KR101752573B1 - 지연형광-양자점 전계발광다이오드 - Google Patents

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KR101752573B1
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Abstract

본 발명은 지연형광-양자점 전계발광다이오드에 관한 발명으로서, 양극, 음극, 상기 양극과 음극 사이에 위치한 발광층을 포함하고, 발광층이 양자점 및 상기 양자점에 에너지를 공급하는 지연형광 물질을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

지연형광-양자점 전계발광다이오드{Delayed Florescence-Quantum Dot Electroluminescence Light Emitting Diode}
본 발명은 양자점 전계발광다이오드에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 지연형광 물질의 에너지를 이용하여 발광효율을 향상시킨 양자점 전계발광다이오드에 관한 것이다.
양자점(Quantum Dot: QD)은 수 나노미터 크기의 결정 구조를 가진 반도체 물질로서, 양자 효과를 통해 스스로 빛을 내는 특징이 있다.
특히 내부에 많은 수의 전자를 가지지만 보어(Bohr) 엑시톤 반경보다 더 작은 크기이기 때문에 자유 전자의 수는 1 내지 100개 정도로 제한되며, 전자들이 가지는 에너지 준위가 불연속적으로 제한되어 연속적인 밴드를 형성하는 벌크(bulk) 상태의 반도체와는 다른 전기적 및 광학적 특성을 나타낸다.
양자점은 그 크기에 따라 에너지 준위를 조절할 수 있으며, 이를 이용하여 밴드갭을 조절할 수 있다.
따라서 기존 OLED 등은 다른 색깔을 나타내려면 유기물의 종류를 바꿔야 하는데 반해 양자점을 이용하면 양자점의 크기만 조절하여 발광 색을 변경할 수 있어 훨씬 간단한 발광체를 만들 수 있다는 장점이 있다.
또한 양자점 전계 발광다이오드는 높은 색순도로 AMOLED 보다도 자연색을 더 잘 구현할 수 있고, 전력 소모율이 AMOLED의 최저 1/5 수준이며, 가격도 상대적으로 저렴하며, 플렉서블 디스플레이로 제작할 수 있다는 장점이 있다.
위와 같은 장점들로 인해 양자점을 이용한 전계발광다이오드에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있으나 꾸준한 연구에도 불구하고 양자점을 이용한 전계발광다이오드의 낮은 발광효율 문제는 여전히 해결되고 있지 못한 실정이다.
한국등록특허 제10-1437271호
본 발명의 목적은 에너지 전달 메커니즘을 이용하여 발광효율이 향상된 지연형광-양자점 전계발광다이오드를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 지연형광 물질의 에너지를 이용하여 발광효율을 향상시킨 지연형광-양자점 전계발광다이오드를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 호스트 물질의 에너지를 지연형광 물질에 전달하고, 다시 지연형광 물질의 에너지를 받아 발광효율을 향상시킨 지연형광-양자점 전계발광다이오드를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 및 기타 목적들은, 본 발명에 따른 지연형광-양자점 전계발광다이오드에 의해 모두 달성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 지연형광-양자점 전계발광다이오드는 양극, 음극, 상기 양극과 음극 사이에 위치한 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 양자점 및 상기 양자점에 에너지를 공급하는 지연형광 물질을 포함하는 것을 특징으로 한다.
발광층은 양자점과 지연형광 물질이 동일한 층에 혼합되어 형성될 수 있으며, 양자점과 지연형광 물질이 1:2 ~ 1:100의 질량비로 혼합되어 형성될 수 있다.
또한 발광층은 양자점을 포함하는 양자점층과 양자점층의 상부 또는 하부에 위치하며 지연형광 물질을 포함하는 지연형광층을 포함할 수 있다.
이때 양자점층은 지연형광층과 음극층 사이에 위치할 수 있고, 음극을 통해 주입된 전자와 양극을 통해 주입된 정공의 재결합 영역은 지연형광층에서 형성되도록 형성될 수 있으며, 양자점층과 지연형광층의 두께는 동일하거나 지연형광층이 더 두꺼울 수 있다.
