CN107768541B - 电子器件以及包括该电子器件的显示装置 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种电子器件以及包括该电子器件的显示装置。一种电子器件包括：彼此面对的第一电极和第二电极；包含多个量子点的发射层，其中发射层设置在第一电极和第二电极之间；第一电荷辅助层，设置在第一电极和发射层之间；以及光学功能层，设置在第二电极上且在与发射层相反的一侧，其中第一电极包括反射电极，其中第二电极是光透射电极，其中光学功能层和第一电极之间的区域包括微腔结构，并且光学功能层的折射率大于或等于第二电极的折射率。

Description

电子器件以及包括该电子器件的显示装置
技术领域
一种电子器件以及包括该电子器件的显示装置被公开。
背景技术
量子点是具有小于或等于约10nm的直径的纳米晶体半导体材料，并表现出量子限制效应。与通常使用的磷光体相比，量子点在更窄的波长区域中产生强度更强的光。量子点在受激电子从导带跃迁到价带时发射光，并且所发射的波长基于量子点的颗粒尺寸而变化。量子点可以因此被使用以通过调整量子点的尺寸而获得期望的波长区域中的光。
具有包括量子点的发射层的电子器件的优点包括降低的制造成本，与使用包括磷光(phosphorescence)和/或磷光体材料的发射层的有机发光二极管(OLED)器件相比。另外，不同颜色可以通过改变量子点的尺寸发出，而对于所发出的每种颜色的光，OLED器件需要在发射层中使用不同的有机材料。
包括量子点的发射层的发光效率由量子点的外量子效率、电荷载流子的平衡和光提取效率等确定。仍需要提高量子点发射层的发光效率以提供更先进的电子器件。
发明内容
实施方式提供了通过提高光提取效率而具有优良的发光效率的电子器件以及包括该电子器件的显示装置。
根据一实施方式，一种电子器件包括：彼此面对的第一电极和第二电极；包含多个量子点的发射层，其中发射层设置在第一电极和第二电极之间；第一电荷辅助层，设置在第一电极和发射层之间；以及光学功能层，设置在第二电极上且在与发射层相反的一侧，其中第一电极包括反射电极，其中第二电极是光透射电极，其中光学功能层和第一电极之间的区域包括微腔结构，其中光学功能层的折射率大于或等于第二电极的折射率。
光学功能层的折射率可以在从约1.5至约2.5的范围内。
光学功能层可以包括三芳胺化合物、二芳基胺化合物、咔唑化合物或其组合。
发射层可以发射蓝光，并且光学功能层的厚度可以在从约40纳米至约60纳米的范围内。
发射层可以发射红光，并且光学功能层的厚度可以在从约70纳米至约95纳米的范围内。
第一电荷辅助层可以包括至少一个电子传输层。
所述至少一个电子传输层可以包括锌氧化物、钼氧化物、钨氧化物、镍氧化物或其组合。
发射层可以发射蓝光，并且所述至少一个电子传输层的厚度可以在从约25纳米至约45纳米的范围内。
发射层可以发射红光，并且所述至少一个电子传输层的厚度可以在从约45纳米至约80纳米的范围内。
第一电极可以包括具有约4.2电子伏至约4.7电子伏的功函数的第一层以及光学上不透明的第二层。
第一层可以包括铟锡氧化物、铟锌氧化物、镁-银、铝-锂、镁-铟、铟氧化物、锡氧化物、镓氧化物、锌氧化物或其组合，第二层可以包括银、铝、锌、金、铱、铜、铂或其组合。
第二层可以包括银、铝、锌、金、铱、铜、铂或其组合。
量子点可以包括II-VI族化合物、III-V族化合物、IV-VI族化合物、IV族化合物、II-III-VI族化合物、I-II-IV-VI族化合物或其组合。
根据另一实施方式，一种显示装置包括：第一电子器件，包括发射在第一波长区域中的光的第一量子点；第二电子器件，包括发射在比第一波长区域短的第二波长区域中的光的第二量子点；以及第三电子器件，包括发射在比第二波长区域短的第三波长区域中的光的第三量子点，其中第一电子器件、第二电子器件和第三电子器件的每个还包括：彼此面对的第一电极和第二电极；发射层，设置在第一电极和第二电极之间，其中发射层包括第一量子点、第二量子点或第三量子点；电荷传输层，设置在发射层和第一电极之间；以及光学功能层，设置在第二电极上且在与发射层相反的一侧，其中第一电极包括反射电极，其中第二电极是光透射电极，其中光学功能层和第一电极之间的区域包括微腔结构，其中光学功能层的折射率大于或等于第二电极的折射率，其中第一电子器件的电荷传输层的厚度、第二电子器件的电荷传输层的厚度以及第三电子器件的电荷传输层的厚度彼此不同。
光学功能层的折射率可以在从约1.5至约2.5的范围内。
第一电子器件的电荷传输层的厚度可以大于第二电子器件的电荷传输层的厚度以及第三电子器件的电荷传输层的厚度。
第三电子器件的电荷传输层的厚度可以小于第二电子器件的电荷传输层的厚度。
第一电子器件的电荷传输层的厚度可以在从约45纳米至约80纳米的范围内，并且第三电子器件的电荷传输层的厚度可以在从约25纳米至约45纳米的范围内。
第一电子器件的光学功能层的厚度、第二电子器件的光学功能层的厚度以及第三电子器件的光学功能层的厚度可以彼此不同。
第一电子器件的光学功能层的厚度可以大于第二电子器件的光学功能层的厚度和第三电子器件的光学功能层的厚度。
第三电子器件的光学功能层的厚度可以小于第二电子器件的光学功能层的厚度。
附图说明
从以下结合附图对实施方式的描述，这些和/或其它的方面将变得明显并更易于理解，附图中：
图1是根据一实施方式的电子器件的示意性截面图；
图2是在根据一实施方式的电子器件中的光传输路径的示意性截面图；
图3是包括根据一实施方式的电子器件的显示装置的示意性截面图；
图4是光谱辐射率(瓦特每球面度每平方米每纳米，Wsr-1m-2nm-1)随波长(纳米，nm)变化的曲线图，示出示例1和比较示例1中的根据波长区域的光谱辐射率；
图5是光谱辐射率(Wsr-1m-2nm-1)随波长(nm)变化的曲线图，示出示例2和比较示例2中的根据波长区域的光谱辐射率；
图6是光谱辐射率(Wsr-1m-2nm-1)随波长(nm)变化的曲线图，示出示例1和比较示例3中的根据波长区域的光谱辐射率；
图7和图8是CIE(y)与CIE(x)的曲线图，分别示出对于示例1和比较示例3的CIE xy色度座标；以及
图9是外量子效率(EQE)(％)与亮度(坎德拉每平方米，cd/m2)的曲线图，示出示例3和示例4的根据亮度的外量子效率(EQE)的变化。
具体实施方式
在下文将参照附图详细描述本公开的实施方式，附图中示出各种实施方式。然而，本公开可以以许多不同的形式实施，而不应被解释为限于这里阐述的实施方式。
在附图中，为了清晰，夸大了层、膜、面板、区域等的厚度。相同的附图标记在整个说明书中表示相同的元件。将理解，当一元件诸如层、膜、区域或基板被称为“在”另一元件“上”时，它可以直接在所述另一元件上，或者还可以存在居间的元件。相反，当一元件被称为“直接在”另一元件“上”时，不存在居间的元件。
将理解，尽管这里可以使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一元件、部件、区域、层或部分区别开。因此，以下讨论的“第一元件”、“第一部件”、“第一区域”、“第一层”或“第一部分”可以被称为第二元件、第二部件、第二区域、第二层或第二部分，而没有脱离这里的教导。
这里使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的，而不旨在进行限制。当在这里使用时，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在包括复数形式，包括“至少一个”，除非该内容另外地清楚地表示。“或”表示“和/或”。当在这里使用时，术语“和/或”包括一个或更多个相关列举项目的任意和所有组合。还将理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定所述特征、区域、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一个或更多个其它特征、区域、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或添加。
为了便于描述，这里可以使用空间关系术语诸如“在……下面”、“在……之下”、“在……下方”、“下”、“在……之上”、“上”等来描述一个元件或特征与另一个(些)元件或特征如附图所示的关系。将理解，除了附图中绘出的取向之外，空间关系术语旨在涵盖装置在使用或操作中的不同取向。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为“在”其它元件或特征“以下”或“下面”的元件将会取向为“在”其它元件或特征“之上”。因此，示范性术语“在……下面”可以涵盖上和下两种取向。装置可以另外地取向(旋转90度或处于其它的取向)，这里使用的空间关系描述语被相应地解释。
考虑到正被讨论的测量和与特定量的测量相关的误差(即测量系统的限制)，如这里所用的“约”或“大致”是包括所述值在内的并表示在如由本领域普通技术人员所确定的对于特定值的可接受偏差范围内。例如，“约”可以表示在所述值的一个或更多标准偏差内，或在所述值的±30％、±20％、±10％、±5％内。
除非另外地限定，否则这里使用的所有术语(包括技术和科学术语)都具有与本公开所属的领域中的普通技术人员通常理解的相同的含义。还将理解，术语诸如在通用字典中定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关领域和本公开的背景中的含义一致的含义，而不应被解释为理想化或过度正式的意义，除非这里明确地如此限定。
这里参照截面图示描述示范性实施方式，该截面图示是理想化的实施方式的示意图。因而，由于例如制造技术和/或公差引起的图示形状的偏离是可预期的。因此，这里描述的实施方式不应被解释为限于如这里示出的区域的特定形状，而是将包括例如由制造引起的形状偏差。例如，被示出或描述为平的区域可以具有粗糙的和/或非线性的特征。此外，示出的尖角可以被圆化。因此，附图中示出的区域在本质上是示意性的，它们的形状不旨在示出区域的精确形状，并且不旨在限制本权利要求书的范围。
图1是根据实施方式的电子器件100的示意性截面图。
根据实施方式的电子器件100包括：彼此面对的第一电极10和第二电极20；包括多个量子点3的发射层30，其中发射层30设置在第一电极10和第二电极20之间；第一电荷辅助层40，设置在第一电极10和发射层30之间；第二电荷辅助层50，设置在发射层30和第二电极20之间；以及光学功能层60，设置在第二电极20上且在与发射层30相反的一侧。也就是，光学功能层60和发射层30分别在第二电极20的相反两侧。在一实施方式中，电子器件100不包括第二电荷辅助层50。
电子器件100可以是能够通过使电流经由第一电极10和第二电极20流动到包括所述多个量子点3的发射层30而产生光的电致发光器件。取决于发射层30中包括的所述多个量子点3的量子点类型，电子器件100可以产生各种波长区域中的光。
在一实施方式中，第一电极10包括反射电极，第二电极20包括光透射电极。在电子器件100中，从发射层30产生的光可以如图1所示经由光学功能层60的上侧62发射到电子器件100之外。
尽管没有在图1中示出，但是第一电极10也可以直接设置在合适的基板上。因为第一电极10包括具有高反射率的材料，所以它可以反射到达第一电极10的入射光。在一实施方式中，第一电极10可以用作阴极。第一电极10与用作阳极的第二电极20成对以使电流流过发射层30。
在一实施方式中，第一电极10可以包括具有约4.2电子伏(eV)至约4.7eV的功函数的第一层11以及光学上不透明的第二层12。在一实施方式中，第一电极10的第一层11具有约4.2eV至约4.6eV、约4.2eV至约4.5eV、约4.2eV至约4.4eV、约4.3eV至约4.7eV、约4.4eV至约4.7eV或约4.5eV至约4.7eV的功函数。
第一层11可以直接连接到驱动电源，因此可以用于使电流流动到发射层30。参照图1，第一层11可以形成在第二层12上。第一层11可以是光学上透明的导电材料。因此，从发射层30产生的光的一部分可以穿过第一层11并进入第二层12。在一实施方式中，第一层11可以包括铟(In)-锡(Sn)氧化物、铟(In)-锌(Zn)氧化物、镁(Mg)-银(Ag)、铝(Al)-锂(Li)、镁(Mg)-铟(In)、铟(In)氧化物、锡(Sn)氧化物、镓(Ga)氧化物、锌(Zn)氧化物或其组合，第二层12可以包括银(Ag)、铝(Al)、锌(Zn)、金(Au)、铱(Ir)、铜(Cu)、铂(Pt)或其组合。
第二层12可以包括具有高反射率的金属。在一实施方式中，第二层12可以包括银(Ag)、铝(Al)、锌(Zn)、金(Au)、铱(Ir)、铜(Cu)、铂(Pt)或其组合。因此，从发射层30产生的光进入第一层11中到第一层11和第二层12之间的界面，被反射并返回到发射层30。换言之，第二层12可以用作反射电极。
第二电极20可以是光学透明的材料，因此它可以用作光透射电极，使得从发射层30产生的光可以透射穿过第二电极20。在一实施方式中，第二电极20可以包括锂、镁、铝、铝-锂、钙、镁-铟、镁-银或其组合。
发射层30可以包括多个量子点3。发射层30可以通过涂覆其中散布多个量子点3的树脂以及固化该树脂而形成。
发射层30是电子和空穴通过由第一电极10和第二电极20供给的电流输送到的地方。电子和空穴在发射层30中复合以产生激子，并且所产生的激子可以在从激发态跃迁到基态时发射光，在对应于所述多个量子点3中的量子点的尺寸的波长。
由于量子点3通过量子限制效应而具有不连续的能带隙，所以它可以将入射光转换成预定波长的光并发射该光。因而，包括所述多个量子点3的发射层30可以产生具有优良的颜色再现性和色纯度的光。例如，由所述多个量子点3发射的光可以具有窄的半峰全宽(FWHM)。
在实施方式中，所述多个量子点3的材料没有被特别地限制并且包括任何适合的量子点材料，包括在本领域中已知和/或可购买到的材料。例如，量子点可以包括II-VI族化合物、III-V族化合物、IV-VI族化合物、IV族化合物、II-III-VI族化合物、I-II-IV-VI族化合物或其组合。
例如，量子点可以包括II-VI族化合物、III-V族化合物、IV-VI族化合物、IV族化合物或其组合。
II-VI族化合物可以从以下选择：从CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、HgS、HgSe、HgTe、MgSe、MgS以及其组合选择的二元化合物；从CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、HgZnTe、MgZnSe、MgZnS以及其组合选择的三元化合物；以及从HgZnTeS、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe、HgZnSTe以及其组合选择的四元化合物。
III-V族化合物可以从以下选择：从GaN、GaP、GaAs、GaSb、AlN、AlP、AlAs、AlSb、InN、InP、InAs、InSb及其组合选择的二元化合物；从GaNP、GaNAs、GaNSb、GaPAs、GaPSb、AlNP、AlNAs、AlNSb、AlPAs、AlPSb、InNP、InNAs、InNSb、InPAs、InPSb、InZnP及其组合选择的三元化合物；以及从GaAlNP、GaAlNAs、GaAlNSb、GaAlPAs、GaAlPSb、GaInNP、GaInNAs、GaInNSb、GaInPAs、GaInPSb、InAlNP、InAlNAs、InAlNSb、InAlPAs、InAlPSb及其组合选择的四元化合物。IV-VI族化合物可以从以下选择：从SnS、SnSe、SnTe、PbS、PbSe、PbTe及其组合选择的二元化合物；从SnSeS、SnSeTe、SnSTe、PbSeS、PbSeTe、PbSTe、SnPbS、SnPbSe、SnPbTe及其组合选择的三元化合物；以及从SnPbSSe、SnPbSeTe、SnPbSTe及其组合选择的四元化合物。
IV族化合物可以包括：从Si、Ge及其组合选择的单元素化合物；以及从SiC、SiGe及其组合选择的二元化合物。
二元化合物、三元化合物或四元化合物分别以均一浓度存在于量子点颗粒中或以部分不同的浓度存在于相同的量子点颗粒中。量子点可以具有芯-壳结构，其中所述多个量子点3中的一个量子点围绕所述多个量子点3中的另一量子点。芯和壳可以每个具有界面，芯和壳中的至少一个在该界面中的元素可以具有浓度梯度，其中所述壳的所述元素的浓度朝向芯减小。此外，所述多个量子点3可以具有量子点的一个芯和围绕该芯的多个壳(即，多壳)。该多壳结构具有至少两个壳，其中每个壳可以是单一成分、合金或具有浓度梯度的壳。
在所述多个量子点3中，壳的量子点材料可以具有比芯的带隙能量大的能带隙，因而量子点可以更有效地表现出量子限制效应。在多壳型结构的情况下，外壳的材料的带隙可以具有比更靠近芯的内壳的材料的带隙能量高的能量。在这种情形下，所述多个量子点3可以发射从紫外(UV)到红外(IR)光的范围内的波长的光。
所述多个量子点3可以具有大于或等于约10％的量子效率(QE)，例如大于或等于约30％，大于或等于约50％，大于或等于约60％，大于或等于约70％，或者大于或等于约90％。
所述多个量子点3中的量子点可以由相同的材料或不同的材料形成。此外，所述多个量子点3的量子点可以具有彼此相同的尺寸或不同的尺寸。
所述多个量子点3具有诸如在所有的方向上发射光的特性。在包括所述多个量子点3的发射层30中，会难以将光的传输路径控制在一个预定方向上。然而，根据实施方式的电子器件100可以包括光的传输路径，使得光穿过第二电极20(其是光透射电极)发射(例如引导)到电子器件100外面，因为第一电极10包括第二层12(其是反射电极)。
在实施方式中，光学功能层60可以形成在第二电极20上且在与发射层30相反的一侧。光学功能层60可以包括光学透明材料，但是也可以用作透反层，该透反层使光的在与预定谐振波长或波长们对应的波长处或附近的部分通过并反射从发射层发出的光的剩余部分。因而，在实施方式中，微腔结构可以形成在光学功能层60与包括反射电极的第一电极10之间的区域中。
微腔结构表示光的在预定波长或波长们处的部分由于由在反射层与透反层之间跨过光程重复地反射光所致的相长干涉而放大。在根据实施方式的电子器件100中，第一电极10可以用作反射层，光学功能层60可以用作透反层。换言之，在从发射层30产生的光当中，光的靠近与微腔的谐振波长(们)对应的波长(们)的部分通过光学功能层60加强，并且光的处于其它波长的其它部分被抑制。
因此，电子器件100(其中微腔例如通过光学功能层60和第一电极10形成)可以增强光的与在可见光波长范围内的目标波长范围对应的部分并将其发射到外部。
通过微腔加强(例如增强)的光的波长范围可以由电子器件100中的材料的物理性质、透反层的光学性质、透反层和反射层之间的光程等确定。更具体地，根据实施方式的电子器件100的微腔的性质可以由作为透反层的光学功能层60的折射率被部分地预先确定。光学功能层60至少在与第二电极20的界面处不是全反射的，因此光学功能层60的折射率可以与第二电极20的折射率相同，或者光学功能层60的折射率可以大于第二电极20的折射率。
另外，根据实施方式的光学功能层60可以具有以下的折射率：例如大于或等于约1.2，例如大于或等于约1.5，例如大于或等于约1.7，例如大于或等于约2.2的折射率，并且该折射率可以例如小于或等于约2.8，例如小于或等于约2.6，例如小于或等于约2.5。在实施方式中，该折射率可以为约1.2至约2.8，约1.5至约2.6，约1.7至约2.5，约2.2至约2.8，约2.2至约2.6，或约2.2至约2.5。由于光学功能层60具有此折射率，所以根据实施方式的电子器件100可以在光学功能层60与第一电极10的第二层12之间的区域中形成微腔结构。
在实施方式中，除了光学功能层60的折射率之外，通过微腔加强(例如增强)的光的波长范围还可以由光学功能层60的具体材料(们)和/或光学功能层60的厚度确定。
根据实施方式的光学功能层60可以包括有机材料，该有机材料包括：基于三芳胺的化合物，包括其中所述三个芳基中的相同或不同芳基被取代的三芳胺族；基于二芳基胺的化合物，包括其中所述两个芳基中的相同或不同芳基被取代的二芳基胺族；基于咔唑的化合物，其中所述两个芳基中的相同或不同芳基在咔唑结构中被取代；或其组合。
在实施方式中，光学功能层60可以具有以下的厚度t2：例如大于或等于约30纳米(nm)，例如大于或等于约35nm，例如大于或等于约40nm，并且例如小于或等于约100nm，例如小于或等于约95nm，例如小于或等于约90nm，例如小于或等于约85nm。在实施方式中，光学功能层60可以具有约30nm至约100nm、约35nm至约95nm或者约40nm至约85nm的厚度t2。
如果光学功能层60满足所描述的条件中的至少一个，它可以用作关于可见光波长区域内的预定波长区域的透反层。
在实施方式中，当电子器件100的发射层30发射蓝光时，例如光学功能层60可以具有大于或等于约30nm(例如大于或等于约35nm，例如大于或等于约40nm)并且例如小于或等于约70nm(例如小于或等于约65nm，例如小于或等于约60nm，例如小于或等于约55nm)的厚度。在实施方式中，发射层30发射蓝光并且光学功能层60具有约30nm至约70nm、约35nm至约65nm、约40nm至约60nm或者约40nm至约55nm的厚度。
在实施方式中，当电子器件100的发射层30发射红光时，例如光学功能层90可以具有大于或等于约65nm(例如大于或等于约70nm，例如大于或等于约75nm)并且例如小于或等于约100nm(例如小于或等于约95nm，例如小于或等于约90nm，例如小于或等于约85nm)的厚度。在实施方式中，发射层30发射红光并且光学功能层75具有约65nm至约100nm、约70nm至约95nm、约75nm至约90nm或者约75nm至约85nm的厚度。
在实施方式中，通过微腔加强(例如增强)的光的波长范围可以由光程确定。光程对应于第一电极10和光学功能层60之间的距离。
第一电荷辅助层40和第二电荷辅助层50是用于提高发射层30的发光效率的辅助层(图1和图2)，其用于控制电子器件100中的载流子平衡。
在实施方式中，第一电荷辅助层40和第二电荷辅助层50分别从第一电极10和第二电极20接收电流以产生空穴或电子，并用于将空穴和电子分别传送到发射层30。第一电荷辅助层40可以包括电子注入和/或传输层，第二电荷辅助层50可以包括空穴注入和/或传输层。
在实施方式中，第一电荷辅助层40是配置为将电子传输到发射层30的电子传输层；第二电荷辅助层50可以包括配置为将空穴注入到发射层30中的空穴注入层52和配置为将空穴传输到发射层30的空穴传输层51。
空穴传输层51和空穴注入层52可以分别包括例如从(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT:PSS)、聚(9,9-二辛基芴-co-N-(4-丁基苯基)二苯胺)(TFB)、多芳胺、聚(N-乙烯基咔唑)、聚苯胺、聚吡咯、N,N,N',N'-四(4-甲基苯基)-联苯胺(TPD)、4-二[N-(1-萘基)-N-苯胺]联苯(α-NPD)、4,4’,4”-三(N-咔唑基)三苯胺(TCTA)、1,1-二[(二-4-甲苯基氨基)苯基]环己烷(TAPC)以及其组合选择的至少一种，但是不限于此，并可以根据电子器件100内的能级来选择。
根据实施方式的电子器件100以倒转方式(inverted method)操作并可以具有经由光学功能层60(例如经由光学功能层60的上侧62)发射光的顶发射结构。然而，根据实施方式的电子器件100的操作方法和发射结构不必限于此。
另外，如上所述，光程是用于确定微腔的性质的条件之一。在实施方式中，光程对应于第一电极10和光学功能层60之间的距离，并且受发射层30的厚度、第一电荷辅助层40的厚度和第二电荷辅助层50的厚度影响。在一实施方式中，在电子器件100中，微腔的光程可以由第一电荷辅助层40的厚度t1确定，而不是发射层30的厚度或第二电荷辅助层50的厚度。
这是因为根据实施方式的电子器件100使用包括具有各向同性地光辐射特性的所述多个量子点3的发射层30。
图2是示意性地示出根据实施方式的电子器件100中的各种示范性光传输路径的剖视图。
参照图2，所述多个量子点3由于各向同性光辐射特性而在所有的方向上发射光。所述光的一部分在方向5A上传送到第一电极10的第二层12(其是反射电极)。此外，所产生的光的一部分在方向5B上传送到光学功能层60并在方向5C上朝向第一电极10的第二层12反射，然后在方向5D上从第二层12反射并传送到光学功能层60。由所述多个量子点3发射的光通过在电子器件100中的第二层12和光学功能层60之间反复地反射而被谐振，然后被放大为预定波长(们)的光，此光被最终发射到电子器件100外面。
看图2中的光传输路径，根据重复的谐振路径，穿过第一电荷辅助层40的路径的数目大于穿过发射层30和第二电荷辅助层50的每个的路径的数目。因而，使光穿过第一电荷辅助层40的路径可以确定微腔的光程。也就是，根据实施方式，微腔的光程是光学功能层60与第一电极10的第二层12之间的距离，并且如图2所示沿光传输路径5C和5D测量。
根据实施方式的电子器件100的第一电荷辅助层40是电子传输层，并且该电子传输层可以包括锌(Zn)氧化物、钼(Mo)氧化物、钨(W)氧化物、镍(Ni)氧化物、锆(Zr)氧化物、钛(Ti)氧化物、锡(Sn)氧化物或其组合。
在实施方式中，电子传输层可以具有以下的厚度t1：例如大于或等于约20nm或者例如大于或等于约25nm，并且例如小于或等于约85nm，例如小于或等于约70nm，例如小于或等于约65nm。在实施方式中，厚度t1为约20nm至约85nm，约25nm至约70nm，或者约25nm至约65nm。通过调整如上所述的第一电荷辅助层40的材料和/或厚度，根据实施方式的电子器件100可以发射通过微腔加强的光。
在实施方式中，当电子器件100的发射层30发射红光时，第一电荷辅助层40可以具有以下的厚度：例如大于或等于约40nm，例如大于或等于约45nm，例如大于或等于约50nm，并且例如小于或等于约70nm，例如小于或等于约65nm。在实施方式中，发射层30发射红光并且第一电荷辅助层40的厚度为约40nm至约70nm、约45nm至约65nm或者约50nm至约65nm。
在实施方式中，当电子器件100的发射层30发射蓝光时，第一电荷辅助层40可以具有以下的厚度：例如大于或等于约20nm，例如大于或等于约25nm，并且例如小于或等于约50nm，例如小于或等于约45nm，例如小于或等于约40nm。在实施方式中，发射层30发射蓝光并且第一电荷辅助层40的厚度为约20nm至约50nm、约25nm至约45nm或者约25nm至约40nm。
当包括所述多个量子点3的发射层30应用于电致发光结构时，与普通的有机发光二极管不同，由于所述多个量子点3的各向同性发光特性，电子器件100具有约25％的非常低的光提取效率。此外，由于有机发光二极管可以通过调整该器件的内部元件而容易地控制载流子的平衡，所以它可以提供微腔，但是在包括所述多个量子点3的量子点电致发光器件的情形下，难以通过仅调整电子器件的内部元件而各种地设计载流子的平衡，从而形成微腔更加困难。
然而，根据实施方式的电子器件100包括设置在电子器件100内部的光学功能层60(其是透反层)，使得微腔形成在量子点电致发光器件中，并且微腔的波长区域还可以通过调整第一电荷辅助层40的厚度被进一步控制。因此，根据实施方式的电子器件100可以具有优良的发光效率，因为外量子效率(EQE)和光提取效率两者被提高。
此外，与有机发光二极管相比，根据实施方式的电子器件可以发射具有更窄的半峰全宽(FWHM)和更小的由于缺陷引起的导带变形的光，因此所发射的光可以具有高的颜色再现性和高的色纯度。
在下文，参照图3描述包括根据实施方式的电子器件的显示装置1000。
图3是包括根据实施方式的电子器件的显示装置的示意性截面图。
根据实施方式的显示装置1000包括基板200、形成在基板200上的驱动电路300、以及彼此间隔开预定间距且设置在驱动电路300上的第一电子器件100R、第二电子器件100G和第三电子器件100B。
第一至第三电子器件100R、100G和100B具有与电子器件100中的相同的结构，但是从所述多个量子点3R、3G和3B的每个发射的光的波长彼此不同。
在实施方式中，第一电子器件100R是发射红光的红色器件，第二电子器件100G是发射绿光的绿色器件，第三电子器件100B是发射蓝光的蓝色器件。换言之，第一至第三电子器件100R、100G、100B可以是显示装置1000中的分别表现红色、绿色和蓝色的像素。
然而，实施方式不必限制于此，但是第一至第三电子器件可以分别表现品红色、黄色、青色，或者可以表现其它的颜色。
基板200(其是透明绝缘基板)可以是软材料。基板200可以在具有大于约150℃的玻璃态转化温度(Tg)的膜中包括玻璃或聚合物材料。例如，它可以包括COC(环烯共聚物)或COP(环烯聚合物)基材料。
驱动电路300设置在基板200上并与第一至第三电子器件100R、100G和100B的每个独立地连接。驱动电路300可以包括包含扫描线、数据线、驱动电源线、公共电源线等的至少一条线、连接到所述线且对应于一个有机发光二极管的至少两个薄膜晶体管(TFT)、以及至少一个电容器等。驱动电路300可以具有各种适合的结构，包括现有技术中已知的结构。
根据实施方式，第一至第三电子器件100R、100G和100B可以每个独立地具有以下的折射率：例如大于或等于约1.2，例如大于或等于约1.5，例如大于或等于约1.7，例如大于或等于约2.2，并且该折射率可以例如小于或等于约2.8，例如小于或等于约2.6，例如小于或等于约2.5。在实施方式中，第一至第三电子器件100R、100G和100B可以每个独立地具有约1.2至约2.8、约1.5至约2.6、约1.7至约2.5或者约2.2至约2.5的折射率。因为第一至第三电子器件100R、100G和100B的光学功能层60R、60G和60B都具有该折射率，所以第一至第三电子器件100R、100G和100B可以分别通过光学功能层60R、60G和60B以及第二层12R、12G和12B形成每个微腔。
在实施方式中，因为从第一至第三电子器件100R、100G和100B的每个发出的光具有不同的波长区域，所以光学功能层60R、60G和60B的厚度和/或第一电荷传输层40R、40G和40B的厚度可以彼此不同。
例如，第一电子器件100R的第一电荷传输层40R的厚度t11可以大于(例如厚于)其它电子器件100G和100B的第一电荷传输层40G和40B的厚度t12和t13。此外，第三电子器件100B的第一电荷传输层40B的厚度t13可以小于(例如薄于)第二电子器件100G的电荷传输层40G的厚度t12。
例如，第一电子器件100R的电子传输层40R的厚度t11可以例如大于或等于约40nm，例如大于或等于约45nm，例如大于或等于约50nm，并且例如小于或等于约70nm，例如小于或等于约65nm。在一实施方式中，厚度t11可以为约40nm至约70nm、约45nm至约65nm、或者约50nm至约65nm。
此外，例如，第三电子器件100B的电子传输层40B的厚度t13可以例如大于或等于约20nm，例如大于或等于约25nm，并且例如小于或等于约50nm，例如小于或等于约45nm，例如小于或等于约40nm。在一实施方式中，厚度t13可以为约20nm至约50nm、约25nm至约45nm、或者约25nm至约40nm。
此外，例如，第一电子器件100R的光学功能层60R的厚度t21可以大于(例如厚于)其它电子器件100G和100B的光学功能层60G和60B的厚度t22和t23。此外，第三电子器件100B的光学功能层60B的厚度t23可以小于(例如薄于)第二电子器件100G的光学功能层60G的厚度t22。
第一电子器件100R的光学功能层60R可以具有以下的厚度t21：例如大于或等于约65nm，例如大于或等于约70nm，例如大于或等于约75nm，并且例如小于或等于约100nm，例如小于或等于约95nm，例如小于或等于约90nm，例如小于或等于约85nm。在一实施方式中，厚度t21可以是约65nm至约100nm、约70nm至约95nm、约75nm至约90nm、或者约75nm至约85nm。
在示例中，第三电子器件100B的光学功能层60B可以具有以下的厚度t23：例如大于或等于约30nm，例如大于或等于约35nm，例如大于或等于约40nm，并且例如小于或等于约70nm，例如小于或等于约65nm，例如小于或等于约60nm，例如小于或等于约55nm。在实施方式中，厚度t23可以为约30nm至约70nm、约35nm至约65nm、约40nm至约60nm、或约40nm至约55nm。
通过提供不同厚度的光学功能层60R、60G和60B和/或不同厚度的第一电荷传输层40R、40G和40B(其对应于第一至第三电子器件100R、100G和100B的每个微腔的波长)，第一至第三电子器件100R、100G和100B可以具有彼此不同的高度。
然而，实施方式不必限于此，而是各器件的光学功能层60R、60G和60B的折射率彼此不同，或者通过调整第二电荷传输层50R、50G和50B、发射层30R、30G和30B等的厚度，第一至第三电子器件100R、100G和100B可以具有相同的高度。
如这里所述的，根据实施方式的显示装置1000可以通过量子点电致发光元件而表现具有优良的色纯度和颜色再现性的图像。此外，因为每个器件通过微腔而具有优良的发光效率，所以显示装置1000可以以低功率表现具有高亮度的图像。
在下文，实施方式参照示例被更详细地说明。然而，这些示例是示范性的，本公开不限于此。
示例
示例1
ITO层以10nm的厚度沉积在具有100nm的厚度的银(Ag)反射器上，并且ZnO层以36nm的厚度形成在其上。之后，分散在有机溶剂中的蓝色量子点以25nm的厚度涂覆在其上，然后在氮气气氛下在80℃固化30分钟以提供蓝色发光层。4,4’,4”-三(N-咔唑基)-三苯胺(TCTA)层以25nm的厚度形成在所获得的蓝色发光层上，并且具有10nm的厚度的MoO3层和具有12nm的厚度的镁-银层形成在其上。然后包括基于三芳胺的化合物、基于二芳基胺的化合物和基于咔唑的化合物中的至少一种的光学功能层以51nm的厚度形成在镁-银层上以提供根据示例1的蓝光发射元件。
示例2
根据示例2的红光发射元件根据与示例1中的相同的工序获得，除了：ZnO层以60nm而不是36nm的厚度形成；代替蓝色量子点，红色量子点分散在有机溶剂中并被涂覆以提供红色发光层；代替TCTA层，包括基于咔唑的化合物的层以52nm的厚度形成；并且代替51nm的厚度，光学功能层以95nm的厚度形成。
示例3
根据示例3的红光发射元件根据与示例2中的相同的工序获得，除了ZnO层以50nm的厚度形成之外。
示例4
根据示例4的红光发射元件根据与示例2中的相同的工序获得，除了ZnO层以55nm的厚度形成之外。
比较示例1
具有40nm的厚度的聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT:PSS)层和具有25nm的厚度的聚(9,9-二辛基-芴-co-N-(4-丁基苯基)-二苯胺)(TFB)层形成在具有150nm的厚度的铟锡氧化物(ITO)电极上。分散在有机溶剂中的蓝色量子点以25nm的厚度涂覆在其上，然后在氮气气氛下在80℃固化30分钟以提供蓝色发光层。具有36nm的厚度的ZnO层形成在其上，并且Al层以120nm的厚度沉积以提供蓝光发射元件。
比较示例2
根据比较示例2的红光发射元件根据与比较示例1中的相同的工序制备，除了包括基于咔唑的化合物的层以50nm的厚度形成而不是如示例1中的TCTA层；红色量子点而不是蓝色量子点被涂覆以提供红色发光层。
比较示例3
根据比较示例3的蓝光发射元件根据与示例1中的相同的工序制备，除了4,4’-二(9-咔唑基)-1,1’-联苯(CBP)层以40nm的厚度形成，而不是形成包括蓝色量子点的蓝色发光层，其中双(4,6-二氟苯基吡啶-N,C2’)吡啶甲酰合铱(III)(Firpic)被掺杂。
评价1：示例1和比较示例1的根据波长区域的光谱辐射率
4V的电压被施加在根据示例1和比较示例1的银反射器和ITO层之间以操作发光元件，并且光谱辐射率取决于从每个发光元件发出的光的波长区域来测量，结果在图4中示出。
图4是示出示例1和比较示例1的根据波长区域的光谱辐射率的曲线图。
参照图4，确定了，与比较示例1相比，示例1在从约420nm至约480nm的蓝光波长区域具有更高的光谱辐射率，其在最大波长(λmax)处为3.9倍高。换言之，确定了，与没有微腔结构的比较示例1相比，示例1提供了使用银(Ag)反射器和光学功能层的微腔，从而提高蓝光波长区域的光提取效率。
评价2：示例2和比较示例2的根据波长区域的光谱辐射率
发光元件通过在根据示例2和比较示例2的银反射器和ITO层之间施加4V的电压而被驱动，从每个发光元件发出的光的光谱辐射率根据波长区域被测量，并且结果在图5中示出。
图5是示出示例2和比较示例2的根据波长区域的光谱辐射率的曲线图。
参照图5，确定了，与比较示例2相比，示例2在从约560nm至约700nm的红光波长区域内具有更高的光谱辐射率，其在λmax为1.8倍高。换言之，确定了，与没有微腔的比较示例2相比，与示例1中一样，示例2使用银(Ag)反射器和光学功能层形成微腔，从而可以提高红光波长区域的光提取效率。
然而，将理解，与提高蓝光波长区域的光提取效率的效果相比，提高红光波长区域的光提取效率的效果不那么显著。这被估计是因为，与红色波长相比，由于具有底部结构元件的示例2和比较示例2的结构特性，蓝色波长的光提取被微小地提高。
评价3：示例1和比较示例3的根据波长区域的光谱辐射率和CIE xy色度图的比较
发光元件通过在根据示例1和比较示例3的ITO层和反射器之间施加4V的电压而被驱动，并且从每个发光元件发出的光的光谱辐射率根据波长区域被测量，并且结果在图6中示出。
图6是示出示例1和比较示例3的根据波长区域的光谱辐射率的曲线图；图7是示出示例1的CIE xy色度图的视图；图8是关于比较示例3。
参照图6，根据示例1的量子点电致发光器件显示与包括普通的有机发光二极管的比较示例3中高大约12％的光谱辐射率，并且它显示了比比较示例3低的半峰全宽(FWHM)和中心波长。具体地，参见并比较图7和图8，根据示例1的量子点电致发光器件可以与普通的有机发光二极管相比发射更清晰的蓝光。换言之，示例1的量子点电致发光器件可以发射具有比比较示例3高的颜色再现性和色纯度的蓝光。
评价4：示例3和示例4的根据波长区域的光谱辐射率
发光元件通过在根据示例3和示例4的ITO层和银反射器之间施加4V至6V的电压而被驱动，并且从每个发光元件发出的光的根据波长区域的光谱辐射率被测量，并且结果在图9中示出。
图9中的竖轴表示外量子效率，其通过测量在所施加的电压的电流密度和亮度并基于其计算而获得。
图9是示出在示例3和示例4中根据亮度的外量子效率(EQE)的曲线图。
参照图9，确定了，示例3和示例4两者表现出在靠近0cd/m2的亮度处的大于3％的量子效率。因此，在根据实施方式的形成有微腔的电子器件的情形下，确定了电子器件的外量子效率可以通过仅调整ZnO层的厚度而不改变其它条件来改变。
尽管已经结合目前被认为可行的示例实施方式描述了本公开，但是将理解，本发明不限于所公开的实施方式，而是相反地，本发明旨在覆盖权利要求的精神和范围内包括的各种修改和等同布置。
本申请要求于2016年8月23日在韩国知识产权局提交的第10-2016-0107064号韩国专利申请的优先权和权益以及由其产生的所有权益，该韩国专利申请的全部内容通过引用结合于此。

Claims (16)

1.一种电子器件，包括：
彼此面对的第一电极和第二电极；
包含多个量子点的发射层，其中所述发射层设置在所述第一电极和所述第二电极之间；
第一电荷辅助层，设置在所述第一电极和所述发射层之间，且包括电子传输层；以及
光学功能层，设置在所述第二电极上且在与所述发射层相反的一侧，且具有30纳米至70纳米的厚度，
其中所述第一电极包括反射电极，
其中所述第二电极是光透射电极，
其中所述发射层发射蓝光，并且所述电子传输层的厚度在从25纳米至45纳米的范围内，
其中所述光学功能层和所述第一电极的所述反射电极之间的区域包括微腔结构，且所述微腔结构的光程是所述光学功能层与所述反射电极之间的距离，并且
其中所述光学功能层的折射率大于或等于所述第二电极的折射率。
2.根据权利要求1所述的电子器件，其中所述光学功能层的折射率在从1.5至2.5的范围内。
3.根据权利要求1所述的电子器件，其中所述光学功能层包括三芳胺化合物、二芳基胺化合物、咔唑化合物或其组合。
4.根据权利要求1所述的电子器件，其中所述发射层发射蓝光，并且
所述光学功能层的厚度在从40纳米至60纳米的范围内。
5.根据权利要求1所述的电子器件，其中至少一个电子传输层包括锌氧化物、钼氧化物、钨氧化物、镍氧化物或其组合。
6.根据权利要求1所述的电子器件，其中所述第一电极包括具有4.2电子伏至4.7电子伏的功函数的第一层以及光学上不透明的第二层。
7.根据权利要求6所述的电子器件，其中所述第一层包括铟锡氧化物、铟锌氧化物、镁-银、铝-锂、镁-铟、铟氧化物、锡氧化物、镓氧化物、锌氧化物或其组合，所述第二层包括银、铝、锌、金、铱、铜、铂或其组合。
8.根据权利要求6所述的电子器件，其中所述第二层包括银、铝、锌、金、铱、铜、铂或其组合。
9.根据权利要求1所述的电子器件，其中所述量子点包括II-VI族化合物、III-V族化合物、IV-VI族化合物、IV族化合物、II-III-VI族化合物、I-II-IV-VI族化合物或其组合。
10.一种显示装置，包括：
第一电子器件，包括发射第一波长区域中的光的第一量子点；
第二电子器件，包括发射在比所述第一波长区域短的第二波长区域中的光的第二量子点；以及
第三电子器件，包括发射在比所述第二波长区域短的第三波长区域中的光的第三量子点，
其中所述第一电子器件、所述第二电子器件和所述第三电子器件的每个还包括：
彼此面对的第一电极和第二电极；
发射层，设置在所述第一电极和所述第二电极之间，其中所述发射层包括所述第一量子点、所述第二量子点或所述第三量子点；
电荷传输层，设置在所述发射层和所述第一电极之间；以及
光学功能层，设置在所述第二电极上且在与所述发射层相反的一侧，
其中所述第一电极包括反射电极，
其中所述第二电极是光透射电极，
其中所述第一电子器件的所述电荷传输层的厚度在从45纳米至80纳米的范围内，
其中所述第三电子器件的所述电荷传输层的厚度在从25纳米至45纳米的范围内，
其中所述光学功能层和所述第一电极的所述反射电极之间的区域包括微腔结构，且所述微腔结构的光程是所述光学功能层与所述反射电极之间的距离，
其中所述光学功能层的折射率大于或等于所述第二电极的折射率，并且
其中所述第一电子器件的所述电荷传输层的厚度、所述第二电子器件的所述电荷传输层的厚度以及所述第三电子器件的所述电荷传输层的厚度彼此不同。
11.根据权利要求10所述的显示装置，其中所述光学功能层的折射率在从1.5至2.5的范围内。
12.根据权利要求10所述的显示装置，其中所述第一电子器件的所述电荷传输层的厚度大于所述第二电子器件的所述电荷传输层的厚度以及所述第三电子器件的所述电荷传输层的厚度。
13.根据权利要求12所述的显示装置，其中所述第三电子器件的所述电荷传输层的厚度小于所述第二电子器件的所述电荷传输层的厚度。
14.根据权利要求12所述的显示装置，其中所述第一电子器件的所述光学功能层的厚度、所述第二电子器件的所述光学功能层的厚度以及所述第三电子器件的所述光学功能层的厚度彼此不同。
15.根据权利要求14所述的显示装置，其中所述第一电子器件的所述光学功能层的厚度大于所述第二电子器件的所述光学功能层的厚度以及所述第三电子器件的所述光学功能层的厚度。
16.根据权利要求15所述的显示装置，其中所述第三电子器件的所述光学功能层的厚度小于所述第二电子器件的所述光学功能层的厚度。
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