KR102364411B1 - Quantum dot light-emitting device, method of fabricating the same and display device including quantum dot light-emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 발광 소자, 디스플레이 소자 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 양자점 발광 소자, 그 제조 방법 및 양자점 발광 소자를 포함하는 디스플레이 소자에 관한 것이다. The present invention relates to a light emitting device, a display device, and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a quantum dot light emitting device, a manufacturing method thereof, and a display device including the quantum dot light emitting device.
양자점(Quantum dot)은 수 내지 수십 나노미터 정도의 크기를 갖는 결정질 반도체로서, 수백에서 수천 개 정도의 원자로 구성될 수 있다. 양자점은 크기가 매우 작기 때문에 단위 부피당 표면적이 넓고, 대부분의 원자들이 결정 표면에 존재할 수 있다. 이러한 양자점은 양자 구속(quantum confinement) 효과에 의한 불연속적 에너지 준위를 갖기 때문에, 연속적인 에너지 밴드를 갖는 벌크(bulk) 상태의 반도체와는 다른 광학적/전기적 특성을 나타낼 수 있다. A quantum dot is a crystalline semiconductor having a size of several to several tens of nanometers, and may be composed of hundreds to thousands of atoms. Because quantum dots are very small in size, they have a large surface area per unit volume, and most atoms can exist on the crystal surface. Since these quantum dots have discontinuous energy levels due to the quantum confinement effect, they may exhibit optical/electrical properties different from those of bulk semiconductors having continuous energy bands.
최근, 양자점을 다양한 광학소자 및 전자소자에 적용하려는 연구가 이루어지고 있다. 특히, 양자점의 전기발광(electroluminescence) 현상을 이용하는 양자점 발광 소자에 대한 관심이 높아지고 있다. 양자점 발광 소자는 고효율 및 저전력 발광소자로 사용될 수 있고, 특히, 좁은 발광 스펙트럼과 용이한 파장 조절 특성 등으로 인하여 차세대 발광 소자의 하나로 주목받고 있다. Recently, research has been conducted to apply quantum dots to various optical and electronic devices. In particular, interest in quantum dot light emitting devices using the electroluminescence phenomenon of quantum dots is increasing. The quantum dot light emitting device can be used as a high-efficiency and low-power light emitting device, and in particular, it is attracting attention as one of the next-generation light emitting devices due to its narrow emission spectrum and easy wavelength control characteristics.
그러나 자발광 타입의 양자점 발광 소자, 즉, 자발광 QLED(quantum dot light-emitting diode)를 이용해서 풀-컬러(full-color) 디스플레이 소자를 제조함에 있어서, 용액 공정(solution process)을 기반으로 한 양자점층의 패터닝 단계가 여러 번 적용되어야 하므로, 제조 공정이 어려울 뿐 아니라 양자점층의 성능이 열화되는 문제가 발생한다. 잉크젯 프린팅을 비롯하여 여러 가지 용액 공정법이 개발되고 있으나, 먼저 패터닝된 양자점층이 후속 공정, 예를 들면, 마스크 형성 공정, 노광 공정, 식각 공정, 현상 공정과 같은 단위 공정에서 다수의 용매 및 자외선(UV ray)에 노출되어, 양자점층이 손상되거나 심각한 성능 저하가 발생할 수 있다. 또한, 용액 공정이 여러 번 진행되면 양자점이 공기 중에 노출되는 시간이 길어지므로, 양자점의 안정성에도 좋지 않은 영향을 줄 수 있다. 이에 실질적인 자발광 QLED의 산업화를 위해서는 양자점층이 외부의 광, 공기, 용매 등에 노출되는 시간을 최소화하고, 양자점층의 성능 및 안정성을 용이하게 확보할 수 있는 기술이 요구된다. However, in manufacturing a full-color display device using a self-luminous type quantum dot light-emitting device, that is, a self-emitting quantum dot light-emitting diode (QLED), a solution process-based Since the patterning step of the quantum dot layer must be applied several times, the manufacturing process is difficult and the performance of the quantum dot layer is deteriorated. Although various solution process methods including inkjet printing have been developed, the quantum dot layer patterned first is subjected to a number of solvents and ultraviolet rays ( UV ray), the quantum dot layer may be damaged or severe performance degradation may occur. In addition, if the solution process is performed several times, the exposure time of the quantum dots to air increases, which may adversely affect the stability of the quantum dots. Accordingly, for the practical industrialization of self-luminous QLEDs, a technology capable of minimizing the exposure time of the quantum dot layer to external light, air, solvent, etc. and easily securing the performance and stability of the quantum dot layer is required.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 양자점층의 패터닝 공정 횟수를 줄임으로써 그에 따른 제반 효과를 얻음과 동시에 양자점에 의한 발광 성능을 향상시킬 수 있는 구성을 갖는 양자점 발광 소자 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다. The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a quantum dot light emitting device having a configuration capable of reducing the number of patterning processes of the quantum dot layer, thereby obtaining various effects, and at the same time improving the light emitting performance by the quantum dot, and a method for manufacturing the same.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기 양자점 발광 소자를 적용한 양자점 디스플레이 소자 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다. In addition, the technical problem to be achieved by the present invention is to provide a quantum dot display device to which the quantum dot light emitting device is applied and a method for manufacturing the same.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 이해될 수 있을 것이다. The problem to be solved by the present invention is not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 서로 다른 컬러의 광을 발생하는 제 1 픽셀 영역, 제 2 픽셀 영역 및 제 3 픽셀 영역을 포함하는 양자점 발광 소자로서, 상호 이격된 제 1 전극 부재와 제 2 전극 부재 사이에 배치된 것으로, 상기 제1 및 제2 전극 부재를 통해 공급된 전기적 에너지를 광학적 에너지로 변환하기 위한 적층 구조를 구비하고, 상기 적층 구조는 상기 제 1 픽셀 영역에 대응하여 배치된 것으로, 제 1 컬러의 발광을 위한 제 1 양자점을 함유하는 제 1 양자점 발광부; 상기 제 2 픽셀 영역에 대응하여 배치된 것으로, 제 2 컬러의 발광을 위한 제 2 양자점을 함유하는 제 2 양자점 발광부; 및 상기 제 1 픽셀 영역, 상기 제 2 픽셀 영역 및 상기 제 3 픽셀 영역에 걸쳐 공통으로 구비된 유기 공통층(organic common layer)을 포함하고, 상기 유기 공통층은 상기 제 3 픽셀 영역에 대응하는 제 1 영역 및 상기 제 1 픽셀 영역과 제 2 픽셀 영역에 대응하는 제 2 영역을 구비하고, 상기 제 1 영역은 제 3 컬러 발광부인 양자점 발광 소자가 제공된다. According to an embodiment of the present invention, a quantum dot light emitting device including a first pixel region, a second pixel region, and a third pixel region emitting light of different colors, wherein the first electrode member and the second electrode are spaced apart from each other It is disposed between the members and has a stacked structure for converting electrical energy supplied through the first and second electrode members into optical energy, wherein the stacked structure is disposed to correspond to the first pixel area, a first quantum dot light emitting unit containing a first quantum dot for light emission of a first color; a second quantum dot light emitting unit disposed to correspond to the second pixel area and containing a second quantum dot for emitting a second color; and an organic common layer commonly provided over the first pixel area, the second pixel area, and the third pixel area, wherein the organic common layer is a third pixel area corresponding to the third pixel area. A quantum dot light emitting device is provided, comprising a first region and a second region corresponding to the first pixel region and the second pixel region, wherein the first region is a third color light emitting unit.
상기 제 1 픽셀 영역은 적색 픽셀 영역일 수 있고, 상기 제 2 픽셀 영역은 녹색 픽셀 영역일 수 있고, 상기 제 3 픽셀 영역은 청색 픽셀 영역일 수 있다. 상기 제 1 양자점 발광부는 적색 양자점 발광부일 수 있고, 상기 제 2 양자점 발광부는 녹색 양자점 발광부일 수 있고, 상기 제 3 컬러 발광부는 청색 발광부일 수 있다. The first pixel area may be a red pixel area, the second pixel area may be a green pixel area, and the third pixel area may be a blue pixel area. The first quantum dot light emitting part may be a red quantum dot light emitting part, the second quantum dot light emitting part may be a green quantum dot light emitting part, and the third color light emitting part may be a blue light emitting part.
상기 유기 공통층의 상기 제 2 영역은 실질적인 비발광 영역일 수 있다. The second region of the organic common layer may be a substantially non-emission region.
상기 유기 공통층의 상기 제 2 영역은 상기 제 1 양자점 발광부 및 제 2 양자점 발광부에 대하여 전하 수송 영역 또는 엑시톤 전달 영역으로 작용할 수 있다. The second region of the organic common layer may function as a charge transport region or an exciton transport region with respect to the first quantum dot light emitting unit and the second quantum dot light emitting unit.
상기 유기 공통층은 상기 제 1 양자점 발광부 및 제 2 양자점 발광부 각각의 상면을 덮으면서 상기 제 3 픽셀 영역으로 연장된 형태를 가질 수 있다. The organic common layer may have a shape extending to the third pixel area while covering upper surfaces of each of the first quantum dot light emitting part and the second quantum dot light emitting part.
상기 유기 공통층은 양자점을 미함유할 수 있다. The organic common layer may not contain quantum dots.
상기 유기 공통층은 상기 제 1 픽셀 영역, 상기 제 2 픽셀 영역 및 상기 제 3 픽셀 영역에서 전체적으로 동일한 재료로 구성될 수 있다. The organic common layer may be entirely made of the same material in the first pixel area, the second pixel area, and the third pixel area.
상기 유기 공통층은 청색 발광을 위한 호스트(host) 재료 및 도펀트(dopant) 재료를 포함할 수 있다. The organic common layer may include a host material and a dopant material for blue light emission.
상기 제 1 양자점 발광부, 상기 제 2 양자점 발광부 및 상기 유기 공통층은 제 1 적층체를 구성할 수 있고, 상기 적층 구조는 상기 제 1 전극 부재와 상기 제 1 적층체 사이에 구비된 정공 수송층; 및 상기 제 2 전극 부재와 상기 제 1 적층체 사이에 구비된 전자 수송층;을 더 포함할 수 있다. The first quantum dot light emitting unit, the second quantum dot light emitting unit, and the organic common layer may constitute a first stacked body, and the stacked structure may include a hole transport layer provided between the first electrode member and the first stacked body. ; and an electron transport layer provided between the second electrode member and the first laminate.
상기 적층 구조는 상기 제 1 전극 부재와 상기 정공 수송층 사이에 구비된 정공 주입층; 및 상기 제 2 전극 부재와 상기 전자 수송층 사이에 구비된 전자 주입층; 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. The stacked structure may include a hole injection layer provided between the first electrode member and the hole transport layer; and an electron injection layer provided between the second electrode member and the electron transport layer. It may further include at least one of.
