包括量子点的发光设备制造技术

本发明专利技术涉及包括量子点的发光设备。所述发光设备包括：第一电极；面向所述第一电极的第二电极；和提供在所述第一电极和所述第二电极之间的发光层，其中所述发光层包括量子点，所述量子点包括：核芯，其包括至少一种第一正离子前体和至少一种负离子前体；壳，其包括至少一种第二正离子前体和至少一种负离子前体并且包裹核芯；和在壳的表面上形成的配体，其中所述第一正离子前体是第n周期元素并且所述第二正离子前体是第(n‑1)周期元素，其中n是3至6的整数。

【技术实现步骤摘要】
包括量子点的发光设备相关申请的交叉引用本申请要求于2015年12月29日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2015-0188392的优先权和益处，其全部内容通过引用并入本文。
本专利技术概念涉及量子点和使用其的发光设备。
技术介绍
量子点表示具有晶体结构的材料，所述晶体结构具有数个纳米的尺寸并且包括数百至数千个原子。这种小的材料具有宽的每单位体积的表面积，从而大部分原子被提供在表面上，并且出现量子约束效应，所以该材料具有与材料的独特特性不同的电、磁、光、化学和机械特征。即，可能通过控制量子点的尺寸来控制各种特性。当量子点设置在基板上时，可制造高度集成的元件，并且最近已经研究了使用量子点而不是有机发光材料作为发光层材料的量子点发光设备。量子点发光设备可控制量子点的尺寸，以实现期望的自然色，其具有卓越的色彩再现性，并且其具有与发光二极管(LED)一样好的亮度，所以其作为弥补发光二极管(LED)缺陷的材料，特别是作为下一代光源的材料而受到关注。在该背景部分中公开的上述信息仅仅是为了加强对本专利技术概念背景的理解，所以其可包含在本国本领域技术人员已经知道的不形成现有技术的信息。
技术实现思路
本专利技术概念已经努力提供了无镉量子点和稳定性改善的发光设备。本专利技术概念的另一实施方式提供了一种发光设备，其包括：第一电极；面向第一电极的第二电极；和提供在第一电极和第二电极之间的发光层，其中发光层包括量子点，量子点包括包含至少一种第一正离子前体和至少一种负离子前体的核芯，包括至少一种第二正离子前体和至少一种负离子前体并且包裹核芯的壳，和在壳的表面上形成的配体，其中第一正离子前体是第n周期元素并且第二正离子前体是第(n-1)周期元素，其中n是3至6的整数。发光设备可进一步包括设置在第一电极和发光层之间的空穴传输层，和设置在发光层和第二电极之间的电子传输层。量子点中壳的最高占据分子轨道(HOMO)能级和最低未占分子轨道(LUMO)能级与核芯的HOMO能级和LUMO能级的差异分别等于或小于2.0eV。第一正离子前体可包括Al、Fe、Co、Cu、Zn、Ga、In、Ag、Pb、Bi和Tl中的至少一种。负离子前体可包括Te、I、O、S、Se、N、P、As和Sb中的至少一种。核芯可包括PbI2、BiI3、Fe2O3、CoO、CuO、Cu2O、AgO、Ag2O、CuS、Cu2S、Ag2S、In2S3、Bi2S3、CuSe、Cu2Se、AgSe、Ga2Se3、In2Se3、TlSe、Cu2Te、ZnTe、Cu3N、Zn3P2、GaP、InP、AlAs、GaAs和AlSb中的至少一种。空穴传输层可包括核芯中包括的化合物的p-型掺杂化合物，p-型掺杂化合物掺杂有金属、非金属或卤素元素，电子传输层可包括核芯中包括的化合物的n-型掺杂化合物，n-型掺杂化合物掺杂有金属、非金属或卤素元素。发光设备可进一步包括阻挡层，并且阻挡层可提供在空穴传输层和发光层之间和/或发光层和电子传输层之间。阻挡层的厚度可为0.5nm至5nm。此外，根据本专利技术概念的示例性实施方式的发光设备可解决空穴和电子的电荷平衡缺陷的常规问题，从而通过减少元件的劣化而改善稳定性和延长寿命。附图说明图1显示了根据本专利技术概念的示例性实施方式的量子点的横截面图。图2显示了根据本专利技术概念的示例性实施方式的发光设备的横截面图。图3显示了根据本专利技术概念的示例性实施方式的改进的图2的发光设备的横截面图。图4显示了根据本专利技术概念的示例性实施方式的发光设备的带隙能级的示意图。具体实施方式下文参考附图更充分描述本专利技术概念，其中显示了本专利技术概念的示例性实施方式。如本领域技术人员将认识到的，可以以所有都不背离本专利技术概念的精神和范围的各种不同的方式修饰所描述的实施方式。为了清楚，附图中的层、薄膜、板、区域等的厚度被放大。贯穿本说明书，相同的参考数值表示相同的元件。应当理解，当元件，比如层、薄膜、区域或基板被提及在另一元件“之上”时，其可直接在另一元件上方或也可存在中间元件。相反，当元件被提及“直接”在另一元件“之上”时，则不存在中间元件。将参考附图详细地描述根据本专利技术概念的示例性实施方式的量子点以及包括其的发光设备。现将描述根据本专利技术概念的示例性实施方式的量子点。量子点100包括包含至少一种第一正离子前体和至少一种负离子前体的核芯110、包括至少一种第二正离子前体和至少一种负离子前体并且包裹核芯的壳120，和在壳120的表面上产生的配体130。核芯110中包括的第一正离子前体表示元素周期表中的第n周期元素，并且n是3至6的整数。详细地，在该示例性实施方式中，期望第一正离子前体包括铝(Al)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、锌(Zn)、镓(Ga)、铟(In)、银(Ag)、铅(Pb)、铋(Bi)和铊(Tl)中的至少一种。此外，核芯110和壳120中包括的负离子前体可包括碘化物、氧化物、硫化物、硒化物、碲化物、氮化物、磷化物、砷化物和锑化物中的至少一种，其可以以适当的方式选择，这取决于第一正离子前体或第二正离子前体。详细地，负离子前体可包括氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、氧(O)、硫(S)、硒(Se)、碲(Te)和碘(I)中的至少一种。即，核芯110可以是二元核芯，其包括PbI2、BiI3、Fe2O3、CoO、CuO、Cu2O、AgO、Ag2O、CuS、Cu2S、Ag2S、In2S3、Bi2S3、CuSe、Cu2Se、AgSe、Ga2Se3、In2Se3、TlSe、Cu2Te、ZnTe、Cu3N、Zn3P2、GaP、InP、AlAs、GaAs和AlSb中的至少一种，但不限于此，其可以是三元核芯或四元核芯。量子点100不包括用于实现具有高光致发光量子产率和窄的半峰宽度的发光设备的材料，比如镉(Cd)和汞(Hg)。不包括破坏环境的镉(Cd)和汞(Hg)的发光设备是解决环境问题的良好方式。根据组成比例，即，二元核芯中第一正离子前体和/或负离子前体的含量，核芯110可展示各种颜色，并且可通过改变核芯110的尺寸而控制发光色。因此，量子点100可具有各种发光色，比如蓝色、红色或绿色。详细地，在本示例性实施方式中，核芯110的直径是约2nm至10nm。根据本专利技术概念的示例性实施方式的壳120基本上包裹核芯110的表面，以便保护核芯110。当包括在核芯110中的第一正离子前体是第n周期元素时，包括在本示例性实施方式的壳120中的第二正离子前体是第(n-1)周期元素。此外，包括在壳120中的负离子前体可包括碘化物、氧化物、硫化物、硒化物、碲化物、氮化物、磷化物、砷化物和锑化物中的至少一种。例如，壳120可以是二元壳，其包括MgTe、MgSe、MgO和MgS中的至少一种，但不限于此，其可以是三元壳和四元壳。因此，壳120的HOMO能级和LUMO能级与核芯110的HOMO能级和LUMO能级的差异分别等于或小于2.0eV。在壳120的表面上形成配体130。配体130可包括有机官能团，并且其可提供在壳120的表面上以与壳120化学结合。有机官能团可包括三辛基膦(TOP)、三辛基氧化膦(TOPO)、羧酸锌、羧酸、胺、膦酸和其混合物中的至少一种。在本示例性实施方式中，当形成量子点100时，配体130有助于量子点100在非本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光设备，包括：第一电极；面向所述第一电极的第二电极；和提供在所述第一电极和所述第二电极之间的发光层，其中所述发光层包括量子点，所述量子点包括：包含至少一种第一正离子前体和至少一种负离子前体的核芯，包括至少一种第二正离子前体和至少一种负离子前体并且包裹所述核芯的壳，和形成在所述壳的表面上的配体，其中所述第一正离子前体是第n周期元素并且所述第二正离子前体是第(n‑1)周期元素，其中n是3至6的整数。

【技术特征摘要】
2015.12.29 KR 10-2015-01883921.一种发光设备，包括：第一电极；面向所述第一电极的第二电极；和提供在所述第一电极和所述第二电极之间的发光层，其中所述发光层包括量子点，所述量子点包括：包含至少一种第一正离子前体和至少一种负离子前体的核芯，包括至少一种第二正离子前体和至少一种负离子前体并且包裹所述核芯的壳，和形成在所述壳的表面上的配体，其中所述第一正离子前体是第n周期元素并且所述第二正离子前体是第(n-1)周期元素，其中n是3至6的整数。2.如权利要求1所述的发光设备，进一步包括设置在所述第一电极和所述发光层之间的空穴传输层，和设置在所述发光层和所述第二电极之间的电子传输层。3.如权利要求2所述的发光设备，其中所述壳的最高占据分子轨道能级和最低未占分子轨道能级与所述核芯的最高占据分子轨道能级和最低未占分子轨道能级的差异分别等于或小于2.0eV。4.如权利要求3所述的发光设备，其中所述第一正离子前体包括Al、Fe、Co、Cu、Zn、Ga、In、Ag、Pb、Bi和Tl中的至少一种。5.如权利要求4...

【专利技术属性】
技术研发人员：金东赞，赵尹衡，金利受，
申请(专利权)人：三星显示有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR