Ｙａｍａｄａ等によるＡＭ−ＬＣＤ  Ｄｉｇｅｓｔ  ｏｆ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｐａｐｅｒｓ，ＯＤ−２，ｐ．７７〜８０（２００２）に記載されている。
【０１０３】
以上述べたように、本発明の半導体ナノ粒子２からなる半導体層を用いた電界発光素子は、低い駆動電圧で長時間の発光を得ることが可能である。故に、本有機ＥＬ素子は、壁掛けテレビ等のフラットパネルディスプレイや各種の平面発光体として、さらには、複写機やプリンター等の光源、液晶ディスプレイや計器類等の光源、表示板、標識灯等への応用が考えられる。
【実施例】
【０１０４】
＜製造例１＞
無水酢酸亜鉛０．５５ｇ、ドデカンチオール４．８２ｍｌ、オレイルアミン６ｍｌを加熱溶解し添加液を作成した。
塩化インジウム０．２２ｇ、オクチルアミン１０mlを反応容器に入れ、窒素ガスを吹き込みながら、１６５℃に加熱した。塩化インジウムが溶解した後、ジエチルアミノホスフィン０．９６１ｍｌを短時間で注入し、２０分間１６５℃を制御した。その後、急冷し、４０℃に冷却した。
次いで、上記添加液を注入し、２４０℃まで加熱し、同温度で２時間反応させた後、室温まで放冷した。
放冷後、ヘキサンとエタノールを用いて再沈殿法で精製を行った。トルエンを用いて、固形分濃度０．５質量％に調製し、ＩｎＰのコアとＺｎＳのシェルを有し、ドデカンチオールで表面処理された量子ドットの分散液（ａ）を得た。
【０１０５】
＜実施例１＞
ドデカンチオールの０．５質量％のトルエン溶液を調整した。製造例１で調整した量子ドットの分散液（ａ）分散液とドデカンチオールの０．５質量％溶液とを、９９：１の重量比で混合し５分間撹拌し、本発明の分散液を得た。
得られた本発明の分散液１００重量部に対し、９９重量部のメタノールを加えた後、遠心分離によって上澄み液を抽出した。得られた上澄み液をＧＣ−ＭＳ（ガスクロマトグラフィー質量分析法）によって分析した結果、ドデカンチオールが検出された。結果を表６に示す。
【０１０６】
＜実施例２〜８８＞
ドデカンチオールに代わり、表６に示す化合物を用い、それぞれ０．５質量％のトルエン溶液を調整した。
製造例１で調整した量子ドットの分散液（ａ）分散液と各化合物のトルエン溶液を表６に示す比率で混合した以外は、実施例１と同様に本発明の分散液を調整した。
また、ＧＣ−ＭＳによる分析でドデカンチオールの代わり用いた化合物の検出も確認できた。結果を表６に示す。
【０１０７】
＜比較例１＞
量子ドットの分散液（ａ）を、ペトリ皿上で１２０℃のオーブン内で１時間加熱乾燥させ、得られた乾燥物をＴＧ−ＤＴＡ（重量・示唆熱分析）で熱分析を行った。仕込み量に対する、４０℃〜４９０℃の間の熱重量減少は２５％であった。
また、量子ドットの分散液（ａ）１００重量部に対し、９９重量部のメタノールを加えた後、遠心分離によって上澄み液を抽出した。得られた上澄み液をＧＣ−ＭＳ（ガスクロマトグラフィー質量分析法）によって分析したが、ドデカンチオールは検出限界以下であった。結果を表６に示す。
【０１０８】
【表６】
2019114668.tif 000010
【０１０９】
2019114668.tif 000011
【０１１０】
比較例１では、乾燥物のＴＧ−ＤＴＡによる分析で２５％の熱重量減少が確認されたが一方で、ＧＣ−ＭＳによる遠心分離後の上澄み液の分析でドデカンチオールが検出限界以下であった。すなわち、量子ドットは、半導体ナノ粒子に表面処理されたドデカンチオールを含むが、量子ドットの分散液（ａ）中には、半導体ナノ粒子に配位していないドデカンチオールを含んでいないと判断できる。
【０１１１】
また、実施例１〜８８ではＧＣ−ＭＳによる遠心分離後の上澄み液の分析で、各実施例で用いたリガンドが検出されたことから、半導体ナノ粒子に表面処理されたリガンド、および、半導体ナノ粒子に表面処理されていないリガンドの双方を含んでいると判断される。
【０１１２】
＜電界発光素子の実施例＞
以下、本発明の電界発光素子について下記実施例により説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。実施例においては、特に断りのない限り、混合比は全て重量比を示す。蒸着（真空蒸着）は１０−６Ｔｏｒｒの真空中にて、基板の加熱や冷却といった温度制御はしない条件下で行った。また、素子の発光特性は、発光素子面積２ｍｍ×２ｍｍの電界発光素子を用いて特性を測定した。
【０１１３】
＜実施例１０１＞
洗浄したＩＴＯ電極付きガラス板上に、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリ(３，４−エチレンジオキシ)−２，５−チオフェン／ポリスチレンスルホン酸、Ｈｅｒａｅｕｓ社製ＣＬＥＶＩＯＵＳ（登録商標）  Ｐ  ＶＰ  ＣＨ８０００）をスピンコート法にて製膜し、１１０℃にて２０分間乾燥させて膜厚２０ｎｍの正孔注入層を得た。
次いで、ポリ（Ｎ―ビニルカルバゾール）を、１.０重量％の濃度でモノクロロベンゼンに溶解させ、スピンコート法で製膜し１１０℃にて２０分間乾燥させて、６０ｎｍの膜厚の正孔輸送層を形成した。
その上に、実施例１で得た本発明の分散液を、スピンコートした後に窒素雰囲気下で５分間保持して２０ｎｍの発光層を形成した。
その上に、Ａｖａｎｔａｍａ社製  酸化亜鉛のイソプロパノール分散液  Ｎ−１０を、スピンコートして１１０℃で２０分間乾燥させて、６０ｎｍの電子輸送層を形成した。
最後に、アルミニウム（Ａｌ）を２００ｎｍ蒸着して電極を形成し、電界発光素子を得た。
この素子は、８Ｖにて外部量子効率４．５％、発光輝度２５０００（ｃｄ／ｍ２）の赤色発光を示し、その発光スペクトルのピーク波長は６２５ｎｍであり、半値全幅は２５ｎｍであった。この素子を発光輝度１０００（ｃｄ／ｍ２）で室温にて定電流駆動したときの輝度半減寿命を測定した。また、電流密度１０（ｍＡ／ｃｍ２）で駆動させた時の発光効率、および８０℃の環境で１００時間連続駆動させた後の相対輝度（＝（１００時間後の輝度）／（初期輝度））を測定した。
【０１１４】
さらに、作成した素子をＧＣＩＢ−ＴＯＦ−ＳＩＭＳを用いて測定を行った結果、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）正孔輸送層にドデカンチオールが含まれていることが確認された。結果を表７に示す。
ここで、ＧＣＩＢ−ＴＯＦ−ＳＩＭＳとは、アルゴンクラスターイオンビーム（通常Ａｒ１０００+〜Ａｒ３０００+）を用いて対象をエッチングしながら、表面から放出されるイオン（二次イオン）を、その飛行時間差（飛行時間は重さの平方根に比例）を利用して質量分離する手法である。ＴＯＦ−ＳＩＭＳ測定には、ＩＯＮ−ＴＯＦ社製ＴＯＦ．ＳＩＭＳ．５を用い、ＧＣＩＢのエッチングイオンとしてはＡｒ２５００+を用いた。
【０１１５】
＜実施例１０２〜１８８＞
実施例１で得た本発明の分散液を、表６記載の実施例で得られたものに変更した以外は同様にして電界発光素子を作成した。この素子を発光輝度１０００（ｃｄ／ｍ２）で室温にて定電流駆動したときの輝度半減寿命を測定した。
また、電流密度１０（ｍＡ／ｃｍ２）で駆動させた時の発光効率、および８０℃の環境で１００時間連続駆動させた後の相対輝度を測定した。さらに、作成した素子をＧＣＩＢ−ＴＯＦ−ＳＩＭＳを用いて測定を行い、添加した化合物の正孔輸送層中の存在確認を行った。結果を表７に示す。
【０１１６】
＜比較例１０１＞
実施例１で得た本発明の分散液を、量子ドットの分散液（ａ）に変更した以外は同様にして電界発光素子を作成した。この素子を発光輝度１０００（ｃｄ／ｍ２）で室温にて定電流駆動したときの輝度半減寿命を測定した。また、電流密度１０（ｍＡ／ｃｍ２）で駆動させた時の発光効率、および８０℃の環境で１００時間連続駆動させた後の相対輝度を測定した。さらに、作成した素子をＧＣＩＢ−ＴＯＦ−ＳＩＭＳを用いて測定を行い、使用したリガンドの正孔輸送層中の存在確認を行った。結果を表７に示す。
【０１１７】
【表７】
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【０１１８】
2019114668.tif 000013
【０１１９】
＜実施例２０１＞
洗浄したＩＴＯ電極付きガラス板上に、Ａｖａｎｔａｍａ社製  酸化亜鉛のイソプロパノール分散液  Ｎ−１０を、スピンコートして１１０℃で２０分間乾燥させて、８０ｎｍの電子輸送層を形成した。その上に、実施例１で得た本発明の分散液を、スピンコートした後に窒素雰囲気下で５分間保持して２０ｎｍの発光層を形成した。
次いで、４，４’−ビス（カルバゾール−９−イル）ビフェニルを真空蒸着して４０ｎｍの正孔輸送層を成膜した。さらに、酸化モリブデン（ＭｏＯ３）を真空蒸着して１０ｎｍの正孔注入層を成膜した。最後に、アルミニウム（Ａｌ）を２００ｎｍ蒸着して電極を形成し、電界発光素子を得た。
この素子を発光輝度１０００（ｃｄ／ｍ２）で室温にて定電流駆動したときの輝度半減寿命を測定した。また、電流密度１０（ｍＡ／ｃｍ２）で駆動させた時の発光効率、および８０℃の環境で１００時間連続駆動させた後の相対輝度（＝（１００時間後の輝度）／（初期輝度））を測定した。
さらに、作成した素子をＧＣＩＢ−ＴＯＦ−ＳＩＭＳを用いて測定を行った結果、発光層以外ではドデカンチオールが検出されなかった。結果を表８に示す。
【０１２０】
＜実施例２０２〜２８８＞
実施例１で得た本発明の分散液を、表６記載の実施例で得られたものに変更した以外は同様にして電界発光素子を作成した。この素子を発光輝度１０００（ｃｄ／ｍ２）で室温にて定電流駆動したときの輝度半減寿命を測定した。また、電流密度１０（ｍＡ／ｃｍ２）で駆動させた時の発光効率、および８０℃の環境で１００時間連続駆動させた後の相対輝度を測定した。さらに、作成した素子をＧＣＩＢ−ＴＯＦ−ＳＩＭＳを用いて測定を行い、発光層以外における使用した添加した化合物の確認を行った。結果を表８に示す。
【０１２１】
＜比較例２０２＞
実施例１で得た本発明の分散液を、量子ドットの分散液（ａ）に変更した以外は同様にして電界発光素子を作成した。この素子を発光輝度１０００（ｃｄ／ｍ２）で室温にて定電流駆動したときの輝度半減寿命を測定した。また、電流密度１０（ｍＡ／ｃｍ２）で駆動させた時の発光効率、および８０℃の環境で１００時間連続駆動させた後の相対輝度を測定した。さらに、作成した素子をＧＣＩＢ−ＴＯＦ−ＳＩＭＳを用いて測定を行い、発光層以外における使用した添加した化合物の確認を行った。結果を表８に示す。
【０１２２】
【表８】
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【０１２３】
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【０１２４】
実施例２０１〜２８８では、本発明の分散液中には、半導体ナノ粒子に配位していないリガンドが含まれているが、発光層以外では検出されていない。したがって、フリーのリガンドは発光層に局在化していると言える。
【０１２５】
＜実施例３０１＞
洗浄したＩＴＯ電極付きガラス板上に、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリ(３，４−エチレンジオキシ)−２，５−チオフェン／ポリスチレンスルホン酸、Ｈｅｒａｅｕｓ社製ＣＬＥＶＩＯＵＳ（登録商標）  Ｐ  ＶＰ  ＣＨ８０００）をスピンコート法にて製膜し、１１０℃にて２０分間乾燥させて膜厚２０ｎｍの正孔注入層を得た。
次いで、ポリ（９，９・ｎ−ジヘキシル−２，７−フルオレン−ａｌｔ・９−フェニル−３，６−カルバゾ−ル）（アルドリッチ社、製品番号６７８７９１）を、０．５重量％の濃度でモノクロロベンゼンに溶解させ、スピンコート法で製膜し１１０℃にて２０分間乾燥させて、３０ｎｍの膜厚の正孔輸送層を形成した。
その上に、実施例１で得た本発明の分散液を、スピンコートした後に窒素雰囲気下で５分間保持して２０ｎｍの発光層を形成した。
その上に、Ａｖａｎｔａｍａ社製  酸化亜鉛のイソプロパノール分散液  Ｎ−１０を、スピンコートして１１０℃で２０分間乾燥させて、５５ｎｍの電子輸送層を形成した。
最後に、アルミニウム（Ａｌ）を２００ｎｍ蒸着して電極を形成し、電界発光素子を得た。
この素子を発光輝度１０００（ｃｄ／ｍ２）で室温にて定電流駆動したときの輝度半減寿命を測定した。また、電流密度１０（ｍＡ／ｃｍ２）で駆動させた時の発光効率、および８０℃の環境で１００時間連続駆動させた後の相対輝度（＝（１００時間後の輝度）／（初期輝度））を測定した。
さらに、作成した素子をＧＣＩＢ−ＴＯＦ−ＳＩＭＳを用いて測定を行った結果、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの正孔注入層とポリ（９，９・ｎ−ジヘキシル−２，７−フルオレン−ａｌｔ・９−フェニル−３，６−カルバゾ−ル）の正孔輸送層との間にドデカンチオールが偏在していることが確認された。結果を表９に示す。
【０１２６】
＜実施例３０２〜３８８＞
実施例１で得た本発明の分散液を、表６記載の実施例で得られたものに変更した以外は同様にして電界発光素子を作成した。この素子を発光輝度１０００（ｃｄ／ｍ２）で室温にて定電流駆動したときの輝度半減寿命を測定した。また、電流密度１０（ｍＡ／ｃｍ２）で駆動させた時の発光効率、および８０℃の環境で１００時間連続駆動させた後の相対輝度を測定した。さらに、作成した素子をＧＣＩＢ−ＴＯＦ−ＳＩＭＳを用いて測定を行い、正孔注入層と正孔輸送層の間でのリガンドの偏在を確認した。結果を表９に示す。
【０１２７】
＜比較例３０２＞
実施例１で得た本発明の分散液を、量子ドットの分散液（ａ）に変更した以外は同様にして電界発光素子を作成した。この素子を発光輝度１０００（ｃｄ／ｍ２）で室温にて定電流駆動したときの輝度半減寿命を測定した。また、電流密度１０（ｍＡ／ｃｍ２）で駆動させた時の発光効率、および８０℃の環境で１００時間連続駆動させた後の相対輝度を測定した。さらに、作成した素子をＧＣＩＢ−ＴＯＦ−ＳＩＭＳを用いて測定を行い、正孔注入層と正孔輸送層の間でのリガンドの偏在を確認した。結果を表９に示す。
【０１２８】
【表９】
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【０１２９】
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【０１３０】
実施例と比較例の比較より、本発明の電界発光素子は、発光特性や耐久性に優れた性能を発揮していることが解る。
このような効果が得られた仮説を説明する。実施例１０１〜１８８は、正孔輸送層にリガンドが拡散・浸透したことで発光層と正孔輸送層の界面が不明確になり、比較例１０１とくらべ発光層への正孔注入性が改善したことが考えられる。
また、実施例２０１〜２８８は、発光層内に半導体ナノ粒子に表面処理されていないリガンドが存在することで高いホールブロック性が発現し、比較例２０１と比べて再結合確率が飛躍的に高まったことが考えられる。
実施例３０１〜３８８は、ＰＥＤＯＴと正孔輸送層の界面に半導体ナノ粒子に、表面処理されていないリガンドが偏在することで、インターレイヤーの様な役割を果たし、発光効率の改善が成されたと推察される。
また、メカニズムは明確ではないが、全ての実施例で、耐久性や耐熱性に於いても顕著な向上効果が認められる。仮説ではあるが、発光層と他の層の界面（実施例１０１〜１８８、２０１〜２８８）や、他の積層界面（実施例３０１〜３８８、ここでは正孔注入層と正孔輸送層の界面）を安定化し劣化を抑制していると考えている。
【０１３１】
また、本発明の分散液と電界発光素子の製造方法は、上述の効果が得られる電界発光素子を、極めて簡便に作成することが可能であるため、特に有用なものである。