(57)【要約】エレクトロルミネセント素子および発光層ならびにその用途である。この発光層は、少なくとも１つのナノ結晶半導体材料と、少なくとも１つのエキシプレックスとを含み、エキシプレックスの発光スペクトルは、ナノ結晶半導体材料の励起スペクトルと少なくとも部分的に重なっており、エキシプレックスの励起状態の減衰寿命は、ナノ結晶半導体材料の励起状態の減衰寿命よりも長い。発光層の発光過程において、遅延蛍光のエキシプレックスが生成することで、エネルギーを効率良くナノ結晶半導体材料へ移動でき、高発光効率のＯＬＥＤ素子の、安定した発光層が得られる。
2020530195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのナノ結晶半導体材料と、少なくとも１つのエキシプレックスとを含む、エレクトロルミネセント素子の発光層であって、
前記エキシプレックスの発光スペクトルが、前記ナノ結晶半導体材料の励起スペクトルと少なくとも部分的に重なっており、前記エキシプレックスの励起状態の減衰寿命が、前記ナノ結晶半導体材料の励起状態の減衰寿命よりも長いことを特徴とする、エレクトロルミネセント素子の発光層。
【請求項２】
請求項１に記載のエレクトロルミネセント素子の発光層であって、前記エキシプレックスの励起状態の減衰寿命が、前記ナノ結晶半導体材料の励起状態の減衰寿命の５倍よりも長いことを特徴とする、エレクトロルミネセント素子の発光層。
【請求項３】
請求項２に記載のエレクトロルミネセント素子の発光層であって、前記ナノ結晶半導体材料の励起状態の減衰寿命が１ｎｓから１００ｎｓの範囲であり、前記エキシプレックスの励起状態の減衰寿命が０．５μｓから１００μｓの範囲であることを特徴とする、エレクトロルミネセント素子の発光層。
【請求項４】
請求項１に記載のエレクトロルミネセント素子の発光層であって、前記エキシプレックスの発光ピーク値波長（emission peak value wavelength）が、前記ナノ結晶半導体材料の発光ピーク値波長よりも短いことを特徴とする、エレクトロルミネセント素子の発光層。
【請求項５】
請求項１に記載のエレクトロルミネセント素子の発光層であって、前記エキシプレックスの一重項状態と三重項状態とのエネルギー準位差が０．５ｅＶ未満であることを特徴とする、エレクトロルミネセント素子の発光層。
【請求項６】
請求項１に記載のエレクトロルミネセント素子の発光層であって、前記エキシプレックスが２つの有機材料から成り、２つの有機材料のそれぞれの三重項状態エネルギー準位が、前記エキシプレックスの三重項状態エネルギー準位よりも高いことを特徴とする、エレクトロルミネセント素子の発光層。
【請求項７】
請求項６に記載のエレクトロルミネセント素子の発光層であって、前記の２つの有機材料の一方の有機材料の分子構造が、少なくとも１つの電子供与体を含み、前記の２つの有機材料のもう一方の有機材料の分子構造が、少なくとも１つの電子受容体を含むことを特徴とする、エレクトロルミネセント素子の発光層。
【請求項８】
請求項７に記載のエレクトロルミネセント素子の発光層であって、前記電子供与体が、置換基のある、または置換基のないカルバゾール基、置換基のある、または置換基のない芳香族アミン基、置換基のある、または置換基のないフェノキサジン基、置換基のある、または置換基のないフェノチアジン基、置換基のある、または置換基のない９，１０−ジヒドロアクリジン（dihydracridine）基、置換基のある、または置換基のないインドロカルバゾール基、および、置換基のある、または置換基のないインデノカルバゾール基より任意に選ばれ、上記のいずれの基においても、前記置換基が環状または非環状であることを特徴とする、エレクトロルミネセント素子の発光層。
【請求項９】
請求項７に記載のエレクトロルミネセント素子の発光層であって、前記電子受容体が、ニトリル基、置換基のある、または置換基のないカルボニル基、置換基のある、または置換基のないベンゾフェノン基、置換基のある、または置換基のないスルホニル基、置換基のある、または置換基のないホスフィニル基、置換基のある、または置換基のないトリアジン基、置換基のある、または置換基のないピリジン基、置換基のある、または置換基のないピリミジン基、置換基のある、または置換基のないピラジン基、置換基のある、または置換基のないオキサジアゾール基、置換基のある、または置換基のないトリアゾール基、置換基のある、または置換基のないキサントン基、置換基のある、または置換基のないイミダゾール基、置換基のある、または置換基のないチアゾール基、置換基のある、または置換基のないオキサゾール基、および、置換基のある、または置換基のない９Ｈ−チオキサンテン−９−オン−１０，１０−ジオキシド基より任意に選ばれ、上記のいずれの基においても、前記置換基が環状または非環状であることを特徴とする、エレクトロルミネセント素子の発光層。
【請求項１０】
請求項６に記載のエレクトロルミネセント素子の発光層であって、前記エキシプレックスを成す２つの有機材料のモル比が３：７から７：３であることを特徴とする、エレクトロルミネセント素子の発光層。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載のエレクトロルミネセント素子の発光層であって、前記ナノ結晶半導体材料が、ＩＩ〜ＶＩ族ナノ結晶半導体材料、ＩＩＩ〜Ｖ族ナノ結晶半導体材料、ＩＶ〜ＶＩ族ナノ結晶半導体材料、ペロブスカイト結晶型のナノ結晶半導体材料、および、単一の、または様々な炭素族元素から成るナノ結晶半導体材料の、１つ以上より任意に選ばれることを特徴とする、エレクトロルミネセント素子の発光層。
【請求項１２】
請求項１１に記載のエレクトロルミネセント素子の発光層であって、前記ナノ結晶半導体材料が、ＩＩ〜ＶＩ族の、ＣｄＳｅ、ＣｄＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ、ＣｄＴｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＺｎＳ、ＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＺｎＳｅＳ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＴｅＳ、ＣｄＳｅＳ、ＣｄＳｅＴｅ、ＣｄＴｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＴｅ、ＣｄＺｎＳＴｅ、ＣｄＳｅＳＴｅ、ＺｎＳｅＳＴｅ、およびＣｄＺｎＳｅＳＴｅ；ＩＩＩ〜Ｖ族の、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、およびＩｎＡｓＰ；ＩＶ〜ＶＩ族の、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、ＰｂＳｅＳ、ＰｂＳｅＴｅ、およびＰｂＳＴｅ；ペロブスカイト結晶構造型の有機金属ハロゲン化物半導体材料 ＡＢＸ３  （式中、Ａは有機基またはアルカリ金属元素であり、Ｂは金属元素であり、Ｘはハロゲン元素である）；および、炭素ナノ結晶、ケイ素ナノ結晶、および炭化ケイ素ナノ結晶の、１つ以上より任意に選ばれることを特徴とする、エレクトロルミネセント素子の発光層。
