CN112133839B - 量子点发光二极管及其制造方法和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和量子点发光显示装置。本公开提供了一种量子点QD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；位于所述第一电极和所述第二电极之间并且包括QD和有机材料的QD发光材料层；位于所述第一电极和所述QD发光材料层之间的空穴辅助层；以及位于所述QD发光材料层和所述第二电极之间的电子辅助层，其中，所述有机材料的最高占据分子轨道HOMO能级高于所述空穴辅助层的材料的HOMO能级。

Description

量子点发光二极管及其制造方法和量子点发光显示装置
技术领域
本公开涉及量子点(QD)发光二极管，更具体地，涉及具有改善的电荷平衡的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，随着社会已经正式进入信息时代，将各种电信号表示为可视图像的显示装置的领域已经得到迅速发展。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)装置的平板显示装置。
另一方面，已经研发或研究了在显示装置上使用量子点(QD)。
在QD中，处于不稳定状态的电子从导带跃迁到价带，从而发射光。由于QD具有高消光系数和优异的量子产率，因此从QD发射强荧光。另外，由于通过QD的大小来控制来自QD的光的波长，所以可以通过控制QD的大小来发射整体可见光。
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发光层中时，从QD发光层发出光。
然而，在现有技术QD发光二极管中，不能提供期望的发光效率，并且在发光效率方面存在限制。
发明内容
因此，本公开涉及一种QD发光二极管、QD发光显示装置和制造QD发光二极管的方法，其基本上消除了由于现有技术的限制和缺点导致的一个或更多个问题，并且具有其它优点。
本公开的其它特征和优点将在下面的描述中进行阐述，并且部分地将从描述中变得明显，或者可以通过本公开的实践来得知。本公开的目的和其它优点将通过在本公开的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。
为了实现根据本公开的实施方式的这些优点和其它优点，如本文所述，本公开的一方面是一种量子点(QD)发光二极管，其包括：第一电极；面对第一电极的第二电极；位于第一电极和第二电极之间并且包括QD和有机材料的QD发光材料层；空穴辅助层，其位于所述第一电极和所述QD发光材料层之间；以及电子辅助层，其位于所述QD发光材料层和所述第二电极之间，其中，所述有机材料的最高占据分子轨道(HOMO)能级高于所述空穴辅助层的材料的HOMO能级。
本发明的另一方面是一种QD发光显示装置，其包括：基板；位于所述基板上或上方的QD发光二极管，其包括：第一电极；面向所述第一电极的第二电极；位于所述第一电极与所述第二电极之间且包括QD和有机材料的QD发光材料层；空穴辅助层，其位于所述第一电极和所述QD发光材料层之间；以及电子辅助层，其位于所述QD发光材料层和所述第二电极之间；以及薄膜晶体管，其位于所述基板和所述QD发光二极管之间并且连接到所述QD发光二极管，其中，所述有机材料的HOMO能级高于所述空穴辅助层的材料的HOMO能级。
本发明的又一方面是一种制造QD发光二极管的方法，其包括：形成第一电极；在所述第一电极上形成空穴辅助材料的空穴辅助层；通过涂覆发光材料溶液来在所述空穴辅助层上形成QD发光材料层，其中，所述发光材料溶液包括QD、有机材料和溶剂；在所述QD发光材料层上形成电子辅助层；以及在所述电子辅助层上形成第二电极，其中，所述有机材料的HOMO能级高于所述空穴辅助材料的HOMO能级。
应当理解，前面的一般性描述和下面的详细描述都是示例和说明性的，并且旨在提供对所要求保护的发明的进一步说明。
附图说明
附图被包括以提供对本公开的进一步理解并且被并入本申请中并构成本申请的一部分，附图例示了本公开的方面，并且与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1是根据本公开的QD发光显示装置的示意性电路图。
图2是本公开的QD发光显示装置的示意性截面图。
图3是根据本公开第一实施方式的QD发光二极管的示意性截面图。
图4是根据本公开第一实施方式的QD发光二极管的示意性能带图。
图5是根据本公开第二实施方式的QD发光二极管的示意性截面图。
图6是示出QD发光材料层的价带能级的增加的曲线图。
图7是根据本公开第二实施方式的QD发光二极管的示意性能带图。
图8是示出有机材料的电子注入势垒函数的曲线图。
图9是示出QD发光二极管的电流密度和亮度的曲线图。
图10是示出QD发光二极管的标准化发光强度的曲线图。
图11是示出QD发光二极管的量子效率的曲线图。
图12是示出根据QD发光层中的QD和有机材料的比率的量子效率的曲线图。
