发光二极管和具有该发光二极管的发光装置制造方法及图纸

本公开内容涉及一种发光二极管，其包括设置在电荷传输层和一个电极之间且包括化学键合至电荷传输层的表面的聚硅氧烷基材料的电荷控制层，和具有该发光二极管的发光装置。电荷控制层配置为移除电荷传输层的表面缺陷、稳定地传输电荷、并反射经过电荷传输层的部分光，并由此增强外耦合效率。除此之外，电荷控制层调控从电极至电荷传输层的电荷流动，从而电荷可以以平衡的模式注入发射材料层中。

A light-emitting diode and a light-emitting device having the light-emitting diode

【技术实现步骤摘要】
发光二极管和具有该发光二极管的发光装置相关申请的交叉引用本申请要求于2018年11月23日在韩国提交的韩国专利申请第10-2018-0146021号的权益，通过引用将其作为整体并入本文。
技术介绍

本公开内容涉及一种发光二极管，且更具体而言，涉及一种增强电荷迁移率性质和外耦合效率(out-couplingefficiency)的发光二极管以及具有该发光二极管的发光装置。相关技术的描述随着电子技术和信息技术迅速进步，用于处理和显示大量信息的显示领域已得到迅速发展。因此，诸如液晶显示(LCD)装置、有机发光二极管(OLED)显示装置等之类的各种平板显示装置已得到发展。在这些平板显示装置中，由于OLED能实现薄结构并表现出更低的消耗功率因而OLED作为下一代显示装置而已受到关注。在为了改善OLED显示装置中的亮度而增加OLED中的电流密度或者提高OLED中的驱动电压的情况下，OLED的发光寿命因OLED中的有机材料的热降解和劣化而变得更短。而且，OLED尚未达到国际电信联盟关于4K/UHD标准的ITU-R建议书BT.2020(REC.2020或BT.2020)中要求的高色域。近来，已发展使用诸如量子点(QD)之类的无机发光颗粒的显示装置。QD是一种随着不稳定状态的激子从导带跃迁至价带而发射光的无机发光颗粒。QD在无机颗粒之中具有大消光系数、高量子产率，并且产生强荧光。而且，由于QD随着其尺寸变化而具有不同的发光波长，因而可通过调整QD的尺寸而在整个可见光光谱内获得光以便实现各种颜色。当QD用作发射材料层(EML)中的发光材料时，可增强单个像素的色纯度并实现由高纯度红色(R)、绿色(G)、和蓝色(B)组成的白色(W)光，以便实现Rec.2000标准。因此，使用QD作为发光材料的量子点发光二极管(QLED)已受到关注。在OLED和QLED中的发射层之间的界面处或者在OLED和QLED中的发射层的表面处产生的表面缺陷已经是实现期望水平的发光效率的限制。除此之外，由于因空穴和电子的相对迁移率差异而存在着电荷不平衡，因而OLED和QLED表现出降低的发光效率。而且，从发射材料层产生的一部分光朝向其他方向而非预期的发射方向发射，这导致外耦合效率(out-couplingefficiency)降低。
技术实现思路
因此，本公开内容有关一种实质上消除因相关技术的限制和不足之处导致的一个或多个问题的发光二极管以及具有该二极管的发光装置。本公开内容的一个目的在于提供一种增强电荷迁移率和外耦合效率、并因此改善发光效率的发光二极管，以及具有该二极管的发光装置。本公开内容的另一目的在于提供一种能够以平衡的模式将电荷注入发射材料层中的发光二极管和具有该二极管的发光装置。本公开内容的额外特征和有点将在以下的描述中得以阐释，并且从该描述中将部分地变得显而易见、或者通过实践本公开内容所习知。通过在记载的描述和其权利要求书以及随附的附图中特别指出的结构将会实现并获得本公开内容的目的和其他优点。根据一个方面，本公开内容提供一种发光二极管，包括：彼此面对的第一电极和第二电极；设置在所述第一电极和所述第二电极之间且包括无机材料的电荷传输层；和电荷控制层，其中所述电荷控制层包括化学键合至所述电荷传输层的表面的聚硅氧烷基材料。