【請求項１３】
請求項１から１０のいずれか１項に記載のエレクトロルミネセント素子の発光層であって、前記発光層中の前記ナノ結晶半導体材料の質量百分率が１％から９９％の範囲であることを特徴とする、エレクトロルミネセント素子の発光層。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか１項に記載の発光層を持つエレクトロルミネセント素子。
【請求項１５】
ディスプレーまたは照明装置における、請求項１４に記載のエレクトロルミネセント素子の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置の技術分野に関し、より詳しくは、エレクトロルミネセント素子および発光層ならびにその用途に関する。
【背景技術】
【０００２】
ナノ結晶半導体材料（ナノ結晶としても知られる）は、限られた数の原子から成り、ナノメートルサイズの少なくとも２次元の大きさを持つ。その外観は微小な点または棒／線に似ている。内部の電子運動は２次元空間に限られている。量子閉じ込め効果は非常に顕著である。光または電気で励起すると、ナノ結晶半導体材料は、非常に半値幅の狭い（一般に、半値幅は４０ｎｍ未満）スペクトルを発すると考えられる。発光色は主に粒径によって決まる。この発光は、高い光色純度、高い発光量子効率、安定した性能などの特徴を持つ。
【０００３】
ナノ結晶半導体材料は、高い発光効率、制御可能な発光色、高い色純度などの長所により、次世代ディスプレー技術において非常に大きな潜在的用途がある。励起方式には、一般に、フォトルミネッセンス方式とエレクトロルミネッセンス方式が含まれる。フォトルミネッセンス方式では、照明分野、ＬＣＤディスプレーバックライトモジュールなどに用いられる励起光源として、主に青色光ＬＥＤが使用される。エレクトロルミネセント素子は照明およびディスプレーの分野に応用可能で、特に、ディスプレーとしてより広い用途が見込まれる。
【０００４】
成長著しい発光装置として、ナノ結晶半導体材料で作られたエレクトロルミネセント素子が近年注目を集めている。通常、エレクトロルミネセント素子は少なくとも、第１電極層と、第２電極層と、第１電極層と第２電極層との間の発光層とを含む。量子封じ込め効果の特性により、ナノ結晶半導体材料で作られた発光層を持つエレクトロルミネセントダイオードは、ＱＬＥＤ（Ｑは、量子の意を表し、具体的な発光材料は、ドット状、棒状、または線状の材料を含むと考えられる）とも呼ばれる。
【０００５】
従来のＯＬＥＤと比べ、ＱＬＥＤは、優れた色純度、明るさ、可視角などの特性を持つ。ナノ結晶半導体材料は、印刷用資材（例えば、インキ）調製用の溶媒に分散させることができ、溶液法による製造に適しており、印刷、転写、スピンコーティング、スクレープコーティング、その他の方法による発光フィルムの製造に使用可能であり、大面積溶液処理を実現する。インクジェット印刷法と同様のドロップオンデマンド法を用いると、発光材料を必要量に従って所定の位置に正確に置き、堆積させることで、緻密なピクセルフィルム構造を形成して、大型のカラーＱＬＥＤディスプレースクリーンを製造することができる。このような特性により、ナノ結晶半導体材料で作られた発光層を持つＱＬＥＤは、固体照明、パネルディスプレー等の分野において幅広い用途が可能であり、学界および産業界で広く注目を集めている。
【０００６】
ナノ結晶半導体材料の改良およびＱＬＥＤデバイス構造の弛まぬ最適化により、既存のＱＬＥＤデバイスの性能は格段に向上したが、その発光効率は、工業的生産の要求にはまだ応えられていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】中国特許出願公開第１０６９９７９２７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、エレクトロルミネセント素子の発光層の提示が必要である。この発光層は、ナノ結晶半導体材料を使用し、発光効率が高く、工業的生産および利用に適したものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
エレクトロルミネセント素子の発光層は、少なくとも１つのナノ結晶半導体材料と、少なくとも１つのエキシプレックスとを含む。
【００１０】
エキシプレックスの発光スペクトルは、ナノ結晶半導体材料の励起スペクトルと、少なくとも一部が重なっており、エキシプレックスの励起状態の減衰寿命は、ナノ結晶半導体材料の励起状態の減衰寿命よりも長い。
【００１１】
本発明の原理および長所は以下のとおりである。
【００１２】
ナノ結晶半導体材料の長所を基にして、ナノ結晶半導体材料で作られた発光層を持つエレクトロルミネセントダイオード（ＱＬＥＤ）の発光効率を改善するため、本発明では多くの研究および分析を行う。
【００１３】
まず、ＯＬＥＤのＨＴＬおよびＥＴＬを直接用いて、ＱＬＥＤ素子の発光層に合うものを捜したが、性能は望ましいものでないことが分かった。その理由は、ナノ結晶半導体材料のＨＯＭＯおよびＬＵＭＯが深く、発光層への正孔および電子の注入に非常に大きな効率差があり、発光層内の電子と正孔の数量がアンバランスで、材料が不安定となり、不具合が生じることである。従って、既存のＱＬＥＤ素子の寿命が比較的短いことの主な理由の１つは、発光層内の電流キャリヤ濃度の甚だしい不均衡によるものと結論することができる。従って、適切な補助材料を発光層に導入して正孔と電子の注入を受け入れるようにすれば、発光層内の正孔と電子の数量のバランスが良くなると考えられる。しかし、解決すべき重要な問題、即ち、新たに導入した補助材料からナノ結晶半導体材料へどのようにして効率良くエネルギーを移動させるか、という問題がある。
【００１４】
更に、ナノ結晶半導体材料は、カラーフィルタ／色変換フィルムへの応用には成功しており、ナノ結晶半導体材料の安定性が良いことは示されているが、これは、（一重項状態）励起子に関して、ナノ結晶半導体材料のエネルギーが非常に安定していることを本質的に意味している。従って、エネルギー供与体材料上で電子と正孔とを対にして励起子を生成し、エネルギー供与体材料上の励起子のエネルギーをナノ結晶半導体材料へ移動させ、また、ナノ結晶半導体材料をエネルギー受容体として使用できるならば、効率の良い安定したＱＬＥＤ素子を得ることが期待できる。
【００１５】
以上より、ＱＬＥＤ発光効率の改善には、エネルギーを効率良くナノ結晶半導体材料へ移動することのできるエネルギー供与体材料の発見が鍵となる。発明者の研究および分析より、Forster共鳴エネルギー移動（ＦＲＥＴ）による、エネルギー供与体材料からナノ結晶半導体材料への効率良いエネルギー移動には、次の２つの主要条件を満たす必要があることが分かった。
【００１６】
（１）エネルギー供与体材料の発光スペクトルが、ナノ結晶半導体材料の励起スペクトルと大きく重なっている。
【００１７】
（２）エネルギー供与体材料の励起状態の減衰寿命が、ナノ結晶半導体材料の励起状態の減衰寿命よりも著しく長くなければならない。
【００１８】
第１の条件について、一般にナノ結晶半導体材料は幅広い励起スペクトルを持つため、ナノ結晶半導体材料の励起スペクトルと大きく重なる発光スペクトルを持つエネルギー供与体材料は簡単に見つけることができる。
【００１９】
第２の条件が鍵であり、ＱＬＥＤ素子の性能向上の主な課題である。これまでの報文において使用されている主要材料の大半は、エレクトロルミネセント素子内の全エネルギーを効率良く利用または移動することができず、デバイス効率は乏しい。発明者の分析から、その理由は主に次にあることが分かった。ひとつに、有機染料の大半はエレクトロルミネセント素子内の一重項状態エネルギーしか利用できず、三重項状態エネルギーは、禁制遷移のため光を発することができず、または、効率良いエネルギー移動を行うことができない。もうひとつに、ナノ結晶半導体材料の蛍光励起状態の寿命はｎｓのレベルであり、殆どの有機材料の一重項状態の減衰寿命もｎｓのレベルである（例えば、ＰＶＫ）。これでは効率良いエネルギー移動を行うための第２条件を満たすことができず、大半の有機材料は、ナノ結晶半導体材料に関して良い主要材料とはならない。
【００２０】
上記の研究に基づき、本発明では、独創的に、遅延蛍光を発することのできるエキシプレックスを、ナノ結晶半導体材料で作られた発光層へ応用する。エキシプレックスの励起状態の減衰寿命は、ナノ結晶半導体材料の励起状態の減衰寿命よりも長く、エキシプレックスの発光スペクトルは、ナノ結晶半導体材料の励起スペクトルと少なくとも部分的に重なっており、これらは２つの主要条件に適っている。一方、遅延蛍光を発するエキシプレックスは、エレクトロルミネセント素子内の一重項状態エネルギーと三重項状態エネルギーを高効率で同時に利用できるため、素子の発光効率が更に改善する。従って、本発明の発光層の発光過程では、遅延蛍光を発するエキシプレックスが、正孔と電子がエネルギー準位のより深いナノ結晶半導体材料へ直接注入されるのを防ぎ、またはそれを少なくして、エネルギーをナノ結晶半導体材料へ効率良く移動させることで、安定かつ発光効率の高い、ＬＥＤ素子の発光層を得ることができる。
【００２１】
更に、遅延蛍光を発するエキシプレックスは、単分子構造の従来の遅延蛍光材料とは全く異なる発光メカニズムを持つ。エキシプレックスを生成する２つの有機材料のそれぞれは、本来、遅延蛍光特性を持たない、即ち、エキシプレックスを生成する２つの有機材料のそれぞれは、本来、遅延蛍光材料ではないが、共存状態でのみ、エキシプレックスを生成する２つの有機材料は遅延蛍光を発することができる。単分子構造の遅延蛍光材料の発光過程は分子内での電荷移動を伴い、遅延蛍光エキシプレックスの発光過程は異なる分子間での電荷移動を伴う。更に、単分子構造の遅延蛍光材料に比べ、エキシプレックスは高い柔軟性を示し、次のような長所を持つ。発光層内の電荷のバランスを取るために、エキシプレックスを生成する２つの有機分子の比を調整することで、発光層内の電子と正孔の相対濃度を調節することができる。エネルギーバンドギャップの大きい単分子構造の遅延蛍光材料（例えば、青色発光遅延蛍光材料）を励起する際、分子内の電荷移動が分子内の化学結合を切断し、材料の劣化が起きることがあるが、遅延蛍光エキシプレックスを生成する２つの有機材料の間には化学結合がないため、２種類の分子間の電荷移動は化学結合の切断を生じない。
【００２２】
本発明において、エキシプレックスとナノ結晶半導体材料のそれぞれの励起状態が複数の減衰寿命値を持つ場合、ナノ結晶半導体材料の励起状態の減衰寿命よりも長い、エキシプレックスの励起状態の減衰寿命とは、エキシプレックスの遅い減衰過程の減衰寿命が、ナノ結晶半導体材料の速い減衰過程の減衰寿命よりも長いことを指す。
【００２３】
ある実施形態において、エキシプレックスの励起状態の減衰寿命は、ナノ結晶半導体材料の励起状態の減衰寿命の５倍よりも長く、望ましくは１０倍よりも長い。
【００２４】
ある実施形態において、ナノ結晶半導体材料の励起状態の減衰寿命は１ｎｓから１００ｎｓの範囲であり、エキシプレックスの励起状態の減衰寿命は０．５μｓから１００μｓの範囲である。
【００２５】
本発明において、エキシプレックスの脱励起過程に速い過程と遅い過程が共存する場合、エキシプレックスの励起状態の減衰寿命とは、遅い過程における、１μｓを下回らない減衰寿命を指す。
【００２６】
ある実施形態において、エキシプレックスの一重項状態と三重項状態とのエネルギー準位差は０．５ｅＶ未満、望ましくは０．３ｅＶ未満である。
【００２７】
ある実施形態において、エネルギー移動を更に確実にするため、エキシプレックスの発光ピーク値波長（emission peak value wavelength）は、ナノ結晶半導体材料のそれよりも短い。
【００２８】
ある実施形態において、エキシプレックスは２つの有機材料から成る。２つの有機材料のそれぞれの三重項状態エネルギー準位は、エキシプレックスの三重項状態エネルギー準位よりも高い。遅延蛍光エキシプレックスを成す２つの有機材料は、エレクトロルミネセント素子内の電流キャリヤバランスが良くなり、発光効率が改善するよう、電子と正孔の輸送能力が良好である。
【００２９】
ある実施形態において、２つの有機材料の一方の有機材料の分子構造は、少なくとも１つの電子供与体を含み、２つの有機材料のもう一方の有機材料の分子構造は、少なくとも１つの電子受容体を含む。
【００３０】
ある実施形態において、電子供与体は、置換基のある、または置換基のないカルバゾール基、置換基のある、または置換基のない芳香族アミン基、置換基のある、または置換基のないフェノキサジン基、置換基のある、または置換基のないフェノチアジン基、置換基のある、または置換基のない９，１０−ジヒドロアクリジン（dihydracridine）基、置換基のある、または置換基のないインドロカルバゾール基、および、置換基のある、または置換基のないインデノカルバゾール基より任意に選ばれる。上記のいずれの基においても、置換基は環状または非環状である。
【００３１】
電子受容体は、ニトリル基、置換基のある、または置換基のないカルボニル基、置換基のある、または置換基のないベンゾフェノン基、置換基のある、または置換基のないスルホニル基、置換基のある、または置換基のないホスフィニル基、置換基のある、または置換基のないトリアジン基、置換基のある、または置換基のないピリジン基、置換基のある、または置換基のないピリミジン基、置換基のある、または置換基のないピラジン基、置換基のある、または置換基のないオキサジアゾール基、置換基のある、または置換基のないトリアゾール基、置換基のある、または置換基のないキサントン基、置換基のある、または置換基のないイミダゾール基、置換基のある、または置換基のないチアゾール基、置換基のある、または置換基のないオキサゾール基、および、置換基のある、または置換基のない９Ｈ−チオキサンテン−９−オン−１０，１０−ジオキシド基より任意に選ばれる。上記のいずれの基においても、置換基は環状または非環状である。
【００３２】
望ましくは、電子供与体は、置換基のある、または置換基のないカルバゾール基、および、置換基のある、または置換基のない芳香族アミン基より任意に選ばれる。電子受容体は、置換基のある、または置換基のないホスフィニル基、置換基のある、または置換基のないトリアジン基、および、置換基のある、または置換基のないピリジン基より任意に選ばれる。
【００３３】
ある実施形態において、電子供与体および／または電子受容体は、芳香族化合物上に置換基を持つ。より望ましくは、芳香族化合物はベンゼンである。
【００３４】
ある実施形態において、遅延蛍光エキシプレックスを生成する２つの有機材料のモル比（または分子数比）は３：７から７：３、望ましくは５：５である。
【００３５】
ある実施形態において、ナノ結晶半導体材料は、ＩＩ〜ＶＩ族ナノ結晶半導体材料、ＩＩＩ〜Ｖ族ナノ結晶半導体材料、ＩＶ〜ＶＩ族ナノ結晶半導体材料、ペロブスカイト結晶型のナノ結晶半導体材料、および、単一の、または様々な炭素族元素から成るナノ結晶半導体材料の、１つ以上より任意に選ばれる。
【００３６】
ある実施形態において、ナノ結晶半導体材料は、ＩＩ〜ＶＩ族の、ＣｄＳｅ、ＣｄＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ、ＣｄＴｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＺｎＳ、ＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＺｎＳｅＳ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＴｅＳ、ＣｄＳｅＳ、ＣｄＳｅＴｅ、ＣｄＴｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＴｅ、ＣｄＺｎＳＴｅ、ＣｄＳｅＳＴｅ、ＺｎＳｅＳＴｅ、およびＣｄＺｎＳｅＳＴｅ；ＩＩＩ〜Ｖ族の、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、およびＩｎＡｓＰ；ＩＶ〜ＶＩ族の、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、ＰｂＳｅＳ、ＰｂＳｅＴｅ、およびＰｂＳＴｅ；ペロブスカイト結晶構造型の有機金属ハロゲン化物半導体材料  ＡＢＸ３  ｛式中、Ａは、有機基（ＣＨ３ＮＨ３、ＣＨ３ＣＨ２ＮＨ３、ＮＨ２ＣＨ＝ＮＨ２など。但し、これらに限定しない）、またはアルカリ金属元素（Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓなど。但し、これらに限定しない）であり、Ｂは金属元素（Ｐｂなど。但し、これに限定しない）であり、Ｘはハロゲン族元素（Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉなど。但し、これらに限定しない）である｝；および、炭素ナノ結晶、ケイ素ナノ結晶、および炭化ケイ素ナノ結晶の、１つ以上より任意に選ばれる。
【００３７】
ある実施形態において、ナノ結晶半導体材料は、コア−シェル型のものであり、シングルコア構造およびマルチコア構造が含まれる。具体的には、均一な１元素要素（１つの元素から成る要素を指す）のシングルコア構造、均一な２元素要素（２つの元素から成る要素を指す）のシングルコア構造、均一な多元素要素（３つ以上の元素から成る要素を指す）のシングルコア構造、元素濃度が段階的に変化する多元素要素から成るシングルコア構造、２元素要素から成る個別のコア−シェル構造、多元素要素から成る個別のコア−シェル構造、および、多元素要素から成る段階的コア−シェル構造が含まれる。
【００３８】
ある実施形態において、発光層中のナノ結晶半導体材料の質量百分率は１％から９９％の範囲、望ましくは４０％から９０％の範囲である。
【００３９】
ある実施形態において、低極性溶媒に溶解させるため、ナノ結晶半導体材料の外側に有機配位子を加えても良い。有機配位子は、酸配位子、チオール配位子、アミン配位子、（オキシ）ホスフィン配位子、リン脂質、ホスファチジルコリン、ポリビニルピリジンなどの１つ以上（但し、これらに限定しない）を含む。酸配位子は、カプリン酸、ウンデシレン酸、ミリスチン酸、オレイン酸、およびステアリン酸の１つ以上を含む。チオール配位子は、オクタンチオール、ドデカンチオール、およびオクタデカンチオールの１つ以上を含む。アミン配位子は、オレイルアミン、オクタデシルアミン、およびオクチルアミンの１つ以上を含む。（オキシ）ホスフィン配位子は、トリ−ｎ−オクチルホスフィンおよびトリオクチルホスフィンオキシドの１つ以上を含む。
【００４０】
ある実施形態において、水または他の高極性溶媒に溶解させるため、ナノ結晶半導体材料の外側に有機配位子を加えても良い。配位子は、メルカプト酸配位子およびメルカプトアルコール配位子の１つ以上（但し、これらに限定しない）を含む。メルカプト酸配位子は、メルカプト酢酸、２−メルカプトプロピオン酸、３−メルカプトプロピオン酸、３−メルカプト安息香酸、４−メルカプト安息香酸、６−メルカプトヘキサン酸、ＤＬ−メルカプトコハク酸、１１−メルカプトウンデカン酸、１２−メルカプトドデカン酸、および１６−メルカプトヘキサデカン酸の１つ以上を含む。メルカプトアルコール配位子は、２−メルカプトエタノール、１−チオグリセロール、３−メルカプト−２−ブタノール、４−メルカプト−１−ブタノール、６−メルカプト−１−ヘキサノール、８−メルカプト−１−オクタノール、９−メルカプト−１−ノナノール、および１１−メルカプト−１−ウンデカノールの１つ以上を含む。
【００４１】
ある実施形態において、発光層の厚さは１０から１５０ｎｍの範囲である。
【００４２】
本発明の発光層は、１つの発光フィルム層、または順次積層した少なくとも２つの発光フィルム層を含む。それぞれの発光フィルム層は、単一の材料から成るものでも良く、複数の材料を混ぜ合わせたものでも良い。
【００４３】
エキシプレックスとナノ結晶半導体材料は、同じ発光フィルム層内にあっても良く、異なる発光フィルム層内にあっても良い。エキシプレックスとナノ結晶半導体材料とがそれぞれ別の発光フィルム層内にある場合、エキシプレックスが入っている発光フィルム層と、ナノ結晶半導体材料が入っている発光フィルム層との垂直距離は、１０ｎｍ以内である。
【００４４】
本発明のナノ結晶半導体材料は、大きさが、少なくとも２次元で１ｎｍから３０ｎｍ程度の結晶半導体材料を指す。３次元でのナノ結晶半導体材料の大きさにより、点状の量子ドット材料、棒状の量子ロッド材料、または線状の量子ライン材料が含まれる。遅延蛍光を発するエキシプレックスとは、発光において遅延蛍光特性を持つエキシプレックスを指す。
【００４５】
本発明は更に、前述の発光層を持つエレクトロルミネセント素子を提示する。
【００４６】
本発明のエレクトロルミネセント素子は、この発光層を用いることで、発光過程においてエネルギーを移動させることができる。エネルギー移動過程において、エネルギーは、遅延蛍光を発するエキシプレックスからナノ結晶半導体材料へ効率良く移動することができる。一方、エキシプレックスを生成する２つの有機材料は、発光層内の正孔と電子の数のバランスを取ることに適している。従って、このエレクトロルミネセント素子は高い効率と安定性という長所を持つ。
【００４７】
ある実施形態において、エレクトロルミネセント素子は、第１電極層と、発光層と、第２電極層とを含み、これらは順次積層されている。
【００４８】
ある実施形態では、第１電極層と第２電極層との間に更に機能層を設ける。機能層は、正孔注入層、正孔輸送層、電子障壁層、正孔障壁層、電子輸送層、および電子注入層の１つ以上である。機能層と発光層の位置関係は、従来の条件に従って定めることができる。
【００４９】
本発明は更に、ディスプレーまたは照明装置における、本エレクトロルミネセント素子の使用を提示する。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の１つの実施形態による、エレクトロルミネセント素子を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
次に、エレクトロルミネセント素子および発光層ならびにその用途について、具体的な実施形態を参照しながら更に詳しく説明する。
【００５２】
この実施形態において、エレクトロルミネセント素子の構造は図１に示すとおりであって、第１電極層１０１と、正孔注入層１０４と、正孔輸送層または電子障壁層１０５と、発光層１０３と、電子輸送層または正孔障壁層１０６と、電子注入層１０７と、第２電極層１０２とを含み、これらが基板１００上に順次積層されている。
【００５３】
使用する材料に関する情報は次のとおりである。
ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳは、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリ（スチレンスルホナート）であり、
ＰＶＫは、ポリ（９−ビニルカルバゾール）であり、
ＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドットは、コアとしてＣｄＳｅを、シェルとしてＺｎＳを用いた点状ナノ結晶半導体材料を指し、
ＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ロッドは、コアとしてＣｄＳｅを、シェルとしてＺｎＳを用いた棒状ナノ結晶半導体材料を指す。
【００５４】
有機材料の構造は以下のとおりである。
【化１】
2020530195.tif 000003
【化２】
2020530195.tif 000004
【化３】
2020530195.tif 000005
【化４】
2020530195.tif 000006
【化５】
2020530195.tif 000007
【実施例】
【００５５】
［実施例１］
【００５６】
この実施形態によるエレクトロルミネセント素子は次の構造を持つ。
ＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ／ＰＶＫ／ＰＯ−Ｔ２Ｔ：ｍＣＰ：（ＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドット）／ＰＯ−Ｔ２Ｔ／ＬｉＦ／Ａｌ
【００５７】
発光層は、有機材料として、ＰＯ−Ｔ２Ｔ（三重項状態エネルギー準位は２．９９ｅＶ）とｍＣＰ（三重項状態エネルギー準位は２．９４ｅＶ）を使用し、遅延蛍光エキシプレックス（三重項状態エネルギー準位は約２．６７ｅＶ、一重項状態エネルギー準位は約２．６０ｅＶ、発光スペクトルは青色光波帯）を生成する。
【００５８】
ＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドットをナノ結晶半導体材料として使用し、励起スペクトルは紫外から緑色光波帯に及び、発光スペクトルは赤色光波帯にある。
【００５９】
エキシプレックスの励起状態の減衰寿命（約５００ｎｓ）は、ナノ結晶半導体材料の励起状態の減衰寿命（約５０ｎｓ）の１０倍である。
【００６０】
エレクトロルミネセント素子を以下の工程で調製する。
【００６１】
