CN108232019A - 量子发光二极管和包括其的量子发光装置 - Google Patents

量子发光二极管和包括其的量子发光装置 Download PDF

Info

Publication number
CN108232019A
CN108232019A CN201711284144.4A CN201711284144A CN108232019A CN 108232019 A CN108232019 A CN 108232019A CN 201711284144 A CN201711284144 A CN 201711284144A CN 108232019 A CN108232019 A CN 108232019A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
quantum
electrode
emitting diode
light emitting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201711284144.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108232019B (zh
Inventor
金柄杰
金玮镕
金奎男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Display Co Ltd
Original Assignee
LG Display Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Display Co Ltd filed Critical LG Display Co Ltd
Publication of CN108232019A publication Critical patent/CN108232019A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108232019B publication Critical patent/CN108232019B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H10K50/115—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers comprising active inorganic nanostructures, e.g. luminescent quantum dots
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/04—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/04—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction
    • H01L33/06—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction within the light emitting region, e.g. quantum confinement structure or tunnel barrier
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502—Wavelength conversion materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/85—Arrangements for extracting light from the devices
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/85—Arrangements for extracting light from the devices
    • H10K50/858—Arrangements for extracting light from the devices comprising refractive means, e.g. lenses
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80—Constructional details
    • H10K59/875—Arrangements for extracting light from the devices
    • H10K59/879—Arrangements for extracting light from the devices comprising refractive means, e.g. lenses
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1204—Optical Diode
    • H01L2924/12041—LED
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/15—Hole transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/16—Electron transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10—OLED displays
    • H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/121—Active-matrix OLED [AMOLED] displays characterised by the geometry or disposition of pixel elements
    • H10K59/1213—Active-matrix OLED [AMOLED] displays characterised by the geometry or disposition of pixel elements the pixel elements being TFTs

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

本公开内容涉及一种量子发光二极管和包括该量子发光二极管的量子发光装置。该量子发光二极管包括：第一电极；面对第一电极的第二电极；在第一电极与第二电极之间并具有将发射光导向发光侧的结构的光量增加层；以及在光量增加层与第二电极之间并在光量增加层的结构处包含量子颗粒的发光材料层。

Description

量子发光二极管和包括其的量子发光装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年12月13日在韩国提交的韩国专利申请第10-2016-0169409号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。
背景技术
公开内容领域
本发明涉及发光二极管，更具体地涉及具有提高的亮度的量子发光二极管和包括该量子发光二极管的量子发光装置。
背景说明
在有机发光二极管中，当提高电流密度或驱动电压以提高有机发光二极管的亮度时，可能发生由于有机发光材料的分解而导致的有机发光二极管的热降解，使得有机发光二极管的寿命缩短。
近来，替代有机发光二极管，已经研究了在发光层中包括诸如量子点(QD)或量子棒(QR)的量子颗粒的量子发光二极管。可通过控制量子颗粒的尺寸来控制量子颗粒的发光峰。与有机发光材料相比，量子颗粒在热降解和/或氧化反应中是稳定的。
量子发光二极管在发光层和电极之间可包括用于传输空穴或电子的电荷层。
量子颗粒从侧表面以及上表面和下表面发光。因此产生光损失，并且降低了量子发光二极管和量子发光装置的亮度。
发明内容
因此，本公开内容涉及量子发光二极管和包括该量子发光二极管的量子发光装置(QLED)，其基本上消除了由于现有技术的限制和缺点而导致的一个或更多个问题，并且具有其他优点。
本公开内容提供了一种具有提高的亮度的量子发光二极管和QLED。
本公开内容的其他特征和优点将在下面的描述中阐述，并且部分将根据描述而是明显的，或者可通过本公开内容的实践而获知。本公开内容的目的和其他优点将通过在说明书和权利要求书以及附图中特别指出的结构来实现和获得。
本公开内容提供了一种量子发光二极管，其包括：第一电极；面对所述第一电极的第二电极；在所述第一电极与所述第二电极之间并具有将发射光导向发光侧的结构的光量增加层；以及在所述光量增加层与所述第二电极之间并在所述光量增加层的结构处包含量子颗粒的发光材料层。
此外，本公开内容提供了一种量子发光装置，包括：基底；在所述基底上方的量子发光二极管，所述量子发光二极管包括第一电极、面对所述第一电极的第二电极、在所述第一电极与所述第二电极之间并具有将发射光导向发光侧的结构的光量增加层、以及在所述光量增加层与所述第二电极之间并在所述光量增加层的结构处包含量子颗粒的发光材料层；以及在所述基底与所述量子发光二极管之间并连接至所述量子发光二极管的驱动元件。
此外，本公开内容提供了一种量子发光二极管，包括：阳极；面对所述阳极的阴极；在所述阳极与所述阴极之间并具有将发射光导向发光侧的结构的光量增加层；在所述光量增加层与所述阳极之间的发光材料层；以及产生所述发射光并设置在所述光量增加层处的量子颗粒。
应该理解的是，前面的一般描述和下面的详细描述两者都是实例且是说明性的，并且旨在提供对所要求保护的公开内容的进一步解释。
附图说明
包括附图以提供对本公开内容的进一步理解，附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分，其示出了本公开内容的方面，并且与描述一起用于解释本公开内容的原理。
在附图中：
图1是根据本公开内容的一方面的量子发光二极管的示意性横截面图；
图2A和图2B是分别示出量子颗粒和光量增加层的布置的示意图；
图3A是示出相关领域的发光二极管的量子颗粒中的光损失的示意图，并且图3B是说明通过本公开内容中的光量增加层获得的亮度提高的示意图。
图4是说明光量增加层中的棱镜图案的底边、底角和间距的关系的示意图；
图5是根据本公开内容的另一方面的量子发光二极管的示意性横截面图；
图6是根据本公开内容的QLED的示意性横截面图；以及
图7是量子发光二极管中的光致发光(PL)强度的曲线图。
具体实施方式
现在将详细参照本公开内容的方面，其实例在附图中示出。只要可能，在整个附图中将使用相同的附图标记来表示相同或相似的部分。
图1是根据本公开内容的一方面的量子发光二极管的示意性横截面图。
参照图1，量子发光二极管100包括第一电极110、面对第一电极110的第二电极120和发光层130，发光层130包括在第一电极110与第二电极120之间的发光材料层(EML)150和光量增加层170。光量增加层170设置在第一电极110和EML 150之间。
发光层130还可包括第一电极110与EML 150之间的第一电荷传输层140和第二电极120与EML 150之间的第二电荷传输层160。光量增加层170可设置在第一电荷传输层140与EML 150之间。
第一电极110可以是作为空穴注入电极的阳极。第一电极110可以形成在玻璃或聚合物的基底(未示出)上或上方。
例如，第一电极110可包含以下或由以下形成：氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟锡锌(ITZO)、氧化铟铜(ICO)、氧化锡(SnO2)、氧化铟(In2O3)、镉-锌氧化物合金(Cd:ZnO)、氟-锡氧化物合金(F:SnO2)、铟-锡氧化物合金(In:SnO2)、镓-锡氧化物合金(Ga:SnO2)、或铝-锌氧化物合金(Al:ZnO)。可替选地，第一电极110可包含以下或由以下形成：镍(Ni)、铂(Pt)、金(Au)、银(Ag)、铱(Ir)、或碳纳米管(CNT)。
第二电极120可以是作为电子注入电极的阴极。例如，第二电极120可包含以下或由以下形成：Ca、Ba、Ca/Al、LiF/Ca、LiF/Al、BaF2/Al、CsF/Al、CaCO3/Al、BaF2/Ca/Al、Al、Mg、Au:Mg或Ag:Mg。
第一电极110和第二电极120中的每个的厚度可为约50nm至300nm。然而，并不限于此。
第一电荷传输层140设置在第一电极110与EML 150之间。第一电荷传输层140将空穴提供至EML 150中。即，第一电荷传输层140可以是空穴传输部。具有以上结构的量子发光二极管100可称为常规结构。
例如，第一电荷传输层140可包括空穴注入层(HIL)142和HIL 142与EML 150之间的空穴传输层(HTL)144。
通过HIL 142确保从第一电极110进入EML 150的空穴注入性质。例如，HIL 142可包含以下中的至少一种：聚(亚乙基二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)、具有作为掺杂剂材料的四氟-四氰基-醌二甲烷(F4-TCNQ)的4,4’,4”-三(二苯基氨基)三苯胺(TDATA)、具有掺杂剂F4-TCNQ的酞菁锌(ZnPc)、具有掺杂剂F4-TCNQ的N,N’-二苯基-N,N’-双(1-萘基)-1,1’-联苯-4,4”-二胺(α-NPD或α-NPB)、以及六氮杂苯并菲-己腈(HAT-CN)，但不限于此。诸如F4-TCNQ的掺杂剂的重量占主体材料的重量的约1％至20％。
HTL 144将来自第一电极110的空穴提供至EML 150中。HTL 144可包含以下或由以下形成：无机材料或有机材料。
用于HTL 144的有机材料可以是以下中的至少一种：4,4’-N,N’-二咔唑基-联苯(CBP)、α-NPD(α-NPB)、螺-NPB(spiro-NPB)、N,N’-二苯基-N,N’-双(3-甲基苯基)-(1,1’-联苯)-4,4’-二胺(TPD)、N,N’-双(3-甲基苯基)-N,N’-双(苯基)-螺(螺-TPD)、N,N’-二(4-(N,N’-二苯基氨基)苯基)-N,N’-二苯基联苯胺(DNTPD)、4,4’,4”-三(N-咔唑基)-三苯胺(TCTA)、三(3-甲基苯基苯基氨)-三苯胺(m-MTDATA)、聚(9,9’-二辛基芴-co-N-(4-丁基苯基)二苯胺(TFB)、聚(9-乙烯基咔唑)(PVK)、聚苯胺、聚吡咯、酞菁铜、4,4’-双(对咔唑基)-1,1’-联苯、N,N,N’,N’-四芳基联苯胺、PEDOT:PSS、聚-N-乙烯基咔唑、聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基](MEH-PPV)、聚[2-甲氧基-5-(3’,7’-二甲基辛氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基](MOMO-PPV)、聚甲基丙烯酸酯、聚(9,9-辛基芴)、聚(螺-芴)及其衍生物。
另一方面，用于HTL 144的无机材料可以是以下中的至少一种：NiO、MoO3、Cr2O3、Bi2O3、p型ZnO、CuSCN、Mo2S和p型GaN。
如图1所示，第一电荷传输层140具有HIL 142和HTL 144的双层结构。可替选地，第一电荷传输层140可具有单层结构。例如，第一电荷传输层140可包括HTL 144，而不具有HIL142。另外，单层的第一电荷传输层140可包含用于HTL 144的有机材料和作为掺杂剂材料的空穴注入材料，例如PEDOT:PSS。
第一电荷传输层140可以通过真空沉积法(例如，真空气相沉积或溅射)或溶液法(例如，旋涂、滴涂、浸涂、喷涂、辊涂(roll coating)、流涂(flow coating)、浇铸(casting)、丝网印刷或喷墨印刷)形成。
例如，HIL 142和HTL 144中的每个的厚度可为约10nm至200nm或约10nm至100nm。然而，并不限于此。
EML 150包含量子颗粒152。量子颗粒152包括量子点(QD)或量子棒(QR)中的至少一种。例如，QD的平均直径可为约1nm至100nm，并且QR的平均尺寸可为约1nm至100nm。
可将溶剂中包含量子颗粒152的溶液涂覆在光量增加层170上，并且溶剂可蒸发以形成EML 150。在这种情况下，可使用溶液法，例如，旋涂、滴涂、浸涂、喷涂、辊涂、流涂、浇铸、丝网印刷或喷墨印刷。
EML 150中的量子颗粒152可以是具有量子限域效应的半导体纳米晶体。量子颗粒152可以是元素周期表中的II-VI族、I-III-VI族、IV-VI族或III-V族的纳米半导体化合物，或金属氧化物纳米颗粒。例如，量子颗粒152可以是不含Cd的I-III-VI族化合物或III-V族化合物。
量子颗粒152可具有单层结构或核-壳结构。在核-壳结构中，用于发光的核位于量子颗粒152的中心，并且用于保护核的壳覆盖该核。用于将量子颗粒152分散于溶剂中的配体可以组合或覆盖壳的表面。当EML 150形成时，可除去配体。
例如，量子颗粒152可以是：II-VI族半导体纳米晶体，例如CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、HgS、HgTe或其组合；III-V族半导体纳米晶体，例如GaP、GaAs、GaSb、InP、InAs、InSb或其组合；IV-VI族半导体纳米晶体，例如PbS、PbSe、PbTe或其组合；金属氧化物纳米颗粒，例如ZnO、TiO2或其组合；或者CdSe/ZnSe、CdSe/ZnS、CdS/ZnSe、CdS/ZnS、ZnSe/ZnS、InP/ZnS或ZnO/MgO的核-壳结构。另外，可掺杂稀土元素(例如Eu、Er、Tb、Tm或Dy)或过渡金属元素(例如Mn、Cu或Ag)。
QD可以是均质合金或梯度合金。梯度合金可以是CdSxSe1-x、CdSexTe1-x或ZnxCd1- xSe。
量子颗粒152可通过湿法合成。在湿法中，将前体提供至有机溶剂，并通过反应生长颗粒。
EML 150可包含PL峰为440nm的量子颗粒152、PL峰为530nm的量子颗粒152和PL峰为620nm的量子颗粒152，使得可提供白光。可替选地，EML 150中的量子颗粒152可发射红光、绿光或蓝光。用于量子颗粒152的纳米晶体可以是CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、HgS、HgTe或其组合中的一种。
第二电荷传输层160位于EML 150与第二电极120之间。第二电荷传输层160可以是电子传输层(ETL)，使得来自第二电极120的电子通过第二电荷传输层160提供至EML 150。
第二电荷传输层160可包含以下或由以下形成：无机材料或有机材料。
用于第二电荷传输层160的无机材料可以是以下中的至少一种：掺杂或未掺杂的金属氧化物或非金属氧化物，例如TiO2、ZnO、ZrO、SnO2、WO3、Ta2O3、HfO3、Al2O3、ZrSiO4、BaTiO3或BaZrO3；掺杂或未掺杂的半导体颗粒，例如CdS、ZnSe或ZnS；以及氮化物，例如Si3N4。用于金属氧化物、非金属氧化物和半导体颗粒的掺杂剂可以是Al、Mg、In、Li、Ga、Cd、Cs或Cu中的一种。
用于第二电荷传输层160的有机材料可以是恶唑化合物、异唑化合物、三唑化合物、异三唑化合物、氧二唑化合物、噻二唑化合物、苝化合物或铝配合物。例如，有机材料可包括以下中的至少一种：2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(BCP)、2,2’,2”-(1,3,5-苯三甲酰基)-三(1-苯基-1H-苯并咪唑)(TPBi)、三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)、双(2-甲基-8-喹啉基)-4-苯基苯酚铝(III)(Balq)、双(2-甲基-喹啉)(三苯基甲硅烷氧基)铝(Ⅲ)(Salq)(bis(2-methyl-quinolinato)(tripnehylsiloxy)aluminum(Ⅲ)(Salq))、或其组合，但不限于此。
ZnO颗粒具有优异的电子迁移率并与量子颗粒152的传导能量良好匹配，使得ZnO用于第二电荷传输层160。
为了改善量子发光二极管100的发光特性，HTL 142由有机材料形成，并且第二电荷传输层160由无机材料形成。可替选地，当第二电荷传输层160由有机材料形成时，HTL142可由无机材料形成。(混合结构)
第二电荷传输层160可具有双层结构。例如，第二电荷传输层160可包括在EML 150与第二电极120之间的ETL，以及在ETL和第二电极120之间的电子注入层(EIL)。
通过EIL确保从第二电极120进入EML 150的电子注入特性。例如，EIL可包含掺杂或未掺杂的金属(例如Al、Cd，Cs、Cu、Ga、Ge、In或Li)或者掺杂或未掺杂的金属氧化物(例如ZnO、ZrO、SnO2、WO3、或Ta2O3)。用于金属的掺杂剂可以是氟，并且用于金属氧化物的掺杂剂可以是Al、Mg、In、Li、Ga、Cd、Cs或Cu。
第二电荷传输层160可通过真空沉积法(例如，真空气相沉积或溅射)或溶液法(例如，旋涂、滴涂、浸涂、喷涂、辊涂、流涂、浇铸、丝网印刷或喷墨印刷)形成。例如，EIL和ETL中的每个的厚度可为约10nm至200nm，可替选地为约10nm至100nm。然而，并不限于此。
光量增加层170包括提供凹部和凸部的图案。例如，光量增加层170可以包括多个如图2A和图2B所示的棱镜图案172。棱镜图案172从第一电荷传输层140向第二电荷传输部160突出，并且量子颗粒152设置或布置在相邻的棱镜图案172之间。即，量子颗粒152设置在光量增加层170的凹部中。相邻的棱镜图案172可彼此间隔开以暴露第一电荷传输层140的一部分，使得从量子颗粒152发射的光可以有效地向量子发光二极管100的发光侧(或显示侧)提供。然而，当连续形成棱镜图案172而没有暴露第一电荷传输层140的一部分时，从第一电荷传输层140进入EML150的空穴注入或空穴传输特性可能劣化。
当量子颗粒152为QR时，量子颗粒152被布置为使得QR的主轴与棱镜图案172的方向、即棱镜图案172的长度方向平行。
图2A和图2B是分别示出量子颗粒和光量增加层的布置的示意图。
参照图2A，使光量增加层170图案化以具有棱镜形状，并且量子颗粒152布置在相邻的棱镜图案172之间。
例如，可将包含用于光量增加层170的前体的溶液涂覆在第一电荷传输层140(图1所示)上，并且可进行光刻处理以在第一电荷传输层140上提供包括棱镜图案172的光量增加层170。例如，光量增加层170的厚度可为约1nm至200nm。
光量增加层170可包含绝缘材料，例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。包含单体(和/或低聚物)、溶剂、光聚合引发剂、交联剂、光敏化合物和光酸产生剂的光敏树脂组合物可通过旋转、滴涂、浸涂、喷涂、辊涂、流涂、浇铸、丝网印刷或喷墨印刷中的一种涂覆在第一电荷传输层140上。
用于光敏树脂组合物的有机溶剂可以是醇、乙二醇单烷基醚丙酸酯，乙二醇单烷基醚、二甘醇烷基醚、丙二醇烷基醚乙酸酯、丙二醇烷基醚丙酸酯、丙二醇单烷基醚、二丙二醇烷基醚、丁二醇单烷基醚、二丁基乙二醇烷基醚或γ-丁内酯。
光聚合引发剂可以是基于苯乙酮的光聚合引发剂、基于二苯甲酮的光聚合引发剂、基于噻烷的光聚合引发剂、基于苯偶姻的光聚合引发剂或基于三嗪的光聚合引发剂。
光敏化合物可以是1,2-喹宁二叠氮(1,2-quninondiazide)化合物。可使用使酚化合物与萘醌二叠氮磺酸卤化物反应得到的物质。例如，光敏化合物可以是1,2-喹宁二叠氮-4-磺酸酯、1,2-喹宁二叠氮-5-磺酸酯或1,2-喹宁二叠氮-6-磺酸酯。
交联剂可以是三聚氰胺交联剂。三聚氰胺交联剂可以是脲与甲醛的缩合产物、三聚氰胺与甲醛的缩合产物、由醇获得的羟甲基脲烷基酯、或羟甲基三聚氰胺烷基酯。脲和甲醛的缩合产物可以是单羟甲基脲或二羟甲基脲。三聚氰胺和甲醛的缩合产物可以是六羟甲基三聚氰胺。
当需要负型光刻法时，光酸产生剂可以是离子光酸产生剂，例如，锍盐或碘盐；基于磺酰重氮甲烷的光酸产生剂；基于N-磺酰酰亚胺的光酸产生剂；基于苯偶姻磺酸酯的光酸产生剂；基于硝基苄基磺酸酯的光酸产生剂；基于砜的光酸产生剂；基于乙二肟的光酸产生剂；或基于三嗪的光酸产生剂。
光刻处理可包括预烘烤步骤、曝光步骤、显影步骤和后烘烤步骤。例如，预烘烤步骤可在80℃至120℃的温度下进行1至15分钟。在曝光步骤中，可以使用可见光线、UV射线或X射线的光源。在曝光步骤中，可以使用波长范围为约200nm至400nm、可替选地为300nm至400nm的UV射线。
在显影步骤中，可以使用显影剂，例如碱性水溶液或基于胺的溶液。在显影处理之后和后烘烤处理之前，可以使用超纯水进行清洁处理。后烘烤处理可以在烘箱中或热板上进行，在130℃至150℃的温度下进行30至90分钟或在200℃至250℃的温度下进行10至30分钟。
可以在光量增加层170上涂覆量子颗粒材料，并且可以去除溶剂，以在相邻的棱镜图案172之间形成包含量子颗粒152的EML 150。
图3A是示出相关领域的发光二极管的量子颗粒中的光损失的示意图，并且图3B是说明通过本公开内容中的光量增加层获得的亮度提高的示意图。
观察者侧是量子发光二极管的显示侧(发光侧)。
参照图3A和图3B，来自量子颗粒152的光分为朝向发光侧发射的第一光Lu、朝向与发光侧相反的底侧发射的第二光Ld、和朝向横侧发射的第三光Ls。
如图3A所示，当第一光至第三光Lu、Ld和Ls具有相同的量时，在没有光量增加层170的情况下，只有第一光Lu参与显示图像。即，来自量子颗粒152的第二光Ld和第三光Ls对量子发光二极管100的亮度没有贡献。因此，由于存在大量的光损失，所以量子发光二极管100的输出耦合效率和亮度降低。
然而，参照图3B，在具有棱镜图案170的光量增加层170的情况下，第三光Ls的方向通过棱镜图案172朝发光侧改变。即，在将量子颗粒152配置在相邻的棱镜图案172之间时，不仅第一光Lu而且第三光Ls对显示图像有贡献。因此，光损失被最小化，并且可提高量子发光二极管100的输出耦合效率和亮度。
另一方面，通过改变棱镜图案172的形状，可以改善或控制朝向发光侧的光量。
参照图4，其为说明了光量增加层中的棱镜图案的底边、底角和间距的关系的示意图，具有三角形横截面的棱镜图案172的底角可为约10至45度，或约10至24度，或约16至24度。另外，棱镜图案172的高度与底边(宽度)之比可以是1:2至1:10、1:4.5至1:10、或1:4.5至1:7。此外，棱镜图案172的宽度与间距(即，相邻棱镜图案的中心之间的距离)之比可以是1:1至2:3、或4:5至2:3。但是，并不限于此。当宽度与间距之比大于2:3时，相邻棱镜图案172之间的距离太远，使得通过第三光Ls的亮度提高(如图3A和3B所示)减小。另一方面，当间距等于或小于底边的长度时，例如连续的棱镜图案172，从第一电荷传输部140进入EML 150的空穴可被棱镜图案172阻挡。因此，在棱镜图案172中，间距可大于底边的长度。
在本公开内容中，量子发光二极管100包括光量增加层170，其中量子颗粒152被布置在第一电荷传输层140与EML150之间凹部中，例如，相邻棱镜图案172之间的空间，使得从量子颗粒152向横侧发射的光的方向朝向发光侧改变。相应地，光损失减小，并且朝向发光侧的光量增加。结果，可提高量子发光二极管100的输出耦合效率和亮度。
图1至4示出了具有截面为三角形的棱镜图案172的光量增加层170。然而，对于具有相邻图案之间的量子颗粒152的空间的光量增加层170中的图案的形状没有限制。即，光量增加层170包括多个图案，并且每个图案的厚度大于量子颗粒152的厚度并且每个图案具有倾斜的侧表面。
图5为根据本公开内容的另一方面的量子发光二极管的示意性横截面图。
参照图5，量子发光二极管200包括第一电极210、面对所述第一电极210的第二电极220以及发光层230，发光层230包括在第一电极210与第二电极220之间的发光材料层(EML)250和光量增加层270，光量增加层270设置在第一电极210和EML250之间。
发光层230还可包括在第一电极210与EML250之间的第一电荷传输层240，以及在第二电极220与EML250之间的第二电荷传输层260。光量增加层270可设置在第一电荷传输层240与EML250之间。
第一电极210可以是作为电子注入电极的阳极。例如，第一电极210可包含以下或由以下形成：铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、铟锡锌氧化物(ITZO)、铟铜氧化物(ICO)、锡氧化物(SnO2)、铟氧化物(In2O3)、镉-锌氧化物合金(Cd:ZnO)、氟-锡氧化物合金(F:SnO2)、铟-锡氧化物合金(In:SnO2)、镓-锡氧化物合金(Ga:SnO2)、或铝-锌氧化物合金(Al:ZnO)。或者，第一电极210可包含以下或由以下形成：镍(Ni)、铂(Pt)、金(Au)、银(Ag)、铱(Ir)、或碳纳米管(CNT)。
第二电极220可以是作为电子注入电极的阴极。例如，第二电极120可包含以下或由以下形成：Ca、Ba、Ca/Al、LiF/Ca、LiF/Al、BaF2/Al、CsF/Al、CaCO3/Al、BaF2/Ca/Al、Al、Mg、Au:Mg、或Ag:Mg。
第一电极210和第二电极220中的每一个的厚度可为约50nm至300nm。然而，并不限于此。
来自第一电极210的电子通过第一电荷传输层240被提供至EML250中。例如，第一电荷传输层240可以是ETL。
作为ETL的第一电荷传输层240可包含以下或由以下组成：无机材料或有机材料。
用于第一电荷传输层240的无机材料可由以下中的至少一种形成：掺杂或未掺杂的金属氧化物或非金属氧化物，例如TiO2、ZnO、ZrO、SnO2、WO3、Ta2O3、HfO3、Al2O3、ZrSiO4、BaTiO3或BaZrO3；掺杂或未掺杂的半导体颗粒，例如CdS、ZnSe或ZnS；以及氮化物，例如Si3N4。用于金属氧化物、非金属氧化物和半导体颗粒的掺杂剂可由以下中的至少一种形成：Al、Mg、In、Li、Ga、Cd、Cs或Cu。
用于第一电荷传输层240的有机材料可由以下中的至少一种形成：恶唑化合物、异唑化合物、三唑化合物、异三唑化合物、氧二唑化合物、噻二唑化合物、苝化合物或铝配合物。例如，有机材料可由以下中的至少一种形成：2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(BCP)、2,2’,2”-(1,3,5-苯三甲酰基)-三(1-苯基-1H-苯并咪唑)(TPBi)、三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)、双(2-甲基-8-喹啉基)-4-苯基苯酚铝(III)(Balq)、双(2-甲基-喹啉)(三苯基甲硅烷氧基)铝(Ⅲ)(Salq)(bis(2-methyl-quinolinato)(tripnehylsiloxy)aluminum(Ⅲ)(Salq))、或其组合，但不限于此。
第一电荷传输层240可具有双层结构。例如，第一电荷传输层240可包括在EML 250与第一电极210之间的ETL以及在ETL与第一电极210之间的EIL。
例如，EIL可包含掺杂或未掺杂的金属，例如Al、Cd，Cs、Cu、Ga、Ge、In或Li；或掺杂或未掺杂的金属氧化物，例如ZnO、ZrO、SnO2、WO3、或Ta2O3。用于金属的掺杂剂可以是氟，并且用于金属氧化物的掺杂剂可以是Al、Mg、In、Li、Ga、Cd、Cs或Cu。
EML 250包含量子颗粒252。量子颗粒252包括QD或QR中的至少一种。可将在溶剂中包含量子颗粒252的溶液涂覆在光量增加层270上，并且可蒸发溶剂以形成EML 250。
EML 250中的量子颗粒252可以是具有量子限制效应的半导体纳米晶体。量子颗粒252可以是元素周期表中的II-VI族、I-III-VI族、IV-VI族或III-V族的纳米半导体化合物，或金属氧化物纳米颗粒。例如，量子颗粒252可以是不含Cd的I-III-VI族化合物或III-V族化合物。量子颗粒152可具有单层结构或核-壳结构。
例如，量子颗粒152可以是II-VI族半导体纳米晶体，例如CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、HgS、HgTe或其组合；III-V族半导体纳米晶体，例如GaP、GaAs、GaSb、InP、InAs、InSb或其组合；IV-VI族半导体纳米晶体，例如PbS、PbSe、PbTe或其组合；金属氧化物纳米颗粒，例如ZnO、TiO2或其组合；或者CdSe/ZnSe、CdSe/ZnS、CdS/ZnSe、CdS/ZnS、ZnSe/ZnS、InP/ZnS或ZnO/MgO的核-壳结构。可掺杂稀土元素，例如Eu、Er、Tb、Tm或Dy；或过渡金属元素，例如Mn、Cu或Ag。
QD可以是均质合金或梯度合金。梯度合金可以是CdSxSe1-x、CdSexTe1-x或ZnxCd1- xSe。
EML 250可包含PL峰为440nm的量子颗粒252、PL峰为530nm的量子颗粒252和PL峰为620nm的量子颗粒252，使得可提供白光。或者，EML 250中的量子颗粒252可发射红光、绿光或蓝光。
第二电荷传输层260设置在第二电极220与EML 250之间。第二电荷传输层260向EML 250中提供空穴。即，第二电荷传输层260可以是空穴传输部。具有上述结构的量子发光二极管200可被称为倒置(inversion)(倒置的(inverted))结构。
例如，第二电荷传输层260可包括在第二电极220与EML250之间的HIL 262，以及在HIL 262与EML 250之间的HTL 264。
例如，HIL 242可包含以下中的至少一种：聚(亚乙基二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)、具有作为掺杂剂材料的四氟-四氰基-醌二甲烷(F4-TCNQ)的4,4’,4”-三(二苯基氨基)三苯胺(TDATA)、具有掺杂剂F4-TCNQ的酞菁锌(ZnPc)、具有掺杂剂F4-TCNQ的N,N’-二苯基-N,N’-双(1-萘基)-1,1’-联苯-4,4”-二胺(α-NPD或α-NPB)、以及六氮杂苯并菲-己腈(HAT-CN)，但不限于此。掺杂剂如F4-TCNQ相对于主体材料的重量百分比可为约1至20。
HTL 264可包含以下或由以下形成：无机材料或有机材料。
用于HTL 264的有机材料可以是以下中的至少一种：4,4’-N,N’-二咔唑基-联苯(CBP)、α-NPD(α-NPB)、螺-NPB、N,N’-二苯基-N,N’-双(3-甲基苯基)-(1,1’-联苯)-4,4’-二胺(TPD)、N,N’-双(3-甲基苯基)-N,N’-双(苯基)-螺(螺-TPD)、N,N’-二(4-(N,N’-二苯基氨基)苯基)-N,N’-二苯基联苯胺(DNTPD)、4,4’,4”-三(N-咔唑基)-三苯胺(TCTA)、4,4’,4”-三(3-甲基苯基苯基氨)-三苯胺(m-MTDATA)、聚(9,9’-二辛基芴-共-N-(4-丁基苯基)二苯胺(TFB)、聚(9-乙烯基咔唑)(PVK)、聚苯胺、聚吡咯、酞菁铜、4,4’-双(对咔唑基)-1,1’-联苯、N,N,N’,N’-四芳基联苯胺、PEDOT:PSS、聚-N-乙烯基咔唑、聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基](MEH-PPV)、聚[2-甲氧基-5-(3’,7’-二甲基辛氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基](MOMO-PPV)、聚甲基丙烯酸酯、聚(9,9-辛基芴)、聚(螺-芴)、及其衍生物。
另一方面，用于HTL 264的无机材料可以是以下中的至少一种：NiO、MoO3、Cr2O3、Bi2O3、p型ZnO、CuSCN、Mo2S和p型GaN。
如图5所示，第二电荷传输层260具有HIL 262和HTL 264的双层结构。或者，第二电荷传输层260可具有单层结构。例如，第二电荷传输层260可包括HTL 264而不具有HIL 262。另外，单层的第二电荷传输层260可包含用于HTL 264的有机材料，以及空穴注入材料，例如作为掺杂剂材料的PEDOT:PSS。
光量增加层270位于第一电荷传输层240与EML 250之间。光量增加层270包括凹部和凸部。例如，光量增加层270可包括多个棱镜图案272。棱镜图案272从第一电荷传输部240向第二电荷传输部260突出，并且量子颗粒252被设置或布置在相邻的棱镜图案之间。即，量子颗粒252被设置在光量增加层270的凹部中。从量子颗粒252发出的光有效地向量子发光二极管200的发光侧提供。
光量增加层270可包含绝缘材料，例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。绝缘材料的光量增加层270位于作为电子传输部的第一电荷传输层240与EML250之间，使得可控制从第一电荷传输层240进入EML250的电子的量。在量子发光二极管200中，空穴注入势垒能大于电子注入势垒能。在本公开内容的量子发光二极管200中，由于绝缘材料的光量增加层270位于作为电子传输部的第一电荷传输层240与EML 250之间，所以可改善或优化EML 250中的空穴和电子的平衡。
量子颗粒252被配置在相邻的棱镜图案272之间的空间，即光量增加层270的凹部中，使得从量子颗粒252朝向横侧的光的方向朝向发光侧改变。因此，光损失减小，并且提高了量子发光二极管200的输出耦合效率和亮度。
本公开内容的量子发光二极管可以用于显示装置或照明(发光)装置。
图6为根据本公开内容的量子发光二极管(QLED)的示意性横截面图。
参照图6，QLED300包括薄膜晶体管(TFT)Tr，位于TFT Tr上方并连接至TFT Tr的量子发光二极管400。TFT Tr用作驱动元件。
TFT Tr设置在基底310上或上方，并且包括半导体层322、栅电极330、源电极340和漏电极342。
衬底310可以是玻璃基底或柔性基底。柔性基底可以是聚合物，例如聚酰亚胺基底。在其上形成TFT Tr和量子发光二极管400的基底310可被称为阵列基底。
半导体层322形成在基底310上。半导体层322可由氧化物半导体材料或多晶硅形成。
当半导体层322包含氧化物半导体材料时，可以在半导体层322下形成遮光图案(未示出)。到半导体层322的光被遮光图案遮蔽或阻挡，使得可防止半导体层322的热分解。另一方面，当半导体层322包含多晶硅时，可将杂质掺杂到半导体层322的两侧。
栅极绝缘层324形成在半导体层322上。栅极绝缘层324可由无机绝缘材料如氧化硅或氮化硅形成。
由导电材料例如金属形成的栅电极330形成在栅极绝缘层324上以对应于半导体层322的中心部分。
在图6中，栅极绝缘层324形成在基底310的整个表面上。或者，栅极绝缘层324可以被图案化以具有与栅电极330相同的形状。
由绝缘材料形成的层间绝缘层332形成在包括栅电极330的基底310的整个表面上。层间绝缘层332可由无机绝缘材料例如氧化硅或氮化硅形成，或者由有机绝缘材料例如苯并环丁烯或光-丙烯酰形成。
层间绝缘层332包括暴露半导体层322的两侧部的第一接触孔334和第二接触孔336。第一接触孔334和第二接触孔336位于栅电极330的两侧部以与栅电极330间隔开。
在图6中，第一接触孔334和第二接触孔336延伸到栅绝缘层324中。或者，当栅绝缘层324被图案化为具有与栅电极330相同的形状时，在栅绝缘层324中可不存在第一接触孔334和第二接触孔334和336。
由导电材料例如金属形成的源电极340和漏电极342形成在层间绝缘层332上。源电极340和漏电极342相对于栅电极330彼此间隔开并且分别通过第一接触孔334和第二接触孔336接触半导体层322的两侧部。
TFT Tr包括用作驱动元件的半导体层322、栅电极330、源电极340和漏电极342。
栅电极330、源电极340和漏电极342位于半导体层322上方。即，TFT Tr具有共面结构。
或者，在TFT Tr中，栅电极可位于半导体层下方，并且源电极和漏电极可位于半导体层上方，使得TFT Tr可具有倒置交错结构。在这种情况下，半导体层可由无定形硅形成。
虽然未示出，但是在基底310上或上方形成彼此交叉以限定像素区域的栅极线和数据线，并且形成连接至栅极线、数据线和TFT Tr的开关TFT。另外，形成与栅极线或数据线平行且间隔开的电源线以及用于在一帧内保持TFT Tr的栅电极的电压的存储电容器。
此外，可在白色QLED 300中形成滤色器层。例如，可以在每个像素区域中形成红色、绿色和蓝色滤色器图案。
在底部发射型QLED 300中，滤色器层可设置在层间绝缘层332和量子发光二极管400之间。在顶部发射型QLED 300中，滤色器层可以设置在量子发光二极管400上或上方。
形成平坦化层350以覆盖基底310的整个表面上方的TFT Tr。平坦化层350提供平坦的顶表面并且包括暴露TFT Tr的漏极342的漏极接触孔350。在平面图中漏极接触孔352可与第二接触孔366间隔开。
量子发光二极管400位于平坦化层350上并连接至TFT Tr。量子发光二极管400包括通过漏极接触孔352连接至漏电极342的第一电极410、面对第一电极410的第二电极420以及在第一电极410与第二电极420之间的发光层430。
在常规结构的量子发光二极管400中，第一电极410可以用作阳极，并且第二电极420可用作阴极。或者，在倒置结构量子发光二极管400中，第一电极410可用作阴极，并且第二电极420可用作阳极。
第一电极410分别形成在每个像素区域中。第一电极410可包含以下或由以下形成：具有相对高的功函数的导电材料。例如，第一电极410可包含以下或由以下形成：铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、铟锡锌氧化物(ITZO)、铟铜氧化物(ICO)、锡氧化物(SnO2)、铟氧化物(In2O3)、镉-锌氧化物合金(Cd:ZnO)、氟-锡氧化物合金(F:SnO2)、铟-锡氧化物合金(In:SnO2)、镓-锡氧化物合金(Ga:SnO2)、或铝-锌氧化物合金(Al:ZnO)。或者，第一电极410可包含以下或由以下形成：镍(Ni)、铂(Pt)、金(Au)、银(Ag)、铱(Ir)、或碳纳米管(CNT)。
当本公开内容的QLED 300是顶部发射型时，可以在第一电极410下方形成反射电极或反射层。例如，反射电极或反射层可由铝-钯-铜(APC)合金形成。
覆盖第一电极410的边缘的堤状物层368形成在平坦化层350上。堤状物层368使像素区域中的第一电极410的中心部分暴露。
第一电极410与第二电极420之间的发光层430包括EML 450和光量增加层470。发光层430还可包括在第一电极410与EML 450之间的第一电荷传输层(未示出)，以及在第二电极420和EML 450之间的第二电荷传输层(未示出)。光量增加层470可设置在第一电荷传输层与EML450之间。
第二电极420形成在包括发光层430的基底310上方。第二电极420位于显示区域的整个表面处。第二电极420可包含以下或由以下形成：具有相对低的功函数的导电材料。例如，第二电极420可包含以下或由以下形成：Ca、Ba、Ca/Al、LiF/Ca、LiF/Al、BaF2/Al、CsF/Al、CaCO3/Al、BaF2/Ca/Al、Al、Mg、Au:Mg、或Ag:Mg。
光量增加层470位于第一电极410与EML 450之间。光量增加层470包括凹部和凸部。例如，光量增加层470可包括多个棱镜图案472。
在图6中，棱镜图案472具有三角形状。或者，在底部发射型QLED300中，棱镜图案472具有相反的方向为倒三角形。
量子颗粒452被设置在相邻棱镜图案472之间的空间，即光量增加层470的凹部中，使得来自量子颗粒452的朝向横侧的光的方向朝向发光侧改变。因此，光损失减小，并且QLED400的输出耦合效率和亮度提高。
根据棱镜图案的形状的光学效率
根据棱镜图案的宽度和棱镜图案的间距来测试量子发光二极管的光学效率。棱镜图案的折射率为1.59，棱镜图案的凹陷中的光源，即量子颗粒的体积为0.1×0.1×100mm3。测量发光侧的光量(光通量)并列于表1中。
表1
底角[°] 宽度[mm] 间距[mm] 光量[lm]
45 0.4 0.5 50.956
45 0.4 0.7 47.02
45 0.4 0.9 45.769
如表1所示，随着间距减小，从量子颗粒向发光侧的光量增加。
根据棱镜图案的底角来测试量子发光二极管的光学效率。棱镜图案的折射率为1.59，棱镜图案的凹陷中的光源，即量子颗粒的体积为0.1×0.1×100mm3。测量发光侧的光量(光通量)并列于表2中。
表2
如表2所示，在底角为约10至45度，特别是约10至24度，更特别为约20至24度时，量子发光二极管具有优异的光量。
根据棱镜图案的光学特性
(1)示例(Ex)
在光量增加层上形成包括QD(CdSe核和CdS壳)的EML。在光量增加层中，棱镜图案具有45度的底角，并且高度(15μm)与底边(30μm)之比为1:2。底边与间距之比为1:1。EML被旋涂装置以1000rpm旋涂30秒，并在60℃的温度下干燥1小时。QD的主轴被配置为相对于棱镜图案垂直或水平。(在水平面内旋转90度)
(2)比较例(Ref)
在没有光量增加层的情况下形成EML。
测量“示例”和“比较例(Ref)”中量子发光二极管的PL积分值和偏振特性(度)，并列于表3中。
表3
与“比较例”中的量子发光二极管的偏振特性(度)相比，“示例”中的量子发光二极管的偏振特性(度)得到改善。即，由于光量增加层，QD的排列度得到改善。另外，“示例”中量子发光二极管的PL积分值得到改善。
测量“示例”和“比较例(Ref)”中的量子发光二极管的PL强度并示于图7中。如图7所示，在光量增加层具有棱镜图案的情况下，量子发光二极管的PL强度(“棱镜的垂直PL”和“棱镜的水平PL”)提高。另外，利用光量增加层和水平排列的QD，量子发光二极管(“棱镜的水平PL”)具有优异的PL峰(约3倍于没有光量增强层的“水平PL”)。
对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以对本公开内容的各方面进行各种修改和变化。因此，这些修改和变化意图覆盖本公开内容，只要其落入所附权利要求及其等同物的范围内。

Claims (19)

1.一种量子发光二极管，包括：
第一电极；
面对所述第一电极的第二电极；
在所述第一电极与所述第二电极之间并且具有将发射光导向发光侧的结构的光量增加层；以及
在所述光量增加层与所述第二电极之间并且在所述光量增加层的结构处包含量子颗粒的发光材料层。
2.根据权利要求1所述的量子发光二极管，其中，所述光量增加层的结构包括至少一个凸部和至少一个凹部。
3.根据权利要求2所述的量子发光二极管，其中，所述至少一个凸部和至少一个凹部形成棱镜图案。
4.根据权利要求3所述的量子发光二极管，其中，所述棱镜图案的底角在约10度至45度的范围内。
5.根据权利要求3所述的量子发光二极管，其中，所述棱镜图案的底边与间距之比为1:1至2:3。
6.根据权利要求3所述的量子发光二极管，其中，所述棱镜图案的高度与底边之比为1:2至1:10。
7.根据权利要求1所述的量子发光二极管，还包括：
在所述第一电极与所述光量增加层之间的第一电荷传输层；以及
在所述发光材料层与所述第二电极之间的第二电荷传输层。
8.根据权利要求7所述的量子发光二极管，其中，所述第一电荷传输层和所述第二电荷传输层中的一者包含有机材料，并且所述第一电荷传输层和所述第二电荷传输层中的另一者包含无机材料。
9.根据权利要求7所述的量子发光二极管，其中，所述第一电荷传输层和所述第二电荷传输层中的一者是空穴传输层，并且所述第一电荷传输层和所述第二电荷传输层中的另一者是电子传输层。
10.根据权利要求2所述的量子发光二极管，其中，所述至少一个凸部从所述第一电荷传输层向所述第二电极突出。
11.根据权利要求2所述的量子发光二极管，其中，所述量子颗粒的主轴与所述凸部的长度方向平行。
12.根据权利要求7所述的量子发光二极管，其中，所述光量增加层控制从所述第一电荷传输层进入所述发光材料层的电子的数量。
13.根据权利要求1所述的量子发光二极管，其中，所述量子颗粒包括量子点和量子棒中的一者。
14.一种量子发光装置，包括：
基底；
在所述基底上方的量子发光二极管，所述量子发光二极管包括：第一电极、面对所述第一电极的第二电极、在所述第一电极与所述第二电极之间并且具有将发射光导向发光侧的结构的光量增加层、以及在所述光量增加层与所述第二电极之间并且在所述光量增加层的结构处包含量子颗粒的发光材料层；以及
在所述基底与所述量子发光二极管之间并且连接至所述量子发光二极管的驱动元件。
15.根据权利要求14所述的量子发光装置，还包括：
在所述第一电极上的空穴传输层；以及
在所述发光材料层上的电子传输层。
16.根据权利要求15所述的量子发光装置，其中，所述空穴传输层和所述电子传输层中的一者包含有机材料，并且所述空穴传输层和所述电子传输层中的另一者包含无机材料。
17.一种量子发光二极管，包括：
阳极；
面对所述阳极的阴极；
在所述阳极与所述阴极之间并具有将发射光导向发光侧的结构的光量增加层；
在所述光量增加层与所述阳极之间的发光材料层；以及
产生所述发射光并设置在所述光量增加层处的量子颗粒。
18.根据权利要求17所述的量子发光二极管，还包括：
在所述发光材料层上的空穴传输层；以及
在所述阴极上的电子传输层。
19.根据权利要求18所述的量子发光二极管，其中，所述空穴传输层和所述电子传输层中的一者包含有机材料，并且所述空穴传输层和所述电子传输层中的另一者包含无机材料。
CN201711284144.4A 2016-12-13 2017-12-07 量子发光二极管和包括其的量子发光装置 Active CN108232019B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160169409A KR102581601B1 (ko) 2016-12-13 2016-12-13 발광 특성이 향상된 양자 발광다이오드 및 이를 포함하는 양자 발광 장치
KR10-2016-0169409 2016-12-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108232019A true CN108232019A (zh) 2018-06-29
CN108232019B CN108232019B (zh) 2020-06-05

Family

ID=60629562

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711284144.4A Active CN108232019B (zh) 2016-12-13 2017-12-07 量子发光二极管和包括其的量子发光装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10135017B2 (zh)
EP (1) EP3336914B1 (zh)
KR (1) KR102581601B1 (zh)
CN (1) CN108232019B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108898003A (zh) * 2018-07-27 2018-11-27 福州大学 一种基于量子点发光器件的息屏指纹解锁方法
CN113093439A (zh) * 2021-04-23 2021-07-09 业成科技（成都）有限公司 背光模组及其制备方法、显示装置
US20210307254A1 (en) * 2020-04-01 2021-10-07 Chungbuk National University Industry-Academic Cooperation Foundation Light source for plant cultivation and method of plant cultivation using thereof
WO2021238515A1 (zh) * 2020-05-27 2021-12-02 京东方科技集团股份有限公司 显示基板、显示装置及显示基板的制作方法
WO2022236858A1 (zh) * 2021-05-08 2022-11-17 武汉华星光电技术有限公司 显示面板及显示装置

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108321312B (zh) * 2018-03-19 2020-02-14 京东方科技集团股份有限公司 显示基板及其制造方法、显示装置
KR102627322B1 (ko) * 2018-05-29 2024-01-19 삼성전자주식회사 표시 장치
CN112639937B (zh) 2018-09-05 2023-06-23 株式会社半导体能源研究所 显示装置、显示模块、电子设备及显示装置的制造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030057417A1 (en) * 2001-09-25 2003-03-27 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Photonic crystal organic light emitting device having high extraction efficiency
CN101222028A (zh) * 2008-01-23 2008-07-16 京东方科技集团股份有限公司 有机电致发光板
CN103219476A (zh) * 2013-04-25 2013-07-24 苏州大学 一种有机电致发光二极管及其制作方法
CN104362260A (zh) * 2014-11-18 2015-02-18 上海交通大学 一种利用微结构提高光萃取效率的oled器件
US20160336526A1 (en) * 2014-01-16 2016-11-17 Konica Minolta, Inc. Electroluminescence element

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007143197A2 (en) * 2006-06-02 2007-12-13 Qd Vision, Inc. Light-emitting devices and displays with improved performance
KR101686104B1 (ko) * 2010-08-24 2016-12-14 엘지디스플레이 주식회사 양자점 발광 소자
JP5659123B2 (ja) * 2010-11-04 2015-01-28 富士フイルム株式会社 量子ドット構造体の形成方法
WO2013099915A1 (ja) * 2011-12-28 2013-07-04 王子ホールディングス株式会社 有機発光ダイオード、有機発光ダイオードの製造方法、画像表示装置および照明装置
KR101870446B1 (ko) * 2011-12-28 2018-07-20 엘지이노텍 주식회사 광학 부재 및 이를 포함하는 표시장치
US9537027B2 (en) * 2013-03-28 2017-01-03 University Of Massachusetts Backside configured surface plasmonic structure for infrared photodetector and imaging focal plane array enhancement
KR102312522B1 (ko) * 2015-06-11 2021-10-15 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
CN107293647A (zh) * 2017-06-13 2017-10-24 苏州大学 一种量子点发光二极管及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030057417A1 (en) * 2001-09-25 2003-03-27 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Photonic crystal organic light emitting device having high extraction efficiency
CN101222028A (zh) * 2008-01-23 2008-07-16 京东方科技集团股份有限公司 有机电致发光板
CN103219476A (zh) * 2013-04-25 2013-07-24 苏州大学 一种有机电致发光二极管及其制作方法
US20160336526A1 (en) * 2014-01-16 2016-11-17 Konica Minolta, Inc. Electroluminescence element
CN104362260A (zh) * 2014-11-18 2015-02-18 上海交通大学 一种利用微结构提高光萃取效率的oled器件

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108898003A (zh) * 2018-07-27 2018-11-27 福州大学 一种基于量子点发光器件的息屏指纹解锁方法
US20210307254A1 (en) * 2020-04-01 2021-10-07 Chungbuk National University Industry-Academic Cooperation Foundation Light source for plant cultivation and method of plant cultivation using thereof
WO2021238515A1 (zh) * 2020-05-27 2021-12-02 京东方科技集团股份有限公司 显示基板、显示装置及显示基板的制作方法
CN113093439A (zh) * 2021-04-23 2021-07-09 业成科技（成都）有限公司 背光模组及其制备方法、显示装置
WO2022236858A1 (zh) * 2021-05-08 2022-11-17 武汉华星光电技术有限公司 显示面板及显示装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20180166643A1 (en) 2018-06-14
KR102581601B1 (ko) 2023-09-21
EP3336914A1 (en) 2018-06-20
US10135017B2 (en) 2018-11-20
EP3336914B1 (en) 2020-11-04
CN108232019B (zh) 2020-06-05
KR20180067951A (ko) 2018-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108232019A (zh) 量子发光二极管和包括其的量子发光装置
CN109671853B (zh) 发光二极管和包括发光二极管的发光显示装置
CN109713098B (zh) 发光二极管以及包括该发光二极管的发光设备
Yu et al. High-performance perovskite light-emitting diodes via morphological control of perovskite films
CN109585623B (zh) 发光二极管以及包括其的发光装置
US9379344B2 (en) Display panel and display device
KR101255407B1 (ko) 트랜지스터 소자 및 그 제조 방법 및 발광 소자 및 디스플레이
CN105870347A (zh) 量子点发光器件及其制备方法、显示基板和显示装置
KR20190029193A (ko) 양자점 발광다이오드 및 이를 포함하는 양자점 발광장치
US11228013B2 (en) Anisotropic nanorod-applied light-emitting diode and light-emitting device including the same
JP2006066395A (ja) 半導体ナノ結晶を含有する白色発光有機／無機ハイブリッド電界発光素子
CN111224007B (zh) 发光二极管和具有该发光二极管的发光装置
CN109713143A (zh) 电致发光器件、显示装置及其制作方法
JP2004253175A (ja) 電界発光素子
US11502267B2 (en) Inorganic light emitting diode and inorganic light emitting device including the same
Chou et al. Hybrid white-light emitting-LED based on luminescent polyfluorene polymer and quantum dots
CN109671837B (zh) 发光体以及包括其的发光膜、发光二极管和发光装置
US11495769B2 (en) Inorganic light emitting diode and inorganic light emitting device including the same
Rai et al. Trap Assisted Carrier Recombination in 4-(Dicyanomethylene)-2-methyl-6-(4-dimethylaminostyryl)-4H-pyran Doped Bis [2-(2-hydroxyphenyl) bezoxazolate] Zinc
Wang et al. Phosphorescent Molecularly Doped Light‐Emitting Diodes with Blended Polymer Host and Wide Emission Spectra
KR20210056671A (ko) 무기발광다이오드 및 무기발광장치
Xue Pure and mixed organic thin films and heterojunctions for optoelectronic applications
Lee Luminescent polymer blends in hybrid organic-inorganic polymer light-emitting devices (HyPLEDs)
JP2010111830A (ja) 高分子化合物とその製造方法および該高分子化合物を含有する有機電子デバイス

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant