CN109545932A - 发光二极管 - Google Patents
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Abstract
提供了一种发光二极管，所述发光二极管包括：第一电极；第二电极，与第一电极叠置；以及发射层，位于第一电极与第二电极之间，其中，发射层包括第一材料和第二材料，第一材料包括碱金属卤化物、碱土金属卤化物、过渡金属卤化物、碱金属硫族化物或碱土金属硫族化物，第二材料包括镧系金属或镧系金属的化合物。
Description
于2017年9月22日在韩国知识产权局提交的第10-2017-0122742号并且名称为“Light Emitting Diode and Display Device Including the Same(发光二极管和包括该发光二极管的显示装置)”的韩国专利申请通过引用全部包含于此。
技术领域
实施例涉及一种发光二极管和一种包括该发光二极管的显示装置。
背景技术
发光二极管是从阳极供应的空穴和从阴极供应的电子在形成在阳极与阴极之间的发射层中结合以形成激子，并且在使激子稳定的同时发射光的元件。
发光二极管具有例如宽视角、快响应速度、薄厚度、低功耗的若干优点，使得发光二极管广泛应用于各种电气和电子装置，例如电视机、监视器、移动电话等。
在该背景技术部分中公开的以上信息仅用于增强对背景的理解，因此，它可以包含不构成本领域普通技术人员在本国已知的现有技术的信息。
发明内容
实施例涉及一种发光二极管和一种包括该发光二极管的显示装置。
实施例可以通过提供一种发光二极管而实现，所述发光二极管包括：第一电极；第二电极，与第一电极叠置；以及发射层，位于第一电极与第二电极之间，其中，发射层包括第一材料和第二材料，第一材料包括碱金属卤化物、碱土金属卤化物、过渡金属卤化物、碱金属硫族化物或碱土金属硫族化物，第二材料包括镧系金属或镧系金属的化合物。
第一材料可以包括LiI、NaI、KI、RbI、CsI、FrI、BeI2、MgI2、CaI2、SrI2、BaI2、RaI2、LiCl、NaCl、KCl、RbCl、CsCl、FrCl、LiBr、NaBr、KBr、RbBr、CsBr、FrBr、MgCl2、CaCl2、BaCl2、SrCl2、RaCl2、MgBr2、CaBr2、BaBr2、SrBr2、RaBr2、MgClBr、CaClBr、BaClBr、SrClBr、RaClBr、MgClI、CaClI、BaClI、SrClI、RaClI、MgBrI、CaBrI、BaBrI、SrBrI、RaBrI、Li2S、Na2S、K2S、Rb2S、Cs2S、Fr2S、Li2Se、Na2Se、K2Se、Rb2Se、Cs2Se、Fr2Se、Li2Te、Na2Te、K2Te、Rb2Te、Cs2Te、Fr2Te、MgS、CaS、BaS、SrS、RaS、MgSe、CaSe、BaSe、SrSe、RaSe、MgTe、CaTe、BaTe、SrTe或RaTe。
第二材料可以包括镧系金属的化合物，镧系金属的化合物是可以包括La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu与O、S、Se、Te、F、Cl、Br或I的化合物。
发射层的第一材料与第二材料的含量比可以是5:5至9.9:0.1。
发射层可以包括由第一材料与第二材料反应而形成的第三材料。
第三材料可以由AmBnCz表示，A可以是碱金属或碱土金属，B可以是镧系金属或碱土金属，C可以是卤族元素，并且m、n和z中的每个可以为1至9的整数。
发射层可以包括CsI、RbI、KI、NaI、CaI2或SrI2以及Eu、Yb或Sm，并且从发射层发射的光的中心波长可以为410nm至800nm。
发射层可以不包括镉或铅。
发光二极管还可以包括位于第一电极与发射层之间的空穴传输区域，其中，空穴传输区域包括碱金属卤化物或碱土金属卤化物。
发光二极管还可以包括位于第二电极与发射层之间的电子传输区域，其中，电子传输区域包括碱金属卤化物或碱土金属卤化物以及镧系金属。
实施例可以通过提供一种发光二极管而实现，所述发光二极管包括：第一电极；第二电极，与第一电极叠置；以及发射层，位于第一电极与第二电极之间，其中，发射层包括主体和掺杂剂，主体包括碱金属卤化物、碱土金属卤化物、过渡金属卤化物、碱金属硫族化物或碱土金属硫族化物，掺杂剂包括镧系金属或镧系金属的化合物。
发射层的主体与掺杂剂的含量比可以是5:5至9.9:0.1。
