CN111224006A - 量子点发光二极管和量子点发光显示装置 - Google Patents

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Abstract

公开一种量子点发光二极管和量子点发光显示装置。所述量子点发光二极管包括：第一电极；第二电极，面对所述第一电极；QD发光材料层，在所述第一电极和所述第二电极之间并且包括QD；空穴传输层，在所述第一电极和所述QD发光材料层之间，并且包括第一空穴传输材料；第一电子传输层，在所述QD发光材料层和所述第二电极之间；以及第一电子控制层，在所述QD发光材料层和所述第一电子传输层之间，并包括第二空穴传输材料。

Description

量子点发光二极管和量子点发光显示装置
相关申请的交叉引用
本申请要求享有于2018年11月23日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2018-0146371的优先权和权益，在此通过引用的方式将其并入本文。
技术领域
本发明涉及一种量子点(QD)发光二极管，具体而言，涉及一种具有改善的电荷平衡的QD发光二极管和QD发光显示装置。
背景技术
近来，随着社会正式进入信息时代，将各种电信号表现为可视图像的显示装置领域得到迅速发展。例如，已经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)装置和有机发光二极管(OLED)装置之类的平板显示装置。
另一方面，已经探讨或研究了将量子点(QD)用于显示装置。
在QD中，处于不稳定状态的电子从导带跃迁至价带，从而发光。由于QD具有高消光系数和优异的量子产率，因此从QD发出强荧光。另外，由于来自QD的光的波长由QD的大小控制，所以可以通过控制QD的大小来发射整个可见光。
使用QD的QD发光二极管包括阳极、面对阳极的阴极和QD发光层。QD发光层设置在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发光层发出光。
然而，QD发光二极管中的电荷平衡退化，使得QD发光二极管的发光效率降低。
发明内容
因此，本发明旨在提供一种QD发光二极管和QD发光显示装置，其基本上消除了由于相关技术的局限和缺点而导致的一个或多个问题，并且具有其他优点。
本发明的附加特征和优点将在下面的说明中阐明，并且部分地依据该说明将变得显而易见，或者可以通过本发明的实践而获知。本发明的目的和其他优点将通过在书面说明书及其权利要求书以及附图中具体指出的结构来实现和获得。
为了实现这些和其他优点，并且根据本发明的意图，如在此具体体现和广泛描述的，一种量子点发光二极管包括：第一电极；第二电极，面对所述第一电极；QD发光材料层，在所述第一电极和所述第二电极之间并且包括QD；空穴传输层，在所述第一电极和所述QD发光材料层之间，并且包括第一空穴传输材料；第一电子传输层，在所述QD发光材料层和所述第二电极之间；以及第一电子控制层，在所述QD发光材料层和所述第一电子传输层之间，并包括第二空穴传输材料。
在另一方面，一种量子点(QD)发光显示装置包括：基板；QD发光二极管，在所述基板的上方；以及薄膜晶体管，在所述基板和所述QD发光二极管之间并连接到所述QD发光二极管，所述QD发光二极管包括：第一电极；第二电极，面对所述第一电极；QD发光材料层，在所述第一电极和所述第二电极之间并且包括QD；空穴传输层，在所述第一电极和所述QD发光材料层之间，并且包括第一空穴传输材料；第一电子传输层，在所述QD发光材料层和所述第二电极之间；以及第一电子控制层，在所述QD发光材料层和所述第一电子传输层之间，并包括第二空穴传输材料。
应理解，前面的概述和下面的具体描述都是示例性的和说明性的，旨在对所要求保护的本发明提供进一步说明。
附图说明
被包括用来提供对本发明的进一步理解并且并入本申请且构成本申请的一部分的附图示出了本发明的各方面，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
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是根据本发明的第一实施方式的QD发光二极管的示意性截面图。
图4是示出本发明的QD发光二极管中的能带图的示意图。
图5是示出QD发光二极管的EL光谱的曲线图。
图6是示出根据电子控制层的厚度的QD发光二极管的量子效率的曲线图。
图7是示出空穴传输层的材料和电子控制层的材料的PL光谱的曲线图。
图8是根据本发明的第二实施方式的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各方面进行描述，其中的一些示例在附图中示出。
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，形成栅极线GL、数据线DL和电源线PL，并且由栅极线GL和数据线DL限定像素区域P。在像素区域P中，形成开关薄膜晶体管(TFT)Ts、驱动TFTTd、存储电容器Cst和QD发光二极管D。
开关TFT Ts连接到栅极线GL和数据线DL，驱动TFT Td和存储电容器Cst连接到开关TFT Ts和电源线PL。QD发光二极管D连接到驱动TFT Td。
在QD显示装置中，当由通过栅极线GL施加的栅极信号使开关TFT Ts导通时，来自数据线DL的数据信号通过开关TFT Ts施加到驱动TFT Td的栅极和存储电容器Cst的一个电极。
当由数据信号使驱动TFT Td导通时，电流从电源线PL通过驱动TFT Td提供给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。因此，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、基板150上的TFT Td以及在基板150上方并连接到TFT Td的QD发光二极管D。
基板150可以是玻璃基板或聚酰亚胺的柔性基板。基板150可具有柔性特性。
尽管未示出，但是可以在基板150上形成例如硅氧化物或硅氮化物的无机材料的缓冲层。
TFT Td连接到(图1的)开关TFT Ts，并且包括半导体层152、栅极160、源极170和漏极172。
在基板150上形成半导体层152。半导体层152可以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，可以在半导体层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，从而可以防止半导体层152的热降解。另一方面，当半导体层152包括多晶硅时，可以将杂质掺杂到半导体层152的两侧。
在半导体层152上形成栅极绝缘层154。栅极绝缘层154可以由诸如硅氧化物或硅氮化物之类的无机绝缘材料形成。
在栅绝缘层154上对应于半导体层152的中心形成由例如金属的导电材料形成的栅极160。
在基板150的整个表面上形成栅极绝缘层154。可选地，可以将栅极绝缘层154图案化为具有与栅极160相同的形状。
在包括栅极160的基板150的整个表面上形成由绝缘材料形成的层间绝缘层162。层间绝缘层162可以由例如硅氧化物或硅氮化物的无机绝缘材料形成，或例如苯并环丁烯或光丙烯酸的有机绝缘材料形成。
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的两侧以与栅极160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中。可选地，当将栅绝缘层154图案化为具有与栅极160相同的形状时，栅极绝缘层154中可不存在第一接触孔166和第二接触孔164。
在层间绝缘层162上形成由例如金属的导电材料形成的源极170和漏极172。源极170和漏极172相对于栅极160彼此间隔开，并通过第一接触孔166和第二接触孔164分别接触半导体层152的两侧。源极170连接到电源线PL(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。即，TFT Td具有共面结构。
