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KR102649562B1 - 전자소자 - Google Patents

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KR102649562B1
KR102649562B1 KR1020160100917A KR20160100917A KR102649562B1 KR 102649562 B1 KR102649562 B1 KR 102649562B1 KR 1020160100917 A KR1020160100917 A KR 1020160100917A KR 20160100917 A KR20160100917 A KR 20160100917A KR 102649562 B1 KR102649562 B1 KR 102649562B1
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cathode
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정칠희
김태형
민지현
장효숙
정대영
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삼성전자주식회사
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Abstract

서로 마주보는 애노드와 캐소드; 상기 애노드와 캐소드 사이에 위치하고 복수개의 양자점을 포함하는 양자점 발광층; 그리고 여기 발광원을 포함하는 전자 소자로서, 상기 양자점은 상기 애노드와 상기 캐소드로부터 제공된 전기 에너지를 받아들여 제1 파장의 광을 방출하며, 상기 양자점 발광층과 상기 여기 발광원은, 상기 여기 발광원이 300 내지 490 nm 의 범위인 제2 파장의 광을 상기 양자점에 제공하고 상기 양자점이 상기 제2 파장의 광에 의해 여기되어 상기 제2 파장보다 큰 제3 파장의 광을 방출하도록 구성되며, 상기 애노드와 상기 캐소드 중 적어도 하나는 투광 전극이고, 상기 제1 파장의 광 및 상기 제3 파장의 광은, 상기 투광 전극을 통해 나오는 전자 소자에 대한 것이다.

Description

전자소자 {ELECTRONIC DEVICE}
전자소자에 관한 것이다.
양자점(quantum dot) (즉, 나노크기의 반도체 나노 결정 입자)은 나노 결정의 크기 및 조성을 조절함에 의해 상이한 에너지 밴드 갭을 가질 수 있고 이에 따라 다양한 발광 파장의 광을 방출할 수 있다. 양자점은 이론적 양자 수율(QY)이 100% 이고 높은 색순도 (예컨대, 40 nm 이하의 반치폭)의 광을 방출할 수 있으므로 발광 재료로서 응용 시 증가된 발광 효율 및 향상된 색 재현성 달성에 기여할 수 있다. 화학적 습식법에서는, 결정 성장 시 분산제 등의 유기 물질이 반도체 결정 표면에 배위한다. 그 결과, 균일하게 제어된 크기를 가지고 양호한 발광특성 및 안정성을 나타낼 수 있는 양자점이 제조될 수 있다.
따라서 양자점들은 디스플레이를 포함한 각종 전자 소자에서 응용 가능성이 높고 이에 대한 연구도 활발하다. 이에 양자점이 가지는 독특한 물성 (예컨대, 높은 양자 효율)을 충분히 활용할 수 있게 하는 구조를 가진 전자 소자 (예컨대, 광전자 소자)의 개발이 요구된다.
일 구현예는 향상된 수준의 양자 효율과 비교적 높은 휘도를 동시에 구현할 수 있는 전자소자를 제공한다.
다른 구현예는 상기 전자소자를 포함하는 디스플레이를 제공한다.
일 구현예는,
서로 마주보는 애노드와 캐소드;
상기 애노드와 캐소드 사이에 위치하고 복수개의 양자점을 포함하는 양자점 발광층; 그리고
여기 발광원 (excitation light emitting source)을 포함한 전자 소자를 제공하며, 상기 전자 소자에서,
상기 양자점은 상기 애노드와 상기 캐소드로부터 제공된 전기 에너지를 받아들여 제1 파장의 광을 방출하며,
상기 양자점 발광층과 상기 여기 발광원은, 상기 여기 발광원이 300 내지 490 nm 의 범위인 제2 파장의 광을 상기 양자점에 제공하고 상기 양자점이 상기 제2 파장의 광에 의해 여기되어 상기 제2 파장보다 큰 제3 파장의 광을 방출하도록 구성되며,
상기 애노드와 상기 캐소드 중 적어도 하나는 투광 전극 (light transmitting electrode)이고,
상기 제1 파장의 광 및 상기 제3 파장의 광은, 상기 투광 전극을 통해 나온다.
상기 전자 소자는, 상기 애노드와 상기 양자점 발광층 사이에, 제1 정공 주입층(hole injecting layer, HIL), 제1 정공 수송층(hole transporting layer, HTL), 제1 전자 차단층(electron blocking layer, EBL), 또는 이들의 조합을 더 포함할 수 있다.
상기 전자 소자는, 상기 캐소드와 상기 양자점 발광층 사이에 제1 전자 주입층(electron injecting layer, EIL), 제1 전자 수송층(electron transporting layer, ETL), 제1 정공 차단층(hole blocking layer, HBL), 또는 이들의 조합을 더 포함할 수 있다.
상기 여기 발광원은, 상기 제2 파장의 광이 상기 투광 전극을 통과하여 상기 양자점에 도달하도록 구성될 수 있다.
상기 여기 발광원은, 발광 트랜지스터 (light emitting transistor)일 수 있다.
상기 발광 트랜지스터는, 게이트 (G) 전극; 상기 게이트 전극과 중첩되고 전계 발광 물질을 포함하는 채널; 상기 게이트 전극과 상기 채널 사이에 배치되는 절연체; 및 상기 채널에 전기적으로 연결되어 있는 소스 (S) 전극과 드레인(D) 전극을 포함할 수 있다.
상기 게이트 전극은 반사전극일 수 있다.
상기 제1 파장의 광 및 상기 제3 파장의 광은, 상기 캐소드를 통과하여 나가고,
상기 애노드는 제1 표면 및 상기 제1 표면에 반대쪽에 제2 표면을 가지고,
상기 애노드의 상기 제1 표면은 상기 양자점 발광층을 대면하고,
상기 애노드의 상기 제2 표면 위에 상기 발광 트랜지스터가 배치될 수 있다.
상기 캐소드는, 상기 드레인 전극을 포함할 수 있다.
상기 발광 트랜지스터에서 전하 수송(charge transport)은 상기 제1 표면에 수직하게 일어날 수 있다.
상기 제1 파장의 광 및 상기 제3 파장의 광은, 상기 캐소드를 통과하여 나가고,
상기 애노드는 제1 표면 및 상기 제1 표면에 반대쪽에 제2 표면을 가지고,
상기 애노드의 상기 제1 표면은 상기 양자점 발광층을 대면하고,
상기 애노드의 상기 제2 표면은 상기 발광 트랜지스터의 채널층을 대면할 수 있다.
상기 발광 트랜지스터에서 전하 수송은 상기 제1 표면에 수평하게 일어날 수 있다.
상기 채널은, 상기 소스 전극을 대면하는 정공 보조층, 상기 드레인 전극을 대면하는 전자 보조층, 및 상기 정공 보조층과 상기 전자 보조층 사이에 배치되고 전계 발광 물질을 포함하는 발광층을 포함할 수 있다.
상기 정공 보조층은, 제2 정공 주입층(HIL), 제2 정공 수송층(HTL), 제2 전자 차단층(EBL), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 전자 보조층은, 제2 전자 주입층(EIL), 제2 전자 수송층(ETL), 제2 정공 차단층(HBL), 또는 이들의 조합을 포함을 포함할 수 있다.
상기 여기 발광원은, 발광 다이오드 (light emitting diode)일 수 있다.
상기 발광 다이오드는, 제1 전극, 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되고 전계 발광 물질을 포함하는 전계 발광층을 포함할 수 있다.
다른 구현예에서, 상기 전자 소자를 포함하는 디스플레이를 제공한다.
일구현예에 따른 전자 소자에서는 이중 여기 모드(dual excitation mode) 하에서 구동될 수 있으므로, 양자점이 가지는 높은 양자 효율과 향상된 휘도값을 동시에 구현할 수 있다.
도 1은 일 구현예에 따른 전자소자의 모식적 단면도이다.
도 2는 다른 구현예에 따른 전자소자의 모식적 단면도이다.
도 3은 다른 구현예에 따른 전자소자의 모식적 단면도이다.
도 4는 또 다른 구현예에 따른 전자소자의 모식적 단면도이다.
도 5는 도 4에 나타낸 전자소자에서 발광 트랜지스터에서의 전하 이동 및 광 발광을 모식적으로 나타낸 도이다.
도 6는 실시예 1의 전자 소자의 모식적 단면도이다.
도 7은 실시예 1의 전자 소자의 구동 시 얻어지는 파장에 대한 발광 세기를 나타낸 도이다.
도 8은 비교예 1의 전자 소자의 구동 시 얻어지는 파장에 대한 발광 세기를 나타낸 도이다.
이하, 구현예들에 대하여 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
도면에서 본 구현예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
이하에서 "치환" 이란, 잔기 중의 수소가 C1 내지 C30의 알킬기, C2 내지 C30의 알키닐기, C6 내지 C30의 아릴기, C7 내지 C30의 알킬아릴기, C1 내지 C30의 알콕시기, C1 내지 C30의 헤테로알킬기, C3 내지 C30의 헤테로알킬아릴기, C3 내지 C30의 사이클로알킬기, C3 내지 C15의 사이클로알케닐기, C6 내지 C30의 사이클로알키닐기, C2 내지 C30의 헤테로사이클로알킬기, 할로겐(-F, -Cl, -Br 또는 -I), 히드록시기(-OH), 니트로기(-NO2), 시아노기(-CN), 아미노기(-NRR' 여기서 R과 R'은 서로 독립적으로 수소 또는 C1 내지 C6 알킬기임), 아지도기(-N3), 아미디노기(-C(=NH)NH2), 히드라지노기(-NHNH2), 히드라조노기(=N(NH2), 알데히드기(-C(=O)H), 카르바모일기(carbamoyl group, -C(O)NH2), 티올기(-SH), 에스테르기(-C(=O)OR, 여기서 R은 C1 내지 C6 알킬기 또는 C6 내지 C12 아릴기임), 카르복실기(-COOH) 또는 그것의 염(-C(=O)OM, 여기서 M은 유기 또는 무기 양이온임), 술폰산기(-SO3H) 또는 그것의 염(-SO3M, 여기서 M은 유기 또는 무기 양이온임), 인산기(-PO3H2) 또는 그것의 염(-PO3MH 또는 -PO3M2, 여기서 M은 유기 또는 무기 양이온임) 및 이들의 조합에서 선택된 치환기로 치환된 것을 의미한다.
일 구현예에 따른 전자소자는 서로 마주하는 캐소드와 애노드, 그리고 캐소드와 애노드 사이에 위치하는 양자점 발광층을 포함하고, 여기 발광원을 더 포함한다. 상기 캐소드는 낮은 일함수를 가지는 전자 주입 도체 (예컨대, 금속)를 포함할 수 있다. 상기 애노드는 4.0 eV 이상의 높은 일함수를 가지는 정공 주입 도체 (예컨대, 텅스텐, 니켈, 코발트, 백금, 팔라듐 등의 금속, 갈륨인듐 산화물, 인듐주석 산화물 등의 금속 산화물, 또는 폴리에틸렌디옥시티오펜 등 높은 일함수의 전도성 폴리머 등)를 포함할 수 있다.
상기 여기 발광원은, 파장 400 nm 이하, 예컨대, 390 nm 이하, 380 nm 이하, 또는 370 nm 이하의 광을 방출할 수 있다.
상기 양자점은 상기 애노드와 상기 캐소드로부터 제공된 전기 에너지를 받아들여 제1 파장의 광을 방출한다. 예를 들어, 상기 애노드와 상기 캐소드 간에 전압이 인가되면 정공들과 전자들이 (예컨대, 상기 애노드에 인접하게 배치되는 전하 (정공) 보조층 또는 상기 캐소드에 인접하게 배치되는 전하 (전자) 보조층으로 주입되고 주입된 정공 및 전자들이) 각각 반대로 대전된 전극으로 이동하면서 상기 정공과 상기 전자가 양자점 상에서 위치하면 엑시톤을 생성하며 이들이 재결합하여 제1 파장의 광을 방출할 수 있다. 상기 여기 발광원은 300 내지 490 nm 의 범위인 제2 파장의 광을 상기 양자점에 제공하고 상기 양자점이 상기 제2 파장의 광에 의해 여기되어 상기 제2 파장보다 큰 제3 파장의 광을 방출한다. 제2 파장의 광은 상기 애노드 또는 상기 캐소드를 통과하여 상기 양자점 발광층으로 들어간다.