（１）基板の処理：基板表面をガラス洗浄剤および純水で順次洗浄し、窒素ガスを吹き付けて乾燥後、１５０℃で１時間焼成し、大気環境中で５分間ＵＶ処理を行って、清浄な基板およびＩＴＯ表面を得る。
【００６２】
（２）正孔注入層の調製：ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳインキを３０００ｒｐｍ／分の回転速度で３０秒間スピンコーティングした後、１１０℃で１５分間焼成し、正孔注入層フィルムを得る。
【００６３】
（３）正孔輸送層の調製：ＰＶＫインキ（５ｍｇ／ｍｌ）を１５００ｒｐｍ／分の回転速度で３０秒間スピンコーティングした後、１５０℃で３０分間焼成し、正孔輸送層フィルムを得る。
【００６４】
（４）発光層の調製：ＰＯ−Ｔ２Ｔ（９．１ｍｇ／ｍｌ）と、ｍＣＰ（４．１ｍｇ／ｍｌ）と、ＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドット（１６ｍｇ／ｍｌ）との混合物をクロロベンゼンに溶解して発光層インキを作り、この発光層インキを１０００ｒｐｍの回転速度で３０秒間スピンコーティングした後、１５０℃で２０分間焼成し、発光層フィルムを得る。
【００６５】
（５）電子輸送層、電子注入層、およびカソードの調製：ＰＯ−Ｔ２Ｔ（４０ｎｍ）と、ＬｉＦ（１ｎｍ）と、Ａｌ（１５０ｎｍ）とを、蒸着法で順次蒸着し、電子輸送層と電子注入層とカソードを順次形成する。
【００６６】
［比較例１］
【００６７】
この比較例による、発光層として、エキシプレックスを含まない純粋なＱＤを用いたエレクトロルミネセント素子は、次の構造を持つ。
【００６８】
ＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ／ＰＶＫ／（ＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドット）／ＰＯ−Ｔ２Ｔ／ＬｉＦ／Ａｌ
【００６９】
エレクトロルミネセント素子の調製法は実施例１と同様である。違いは、発光層が（ＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドット）ナノ結晶半導体材料である点である。
【００７０】
［実施例２］
【００７１】
この実施形態によるエレクトロルミネセント素子は次の構造を持つ。
ＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ／ＰＶＫ／ＰＯ−Ｔ２Ｔ：ｍＣＰ：（ＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ロッド）／ＰＯ−Ｔ２Ｔ／ＬｉＦ／Ａｌ
【００７２】
発光層は、有機材料として、ＰＯ−Ｔ２Ｔ（三重項状態エネルギー準位は２．９９ｅＶ）とｍＣＰ（三重項状態エネルギー準位は２．９４ｅＶ）を使用し、遅延蛍光エキシプレックス（三重項状態エネルギー準位は約２．６７ｅＶ、一重項状態エネルギー準位は約２．６０ｅＶ、発光スペクトルは青色光波帯）を生成する。
【００７３】
ＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ロッドをナノ結晶半導体材料として使用し、励起スペクトルは紫外から緑色光波帯に及び、発光スペクトルは赤色光波帯にある。
【００７４】
エキシプレックスの励起状態の減衰寿命（約５００ｎｓ）は、ナノ結晶半導体材料の量子ロッドの励起状態の減衰寿命（約２０ｎｓ）の２５倍である。
【００７５】
エレクトロルミネセント素子の調製法は実施例１と同様である。違いは、実施例１のＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドットを、ＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ロッドに置き換える点である。
【００７６】
［実施例３］
【００７７】
この実施形態によるエレクトロルミネセント素子は次の構造を持つ。
ＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ／ＰＶＫ／ＤＰＴＰＣｚ：ＴＡＰＣ：（ＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドット）／ＰＯ−Ｔ２Ｔ／ＬｉＦ／Ａｌ
【００７８】
発光層は、有機材料として、ＤＰＴＰＣｚ（三重項状態エネルギー準位は２．７７ｅＶ）とＴＡＰＣ（三重項状態エネルギー準位は２．９１ｅＶ）を使用し、遅延蛍光エキシプレックス（三重項状態エネルギー準位は２．４７ｅＶ、一重項状態エネルギー準位は２．５２ｅＶ、発光スペクトルは緑色光波帯）を生成する。
【００７９】
ＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドットをナノ結晶半導体材料として使用し、励起スペクトルは紫外から緑色光波帯に及び、発光スペクトルは赤色光波帯にある。
【００８０】
エキシプレックスの励起状態の減衰寿命（約２μｓ）は、ナノ結晶半導体材料の励起状態の減衰寿命（約５０ｎｓ）の４０倍である。
【００８１】
エレクトロルミネセント素子を以下の工程で調製する。
【００８２】
（１）基板の処理：基板表面をガラス洗浄剤および純水で順次洗浄し、窒素ガスを吹き付けて乾燥後、１５０℃で１時間焼成し、大気環境中で５分間ＵＶ処理を行って、清浄な基板およびＩＴＯ表面を得る。
【００８３】
（２）正孔注入層の調製：ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳインキを３０００ｒｐｍ／分の回転速度で３０秒間スピンコーティングした後、１１０℃で１５分間焼成し、正孔注入層フィルムを得る。
【００８４】
（３）正孔輸送層の調製：ＰＶＫインキ（５ｍｇ／ｍｌ）を１５００ｒｐｍ／分の回転速度で３０秒間スピンコーティングした後、１５０℃で３０分間焼成し、正孔輸送層フィルムを得る。
【００８５】
（４）発光層の調製：ＤＰＴＰＣｚ（４．７ｍｇ／ｍｌ）と、ＴＡＰＣ（６．３ｍｇ／ｍｌ）と、ＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドット（１６ｍｇ／ｍｌ）との混合物をクロロベンゼンに溶解して発光層インキを作り、この発光層インキを１０００ｒｐｍの回転速度で３０秒間スピンコーティングした後、１５０℃で２０分間焼成し、発光層フィルムを得る。
【００８６】
（５）電子輸送層、電子注入層、およびカソードの調製：ＰＯ−Ｔ２Ｔ（４０ｎｍ）と、ＬｉＦ（１ｎｍ）と、Ａｌ（１５０ｎｍ）とを、蒸着法で順次蒸着し、電子輸送層と電子注入層とカソードを順次形成する。