可选地，在TFT Td中，栅极可以位于半导体层的下方，并且源极和漏极可以位于半导体层的上方，使得TFT Td可以具有反相交错结构。在这种情况下，半导体层可以包括非晶硅。
另一方面，(图1的)开关TFT Ts可以具有与TFT Td基本相同的结构。
包括例如暴露出TFT Td的漏极172的一部分的漏极接触孔176的钝化层174形成为覆盖TFT Td。
在每个像素区域中的钝化层174上分开地形成通过漏极接触孔176连接到TFT Td的漏极172的第一电极110。第一电极110可以是阳极，并且可以由具有相对较高的功函数的导电材料形成。例如，第一电极110可以由诸如氧化铟锡(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是顶部发光型时，可以在第一电极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以由铝钯铜(APC)合金形成。
在钝化层174上形成覆盖第一电极110的边缘的堤层115。堤层115暴露像素区域中第一电极110的中心。
在第一电极110上形成发光层112。尽管未示出，但是发光层112可以包括QD发光材料层(QD EML)(其中包括作为发光材料的QD)、在QD EML下方的空穴辅助层、在QD EML上方的电子辅助层、以及在QD EML和电子辅助层之间的电子控制层。
空穴辅助层可以包括空穴传输层(HTL)。空穴辅助层还可以包括在HTL和第一电极110之间的空穴注入层(HIL)。
电子辅助层可以包括电子传输层(ETL)。电子辅助层还可以包括在ETL和第二电极114之间的电子注入层(EIL)。
在其上形成有发光层112的基板150的上方形成第二电极114。第二电极114位于显示区域的整个表面上。第二电极114可以是阴极，并且可以由具有相对较低的功函数的导电材料形成。例如，第二电极114可以由铝(Al)、镁(Mg)或Al-Mg合金形成。
第一电极110、发光层112和第二电极114构成QD发光二极管D。
在图2中，第一电极110位于第二电极114的下方，并连接到TFT Td。可选地，第二电极114可以位于第一电极110下方，并且可以连接到TFT Td。
如将在下面描述的，由于能够控制电子的传输(行进)的电子控制层形成在QD EML和ETL之间，因此改善了QD发光二极管D中的电荷平衡。因此，提高了QD发光二极管D和QD发光显示装置的发光效率。
图3是根据本发明的第一实施方式的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以及在第一电极110和第二电极114之间的发光层112。发光层112包括：QD EML130；在第一电极110和QD EML 130之间的空穴辅助层120；在QD EML 130和第二电极114之间的电子辅助层126；以及在QD EML 130和电子辅助层126之间的电子控制层140。
第一电极110可以是阳极，第二电极114可以是阴极。
QD EML 130包括多个QD 132。例如，QD发光二极管D位于红色像素、绿色像素和蓝色像素的每一个中，并且位于红色像素、绿色像素和蓝色像素的每一个中的QD 132分别是红色QD、绿色QD和蓝色QD。
QD 132由半导体材料形成。例如，QD 132可以包括位于QD 132中心并发光的核(未示出)、围绕(或封闭)核的壳体(未示出)和连接到(或结合到)壳体的至少一部分表面的配体(未示出)。
核和壳体在能带隙上具有差异。核和壳体中的每一个可以包括II-VI族元素或III-V族元素的纳米级半导体材料。例如，纳米级半导体材料可以是CdSe、CdS、CdTe、ZnSe、ZnTe、ZnS、HgTe、InAs、InP和GaAs的其中之一。
配体可以是C1至C30的烷基。通过配体改善了QD 132在溶剂中的分散性，从而可以通过溶液工艺形成QD EML 130。可以省略配体。
空穴辅助层120可以包括在第一电极110和QD EML 130之间的HTL 124以及在第一电极110和HTL 124之间的HIL 122。HIL 122可以包括空穴注入材料，例如，聚(3,4-乙撑二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)。可以省略HIL 122。
电子辅助层126位于QD EML 130和第二电极114之间。电子辅助层126可以包括电子传输材料，例如1,3,5-三(N-苯基苯并咪唑-2-基)苯(TPBi)，并且可以是ETL。
尽管未示出，但是可以在ETL 126与第二电极114之间进一步形成可以包括电子注入材料(例如LiF)的EIL。
电子控制层140具有比电子辅助层126高的最低未占据分子轨道(LUMO)的能级，使得电子的传输(行进)被电子控制层140部分地阻挡。
电子控制层140的材料具有的空穴迁移率大于电子迁移率。即，电子控制层140的材料具有空穴传输特性(特征)，并且可以是空穴传输材料。例如，电子控制层140可以包括聚[9,9'-二辛基芴-co-N-(4-(3-甲基丙酰基))-二苯胺](TFB)和聚(N-乙烯基咔唑)(PVK)中的至少一种。电子控制层140的材料可以与空穴辅助层120(例如，HTL 124)的材料相同或不同。
电子控制层140的厚度可以小于空穴辅助层120(例如HTL 124)的厚度。HTL124可以具有第一厚度t1，并且电子控制层140可以具有的第二厚度t2约为第一厚度t1的1/5至1/2。例如，HTL 124可以具有大约20nm的厚度，并且电子控制层140可以具有大约2至10nm的厚度。
参照图4，其为示出本发明的QD发光二极管中的能带图的示意图，电子控制层(ECL)的LUMO能级高于电子传输层(ETL)的能级，从而使电子传输被电子控制层(ECL)部分阻挡。
在没有电子控制层的相关技术的QD发光二极管中，由于QD EML的HOMO的能级(或价带)低，并且HTL的HOMO的能级与QD EML的HOMO的能级之间的差很大，所以空穴注入速率(速度)比电子注入速率慢。因此，QD EML中的电荷平衡会退化(或破坏)。
然而，在本发明的QD发光二极管D中，由于在QD EML和ETL之间设置了LUMO的能级比ETL高、并且能够控制电子传输(注入)的电子控制层ECL，因此改善了QD EML中的电荷平衡。因此，提高了QD发光二极管D和QD发光显示装置的发光效率。
[QD发光二极管]
1.比较例Ref.
第一电极(ITO，50nm)，HIL(PEDOT:PSS，45nm)，HTL(TFB，20nm)，QD EML(InP/ZnS，20nm)，ETL(TPBi，35nm)，EIL(LiF，1.2nm)和第二电极(Al，80nm)依次堆叠以形成QD发光二极管。
2.示例1Ex1.
除了比较例的QD发光二极管之外，在QD EML和ETL之间还形成电子控制层(TFB，4nm)。
3.示例2Ex2.
除了比较例的QD发光二极管外，在QD EML和ETL之间还形成电子控制层(TFB，6nm)。
测量比较例以及示例1和2中的QD发光二极管的发光特性，例如量子效率(EQE)、亮度和半峰全宽(FWHM)，并在表1中列出。另外，图5示出了QD发光二极管的EL光谱的归一化强度。
表1
EQE[％] 亮度[尼特] FWHM[nm]
Ref 1.03 105 64
Ex1 1.35 309 64
Ex2 1.46 360 64
如表1所示，与不包括电子控制层的比较例的QD发光二极管相比，示例1和2的QD发光二极管具有较高的量子效率和亮度。即，由于电子传输被电子控制层部分地阻挡，所以改善了QD发光二极管D中的电荷平衡和发光特性。
另外，如图5所示，在比较例的QD发光二极管中，电子注入(或传输)速率比空穴注入速率快，从而在HTL的一部分中产生空穴和电子的组合。结果，检测到HTL的材料(即TFB)的发光峰值。
然而，在包括电子控制层的示例1和2的QD发光二极管中，HTL的材料的发光峰值减小。另外，在示例2的QD发光二极管中，其中电子控制层具有相对较大的厚度(6nm)，未检测到HTL的材料的发光峰值。
改变示例1的QD发光二极管中的电子控制层的厚度，并且测量QD发光二极管的量子效率并在图6中示出。
如图6所示，在小于约6nm的厚度中，当电子控制层的厚度增大时，量子效率提高。然而，在大于约6nm的厚度中，当电子控制层的厚度增大时，量子效率降低。在本发明的QD发光二极管D中，电子控制层的厚度可以具有约2至10nm的范围。电子控制层的第二厚度t2(例如大约2到10nm)可以是HTL的第一厚度t1(例如大约20nm)的约1/5到1/2。
当电子控制层的厚度小于上述范围时，不足以提供电子控制层的电子阻挡特性。当电子控制层的厚度大于上述范围时，空穴注入速率可以比电子注入速率快，从而电荷平衡退化。
电子控制层140的空穴迁移率可以小于HTL 124的空穴迁移率，并且电子控制层140的能带隙可以大于HTL 124的能带隙。例如，HTL 124可以包括TFB，并且电子控制层140可以包括PVK。在表2中列出了TFB和PVK的特性，在图7中示出了TFB和PVK的PL光谱。
表2
空穴迁移率 带隙 LUMO HOMO
TFB 1*10<sup>-2</sup>cm<sup>2</sup>V<sup>-1</sup>s<sup>-1</sup> 3.24eV -2.11eV -5.25eV
PVK 1*10<sup>-5</sup>cm<sup>2</sup>V<sup>-1</sup>s<sup>-1</sup> 3.30eV -2.2eV -5.3eV
如表2所示，TFB的空穴迁移率大于PVK。因此，当HTL包括TFB时，改善了从第一电极110到QD EML 130的空穴迁移率。另一方面，PVK的能带隙大于TFB。结果，PVK可以发射具有比TFB短的波长的光。
在本发明的QD发光二极管D中，由于HTL 124包括具有相对较高的空穴迁移率的空穴传输材料，并且电子控制层140包括具有相对较宽的能带隙的空穴传输材料，所以改善了空穴注入特性和量子效率。
即，当电子控制层140包括空穴传输材料时，电荷可能泄漏到电子控制层140中，使得从电子控制层140提供发光。然而，在本发明的QD发光二极管D中，由于电子控制层140的空穴传输材料具有较宽的能带隙并且发射较短波长范围的光，所以从电子控制层140发射的光被QD EML 130中的QD 132吸收。于是，QD 132发射预定波长范围的光。即，在本发明的QD发光二极管D中，电子控制层140中的空穴传输材料的发光波长范围(或发光峰值)在QDEML 130中的QD 132的吸收波长范围(或吸收峰值)内。
因此，提高了QD发光二极管D的量子效率。
为了在不泄漏从电子控制层140发射的光的情况下增加QD 132的再次发光，优选地，第二电极114和第一电极110分别是反射电极和透明电极。即，来自QD EML 130的光穿过第一电极110。
[QD发光二极管]
1.示例3
第一电极(ITO，50nm)，HIL(PEDOT：PSS，45nm)，HTL(TFB，20nm)，QDEML(InP/ZnS，20nm)，电子控制层(TFB，6nm)、ETL(TPBi，35nm)，EIL(LiF，1.2nm)和第二电极(Al，80nm)依次堆叠以形成QD发光二极管。
2.示例4
使用PVK代替示例3中的TFB来形成电子控制层。
3.示例5
使用PVK代替示例3中的TFB来形成HTL。
4.示例6
使用PVK代替示例3中的TFB来形成HTL和电子控制层。
测量示例3至6中的QD发光二极管的量子效率，并在表3中列出。
表3
HTL ECL EQE[％]
TFB(20nm) TFB(6nm) 1.46
TFB(20nm) PVK(6nm) 1.68
PVK(20nm) TFB(6nm) 0.86
PVK(20nm) PVK(6nm) 1.01
如表3所示，示例4的QD发光二极管的量子效率显着提高，其中具有高空穴迁移率的TFB被包括在HTL中并且具有宽能带隙的PVK被包括在电子控制层中。
图8是根据本发明的第二实施方式的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；以及在第一电极210和第二电极214之间的发光层212。发光层212包括：QD EML230；在第一电极210和QD EML 230之间的空穴辅助层220；在QD EML 230和第二电极214之间的电子辅助层226；在QD EML 230和电子辅助层226之间的电子控制层240。电子辅助层226包括第一电子辅助层226a和第二电子辅助层226b，并且电子控制层240包括第一电子控制层242和第二电子控制层244。
第一电子控制层242位于QD EML 230和第一电子辅助层226a之间，第二电子控制层244位于第一电子辅助层226a和第二电子辅助层226b之间。
第一电极210可以是阳极，第二电极214可以是阴极。第一电极210可以是透明电极，第二电极214可以是反射电极。第一电极210可以位于第二电极214和(图2的)基板150之间，并连接到(图2的)TFT Td。可选地，第二电极214可以位于第一电极210和基板150之间并且连接到TFT Td。
QD EML 230包括多个QD232。例如，QD发光二极管D位于红色像素、绿色像素和蓝色像素的每一个中，并且位于红色像素、绿色像素和蓝色像素的每一个中的QD 232分别是红色QD、绿色QD和蓝色QD。
QD 232由半导体材料形成。例如，QD 232可以包括位于QD 232的中心并发光的核(未示出)、围绕(或封闭)核的壳体(未示出)和连接到(或结合到)壳体的至少一部分表面的配体(未示出)。
核和壳体在能带隙上具有差异。核和壳体中的每一个可以包括II-VI族元素或III-V族元素的纳米级半导体材料。例如，纳米级半导体材料可以是CdSe、CdS、CdTe、ZnSe、ZnTe、ZnS、HgTe、InAs、InP和GaAs的其中之一。
配体可以是C1至C30的烷基。通过配体改善了QD 232在溶剂中的分散性，从而可以通过溶液工艺形成QD EML 230。可以省略配体。
空穴辅助层220可以包括在第一电极210和QD EML 230之间的HTL 224以及在第一电极210和HTL 224之间的HIL 222。HIL 222可以包括空穴注入材料，例如，PEDOT:PSS。可以省略HIL 222。
第一电子辅助层226a位于QD EML 230与第二电极214之间，并且第二电子辅助层226b位于第一电子辅助层226a与第二电极214之间。第一电子辅助层226a和第二电子辅助层226b中的每一个可以包括电子传输材料，例如TFB。第一电子辅助层226a和第二电子辅助层226b中的每一个可以是ETL。
尽管未示出，但是可以在第二电子辅助层226b和第二电极214之间进一步形成可以包括电子注入材料(例如LiF)的EIL。
第一电子控制层242位于QD EML和第一电子辅助层226a之间，第二电子控制层244位于第一电子辅助层226a和第二电子辅助层226b之间。即，电子控制层240和电子辅助层226可以交替地堆叠在QD EML 230上。
电子控制层240具有比电子辅助层226高的LUMO能级，使得电子的传输(行进)被电子控制层240部分地阻挡。
第一电子控制层242和第二电子控制层244中的每一个的材料具有的空穴迁移率大于电子迁移率。即，第一电子控制层242和第二电子控制层244中的每一个的材料具有空穴传输特性(特征)，并且可以是空穴传输材料。例如，第一电子控制层242和第二电子控制层244中的每一个可以独立地包括聚[9,9'-二辛基芴-co-N-(4-(3-甲基丙酰基))-二苯胺](TFB)和聚(N-乙烯基咔唑)(PVK)中的至少一种。第一电子控制层242和第二电子控制层244中的每一个的材料可以与空穴辅助层220(例如，HTL 224)的材料相同或不同。
第一电子控制层242和第二电子控制层244的每一个的厚度可以小于空穴辅助层220(例如HTL 224)的厚度。HTL 224可以具有第一厚度t1，第一电子控制层242可以具有大约为第一厚度t1的1/5至1/2的第二厚度t2，并且第二控制层244可以具有等于或小于第二厚度的第三厚度t3。
如上所述，在本发明的QD发光二极管D中，由于在QD EML 230和电子辅助层226之间设置了电子控制层240(电子控制层240的LUMO能级高于电子辅助层226(可以是ETL)，并且能够控制电子传输(注入))，因此改善了QD EML中的电荷平衡。因此，提高了QD发光二极管D和QD发光显示装置100的发光效率。
第一电子控制层242和第二电子控制层244的每一个的空穴迁移率可小于HTL 224的空穴迁移率，并且第一电子控制层242和第二电子控制层244的每一个的能带隙可大于HTL 224的能带隙。例如，HTL 224可以包括TFB，并且第一电子控制层242和第二电子控制层244中的每一个可以包括PVK。结果，改善了QD发光二极管D的空穴注入特性和量子效率。
另外，由于电子控制层240的材料(例如PVK)和电子辅助层226的材料(TPBi)具有折射率差异，因此当交替布置电子控制层240和电子辅助层226时，进一步提高了QD发光二极管D的量子效率。
[QD发光二极管]
1.示例7(Ex7)
第一电极(ITO，50nm)，HIL(PEDOT:PSS，45nm)，HTL(TFB，20nm)，QD EML(InP/ZnS，20nm)，第一电子控制层(PVK，6nm)，第一ETL(TPBi，15nm)，第二电子控制层(PVK，3nm)，第二ETL(TPBi，15nm)，EIL(LiF，1.2nm)和第二电极(Al，80nm)依次堆叠以形成QD发光二极管。
2.示例8(Ex8)
在示例7中，将第二电子控制层的厚度改变为6nm。
3.示例9(Ex9)
在示例7中，将第二电子控制层的厚度改变为10nm。
4.示例10(Ex10)
在示例7中，将第二电子控制层的厚度改变为15nm。
测量比较例(Ref)、示例4(Ex4)和示例7至10中的QD发光二极管的量子效率，并在表4中列出。
表4
EQE[％]
Ref 1.03％
Ex4 1.68％
Ex7 1.83％
Ex8 1.41％
Ex9 1.11％
Ex10 0.89％
如表4所示，在包括第一电子控制层和厚度等于或小于第一电子控制层的第二电子控制层的QD发光二极管中，量子效率显著提高。另外，当第二电子控制层的厚度小于第一电子控制层的厚度时，量子效率进一步提高。
如上所述，在QD发光二极管中，由于在QD EML和空穴辅助层(即HTL)之间设置包括空穴传输材料的电子控制层，因此改善了QD发光二极管和QD发光显示装置的电荷平衡。结果，提高了QD发光二极管和QD发光显示装置的发光效率。
另外，由于电子控制层具有比HTL宽的能带隙，所以进一步提高了QD发光二极管和QD发光显示装置的发光效率。
此外，由于电子控制层的厚度小于HTL，所以进一步提高了QD发光二极管和QD发光显示装置的发光效率。
此外，由于电子控制层和电子辅助层(即ETL)交替布置在QD EML上，所以进一步提高了QD发光二极管和QD发光显示装置的发光效率。
对于所属领域技术人员将显而易见的是，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以对本发明的各个方面进行各种修改和变化。因此，本发明旨在涵盖落入本发明所附权利要求书的范围及其等同范围内的对本发明的所有修改和变化。

Claims (24)

1.一种量子点(QD)发光二极管，包括：
第一电极；
第二电极，面对所述第一电极；
QD发光材料层，在所述第一电极和所述第二电极之间并且包括QD；
空穴传输层，在所述第一电极和所述QD发光材料层之间，并且包括第一空穴传输材料；
第一电子传输层，在所述QD发光材料层和所述第二电极之间；以及
第一电子控制层，在所述QD发光材料层和所述第一电子传输层之间，并包括第二空穴传输材料。
2.根据权利要求1所述的QD发光二极管，其中，所述第一空穴传输材料具有第一能带隙，并且所述第二空穴传输材料具有比所述第一能带隙宽的第二能带隙。
3.根据权利要求2所述的QD发光二极管，其中，所述第一空穴传输材料具有第一空穴迁移率，并且所述第二空穴传输材料具有小于所述第一空穴迁移率的第二空穴迁移率。
4.根据权利要求2所述的QD发光二极管，其中，所述第一电极是透明电极，所述第二电极是反射电极。
5.根据权利要求2所述的QD发光二极管，其中，所述第二空穴传输材料的发光波长范围在所述QD的吸收波长范围内。
6.根据权利要求1所述的QD发光二极管，其中，所述第一空穴传输材料是聚[9,9'-二辛基芴-co-N-(4-(3-甲基丙酰基))-二苯胺](TFB)，所述第二空穴传输材料是聚(N-乙烯基咔唑)(PVK)。
7.根据权利要求1所述的QD发光二极管，其中，所述空穴传输层具有第一厚度，并且所述第一电子控制层具有小于所述第一厚度的第二厚度。
8.根据权利要求1所述的QD发光二极管，其中，所述第二厚度是所述第一厚度的1/5至1/2。
9.根据权利要求1所述的QD发光二极管，还包括：
第二电子控制层，在所述第一电子传输层和所述第二电极之间并且包括所述第二空穴传输材料；以及
第二电子传输层，在所述第二电子控制层和所述第二电极之间。
10.根据权利要求9所述的QD发光二极管，其中，所述第二电子控制层的厚度等于或小于所述第一电子控制层的厚度。
11.根据权利要求9所述的QD发光二极管，其中，所述第一电子控制层和所述第二电子控制层的每一个的材料与所述第一电子辅助层和所述第二电子辅助层的每一个的材料具有折射率差异。
12.根据权利要求1所述的QD发光二极管，其中，所述第一电子控制层具有比所述第一电子传输层高的LUMO能级。
13.一种量子点(QD)发光显示装置，包括：
基板；
QD发光二极管，在所述基板的上方；以及
薄膜晶体管，在所述基板和所述QD发光二极管之间并连接到所述QD发光二极管，
其中所述QD发光二极管包括：
第一电极；
第二电极，面对所述第一电极；
QD发光材料层，在所述第一电极和所述第二电极之间并且包括QD；
空穴传输层，在所述第一电极和所述QD发光材料层之间，并且包括第一空穴传输材料；
第一电子传输层，在所述QD发光材料层和所述第二电极之间；以及
第一电子控制层，在所述QD发光材料层和所述第一电子传输层之间，并包括第二空穴传输材料。
14.根据权利要求13所述的QD发光显示装置，其中，所述第一空穴传输材料具有第一能带隙，并且所述第二空穴传输材料具有比所述第一能带隙宽的第二能带隙。
15.根据权利要求14所述的QD发光显示装置，其中，所述第一空穴传输材料具有第一空穴迁移率，并且所述第二空穴传输材料具有小于所述第一空穴迁移率的第二空穴迁移率。
16.根据权利要求14所述的QD发光显示装置，其中，所述第一电极是透明电极，所述第二电极是反射电极。
17.根据权利要求14所述的QD发光显示装置，其中，所述第二空穴传输材料的发光波长范围在所述QD的吸收波长范围内。
18.根据权利要求13所述的QD发光显示装置，其中，所述第一空穴传输材料是聚[9,9'-二辛基芴-co-N-(4-(3-甲基丙酰基))-二苯胺](TFB)，所述第二空穴传输材料是聚(N-乙烯基咔唑)(PVK)。
19.根据权利要求13所述的QD发光显示装置，其中，所述空穴传输层具有第一厚度，并且所述第一电子控制层具有小于所述第一厚度的第二厚度。
20.根据权利要求13所述的QD发光显示装置，其中，所述第二厚度是所述第一厚度的1/5至1/2。
21.根据权利要求13所述的QD发光显示装置，还包括：
第二电子控制层，在所述第一电子传输层和所述第二电极之间并且包括所述第二空穴传输材料；以及
第二电子传输层，在所述第二电子控制层和所述第二电极之间。
22.根据权利要求21所述的QD发光显示装置，其中，所述第二电子控制层的厚度等于或小于所述第一电子控制层的厚度。
23.根据权利要求21所述的QD发光显示装置，其中，所述第一电子控制层和所述第二电子控制层的每一个的材料与所述第一电子辅助层和所述第二电子辅助层的每一个的材料具有折射率差异。
24.根据权利要求13所述的QD发光显示装置，其中，所述第一电子控制层具有比所述第一电子传输层高的LUMO能级。
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