CN109817815A - 量子点器件和显示设备 - Google Patents

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张银珠
徐弘圭
李相陈
丁大荣
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Abstract

本发明涉及量子点器件和显示设备。量子点器件包括：彼此面对的第一电极和第二电极；在所述第一电极与所述第二电极之间的量子点层，和在所述量子点层与所述第二电极之间的电子辅助层，所述电子辅助层包括第一纳米颗粒和比所述第一纳米颗粒大的第二纳米颗粒，其中所述第一电极的功函大于所述第二电极的功函，和其中所述量子点层的最低未占分子轨道能级与所述电子辅助层的最低未占分子轨道能级之间的差值小于约1.1电子伏。

Description

量子点器件和显示设备
对相关申请的交叉引用
本申请要求2017年11月20日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2017-0155034的优先权和权益、以及由其产生的所有权益，将其全部内容通过引用引入本文中。
技术领域
公开了量子点器件和显示设备。
背景技术
不同于块状材料，纳米颗粒的本征(固有)物理特性(例如，带隙能量或熔点)可通过改变纳米颗粒的尺寸而控制。
例如，半导体纳米晶体颗粒(也称作量子点)在被照射或者供应有电能时可以与所述量子点的尺寸对应的波长发射光。
因此，可使用量子点作为发射特定波长的光的发光元件。不过，对于改进的量子点器件仍然存在需要。
发明内容
近来，正在进行关于使用量子点作为量子点器件中的发光元件的研究。
然而，量子点不同于其它发光元件，并且期望改善量子点器件的性能的新方法。
实施方式提供具有改善的性能的量子点器件。
实施方式提供包括所述量子点器件的电子设备。
根据实施方式，量子点器件包括：彼此面对的第一电极和第二电极；设置在所述第一电极与所述第二电极之间的量子点层；和设置在所述量子点层与所述第二电极之间并且包括第一纳米颗粒和比所述第一纳米颗粒大的第二纳米颗粒的电子辅助层，其中所述第一电极的功函大于所述第二电极的功函，并且所述量子点层的最低未占分子轨道(“LUMO”)能级与所述电子辅助层的最低未占分子轨道能级之间的差值小于约1.1电子伏(eV)。
所述第一纳米颗粒和所述第二纳米颗粒各自可包括锌氧化物。
所述第一纳米颗粒可由化学式1表示和所述第二纳米颗粒可为ZnO。
化学式1
Zn1-xMxO
在化学式1中，
M可为Mg、Ca、Zr、W、Li、Ti、或其组合，和
0.01≤x<0.5。
所述电子辅助层可包括包含所述第一纳米颗粒的第一电子辅助层和包含所述第二纳米颗粒的第二电子辅助层。所述第一电子辅助层可比所述第二电子辅助层更靠近所述量子点层，并且所述第二电子辅助层可比所述第一电子辅助层更靠近所述第二电极。
所述第一电子辅助层可接触所述量子点层。
所述量子点层的LUMO能级与所述第一电子辅助层的LUMO能级之间的差值可小于约1.1eV，并且所述第一电子辅助层的LUMO能级与所述第二电子辅助层的LUMO能级之间的差值可小于或等于约0.5eV。
所述量子点层的LUMO能级可范围为约2.5eV-约3.6eV，所述第一电子辅助层的LUMO能级可范围为约3.2eV-约4eV，和所述第二电子辅助层的LUMO能级可范围为约3.9eV-约4.3eV。
所述电子辅助层可为所述第一纳米颗粒和所述第二纳米颗粒的混合层。
所述第一纳米颗粒的平均颗粒尺寸可在约1.5纳米(nm)-约3.3nm的范围内，和所述第二纳米颗粒的平均颗粒尺寸可在约3.5nm-约5nm的范围内。
所述量子点层的带隙能量可在约2.4eV-约2.9eV的范围内。
所述量子点层可包括不含镉的量子点。
所述量子点层可包括具有小于或等于约470nm的峰值发射波长的发射蓝色光的量子点。
所述量子点可包括锌、碲、硒、硫、铟、磷、或其组合。
所述量子点可包括锌、碲、和硒。
所述量子点可包括包含锌、碲、和硒的芯以及设置在所述芯的至少一部分上的壳，所述壳具有与所述芯的组成不同的组成。
所述壳可包括ZnSeS、ZnS、或其组合。
所述量子点可包括铟、锌、和磷，并且锌相对于铟的摩尔比可大于或等于约25:1。
所述量子点可包括包含铟、锌、和磷的芯以及设置在所述芯的至少一部分上的壳，所述壳具有与所述芯的组成不同的组成。
所述壳可包括ZnSeS、ZnS、或其组合。
所述第一电极的功函可为约4.5eV-约5eV，并且所述第二电极的功函可大于或等于约4eV且小于约4.5eV。
所述量子点器件可进一步包括在所述第一电极与所述量子点层之间的空穴辅助层。
所述空穴辅助层可包括在所述第一电极与所述量子点层之间的空穴注入层、以及在所述空穴注入层与所述量子点层之间的空穴传输层。
量子点器件包括：彼此面对的第一电极和第二电极，其中所述第一电极的功函大于所述第二电极的功函；在所述第一电极与所述第二电极之间的量子点层，所述量子点包括锌、碲、硒、硫、或其组合，所述量子点包括芯和在所述芯的至少一部分上的壳，所述壳具有与所述芯的组成不同的组成；和在所述量子点层与所述第二电极之间的电子辅助层，所述电子辅助层包括第一纳米颗粒和第二纳米颗粒，所述第一纳米颗粒包括由化学式1表示的化合物，所述第二纳米颗粒包括ZnO，
化学式1
Zn1-xMxO
其中，在化学式1中，
M为Mg、Ca、Zr、W、Li、Ti、或其组合，和
0.01≤x<0.5
形成量子点器件的方法包括：在第一电极上设置量子点层；在所述量子点层上设置电子辅助层，所述电子辅助层包括第一纳米颗粒和比所述第一纳米颗粒大的第二纳米颗粒；和在所述电子辅助层上设置第二电极以提供所述量子点器件，其中所述第一电极的功函大于所述第二电极的功函，和其中所述量子点层的最低未占分子轨道能级与所述电子辅助层的最低未占分子轨道能级之间的差值小于约1.1电子伏。
在所述量子点层上设置电子辅助层可包括：在所述量子点层上设置包括所述第一纳米颗粒的第一电子辅助层，和在所述第一电子辅助层上设置包括所述第二纳米颗粒的第二电子辅助层。