根据另一方面，本公开内容提供一种发光二极管，包括：彼此面对的第一电极和第二电极；设置在所述第一电极和所述第二电极之间的发射材料层；设置在所述第一电极和所述发射材料层之间的第一电荷传输层；设置在所述发射材料层和所述第二电极之间且包含无机颗粒的第二电荷传输层；和电荷控制层，其中所述电荷控制层包括化学键合至所述第二电荷传输层的表面的聚硅氧烷基材料。根据又一方面，如上所述，本公开内容提供一种包括基板和在基板上方的发光二极管的发光装置。要理解的是，前述的一般描述和以下的详细描述皆为示例且是解释性的，意在如所主张的一般提供本公开内容的进一步解释。附图说明被包括以提供进一步理解本公开内容的随附的附图并入并组成本说明书的一部分、图解本公开内容的实现方式、并与该描述一起用来解释本公开内容的实施方式的原理。图1是图解根据本公开内容的发光二极管显示装置的示意性截面图；图2是图解根据本公开内容的发光二极管的示意性截面图；图3是图解根据本公开内容的发光二极管中的发射材料层、第二电荷传输层、和电荷控制层的示意性图表，在其中指出了那些层的折射率，并且电荷控制层的聚硅氧烷基材料化学键合至第二电荷传输层的表面；图4是图解没有电荷控制层的现有技术发光二极管的发射单元和电极中的材料之中的能级的示意性图表；图5是图解根据本公开内容的发射单元和电极中的材料之中的能级的示意性图表图6是图解根据本公开内容的实施例测量的具有电荷控制层的只有电子的装置(electrononlydevice,EOD)中电子迁移率随时间变化的曲线图；图7是图解根据本公开内容的实施例测量的具有电荷控制层的只有电子的装置中光谱吸收强度随波长变化的曲线图；图8和图9是图解通过对根据本公开内容的实施例测量的只有电子的装置进行脱盖而针对只具有电子传输层和电荷控制层的薄膜的XPS(X-射线光电子能谱)分析结果的曲线图；图10是图解通过对根据本公开内容的实施例测量的只有电子的装置进行脱盖而针对只具有电子传输层和电荷控制层的薄膜的FT-IR(傅里叶变换红外光谱)分析结果的曲线图；图11是图解根据比较例的无电荷控制层的发光二极管的层压结构的TEM图像；以及图12是图解根据本公开内容的实施例的具有电荷控制层的发光二极管的层压结构的TEM图像。最佳实施方式现在将详细参考本公开内容的方面，其示例图解在随附的附图中。本公开内容的发光二极管包括电荷控制层，该电荷控制层包括化学键合至电荷传输层表面的聚硅氧烷基材料，以便解决伴随现有技术的问题和不利之处。该发光二极管可应用于诸如发光二极管显示装置和发光二极管照明装置之类的显示装置。图1是图解根据本公开内容的发光二极管显示装置的示意性截面图。如图1所示，发光二极管显示装置100包括基板102、基板102上方的薄膜晶体管Tr、和连接至薄膜晶体管Tr的发光二极管200。薄膜晶体管Tr包括半导体层110、栅极130、源极152和漏极154。基板102可包括，但不限于，玻璃、薄的柔性材料和/或聚合物塑料。例如，柔性材料可以选自，但不限于，由聚酰亚胺(PI)、聚醚砜(PES)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、以及它们的组合组成的群组。其上布置有薄膜晶体管Tr和发光二极管200的基板102形成阵列基板。缓冲层104可布置在基板102上方，并且薄膜晶体管Tr布置在缓冲层104上方。缓冲层104可以省略。半导体层110设置在缓冲层104上方。在一个示例性实施方式中，半导体层110可包括，但不限于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发光二极管，包括：/n彼此面对的第一电极和第二电极；/n设置在所述第一电极和所述第二电极之间且包含无机材料的电荷传输层；和/n电荷控制层，/n其中所述电荷控制层包含化学键合至所述电荷传输层的表面的聚硅氧烷基材料。/n

【技术特征摘要】
20181123 KR 10-2018-01460211.一种发光二极管，包括：
彼此面对的第一电极和第二电极；
设置在所述第一电极和所述第二电极之间且包含无机材料的电荷传输层；和
电荷控制层，
其中所述电荷控制层包含化学键合至所述电荷传输层的表面的聚硅氧烷基材料。


2.如权利要求1所述的发光二极管，其中所述电荷控制层设置在所述电荷传输层和所述第二电极之间。


3.如权利要求1所述的发光二极管，其中所述电荷控制层层压成约1nm至约5nm的厚度。


4.如权利要求1所述的发光二极管，其中所述电荷传输层包含电荷传输层，并且其中所述电荷控制层的折射率小于所述电荷传输层的折射率。


5.如权利要求1所述的发光二极管，其中所述聚硅氧烷基材料由具有化学式1的下列结构的单体合成：

化学式1




其中R1和R2各自分别独立地是氢、氘、氚、羟基、直链或支链的C1～C10烷基、C2～C20烯基、C1～C10烷氧基、C1～C10烷基氨基、C1～C10烷基丙烯酰氧基、C1～C10甲基丙烯酰氧基、C1～C10烷基甲基丙烯酰氧基、硫醇基、C1～C10烷基硫醇基、异氰酸酯基、C1～C10烷基异氰酸酯基、环氧基、C1～C10烷基环氧基、C1～C10烷撑环氧基、C5～C20环烷基环氧基、C5～C20环烷撑环氧基、C5～C30芳基环氧基、C5～C30芳撑环氧基、C4～C30杂芳基环氧基、C4～C30杂芳撑环氧基、缩水甘油醚氧基、C1～C10烷基缩水甘油醚氧基、C1～C10烷撑缩水甘油醚氧基、C5～C20环烷基缩水甘油醚氧基、C5～C20环烷撑缩水甘油醚氧基、C5～C30芳基缩水甘油醚氧基、C5～C30芳撑缩水甘油醚氧基、C4～C30杂芳基缩水甘油醚氧基、C4～C30杂芳撑缩水甘油醚氧基、未取代或用至少一个卤素取代的C5～C20芳基、未取代或用至少一个卤素取代的C4～C20杂芳基、未取代或用至少一个卤素取代的C5～C20芳基氧基、未取代或用至少一个卤素取代的C4～C20杂芳基氧基、未取代或用至少一个卤素取代的C5～C20芳基氨基、或者未取代或用至少一个卤素取代的C4～C20杂芳基氨基；R3和R4各自分别独立地是氢、氘、氚、直链或支链的C1～C10烷基、C1～C10烷基氨基、C5～C20芳基、C4～C20杂芳基、C5～C20芳基氨基、或者C4～C20杂芳基氨基。


6.如权利要求5所述的发光二极管，其中化学式1中的R1是氢、氘、氚、羟基、直链或支链的C1～C10烷基、C2～C20烯基、C1～C10烷氧基、C1～C10烷基氨基、C1～C10烷基丙烯酰氧基、C1～C10烷基甲基丙烯酰氧基、硫醇基、C1～C10烷基硫醇基、C1～C10烷基异氰酸酯基、C1～C10烷基缩水甘油醚氧基、或者未取代或用至少一个卤素取代的C5～C20芳基；R2是羟基或者C1～C10烷氧基；R3和R4各自分别独立地是氢、氘、氚、或者直链或支链的C1～C10烷基。


7.如权利要求1所述的发光二极管，其中所述电荷传输层的无机材料包含金属氧化物。


8.如权利要求7所述的发光二极管，其中所述金属氧化物包含选自由锌(Zn)、钙(Ca)、镁(Mg)、钛(Ti)、锡(Sn)、钨(W)、钽(Ta)、铪(Hf)、铝(Al)、锆(Zr)、钡(Ba)、以及它们的组合组成的群组的金属的氧化物。


9.如权利要求1所述的发光二极管，进一步包括设置在所述第一电极和所述电荷传输层之间的发射材料层。


10.如权利要求9所述的发光二极管，其中所述发射材料层包括无机发光颗粒。

<...

【专利技术属性】
技术研发人员：闵慧理，金所望，
申请(专利权)人：乐金显示有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR