KR101687637B1 - 단일의 양자점으로 이루어지는 발광층과 컬러변환층을 이용한 백색광 발광소자 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 단일의 양자점으로 이루어진 발광층과 컬러변환층을 이용한 백색광 발광소자에 관한 것으로서, 단일의 양자점으로 구성되어 미리 설정된 파장의 광을 발산하는 발광층을 포함하는 전계발광부가 제1 전극과 상기 제1 전극의 상부에 배치되는 제2 전극 사이에 위치하고, 상기 발광층으로부터 발산되는 상기 광의 파장보다 높은 파장을 갖는 양자점으로 구성되는 컬러필터층이 상기 제1 전극의 외면 일측에 성막되는 것을 특징으로 하는 단일의 양자점으로 이루어진 발광층과 컬러변환층을 이용한 백색광 발광소자를 제공한다.
상기와 같은 본 발명은 단일의 양자점으로 발광층을 형성하고, 제1 전극의 외부에 성막되는 컬러필터층에서 발광층으로부터 발산되는 단파장의 광을 흡수하여 백색광을 방출함으로써 공정이 소화되고 그에 따라 생산성을 크게 향상시킬 수 있으며, 열적 퇴화현상에 따른 수명단축을 최소화 시킬 수 있는 효과가 있다.
상기와 같은 본 발명은 단일의 양자점으로 발광층을 형성하고, 제1 전극의 외부에 성막되는 컬러필터층에서 발광층으로부터 발산되는 단파장의 광을 흡수하여 백색광을 방출함으로써 공정이 소화되고 그에 따라 생산성을 크게 향상시킬 수 있으며, 열적 퇴화현상에 따른 수명단축을 최소화 시킬 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 단일의 양자점으로 이루어진 발광층과 컬러변환층을 이용한 백색광 발광소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단일의 양자점으로 발광층을 형성하고, 제1 전극의 외부에 성막되는 컬러필터층에서 발광층으로부터 발산되는 단파장의 광을 흡수하여 백색광을 방출함으로써 공정이 소화되고 그에 따라 생산성을 크게 향상시킬 수 있으며, 열적 퇴화현상에 따른 수명단축을 최소화 시킬 수 있는 단일의 양자점으로 이루어진 발광층과 컬러변환층을 이용한 백색광 발광소자에 관한 것이다.
일반적으로 양자점 발광다이오드(Quantum dots light-emitting diodes, QLED)는 크기와 전압에 따라 다양한 빛을 내는 수 nm의 반도체 결정, 즉 양자점으로 제조되는 발광소자로서, 전통적인 유기 발광다이오드(Organic light emitting diodes, OLED) 공정을 그대로 사용할 수 있고, 양자효율이 높으며, 색순도가 뛰어나 차세대 디스플레이로 각광받고 있는 바 양자점이 가지는 색선명도와 우수한 양자효율 특성을 디스플레이 조명산업에 이용하고자 하는 노력이 결부되어 많은 연구들이 진행되고 있다.
도1은 종래의 양자점 발광 소자를 도시한 도면이다.
도1에서 보는 바와 같이 종래의 양자점 발광 소자(100)는 기존 유기 발광소자와 유사한 구조를 취하는 바 베이스 기판 상부에 설치되는 투명 재질의 제1 전극(110)과, 제1 전극(110) 상부에 설치되는 정공공급/수송층(120)과, 정공공급/수송층(120) 상부에 적층되는 발광층(130)과, 발광층(130) 상부에 적층되는 전자수송/공급층(140) 및 전자수송/공급층(140) 상부에 적층되는 제2 전극(150)으로 구성된다.
이러한 종래의 양자점 발광소자(100)는 백색광을 구현하기 위해 서로 다른 밴드갭을 갖는 양자점들을 다층으로 적층하는 구조로 형성되는 바 적층 순서에 따라 양자점들을 교차로 적층해야 함으로써 매우 정밀한 두께 조절이 필요할 뿐 아니라 그에 따라 공정이 복잡한 문제점이 있었다.