在所述第一电极上设置量子点层可包括：在所述第一电极上设置空穴辅助层，和在所述空穴辅助层上设置所述量子点层。
在所述第一电极上设置空穴辅助层可包括：在所述第一电极上设置空穴注入层，和在所述空穴注入层上设置空穴传输层。
根据实施方式，显示设备包括所述量子点器件。
所述量子点器件的性能可改善。
附图说明
通过参照附图进一步详细地描述本公开内容的示例性实施方式，本公开内容的以上和其它优点和特征将变得更明晰，其中：
图1为量子点器件的一种实施方式的示意性横截面图；
图2为量子点器件的另一实施方式的示意性横截面图；
图3为强度(任意单位，a.u.)对衍射角(度，二西塔，2θ)的图，其显示合成实施例3的Zn0.85Mg0.15O纳米颗粒的X-射线衍射(XRD)分析的结果；
图4为合成实施例3的Zn0.85Mg0.15O纳米颗粒的透射电子显微镜“(TEM”)照片；
图5为合成实施例6的ZnO纳米颗粒的TEM照片；
图6为量子点器件的一种实施方式的示意性横截面图；和
图7为量子点器件的另一实施方式的示意性横截面图。
具体实施方式
下文中，将进一步详细地描述本公开内容的实例实施方式，使得本领域技术人员将理解其。
然而，本公开内容可以许多不同的形式体现并且不应被解释为限于本文中阐述的实例实施方式。
在附图中，为了清楚，放大了层、膜、面板、区域等的厚度。
在说明书中相同的附图标记始终表示相同的元件。
将理解，当一个元件例如层、膜、区域、或基底被称作“在”另外的元件“上”时，其可直接在所述另外的元件上或者还可存在中间元件。
相反，当一个元件被称作“直接在”另外的元件“上”时，不存在中间元件。
将理解，尽管术语“第一”、“第二”、“第三”等可在本文中用于描述各种元件、组分、区域、层和/或部分，但这些元件、组分、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、组分、区域、层或部分区别于另外的元件、组分、区域、层或部分。因此，在不背离本文中的教导的情况下，下面讨论的“第一元件”、“组分”、“区域”、“层”或“部分”可称为第二元件、组分、区域、层或部分。
本文中使用的术语仅为了描述具体实施方式的目的且不意图为限制性的。如本文中使用的，单数形式“一个(种)(a，an)”和“所述(该)”意图包括包含“至少一个(种)”在内的复数形式，除非内容清楚地另外指明。“至少一个(种)”不应被解释为限制“一个(种)(a，an)”。“或”意味着“和/或”。如本文中使用的，术语“和/或”包括相关列举项目的一个或多个的任意和全部组合。将进一步理解，术语“包含”或“包括”当用在本说明书中时，表明存在所陈述的特征、区域、整体、步骤、操作、元件、和/或组分，但是不排除存在或添加一个或多个其它特征、区域、整体、步骤、操作、元件、组分和/或其集合。
如本文中使用的“约”或“大约”包括所陈述的值且意味着在如由本领域普通技术人员考虑到所讨论的测量和与具体量的测量有关的误差(即，测量系统的限制)而确定的对于具体值的可接受的偏差范围内。例如，“约”可意味着相对于所陈述的值的差异在一种或多种标准偏差范围内，或者在±30％、20％、10％、5％范围内。
除非另外定义，在本文中所使用的所有术语(包括技术和科学术语)的含义与本公开内容所属领域的普通技术人员通常理解的相同。将进一步理解，术语，例如在常用字典中定义的那些，应被解释为其含义与它们在相关领域的背景和本公开内容中的含义一致，并且将不以理想化或过度形式的意义进行解释，除非在本文中清楚地如此定义。
在本文中参照作为理想化实施方式的示意图的横截面图描述示例性实施方式。这样，将预计到作为例如制造技术和/或公差的结果的与图的形状的偏差。因而，本文中描述的实施方式不应解释为限于如本文中所示的区域的具体形状，而是包括由例如制造所导致的形状方面的偏差。例如，图示或描述为平坦的区域可典型地具有粗糙的和/或非线性的特征。此外，所图示的尖锐的角可为圆形的。因而，图中所示的区域在本质上是示意性的，并且它们的形状不意图图示区域的精确形状，且不意图限制本权利要求的范围。
下文中，功函、最高占据分子轨道(“HOMO”)能级或最低未占分子轨道(LUMO)能级是作为来自真空的绝对值表示的。
此外，当功函、HOMO能级或LUMO能级被称为‘深的’、‘高的’、或‘大的’时，所述功函、HOMO能级或LUMO能级具有大的相对于‘0eV’即真空能级的绝对值，而当功函、HOMO能级或LUMO能级被称为‘浅的’、‘低的’、或‘小的’时，所述功函、HOMO能级或LUMO能级具有小的距离‘0eV’即真空能级的绝对值。
下文中，参照附图进一步描述根据实施方式的量子点器件。
图1为量子点器件的一种实施方式的示意性横截面图。
参照图1，根据一种实施方式的量子点器件10包括彼此面对的第一电极11和第二电极15、设置在第一电极11与第二电极15之间的量子点层13、设置在第一电极11与量子点层13之间的空穴辅助层12、以及设置在第二电极15与量子点层13之间的电子辅助层14。
可在第一电极11的表面或者第二电极15的表面上设置基底(未示出)。
所述基底可包括例如无机材料例如玻璃；有机材料例如聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚醚砜、或其组合；或硅晶片。可使用包括前述的至少两种的组合。
可省略所述基底。
第一电极11和第二电极15之一可为阳极且另一个可为阴极。
例如，第一电极11可为阳极并且第二电极15可为阴极。
第一电极11可包括具有高功函的导体，并且可为例如金属或合金、导电金属氧化物、或其组合。例如，第一电极11可包括具有比第二电极15的导体的功函大的功函的导体。
第一电极11可包括例如金属或合金，并且可包括镍、铂、钒、铬、铜、锌、金、或其组合；导电金属氧化物例如氧化锌、氧化铟、氧化锡、氧化铟锡(“ITO”)、氧化铟锌(“IZO”)、或者氟掺杂的氧化锡、或其组合；或者金属和氧化物的组合，例如ZnO和Al或者SnO2和Sb，但是不限于此。可使用所述金属、合金、和导电金属氧化物的任意合适的组合。