캐소드와 애노드 중 적어도 하나는 투광 전극 또는 투명 전극일 수 있다. 일구현예에서, 애노드 및 캐소드는 모두 투광전극일 수 있다. 상기 전극은 패턴화될 수 있다.
상기 투광 전극은 예컨대 인듐 주석 산화물(indium tin oxide, ITO) 또는 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide, IZO), 갈륨인듐 주석 산화물, 아연인듐주석 산화물, 티타늄 질화물, 폴리아닐린, LiF/Mg:Ag 등와 같은 투명 도전체, 또는 얇은 두께의 단일층 또는 복수층의 금속 박막으로 만들어질 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 캐소드와 애노드 중 하나가 불투광 전극인 경우 예컨대 알루미늄(Al), 리튬알루미늄(Li:Al) 합금, 마그네슘-은 합금(Mg;Ag), 리튬플루오라이드-알루미늄 (LiF:Al) 과 같은 불투명 도전체로 만들어질 수 있다.
상기 제1 파장의 광 및 상기 제3 파장의 광은, 상기 투광 전극을 통해 나온다. 투광전극은 투명 기판 상에 배치될 수 있다. 기판은 단단하거나 유연할 수 있다. 상기 기판은 플라스틱, 유리, 또는 금속일 수 있다.
애노드 및 캐소드의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 소자 효율을 고려하여 적절히 선택할 수 있다. 예를 들어, 애노드 (또는 캐소드)의 두께는, 5nm 이상, 예컨대, 50 nm 이상 일 수 있다. 예를 들어, 애노드 (또는 캐소드)의 두께는 100㎛ 이하, 예컨대, 10 um 이하, 또는 1 um 이하, 900 nm 이하, 500 nm 이하, 또는 100 nm 이하일 수 있다.
상기 양자점 발광층은 양자점을 포함한다. 상기 양자점 (이하, 반도체 나노결정이라고도 함)은 특별히 제한되지 않으며, 공지되었거나 상업적으로 입수 가능하다. 예컨대, 상기 양자점은, II족-VI족 화합물, III족-V족 화합물, IV족- VI족 화합물, IV족 원소 또는 화합물, I족-III-VI족 화합물, I-II-IV-VI 족 화합물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 II-VI족 화합물은 CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, MgSe, MgS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, MgZnSe, MgZnS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 HgZnTeS, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 상기 II-VI족 화합물은 III족 금속을 더 포함할 수 있다.
상기 III-V족 화합물은 GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 GaAlNP, GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 상기 III-V족 화합물은 Zn 등 II족 금속을 더 포함할 수 있다.
상기 IV-VI족 화합물은 SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 I족-III족-VI족 화합물의 예는, CuInSe2, CuInS2, CuInGaSe, 및 CuInGaS를 포함하나 이에 제한되지 않는다. 상기 I족-II족-IV족-VI 족 화합물의 예는 CuZnSnSe, 및 CuZnSnS를 포함하나 이에 제한되지 않는다. 상기 IV족 화합물은 Si, Ge 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 단원소 화합물; 및 SiC, SiGe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 상기 II-VI족 화합물은 III족 금속을 더 포함할 수 있다. 상기 III-V족 화합물은 II족 금속을 더 포함할 수 있다.
상기 이원소 화합물, 삼원소 화합물 또는 사원소 화합물은 균일한 농도로 입자 내에 존재하거나, 농도 분포가 부분적으로 다른 상태로 나누어져 동일 입자 내에 존재하는 것일 수 있다. 상기 반도체 나노결정은, 제1 반도체 나노결정을 포함하는 코어, 및 상기 코어 표면의 적어도 일부에 배치되고 상기 제1 반도체 나노결정과 상이한 조성의 제2 반도체 나노결정을 포함하는 쉘을 가질 수 있다. 상기 반도체 나노결정은 쉘을 가지지 않은 것일 수 있다. 코어와 쉘의 계면은 쉘에 존재하는 원소의 농도가 중심으로 갈수록 낮아지는 농도 구배(gradient)를 가질 수 있다. 또한, 상기 반도체 나노결정은 하나의 반도체 나노결정 코어와 이를 둘러싸는 다층의 쉘을 포함하는 구조를 가질 수도 있다. 이때 다층의 쉘 구조는 2층 이상의 쉘 구조를 가지는 것으로 각각의 층은 단일 조성 또는 합금 또는 농도 구배를 가질 수 있다.
상기의 반도체 나노결정은 코어보다 쉘을 구성하는 물질 조성이 더 큰 에너지 밴드갭을 갖고 있어, 양자 구속 효과가 효과적으로 나타나는 구조를 가질 수 있다. 다층의 쉘을 구성하는 경우도 코어에 가까운 쉘보다 코어의 바깥 쪽에 있는 쉘이 더 큰 에너지 밴드갭을 갖는 구조일 수 있으며, 이 때 반도체 나노결정은 자외선 내지 적외선 파장 범위 또는 400 nm 내지 700 nm 의 파장 범위의 광을 방출할 수 있다. 상기 반도체 나노결정은 청색광, 녹색광, 또는 적색광을 방출할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
반도체 나노결정은 약 10% 이상, 예컨대, 약 30% 이상, 약 50% 이상, 약 60% 이상, 약 70% 이상, 약 90% 이상, 또는 심지어 100%의 양자 효율(quantum efficiency)을 가질 수 있다.
또한, 반도체 나노 결정은 좁은 광발광 스펙트럼을 가질 수 있다. 상기 반도체 나노결정은 약 45 nm 이하, 예를 들어 약 40 nm 이하, 또는 약 30 nm 이하의 광발광 스펙트럼의 반치폭을 가질 수 있다.
상기 양자점은 약 1 nm 내지 약 100 nm의 입경(구형이 아닌 경우 가장 긴 부분의 크기)을 가질 수 있다. 예컨대, 상기 양자점은, 약 1 nm 내지 약 20 nm, 예컨대, 2 nm (또는 3 nm) 내지 15 nm 의 입경(구형이 아닌 경우 가장 긴 부분의 크기)을 가질 수 있다.
또한, 상기 양자점의 형태는 해당 기술분야에서 일반적으로 사용하는 형태의 것으로 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 상기 양자점은 구형, 피라미드형, 다중 가지형(multi-arm), 또는 입방체(cubic), 나노튜브, 나노와이어, 나노섬유, 나노시트, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
또한, 상기 양자점은 상업적으로 입수 가능하거나 임의의 방법으로 합성될 수 있다. 예를 들어, 수 나노크기의 양자점은 화학적 습식 방법(wet chemical process)을 통하여 합성될 수 있다. 화학적 습식 방법에서는, 유기 용매 중에서 전구체 물질들을 반응시켜 결정 입자들을 성장시키며, 이 때 유기용매 또는 리간드 화합물이 자연스럽게 양자점의 표면에 배위됨으로써 결정의 성장을 조절할 수 있다. 유기 용매 및 리간드 화합물의 구체적인 종류는 알려져 있다. 이처럼 양자점의 표면에 배위된 유기 용매는 소자 내에서 안정성에 영향을 줄 수 있으므로, 나노 결정의 표면에 배위되지 않은 여분의 유기물은 과량의 비용매(non-solvent)에 붓고, 얻어진 혼합물을 원심 분리하는 과정을 거쳐 제거할 수 있다. 비용매의 구체적 종류로는, 아세톤, 에탄올, 메탄올 등을 들 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 양자점은 표면에 결합된 소수성 잔기를 가지는 유기 리간드를 가질 수 있다. 일구현예에서, 상기 소수성 잔기를 가지는 유기 리간드는, RCOOH, RNH2, R2NH, R3N, RSH, R3PO, R3P, ROH, RCOOR', RPO(OH)2, R2POOH (여기서, R, R'는 각각 독립적으로 C5 내지 C24의 치환 또는 미치환된 지방족 탄화수소기, 예컨대, 알킬기 또는 알케닐기, 또는 C5 내지 C20의 치환 또는 미치환된 방향족 탄화수소기, 예컨대 아릴기임), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 양자점은 표면에 상기 유기 리간드 화합물의 구체적인 예로서는, 메탄 티올, 에탄 티올, 프로판 티올, 부탄 티올, 펜탄 티올, 헥산 티올, 옥탄 티올, 도데칸 티올, 헥사데칸 티올, 옥타데칸 티올, 벤질 티올 등의 티올 화합물; 메탄 아민, 에탄 아민, 프로판 아민, 부탄 아민, 펜틸 아민, 헥실 아민, 옥틸 아민, 노닐아민, 데실아민, 도데실 아민, 헥사데실 아민, 옥타데실 아민, 디메틸 아민, 디에틸 아민, 디프로필 아민, 트리부틸아민, 트리옥틸아민, 등의 아민류; 메탄산, 에탄산, 프로판산, 부탄산, 펜탄산, 헥산산, 헵탄산, 옥탄산, 도데칸산, 헥사데칸산, 옥타데칸산, 올레인산 (oleic acid), 벤조산 등의 카르복시산 화합물; 메틸 포스핀, 에틸 포스핀, 프로필 포스핀, 부틸 포스핀, 펜틸 포스핀, 옥틸포스핀, 디옥틸 포스핀, 트리부틸포스핀, 트리옥틸포스핀, 등의 포스핀 화합물; 메틸 포스핀 옥사이드, 에틸 포스핀 옥사이드, 프로필 포스핀 옥사이드, 부틸 포스핀 옥사이드 펜틸 포스핀옥사이드, 트리부틸포스핀옥사이드, 옥틸포스핀 옥사이드, 디옥틸 포스핀옥사이드, 트리옥틸포스핀옥사이드등의 포스핀 화합물 또는 그의 옥사이드 화합물; 다이 페닐 포스핀, 트리 페닐 포스핀 화합물 또는 그의 옥사이드 화합물; 헥실포스핀산, 옥틸포스핀산, 도데칸포스핀산, 테트라데칸포스핀산, 헥사데칸포스핀산, 옥타데칸포스핀산 등 C5 내지 C20의 알킬 C5 내지 C20의 알킬 포스폰산(phosphonic acid); 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 양자점은, 상기 소수성 유기 리간드를 단독으로 또는 1종 이상의 혼합물로 포함할 수 있다.
비제한적인 일구현예에서, 양자점 발광층은 양자점들로 이루어질 수 있다. 일구현예에서, 양자점 발광층은 양자점 모노레이어를 포함할 수 있다. 대안적으로, 다른 구현예에서, 양자점 발광층은 후술하는 전자/정공 보조층에 포함되어 제공될 수 있다.
양자점 포함 전계 발광 소자의 애노드 및 캐소드에 전압을 인가하면 양자점을 포함하는 발광층 및 선택에 따라 상기 발광층의 양쪽 표면에 배치된 전자/전공 주입층의 면에 수직하게 전하 수송 (charge transfer)이 일어나고 주입된 전자 또는 정공이 양자점에서 만나 엑시톤을 형성하고 이들이 방사성으로(radiatively) 재결합(recombination)하여 photon 을 방출할 수 있다. 소자의 외부 양자 효율 (EQE)는 내부 양자효율에 비례하고, 양자점 자체의 내부 양자 효율 (IQE)은 이론상 100% 에 가까울 수 있으나, 양자점 포함 전계 발광 소자 구동 시 내부 양자 효율은 전류 밀도 (A/cm2) 에 반비례하는 것으로 알려져 있다. 다시 말해, 전류 밀도가 증가할수록 (예를 들어, 100A/cm2 초과의 전류 밀도에서는) IQE 가 현저히 감소할 수 있다. 통상, QD-LED 소자는 10 mA/cm2 보다 훨씬 작은 전류 밀도에서 최대 EQE를 나타낼 수 있다. 소망하는 수준의 내부 양자 효율을 유지하기 위해 QD-LED를 낮은 전류 밀도에서 구동시켜야 하지만 이 경우 요구되는 휘도값을 얻기 어려운 경우가 있다. 예를 들어, QD-LED의 형광성 OLED 가 가지는 발광 효율 (luminascent efficiency) 에 비해 현저히 낮은 효율을 나타낸다.