또한, 종래의 양자점 발광소자(100)는 인접층간의 용해도와 극성에 대한 문제점을 고려해야 하므로 제조가 용이하지 못할 뿐 아니라 양자점 표면개질을 통한 화학적 처리가 요구되어 제조가 용이하면서도 제조에 상당한 시간이 소요되는 문제점이 있었다.
이에 일각에서는 복수의 양자점들을 동일 용매 내에 혼합한 단일 발광층을 제조하고자 하였으나, 이종의 양자점들이 발광층으로 사용됨에 따라 열적 퇴화현상으로 인한 문제점이 발생되었다.
또한, 종래의 양자점 발광소자는 전자전달층으로 Alq3, 전자공급층으로 LiF등의 물질을 사용하는데, 이러한 구조체는 우수한 전자친화도를 갖는다는 특징이 있으나, 진공 증착 공정으로 제조되는 것이 필수적으로 요구되고, 대기 중에 노출되는 경우 산화가 급속하게 진행되어 수명(life time)이 단축되는 치명적인 문제점이 발생되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 단일의 양자점으로 발광층을 형성하고, 제1 전극의 외부에 성막되는 컬러필터층에서 발광층으로부터 발산되는 단파장의 광을 흡수하여 백색광을 방출함으로써 공정이 소화되고 그에 따라 생산성을 크게 향상시킬 수 있으며, 열적 퇴화현상에 따른 수명단축을 최소화 시킬 수 있는 단일의 양자점으로 이루어진 발광층과 컬러변환층을 이용한 백색광 발광소자를 제공함에 있다.
그리고, 본 발명은 전자전달층으로 극성용매에 분산된 ZnO 나노입자를 이용하여 전극을 제외한 전계발광부를 용액공정 기반으로 제조함으로써 제조공정을 보다 단축할 수 있을 뿐 아니라 이에 따라 생산성을 현저하게 향상시킬 수 있는 단일의 양자점으로 이루어진 발광층과 컬러변환층을 이용한 백색광 발광소자를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 단일의 양자점으로 구성되어 미리 설정된 단파장 광을 발산하는 발광층을 포함하는 전계발광부가 제1 전극과 상기 제1 전극의 상부에 배치되는 제2 전극 사이에 위치하고, 상기 발광층으로부터 발산되는 상기 광의 파장보다 높은 파장을 갖는 양자점으로 구성되어 상기 단파장 광을 흡수하여 백색광이 발광하도록 하는 컬러필터층이 상기 제1 전극의 외면 일측에 성막되는 것을 특징으로 하는 단일의 양자점으로 이루어진 발광층과 컬러변환층을 이용한 백색광 발광소자를 제공한다.
그리고, 상기 전계발광부는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극사이에 위치하고, 단일의 양자점으로 형성되며, 미리 설정된 파장의 광을 발산하는 발광층과, 상기 제1 전극과 상기 발광층 사이에 위치하고, 상기 제1 전극의 표면거칠기를 완화하는 정공공급층과, 상기 정공공급층과 상기 발광층 사이에 위치하고, 상기 발광층과 상기 정공공급층 사이의 전위장벽을 감소하는 정공수송층과, 상기 발광층과 상기 제2 전극사이에 위치하고, 상기 제2 전극으로 공급된 전자를 상기 발광층으로 이송하는 전자공급층 및 상기 전자공급층과 상기 발광층에 위치하고, 상기 발광층에서 광이 발산되도록 상기 전자공급층에 의해 이송되는 전자를 상기 발광층으로 전달하는 전자수송층을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 발광층은 440 ~ 490 nm의 파장대역을 갖는 단일의 양자점일 수 있다.
아울러, 상기 컬러필터층은 580 ~ 620nm의 파장대역을 갖는 단일의 양자점을 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 컬러필터층은 단일의 양자점을 레진과 혼합한 후 상기 제1 전극의 외면 일측에 성막될 수 있다.
또한, 상기 제1 전극은 산화인듐에 미리 설정된 양의 산화주석이 혼합한 인듐주석 산화물인 것이 바람직하다.
