[發(fā)明專利]量子點發(fā)光二極管器件及具有其的顯示設備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510563772.0
• 申請日: 2011-05-24
• 公開（公告）號: CN105244448A
• 公開（公告）日: 2016-01-13
• 發(fā)明（設計）人: 金英美;姜鎬哲;金豪鎮(zhèn);李昌熙;車國憲;李成勛;郭正勛;裴完基;李東龜;林才勛
• 申請（專利權）人: 樂金顯示有限公司;首爾大學校產學協(xié)力團
• 主分類號: H01L51/50
• 分類號: H01L51/50;H01L51/56;H01L27/32
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;謝雪閩

本申請為申請人“樂金顯示有限公司”和“首爾大學校產學協(xié)力團”于2011年5月24日提交的優(yōu)先權日為2010年5月25日、申請?zhí)枮?011101443126、發(fā)明名稱為“量子點發(fā)光二極管器件及具有其的顯示設備”的發(fā)明專利申請的分案申請。

本申請要求2010年5月25日提交的韓國專利申請No.10-2010-0048569的權益，在此援引該專利申請作為參考，就像在這里全部列出一樣。

技術領域

本發(fā)明涉及量子點發(fā)光二極管器件以及具有其的顯示設備，尤其涉及一種量子點發(fā)光二極管器件，其中在通過溶液工藝形成量子點發(fā)光層之后形成空穴傳輸層以形成反轉式量子點發(fā)光二極管器件，從而能夠自由選擇易于向量子點發(fā)光層注入空穴的空穴傳輸層材料。

背景技術

作為信息導向時代中可視信息傳輸媒介，顯示設備的重要性正進一步加強，為了在未來占據主導地位，顯示設備需要滿足更輕、更薄并具有更低功率消耗和更好圖像質量的要求。

在顯示設備中，近年來正在研究能夠通過使用發(fā)光材料進行顯示的量子點發(fā)光二極管器件，以制造纖薄的顯示設備、并驅動較長時間以及具有較高色純度。

量子點QD是納米粒子。當非穩(wěn)態(tài)的電子從導帶向下移向價帶時，具有納米尺寸直徑的量子點發(fā)光，其中當量子點粒子的尺寸較小時，量子點發(fā)射的光的波長變短，當量子點粒子的尺寸較大時，波長變長。這些是量子點區(qū)別于目前半導體材料的獨特的電光特性。因此，通過控制量子點的尺寸，可產生理想波長的可見光，并通過改變量子點的尺寸和組成，可產生各種顏色。

與一般有機發(fā)光二極管器件相比，量子點發(fā)光二極管器件是使用量子點代替有機發(fā)光材料作為發(fā)光層材料的顯示設備。盡管使用有機發(fā)光材料的有機發(fā)光二極管OLED根據設備的種類產生白色、紅色、藍色等這樣的單色，但有機發(fā)光二極管在華麗地表現一些彩色光方面具有限制。相反，因為量子點發(fā)光二極管器件能通過控制量子點的尺寸產生理想的自然色，具有優(yōu)良的色再現率和并不比發(fā)光二極管差的亮度，所以量子點發(fā)光二極管器件被聚焦為能彌補發(fā)光二極管LED缺陷的材料，作為下一代光源引起注意。

將描述一般量子點發(fā)光二極管器件的結構。

圖1A和1B圖解了一般量子點發(fā)光二極管器件的示意性剖面圖及其帶隙能量的視圖。

參照圖1A和1B，一般的量子點發(fā)光二極管器件在基板100上設置有彼此相對的陽極10和陰極50、陽極10和陰極50之間的量子點發(fā)光層30、陽極10與量子點發(fā)光層30之間的空穴傳輸層20、以及量子點發(fā)光層30與陰極50之間的電子傳輸層40。

量子點發(fā)光層30填充有每一個的直徑都是納米尺寸的多個量子點31，該量子點31例如是通過溶液工藝在空穴傳輸層20上涂布在溶劑中溶解有量子點31的量子點溶液并將溶劑揮發(fā)而形成的。

空穴傳輸層20使空穴從陽極10的注入變得容易，并用于將該空穴傳輸給量子點發(fā)光層30。

電子傳輸層40使電子從陰極的注入變得容易，并用于將電子傳輸給量子點發(fā)光層。

量子點發(fā)光層30是通過溶液工藝涂敷量子點材料形成的，用于接收來自空穴傳輸層20的空穴和來自電子傳輸層40的電子并將空穴和電子結合以發(fā)光。

在該情形中，每個量子點31都具有位于中心用于發(fā)光的核33組分、位于核33表面用于保護的殼34、以及覆蓋殼表面用于散布溶劑的配體35組分。

在該情形中，因為由于組分不同，核33、殼34和配體35具有彼此不同的帶隙能差，從而離核33越遠，帶隙能差越大。這樣，當空穴從空穴傳輸層20傳輸到量子點31時，作為在空穴傳輸到量子點時的能量勢壘，殼34或配體35具有比核33的HOMO能級低的HOMO能級。同樣，在電子從電子傳輸層30傳輸到量子點發(fā)光層30時，量子點的殼34或配體35c的LUMO能級比核的LUMO能級高，使殼34或配體成為能量勢壘。

同時，如圖中所示，可了解到因為在空穴從空穴傳輸層20傳輸到量子點發(fā)光層30時，與空穴傳輸層20的高HOMO能級相比，量子點發(fā)光層30的殼或配體的HOMO能級非常低，所以空穴傳輸相對于電子傳輸來說能量勢壘非常高。因而，能夠預見到空穴注入到量子點發(fā)光層30比較困難，從而導致較差的發(fā)光效率，為使量子點發(fā)光層30發(fā)光而需要高驅動電壓，具有較差的發(fā)光效率。

此外，在通過溶液工藝在空穴傳輸層20上形成量子點發(fā)光層30的工藝中，用于形成量子點發(fā)光層30的溶劑導致溶解空穴傳輸層20的組分。因為形成不被溶劑溶解的空穴傳輸層20是一個關鍵，所以目前用于形成空穴傳輸層20的材料受到限制。