具体实施方式
现在将详细参考本公开的方面，其示例示出于附图中。
图1是根据本公开的QD发光显示装置的示意性电路图。
如图1中所示，在QD发光显示装置中，形成选通线GL、数据线DL和电源线PL，并且像素区域P由选通线GL和数据线DL限定。在像素区域P中，形成开关薄膜晶体管(TFT)Ts、驱动TFT Td、存储电容器Cst和QD发光二极管D。
开关TFT Ts连接到选通线GL和数据线DL，并且驱动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发光显示装置中，当通过经由选通线GL施加的选通信号来导通开关TFT Ts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的电极。
当驱动TFT Td由数据信号导通时，电流通过驱动TFT Td从电源线PL供应到QD发光二极管D。结果，QD发光二极管D发光。存储电容器Cst用于维持驱动TFT Td的栅极的电压达一帧。
因此，QD发光显示装置显示图像。
图2是本公开的QD发光显示装置的示意性截面图。
如图2中所示，QD发光显示装置100包括基板150、在基板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可以是玻璃基板或柔性聚酰亚胺基板。基板150可以具有柔性特性。
尽管未示出，但是可以在基板150上形成无机材料(例如，氧化硅或氮化硅)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。
半导体层152形成在基板150上。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)。入射到半导体层152的光被遮光图案遮挡或阻挡，使得可以防止半导体层152的热劣化。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的两侧中。
在半导体层152上形成有栅极绝缘层154。栅极绝缘层154可以由诸如氧化硅或氮化硅的无机绝缘材料形成。
由导电材料(例如，金属)形成的栅极160形成在栅绝缘层154上以对应于半导体层152的中心。栅极160连接到开关TFT。
栅极绝缘层154形成在基板150的整个表面上。另选地，栅绝缘层154可以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，氧化硅或氮化硅)或有机绝缘材料(例如，苯并环丁烯或光丙烯酰基)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。另选地，当栅绝缘层154被图案化为具有与栅极160相同的形状时，在栅绝缘层154中可以不存在第一接触孔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连接到(图1的)电源线PL。
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上方。即，TFT Td具有共面结构。
另选地，在TFT Td中，栅极可以位于半导体层下方，并且源极和漏极可以位于半导体层上方，使得TFT Td可以具有倒置交错结构。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。
包括暴露TFT Td的漏极172的漏极接触孔176的钝化层174形成为覆盖TFT Td。
通过漏极接触孔176连接到TFT Td的漏极172的第一电极110单独形成在每个像素区域中的钝化层174上。第一电极110可以是阳极，并且可以由具有相对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)的透明导电材料形成。
当本公开的QD发光显示装置100是顶部发射型时，反射电极或反射层可以形成在第一电极110下方。例如，反射电极或反射层可以由铝-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115暴露像素区域中的第一电极110的中心。
在第一电极110上形成有发光层112。发光层112包括QD发光材料层(QD EML)130、在QD EML 130下方的空穴辅助层120和在QD EML 130上方的电子辅助层140。
在包括发光层112的基板150上形成第二电极114。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，并且可以由具有相对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。
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。
尽管未示出，但是可以在QD发光二极管D上或上方形成用于防止湿气和/或氧气渗透的封装膜。例如，封装膜可以包括至少一个无机层和至少一个有机层，并且可以交替地堆叠至少一个无机层和至少一个有机层。