지연형광 물질의 여기 싱글렛 에너지(S1B)는 상기 양자점의 여기 싱글렛 에너지(S1A) 보다 같거나 높은 에너지 준위를 가질 수 있다.
지연형광 물질에 에너지를 공급하는 호스트 물질을 더 포함할 수 있고, 상기 호스트 물질의 여기 싱글렛 에너지(S1C) 및 여기 트리플렛 에너지(T1C)는 상기 지연형광 물질의 여기 싱글렛 에너지(S1B) 보다 같거나 높은 에너지 준위를 가질 수 있다.
본 발명은 지연형광-양자점 전계발광다이오드 제조방법도 포함하며, 본 발명의 일 실시예에 따른 지연형광-양자점 전계발광다이오드 제조방법은 양극 형성 단계, 발광층 형성 단계, 및 음극 형성 단계를 포함하여 이루어지고, 상기 발광층 형성 단계는 상기 발광층이 상기 양극과 상기 음극 사이에 위치하도록 형성하며, 양자점 및 상기 양자점에 에너지를 공급하는 지연형광 물질을 혼합하여 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한 다른 실시예에 따른 지연형광-양자점 전계발광다이오드 제조방법은 양극 형성 단계, 발광층 형성 단계, 및 음극 형성 단계를 포함하여 이루어지고, 상기 발광층 형성 단계는 상기 양극과 상기 음극 사이에 양자점을 포함하는 양자점층과 상기 양자점에 에너지를 공급하는 지연형광 물질을 포함하는 지연형광층을 적층하여 형성하되 상기 양자점층이 지연형광층과 음극에 위치하도록 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 에너지 전달 메커니즘을 이용하여 발광효율이 향상된 양자점 전계발광다이오드를 제공하는 효과를 갖는다. 특히 지연형광 물질의 에너지를 전달받거나 호스트 물질로부터 에너지를 받은 지연형광 물질의 에너지를 다시 전달받아 발광함으로써 발광효율이 향상된 양자점 전계발광다이오드를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 지연형광-양자점 전계발광다이오드의 단면도이다.
도 2는 종래 양자점 전계발광다이오드와 본 발명의 제1 실시예에 따른 지연형광-양자점 전계발광다이오드의 발광효율을 비교하여 보여주는 도면이다.
도 3은 제1 실시예에 따른 지연형광-양자점 전계발광다이오드과 양자점, 지연형광 물질 각각의 발광 스펙트럼을 보여주는 도면이다.
도 4는 지연형광 물질로부터 양자점으로 에너지가 전달되는 메커니즘을 보여주는 개략도이다.
도 5는 호스트 물질로부터 지연형광 물질로 에너지가 전달되며, 다시 지연형광 물질로부터 양자점으로 에너지가 전달되는 메커니즘을 보여주는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 지연형광-양자점 전계발광다이오드의 단면도이다.
도 7은 종래 양자점 전계발광다이오드와 본 발명의 제2 실시예에 따른 지연형광-양자점 전계발광다이오드의 발광효율을 비교하여 보여주는 도면이다.
도 8은 제2 실시예에 따른 지연형광-양자점 전계발광다이오드과 양자점, 지연형광 물질 각각의 발광 스펙트럼을 보여주는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 지연형광-양자점 전계 발광다이오드에 대해 상세히 설명하도록 한다.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시예에 따른 지연형광-양자점 전계 발광다이오드를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩뜨리지 않도록 생략될 수 있다.
또한, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 발명을 가장 적절하게 표현할 수 있도록 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1 실시예와 다른 구성에 대하여 설명하기로 한다.
도 1에 본 발명의 제1 실시예에 따른 지연형광-양자점 전계 발광다이오드(100)의 단면도가 도시되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 제1 실시예에 따른 지연형광-양자점 전계 발광다이오드(100)는 양극(10), 음극(20), 그리고 양극과 음극 사이에 위치한 발광층(30)을 포함하여 이루어진다.
도 1에 도시되어 있지는 않지만 음극으로부터의 전하 주입과 재결합 과정을 균형 있게 조절할 수 있도록 양극(10)과 발광층(30) 사이에 정공주입층, 정공수송층이 더 포함될 수 있고, 음극(20)과 발광층(30) 사이에 전자수송층 및 전자주입층이 더 포함될 수 있다.
