发光元件、发光器件、发光元件的制造方法及发光元件的制造设备与流程

本发明涉及一种包括量子点的发光元件、包括该发光元件的发光装置、发光元件的制造方法以及发光元件的制造设备。

背景技术：

专利文献1公开了包括多个像素的有机电致发光图像装置。在专利文献1中，每个像素包括发光元件，该发光元件包括阳极、空穴传输层、发光层、电子传输层和阴极。此外，专利文献1记载了如下构成，针对每一个子像素形成有不同的发光层，同样地，针对每一个子像素形成有空穴传输层和电子传输层。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国公开专利公报“2010-244885号公报(2010年10月28日公开)”

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题

如果针对每一个子像素形成空穴传输层和电子传输层，则存在以下问题：发光元件的结构复杂化，并且该发光元件的制造工序也复杂化以及长时间化。但是，如果在所有的子像素中共通形成空穴传输层和电子传输层，则存在以下问题：根据子像素的类型，来自阳极的空穴和来自阴极的电子在发光层中的重组的效率降低。

用于解决技术问题的技术方案

为了解决上述问题，本发明的发光元件包括阴极、阳极、在阴极和阳极之间的发光层、在所述发光层和所述阴极之间的电子传输层以及在所述发光层和所述阳极之间的空穴传输层，针对所述发光层的每个发光波长设置多个子像素，针对每一个子像素设置所述发光层和所述电子传输层，针对至少多个所述子像素共通设置所述空穴传输层。

此外，为了解决上述问题，本发明的发光元件的制造方法中，所述发光元件包括阴极、阳极、在阴极和阳极之间的发光层、在所述发光层和所述阴极之间的电子传输层以及在所述发光层和所述阳极之间的空穴传输层，所述制造方法包括：针对每个所述子像素形成所述发光层的发光层形成工序；针对每个所述子像素形成所述电子传输层的电子传输层形成工序；以及针对至少多个所述子像素共通形成所述空穴传输层的空穴传输层形成工序。

此外，为了解决上述问题，本发明的发光元件的制造设备，所述发光元件包括阴极、阳极、在阴极和阳极之间的发光层、在所述发光层和所述阴极之间的电子传输层以及在所述发光层和所述阳极之间的空穴传输层，所述发光元件的制造设备包括成膜装置，所述成膜装置用于针对每个所述子像素形成所述发光层和所述电子传输层，并且针对至少多个所述子像素共通形成所述空穴传输层。

有益效果

根据上述构成，可以提供一种在维持空穴从阳极到发光层的传输效率以及电子从阴极到发光层的效率的同时，维持发光效率，且使结构简单化的发光元件。

附图说明

图1是本发明第一实施方式的发光器件的概略俯视图以及概略截面图。

图2是针对每一个子像素示出本发明第一实施方式的发光元件的、各层的费米能级或电子亲和力和电离电势的示例的能量图。

图3是本发明第一实施方式的发光层所包含的量子点的概略截面图。

图4是说明本发明第一实施方式的发光器件的制造方法的流程图。

图5是本发明第二实施方式的发光器件的概略俯视图和概略截面图。

图6是表示本发明第二实施方式的发光元件的蓝色子像素中的各层的费米能级或电子亲和力和电离电势的示例的能量图。

图7是本发明第二实施方式的发光层所包含的量子点的概略截面图。

图8是表示本发明第三实施方式的发光元件的蓝色子像素中的各层的费米能级或电子亲和力和电离电势的示例的能量图。

图9是本发明第四实施方式的发光器件的概略俯视图和概略截面图。

图10是本发明第五实施方式的发光器件的概略俯视图和概略截面图。

图11是表示本发明各实施方式的发光元件的制造设备的框图。

具体实施方式

〔第一实施方式〕

图1的(a)表示本实施方式的发光器件1的概略俯视图。图1的(b)是图1的(a)中的从a-a线方向看的截面图。另外，在图1的(a)中，透过空穴传输层10和阳极12而图示了发光器件1的上表面，以便详细地进行后述发光层8的图示。

如图1的(b)所示，本实施方式的发光器件1包括发光元件2和阵列基板3。发光器件1具备发光元件2的各层层叠在阵列基板3上的结构，该阵列基板3上形成有未图示的tft(thinfilmtransistor：薄膜晶体管)。另外，在本说明书中，从发光器件1的发光元件2到阵列基板3的方向记载为“向下”，从发光器件1的阵列基板3到发光元件2的方向记载为“向上”。

发光元件2在阳极4上从下层依次具备电子传输层6、发光层8、空穴传输层10和阳极12。形成在阵列基板3的上层的发光元件2的阴极4与阵列基板3的tft电连接。

这里，阴极4、电子传输层6和发光层8中的每一个被边缘罩16分离。特别地，在本实施方式中，阴极4被边缘罩16分离成红色像素阴极4r、绿色像素阴极4g和蓝色像素阴极4b。此外，电子传输层6被边缘罩16分离成红色像素电子传输层6r、绿色像素电子传输层6g和蓝色像素电子传输层6b。进一步地，发光层8被边缘罩16分离成红色像素发光层8r、绿色像素发光层8g和蓝色像素发光层8b。另外，空穴传输层10和阳极12不被边缘罩16分离，并且为共通形成。如图1的(b)所示，边缘罩16也可以形成在覆盖阴极4的侧面和上表面的周围端部附近的位置。