解释了包括QD发光二极管的显示装置。可选地，QD发光二极管可以包括在诸如太阳能电池的光电装置中。
图3是根据本公开第一实施方式的QD发光二极管的示意性截面图。
如图3中所示，本公开的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与第二电极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以及在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，并且第二电极114可以是阴极。
空穴辅助层120可以包括在第一电极110和QD EML 130之间的空穴传输层(HTL)124以及在第一电极110和HTL 124之间的空穴注入层(HIL)122。可以省略HIL 122和HTL124中的一个。
电子辅助层140可以包括在QD EML 130和第二电极114之间的电子传输层(ETL)142以及在ETL 142和第二电极114之间的电子注入层(EIL)144。可以省略ETL 142和EIL144中的一个。
QD EML 130包括多个QD 180。每个QD 180由半导体材料形成。
QD 180包括位于QD 180的中心并发光的核和围绕(或包围)核的壳。
核和壳在能带间隙方面具有差异。核和壳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、InP和GaP中的一种。
例如，QD 180可以具有ZnSe/ZnS、CdSe/CdS、CdSe/ZnS、CdSe/ZnSe、CdTe/CdS、CdTe/ZnS、CdTe/ZnS、CdS/ZnS、CdS、ZnSe、InP/CdS、InP/ZnS或InP/ZnSe的结构。
QD 180还可以包括与壳的表面连接(或结合)的配体。配体可以是C1至C30烷基，并且QD 180可以由于配体而分散在溶剂中。
空穴辅助层120(例如HTL 124)包括具有深最高占据分子轨道(HOMO)能级的有机材料。例如，有机材料(空穴辅助材料)可以具有约-6.0eV至-5.5eV的HOMO能级。有机材料可以是聚-N-乙烯基咔唑(PVK)或聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-共(4,4’-(N-(4-仲丁基苯基)二苯胺)](TFB)。
由于包括上述有机材料的HTL 124的HOMO能级与包括QD 180的QD EML 130的价带能级之间的差异小，所以减小(降低)了空穴注入势垒。
在现有技术QD发光二极管中，来自阳极的空穴和来自阴极的电子之间的电荷平衡会劣化，使得发光效率降低。更详细地，由于QD 180具有深价带能级，例如约-6.5eV至-6.0eV，因此在由包括浅HOMO能级的现有技术材料形成的HTL与QD EML130之间存在空穴注入势垒。
此外，由于QD 180具有高电子迁移率，所以QD EML 130中的空穴和电子之间的电荷平衡会劣化。
然而，在根据本公开第一实施方式的QD发光二极管D中，由于HTL包括具有深HOMO能级的有机材料，所以空穴注入到QD EML 130中的特性得到提高，从而改善了QD EML 130中的电荷平衡。
即，参考图4(图4是根据本公开第一实施方式的QD发光二极管的示意性能带图)，HTL 124中的有机材料具有深HOMO能级，HTL 124的HOMO能级与QD EML130的价带能级之间的差会减小，使得空穴注入特性得到提高。
因此，防止由QD EML 130中的电荷不平衡引起的发光效率降低，或者使得由QDEML 130中的电荷不平衡引起的发光效率降低最小化。
另一方面，有机材料的HOMO能级中存在限制，并且HTL中的有机材料的HOMO能级(例如-6.0eV)与QD的价带能级(例如-6.5eV)之间的能量差异仍然相对很大。结果，不能提供所期望的空穴和电子之间的电荷平衡。特别地，当具有相对深价带能级的ZnSe/ZnS QD时，即使HTL 124中包括具有深HOMO能级的有机材料，也仍然会产生电荷不平衡。
此外，电子可以通过QD EML 130泄漏到HTL 124中，使得QD发光二极管D的发光效率仍然会降低。
图5是根据本公开第二实施方式的QD发光二极管的示意性截面图。
如图5中所示，本公开的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与第二电极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以及在QD EML 230和第二电极214之间的电子辅助层240。QD EML 230包括QD 280和有机材料282。
第一电极210可以是阳极，并且第二电极214可以是阴极。
空穴辅助层220可以包括在第一电极210和QD EML 230之间的空穴传输层(HTL)224以及在第一电极210和HTL 224之间的空穴注入层(HIL)222。可以省略HIL 222和HTL224中的一个。
