TWI763979B - 量子點發光二極體與其製造方法 - Google Patents
量子點發光二極體與其製造方法Info
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Abstract
一種量子點發光二極體，包含基板、陽極電極層、陰極電極層、發光層以及電子阻擋層。陽極電極層設置於基板上。陰極電極層設置於陽極電極層上。發光層設置於陰極電極層與陽極電極層之間，其中發光層包含複數第一粒子。電子阻擋層設置於發光層與陽極電極層之間，電子阻擋層包含複數第二粒子，其中第一粒子與第二粒子為量子點，第二粒子的尺寸小於第一粒子的尺寸。
Description
本揭露是關於一種量子點發光二極體與其製造方法。
在量子點(Quantum dots，QD)發光二極體中，處於非穩定狀態的電子在發光層中從最高佔據分子軌域(Highest Occupied Molecular Orbital；HOMO)傳遞到最低未占分子軌域(Lowest Unoccupied Molecular Orbital；LUMO)，從而發射光。由於量子點具有高消光係數(extinction coefficient)和優異的量子產率(quantum yield)，所以量子點可發出強烈的螢光。另外，由於來自量子點的光的波長受量子點的大小控制，所以透過控制量子點的大小可以發射全部可見光。
傳統量子點發光二極體難以同時控制電子電洞平衡並將電子保留於發光層中，導致元件放光效率低且元件壽命下降。
本揭露之實施方式提供一種量子點發光二極體與其製造方法，藉由設置電子阻擋層於發光層與電洞傳輸層之間，可有效改善電子電洞平衡，且防止電子影響電洞傳輸層，因此提升了元件效率與元件壽命，使量子點使用穩定性提高。
於部分實施例中，一種量子點發光二極體包含基板、陽極電極層、陰極電極層、發光層以及電子阻擋層。陽極電極層設置於基板上。陰極電極層設置於陽極電極層上。發光層設置於陰極電極層與陽極電極層之間，發光層包含複數第一粒子。電子阻擋層設置於發光層與陽極電極層之間，電子阻擋層包含複數第二粒子，第一粒子與第二粒子為量子點，第二粒子的尺寸小於第一粒子的尺寸。
如於部分實施例中，第一粒子的材料與第二粒子的材料實質上相同。
於部分實施例中，電子阻擋層具有複數P型摻雜物。
於部分實施例中，電子阻擋層包含銀。
於部分實施例中，第二粒子的直徑為約1奈米至約3奈米。
於部分實施例中，第一粒子與第二粒子為硒化鎘。
於部分實施例中，電子阻擋層包含硒化銀。
於部分實施例中，量子點發光二極體更包含至少一電洞傳輸層以及電子傳輸層。電洞傳輸層設置於陽極電極層與電子阻擋層之間，電洞傳輸層直接接觸電子阻擋層。電子傳輸層設置於陰極電極層與發光層之間，電子傳輸層直接接觸發光層。
於部分實施例中，一種量子點發光二極體的製造方法包含設置透明電極於基板上；設置含鎘層於透明電極上；摻雜複數P型摻雜物於含鎘層中；設置發光層於含鎘層上，發光層接觸含鎘層；以及設置金屬電極於發光層上。
於部分實施例中，量子點發光二極體的製造方法更包含設置一有機層於含鎘層與透明電極之間，其中有機層為多層結構。
於部分實施例中，量子點發光二極體的製造方法更包含設置金屬氧化物層於金屬電極與含鎘層之間，其中含鎘層包含複數量子點，量子點的直徑為約1奈米至約3奈米。
10、10':量子點發光二極體
20:基板
30:陽極電極層
40:電洞注入層
50:電洞傳輸層
60、60':電子阻擋層
70:發光層
80:電子傳輸層
90:陰極電極層
100:純電子元件
110:電子傳輸層
120:純電洞元件
130:電洞傳輸層
140:電洞注入層
T、T':厚度
閱讀以下詳細敘述並搭配對應之圖式，可了解本揭露之多個樣態。需留意的是，圖式中的多個特徵並未依照該業界領域之標準作法繪製實際比例。事實上，所述之特徵的尺寸可以任意的增加或減少以利於討論的清晰性。
第1A圖繪示根據本揭露之一實施例的量子點發光二極體的剖面圖；第1B圖繪示根據本揭露之另一實施例的量子點發光二極體的剖面圖；第2A圖繪示本揭露之量子點發光二極體及對比例之電流密度-電壓(J-V)曲線比較圖；第2B圖繪示本揭露之量子點發光二極體及對比例之電流效率(電流發光效率)-亮度曲線比較圖；第3圖繪示本揭露之量子點發光二極體及對比例之亮度-電壓(L-V)曲線比較圖；第4圖繪示純電子元件的剖面圖；第5圖繪示純電子元件及對比例之電流密度-電壓(J-V)曲線比較圖；第6圖繪示純電洞元件的剖面圖；以及第7圖繪示純電洞元件及對比例之電流密度-電壓(J-V)曲線比較圖。
以下將以圖式及詳細說明清楚說明本揭露之精神，任何所屬技術領域中具有通常知識者在瞭解本揭露之實施例後，當可由本揭露所教示之技術，加以改變及修飾，其並不脫離本揭露之精神與範圍。舉例而言，敘述「第一特徵形成於第二特徵上方或上」，於實施例中將包含第一特徵及第二特徵具有直接接觸；且也將包含第一特徵和第二特徵為非直接接觸，具有額外的特徵形成於第一特徵和第二特徵之間。此外，本揭露在多個範例中將重複使用元件標號以和/或文字。重複的目的在於簡化與釐清，而其本身並不會決定多個實施例以和/或所討論的配置之間的關係。
此外，方位相對詞彙，如「在...之下」、「下面」、「下」、「上方」或「上」或類似詞彙，在本文中為用來便於描述繪示於圖式中的一個元件或特徵至另外的元件或特徵之關係。方位相對詞彙除了用來描述裝置在圖式中的方位外，其包含裝置於使用或操作下之不同的方位。當裝置被另外設置(旋轉90度或者其他面向的方位)，本文所用的方位相對詞彙同樣可以相應地進行解釋。
第1A圖繪示根據本揭露之一實施例的量子點發光二極體10的剖面圖。量子點發光二極體10包含基板20、陽極電極層30、電洞注入層(hole injection layer；HIL)40、電洞傳輸層(hole transporting layer；HTL)50、電子阻擋層(electron blocking layer；EBL)60、發光層(light emitting layer)70、電子傳輸層(electron transporting layer；ETL)80以及陰極電極層90。陽極電極層30設置於基板20上，電洞傳輸層50設置於陽極電極層30與電子阻擋層60之間，電洞傳輸層50直接接觸電子阻擋層60。發光層70設置於陰極電極層90與陽極電極層30之間。電子阻擋層60設置於發光層70與陽極電極層30之間。電子傳輸層80設置於陰極電極層90與發光層70之間，電子傳輸層80直接接觸發光層70。陰極電極層90設置於陽極電極層30上。發光層70接觸電子阻擋層60。
基板20可以是玻璃、金屬、塑料、或可撓性基板。陽極電極層30可以由具有較高功函數的導電材料所構成。例如，陽極電極層30可以由如氧化銦錫(ITO)和氧化銦鋅(IZO)的透明導電材料所構成。
電洞注入層40與電洞傳輸層50可為有機層，舉例而言，電洞注入層40可包括諸如(但不限於)以下之材料：三氧化鉬(MoO3)、1,4,5,8,9,11-六氰基六氮雜三亞苯(HAT-CN)或
導電聚合物(例如聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)或聚(3,4-乙烯二氧噻吩)：聚(苯乙烯磺酸鹽)(PEDOT：PSS))。電洞傳輸層50可包含(但不限於)：聚-(N-乙烯基咔唑)(PVK)、聚(4-丁基苯基-二苯基-胺)(聚-TPD)、聚(9,9-二辛基茀-交替-N-(4-第二丁基苯基)二苯胺)(TFB)、三(4-咔唑-9-基苯基)胺(TCTA)及N,N’-二(1-萘基)-N,N’-二苯基-(1,1’-聯苯)-4,4’-二胺(NPB)。
於一實施例中，發光層70可為含鎘層，詳細而言，發光層70包含複數第一粒子，於一實施例中，第一粒子可為量子點，第一粒子可以包含在中心區域的核和覆蓋該核的殼。光從核發出。另外，用於將第一粒子分散在溶劑中的配位基(ligand)可以在殼的表面結合。核和殼在能隙(energy gap)上有差異。
第一粒子可以由II-VI族元素或III-V族元素的奈米尺寸的半導體材料所構成。奈米尺寸的半導體材料例如是硒化鎘(CdSe)、硫化鎘(CdS)、碲化鎘(CdTe)、硒化鋅(ZnSe)、碲化鋅(ZnTe)、硫化鋅(ZnS)、碲化汞(HgTe)、砷化銦(InAs)、磷化銦(InP)和砷化鎵(GaAs)。
電子阻擋層60包含複數第二粒子，於一實施例中，第二粒子可為量子點，舉例而言，第二粒子可以由II-VI族元素或III-V族元素的奈米尺寸的半導體材料所構成。奈米尺寸的半導體材料例如是硒化鎘(CdSe)、硫化鎘(CdS)、碲化鎘(CdTe)、硒化鋅(ZnSe)、碲化鋅(ZnTe)、硫化鋅(ZnS)、碲化汞(HgTe)、砷化銦(InAs)、磷化銦(InP)和砷化鎵(GaAs)。
電子阻擋層60的厚度T介於約10奈米至約15奈米之間。
於一實施例中，第一粒子與第二粒子的材料實質上相同，舉例而言，第一粒子與第二粒子包含硒化鎘。於第一粒子與第二粒子包含硒化鎘的實施例中，第二粒子的尺寸小於第一粒子的尺寸，舉例而言，第二粒子的直徑為約1奈米至約3奈米，第一粒子的直徑大於約3奈米。電性傳導(electric transport)特性與奈米晶體的尺寸相關，舉例而言，電子遷移率隨著奈米晶體直徑增加而提升，並且，電荷傳導(charge transport)是由近程跳躍(Nearest Neighbor Hopping)機制所主導，近程跳躍機制由活化能與指數前因子(pre-exponential factor)所控制，活化能可視為是單一個奈米晶體的電位能(電位能由奈米晶體尺寸決定)，由此可知，由於量子點的尺寸與電子遷移率成正比，藉由設計第二粒子的尺寸小於第一粒子的尺寸，可使得電子在電子阻擋層60中的電子遷移率低於電子在發光層70中的電子遷移率，有效地將電子保留在發光層70而提升元件效率，並防止電子影響電洞傳輸層50，因此提升了元件壽命，使量子點使用穩定性提高。
於部分實施方式中，電子阻擋層60是採用層疊(layer-by-layer；LbL)方法所製作，進一步而言，在層疊方法製作電子阻擋層60時，第二粒子可具有多個短的配位體(ligand)，如此一來，藉由改變第二粒子的配位體的碳鏈長度可控制電子阻擋層60的電子遷移率及電洞遷移率。
在設置發光層70於電子阻擋層60上之前，摻雜複數P型摻雜物於電子阻擋層60中。於第二粒子包含硒化鎘的實
施例中，P型摻雜物可為銀，銀可以置換摻雜(substitutional doping)的方式或是間隙摻雜(interstitial doping)的方式摻雜入電子阻擋層60。於一實施例中，摻雜銀至電子阻擋層60中使得硒化銀(Ag2Se)形成於電子阻擋層60中。當銀以置換摻雜的方式摻雜入電子阻擋層60時，銀可以提供額外的電洞給電子阻擋層60，並且可以使電子遷移率下降，有效的將電子保留在發光層70而提升元件效率，並防止電子影響電洞傳輸層50，因此提升了元件壽命，使量子點使用穩定性提高。
電子傳輸層80可為金屬氧化物層，例如氧化鋅(ZnO)、氧化鈦(TiO2)、氧化鋯(ZrO2)、鎂摻雜氧化鋅(ZnMgO)、氧化錫(SnO2)中任意一種或任意兩種或任意兩種以上組合。
陰極電極層90可以由具有較低功函數的導電材料所構成。例如，陰極電極層90為金屬電極，可以由鋁(Al)、鎂(Mg)和Al-Mg合金其中之一者所構成。
第1B圖為本揭露之一實施例之量子點發光二極體10'的剖面圖，量子點發光二極體10'與量子點發光二極體10的差異在於量子點發光二極體10'的電子阻擋層60'的厚度T'大於量子點發光二極體10的電子阻擋層60的厚度T，舉例而言，厚度T'介於約20奈米至約100奈米之間，量子點發光二極體10的電流發光效率優於量子點發光二極體10'的電流發光效率。應瞭解到，已經在上述實施方式中敘述過的元件與元件連接關係將不再重複贅述。
第2A圖與第2B圖為本揭露的一實施例之具備電
子阻擋層60之量子點發光二極體10(實施例1)、具備電子阻擋層60'之量子點發光二極體10'(實施例2)及對比例之元件特性比較圖。對比例不具有電子阻擋層60，但具有基板20、陽極電極層30、電洞注入層40、電洞傳輸層50、發光層70、電子傳輸層80以及陰極電極層90。
第2A圖為電流密度-電壓(Current density-Voltage；J-V)曲線圖，如第2A圖所示，可知本揭露之具備電子阻擋層60的量子點發光二極體10及10'的載子特性優於對比例。第2B圖為電流發光效率-亮度(Yield-Luminance)曲線圖，可知本揭露之具備電子阻擋層60的量子點發光二極體10及10'的電流發光效率高於對比例約25%。
第3圖為本揭露之一實施例之具備電子阻擋層60之量子點發光二極體10、具備電子阻擋層60'之量子點發光二極體10'及對比例之亮度-電壓(Luminance-Voltage；L-V)曲線比較圖。對比例不具有電子阻擋層60，但具有兩層電洞傳輸層，進一步而言，其具有基板20、陽極電極層30、電洞注入層40、兩層電洞傳輸層、發光層70、電子傳輸層80以及陰極電極層90，其中兩層電洞傳輸層的材料分別為TFB及PVK。由第3圖可知本揭露之量子點發光二極體10及10'比對比例具有更高的元件效率與更高的使用壽命，詳細而言，量子點發光二極體10及10'的使用壽命為對比例的使用壽命的約18.3倍。
為了進一步敘述並證實設置電子阻擋層60於發光層70與電洞傳輸層50之間對量子點發光二極體10的影響，純
電子元件(electron-only device)與純電洞元件(hole-only device)被製作來比較電洞和電子在量子點發光二極體10中的傳輸情形。
第4圖繪示本揭露之一實施例之純電子元件100的剖面圖，純電子元件100包含依序設置於基板20上的陽極電極層30、電子傳輸層110、電子阻擋層60、發光層70、電子傳輸層80以及陰極電極層90。第5圖繪示本揭露之一實施例之純電子元件100及對比例之電流密度-電壓(J-V)曲線比較圖。對比例不具有電子阻擋層60，但具有基板20、陽極電極層30、電子傳輸層110、發光層70、電子傳輸層80以及陰極電極層90，由第5圖可知純電子元件100的電子電流密度低於對比例的電子電流密度，也就是說，電子阻擋層60有助於降低電子電流密度，電子傳輸層110的材料可類似於電子傳輸層80的材料，故於此不再贅述。
第6圖繪示本揭露之一實施例之純電洞元件120的剖面圖，純電洞元件120包含依序設置於基板20上的陽極電極層30、電洞注入層40、電洞傳輸層50、電子阻擋層60、發光層70、電洞傳輸層130、電洞注入層140以及陰極電極層90。第7圖繪示本揭露之一實施例之純電洞元件120及對比例之電流密度-電壓(J-V)曲線比較圖。對比例不具有電子阻擋層60，但具有陽極電極層30、電洞注入層40、電洞傳輸層50、發光層70、電洞傳輸層130、電洞注入層140以及陰極電極層90，由第7圖可知純電洞元件120的電洞電流密度與對比例的電洞電流密度相似，也就是說，電子阻擋層60不會影響電洞電流密
度。電洞傳輸層130及電洞注入層140的材料可分別類似於電洞傳輸層50及電洞注入層40的材料，故於此不再贅述
由以上可知，電子阻擋層60可有效阻擋電子穿越發光層70而影響電洞傳輸層50且不會影響電洞傳輸至發光層70，因此，電子阻擋層60有效改善電子電洞平衡，使電子保留在發光層70而提升量子點發光二極體10的元件效率，亦避免電子影響電洞傳輸層50而緩解了元件老化的情形，使元件壽命提高，並使量子點發光二極體10的使用穩定性提高。
以上概述數個實施方式或實施例的特徵，使所屬領域中具有通常知識者可以從各個方面更加瞭解本揭露。本技術領域中具有通常知識者應可理解，且可輕易地以本揭露為基礎來設計或修飾其他製程及結構，並以此達到相同的目的及/或達到在此介紹的實施方式或實施例相同之優點。本技術領域中具有通常知識者也應了解這些相等的結構並未背離本揭露的揭露精神與範圍。在不背離本揭露的精神與範圍之前提下，可對本揭露進行各種改變、置換或修改。
10‧‧‧量子點發光二極體
20‧‧‧基板
30‧‧‧陽極電極層
40‧‧‧電洞注入層
50‧‧‧電洞傳輸層
60‧‧‧電子阻擋層
70‧‧‧發光層
80‧‧‧電子傳輸層
90‧‧‧陰極電極層
T‧‧‧厚度
Claims (10)
- 一種量子點發光二極體，包含：一基板；一陽極電極層，設置於該基板上；一陰極電極層，設置於該陽極電極層上；一發光層，設置於該陰極電極層與該陽極電極層之間，其中該發光層包含複數第一粒子；以及一電子阻擋層，設置於該發光層與該陽極電極層之間，該電子阻擋層包含複數第二粒子，其中該些第一粒子與該些第二粒子為量子點，該些第二粒子的尺寸小於該些第一粒子的尺寸，該發光層接觸該電子阻擋層，且該電子阻擋層包括複數P型摻雜物。
- 如請求項1所述之量子點發光二極體，其中該些第一粒子的材料與該些第二粒子的材料實質上相同。
- 如請求項1所述之量子點發光二極體，其中該電子阻擋層包含銀。
- 如請求項1所述之量子點發光二極體，其中該些第二粒子的直徑為約1奈米至約3奈米。
- 如請求項1所述之量子點發光二極體，其中該些第一粒子與該些第二粒子為硒化鎘。
- 如請求項1所述之量子點發光二極體，其中該電子阻擋層包含硒化銀。
- 如請求項1所述之量子點發光二極體，更包含：至少一電洞傳輸層，設置於該陽極電極層與該電子阻擋層之間，該電洞傳輸層直接接觸該電子阻擋層；以及一電子傳輸層，設置於該陰極電極層與該發光層之間，該電子傳輸層直接接觸該發光層。
- 一種量子點發光二極體的製造方法，包含：設置一透明電極於一基板上；設置一含鎘層於該透明電極上；摻雜複數P型摻雜物於該含鎘層中；設置一發光層於該含鎘層上，並接觸該含鎘層；以及設置一金屬電極於該發光層上。
- 如請求項8所述之量子點發光二極體的製造方法，更包含：設置一有機層於該含鎘層與該透明電極之間，其中該有機層為多層結構。
- 如請求項8所述之量子點發光二極體的製造方法，更包含：設置一金屬氧化物層於該金屬電極與該含鎘層之間，其 中該含鎘層包含複數量子點，該些量子點的直徑為約1奈米至約3奈米。
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| WO2017039774A2 (en) * | 2015-06-11 | 2017-03-09 | University Of Florida Research Foundation, Incorporated | Monodisperse, ir-absorbing nanoparticles and related methods and devices |
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