此外，在本实施方式的发光元件2中，由岛状的红色像素阴极4r、红色像素电子传输层6r和红色像素发光层8r、共通的空穴传输层10和阳极12形成红色子像素rp。同样地，由岛状的绿色像素阴极4g、绿色像素电子传输层6g和绿色像素发光层8g以及共通的空穴传输层10和阳极12形成绿色子像素gp。同样地，由岛状的蓝色像素阴极4b、蓝色像素电子传输层6b和蓝色像素发光层8b以及共通的空穴传输层10和阳极12形成蓝色像素子像素bp。

在本实施方式中，包括在红色子像素rp中的红色像素发光层8r发出红光，包括在绿色子像素gp中的绿色像素发光层8g发出绿光，包括在蓝色子像素bp中的蓝色像素发光层8b发出蓝光。即，发光元件2针对发光层8的每一个发光波长包括多个子像素，并且针对每一个子像素包括阴极4、电子传输层6和发光层8。另外，发光元件2包括所有子像素共通的空穴传输层10和阳极12。

此处，蓝光是在400nm以上且500nm以下的波长带中具有发光中心波长的光。此外，绿光是在超过500nm且600nm以下的波长带中具有发光中心波长的光。此外，红光是在超过600nm且780nm以下的波长带中具有发光中心波长的光。

在本实施方式的发光元件2中，也可以是包括一个红色子像素rp、一个绿色子像素gp和一个蓝色子像素bp的组作为发光元件2中的一个像素。此外，尽管在图1中仅示出了一个像素，但是本实施方式中，发光元件2也可以包括其他的多个像素。

阴极4和阳极12包括导电性材料，且阴极4与电子传输层6电连接，阳极12与空穴传输层10电连接。阴极4和阳极12的任意一方是透明电极。在本实施方式中，阳极12是透明电极，并且也可以使用例如ito、izo、azo、gzo等通过溅射法等成膜。此外，阴极4和阳极12中的任一个也可以包含金属材料。在本实施方式中，阴极4包含金属材料。作为金属材料，优选为可见光反射率高的al、cu、au或ag等。发光元件2能够从设置有透明电极的电极侧提取光。因此，在本实施方式中，发光元件2能够从阳极12侧提取光。

发光层8是通过从阴极4传输的电子与从阳极12传输的空穴发生重组来发光的层。在本实施方式中，在各子像素中具备层叠了一层至多层的量子点(半导体纳米粒子)作为发光材料。如图1的(a)和图1的(b)所示，发光层8中，红色像素发光层8r包括红色量子点qr，绿色像素发光层8g包括绿色量子点qg，蓝色像素发光层8b包括蓝色量子点qb。即，发光层8具备多种量子点，并且在相同的子像素中具备同种量子点。

发光层8可以将由量子点分散在己烷或甲苯等溶剂中的分散液通过旋涂法或喷墨法等进行每一个子像素的涂布来成膜。也可以将硫醇、胺等分散材料混合到分散液中。

量子点qr，qg，qb具有价带能级(等于电离电势)和导带能级(等于电子亲和力)，并且是通过价带能级的空穴和导带能级的电子重组来发光的发光材料。由于量子限域效应，来自量子点qr，qg，qb发光具有窄光谱，因此可以获得比较深色度的发光。

量子点qr，qg，qb也可以包含选自例如cd、s、te、se、zn、in、n、p、as、sb、al、ga、pb、si、ge、mg以及它们的化合物中的至少一种。此外，量子点qr，qg，qb也可以是二组分核型、三组分核型、四组分核型、核壳型或核多壳型。另外，量子点qr，qg，qb也可以包括掺杂的纳米粒子，或者也可以具备组成倾斜的结构。在本实施方式中，量子点qr，qg，qb具有核壳型结构，该核壳型结构在核上具备cdse且在壳上具备zns。

电子传输层6是将来自阴极4的电子传输到发光层8的层。电子传输层6也可以具有阻碍空穴传输的功能。电子传输层6在红色像素电子传输层6r、绿色像素电子传输层6g和蓝色像素电子传输层6b的每一个中包括相互不同的材料。针对每一个子像素，电子传输层6也可以包括例如zno、mgzno、tio2、ta2o3、srtio3或mgxzn1-xo，或者也可以包括这些材料中的多种材料。在此，mgxzn1-xo表示zno的一部分zn被mg置换的结构，x表示在zno中的zn被mg置换的比例。zno具有zn被mg置换的比例越高，电离电势和电子亲和力越小的特性。

在本实施方式中，电子传输层6中，在红色像素电子传输层6r中包括zno、在绿色像素电子传输层6g中包括mgxzn1-xo和在蓝色像素电子传输层6b中包括mgyzn1-yo。在此，在本实施方式中，0＜x＜y＜1。特别地，x和y优选满足0＜x＜y＜0.5。在本实施方式中，x为0.15，y为0.3。针对每一个子像素，电子传输层6也可以通过溅射法成膜。

另外，在减小从电子传输层6到发光层8的电子传输的势垒的方面，优选电子传输层6的电子亲和力小的一方，因此，优选mg的置换比例高的一方。另一方面，从减小从阴极4到电子传输层6的电子注入的势垒的方面、改善电子传输层6自身的电导率方面以及制造成本方面来看，优选mg的置换比例低的一方。