이러한 단면 구조는 일반적인 발광 다이오드와 동일하나 본 발명은 발광층(30)이 양자점(1)과 양자점에 에너지를 공급하는 지연형광 물질(2)을 포함하여 이루어진 점에 차이가 있으며, 특히 본 발명의 제1 실시예에 따른 지연형광-양자점 전계 발광다이오드는 양자점(1)과 지연형광 물질(2)이 혼합되어 하나의 발광층(30)을 이루는 점에 특징이 있으며, 양자점과 지연형광 물질을 모두 용해시킬 수 있는 용매에 양자점과 지연형광 물질을 분산시켜 스핀코팅하는 방법을 이용하여 발광층을 형성한다.
또한 비록 도 1에는 발광층(30)이 하나의 층으로 도시되어 있으나 발광층(30)이 복수의 층으로 이루어진 다층 구조일 수도 있다. 발광층(30)의 총 두께는 바람직하게 20㎚~50㎚로 형성할 수 있으나 반드시 이 범위에 한정되지는 않는다.
발광층(30)을 구성하는 양자점(1)은 무기 나노결정이기 때문에 이를 사용하는 전계 발광다이오드는 유기 발광다이오드(OLED)가 유기 발광 물질을 사용하기 때문에 갖는 디스플레이 소자의 산화, 흑점, 수명 등의 문제를 해결할 수 있는 동시에 그 입자크기에 따라 발광 파장이 달라져 가시광선 영역의 전체 색깔을 구현할 수 있고 RGB를 구현하기 위해 고가의 각기 다른 유기 발광 물질을 사용해야 하는 OLED와 달리 양자점이라는 단일 물질의 크기 조절만으로 RGB를 모두 구현할 수 있는 장점이 있다.
또한 양자점을 사용함으로써 OLED 보다 높은 색재현성과 색순도를 가질 수 있으며, 양자점을 콜로이드 상태로 이용하기 때문에 저비용의 용액공정을 사용할 수 있는 장점이 있다.
이러한 장점을 가지고 있는 양자점은 효율에 있어서도 이론적으로는 OLED 보다 높은 효율의 전계 발광다이오드의 구현이 가능하다.
그러나 실제로 발광층으로 양자점을 이용할 경우 양자점 내에서 여기자(exciton)의 구속이 쉽지 않아 지금까지의 종래기술을 이용해서는 양자점 전계 발광다이오드의 효율이 OLED 보다 높지 않은 상태이다.
보다 상세히 설명하면, 전계 발광다이오드에 순방향 바이어스가 인가되면, 음극으로부터 전자가 주입되고 전자가 인접한 양자점으로의 호핑을 통해 반대편 전극으로 이동하는 과정에서 코어 내로 주입된 전하는 여기자를 형성하게 되고 이 여기자들이 소멸할 때 여기 에너지가 빛으로 변환되어 발광된다.
그러나 양자점 전계 발광다이오드의 경우 양자점 내에서 여기자의 구속이 쉽지 않아 이론적 효율에 비해 실질적인 효율이 높지 않다.
이러한 문제를 해결하기 위해 본 발명의 제1 실시예에 따른 지연형광-양자점 전계 발광다이오드에서는 발광층을 형성함에 있어서 양자점과 함께 지연형광 물질(2)을 사용하는 것을 특징으로 한다.
지연형광 물질(2)은 지금까지 유기 발광다이오드의 소재로 개발되어 사용된 물질로서 싱글렛 에너지(S1)와 트리플렛 에너지(T1) 사이의 에너지 갭이 0~0.5eV로 매우 작아 트리플렛 상태에서 싱글렛 상태로 역 계간 전이가 가능한 유기 발광 물질이다.
