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CN105244448A - 量子点发光二极管器件及具有其的显示设备 - Google Patents

量子点发光二极管器件及具有其的显示设备 Download PDF

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CN105244448A
CN105244448A CN201510563772.0A CN201510563772A CN105244448A CN 105244448 A CN105244448 A CN 105244448A CN 201510563772 A CN201510563772 A CN 201510563772A CN 105244448 A CN105244448 A CN 105244448A
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CN
China
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quantum dot
light emitting
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emitting layer
dot light
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Application number
CN201510563772.0A
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金英美
姜镐哲
金豪镇
李昌熙
车国宪
李成勋
郭正勋
裴完基
李东龟
林才勋
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LG Display Co Ltd
Seoul National University Industry Foundation
SNU R&DB Foundation
Original Assignee
LG Display Co Ltd
Seoul National University Industry Foundation
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Abstract

本发明涉及一种量子点发光二极管器件、具有其的显示设备及其制造方法，该量子点发光二极管器件通过应用反转式量子点发光二极管器件，在通过溶液工艺形成量子点发光层之后形成空穴传输层，从而能够自由选择易于给量子点发光层注入空穴的空穴传输层材料。

Description

量子点发光二极管器件及具有其的显示设备
本申请为申请人“乐金显示有限公司”和“首尔大学校产学协力团”于2011年5月24日提交的优先权日为2010年5月25日、申请号为2011101443126、发明名称为“量子点发光二极管器件及具有其的显示设备”的发明专利申请的分案申请。
本申请要求2010年5月25日提交的韩国专利申请No.10-2010-0048569的权益，在此援引该专利申请作为参考，就像在这里全部列出一样。
技术领域
本发明涉及量子点发光二极管器件以及具有其的显示设备，尤其涉及一种量子点发光二极管器件，其中在通过溶液工艺形成量子点发光层之后形成空穴传输层以形成反转式量子点发光二极管器件，从而能够自由选择易于向量子点发光层注入空穴的空穴传输层材料。
背景技术
作为信息导向时代中可视信息传输媒介，显示设备的重要性正进一步加强，为了在未来占据主导地位，显示设备需要满足更轻、更薄并具有更低功率消耗和更好图像质量的要求。
在显示设备中，近年来正在研究能够通过使用发光材料进行显示的量子点发光二极管器件，以制造纤薄的显示设备、并驱动较长时间以及具有较高色纯度。
量子点QD是纳米粒子。当非稳态的电子从导带向下移向价带时，具有纳米尺寸直径的量子点发光，其中当量子点粒子的尺寸较小时，量子点发射的光的波长变短，当量子点粒子的尺寸较大时，波长变长。这些是量子点区别于目前半导体材料的独特的电光特性。因此，通过控制量子点的尺寸，可产生理想波长的可见光，并通过改变量子点的尺寸和组成，可产生各种颜色。
与一般有机发光二极管器件相比，量子点发光二极管器件是使用量子点代替有机发光材料作为发光层材料的显示设备。尽管使用有机发光材料的有机发光二极管OLED根据设备的种类产生白色、红色、蓝色等这样的单色，但有机发光二极管在华丽地表现一些彩色光方面具有限制。相反，因为量子点发光二极管器件能通过控制量子点的尺寸产生理想的自然色，具有优良的色再现率和并不比发光二极管差的亮度，所以量子点发光二极管器件被聚焦为能弥补发光二极管LED缺陷的材料，作为下一代光源引起注意。
将描述一般量子点发光二极管器件的结构。
图1A和1B图解了一般量子点发光二极管器件的示意性剖面图及其带隙能量的视图。
参照图1A和1B，一般的量子点发光二极管器件在基板100上设置有彼此相对的阳极10和阴极50、阳极10和阴极50之间的量子点发光层30、阳极10与量子点发光层30之间的空穴传输层20、以及量子点发光层30与阴极50之间的电子传输层40。
量子点发光层30填充有每一个的直径都是纳米尺寸的多个量子点31，该量子点31例如是通过溶液工艺在空穴传输层20上涂布在溶剂中溶解有量子点31的量子点溶液并将溶剂挥发而形成的。
空穴传输层20使空穴从阳极10的注入变得容易，并用于将该空穴传输给量子点发光层30。
电子传输层40使电子从阴极的注入变得容易，并用于将电子传输给量子点发光层。
量子点发光层30是通过溶液工艺涂敷量子点材料形成的，用于接收来自空穴传输层20的空穴和来自电子传输层40的电子并将空穴和电子结合以发光。
在该情形中，每个量子点31都具有位于中心用于发光的核33组分、位于核33表面用于保护的壳34、以及覆盖壳表面用于散布溶剂的配体35组分。
在该情形中，因为由于组分不同，核33、壳34和配体35具有彼此不同的带隙能差，从而离核33越远，带隙能差越大。这样，当空穴从空穴传输层20传输到量子点31时，作为在空穴传输到量子点时的能量势垒，壳34或配体35具有比核33的HOMO能级低的HOMO能级。同样，在电子从电子传输层30传输到量子点发光层30时，量子点的壳34或配体35c的LUMO能级比核的LUMO能级高，使壳34或配体成为能量势垒。
同时，如图中所示，可了解到因为在空穴从空穴传输层20传输到量子点发光层30时，与空穴传输层20的高HOMO能级相比，量子点发光层30的壳或配体的HOMO能级非常低，所以空穴传输相对于电子传输来说能量势垒非常高。因而，能够预见到空穴注入到量子点发光层30比较困难，从而导致较差的发光效率，为使量子点发光层30发光而需要高驱动电压，具有较差的发光效率。
此外，在通过溶液工艺在空穴传输层20上形成量子点发光层30的工艺中，用于形成量子点发光层30的溶剂导致溶解空穴传输层20的组分。因为形成不被溶剂溶解的空穴传输层20是一个关键，所以目前用于形成空穴传输层20的材料受到限制。
作为自发光装置，现有技术的有机发光层具有下面的问题。
第一，空穴传输层与量子点发光层之间的大空穴能量势垒使得空穴传输到量子点发光层非常困难，从而由于空穴传输的困难，需要较高的驱动电压，导致较差的发光效率。
第二，在制造一般量子点发光二极管器件时，通过溶液工艺在空穴传输层上形成量子点发光层。由于在形成量子点发光层时，量子点发光层下面的空穴传输层的组分也被溶解，从而需要选择在溶液工艺中不能被溶解的材料，空穴传输层材料受到限制。
发明内容
本发明涉及一种量子点发光二极管器件、具有其的显示设备及其制造方法。
本发明的一个目的是提供一种量子点发光二极管器件，其中在通过溶液工艺形成量子点发光层之后形成空穴传输层以形成反转式量子点发光二极管器件，从而能够自由选择易于向量子点发光层注入空穴的空穴传输层材料、以及具有该量子点发光二极管器件的显示设备及其制造方法。
在下面的描述中将部分列出本发明的其它优点、目的和特征，这些优点、目的和特征的一部分根据下面的描述对于本领域普通技术人员来说将变得显而易见，或者可从本发明的实施领会到。通过说明书、权利要求以及附图中特别指出的结构可实现和获得本发明的目的和其他优点。
为了获得这些目的和其它的优点，根据本发明的目的，如这里具体表示和广义描述的，量子点发光二极管器件包括：形成在基板上的阴极，其中所述阴极与所述基板上的薄膜晶体管相连；在所述阴极上的电子传输层，其中所述电子传输层具有可交联的结构；形成在所述电子传输层上的量子点发光层，其中所述量子点发光层是通过溶液工艺形成；在所述量子点发光层上的空穴传输层；和形成在所述空穴传输层上的阳极，其中所述量子点发光层包括R量子点、G量子点和B量子点。
优选所述量子点发光层包括2族-6族配对或3族-5族配对的纳米半导体化合物。例如，所述纳米半导体化合物是选自CdSe、CdS、CdTe、ZnSe、ZnTe、ZnS、HgTe、InAs、InP和GaAs中的任意一种。
所述空穴传输层可由选自CBP、α-NPD、TCTA和DNTPD、或者NiO或MoO3中的任意一种形成。
所述电子传输层可由选自ZnO、TiO2、WO3和SnO2、或者TPBI和TAZ中的任意一种形成。在该情形中，优选所述电子传输层具有可交联结构。
所述R量子点、G量子点和B量子点中的每一个可具有1纳米～100纳米的直径。
在所述空穴传输层和所述阳极之间可进一步包括空穴注入层，所述空穴注入层是MoO3。
所述空穴传输层的HOMO可大于所述量子点发光层中的全部R量子点、G量子点和B量子点的HOMO。
带隙能量的差值可按照B、G和R的顺序变小。
在本发明的另一个方面中，一种显示设备包括：形成在基板上的透明阴极；在所述透明阴极上的电子传输层，其中所述电子传输层具有可交联的结构；在所述电子传输层上形成的、包括量子点的量子点发光层，其中所述量子点发光层是通过溶液工艺形成；在所述量子点发光层上的空穴传输层；形成在所述空穴传输层上的阳极；以及与所述阴极连接的薄膜晶体管，其中所述量子点发光层包括R量子点、G量子点和B量子点。
在本发明的另一个方面中，一种显示设备包括：形成在基板上的阴极；在所述阴极上的电子传输层，其中所述电子传输层具有可交联的结构；在所述电子传输层上形成的、包括量子点的量子点发光层，其中所述量子点发光层是通过溶液工艺形成；在所述量子点发光层上的空穴传输层；形成在所述空穴传输层上的透明阳极；以及与所述阴极连接的薄膜晶体管，其中所述量子点发光层包括R量子点、G量子点和B量子点。
在本发明的另一个方面中，一种显示设备包括：形成在第一基板上的阴极；在所述阴极上的电子传输层，其中所述电子传输层具有可交联的结构；在所述电子传输层上形成的、包括量子点的量子点发光层，其中所述量子点发光层是通过溶液工艺形成；在所述量子点发光层上的空穴传输层；形成在所述空穴传输层上的透明阳极；形成在所述第一基板上的、与所述阴极连接的薄膜晶体管；以及与所述第一基板相对的第二基板，所述第二基板具有滤色器层，其中所述量子点发光层包括R量子点、G量子点和B量子点。
在本发明的另一个方面中，一种制造量子点发光二极管器件的方法包括下述步骤：在基板上形成阴极，在所述阴极上形成电子传输层，通过溶液工艺在所述电子传输层上形成量子点发光层，在所述量子点发光层上形成空穴传输层，以及在所述空穴传输层上形成阳极。
在本发明的另一个方面中，一种制造显示设备的方法包括下述步骤：在基板上形成薄膜晶体管；在所述基板上形成阴极，其中所述阴极与所述薄膜晶体管相连；通过溶液工艺在所述阴极上形成电子传输层，其中所述电子传输层具有可交联的结构，并且其中所述电子传输层是在用于该溶液工艺的溶剂挥发后被固化；通过溶液工艺在所述电子传输层上形成填充有多个量子点的量子点发光层；在所述量子点发光层上形成空穴传输层；以及在所述空穴传输层上形成阳极，其中所述量子点发光层包括R量子点、G量子点和B量子点。
应当理解，本发明前面的一般性描述和下面的详细描述都是例示性的和解释性的，意在对要求保护的内容提供进一步的解释。
附图说明
附图向本发明提供进一步理解并组成说明书一部分，其图解了本发明的实施例并与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：
图1A和1B分别示意性图解了一般量子点发光二极管器件的剖面图及其带隙能量视图；
图2示意性图解了根据本发明优选实施方式的量子点发光二极管器件的剖面图；
图3图解了根据本发明第一个优选实施方式的显示设备的剖面图；
图4图解了根据本发明第二个优选实施方式的显示设备的剖面图；
图5图解了根据本发明第三个优选实施方式的显示设备的剖面图；
图6和7分别图解了量子点发光二极管器件的典型叠层的分解透视图及这些层的带隙能量视图；
图8图解了显示空穴传输层的量子效率对能级的图表；
图9图解了分别显示一般量子点发光二极管器件和根据本发明优选实施方式的量子点发光二极管器件的量子效率对电流密度的图表；
图10图解了显示根据本发明第三个优选实施方式的显示设备的亮度和电流密度对电压的图表；
图11图解了显示根据本发明第三个优选实施方式的显示设备的外部量子效率和发光效率对电流密度的图表；
图12图解了显示来自根据本发明第三个优选实施方式的显示设备的白光的色度的图表。
具体实施方式
现在详细描述本发明的具体实施方式，附图中图解了这些实施方式的一些例子。尽可能在整个附图中将使用相同的附图标记表示相同或相似的部件。
图2示意性图解了根据本发明优选实施方式的量子点发光二极管器件的剖面图。
参照图2，量子点发光二极管器件包括形成在基板200上的阴极210，形成在阴极210上的量子点发光层230以及形成在量子点发光层230上的阳极250。
量子点发光二极管可以进一步包括在阴极250与量子点发光层230之间的电子传输层ETL220，以及在阳极250与量子点发光层230之间的空穴传输层240。同时，电子传输层和空穴传输层可与量子点发光层一起形成。
同时，量子点发光层230是填充有2族-6族配对或3族-5族配对的纳米半导体化合物的、直径为1nm～100nm的量子点的层。
每个量子点231都具有位于中心用于发光的核组分、覆盖核组分的表面的壳、以及覆盖壳的表面用于散布溶剂的配体组分。根据情况，配体是在形成量子点发光层时能被移除的组分。
例如，量子点的纳米半导体化合物可以是选自CdSe、CdS、CdTe、ZnSe、ZnTe、ZnS、HgTe、InAs、Cd1-xZnxSe1-ySy、CdSe/ZnS、InP和GaAs的任意一种。
在该情形中，量子点发光层230填充有多个纳米尺寸直径的量子点231，其例如是通过溶液工艺在电子传输层220上涂布在溶剂中具有量子点的溶液并使溶剂挥发而形成的。
电子传输层220使电子从阴极210的注入变得容易，并用于将电子传输到量子点发光层230。
电子传输层220可由无机氧化物材料ZnO、TiO2、WO3或SnO2，或者有机材料TPBI(1,3,5-三(N-苯基苯并咪唑-2-基)苯)或TAZ(3-(4-联苯基)-4-苯基-5-叔-丁基苯基-1,2,4-三唑)形成。如果电子传输层由有机材料形成，则优选电子传输层具有可交联结构，用于防止在电子传输层上形成量子点发光层230时电子传输层在溶液工艺中受到损害。
空穴传输层240使空穴从阳极250的注入变得容易，并用于将空穴传输到量子发光层230。
空穴传输层240可由选自有机材料CBP(4,4’-N,N’-二咔唑-联苯)、α-NPD(N,N’-二苯基-N,N’-二(1＝萘基)-1,1’-联苯基-4,4”-二胺)、TCTA(4,4’,4”-三(N-咔唑基)-三苯胺)以及DNTPD(N,N’-二(4-(N,N’-二苯基-氨基)苯基)-N,N’-二苯基联苯胺)或选自无机材料NiO或MoO3的有机或无机材料形成。
量子点发光层230是通过溶液工艺由量子点材料形成的用于结合分别来自电子传输层ETL220和空穴传输层240的空穴和电子以发光的层。
在该情形中，因为空穴传输层240是在通过溶液工艺形成量子点发光层230之后形成，所以在形成量子点发光层230时不会对空穴传输层240产生损害，提供了大范围的空穴传输层的材料选择，并且选择具有高HOMO(最高占用分子轨道)能级的材料变得容易。
同时，阴极210和阳极250由分别符合透明/非透明条件的金属氧化物或包括金属的其他非氧化物无机材料形成。
将描述应用反转式量子点发光二极管器件的显示设备。
第一个实施方式
图3图解了根据本发明第一个优选实施方式的显示设备的剖面图。
参照图3，底发光型的显示设备包括在基板300上的透明阴极310、形成在阴极310上具有量子点的量子点发光层330、在量子点发光层330上的阳极350、以及与阴极310连接的薄膜晶体管TFT。
显示设备可进一步包括在阴极310与量子点发光层330之间的电子传输层320、以及在量子点发光层330与阳极350之间的空穴传输层340。
阴极310由诸如ITO，IZO，ITZO，AZO这样的透明导电金属形成，用于向下发光，阳极350由非透明金属形成。例如，阳极350可由选自下述的一种材料形成：钙Ca、铝Al、镁Mg、银Ag、钡Ba或包括上述任意一种的合金。
具有量子点的量子点发光层330可以选择性地形成在基板300的像素区域处，使空穴传输层340和电子传输层320形成为具有与量子点发光层330相同宽度的宽度，或者如图所示形成在基板300上与量子点发光层330重叠。在后一种情形中，空穴传输层340和电子传输层320可形成在基板300的整个表面上。
在空穴传输层340上形成阳极350，根据情况，如果空穴传输层340形成在基板300的整个表面上，则阳极350可与空穴传输层340一起形成在基板的整个表面上。
与基板300相对，可形成封装基板380，用于盖住并保护基板300。尽管没有示出，但在封装基板380和基板300的边缘之间设置有密封剂，用于粘结这两个基板。这是为了当由有机材料形成空穴传输层340或电子传输层320时保护空穴传输层340和电子传输层320免于水或其他外部环境损害。
同时，薄膜晶体管TFT形成在彼此垂直延伸的栅线(未示出)和数据线(未示出)的每个相交部分处，从而在每个相交部分处形成像素区域，且薄膜晶体管TFT包括从栅线突出的栅极304，在栅极304下面的半导体层302，以及位于栅极304的相对两侧上并分别与半导体层302的两侧连接的源极306b和漏极306a。在该情形中，源极306b从数据线突出，漏极306a与透明阴极310连接。
将描述根据本发明第一个实施方式的制造方法。
在基板300上形成缓冲层301。缓冲层301在形成半导体层302时保护基板300，并用于防止污物从基板300进入半导体层302。
然后，在缓冲层301的预定部分上形成半导体层302。
然后，在包括半导体层302的缓冲层301上形成第一层间绝缘膜302。
然后，在第一层间绝缘膜302上形成与半导体层302的中心匹配的栅极304，在一个方向上形成包括栅极304的栅线(未示出)。
然后，在包括栅极304和栅线的第一层间绝缘膜302上形成栅绝缘膜305。
然后，选择性地移除栅绝缘膜305和第一层间绝缘膜302，形成暴露半导体层302上侧的第一接触孔。
形成通过接触孔与半导体层接触的源极306b和漏极306a，并在与栅线垂直的方向上形成与源极306b成为一个整体的数据线。
然后，在包括源极306b、漏极306a和数据线的整个表面上形成第二层间绝缘膜307，并选择性地移除以形成暴露漏极306a的预定部分的第二接触孔。
在第二层间绝缘膜307上形成阴极310，从而阴极310通过第二接触孔306a与漏极306a接触。
在第二层间绝缘膜307上形成保护膜308a，从而仅暴露阴极310上方的部分。
然后，在暴露的阴极310上顺序形成电子传输层302、量子点发光层330、空穴340和阳极350。
在该情形中，通过在溶剂中分散多个量子点、在电子传输层302上涂布量子点溶液并将溶剂组分挥发以仅剩下量子点来形成量子点发光层330。
在该情形中，可通过与形成量子点发光层330相同的溶液工艺，或通过真空沉积形成电子传输层302和空穴传输层340。在溶液工艺的情形中，为了防止随后溶液工艺中的分解，优选在这些层的每个溶液工艺中，将在溶剂挥发之后剩下的用于形成所需层的材料固化成可交联的结构。
此外，图3中的剖面图仅图解了一个像素区域。在该情形中，如果假定量子点发光层发射一种颜色光，则其他像素区域具有发射其他颜色光的量子点发光层，从而能产生多种颜色的光。
第二个实施方式
图4图解了根据本发明第二个优选实施方式的显示设备的剖面图。
参照图4，显示设备包括在基板400上的阴极410，形成在阴极410上具有量子点的量子点发光层430，在量子点发光层430上的透明阳极450，以及与阴极410连接的薄膜晶体管TFT。
显示设备可进一步包括在阴极410与量子点发光层430之间的电子传输层420、以及在量子点发光层430与阳极450之间的空穴传输层440。
阳极450由诸如ITO、IZO、ITZO、AZO这样的透明导电金属形成，用于向上发光，阴极410由非透明金属形成。例如，阳极450可由选自下述的一种材料形成：钙Ca、铝Al、镁Mg、银Ag、钡Ba或包括上述任意一种的合金。
具有量子点的量子点发光层430可以选择性地形成在基板400的像素区域处，使空穴传输层440和电子传输层420形成为具有与量子点发光层430相同宽度的宽度，或者如图所示形成在基板400上与量子点发光层430重叠。在后一种情形中，空穴传输层440和电子传输层420可形成在基板400的整个表面上。
与基板400相对，可形成封装基板480，用于盖住并保护基板400。尽管没有示出，但在封装基板480和基板400的边缘之间设置有密封剂，用于粘结这两个基板。这是为了当由有机材料形成空穴传输层440或电子传输层420时保护空穴传输层440和电子传输层420免于水或其他外部环境损害。
因为根据本发明第二个优选实施方式的显示设备具有调换为向上发光的阴极和阳极材料，所以对于除上述内容之外与第一个实施方式相同的部件，将省略相同部件和制造方法的描述。
未描述的参考标记401表示缓冲层，402表示半导体层，403表示第一层间绝缘膜，404表示栅极，405表示栅绝缘膜，406a表示漏极，406b表示源极，407表示第二层间绝缘膜，408表示电极线，409表示第三层间绝缘膜，以及411表示保护膜。
第三个实施方式
图5图解了根据本发明第三个优选实施方式的显示设备的剖面图。
参照图5，显示设备包括在第一基板500上的阴极510，形成在阴极510上具有量子点531的量子点发光层530，在量子点发光层530上的透明阳极550，形成在第一基板500上与阴极510连接的薄膜晶体管TFT，以及与第一基板500相对、具有滤色器层620的第二基板600。
显示设备可进一步包括在阴极510与量子点发光层530之间的电子传输层520、以及在量子点发光层530与阳极550之间的空穴传输层540。
第一基板500上的量子点发光二极管器件QLED和TFT与第二个实施方式中基板上的结构相同。
然而，对于量子点发光二极管器件QLED的量子点发光层530，尽管第二个实施方式中的量子点发光层包括发射R、G和B基色的量子点，但第三个实施方式中的量子点发光层530包括发射白色的量子点。然而，第三个实施方式中的量子点发光层530可包括以相同比率混合的R量子点、G量子点和B量子点，或者可包括R量子点发光层、G量子点发光层和B量子点发光层的叠层。
滤色器层620位于与量子点发光层530相对的第二基板600上，在与除像素区域之外的区域相对的第二基板600上形成有黑矩阵层610。如所示，滤色器层620在其两个边缘处可与黑矩阵层610重叠，滤色器层620可具有分别与像素区域相匹配以显示彼此不同颜色的不同颜色的滤色器。例如，分别形成R、G、B滤色器与不同的像素区域匹配，用于将发射到下面第一基板500的白光变为多种颜色。
图6和7分别图解了量子点发光二极管器件的示例性叠层的分解透视图及这些层的带隙能量视图。
图6图解了根据本发明第一个优选实施方式的示例性显示设备，从底部开始包括基板上的ITO阴极、ZnO电子传输层、量子点发光层、CBP空穴传输层和Al阳极的叠层。
在该情形中，作为空穴注入层，在阳极下面进一步包括MoO3层。
图7图解了显示上述显示设备的这些层的带隙能量图的图表。可以了解到，量子点发光层的带隙能量随R、G、B颜色而变化，并且可以了解到带隙能量的差值按照B→G→R的顺序变小。如图所示，可以了解到在空穴从CBP空穴注入层注入到量子点发光层时，尽管在颜色之间具有差值，但存在从大约0.7eV到2eV的空穴能量势垒。
图8图解了显示空穴传输层的量子效率对能级的图表。
图8图解了显示根据本发明量子点发光二极管器件中的材料的空穴传输层的量子效率对能级的图表，其中可以了解到每一材料的HOMO能级越高，外部量子效率(％)EQE越高。
图9图解了分别显示一般量子点发光二极管器件和根据本发明优选实施方式的量子点发光二极管器件的量子效率对电流密度的图表。
图9分别图解了一般量子点发光二极管器件B和根据本发明优选实施方式的反转式量子点发光二极管器件A的量子效率对电流密度的对比图表，其中可以了解到不管电流密度如何，根据本发明优选实施方式的反转式量子点发光二极管器件A具有比一般量子点发光二极管器件B高大约3倍的量子效率。
图10图解了显示根据本发明第三个优选实施方式的显示设备的亮度和电流密度对电压的图表，图11图解了显示根据本发明第三个优选实施方式的显示设备的外部量子效率和发光效率对电流密度的图表。
为了对比，如图10中所示，将量子点发光层中R、G、B量子点的比率设为4:1:1和5:1.2:1.4应用于根据本发明第三个优选实施方式的显示设备。
在该情形中，可以了解到当驱动电压设为10V时，不管量子点比率如何，亮度都高于10,000cd/m2。
在B量子点比率高于G量子点比率的情形中，可以了解到电流密度相对较好。
参照图11，可以了解到外部量子效率在500mAcm-2电流密度时具有最大值。例如，当R、G、B量子点比率设为4:1:1时外部量子效率最大为1.3％。
图12图解了显示来自根据本发明第三个优选实施方式的显示设备的白光的色度的图表。
参照图12，可以了解到白光的色度大约为(0.33，0.32)，可以以与一般量子点发光二极管器件相似的级别显示白色。
同时，R、G、B量子点是半导体纳米粒子。当非稳态电子从导带向下移向价带时，具有1～100nm纳米直径的量子点发光，其中当量子点粒子的尺寸较小时，量子点发射的光的波长变短，当量子点粒子的尺寸较大时，量子点发射的光的波长变长。这些是区别于目前半导体材料的独特的电光特性。因此，通过控制量子点的尺寸，可产生理想波长的可见光，并通过改变量子点的尺寸和组分，可产生各种颜色。
通过以反转方式在基板上形成阴极开始，并在通过溶液工艺形成的量子点发光层上形成空穴传输层来制造本发明的量子点发光二极管器件。最终，空穴传输层的材料选择范围拓宽，从而可从具有各种HOMO能级的材料中选择材料。据此，因为即使使用具有较高HOMO能级和优良内部量子效率的空穴传输层的材料也不会产生损害，所以可生产出可靠的量子点发光二极管器件。
此外，因为量子点发光二极管器件可通过控制量子点的尺寸产生理想的自然色，具有优良的色再现率以及并不落后于发光二极管的亮度，所以聚焦于量子点发光二极管器件成为能弥补发光二极管LED的缺陷的材料，而作为下一代光源引起关注。
此外，通过形成可以长时间驱动而不受水或外部环境影响的无机量子点的发光层，可期望获得长寿命的量子点发光二极管器件。
另外，本发明还可以如下配置。
(1)一种量子点发光二极管器件，包括：
形成在基板上的阴极，其中所述阴极与所述基板上的薄膜晶体管相连；
在所述阴极上的电子传输层，其中所述电子传输层具有可交联的结构；
形成在所述电子传输层上的量子点发光层，其中所述量子点发光层是通过溶液工艺形成；
在所述量子点发光层上的空穴传输层；和
形成在所述空穴传输层上的阳极，
其中所述量子点发光层包括R量子点、G量子点和B量子点。
(2)根据(1)所述的器件，其中所述量子点发光层包括2族-6族配对或3族-5族配对的纳米半导体化合物。
(3)根据(2)所述的器件，其中所述纳米半导体化合物选自CdSe、CdS、CdTe、ZnSe、ZnTe、ZnS、HgTe、InAs、InP和GaAs中的任意一种。
(4)根据(1)所述的器件，其中所述空穴传输层由选自CBP、α-NPD、TCTA和DNTPD中的任意一种形成。
(5)根据(1)所述的器件，其中所述空穴传输层由NiO或MoO3形成。
(6)根据(2)所述的器件，其中所述电子传输层还包括选自ZnO、TiO2、WO3和SnO2中的任意一种。
(7)根据(2)所述的器件，其中所述电子传输层还包括TPBI或TAZ。
(8)根据(1)所述的器件，其中所述R量子点、G量子点和B量子点中的每一个具有1纳米～100纳米的直径。
(9)根据(4)所述的器件，其中在所述空穴传输层和所述阳极之间进一步包括空穴注入层，所述空穴注入层是MoO3。
(10)根据(1)所述的器件，其中所述空穴传输层的HOMO大于所述量子点发光层中的全部R量子点、G量子点和B量子点的HOMO。
(11)根据(10)所述的器件，其中带隙能量的差值按照B、G和R的顺序变小。
(12)一种显示设备，包括：
形成在基板上的透明阴极；
在所述透明阴极上的电子传输层，其中所述电子传输层具有可交联的结构；
在所述电子传输层上形成的、包括量子点的量子点发光层，其中所述量子点发光层是通过溶液工艺形成；
在所述量子点发光层上的空穴传输层；
形成在所述空穴传输层上的阳极；以及
与所述阴极连接的薄膜晶体管，
其中所述量子点发光层包括R量子点、G量子点和B量子点。
(13)一种显示设备，包括：
形成在基板上的阴极；
在所述阴极上的电子传输层，其中所述电子传输层具有可交联的结构；
在所述电子传输层上形成的、包括量子点的量子点发光层，其中所述量子点发光层是通过溶液工艺形成；
在所述量子点发光层上的空穴传输层；
形成在所述空穴传输层上的透明阳极；以及
与所述阴极连接的薄膜晶体管，
其中所述量子点发光层包括R量子点、G量子点和B量子点。
(14)一种显示设备，包括：
形成在第一基板上的阴极；
在所述阴极上的电子传输层，其中所述电子传输层具有可交联的结构；
在所述电子传输层上形成的、包括量子点的量子点发光层，其中所述量子点发光层是通过溶液工艺形成；
在所述量子点发光层上的空穴传输层；
形成在所述空穴传输层上的透明阳极；
形成在所述第一基板上的、与所述阴极连接的薄膜晶体管；以及
与所述第一基板相对的第二基板，所述第二基板具有滤色器层，
其中所述量子点发光层包括R量子点、G量子点和B量子点。
(15)一种制造显示设备的方法，包括下述步骤：
在基板上形成薄膜晶体管；
在所述基板上形成阴极，其中所述阴极与所述薄膜晶体管相连；
通过溶液工艺在所述阴极上形成电子传输层，其中所述电子传输层具有可交联的结构，并且其中所述电子传输层是在用于该溶液工艺的溶剂挥发后被固化；
通过溶液工艺在所述电子传输层上形成填充有多个量子点的量子点发光层；
在所述量子点发光层上形成空穴传输层；以及
在所述空穴传输层上形成阳极，
其中所述量子点发光层包括R量子点、G量子点和B量子点。
如所述的，本发明的量子点发光二极管器件、具有其的显示设备及其制造方法具有下面的优点。
第一，通过按照阴极、电子传输层、量子点发光层、空穴传输层和阳极的顺序以反转方式形成量子点发光二极管器件，能够在通过溶液工艺形成量子点发光层之后形成空穴传输层，可在不对具有较大空穴势垒的空穴传输层产生损害的情况下形成量子点发光二极管器件，能够具有较宽范围的空穴传输层材料的选择。就是说，在应用用于形成量子点发光层的溶液工艺之后形成空穴传输层能够防止空穴传输层在溶液工艺中溶解。
第二，易于选择具有比量子点发光层的HOMO能级高的HOMO能级的空穴传输层材料，降低了驱动电压，提高了效率并降低了功率消耗。
第三，设备的简化减少了设备产生的热量，提高了寿命。
第四，形成无机材料的量子点发光二极管器件可导致具有较高色纯度且不易受水影响，因此与其他平板显示设备相比降低了成本，提高了寿命。
在不脱离本发明的精神或范围的情况下，本发明可进行各种修改和变化，这对于本领域技术人员来说是显而易见的。因而，本发明意在覆盖落入所附权利要求及其等价物范围内的本发明的修改和变化。

Claims (15)

1.一种量子点发光二极管器件，包括：
形成在基板上的阴极，其中所述阴极与所述基板上的薄膜晶体管相连；
在所述阴极上的电子传输层，其中所述电子传输层具有可交联的结构；
形成在所述电子传输层上的量子点发光层，其中所述量子点发光层是通过溶液工艺形成；
在所述量子点发光层上的空穴传输层；和
形成在所述空穴传输层上的阳极，
其中所述量子点发光层包括R量子点、G量子点和B量子点。
2.根据权利要求1所述的器件，其中所述量子点发光层包括2族-6族配对或3族-5族配对的纳米半导体化合物。
3.根据权利要求2所述的器件，其中所述纳米半导体化合物选自CdSe、CdS、CdTe、ZnSe、ZnTe、ZnS、HgTe、InAs、InP和GaAs中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的器件，其中所述空穴传输层由选自CBP、α-NPD、TCTA和DNTPD中的任意一种形成。
5.根据权利要求1所述的器件，其中所述空穴传输层由NiO或MoO3形成。
6.根据权利要求2所述的器件，其中所述电子传输层还包括选自ZnO、TiO2、WO3和SnO2中的任意一种。
7.根据权利要求2所述的器件，其中所述电子传输层还包括TPBI或TAZ。
8.根据权利要求1所述的器件，其中所述R量子点、G量子点和B量子点中的每一个具有1纳米～100纳米的直径。
9.根据权利要求4所述的器件，其中在所述空穴传输层和所述阳极之间进一步包括空穴注入层，所述空穴注入层是MoO3。
10.根据权利要求1所述的器件，其中所述空穴传输层的HOMO大于所述量子点发光层中的全部R量子点、G量子点和B量子点的HOMO。
11.根据权利要求10所述的器件，其中带隙能量的差值按照B、G和R的顺序变小。
12.一种显示设备，包括：
形成在基板上的透明阴极；
在所述透明阴极上的电子传输层，其中所述电子传输层具有可交联的结构；
在所述电子传输层上形成的、包括量子点的量子点发光层，其中所述量子点发光层是通过溶液工艺形成；
在所述量子点发光层上的空穴传输层；
形成在所述空穴传输层上的阳极；以及
与所述阴极连接的薄膜晶体管，
其中所述量子点发光层包括R量子点、G量子点和B量子点。
13.一种显示设备，包括：
形成在基板上的阴极；
在所述阴极上的电子传输层，其中所述电子传输层具有可交联的结构；
在所述电子传输层上形成的、包括量子点的量子点发光层，其中所述量子点发光层是通过溶液工艺形成；
在所述量子点发光层上的空穴传输层；
形成在所述空穴传输层上的透明阳极；以及
与所述阴极连接的薄膜晶体管，
其中所述量子点发光层包括R量子点、G量子点和B量子点。
14.一种显示设备，包括：
形成在第一基板上的阴极；
在所述阴极上的电子传输层，其中所述电子传输层具有可交联的结构；
在所述电子传输层上形成的、包括量子点的量子点发光层，其中所述量子点发光层是通过溶液工艺形成；
在所述量子点发光层上的空穴传输层；
形成在所述空穴传输层上的透明阳极；
形成在所述第一基板上的、与所述阴极连接的薄膜晶体管；以及
与所述第一基板相对的第二基板，所述第二基板具有滤色器层，
其中所述量子点发光层包括R量子点、G量子点和B量子点。
15.一种制造显示设备的方法，包括下述步骤：
在基板上形成薄膜晶体管；
在所述基板上形成阴极，其中所述阴极与所述薄膜晶体管相连；
通过溶液工艺在所述阴极上形成电子传输层，其中所述电子传输层具有可交联的结构，并且其中所述电子传输层是在用于该溶液工艺的溶剂挥发后被固化；
通过溶液工艺在所述电子传输层上形成填充有多个量子点的量子点发光层；
在所述量子点发光层上形成空穴传输层；以及
在所述空穴传输层上形成阳极，
其中所述量子点发光层包括R量子点、G量子点和B量子点。
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