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그리고, 상기 전자수송층은 아연화합물과 염기성 물질을 극성용매에 용해시켜 합성된 ZnO 나노입자로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 전자수송층은 상기 ZnO 나노입자가 미리 설정된 양의 극성용매에 분산되고, 상기 발광층에 코팅될 수 있다.
아울러, 상기 전계발광부는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극사이에 용액공정 방식으로 제작되는 것이 바람직하다.
상기와 같은 본 발명은 단일의 양자점으로 발광층을 형성하고, 제1 전극의 외부에 성막되는 컬러필터층에서 발광층으로부터 발산되는 단파장의 광을 흡수하여 백색광을 방출함으로써 공정이 소화되고 그에 따라 생산성을 크게 향상시킬 수 있으며, 열적 퇴화현상에 따른 수명단축을 최소화 시킬 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본 발명은 전자전달층으로 극성용매에 분산된 ZnO 나노입자를 이용하여 전극을 제외한 전계발광부를 용액공정 기반으로 제조함으로써 제조공정을 보다 단축할 수 있을 뿐 아니라 이에 따라 생산성을 현저하게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도1은 종래의 양자점 발광 소자를 도시한 도면,
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 단일의 양자점으로 이루어진 발광층과 컬러변환층을 이용한 백색광 발광소자를 도시한 도면,
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 단일의 양자점으로 이루어진 발광층과 컬러변환층을 이용한 백색광 발광소자와 종래의 양자점 발광소자의 에너지 밴드갭을 도시한 도면,
도4는 본 발명의 일실시예에 따른 전자수송층을 제조과정을 도시한 순서도,
도5는 본 발명의 일실시예에 따른 단일의 양자점으로 이루어진 발광층과 컬러변환층을 이용한 백색광 발광소자의 동작을 도시한 도면.
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 단일의 양자점으로 이루어진 발광층과 컬러변환층을 이용한 백색광 발광소자를 도시한 도면,
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 단일의 양자점으로 이루어진 발광층과 컬러변환층을 이용한 백색광 발광소자와 종래의 양자점 발광소자의 에너지 밴드갭을 도시한 도면,
도4는 본 발명의 일실시예에 따른 전자수송층을 제조과정을 도시한 순서도,
도5는 본 발명의 일실시예에 따른 단일의 양자점으로 이루어진 발광층과 컬러변환층을 이용한 백색광 발광소자의 동작을 도시한 도면.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세하게 설명하도록 한다.
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 단일의 양자점으로 이루어진 발광층과 컬러변환층을 이용한 백색광 발광소자를 도시한 도면이고, 도3은 본 발명의 일실시예에 따른 단일의 양자점으로 이루어진 발광층과 컬러변환층을 이용한 백색광 발광소자와 종래의 양자점 발광소자의 에너지 밴드갭을 도시한 도면이며, 도4는 본 발명의 일실시예에 따른 전자수송층을 제조과정을 도시한 순서도이다.
도2에서 보는 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 단일의 양자점으로 이루어진 발광층(31)과 컬러변환층(40)을 이용한 백색광 발광소자는 제1 전극(10)과, 제2 전극(20) 및 제1 전극(10)과 제2 전극(20)사이에 배치되는 전계발광부(30) 및 제1 전극(10)의 외부에 성막되는 컬러변환층(40)을 포함하여 구성된다.
제1 전극(10)은 양극으로 제공되어 정공을 제공하는 역할을 하는데, 이러한 제1 전극(10)은 발광층(31)의 HOMO 준위로 정공의 공급이 용이하도록 일함수가 크면서 투명한 전극인 ITO(indium tin oxide) 글래스로 형성될수 있으며, ITO 글래스로로 형성되는 경우 사진식각(phto-lithography)공정을 통해 패턴을 형성할 수 있다.
제2 전극(20)은 제1 전극(10)의 상부에 위치하고, 제1 전극(10)과 다른 전극을 수신하는 역할을 하는데, 여기서 제2 전극(20)은 음극으로 제공될 수 있고, 발광층(31)의 LUMO 준위로 전자의 주입이 용이하도록 낮은 일함수를 가지며, 내부 반사율이 높은 금속류의 전극이 사용된다.
본 발명의 일실시예에서는 제2 전극(20)으로 Al이 사용될 수 있다.
전계발광부(30)는 제1 전극(10)과 제2 전극(20) 사이에 위치하는 발광층(31)과, 제1 전극(10)과 발광층(31) 사이에 위치하는 정공공급/수송층(32) 및 발광층(31)과 제2 전극(20) 사이에 위치하는 전자공급/수송층(33)을 포함하여 구성되며, 제1 전극(10) 및 제2 전극(20)으로부터 각각 제공되는 정공과 전자를 통해 광을 발산하는 역할을 한다.
발광층(31)은 후술하는 정공공급층(32a)의 상부에 위치하고, 단일의 양자점으로 구성되는데, 본 실시예에서는 백색 발광 소자를 제작하기 위해 440 ~ 490nm 파장대역의 양자점을 포함한다.
여기서 양자점은 TOPO(triotyl phosphine oxide) 리간드를 가지는 코어(core)와 쉘(shell) 의 이종접합 형태로 구성된 CdSe/ZnS의 II-VI족 화합물로, 입자 크기에 따라 여러가지 발광 파장을 가지는 물질이다.
그리고, 발광층(31)은 정공공급층(32a)의 상부에 성막되는 것으로서, 양자점을 20 mg/mL로 분산시키고, 계면의 평탄도와 불산물의 최소화를 위해 0.45 ㎛의 PVDF 재질의 필터를 이용하여 충분히 정제한 후 poly-TPD 박막 상에 스핀코팅을 이용하여 3,000 rpm으로 60초 동안 성막 공정을 진행하며, 진공오븐의 80℃ 분위기로 30분간 열처리 과정을 진행한다.
이때, 소자의 최적화를 위해서는 양자점의 농도에 따라 발광층(31)의 성막두께를 선택할 수 있는데, 가장 바람직하게는 30nm의 박막 두께로 형성함이 바람직하다.
정공공급/수송층(32)은 제1 전극(10)과 발광층(31) 사이에 위치하는 정공공급층(32a) 및 정공공급층(32a)과 발광층(31) 사이에 위치하는 정공수송층(32b)을 포함하여 구성되며, 제1 전극(10), 즉 양극에서 주입된 정공을 발광층(31)으로 전달하는 역할을 한다.
정공공급층(32a)은 노광 및 식각을 통해 발생된 ITO의 거칠기를 평탄화함과 아울러 제1 전극(10)으로부터 정공수송층(32b)으로 정공을 주입하는 역할을 하는데, 여기서 정공공급층(32a)은 PEDOT:PSS(poly(ethylenedioxythiophene):poly-styrenesulphonate)로 제공될 수 있다.
정공수송층(32b)은 정공공급층(32a)과 발광층(31) 사이에 위치하고, 발광층(31)과 정공주입층 사이의 전위장벽을 감소함으로써 정공공급층(32a)을 통해 주입받은 정공을 발광층(31)으로 전달하는 역할을 하는 것으로서, poly-TPD(poly(N,N'-bis(4-butylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)benzidine)로 제공될 수 있다.
전자공급/수송층(33)은 제2 전극(20)과 발광층(31) 사이에 위치하는 전자공급층(33a)과, 전자공급층(33a)과 발광층(31) 사이에 위치하는 전자수송층(33b)을 포함하여 구성되며, 음극에서 주입된 전자를 발광층(31)으로 전달하는 역할을 한다.