일반적인 유기 형광 물질은 전자와 정공의 재결합에 의한 에너지에 의해 25%가 싱글렛 상태(S1)로 75%가 트리플렛 상태(T1)로 여기되며, 싱글렛 상태에서 기저상태(S0)로 떨어지면서 형광 발광하므로 유기 형광 물질 발광효율의 한계치는 25%이다. 그러나 지연형광 물질은 싱글렛 에너지와 트리플렛 에너지 사이의 에너지 갭이 매우 작아 외부 열 활성화 등에 의해 트리플렛 상태에서 싱글렛 상태로 역 에너지 이동이 발생하여 추가적인(지연된) 형광 발광이 발생하는 물질로서 종래 일반적인 유기 형광 물질의 발광 효율 문제점을 해결할 수 있는 새로운 유기 발광 재료로 주목을 받고 있는 소재이다.
본 발명의 발명자는 양자점 전계 발광다이오드의 효율을 향상시키기 위한 연구 과정에서 OLED의 소재로 사용되어왔던 지연형광 물질이 양자점을 여기시킬 수 있는 에너지를 제공해 양자점 전계 발광다이오드가 갖는 발광효율 문제점을 해결할 수 있음을 알아내었다.
보다 상세히 설명하면, 지연형광 물질인 DMAC-DPS와 CdSe/ZnS 양자점을 혼합하여 도 1에 도시된 바와 같이 양극(10)과 음극(20) 사이에 발광층(30)을 형성함으로써 본 발명의 제1 실시예에 따른 지연형광-양자점 전계 발광다이오드(100)를 만들고 이와 비교하기 위해 CdSe/ZnS 양자점을 이용한 양자점 전계 발광다이오드(200)를 만든 후 지연형광-양자점 전계 발광다이오드(100)와 양자점 전계 발광다이오드(200)의 발광효율을 비교하였다.
그 결과 도 2에 도시된 바와 같이 종래 양자점 전계 발광다이오드(QD) 보다 본 발명의 제1 실시예에 따른 지연형광-양자점 전계 발광다이오드(TADF-QD(mix))의 발광효율이 더 우수함을 확인할 수 있었다.
또한 본 발명의 제1 실시예에 따른 지연형광-양자점 전계 발광다이오드가 생성하는 빛의 파장을 지연형광 물질(DMAC-DPS)이 생성하는 빛의 파장, 양자점(CdSe/ZnS)이 생성하는 빛의 파장과 비교해 본 결과, 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 지연형광-양자점 전계 발광다이오드(100)에서 지연형광 물질이 생성하는 빛의 파장은 검출되지 않았고 양자점이 생성하는 빛의 파장과 일치하는 빛만 검출되었다.
이를 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 지연형광-양자점 전계 발광다이오드(100)의 효율이 양자점 전계 발광다이오드(200) 보다 향상된 것이 지연형광 물질의 형광 발광 때문이 아니라 양자점의 발광 효율이 상승됨으로써 나타난 것임을 확인할 수 있었다.
또한 이러한 현상을 일으킨 원인 중 하나는 도 4에 도시된 바와 같이 지연형광 물질(2)의 싱글렛 에너지(S12)가 기저 상태(S0)로 떨어지는 과정에서 발생하는 에너지가 형광발광에 사용되지 않고 양자점(1)으로 전달되어 양자점의 상태를 싱글렛 에너지(S11) 상태로 여기시킴에 따라 지연형광 물질이 혼합되지 않았을 때보다 더 많은 수의 양자점이 여기 상태가 되어 더 많은 형광발광을 일으킬 수 있는 것으로 파악될 수 있다.
따라서 본 발명의 제1 실시예에 따른 지연형광-양자점 전계 발광다이오드의 발광층(30)은 양자점(1)과 지연형광 물질(2)을 혼합하여 형성하되 지연형광 물질(2)의 여기 싱글렛 에너지(S12)가 양자점(1)의 여기 싱글렛 에너지(S11) 보다 같거나 높은 에너지 준위를 갖는 지연형광 물질을 양자점과 혼합하는 것이 바람직하다.
이때 양자점의 여기 효율과 지연형광층의 에너지 전달량을 고려할 때 양자점과 지연형광 물질은 질량비 1:2 ~ 1:100의 비율로 혼합될 수 있고, 양자점의 종류 및 발광색에 따라 이 비율 내에서 적정 혼합비가 결정될 수 있다.
또한 도 5에 도시된 바와 같이 지연형광 물질이 더 많은 싱글렛 에너지 상태에 도달할 수 있도록 지연형광 물질(2)에 에너지를 공급해주는 호스트 물질(3)을 더 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
이때 호스트 물질로서 호스트 물질의 여기 싱글렛 에너지(S13) 및/또는 여기 트리플렛 에너지(T13)가 지연형광 물질의 여기 싱글렛 에너지(S12) 보다 같거나 높은 에너지 준위를 갖는 것이 바람직하며, 본 발명의 제1 실시예에서는 지연형광 물질 DMAC-DPS의 호스트 물질로서 DPEPO (bis(2-(diphenylphosphino)phenyl)ether oxide)를 사용하여 호스트 물질을 사용하지 않았을 때보다 발광 효율이 더 향상됨을 확인하였다.
발광 효율 향상을 위해 호스트 물질을 더 혼합하여 발광층(30)을 형성할 경우 호스트 물질에 의해 싱글렛 에너지 상태에 도달하는 지연형광 물질의 비율이 향 상되므로 양자점, 지연형광 물질 및 호스트 물질을 1:1:1 ~ 1:1:100의 질량비로 혼합하여 발광층을 형성할 수 있으며, 특히 양자점을 포함하지 않은 소자에서 가장 높은 외부양자효율을 나타낼 수 있는 비율로 호스트 물질의 혼합비율을 결정하는 것이 바람직하다.
도 6에 본 발명의 제2 실시예에 따른 지연형광-양자점 전계 발광다이오드(100')의 단면도가 도시되어 있다.
도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 지연형광-양자점 전계 발광다이오드는 양극(10), 음극(20), 그리고 양극과 음극 사이에 위치한 발광층(30)을 포함하여 이루어진다.
상기 발광층(30)은 양자점을 포함하는 양자점층(31)과 양자점에 에너지를 공급하는 지연형광 물질을 포함하는 지연형광층(32)을 포함하여 이루어진다.
즉, 제1 실시예와 달리 양자점과 지연형광 물질이 혼합되지 않고 각각의 층을 이루되 서로 적층되어 있는 차이가 있다.
비록 도 6에는 발광층(30)이 하나의 양자점층(31)과 하나의 지연형광층(32)으로 이루어진 것으로 도시되어 있으나 본 발명의 제2 실시예에 따른 지연형광-양자점 전계 발광다이오드는 복수 개의 양자점층(31)과 복수 개의 지연형광층(32)이 서로 교번하여 적층되어 있거나 복수 개의 양자점층(31)이 적층되고 그 상부 또는 하부에 지연형광층(32)이 위치하도록 변형될 수도 있다.
또한 음극으로부터의 전하 주입과 재결합 과정을 균형 있게 조절할 수 있도록 양극(10)과 발광층(30) 사이에 정공주입층, 정공수송층이 더 포함될 수 있고, 음극(20)과 발광층(30) 사이에 전자수송층 및 전자주입층이 더 포함될 수 있다.
이때 양자점은 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital) 레벨이 여타 유기물질에 비해 낮으므로 높은 전자 이동도를 갖는 전자수송층에 가까이 위치하도록 양자점층(31)이 지연형광층(32) 보다 음극쪽에 가까이 형성하는 것이 바람직하다.
도 6에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 따른 지연형광-양자점 전계 발광다이오드 역시 도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 지연형광-양자점 전계 발광다이오드와 같은 발광 효율 향상 효과를 가질 수 있는지 확인하기 위한 실험을 진행하였다.
보다 상세히 설명하면, 양극(10)과 음극(20) 사이에 CdSe/ZnS 양자점을 이용하여 양자점층(31)과 지연형광 물질인 DMAC-DPS를 이용하여 지연형광층(32)을 형성하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 지연형광-양자점 전계 발광다이오드(100')를 만들고 이와 비교하기 위해 CdSe/ZnS 양자점을 이용한 양자점 전계 발광다이오드(200)를 만든 후 제2 실시예에 따른 지연형광-양자점 전계 발광다이오드(100')와 양자점 전계 발광다이오드(QD)의 발광효율을 비교하였다.
그 결과 도 7에 도시된 바와 같이 양자점 전계 발광다이오드(QD) 보다 본 발명의 제2 실시예에 따른 지연형광-양자점 전계 발광다이오드(TADF-QD(bilayer))의 발광효율이 더 우수함을 확인할 수 있었다.
또한 본 발명의 제2 실시예에 따른 지연형광-양자점 전계 발광다이오드(100')가 생성하는 빛의 파장을 지연형광 물질(DMAC-DPS)이 생성하는 빛의 파장, 양자점(CdSe/ZnS)이 생성하는 빛의 파장과 비교해 본 결과, 도 8에 도시된 바와 같이 본 발명의 제2 실시예에 따른 지연형광-양자점 전계 발광다이오드(TADF-QD(bilayer))에서 지연형광 물질이 생성하는 빛의 파장은 검출되지 않았고 양자점이 생성하는 빛의 파장과 일치하는 빛만 검출되었다.
이를 통해 본 발명의 제2 실시예에 따른 지연형광-양자점 전계 발광다이오드(100') 역시 제1 실시예에 따른 지연형광-양자점 전계 발광다이오드(100)와 마찬가지로 지연형광 물질의 형광 발광 때문이 아니라 양자점의 발광 효율이 상승됨으로써 전계 발광다이오드의 발광 효율이 상승된 것임을 확인할 수 있었다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 지연형광-양자점 전계 발광다이오드(100') 역시 제1 실시예와 마찬가지로 지연형광층(32)을 형성하는 지연형광 물질(2)의 여기 싱글렛 에너지(S12)가 양자층(31)을 형성하는 양자점의 여기 싱글렛 에너지(S11) 보다 높거나 같은 에너지 준위를 갖는 것이 바람직하다.
또한 양자점층(31)과 지연형광층(32)의 두께는 전자와 전공의 재결합 영역이 지연형광층(32)에서 형성하도록 형성해야 하며, 이를 고려할 때 양자점층과 지연형광층의 두께는 거의 동일하거나 지연형광층이 양자점층 보다 조금 더 두꺼운 것이 바람직하다.
또한 도 5에 도시된 바와 같이 지연형광 물질이 더 많은 싱글렛 에너지 상태에 도달할 수 있도록 지연형광층(32)은 지연형광 물질(2)에 에너지를 공급해주는 호스트 물질(3)을 혼합하여 형성하는 것이 바람직하다.
이때 호스트 물질(3)로서 호스트 물질의 여기 싱글렛 에너지(S13) 및/또는 여기 트리플렛 에너지(T13)가 상기 지연형광 물질의 여기 싱글렛 에너지(S12) 보다 높거나 같은 에너지 준위를 갖는 것이 바람직하며, 본 발명의 실시예에서는 지연형광 물질 DMAC-DPS의 호스트 물질로서 DPEPO (bis(2-(diphenylphosphino)phenyl)ether oxide)를 사용하였으며, 제2 실시예에서도 호스트 물질을 사용하지 않았을 때보다 발광 효율이 더 향상됨을 확인할 수 있었다.
지연형광 물질과 호스트 물질의 혼합 비율은 1:1 ~ 1:100 질량비인 것이 바람직하다.
지금까지 본 발명의 일 실시예에 따른 지연형광-양자점 전계 발광다이오드를 구체적인 실시예를 참고로 한정되게 설명하였다. 특히 본 발명의 실시예에 따른 지연형광-양자점 전계 발광다이오드(100)을 보다 용이하게 이해할 수 있도록 지연형광 물질 DMAC-DPS, 양자점 CdSe/ZnS, 호스트 물질 DPEPO를 사용한 지연형광-양자점 전계 발광다이오드를 특정 실시예로서 기재하고 이의 데이터를 첨부된 도면에 도시하였으나 본 발명의 범위가 이러한 특정 실시예에 한정되지 않으며 모든 지연형광 물질, 양자점, 호스트 물질을 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 지연형광-양자점 전계발광다이오드가 형성될 수 있음을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이와 같이 본 발명은 이러한 구체적인 실시예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 발명의 사상 및 그 영역을 이탈하지 않으면서 다양한 변화 및 변경이 있을 수 있음을 이해하여야 할 것이다.
1: 양자점 2: 지연형광 물질
3: 호스트 물질 10: 양극
20: 음극 30: 발광층
31: 양자점층 32: 지연형광층

Claims (12)

  1. 서로 이격되어 전계를 형성하는 양극과 음극; 및
    상기 양극과 음극 사이에 위치하고, 상기 전계의 인가시 상기 음극에서 주입된 전자와 상기 양극에서 주입된 정공의 재결합을 통해 광을 생성하는 발광층을 포함하고,
    상기 발광층은 양자점 및 상기 양자점의 여기 싱글렛 에너지와 동일하거나 이보다 큰 여기 싱글렛 에너지를 가져서 상기 양자점에 에너지를 공급하는 지연형광 물질을 포함하며,
    상기 발광층은 상기 양자점과 상기 지연형광 물질 중 상기 양자점의 밴드갭에 해당하는 파장의 광만을 생성하는 것을 특징으로 하는 지연형광-양자점 전계발광다이오드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발광층은 상기 양자점과 상기 지연형광 물질이 혼합되어 형성된 것을 특징으로 하는 지연형광-양자점 전계발광다이오드.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 발광층은 상기 양자점과 상기 지연형광 물질이 1:2 ~ 1:100의 질량비로 혼합되어 형성된 것을 특징으로 하는 지연형광-양자점 전계발광다이오드.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 발광층은 상기 양자점을 포함하는 양자점층과 상기 양자점층의 상부 또는 하부에 위치하며 상기 지연형광 물질을 포함하는 지연형광층을 포함하는 것을 특징으로 하는 지연형광-양자점 전계발광다이오드.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 양자점층은 상기 지연형광층과 상기 음극 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 지연형광-양자점 전계발광다이오드.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 음극을 통해 주입된 전자와 상기 양극을 통해 주입된 정공의 재결합 영역은 상기 지연형광층에서 형성되는 것을 특징으로 하는 지연형광-양자점 전계발광다이오드.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 양자점층과 상기 지연형광층의 두께는 동일하거나 상기 지연형광층이 더 두꺼운 것을 특징으로 하는 지연형광-양자점 전계발광다이오드.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지연형광 물질에 에너지를 공급하는 호스트 물질을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지연형광-양자점 전계발광다이오드.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서,
    상기 호스트 물질의 여기 싱글렛 에너지(S1C) 및 여기 트리플렛 에너지(T1C)는 상기 지연형광 물질의 여기 싱글렛 에너지(S1B) 보다 같거나 높은 에너지 준위를 갖는 것을 특징으로 하는 지연형광-양자점 전계발광다이오드.
  11. 양극을 형성하는 단계;
    상기 양극 상부에 발광층을 형성하는 단계; 및
    상기 발광층 상부에 음극을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 발광층은 양자점 및 상기 양자점의 여기 싱글렛 에너지와 동일하거나 이보다 큰 여기 싱글렛 에너지를 가져서 상기 양자점에 에너지를 공급하는 지연형광 물질의 혼합물을 포함하고,
    상기 발광층은 상기 양자점과 상기 지연형광 물질 중 상기 양자점의 밴드갭에 해당하는 파장의 광만을 생성하는 것을 특징으로 하는 지연형광-양자점 전계발광다이오드 제조방법.
  12. 양극을 형성하는 단계;
    상기 양극 상부에 발광층을 형성하는 단계; 및
    상기 발광층 상부에 음극을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 발광층은 상기 양극과 상기 음극 사이에 양자점을 포함하는 양자점층과 상기 양자점의 여기 싱글렛 에너지와 동일하거나 이보다 큰 여기 싱글렛 에너지를 가져서 상기 양자점에 에너지를 공급하는 지연형광 물질을 포함하는 지연형광층을 적층하여 형성되며,
    상기 양자점층은 상기 지연형광층과 상기 음극 사이에 위치하도록 형성되고,
    상기 발광층은 상기 양자점과 상기 지연형광 물질 중 상기 양자점의 밴드갭에 해당하는 파장의 광만을 생성하는 것을 특징으로 하는 지연형광-양자점 전계발광다이오드 제조방법.
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