量子点膜,LED封装,量子点发光二极管和显示装置的制作方法

文档序号:20670805发布日期:2020-05-08 17:19阅读:289来源:国知局
量子点膜,LED封装,量子点发光二极管和显示装置的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求享有于2018年10月30日在韩国提交的韩国专利申请no.10-2018-0130768的优先权和权益,其通过引用的方式结合于此。

本公开内容涉及一种量子点(qd),更具体而言,涉及一种能够防止qd的损坏和发射效率降低的qd膜、发光二极管(led)封装、qd发光二极管(qled)和显示装置。



背景技术:

近来,随着社会正式进入信息时代,将各种电信号表现为可视图像的显示装置领域迅速发展。例如,已经引入了诸如液晶显示(lcd)装置、等离子显示面板(pdp)装置、场发射显示器(fed)装置和有机发光二极管(oled)装置的平板显示装置。

另一方面,已经探索或研究了将量子点(qd)用于显示装置。

在qd中,处于不稳定状态的电子从导带跃迁至价带,从而发光。由于qd具有高消光系数和优异的量子产率,因此从qd发出强荧光。另外,由于来自qd的光的波长由qd的大小控制,所以可以通过控制qd的大小来发射整个可见光。

然而,qd容易被湿气和/或氧气损坏,使得qd的发射效率降低。

另外,当通过溶解工艺将qd涂覆为多层结构时,下层被用于形成上层的溶剂损坏。



技术实现要素:

因此,本公开内容针对一种qd膜、一种发光二极管(led)封装、一种qd发光二极管(qled)以及一种显示装置,其实质上消除了由于相关技术的局限性和缺点而引起的一个或多个问题,并具有其他优点。

本公开内容的另外特征和优点将在下面的描述中阐述,并且部分地从描述中变得显而易见,或者可以通过实践本公开内容来了解。本公开内容的目的和其他优点将通过书面说明书及其权利要求以及附图中特别指出的结构来实现和获得。

为了实现这些和其他优点,并且根据本公开内容的目的,如在本文中具体体现和广泛描述的,一种量子点(qd)膜包括第一qd层,包括第一qd;及第一保护层,在第一qd层上并包括第一有机化合物,其中,第一有机化合物包括至少两个硫醇基,并且至少两个硫醇基中的第一个锚定到第一qd。

在一方面中,一种发光二极管(led)封装,包括led芯片;及qd膜,覆盖led芯片,该qd膜包括:第一qd层,包括第一qd;及第一保护层,在第一qd层上并包括第一有机化合物,其中,第一有机化合物包括至少两个硫醇基,并且至少两个硫醇基中的第一个锚定到第一qd。

在一方面中,一种液晶显示装置包括:液晶面板;及led封装,位于液晶面板下方,并且包括led芯片和覆盖该led芯片的qd膜,该qd膜包括:第一qd层,包括第一qd;及第一保护层,在第一qd层上并包括第一有机化合物,其中,第一有机化合物包括至少两个硫醇基,并且至少两个硫醇基中的第一个锚定到第一qd。

在一方面中,一种液晶显示装置包括液晶面板;背光单元,位于液晶面板下方并包括光源;及qd膜,位于液晶面板和背光单元之间,该qd膜包括:第一qd层,包括第一qd;及第一保护层,在第一qd层上并包括第一有机化合物,其中,第一有机化合物包括至少两个硫醇基,并且至少两个硫醇基中的第一个锚定到第一qd。

在一方面中,一种qd发光二极管,包括第一电极;第二电极,面对第一电极;及第一发射材料层,位于第一电极和第二电极之间,并包括第一qd层,该第一qd层包括第一qd,及在第一qd层上的第一保护层,其中,第一保护层包括第一有机化合物,并且其中,第一有机化合物包括至少两个硫醇基,并且至少两个硫醇基中的第一个锚定到第一qd。

在一方面中,一种显示装置包括基板;qd发光二极管,位于基板上方并包括第一电极;第二电极,面对第一电极;第一发射材料层,位于第一和第二电极之间,并包括第一qd层,该第一qd层包括第一qd,及第一保护层,在第一qd层上;薄膜晶体管,位于基板和qd发光二极管之间并连接到qd发光二极管,其中,第一保护层包括第一有机化合物,并且其中,第一有机化合物包括至少两个硫醇基,并且至少两个硫醇基中的第一个锚定到第一qd。

在一方面中,一种显示装置包括:基板,包括第一至第三像素区域;发光二极管,在基板上方;滤色器层,位于发光二极管上方,并且包括第一像素区域中的第一滤色器图案;第一颜色转换层,位于第一像素区域中的第一滤色器图案和发光二极管之间,并且包括第一qd层和在第一qd层上的第一保护层,其中,第一qd层包括第一qd,以及第一保护层包括第一有机化合物,并且其中,第一有机化合物包括至少两个硫醇基,并且至少两个硫醇基中的一个锚定到第一qd。

应理解,前面的一般性描述和以下的具体实施方式都是示例性和说明性的,并且旨在提供对要求保护的发明的进一步说明。

附图说明

被包括用来提供对本公开内容的进一步理解并且并入本说明书且构成本说明书的一部分的附图示出了本公开内容的各方面,并与说明书一起用于解释本公开内容的原理。

图1是根据本公开内容的第一实施方式的qd膜的示意性截面图。

图2是用于说明根据本公开内容的保护层中的硫醇基锚定到qd膜中的qd的状态的示意图。

图3是根据本公开内容的第二实施方式的qd膜的示意性截面图。

图4是示出根据本公开内容的多层结构qd膜的光吸收性质的曲线图。

图5是根据本公开内容的第三实施方式的液晶显示(lcd)装置的示意性截面图。

图6是图5中的液晶显示面板的示意性截面图。

图7是根据本公开内容的第四实施方式的led封装的示意性截面图。

图8是根据本公开内容的第五实施方式的qd显示装置的示意性截面图。

图9是示出qd显示装置的发射性质的曲线图。

图10是示出qd显示装置的发射稳定性的曲线图。

图11是根据本公开内容的第六实施方式的qd显示装置的示意性截面图。

图12是根据本公开内容的第七实施方式的qled的示意性截面图。

图13是根据本公开内容的第八实施方式的显示装置的示意性截面图。

具体实施方式

现在将详细参考本公开内容的各方面,其示例在随附的附图中示出。

图1是根据本公开内容的第一实施方式的qd膜的示意性截面图。

如图1所示,qd膜100包括含有qd112的qd层110,和在qd层110的侧面(或表面)处并且包括具有至少两个硫醇基的有机化合物122的保护层120。在这种情况下,至少两个硫醇基中的一个锚定到qd112。

尽管未示出,但是qd112包括位于qd112中心并发射光的核以及包围该核的壳。另外,qd112可以进一步包括结合(或连接)到壳的表面的配体。

核和壳在能带间隙上有所不同。核和壳中的每一个包括ii-vi族元素或iii-v族元素的纳米级半导体材料。例如,纳米级半导体材料可以是cdse、cds、cdte、znse、znte、zns、hgte、inas、inp和gaas之一。

配体可以是c1至c30烷基的化合物。qd112可以通过配体分散在非极性溶剂中。

保护层120覆盖qd层110的侧面并包括有机化合物122。有机化合物112包括至少两个硫醇基和包括醚键或酯键的连接子。硫醇基通过连接子彼此连接。例如,有机化合物112可以选自结构式1的材料。

[结构式1]

在结构式1中,r选自c1至c30烷基。例如,r可以是甲基。

即,保护层120中的有机化合物122具有2至4个硫醇基。硫醇基通过醚基(醚连接子)彼此连接作为化合物s-1或通过酯基(酯连接子)彼此连接作为化合物s-2和s-3。

由于有机化合物122包括对于qd112具有高键合强度的硫醇基,因此硫醇基锚定到qd112。结果,保护层120牢固地形成在qd层110上。

参考图2,其为用于说明根据本公开内容的保护层中的硫醇基锚定到qd膜中的qd的状态的示意图,结构式1中的化合物s-3的有机化合物中的硫醇基锚定到qd层110,保护层120牢固地形成在qd层110上。

硫醇基锚定到qd112的状态意味着硫醇基可以化学或物理地连接(结合或键合)到qd112。例如,硫醇基可以结合到qd112的壳的表面,以使硫醇基可以充当qd112中的配体。(配体交换)

由于保护层120中的有机化合物122包括醚基或酯基,所以防止了湿气和/或氧气的渗透。因此,还防止了湿气和/或氧气对qd112的损坏。

图3是根据本公开内容的第二实施方式的qd膜的示意性截面图。

如图3所示,qd膜200包括:第一qd层210,包括第一qd212;在第一qd层210的侧面上的第一保护层220,其包括第一有机化合物222;以及第二qd层230,在保护层220的侧面上,包括第二qd232。第一保护层220中的第一有机化合物222包括至少两个硫醇基。在这种情况下,第一有机化合物222中至少两个硫醇基中的一个锚定到第一qd212。第一有机化合物222中至少两个硫醇基中的另一个锚定到第二qd232。

第一qd212和第二qd232可以发射具有相同波长的光。例如,为了增加qd膜200中的qd的量,可以堆叠包括相同qd212和232的第一qd层210和第二qd层230以形成多层结构qd膜200。

或者,第一qd212和第二qd232可以发射具有不同波长的光。例如,第一qd212和第二qd232中的一个可以是发出红光的红色qd,并且第一qd212和第二qd232中的另一个可以是发出绿光的绿色qd。

第一保护层220位于第一qd层210和第二qd层230之间。第一保护层220中的第一有机化合物222包括至少两个硫醇基和包括醚键或酯键的连接子。硫醇基通过连接子彼此连接。例如,第一有机化合物212可以选自结构式1的材料。

如上所述,由于第一有机化合物222包括对于第一qd212具有高键合强度的硫醇基,所以硫醇基锚定到第一qd212。结果,第一保护层220牢固地形成在第一qd层210上。另外,由于第一有机化合物222中的硫醇基锚定到第二qd层230中的第二qd232,因此第二qd层230牢固地形成在第一保护层220上。