第二电极15可包括例如与第一电极11相比具有低功函的导体，并且可包括例如金属或合金、导电金属氧化物、导电聚合物、或其组合。例如，第二电极15可包括具有比第一电极11的导体的功函小的功函的导体。
第二电极15可包括例如金属或合金，并且可包括铝、镁、钙、钠、钾、钛、铟、钇、锂、钆、银、锡、铅、铯、钡、或其组合；并且可具有多层结构，例如包括包含碱金属卤化物、碱土金属卤化物、碱金属氧化物、或其组合的第一层、和金属层的结构，其中所述金属层包括碱土金属、13族金属、或其组合。在实施方式中，所述多层结构的第一层包括LiF、BaF2、LiO2、或其组合，和所述金属层包括Al、Ca、或其组合。实例包括LiF/Al、LiO2/Al、8-羟基喹啉锂(Liq)/Al、LiF/Ca、和BaF2/Ca，但是不限于此。
第一电极11的功函可大于第二电极15的功函，并且第一电极11的功函可为例如约4.5eV-约5eV且第二电极15的功函可例如大于或等于约4eV且小于约4.5eV。第一电极11的功函可为约4.6eV-约4.9eV、或者约4.7eV-约4.8eV。而且，第二电极15的功函可为约4.1eV-约4.4eV、或者约4.2eV-约4.3eV。
在实施方式中，第一电极11的功函可为例如约4.6eV-约4.9eV且第二电极15的功函可为例如约4eV-约4.3eV。
第一电极11和第二电极15的至少一个可为光透射电极，并且所述光透射电极可例如包括导电氧化物例如氧化锌、氧化铟、氧化锡、氧化铟锡(“ITO”)、氧化铟锌(“IZO”)、或氟掺杂的氧化锡，并且可为单个金属薄层或者多层的形式。
当第一电极11和第二电极15之一为非光透射电极时，非光透射的第一或第二电极可包括例如不透明导体例如铝(Al)、银(Ag)、或金(Au)。
量子点层13包括量子点。
所述量子点可为半导体纳米晶体，并且可已经为合适的形状，并且可为例如各向同性的半导体纳米晶体、量子棒、量子板、或其组合。
此处，所述量子棒可表示具有大于约1:1的纵横比、例如大于或等于约2:1、大于或等于约3:1、或者大于或等于约5:1的纵横比的量子点。
例如，所述量子棒可具有小于或等于约50:1、小于或等于约30:1、或者小于或等于约20:1的纵横比。
所述量子点可具有例如如下的颗粒直径(对于非球形颗粒，平均最大颗粒尺度(维度))：例如约1纳米(nm)-约100nm、约1nm-约80nm、约1nm-约50nm、或者约1nm-约20nm。
所述量子点的带隙能量可根据所述量子点的尺寸和组成而选择例如控制，并且因此可选择例如控制发光波长。
例如，随着所述量子点的尺寸增加，所述量子点可具有更窄的带隙能量，并且因此发射具有相对更长波长的光。相反，当所述量子点的尺寸降低时，所述量子点可具有更宽的带隙能量，并且因此发射具有相对更短波长的光。
例如，所述量子点可基于它的尺寸、组成、或其组合而发射预定的例如选择的波长的可见光。
例如，所述量子点可发射蓝色光、红色光、或绿色光，并且所述蓝色光可具有例如约430nm-约470nm的峰值发射波长，所述红色光可具有例如在约600nm-约650nm范围内的峰值发射波长，和所述绿色光可具有例如约520nm-约550nm的峰值发射波长。
例如，所述量子点可发射具有约430nm-约470nm的峰值发射波长的蓝色光。
例如，发射蓝色光的量子点的平均尺寸可小于或等于约4.5nm例如约4.3nm、小于或等于约4.2nm、小于或等于约4.1nm、或者小于或等于约4.0nm。
在实施方式中，所述发射蓝色光的量子点的平均尺寸可为约2nm-约4.5nm、例如约2nm-约4.3nm、约2nm-约4.2nm、约2nm-约4.1nm、或者约2nm-约4nm、或者约2.1nm-约4.4nm、约2.2nm-约4.3nm、或者约2.3nm-约4.2nm。
所述量子点可具有例如大于或等于约10％、大于或等于约30％、大于或等于约50％、大于或等于约60％、大于或等于约70％、或者大于或等于约90％的量子产率。例如，所述量子点可具有大于或等于约10％且小于约95％、大于或等于约30％且小于约96％、大于或等于约50％且小于约97％、大于或等于约60％且小于约98％、大于或等于约70％且小于约99％、或者大于或等于约90％且小于约100％的量子产率。
所述量子点可具有相对窄的半宽度(“FWHM”)。
此处，FWHM指的是峰在峰值吸收强度的一半处的宽度，并且随着FWHM更窄，可发射在更窄波长区域中的光并且可获得改善的色纯度。
所述量子点可具有例如小于或等于约50nm、小于或等于约49nm、小于或等于约48nm、小于或等于约47nm、小于或等于约46nm、小于或等于约45nm、小于或等于约44nm、小于或等于约43nm、小于或等于约42nm、小于或等于约41nm、小于或等于约40nm、小于或等于约39nm、小于或等于约38nm、小于或等于约37nm、小于或等于约36nm、小于或等于约35nm、小于或等于约34nm、小于或等于约33nm、小于或等于约32nm、小于或等于约31nm、小于或等于约30nm、小于或等于约29nm、或者小于或等于约28nm、和大于或等于约1nm、大于或等于约2nm、大于或等于约4nm、大于或等于约8nm、或者大于或等于约16nm的FWHM。
例如，所述量子点可包括II-VI族半导体化合物、III-V族半导体化合物、IV-VI族半导体化合物、IV族半导体、I-III-VI族半导体化合物、I-II-IV-VI族半导体化合物、II-III-V族半导体化合物、或其组合。
所述II-VI族半导体化合物可为例如：二元化合物例如CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、HgS、HgSe、HgTe、MgSe、MgS、或其组合；三元化合物例如CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、HgZnTe、MgZnSe、MgZnS、或其组合；或者四元化合物例如HgZnTeS、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe、HgZnSTe、或其组合，但不限于此。
所述III-V族半导体化合物可为例如：二元化合物例如GaN、GaP、GaAs、GaSb、AlN、AlP、AlAs、AlSb、InN、InP、InAs、InSb、或其组合；三元化合物例如GaNP、GaNAs、GaNSb、GaPAs、GaPSb、AlNP、AlNAs、AlNSb、AlPAs、AlPSb、InNP、InNAs、InNSb、InPAs、InPSb、或其组合；或者四元化合物例如GaAlNP、GaAlNAs、GaAlNSb、GaAlPAs、GaAlPSb、GaInNP、GaInNAs、GaInNSb、GaInPAs、GaInPSb、InAlNP、InAlNAs、InAlNSb、InAlPAs、InAlPSb、或其组合，但不限于此。
所述IV-VI族半导体化合物可为例如：二元化合物例如SnS、SnSe、SnTe、PbS、PbSe、PbTe、或其组合；三元化合物例如SnSeS、SnSeTe、SnSTe、PbSeS、PbSeTe、PbSTe、SnPbS、SnPbSe、SnPbTe、或其组合；或者四元化合物例如SnPbSSe、SnPbSeTe、SnPbSTe、或其组合，但不限于此。
所述IV族半导体可为例如单一元素半导体例如Si、Ge、或其组合；或者二元半导体化合物例如SiC、SiGe、或其组合，但不限于此。
可使用包括前述半导体的至少两种的组合。
所述I-III-VI族半导体化合物可为例如CuInSe2、CuInS2、CuInGaSe、CuInGaS、或其组合，但不限于此。
所述I-II-IV-VI族半导体化合物可为例如CuZnSnSe和CuZnSnS，但是不限于此。
所述II-III-V族半导体化合物可包括例如InZnP，但是不限于此。
所述量子点可以基本上均匀的浓度、或者以具有浓度分布或浓度梯度的方式包括二元半导体化合物、三元半导体化合物、或四元半导体化合物。
例如，所述量子点可包括非镉基量子点。
镉(Cd)可导致严重的环境/健康问题并且是在多个国家中被有害物质限制指令(“RoHS”)所限制的元素，并且因此可有效地使用非镉基量子点。
所述量子点可包括锌、碲、硒、硫、铟、磷、或其组合。
所述量子点可包括包含锌(Zn)、碲(Te)、和硒(Se)的半导体化合物。例如，所述量子点可为例如包括锌(Zn)、碲(Te)、和硒(Se)的半导体化合物。
例如，在所述半导体化合物中，碲(Te)的含量可小于硒(Se)的含量。
所述半导体化合物可发射蓝色光并且具有在小于或等于约470nm的波长区域、例如约430nm-约470nm的波长区域中的峰值发射波长。
例如，所述量子点可为例如包括铟(In)、锌(Zn)、和磷(P)的半导体化合物。
例如，在所述半导体化合物中，锌相对于铟(In)的摩尔比可大于或等于约25:1。
例如，锌(Zn)相对于铟(In)的摩尔比可大于或等于约28:1、大于或等于约29:1、或者大于或等于约30:1。
例如，锌(Zn)相对于铟(In)的摩尔比可小于或等于约55:1、例如小于或等于约50:1、小于或等于约45:1、小于或等于约40:1、小于或等于约35:1、小于或等于约34:1、小于或等于约33:1。
所述半导体化合物可发射具有在小于或等于约470nm的波长区域、例如约430nm-约470nm的波长区域中的峰值发射波长的蓝色光。
所述量子点可具有其中第一量子点被第二量子点包围的芯-壳结构。
例如，所述量子点的芯和壳可具有界面，并且在所述界面中所述芯或所述壳的至少一个的元素可具有其中所述壳的元素的浓度朝着所述芯降低的浓度梯度。
例如，所述量子点的壳的材料组成具有比所述量子点的芯的材料组成大的带隙能量，并且由此所述量子点可呈现量子限制效应。
所述量子点可具有量子点芯和包围所述芯的多层量子点壳。
此处，多层壳具有至少两个壳，其中各壳可为单一组成、可为合金、可具有浓度梯度、或其组合。
例如，多层壳的离所述芯更远的壳可具有比离所述芯更近的壳大的带隙能量，并且由此所述量子点可呈现量子限制效应。
例如，具有芯-壳结构的量子点可包括：包括包含锌(Zn)、碲(Te)、和硒(Se)的第一半导体化合物的芯，和设置在所述芯的至少一部分上并且具有与所述芯的组成不同的组成的包括第二半导体化合物的壳。
基于Zn-Te-Se的第一半导体化合物可为例如包括少量碲(Te)的基于Zn-Se的半导体化合物，并且可为例如由ZnTexSe1-x(其中，x大于约0且小于或等于约0.05)表示的半导体化合物。
例如，在所述基于Zn-Te-Se的第一半导体化合物中，锌(Zn)的摩尔量可大于硒(Se)的摩尔量，并且硒(Se)的摩尔量可大于碲(Te)的摩尔量。
例如，在所述第一半导体化合物中，碲(Te)相对于硒(Se)的摩尔比可小于或等于约0.05、小于或等于约0.049、小于或等于约0.048、小于或等于约0.047、小于或等于约0.045、小于或等于约0.044、小于或等于约0.043、小于或等于约0.042、小于或等于约0.041、小于或等于约0.04、小于或等于约0.039、小于或等于约0.035、小于或等于约0.03、小于或等于约0.029、小于或等于约0.025、小于或等于约0.024、小于或等于约0.023、小于或等于约0.022、小于或等于约0.021、小于或等于约0.02、小于或等于约0.019、小于或等于约0.018、小于或等于约0.017、小于或等于约0.016、小于或等于约0.015、小于或等于约0.014、小于或等于约0.013、小于或等于约0.012、小于或等于约0.011、或者小于或等于约0.01，并且大于或等于0、大于或等于0.0001、大于或等于0.001、或者大于或等于0.01。
例如，在所述第一半导体化合物中，碲(Te)相对于锌(Zn)的摩尔比可小于或等于约0.02、小于或等于约0.019、小于或等于约0.018、小于或等于约0.017、小于或等于约0.016、小于或等于约0.015、小于或等于约0.014、小于或等于约0.013、小于或等于约0.012、或者小于或等于约0.011，并且大于或等于0、大于或等于0.0001、大于或等于0.001、或者大于或等于0.01。
所述第二半导体化合物可包括例如II-VI族半导体化合物、III-V族半导体化合物、IV-VI族半导体化合物、IV族半导体、I-III-VI族半导体化合物、I-II-IV-VI族半导体化合物、II-III-V族半导体化合物、或其组合。
所述II-VI族半导体化合物、III-V族半导体化合物、IV-VI族半导体化合物、IV族半导体、I-III-VI族半导体化合物、I-II-IV-VI族半导体化合物、和II-III-V族半导体化合物的实例与以上描述的相同。
例如，所述第二半导体化合物可包括锌(Zn)、硒(Se)、和/或硫(S)。
例如，所述壳可包括更靠近所述芯设置的至少一个内部壳和设置在所述所述量子点的最外面处的最外壳，并且所述内部壳可包括ZnSeS和所述最外壳可包括ZnS。
例如，所述壳可具有第一组分的浓度梯度，并且例如硫(S)的量可在远离所述芯的方向上增加。
例如，所述具有芯-壳结构的量子点可包括：包括包含铟(In)、锌(Zn)、和磷(P)的第三半导体化合物的芯，和设置在所述芯的至少一部分上并且具有与所述芯的组成不同的组成的包括第四半导体化合物的壳。
在基于In-Zn-P的第三半导体化合物中，锌(Zn)相对于铟(In)的摩尔比可大于或等于约25。
例如，在所述基于In-Zn-P的第三半导体化合物中，锌(Zn)相对于铟(In)的摩尔比可大于或等于约28、大于或等于约29、或者大于或等于约30。
例如，在所述基于In-Zn-P的第三半导体化合物中，锌(Zn)相对于铟(In)的摩尔比可小于或等于约55、例如小于或等于约50、小于或等于约45、小于或等于约40、小于或等于约35、小于或等于约34、小于或等于约33、或者小于或等于约32。
所述第四半导体化合物可例如包括II-VI族半导体化合物、III-V族半导体化合物、IV-VI族半导体化合物、IV族半导体、I-III-VI族半导体化合物、I-II-IV-VI族半导体化合物、II-III-V族半导体化合物、或其组合。
所述II-VI族半导体化合物、III-V族半导体化合物、IV-VI族半导体化合物、IV族半导体、I-III-VI族半导体化合物、I-II-IV-VI族半导体化合物、和II-III-V族半导体化合物的实例与以上描述的相同。
例如，所述第四半导体化合物可包括锌(Zn)和硫(S)和任选地包括硒(Se)。
例如，所述壳可包括更靠近所述芯设置的至少一个内部壳和设置在所述量子点的最外面处的最外壳，并且所述内部壳和所述最外壳的至少一个可包括第四半导体化合物，所述第四半导体化合物包括ZnS或ZnSeS。
量子点层13可具有例如约5nm-约200nm、例如约10nm-约150nm、例如约10nm-约100nm、或者约10nm-约50nm的厚度。
量子点层13可具有例如相对高的HOMO能级，例如大于或等于约5.4eV、大于或等于约5.6eV、大于或等于约5.7eV、大于或等于约5.8eV、大于或等于约5.9eV、或者大于或等于约6eV的HOMO能级。
量子点层13的HOMO能级可为例如约5.4eV-约7eV、约5.4eV-约6.8eV、约5.4eV-约6.7eV、约5.4eV-约6.5eV、约5.4eV-约6.3eV、约5.4eV-约6.2eV、约5.4eV-约6.1eV、例如约5.6eV-约7eV、约5.6eV-约6.8eV、约5.6eV-约6.7eV、约5.6eV-约6.5eV、约5.6eV-约6.3eV、约5.6eV-约6.2eV、约5.6eV-约6.1eV、例如约5.7eV-约7eV、约5.7eV-约6.8eV、约5.7eV-约6.7eV、约5.7eV-约6.5eV、约5.7eV-约6.3eV、约5.7eV-约6.2eV、约5.7eV-约6.1eV、例如约5.8eV-约7eV、约5.8eV-约6.8eV、约5.8eV-约6.7eV、约5.8eV-约6.5eV、约5.8eV-约6.3eV、约5.8eV-约6.2eV、约5.8eV-约6.1eV、或者例如约6eV-约7eV、例如约6eV-约6.8eV、约6eV-约6.7eV、约6eV-约6.5eV、约6eV-约6.3eV、或者约6eV-约6.2eV。
量子点层13可具有相对低的LUMO能级，例如小于或等于约3.6eV、例如小于或等于约3.5eV、小于或等于约3.4eV、小于或等于约3.3eV、小于或等于约3.2eV、或者小于或等于约3eV的LUMO能级。
量子点层13的LUMO能级可为例如约2.5eV-约3.6eV、约2.5eV-约3.5eV、约2.5eV-约3.4eV、约2.5eV-约3.3eV、约2.5eV-约3.2eV、约2.5eV-约3.1eV、或者约2.5eV-约3eV。
量子点层13可具有约2.4eV-约2.9eV的带隙能量。
在实施方式中，量子点层13可具有约2.4eV-约2.8eV、例如约2.4eV-约2.78eV的带隙能量。
空穴辅助层12设置在第一电极11与量子点层13之间。
空穴辅助层12可包括任意合适数量的层，例如约1-约20个层、约2-约10个层、或者约3-约5个层、例如单个层或者两个或更多个层，并且可包括例如空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、或其组合。
空穴辅助层12可具有相对高的HOMO能级，使得空穴辅助层12可匹配量子点层13的HOMO能级。
因此，从空穴辅助层12传输至量子点层13的空穴的迁移率可提高。
空穴辅助层12的HOMO能级可与量子点层13的HOMO能级相同或者比量子点层13的HOMO能级小在小于或等于约1eV的范围内。
例如，空穴辅助层12与量子点层13之间的HOMO能级的差值可为约0eV-约1eV、例如约0.01eV-约0.8eV、约0.01eV-约0.7eV、约0.01eV-约0.5eV、约0.01eV-约0.4eV、约0.01eV-约0.3eV、约0.01eV-约0.2eV、或者约0.01eV-约0.1eV。
空穴辅助层12的HOMO能级可例如大于或等于约5eV、例如大于或等于约5.2eV、大于或等于约5.4eV、大于或等于约5.6eV、或者大于或等于约5.8eV。
例如，空穴辅助层12的HOMO能级可为约5eV-约7eV、约5.2eV-约6.8eV、约5.4eV-约6.8eV、约5.4eV-约6.7eV、约5.4eV-约6.5eV、约5.4eV-约6.3eV、约5.4eV-约6.2eV、约5.4eV-约6.1eV、约5.6eV-约7eV、约5.6eV-约6.8eV、约5.6eV-约6.7eV、约5.6eV-约6.5eV、约5.6eV-约6.3eV、约5.6eV-约6.2eV、约5.6eV-约6.1eV、约5.8eV-约7eV、约5.8eV-约6.8eV、约5.8eV-约6.7eV、约5.8eV-约6.5eV、约5.8eV-约6.3eV、约5.8eV-约6.2eV、或者约5.8eV-约6.1eV。
例如，如图6和图7中所示，空穴辅助层12可包括更靠近第一电极11的空穴注入层12a、和更靠近量子点层13的空穴传输层12b。空穴注入层12a可在第一电极11与空穴传输层12b之间，并且空穴传输层12b可在空穴注入层12a与量子点层13之间。空穴注入层12a可邻近于第一电极11，并且空穴传输层12b可邻近于量子点层13。图7中所示的量子点器件20与图6中所示的量子点器件不同之处在于，在图7的器件中，使用单个电子辅助层14，而图6的器件包括与第二电子辅助层14b分开的第一电子辅助层14a。
此处，空穴注入层12a的HOMO能级可为约5eV-约6eV、例如约5eV-约5.5eV、或者约5eV-约5.4eV，并且空穴传输层12b的HOMO能级可为约5.2eV-约7eV、约5.4eV-约6.8eV、约5.4eV-约6.7eV、约5.4eV-约6.5eV、约5.4eV-约6.3eV、约5.4eV-约6.2eV、或者约5.4eV-约6.1eV。
空穴辅助层12可没有特别限制，只要材料满足所述能级，并且可包括例如如下的至少一种：聚(9,9-二辛基-芴-共-N-(4-丁基苯基)-二苯基胺)(“TFB”)、多芳基胺(聚芳基胺)、聚(N-乙烯基咔唑)、聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)(“PEDOT”)、聚(3,4-亚乙基二氧噻吩):聚磺苯乙烯(“PEDOT:PSS”)、聚苯胺、聚吡咯、N,N,N',N'-四(4-甲氧基苯基)-联苯胺(“TPD”)、4-双[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]联苯(“α-NPD”)、4,4',4”-三[苯基(间-甲苯基)氨基]三苯基胺(“m-MTDATA”)、4,4',4”-三(N-咔唑基)-三苯基胺(“TCTA”)、1,1-双[(二-4-甲苯基氨基)苯基环己烷(“TAPC”)、p-型金属氧化物(例如，NiO、WO3、或MoO3)、基于碳的材料例如石墨烯氧化物、或其组合，但不限于此。
电子辅助层14设置在量子点层13与第二电极15之间，并且包括比第二电子辅助层14b更靠近量子点层13的第一电子辅助层14a。第二电子辅助层14b比第一电子辅助层14a更靠近第二电极15。例如，第一电子辅助层14a可在量子点层13与第二电子辅助层14b之间，并且第二电子辅助层14b可在第一电子辅助层14a与第二电极15之间。例如，第一电子辅助层14a可邻近于量子点层13，并且第二电子辅助层14b可邻近于第二电极15。
例如，第一电子辅助层14a可接触量子点层13，并且第二电子辅助层14b可接触第二电极15。
电子辅助层14可包括例如电子注入层、电子传输层、空穴阻挡层、或其组合，但不限于此。第一电子辅助层14a可为电子传输层，并且第二电子辅助层14b可为电子注入层。
第一电子辅助层14a和第二电子辅助层14b可独立地包括无机材料、有机材料、或其组合，例如无机材料，例如无机纳米颗粒。
例如，第一电子辅助层14a和第二电子辅助层14b中包括的无机纳米颗粒可分别包括例如金属氧化物。
例如，第一电子辅助层14a可包括包含金属氧化物的第一纳米颗粒和第二电子辅助层14b可包括包含金属氧化物的第二纳米颗粒。
例如，在紫外(UV)吸收光谱中，所述第一纳米颗粒的第一激发峰值波长可比所述第二纳米颗粒的第一激发峰值波长短，并且因此包括所述第一纳米颗粒的第一电子辅助层14a的带隙能量可大于包括所述第二纳米颗粒的第二电子辅助层14b的带隙能量。
例如，第一电子辅助层14a中包括的第一纳米颗粒和第二电子辅助层14b中包括的第二纳米颗粒可具有不同的颗粒尺寸，并且第二电子辅助层14b中包括的第二纳米颗粒的平均颗粒尺寸可大于第一电子辅助层14a中包括的第一纳米颗粒的平均颗粒尺寸。
第一电子辅助层14a中包括的第一纳米颗粒的平均颗粒尺寸可小于约3.5nm、例如小于或等于约3.4nm、小于或等于约3.3nm、小于或等于约3.2nm、小于或等于约3.1nm、或者小于或等于约3nm。
所述第一纳米颗粒的平均颗粒尺寸可为例如大于或等于约1.2nm且小于约3.5nm、大于或等于约1.3nm且小于约3.4nm、约1.5nm-约3.3nm、约1.8nm-约3.3nm、或者约2nm-约3.3nm。
第二电子辅助层14b中包括的第二纳米颗粒的平均颗粒尺寸可大于所述第一纳米颗粒的平均颗粒尺寸，并且可例如大于或等于约3.5nm。
所述第二纳米颗粒的平均颗粒尺寸可为例如约3.5nm-约7nm、约3.5nm-约6nm、约3.5nm-约5.5nm、约3.5nm-约5nm、约4nm-约5nm、或者约4.5nm-约5nm。
例如，第一电子辅助层14a中包括的第一纳米颗粒的带隙能量可大于第二电子辅助层14b中包括的第二纳米颗粒的带隙能量。
例如，所述第一纳米颗粒的带隙能量可为约3.55eV-约3.65eV，并且所述第二纳米颗粒的带隙能量可大于或等于约3.4eV且小于约3.55eV。
例如，所述第一纳米颗粒和所述第二纳米颗粒可为包含锌(Zn)的氧化物。
例如，所述第一纳米颗粒可为包括锌(Zn)和除了锌(Zn)之外的金属或半金属的氧化物，并且所述第二纳米颗粒可为氧化锌(ZnO)。
例如，所述第一纳米颗粒可由化学式1表示且所述第二纳米颗粒可为ZnO。
化学式1
Zn1-xMxO
在化学式1中，
M为Mg、Ca、Zr、W、Li、Ti、或其组合，和
0.01≤x<0.5。
例如，在化学式1中，M可为镁(Mg)。
例如，在化学式1中，x可满足0.01≤x≤0.3、例如0.01≤x≤0.15。
第一电子辅助层14a的LUMO能级可小于第二电子辅助层14b的LUMO能级。
例如，第一电子辅助层14a的LUMO能级可为约3.2eV-约4eV、例如约3.4eV-约4eV、或者约3.6eV-约4eV。
例如，第二电子辅助层14b的LUMO能级可为约3.9eV-约4.3eV、例如约4eV-约4.3eV、或者约4eV-约4.2eV。
第一电子辅助层14a的LUMO能级可在量子点层13的LUMO能级与第二电子辅助层14b的LUMO能级之间，但是不限于此。
第一电子辅助层14a的LUMO能级可大于或等于量子点层13的LUMO能级，并且量子点层13的LUMO能级与第一电子辅助层14a的LUMO能级之间的差值可小于约1.1eV、例如小于或等于约1eV、小于或等于约0.9eV、或者小于或等于约0.85eV。
在本文中，量子点层的最低未占分子轨道能级与电子辅助层的最低未占分子轨道能级之间的差值可为“(电子辅助层的最低未占分子轨道能级)-(量子点层的最低未占分子轨道能级)”。所述差值大于或等于0。
第一电子辅助层14a的LUMO能级可小于第二电子辅助层14b的LUMO能级，并且第一电子辅助层14a的LUMO能级与第二电子辅助层14b的LUMO能级之间的差值可例如小于或等于约0.5eV、小于或等于约0.4eV、或者小于或等于约0.3eV。
例如，量子点层13的LUMO能级可为约2.5eV-约3.6eV，第一电子辅助层14a的LUMO能级可为约3.2eV-约4eV，并且第二电子辅助层14b的LUMO能级可为约3.9eV-约4.3eV。
以此方式，所述量子点器件的效率可通过如下改善：在量子点层13与第二电极15之间包括第一电子辅助层14a和第二电子辅助层14b并且由此降低由于第二电极15的功函与量子点层13的LUMO能级之间的差异而引起的能垒，以容易地注入和传输电子。
特别地，不同于基于镉的蓝色量子点器件、和/或红色或绿色量子点器件，第一电子辅助层14a和第二电子辅助层14b可有效地应用于包括具有相对低的LUMO能级的量子点层13的发射蓝色光的无镉的量子点器件。
此外，并且虽然不想被理论制约，但是理解，通过包括包含具有不同颗粒尺寸的纳米颗粒的第一和第二电子辅助层14a和14b以在第一电子辅助层14a与第二电子辅助层14b之间、或者在量子点层13与第一电子辅助层14a之间、或其组合的界面上形成致密膜，可有效地减小漏电流。
图2为显示根据另一实施方式的量子点器件的示意性横截面图。
参照图2，像以上实施方式一样，根据实施方式的量子点器件20包括第一电极11、空穴辅助层12、量子点层13、电子辅助层14、和第二电极15。
第一电极11、空穴辅助层12、量子点层13、和第二电极15与以上描述的相同。
如图2中所示，量子点器件20包括单个电子辅助层14。图2中所示的量子点器件20与图1中所示的量子点器件不同之处在于，在图2的器件中，使用单个电子辅助层14，而图1的器件包括与第二电子辅助层14b分开的第一电子辅助层14a。
例如，电子辅助层14的第一表面可接触量子点层13，而电子辅助层14的相反的第二表面可接触第二电极15。
电子辅助层14可为例如电子注入层(“EIL”)、电子传输层(“ETL”)、或空穴阻挡层，但不限于此。
电子辅助层14可包括无机材料、有机材料、或其组合，例如无机材料，例如无机纳米颗粒，例如包括金属氧化物的纳米颗粒。
电子辅助层14可包括具有不同能级和颗粒尺寸的多个(多种)纳米颗粒，例如第一纳米颗粒和第二纳米颗粒。
例如，所述第一纳米颗粒和所述第二纳米颗粒可存在于例如混合在电子辅助层14中，例如，所述第一纳米颗粒和所述第二纳米颗粒未彼此分开在不同的层中。
此处，所述第一纳米颗粒和所述第二纳米颗粒可以约1:9-约9:1、例如约2:8-约8:2、约3:7-约7:3、约4:6-约6:4、或者约5:5的重量比存在例如混合。
例如，在UV吸收光谱中，所述第一纳米颗粒的第一激发峰值波长可比所述第二纳米颗粒的第一激发峰值波长短。
例如，所述第一纳米颗粒和所述第二纳米颗粒可具有不同的颗粒尺寸，并且所述第二纳米颗粒的平均颗粒尺寸可大于所述第一纳米颗粒的平均颗粒尺寸。
所述第一纳米颗粒的平均颗粒尺寸可小于约3.5nm、例如小于或等于约3.4nm、小于或等于约3.3nm、小于或等于约3.2nm、小于或等于约3.1nm、或者小于或等于约3nm。
所述第一纳米颗粒的平均颗粒尺寸可为例如大于或等于约1.2nm且小于约3.5nm、大于或等于约1.3nm且小于约3.4nm、约1.5nm-约3.3nm、约1.8nm-约3.3nm、或者约2nm-约3.3nm。
所述第二纳米颗粒的平均颗粒尺寸可大于所述第一纳米颗粒的平均颗粒尺寸并且可为例如大于或等于约3.5nm。
所述第二纳米颗粒的平均颗粒尺寸可为例如约3.5nm-约7nm、约3.5nm-约6nm、约3.5nm-约5.5nm、约3.5nm-约5nm、约4nm-约5nm、或者约4.5nm-约5nm。
例如，所述第一纳米颗粒和所述第二纳米颗粒可为包含锌(Zn)的氧化物，并且例如所述第一纳米颗粒可由化学式1表示和所述第二纳米颗粒可为ZnO。
化学式1
Zn1-xMxO
在化学式1中，
M为Mg、Ca、Zr、W、Li、Ti、或其组合，和
0.01≤x<0.5。
例如，在化学式1中，M可为镁(Mg)。
例如，在化学式1中，x可满足0.01≤x≤0.3、例如0.01≤x≤0.15。
电子辅助层14的LUMO能级可大于或小于量子点层13的LUMO能级，并且量子点层13的LUMO能级与电子辅助层14的LUMO能级之间的差值可小于约1.1eV。
