[发明专利]量子点发光二极管器件及具有其的显示设备

说明书

本申请为申请人“乐金显示有限公司”和“首尔大学校产学协力团”于2011年5月24日提交的优先权日为2010年5月25日、申请号为2011101443126、发明名称为“量子点发光二极管器件及具有其的显示设备”的发明专利申请的分案申请。

本申请要求2010年5月25日提交的韩国专利申请No.10-2010-0048569的权益，在此援引该专利申请作为参考，就像在这里全部列出一样。

技术领域

本发明涉及量子点发光二极管器件以及具有其的显示设备，尤其涉及一种量子点发光二极管器件，其中在通过溶液工艺形成量子点发光层之后形成空穴传输层以形成反转式量子点发光二极管器件，从而能够自由选择易于向量子点发光层注入空穴的空穴传输层材料。

背景技术

作为信息导向时代中可视信息传输媒介，显示设备的重要性正进一步加强，为了在未来占据主导地位，显示设备需要满足更轻、更薄并具有更低功率消耗和更好图像质量的要求。

在显示设备中，近年来正在研究能够通过使用发光材料进行显示的量子点发光二极管器件，以制造纤薄的显示设备、并驱动较长时间以及具有较高色纯度。

量子点QD是纳米粒子。当非稳态的电子从导带向下移向价带时，具有纳米尺寸直径的量子点发光，其中当量子点粒子的尺寸较小时，量子点发射的光的波长变短，当量子点粒子的尺寸较大时，波长变长。这些是量子点区别于目前半导体材料的独特的电光特性。因此，通过控制量子点的尺寸，可产生理想波长的可见光，并通过改变量子点的尺寸和组成，可产生各种颜色。

与一般有机发光二极管器件相比，量子点发光二极管器件是使用量子点代替有机发光材料作为发光层材料的显示设备。尽管使用有机发光材料的有机发光二极管OLED根据设备的种类产生白色、红色、蓝色等这样的单色，但有机发光二极管在华丽地表现一些彩色光方面具有限制。相反，因为量子点发光二极管器件能通过控制量子点的尺寸产生理想的自然色，具有优良的色再现率和并不比发光二极管差的亮度，所以量子点发光二极管器件被聚焦为能弥补发光二极管LED缺陷的材料，作为下一代光源引起注意。

将描述一般量子点发光二极管器件的结构。

图1A和1B图解了一般量子点发光二极管器件的示意性剖面图及其带隙能量的视图。

参照图1A和1B，一般的量子点发光二极管器件在基板100上设置有彼此相对的阳极10和阴极50、阳极10和阴极50之间的量子点发光层30、阳极10与量子点发光层30之间的空穴传输层20、以及量子点发光层30与阴极50之间的电子传输层40。

量子点发光层30填充有每一个的直径都是纳米尺寸的多个量子点31，该量子点31例如是通过溶液工艺在空穴传输层20上涂布在溶剂中溶解有量子点31的量子点溶液并将溶剂挥发而形成的。

空穴传输层20使空穴从阳极10的注入变得容易，并用于将该空穴传输给量子点发光层30。

电子传输层40使电子从阴极的注入变得容易，并用于将电子传输给量子点发光层。

量子点发光层30是通过溶液工艺涂敷量子点材料形成的，用于接收来自空穴传输层20的空穴和来自电子传输层40的电子并将空穴和电子结合以发光。

在该情形中，每个量子点31都具有位于中心用于发光的核33组分、位于核33表面用于保护的壳34、以及覆盖壳表面用于散布溶剂的配体35组分。

在该情形中，因为由于组分不同，核33、壳34和配体35具有彼此不同的带隙能差，从而离核33越远，带隙能差越大。这样，当空穴从空穴传输层20传输到量子点31时，作为在空穴传输到量子点时的能量势垒，壳34或配体35具有比核33的HOMO能级低的HOMO能级。同样，在电子从电子传输层30传输到量子点发光层30时，量子点的壳34或配体35c的LUMO能级比核的LUMO能级高，使壳34或配体成为能量势垒。

同时，如图中所示，可了解到因为在空穴从空穴传输层20传输到量子点发光层30时，与空穴传输层20的高HOMO能级相比，量子点发光层30的壳或配体的HOMO能级非常低，所以空穴传输相对于电子传输来说能量势垒非常高。因而，能够预见到空穴注入到量子点发光层30比较困难，从而导致较差的发光效率，为使量子点发光层30发光而需要高驱动电压，具有较差的发光效率。

此外，在通过溶液工艺在空穴传输层20上形成量子点发光层30的工艺中，用于形成量子点发光层30的溶剂导致溶解空穴传输层20的组分。因为形成不被溶剂溶解的空穴传输层20是一个关键，所以目前用于形成空穴传输层20的材料受到限制。