由于第一保护层220中的第一有机化合物222包括醚基或酯基,因此防止了湿气和/或氧气的渗透。因此,还防止了湿气和/或氧气对第一qd212和/或第二qd232的损坏。

另外,由于第一qd层210受第一保护层220保护,所以防止了用于形成第二qd层230的溶剂对第一qd层210的损坏。

即,在没有第一保护层220的情况下,当通过使用非极性溶剂(例如己烷溶剂)的溶液工艺形成第一qd层210和第二qd层230时,第一qd层210暴露于第二qd层230的溶液工艺中的非极性溶剂。结果,可以从第一qd层210中去除第一qd212。

然而,在本公开内容的qd膜200中,由于第二qd层230形成在具有第一保护层220的第一qd层210上方,该第一保护层220使用极性溶剂形成并覆盖第一qd层210,因此,防止了第一qd层210的损坏。因此,提供了包括多层结构和高发射效率且对qd无损坏的qd膜200。

尽管未示出,但是可以在第二qd层230上形成包括第二有机化合物的第二保护层。第二有机化合物可以选自结构式1的材料,并可以进一步防止湿气和/或氧气对第二qd232的损坏。

[qd膜]

1.对照例1(ref1)

将包括分散在己烷溶剂中的qd(inp/znse/zns,50wt%)的qd溶液以3000rpm在玻璃基板上旋涂60秒以形成qd膜。

2.对照例2(ref2)

将己烷溶剂进一步涂覆在对照例1中的qd膜上。

3.实施例1(ex1)

将结构式1的化合物s-3(50wt%)与乙醇溶剂混合后,将溶液以3000rpm在对照例1的qd膜上旋涂60秒钟以形成保护层。然后,将包括分散在己烷溶剂中的qd(inp/znse/zns,50wt%)的qd溶液涂覆在保护层上。

测量对照例1和2以及实施例1的多层结构qd膜的光吸收性质,并在图4中示出。

如图4所示,在对照例2的qd膜中,由于通过己烷溶剂除去了qd,因此光没有被qd吸收。另一方面,由于实施例1的qd膜具有多层结构,因此与对照例1的qd膜相比,实施例1的qd膜中的qd对光吸收显著增加。

来自qd膜的发光量(强度)可以与qd膜的光吸收量成比例。单层qd膜中的光吸收量受到限制。然而,当形成多层结构的qd膜以增加光吸收量时,下qd层被用于形成上qd层的溶剂损坏,使得qd膜的光吸收量(发光量)减少。

然而,在本公开内容的qd膜中,由于在下qd层(第一qd层)上形成包括具有硫醇基的有机化合物的保护层之后形成上qd层(第二qd层),因而提供了下qd层上的无损坏的多层结构的qd膜。

图5是根据本公开内容的第三实施方式的液晶显示(lcd)装置的示意性截面图,图6是图5中的液晶显示面板的示意性截面图。

如图5所示,作为本公开内容的显示装置的lcd装置300包括液晶面板310,在液晶面板310下方的背光单元370以及在液晶面板310和背光单元370之间的qd膜200。

参考图6,液晶面板310包括彼此面对的第一基板320和第二基板350以及设置在第一基板320和第二基板350之间的包括液晶分子362的液晶层360。

栅极322形成在第一基板320上,栅极绝缘层324形成为覆盖栅极322。此外,在第一基板320上形成连接到栅极322的栅极线(未示出)。

在栅极绝缘层324上形成对应于栅极322的半导体层326。半导体层326包括氧化物半导体材料。或者,半导体层326可以包括本征无定型硅的有源层和掺杂杂质的无定型硅的欧姆接触层。

源极330和漏极332在半导体层326上形成为彼此隔开。另外,在栅极绝缘层324上形成数据线(未示出),该数据线连接至源极330并且与栅极线交叉以限定像素区域。

栅极322、半导体层326、源极330和漏极332构成薄膜晶体管(tft)tr。

在tfttr上形成包括暴露漏极332的漏极接触孔336的钝化层334。

在钝化层334上形成通过漏极接触孔336连接到漏极332的像素电极340和与像素电极340交替排列的公共电极342。

在第二基板350上形成黑矩阵354,黑矩阵354屏蔽非显示区域,例如tfttr、栅极线和数据线,并且在第二基板350上形成与像素区域相对应的滤色器层356。

第一基板320和第二基板350利用其间的液晶层360附接。液晶层360的液晶分子362由像素电极340与公共电极342之间的电场驱动。

尽管未示出,但是第一对准层和第二对准层形成在第一基板320和第二基板350上方以邻接液晶层360。另外,具有垂直透射轴的第一偏振板和第二偏振板设置在第一基板320和第二基板350的外侧。

背光单元370包括光源(未示出),并向液晶面板310提供光。

背光单元370可以根据光源的位置而分类为直下型和侧入型,并且光源可以是荧光灯或发光二极管(led)封装。光源可以发射具有约430至470nm的短波长范围的光。

例如,直下型背光单元370可以包括覆盖液晶面板310的后侧的底框架(未示出),多个光源可以布置在底框架的水平底面上。

侧入型背光单元370可以包括覆盖液晶面板310的后侧的底框架(未示出)和在底框架的水平底面上或上方的导光板(未示出)。光源可以布置在导光板的一侧。

qd膜200包括第一qd层210、第二qd层230和第一保护层220。第一qd层210位于液晶面板310和背光单元370之间,并且包括第一qd212。第二qd层230位于第一qd层210和液晶面板310之间并且包括第二qd232。第一保护层220位于第一qd层210和第二qd层230之间并且包括具有至少两个硫醇基的第一有机化合物。尽管未示出,但是在qd膜200中可以进一步包括第二保护层,该第二保护层包括与第一有机化合物相同的第二有机化合物并且位于第二qd层230和液晶面板310之间。

第一qd212和第二qd232吸收来自背光单元370的光,并且可以分别发射具有不同波长的第一波长光和第二波长光。

例如,第一波长光和第二波长光中的一个可以是红光,并且第一波长光和第二波长光中的另一个可以是绿光。即,第一qd212和第二qd232中的一个可以是红色qd,并且第一qd212和第二qd232中的另一个可以是绿色qd。

来自背光单元370的光源的一部分光可以由第一qd212转换为第一波长光,并且来自背光单元370的光源的另一部分光可以由第二qd232转换为第二波长光。因此,来自背光单元370的光源的剩余部分光、第一波长光和第二波长光混合,从而提供白光。

在图5中,qd膜200包括两个qd层210和230。或者,当背光单元的光源提供蓝光和红(或绿)光时,包括有包括绿色(或红色)qd112的(图1的)单层qd膜100,而不是qd膜200。

qd膜200吸收来自背光单元370的光,并向液晶面板310提供高色纯度的光,从而提高了lcd装置300的显示质量。

另外,由于通过保护层220中的有机化合物222防止了湿气和/或氧气对qd212和232的损坏,所以防止了光效率降低。

此外,由于qd膜200具有包括第一qd层210和第二qd层230的多层结构,其中,由于保护层220而没有损坏第一qd层210,所以lcd装置300在制造工艺、生产成本和薄型化方面具有优势。

图7是根据本公开内容的第四实施方式的led封装的示意性截面图。

如图7所示,led封装400包括led芯片410和覆盖led芯片410的qd膜200。

qd膜200包括第一qd层210、第二qd层230和第一保护层220。第一qd层210位于液晶面板310和背光单元370之间,并且包括第一qd212。第二qd层230位于第一qd层210和液晶面板310之间并且包括第二qd232。第一保护层220位于第一qd层210和第二qd层230之间并且包括具有至少两个硫醇基的第一有机化合物。尽管未示出,但是在qd膜200中可以进一步包括第二保护层,该第二保护层包括与第一有机化合物相同的第二有机化合物并且位于第二qd层230和液晶面板310之间。

led芯片410可以发射具有大约430至470nm的短波长范围的光。即,led芯片410可以发射蓝光。

第一qd212和第二qd232吸收来自led芯片410的光,并且可以分别发射具有不同波长的第一波长光和第二波长光。

例如,第一波长光和第二波长光中的一个可以是红光,并且第一波长光和第二波长光中的另一个可以是绿光。即,第一qd212和第二qd232中的一个可以是红色qd,并且第一qd212和第二qd232中的另一个可以是绿色qd。

来自led芯片410的一部分光可以由第一qd212转换为第一波长光,并且来自led芯片410的另一部分光可以由第二qd232转换为第二波长光。因此,来自led芯片410的剩余部分光、第一波长光和第二波长光混合,从而提供白光。

led封装400还可以包括壳体430,第一电极引线442和第二电极引线444,第一电极引线442和第二电极引线444分别经由第一导线452和第二导线454连接到led芯片410,并且延伸到壳体430的外部。

壳体430包括主体432和从主体432的上表面突出并用作反射表面的侧壁434。led芯片410被布置在主体432上并且被侧壁434围绕。

例如,led封装400可以用作照明装置或lcd装置中的光源。

在图7中,qd膜200包括两个qd层210和230。或者,当红色(或绿色)led芯片设置有蓝色led芯片410时,包括有包括绿色(或红色)qd112的(图1的)单层qd膜100,而不是qd膜200。

如上所述,由于qd膜200的qd212和232吸收来自led芯片410的光并分别发射第一波长光和第二波长光,因此从led封装400提供了高色纯度的白光。

另外,由于通过保护层220中的有机化合物222防止了湿气和/或氧气对qd212和232的损坏,所以防止了光效率的降低。

此外,由于qd膜200具有包括第一qd层210和第二qd层230的多层结构,其中,由于保护层220而没有损坏第一qd层210,所以led封装400在制造工艺、生产成本和薄型化方面具有优势。

图8是根据本公开内容的第五实施方式的qd显示装置的示意性截面图。

如图8所示,作为本公开内容的显示装置的qd显示装置500包括基板510,在基板510上或上方的驱动元件tr以及连接至驱动元件tr的量子点发光二极管(qled)d。

在基板510上形成半导体层522。半导体层522可以包括氧化物半导体材料或多晶硅。

当半导体层522包括氧化物半导体材料时,可以在半导体层522下方形成遮光图案(未示出)。到达半导体层522的光被遮光图案遮挡或阻挡,从而可以防止半导体层522的热降解。另一方面,当半导体层522包括多晶硅时,可以将杂质掺杂到半导体层522的两侧中。

在半导体层522上形成第一绝缘层524,其可以被称为栅极绝缘层。第一绝缘层524可以由诸如氧化硅或氮化硅之类的无机绝缘材料形成。

在第一绝缘层524上形成由例如金属的导电材料形成的栅极530以对应于半导体层522的中心。

在包括栅极530的基板510的整个表面上形成第二绝缘层532,其可以被称为层间绝缘层。第二绝缘层532由绝缘材料形成。例如,第二绝缘层532可以由无机绝缘材料(例如氧化硅或氮化硅)形成,或者由有机绝缘材料(例如苯并环丁烯或光亚克力)形成。

第二绝缘层532包括暴露半导体层522的两侧的第一接触孔534和第二接触孔536。第一接触孔534和第二接触孔536位于栅极530的两侧以与栅极530间隔开。

在第二绝缘层532上形成由例如金属的导电材料形成的源极540和漏极542。源极540和漏极542相对于栅极530彼此间隔开,并通过第一接触孔534和第二接触孔536分别接触半导体层522的两侧。

半导体层522、栅极530、源极540和漏极542构成作为驱动元件的tfttr。

在图8中,栅极530、源极540和漏极542位于半导体层522上方。即,tfttr具有共面结构。或者,在tfttr中,栅极可以位于半导体层下方,并且源极和漏极可以位于半导体层上方,使得tfttr可以具有倒置的交错结构。在这种情况下,半导体层可以包括无定型硅。

尽管未示出,但是栅极线和数据线设置在基板510上或上方并且彼此交叉以限定像素区域。另外,可以将电连接到栅极线和数据线的开关元件设置在基板510上。开关元件电连接到作为驱动元件的tfttr。

另外,可以在基板510上或上方形成与栅极线或数据线平行并且与栅极线或数据线间隔开的电源线。此外,可以在基板510上进一步形成用于在一帧期间保持tfttr的栅极530的电压的存储电容器。

形成第三绝缘层550以覆盖tfttr,第三绝缘层550包括暴露tfttr的漏极542的漏极接触孔552。第三绝缘层550可以被称为钝化层。

分别在每个像素区域中和第三绝缘层550上形成通过漏极接触孔552连接到tfttr的漏极542的第一电极560。第一电极560可以是阳极,并且可以由功函数相对较高的导电材料形成。例如,第一电极560可以由诸如氧化铟锡(ito)或氧化铟锌(izo)之类的透明导电材料形成。

当qd显示装置500以顶部发射型操作时,可以在第一电极560下方形成反射电极或反射层。例如,反射电极或反射层可以由铝-钯-铜(apc)合金形成。

在第三绝缘层550上形成覆盖第一电极560的边缘的隔堤层568。像素区域中的第一电极560的中心通过隔堤层568的开口露出。

在第一电极560上形成包括qd层110和位于qd层110上的保护层120的qd膜100。qd层110包括qd112,并且保护层120包括具有至少两个硫醇基的有机化合物。有机化合物可以选自结构式1的材料。qd显示装置500中的qd膜100可以被称为发射层或发射材料层。

在红色像素区域中的qd膜100的qd112是红色qd,在绿色像素区域中的qd膜100的qd112是绿色qd,而在蓝色像素区域中的qd膜100的qd112是蓝色qd。

在包括qd膜100的基板510上方形成第二电极566。第二电极566位于显示区域的整个表面处。第二电极566可以是阴极,并且可以由功函数相对较低的导电材料形成。例如,第二电极566可以由铝(al)、镁(mg)或al-mg合金形成。

第一电极560、qd膜100和第二电极566构成qledd。在qledd中,第一电极560定位为比第二电极566更靠近tfttr并连接到tfttr。或者,第二电极可以定位为比第一电极更靠近tft并且连接到tft。

来自第一电极560的空穴和来自第二电极566的电子被注入到qd膜100中,光从qd膜100的qd112射出。即,qd膜100用作发射材料层(eml)。

在图8中示出了单层的qd膜100。或者,可以使用多层的qd膜200(图3)代替qd膜100作为发射材料层。在这种情况下,在(图3的)第一qd层中的(图3的)qd212与在(图3的)第二qd层230中的(图3的)qd232提供相同颜色的光。

尽管未示出,但是包括空穴注入层(hil)和空穴传输层(htl)中的至少一个的空穴辅助层可以顺序设置在第一电极560和qd膜100之间,包括电子传输层(etl)和电子注入层(eil)中的至少一个的电子辅助层可以顺序设置在qd膜100和第二电极566之间。

在qd显示装置500中,由于通过保护层220中的有机化合物222防止了湿气和/或氧气对qd212和232的损坏,因此防止了光效率的降低。

另外,当具有包括第一qd层210和第二qd层230的多层结构的qd膜200包括在qd显示装置500中时,在由于保护层220不会损坏第一qd的情况下提供该多层结构。因此,进一步提高了qd显示装置500的光效率。

