CN111048555A - 量子点发光二极管及其制造方法以及量子点发光显示装置 - Google Patents

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Abstract

公开了一种量子点发光二极管及其制造方法以及量子点发光显示装置。量子点发光二极管包括：第一电极；面对第一电极的第二电极；以及位于第一电极和第二电极之间的发光层，发光层包括量子点发光材料层、位于第一电极和量子点发光材料层之间的空穴辅助层、以及位于量子点发光材料层与第二电极之间的电子辅助层，其中量子点发光材料层包括多个量子点，每个量子点包括：芯，位于量子点的中心并且发射光；围绕芯的壳；以及与壳的表面连接的配体，其中，在壳的第一侧处的配体被去除，使得电子辅助层和空穴辅助层中的一个接触壳，并且电子辅助层和空穴辅助层中的另一个接触在壳的第二侧处的配体。

Description

量子点发光二极管及其制造方法以及量子点发光显示装置
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年10月12日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2018-0121838的优先权和权益，在此援引该专利申请的内容作为参考。
技术领域
本发明涉及一种量子点(QD)发光二极管，更具体地，本发明涉及一种具有改进的电荷平衡的QD发光二极管和QD发光显示装置以及制造QD发光二极管的方法。
背景技术
近来，随着社会正式进入信息时代，将所有类型的电信号呈现为可视图像的显示装置领域得到快速发展。例如，引入了诸如液晶显示(LCD)装置、等离子体显示面板(PDP)装置、场发射显示(FED)装置以及有机发光二极管(OLED)装置之类的平板显示装置。
另一方面，已经研究或开发了量子点(QD)对于显示装置的使用。
在QD中，不稳定态电子从导电带跃迁到价带，从而发光。由于QD具有高消光系数和卓越的量子产量，从QD发射强荧光。此外，由于通过QD的尺寸来控制来自QD的光的波长，可以通过控制QD的尺寸来发射整个可见光。
使用QD的QD发光二极管包括阳极、面对阳极的阴极以及QD发光层。QD发光层位于阳极和阴极之间并且包括QD。当空穴和电子分别从阳极和阴极注入到QD发光层时，从QD发光层反射光。
然而，QD发光二极管中的电荷平衡劣化，从而使得QD发光二极管的发光效率降低。例如，由于空穴注入速率可能低于电子注入速率，所以QD发光层中的电荷平衡可能劣化。
发明内容
因此，本发明旨在提供一种QD发光二极管、QD发光显示装置以及制造QD发光二极管的方法，其基本上解决了由于相关拘束的限制和缺点而导致的一个或多个问题并具有其他有点。
在下面的描述中将列出本发明的附加特征和优点，这些特征和优点的一部分通过下面的描述将是显而易见的，或者可从本发明的实施领会到。通过说明书、权利要求书以及附图中具体指出的结构可实现和获得本发明的目的和其他优点。
为了获得这些和其他优点并根据本发明的目的，如在此具体化和概括描述的，根据本发明的一个方面，一种量子点发光二极管，包括：第一电极；面对所述第一电极的第二电极；以及位于所述第一电极和所述第二电极之间的发光层，所述发光层包括量子点发光材料层、位于所述第一电极和所述量子点发光材料层之间的空穴辅助层、以及位于所述量子点发光材料层与所述第二电极之间的电子辅助层，其中所述量子点发光材料层包括多个量子点，每个量子点包括：芯，位于所述量子点的中心并且发射光；围绕所述芯的壳；以及与所述壳的表面连接的配体，其中，在所述壳的第一侧处的配体被去除，使得所述电子辅助层和所述空穴辅助层中的一个接触所述壳，并且所述电子辅助层和所述空穴辅助层中的另一个接触在所述壳的第二侧处的配体。
根据本发明的另一方面，一种制造量子点发光二极管的方法包括如下步骤：形成第一电极或第二电极；在所述第一电极或第二电极上对应于所述第一电极或第二电极的中央形成发光层；以及在所述发光层上形成面对所述第一电极或第二电极的第二电极或第一电极，其中形成所述发光层的步骤包括如下步骤：对应于所述第一电极的中央形成空穴辅助层或对应于所述第二电极的中央形成电子辅助层；涂布量子点溶液并将其干燥以在所述空穴辅助层或电子辅助层上形成具有多个原始量子点的层，每个原始量子点包括：芯；围绕所述芯的壳；以及形成在所述壳的整个表面上的配体；去除位于所述壳的第一侧处的配体，由此形成量子点发光材料层；在所述量子点发光材料层上形成电子辅助层或空穴辅助层，其中，所述电子辅助层和所述空穴辅助层中的一个接触所述壳，并且所述电子辅助层和所述空穴辅助层中的另一个接触在所述壳的第二侧处的配体。
根据本发明的又一方面，一种量子点发光显示装置包括：基板；位于所述基板上的驱动薄膜晶体管；以上述量子点发光二极管，所述量子点发光二极管位于所述基板的上方并且连接至所述驱动薄膜晶体管，其中在所述基板上设置有覆盖所述驱动薄膜晶体管的钝化层，所述钝化层包括暴露所述驱动薄膜晶体管的一部分的接触孔，所述量子点发光二极管通过所述接触孔连接至所述驱动薄膜晶体管。
根据本发明的又一方面，一种量子点(QD)发光二极管包括：彼此面对的第一电极和第二电极；在所述第一电极和所述第二电极之间的QD发光材料层，所述QD发光材料层包括QD；在所述第一电极和所述QD发光材料层之间的第一电荷辅助层；以及在所述QD发光材料层和所述第二电极之间的第二电荷辅助层，其中所述QD包括芯、围绕所述芯的壳以及位于所述壳的一部分表面处的配体，其中去除位于所述壳的一侧处的配体，使得所述第一电荷辅助层接触所述配体，所述第二电荷辅助层接触所述壳。
根据本发明的又一方面，一种量子点(QD)发光二极管包括：彼此面对的第一电极和第二电极；在所述第一电极和所述第二电极之间的QD发光材料层，所述QD发光材料层包括QD；在所述第一电极和所述QD发光材料层之间的第一电荷辅助层；以及在所述QD发光材料层和所述第二电极之间的第二电荷辅助层，其中所述QD包括芯、围绕所述芯的壳以及位于所述壳的一部分表面处的配体，其中去除位于所述壳的一侧处的配体，使得所述壳与所述第一电荷辅助层之间的最小距离大于所述壳与所述第二电荷辅助层之间的最小距离。
根据本发明的又一方面，一种量子点(QD)发光二极管包括：彼此面对的第一电极和第二电极；在所述第一电极和所述第二电极之间的QD发光材料层，所述QD发光材料层包括QD；在所述第一电极和所述QD发光材料层之间的第一电荷辅助层；以及在所述QD发光材料层和所述第二电极之间的第二电荷辅助层，其中所述QD包括芯、围绕所述芯的壳以及位于所述壳的一部分表面处的配体，其中去除位于所述壳的一侧处的配体，使得所述壳与所述第一电荷辅助层之间的最小距离大于所述壳与所述第二电荷辅助层之间的最小距离。
在一个或多个实施方式中，所述QD包括彼此相邻的第一QD和第二QD，所述第一QD的配体接触所述第二QD的配体。
根据本发明的又一方面，一种QD发光显示装置包括：基板；上述QD发光二极管，所述QD发光二极管设置在所述基板的上方；以及位于所述基板和所述QD发光二极管之间并且连接至所述QD发光二极管的薄膜晶体管。
在一个或多个实施方式中，所述QD包括彼此相邻的第一QD和第二QD，所述第一QD的配体接触所述第二QD的配体。
在一个或多个实施方式中，所述第一电极包括氧化铟锡和氧化铟锌之一，并且连接至所述薄膜晶体管。
根据本发明的又一方面，一种制造QD发光二极管的方法包括如下步骤：形成第一电极；在所述第一电极上形成第一电荷辅助层；在所述第一电荷辅助层上形成包括多个QD的QD层，每个原始QD包括芯、围绕所述芯的壳以及位于所述壳的整个表面处的配体；对所述QD层执行干蚀刻工艺，以去除位于所述壳的第一侧处的配体；在执行干蚀刻工艺的步骤之后在所述QD层中的所述QD的第一侧上形成第二电荷辅助层；以及在所述第二电荷辅助层上形成第二电极。
在一个或多个实施方式中，在形成所述QD层的步骤中，通过执行所述干蚀刻工艺的步骤去除位于所述壳的上侧表面处的配体，并且所述第二电荷辅助层接触所述QD的壳。
在一个或多个实施方式中，所述干蚀刻工艺是使用惰性气体的溅射工艺
将理解到，前面的概括描述和下文的详细描述都是示例性和解释性的，旨在对所要求保护的本发明提供进一步的解释。
附图说明
给本发明提供进一步理解并且并入本申请中组成本申请一部分的附图图解了本发明的多个方面，并与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：
图1是根据本发明的QD发光显示装置的示意性电路图。
图2是本发明的QD发光显示装置的示意性截面图。
图3是根据本发明第一实施方式的QD发光二极管的示意性截面图。
图4是例示本发明的QD的示意图。
图5A和5B是示出在本发明的QD发光二极管中的QD发光层的X射线光电子能谱(XPS)的曲线图。
图6A至6E是例示本发明的QD发光显示装置的制造工艺的示意性截面图。
图7是例示原始QD的示意图。
图8是根据本发明第二实施方式的QD发光二极管的示意性截面图。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的多个方面进行描述，其中的一些例子在附图中例示出。
图1是根据本发明的QD发光显示装置的示意性电路图。
如图1所示，在QD发光显示装置中，形成有栅极线GL、数据线DL和电源线PL，通过栅极线GL和数据线DL限定像素区P。在像素区P中，形成有开关薄膜晶体管(TFT)Ts、驱动TFTTd、存储电容器Cst以及QD发光二极管D。
开关TFT Ts连接至栅极线GL和数据线DL，并且驱动TFT Td和存储电容器Cst连接至开关TFT Ts和电源线PL。QD发光二极管D连接至驱动TFT Td。
在QD显示装置中，当开关TFT Ts通过经由栅极线GL施加的栅极信号而导通时，来自数据线DL的数据信号通过开关TFT Ts施加至驱动TFT Td的栅极以及存储电容器Cst的一个电极。
当驱动TFT Td通过数据信号导通时，电流从电源线PL经由驱动TFTTd提供至QD发光二极管D。结果，QD发光二极管D发光。存储电容器Cst用于将驱动TFT Td的栅极的电压保持一帧。由此，电致发光显示装置显示图像。
图2是本发明的QD发光显示装置的示意性截面图。
如图2所示，QD发光显示装置100包括基板150、位于基板150上的TFT Td、以及位于基板150上方并且连接至TFT Td的QD发光二极管D。
基板150可以是玻璃基板或者聚酰亚胺的柔性基板。基板150可具有柔性特性。
尽管图中未示出，可在基板150上形成无机材料例如硅氧化物或硅氮化物的缓冲层。
TFT Td连接至开关TFT Ts(见图1)并且包括半导体层152、栅极160、源极170和漏极172。
半导体层152形成在基板150上。半导体层152可由氧化物半导体材料或多晶硅形成。
当半导体层152包括氧化物半导体材料时，可在半导体层152下方形成遮光图案(未示出)。射向半导体层152的光被遮光图案遮挡或阻挡从而能够防止半导体层152的热退化。另一方面，当半导体层152包括多晶硅时，可向半导体层152的两侧掺入杂质。
栅极绝缘层154形成在半导体层152上。栅极绝缘层154可由无机绝缘材料比如硅氧化物或硅氮化物形成。
由导电材料例如金属形成的栅极160形成在栅极绝缘层154上，并对应于半导体层152的中央。
栅极绝缘层154形成在基板150的整个表面上。可选地，栅极绝缘层154可被图案化为具有与栅极160相同的形状。
由绝缘材料形成的层间绝缘层162形成在包括栅极160的基板150的整个表面上。层间绝缘层162可由无机绝缘材料例如硅氧化物或硅氮化物、或者有机绝缘材料例如苯并环丁烯或光丙烯(photo-acryl)形成。
层间绝缘层162包括暴露半导体层152的两侧的第一接触孔166和第二接触孔164。第一接触孔166和第二接触孔164位于栅极160的两侧并与栅极160彼此间隔开。
第一接触孔166和第二接触孔164延伸到栅极绝缘层154。可选地，当栅极绝缘层154被图案化为具有与栅极160相同的形状时，可以不在栅极绝缘层154中形成第一接触孔166和第二接触孔164。
由导电材料例如金属形成的源极170和漏极172形成在层间绝缘层162上。源极170和漏极172相对于栅极160彼此间隔开，并且分别通过第一接触孔166和第二接触孔164接触半导体层152的两侧。源极170连接至电源线PL(见图1)。
包括半导体层152、栅极160、源极170和漏极172的TFT Td用作驱动元件。
栅极160、源极170和漏极172位于半导体层152的上方。也就是说，TFT Td具有共面结构。
可选地，在TFT Td中，栅极可位于半导体层的下方，源极和漏极可位于半导体层的上方，从而TFT Td可具有反向交错结构。在这种情形下，半导体层可包括非晶硅。
另一方面，开关TFT Ts(见图1)可具有与TFT Td基本相同的结构。
形成钝化层174以覆盖TFT Td，钝化层174包括暴露驱动TFT Td的一部分例如漏极172的漏极接触孔176。
在每个像素区中的钝化层174上分离地形成第一电极110，第一电极110通过漏极接触孔176连接至TFT Td的漏极172。第一电极110可以是阳极，并且可由具有相对较高功函数的导电材料形成。例如，第一电极110可由诸如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)之类的透明导电材料形成。
当本发明的QD显示装置100是顶发光型时，可在第一电极110的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110的边缘的堤层115形成在钝化层174上。堤层115暴露像素区中的第一电极110的中央。
发光层112形成在第一电极110上。发光层112包括QD发光材料层(QD EML)130、位于QD EML 130下方的空穴辅助层120、以及位于QDEML 130的上方的电子辅助层140。
第二电极114形成在包括发光层112的基板150的上方。第二电极114位于显示区域的整个表面处。第二电极114可以是阴极，并且可由具有相对较低功函数的导电材料形成。例如，第二电极114可由铝(Al)、镁(Mg)或Al-Mg合金形成。
空穴辅助层120位于第一电极110和QD EML 130之间，并且电子辅助层140位于QDEML 130和第二电极114之间。
第一电极110、发光层112和第二电极114构成QD发光二极管D。
如下文将描述的，位于QD EML 130中的QD的一个表面处的配体被去除，从而改善QD发光二极管D中的电荷平衡。由此，QD发光二极管D和QD发光显示装置100的发光效率得到改善。
图3是根据本发明第一实施方式的QD发光二极管的示意性截面图
如图3所示，本发明的QD发光二极管D包括第一电极110、面对第一电极110的第二电极114、以及位于第一电极110和第二电极114之间的发光层112。发光层112包括QD EML130、位于第一电极110和QD EML130之间的空穴辅助层120、以及位于QD EML 130和第二电极114之间的电子辅助层140。
第一电极110可以是阳极，第二电极114可以是阴极。
空穴辅助层120可包括位于第一电极110和QD EML 130之间的空穴传输层(HTL)124以及位于第一电极110和HTL 124之间的空穴注入层(HIL)122。HIL 122和HTL 124的其中之一可省略。
电子辅助层140可包括位于QD EML 130和第二电极114之间的电子传输层(ETL)142以及位于ETL 142和第二电极114之间的电子注入层(EIL)144。ETL 142和EIL 144的其中之一可省略。
QD EML 130包括多个QD 180。每个QD 180由半导体材料形成。
参照图4(图4是例示本发明的QD的示意图)，QD 180包括：芯182，位于QD 180的中心并且发射光；围绕(或包围)芯182的壳184；以及与壳184的表面连接(或结合)的配体186。
芯182和壳184具有能量带隙差。芯182和壳184的每一个可包括II-VI族元素或III-V族元素的纳米尺寸的半导体材料。例如，纳米尺寸的半导体材料可以是CdSe,CdS,CdTe,ZnSe,ZnTe,ZnS,HgTe,InAs,InP和GaAs的其中之一。
配体186可以是C1至C30烷基。QD 180可通过配体186分散在溶剂中。配体186连接至壳184以在第一侧(一侧)暴露壳184的表面，并且在第二侧(另一侧)覆盖壳184的表面。也就是说，在第一侧的壳184的表面处的配体186被去除，从而在第一侧暴露出壳184的表面。
由此，空穴辅助层120接触QD 180的配体186，并且电子辅助层140接触QD 180的壳184。此外，第一QD 180(一个QD)的配体186接触与第一QD 180相邻的第二QD 180(另一QD)的配体186。
如上所述，配体186形成在壳184的表面上，以改善QD 180在溶剂中的分散。然而，配体186会起着电荷注入的屏障的作用。也就是说，空穴注入和电子注入会被QD 180的壳184上的配体186阻挡或限制。
然而，在本发明的QD发光二极管中，由于在第一侧的壳184的表面处的配体186被去除，所以电荷注入速率增大，从而改善了QD发光二极管D和QD发光显示装置100的发光效率。
此外，由于仅第一侧的壳184的表面处的配体186被去除，所以电子的注入速率增大，从而改善了QD发光二极管D和QD发光显示装置100的电荷平衡。结果，进一步改善了QD发光二极管D和QD发光显示装置100的发光效率。
在相关技术的QD发光二极管中，在电子注入速率低于空穴注入速率时，电荷平衡会被破坏(劣化)。
然而，在本发明的QD发光二极管D中，在壳184的上侧表面处的配体被去除，从而使电子辅助层140接触QD 180的壳184。结果，电子注入速率增大，电荷平衡得到改善。换句话说，空穴辅助层120接触QD 180的配体186，从而空穴注入速率不会改变，但是电子辅助层140接触QD 180的壳184，从而使电子注入速率增大。结果，QD 180的壳184与空穴辅助层120相距第一距离，与电子辅助层140相距第二距离，QD 180的壳184与空穴辅助层120之间的最小距离大于QD 180的壳184与电子辅助层140之间的最小距离，因为在壳184和电子辅助层140之间不具有配体。
此外，如下文将要描述的，由于在使用QD 180形成QD EML130之后(此时配体186形成在壳184的整个表面上)，通过干蚀刻工艺去除QD180的上侧表面处的配体，所以QD 180向溶剂中的分散特性不会劣化。
此外，由于是通过干蚀刻工艺而不是湿蚀刻工艺去除配体186，所以防止了在湿蚀刻工艺中使用的液相蚀刻剂对QD 180的芯182和/或壳184、和/或下面的层即空穴辅助层120的损坏。
图5A和5B是示出在本发明的QD发光二极管中的QD发光层的X射线光电子结合能(binding energy)谱(XPS)的曲线图。图5A是在干蚀刻工艺之前的QD的XPS曲线图，图5B是在干蚀刻工艺之后的QD的XPS曲线图。图5A和5B的曲线图示出深度约5nm时的XPS数据。
如图5A所示，在干蚀刻工艺之前，在QD的整个表面上形成配体，从而检测出作为配体的烷基。
然而，如图5B所示，在干蚀刻工艺之后，在QD的上侧表面处的配体被去除，从而未检测到烷基。
图6A至6E是例示本发明的QD发光显示装置的制造工艺的示意性截面图。
如图6A所示，驱动TFT Td形成在基板150上，并且形成钝化层174以覆盖驱动TFTTd，钝化层174包括暴露驱动TFT Td的漏极172的漏极接触孔176。
更具体地，在基板150上沉积半导体材料，并且通过掩模工艺将其图案化，以形成半导体层152。
接下来，在基板150的整个表面上以及在半导体层152的上方形成绝缘材料的栅极绝缘层154。
接下来，在栅极绝缘层154上沉积低电阻金属材料比如Cu或Al，并且通过掩模工艺将其图案化，以在栅极绝缘层154上形成栅极160。栅极160可对应于半导体层152的中央。尽管图中未示出，但是可在栅极绝缘层154上形成沿着第一方向延伸的栅极线。
接下来，在栅极160上形成绝缘材料层，并且通过掩模工艺将其图案化，以形成具有第一接触孔166和第二接触孔164的层间绝缘层162。半导体层152的两侧分别通过第一接触孔166和第二接触孔164暴露。
接下来，在层间绝缘层162上沉积低电阻金属材料比如Cu或Al，并且通过掩模工艺将其图案化，以在层间绝缘层162上形成源极170和漏极172。源极170和漏极172相对于栅极160彼此间隔开，并且分别通过第一接触孔166和第二接触孔164接触半导体层152的两侧。
尽管图中未示出，但是可在层间绝缘层162上形成沿第二方向延伸的数据线以及与数据线平行且间隔开的电源线。
半导体层152、栅极160、源极170和漏极172构成驱动TFT Td。
接下来，在驱动TFT Td上形成绝缘材料层，并且通过掩模工艺将其图案化，以形成具有暴露驱动TFT Td的漏极接触孔176的钝化层174。
接下来，如图6B所示，在钝化层174上沉积透明导电材料，并且通过掩模工艺将其图案化，以在每个像素区中形成第一电极110。第一电极110通过漏极接触孔176连接至驱动TFT Td的漏极172。
接下来，形成绝缘材料层，并通过掩模工艺将其图案化，以形成具有开口op的堤层115。堤层115覆盖第一电极110的边缘，并且开口op暴露第一电极110的中央。
接下来，如图6C所示，在开口op中(见图6B)沉积或涂布空穴传输材料和/或空穴注入材料，以形成空穴辅助层(第一电荷辅助层)120。例如，空穴辅助层120可包括依次堆叠在第一电极110上的HIL 122(见图3)和HTL 124(见图3)。
接下来，涂布QD溶液(此时，配体形成在QD 190的壳的整个表面上)，并将其干燥以在空穴辅助层120上形成QD层132。即，请参照图7(图7是例示原始QD的示意图)，在图6C的步骤中的QD 190包括芯182、围绕芯182的壳184、以及形成在壳184的整个表面上(或者连接至壳184的整个表面)的配体186。
接下来，如图6D所示，对QD 190(见图6C)执行干蚀刻工艺，以去除位于原始QD 190(见图6C)的一侧表面即上侧表面上的配体186(见图7)。结果，形成包括QD 180的QD EML130(此时，位于一侧表面上配体被去除，并且位于另一侧表面上的配体保留)。由此，空穴辅助层120的上表面接触QD 180的配体186。
干蚀刻工艺可以是采用惰性气体例如Ar的溅射工艺。例如，可在大约1*10-7～1*10-5托的气压下执行干蚀刻工艺0.2至1分钟。
如上所述，由于涂布溶液(其中，在整个表面处都包括配体186的原始QD 190分散在溶剂中)以形成QD层132，QD的分散特性不会退化。
此外，由于通过干蚀刻工艺而不是湿蚀刻工艺去除配体186，所以防止了湿蚀刻工艺对QD 180的芯182和/或壳184、和/或下面的层即空穴辅助层120的损坏。
接下来，如图6E所示，沉积或涂布电子传输材料和/或电子注入材料，以在QD EML130上形成电子辅助层(第二辅助层)140。电子辅助层140的下表面接触QD 180的壳184。例如，电子辅助层140可包括依次堆叠在QD EML 130上的ETL 142(见图3)和EIL 144(见图3)。
接下来，在电子辅助层140上沉积金属材料，以形成第二电极114。
如上所述，由于位于QD 180的上侧表面处的配体被去除，所以电子辅助层140接触QD 180的壳184，从而使电子注入速率增大。由此，与相关技术的QD发光二极管(其中电子注入速率低于空穴注入速率)相比，本发明的QD发光二极管D和QD发光显示装置100的电荷平衡和发光效率得到改善。
图8是根据本发明第二实施方式的QD发光二极管的示意性截面图。
如图8所示，本发明的QD发光二极管D包括第一电极210、面对第一电极210的第二电极214、以及位于第一电极210和第二电极214之间的发光层212？？。发光层212包括QD EML230、位于第一电极210和QD EML230之间的电子辅助层220、以及位于QD EML 230和第二电极214之间的空穴辅助层240。
第一电极210可由透明导电材料比如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)形成并且用作阴极。第二电极214可由Al、镁(Mg)或Al-Mg合金形成并且用作阳极。第一电极210连接至驱动TFT Td(见图2)。
电子辅助层220可包括位于第一电极210和QD EML 230之间的ETL224以及位于ETL224和第一电极210之间的EIL 222。ETL 224和EIL 222的其中之一可省略。
空穴辅助层240可包括位于QD EML 230和第二电极214之间的HTL242以及位于HTL242和第二电极214之间的HIL 244。HIL 244和HTL242的其中之一可省略。
QD EML 230包括多个QD 280。每个QD 280由半导体材料形成。
再次参照图4，QD 280包括：芯182，位于QD 280的中心并且发射光；围绕芯182的壳184；以及与壳184的表面连接(或结合)的配体186。
芯182和壳184具有能量带隙差。芯182和壳184的每一个可包括II-VI族元素或III-V族元素的纳米尺寸的半导体材料。例如，纳米尺寸的半导体材料可以是CdSe,CdS,CdTe,ZnSe,ZnTe,ZnS,HgTe,InAs,InP和GaAs的其中之一。
配体186可以是C1至C30烷基。QD 280可通过配体186分散在溶剂中。配体186连接至壳184以在第一侧(一侧)暴露壳184的表面，并且在第二侧(另一侧)覆盖壳184的表面。也就是说，在第一侧的壳184的表面处的配体186被去除，从而在第一侧暴露出壳184的表面。
由此，电子辅助层220接触QD 280的配体186，并且空穴辅助层240接触QD 280的壳184。此外，第一QD 280(一个QD)的配体186接触与第一QD 280相邻的第二QD 280(另一QD)的配体186。
如上所述，配体186形成在壳184的表面上，以改善QD 280在溶剂中的分散。然而，配体186会起着电荷注入的屏障的作用。也就是说，空穴注入和电子注入会被QD 280的壳184上的配体186阻挡或限制。
然而，在本发明的QD发光二极管中，由于在第一侧的壳184的表面处的配体186被去除，所以电荷注入速率增大，从而改善了QD发光二极管D和QD发光显示装置100(见图2)的发光效率。
此外，由于仅第一侧的壳184的表面处的配体186被去除，所以空穴的注入速率增大，从而改善了QD发光二极管D和QD发光显示装置100的电荷平衡。结果，进一步改善了QD发光二极管D和QD发光显示装置100的发光效率。
在相关技术的QD发光二极管中，在空穴注入速率低于电子注入速率时，电荷平衡会被破坏(劣化)。
然而，在本发明的QD发光二极管D中，在壳184的上侧表面处的配体被去除，从而使空穴辅助层240接触QD 280的壳184。结果，空穴注入速率增大，电荷平衡得到改善。换句话说，电子辅助层220接触QD 280的配体186，从而使电子注入速率不会改变，但是空穴辅助层240接触QD280的壳184，从而使空穴注入速率增大。结果，QD 280的壳184与电子辅助层220相距第一距离，与空穴辅助层240相距第二距离，QD 280的壳184与电子辅助层220之间的最小距离大于QD 280的壳184与空穴辅助层240之间的最小距离，因为在壳184和空穴辅助层240之间不具有配体。
此外，由于在使用QD 280形成QD EML 230之后(此时配体186形成在壳184的整个表面上)，通过干蚀刻工艺去除QD 280的上侧表面处的配体，所以QD 280向溶剂中的分散特性不会劣化。
此外，由于是通过干蚀刻工艺而不是湿蚀刻工艺去除配体186，所以防止了在湿蚀刻工艺中使用的液相蚀刻剂对QD 280的芯182和/或壳184、和/或下面的层即电子辅助层220的损坏。
在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在本发明的各个方面中可进行各种修改和变化，这对于所属领域技术人员来说将是显而易见的。因而，本发明意在覆盖落入所附权利要求书范围及其等同范围内的对本发明的所有修改和变化。

Claims (22)

1.一种量子点发光二极管，包括：
第一电极；
面对所述第一电极的第二电极；以及
位于所述第一电极和所述第二电极之间的发光层，所述发光层包括量子点发光材料层、位于所述第一电极和所述量子点发光材料层之间的空穴辅助层、以及位于所述量子点发光材料层与所述第二电极之间的电子辅助层，
其中所述量子点发光材料层包括多个量子点，每个量子点包括：芯，位于所述量子点的中心并且发射光；围绕所述芯的壳；以及与所述壳的表面连接的配体，
其中，在所述壳的第一侧处的配体被去除，使得所述电子辅助层和所述空穴辅助层中的一个接触所述壳，并且所述电子辅助层和所述空穴辅助层中的另一个接触在所述壳的第二侧处的配体。
2.根据权利要求1所述的量子点发光二极管，其中所述多个量子点中的第一量子点的配体接触与所述第一量子点相邻的第二量子点的配体。
3.根据权利要求1所述的量子点发光二极管，其中所述第一电极位于所述壳的第二侧，所述电子辅助层接触所述壳，并且所述空穴辅助层接触在所述壳的第二侧处的配体。
4.根据权利要求1所述的量子点发光二极管，其中所述第一电极位于所述壳的第一侧，所述空穴辅助层接触所述壳，并且所述电子辅助层接触在所述壳的第二侧处的配体。
5.根据权利要求1所述的量子点发光二极管，其中所述配体是C1至C30烷基。
6.根据权利要求1所述的量子点发光二极管，其中所述芯和所述壳的每一个包括II-VI族元素或III-V族元素的纳米尺寸的半导体材料。
7.一种制造量子点发光二极管的方法，包括如下步骤：
形成第一电极或第二电极；
在所述第一电极或第二电极上对应于所述第一电极或第二电极的中央形成发光层；以及
在所述发光层上形成面对所述第一电极或第二电极的第二电极或第一电极，
其中形成所述发光层的步骤包括如下步骤：
对应于所述第一电极的中央形成空穴辅助层或对应于所述第二电极的中央形成电子辅助层；
涂布量子点溶液并将其干燥以在所述空穴辅助层或电子辅助层上形成具有多个原始量子点的层，每个原始量子点包括：芯；围绕所述芯的壳；以及形成在所述壳的整个表面上的配体；
去除位于所述壳的第一侧处的配体，由此形成量子点发光材料层；
在所述量子点发光材料层上形成电子辅助层或空穴辅助层，
其中，所述电子辅助层和所述空穴辅助层中的一个接触所述壳，并且所述电子辅助层和所述空穴辅助层中的另一个接触在所述壳的第二侧处的配体。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述第一电极位于所述壳的第二侧，所述电子辅助层接触所述壳，并且所述空穴辅助层接触在所述壳的第二侧处的配体。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述第一电极位于所述壳的第一侧，所述空穴辅助层接触所述壳，并且所述电子辅助层接触在所述壳的第二侧处的配体。
10.根据权利要求7所述的方法，其中所述配体是C1至C30烷基。
11.根据权利要求7所述的方法，其中所述芯和所述壳的每一个包括II-VI族元素或III-V族元素的纳米尺寸的半导体材料。
12.根据权利要求7所述的方法，其中去除位于所述壳的第一侧处的配体的步骤包括：对所述原始量子点执行干蚀刻工艺以去除位于所述壳的第一侧处的配体。
13.一种量子点发光显示装置，包括：
基板；
位于所述基板上的驱动薄膜晶体管；以及
如权利要求1所述的量子点发光二极管，所述量子点发光二极管位于所述基板的上方并且连接至所述驱动薄膜晶体管，
其中在所述基板上设置有覆盖所述驱动薄膜晶体管的钝化层，所述钝化层包括暴露所述驱动薄膜晶体管的一部分的接触孔，所述量子点发光二极管通过所述接触孔连接至所述驱动薄膜晶体管。
14.根据权利要求13所述的量子点发光显示装置，其中在所述钝化层上设置有覆盖所述第一电极和所述第二电极中的一个电极的边缘的堤层，所述堤层暴露所述一个电极的中央。
15.根据权利要求14所述的量子点发光显示装置，其中所述第一电极和所述第二电极中的另一个电极形成在所述基板的整个表面上。
16.根据权利要求13所述的量子点发光显示装置，其中所述多个量子点中的第一量子点的配体接触与所述第一量子点相邻的第二量子点的配体。
17.根据权利要求13所述的量子点发光显示装置，其中所述第一电极位于所述壳的第二侧，所述电子辅助层接触所述壳，并且所述空穴辅助层接触在所述壳的第二侧处的配体。
18.根据权利要求13所述的量子点发光显示装置，其中所述第一电极位于所述壳的第一侧，所述空穴辅助层接触所述壳，并且所述电子辅助层接触在所述壳的第二侧处的配体。
19.根据权利要求13所述的量子点发光显示装置，其中所述配体是C1至C30烷基。
20.根据权利要求13所述的量子点发光显示装置，其中所述芯和所述壳的每一个包括II-VI族元素或III-V族元素的纳米尺寸的半导体材料。
21.一种量子点(QD)发光二极管，包括：
彼此面对的第一电极和第二电极；
在所述第一电极和所述第二电极之间的QD发光材料层，所述QD发光材料层包括QD；
在所述第一电极和所述QD发光材料层之间的第一电荷辅助层；以及
在所述QD发光材料层和所述第二电极之间的第二电荷辅助层，
其中所述QD包括芯、围绕所述芯的壳以及位于所述壳的一部分表面处的配体，
其中去除位于所述壳的一侧处的配体，使得所述第一电荷辅助层接触所述配体，所述第二电荷辅助层接触所述壳。
22.一种量子点(QD)发光二极管，包括：
彼此面对的第一电极和第二电极；
在所述第一电极和所述第二电极之间的QD发光材料层，所述QD发光材料层包括QD；
在所述第一电极和所述QD发光材料层之间的第一电荷辅助层；以及
在所述QD发光材料层和所述第二电极之间的第二电荷辅助层，
其中所述QD包括芯、围绕所述芯的壳以及位于所述壳的一部分表面处的配体，
其中去除位于所述壳的一侧处的配体，使得所述壳与所述第一电荷辅助层之间的最小距离大于所述壳与所述第二电荷辅助层之间的最小距离。
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