主体可以包括LiI、NaI、KI、RbI、CsI、FrI、BeI2、MgI2、CaI2、SrI2、BaI2、RaI2、LiCl、NaCl、KCl、RbCl、CsCl、FrCl、LiBr、NaBr、KBr、RbBr、CsBr、FrBr、MgCl2、CaCl2、BaCl2、SrCl2、RaCl2、MgBr2、CaBr2、BaBr2、SrBr2、RaBr2、MgClBr、CaClBr、BaClBr、SrClBr、RaClBr、MgClI、CaClI、BaClI、SrClI、RaClI、MgBrI、CaBrI、BaBrI、SrBrI、RaBrI、Li2S、Na2S、K2S、Rb2S、Cs2S、Fr2S、Li2Se、Na2Se、K2Se、Rb2Se、Cs2Se、Fr2Se、Li2Te、Na2Te、K2Te、Rb2Te、Cs2Te、Fr2Te、MgS、CaS、BaS、SrS、RaS、MgSe、CaSe、BaSe、SrSe、RaSe、MgTe、CaTe、BaTe、SrTe或RaTe。
掺杂剂可以包括镧系金属的化合物，镧系金属的化合物可以是包括La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu与O、S、Se、Te、F、Cl、Br或I的化合物。
主体可以包括CsI、RbI、KI、NaI、CaI2或SrI2，掺杂剂可以包括Eu、Yb或Sm，并且从发射层发射的光的中心波长可以为410nm至800nm。
实施例可以通过提供一种显示装置而实现，所述显示装置包括：基底；薄膜晶体管，位于基底上；以及发光二极管，连接到薄膜晶体管，其中，发光二极管包括第一电极、与第一电极叠置的第二电极以及位于第一电极与第二电极之间的发射层，发射层包括碱金属卤化物、碱土金属卤化物、过渡金属卤化物、碱金属硫族化物或碱土金属硫族化物以及镧系金属或镧系金属的化合物，并且发射层不包括有机材料。
发射层可以包括碱金属卤化物或碱土金属卤化物，并且碱金属卤化物或碱土金属卤化物可以包括LiI、NaI、KI、RbI、CsI、FrI、BeI2、MgI2、CaI2、SrI2、BaI2、RaI2、LiCl、NaCl、KCl、RbCl、CsCl、FrCl、LiBr、NaBr、KBr、RbBr、CsBr、FrBr、MgCl2、CaCl2、BaCl2、SrCl2、RaCl2、MgBr2、CaBr2、BaBr2、SrBr2、RaBr2、MgClBr、CaClBr、BaClBr、SrClBr、RaClBr、MgClI、CaClI、BaClI、SrClI、RaClI、MgBrI、CaBrI、BaBrI、SrBrI、RaBrI、Li2S、Na2S、K2S、Rb2S、Cs2S、Fr2S、Li2Se、Na2Se、K2Se、Rb2Se、Cs2Se、Fr2Se、Li2Te、Na2Te、K2Te、Rb2Te、Cs2Te、Fr2Te、MgS、CaS、BaS、SrS、RaS、MgSe、CaSe、BaSe、SrSe、RaSe、MgTe、CaTe、BaTe、SrTe或RaTe。
发射层可以包括镧系金属的化合物，镧系金属的化合物可以是包括La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu与O、S、Se、Te、F、Cl、Br或I的化合物。
碱金属卤化物、碱土金属卤化物、过渡金属卤化物、碱金属硫族化物或碱土金属硫族化物可以是发射层的主体，镧系金属或镧系金属的化合物可以是发射层的掺杂剂，主体可以包括CsI、RbI、KI、NaI、CaI2或SrI2，掺杂剂可以包括Eu、Yb或Sm，并且从发射层发射的光的中心波长可以为410nm至800nm。
碱金属卤化物、碱土金属卤化物、过渡金属卤化物、碱金属硫族化物或碱土金属硫族化物与镧系金属或镧系金属的化合物的含量比可以是5:5至9.9:0.1。
碱金属卤化物、碱土金属卤化物、过渡金属卤化物、碱金属硫族化物或碱土金属硫族化物可以是发射层的主体，镧系金属或镧系金属的化合物可以是发射层的掺杂剂。
发射层可以包括由AmBnCz表示的材料，A可以是碱金属或碱土金属，B可以是镧系金属或碱土金属，C可以是卤族元素，并且m、n和z中的每个可以为1至9的整数。
发射层可以不包括镉或铅。
附图说明
通过参照附图对示例性实施例详细描述，对于本领域技术人员来说特征将变得明显，在附图中：
图1示出根据示例性实施例的发光二极管的剖视图。
图2示出作为镧系金属的钆的电子排布。
图3示出根据另一示例性实施例的发光二极管的剖视图。
图4示出根据示例性实施例的显示装置的剖视图。
具体实施方式
现在，将在下文中参照附图更充分地描述示例实施例；然而，它们可以以不同的形式实施，并且不应被解释为局限于这里所阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达示例性实施方式。
在附图中，为了清楚说明的目的，可以夸大层和区域的尺寸。此外，还将理解的是，当层被称为“在”两个层“之间”时，该层可以是所述两个层之间的唯一的层，或者也可以存在一个或更多个中间层。同样的附图标记始终表示同样的元件。如这里所使用的，术语“或”不是排它性术语，例如，具有与“和/或”的含义相同的含义。
为了清楚地描述实施例，可以省略与描述无关的部分。
将理解的是，当诸如层、膜、区域或基底的元件被称为“在”另一元件“上”时，该元件可以直接在另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当元件被称为“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。此外，在说明书中，词语“在……上”或“在……上方”意味着位于目标部分上或下方，并不一定意味着位于目标部分的基于重力方向的上侧。
此外，除非明确地相反描述，否则词语“包含”以及诸如“包括”等的变型将被理解为暗示包括所陈述的元件，但不排除任何其它元件。
在整个说明书中，短语“在平面上”意味着从顶部观看目标部分，短语“在剖面上”意味着从侧面观看目标部分被竖直切割的剖面。
图1示出根据示例性实施例的发光二极管的剖视图。参照图1，根据示例性实施例的发光二极管可以包括第一电极10、与第一电极10叠置的第二电极20以及位于第一电极10与第二电极20之间的发射层30。
根据示例性实施例的发光二极管的发射层30可以包括第一材料(包括例如碱金属卤化物、碱土金属卤化物、过渡金属卤化物、碱金属硫族化物或碱土金属硫族化物)和第二材料(包括例如镧系金属或镧系金属的化合物)。在实施方式中，发射层30可以包括作为发射层30的主体的第一材料以及作为发射层30的掺杂剂的第二材料。将在下面描述发射层30的特定材料和发光机理。在实施方式中，发射层30可以不包括Cd和Pb。在实施方式中，发射层30可以不添加Cd和Pb。在实施方式中，发射层30可以不包括有机材料。在实施方式中，发射层30可以基本上不含有有机材料。在实施方式中，发射层30可以不添加有机材料。在实施方式中，发射层30可以部分地包括有机材料。
在实施方式中，第一电极10可以是阳极，第二电极20可以是阴极。与阳极对应的第一电极10是用于在供应有电流时将空穴注入到发射层30中的电极，并且可以包括具有高逸出功的材料。第二电极20是用于在供应有电流时将电子注入到发射层30中的电极，并且可以包括具有低逸出功的材料。在实施方式中，第一电极10可以是阴极，第二电极20可以是阳极。
第一电极10或第二电极20可以包括例如导电氧化物(诸如，氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌锡(ZTO)、氧化铜铟(CIO)、氧化铜锌(CZO)、氧化镓锌(GZO)、氧化铝锌(AZO)、氧化锡(SnO2)、氧化锌(ZnO)或它们的组合)、导电金属(诸如，钙(Ca)、镱(Yb)、铝(Al)、银(Ag)、镁(Mg)、钐(Sm)、钛(Ti)、金(Au)或它们的合金)、石墨烯、碳纳米管或导电聚合物(诸如，PEDOT:PSS)。在实施方式中，第一电极10和第二电极20可以形成为具有两层或更多层的堆叠结构。
在实施方式中，第一电极10可以是具有ITO/Ag/ITO结构的反射电极，第二电极20可以是包括AgMg的透反射电极。从发射层30发射的光可以被作为反射电极的第一电极10反射，并且可以在作为透反射电极的第二电极20与第一电极10之间共振并放大。共振后的光可以被第一电极10反射并从第二电极20发射。
在实施方式中，第二电极20可以包括由银(Ag)、镁(Mg)、铝(Al)和镱(Yb)中的两种或更多种构成的合金。例如，第二电极20可以包括AgMg，并且在这种情况下，第二电极20中的Ag的含量可以大于第二电极20中的Mg的含量。在实施方式中，Mg的含量可以为大约10体积％。第二电极20的厚度可以在80埃至150埃的范围内。在实施方式中，第二电极20可以包括AgYb，并且在这种情况下，Yb的含量可以为大约10体积％。
在实施方式中，第一电极10和第二电极20可以通过例如溅射法、气相沉积法、离子束沉积法、电子束沉积法等来形成。
在实施方式中，发射层30可以包括发射层30的主体和发射层30的掺杂剂。
在实施方式中，发射层30的主体可以包括例如碱金属卤化物、碱土金属卤化物、过渡金属卤化物、碱金属硫族化物或碱土金属硫族化物。在实施方式中，碱金属可以包括例如Li、Na、K、Rb、Cs或Fr。在实施方式中，碱土金属可以包括例如Be、Mg、Ca、Sr、Ba或Ra。在实施方式中，卤素可以包括F、Cl、Br或I。在实施方式中，发射层30的主体可以包括例如LiI、NaI、KI、RbI、CsI、FrI、BeI2、MgI2、CaI2、SrI2、BaI2、RaI2、LiCl、NaCl、KCl、RbCl、CsCl、FrCl、LiBr、NaBr、KBr、RbBr、CsBr、FrBr、MgCl2、CaCl2、BaCl2、SrCl2、RaCl2、MgBr2、CaBr2、BaBr2、SrBr2、RaBr2、MgClBr、CaClBr、BaClBr、SrClBr、RaClBr、MgClI、CaClI、BaClI、SrClI、RaClI、MgBrI、CaBrI、BaBrI、SrBrI、RaBrI、Li2S、Na2S、K2S、Rb2S、Cs2S、Fr2S、Li2Se、Na2Se、K2Se、Rb2Se、Cs2Se、Fr2Se、Li2Te、Na2Te、K2Te、Rb2Te、Cs2Te、Fr2Te、MgS、CaS、BaS、SrS、RaS、MgSe、CaSe、BaSe、SrSe、RaSe、MgTe、CaTe、BaTe、SrTe或RaTe。在实施方式中，当发射层30的主体是碱金属的碘化物或碱土金属的碘化物时，碘化合物可以具有低的离解能，使得碘化合物可以容易地被作为掺杂剂的镧系金属取代。
在实施方式中，发射层30的掺杂剂可以包括例如镧系金属或镧系金属的化合物。
在实施方式中，镧系金属可以包括例如La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu。在实施方式中，镧系金属的化合物可以是例如La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu与例如O、S、Se、Te、F、Cl、Br或I的化合物。
在实施方式中，发射层30的主体与掺杂剂的含量比可以是5:5至9.9:0.1。可以根据含量比来控制从发射层30发射的光的波长。例如，即使发射层30中包括的主体与掺杂剂相同，也可以根据含量比而发射不同颜色的光。
在实施方式中，含量比可以是体积比。例如，可以基于用于形成发射层30的热蒸发工艺中的靶材的体积来测量这里所描述的体积比。例如，可以通过测量在用于形成发射层30的热蒸发工艺中使用的碱金属卤化物、碱土金属卤化物、过渡金属卤化物、碱金属硫族化物和碱土金属硫族化物中的一个靶材以及镧系金属的化合物或镧系金属的靶材的体积减少来获得体积比。
在实施方式中，发光二极管的发射层30还可以包括通过在热蒸发工艺中使主体与掺杂剂反应而形成的第三材料。在热蒸发工艺中可以使主体与掺杂剂之间的结合断裂，然后断裂的主体和掺杂剂中的每个可以与相邻的主体或掺杂剂重新反应并重新结合，从而可以形成第三材料。
在实施方式中，第三材料可以由例如AmBnCz表示。例如，A可以是碱金属或碱土金属，B可以是镧系金属或碱土金属，C可以是卤族元素，m、n和z可以均独立地为1至9的整数。
图2示出作为镧系金属的钆的电子排布。
如图2中可以看出，在镧系金属中，发光特性可以通过在n＝4的N电子层的4f能级与在n＝5的O电子层的5d能级之间产生的4f-5d电子跃迁来各种确定。根据发光机理，主体材料中被激发的电子可以沿着导带弛豫到4f处的基态然后在它们跃迁到5d时发光，而当迁移到电子传输层的电子被下转换至自旋轨道耦合的能级时，它们跃迁并发光。因此，能够实现荧光或磷光的发光特性。
如此，通过控制发射层30的主体和掺杂剂材料的种类和含量，能够发射各种颜色的光。在实施方式中，当发射层30包括CsI、RbI、KI、NaI、CaI2或SrI2作为主体并且包括Eu、Yb或Sm作为掺杂剂时，从发射层30发射的光的中心波长可以是大约410nm至800nm(例如，最高强度的发射光的波长可以是大约410nm至800nm)。例如，当发射层30包括CsI、RbI、CaI2和SrI2中的至少一种作为主体并且包括Eu作为掺杂剂时，从发射层30发射的光的中心波长可以是大约420nm至470nm(例如，最高强度的发射光的波长可以是大约420nm至470nm)。例如，发射层30可以发射蓝色的光。在实施方式中，发射层30可以根据主体材料和掺杂剂材料的种类和含量而发射各种类型的可见光。
在实施方式中，发射层30可以不包括有害材料，例如，镉(Cd)或铅(Pb)。在实施方式中，发射层30可以不包括有机材料。在实施方式中，发射层30可以包括一些有机材料。在实施方式中，发射层30的主要材料可以是无机材料。
在包括有机材料的一些发射层中，表面发光显示器可以通过热蒸发法通过对有机材料热蒸发来实现。其有机材料会由于高温和湿气而容易劣化。此外，红光或绿光可以稳定地发磷光。对于蓝光(具有相对短的波长)，其磷光的稳定性会劣化，并且不会容易形成具有高效率的蓝色发光二极管。
此外，在包括InGaN作为发射层的无机发光二极管的情况下，它可以通过诸如蓝宝石基底或硅基底的单晶基底而被生长为没有晶格缺陷的单晶，而在选择基底材料方面可能存在限制。此外，因为它必然会生长为单晶，所以可能够仅制造用于照明的点发光二极管，并且会需要化学气相沉积(CVD)工艺，并且基底的温度会高。
在包括量子点作为发射层的发光二极管的情况下，除了对环境有害的Cd基量子点之外，会不存在能够显示蓝色的材料。此外，因为包括量子点作为发射层的发光二极管在其制造工艺中会使用溶液工艺和印刷工艺，所以它会在批量生产方面存在问题。
因为包括第一材料(与碱金属卤化物、碱土金属卤化物、过渡金属卤化物、碱金属硫族化物或碱土金属硫族化物对应)作为主体和第二材料(与镧系金属或镧系金属的化合物对应)作为掺杂剂的发光二极管利用无机材料制造，所以它可以比有机材料更不易受温度和湿气的影响。此外，它可以不必需要单晶生长，对基底没有限制，并且表面发射可以是可能的。此外，它可以通过诸如热气相沉积法的真空工艺方法来制造，并且与当使用溶液工艺形成发射层时相比，更容易应用于批量生产。
此外，通过不同地选择发射层的主体和掺杂剂材料或者控制主体和掺杂剂材料的含量，能够改变发射光的颜色。例如，当使用CsI、RbI、CaI2或SrI2作为主体并且使用Eu作为掺杂剂时，可以稳定地发射蓝光。
在下文中，将参照图3描述根据另一示例性实施例的发光二极管。如图3中所示，根据图3的示例性实施例的发光二极管与根据图1的示例性实施例的发光二极管基本上类似。可以省略对相同组成元件的重复的详细描述，并且将主要描述不同之处。
参照图3，根据本示例性实施例的发光二极管还可以包括位于第一电极10与发射层30之间的空穴传输区域40和位于第二电极20与发射层30之间的电子传输区域50。
空穴传输区域40可以包括空穴传输层和空穴注入层中的至少一种。在实施方式中，空穴注入层可以靠近第一电极10定位，并且空穴传输层可以靠近发射层30定位。
电子传输区域50可以包括电子传输层和电子注入层中的至少一种。在实施方式中，电子注入层可以靠近第二电极20定位，电子传输层可以靠近发射层30定位。
在实施方式中，空穴传输区域40可以包括碱金属卤化物或碱土金属卤化物。在实施方式中，空穴传输区域40可以包括CuI。在实施方式中，空穴注入层可以包括CuI，并且空穴注入层的厚度可以在10埃至50埃的范围内。
在实施方式中，电子传输区域50可以包括碱金属卤化物或碱土金属卤化物以及镧系金属。在实施方式中，电子传输区域50可以包括Yb和RbI。在实施方式中，电子注入层可以包括Yb和RbI，并且在这种情况下，RbI相对于Yb的含量可以为大约10体积％。电子注入层的厚度可以在15埃至25埃的范围内。
在实施方式中，在发光二极管中，电子传输区域50、空穴传输区域40和发射层30中的全部可以包括无机材料，并且能够减小界面处的接触电阻并能够提高传输电子和空穴的效率，从而提高发光效率。
在实施方式中，发射层30可以不包括有机材料或仅包括一些有机材料，并且可以不包括诸如Cd和Pb的有害材料，可以不存在有机材料的劣化并可以不造成环境污染。
在实施方式中，空穴传输区域40和电子传输区域50可以包括有机材料。
在实施方式中，空穴传输区域40可以包括例如m-MTDATA、TDATA、2-TNATA、NPB(NPD)、β-NPB、TPD、螺-TPD、螺-NPB、甲基化NPB、TAPC、HMTPD、TCTA(4,4',4”-三(N-咔唑基)三苯胺)、PANI/DBSA(聚苯胺/十二烷基苯磺酸)、PEDOT/PSS(聚(3,4-乙撑二氧噻吩)/聚(4-苯乙烯磺酸))、PANI/CSA(聚苯胺/樟脑磺酸)、PANI/PSS(聚苯胺/聚(4-苯乙烯磺酸))、由下面的化学式201表示的化合物或由下面的化学式202表示的化合物。
<化学式201>
<化学式202>
在化学式201和化学式202中，L201至L204中的每个可以独立地选自于取代或未取代的C3-C10亚环烷基、取代或未取代的C1-C10亚杂环烷基、取代或未取代的C3-C10亚环烯基、取代或未取代的C1-C10亚杂环烯基、取代或未取代的C6-C60亚芳基、取代或未取代的C1-C60亚杂芳基、取代或未取代的二价非芳香缩合多环基和取代或未取代的二价非芳香缩合杂多环基；L205可以选自于*-O-*'、*-S-*'和*-N(Q201)-*'、取代或未取代的C1-C20亚烷基、取代或未取代的C2-C20亚烯基、取代或未取代的C3-C10亚环烷基、取代或未取代的C1-C10亚杂环烷基、取代或未取代的C3-C10亚环烯基、取代或未取代的C1-C10亚杂环烯基、取代或未取代的C6-C60亚芳基、取代或未取代的C1-C60亚杂芳基、取代或未取代的二价非芳香缩合多环基和取代或未取代的二价非芳香缩合杂多环基；xa1至xa4中的每个可以独立地选自于0至3的整数；xa5可以选自于1至10的整数；R201至R204和Q201中的每个可以独立地选自于取代或未取代的C3-C10环烷基、取代或未取代的C1-C10杂环烷基、取代或未取代的C3-C10环烯基、取代或未取代的C1-C10杂环烯基、取代或未取代的C6-C60芳基、取代或未取代的C6-C60芳氧基、取代或未取代的C6-C60芳硫基、取代或未取代的C1-C60杂芳基、取代或未取代的单价非芳香缩合多环基和取代或未取代的单价非芳香缩合杂多环基。
在实施方式中，电子传输区域50可以包括由化学式601表示的化合物。
<化学式601>
[Ar601]xe11-[(L601)xe1-R601]xe21
化学式601的Ar601为取代或未取代的C5-C60碳环基或者取代或未取代的C1-C60杂环基；xe11为1、2或3；L601选自于取代或未取代的C3-C10亚环烷基、取代或未取代的C1-C10亚杂环烷基、取代或未取代的C3-C10亚环烯基、取代或未取代的C1-C10亚杂环烯基、取代或未取代的C6-C60亚芳基、取代或未取代的C1-C60亚杂芳基、取代或未取代的二价非芳香缩合多环基和取代或未取代的二价非芳香缩合杂多环基；xe1选自于0至5的整数；R601选自于取代或未取代的C3-C10环烷基、取代或未取代的C1-C10杂环烷基、取代或未取代的C3-C10环烯基、取代或未取代的C1-C10杂环烯基、取代或未取代的C6-C60芳基、取代或未取代的C6-C60芳氧基、取代或未取代的C6-C60芳硫基、取代或未取代的C1-C60杂芳基、取代或未取代的单价非芳香缩合多环基、取代或未取代的单价非芳香缩合杂多环基、-Si(Q601)(Q602)(Q603)、-C(＝O)(Q601)、-S(＝O)2(Q601)和-P(＝O)(Q601)(Q602)；Q601至Q603中的每个独立地为C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、苯基、联苯基、三联苯基或萘基；xe21选自于1至5的整数。根据示例性实施例，xe11个Ar601和xe21个R601中的至少一个可以包括如上所述的贫π电子的含氮环(πelectron-depleted nitrogen-containing ring，或π电子耗尽的含氮环)。
电子传输区域50的电子注入层可以具有i)具有由单一材料制成的单层的单层结构、ii)具有由多种不同材料制成的单层的单层结构或iii)具有由多种不同材料制成的多个层的多层结构。
电子注入层可以包括还原掺杂剂。还原掺杂剂可以包括碱金属、碱土金属、稀土金属、碱金属化合物、碱土金属化合物、稀土金属化合物、碱金属配合物、碱土金属配合物和稀土金属配合物中的至少一种。
碱金属可以选自于Na、K、Rb和Cs。在实施方式中，碱金属可以是例如K、Rb或Cs。在实施方式中，碱金属可以是例如Rb或Cs。
碱土金属可以选自于Ca、Sr和Ba。稀土金属可以选自于Sc、Y、Ce、Yb、Gd和Tb。在实施方式中，碱金属化合物、碱土金属化合物和稀土金属化合物可以选自于碱金属、碱土金属和稀土金属的氧化物和卤化物(例如，氟化物、氯化物、溴化物、碘化物等)。
在实施方式中，碱金属化合物可以选自于例如碱金属氧化物(例如，Li2O、Cs2O、K2O等)和碱金属卤化物(例如，LiF、NaF、CsF、KF、LiI、NaI、CsI、KI、RbI等)。在实施方式中，碱金属化合物可以包括例如LiF、Li2O、NaF、LiI、NaI、CsI、KI或RbI。
在实施方式中，碱土金属化合物可以选自于诸如BaO、SrO、CaO、BaxSr1-xO(0<x<1)、BaxCa1-xO(0<x<1)等的碱土金属氧化物。在实施方式中，碱土金属化合物可以包括例如BaO、SrO或CaO。
在实施方式中，稀土金属化合物可以选自于YbF3、ScF3、ScO3、Y2O3、Ce2O3、GdF3和TbF3。在实施方式中，稀土金属化合物可以包括例如YbF3、ScF3、TbF3、YbI3、ScI3或TbI3。
在实施方式中，碱金属配合物、碱土金属配合物和稀土金属配合物可以包括如上所述的碱金属、碱土金属和稀土金属的离子，并且与碱金属配合物、碱土金属配合物和稀土金属配合物的金属离子配位的配体中的每个可以独立地选自于例如羟基喹啉、羟基异喹啉、羟基苯并喹啉、羟基吖啶、羟基菲啶、羟基苯基噁唑、羟基苯基噻唑、羟基苯基噁二唑、羟基苯基苯并咪唑、羟基苯基苯并噻唑、联吡啶、菲咯啉和环戊二烯。
在实施方式中，电子注入层可以仅由如上所述的还原掺杂剂形成，或者还可以包括除了还原掺杂剂之外的有机材料。当电子注入层包括还原掺杂剂和有机材料时，还原掺杂剂可以均匀或不均匀地分散在由有机材料制成的基质中。
为了突出一个或更多个实施例的特性，提供了以下示例，但将理解的是，示例不应解释为限制实施例的范围。此外，将理解的是，实施例不限于示例中描述的具体细节。
在下文中，将参照特定示例性实施例描述根据示例性实施例的发光二极管的效果。表1示出了由不同主体和掺杂剂材料发射的光的波长。参照表1，可以看出，当使用CaI2作为发射层的主体并使用Eu作为发射层的掺杂剂时，发射具有465nm的中心波长的光，当使用SrI2作为发射层的主体并使用Eu作为发射层的掺杂剂时，发射具有431nm的中心波长的光。
(表1)
| 主体 | 掺杂剂 | 波长 | 量子产率 | 外部量子效率 |
| CaI<sub>2</sub> | Eu | 465nm | 10 | 1 |
| SrI<sub>2</sub> | Eu | 431nm | 15 | 1.2 |
在下文中，将参照图4描述根据示例性实施例的显示装置。图4示出根据示例性实施例的显示装置的剖视图。
参照图4，由氧化硅或氮化硅制成的缓冲层111可以位于基底110上。
半导体层151可以位于缓冲层111上。半导体层151可以包括掺杂有p型杂质的源区153和漏区155以及位于源区153与漏区155之间的沟道区154。
栅极绝缘层140可以位于半导体层151和缓冲层111上，并且可以包括氧化硅或氮化硅。控制电极124可以与半导体层151的沟道区154叠置，并且可以位于栅极绝缘层140上。
层间绝缘层160可以位于控制电极124和栅极绝缘层140上。层间绝缘层160可以设置有第一接触孔165和第二接触孔163。
包括数据线171、输入电极173和输出电极175的数据导体可以位于层间绝缘层160上。
输出电极175可以通过第一接触孔165连接到漏区155。此外，输入电极173可以通过第二接触孔163连接到源区153。
钝化层180可以位于数据导体(数据线171、输入电极173和输出电极175)以及层间绝缘层160上，并且可以设置有接触孔185。
像素电极190可以位于钝化层180上。像素电极190可以通过接触孔185连接到输出电极175。分隔壁361可以位于钝化层180上。发光二极管层370可以被定位为与像素电极190叠置，并且共电极270可以被定位为与发光二极管层370叠置。发光二极管可以包括像素电极190、发光二极管层370和共电极270。
在这种情况下，像素电极190可以是作为空穴注入电极的阳极，并且与参照图1至图3描述的第一电极10对应，而共电极270可以是作为电子注入电极的阴极，并且与参照图1至图3描述的第二电极20对应。在实施方式中，根据显示装置的驱动方法，像素电极190可以是阴极，共电极270可以是阳极。
发光二极管层370可以包括参照图1描述的发射层30，或者可以包括参照图3描述的发射层30、电子传输区域50、空穴传输区域40等。
封装层390可以被定位为与共电极270叠置。封装层390可以包括有机材料或无机材料，或者可以包括交替堆叠的有机材料和无机材料。封装层390可以帮助保护显示装置免受外部湿气、热和其它污染物的影响。
所描述的显示装置的结构是一个示例，并且根据本公开的示例性实施例的发光二极管可以应用于具有不同结构的显示装置。
通过总结和回顾，有机材料可以被用作发光二极管的发射层。然而，有机材料在高温和湿气环境中会容易劣化，并且有机材料的蓝色磷光的稳定性会差。
实施例可以提供包括无机发射层的发光二极管。
实施例可以提供可以改善发光效率的发光二极管以及包括该发光二极管的显示装置。
根据实施例，通过包括耐温度和湿气的无机发射层，能够改善寿命和发光效率，并且能够进行表面发光。
<符号描述>
10：第一电极 20：第二电极
30：发射层 40：空穴传输区域
50：电子传输区域
这里已经公开了示例实施例，并且虽然采用了特定术语，但它们仅以一般的和描述性的意义来使用和理解，而不用于限制的目的。在一些情况下，如对于截止至提交本申请的本领域普通技术人员将明显的是，除非另外明确地指出，否则结合具体实施例描述的特征、特性和/或元件可以被单独地使用或者与结合其它实施例描述的特征、特性和/或元件组合使用。因此，本领域技术人员将理解的是，在不脱离如权利要求中阐述的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。
Claims (10)
1.一种发光二极管，所述发光二极管包括：
第一电极；
第二电极，与所述第一电极叠置；以及
发射层，位于所述第一电极与所述第二电极之间，
其中，所述发射层包括第一材料和第二材料，所述第一材料包括碱金属卤化物、碱土金属卤化物、过渡金属卤化物、碱金属硫族化物或碱土金属硫族化物，所述第二材料包括镧系金属或镧系金属的化合物。
2.根据权利要求1所述的发光二极管，其中，所述第一材料包括LiI、NaI、KI、RbI、CsI、FrI、BeI2、MgI2、CaI2、SrI2、BaI2、RaI2、LiCl、NaCl、KCl、RbCl、CsCl、FrCl、LiBr、NaBr、KBr、RbBr、CsBr、FrBr、MgCl2、CaCl2、BaCl2、SrCl2、RaCl2、MgBr2、CaBr2、BaBr2、SrBr2、RaBr2、MgClBr、CaClBr、BaClBr、SrClBr、RaClBr、MgClI、CaClI、BaClI、SrClI、RaClI、MgBrI、CaBrI、BaBrI、SrBrI、RaBrI、Li2S、Na2S、K2S、Rb2S、Cs2S、Fr2S、Li2Se、Na2Se、K2Se、Rb2Se、Cs2Se、Fr2Se、Li2Te、Na2Te、K2Te、Rb2Te、Cs2Te、Fr2Te、MgS、CaS、BaS、SrS、RaS、MgSe、CaSe、BaSe、SrSe、RaSe、MgTe、CaTe、BaTe、SrTe或RaTe。
3.根据权利要求1所述的发光二极管，其中：
所述第二材料包括所述镧系金属的所述化合物，并且
所述镧系金属的所述化合物是包括La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu与O、S、Se、Te、F、Cl、Br或I的化合物。
4.根据权利要求1所述的发光二极管，其中，所述发射层的所述第一材料与所述第二材料的含量比为5:5至9.9:0.1。
5.根据权利要求1所述的发光二极管，其中，所述发射层包括由所述第一材料与所述第二材料反应而形成的第三材料。
6.根据权利要求5所述的发光二极管，其中：
所述第三材料由AmBnCz表示，
A是碱金属或碱土金属，
B是镧系金属或碱土金属，
C是卤族元素，并且
m、n和z中的每个为1至9的整数。
7.根据权利要求1所述的发光二极管，其中：
所述发射层包括：
CsI、RbI、KI、NaI、CaI2或SrI2，以及
Eu、Yb或Sm，并且
从所述发射层发射的光的中心波长为410nm至800nm。
8.根据权利要求1所述的发光二极管，其中，所述发射层不包括镉或铅。
9.根据权利要求1所述的发光二极管，所述发光二极管还包括位于所述第一电极与所述发射层之间的空穴传输区域，
其中，所述空穴传输区域包括碱金属卤化物或碱土金属卤化物。
10.根据权利要求1所述的发光二极管，所述发光二极管还包括位于所述第二电极与所述发射层之间的电子传输区域，
其中，所述电子传输区域包括：
碱金属卤化物或碱土金属卤化物，以及
镧系金属。
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