【００８７】
［実施例４］
【００８８】
この実施形態によるエレクトロルミネセント素子は次の構造を持つ。
ＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ／ＰＶＫ／ＤＰＴＰＣｚ：ＴＣＴＡ：（ＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドット）／ＰＯ−Ｔ２Ｔ／ＬｉＦ／Ａｌ
【００８９】
発光層は、有機材料として、ＤＰＴＰＣｚ（三重項状態エネルギー準位は２．７７ｅＶ）とＴＣＴＡ（三重項状態エネルギー準位は２．７３ｅＶ）を使用し、遅延蛍光エキシプレックス（三重項状態エネルギー準位は２．４９ｅＶ、一重項状態エネルギー準位は約２．５５ｅＶ、発光スペクトルは緑色光波帯）を生成する。
【００９０】
ＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドットをナノ結晶半導体材料として使用する。
【００９１】
エキシプレックスの励起状態の減衰寿命（約４．５μｓ）は、ナノ結晶半導体材料の励起状態の減衰寿命（約５０ｎｓ）の９０倍である。
【００９２】
エレクトロルミネセント素子を以下の工程で調製する。
【００９３】
（１）基板の処理：基板表面をガラス洗浄剤および純水で順次洗浄し、窒素ガスを吹き付けて乾燥後、１５０℃で１時間焼成し、大気環境中で５分間ＵＶ処理を行って、清浄な基板およびＩＴＯ表面を得る。
【００９４】
（２）正孔注入層の調製：ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳインキを３０００ｒｐｍ／分の回転速度で３０秒間スピンコーティングした後、１１０℃で１５分間焼成し、正孔注入層フィルムを得る。
【００９５】
（３）正孔輸送層の調製：ＰＶＫインキ（５ｍｇ／ｍｌ）を１５００ｒｐｍ／分の回転速度で３０秒間スピンコーティングした後、１５０℃で３０分間焼成し、正孔輸送層フィルムを得る。
【００９６】
（４）発光層の調製：ＤＰＴＰＣｚ（４．７ｍｇ／ｍｌ）と、ＴＣＴＡ（７．４ｍｇ／ｍｌ）と、ＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドット（１６ｍｇ／ｍｌ）との混合物をクロロベンゼンに溶解して発光層インキを作り、この発光層インキを１０００ｒｐｍの回転速度で３０秒間スピンコーティングした後、１５０℃で２０分間焼成し、発光層フィルムを得る。
【００９７】
（５）電子輸送層、電子注入層、およびカソードの調製：ＰＯ−Ｔ２Ｔ（４０ｎｍ）と、ＬｉＦ（１ｎｍ）と、Ａｌ（１５０ｎｍ）とを、蒸着法で順次蒸着し、電子輸送層と電子注入層とカソードを順次形成する。
【００９８】
上記の実施例および比較例の素子に対し、１０ｍＡ／ｃｍ２の電流密度でデバイス電流効率試験を行う。比較例１の電流効率を１として、対応する電流効率値を求めると、その結果は次に示すとおりである。
【表１】
2020530195.tif 000008
【００９９】
［実施例５］
【０１００】
この実施形態によるエレクトロルミネセント素子は次の構造を持つ。
ＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ／ＰＶＫ／ＰＯ−Ｔ２Ｔ：ｍＣＰ：（ＣｓＰｂＢｒ３量子ドット）／ＰＯ−Ｔ２Ｔ／ＬｉＦ／Ａｌ
【０１０１】
発光層は、有機材料として、ＰＯ−Ｔ２Ｔ（三重項状態エネルギー準位は２．９９ｅＶ）とｍＣＰ（三重項状態エネルギー準位は２．９４ｅＶ）を使用し、遅延蛍光エキシプレックス（三重項状態エネルギー準位は約２．６７ｅＶ、一重項状態エネルギー準位は約２．６０ｅＶ、発光スペクトルは青色光波帯）を生成する。
【０１０２】
ＣｓＰｂＢｒ３量子ドットをナノ結晶半導体材料として使用し、励起スペクトルは紫外から青色光波帯に及び、発光スペクトルは緑色光波帯にある。
【０１０３】
エキシプレックスの励起状態の減衰寿命（約５００ｎｓ）は、ナノ結晶半導体材料の励起状態の減衰寿命（約２５ｎｓ）の約２０倍である。
【０１０４】
エレクトロルミネセント素子を以下の工程で調製する。
【０１０５】
（１）基板の処理：基板表面をガラス洗浄剤および純水で順次洗浄し、窒素ガスを吹き付けて乾燥後、１５０℃で１時間焼成し、大気環境中で５分間ＵＶ処理を行って、清浄な基板およびＩＴＯ表面を得る。
【０１０６】
（２）正孔注入層の調製：ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳインキを３０００ｒｐｍ／分の回転速度で３０秒間スピンコーティングした後、１１０℃で１５分間焼成し、正孔注入層フィルムを得る。
【０１０７】
（３）正孔輸送層の調製：ＰＶＫインキ（５ｍｇ／ｍｌ）を１５００ｒｐｍ／分の回転速度で３０秒間スピンコーティングした後、１５０℃で３０分間焼成し、正孔輸送層フィルムを得る。
【０１０８】
（４）発光層の調製：ＰＯ−Ｔ２Ｔ（９．１ｍｇ／ｍｌ）と、ｍＣＰ（４．１ｍｇ／ｍｌ）と、ＣｓＰｂＢｒ３量子ドット（１６ｍｇ／ｍｌ）との混合物をクロロベンゼンに溶解して発光層インキを作り、この発光層インキを１０００ｒｐｍの回転速度で３０秒間スピンコーティングした後、１５０℃で２０分間焼成し、発光層フィルムを得る。
【０１０９】
（５）電子輸送層、電子注入層、およびカソードの調製：ＰＯ−Ｔ２Ｔ（４０ｎｍ）と、ＬｉＦ（１ｎｍ）と、Ａｌ（１５０ｎｍ）とを、蒸着法で順次蒸着し、電子輸送層と電子注入層とカソードを順次形成する。
【０１１０】
［比較例２］
【０１１１】
この比較例による、発光層として、エキシプレックスを含まない純粋なＱＤを用いたエレクトロルミネセント素子は、次の構造を持つ。
ＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ／ＰＶＫ／（ＣｓＰｂＢｒ３量子ドット）／ＰＯ−Ｔ２Ｔ／ＬｉＦ／Ａｌ
【０１１２】
エレクトロルミネセント素子の調製法は実施例５と同様である。違いは、発光層が（ＣｓＰｂＢｒ３量子ドット）ナノ結晶半導体材料である点である。
【０１１３】
上記の実施例および比較例の素子に対し、１０ｍＡ／ｃｍ２の電流密度でデバイス電流効率試験を行う。比較例２の電流効率を１として、対応する電流効率値を求めると、その結果は次に示すとおりである。
【表２】
2020530195.tif 000009
【０１１４】
前述の実施形態の様々な技術的特徴はランダムに組み合わせることができる。記述を簡単にするため、前述の実施形態の様々な技術的特徴の可能な組み合わせを全ては示していない。しかし、技術的特徴の組み合わせが互いに矛盾しないならば、技術的特徴の組み合わせは、本明細書中に示されている範囲に入ると見るべきである。
【０１１５】
前述の実施形態は、本発明の様々な実行例を示すためだけのものであり、その記述は具体的で詳細であるが、それ故に本発明の特許範囲を制限すると理解することはできない。当業者ならば、本発明の意図から外れることなく、様々な変更および改善を行えると考えられるが、これらも本発明の保護の範囲に入ることに注目すべきである。従って、本発明の特許の保護範囲は、当然、請求項の主題となるであろう。
【図１】
2020530195.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】令和2年3月30日(2020.3.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
ある実施形態において、エキシプレックスの励起状態の減衰寿命は、ナノ結晶半導体材料の励起状態の減衰寿命の５倍よりも長く、ある実施形態において、１０倍よりも長い。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
ある実施形態において、エキシプレックスの一重項状態と三重項状態とのエネルギー準位差は０．５ｅＶ未満、ある実施形態において、０．３ｅＶ未満である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
ある実施形態において、電子供与体は、置換基のある、または置換基のないカルバゾール基、および、置換基のある、または置換基のない芳香族アミン基より任意に選ばれる。電子受容体は、置換基のある、または置換基のないホスフィニル基、置換基のある、または置換基のないトリアジン基、および、置換基のある、または置換基のないピリジン基より任意に選ばれる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
ある実施形態において、電子供与体および電子受容体は、芳香族化合物上に置換基を持つ。ある実施形態において、電子供与体または電子受容体は、芳香族化合物上に置換基を持つ。ある実施形態において、芳香族化合物はベンゼンである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
ある実施形態において、遅延蛍光エキシプレックスを生成する２つの有機材料のモル比（または分子数比）は３：７から７：３であり、ある実施形態において、モル比は５：５である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
ある実施形態において、ナノ結晶半導体材料は、ＩＩ〜ＶＩ族ナノ結晶半導体材料、ＩＩＩ〜Ｖ族ナノ結晶半導体材料、ＩＶ〜ＶＩ族ナノ結晶半導体材料、ペロブスカイト結晶型のナノ結晶半導体材料、および、単一の、または様々な炭素族元素から成るナノ結晶半導体材料の、１つ、２つ、３つ以上より任意に選ばれる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
ある実施形態において、ナノ結晶半導体材料は、ＩＩ〜ＶＩ族の、ＣｄＳｅ、ＣｄＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ、ＣｄＴｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＺｎＳ、ＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＺｎＳｅＳ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＴｅＳ、ＣｄＳｅＳ、ＣｄＳｅＴｅ、ＣｄＴｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＴｅ、ＣｄＺｎＳＴｅ、ＣｄＳｅＳＴｅ、ＺｎＳｅＳＴｅ、およびＣｄＺｎＳｅＳＴｅ；ＩＩＩ〜Ｖ族の、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、およびＩｎＡｓＰ；ＩＶ〜ＶＩ族の、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、ＰｂＳｅＳ、ＰｂＳｅＴｅ、およびＰｂＳＴｅ；ペロブスカイト結晶構造型の有機金属ハロゲン化物半導体材料  ＡＢＸ３  ｛式中、Ａは、有機基（ＣＨ３ＮＨ３、ＣＨ３ＣＨ２ＮＨ３、ＮＨ２ＣＨ＝ＮＨ２など。但し、これらに限定しない）、またはアルカリ金属元素（Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓなど。但し、これらに限定しない）であり、Ｂは金属元素（Ｐｂなど。但し、これに限定しない）であり、Ｘはハロゲン族元素（Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉなど。但し、これらに限定しない）である｝；および、炭素ナノ結晶、ケイ素ナノ結晶、および炭化ケイ素ナノ結晶の、１つ、２つ、３つ以上より任意に選ばれる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
ある実施形態において、発光層中のナノ結晶半導体材料の質量百分率は１％から９９％の範囲、ある実施形態において、４０％から９０％の範囲である。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
本発明の発光層は、１つの発光フィルム層を含む。別の実施形態において、本発明の発光層は、順次積層した２つまたは３つの発光フィルム層を含む。それぞれの発光フィルム層は、単一の材料から成るものでも良く、複数の材料を混ぜ合わせたものでも良い。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
本発明は更に、前述の発光層を持つエレクトロルミネセント素子を提示する。この発光層は、少なくとも１つのナノ結晶半導体材料と、少なくとも１つのエキシプレックスとを含み、エキシプレックスの発光スペクトルは、ナノ結晶半導体材料の励起スペクトルと少なくとも部分的に重なっており、エキシプレックスの励起状態の減衰寿命は、ナノ結晶半導体材料の励起状態の減衰寿命よりも長い。
【国際調査報告】
2020530195.tif 000011
2020530195.tif 000012
2020530195.tif 000013
2020530195.tif 000014