空穴传输层10是将来自阳极12的空穴传输到发光层8的层。空穴传输层10也可以具有阻碍电子的传输的功能。空穴传输层10也可以包括例如pedot：pss、pvk、tfb或poly-tpd，或者，也可以包括这些材料内的多种材料。在本实施方式中，如图1的(b)所示，空穴传输层10具有从下层依次层叠有第一空穴传输层10a和第二空穴传输层10b的层叠结构。在本实施方式中，第一空穴传输层10a包含pvk，第二空穴传输层10b包含pedot：pss。

图2是表示本实施方式的发光元件2的各层中的费米能级或电子亲和力和电离电势的示例的能量图。图2的(a)是从左依次表示红色像素发光层8r、绿色像素发光层8g和蓝色像素发光层8b的每一个的电子亲和力和电离电势的示例的能量图。图2的(b)、图2的(c)和图2的(d)是表示红色子像素rp、绿色子像素gp和蓝色子像素bp各层中的费米能级或电子亲和力和电离电势的示例的能量图。从图2的(b)至图2的(d)中，从右朝向左表示在每一个子像素中的阴极4、电子传输层6、发光层8、第一空穴传输层10a和第二空穴传输层10b和阳极12的能量图。

在阴极4和阳极12中，每个电极的费米能级以ev为单位表示。在电子传输层6、发光层8和空穴传输层10的下方，以真空度为基准，每一层的电离电势以ev为单位表示。在电子传输层6、发光层8和空穴传输层10上方，以真空度为基准，每一层的电子亲和力以ev为单位表示。

以下，在本说明书中，在简单说明电离电势或电子亲和力的情况下，都将以真空度为基准的情况进行说明。

通常，在相同材料系的情况下，与量子点发发出的光的波长无关，量子点的价带能级(等于电离电势)基本同值。这是因为，由于构成量子点的核的元素的原子序数小的一方，闭壳轨道变少，原子核难以被闭壳轨道遮蔽，因此，价电子容易受到原子核产生的电场的影响，并倾向于保持在一定的能级。因此，与量子点的发光颜色无关，关于价电子能级也是一定的。例如，当作为核的材料，比较hgse、cdse、znse时，与hg相比cd的原子序数小，zn的原子序数更小。因此，在cdse或znse中，价电子能级变得恒定，与发光颜色无关。

另一方面，量子点的导带能级(等于电子亲和力)取决于量子点发出的光的波长而变化。特别地，关于量子点的导带能级，量子点发出的光的波长越长，能级越深，量子点发出的光的波长越短，能级越浅。这是因为带隙小的量子点具有更深的导带能级。

例如，在本实施方式中，如图2的(a)所示，红色像素发光层8r、绿色像素发光层8g和蓝色像素发光层8b具有5.9ev的电离电势，并且，在不同的子像素之间基本同值。另一方面，在本实施方式中，如图2的(a)所示，红色像素发光层8r、绿色像素发光层8g和蓝色像素发光层8b分别具有3.9ev、3.5ev和3.2ev的电子亲和力。

在本实施方式中，作为示例，在图2的(b)至图2的(d)示出了阴极4由al构成，阳极12由ito构成的情况。在这种情况下，阴极4的费米能级为4.3ev，阳极12的费米能级为4.7ev。

在本实施方式中，在红色子像素rp中，红色像素电子传输层6r包含zno，如图2的(b)所示，具有7.5ev的电离电势和4.0ev的电子亲和力。此外，在绿色子像素gp中，绿色像素电子传输层6g包含mgxzn1-xo，如图2的(c)所示，具有7.3ev的电离电势和3.6ev的电子亲和力。此外，在蓝色子像素bp中，蓝色像素电子传输层6b包含mgyzn1-yo，如图2的(d)所示，具有7.1ev的电离电势和3.2ev的电子亲和力。

在本实施方式中，在所有的子像素中，空穴传输层10是共通的，第一空穴传输层10a包含pvk，第二空穴传输层10b包含pedot：pss。因此，如图2的(b)至图2的(d)所示，第一空穴传输层10a和第二空穴传输层10b分别具有5.8ev和5.4ev的电离电势。此外，第一空穴传输层10a具有2.2ev的电子亲和力。

参照图1和图2说明本实施方式的发光器件1的发光机构。

在发光器件1中，通过在阴极4和阳极12之间施加电势差，电子从阴极4朝着发光层8注入，空穴从阳极12朝着发光层8注入。如图1的(b)的箭头e-所示，来自阴极4的电子通过电子传输层6到达发光层8。如图1的(b)的箭头h+所示，来自阳极12的空穴依次通过第二空穴传输层10b和第一空穴传输层10a到达发光层8。

到达发光层8的空穴和电子在各个子像素中的量子点qr，qg，qb中重组并发光。来自量子点qr，qg，qb的发光也可以被作为金属电极的阴极4反射，透射作为透明电极的阳极12，并释放到发光器件1的外部。

将参照图2的(b)至图2的(d)说明在发光元件2的各层中传输空穴和电子的样子。

在发光器件1中，当在阴极4和阳极12之间产生电势差时，如图2的(b)至图2的(d)的箭头h1所示，空穴从阳极12注入第二空穴传输层10b。同样地，如图2的(b)至图2的(d)的箭头er1，eg1和eb1的每一个所示，电子从阴极4注入到每一个子像素中的电子传输层6。