일구현예에 따른 전자 소자에서는, 상기 애노드와 캐소드에 전압이 인가되면 상기 양자점은 상기 애노드와 상기 캐소드로부터 주입된 전자/정공에 의해 여기되어 제1 파장의 광을 방출한다. 동시에 상기 여기 발광원이 300 내지 490 nm 의 범위인 제2 파장의 광이 상기 양자점에 의해 수용되어 상기 양자점이 상기 제2 파장의 광에 의해 여기되어 상기 제2 파장보다 큰 제3 파장의 광을 방출한다. 따라서, 특정 이론에 의해 구속되려 함은 아니지만, 일구현예에 따른 전자 소자는 정해진 전류 밀도에서 추가의 여기(excitation) 가 일어날 수 있으며, 이로써 향상된 수준의 내부 양자 효율과 향상된 휘도 및 발광 효율을 동시에 달성할 수 있다.
양자점 발광층은 약 10 nm 내지 1000 nm의 두께를 가질 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 예를 들어 양자점 발광층은, 10 nm 이상 예컨대, 20 nm 이상의 두께를 가질 수 있다. 예를 들어 양자점 발광층은, 1000 nm 이하 예컨대, 500 nm 이하의 두께를 가질 수 있다. 전술한 범위의 두께는 소자의 발광효율 및 광추출 효율에서 유리하다.
상기 전자 소자는, 상기 애노드와 상기 양자점 발광층 사이에, 전하 보조층 (예를 들어, 정공의 주입을 용이하게 하는 제1 정공 주입층(HIL), 정공의 수송을 용이하게 하는 제1 정공 수송층(HTL), 전자의 이동을 저지하는 제1 전자 차단층(EBL), 또는 이들의 조합)을 더 포함할 수 있다. 상기 전자 소자는, 상기 캐소드와 상기 양자점 발광층 사이에 전하 보조층 (예컨대, 전자의 주입을 용이하게 하는 제1 전자 주입층(EIL), 전자의 수송을 용이하게 하는 제1 전자 수송층(ETL), 정공의 이동을 저지하는 제1 정공 차단층(HBL), 또는 이들의 조합)을 더 포함할 수 있다.
전하 보조층은 예컨대 유기물, 무기물 또는 유무기물을 포함할 수 있다. 상기 유기물은 정공 또는 전자 특성을 가지는 유기 화합물일 수 있고, 상기 무기물은 예컨대 몰리브덴 산화물, 텅스텐 산화물, 아연 산화물, 니켈 산화물과 같은 금속 산화물일 수 있다.
상기 정공 수송층(HTL)은 예컨대 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜):폴리(스티렌술포네이트)(poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate), PEDOT:PSS), 폴리(9,9-디옥틸-플루오렌-코-N-(4-부틸페닐)-디페닐아민) (Poly(9,9-dioctyl-fluorene-co-N-(4-butylphenyl)-diphenylamine), TFB), 폴리아릴아민, 폴리(N-비닐카바졸)(poly(N-vinylcarbazole), 폴리아닐린(polyaniline), 폴리피롤(polypyrrole), N,N,N',N'-테트라키스(4-메톡시페닐)-벤지딘(N,N,N',N'-tetrakis(4-methoxyphenyl)-benzidine, TPD), 4-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐-아미노]비페닐(4-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenyl-amino]biphenyl, α-NPD), m-MTDATA (4,4',4"-Tris[phenyl(m-tolyl)amino]triphenylamine), 4,4',4"-트리스(N-카바졸릴)-트리페닐아민(4,4',4"-tris(N-carbazolyl)-triphenylamine, TCTA), 1,1-비스[(디-4-토일아미노)페닐시클로헥산 (TAPC) 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 전자 차단층(EBL)은 예컨대 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜):폴리(스티렌술포네이트)(poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate), PEDOT:PSS), 폴리(9,9-디옥틸-플루오렌-코-N-(4-부틸페닐)-디페닐아민) (Poly(9,9-dioctyl-fluorene-co-N-(4-butylphenyl)-diphenylamine), TFB) 폴리아릴아민, 폴리(N-비닐카바졸)(poly(N-vinylcarbazole), 폴리아닐린(polyaniline), 폴리피롤(polypyrrole), N,N,N',N'-테트라키스(4-메톡시페닐)-벤지딘(N,N,N',N'-tetrakis(4-methoxyphenyl)-benzidine, TPD), 4-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐-아미노]비페닐(4-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenyl-amino]biphenyl, α-NPD), m-MTDATA, 4,4',4"-트리스(N-카바졸릴)-트리페닐아민(4,4',4"-tris(N-carbazolyl)-triphenylamine, TCTA) 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 전자 수송층(ETL)은 예컨대 1,4,5,8-나프탈렌-테트라카르복실릭 디안하이드라이드(1,4,5,8-naphthalene-tetracarboxylic dianhydride, NTCDA), 바소쿠프로인(bathocuproine, BCP), 트리스[3-(3-피리딜)-메시틸]보레인(3TPYMB), LiF, Alq3, Gaq3, Inq3, Znq2, Zn(BTZ)2, BeBq2 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 정공 차단층(HBL)은 예컨대 1,4,5,8-나프탈렌-테트라카르복실릭 디안하이드라이드(1,4,5,8-naphthalene-tetracarboxylic dianhydride, NTCDA), 바소쿠프로인(BCP), 트리스[3-(3-피리딜)-메시틸]보레인(3TPYMB), LiF, Alq3, Gaq3, Inq3, Znq2, Zn(BTZ)2, BeBq2 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1 및 도 2는 일구현예에 따른 전자소자를 모식적으로 나타낸 것이다. 도 1과 도 2를 참조하면, 일 구현예에 따른 전자소자는 서로 마주하는 캐소드와 애노드, 그리고 캐소드와 애노드 사이에 위치하는 양자점 발광층을 포함하고, 여기 발광원 (미도시)을 더 포함한다.
상기 양자점은 상기 애노드와 상기 캐소드로부터 제공된 전기 에너지를 받아들여 제1 파장의 광을 방출하며, 상기 여기 발광원이 300 내지 490 nm 의 범위인 제2 파장의 광을 상기 양자점에 제공하고 (참조: 도 1) 상기 양자점이 상기 제2 파장의 광에 의해 여기되어 상기 제2 파장보다 큰 제3 파장의 광을 방출한다. 제2 파장의 광은 애노드 또는 캐소드를 통과하여 양자점 발광층으로 들어간다. 본 구현예에서, 상기 여기 발광원은, 상기 제2 파장의 광이 상기 투광 전극을 통과하여 상기 양자점에 도달하도록 구성될 수 있다. 제2 파장의 광은 도광판 등을 통해 투광 전극 (예컨대, 애노드)에 제공될 수 있다 (참조: 도 2).
다른 일구현예에서, 상기 여기 발광원은, 발광 트랜지스터일 수 있다.
상기 발광 트랜지스터는, 게이트 (G) 전극; 상기 게이트 전극과 중첩되고 전계 발광 물질을 포함하는 채널; 상기 게이트 전극과 상기 채널 사이에 배치되는 절연체; 및 상기 채널에 전기적으로 연결되어 있는 소스 (S) 전극과 드레인(D) 전극을 포함할 수 있다. 상기 채널은, 상기 소스 전극을 대면하는 정공 보조층, 상기 드레인 전극을 대면하는 전자 보조층, 및 상기 정공 보조층과 상기 전자 보조층 사이에 배치되고 전계 발광 물질을 포함하는 발광층을 포함할 수 있다.
상기 정공 보조층은, 제2 정공 주입층(HIL), 제2 정공 수송층(HTL), 제2 전자 차단층(EBL), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 전자 보조층은, 제2 전자 주입층(EIL), 제2 전자 수송층(ETL), 제2 정공 차단층(HBL), 또는 이들의 조합을 포함을 포함할 수 있다.
상기 게이트 전극은 투광전극일 수 있으며, 상기 채널로부터 방출된 광은 상기 게이트 전극을 통과하여 상기 양자점 발광층으로 들어갈 수 있다. 대안적으로 상기 게이트 전극은 반사전극일 수 있다.
일구현예에서, 전자 소자는, 전술한 바와 발광 트랜지스터(LET)를 포함하며 도 3 에 나타낸 바와 같은 구조를 가질 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 제1 파장의 광 및 상기 제3 파장의 광은, 상기 캐소드를 통과하여 나간다. 상기 애노드는 제1 표면 및 상기 제1 표면에 반대쪽에 제2 표면을 가지고, 상기 애노드의 상기 제1 표면은 상기 양자점 발광층을 대면하고, 상기 애노드의 상기 제2 표면 위에 상기 발광 트랜지스터가 배치될 수 있다. 상기 캐소드는, 상기 드레인 전극을 포함할 수 있다. 도 3의 소자의 상기 발광 트랜지스터에서 전하 수송(charge transport)은 상기 제1 표면에 수직하게 일어날 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 제1 파장의 광 및 상기 제3 파장의 광은, 상기 캐소드 (LiF/Mg:Ag 등을 포함하는 투광 캐소드)를 통과하여 나가고, 상기 애노드는 제1 표면 및 상기 제1 표면에 반대쪽에 제2 표면을 가지고, 상기 애노드의 상기 제1 표면은 상기 양자점 발광층을 대면하고, 상기 애노드의 상기 제2 표면은 상기 발광 트랜지스터의 채널을 대면할 수 있다.
도 4의 발광 트랜지스터에서는, 전하 수송이 채널층에 수평하게 이루어지며 (참조: 도 5), 채널로부터 방출된 제2 파장의 광은 상기 애노드를 통과하여 양자점에 도달할 수 있다. 상기 애노드는 투광 또는 투명 전극일 수 있다.
상기 드레인 전극은, 박막 트랜지스터의 드레인 전극에서 사용될 수 있는 것으로 알려진 재료 (예컨대, 1 nm LiF/Al 100 nm)를 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 상기 소스전극은 박막 트랜지스터의 소스 전극에서 사용될 수 있는 것으로 알려진 재료 (예컨대, ITO, dilute CNT network 등)를 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
상기 채널에 포함되는 전계 발광 물질은, 제2 파장의 광을 방출할 수 있는 공지된 전계 발광 유기 화합물일 수 있으며 특별히 제한되지 않는다. 상기 전계 발광 물질은 호스트 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전계 발광물질은, Fac -tris(2-phenylpyridinato)iridium(III) (Ir(ppy)3, Green emitter), Bis[(4,6-di-fluorophenyl)-pyridinate-N,C2′]picolinate (Firpic, Blue emitter) 를 포함할 수 있다. 상기 호스트 물질은 4,4-N,N-dicarbazole-biphenyl Emitter host (CBP, green) N,N'-Dicarbazolyl-3,5-benzene Emitter host (mCP, blue), 등을 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
게이트 전극은 박막 트랜지스터의 게이트 전극에서 사용될 수 있는 것으로 알려진 재료 (예컨대, 100 nm)를 포함할 수 있다. 소스 전극, 드레인 전극 및 게이트 전극 중 하나 이상은 투광 전극일 수 있다. 절연층은 박막트랜지스터에서 절연층으로 사용될 수 있는 것으로 알려진 임의의 재료일 수 있다.
다른 구현예에서, 상기 여기 발광원은, 발광 다이오드일 수 있다.
상기 발광 다이오드는, 제1 전극 (예컨대, 애노드), 제2 전극(예컨대, 캐소드), 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되고 전계 발광 물질을 포함하는 전계 발광층을 포함할 수 있다. 제1 전극 및 제2 전극에 대한 내용은 전술한 바와 같다. 전계 발광 물질은 제2 파장의 광을 방출할 수 있는 유기 전계 발광물질을 포함할 수 있다.
이하 실시예를 통하여 상술한 구현예의 소자를 더 상세하게 설명한다. 다만 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
참조예: 양자점 제조
1)InP core 합성
인듐 아세테이트(Indium acetate) 0.2 mmol, 팔미트산(palmitic acid) 0.6mmol, 1-옥타데센(octadecene) 10mL를 반응기에 넣고 진공 하에 120도씨로 가열한다. 1시간 후 반응기 내 분위기를 질소로 전환한다. 280도씨로 가열한 후 트리스(트리메틸실릴)포스핀(tris(trimethylsilyl)phosphine: TMS3P) 0.1mmol 및 트리옥틸포스핀 0.5mL의 혼합 용액을 신속히 주입하고 20분간 반응시킨다. 상온으로 신속하게 식힌 반응 용액에 아세톤을 넣고 원심 분리하여 얻은 침전을 톨루엔에 분산시킨다. 얻어진 InP 반도체 나노 결정은, UV 제1 흡수 최대 파장 420 내지 600nm를 나타낸다.
2)InP/ZnS core/shell 합성
아연 아세테이트 (Zinc acetate) 1.2mmoL (0.224g), 올레산(oleic acid) 2.4mmol (0.757g), 및 트리옥틸아민(trioctylamine) 10mL를 반응 플라스크에 넣고 120도에서 10분간 진공처리한다. N2로 반응 플라스크 안을 치환한 후 280도로 승온한다. 앞의 참조예에서 제조한 InP 반도체 나노 결정의 톨루엔 분산액 을 넣고, S/TOP 2.4 mmol를 넣고 120분 반응시킨다.
실시예 : 소자 제작
참조예에서 제조한 양자점을 사용하여 도 6에 나타낸 소자를 제작한다. 기판 상에 ITO를 증착하고, 그 위에 PEDOT:PSS 및 TFB층을 스핀 코팅 방법으로 형성한다. 형성된 TFB층 위에 양자점 및 ZnO 층을 스핀 코팅으로 형성한다. ZnO 층 위에는 진공 증착 방법을 사용해 Ag 전극을 형성한다.
파장 365 nm 를 방출하는 발광 다이오드를 ITO 전극 앞에 배치한다.
ITO 전극과 Ag 전극 사이에 전압 (4V)을 가하는 동시에 발광 다이오드를 구동 (인가 전압: 2.7V) 하여 파장 365 nm 의 광을 양자점 발광층에 조사한다.
전자 소자로부터 방출된 광에 대하여 파장에 대한 발광 강도를 측정하고 그 결과를 도 7에 나타낸다.
비교예
발광 다이오드를 구동하지 않고, ITO 전극과 Ag 전극 사이에 전압 (4V)을 가한다. 전자 소자로부터 방출된 광에 대하여 파장에 대한 발광 강도를 측정하고 그 결과를 도 8에 나타낸다.
도 7과 도 8의 결과로부터, 실시예는 비교예와 비교할 때, 소자의 발광 파장에 실질적인 변화없이 증가된 휘도를 나타낼 수 있음을 확인한다.
이상에서 발명의 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.

Claims (14)

  1. 서로 마주보는 애노드와 캐소드;
    상기 애노드와 캐소드 사이에 위치하고 복수개의 양자점을 포함하는 양자점 발광층; 그리고
    여기 발광원 (excitation light emitting source)을 포함하는 전자 소자로서,
    상기 양자점 발광층은, 양자점들의 모노레이어를 포함하고,
    상기 양자점은, 상기 애노드와 상기 캐소드 간의 전압 인가에 의해 적색광을 방출하도록 구성되고,
    상기 양자점 발광층과 상기 여기 발광원은, 상기 여기 발광원이 파장 400 내지 490 nm 의 범위 광을 상기 양자점에 제공하여 상기 양자점이 적색광을 방출하도록 구성되며,
    상기 애노드와 상기 캐소드 중 적어도 하나는 투광 전극 (light transmitting electrode)이고,
    상기 적색광은, 상기 투광 전극을 통해 나오는 전자 소자.
  2. 서로 마주보는 애노드와 캐소드;
    상기 애노드와 캐소드 사이에 위치하고 복수개의 양자점을 포함하는 양자점 발광층; 그리고
    여기 발광원을 포함하는 전자 소자로서,
    상기 양자점 발광층은, 양자점들의 모노레이어를 포함하고,
    상기 양자점은, 상기 애노드와 상기 캐소드 간의 전압 인가에 의해 녹색광을 방출하도록 구성되며,
    상기 양자점 발광층과 상기 여기 발광원은, 상기 여기 발광원이 파장 400 내지 490 nm 의 범위 광을 상기 양자점에 제공하여 상기 양자점이 녹색광을 방출하도록 구성되며,
    상기 애노드와 상기 캐소드 중 적어도 하나는 투광 전극이고,
    상기 녹색광은, 상기 투광 전극을 통해 나오는 전자 소자.
  3. 서로 마주보는 애노드와 캐소드;
    상기 애노드와 캐소드 사이에 위치하고 복수개의 양자점을 포함하는 양자점 발광층; 그리고
    여기 발광원을 포함하는 전자 소자로서,
    상기 양자점 발광층은, 양자점들의 모노레이어를 포함하고,
    상기 양자점은 상기 애노드와 상기 캐소드 간의 전압 인가에 의해 청색광을 방출하도록 구성되며,
    상기 양자점 발광층과 상기 여기 발광원은, 상기 여기 발광원이 파장 390 내지 490 nm 의 범위 광을 상기 양자점에 제공하고 상기 양자점이 청색광을 방출하도록 구성되며,
    상기 애노드와 상기 캐소드 중 적어도 하나는 투광 전극이고,
    상기 청색광은, 상기 투광 전극을 통해 나오는 전자 소자.
  4. 제1항, 제2항, 또는 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 여기 발광원은, 상기 제2 파장의 광이 상기 투광 전극을 통과하여 상기 양자점에 도달하도록 구성되거나; 혹은,
    상기 여기 발광원은, 발광 트랜지스터 (light emitting transistor)이고, 상기 발광 트랜지스터는, 게이트 전극; 상기 게이트 전극과 중첩되고 전계 발광 물질을 포함하는 채널; 상기 게이트 전극과 상기 채널 사이에 배치되는 절연체; 및 상기 채널에 전기적으로 연결되어 있는 소스 전극과 드레인 전극을 포함하는
    전자 소자.
  5. 제4항에서,
    상기 게이트 전극은 반사 전극인 전자 소자.
  6. 서로 마주보는 애노드와 캐소드;
    상기 애노드와 캐소드 사이에 위치하고 복수개의 양자점을 포함하는 양자점 발광층; 그리고
    여기 발광원을 포함하는 전자 소자로서,
    상기 양자점은 상기 애노드와 상기 캐소드로부터 제공된 전기 에너지를 받아들여 제1 파장의 광을 방출하며,
    상기 양자점 발광층과 상기 여기 발광원은, 상기 여기 발광원이 300 내지 490 nm 의 범위인 제2 파장의 광을 상기 양자점에 제공하고 상기 양자점이 상기 제2 파장의 광에 의해 여기되어 상기 제2 파장보다 큰 제3 파장의 광을 방출하도록 구성되며,
    상기 애노드와 상기 캐소드 중 적어도 하나는 투광 전극이고,
    상기 제1 파장의 광 및 상기 제3 파장의 광은, 상기 투광 전극을 통해 나오고,
    상기 여기 발광원은, 발광 트랜지스터 (light emitting transistor)이고,
    상기 발광 트랜지스터는, 게이트 전극; 상기 게이트 전극과 중첩되고 전계 발광 물질을 포함하는 채널; 상기 게이트 전극과 상기 채널 사이에 배치되는 절연체; 및 상기 채널에 전기적으로 연결되어 있는 소스 전극과 드레인 전극을 포함하고,
    상기 제1 파장의 광 및 상기 제3 파장의 광은, 상기 캐소드를 통과하여 나가고,
    상기 애노드는 제1 표면 및 상기 제1 표면에 반대쪽에 제2 표면을 가지고,
    상기 애노드의 상기 제1 표면은 상기 양자점 발광층을 대면하고,
    상기 애노드의 상기 제2 표면 위에 상기 발광 트랜지스터가 배치되는 전자 소자.
  7. 제6항에서,
    상기 발광 트랜지스터에서 전하 수송(charge transport)은 상기 제1 표면에 수직하게 일어나는 전자 소자.
  8. 서로 마주보는 애노드와 캐소드;
    상기 애노드와 캐소드 사이에 위치하고 복수개의 양자점을 포함하는 양자점 발광층; 그리고
    여기 발광원을 포함하는 전자 소자로서,
    상기 양자점은 상기 애노드와 상기 캐소드로부터 제공된 전기 에너지를 받아들여 제1 파장의 광을 방출하며,
    상기 양자점 발광층과 상기 여기 발광원은, 상기 여기 발광원이 300 내지 490 nm 의 범위인 제2 파장의 광을 상기 양자점에 제공하고 상기 양자점이 상기 제2 파장의 광에 의해 여기되어 상기 제2 파장보다 큰 제3 파장의 광을 방출하도록 구성되며,
    상기 애노드와 상기 캐소드 중 적어도 하나는 투광 전극이고,
    상기 제1 파장의 광 및 상기 제3 파장의 광은, 상기 투광 전극을 통해 나오고,
    상기 여기 발광원은, 발광 트랜지스터이고,
    상기 발광 트랜지스터는, 게이트 전극; 상기 게이트 전극과 중첩되고 전계 발광 물질을 포함하는 채널; 상기 게이트 전극과 상기 채널 사이에 배치되는 절연체; 및 상기 채널에 전기적으로 연결되어 있는 소스 전극과 드레인 전극을 포함하고,
    상기 제1 파장의 광 및 상기 제3 파장의 광은, 상기 캐소드를 통과하여 나가고,
    상기 애노드는 제1 표면 및 상기 제1 표면에 반대쪽에 제2 표면을 가지고,
    상기 애노드의 상기 제1 표면은 상기 양자점 발광층을 대면하고,
    상기 애노드의 상기 제2 표면은 상기 발광 트랜지스터의 채널을 대면하는 전자 소자.
  9. 제8항에서,
    상기 발광 트랜지스터에서 전하 수송은 상기 제1 표면에 수평하게 일어나는 전자 소자.
  10. 제4항에서,
    상기 채널은, 상기 소스 전극을 대면하는 정공 보조층, 상기 드레인 전극을 대면하는 전자 보조층, 및 상기 정공 보조층과 상기 전자 보조층 사이에 배치되고 전계 발광 물질을 포함하는 발광층을 포함하는 전자 소자.
  11. 제10항에서,
    상기 정공 보조층은, 제2 정공 주입층(HIL), 제2 정공 수송층(HTL), 제2 전자 차단층(EBL), 또는 이들의 조합을 포함하고,
    상기 전자 보조층은, 제2 전자 주입층(EIL), 제2 전자 수송층(ETL), 제2 정공 차단층(HBL), 또는 이들의 조합을 포함을 포함하는 전자 소자.
  12. 제1항, 제2항, 또는 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 여기 발광원은, 발광 다이오드 (light emitting diode)이고,
    상기 발광 다이오드는, 제1 전극, 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되고 전계 발광 물질을 포함하는 전계 발광층을 포함하는 전자 소자.
  13. 제1항, 제2항, 또는 제3항 중 어느 한 항의 전자 소자를 포함하는 디스플레이 소자.
  14. 제1항, 제2항,또는 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 양자점은, 45 nm 이하의 광발광스펙트럼의 반치폭을 나타내고,
    상기 양자점은, 50% 이상의 양자효율을 나타내도록
    구성되는 전자 소자.
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