[量子点发光二极管]

1.对照例3(ref3)

在将pedot:pss涂覆在包括ito层(阳极)的玻璃基板上以形成hil(约30nm)之后,涂覆聚乙烯基咔唑(pvk)以形成htl(约25nm)。将分散有qd(inp/znse/zns,15mg/l)的己烷溶液以3000rpm涂覆45秒,以形成qd层(约10nm)作为eml。在eml上顺序形成htl(zno,约40nm)和阴极(al)。

2.实施例2(ex2)

在形成htl和阴极之前,将溶解有结构式1的化合物s-3(50wt%)的乙醇溶液以3000rpm涂覆45秒,以在eml上形成保护层(约3nm)

测量对照例3和实施例2中的qled的发射性质,并在图9和10中示出。

参考图9,其示出了初始发射性质(性能),与对照例3中的qled相比,实施例2中的qled提供高的pl强度。在实施例2中的qled中,由于通过保护层防止了湿气和/或氧气的渗透,其中有机化合物包括硫醇基和酯基,因此防止了qd的损坏和改善了发光性质(pl强度)。

参考图10,对照例3中的qled的发射性能(pl强度)显著降低。然而,实施例2中的qled的发射性能的降低得以减小。

图11是根据本公开内容的第六实施方式的qd显示装置的示意性截面图。

如图11所示,qd显示装置600包括:第一基板610,其中限定了第一像素区域p1至第三像素区域p3;在第一基板610上方的qledd;以及在qledd上或上方的滤色器层670。例如,第一像素区域p1可以是红色像素区域,第二像素区域p2可以是绿色像素区域,并且第三像素区域p3可以是蓝色像素区域。

qd显示装置600可以进一步包括tfttr,其位于第一基板610和qledd之间并连接到qledd,以及第二基板660,其位于滤色器层670的外侧。在这种情况下,可以在第二基板660的内表面上形成滤色器层670。

尽管未示出,但是tfttr包括半导体层、栅极、源极和漏极。

在tfttr上形成绝缘层620,该绝缘层620包括暴露漏极的漏极接触孔622。例如,绝缘层620可以由无机绝缘材料或有机绝缘材料形成。

在第一像素区域pl至第三像素区域p3中的每个中以及在绝缘层620上分别形成通过漏极接触孔622连接到tfttr的漏极的第一电极630。第一电极630可以是阳极,并且可以由功函数相对较高的导电材料形成。例如,第一电极630可以由诸如氧化铟锡(ito)或氧化铟锌(izo)之类的透明导电材料形成。

尽管未示出,但是可以在第一电极630下方形成反射电极或反射层。例如,反射电极或反射层可以由铝-钯-铜(apc)合金形成。

在第一电极630上形成发出白光的发射材料层(eml)640。eml640包括含有第一qd641的第一qd层,包括第二qd643的第二qd层,包括第三qd645的第三qd层,包括第一有机化合物647的第一保护层和包括第二有机化合物649的第二保护层。第二qd层位于第一qd层上方,第三qd层位于第二qd层上方qd层。第一保护层位于第一qd层和第二qd层之间,第二保护层位于第二qd层和第三qd层之间。

第一qd至第三qd641、643和645中的一个是红色qd,第一qd至第三qd641、643和645中的另一个是绿色qd,并且第一qd至第三qd641、643和645中的剩余一个是蓝色qd。

第一有机化合物647和第二有机化合物649各自包含至少两个硫醇基。例如,第一有机化合物647和第二有机化合物649中的每一个可以选自结构式1的材料。第一有机化合物647中的一个硫醇基锚定到第一qd641,而第二有机化合物647中的一个硫醇基锚定到第二qd643。另外,第一有机化合物647中的另一个硫醇基可以锚定到第二qd643,第二有机化合物649中的另一个硫醇基可以锚定到第三qd645。

如上所述,由于通过第一和第二保护层防止了湿气和/或氧气对第一qd至第三qd641、643和645的损坏,因此防止了第一qd至第三qd641、643和645的损坏和光效率降低。

另外,通过第一保护层和第二保护层防止了用于形成第二qd层和第三qd层的溶剂对第一qd层和第二qd层的损坏。

在白色qled中,分别包括包含红色qd层的第一发射部分(叠层)、包括绿色qd层的第二发射部分和包括蓝色qd层的第三发射部分,并且在相邻的发射部分之间需要电荷生成层。例如,当直接在红色qd层上形成绿色qd层时,红色qd层被用于形成绿色qd层的qd组合物中的非极性溶剂损坏。为了防止上述损坏,分别形成红色、绿色和蓝色qd层。结果,qled的制造工艺复杂,并且qled的厚度和生产成本增加。

然而,在本公开内容的qled中,由于第一qd层和第二qd层受第一保护层和第二保护层保护,所以可以在单个eml中形成第一qd层到第三qd层。因此,防止了上述问题。

在包括eml640的第一基板610上方形成第二电极650。第二电极650定位在显示区域的整个表面上。第二电极650可以是阴极,并且可以由功函数相对较低的导电材料形成。例如,第二电极650可以由铝(al)、镁(mg)或al-mg合金形成。第二电极650具有相对薄的轮廓以便是透明的(半透明的)。

第一电极630、eml640和第二电极650构成qledd。

尽管未示出,但是qledd可以进一步包括:空穴辅助层,包括hil和htl中的至少一个;以及电子辅助层,包括etl和eil中的至少一个。hil和htl可以顺序设置在第一电极630和eml640之间,并且etl和eil可以顺序设置在eml640和第二电极650之间。

在qledd上或上方的滤色器层670包括与第一像素区域p1(即红色像素区域)相对应的红色滤色器672、与第二像素区域p2(即绿色像素区域)相对应的绿色滤色器674和与第三像素区域p3(即,蓝色像素区域)相对应的蓝色滤色器676。

其上形成有滤色器层670的第二基板660可以通过粘合层(未示出)附接到其上形成有qledd的第一基板610。

在图11中,在第二基板660上形成滤色器层670。或者,可以直接在qledd上形成滤色器层670。当来自qledd的光穿过第一基板610时,即,底部发射型qled,滤色器层670可以位于第一基板610和qledd之间。

图12是根据本公开内容的第七实施方式的qled的示意性截面图。

如图12所示,qled760包括第一电极710,面对第一电极710的第二电极720,第一发射部分730,第二发射部分740和电荷生成层(cgl)750。第一发射部分730位于第一电极710和第二电极720之间,并包括含有qd的第一eml736。第二发射部分740位于第一发射部分730与第二电极720之间,并且包括第二eml744。cgl750位于第一发射部分730与第二发射部分740之间。

例如,第一电极710可以是阳极,第二电极720可以是阴极。

第一eml736包括第一qd层、在第一qd层上方的第二qd层、以及在第一和第二qd层之间的第一保护层。第一qd层包括第一qd762,第二qd层包括第二qd764。第一保护层包括第一有机化合物766。尽管未示出,但是第一eml736可以进一步包括第二qd层上的包括第二有机化合物的第二保护层。

第一发射部分730可以进一步包括空穴注入层(hil)732,第一空穴传输层(htl)734和第一电子传输层(etl)738。hil732和第一htl734顺序堆叠在第一电极710上,并且第一etl738位于第一eml736和cgl750之间。可以省略hil732、第一htl734和第一etl738中的至少一个。

第一有机化合物766可以选自结构式1的材料。即,第一有机化合物766包括至少两个硫醇基。第一有机化合物766中的硫醇基中的一个锚定到第一qd762。第一有机化合物766中的硫醇基中的另一个锚定到第二qd764。

第二eml744包括发射材料。第二eml744的发射材料选自荧光化合物、磷光化合物、延迟荧光化合物和qd。

第二发射部分740可以进一步包括第二htl742,第二etl746和电子注入层(eil)748。第二htl742位于cgl740与第二eml744之间,且第二etl及eil746和748顺序堆叠在第二eml744上。可以省略第二htl742、第二etl746和eil748中的至少一个。

cgl750位于第一发射部分730和第二发射部分740之间,使得第一发射部分730、cgl750和第二发射部分760顺序堆叠在第一电极710上。第一发射部分730和第二发射部分740通过cgl750连接。cgl750可以是包括n型cgl752和p型cgl754的pn结型cgl。

n型cgl752位于第一etl738与第二htl742之间,而p型cgl754位于n型cgl752与第二htl742之间。

cgl750生成电荷或将电荷分离为空穴和电子,使得分别将电子和空穴提供到第一发射部分730和第二发射部分740中。

n型cgl752将电子提供到第一发射部分730的第一etl738中,并且第一etl738将电子提供到第一发射部分730的第一eml736中。另一方面,p型cgl754将空穴提供到第二发射部分740的第二htl742中,并且第二htl742将空穴提供到第二发射部分740的第二eml744。因此,提高了包括第一eml736和第二eml744的qled760的发射效率,并且降低了qled760的驱动电压。

第一qd762、第二qd764和第二eml744的发射材料中的一个发出红光,第一qd762、第二qd764和第二eml744的发射材料中的另一个发出绿光,并且第一qd762、第二qd764和第二eml744的发射材料中的剩余一个发出蓝光。因此,qled760提供白光。

图12中的qled760可以被包括在图11中的qd显示装置600中以代替qledd。

图13是根据本公开内容的第八实施方式的显示装置的示意性截面图。

如图13所示,显示装置800包括:第一基板810,其中限定了第一像素区域p1至第三像素区域p3;发光二极管d,在第一基板810上方;滤色器层870,在发光二极管d上方;第一颜色转换层880,在第一像素区域p1中的发光二极管d和滤色器层870之间,及第二颜色转换层890,在第二像素区域p2中的发光二极管d和滤色器层870之间。例如,第一像素区域p1是红色像素区域r,第二像素区域p2是绿色像素区域g,第三像素区域p3是蓝色像素区域b。

qd显示装置800可以进一步包括:tfttr,位于第一基板810和发光二极管d之间并且连接至发光二极管d;以及第二基板860,在滤色器层870的外侧。在这种情况下,可以在第二基板860的内表面上形成滤色器层870。

尽管未示出,但是tfttr包括半导体层、栅极、源极和漏极。

在tfttr上形成绝缘层820,该绝缘层820包括暴露出漏极的漏极接触孔822。例如,绝缘层820可以由无机绝缘材料或有机绝缘材料形成。

在第一像素区域pl至第三像素区域p3的每一个中以及绝缘层820上分别形成通过漏极接触孔822连接到tfttr的漏极的第一电极830。第一电极830可以是阳极,并且可以由功函数相对较高的导电材料形成。例如,第一电极830可以由诸如氧化铟锡(ito)或氧化铟锌(izo)之类的透明导电材料形成。

尽管未示出,但是可以在第一电极830下方形成反射电极或反射层。例如,反射电极或反射层可以由铝-钯-铜(apc)合金形成。

在第一电极830上形成发出白光的发射材料层(eml)840。eml840中的发射材料是荧光化合物、磷光化合物、延迟荧光化合物和qd中的一种,并且发出白光。

在包括eml840的第一基板810上方形成第二电极850。第二电极850定位在显示区域的整个表面上。第二电极850可以是阴极,并且可以由功函数相对较低的导电材料形成。例如,第二电极850可以由铝(al)、镁(mg)或al-mg合金形成。第二电极850具有相对薄的轮廓以便是透明的(半透明的)。

第一电极830、eml840和第二电极850构成发光二极管d。

尽管未示出,但是发光二极管d可以进一步包括:空穴辅助层,包括hil和htl中的至少一个;以及电子辅助层,包括etl和eil中的至少一个。hil和htl可以顺序设置在第一电极830和eml840之间,并且etl和eil可以顺序设置在eml840和第二电极850之间。

在发光二极管d上或上方的滤色器层870包括对应于第一像素区域p1(即红色像素区域r)的红色滤色器872,和对应于第二像素区域p2(即绿色像素区域g)的绿色滤色器874。

在位于第一像素区域pl中的红色滤色器图案872和发光二极管d之间的第一颜色转换层880包括第一qd层和在第一qd层上的第一保护层。第一qd层包括第一qd882。第一保护层位于第一qd层和发光二极管d之间,并且包括第一有机化合物884。

在位于第二像素区域p2中绿色滤色器图案874和发光二极管d之间的第二颜色转换层890包括第二qd层和在第二qd层上的第二保护层。第二qd层包括第二qd892。第二保护层位于第二qd层和发光二极管d之间,并且包括第二有机化合物894。

第一qd882是红色qd。来自第一像素区域p1中的发光二极管d的一部分蓝光被第一qd882转换成红光,并且来自第一像素区域p1中的发光二极管d的其余蓝光被红色滤色器图案872吸收。结果,从第一像素区域p1提供具有高色纯度的红光。

第二qd892是绿色qd。来自第二像素区域p2中的发光二极管d的一部分蓝光被第二qd892转换为绿光,并且来自第二像素区域p2中的发光二极管d的其余蓝光被绿色滤色器图案874吸收。结果,从第二像素区域p2提供具有高色纯度的绿光。

第一有机化合物884和第二有机化合物894中的每一个均包括至少两个硫醇基。例如,第一有机化合物884和第二有机化合物894中的每一个可以选自结构式1的材料。第一有机化合物884中的硫醇基中的一个锚定到第一qd882,并且第二有机化合物894中的硫醇基中的一个锚定到第二qd892。

在图13中,第一颜色转换层880和第二颜色转换层890中的每一个包括单层的qd层。或者,第一颜色转换层880和第二颜色转换层890中的每一个可以包括至少两个qd层。在这种情况下,可以在相邻的qd层之间形成保护层,并且第一颜色转换层880和第二颜色转换层890中的每一个中的qd发出相同颜色的光。

可以通过粘合层(未显示)将其上形成有滤色器层870以及第一颜色转换层880和第二颜色转换层890的第二基板860附接到其上形成有发光二极管d的第一基板810。

在图13中,在第二基板860上形成滤色器层870以及第一颜色转换层880和第二颜色转换层890。或者,可以直接在发光二极管d上形成第一颜色转换层880和第二颜色转换层890,并且可以直接在第一颜色转换层880和第二颜色转换层890上形成滤色器870。当来自发光二极管d的光穿过第一基板810(即,底部发射型qled)时,滤色器层870及第一颜色转换层880和第二颜色转换层890可以位于第一基板810与发光二极管d之间。

当从发光二极管d发出白光时,可以在第三像素区域p3(即蓝色像素区域)中形成蓝色滤色器图案和包括蓝色qd和保护层的第三颜色转换层。

对于本领域技术人员将显而易见的是,在不脱离本公开内容的精神或范围的情况下,可以对本公开内容的各方面进行各种修改和变化。因此,本公开内容旨在覆盖本公开内容的修改和变化,只要它们属于所附权利要求及其等同变换的范围内。

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