전자공급층(33a)은 음극에서 주입된 전자를 전자수송층(33b)으로 전달하는 역할을 하는 것으로서, 수 nm의 얇은 박막형태로 형성된다
전자수송층(33b)은 음극에서 주입된 전자를 발광층(31)으로 전달하는 역할을 함과 아울러 발광층(31)으로 주입된 정공이 발광층(31) 내에 구속될 수 있도록 하는 정공차단층(hole blocking layer)의 역할을 하는 것으로서, 본 실시예에서는 전자수송층(33b)으로 에탄올과 같은 극성용매에 분산된 ZnO 나노입자가 사용될 수 있다.
이러한, 산화물 반도체인 ZnO 나노입자를 포함하는 전자수송층(33b)은 제2 전극(20)과의 LUMO 준위 사이의 전위장벽이 존재하지 않도록 하여 효과적인 전자 전달이 가능하도록 하는 역할을 하는데, 도3을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 3을 참조하면, 종래의 알루니 키노륨 복합체(Alq3)를 이용한 전자수송층(33b)은 LUMO 준위가 3.1 eV, HOMO 준위로 5.8 eV를 가진다. 음극으로 사용된 제2 전극(20), 즉 Al 전극의 일함수는 Alq3와의 계면에서 높은 에너지 장벽을 형성하기 때문에, 비교적 낮은 일함수를 가지는 Calcium(Ca), Lithium fluoride(LiF)등과 같은 완충층을 성막하여 음극과 전자수송층(33b) 사이 전자의 주입 장벽을 낮춘다.
일 예로, 도 3과 같이, LiF를 1 nm 이하의 초박막을 진공 열증착을 통해 형성하여 전자주입층으로 사용할 수 있다. 구조적인 측면에서, 알루니 키노륨 복합체(Alq3)의 HOMO 준위(5.5 eV)는 CdSe의 HOMO 준위에 비해 낮기 때문에 발광층(31)으로 전달되는 정공이 알루니 키노륨 복합체(Alq3)의 HOMO 준위로 이동할 확률은 상대적으로 크다. 또한, 알루니 키노륨 복합체(Alq3)가 가지는 높은 LUMO 준위는 CdSe와 인접한 poly-TPD의 LUMO 준위와의 차이가 크게 나지 않아 Alq3로부터 전달된 전자는 poly-TPD의 계면으로 이동할 확률이 높다.
반면에 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 ZnO 나노입자는 LUMO 준위는 4.2 eV 이며, HOMO 준위는 7.6 eV 로써, 4.3 eV의 일함수를 가지는 Al과 ZnO의 LUMO 준위 사이 전위장벽(potential barrier)이 존재하지 않고, 4.4 eV에 해당하는 CdSe의 LUMO 준위로 효과적인 전자 전달이 가능하다.
또한, ZnO의 높은 HOMO 준위(7.7 eV)는 CdSe의 HOMO 준위(6.7 eV)에 비해 크기 때문에, 발광층(31)(140) 내에서 결합하지 못한 잉여 정공이 ZnO의 HOMO 준위로의 이동할 확률이 낮아진다.
따라서, CdSe 내 효율적인 전하 구속을 유도해 전자-정공의 재결합률을 높일 수 있기 때문에 소자의 특성을 향상시킬 수 있으면서도 극성 용매에서의 분산특성이 우수하여 비극성 용매에 분산된 양자점과 계면 상의 용해도 문제를 해결할 수 있어 용액 공정에 의한 스핀 코팅이 가능함으로써 전계발광부(30) 중 전극을 제외한 모든 구성을 용액공정을 기반으로 제조할 수 있다.
여기서, 본 실시예에 따른 전자수송층(33b)은 합성된 ZnO 나노입자를 에탄올에 일정 농도로 분산시키고, 0.45 um PVDF 재질의 필터를 이용하여 정제 과정을 거친 후 1,500 rpm으로 30초 동안 스핀코팅 방법을 통해 약 30 nm의 박막을 형성하고 90℃진공오븐에서 30분 동안 열처리 진행하여 성막하였다.
한편, 앞서 설명한 ZnO 나노입자를 합성하는 방법을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, Zn(CH3COO)2를 메탄올에 용해시키고, 메탄올을 끓는점 이하의 온도인 60℃로 가열시킨다(S120)
다음, 메탄올에 용해된 KOH를, Zn(CH3COO)2가 용해된 용액에 1 ml/sec의 속도로 적하시킨다(S130).
주입 후 약 5분이 지나면 ZnO 핵결정이 서서히 이루어지며, 60분 경과 후 약 3 ∼ 5 nm 급 균일한 ZnO 나노입자가 대량 합성된다(S140).
반응 후 합성된 ZnO 나노입자 외 K+ 등의 여분의 이온들을 제거해 주기 위해 IPA와 헥산을 1:1:5 비율로 첨가한 후 24시간 유지(aging)한다(S150,S160).
이후 원심분리기를 이용하며 용매 속 ZnO 나노입자 이외의 이온 및 혼합 용매들을 제거하면, 정제된 콜로이드 ZnO 나노입자를 얻을 수 있다(S170).
컬러변환층(40)은 발광층(31)보다 높은 파장대역을 갖는 단일의 양자점으로 구성되고, 제1 전극(10)의 외부에 성막되는 것으로서, 앞서 설명한 발광창층과 동일한 방법으로 형성되는데, 본 실시예에서는 580 ~ 620nm 파장대역의 양자점을 포함하여 구성된다.
이와 같이 컬러변환층(40)이 580 ~ 620nm 파장대역의 양자점을 포함하여 구성되는 이유는 500nm 이하의 단파장의 광을 흡수하도록 하기 위한 것으로서, 발광층(31)으로부터 발산되는 440 ~ 490nm 파장대역의 단파장 광을 흡수하여 백색광이 나타나도록 하는 역할을 한다.
도5는 본 발명의 일실시예에 따른 단일의 양자점으로 이루어진 발광층과 컬러변환층을 이용한 백색광 발광소자의 동작을 도시한 도면이다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일실시예에 따른 단일의 양자점으로 이루어진 발광층과 컬러변환층을 이용한 백색광 발광소자의 동작을 첨부된 도면을 참조하여 살펴보면, 제1 전극(10)에서 주입된 정공이 정공공급/수송층(32)을 통해 발광층(31)으로 전달되고, 제2 전극(20)에서 주입된 전자가 전자공급/수송층(33)을 통해 발광층(31)으로 전달된다.
이와 같이 발광층(31)으로 정공 및 전자가 전달됨에 따라 발광층(31)에서 440 ~ 490nm 파장대역의 광, 즉 단파장 광을 방출하고, 방출된 단파장 광은 투명한 TIO 글래스로 형성된 제1 전극(10)을 통해 외부로 배출되는데, 여기서 단파장 광은 컬러변환층(40)의 흡수파장과 중첩되면서 컬러변환층(40)에 흡수된다.
그리고, 580 ~ 620nm 파장대역의 양자점으로 이루어진 컬러변환층(40)은 광 발광(photoluminescence) 현상에 의해 단파장을 흡수하고, 백색광을 발광한다.
위에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 단일의 양자점으로 이루어진 발광층(31)과 컬러변환층(40)을 이용한 백색광 발광소자는 R,G,B 양자점 적층구조 또는 혼합구조의 종래기술에 비해 공정이 간단하고 발광층(31) 내 동종 양자점이 분산되어 있음에 따라 이종 양자점이 발광층(31)으로 사용되는 소자에 비해 열적 퇴화현상을 상대적으로 줄일 수 있는 특징이 있다.
또한, 기존 양자점 전계발광소자에서 필수적인 진공증착형 공통층소재를 배제하고 에탄올과 같은 극성용매에 분산된 ZnO 나노입자를 전자수송층(33b)으로 사용함으로써 용액공정 기반의 백색광 소자의 구현이 가능하여 제조공정을 보다 단축할 수 있을 뿐 아니라 이에 따라 생산성을 현저하게 향상시킬 수 있는 특징이 있다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
10 : 제1 전극 20 : 제2 전극
30 : 전계발광소자 31 : 발광층
32 : 정공공급/수송층 32a : 정공공급층
32b : 정공수송층 33 : 전자공급/수송층
33a : 전자공급층 33b : 전자수송층
40 : 컬러변환층
30 : 전계발광소자 31 : 발광층
32 : 정공공급/수송층 32a : 정공공급층
32b : 정공수송층 33 : 전자공급/수송층
33a : 전자공급층 33b : 전자수송층
40 : 컬러변환층
Claims (10)
- 단일의 양자점으로 구성되어 미리 설정된 단파장 광을 발산하는 발광층을 포함하는 전계발광부가 제1 전극과 상기 제1 전극의 상부에 배치되는 제2 전극 사이에 위치하고, 상기 발광층으로부터 발산되는 상기 단파장 광의 파장보다 높은 파장을 갖는 양자점으로 구성되어 상기 단파장 광을 흡수하여 백색광이 발광하도록 하는 컬러필터층이 상기 제1 전극의 외면 일측에 성막되는 것을 특징으로 하는 단일의 양자점으로 이루어진 발광층과 컬러변환층을 이용한 백색광 발광소자.
- 제1항에 있어서,
상기 전계발광부는
상기 제1 전극과 상기 제2 전극사이에 위치하고, 단일의 양자점으로 형성되며, 미리 설정된 파장의 광을 발산하는 발광층과;
상기 제1 전극과 상기 발광층 사이에 위치하고, 상기 제1 전극의 표면거칠기를 완화하는 정공공급층과;
상기 정공공급층과 상기 발광층 사이에 위치하고, 상기 발광층과 상기 정공공급층 사이의 전위장벽을 감소하는 정공수송층과;
상기 발광층과 상기 제2 전극사이에 위치하고, 상기 제2 전극으로 공급된 전자를 상기 발광층으로 이송하는 전자공급층; 및
상기 전자공급층과 상기 발광층에 위치하고, 상기 발광층에서 광이 발산되도록 상기 전자공급층에 의해 이송되는 전자를 상기 발광층으로 전달하는 전자수송층을 포함하는 것을 특징으로 하는 단일의 양자점으로 이루어진 발광층과 컬러변환층을 이용한 백색광 발광소자.
- 제2항에 있어서,
상기 발광층은 440 ~ 490 nm의 파장대역을 갖는 단일의 양자점인 것을 특징으로 하는 단일의 양자점으로 이루어진 발광층과 컬러변환층을 이용한 백색광 발광소자.
- 제2항에 있어서,
상기 컬러필터층은 580 ~ 620 nm의 파장대역을 갖는 단일의 양자점을 포함하는 것을 특징으로 하는 단일의 양자점으로 이루어진 발광층과 컬러변환층을 이용한 백색광 발광소자.
- 제2항에 있어서,
상기 컬러필터층은 단일의 양자점을 레진과 혼합한 후 상기 제1 전극의 외면 일측에 성막되는 것을 특징으로 하는 용액공정 기반의 백색광 발광소자.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 전극은 산화인듐에 미리 설정된 양의 산화주석이 혼합한 인듐주석 산화물인 것을 특징으로 하는 단일의 양자점으로 이루어진 발광층과 컬러변환층을 이용한 백색광 발광소자.
- 삭제
- 제2항에 있어서,
상기 전자수송층은 아연화합물과 염기성 물질을 극성용매에 용해시켜 합성된 ZnO 나노입자로 형성되는 것을 특징으로 하는 단일의 양자점으로 이루어진 발광층과 컬러변환층을 이용한 백색광 발광소자.
- 제8항에 있어서,
상기 전자수송층은 상기 ZnO 나노입자가 미리 설정된 양의 극성용매에 분산되고, 상기 발광층에 코팅되는 것을 특징으로 하는 단일의 양자점으로 이루어진 발광층과 컬러변환층을 이용한 백색광 발광소자.
- 제9항에 있어서,
상기 전계발광부는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극사이에 용액공정 방식으로 제작되는 것을 특징으로 하는 단일의 양자점으로 이루어진 발광층과 컬러변환층을 이용한 백색광 발광소자.
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