在此，例如，从第一层到与第一层不同的第二层的空穴传输的势垒由从第二层的电离电势减去第一层的电离电势获得的能量来表示。因此，箭头h1所示的空穴注入的势垒为0.7ev，与子像素的种类无关。

此外，例如，从第一层到与第一层不同的第二层的电子传输的势垒由从第一层的电子亲和力减去第二层的电子亲和力获得的能量表示。因此，由箭头er1，eg1和eb1分别表示的空穴注入势垒为0.3ev，0.7ev和1.1ev。

接着，如图2的(b)至图2的(d)的箭头h2和h3所示，注入到第二空穴传输层10b的空穴通过第一空穴传输层10a被传输到每一个子像素中的发光层8。在此，由于在所有的子像素中，第一空穴传输层10a是共通形成的，因此，图2的(b)至图2的(d)的箭头h2所示的空穴传输的势垒为0.4ev，与子像素的种类无关。此外，由于在这些子像素之间，发光层8中的电离电势基本同值，因此，如图2的(b)至图2的(d)的箭头h3所示的空穴传输的势垒为0.1ev，与子像素的种类无关。

同样地，如图2的(b)至图2的(d)中的箭头er2，eg2和eb2分别所示，在每一个子像素中，注入到电子传输层6的电子被传输到发光层8。此处，箭头er2所示的电子传输势垒为0.1ev，箭头eg2所示的电子传输势垒为0.1ev，箭头eb2所示的电子传输的势垒大致不存在。

这样，传输到发光层8的空穴和电子在量子点qr，qg，qb中重组。

另外，从图2可知，由箭头h4表示的从发光层8到电子传输层6的空穴传输的势垒在1.2ev至1.6ev之间比较大。因此，与箭头h4所示的空穴传输相比，发光层8中的空穴和电子的重组更有优势地发生。同样地，从图2可知，如箭头er3，eg3和eb3所示的从发光层8到空穴传输层10的电子传输的势垒在1.0ev到1.7ev之间比较大。因此，与箭头er3，eg3和eb3所示的电子传输相比，发光层8中的空穴和电子的重组更有优势地发生。

在本实施方式的发光元件2中，针对每一个子像素形成有适用于发光层8的电子传输层6。特别地，在本实施方式中，电子传输层6中的电子亲和力按所述红色子像素rp、所述绿色子像素gp和所述蓝色子像素bp的顺序变小。因此，考虑到从减小从阴极4到电子传输层6的电子注入的势垒的方面、改善电子传输层6自身的电导率的方面以及制造成本方面，可以减小从电子传输层6到发光层8的电子传输的势垒。进一步地，在本实施方式中，在任何子像素中，从电子传输层6到发光层8的电子传输的势垒都小到0.5ev以下。因此，来自阴极4的电子可以有效地传输到发光层8。

另外，在本实施方式的发光元件2中，说明了在任何子像素中电子传输层6的电子亲和力大约大于发光层8的电子亲和力的构成，但是本发明不限于此。在本实施方式的发光元件2中，例如，在至少一个子像素中，电子传输层6的电子亲和力也可以与发光层8的电子亲和力同值，或者电子传输层6的电子亲和力也可以小于发光层8的电子亲和力。特别地，电子传输层6的电子亲和力和发光层8的电子亲和力之间的差优选为0.5ev以下。如果为上述构成，如上所述，可以起到提高从电子传输层6到发光层8的电子传输的效率的效果。

此外，在本实施方式的发光元件2中，在所有子像素中形成有共通的空穴传输层10。但是，由于发光层8中的电离电势在不同的子像素之间基本同值，因此，从空穴传输层10到发光层8的空穴传输的势垒在任何子像素中都不变。此外，在本实施方式中，在任何子像素中，从空穴传输层10到发光层8的空穴传输的势垒都小到0.1ev。

因此，没有必要针对每一个子像素形成空穴传输层10，可以在所有子像素中形成共通的空穴传输层10。因此，在维持将来自阳极12的空穴有效地传输到发光层8的构成的同时，可以使发光元件2的结构简单化。

另外，在本实施方式中，“电离电势基本同值”是表示电离电势的差异小到施加到空穴传输的影响足够小的程度。因此，发光层8中的电离电势在不同的子像素中也可以不必严格地同值。“电离电势基本同值”也可以允许例如针对量子点的每个发光波长的组成略有差异、或测量误差等导致的电离电势的0.1ev～0.2ev的误差。

本实施方式的发光器件1通过阵列基板3的tft经由阴极4针对每一个子像素驱动发光元件2，从而可以实现能够彩色显示的装置。

图3是分别表示本实施方式的发光元件2的发光层8所包含的量子点qr，qg，qb的概略截面图。图3的(a)、图3的(b)和图3的(c)分别表示红色量子点qr、绿色量子点qg和蓝色量子点qb。

在本实施方式中，红色量子点qr、绿色量子点qg和蓝色量子点qb中的每一个具有核壳型的结构，该核壳型的结构包括核和覆盖该核的壳。如图3的(a)所示，红色量子点qr包括粒径crr的红色核cr和粒径srr的红色壳sr。同样地，如图3的(b)所示，绿色量子点qg包括粒径cgr的绿色核cg和粒径sgr的绿色壳sg。同样地，如图3的(c)所示，蓝色量子点qb包括粒径cbr的蓝色核cb和粒径sbr的红色壳sr。

作为核壳型的量子点的特征，该量子点发出的光的波长与核的粒径成比例，不取决于壳的粒径。在本实施方式中，crr＞cgr＞cbr，并且srr、sgr和sbr大致相同。核壳型的壳的粒径可以通过调节该壳的膜厚来设计。

在此，在本实施方式的发光元件2中，如图1的(b)所示，在任一个子像素中，发光层8层叠并包括各三层量子点qr，qg，qb的构成。

一般地，在具备层叠有量子点的发光层的发光元件中，优选层叠两层到三层的量子点。这是因为，量子点中的电子和空穴的重组通常仅在发光层的阳极侧和阴极侧的端面附近发生，存在在中央附近难以发生的倾向，如果发光层中的量子点的层叠数过多，则发光效率降低。

在本实施方式中，相互不同种类的量子点qr，qg，qb之间，每一个的最外粒径即壳的粒径基本相同。因此，在任一子像素中，当量子点qr，qg，qb各层叠相同层时，在任一子像素中，发光层8的膜厚可以形成为一定的。即，如图1的(b)所示，在任何子像素中，发光层8的膜厚d8是一定的。

因此，在任一子像素中，可以通过将电子传输层6的膜厚形成为一定的来使发光层8和电子传输层6的总膜厚在所有子像素中为一定的。在本实施方式中，如图1的(b)所示，由于在任一子像素中电子传输层6的膜厚d6是一定的，因此，d8和d6的总和在所有的子像素中也是一定的。

因此，通过与在所有子像素中形成为相同膜厚的阴极4一起形成电子传输层6和发光层8，可以使形成有空穴传输层10的表面为大致同一平面。因此，使空穴传输层10的形成变得容易，并且进一步使发光元件2的构成简单化。

另外，在本说明书中的“粒径相同”不是指粒径完全一致，而是粒径基本相同。“粒径基本相同”是指在形成量子点时的该量子点的设计值的粒径是相同的，且包括形成的结果的粒径的偏差。例如，量子点qr，qg，qb的粒径也可以具有50％左右的误差，更优选地具有20％的误差。量子点的粒径的误差越小，则可以使该量子点的发光光谱的半值宽度越窄，可以实现色纯度高的发光元件。

另外，在本说明书中，量子点的“粒径”作为指标说明。在此，所述“粒径”是指以量子点是正球体为前提的粒径。但是，实际上，可能存在不被视为正球体的量子点。但是，即使量子点相对于正球体有多少变形，该量子点也可以获得与正球体的量子点大致同等的功能。因此，本说明书中的所述“粒径”是指换算成同体积的正球体时的粒径。

另外，如上所述，形成有空穴传输层10的表面为大致同一平面，但是“同一平面”是指在形成空穴传输层10时不发生困难的程度的凹凸少的状态，不指该平面严格地在同一平面上。此外，电子传输层6和发光层8的膜厚在所有的子像素中大致相同不是指在所有的子像素中该层的膜厚严格地一致。例如，只要形成有空穴传输层10的表面处于在形成空穴传输层10时不发生困难的程度的凹凸少的状态，则电子传输层6和发光层8的膜厚也可以在所有子像素中不是严格地一致。

另外，量子点qr，qg，qb的最外粒径也可以是1～10nm。此外，电子传输层6、发光层8和空穴传输层10的膜厚可以采用以往公知的膜厚，但是也可以是1～50nm。特别地，发光层8的膜厚优选地为量子点qr，qg，qb的最外粒径的几倍左右。

在本实施方式的发光元件2中，为了简化形成工序的目的，在所有子像素上共通形成空穴传输层10，但是本发明不限于此。本实施方式的发光元件2也可以包括例如至少多个子像素共通的空穴传输层10。即使为上述构成，与在所有子像素上单独形成空穴传输层10的构成比较，也可以使空穴传输层10的形成工序简单化。

图4是用于说明本实施方式的发光器件1的制造方法的流程图。将参照图4说明发光器件1的制造方法。

首先，形成阵列基板(步骤s1)。也可以通过在基板上与子像素的位置相匹配地形成多个tft来执行阵列基板的形成。接着，形成阴极4(步骤s2)。也可以在利用溅射形成阴极材料的膜后，通过与子像素的形状相匹配进行图案化，针对每一个子像素形成阴极4。接着，形成边缘罩16(步骤s3)。也可以在涂布到阵列基板3和阴极4之后，在相邻的阴极4彼此之间进行图案化，从而保留覆盖该阴极4的侧表面和周围端部的位置来获得边缘罩16。接着，形成电子传输层6(步骤s4)。也可以针对每一个子像素，通过喷墨方式的涂布、使用掩模的蒸镀或使用光刻进行图案化来形成电子传输层6。接着，形成发光层8(步骤s5)。也可以针对每一个子像素，通过喷墨方式的涂布、使用掩模的蒸镀或使用光刻进行图案化来形成发光层8。接着，形成空穴传输层10(步骤s6)。空穴传输层10在所有的子像素共通，也可以通过喷墨方式等来涂布形成。最后，形成阳极12(步骤s7)。阳极12在所有的子像素上共通，也可以通过溅射等成膜。如上所述，在阵列基板3上形成发光元件2，从而获得图1所示的发光器件1。

〔第二实施方式〕

图5是表示本实施方式的发光器件1的概略图，图5的(a)与图1的(a)对应，图5的(b)与图1的(b)对应。

本实施方式中的发光元件2与先前实施方式的发光元件2比较，不同之处在于，蓝色像素电子传输层6b包括第一蓝色像素电子传输层6ba和第二蓝色像素电子传输层6bb。第一蓝色像素电子传输层6ba和第二蓝色像素电子传输层6bb包括各自不同的材料，在第一蓝色像素电子传输层6ba的上层形成第二蓝色像素电子传输层6bb。

此外，本实施方式中的发光元件2与先前实施方式的发光元件2比较，不同之处在于，红色像素电子传输层6r、绿色像素电子传输层6g和蓝色像素电子传输层6b的膜厚相互不同。同样地，在本实施方式中，红色像素发光层8r、绿色像素发光层8g和蓝色像素发光层8b的膜厚也相互不同。

除了上述方面之外，本实施方式中的发光元件2也可以具有与先前实施方式中的发光元件2相同的构成，本实施方式中的发光元件2也可以通过与先前实施方式的发光元件2的制造方法相同的制造方法来获得。在这种情况下，在步骤s4中，也可以通过依次分别形成第一蓝色像素电子传输层6ba和第二蓝色像素电子传输层6bb来获得蓝色像素电子传输层6b。

图6是表示本实施方式的发光元件2的蓝色子像素bp的各层中的费米能级或电子亲和力和电离电势的示例的能量图。在图6中，从右朝向左表示蓝色像素阴极4b、第一蓝色像素电子传输层6ba、第二蓝色像素电子传输层6bb、蓝色像素发光层8b、第一空穴传输层10a、第二空穴传输层10b和阳极12的能量图。

在本实施方式中，第一蓝色像素电子传输层6ba包含zno，第二蓝色像素电子传输层6bb包含mgyzn1-yo。此处，本实施方式中的y也可以与先前实施方式中的y为相同的值。因此，如图6所示，第一蓝色像素电子传输层6ba具有4.2ev的电子亲和力和7.5ev的电离电势，第二蓝色像素电子传输层6bb具有3.2ev的电子亲和力和7.1ev的电离电势。

当在蓝色像素阴极4b和阳极12之间产生电势差时，电子从蓝色像素阴极4b注入到第一蓝色像素电子传输层6ba中。此时，图6的箭头eb4所示的电子注入的势垒为0.1ev。接着，如图6的箭头eb5所示，电子从第一蓝色像素电子传输层6ba传输到第二蓝色像素电子传输层6bb。此时，图6的箭头eb5所示的电子传输的势垒为1.0ev。图6的箭头eb2所示的从第二蓝色像素电子传输层6bb到蓝色像素发光层8b的电子传输的势垒与与图2的(d)的箭头eb2所示的电子传输的势垒同样地，基本上不存在。另外，从阳极12到蓝色像素发光层8b的空穴传输与先前实施方式同样地发生。

本实施方式的发光元件2可以维持使从蓝色像素电子传输层6b到蓝色像素发光层8b的电子传输的势垒低，同时使从蓝色像素阴极4b到蓝色像素电子传输层6b的电子注入的势垒更低。因此，本实施方式的发光元件2可以进一步改善从阴极4到发光层8的电子传输的效率。

在本实施方式中，例举仅蓝色像素电子传输层6b具有两层结构的构成作为示例，但是本发明不限于此，在红色像素电子传输层6r或绿色像素电子传输层6g中，也可以包括包含相互不同材料的两层以上的层。

图7是分别表示本实施方式的发光元件2的发光层8所包含的量子点qr，qg，qb的概略截面图。图3的(a)、图3的(b)和图3的(c)分别表示红色量子点qr、绿色量子点qg和蓝色量子点qb。图7的(a)至图7的(c)分别对应于图3的(a)至图3的(c)。在图7中，关于与图3所示的已说明的构成对应的构成也可以省略说明。

本实施方式中的量子点qr，qg，qb具有与先前实施方式同样地核壳型的结构。但是，在本实施方式中，由于相互不同的量子点之间壳的膜厚大致一定，使得srr＞sgr＞sbr。

因此，当量子点qr，qg，qb各层叠相同层，例如，如图5的(b)所示，各层叠三层时，壳的粒径的差异导致红色像素发光层8r、绿色像素发光层8g和蓝色像素发光层8b的膜厚相互不同。若将红色像素发光层8r的膜厚设为d8r，将绿色像素发光层8g的膜厚设为d8g，将蓝色像素发光层8b的膜厚设为d8b，则成为d8r＞d8r＞d8r。

此处，在本实施方式的发光元件2中，与先前实施方式的发光元件2同样地，发光层8和电子传输层6的总膜厚在所有子像素中是一定的。由于在相互不同的子像素之间发光层8的膜厚不同，因此在相互不同的子像素之间电子传输层6的膜厚也不同。特别地，若将红色像素电子传输层6r的膜厚设为d6r，将绿色像素电子传输层6g的膜厚设为d6g，将蓝色像素电子传输层6b的膜厚设为d6b，则d6r＜d6g＜d6b。通过调节成膜的膜厚，可以容易地使电子传输层6的膜厚在相互不同的子像素之间不同。

因此，在本实施方式中，即使在相互不同的子像素之间发光层8的膜厚不同，也可以使形成有空穴传输层10的表面在大致同一平面。因此，使空穴传输层10的形成变得容易，并且进一步使发光元件2的构成简单化。进一步地，在本实施方式中，由于壳的膜厚在相互不同的量子点之间大致一定，因此不必单独设计壳的膜厚，并且可以简化制造该量子点溶液的工序。

〔第三实施方式〕

图8是表示本实施方式的发光元件2的蓝色子像素bp的各层中的费米能级或电子亲和力和电离电势的示例的能量图。在图8中，从右朝向左表示蓝色像素阴极4b、蓝色像素电子传输层6b、蓝色像素发光层8b、第一空穴传输层10a、第二空穴传输层10b和阳极12的能量图。

本实施方式的发光器件1除了蓝色像素电子传输层6b所包含的材料不同的方面之外，也可以具有与图1所示的发光器件1相同的构成。在本实施方式中，蓝色像素电子传输层6b包含mgzzn1-zo。在此，z表示zno中的zn被mg置换的比例，0≤z≤1。

在此，在本实施方式中，蓝色像素电子传输层6b具有如下结构：在从蓝色像素阴极4b侧的端面到蓝色像素发光层8b侧的端面，逐渐地zno的zn逐渐被mg置换的结构。即，在蓝色像素电子传输层6b中，在从蓝色像素阴极4b侧的端面到蓝色像素发光层8b侧的端面，z的值仅从0单调增加到小于1的某个常数。

因此，如图8所示，在蓝色像素电子传输层6b中，电子亲和力和电离电势从蓝色像素阴极4b侧的端面到蓝色像素发光层8b侧的端面逐渐减小。如图8所示，蓝色像素电子传输层6b在蓝色像素阴极4b侧的端面上具有4.0ev的电子亲和力和7.5ev的电离电势。进一步地，蓝色像素电子传输层6b在蓝色像素发光层8b侧的端面上具有3.2ev的电子亲和力和7.1ev的电离电势。

当在蓝色像素阴极4b和阳极12之间产生电势差时，电子从蓝色像素阴极4b注入到蓝色像素电子传输层6b。此时，图8的箭头eb6所示的电子注入的势垒为0.3ev。接着，如图8的箭头eb7所示，电子在蓝色像素电子传输层6b中从蓝色像素阴极4b侧传输到蓝色像素发光层8b侧。由于在蓝色像素电子传输层6b中的电子传输期间，蓝色像素电子传输层6b中的电子亲和力变小，但逐渐变小，因此，蓝色像素电子传输层6b中的电子传输的势垒变小。接着，如图8的箭头eb8所示，电子从蓝色像素电子传输层6b传输到蓝色像素发光层8b。此时，图6的箭头eb8所示的电子传输的势垒大致不存在。另外，从阳极12到蓝色像素发光层8b的空穴传输与先前实施方式同样地发生。

在本实施方式中，从蓝色像素电子传输层6b到蓝色像素发光层8b的电子传输的势垒小。特别地，蓝色像素电子传输层6b与蓝色像素发光层8b之间的电子亲和力的最小差为0.5ev以下。因此，在本实施方式的发光元件2中也维持了电子传输的效率。

进一步地，在本实施方式中，在减小从蓝色像素电子传输层6b到蓝色像素发光层8b的电子传输的势垒的同时，可以减小从蓝色像素阴极4b到蓝色像素电子传输层6b的电子注入的势垒。因此，在本实施方式的发光元件2中，可以进一步改善电子注入效率。

在本实施方式中，列举具有如下结构的构成作为示例，仅蓝色像素电子传输层6b从蓝色像素阴极4b侧的端面到蓝色像素发光层8b侧的端面，zno的zn逐渐被mg置换的结构。但是，本发明不限于此，在本实施方式中，红色像素电子传输层6r或绿色像素电子传输层6g也可以具有相同的结构。

在此，绿色像素发光层8g的电子亲和力大于蓝色像素发光层8b的电子亲和力，红色像素发光层8r的电子亲和力进一步大于绿色像素发光层8g的电子亲和力。因此，优选地，绿色像素电子传输层6g在绿色像素发光层8g侧的端面的zn的置换比例比蓝色像素电子传输层6b在蓝色像素发光层8b侧的端面的zn的置换比例更低。此外，优选地，红色像素电子传输层6r在红色像素发光层8r侧的端面的zn的置换比例比绿色像素电子传输层6g在绿色像素发光层8g侧的端面的zn的置换比例进一步更低。

本实施方式的发光元件2也可以通过与先前实施方式的发光元件2的制造方法相同的制造方法来获得。在这种情况下，在步骤s4中，也可以一边在操作用于形成zno的溅射装置，一边逐渐增加用于形成mgo的溅射装置的输出来形成蓝色像素电子传输层6b。

〔第四实施方式〕

图9是表示本实施方式的发光器件1的概略图，图9的(a)与图1的(a)对应，图9的(b)与图1的(b)对应。

本实施方式的发光元件2与第一实施方式的发光元件2比较，构成不同之处仅在于，阴极4相对于所有像素共通形成。本实施方式的发光器件1也可以通过与第一实施方式的发光器件1的制造方法相同的制造方法来获得。在这种情况下，在步骤s2中，省略阴极4成膜之后的图案化。此外，在步骤s3中，将边缘罩16直接形成在阴极4上。

本实施方式中的发光元件2能够同时驱动包括红色子像素rp、绿色子像素gp和蓝色子像素bp的所有子像素。因此，发光元件2可以通过使所有子像素同时发光来形成白光。包括本实施方式的发光元件2的发光器件1可以作为例如白色照明单元或白色背光单元等发出白色的白色发光装置使用。

〔第五实施方式〕

图10是表示本实施方式的发光器件1的概略图，图10的(a)与图1的(a)对应，图10的(b)与图1的(b)对应。

本实施方式的发光器件1与第一实施方式的发光器件1比较，构成不同之处在于，直至阵列基板3的各层从下方依次层叠在阳极12上，并且边缘罩16直接设置在空穴传输层10上。

如图4所示，可以通过适当地替换第一实施方式的发光器件1的制造工序的制造方法来获得本实施方式的发光器件1。例如，也可以通过从步骤s7开始依次执行步骤s6，s3，s5，s4，s2和s1来获得本实施方式的发光器件1。此处，在步骤s1中，也可以将阵列基板3直接形成在发光元件2的上面，也可以将在另一基板上制造的阵列基板3安装在发光元件2的上面。

图11是表示上述各实施方式的发光元件的制造设备20的框图。发光元件的制造设备20包括控制器22和成膜装置24。控制器22控制成膜装置24。成膜装置24形成发光元件2的各层。

〔总结〕

形态一的发光元件包括阴极、阳极、在阴极和阳极之间的发光层、在所述发光层和所述阴极之间的电子传输层以及在所述发光层和所述阳极之间的空穴传输层，针对所述发光层的每个发光波长设置多个子像素，针对每一个所述子像素设置所述发光层和所述电子传输层，针对至少多个所述子像素共通设置所述空穴传输层。

在形态二中，所述子像素包括从所述发光层发出红光的红色子像素、从所述发光层发出绿光的绿色子像素以及从所述发光层发出蓝光的蓝色子像素。

在形态三中，所述电子传输层的电子亲和力按所述红色子像素、所述绿色子像素和所述蓝色子像素的顺序减小。

在形态四中，至少多个所述子像素中的所述发光层的电离电势基本同值。

在形态五中，在每个所述子像素中，所述电子传输层的电子亲和力与所述发光层的电子亲和力之间的最小差为0.5ev以下。

在形态六中，在至少一个所述子像素中，所述电子传输层包括多层具备相互不同材料的层。

在形态七中，在至少一个子像素的所述电子传输层中，从所述阴极侧的端面到所述发光层侧的端面，电子亲和力逐渐减小。

在形态八中，所述发光层和所述电子传输层的总膜厚在所有所述子像素中是一定的。

在形态九中，所述发光层和所述电子传输层各自的膜厚在所有的所述子像素中是一定的。

在形态十中，至少一个所述子像素中的所述发光层和所述电子传输层各自的膜厚与另一所述子像素中的所述发光层和所述电子传输层各自的膜厚不同。

在形态十一中，所述发光层层叠并包括在相互不同波长中发光的多种类型的量子点，并且在相同的所述子像素包括相同类型的所述量子点。

在形态十二中，在相互不同种类的所述量子点之间最外粒径基本相同。

形态十三的发光器件包括上述任一形态的发光元件。

在形态十四中，所述发光器件进一步包括阵列基板，所述阵列基板包括与所述阴极电连接的多个tft，所述发光元件包括每个所述子像素的所述阴极和在所有的所述子像素共通的所述阳极，经由所述阴极针对每个所述子像素驱动所述发光元件。

在形态十五中，所述发光元件包括所有的所述子像素共通的所述阴极和所有的所述子像素共通的阳极。

在形态十六中，所述发光器件是通过使所有的所述子像素同时发光，并形成白光的白光发光器件。

在形态十七的发光元件的制造方法，所述发光元件包括阴极、阳极、在阴极和阳极之间的发光层、在所述发光层和所述阴极之间的电子传输层以及在所述发光层和所述阳极之间的空穴传输层，所述发光元件的制造方法包括：针对每个所述子像素形成所述发光层的发光层形成工序；针对每个所述子像素形成所述电子传输层的电子传输层形成工序；以及针对至少多个所述子像素共通形成所述空穴传输层的空穴传输层形成工序。

在形态十八中，在所述电子传输层形成工序之后执行所述发光层形成工序，并且在所述发光层形成工序之后执行所述空穴传输层形成工序。

在形态十九中，在所述空穴传输层形成工序之后执行所述发光层形成工序，并且在所述发光层形成工序之后执行所述电子传输层形成工序。

形态二十的发光元件的制造设备中，所述发光元件包括阴极、阳极、在阴极和阳极之间的发光层、在所述发光层和所述阴极之间的电子传输层以及在所述发光层和所述阳极之间的空穴传输层，所述发光元件的制造设备包括成膜装置，所述成膜装置用于针对每个所述子像素形成所述发光层和所述电子传输层，并且针对至少多个所述子像素共通形成所述空穴传输层。

本发明不限于上述各实施方式，能在权利要求所示的范围中进行各种变更，将不同的实施方式中分别公开的技术手段适当组合得到的实施方式也包含于本发明的技术范围。而且，能够通过组合各实施方式分别公开的技术方法来形成新的技术特征。

附图标记说明

1发光器件

2发光元件

4阴极

6电子传输层

8发光层

10空穴传输层

12阳极

20发光元件的制造设备

rp红色子像素

gp绿色子像素

bp蓝色子像素

qr红色量子点

qg绿色量子点

qb蓝色量子点