상기 전자 수송층은 상기 유기 공통층에 접촉될 수 있다. The electron transport layer may contact the organic common layer.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 전술한 양자점 발광 소자를 구비한 양자점 디스플레이 소자가 제공된다. According to another embodiment of the present invention, a quantum dot display device having the above-described quantum dot light emitting device is provided.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 서로 다른 컬러의 광을 발생하는 제 1 픽셀 영역, 제 2 픽셀 영역 및 제 3 픽셀 영역을 포함하는 양자점 발광 소자의 제조 방법으로서, 제 1 전극 부재를 형성하는 단계; 상기 제 1 전극 부재 상에 적층 구조를 형성하는 단계; 및 상기 적층 구조 상에 제 2 전극 부재를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 적층 구조를 형성하는 단계는 상기 제 1 픽셀 영역에 대응하여 배치되고 제 1 컬러의 발광을 위한 제 1 양자점을 함유하는 제 1 양자점 발광부 및 상기 제 2 픽셀 영역에 대응하여 배치되고 제 2 컬러의 발광을 위한 제 2 양자점을 함유하는 제 2 양자점 발광부를 형성하는 단계; 및 상기 제 1 픽셀 영역, 상기 제 2 픽셀 영역 및 상기 제 3 픽셀 영역에 걸쳐 공통으로 구비되는 유기 공통층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 유기 공통층은 상기 제 3 픽셀 영역에 대응하는 제 1 영역 및 상기 제 1 픽셀 영역과 제 2 픽셀 영역에 대응하는 제 2 영역을 구비하고, 상기 제 1 영역은 제 3 컬러 발광부인 양자점 발광 소자의 제조 방법이 제공된다. According to another embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a quantum dot light emitting device including a first pixel region, a second pixel region, and a third pixel region emitting light of different colors, the method comprising the steps of: forming a first electrode member ; forming a stacked structure on the first electrode member; and forming a second electrode member on the laminated structure, wherein the forming of the laminated structure includes a first quantum dot disposed corresponding to the first pixel area and containing a first quantum dot for emitting light of a first color. forming a first quantum dot light emitting unit and a second quantum dot light emitting unit disposed to correspond to the second pixel area and containing a second quantum dot for light emission of a second color; and forming an organic common layer commonly provided over the first pixel area, the second pixel area, and the third pixel area, wherein the organic common layer is a first corresponding to the third pixel area. There is provided a method of manufacturing a quantum dot light emitting device comprising a region and a second region corresponding to the first pixel region and the second pixel region, wherein the first region is a third color light emitting unit.
상기 제 1 픽셀 영역은 적색 픽셀 영역일 수 있고, 상기 제 2 픽셀 영역은 녹색 픽셀 영역일 수 있고, 상기 제 3 픽셀 영역은 청색 픽셀 영역일 수 있다. 상기 제 1 양자점 발광부는 적색 양자점 발광부일 수 있고, 상기 제 2 양자점 발광부는 녹색 양자점 발광부일 수 있고, 상기 제 3 컬러 발광부는 청색 발광부일 수 있다. The first pixel area may be a red pixel area, the second pixel area may be a green pixel area, and the third pixel area may be a blue pixel area. The first quantum dot light emitting part may be a red quantum dot light emitting part, the second quantum dot light emitting part may be a green quantum dot light emitting part, and the third color light emitting part may be a blue light emitting part.
상기 유기 공통층의 상기 제 2 영역은 실질적인 비발광 영역일 수 있고, 상기 제 1 양자점 발광부 및 제 2 양자점 발광부에 대하여 전하 수송 영역 또는 엑시톤 전달 영역으로 작용할 수 있다. The second region of the organic common layer may be a substantially non-emission region, and may act as a charge transport region or an exciton transport region with respect to the first quantum dot light emitting unit and the second quantum dot light emitting unit.
상기 유기 공통층은 상기 제 1 양자점 발광부 및 제 2 양자점 발광부 각각의 상면을 덮으면서 상기 제 3 픽셀 영역으로 연장된 형태로 형성될 수 있다. The organic common layer may be formed to extend to the third pixel area while covering upper surfaces of each of the first quantum dot light emitting part and the second quantum dot light emitting part.
상기 유기 공통층은 픽셀 영역 단위로 패터닝하는 공정 없이 형성될 수 있다. The organic common layer may be formed without a process of patterning in units of pixel areas.
상기 제 1 양자점 발광부, 상기 제 2 양자점 발광부 및 상기 유기 공통층은 제 1 적층체를 구성할 수 있고, 상기 적층 구조를 형성하는 단계는 상기 제 1 전극 부재와 상기 제 1 적층체 사이에 정공 수송층을 형성하는 단계; 및 상기 제 2 전극 부재와 상기 제 1 적층체 사이에 전자 수송층을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다. The first quantum dot light emitting unit, the second quantum dot light emitting unit, and the organic common layer may constitute a first stacked body, and the forming of the stacked structure may be performed between the first electrode member and the first stacked body. forming a hole transport layer; and forming an electron transport layer between the second electrode member and the first laminate.
상기 적층 구조를 형성하는 단계는 상기 제 1 전극 부재와 상기 정공 수송층 사이에 정공 주입층을 형성하는 단계; 및 상기 제 2 전극 부재와 상기 전자 수송층 사이에 전자 주입층을 형성하는 단계; 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. The forming of the stacked structure may include: forming a hole injection layer between the first electrode member and the hole transport layer; and forming an electron injection layer between the second electrode member and the electron transport layer. It may further include at least one of.
상기 전자 수송층은 상기 유기 공통층에 접촉하도록 형성될 수 있다. The electron transport layer may be formed to contact the organic common layer.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 서로 다른 컬러의 광을 발생하는 제 1 픽셀 영역 및 제 2 픽셀 영역을 포함하는 양자점 발광 소자로서, 상호 이격된 제 1 전극 부재와 제 2 전극 부재 사이에 배치된 것으로, 상기 제1 및 제2 전극 부재를 통해 공급된 전기적 에너지를 광학적 에너지로 변환하기 위한 적층 구조를 구비하고, 상기 적층 구조는 상기 제 1 픽셀 영역에 대응하여 배치된 것으로, 제 1 컬러의 발광을 위한 제 1 양자점을 함유하는 제 1 양자점 발광부; 및 상기 제 1 픽셀 영역 및 상기 제 2 픽셀 영역에 걸쳐 공통으로 구비된 유기 공통층(organic common layer)을 포함하고, 상기 유기 공통층은 상기 제 2 픽셀 영역에 대응하는 제 1 영역 및 상기 제 1 픽셀 영역에 대응하는 제 2 영역을 구비하고, 상기 제 1 영역은 제 2 컬러 발광부인 양자점 발광 소자가 제공된다. According to another embodiment of the present invention, a quantum dot light emitting device including a first pixel region and a second pixel region emitting light of different colors, the quantum dot light emitting device disposed between the first electrode member and the second electrode member spaced apart from each other and a stacked structure for converting electrical energy supplied through the first and second electrode members into optical energy, wherein the stacked structure is disposed to correspond to the first pixel area and emits light of a first color a first quantum dot light emitting unit containing a first quantum dot for; and an organic common layer commonly provided over the first pixel area and the second pixel area, wherein the organic common layer includes a first area corresponding to the second pixel area and the first area A quantum dot light emitting device having a second area corresponding to the pixel area, wherein the first area is a second color light emitting part is provided.
상기 제 1 픽셀 영역은 적색 픽셀 영역 또는 녹색 픽셀 영역일 수 있고, 상기 제 2 픽셀 영역은 청색 픽셀 영역일 수 있다. 상기 제 1 양자점 발광부는 적색 양자점 발광부 또는 녹색 양자점 발광부일 수 있고, 상기 제 2 컬러 발광부는 청색 발광부일 수 있다. The first pixel area may be a red pixel area or a green pixel area, and the second pixel area may be a blue pixel area. The first quantum dot light emitting unit may be a red quantum dot light emitting unit or a green quantum dot light emitting unit, and the second color light emitting unit may be a blue light emitting unit.
본 발명의 실시예들에 따르면, 양자점층의 패터닝 공정 횟수를 줄임으로써 그에 따른 제반 효과를 얻을 수 있고 아울러 양자점에 의한 발광 성능을 더욱 향상시킬 수 있는 구성을 갖는 양자점 발광 소자 및 이를 적용한 양자점 디스플레이 소자를 구현할 수 있다. According to embodiments of the present invention, a quantum dot light emitting device having a configuration that can obtain various effects by reducing the number of patterning processes of the quantum dot layer and further improve the light emitting performance by the quantum dot, and a quantum dot display device to which the same is applied can be implemented.
특히, 실시예들에 따른 방식을 활용하면, 적색, 녹색, 청색 픽셀로 구성되는 풀-컬러(full-color) 디스플레이 소자를 제작함에 있어서, 청색 픽셀에 대한 패터닝 과정을 생략함으로써 비용을 절감하고 생산 소요 시간을 크게 줄이는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 밴드갭(bandgap)이 큰 유기 공통층에서 상대적으로 밴드갭이 작은 양자점층으로의 에너지 트랜스퍼(즉, Forster resonant energy transfer)를 통해서 양자점층 픽셀의 성능이 향상되는 효과를 얻을 수 있다. In particular, if the method according to the embodiments is used, in manufacturing a full-color display device including red, green, and blue pixels, the cost is reduced and production by omitting the patterning process for the blue pixels. It can have the effect of greatly reducing the required time. In addition, through energy transfer (ie, Forster resonant energy transfer) from the organic common layer having a large bandgap to the quantum dot layer having a relatively small bandgap, the performance of the quantum dot layer pixel may be improved.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 양자점 발광 소자(quantum dot light-emitting device)를 보여주는 사시도이다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 양자점 발광 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 양자점 발광 소자의 제 1 픽셀 영역에 적용되는 제 1 단위 발광 소자부에 대응될 수 있는 적색 발광 소자를 보여주는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 양자점 발광 소자의 제 2 픽셀 영역에 적용되는 제 2 단위 발광 소자부에 대응될 수 있는 녹색 발광 소자를 보여주는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 양자점 발광 소자의 제 3 픽셀 영역에 적용되는 제 3 단위 발광 소자부에 대응될 수 있는 청색 발광 소자를 보여주는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 양자점 발광 소자의 전기발광(electroluminescence)(EL) 스펙트럼 특성을 보여주는 그래프이다. 1 is a perspective view showing a quantum dot light-emitting device according to an embodiment of the present invention.
2A to 2D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a quantum dot light emitting device according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view illustrating a red light emitting device that may correspond to a first unit light emitting device applied to a first pixel region of a quantum dot light emitting device according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view showing a green light emitting device that may correspond to a second unit light emitting device applied to a second pixel area of a quantum dot light emitting device according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view illustrating a blue light emitting device that may correspond to a third unit light emitting device unit applied to a third pixel region of a quantum dot light emitting device according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph showing electroluminescence (EL) spectral characteristics of a quantum dot light emitting device according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
이하에서 설명할 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 명확하게 설명하기 위하여 제공되는 것이고, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있다. Examples of the present invention to be described below are provided to more clearly explain the present invention to those of ordinary skill in the art, and the scope of the present invention is not limited by the following examples, The embodiment may be modified in many different forms.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용되는 단수 형태의 용어는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"이라는 용어는 언급한 형상, 단계, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 단계, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다. 또한, 본 명세서에서 사용된 "연결"이라는 용어는 어떤 부재들이 직접적으로 연결된 것을 의미할 뿐만 아니라, 부재들 사이에 다른 부재가 더 개재되어 간접적으로 연결된 것까지 포함하는 개념이다. The terminology used herein is used to describe specific embodiments, not to limit the present invention. As used herein, terms in the singular form may include the plural form unless the context clearly dictates otherwise. Also, as used herein, the terms “comprise” and/or “comprising” refer to a referenced shape, step, number, action, member, element, and/or group that specifies the existence of these groups. and does not exclude the presence or addition of one or more other shapes, steps, numbers, acts, elements, elements, and/or groups thereof. In addition, as used herein, the term “connection” not only means that certain members are directly connected, but also includes indirectly connected members with other members interposed therebetween.
아울러, 본원 명세서에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본원 명세서에서 사용되는 "약", "실질적으로" 등의 정도의 용어는 고유한 제조 및 물질 허용 오차를 감안하여, 그 수치나 정도의 범주 또는 이에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 제공된 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. In addition, in the present specification, when a member is said to be located "on" another member, this includes not only a case in which a member is in contact with another member but also a case in which another member is present between the two members. As used herein, the term “and/or” includes any one and any combination of one or more of those listed items. In addition, as used herein, terms such as "about", "substantially", etc. are used in the meaning of the range or close to the numerical value or degree, in consideration of inherent manufacturing and material tolerances, and to help the understanding of the present application The exact or absolute figures provided for this purpose are used to prevent the infringer from using the mentioned disclosure unfairly.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다. 첨부된 도면에 도시된 영역이나 파트들의 사이즈나 두께는 명세서의 명확성 및 설명의 편의성을 위해 다소 과장되어 있을 수 있다. 상세한 설명 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The size or thickness of the regions or parts shown in the accompanying drawings may be slightly exaggerated for clarity and convenience of description. Like reference numerals refer to like elements throughout the detailed description.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 양자점 발광 소자(quantum dot light-emitting device)를 보여주는 사시도이다. 1 is a perspective view showing a quantum dot light-emitting device according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 양자점 발광 소자는 서로 다른 컬러의 광을 발생하는 제 1 픽셀 영역(P1), 제 2 픽셀 영역(P2) 및 제 3 픽셀 영역(P3)을 포함할 수 있다. 각각의 픽셀 영역(P1, P2, P3)은 서브 픽셀 영역이라고 할 수도 있다. 제 1 픽셀 영역(P1)은 적색 픽셀 영역일 수 있고, 제 2 픽셀 영역(P2)은 녹색 픽셀 영역일 수 있고, 제 3 픽셀 영역(P3)은 청색 픽셀 영역일 수 있다. 이하의 도 1에 대한 설명은 제 1 픽셀 영역(P1)이 적색 픽셀 영역이고, 제 2 픽셀 영역(P2)이 녹색 픽셀 영역이고, 제 3 픽셀 영역(P3)이 청색 픽셀 영역인 경우를 예시로 한다. 그러나, 서브 픽셀 영역의 배열은 다양하게 설계 변형될 수 있으며, 본 발명은 이러한 변형예에도 적용되는 것이다. Referring to FIG. 1 , the quantum dot light emitting device according to the present embodiment may include a first pixel region P1 , a second pixel region P2 , and a third pixel region P3 emitting light of different colors. there is. Each of the pixel regions P1, P2, and P3 may be referred to as a sub-pixel region. The first pixel area P1 may be a red pixel area, the second pixel area P2 may be a green pixel area, and the third pixel area P3 may be a blue pixel area. The following description of FIG. 1 exemplifies a case in which the first pixel area P1 is a red pixel area, the second pixel area P2 is a green pixel area, and the third pixel area P3 is a blue pixel area. do. However, the arrangement of the sub-pixel area may be variously designed and modified, and the present invention is also applied to such a modified example.
일 실시예에 따른 양자점 발광 소자는 상호 이격된 제 1 전극 부재(110)와 제 2 전극 부재(190)를 포함할 수 있다. 또한, 양자점 발광 소자는 제 1 전극 부재(110)와 제 2 전극 부재(190) 사이에 배치되어 이들(110, 190)을 통해 공급된 전기적 에너지를 광학적 에너지로 변환하기 위한 적층 구조(S10)를 포함할 수 있다. A quantum dot light emitting device according to an embodiment may include a
기판(100) 상에 제 1 전극 부재(110)가 구비될 수 있고, 제 1 전극 부재(110) 상에 적층 구조(S10)가 구비될 수 있으며, 적층 구조(S10) 상에 제 2 전극 부재(190)가 구비될 수 있다. 기판(100)은 유리 기판과 같은 투명 기판일 수 있다. 유리 이외에 투명 폴리머 등 다른 재료도 기판(100)의 재료로 적용될 수 있다. 제 1 전극 부재(110)는 복수의 제 1 전극 요소(10)를 포함할 수 있다. 복수의 제 1 전극 요소(10)는, 예컨대, 제 1 방향으로 연장되면서 나란히 배치될 수 있다. 복수의 제 1 전극 요소(10)는 복수의 픽셀 영역(P1, P2, P3)에 각각 대응하도록 배치될 수 있다. 제 2 전극 부재(190)는 복수의 제 2 전극 요소(20)를 포함할 수 있다. 복수의 제 2 전극 요소(20)는, 예컨대, 제 2 방향으로 연장되면서 나란히 배치될 수 있다. 여기서, 상기 제 2 방향은 상기 제 1 방향과 수직한 방향일 수 있다. 따라서, 복수의 제 2 전극 요소(20)는 복수의 제 1 전극 요소(10)에 대하여 수직하게 교차할 수 있다. 그러나, 복수의 제 2 전극 요소(20)의 배열 방향은 달라질 수 있다. 예를 들어, 복수의 제 2 전극 요소(20)는 복수의 제 1 전극 요소(10)와 동일한 방향으로 연장될 수도 있다. The
제 1 전극 부재(110)와 제 2 전극 부재(190) 사이에 배치되는 적층 구조(S10)는 제 1 픽셀 영역(P1)에 대응하여 배치된 적색 양자점 발광부(140) 및 제 2 픽셀 영역(P2)에 대응하여 배치된 녹색 양자점 발광부(150)를 포함할 수 있다. 적색 양자점 발광부(140)는 제 1 컬러, 예를 들면, 적색의 발광을 위한 제 1 양자점을 함유할 수 있다. 녹색 양자점 발광부(150)는 제 2 컬러, 예를 들면, 녹색의 발광을 위한 제 2 양자점을 함유할 수 있다. The stacked structure S10 disposed between the
또한, 적층 구조(S10)는 제 1 픽셀 영역(P1)과 제 2 픽셀 영역(P2) 및 제 3 픽셀 영역(P3)에 걸쳐 공통으로 제공된 유기 공통층(organic common layer)(160)을 포함할 수 있다. 유기 공통층(160)은 제 3 픽셀 영역(P3)에 대응하는 제 1 영역(1) 및 제 1 픽셀 영역(P1)과 제 2 픽셀 영역(P2)에 대응하는 제 2 영역(2)을 구비할 수 있다. 유기 공통층(160)의 상기 제 1 영역(1)은 "청색 발광부"일 수 있다. In addition, the stacked structure S10 may include an organic
유기 공통층(160)은 청색 발광을 위한 호스트(host) 재료 및 도펀트(dopant) 재료를 포함할 수 있다. 즉, 유기 공통층(160)은 호스트-도펀트 시스템을 가질 수 있고, 청색을 발광하는 유기 도펀트 및 그 발광을 제어할 수 있는 유기 호스트를 포함할 수 있다. The organic
유기 공통층(160)은 제 1 픽셀 영역(P1), 제 2 픽셀 영역(P2) 및 제 3 픽셀 영역(P3)에서 전체적으로 동일한 재료로 구성될 수 있다. 유기 공통층(160)은 제 1 픽셀 영역(P1), 제 2 픽셀 영역(P2) 및 제 3 픽셀 영역(P3)에 걸쳐 연속된 하나의 층 구조를 이룰 수 있다. 유기 공통층(160)은 적색 양자점 발광부(140) 및 녹색 양자점 발광부(150) 각각의 상면을 덮으면서 제 3 픽셀 영역(P3)으로 연장된 형태를 가질 수 있다. 따라서, 유기 공통층(160)은 적색 양자점 발광부(140) 및 녹색 양자점 발광부(150) 각각의 상면에 접촉할 수 있고, 제 3 픽셀 영역(P3)에서는 이와 상하로 접촉하는 별도의 양자점 발광부 없이 존재할 수 있다. 유기 공통층(160)은 양자점을 함유하지 않는 유기물층일 수 있다. The organic
이러한 유기 공통층(160)의 제 3 픽셀 영역(P3)에 대응하는 제 1 영역(1)은 "청색 발광부"로 작용할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 제 3 픽셀 영역(P3)에 "제 3 양자점 발광부"를 구비시키지 않고, 유기 공통층(160)을 사용하여 상기한 "청색 발광부"를 구현할 수 있다. 따라서, 풀-컬러(full-color) 디스플레이를 제작함에 있어서, 제 3 픽셀 영역(P3)에 대한 패터닝 과정(양자점층 패터닝 과정)을 생략할 수 있다. 이와 같이 하나의 픽셀(즉, P3)에 대한 패터닝 과정을 생략함으로써 공정을 단순화하고 비용을 절감하며 생산 소요 시간을 크게 줄이는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 양자점층의 패터닝 단계를 여러 번 적용할 경우 발생할 수 있는 제반의 문제점, 즉, 양자점층의 성능이 열화되거나 안정성이 떨어지는 문제 등을 억제할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따르면, 적색 양자점 발광층(140) 및 녹색 양자점 발광층(150)의 성능 및 안정성을 확보하는데 유리할 수 있다. The
한편, 유기 공통층(160)의 제 1 픽셀 영역(P1)과 제 2 픽셀 영역(P2)에 대응하는 제 2 영역(2)은 "실질적인 비발광 영역"일 수 있다. 유기 공통층(160)의 제 2 영역(2)에서는 청색 발광의 기능이 실질적으로 발현되지 않을 수 있다. 대신에, 유기 공통층(160)의 제 2 영역(2)은 적색 양자점 발광부(140) 및 녹색 양자점 발광부(150)에 대하여 전하 수송 영역(즉, 전하 수송층) 또는 엑시톤 전달 영역(즉, 엑시톤 전달층)으로 작용할 수 있다. 따라서, 유기 공통층(160)의 제 2 영역(2)에 의해 적색 양자점 발광부(140) 및 녹색 양자점 발광부(150)의 발광 성능이 향상되는 효과를 얻을 수 있다. Meanwhile, the
유기 공통층(160)의 제 2 영역(2)에서 발생되는 에너지는 적색 양자점 발광부(140) 및 녹색 양자점 발광부(150)로 트랜스퍼(trasnfer)되어 적색 양자점 발광부(140)의 적색 발광 성능 및 녹색 양자점 발광부(150)의 녹색 발광 성능을 개선하는 역할을 할 수 있다. 이러한 에너지 트랜스퍼는 "펠스터 공명 에너지 전이(Forster resonant energy transfer)"일 수 있다. 유기 공통층(160)이 청색 발광을 위한 유기 공통층(청색 유기 공통층)인 경우, 밴드갭(bandgap)이 큰 청색 유기 공통층에서 상대적으로 밴드갭이 작은 적색/녹색 양자점 발광부(140, 150)로 펠스터 공명 에너지 전이(Forster resonant energy transfer)가 용이하게 일어날 수 있고, 이를 통해서 양자점층 픽셀(즉, P1, P2)의 성능이 향상되는 효과를 얻을 수 있다. 이와 관련해서, 유기 공통층(160)(ex, 청색 유기 공통층)에서 청색 발광과 관련된 엑시톤(exciton)이 발생하더라도, 상기 엑시톤이 적색/녹색 양자점 발광부(140, 150)로 트랜스퍼되어 적색 발광 및 녹색 발광의 효율이 개선될 수 있다. 유기 공통층(160)(ex, 청색 유기 공통층)에서 발생되는 에너지는 상대적으로 높고, 적색/녹색 양자점 발광부(140, 150)에서 발생시키고자 하는 에너지(즉, 광에너지)는 상대적으로 낮기 때문에, 에너지 트랜스퍼(energy transfer)에 의한 발광 성능/효율의 개선이 용이하게 이루어질 수 있다. Energy generated in the
적색 양자점 발광부(140), 녹색 양자점 발광부(150) 및 유기 공통층(160)이 하나의 "제 1 적층체"를 구성한다고 할 때, 적층 구조(S10)는 제 1 전극 부재(110)와 상기 제 1 적층체 사이에 구비된 정공 수송층(130) 및 제 2 전극 부재(190)와 상기 제 1 적층체 사이에 구비된 전자 수송층(170)을 더 포함할 수 있다. 또한, 적층 구조(S10)는 제 1 전극 부재(110)와 정공 수송층(130) 사이에 구비된 정공 주입층(120) 및 제 2 전극 부재(190)와 전자 수송층(170) 사이에 구비된 전자 주입층(180) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 전극 부재(110) 상에 정공 주입층(120), 정공 수송층(130), 상기 제 1 적층체(즉, 140 + 150 + 160), 전자 수송층(170), 전자 주입층(180) 및 제 2 전극 부재(190)가 순차로 구비될 수 있다. 이때, 정공 수송층(130)의 상면에 적색 양자점 발광부(140) 및 녹색 양자점 발광부(150)가 각각 구비될 수 있고, 적색 양자점 발광부(140) 및 녹색 양자점 발광부(150)를 덮으면서 제 3 픽셀 영역(P3)으로 확장된 형태의 유기 공통층(160)이 구비될 수 있다. 제 3 픽셀 영역(P3)에서 유기 공통층(160)은 정공 수송층(130)의 상면과 접촉될 수 있다. 또한, 유기 공통층(160) 상에 전자 수송층(170)이 구비될 수 있다. 따라서, 전자 수송층(170)은 유기 공통층(160)에 접촉될 수 있다. 또한, 전자 수송층(170)과 양자점 발광부(140, 150) 사이에 유기 공통층(160)이 구비될 수 있다. When it is assumed that the red quantum dot
본 실시예에 따른 양자점 발광 소자는 제 1 픽셀 영역(P1), 제 2 픽셀 영역(P2) 및 제 3 픽셀 영역(P3)에서 발생된 광이 기판(100) 쪽으로 방출(발광)되는 구조일 수 있다. 이때, 발광을 위한 정공의 공급은 상기 제 1 적층체(즉, 140 + 150 + 160)의 아래쪽으로부터 이루어질 수 있고, 발광을 위한 전자의 공급은 상기 제 1 적층체(즉, 140 + 150 + 160)의 위쪽으로부터 이루어질 수 있다. 유기 공통층(160)은 전자 수송층(170)이 구비되는 쪽에 배치될 수 있고, 유기 공통층(160)의 제 2 영역(2)은 전자를 수송하는 역할을 할 수 있다. 이와 같은 배치 구조를 가질 때, 유기 공통층(160)의 제 2 영역(2)은 에너지 트랜스퍼 기능을 효율적으로 수행할 수 있다. 즉, 전지의 수송은 정공의 수송보다 빠르게 이루어질 수 있기 때문에, 유기 공통층(160)의 제 2 영역(2)이 정공 보다 전자를 수송하는 역할을 수행하는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 유기 공통층(160)의 제 2 영역(2)에서 청색 광이나 이와 관련된 에너지가 발생하더라도, 상기 청색 광이나 이와 관련된 에너지는 그 아래의 적색/녹색 양자점 발광부(140, 150)를 거치면서 에너지 트랜스퍼를 일으키고 적색 발광 및 녹색 발광의 성능/효율을 개선하는 역할을 할 수 있다. 그리고 유기 공통층(160)의 제 2 영역(2)에서는 청색 발광의 기능이 실질적으로 발현되지 않을 수 있다. The quantum dot light emitting device according to the present embodiment may have a structure in which light generated in the first pixel region P1, the second pixel region P2, and the third pixel region P3 is emitted (emitted) toward the
도 1을 참조하여 설명한 실시예에 따른 양자점 발광 소자는 양자점 디스플레이 소자에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 양자점 디스플레이 소자는 도 1을 참조하여 설명한 구성들을 구비할 수 있다. The quantum dot light emitting device according to the embodiment described with reference to FIG. 1 may be applied to a quantum dot display device. Accordingly, the quantum dot display device according to the embodiment of the present invention may have the configurations described with reference to FIG. 1 .
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 양자점 발광 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다. 도 2a 내지 도 2d를 참조하여 아래에서 설명할 양자점 발광 소자의 제조 방법은 앞서 도 1을 참조하여 설명한 내용과 연계하여 이해될 수 있다. 2A to 2D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a quantum dot light emitting device according to an embodiment of the present invention. A method of manufacturing a quantum dot light emitting device, which will be described below with reference to FIGS. 2A to 2D , may be understood in connection with the content described above with reference to FIG. 1 .
도 2a를 참조하면, 소정의 기판(101) 상에 제 1 전극 부재(111)를 형성할 수 있다. 기판(101)은 유리 기판과 같은 투명 기판일 수 있다. 유리 이외에 투명 폴리머 등 다른 재료도 기판(101)의 재료로 적용될 수 있다. 제 1 전극 부재(111)는 복수의 제 1 전극 요소(11)를 포함할 수 있다. 복수의 제 1 전극 요소(11)는, 예컨대, 제 1 방향으로 연장되면서 나란히 배치될 수 있다. 복수의 제 1 전극 요소(11)는 복수의 픽셀 영역(P1, P2, P3)에 각각 대응하도록 배치될 수 있다. Referring to FIG. 2A , the
다음, 제 1 전극 부재(111) 상에 정공 주입층(121) 및 정공 수송층(131)을 차례로 형성할 수 있다. 정공 주입층(121) 및 정공 수송층(131)은 복수의 픽셀 영역(P1, P2, P3)을 덮도록 전체적으로 형성될 수 있다. Next, the
도시하지는 않았지만, 경우에 따라서는, 복수의 제 1 전극 요소(11) 사이의 공간에 절연 재료가 충진될 수도 있다. 또는, 정공 주입층(121)의 일부가 복수의 제 1 전극 요소(11) 사이의 공간을 충진하도록 구비될 수 있다. Although not shown, the space between the plurality of
제 1 픽셀 영역(P1)은 적색 픽셀 영역일 수 있고, 제 2 픽셀 영역(P2)은 녹색 픽셀 영역일 수 있고, 제 3 픽셀 영역(P3)은 청색 픽셀 영역일 수 있다. 이하의 설명은 제 1 픽셀 영역(P1)이 적색 픽셀 영역이고, 제 2 픽셀 영역(P2)이 녹색 픽셀 영역이고, 제 3 픽셀 영역(P3)이 청색 픽셀 영역인 경우를 기준으로 한다. The first pixel area P1 may be a red pixel area, the second pixel area P2 may be a green pixel area, and the third pixel area P3 may be a blue pixel area. The following description is based on a case in which the first pixel area P1 is a red pixel area, the second pixel area P2 is a green pixel area, and the third pixel area P3 is a blue pixel area.
도 2b를 참조하면, 정공 수송층(131) 상에 제 1 픽셀 영역(P1)에 대응하여 배치된 적색 양자점 발광부(141) 및 제 2 픽셀 영역(P2)에 대응하여 배치된 녹색 양자점 발광부(151)를 각각 형성할 수 있다. 적색 양자점 발광부(141)는 제 1 컬러(즉, 적색)의 발광을 위한 제 1 양자점을 함유할 수 있다. 녹색 양자점 발광부(151)는 제 2 컬러(즉, 녹색)의 발광을 위한 제 2 양자점을 함유할 수 있다. 적색 양자점 발광부(141)는 용액 공정을 이용한 패너닝 공정을 통해서 형성될 수 있다. 이와 유사하게, 녹색 양자점 발광부(151)도 용액 공정을 이용한 패너닝 공정을 통해서 형성될 수 있다. 적색 양자점 발광부(141)를 먼저 형성하고, 녹색 양자점 발광부(151)를 나중에 형성할 수 있고, 그 반대일 수도 있다. 도 2b에서는 적색 양자점 발광부(141)와 녹색 양자점 발광부(151)가 접촉된 형태로 도시하였지만, 경우에 따라, 이들은 다소 이격될 수도 있다. Referring to FIG. 2B , a red quantum dot
도 2c를 참조하면, 정공 수송층(131) 상에 적색 양자점 발광부(141) 및 녹색 양자점 발광부(151)를 덮는 유기 공통층(161)을 형성할 수 있다. 다시 말해, 제 1 픽셀 영역(P1), 제 2 픽셀 영역(P2) 및 제 3 픽셀 영역(P3)에 걸쳐 공통으로 구비되는 유기 공통층(161)을 형성할 수 있다. 유기 공통층(161)은 픽셀 영역 단위로 패터닝하는 공정 없이 형성될 수 있다. 따라서, 유기 공통층(161)의 형성 시에는 별도의 마스크를 사용하지 않을 수 있다. 예를 들어, 유기 공통층(161)은 열 증착 공정으로 형성하거나, 그 밖에 다른 공정으로 형성할 수도 있다. Referring to FIG. 2C , an organic
유기 공통층(161)은 제 3 픽셀 영역(P3)에 대응하는 제 1 영역(도 1의 1) 및 제 1 픽셀 영역(P1)과 제 2 픽셀 영역(P2)에 대응하는 제 2 영역(도 1의 2)을 구비할 수 있다. 제 3 픽셀 영역(P3)에 대응하는 유기 공통층(161)의 상기 제 1 영역(도 1의 1)은 "청색 발광부"일 수 있다. 제 1 픽셀 영역(P1)과 제 2 픽셀 영역(P2)에 대응하는 유기 공통층(161)의 상기 제 2 영역(도 1의 2)은 "실질적인 비발광 영역"일 수 있다. The organic
유기 공통층(161)은 청색 발광을 위한 호스트(host) 재료 및 도펀트(dopant) 재료를 포함할 수 있다. 즉, 유기 공통층(161)은 호스트-도펀트 시스템을 가질 수 있고, 청색을 발광하는 유기 도펀트 및 그 발광을 제어할 수 있는 유기 호스트를 포함할 수 있다. 유기 공통층(161)은 제 1 픽셀 영역(P1), 제 2 픽셀 영역(P2) 및 제 3 픽셀 영역(P3)에서 전체적으로 동일한 재료로 구성될 수 있다. 유기 공통층(161)은 제 1 픽셀 영역(P1), 제 2 픽셀 영역(P2) 및 제 3 픽셀 영역(P3)에 걸쳐 연속된 하나의 층 구조를 이룰 수 있다. 유기 공통층(161)은 적색 양자점 발광부(141) 및 녹색 양자점 발광부(151) 각각의 상면을 덮으면서 제 3 픽셀 영역(P3)으로 연장된 형태를 가질 수 있다. 따라서, 유기 공통층(161)은 적색 양자점 발광부(141) 및 녹색 양자점 발광부(151) 각각의 상면에 접촉할 수 있고, 제 3 픽셀 영역(P3)에서는 이와 상하로 접촉하는 별도의 양자점 발광부 없이 존재할 수 있다. 유기 공통층(161)은 양자점을 함유하지 않는 유기물층일 수 있다. The organic
도 2d를 참조하면, 유기 공통층(161) 상에 전자 수송층(171) 및 전자 주입층(181)을 차례로 형성할 수 있다. 전자 수송층(171) 및 전자 주입층(181)은 복수의 픽셀 영역(P1, P2, P3)을 덮도록 전체적으로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 2D , an
다음, 전자 주입층(181) 상에 제 2 전극 부재(191)를 형성할 수 있다. 제 2 전극 부재(191)는 복수의 제 2 전극 요소(21)를 포함할 수 있다. 여기서는, 편의상, 복수의 제 2 전극 요소(21)가 복수의 제 1 전극 요소(11)와 동일한 방향으로 연장된 형태로 도시하였지만, 복수의 제 2 전극 요소(21)는 복수의 제 1 전극 요소(11)와 다른 방향, 즉, 제 2 방향으로 연장된 구조를 가질 수 있다. 복수의 제 2 전극 요소(21)는 복수의 제 1 전극 요소(11)와 수직한 방향으로 연장될 수 있다. Next, the
유기 공통층(161)의 제 3 픽셀 영역(P3)에 대응하는 상기 제 1 영역(도 1의 1)은 "청색 발광부"로 작용할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 제 3 픽셀 영역(P3)에 "제 3 양자점 발광부"를 구비시키지 않고, 유기 공통층(161)을 사용하여 상기한 "청색 발광부"를 구현할 수 있다. 따라서, 풀-컬러(full-color) 디스플레이를 제작함에 있어서, 제 3 픽셀 영역(P3)에 대한 패터닝 과정(양자점층 패터닝 과정)을 생략할 수 있다. 이와 같이 하나의 픽셀(즉, P3)에 대한 패터닝 과정을 생략함으로써 공정을 단순화하고 비용을 절감하며 생산 소요 시간을 크게 줄이는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 양자점층의 패터닝 단계를 여러 번 적용할 경우 발생할 수 있는 제반의 문제점, 즉, 양자점층의 성능이 열화되거나 안정성이 떨어지는 문제 등을 억제할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따르면, 적색 양자점 발광층(141) 및 녹색 양자점 발광층(151)의 성능 및 안정성을 확보하는데 유리할 수 있다. The first area ( 1 of FIG. 1 ) corresponding to the third pixel area P3 of the organic
한편, 유기 공통층(161)의 제 1 픽셀 영역(P1)과 제 2 픽셀 영역(P2)에 대응하는 상기 제 2 영역(도 1의 2)은 "실질적인 비발광 영역"일 수 있다. 유기 공통층(161)의 상기 제 2 영역(도 1의 2)에서는 청색 발광의 기능이 실질적으로 발현되지 않을 수 있다. 대신에, 유기 공통층(161)의 상기 제 2 영역(도 1의 2)은 적색 양자점 발광부(140) 및 녹색 양자점 발광부(150)에 대하여 전하 수송 영역(즉, 전하 수송층) 또는 엑시톤 전달 영역(즉, 엑시톤 전달층)으로 작용할 수 있다. 유기 공통층(161)의 상기 제 2 영역(도 1의 2)에서 적색 양자점 발광부(140) 및 녹색 양자점 발광부(150)로 에너지 트랜스퍼가 발생할 수 있다. 따라서, 유기 공통층(161)의 상기 제 2 영역(도 1의 2)에 의해 적색 양자점 발광부(141) 및 녹색 양자점 발광부(151)의 발광 성능 및 효율이 향상되는 효과를 얻을 수 있다. 이와 관련된 자세한 사항은 도 1에서 유기 공통층(160)의 제 2 영역(2)에 대해 설명한 바와 동일하므로, 이에 대한 반복 설명은 생략한다. Meanwhile, the second region ( 2 of FIG. 1 ) corresponding to the first pixel region P1 and the second pixel region P2 of the organic
부가해서, 도 2d의 구조에서 정공 주입층(121) 및 전자 주입층(181) 중 적어도 하나는 구비되지 않을 수 있다. 또한, 정공 수송층(131) 및 전자 수송층(171) 중 적어도 하나는 구비되지 않을 수 있다. 그 밖에도 도 2d의 구조는 다양하게 변화될 수 있다. In addition, in the structure of FIG. 2D , at least one of the
도 2a 내지 도 2d를 참조하여 설명한 실시예에 따른 양자점 발광 소자의 제조 방법은 양자점 디스플레이 소자의 제조 방법에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 양자점 디스플레이 소자의 제조 방법은 도 2a 내지 도 2d를 참조하여 설명한 공정들을 포함할 수 있다. The method of manufacturing a quantum dot light emitting device according to the embodiment described with reference to FIGS. 2A to 2D may be applied to a method of manufacturing a quantum dot display device. Accordingly, the method of manufacturing a quantum dot display device according to an embodiment of the present invention may include the processes described with reference to FIGS. 2A to 2D.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 양자점 발광 소자의 제 1 픽셀 영역에 적용되는 제 1 단위 발광 소자부에 대응될 수 있는 적색 발광 소자를 보여주는 단면도이다. 3 is a cross-sectional view illustrating a red light emitting device that may correspond to a first unit light emitting device applied to a first pixel region of a quantum dot light emitting device according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 실시예에 따른 양자점 발광 소자의 제 1 단위 발광 소자부에 대응될 수 있는 적색 발광 소자는 기판(100a), 제 1 전극(110a), 정공 주입층(120a), 정공 수송층(130a), 적색 양자점 발광층(140a), 유기 공통층(160a), 전자 수송층(170a), 전자 주입층(180a) 및 제 2 전극(190a)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3 , the red light emitting device that may correspond to the first unit light emitting device portion of the quantum dot light emitting device according to the embodiment includes a
제 1 전극(110a)은 양극, 즉, 양의 전극일 수 있다. 제 1 전극(110a)으로는, 예컨대, 약 150 nm 두께의 ITO(indium tin oxide)가 적용될 수 있다. 제 1 전극(110a)은 기판(100a) 상에 패터닝될 수 있다. 기판(100a)은, 예컨대, 약 0.7 mm의 두께를 갖는 유리 기판일 수 있다. 기판(100a)은 소자 제작 전, 아세톤(acetone), 탈이온수(deionized water), 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol)로 각각 약 15분 동안 초음파 세척조(ultrasonic bath)에서 세척하고, 약 120℃ 온도의 오븐에서 약 12 시간 이상 보관한 후, 사용할 수 있다. The
이후, 제 1 전극(110a)이 형성된 기판(100a) 위의 잔여물을 제거하고 친수성을 띠게 하기 위해, 제 1 전극(110a)이 형성된 기판(100a)의 표면을 자외선-오존(UV-ozone)으로 약 15분 동안 표면 처리를 진행할 수 있고, 그 위에 정공 주입층(120a)을 형성할 수 있다. 정공 주입층(120a)으로는 PEDOT:PSS, 즉, poly(ethylenedioxythiophene):polystyrene sulphonate를 적용할 수 있다. 정공 주입층(120a)은 스핀 코팅 방식으로 형성할 수 있다. 상기 스핀 코팅은, 예컨대, 3000 rpm의 속도 및 4초의 가속 조건으로 60초 간 수행할 수 있다. 상기 스핀 코팅 시, 예컨대, 약 0.45 ㎛의 기공(pore) 사이즈를 갖는 PVDF(polyvinylidene fluoride) 필터를 사용하여 PEDOT:PSS 용액을 투과시킨 후, 투과된 용액을 사용할 수 있다. 스핀 코팅층이 형성된 소자부는 핫플레이트(hot plate) 상에서, 예컨대, 약 150℃ 온도로 약 30분 간 열처리를 수행할 수 있다. 이와 같은 방식으로 형성된 정공 주입층(120a)의 두께는 약 45 nm 정도일 수 있다. 정공 주입층(120a)은 높은 전기전도도를 갖는 PEDOT:PSS의 특성 상 전극에 준하는 역할을 수행할 수 있으며, 정공 주입층(120a)을 통한 정공의 주입이 원활히 이루어질 수 있다. Thereafter, in order to remove the residue on the
상기 열처리가 완료된 소자부는 아르곤(Ar)으로 채워진 글러브 박스(glove box) 안으로 이동시킨 뒤, 정공 주입층(120a) 상에 정공 수송층(130a)을 형성할 수 있다. 정공 수송층(130a)으로는 PVK, 즉, poly(9-vinylcarbazole)를 적용할 수 있다. 정공 수송층(130a)도 스핀 코팅 방식으로 형성할 수 있다. 이때, 상기 스핀 코팅은 4000 rpm의 속도로 약 30초 동안 수행할 수 있다. 스핀 코팅에 사용된 PVK는 클로로벤젠(chlorobenzene)에 녹여 20 mg/mL의 농도를 갖는 용액(즉, PVK 용액)의 형태일 수 있고, 스핀 코팅 시 약 0.2 ㎛의 기공 사이즈를 갖는 PTFE (polytetrafluoroethylene) 필터에 용액을 투과시켜 사용할 수 있다. 이와 같은 방식으로 형성된 정공 수송층(130a)은 약 50 nm 정도의 두께를 가질 수 있다. After the heat treatment is completed, the device part may be moved into a glove box filled with argon (Ar), and then the
다음으로, 정공 수송층(130a) 상에 적색 양자점 발광층(140a)을 형성할 수 있다. 적색 양자점 발광층(140a)은 적색 양자점으로, 예컨대, CdZnSe/ZnS QD를 사용할 수 있다. 이 경우, 헥산(hexane)에 분산된 9 mg/mL의 적색 CdZnSe/ZnS QD를 상기 PVDF 필터에 투과시킨 후, 약 4000 rpm 속도로 30초 간 스핀 코팅한 다음, 핫플레이트 상에서 약 75℃ 온도로 약 30분 간 열처리를 수행할 수 있다. 적층된 적색 양자점 발광층(140a)의 두께는 약 30 nm 정도일 수 있다. Next, a red quantum
이후, 적색 양자점 발광층(140a) 상에 유기 공통층(160a), 전자 수송층(170a), 전자 주입층(180a) 및 제 2 전극(190a)을 진공 열증착 방법으로 차례로 형성할 수 있다. 유기 공통층(160a)은 청색 발광을 위한 유기물을 포함하는 청색 유기 공통층일 수 있다. 유기 공통층(160a)은 호스트(host)-도펀트(dopant) 시스템을 적용하며 청색을 발광하는 유기 도펀트 및 그 발광을 제어할 수 있는 유기 호스트를 포함하도록 형성할 수 있다. 예를 들어, 유기 공통층(160a)은 청색 인광 도펀트로서 퍼픽(Firpic)을 포함할 수 있다. 전자 수송층(170a)의 재료로는 전자 이동도가 높고 유기 공통층(160a)으로 전자 주입을 원활히 할 수 있는 에너지 레벨을 갖는 유기물이 사용될 수 있다. 전자 주입층(180a)의 재료로는 진공 에너지 레벨을 조절하여 전자 수송층(170a)으로의 전자 이동을 원활하게 할 수 있는 유기물이 사용될 수 있는데, 일례로, 플루오린화 리튬(lithium fluoride)이 사용될 수 있다. 제 2 전극(190a)의 재료로는 높은 반사율을 가져 소자 내부에서 발생한 광을 기판(100a) 방향으로 반사시킬 수 있는 금속 재료가 사용될 수 있는데, 일례로, 알루미늄(Al)이 사용될 수 있다. 따라서, 제 2 전극(190a)은 반사 전극일 수 있고, 소자 내부에서 발생된 광은 기판(100a) 쪽으로 방출될 수 있다. Thereafter, the organic
상기한 도 3의 적색 발광 소자는 본 발명의 실시예에 따른 양자점 발광 소자의 제 1 픽셀 영역(도 1 및 도 2d의 P1)에 적용되는 제 1 단위 발광 소자부(즉, 적색 발광 소자부)에 대응될 수 있다. 그러나, 도 3을 참조하여 설명한 적색 발광 소자의 구체적인 재료, 공정 조건, 두께 등은 예시적인 것에 불과하고, 이는 다양하게 변화될 수 있다. The red light emitting device of FIG. 3 is a first unit light emitting device part (ie, a red light emitting device part) applied to the first pixel region (P1 of FIGS. 1 and 2D ) of the quantum dot light emitting device according to an embodiment of the present invention. can correspond to However, specific materials, process conditions, thickness, etc. of the red light emitting device described with reference to FIG. 3 are merely exemplary and may be variously changed.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 양자점 발광 소자의 제 2 픽셀 영역에 적용되는 제 2 단위 발광 소자부에 대응될 수 있는 녹색 발광 소자를 보여주는 단면도이다. 4 is a cross-sectional view illustrating a green light emitting device that may correspond to a second unit light emitting device unit applied to a second pixel area of a quantum dot light emitting device according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 실시예에 따른 양자점 발광 소자의 제 2 단위 발광 소자부에 대응될 수 있는 녹색 발광 소자는 기판(100a), 제 1 전극(110a), 정공 주입층(120a), 정공 수송층(130a), 녹색 양자점 발광층(150a), 유기 공통층(160a), 전자 수송층(170a), 전자 주입층(180a) 및 제 2 전극(190a)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 4 , the green light emitting device that may correspond to the second unit light emitting device portion of the quantum dot light emitting device according to the embodiment includes a
도 4의 녹색 발광 소자는 도 3의 적색 발광 소자와 양자점 발광층의 재료에서 차이가 있고, 그 외에 다른 구성요소는 동일할 수 있다. 도 4의 녹색 양자점 발광층(150a)은 녹색 양자점으로, 예컨대, CdZnSeS/ZnS QD를 사용할 수 있다. 이 경우, 헥산(hexane)에 분산된 9 mg/mL의 녹색 CdZnSeS/ZnS QD를 상기 PVDF 필터에 투과시킨 후, 약 4000 rpm 속도로 30초 간 스핀 코팅한 다음, 핫플레이트 상에서 약 75℃ 온도로 약 30분 간 열처리를 수행할 수 있다. 적층된 녹색 양자점 발광층(150a)의 두께는, 예컨대, 약 30 nm 정도일 수 있다. 그러나, 녹색 양자점 발광층(150a)의 재료, 형성 조건, 두께 등은 예시적인 것에 불과하고, 다양하게 변화될 수 있다. The green light emitting device of FIG. 4 is different from the red light emitting device of FIG. 3 in the material of the quantum dot light emitting layer, and other components may be the same. The green quantum
도 4의 녹색 발광 소자는 본 발명의 실시예에 따른 양자점 발광 소자의 제 2 픽셀 영역(도 1 및 도 2d의 P2)에 적용되는 제 2 단위 발광 소자부(즉, 녹색 발광 소자부)에 대응될 수 있다. The green light emitting device of FIG. 4 corresponds to the second unit light emitting device part (ie, the green light emitting device part) applied to the second pixel area (P2 of FIGS. 1 and 2D ) of the quantum dot light emitting device according to the embodiment of the present invention. can be
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 양자점 발광 소자의 제 3 픽셀 영역에 적용되는 제 3 단위 발광 소자부에 대응될 수 있는 청색 발광 소자를 보여주는 단면도이다. 5 is a cross-sectional view illustrating a blue light emitting device that may correspond to a third unit light emitting device unit applied to a third pixel region of a quantum dot light emitting device according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 실시예에 따른 양자점 발광 소자의 제 3 단위 발광 소자부에 대응될 수 있는 청색 발광 소자는 기판(100a), 제 1 전극(110a), 정공 주입층(120a), 정공 수송층(130a), 유기 공통층(160a), 전자 수송층(170a), 전자 주입층(180a) 및 제 2 전극(190a)을 포함할 수 있다. 여기서, 유기 공통층(160a)은 청색 발광층(즉, 청색 유기 발광층)일 수 있다. 도 5의 소자 구조는 도 3의 소자 구조에서 적색 양자점 발광층(140a)만 배제한 구조와 대응되거나 거의 유사할 수 있다. 도 5의 소자는 도 3의 적색 발광 소자와 비교하여 적색 양자점 발광층(140a)을 제외한 나머지 구조, 재료, 제작 방법 등에서 동일할 수 있다. Referring to FIG. 5 , the blue light emitting device that may correspond to the third unit light emitting device portion of the quantum dot light emitting device according to the embodiment includes a
도 5의 청색 발광 소자는 본 발명의 실시예에 따른 양자점 발광 소자의 제 3 픽셀 영역(도 1 및 도 2d의 P3)에 적용되는 제 3 단위 발광 소자부(즉, 청색 발광 소자부)에 대응될 수 있다. The blue light emitting device of FIG. 5 corresponds to the third unit light emitting device part (ie, the blue light emitting device part) applied to the third pixel region (P3 of FIGS. 1 and 2D ) of the quantum dot light emitting device according to the embodiment of the present invention. can be
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 양자점 발광 소자의 전기발광(electroluminescence)(EL) 스펙트럼 특성을 보여주는 그래프이다. 도 6은 도 3, 도 4 및 도 5의 소자들의 전기발광(EL) 특성을 평가한 결과이다. 이러한 평가 결과는 도 3, 도 4 및 도 5의 소자들이 조합된 도 1의 양자점 발광 소자에 대한 결과에 대응될 수 있다. 도 3, 도 4 및 도 5의 각 소자에 Keithley 237 source meter로 전류를 흘려주면서 전기적 특성을 측정하였고, Keithley 2000 multimeter, silicon photodiode 및 photomultiplier tube를 사용해서 광량을 측정하였다. 또한, Konica Minolta CS 2000을 이용해서 전기발광(EL) 스펙트럼을 측정하였다. 6 is a graph showing electroluminescence (EL) spectral characteristics of a quantum dot light emitting device according to an embodiment of the present invention. 6 is a result of evaluating the electroluminescence (EL) characteristics of the devices of FIGS. 3, 4 and 5 . This evaluation result may correspond to the result of the quantum dot light emitting device of FIG. 1 in which the devices of FIGS. 3, 4 and 5 are combined. Electrical characteristics were measured while flowing a current to each device in FIGS. 3, 4 and 5 with a Keithley 237 source meter, and the amount of light was measured using a Keithley 2000 multimeter, silicon photodiode and photomultiplier tube. In addition, electroluminescence (EL) spectra were measured using a Konica Minolta CS 2000.
도 6을 참조하면, 확연히 구분되는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 발광 피크들이 나타나는 것을 확인할 수 있다. 적색 발광 소자 및 녹색 발광 소자의 경우, 청색 발광 성분은 충분히 억제되어 각각의 색순도에 미치는 영향이 거의 없는 것을 확인할 수 있다. 또한, 청색 발광 소자 역시 청색 도펀트로부터 발생하는 청색 발광 성분만 관찰되는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에서와 같이 세 개의 픽셀 영역에 공통으로 적용된 유기 공통층을 사용하더라도, R/G/B 발광에 의한 풀-컬러(full-color) 디스플레이 구현이 가능하고, 개선된 발광 성능 및 효율을 갖는 양자점 디스플레이 구현이 가능할 수 있다. Referring to FIG. 6 , it can be seen that red (R), green (G), and blue (B) emission peaks that are clearly distinguished appear. In the case of the red light emitting device and the green light emitting device, it can be seen that the blue light emitting component is sufficiently suppressed to have little effect on the color purity of each. Also, it can be seen that only the blue light emitting component generated from the blue dopant is observed in the blue light emitting device. Accordingly, even when an organic common layer commonly applied to three pixel areas is used as in the embodiment of the present invention, a full-color display by R/G/B light emission is possible, and improved light emission is achieved. It may be possible to implement a quantum dot display with performance and efficiency.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 양자점층의 패터닝 공정 횟수를 줄임으로써 그에 따른 제반 효과를 얻을 수 있고 아울러 양자점에 의한 발광 성능을 더욱 향상시킬 수 있는 구성을 갖는 양자점 발광 소자 및 이를 적용한 양자점 디스플레이 소자를 구현할 수 있다. 특히, 실시예들에 따른 방식을 활용하면, 적색, 녹색, 청색 픽셀로 구성되는 풀-컬러(full-color) 디스플레이 소자를 제작함에 있어서, 청색 픽셀에 대한 패터닝 과정을 생략함으로써 비용을 절감하고 생산 소요 시간을 크게 줄이는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 밴드갭(bandgap)이 큰 유기 공통층에서 상대적으로 밴드갭이 작은 양자점층으로의 에너지 트랜스퍼(즉, Forster resonant energy transfer)를 통해서 양자점층 픽셀의 성능이 향상되는 효과를 얻을 수 있다. As described above, according to the embodiment of the present invention, various effects can be obtained by reducing the number of patterning processes of the quantum dot layer, and the quantum dot light emitting device having a configuration that can further improve the light emitting performance by the quantum dot and A quantum dot display device to which this is applied can be implemented. In particular, if the method according to the embodiments is used, in manufacturing a full-color display device including red, green, and blue pixels, the cost is reduced and production by omitting the patterning process for the blue pixels. It can have the effect of greatly reducing the required time. In addition, through energy transfer (ie, Forster resonant energy transfer) from the organic common layer having a large bandgap to the quantum dot layer having a relatively small bandgap, the performance of the quantum dot layer pixel may be improved.
부가적으로, 이상의 실시예에서는, 양자점 발광 소자가 세 개의 픽셀 영역(P1, P2, P3)을 포함하는 경우를 주로 설명하였지만, 다른 실시예의 경우, 양자점 발광 소자는 기본 단위로서 두 개의 픽셀 영역을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 실시예에 따른 양자점 발광 소자는 서로 다른 컬러의 광을 발생하는 제 1 픽셀 영역 및 제 2 픽셀 영역을 포함할 수 있고, 상호 이격된 제 1 전극 부재와 제 2 전극 부재 사이에 배치된 적층 구조를 구비할 수 있으며, 상기 적층 구조는 상기 제 1 픽셀 영역에 대응하여 배치된 것으로 제 1 컬러의 발광을 위한 제 1 양자점을 함유하는 제 1 양자점 발광부, 및 상기 제 1 픽셀 영역 및 상기 제 2 픽셀 영역에 걸쳐 공통으로 구비된 유기 공통층(organic common layer)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 유기 공통층은 상기 제 2 픽셀 영역에 대응하는 제 1 영역 및 상기 제 1 픽셀 영역에 대응하는 제 2 영역을 구비할 수 있고, 상기 제 1 영역은 제 2 컬러 발광부일 수 있다. 여기서, 상기 제 1 픽셀 영역은, 예컨대, 적색 픽셀 영역 또는 녹색 픽셀 영역일 수 있고, 상기 제 2 픽셀 영역은, 예컨대, 청색 픽셀 영역일 수 있다. 상기 제 1 양자점 발광부는, 예컨대, 적색 양자점 발광부 또는 녹색 양자점 발광부일 수 있고, 상기 제 2 컬러 발광부는, 예컨대, 청색 발광부일 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 양자점 발광 소자는 기본 단위로서 네 개 또는 그 이상의 픽셀 영역을 포함할 수도 있다. Additionally, in the above embodiment, the case where the quantum dot light emitting device includes three pixel regions P1, P2, and P3 has been mainly described, but in other embodiments, the quantum dot light emitting device has two pixel regions as a basic unit. may include For example, the quantum dot light emitting device according to the embodiment may include a first pixel region and a second pixel region emitting light of different colors, and disposed between the first electrode member and the second electrode member spaced apart from each other. a stacked structure, wherein the stacked structure is disposed to correspond to the first pixel area, and includes a first quantum dot light emitting unit containing a first quantum dot for emitting a first color, and the first pixel area; An organic common layer commonly provided over the second pixel area may be included. Here, the organic common layer may include a first area corresponding to the second pixel area and a second area corresponding to the first pixel area, and the first area may be a second color light emitting part. Here, the first pixel area may be, for example, a red pixel area or a green pixel area, and the second pixel area may be, for example, a blue pixel area. The first quantum dot light emitting unit may be, for example, a red quantum dot light emitting unit or a green quantum dot light emitting unit, and the second color light emitting unit may be, for example, a blue light emitting unit. According to another embodiment, the quantum dot light emitting device may include four or more pixel areas as a basic unit.
본 명세서에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 실시예에 따른 양자점 발광 소자와 그 제조 방법 및 양자점 발광 소자를 포함하는 디스플레이 소자가, 본 발명의 기술적 사상이 벗어나지 않는 범위 내에서, 다양하게 치환, 변경 및 변형될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 구체적인 예로, 전술한 실시예에서 제 1 픽셀 영역(P1), 제 2 픽셀 영역(P2) 및 제 3 픽셀 영역(P3)에 각각 해당하는 컬러는 다양하게 변화될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 또한, 실시예에 따른 양자점 발광 소자는 디스플레이 소자에 적용될 수 있을 뿐 아니라 QLED를 기반한 조명 장치 등에도 적용될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 때문에 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다. In the present specification, preferred embodiments of the present invention have been disclosed, and although specific terms are used, these are only used in a general sense to easily explain the technical content of the present invention and help the understanding of the present invention, and to limit the scope of the present invention. It is not meant to be limiting. It is apparent to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains that other modifications based on the technical spirit of the present invention can be implemented in addition to the embodiments disclosed herein. For those of ordinary skill in the art, a quantum dot light emitting device according to the embodiment described with reference to FIGS. 1 to 6 and a method for manufacturing the same and a display device including the quantum dot light emitting device, the technical spirit of the present invention does not deviate It will be appreciated that various substitutions, changes, and modifications can be made without departing from the scope. As a specific example, it will be appreciated that the colors corresponding to each of the first pixel area P1 , the second pixel area P2 , and the third pixel area P3 may be variously changed in the above-described embodiment. In addition, it will be appreciated that the quantum dot light emitting device according to the embodiment can be applied not only to a display device, but also to a QLED-based lighting device. Therefore, the scope of the invention should not be determined by the described embodiments, but should be determined by the technical idea described in the claims.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호설명 *
100, 101 : 기판 110, 111 : 제 1 전극 부재
120, 121 : 정공 주입층 130, 131 : 정공 수송층
140, 141 : 적색 양자점 발광부 150, 151 : 녹색 양자점 발광부
160, 161 : 유기 공통층 170, 171 : 전자 수송층
180, 181 : 전자 주입층 190, 191 : 제 2 전극 부재
P1 : 제 1 픽셀 영역 P2 : 제 2 픽셀 영역
P3 : 제 3 픽셀 영역 S10 : 적층 구조* Explanation of symbols for the main parts of the drawing *
100, 101:
120, 121:
140, 141: red quantum dot
160, 161: organic
180, 181:
P1: first pixel area P2: second pixel area
P3: third pixel area S10: stacked structure
Claims (22)
상호 이격된 제 1 전극 부재와 제 2 전극 부재 사이에 배치된 것으로, 상기 제1 및 제2 전극 부재를 통해 공급된 전기적 에너지를 광학적 에너지로 변환하기 위한 적층 구조를 구비하고,
상기 적층 구조는,
상기 제 1 픽셀 영역에 대응하여 배치된 것으로, 제 1 컬러의 발광을 위한 제 1 양자점을 함유하는 제 1 양자점 발광부;
상기 제 2 픽셀 영역에 대응하여 배치된 것으로, 제 2 컬러의 발광을 위한 제 2 양자점을 함유하는 제 2 양자점 발광부; 및
상기 제 1 픽셀 영역, 상기 제 2 픽셀 영역 및 상기 제 3 픽셀 영역에 걸쳐 공통으로 구비된 유기 공통층(organic common layer)을 포함하고,
상기 유기 공통층은 상기 제 3 픽셀 영역에 대응하는 제 1 영역 및 상기 제 1 픽셀 영역과 제 2 픽셀 영역에 대응하는 제 2 영역을 구비하고, 상기 제 1 영역은 제 3 컬러 발광부이고, 상기 제 2 영역은 실질적인 비발광 영역이며,
상기 유기 공통층은 상기 제 1 양자점 발광부 및 상기 제 2 양자점 발광부 각각에 직접 접촉하도록 구비되고,
상기 유기 공통층의 상기 제 2 영역은 상기 제 1 양자점 발광부 및 제 2 양자점 발광부에 대하여 엑시톤 전달 영역으로 작용하며,
상기 유기 공통층의 상기 제 2 영역에서 상기 제 1 양자점 발광부 및 상기 제 2 양자점 발광부 각각으로 펠스터 공명 에너지 전이(Forster resonant energy transfer)가 발생되고, 상기 유기 공통층의 상기 제 2 영역에서 발생된 엑시톤이 상기 제 1 양자점 발광부 및 상기 제 2 양자점 발광부 각각으로 트랜스퍼되어 상기 제 1 컬러의 발광 효율 및 상기 제 2 컬러의 발광 효율이 증가되도록 구성된 양자점 발광 소자. A quantum dot light emitting device comprising a first pixel region, a second pixel region, and a third pixel region emitting light of different colors, the quantum dot light emitting device comprising:
It is disposed between the first electrode member and the second electrode member spaced apart from each other and has a laminated structure for converting electrical energy supplied through the first and second electrode members into optical energy,
The layered structure is
a first quantum dot light emitting unit disposed to correspond to the first pixel area and containing a first quantum dot for emitting a first color;
a second quantum dot light emitting unit disposed to correspond to the second pixel area and containing a second quantum dot for emitting a second color; and
an organic common layer commonly provided over the first pixel area, the second pixel area, and the third pixel area;
The organic common layer includes a first area corresponding to the third pixel area and a second area corresponding to the first pixel area and the second pixel area, the first area being a third color light emitting part, and the second region is a substantially non-luminescent region;
The organic common layer is provided to directly contact each of the first quantum dot light emitting part and the second quantum dot light emitting part,
The second region of the organic common layer serves as an exciton transfer region with respect to the first quantum dot light emitting unit and the second quantum dot light emitting unit,
In the second region of the organic common layer, Felster resonance energy transfer occurs to each of the first quantum dot light emitting unit and the second quantum dot light emitting unit, and in the second area of the organic common layer The generated exciton is transferred to each of the first quantum dot light emitting unit and the second quantum dot light emitting unit, so that the light emitting efficiency of the first color and the light emitting efficiency of the second color are increased.
상기 제 1 픽셀 영역은 적색 픽셀 영역이고, 상기 제 2 픽셀 영역은 녹색 픽셀 영역이고, 상기 제 3 픽셀 영역은 청색 픽셀 영역이며,
상기 제 1 양자점 발광부는 적색 양자점 발광부이고, 상기 제 2 양자점 발광부는 녹색 양자점 발광부이고, 상기 제 3 컬러 발광부는 청색 발광부인 양자점 발광 소자. The method of claim 1,
the first pixel area is a red pixel area, the second pixel area is a green pixel area, and the third pixel area is a blue pixel area;
The first quantum dot light emitting part is a red quantum dot light emitting part, the second quantum dot light emitting part is a green quantum dot light emitting part, and the third color light emitting part is a blue light emitting quantum dot light emitting device.
상기 유기 공통층의 상기 제 2 영역은 상기 제 1 양자점 발광부 및 제 2 양자점 발광부에 대하여 전하 수송 영역으로 작용하는 양자점 발광 소자. The method of claim 1,
The second region of the organic common layer serves as a charge transport region for the first quantum dot light emitting unit and the second quantum dot light emitting unit.
상기 유기 공통층은 상기 제 1 양자점 발광부 및 제 2 양자점 발광부 각각의 상면을 덮으면서 상기 제 3 픽셀 영역으로 연장된 형태를 갖는 양자점 발광 소자. The method of claim 1,
The organic common layer is a quantum dot light emitting device having a shape extending to the third pixel area while covering the upper surfaces of each of the first quantum dot light emitting part and the second quantum dot light emitting part.
상기 유기 공통층은 양자점을 미함유하는 양자점 발광 소자. The method of claim 1,
The organic common layer is a quantum dot light emitting device that does not contain a quantum dot.
상기 유기 공통층은 상기 제 1 픽셀 영역, 상기 제 2 픽셀 영역 및 상기 제 3 픽셀 영역에서 전체적으로 동일한 재료로 구성된 양자점 발광 소자. The method of claim 1,
The organic common layer is a quantum dot light emitting device formed of the same material in the first pixel region, the second pixel region, and the third pixel region.
상기 유기 공통층은 청색 발광을 위한 호스트(host) 재료 및 도펀트(dopant) 재료를 포함하는 양자점 발광 소자. The method of claim 1,
The organic common layer is a quantum dot light emitting device including a host material and a dopant material for blue light emission.
상기 제 1 양자점 발광부, 상기 제 2 양자점 발광부 및 상기 유기 공통층은 제 1 적층체를 구성하고,
상기 적층 구조는 상기 제 1 전극 부재와 상기 제 1 적층체 사이에 구비된 정공 수송층; 및 상기 제 2 전극 부재와 상기 제 1 적층체 사이에 구비된 전자 수송층을 더 포함하고,
상기 정공 수송층은 상기 제 1, 제 2 및 제 3 픽셀 영역에 걸쳐 연속된 하나의 층으로 형성되고, 상기 유기 공통층은 상기 연속된 하나의 층으로 형성된 상기 정공 수송층에 직접 접촉된 양자점 발광 소자. The method of claim 1,
The first quantum dot light emitting unit, the second quantum dot light emitting unit, and the organic common layer constitute a first laminate,
The stacked structure may include a hole transport layer provided between the first electrode member and the first stacked body; and an electron transport layer provided between the second electrode member and the first laminate,
The hole transport layer is formed as one continuous layer over the first, second, and third pixel regions, and the organic common layer is in direct contact with the hole transport layer formed as the continuous one layer.
상기 적층 구조는 상기 제 1 전극 부재와 상기 정공 수송층 사이에 구비된 정공 주입층; 및 상기 제 2 전극 부재와 상기 전자 수송층 사이에 구비된 전자 주입층; 중 적어도 하나를 더 포함하는 양자점 발광 소자. 10. The method of claim 9,
The stacked structure may include a hole injection layer provided between the first electrode member and the hole transport layer; and an electron injection layer provided between the second electrode member and the electron transport layer. A quantum dot light emitting device further comprising at least one of.
상기 전자 수송층은 상기 유기 공통층에 접촉된 양자점 발광 소자. 10. The method of claim 9,
The electron transport layer is a quantum dot light emitting device in contact with the organic common layer.
제 1 전극 부재를 형성하는 단계;
상기 제 1 전극 부재 상에 적층 구조를 형성하는 단계; 및
상기 적층 구조 상에 제 2 전극 부재를 형성하는 단계를 포함하고,
상기 적층 구조를 형성하는 단계는,
상기 제 1 픽셀 영역에 대응하여 배치되고 제 1 컬러의 발광을 위한 제 1 양자점을 함유하는 제 1 양자점 발광부 및 상기 제 2 픽셀 영역에 대응하여 배치되고 제 2 컬러의 발광을 위한 제 2 양자점을 함유하는 제 2 양자점 발광부를 형성하는 단계; 및
상기 제 1 픽셀 영역, 상기 제 2 픽셀 영역 및 상기 제 3 픽셀 영역에 걸쳐 공통으로 구비되는 유기 공통층을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 유기 공통층은 상기 제 3 픽셀 영역에 대응하는 제 1 영역 및 상기 제 1 픽셀 영역과 제 2 픽셀 영역에 대응하는 제 2 영역을 구비하고, 상기 제 1 영역은 제 3 컬러 발광부이고, 상기 제 2 영역은 실질적인 비발광 영역이며,
상기 유기 공통층은 상기 제 1 양자점 발광부 및 상기 제 2 양자점 발광부 각각에 직접 접촉하도록 구비되고,
상기 유기 공통층의 상기 제 2 영역은 상기 제 1 양자점 발광부 및 제 2 양자점 발광부에 대하여 엑시톤 전달 영역으로 작용하며,
상기 유기 공통층의 상기 제 2 영역에서 상기 제 1 양자점 발광부 및 상기 제 2 양자점 발광부 각각으로 펠스터 공명 에너지 전이(Forster resonant energy transfer)가 발생되고, 상기 유기 공통층의 상기 제 2 영역에서 발생된 엑시톤이 상기 제 1 양자점 발광부 및 상기 제 2 양자점 발광부 각각으로 트랜스퍼되어 상기 제 1 컬러의 발광 효율 및 상기 제 2 컬러의 발광 효율이 증가되도록 구성된 양자점 발광 소자의 제조 방법. A method of manufacturing a quantum dot light emitting device comprising a first pixel region, a second pixel region, and a third pixel region emitting light of different colors, the method comprising:
forming a first electrode member;
forming a stacked structure on the first electrode member; and
forming a second electrode member on the laminated structure;
Forming the laminated structure comprises:
a first quantum dot light emitting unit disposed to correspond to the first pixel area and containing a first quantum dot for light emission of a first color, and a second quantum dot disposed to correspond to the second pixel area and for light emission of a second color; Forming a second quantum dot light emitting unit containing; and
forming an organic common layer commonly provided over the first pixel area, the second pixel area, and the third pixel area;
The organic common layer includes a first area corresponding to the third pixel area and a second area corresponding to the first pixel area and the second pixel area, the first area being a third color light emitting part, and the second region is a substantially non-luminescent region;
The organic common layer is provided to directly contact each of the first quantum dot light emitting part and the second quantum dot light emitting part,
The second region of the organic common layer serves as an exciton transfer region with respect to the first quantum dot light emitting unit and the second quantum dot light emitting unit,
In the second region of the organic common layer, Felster resonance energy transfer occurs to each of the first quantum dot light emitting unit and the second quantum dot light emitting unit, and in the second area of the organic common layer The generated exciton is transferred to each of the first quantum dot light emitting unit and the second quantum dot light emitting unit to increase the light emitting efficiency of the first color and the light emitting efficiency of the second color.
상기 제 1 픽셀 영역은 적색 픽셀 영역이고, 상기 제 2 픽셀 영역은 녹색 픽셀 영역이고, 상기 제 3 픽셀 영역은 청색 픽셀 영역이며,
상기 제 1 양자점 발광부는 적색 양자점 발광부이고, 상기 제 2 양자점 발광부는 녹색 양자점 발광부이고, 상기 제 3 컬러 발광부는 청색 발광부인 양자점 발광 소자의 제조 방법. 14. The method of claim 13,
the first pixel area is a red pixel area, the second pixel area is a green pixel area, and the third pixel area is a blue pixel area;
The first quantum dot light emitting part is a red quantum dot light emitting part, the second quantum dot light emitting part is a green quantum dot light emitting part, and the third color light emitting part is a blue light emitting part.
상기 유기 공통층의 상기 제 2 영역은 상기 제 1 양자점 발광부 및 제 2 양자점 발광부에 대하여 전하 수송 영역으로 작용하는 양자점 발광 소자의 제조 방법. 14. The method of claim 13,
The second region of the organic common layer serves as a charge transport region for the first quantum dot light emitting unit and the second quantum dot light emitting unit.
상기 유기 공통층은 상기 제 1 양자점 발광부 및 제 2 양자점 발광부 각각의 상면을 덮으면서 상기 제 3 픽셀 영역으로 연장된 형태로 형성되는 양자점 발광 소자의 제조 방법. 14. The method of claim 13,
The organic common layer is formed to extend to the third pixel area while covering upper surfaces of each of the first quantum dot light emitting part and the second quantum dot light emitting part.
상기 유기 공통층은 픽셀 영역 단위로 패터닝하는 공정 없이 형성되는 양자점 발광 소자의 제조 방법. 14. The method of claim 13,
The method of manufacturing a quantum dot light emitting device in which the organic common layer is formed without a process of patterning in units of pixel areas.
상기 제 1 양자점 발광부, 상기 제 2 양자점 발광부 및 상기 유기 공통층은 제 1 적층체를 구성하고,
상기 적층 구조를 형성하는 단계는,
상기 제 1 전극 부재와 상기 제 1 적층체 사이에 정공 수송층을 형성하는 단계; 및
상기 제 2 전극 부재와 상기 제 1 적층체 사이에 전자 수송층을 형성하는 단계를 더 포함하고,
상기 정공 수송층은 상기 제 1, 제 2 및 제 3 픽셀 영역에 걸쳐 연속된 하나의 층으로 형성되고, 상기 유기 공통층은 상기 연속된 하나의 층으로 형성된 상기 정공 수송층에 직접 접촉된 양자점 발광 소자의 제조 방법. 14. The method of claim 13,
The first quantum dot light emitting unit, the second quantum dot light emitting unit, and the organic common layer constitute a first laminate,
Forming the laminated structure comprises:
forming a hole transport layer between the first electrode member and the first laminate; and
Further comprising the step of forming an electron transport layer between the second electrode member and the first laminate,
The hole transport layer is formed as one continuous layer over the first, second and third pixel regions, and the organic common layer is in direct contact with the hole transport layer formed as the continuous one layer of the quantum dot light emitting device. manufacturing method.
상기 적층 구조를 형성하는 단계는,
상기 제 1 전극 부재와 상기 정공 수송층 사이에 정공 주입층을 형성하는 단계; 및
상기 제 2 전극 부재와 상기 전자 수송층 사이에 전자 주입층을 형성하는 단계; 중 적어도 하나를 더 포함하는 양자점 발광 소자의 제조 방법. 19. The method of claim 18,
Forming the laminated structure comprises:
forming a hole injection layer between the first electrode member and the hole transport layer; and
forming an electron injection layer between the second electrode member and the electron transport layer; A method of manufacturing a quantum dot light emitting device further comprising at least one of.
상기 전자 수송층은 상기 유기 공통층에 접촉하도록 형성되는 양자점 발광 소자의 제조 방법. 19. The method of claim 18,
The electron transport layer is a method of manufacturing a quantum dot light emitting device is formed to contact the organic common layer.
상호 이격된 제 1 전극 부재와 제 2 전극 부재 사이에 배치된 것으로, 상기 제1 및 제2 전극 부재를 통해 공급된 전기적 에너지를 광학적 에너지로 변환하기 위한 적층 구조를 구비하고,
상기 적층 구조는,
상기 제 1 픽셀 영역에 대응하여 배치된 것으로, 제 1 컬러의 발광을 위한 제 1 양자점을 함유하는 제 1 양자점 발광부; 및
상기 제 1 픽셀 영역 및 상기 제 2 픽셀 영역에 걸쳐 공통으로 구비된 유기 공통층(organic common layer)을 포함하고,
상기 유기 공통층은 상기 제 2 픽셀 영역에 대응하는 제 1 영역 및 상기 제 1 픽셀 영역에 대응하는 제 2 영역을 구비하고, 상기 제 1 영역은 제 2 컬러 발광부이고, 상기 제 2 영역은 실질적인 비발광 영역이며,
상기 유기 공통층은 상기 제 1 양자점 발광부에 직접 접촉하도록 구비되고,
상기 유기 공통층의 상기 제 2 영역은 상기 제 1 양자점 발광부에 대하여 엑시톤 전달 영역으로 작용하며,
상기 유기 공통층의 상기 제 2 영역에서 상기 제 1 양자점 발광부로 펠스터 공명 에너지 전이(Forster resonant energy transfer)가 발생되고, 상기 유기 공통층의 상기 제 2 영역에서 발생된 엑시톤이 상기 제 1 양자점 발광부로 트랜스퍼되어 상기 제 1 컬러의 발광 효율이 증가되도록 구성된 양자점 발광 소자. A quantum dot light emitting device comprising a first pixel region and a second pixel region emitting light of different colors, the quantum dot light emitting device comprising:
It is disposed between the first electrode member and the second electrode member spaced apart from each other and has a laminated structure for converting electrical energy supplied through the first and second electrode members into optical energy,
The layered structure is
a first quantum dot light emitting unit disposed to correspond to the first pixel area and containing a first quantum dot for emitting a first color; and
an organic common layer provided in common over the first pixel area and the second pixel area;
The organic common layer includes a first area corresponding to the second pixel area and a second area corresponding to the first pixel area, the first area being a second color light emitting part, and the second area being substantially It is a non-luminous area,
The organic common layer is provided to directly contact the first quantum dot light emitting part,
The second region of the organic common layer serves as an exciton transfer region with respect to the first quantum dot light emitting unit,
Felster resonance energy transfer occurs from the second region of the organic common layer to the first quantum dot light emitting unit, and excitons generated in the second region of the organic common layer emit the first quantum dot Quantum dot light emitting device configured to be transferred to the second color to increase the luminous efficiency of the first color.
상기 제 1 픽셀 영역은 적색 픽셀 영역 또는 녹색 픽셀 영역이고, 상기 제 2 픽셀 영역은 청색 픽셀 영역이며,
상기 제 1 양자점 발광부는 적색 양자점 발광부 또는 녹색 양자점 발광부이고, 상기 제 2 컬러 발광부는 청색 발광부인 양자점 발광 소자. 22. The method of claim 21,
the first pixel area is a red pixel area or a green pixel area, the second pixel area is a blue pixel area;
The first quantum dot light emitting part is a red quantum dot light emitting part or a green quantum dot light emitting part, and the second color light emitting part is a blue light emitting part.
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