[發(fā)明專利]量子點發(fā)光二極管和使用其的量子點發(fā)光裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811061393.1
• 申請日: 2018-09-12
• 公開（公告）號: CN109486491A
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 樸宰賢;金奎男;柳映朱
• 申請（專利權(quán)）人: 樂金顯示有限公司
• 主分類號: C09K11/88
• 分類號: C09K11/88;C09K11/02;H01L51/50
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 龐東成;解延雷

本發(fā)明涉及量子點發(fā)光二極管和使用其的量子點發(fā)光裝置。本發(fā)明的量子點包含芯?殼結(jié)構(gòu)和其上新穎的配體設(shè)置，即使用兩種不同類型的配體與殼的外表面的兩個不同區(qū)域結(jié)合。本發(fā)明還提供了包括所述量子點的發(fā)光二極管和包括該二極管的發(fā)光裝置，其可以在低電壓下驅(qū)動并且具有改善的發(fā)光效率。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求于2017年09月12日在韓國提交的韓國專利申請10-2017-0116451號的權(quán)益，通過援引將其整體并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)光二極管，且更具體地涉及使用具有不同表面性質(zhì)的量子點的發(fā)光二極管和具有該發(fā)光二極管的發(fā)光裝置。

背景技術(shù)

隨著電子工程和信息技術(shù)的發(fā)展，用于處理和顯示大量信息的顯示領(lǐng)域的技術(shù)也在快速發(fā)展中。于是，已開發(fā)出代替?zhèn)鹘y(tǒng)陰極射線管(CRT)的各種平板顯示裝置。在平板顯示裝置中，能夠以薄膜結(jié)構(gòu)形成且具有低能耗的有機發(fā)光二極管(OLED)顯示裝置被用作能夠代替液晶顯示(LCD)裝置的下一代顯示裝置。

然而，當(dāng)為了增加亮度而增大OLED顯示裝置的電流密度或驅(qū)動電壓時，由于OLED的劣化、例如OLED中所用的有機發(fā)射材料的降解，OLED的壽命變短。特別是，OLED無法實施國際電信聯(lián)盟(ITU)關(guān)于4K/UHD的規(guī)格所開發(fā)的ITU-R Recommendation BT.2020(Rec.2020或BT.2020)中所要求的高色域水平。

近年來，已致力于將量子點(QD)用于顯示裝置中。QD是在處于非穩(wěn)態(tài)的電子從導(dǎo)帶降至價帶時發(fā)光的無機顆粒。在無機顆粒中，QD具有極高的消光系數(shù)和優(yōu)異的量子產(chǎn)率，并因此發(fā)出強熒光。另外，由于發(fā)射波長根據(jù)QD尺寸而變化，當(dāng)適當(dāng)調(diào)節(jié)QD尺寸時，可獲得整個可見光區(qū)的光，由此實現(xiàn)各種顏色。即，當(dāng)QD用在發(fā)射材料層(EML)中時，可以增加每個像素的色純度，且由于可以高純度地實現(xiàn)由紅(R)、藍(lán)(B)和綠(G)光組成的白光，因而可以滿足Rec.2020標(biāo)準(zhǔn)。

QD發(fā)光二極管(QLED)采用QD來開發(fā)。圖1示出了一般QLED中的帶隙能圖。參照圖1，一般QLED包括彼此相對設(shè)置的陽極和陰極、設(shè)置于陽極和陰極之間的含QD的EML、設(shè)置于陽極和EML之間的空穴注入層(HIL)和空穴傳輸層(HTL)以及設(shè)置于陰極和EML之間的電子傳輸層(ETL)。

EML由納米級QD構(gòu)成，且通過例如將在溶劑中含有QD的溶液施涂于HTL上然后使溶劑揮發(fā)而形成。同時，HIL和HTL被設(shè)置為將作為正電荷載流子的空穴從陽極注入并傳輸至EML，而ETL被設(shè)置為將作為負(fù)電荷載流子的電子從陰極注入并輸送至EML。為了將空穴和電子注入和輸送至EML，有必要使各個層由具有合適的帶隙能的材料構(gòu)成。舉例而言，HIL可以由聚(3,4-亞乙基二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸酯(PEDOT:PSS)構(gòu)成，而HTL可以由聚(4-丁基苯基-二苯基胺)(聚TPD)構(gòu)成，而ETL可由ZnO構(gòu)成。

可以通過溶液法將QD涂布在HTL上，且使有機配體與QD表面結(jié)合以使QD均勻分散在該溶液法所使用的溶劑中。傳統(tǒng)上，與QD表面結(jié)合的有機配體包含具有特定電荷的官能團。因此，由于電引力，可以將具有與有機配體中的官能團的電荷相反的載流子快速轉(zhuǎn)移至EML，而具有與有機配體中的官能團的電荷相同的載流子的轉(zhuǎn)移則因電斥力而延遲。

如上所述，由于在傳統(tǒng)QLED中向EML的空穴和電子的注入未得到平衡，電子和空穴沒有在EML中的QD處復(fù)合。結(jié)果，在EML和與EML相鄰的電荷轉(zhuǎn)移層(例如HTL或ETL)之間的界面處發(fā)生發(fā)光，且QLED的發(fā)光效率劣化。另外，為了驅(qū)動發(fā)光二極管，必須施加高電壓，因此QLED的驅(qū)動電壓增加。

另外，由于在與QD表面結(jié)合的配體鏈與QD合成中使用的有機溶劑之間形成的范德華力，大量有機組分殘留在由最終合成的QD涂布的EML中。由于所述大量有機組分之故，難以均勻控制含QD的EML的厚度。而且，隨著殘留在EML中的有機組分滲透入與EML相鄰的ETL中或者陰極中，層間的邊界變得不清晰，因此難以形成ETL和陰極。