(57)【要約】【課題】発光効率に優れる発光素子および画像表示装置を提供する。【解決手段】発光素子１は、陽極４と、陽極４と対向して配置された陰極５と、陽極４と陰極５との間に設けられ、発光性を有する発光性ナノ結晶を含む発光層７と、発光層７と陽極４との間に設けられた正孔輸送層６と、発光層７と陰極５との間に設けられた電子輸送層８とを有し、発光層７に注入される単位時間あたりの正孔の量と、発光層７に注入される単位時間あたりの電子の量とがほぼ等しくなるように設定されている。【選択図】図１
2019071249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と、
該陽極と対向して配置された陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に設けられ、発光性を有する発光性ナノ結晶を含む発光層と、
該発光層と前記陽極との間に設けられた正孔輸送層と、
前記発光層と前記陰極との間に設けられた電子輸送層とを有し、
前記発光層に注入される正孔と前記発光層に注入される電子とが拮抗するように設定されていることを特徴とする発光素子。
【請求項２】
前記正孔輸送層中の前記正孔の移動度および前記正孔輸送層と前記発光層との間の注入障壁の大きさのうちの少なくとも一方を調整するとともに、前記電子輸送層中の前記電子の移動度および前記電子輸送層と前記発光層との間の注入障壁の大きさのうちの少なくとも一方を調整することにより、前記発光層に注入される前記正孔と前記電子とが拮抗するように設定されている請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
当該発光素子は、前記発光層に注入される前記正孔（Ｉｈ）と前記発光層に注入される前記電子（Ｉｅ）との比であり、下記式で表される電荷注入比（ｒ）が−６＜ｒ＜６なる関係を満足する請求項１または２に記載の発光素子。
Ｉｈ＝μｈ・ｅｘｐ（（ＥＨＡＣ−ＨＯＭＯＨＴＬ）／ｋＴ）
Ｉｅ＝μｅ・ｅｘｐ（（ＬＵＭＯＥＴＬ−ＥＥＡＣ）／ｋＴ）
ｒ＝Ｌｏｇ１０（Ｉｈ÷Ｉｅ）
［式中、μｈは、前記正孔輸送層を構成する正孔輸送材料における前記正孔の移動度であり、μｅは、前記電子輸送層を構成する電子輸送材料における前記電子の移動度であり、ＨＯＭＯＨＴＬは、前記正孔輸送材料のＨＯＭＯのエネルギー準位であり、ＬＵＭＯＥＴＬは、前記電子輸送材料のＬＵＭＯのエネルギー準位であり、ＥＨＡＣは、正孔受容体の価電帯における最高エネルギー準位であり、ＥＥＡＣは、電子受容体の伝導帯における最低エネルギー準位である。また、ｋは、ボルツマン定数（８．６１７×１０−５ｅＶ／Ｋ）であり、Ｔは、温度２９８Ｋである。］
【請求項４】
前記発光層は、さらに、ホスト材料を含む請求項１ないし３のいずれかに記載の発光素子。
【請求項５】
当該発光素子は、前記発光層に注入される前記正孔（Ｉｈ）と前記発光層に注入される前記電子（Ｉｅ）との比であり、下記式で表される電荷注入比（ｒ）が−６＜ｒ＜６なる関係を満足する請求項４に記載の発光素子。
Ｉｈ＝μｈ・ｅｘｐ（（ＨＯＭＯｈｏｓｔ−ＨＯＭＯＨＴＬ）／ｋＴ）
Ｉｅ＝μｅ・ｅｘｐ（（ＬＵＭＯＥＴＬ−ＬＵＭＯｈｏｓｔ）／ｋＴ）
ｒ＝Ｌｏｇ１０（Ｉｈ÷Ｉｅ）
［式中、μｈは、前記正孔輸送層を構成する正孔輸送材料における前記正孔の移動度であり、μｅは、前記電子輸送層を構成する電子輸送材料における前記電子の移動度であり、ＨＯＭＯＨＴＬは、前記正孔輸送材料のＨＯＭＯのエネルギー準位であり、ＬＵＭＯＥＴＬは、前記電子輸送材料のＬＵＭＯのエネルギー準位であり、ＨＯＭＯｈｏｓｔは、前記ホスト材料のＨＯＭＯのエネルギー準位であり、ＬＵＭＯｈｏｓｔは、前記ホスト材料のＬＵＭＯのエネルギー準位である。また、ｋは、ボルツマン定数（８．６１７×１０−５ｅＶ／Ｋ）であり、Ｔは、温度２９８Ｋである。］
【請求項６】
前記発光性ナノ結晶の平均粒子径をＲ［ｎｍ］とし、前記発光層の平均厚さをＨ［ｎｍ］としたとき、Ｈ／Ｒが１．１〜１．８である請求項１ないし５のいずれかに記載の発光素子。
【請求項７】
前記電子輸送層は、無機半導体材料で構成されている請求項１ないし６のいずれかに記載の発光素子。
【請求項８】
さらに、前記発光層と前記電子輸送層との間に設けられ、前記正孔の前記発光層から前記電子輸送層への移動を規制する正孔ブロック層を有する請求項１ないし７のいずれかに記載の発光素子。
【請求項９】
前記陽極または前記陰極は、光反射性を有する請求項１ないし８のいずれかに記載の発光素子。
【請求項１０】
前記発光層は、赤色の光を発する赤色発光領域と、緑色の光を発する緑色発光領域と、青色の光を発する青色発光領域とを備える請求項１ないし９のいずれかに記載の発光素子。
【請求項１１】
前記発光層は、さらに、黄色の光を発する黄色発光領域を備える請求項１０に記載の発光素子。
【請求項１２】
当該発光素子の平面視において、前記青色発光領域の面積は、他の前記発光領域の面積より大きい請求項１０または１１に記載の発光素子。
【請求項１３】
前記青色発光領域中に含まれる前記発光性ナノ結晶の量は、他の前記発光領域中に含まれる前記発光性ナノ結晶の量より多い請求項１０ないし１２のいずれかに記載の発光素子。
【請求項１４】
請求項１ないし１３のいずれかに記載の発光素子と、
前記陽極および前記陰極のうちの少なくとも一方の電極と電気的に接続されたトランジスタ層とを備えることを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子および画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤや有機ＥＬ素子などの電界発光を利用した素子は、各種表示装置等の光源として広く利用されている。近年では、発光材料に量子ドットを用いた発光素子が注目されている。
量子ドットから得られる発光は、有機ＥＬ素子よりスペクトル幅が小さく、色域が広がるため、色再現性に優れる。現在、このような発光素子の輝度や発光効率の改善を目的とした種々の提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１に記載の発光素子では、正孔輸送層が電子ブロック機能を有するように構成し、発光層の正孔輸送層との界面またはその近傍で効率よく発光させようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−８８２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の構成では、発光層の正孔輸送層との界面またはその近傍で、正孔の量が電子の量より過剰になり、すなわち、発光層中での電子の数と正孔の数とのバランスが悪くなり、期待する程の輝度の改善が見込めない。
本発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、高輝度での発光が可能であり、かつ長寿命な発光素子および画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このような目的は、下記の（１）〜（１４）の本発明により達成される。
【０００６】
（１）  陽極と、
該陽極と対向して配置された陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に設けられ、発光性を有する発光性ナノ結晶を含む発光層と、
該発光層と前記陽極との間に設けられた正孔輸送層と、
前記発光層と前記陰極との間に設けられた電子輸送層とを有し、
前記発光層に注入される正孔と前記発光層に注入される電子とが拮抗するように設定されていることを特徴とする発光素子。
【０００７】
（２）  前記正孔輸送層中の前記正孔の移動度および前記正孔輸送層と前記発光層との間の注入障壁の大きさのうちの少なくとも一方を調整するとともに、前記電子輸送層中の前記電子の移動度および前記電子輸送層と前記発光層との間の注入障壁の大きさのうちの少なくとも一方を調整することにより、前記発光層に注入される前記正孔と前記電子とが拮抗するように設定されている上記（１）に記載の発光素子。
【０００８】
（３）  当該発光素子は、前記発光層に注入される前記正孔（Ｉｈ）と前記発光層に注入される前記電子（Ｉｅ）との比であり、下記式で表される電荷注入比（ｒ）が−６＜ｒ＜６なる関係を満足する上記（１）または（２）に記載の発光素子。
Ｉｈ＝μｈ・ｅｘｐ（（ＥＨＡＣ−ＨＯＭＯＨＴＬ）／ｋＴ）
Ｉｅ＝μｅ・ｅｘｐ（（ＬＵＭＯＥＴＬ−ＥＥＡＣ）／ｋＴ）
ｒ＝Ｌｏｇ１０（Ｉｈ÷Ｉｅ）
［式中、μｈは、前記正孔輸送層を構成する正孔輸送材料における前記正孔の移動度であり、μｅは、前記電子輸送層を構成する電子輸送材料における前記電子の移動度であり、ＨＯＭＯＨＴＬは、前記正孔輸送材料のＨＯＭＯのエネルギー準位であり、ＬＵＭＯＥＴＬは、前記電子輸送材料のＬＵＭＯのエネルギー準位であり、ＥＨＡＣは、正孔受容体の価電帯における最高エネルギー準位であり、ＥＥＡＣは、電子受容体の伝導帯における最低エネルギー準位である。また、ｋは、ボルツマン定数（８．６１７×１０−５ｅＶ／Ｋ）であり、Ｔは、温度２９８Ｋである。］
【０００９】
（４）  前記発光層は、さらに、ホスト材料を含む上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の発光素子。
【００１０】
（５）  当該発光素子は、前記発光層に注入される前記正孔（Ｉｈ）と前記発光層に注入される前記電子（Ｉｅ）との比であり、下記式で表される電荷注入比（ｒ）が−６＜ｒ＜６なる関係を満足する上記（４）に記載の発光素子。
Ｉｈ＝μｈ・ｅｘｐ（（ＨＯＭＯｈｏｓｔ−ＨＯＭＯＨＴＬ）／ｋＴ）
Ｉｅ＝μｅ・ｅｘｐ（（ＬＵＭＯＥＴＬ−ＬＵＭＯｈｏｓｔ）／ｋＴ）
ｒ＝Ｌｏｇ１０（Ｉｈ÷Ｉｅ）
［式中、μｈは、前記正孔輸送層を構成する正孔輸送材料における前記正孔の移動度であり、μｅは、前記電子輸送層を構成する電子輸送材料における前記電子の移動度であり、ＨＯＭＯＨＴＬは、前記正孔輸送材料のＨＯＭＯのエネルギー準位であり、ＬＵＭＯＥＴＬは、前記電子輸送材料のＬＵＭＯのエネルギー準位であり、ＨＯＭＯｈｏｓｔは、前記ホスト材料のＨＯＭＯのエネルギー準位であり、ＬＵＭＯｈｏｓｔは、前記ホスト材料のＬＵＭＯのエネルギー準位である。また、ｋは、ボルツマン定数（８．６１７×１０−５ｅＶ／Ｋ）であり、Ｔは、温度２９８Ｋである。］
【００１１】
（６）  前記発光性ナノ結晶の平均粒子径をＲ［ｎｍ］とし、前記発光層の平均厚さをＨ［ｎｍ］としたとき、Ｈ／Ｒが１．１〜１．８である上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の発光素子。
【００１２】
（７）  前記電子輸送層は、無機半導体材料で構成されている上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の発光素子。
【００１３】
（８）  さらに、前記発光層と前記電子輸送層との間に設けられ、前記正孔の前記発光層から前記電子輸送層への移動を規制する正孔ブロック層を有する上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の発光素子。
【００１４】
（９）  前記陽極または前記陰極は、光反射性を有する上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の発光素子。
【００１５】
（１０）  前記発光層は、赤色の光を発する赤色発光領域と、緑色の光を発する緑色発光領域と、青色の光を発する青色発光領域とを備える上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の発光素子。
【００１６】
（１１）  前記発光層は、さらに、黄色の光を発する黄色発光領域を備える上記（１０）に記載の発光素子。
【００１７】
（１２）  当該発光素子の平面視において、前記青色発光領域の面積は、他の前記発光領域の面積より大きい上記（１０）または（１１）に記載の発光素子。
【００１８】
（１３）  前記青色発光領域中に含まれる前記発光性ナノ結晶の量は、他の前記発光領域中に含まれる前記発光性ナノ結晶の量より多い上記（１０）ないし（１２）のいずれかに記載の発光素子。
【００１９】
（１４）  上記（１）ないし（１３）のいずれかに記載の発光素子と、
前記陽極および前記陰極のうちの少なくとも一方の電極と電気的に接続されたトランジスタ層とを備えることを特徴とする画像表示装置。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、発光層に注入される単位時間あたりの正孔の量と発光層に注入される単位時間あたりの電子の量とをほぼ等しくなるように設定したことにより、正孔と電子とが発光層中で無駄なく再結合することができる。よって、高輝度での発光が可能であり、かつ長寿命な発光素子および画像表示装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の発光素子の第１実施形態を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の発光素子の第２実施形態を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の発光素子の第３実施形態を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明の発光素子の第４実施形態を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明の画像表示装置の実施形態を示す概略図である。
【図６】トランジスタ層の回路構成を示す概略図である。
【図７】トランジスタ層の回路構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の発光素子および画像表示装置について、添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜発光素子＞
まず、本発明の発光素子について説明する。
＜＜第１実施形態＞＞
図１は、本発明の発光素子の第１実施形態を模式的に示す断面図である。
【００２３】
なお、図１（図２〜図５でも同様）では、便宜上、各部の寸法およびそれらの比率を誇張して示し、実際とは異なる場合がある。また、以下に示す材料、寸法等は一例であって、本発明は、それらに限定されず、その要旨を変更しない範囲で適宜変更することが可能である。
また、説明の都合上、図１（図２〜図５でも同様）の上側を「上側」または「上方」と、上側を「下側」または「下方」と言う。また、図１（図２〜図５でも同様）では、図面が煩雑になることを避けるため、断面を示すハッチングの記載を省略している。
【００２４】
図１に示す発光素子１は、下基板２と、下基板２と対向して配置された上基板３と、下基板２の上面に設けられた陽極４と、上基板３の下面に設けられた陰極５と、陽極４と陰極５との間に、陽極４側から順次積層された正孔輸送層６、発光性を有する発光性ナノ結晶を含む発光層７および電子輸送層８とを有している。
換言すれば、発光素子１は、陽極４と、陽極４と対向して配置された陰極５と、陽極４と陰極５との間に設けられた発光層７と、発光層７と陽極４との間に設けられた正孔輸送層６と、発光層７と陰極５との間に設けられた電子輸送層８とを有している。
以下、各部について順次説明する。
【００２５】
［下基板２および上基板３］
下基板２および上基板３は、それぞれ発光素子１を構成する各層を支持および／または保護する機能を有する。
発光素子１がトップエミッション型である場合、上基板３が透明基板で構成される。一方、発光素子１がボトムエミッション型である場合、下基板２が透明基板で構成される。
ここで、透明基板とは、可視光領域の波長の光を透過可能な基板を意味し、透明には、無色透明、着色透明、半透明が含まれる。
【００２６】
透明基板としては、例えば、ガラス基板、石英基板、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等で構成されるプラスチック基板（樹脂基板）、鉄、ステンレス、アルミニウム、銅等で構成される金属基板、シリコン基板、ガリウム砒素基板等を用いることができる。
また、発光素子１に可撓性を付与する場合には、下基板２および上基板３には、それぞれ、プラスチック基板（高分子材料を主材料として構成された基板）、比較的厚さの小さい金属基板が選択される。
【００２７】
下基板２および上基板３の平均厚さは、それぞれ特に限定されないが、１００〜１，０００μｍ程度であることが好ましく、３００〜８００μｍ程度であることがより好ましい。
なお、発光素子１の使用形態に応じて、下基板２および上基板３のいずれか一方または双方を省略することもできる。
【００２８】
［陽極４］
陽極４は、外部電源から発光層７に向かって正孔を供給する機能を有する。
陽極４の構成材料（陽極材料）としては、特に限定されないが、例えば、金（Ａｕ）のような金属、ヨウ化銅（ＣｕＩ）のようなハロゲン化金属、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）のような金属酸化物等が挙げられる。これらは、単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２９】
陽極４の平均厚さは、特に制限されないが、１０〜１，０００ｎｍ程度であることが好ましく、１０〜２００ｎｍ程度であることがより好ましい。
陽極４は、例えば、真空蒸着法やスパッタリング法のような乾式成膜法により形成することができる。この際、フォトリソグラフィー法やマスクを用いた方法により、所定のパターンを有する陽極４を形成してもよい。
【００３０】
［陰極５］
陰極５は、外部電源から発光層７に向かって電子を供給する機能を有する。
陰極５の構成材料（陰極材料）としては、特に限定されないが、例えば、リチウム、ナトリウム、マグネシウム、アルミニウム、銀、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、希土類金属等が挙げられる。これらは、単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３１】
陰極５の平均厚さは、特に限定されないが、０．１〜１，０００ｎｍ程度であることが好ましく、１〜２００ｎｍ程度であることがより好ましい。
陰極５は、例えば、蒸着法やスパッタリング法のような乾式成膜法により形成することができる。
発光素子１がトップエミッション型である場合、陰極５はＩＴＯ等で形成される透明電極で構成される。また、この場合、陽極４はアルミニウム等で形成される反射電極で構成してもよい。一方、発光素子１がボトムエミッション型である場合、陽極４はＩＴＯ等で形成される透明電極で構成される。また、この場合、陰極５はアルミニウム等で形成される反射電極で構成してもよい。
【００３２】
［正孔輸送層６］
正孔輸送層６は、陽極４から正孔を受け取り、発光層７まで効率的に輸送する機能を有する。また、正孔輸送層６は、電子の輸送を防止する機能を有していてもよい。
なお、正孔輸送層６は、必要に応じて設けるようにすればよく、省略することもできる。
【００３３】
正孔輸送層６の構成材料（正孔輸送材料）としては、電子輸送能より正孔輸送能の高い材料を用いることが好ましい。かかる正孔輸送材料としては、例えば、芳香族アミン、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、スチルベン誘導体等が挙げられ、π電子過剰型複素芳香族または芳香族アミン等を好適に用いることができる。
【００３４】
正孔輸送材料の具体例としては、例えば、Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル、Ｎ，Ｎ’−ビス｛４−［ビス（３−メチルフェニル）アミノ］フェニル｝−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ベンゼン、Ｎ，Ｎ’−ジ−１−ナフチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＮＰＢ）、１，１−ビス［（ジ−４−トリルアミノ）フェニル］シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（ｍ−トリル）ベンジジン（ＴＰＤ）、４，４’，４’’−トリ（９−カルバゾイル）トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）、３−［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール、３，６−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール、３，６−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−（１−ナフチル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール、３−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール、３，６−ビス［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ベンゼン、９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール、１，４−ビス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−２，３，５，６−テトラフェニルベンゼン、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス（４−フェニルフェニル）アントラセン、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン、９，１０−ジフェニルアントラセン、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン、９，１０−ビス（４−メチル−１−ナフチル）アントラセン、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン、９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ジフェニル−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス（２−フェニルフェニル）−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス［（２，３，４，５，６−ペンタフェニル）フェニル］−９，９’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル、９，１０−ビス［４−（２，２−ジフェニルビニル）フェニル］アントラセン、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、ポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）、ポリ［Ｎ−（４−｛Ｎ’−［４−（４−ジフェニルアミノ）フェニル］フェニル−Ｎ’−フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］、ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン］、ポリ（９，９’−ジオクチルフルオレン−ｃｏ−Ｎ−（４−ブチルフェニル）ジフェニルアミン）、ポリ［２−メトキシ−５−（２’−エチルヘキシルオキシ）−１，４−フェニレンビニレン］、ポリ［２−メトキシ−５−（３’，７’−ジメチルオクチルオキシ）−１，４−フェニレンビニレン］、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン、４，４’，４’’−トリス（カルバゾール−９−イル）トリフェニルアミン、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン、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、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン、４−フェニル−３’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン、Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−Ｎ−｛９，９−ジメチル−２−［Ｎ’−フェニル−Ｎ’−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）アミノ］−９Ｈ−フルオレン−７−イル｝フェニルアミン、Ｎ−（９，９−ジメチル−２−ジフェニルアミノ−９Ｈ−フルオレン−７−イル）ジフェニルアミン、２−［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］スピロ−９，９’−ビフルオレン、４−フェニル−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン、４，４’−ジフェニル−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン、４−（１−ナフチル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン、４，４’−ジ（１−ナフチル）−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン、４−フェニルジフェニル−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）アミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンゼン−１，３−ジアミン、Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリフェニル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリス（９−フェニルカルバゾール−３−イル）ベンゼン−１，３，５−トリアミン、Ｎ−（４−ビフェニル）−Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン、Ｎ−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−アミン、９，９−ジメチル−Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］フルオレン−２−アミン、Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−アミン、２−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］スピロ−９，９’−ビフルオレン、２，７−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−スピロ−９，９’−ビフルオレン、Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−（４−フェニル）フェニルアニリン、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−９，９−ジメチルフルオレン−２，７−ジアミン、３−［４−（１−ナフチル）−フェニル］−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール、３−［４−（９−フェナントリル）−フェニル］−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール、３，３’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）、１，３−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ベンゼン、３，６−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）−９−フェニルカルバゾール、４−｛３−［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］フェニル｝ジベンゾフラン、４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾフラン）、１，３，５−トリ（ジベンゾチオフェン−４−イル）−ベンゼン、２，８−ジフェニル−４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ジベンゾチオフェン、４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］−６−フェニルジベンゾチオフェン又は４−［３−（トリフェニレン−２−イル）フェニル］ジベンゾチオフェンなどが挙げられる。これらの化合物は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いるようにしてもよい。
【００３５】
正孔輸送層６の平均厚さは、特に限定されないが、１〜５００ｎｍ程度であることが好ましく、５〜３００ｎｍ程度であることがより好ましく、１０〜２００ｎｍ程度であることがさらに好ましい。
また、正孔輸送層６は、単層構成であっても、２層以上が積層された積層構成であってもよい。
【００３６】
また、多層干渉を利用する形態であって、赤色、緑色または青色のうちの少なくとも１つまたは２つの色の表示を優先する形態では、正孔輸送層６の平均厚さは、１〜１５０ｎｍ程度であることが好ましく、１０〜１００ｎｍ程度であることがより好ましく、２１〜９５ｎｍ程度であることがさらに好ましい。また、上記とは異なる色の表示を優先する形態では、正孔輸送層６の平均厚さは、１５１ｎｍ〜３０８ｎｍ程度であることが好ましく、１７１〜２７５ｎｍ程度であることがより好ましく、１９２〜２３０ｎｍ程度であることがさらに好ましい。さらに、上記とは異なる色の表示を優先する形態では、正孔輸送層６の平均厚さは、３１０ｎｍ〜５００ｎｍ程度であることが好ましく、３４２〜４７０ｎｍ程度であることがより好ましく、３５１〜４５０ｎｍ程度であることがさらに好ましい。
【００３７】
このような正孔輸送層６は、湿式成膜法または乾式成膜法により形成することができる。
正孔輸送層６を湿式成膜法で形成する場合には、通常、正孔輸送材料を含有する液状組成物を各種塗布法により塗布し、得られた塗膜を乾燥する。塗布法としては、特に限定されないが、例えば、インクジェット法（液滴吐出法）、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法、凸版印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、ノズルプリント印刷法等が挙げられる。
一方、正孔輸送層６を乾式成膜法で形成する場合には、真空蒸着法、スパッタリング法等を好適に用いることができる。
【００３８】
［電子輸送層８］
電子輸送層８は、陰極５から電子を受け取り、発光層７まで効率的に輸送する機能を有する。また、電子輸送層８は、正孔の輸送を防止する機能を有していてもよい。
なお、電子輸送層８は、必要に応じて設けるようにすればよく、省略することもできる。
【００３９】
電子輸送層８の構成材料（電子輸送材料）としては、正孔輸送能より電子輸送能の高い材料を用いることが好ましい。かかる電子輸送材料としては、例えば、含窒素複素芳香族化合物のようなπ電子不足型複素芳香族または金属錯体等が挙げられ、例えば、キノリン配位子、ペリレン配位子、ベンゾキノリン配位子、オキサゾール配位子、またはチアゾール配位子を有する金属錯体、フラーレン、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体またはピリミジン誘導体等を好適に用いることができる。
【００４０】
電子輸送材料（有機半導体材料）の具体例としては、例えば、Ａｌｑ（トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ））、Ａｌｍｑ３（トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ））、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）、ビス（８−キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）、ビス［２−（２−ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）、ビス［２−（２−ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン、９−［４−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール、バソフェナントロリン、バソキュプロイン（ＢＣＰ）、１，３，５−トリ［（３−ピリジル）−フェン−３−イル］ベンゼン（ＴｐＰｙＰＢ）、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン、２−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ、ｈ］キノキサリン、２−［３’−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ、ｈ］キノキサリン、２−［４−（３，６−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン、７−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン、６−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン、４，６−ビス［３−（フェナントレン−９−イル）フェニル］ピリミジン、４，６−ビス［３−（４−ジベンゾチエニル）フェニル］ピリミジン、４，６−ビス［３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ピリミジンなどのジアジン、２−｛４−［３−（Ｎ−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−９Ｈ−カルバゾール−９−イル］フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン、３，５−ビス［３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ピリジン、１，３，５−トリ［３−（３−ピリジル）フェニル］ベンゼン、４，４’−ビス（５−メチルベンゾオキサゾール−２−イル）スチルベンのような低分子化合物、ポリ（２，５−ピリジンジイル）、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（ピリジン−３，５−ジイル）］、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（２，２’−ビピリジン−６，６’−ジイル）］のような高分子化合物が挙げられる。これらの化合物は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いるようにしてもよい。
【００４１】
また、電子輸送材料には、無機半導体材料を用いることもできる。一般に、無機半導体材料は、有機半導体材料より電子輸送能に優れる。このため、電子輸送層８を無機半導体材料で構成することにより、電子輸送層８中における電子の移動度を高め、発光層７への電子の注入効率を向上させることができる。
【００４２】
電子輸送層８の平均厚さは、特に限定されないが、５〜５００ｎｍ程度であることが好ましく、５〜２００ｎｍ程度であることがより好ましい。
また、電子輸送層８は、単層構成であっても、２以上が積層されたものであってもよい。
【００４３】
また、多層干渉を利用する形態であって、赤色、緑色または青色のうちの少なくとも１つまたは２つの色の表示を優先する形態では、電子輸送層８の平均厚さは、１〜１３０ｎｍ程度であることが好ましく、１２〜１２０ｎｍ程度であることがより好ましく、２１〜９１ｎｍ程度であることがさらに好ましい。また、上記とは異なる色の表示を優先する形態では、電子輸送層８の平均厚さは、１３１ｎｍ〜３０５ｎｍ程度であることが好ましく、１７１〜２７５ｎｍ程度であることがより好ましく、１９２〜２３０ｎｍ程度であることがさらに好ましい。さらに、上記とは異なる色の表示を優先する形態では、電子輸送層８の平均厚さは、３０７ｎｍ〜５００ｎｍ程度であることが好ましく、３４２〜４７０ｎｍ程度であることがより好ましく、３５１〜４５０ｎｍ程度であることがさらに好ましい。
【００４４】
このような電子輸送層８は、湿式成膜法または乾式成膜法により形成することができる。
電子輸送層８を湿式成膜法で形成する場合には、通常、上述の電子輸送材料を含有する液状組成物を各種塗布法により塗布し、得られた塗膜を乾燥する。塗布法としては、特に限定されないが、例えば、インクジェット法（液滴吐出法）、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法、凸版印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、ノズルプリント印刷法等が挙げられる。
一方、電子輸送層８を乾式成膜法で形成する場合には、真空蒸着法、スパッタリング法等を好適に用いることができる。
【００４５】
［発光層７］
発光層７は、正孔輸送層６および電子輸送層８から注入された正孔および電子の再結合により生じるエネルギーを利用して発光を生じさせる機能を有する。
発光層７は、発光性を有する発光性ナノ結晶（以下、単に「ナノ結晶」と言うこともある。）を含む。ナノ結晶は、励起光を吸収して蛍光または燐光を発光するナノサイズの結晶体（ナノ結晶の１次粒子）であり、例えば、透過型電子顕微鏡または走査型電子顕微鏡によって測定される最大粒子径が１００ｎｍ以下である結晶体である。
ナノ結晶は、例えば、所定の波長の光エネルギーや電気エネルギーにより励起され、蛍光または燐光を発することができる。
【００４６】
ナノ結晶は、６０５〜６６５ｎｍの波長範囲に発光ピークを有する光（赤色光）を発する赤色発光性の結晶であってよく、５００〜５６０ｎｍの波長範囲に発光ピークを有する光（緑色光）を発する緑色発光性の結晶であってよく、４２０〜４８０ｎｍの波長範囲に発光ピークを有する光（青色光）を発する青色発光性の結晶であってもよい。また、一実施形態において、発光層７は、これらのナノ結晶のうちの少なくとも１種を含む。
なお、ナノ結晶の発光ピークの波長は、例えば、紫外可視分光光度計を用いて測定される蛍光スペクトルまたは燐光スペクトルにおいて確認することできる。
【００４７】
赤色発光性のナノ結晶は、６６５ｎｍ以下、６６３ｎｍ以下、６６０ｎｍ以下、６５８ｎｍ以下、６５５ｎｍ以下、６５３ｎｍ以下、６５１ｎｍ以下、６５０ｎｍ以下、６４７ｎｍ以下、６４５ｎｍ以下、６４３ｎｍ以下、６４０ｎｍ以下、６３７ｎｍ以下、６３５ｎｍ以下、６３２ｎｍ以下または６３０ｎｍ以下の波長範囲に発光ピークを有することが好ましく、６２８ｎｍ以上、６２５ｎｍ以上、６２３ｎｍ以上、６２０ｎｍ以上、６１５ｎｍ以上、６１０ｎｍ以上、６０７ｎｍ以上または６０５ｎｍ以上の波長範囲に発光ピークを有することが好ましい。
これらの上限値および下限値は、任意に組み合わせることができる。なお、以下の同様の記載においても、個別に記載した上限値および下限値は任意に組み合わせ可能である。
【００４８】
緑色発光性のナノ結晶は、５６０ｎｍ以下、５５７ｎｍ以下、５５５ｎｍ以下、５５０ｎｍ以下、５４７ｎｍ以下、５４５ｎｍ以下、５４３ｎｍ以下、５４０ｎｍ以下、５３７ｎｍ以下、５３５ｎｍ以下、５３２ｎｍ以下または５３０ｎｍ以下の波長範囲に発光ピークを有することが好ましく、５２８ｎｍ以上、５２５ｎｍ以上、５２３ｎｍ以上、５２０ｎｍ以上、５１５ｎｍ以上、５１０ｎｍ以上、５０７ｎｍ以上、５０５ｎｍ以上、５０３ｎｍ以上または５００ｎｍ以上の波長範囲に発光ピークを有することが好ましい。
【００４９】
青色発光性のナノ結晶は、４８０ｎｍ以下、４７７ｎｍ以下、４７５ｎｍ以下、４７０ｎｍ以下、４６７ｎｍ以下、４６５ｎｍ以下、４６３ｎｍ以下、４６０ｎｍ以下、４５７ｎｍ以下、４５５ｎｍ以下、４５２ｎｍ以下または４５０ｎｍ以下の波長範囲に発光ピークを有することが好ましく、４５０ｎｍ以上、４４５ｎｍ以上、４４０ｎｍ以上、４３５ｎｍ以上、４３０ｎｍ以上、４２８ｎｍ以上、４２５ｎｍ以上、４２２ｎｍ以上または４２０ｎｍ以上の波長範囲に発光ピークを有することが好ましい。
【００５０】
ナノ結晶が発する光の波長（発光色）は、井戸型ポテンシャルモデルのシュレディンガー波動方程式の解によれば、ナノ結晶のサイズ（例えば、粒子径）に依存するが、ナノ結晶が有するエネルギーギャップ（バンドギャップ）にも依存する。そのため、構成材料およびサイズを変更することにより、ナノ結晶の発光色を選択（調節）することができる。
【００５１】
ナノ結晶は、半導体材料で構成されていればよく、各種構造とすることができる。例えば、ナノ結晶は、第１の半導体材料で構成されるコアのみから構成されてもよく、第１の半導体材料で構成されるコアと、このコアの少なくとも一部を被覆し、第１の半導体材料と異なる第２の半導体材料で構成されるシェルとを有する構成でもよい。換言すれば、ナノ結晶の構造は、コアのみからなる構造（コア構造）であってよく、コアとシェルとからなる構造（コア／シェル構造）であってもよい。
【００５２】
また、ナノ結晶は、第２の半導体材料で構成されるシェル（第１のシェル）の他に、このシェルの少なくとも一部を被覆し、第１および第２の半導体材料と異なる第３の半導体材料で構成されるシェル（第２のシェル）をさらに有していてもよい。換言すれば、ナノ結晶の構造は、コアと第１のシェルと第２のシェルとからなる構造（コア／シェル／シェル構造）であってもよい。
さらに、コアおよびシェルのそれぞれは、２種以上の半導体材料を含む混晶（例えば、ＣｄＳｅ＋ＣｄＳ、ＣＩＳ＋ＺｎＳ等）で構成されてもよい。
【００５３】
ナノ結晶は、ＩＩ−ＶＩ族半導体、ＩＩＩ−Ｖ族半導体、Ｉ−ＩＩＩ−ＶＩ族半導体、ＩＶ族半導体およびＩ−ＩＩ−ＩＶ−ＶＩ族半導体からなる群より選択される少なくとも１種の半導体材料で構成されることが好ましい。
【００５４】
具体的な半導体材料としては、例えば、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＺｎＯ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＣｄＳｅＳ、ＣｄＳｅＴｅ、ＣｄＳＴｅ、ＺｎＳｅＳ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＳＴｅ、ＨｇＳｅＳ、ＨｇＳｅＴｅ、ＨｇＳＴｅ、ＣｄＺｎＳ、ＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＣｄＨｇＳ、ＣｄＨｇＳｅ、ＣｄＨｇＴｅ、ＨｇＺｎＳ、ＨｇＺｎＳｅ、ＣｄＨｇＺｎＴｅ、ＣｄＺｎＳｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＴｅ、ＣｄＺｎＳＴｅ、ＣｄＨｇＳｅＳ、ＣｄＨｇＳｅＴｅ、ＣｄＨｇＳＴｅ、ＨｇＺｎＳｅＳ、ＨｇＺｎＳｅＴｅ、ＨｇＺｎＳＴｅ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、ＧａＮＰ、ＧａＮＡｓ、ＧａＮＳｂ、ＧａＰＡｓ、ＧａＰＳｂ、ＡｌＮＰ、ＡｌＮＡｓ、ＡｌＮＳｂ、ＡｌＰＡｓ、ＡｌＰＳｂ、ＩｎＮＰ、ＩｎＮＡｓ、ＩｎＮＳｂ、ＩｎＰＡｓ、ＩｎＰＳｂ、ＧａＡｌＮＰ、ＧａＡｌＮＡｓ、ＧａＡｌＮＳｂ、ＧａＡｌＰＡｓ、ＧａＡｌＰＳｂ、ＧａＩｎＮＰ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＮＳｂ、ＧａＩｎＰＡｓ、ＧａＩｎＰＳｂ、ＩｎＡｌＮＰ、ＩｎＡｌＮＡｓ、ＩｎＡｌＮＳｂ、ＩｎＡｌＰＡｓ、ＩｎＡｌＰＳｂ；ＳｎＳ、ＳｎＳｅ、ＳｎＴｅ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、ＳｎＳｅＳ、ＳｎＳｅＴｅ、ＳｎＳＴｅ、ＰｂＳｅＳ、ＰｂＳｅＴｅ、ＰｂＳＴｅ、ＳｎＰｂＳ、ＳｎＰｂＳｅ、ＳｎＰｂＴｅ、ＳｎＰｂＳＳｅ、ＳｎＰｂＳｅＴｅ、ＳｎＰｂＳＴｅ、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＣ、ＳｉＧｅ、ＡｇＩｎＳｅ２、ＣｕＧａＳｅ２、ＣｕＩｎＳ２、ＣｕＧａＳ２、ＣｕＩｎＳｅ２、ＡｇＩｎＳ２、ＡｇＧａＳｅ２、ＡｇＧａＳ２およびＣ等が挙げられる。
【００５５】
半導体材料は、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＺｎＯ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＡｇＩｎＳ２、ＡｇＩｎＳｅ２、ＡｇＩｎＴｅ２、ＡｇＧａＳ２、ＡｇＧａＳｅ２、ＡｇＧａＴｅ２、ＣｕＩｎＳ２、ＣｕＩｎＳｅ２、ＣｕＩｎＴｅ２、ＣｕＧａＳ２、ＣｕＧａＳｅ２、ＣｕＧａＴｅ２、Ｓｉ、Ｃ、ＧｅおよびＣｕ２ＺｎＳｎＳ４からなる群より選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。
これらの半導体材料で構成されるナノ結晶は、発光スペクトルの制御が容易であり、信頼性を確保しつつ、生産コストを低減し、量産性を向上させることができる。
【００５６】
赤色発光性のナノ結晶としては、例えば、ＣｄＳｅのナノ結晶；ＣｄＳｅのロッド状のナノ結晶；ＣｄＳのシェルとＣｄＳｅのコアとを備えるロッド状のナノ結晶；ＣｄＳのシェルとＺｎＳｅのコアとを備えるロッド状のナノ結晶；ＣｄＳのシェルとＣｄＳｅのコアとを備えるナノ結晶；ＣｄＳのシェルとＺｎＳｅのコアとを備えるナノ結晶；ＺｎＳのシェルとＩｎＰのコアとを備えるナノ結晶；ＺｎＳのシェルとＣｄＳｅのコアとを備えるナノ結晶；ＣｄＳｅとＺｎＳとの混晶のナノ結晶；ＣｄＳｅとＺｎＳとの混晶のロッド状のナノ結晶；ＩｎＰのナノ結晶；ＩｎＰのロッド状のナノ結晶；ＣｄＳｅとＣｄＳとの混晶のナノ結晶；ＣｄＳｅとＣｄＳとの混晶のロッド状のナノ結晶；ＺｎＳｅとＣｄＳとの混晶のナノ結晶；ＺｎＳｅとＣｄＳとの混晶のロッド状のナノ結晶等が挙げられる。
【００５７】
緑色発光性のナノ結晶としては、例えば、ＣｄＳｅのナノ結晶；ＣｄＳｅのロッド状のナノ結晶；ＺｎＳのシェルとＩｎＰのコアとを備えるナノ結晶；ＺｎＳのシェルとＣｄＳｅのコアとを備えるナノ結晶；ＣｄＳｅとＺｎＳとの混晶のナノ結晶；ＣｄＳｅとＺｎＳとの混晶のロッド状のナノ結晶等が挙げられる。
【００５８】
青色発光性のナノ結晶としては、例えば、ＺｎＳｅのナノ結晶；ＺｎＳｅのロッド状のナノ結晶；ＺｎＳのナノ結晶；ＺｎＳのロッド状のナノ結晶；ＺｎＳｅのシェルとＺｎＳのコアとを備えるナノ結晶；ＺｎＳｅのシェルとＺｎＳのコアとを備えるロッド状のナノ結晶；ＣｄＳのナノ結晶；ＣｄＳのロッド状のナノ結晶等が挙げられる。
【００５９】
黄色発光性のナノ結晶は、例えば、上記赤色発光性のナノ結晶と同様の材料で構成することができ、平均粒子径を調整することで黄色の光を発することができる。例えば、黄色領域として５７０〜５８０ｎｍの波長を含む光を発するナノ結晶は、上記赤色発光性のナノ結晶で列挙した、ＺｎＳのシェルとＣｄＳｅのコアとを備えるナノ結晶等と同等のコア／シェル構造を有するナノ結晶の平均粒子径を６．９〜７．７ｎｍに調整することにより得られる。
【００６０】
なお、ナノ結晶は、同一の化学組成であっても、それ自体の平均粒子径を設計することにより、ナノ結晶から発光させるべき色を赤色にも緑色にも変更することができる。
また、ナノ結晶は、それ自体として、人体等に対する悪影響が極力低いことが好ましい。したがって、カドミウム、セレン等が極力含まれないナノ結晶を選択して単独で用いるか、上記元素（カドミウム、セレン等）を含有するナノ結晶を用いる場合には、上記元素が極力少なくなるようにその他のナノ結晶と組み合わせて用いることが好ましい。
【００６１】
このようなナノ結晶の発光量子収率は、５〜７０％程度であることが好ましく、１０〜６０％程度であることがより好ましく、２０〜５０％程度であることがさらに好ましい。
また、ナノ結晶の発光スペクトルの半値全幅Ｗは、６０ｎｍ以下であることが好ましく、１０〜５０ｎｍ程度であることがより好ましく、１５〜４０ｎｍ程度であることがさらに好ましい。これにより、より色純度の高い光を得ることができる。
【００６２】
ナノ結晶の形状は、特に限定されず、任意の幾何学的形状であってもよく任意の不規則な形状であってもよい。ナノ結晶の形状としては、例えば、球状、正四面体状、楕円体状、角錐形状、ディスク状、枝状、網状、ロッド状等が挙げられる。しかしながら、ナノ結晶の形状としては、方向性の少ない形状（例えば、球状、正四面体状等）が好ましい。かかる形状のナノ結晶を用いることにより、発光層７を形成するための液状組成物（インク）の均一性および流動性をより高めることができる。
【００６３】
ナノ結晶の平均粒子径（体積平均径）は、５０ｎｍ以下であることが好ましく、４０ｎｍ以下であることがより好ましく、３０ｎｍ以下であることがさらに好ましく、２０ｎｍ以下であることが特に好ましい。かかる平均粒子径を有するナノ結晶は、所望の波長の光を発し易いことから好ましい。
また、ナノ結晶の平均粒子径は、１ｎｍ以上であることが好ましく、１．５ｎｍ以上であることがより好ましく、２ｎｍ以上であることがさらに好ましい。かかる平均粒子径を有するナノ結晶は、所望の波長の光を発し易いのみならず、発光層７を形成するための液状組成物への分散性および保存安定性を向上させ得ることからも好ましい。
【００６４】
ナノ結晶の平均粒子径（１次粒子径）は、一般的に、Ｉ：光散乱法、II：液体を用いた沈降式粒度測定法、III：電子顕微鏡によりナノ結晶を直接観察して実測する方法によって測定することができる。ただし、ナノ結晶は、水分などにより劣化しやすいため、IIIの方法が好適に用いられる。具体的には、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）または走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により任意の複数個のナノ結晶を直接観察し、投影二次元映像よる長短径比からそれぞれの粒子径を算出し、その平均値を求める。なお、ナノ結晶の大きさや形状は、その化学組成、構造、製造方法や製造条件等に依存すると考えられる。
【００６５】
ナノ結晶は、ナノ結晶に対して親和性を有する化合物（いわゆる、有機リガンド）を担持していてもよい。ナノ結晶に対して親和性を有する化合物とは、ナノ結晶に対して親和性の高い官能基を有する低分子化合物または高分子化合物である。
官能基としては、特に限定されないが、例えば、窒素原子、酸素原子、硫黄原子およびリン原子からなる群から選択される少なくとも１つを含む基であることが好ましい。かかる官能基の具体例としては、例えば、有機系硫黄基、有機系リン酸基、ピロリドン基、ピリジン基、アミノ基、アミド基、イソシアネート基、カルボニル基、水酸基等が挙げられる。
【００６６】
有機リガンドの市販品としては、例えば、ビックケミー社のディスパービック１３０、ディスパービック１６１、ディスパービック１６２、ディスパービック１６３、ディスパービック１７０、ディスパービック１７１、ディスパービック１７４、ディスパービック１８０、ディスパービック１８２、ディスパービック１８３、ディスパービック１８４、ディスパービック１８５、ディスパービック２０００、ディスパービック２００１、ディスパービック２０２０、ディスパービック２０５０、ディスパービック２０７０、ディスパービック２０９６、ディスパービック２１５０、ディスパービックＬＰＮ２１１１６、ディスパービックＬＰＮ６９１９エフカ社のエフカ４６、エフカ４７、エフカ４５２、エフカＬＰ４００８、エフカ４００９、エフカＬＰ４０１０、エフカＬＰ４０５０、ＬＰ４０５５、エフカ４００、エフカ４０１、エフカ４０２、エフカ４０３、エフカ４５０、エフカ４５１、エフカ４５３、エフカ４５４０、エフカ４５５０、エフカＬＰ４５６０、エフカ１２０、エフカ１５０、エフカ１５０１、エフカ１５０２、エフカ１５０３、ルーブリゾール社のソルスパース３０００、ソルスパース９０００、ソルスパース１３２４０、ソルスパース１３６５０、ソルスパース１３９４０、ソルスパース１７０００、１８０００、ソルスパース２００００、ソルスパース２１０００、ソルスパース２００００、ソルスパース２４０００、ソルスパース２６０００、ソルスパース２７０００、ソルスパース２８０００、ソルスパース３２０００、ソルスパース３６０００、ソルスパース３７０００、ソルスパース３８０００、ソルスパース４１０００、ソルスパース４２０００、ソルスパース４３０００、ソルスパース４６０００、ソルスパース５４０００、ソルスパース７１０００、味の素株式会社のアジスパーＰＢ７１１、アジスパーＰＢ８２１、アジスパーＰＢ８２２、アジスパーＰＢ８１４、アジスパーＰＮ４１１、アジスパーＰＡ１１１等が挙げられる。
【００６７】
また、発光層７は、ホスト材料を含んでもよい。ホスト材料は、発光層７に注入された正孔と電子との再結合の場を提供し、その分子上での正孔−電子対（励起子）の形成を促進する。この励起子（エキシトン）の励起エネルギーは、ナノ結晶に移動（フェルスター共鳴エネルギー移動）し、ナノ結晶が発光する。このような現象を利用することにより、発光層７の発光効率を向上させることができる。
【００６８】
ホスト材料としては、ナノ結晶のエネルギーギャップより大きなエネルギーギャップを有する化合物から選択して用いられる。さらに、ナノ結晶が燐光発光する場合、ホスト材料は、ナノ結晶の三重項励起エネルギー（基底状態と三重項励起状態とのエネルギー差）よりも三重項励起エネルギーの大きい化合物を選択することが好ましい。
【００６９】
ホスト材料の具体例としては、例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）、ビス（８−キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）、ビス［２−（２−ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）、ビス［２−（２−ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）、バソフェナントロリン、バソキュプロイン、２，６−ビス（３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル）ピリジン（２６ＤＣｚＰＰｙ）、９−［４−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール、９，１０−ジフェニルアントラセン、Ｎ，Ｎ−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン、４−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−｛４−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］フェニル｝−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン、６，１２−ジメトキシ−５，１１−ジフェニルクリセン、９−［４−（１０−フェニル−９−アントラセニル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール、３，６−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール、９−フェニル−３−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール、７−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−７Ｈ−ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール、６−［３−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン、９−フェニル−１０−｛４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）ビフェニル−４’−イル｝アントラセン、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン、９，９’−ビアントリル、９，９’−（スチルベン−３，３’−ジイル）ジフェナントレン、９，９’−（スチルベン−４，４’−ジイル）ジフェナントレン、１，３，５−トリ（１−ピレニル）ベンゼン、５，１２−ジフェニルテトラセンまたは５，１２−ビス（ビフェニル−２−イル）テトラセン等が挙げられる。これらの化合物は、１種を単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００７０】
また、ナノ結晶の平均粒子径をＲ［ｎｍ］とし、発光層７の平均厚さをＨ［ｎｍ］としたとき、Ｈ／Ｒが１．１〜１．８程度であることが好ましく、１．２〜１．７程度であることがより好ましく、１．３〜１．６程度であることがさらに好ましい。このような平均厚さを有する発光層７では、その厚さ方向にナノ結晶が積み重ならない状態（実質的に単層の状態）で存在する。このため、発光層７に注入された電子と正孔とが再結合に要する距離を短くすることができる。その結果、発光層７の発光効率をより向上させることができる。
【００７１】
発光層７の平均厚さの具体的な値は、ナノ結晶の平均粒子径によっても異なり、特に限定されないが、１〜１５０ｎｍ程度であることが好ましく、３〜５０ｎｍ程度であることがより好ましい。これにより、前記効果をより向上させることができる。
【００７２】
また、多層干渉を利用する形態であって、赤色、緑色または青色のうちの少なくとも１つまたは２つの色の表示を優先する形態では、発光層７の平均厚さは、１．５〜２１ｎｍ程度であることが好ましく、４〜１７．５ｎｍ程度であることがより好ましく、６〜１３ｎｍ程度であることがさらに好ましい。また、上記とは異なる色の表示を優先する形態では、発光層７の平均厚さは、２２ｎｍ〜３１ｎｍ程度であることが好ましく、２４〜３０ｎｍ程度であることがより好ましく、２５〜２９ｎｍ程度であることがさらに好ましい。さらに、上記とは異なる色の表示を優先する形態では、発光層７の平均厚さは、３１ｎｍ〜５０ｎｍ程度であることが好ましく、３４〜４７ｎｍ程度であることがより好ましく、３７〜４５．５ｎｍ程度であることがさらに好ましい。
【００７３】
このような発光層７は、湿式成膜法により形成することができ、ナノ結晶を含有する液状組成物を、各種塗布法を用いて供給し、得られた塗膜を乾燥する。
塗布法としては、特に限定されないが、例えば、インクジェット印刷法（ピエゾ方式またはサーマル方式の液滴吐出法）、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法、凸版印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、ノズルプリント印刷法等が挙げられる。
ここで、ノズルプリント印刷法とは、液状組成物をノズル孔から液柱としてストライプ状に塗布する方法である。
【００７４】
液状組成物は、インクジェット印刷法により好適に塗布することができる。特に、液状組成物は、ピエゾ方式のインクジェット印刷法により塗布することが好ましい。これにより、液状組成物を吐出する際の熱負荷を小さくすることができ、ナノ結晶自体に不具合が発生し難い。したがって、液状組成物の塗布に用いる好適な装置は、ピエゾ方式のインクジェットヘッドを有するインクジェットプリンターである。
【００７５】
なお、発光素子１は、さらに、例えば、正孔輸送層６および発光層７を区画する図示しないバンク（隔壁）を有していてもよい。
バンクの高さは、特に限定されないが、０．１〜５μｍ程度であることが好ましく、０．２〜４μｍ程度であることがより好ましく、０．２〜３μｍ程度であることがさらに好ましい。
【００７６】
バンクの開口の幅は、１０〜２００μｍ程度であることが好ましく、３０〜２００μｍ程度であることがより好ましく、５０〜１００μｍ程度であることがさらに好ましい。
バンクの開口の長さは、１０〜４００μｍ程度であることが好ましく、２０〜２００μｍ程度であることがより好ましく、５０〜２００μｍ程度であることがさらに好ましい。
また、バンクの傾斜角度は、１０〜１００°程度であることが好ましく、１０〜９０°程度であることがより好ましく、１０〜８０°程度であることがさらに好ましい。
【００７７】
このような発光素子１では、発光効率を向上させるとともに、高輝度な光を取り出しかつ長寿命化するためには、発光層７に多量の正孔および電子を効率よく注入することは勿論のこと、本発明者らの検討によれば、以下の点が重要であることが判明し、本発明を完成するに至った。具体的には、発光層７に注入される正孔と電子とを拮抗させること、特に発光層への電子の注入確率と発光層への正孔の注入確率とを調整すること（例えば、発光層７に正孔と電子とをほぼ同じタイミングでほぼ同量で注入すること）が重要であることが判明した。
【００７８】
すなわち、本発明では、発光層７に注入される正孔と発光層７に注入される電子とが拮抗するように設定した。これにより、発光層７中で励起子を極めて効率よく生成させることができる。
ここで、「拮抗」とは、発光層７全体において、正孔と電子とが相対抗し、両者の効果（量、密度、力など）が同時に働いて互いに束縛し合って、正孔−電子対（励起子）を形成している状態を言い、より具体的には、発光層７全体において、正孔の量と電子の量とが準安定的または安定的に釣りあって互いに束縛し合って、正孔−電子対（励起子）を形成している状態を言う。
【００７９】
この場合、特に、ほぼ同じタイミングで正孔と電子とが発光層７に注入されるようにすれば、励起子が発光層７の正孔輸送層６や電子輸送層８との界面または界面付近ではなく、厚さ方向の中央部で生成されるようになる。これにより、発光に寄与するナノ結晶の数を増大させることができ、よって、発光効率をより高めるとともに、高輝度での発光が可能であり、かつ長寿命な発光素子１を得ることができる。
【００８０】
発光層７に注入される正孔と電子とは、正孔輸送層６中の正孔の移動度（以下、単に「正孔移動度」とも言う。）および正孔輸送層６と発光層７との間の注入障壁（以下、単に「正孔注入障壁」とも言う。）の大きさのうちの少なくとも一方を調整するとともに、電子輸送層８中の電子の移動度（以下、単に「電子移動度」とも言う。）および電子輸送層８と発光層７との間の注入障壁（以下、単に「電子注入障壁」とも言う。）の大きさのうちの少なくとも一方を調整することにより拮抗するように設定することができる。
【００８１】
したがって、発光層７に注入される正孔と電子とが拮抗するように設定するには、Ｉ：正孔注入障壁の大きさと電子注入障壁の大きさとを調整すること、特に、正孔移動度と電子移動度とをほぼ等しく、かつ正孔注入障壁の大きさと電子注入障壁の大きさとをほぼ等しくすること、II：電子移動度を正孔移動度より大きく、かつ電子注入障壁の大きさを正孔注入障壁の大きさより大きくすること、III：正孔移動度を電子移動度より大きく、かつ正孔注入障壁の大きさを電子注入障壁の大きさより大きくすることにより行うことができる。
【００８２】
一般に、電子輸送材料の電子輸送能の方が正孔輸送材料の正孔輸送能より高い傾向にあるため、II：電子移動度を正孔移動度より大きく、かつ電子注入障壁の大きさを正孔注入障壁の大きさより大きくすることにより、正孔注入確率と電子注入確率とをほぼ等しくなるように設定することが好ましい。かかる構成によれば、発光層７に注入される正孔と電子とが拮抗するように比較的容易に設定することができる。
【００８３】
なお、「正孔注入障壁の大きさ」とは、発光層７の正孔受容体の価電帯の最高エネルギー順位（例えば、正孔受容体がホスト材料であればホスト材料のＨＯＭＯ（最高被占有分子軌道）のエネルギー準位であり、正孔受容体が発光性ナノ結晶であれば発光性ナノ結晶の価電帯の最高エネルギー順位である。）と正孔輸送層６を構成する正孔輸送材料のＨＯＭＯのエネルギー準位との差を指す。
一方、「電子注入障壁の大きさ」とは、発光層７の電子受容体の伝導帯の最低エネルギー順位（例えば、電子受容体がホスト材料であればホスト材料のＬＵＭＯ（最低未占有分子軌道）のエネルギー準位であり、電子受容体が発光性ナノ結晶であれば発光性ナノ結晶の伝導帯の最高エネルギー順位である。）と電子輸送層８を構成する電子輸送材料のＬＵＭＯのエネルギー準位との差を指す。
ここで、正孔受容体とは、発光層７において正孔輸送層６から注入される正孔を受容する物質のことを言い、電子受容体は、発光層７において電子輸送層８から注入される電子を受容する物質のことを言う。
【００８４】
このような発光素子１は、発光層７に注入される正孔（正孔注入確率Ｉｈ）と発光層７に注入される電子（電子注入確率Ｉｅ）との比であり、下記式で表される電荷注入比（ｒ）が−６＜ｒ＜６なる関係を満足することが好ましく、−３＜ｒ＜３なる関係を満足することがより好ましく、−１＜ｒ＜１なる関係を満足することがさらに好ましい。
【００８５】
電荷注入比ｒは、下記式で表される値である。
Ｉｈ＝μｈ・ｅｘｐ（（ＥＨＡＣ−ＨＯＭＯＨＴＬ）／ｋＴ）
Ｉｅ＝μｅ・ｅｘｐ（（ＬＵＭＯＥＴＬ−ＥＥＡＣ）／ｋＴ）
ｒ＝Ｌｏｇ１０（Ｉｈ÷Ｉｅ）
【００８６】
式中、μｈは、正孔輸送層６を構成する正孔輸送材料における正孔の移動度であり、μｅは、電子輸送層８を構成する電子輸送材料における電子の移動度であり、ＨＯＭＯＨＴＬは、正孔輸送材料のＨＯＭＯのエネルギー準位であり、ＬＵＭＯＥＴＬは、電子輸送材料のＬＵＭＯのエネルギー準位であり、ＥＨＡＣは、正孔受容体の価電帯における最高エネルギー準位であり、ＥＥＡＣは、電子受容体の伝導帯における最低エネルギー準位である。また、ｋは、ボルツマン定数（８．６１７×１０−５ｅＶ／Ｋ）であり、Ｔは、温度２９８Ｋである。］
【００８７】
発光層７に注入される正孔と電子との比（電荷注入比ｒ）を調整することで、両者が拮抗して励起子の形成を促進することができる。また、電荷注入比ｒが前記範囲を満足し、０（ゼロ）に近づく程、正孔注入確率と電子注入確率とがより近接した値になっていると判断することができる。したがって、電荷注入比ｒが前記範囲を満足するように設計された発光素子１は、高輝度な光を発するとともに、発光寿命が改善する。
【００８８】
また、発光層７における正孔受容体および電子受容体は、発光性ナノ結晶またはホスト材料であることが好ましい。
発光層７における正孔受容体および電子受容体のいずれもがナノ結晶である場合、正孔注入確率（正孔注入係数）Ｉｈと電子注入確率（電子注入係数）Ｉｅとの比である電荷注入比ｒは、下記式で表される値である。
Ｉｈ＝μｈ・ｅｘｐ（（ＥＨＱＤ−ＨＯＭＯＨＴＬ）／ｋＴ）
Ｉｅ＝μｅ・ｅｘｐ（（ＬＵＭＯＥＴＬ−ＥＥＱＤ）／ｋＴ）
ｒ＝Ｌｏｇ１０（Ｉｈ÷Ｉｅ）
【００８９】
式中、μｈは、正孔輸送層６を構成する正孔輸送材料における正孔の移動度であり、μｅは、電子輸送層８を構成する電子輸送材料における電子の移動度であり、ＨＯＭＯＨＴＬは、正孔輸送材料のＨＯＭＯのエネルギー準位であり、ＬＵＭＯＥＴＬは、電子輸送材料のＬＵＭＯのエネルギー準位であり、ＥＨＱＤは、発光用ナノ結晶の価電帯における最高エネルギー準位であり、ＥＥＱＤは、発光用ナノ結晶の伝導帯における最低エネルギー準位である。また、ｋは、ボルツマン定数（８．６１７×１０−５ｅＶ／Ｋ）であり、Ｔは、温度２９８Ｋである。
【００９０】
本発明に係る発光素子１において、発光層７に注入される正孔と電子との拮抗の設定は、正孔注入障壁の大きさと電子注入障壁の大きさとを調整することにより行われることが好ましい。これにより、発光層７中において正孔と電子との結合を促進させることができる。
【００９１】
前述したように、発光層７がナノ結晶に加えてホスト材料を含有し、発光層７における正孔受容体および電子受容体のいずれもがホスト材料である場合、正孔注入確率（正孔注入係数）Ｉｈと電子注入確率（電子注入係数）Ｉｅとの比である電荷注入比ｒは、下記式で表される値である。
Ｉｈ＝μｈ・ｅｘｐ（（ＨＯＭＯｈｏｓｔ−ＨＯＭＯＨＴＬ）／ｋＴ）
Ｉｅ＝μｅ・ｅｘｐ（（ＬＵＭＯＥＴＬ−ＬＵＭＯｈｏｓｔ）／ｋＴ）
ｒ＝Ｌｏｇ１０（Ｉｈ÷Ｉｅ）
【００９２】
式中、μｈは、正孔輸送層６を構成する正孔輸送材料における正孔の移動度であり、μｅは、電子輸送層８を構成する電子輸送材料における電子の移動度であり、ＨＯＭＯＨＴＬは、正孔輸送材料のＨＯＭＯのエネルギー準位であり、ＬＵＭＯＥＴＬは、電子輸送材料のＬＵＭＯのエネルギー準位であり、ＨＯＭＯｈｏｓｔは、ホスト材料のＨＯＭＯのエネルギー準位であり、ＬＵＭＯｈｏｓｔは、前記ホスト材料のＬＵＭＯのエネルギー準位である。また、ｋは、ボルツマン定数（８．６１７×１０−５ｅＶ／Ｋ）であり、Ｔは、温度２９８Ｋである。
【００９３】
電荷注入比ｒが前記範囲を満足し、０（ゼロ）に近づく程、正孔注入確率と電子注入確率とがより近接した値になっていると判断することができる。したがって、電荷注入比ｒが前記範囲を満足するように設計された発光素子１は、高輝度な光を発するとともに、発光寿命が改善する。
【００９４】
この場合、正孔移動度μｈの具体的な値は、特に限定されないが、１×１０−５ｃｍ２／Ｖｓ以上であることが好ましく、１×１０−４〜１×１０−２ｃｍ２／Ｖｓ程度であることがより好ましい。
また、正孔注入障壁の大きさ（ホスト材料のＨＯＭＯのエネルギー準位ＨＯＭＯｈｏｓｔと正孔輸送材料のＨＯＭＯのエネルギー準位ＨＯＭＯＨＴＬとの差：ＨＯＭＯｈｏｓｔ−ＨＯＭＯＨＴＬ）の具体的な値も、特に限定されないが、１ｅＶ以下であることが好ましく、０．４〜０．８ｅＶ程度であることがより好ましい。
【００９５】
一方、電子移動度μｅの具体的な値は、特に限定されないが、１×１０−５ｃｍ２／Ｖｓ以上であることが好ましく、１×１０−４〜１×１０−２ｃｍ２／Ｖｓ程度であることがより好ましい。
また、電子注入障壁の大きさ（電子輸送材料のＬＵＭＯのエネルギー準位ＬＵＭＯＥＴＬとホスト材料のＬＵＭＯのエネルギー準位ＬＵＭＯｈｏｓｔとの差：ＬＵＭＯＥＴＬ−ＬＵＭＯｈｏｓｔ）の具体的な値も、特に限定されないが、１ｅＶ以下であることが好ましく、０．４〜０．８ｅＶ程度であることがより好ましい。
【００９６】
以上のような範囲で、正孔移動度、正孔注入障壁の大きさ、電子移動度および電子注入障壁の大きさを調整することにより、発光層７に注入される正孔と電子とが拮抗するように、換言すれば正孔注入確率と電子注入確率とをほぼ等しくなるように確実に設定することができる。
なお、正孔輸送層６のＨＯＭＯのエネルギー準位が、電子輸送層８のＨＯＭＯエネルギー準位より高く、かつ正孔輸送層６のＬＵＭＯのエネルギー準位が、電子輸送層８のＬＵＭＯのエネルギー準位より高いことが好ましい。これにより、発光層７中において励起子を特に効果的に生成することができる。
【００９７】
また、発光素子１がトップエミッション型である場合、陽極４を光反射性を有する反射電極として構成し、発光素子１がボトムエミッション型である場合、陰極５を光反射性を有する反射電極として構成することができる。このような構成により、発光層７から発せられ、出射面と反対側に向かう光を陽極４または陰極５で反射して、出射面に向かうように光路変更することができる。このため、発光素子１から取り出される光の強度をより増大させ、より高輝度での発光を得ることができる。
【００９８】
この場合、陽極４または陰極５の構成材料としては、光を反射する反射率の高い材料が好適に用いられる。かかる材料としては、例えば、アルミニウム、銀、金、アルミニウム−リチウム合金、アルミニウム−ネオジウム合金、アルミニウム−シリコン合金等が挙げられる。また、陽極４または陰極５は、透明電極と反射電極とを組み合わせて構成するようにしてもよい。
【００９９】
ここで、一般に有機ＥＬ素子の発光層が発する光は、その発光スペクトルがブロードである。このため、有機ＥＬ素子では、陽極４と陰極５との間における多重干渉を利用したマイクロキャビティー効果を発現する構造（光学的微小共振器構造）を採用している。具体的には、陽極４と陰極５との離間距離や、陽極４と陰極５との間に配置された各層の屈折率を調整し、陽極４と陰極５との間で光を繰り返し反射させることにより、光路長が合致した波長の光のみを共振させて特定波長域の光を強調し、それ以外の光を減弱させる。その結果、急峻かつ高強度の発光スペクトルを有する光を、有機ＥＬ素子から外部に取り出す。
【０１００】
これに対して、本発明では、ナノ結晶が発する光を利用する。ナノ結晶が発する光は、そもそも急峻かつ高強度の発光スペクトルを有している。このため、発光素子１では、有機ＥＬ素子で要求される特にマイクロキャビティー効果を発揮させなくてもよい。換言すれば、発光素子１をマイクロキャビティー効果を発揮しないような構成とすることができる。
これにより、発光素子１の設計の自由度を高めることができる。また、発光層７から発せられた光が陽極４と陰極５との間で多重反射等されることを防止または抑制して、光が減衰する確率を大幅に低減することができる。その結果、発光素子１から取り出される光の強度をより増大させ、より高輝度でんお発光が得られる。
【０１０１】
かかる観点から、ナノ結晶が発する光のピークの半値全幅をＷ［ｎｍ］とし、陽極４と陰極５との平均離間距離をＤ［ｎｍ］としたとき、Ｄ／Ｗが１〜１０程度であることが好ましく、２〜７程度であることがより好ましい。このような関係を満たすように陽極４と陰極５との平均離間距離Ｄを設定すれば、発光層７が発した光の陽極４と陰極５との間での多重反射をより確実に低減または防止することができる。
【０１０２】
また、陽極４と陰極５との平均離間距離Ｄは、ナノ結晶が発する光のピーク波長の０．０５〜０．５倍程度であることが好ましく、０．０７〜０．３倍程度であることがより好ましい。これにより、発光層７が発した光の陽極４と陰極５との間での多重反射をさらに確実に低減または防止することができる。
このようなことから、陽極４と陰極５との平均離間距離Ｄの具体的な値は、５０〜５０００ｎｍ程度であることが好ましく、１００〜３０００ｎｍ程度であることがより好ましく、４００〜８００ｎｍ程度であることがさらに好ましい。
【０１０３】
また、下基板２と上基板３との間に位置する陽極４および陰極５を含む各層の平均屈折率および各層の平均厚さについては、発光層７および発光層７に対して観察側（光を取り出す側）と反対側に位置する各層の平均屈折率および膜厚が、下記条件式（Ａ）を満たすことが好ましい。
【０１０４】
【数１】
2019071249.tif 000003
【０１０５】
上記式（Ａ）中、ｎｋは、下基板２または上基板３（ｋ＝０）から発光層７（ｋ＝ｗ）までの積層順における各層の平均屈折率であり、ｋ番目の層の平均屈折率を表し、ｄｋは、下基板２または上基板３（ｋ＝０）から発光層７（ｋ＝ｗ）までの積層順における各層の平均厚さであり、ｋ番目の層の平均厚さを表し、ｍは、１以上の整数を表し、λは、発光層７で発生する光の各色のピーク波長±半値全幅の値を表す。
【０１０６】
例えば、図１に示す発光素子１をトップエミッション型とする場合、ｎ１が陽極４の平均屈折率、ｄ１が陽極４の平均厚さ、ｎ２が正孔輸送層６の平均屈折率、ｄ２が正孔輸送層６の平均厚さ、ｎ３が発光層７の平均屈折率、ｄ３が発光層の平均厚さを表す。一方、図１に示す発光素子１をボトムエミッション型とする場合、ｎ１が陰極５の平均屈折率、ｄ１が陰極５の平均厚さ、ｎ２が電子輸送層８の平均屈折率、ｄ２が電子輸送層８の平均厚さ、ｎ３が発光層７の平均屈折率、ｄ３が発光層７の平均厚さを表す。
【０１０７】
また、下基板２と上基板３との間に位置する陽極４および陰極５を含む各層の平均屈折率および各層の平均厚さは、下記条件式（Ｂ）を満たすことがより好ましい。
【０１０８】
【数２】
2019071249.tif 000004
【０１０９】
上記式（Ｂ）中、ｎａｑは、下基板２（ｑ＝０）から上基板３（ｑ＝ｖ＋１）までの積層順における各層の平均屈折率であり、ｑ番目の層の平均屈折率を表し、ｄａｑは、下基板２（ｑ＝０）から上基板３（ｑ＝ｖ＋１）までの積層順の各層の平均厚さであり、ｑ番目の層の平均厚さを表し、ｍは、１以上の整数を表し、λは、発光層７で発生する光の各色のピーク波長±半値全幅の値を表す。
【０１１０】
例えば、図４に示す発光素子１の場合、ｎａ１が陽極４の平均屈折率、ｄａ１が陽極４の平均厚さ、ｎａ２が正孔輸送層６の平均屈折率、ｄａ２が正孔輸送層６の平均厚さ、ｎａ３が発光層７の平均屈折率、ｄａ３が発光層７の平均厚さ、ｎａ４が電子輸送層８の平均屈折率、ｄａ４が電子輸送層８の平均厚さ、ｎａ５が陰極５の平均屈折率、ｄａ５が陰極５の平均厚さを表す。これにより、陽極４と陰極５との間に位置する各層において、発光層７が発した光が散乱、吸収等されることを防止または抑制することができる。その結果、発光素子１から取り出される光の強度をさらに増大させることができる。
【０１１１】
さらに、上基板２と下基板３との間に位置する陽極４および陰極５を含む各層の平均屈折率は、１．２〜２．３であることが好ましく、１．４〜２．２であることがより好ましい。低屈折率の層を形成する場合、当該層の平均屈折率が１．２〜１．５であることが好ましく、高屈折率の層を形成する場合、当該層の平均屈折率が１．６〜２．３であることが好ましい。
【０１１２】
なお、図４に示す発光素子１が上記条件式（Ａ）を満たす場合、赤色発光領域７Ｒ、緑色発光領域７Ｇおよび青色発光領域７Ｂ（必要により黄色発光領域７Ｙ）に対応する部分における各層の平均厚さが異なる。このため、かかる発光素子１では、各発光領域に対応する部分同士の境界部に段差が生じる構成でもよい。
また、陽極４と陰極５を含む各層とは、上基板２と下基板３との間に形成される全ての層を言い、例えば、陽極、正孔輸送層、正孔注入層、発光層、電子注入層、電子輸送層、陰極等が挙げられる。
【０１１３】
＜発光素子の製造方法＞
発光素子の製造方法は、液状組成物を支持体上に供給して塗膜を形成し、塗膜を乾燥することにより発光層７を形成する工程（以下、「発光層形成工程」とも称する。）を有している。液状組成物は、ナノ結晶を分散媒に分散させることにより調製される。
【０１１４】
分散媒としては、特に限定されないが、例えば、トルエン、キシレン、エチルベンゼンのような芳香族炭化水素化合物、酢酸フェニル、安息香酸メチル、安息香酸エチルのような芳香族エステル化合物、ジメトキシベンゼン、メトキシトルエン、エチルフェニルエーテルのような芳香族エーテル化合物、アセトフェノン、プロピオフェノン、４’−メチルアセトフェノンのような芳香族ケトン化合物、ペンタン、ヘキサン、オクタンのような脂肪族炭化水素化合物、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチルのような脂肪族エステル化合物、テトラヒドロフラン、ジオキサン、プロピレングリコール−１−モノメチルエーテルアセテートのような脂肪族エーテル化合物、ジイソブチルケトン、シクロヘプタノン、イソホロンのような脂肪族ケトン化合物、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールのようなアルコール化合物、Ｎ−ジメチルアセトアミド、２−ピロリドン、Ｎ−メチルピロリドンのようなアミド化合物、水、ジメチルスルホキシド、アセトンのような他の化合物等が挙げられる。これらの化合物は、１種を単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【０１１５】
液状組成物中に含まれるナノ結晶の量は、５０質量％以下であることが好ましく、０．０１〜３０質量％程度であることがより好ましく、０．１〜１０質量％程度であることがさらに好ましい。液状組成物中に含まれるナノ結晶の量を前記範囲に設定することにより、液状組成物を液滴吐出法により吐出する場合には、その吐出安定性をより向上させることができる。また、ナノ結晶同士が凝集し難くなり、発光層７の発光効率を高めることもできる。
【０１１６】
なお、支持体は、図１に示す構成では、正孔輸送層６または電子輸送層８であるが、製造目的の発光素子１の層構成によって異なる。
例えば、陽極４、正孔輸送層６、発光層７および陰極５で構成される発光素子１を製造する場合には、支持体は、正孔輸送層６または陰極５である。また、陽極４、発光層７、電子輸送層８および陰極５で構成される発光素子１を製造する場合には、支持体は、陽極４または電子輸送層８である。
このように、支持体としては、陽極４、正孔輸送層６、電子輸送層８または陰極５であり得る。なお、支持体は、好ましくは陽極４または正孔輸送層６であり、より好ましくは正孔輸送層６である。
【０１１７】
なお、支持体には、前述したようなバンクを形成してもよい。バンクを形成することにより、支持体上の所望の箇所にのみ発光層７を形成することができる。
例えば、液滴吐出法では、液状組成物を液滴吐出ヘッドのノズル孔から間欠的に支持体上に所定のパターンで吐出する。液滴吐出法によれば、高い自由度で描画パターニングを行うことができる。中でも、ピエゾ方式の液滴吐出法によれば、分散媒の選択性を高めることができるとともに、液状組成物に対する熱負荷を低減することができる。
【０１１８】
この際、液状組成物の吐出量は、特に限定されないが、１〜５０ｐＬ／回であることが好ましく、１〜３０ｐＬ／回であることがより好ましく、１〜２０ｐＬ／回であることがさらに好ましい。
また、ノズル孔の開口径は、５〜５０μｍ程度であることが好ましく、１０〜３０μｍ程度であることがより好ましい。これにより、ノズル孔の目詰まりを防止しつつ、吐出精度を高めることができる。
【０１１９】
塗膜を形成する際の温度は、特に限定されないが、１０〜５０℃程度であることが好ましく、１５〜４０℃程度であることがより好ましく、１５〜３０℃程度であることがさらに好ましい。かかる温度で液滴を吐出するようにすれば、液状組成物中に含まれる各種成分（ナノ結晶、有機リガンド、ホスト材料等）の結晶化を抑制することができる。
【０１２０】
また、塗膜を形成する際の相対湿度も、特に限定されないが、０．０１ｐｐｍ〜８０％程度であることが好ましく、０．０５ｐｐｍ〜６０％程度であることがより好ましく、０．１ｐｐｍ〜１５％程度であることがさらに好ましく、１ｐｐｍ〜１％程度であることが特に好ましく、５〜１００ｐｐｍ程度であることが最も好ましい。
相対湿度が前記下限値以上であると、塗膜を形成する際の条件の制御が容易となることから好ましい。一方、相対湿度が前記上限値以下であると、得られる発光層７に悪影響を及ぼし得る塗膜に吸着する水分量を低減することができることから好ましい。
【０１２１】
得られた塗膜を乾燥することにより、発光層７が得られる
乾燥は、室温（２５℃）で放置して行っても、加熱することにより行ってもよい。乾燥を加熱により行う場合、乾燥温度は、特に限定されないが、４０〜１５０℃程度であることが好ましく、４０〜１２０℃程度であることがより好ましい。
【０１２２】
また、乾燥は、減圧下で行うことが好ましく、０．００１〜１００Ｐａの減圧下で行うことがより好ましい。
さらに、乾燥時間は、１〜９０分であることが好ましく、１〜３０分であることがより好ましい。
【０１２３】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の発光素子の第２実施形態について説明する。
以下、第２実施形態の発光素子について説明するが、前記第１実施形態の発光素子との相違点を中心に説明し、同様の事項は、その説明を省略する。
図２は、本発明の発光素子の第２実施形態を模式的に示す断面図である。
【０１２４】
図２に示すように、第２実施形態の発光素子１は、さらに正孔注入層９および電子注入層１０を有し、それ以外は、第１実施形態の発光素子１と同様である。
正孔注入層９は、陽極４と正孔輸送層６との間に設けられ、電子注入層１０は、陰極５と電子輸送層８との間に設けられている。
【０１２５】
［正孔注入層９］
正孔注入層９は、陽極４から供給された正孔を受け取り、正孔輸送層６に注入する機能を有する。
なお、正孔注入層９は、必要に応じて設けるようにすればよく、省略することもできる。
【０１２６】
正孔注入層９の構成材料（正孔注入材料）としては、特に限定されないが、例えば、銅フタロシアニンのようなフタロシアニン化合物；４，４’，４’’−トリス［フェニル（ｍ−トリル）アミノ］トリフェニルアミンのようなトリフェニルアミン誘導体；１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレンヘキサカルボニトリル、２，３，５，６−テトラフルオロ−７，７，８，８−テトラシアノ−キノジメタンのようなシアノ化合物；ジピラジノ［２，３−ｆ：２’，３’−ｈ］キノキサリン−２，３，６，７，１０，１１−ヘキサカルボニトリル（ＨＡＴ−ＣＮ）のようなキノキサリン誘導体；酸化バナジウム、酸化モリブデンのような金属酸化物；アモルファスカーボン；ポリアニリン（エメラルディン）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ）、ポリピロールのような高分子等が挙げられる。
【０１２７】
これらの中でも、正孔注入材料としては、高分子であることが好ましく、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳであることがより好ましい。また、低分子の正孔注入材料としては、ジピラジノ［２，３−ｆ：２’，３’−ｈ］キノキサリン−２，３，６，７，１０，１１−ヘキサカルボニトリルが好ましい。
また、上述の正孔注入材料は、単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【０１２８】
正孔注入層９の平均厚さは、特に限定されないが、０．１〜５００ｎｍ程度であることが好ましく、１〜３００ｎｍ程度であることがより好ましく、２〜２００ｎｍ程度であることがさらに好ましい。
また、正孔注入層９は、単層構成であっても、２層以上が積層された積層構成であってもよい。
【０１２９】
また、多層干渉を利用する形態であって、赤色、緑色または青色のうちの少なくとも１つまたは２つの色の表示を優先する形態では、正孔注入層９の平均厚さは、１〜１５０ｎｍ程度であることが好ましく、１０〜１００ｎｍ程度であることがより好ましく、２１〜９５ｎｍ程度であることがさらに好ましい。また、上記とは異なる色の表示を優先する形態では、正孔注入層９の平均厚さは、１５３ｎｍ〜３１０ｎｍ程度であることが好ましく、１８１〜２６５ｎｍ程度であることがより好ましく、１９２〜２３５ｎｍ程度であることがさらに好ましい。さらに、上記とは異なる色の表示を優先する形態では、正孔注入層９の平均厚さは、３１５ｎｍ〜５００ｎｍ程度であることが好ましく、３４８〜４７３ｎｍ程度であることがより好ましく、３６１〜４５１ｎｍ程度であることがさらに好ましい。
【０１３０】
このような正孔注入層９は、湿式成膜法または乾式成膜法により形成することができる。
正孔注入層９を湿式成膜法で形成する場合には、通常、上述の正孔注入材料を含有する液状組成物を各種塗布法により塗布し、得られた塗膜を乾燥する。塗布法としては、特に限定されないが、例えば、インクジェット法（液滴吐出法）、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法、凸版印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、ノズルプリント印刷法等が挙げられる。
一方、正孔注入層９を乾式成膜法で形成する場合には、真空蒸着法、スパッタリング法等を好適に用いることができる。
【０１３１】
［電子注入層１０］
電子注入層１０は、陰極５から供給された電子を受け取り、電子輸送層８に注入する機能を有する。
なお、電子注入層１０は、必要に応じて設けるようにすればよく、省略することもできる。
【０１３２】
電子注入層１０の構成材料（電子注入材料）としては、特に制限されないが、例えば、Ｌｉ２Ｏ、ＬｉＯ、Ｎａ２Ｓ、Ｎａ２Ｓｅ、ＮａＯのようなアルカリ金属カルコゲナイド；ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＢｅＯ、ＢａＳ、ＭｇＯ、ＣａＳｅのようなアルカリ土類金属カルコゲナイド；ＣｓＦ、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＬｉＣｌ、ＫＣｌ、ＮａＣｌのようなアルカリ金属ハライド；８−ヒドロキシキノリノラトリチウム（Ｌｉｑ）のようなアルカリ金属塩；ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＳｒＦ２、ＭｇＦ２、ＢｅＦ２のようなアルカリ土類金属ハライド等が挙げられる。
【０１３３】
これらの中でも、アルカリ金属カルコゲナイド、アルカリ土類金属ハライド、アルカリ金属塩であることが好ましい。
また、上述の電子注入材料は、単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【０１３４】
電子注入層１０の平均厚さは、特に限定されないが、１〜５００ｎｍ程度であることが好ましく、５〜３００ｎｍ程度であることがより好ましく、１０〜２００ｎｍ程度であることがさらに好ましい。
また、電子注入層１０は、単層構成であっても、２層以上が積層された積層構成であってもよい。
【０１３５】
また、多層干渉を利用する形態であって、赤色、緑色または青色のうちの少なくとも１つまたは２つの色の表示を優先する形態では、電子注入層１０の平均厚さは、１．５〜１５１ｎｍ程度であることが好ましく、８〜１３０ｎｍ程度であることがより好ましく、１４〜９４ｎｍ程度であることがさらに好ましい。また、上記とは異なる色の表示を優先する形態では、電子注入層１０の平均厚さは、１５２ｎｍ〜３１０ｎｍ程度であることが好ましく、１８２〜２６７ｎｍ程度であることがより好ましく、１９２〜２３６ｎｍ程度であることがさらに好ましい。さらに、上記とは異なる色の表示を優先する形態では、電子注入層１０の平均厚さは、３１１ｎｍ〜５００ｎｍ程度であることが好ましく、３３８〜４６３ｎｍ程度であることがより好ましく、３４１〜４３３ｎｍ程度であることがさらに好ましい。
【０１３６】
このような電子注入層１０は、湿式成膜法または乾式成膜法により形成することができる。
電子注入層１０を湿式成膜法で形成する場合には、通常、上述の電子注入材料を含有する液状組成物を各種塗布法により塗布し、得られた塗膜を乾燥する。塗布法としては、特に限定されないが、例えば、インクジェット法（液滴吐出法）、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法、凸版印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、ノズルプリント印刷法等が挙げられる。
一方、電子注入層１０を乾式成膜法で形成する場合には、真空蒸着法、スパッタリング法等を好適に用いることができる。
【０１３７】
このような第２実施形態の発光素子１においても、前記第１実施形態の発光素子１と同様の作用・効果が発揮される。
特に、第２実施形態の発光素子１では、正孔注入層９および電子注入層１０を設けることにより、正孔輸送層６および電子輸送層８を介した発光層７への正孔および電子の注入効率を高めることができる。その結果、発光層７の発光効率をより向上させ、高輝度での発光が可能であり、かつ長寿命な発光素子１が得られる。
【０１３８】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の発光素子の第３実施形態について説明する。
以下、第３実施形態の発光素子について説明するが、前記第１および第２実施形態の発光素子との相違点を中心に説明し、同様の事項は、その説明を省略する。
図３は、本発明の発光素子の第３実施形態を模式的に示す断面図である。
【０１３９】
図３に示すように、第３実施形態の発光素子１は、さらに正孔ブロック層１１を有し、それ以外は、前記第１実施形態の発光素子１と同様である。
正孔ブロック層１１は、発光層７と電子輸送層８との間に設けられている。
正孔ブロック層１１は、正孔輸送層６から注入された正孔が発光層７を通過し、電子輸送層８へ移動することを規制する機能を有する。正孔ブロック層１１を設けることにより、発光層７中で電子と再結合できなかった正孔を電子輸送層８へ逃すことなく、発光層７中に留めることができる。発光層７中に留まる正孔は、再度電子との再結合の機会を得ることができる。このため、正孔が無駄にならず、よって、発光層７の発光効率をより向上させることができる。
【０１４０】
正孔ブロック層１１の構成材料（正孔ブロック材料）としては、上記電子輸送材料を好適に使用することができる。これらの化合物は、１種を単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【０１４１】
正孔ブロック層１１の平均厚さは、特に限定されないが、１〜５００ｎｍ程度であることが好ましく、５〜３００ｎｍ程度であることがより好ましく、１０〜２００ｎｍ程度であることがさらに好ましい。
また、正孔ブロック層１１は、単層構成であっても、２層以上が積層された積層構成であってもよい。
【０１４２】
このような正孔ブロック層１１は、湿式成膜法または乾式成膜法により形成することができる。
正孔ブロック層１１を湿式成膜法で形成する場合には、通常、上述の正孔ブロック材料を含有する液状組成物を各種塗布法により塗布し、得られた塗膜を乾燥する。塗布法としては、特に限定されないが、例えば、インクジェット法（液滴吐出法）、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法、凸版印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、ノズルプリント印刷法等が挙げられる。
一方、正孔ブロック層１１を乾式成膜法で形成する場合には、真空蒸着法、スパッタリング法等を好適に用いることができる。
【０１４３】
このような第３実施形態の発光素子１においても、前記第１実施形態の発光素子１と同様の作用・効果が発揮される。
特に、第３実施形態の発光素子１では、正孔ブロック層１１を設けることにより、正孔を発光層７中に留め、発光層７の発光効率のさらなる向上を図ることができる。その結果、より高輝度での発光が可能な発光素子１が得られる
【０１４４】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の発光素子の第４実施形態について説明する。
以下、第４実施形態の発光素子について説明するが、前記第１〜第３実施形態の発光素子との相違点を中心に説明し、同様の事項は、その説明を省略する。
図４は、本発明の発光素子の第４実施形態を模式的に示す断面図である。
【０１４５】
図４に示すように、第４実施形態の発光素子１は、発光層７が赤色の光（６０５〜６６５ｎｍ程度）を発する赤色発光領域７Ｒと、緑色の光（５００〜５６０ｎｍ程度）を発する緑色発光領域７Ｇと、青色の光（４２０〜４８０ｎｍ程度）を発する青色発光領域７Ｂと、黄色の光（５７０〜５９０ｎｍ程度）を発する黄色発光領域７Ｙとを備え、それ以外は、前記第１実施形態の発光素子１と同様である。
【０１４６】
赤色発光領域７Ｒは、赤色発光性のナノ結晶を含有し、緑色発光領域７Ｇは、緑色発光性のナノ結晶を含有し、青色発光領域７Ｂは、青色発光性のナノ結晶を含有し、黄色発光領域７Ｙは、黄色発光性のナノ結晶を含有する。
このような構成により、発光素子１は、フルカラー表示が可能となっている。特に、黄色発光領域７Ｙを設けることにより、青色発光領域７Ｂが発する青色光の強度が小さい場合でも、補色の関係にある黄色発光領域７Ｙが発する黄色光が青色光を引き立て（補色調和し）、青色発光領域７Ｂを視認し易くすることができる。また、発光素子１の発光色の色域を増大させることができ、発光素子１を画像表示装置に適用すれば、より鮮明な画像を表示することができる。
【０１４７】
また、青色発光領域７Ｂの視認性を高める観点からは、Ｉ：発光素子１の平面視において、青色発光領域７Ｂの面積を他の発光領域（特に、赤色発光領域７Ｒ、緑色発光領域７Ｇ）の面積より大きくするか、II：青色発光領域７Ｂ中に含まれるナノ結晶の量を他の発光領域（特に、赤色発光領域７Ｒ、緑色発光領域７Ｇ）中に含まれるナノ結晶の量より多くすることが好ましい。これらの場合、黄色発光領域７Ｙを省略するようにしてもよい。
【０１４８】
なお、Ｉの場合、青色発光領域７Ｂの面積は、他の発光領域の面積の１．１〜２倍程度であることが好ましく、１．３〜１．７倍程度であることがより好ましい。IIの場合、青色発光領域７Ｂ中に含まれるナノ結晶の量は。他の発光領域中に含まれるナノ結晶の量の１．１〜３倍程度であることが好ましく、１．５〜２．５倍程度であることがより好ましい。
【０１４９】
このような第４実施形態の発光素子１においても、前記第１実施形態の発光素子１と同様の作用・効果が発揮される。
特に、第４実施形態の発光素子１では、発光層７が複数色の発光領域を備えることにより、フルカラー表示が可能である。
また、本実施形態では、発光領域７Ｒ、７Ｇ、７Ｂおよび７Ｙ同士の間での混色を防止するために、前述したバンクをブラックマトリックスとして構成してもよい。
さらに、発光領域７Ｒ、７Ｇ、７Ｂおよび７Ｙのうちの１つまたは２つの発光領域を省略するようにしてもよい。
【０１５０】
＜画像表示装置＞
次に、本発明の画像表示装置について説明する。
図５は、本発明の画像表示装置の実施形態を示す概略図、図６および図７は、それぞれトランジスタ層の回路構成を示す概略図である。
図５に示す画像表示装置は、黄色発光領域７Ｙが省略された第４実施形態の発光素子１と、トランジスタ層７００とを有している。発光素子１がトップエミッション型である場合、トランジスタ層７００は、図５に示すように、下基板２と陽極４との間に配置される。
【０１５１】
図６に示すように、トランジスタ層７００は、Ｒ、Ｇ、Ｂで示される画素電極を構成する陽極４への電流の供給を制御する信号線駆動回路および走査線駆動回路と、これらの回路の作動を制御する制御回路と、信号線駆動回路に接続された複数の信号線７０６と、走査線駆動回路に接続された複数の走査線７０７とを備えている。
また、各信号線７０６と各走査線７０７との交差部近傍には、図７に示すように、コンデンサ７０１と、駆動トランジスタ７０２と、スイッチングトランジスタ７０８とが設けられている。
【０１５２】
コンデンサ７０１は、一方の電極が駆動トランジスタ７０２のゲート電極に接続され、他方の電極が駆動トランジスタ７０２のソース電極に接続されている。
駆動トランジスタ７０２は、ゲート電極がコンデンサ７０１の一方の電極に接続され、ソース電極がコンデンサ７０１の他方の電極および駆動電流を供給する電源線７０３に接続され、ドレイン電極が発光素子１の陽極４に接続されている。
【０１５３】
スイッチングトランジスタ７０８は、ゲート電極が走査線７０７に接続され、ソース電極が信号線７０６に接続され、ドレイン電極が駆動トランジスタ７０２のゲート電極に接続されている。
また、本実施形態において、共通電極７０５は、発光素子１の陰極５を構成している。
なお、駆動トランジスタ７０２およびスイッチングトランジスタ７０８は、例えば、薄膜トランジスタ等で構成することができる。
【０１５４】
走査線駆動回路は、走査線７０７を介して、スイッチングトランジスタ７０８のゲート電極に走査信号に応じた走査電圧を供給または遮断し、スイッチングトランジスタ７０８のオンまたはオフする。これにより、走査線駆動回路は、信号線駆動回路が信号電圧を書き込むタイミングを調整する
一方、信号線駆動回路は、信号線７０６およびスイッチングトランジスタ７０８を介して、駆動トランジスタ７０２のゲート電極に映像信号に応じた信号電圧を供給または遮断し、発光素子１に供給する信号電流の量を調整する。
【０１５５】
したがって、走査線駆動回路から走査電圧がスイッチングトランジスタ７０８のゲート電極に供給され、スイッチングトランジスタ７０８がオンすると、信号線駆動回路から信号電圧がスイッチングトランジスタ７０８のゲート電極に供給される。
このとき、この信号電圧に対応したドレイン電流が電源線７０３から信号電流として発光素子１に供給される。その結果、発光素子１は、供給される信号電流に応じて発光する。
【０１５６】
なお、画像表示装置１００は、ボトムエミッション型とすることもでき、この場合、トランジスタ層は、例えば、上基板３と陰極５との間に配置される。また、この場合、陰極５が画素電極Ｒ，Ｇ、Ｂを構成し、陽極４が共通電極７０５を構成する。
また、トランジスタ層７００は、陽極４および陰極５のうちの一方の電極のみと電気的に接続されてもよし、双方の電極と電気的に接続されてもよい。
【０１５７】
以上、本発明の発光素子および画像表示装置について説明したが、本発明は、前述した実施形態の構成に限定されるものではない。
例えば、本発明の発光素子および画像表示装置は、それぞれ、前述した実施形態に構成において、他の任意の構成を追加して有していてもよいし、同様の機能を発揮する任意の構成と置換されていてよい。
【０１５８】
また、本発明では、各層の積層順を反転させてもよい。例えば、図１に示す発光素子１において、下基板２上に、順次、陰極５、電子輸送層８、発光層７、正孔輸送層６および陽極４を積層してもよい。
さらに、本発明では、前記第１〜第４実施形態のうちの任意の２以上の構成を組み合わせるようにしてもよい。
【実施例】
【０１５９】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
１．ホスト材料、正孔輸送材料および電子輸送材料
実施例で使用した材料の構造を以下に示す。
【０１６０】
＜ホスト材料＞
【化１】
2019071249.tif 000005
【０１６１】
＜正孔輸送材料＞
【化２】
2019071249.tif 000006
【０１６２】
【化３】
2019071249.tif 000007
【０１６３】
【化４】
2019071249.tif 000008
【０１６４】
【化５】
2019071249.tif 000009
【０１６５】
＜電子輸送材料＞
【化６】
2019071249.tif 000010
【０１６６】
【化７】
2019071249.tif 000011
【０１６７】
また、各材料のＨＯＭＯのエネルギー準位、ＬＵＭＯのエネルギー準位、および各材料における電荷移動度を、以下の表１に示す。
【表１】
2019071249.tif 000012
【０１６８】
２．発光素子の製造
（発光素子１）
まず、陽極として平均厚さ１５０ｎｍのＩＴＯ膜が形成されたガラス基板を用意した。このガラス基板をチャンバー内に収容し、ＩＴＯ膜上に、真空蒸着法を用いて１×１０−４Ｐａの減圧下に、下記式で示されるジピラジノ［２，３−ｆ：２’，３’−ｈ］キノキサリン−２，３，６，７，１０，１１−ヘキサカルボニトリル（ＨＡＴ−ＣＮ）を成膜した。これにより、平均厚さ３０ｎｍの正孔注入層（ＨＩＬ）を形成した。
【０１６９】
【化８】
2019071249.tif 000013
【０１７０】
次に、この正孔注入層上に、真空蒸着法を用いて１×１０−４Ｐａの減圧下に、上記ＮＰＢを成膜した。これにより、平均厚さ３０ｎｍ正孔輸送層（ＨＴＬ）を形成した。その後、真空チャンバー内を大気圧に戻し、得られた積層体をチャンバーから取り出した。
【０１７１】
次に、乾燥窒素置換されたグローブボックス中で、平均粒子径７．６ｎｍのＣｄＳｅ／ＺｎＳコア・シェル型のナノ結晶をヘキサン中に分散させた分散液をスピンコートし、真空乾燥させて成膜した。これにより、平均厚さ１０ｎｍの発光層を形成した。なお、発光層の厚さは、透過型電子顕微鏡を用いて積層体の断面を観察することにより行った。また、ナノ結晶の発光ピークの波長は、５８０ｎｍ、発光ピークの半値全幅は、３０ｎｍであった。
【０１７２】
その後、積層体を、再度、チャンバー内に収容し、発光層上に、真空蒸着法を用いて１×１０−４Ｐａの減圧下に、上記ＢＣＰを成膜した。これにより、平均厚さ３５ｎｍの電子輸送層（ＥＴＬ）を形成した。次いで、同条件で、下記式で示される８−ヒドロキシキノリノラトリチウム（Ｌｉｑ）とアルミニウム（Ａｌ）とを順次成膜した。これにより、平均厚さ０．５ｎｍの電子注入層（ＥＩＬ）と、平均厚さ８０ｎｍの陰極とを形成した。
その後、チャンバー内を大気圧に戻し、得られた積層体をチャンバーから取り出し、発光素子を得た。
【０１７３】
【化９】
2019071249.tif 000014
【０１７４】
（発光素子２）
前記発光素子１と同様のナノ結晶と上記２６ＤＣｚＰＰｙ（ホスト材料）とを、質量比１：４でヘキサン中に分散させた分散液に変更したこと以外は、前記発光素子１と同様にして、発光層を形成し、発光素子を製造した。なお、透過型電子顕微鏡を用いて積層体の断面を観察すると、発光層の平均厚さは、１５ｎｍであった。
【０１７５】
（発光素子３〜６）
正孔輸送材料と電子輸送材料とを、以下の表２に示すように変更したこと以外は、前記発光素子１と同様にして、発光素子を製造した。
【０１７６】
【表２】
2019071249.tif 000015
【０１７７】
３．発光素子の評価
３−１．発光の確認
得られた各発光素子に、直流電圧を印加して１００ｃｄ／ｍ２の輝度で発光させた。その結果、全ての発光素子において、約５８０ｎｍの波長にピークを有する光が確認された。
【０１７８】
３−２．発光寿命の測定および評価
得られた各発光素子について、初期輝度１００ｃｄ／ｍ２が５０％になるまでの時間を計測した。なお、発光素子１の発光寿命を１００％とし、他の発光素子の発光寿命の相対値を求め、以下の基準に従って評価した。
【０１７９】
◎：５％以上の上昇
○：５％未満の上昇
△：同等
×：５％以上の低下
この評価結果を表３に示す。
【０１８０】
【表３】
2019071249.tif 000016
【０１８１】
発光素子１と発光素子２との比較により、ホスト材料を用いても用いなくても、ほぼ同等の発光寿命であることが確認できた。
発光素子３の発光寿命は、発光素子２の発光寿命に対して大幅に改善された。
発光素子４の発光寿命は、発光素子２の発光寿命に対して改善が見られた。
発光素子５の発光寿命は、発光素子４の発光寿命と同等であった。
発光素子６の発光寿命は、発光素子３の発光寿命に対して大幅に短くなった。
【０１８２】
以上のように、正孔輸送層と発光層との間における軌道準位のエネルギーギャップ（注入障壁の大きさ）および電子輸送層と発光層との間における軌道準位のエネルギーギャップ（注入障壁の大きさ）を小さくし、かつ正孔輸送層中の正孔の移動度と電子輸送層中の電子の移動度との差をより小さくすることにより、高輝度での発光が可能であり、かつ長寿命な発光素子を製造することができた。
【符号の説明】
【０１８３】
１          発光素子
２          下基板
３          上基板
４          陽極
５          陰極
６          正孔輸送層
７          発光層
７Ｒ        赤色発光領域
７Ｇ        緑色発光領域
７Ｂ        青色発光領域
７Ｙ        黄色発光領域
８          電子輸送層
９          正孔注入層
１０        電子注入層
１１        正孔ブロック層
１２        反射層
７００      トランジスタ層
７０１      コンデンサ
７０２      駆動トランジスタ
７０５      共通電極
７０６      信号線
７０７      走査線
７０８      スイッチングトランジスタ
【図１】
2019071249.tif 000017
【図２】
2019071249.tif 000018
【図３】
2019071249.tif 000019
【図４】
2019071249.tif 000020
【図５】
2019071249.tif 000021
【図６】
2019071249.tif 000022
【図７】
2019071249.tif 000023