空穴辅助层220包括具有深HOMO能级的空穴辅助材料。例如，空穴辅助材料可以具有约-6.0eV至-5.5eV的HOMO能级。空穴辅助材料可以是聚-N-乙烯基咔唑(PVK)或聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-共(4,4’-(N-(4-仲丁基苯基)二苯胺)](TFB)。
例如，HIL 222可以包括诸如PEDOT:PSS的空穴注入材料，并且HTL 224可以包括上述空穴辅助材料。
电子辅助层240可以包括在QD EML 230和第二电极214之间的电子传输层(ETL)242以及在ETL 242和第二电极214之间的电子注入层(EIL)244。可以省略ETL 242和EIL244中的一个。
QD EML 230包括多个QD 280和有机材料282。每个QD 280由半导体材料形成，并且包括位于QD 180的中心并发光的核和围绕(或包围)核的壳。
核和壳在能带间隙方面具有差异。核和壳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、InP和GaP中的一种。
例如，QD 280可以具有ZnSe/ZnS、CdSe/CdS、CdSe/ZnS、CdSe/ZnSe、CdTe/CdS、CdTe/ZnS、CdTe/ZnS、CdS/ZnS、CdS、ZnSe、InP/CdS、InP/ZnS或InP/ZnSe的结构。
QD 280还可以包括与壳的表面连接(或结合)的配体。配体可以是C1至C30烷基，并且QD 280可以由于配体而分散在溶剂中。
有机材料282具有比空穴辅助材料高的HOMO能级。例如，QD EML 230中的有机材料282可以具有约-5.5eV至-5.0eV的HOMO能级。即，HTL 224中的空穴辅助材料的HOMO能级(例如-6.0eV至-5.5eV)低于有机材料282的HOMO能级(例如-5.5eV至-5.0eV)并且高于QD 280的价带能级(例如-6.0eV至-6.5eV)。
有机材料282可以具有约1×10-4至1×10-3cm2V-1s-1的空穴迁移率。
例如，有机材料282可以是三(4-咔唑基-9-基苯基)胺(TCTA，C54H36N4)或4,4’-双[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]联苯(TPD，C38H32N2)。
QD EML 230包括有机材料282，有机材料282具有比HTL 224中的空穴辅助材料高的HOMO能级，使得QD EML 230的价带能级(或HOMO能级)增加。
参考图6(图6是示出QD发光材料层的价带能级的增加的曲线图)，QD EML的费米能级“EF”与QD EML的价带能级“Evac”之间的差异减小(3.0eV->1.70eV～1.94eV)
参考图7(图7是根据本公开第二实施方式的QD发光二极管的示意性能带图)，QDEML 230包括QD 280和有机材料282，由于QD 280的价带能级低于HTL 224中的空穴辅助材料的HOMO能级，并且有机材料282的HOMO能级高于HTL 224中的空穴辅助材料的HMO能级，所以QD EML 230的价带能级(或HOMO能级)会增加，使得HTL 224的HOMO能级与QD EML 230的价带能级之间的差减小。
因此，空穴注入到QD EML 230中的特性得到增加或改善，并且QD EML 230中的空穴和电子之间的电荷平衡得到改善。
此外，由于有机材料282的最低未占据分子轨道(LUMO)能级高于QD 280的导带能级，因此存在到QD EML 230的电子注入势垒。结果，QD EML 230中的空穴和电子之间的电荷平衡得到进一步改善。
[纯电子装置]
顺序堆叠阴极(Al，100nm)、ETL(ZnO，20nm)、QD EML(15nm)、ETL(ZnO，20nm)、阴极(Al，100nm)以形成装置。测量了根据电压的电流密度并将其显示在图8中。在这种情况下，QD EML 230中的TCTA或TPD的有机材料相对于QD(ZnSe/ZnS)具有5wt％。
如图8中所示，有机材料被包括在QD EML中，并且电子电流密度降低。即，QD EML中的有机材料作为电子注入的阻挡层，从而降低了电子注入QD EML的速率。
此外，由于具有高LUMO能级的有机材料282与量子点280一起形成QD EML230，所以电子被限制在QD EML 230中。即，防止了电子泄漏到空穴辅助层220，从而提高了QD发光二极管D的发光效率。
在QD EML 230中，有机材料282具有比QD 280小的重量比(wt％)。例如，有机材料282相对于QD 280可以具有约3至6的wt％，并且优选地可以具有约5的wt％。
如上所述，通过具有比空穴辅助层220中的空穴辅助材料更高的HOMO能级的有机材料，增加了QD EML 230的价带能级(或HOMO能级)。然而，当增加QD EML230中的有机材料的量时，在QD EML 230中可以存在仅包括有机材料而不包括QD的部分。在这种情况下，发生电流泄漏，使得QD发光二极管D的发光效率降低。
此外，如下所述，当通过涂覆溶液状态的发光材料来形成QD EML 230时，当有机材料的量增加时极性溶剂的量应当增加。在这种情况下，空穴辅助层220可能被极性溶剂损坏。
在根据本公开第二实施方式的QD发光二极管D中，QD EML 230包括量子点280和HOMO能级高于QD 280的价带能级的有机材料282，并且有机材料282的重量比小于QD 280的重量比。因此，在不损坏空穴辅助层220的情况下，增加了QD EML230的价带能级。
此外，由于有机材料具有比HTL 224中的空穴辅助材料高的HOMO能级，所以即使有机材料282具有比QD 280小的重量比，QD EML 230的价带能级与HTL 224的HOMO能级之间的差也会充分减小。
因此，在根据本公开第二实施方式的QD发光二极管D中，空穴和电子之间的电荷平衡得到改善，并且发光效率得到提高。
在根据本公开第二实施方式的QD发光二极管D中，通过溶液工艺形成QD EML230。利用图5对QD发光二极管D的制造方法进行简单说明。
通过掩模工艺来沉积并图案化透明导电材料，例如ITO或IZO，以形成第一电极110，作为阳极。
接下来，在第一电极110上涂覆空穴注入材料(例如PEDOT:PSS)以形成HIL 222，并且涂覆空穴辅助材料(例如PVK或TFB)以形成HTL 224。
接下来，涂覆并干燥包括QD(ZnSe/ZnS)、有机材料(TCTA或TPD)、非极性溶剂和极性溶剂的发光材料溶液，以在HTL 224上形成QD EML 230。在这种情况下，有机材料的重量比小于QD，并且极性溶剂的重量比小于非极性溶剂。例如，有机材料相对于QD的wt％和极性溶剂相对于非极性溶剂的wt％可以为约3至6。有机材料相对于QD的重量比和极性溶剂相对于非极性溶剂的重量比可以相同或不同。
例如，非极性溶剂可以是辛烷或己烷，极性溶剂可以是甲苯、氯苯或氯仿。然而，其不限于此。
因为有机材料不溶解在非极性溶剂中，所以当发光材料溶液包括非极性溶剂而不包括极性溶剂时，QD MEL不能通过溶液工艺形成。另一方面，由于QD可以溶解在极性溶剂和非极性溶剂中，因此可以通过使用具有极性溶剂而不具有非极性溶剂的发光材料溶液来形成包括QD和有机材料的QD EML 230。
然而，当涂覆具有极性溶剂的发光材料溶液时，可能产生损坏HTL 224的问题。
因此，在本公开中，涂覆极性溶剂具有小于非极性溶剂的重量比的发光材料溶液，以形成包括QD和有机材料的QD EML 230，而不会损坏HTL 224。
另一方面，当发光材料溶液中的有机材料的重量比(量)增加时，有机材料可沉淀在QD EML 230的表面上，使得QD EML 230的表面可被粗糙化。结果，QD发光二极管D的发光特性可能降低。
接下来，顺序形成ETL(ZnO)240和第二电极(Al)214以形成QD发光二极管D。
[QD发光二极管1]
在阳极(ITO，150nm)上顺序地形成以下层。
(1)HIL(PEDOT:PSS，30nm)；(2)HTL(PVK，50nm)；QD EML(15nm)；ETL(ZnO，20nm)；以及阴极(Al，100nm)。
(1)比较例(参考)
QD EML由不具有有机材料的QD(ZnSe/ZnS)形成。
(2)示例1(Ex1)
QD EML由QD(ZnSe/ZnS)和TAPC(5wt％)形成。
(3)示例2(Ex2)
QD EML由QD(ZnSe/ZnS)和TPD(5wt％)形成。
测量比较例以及示例1和2中的QD发光二极管的特性并将其列于表1中。此外，图9至11中示了这些特性。
表1
如表1和图9至11中所示，与QD EML包括QD而不具有有机材料的比较例中的QD发光二极管相比，QD EML包括QD和有机材料的示例1和2中的QD发光二极管在驱动电压、亮度和量子效率(EQE)方面具有优点。
[QD发光二极管2]
在阳极(ITO，150nm)上顺序地形成以下层。
(1)HIL(PEDOT:PSS，30nm)；(2)HTL(PVK，50nm)；QD EML(QD(ZnSe/ZnS)+TCTA，15nm)；ETL(ZnO，20nm)；以及阴极(Al，100nm)。
在QD发光二极管中，在改变有机材料(TCTA)相对于QD的比率(重量％)情况下测量了QD发光二极管的EQE，并将其在图12中列出。
如图12中所示，当有机材料的重量比为2.5％或更小时，测量到的量子效率与在没有有机材料的情况下测量到的量子效率几乎相同。即，当有机材料的重量比为2.5％或更小时，很难实现通过有机材料来增加QD EML的价带能级的效果。
另一方面，如果有机材料的重量比太大(例如，7.5％或更大)，则量子效率降低。当通过溶液工艺形成的QD EML中的有机材料的量增加时，有机材料不溶解在作为溶剂的主要部分的非极性溶剂中，而是沉淀在量子点发光材料层的表面上，从而使得量子效率可能降低。
因此，QD EML中的有机材料与量子点的重量比可以为约3至6％，优选为4至6％，更优选为5％。
如上所述，在本公开QD发光二极管和QD发光显示装置中，QD EML包括具有比空穴辅助层材料高的HOMO能级的有机材料以及量子点，使得QD EML中的电荷平衡得到改善。
因此，提高了QD发光二极管和QD发光显示装置的亮度和量子效率。
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，可以在本公开的方面中做出各种修改和变型。因此，本公开旨在覆盖该公开的修改和变型，只要它们落入所附权利要求及其等同物的范围内。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年6月24日在韩国提交的韩国专利申请第10-2019-0074869号的优先权和权益，通过引用将该申请并入本文。

Claims (15)

1.量子点QD发光二极管，该QD发光二极管包括：
第一电极；
面对所述第一电极的第二电极；
QD发光材料层，该QD发光材料层位于所述第一电极和所述第二电极之间并且包括QD和有机材料；
空穴辅助层，该空穴辅助层位于所述第一电极和所述QD发光材料层之间；以及
电子辅助层，该电子辅助层位于所述QD发光材料层和所述第二电极之间，
其中，所述有机材料的最高占据分子轨道HOMO能级高于所述空穴辅助层的材料的HOMO能级。
2.根据权利要求1所述的QD发光二极管，其中，在所述QD发光材料层中，所述有机材料的重量小于所述QD的重量。
3.根据权利要求2所述的QD发光二极管，其中，所述有机材料相对于所述QD具有3至6的重量％。
4.根据权利要求1所述的QD发光二极管，其中，所述有机材料的HOMO能级具有-5.5eV至-5.0eV的范围，并且所述空穴辅助层的材料的HOMO能级具有-6.0eV至-5.5eV的范围，并且
其中，所述QD的价带能级具有-6.5eV至-6.0eV的范围。
5.根据权利要求1所述的QD发光二极管，其中，所述有机材料是三(4-咔唑基-9-基苯基)胺(TCTA)或4,4’-双[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]联苯(TPD)，并且所述空穴辅助层的材料是聚-N-乙烯基咔唑(PVK)或聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-共(4,4’-(N-(4-仲丁基苯基)二苯胺)](TFB)。
6.根据权利要求1所述的QD发光二极管，其中，所述有机材料的最低未占据分子轨道LUMO能级高于所述QD的导带能级。
7.一种QD发光显示装置，该QD发光显示装置包括：
基板；
根据权利要求1至6中的任一项所述的QD发光二极管，该QD发光二极管位于所述基板上或位于所述基板上方；以及
薄膜晶体管，该薄膜晶体管位于所述基板与所述QD发光二极管之间并且连接到所述QD发光二极管。
8.一种制造QD发光二极管的方法，该方法包括：
形成第一电极；
在所述第一电极上形成空穴辅助材料的空穴辅助层；
通过涂覆发光材料溶液来在所述空穴辅助层上形成QD发光材料层，其中，所述发光材料溶液包括QD、有机材料和溶剂；
在所述QD发光材料层上形成电子辅助层；以及
在所述电子辅助层上形成第二电极，
其中，所述有机材料的HOMO能级高于所述空穴辅助材料的HOMO能级。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，在所述发光材料溶液中，所述有机材料的重量小于所述QD的重量。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述有机材料相对于所述QD具有3至6的重量％。
11.根据权利要求8所述的方法，其中，所述有机材料的HOMO能级具有-5.5eV至-5.0eV的范围，并且所述空穴辅助材料的HOMO能级具有-6.0eV至-5.5eV的范围，并且
其中，所述QD的价带能级具有-6.5eV至-6.0eV的范围。
12.根据权利要求8所述的方法，其中，所述有机材料是三(4-咔唑基-9-基苯基)胺(TCTA)或4,4’-双[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]联苯(TPD)，并且所述空穴辅助材料是聚-N-乙烯基咔唑(PVK)或聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-共(4,4’-(N-(4-仲丁基苯基)二苯胺)](TFB)。
13.根据权利要求8所述的方法，其中，所述有机材料的最低未占据分子轨道LUMO能级高于所述QD的导带能级。
14.根据权利要求8所述的方法，其中，所述溶剂包括非极性溶剂和极性溶剂，并且所述极性溶剂的重量小于所述非极性溶剂的重量。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述极性溶剂相对于所述非极性溶剂具有3至6的重量％。
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