量子点层13的LUMO能级与电子辅助层14的LUMO能级之间的差值可例如小于或等于约1eV、小于或等于约0.9eV、或者小于或等于约0.85eV。
例如，量子点层13的LUMO能级可为约2.5eV-约3.6eV，并且电子辅助层14的LUMO能级可为约3.2eV-约4.3eV。
以此方式，所述量子点器件的效率可通过如下改善：在量子点层13与第二电极15之间包括包含具有不同能级和颗粒尺寸的多个纳米颗粒的电子辅助层14，并且由此容易地从第二电极15向量子点层13注入和传输电子。
特别地，不同于基于镉的蓝色量子点器件、和/或红色或绿色量子点器件，电子辅助层14可有效地应用于包括具有相对低的LUMO能级的量子点层13的发射蓝色光的无镉的量子点器件。
此外，通过在电子辅助层14中包括具有不同颗粒尺寸的多个纳米颗粒并且由此有效地减小电子辅助层14中颗粒之间的空隙，可有效地降低漏电流。
空穴辅助层12、量子点层13、和电子辅助层14可例如用溶液工艺例如旋涂、狭缝涂布、喷墨印刷、喷嘴印刷、喷射、刮刀涂布、或其组合形成，但不限于此。
所述量子点器件可例如应用于多种电子设备例如显示设备或者照明设备等。
下文中，参照实施例更详细地说明实施方式。然而，这些实施例是示例性的，并且本公开内容不限于此。
实施例
合成实施例
合成实施例1：ZnTeSe芯的合成
将硒(Se)和碲(Te)分别分散在三辛基膦(“TOP”)中以制备2摩尔/升(M)Se/TOP原液和0.1M Te/TOP原液。将0.125毫摩尔(mmol)的乙酸锌连同0.25mmol的油酸和0.25mmol的十六烷基胺、以及10毫升(mL)的三辛基胺置于反应器中，并且将反应器在真空下在120℃下加热。一小时后，将反应器中的气氛换成氮气。在将反应器在300℃下加热之后，将以1/25的Te/Se比的所述Se/TOP原液和所述Te/TOP原液快速地注入其中。随后，向在30分钟之后被快速冷却至室温的反应溶液添加丙酮，并且将从其离心的沉淀物分散在甲苯中以获得ZnTeSe量子点。
合成实施例2：ZnTeSe芯/ZnSeS壳的量子点的合成。
将1.8mmol(0.336克(g))的乙酸锌、3.6mmol(1.134g)的油酸、和10mL的三辛基胺置于烧瓶中，然后在120℃下真空处理10分钟。使用氮气(N2)置换烧瓶的内部气氛，并且将烧瓶加热至180℃。在10秒内向其添加根据合成实施例1的ZnTeSe芯，随后，向其中缓慢地注入0.04mmol的Se/TOP，并且将混合物加热至280℃。然后，向其添加0.01mmol的S/TOP，并且将所获得的混合物加热至320℃并且反应10分钟，随后，向其中缓慢地注入0.02mmol的Se/TOP和0.04mmol的S/TOP的混合溶液，并且再次使所获得的混合物反应20分钟。然后，在重复通过改变Se和S的混合比率而注入混合溶液并且使所获得的混合物反应20分钟的步骤时，Se和S的混合溶液为0.01mmol的Se/TOP和0.05mmol的S/TOP的混合溶液、0.005mmol的Se/TOP和0.1mmol的S/TOP的混合溶液、以及0.5mmol的S/TOP溶液，其是顺序地使用的。当反应全部完成时，将反应器冷却，并且将其中产生的纳米晶体用乙醇离心并且分散在甲苯中以获得ZnTeSe/ZnSeS芯-壳量子点。
合成实施例3：Zn0.85Mg0.15O纳米颗粒的合成
将8.07mmol的乙酸锌二水合物、0.93mmol的乙酸镁四水合物、和90mL的二甲亚砜置于反应器中并且在空气中在60℃下加热。随后，将15mmol的氢氧化四甲基铵五水合物溶解在30mL乙醇中，并且将所获得的溶液以逐滴方式按照每1分钟3mL添加。在将混合物搅拌1小时之后，将所获得的Zn0.85Mg0.15O纳米颗粒用乙酸乙酯以1:9的体积比离心，然后分散在乙醇中以获得Zn0.85Mg0.15O纳米颗粒。将所获得的Zn0.85Mg0.15O纳米颗粒通过使用Philips X’Pert PRO用3千瓦(kW)的功率进行XRD分析以检查Zn0.85Mg0.15O纳米晶体的晶体结构。图3为合成实施例3的Zn0.85Mg0.15O纳米颗粒的XRD图，和图4为显示合成实施例3的Zn0.85Mg0.15O纳米颗粒的透射电子显微镜(“TEM”)照片。
当用UT F30Tecnai电子显微镜测量时，所述Zn0.85Mg0.15O纳米颗粒具有约3.0nm的平均颗粒直径尺寸。
合成实施例4：Zn0.9Mg0.1O纳米颗粒的合成
根据与合成实施例3相同的方法获得Zn0.9Mg0.1O纳米颗粒，除了如下之外：使用8.55mmol的乙酸锌二水合物和0.45mmol的乙酸镁四水合物。当用Philips X’Pert PRO测量时，所述Zn0.9Mg0.1O纳米颗粒具有2.5nm的平均颗粒直径尺寸。
合成实施例5：Zn0.95Mg0.05O纳米颗粒的合成
根据与合成实施例3相同的方法获得Zn0.95Mg0.05O纳米颗粒，除了如下之外：使用8.75mmol的乙酸锌二水合物和0.25mmol的乙酸镁四水合物。当用Philips X’Pert PRO测量时，所述Zn0.95Mg0.05O纳米颗粒具有2.35nm的平均颗粒直径尺寸。
合成实施例6：ZnO的合成
将9.00mmol的乙酸锌二水合物和90mL的二甲亚砜置于反应器中并且在空气中在60℃下加热。随后，将15mmol的氢氧化四甲基铵五水合物溶解在30mL乙醇中，并且将所获得的溶液以逐滴方式按照每1分钟3mL向其添加。在将混合物搅拌1小时之后，将所获得的ZnO纳米颗粒与乙酸乙酯一起以1:9的体积比离心并且分散在乙醇中以获得ZnO纳米颗粒。图5为显示合成实施例6的ZnO纳米颗粒的TEM照片。当用UT F30Tecnai电子显微镜测量时，所述ZnO纳米颗粒具有4.0nm的平均颗粒直径尺寸。
评价I
检查根据合成实施例3-6的纳米颗粒的带隙能量。所述带隙能量是通过UV带边切线(正切)(UV-2600，Shimadzu Corp.)测量和检查的。
结果示于表1中。
表1
带隙能量(eV)
合成实施例3(Zn<sub>0.85</sub>Mg<sub>0.15</sub>O) 3.62eV
合成实施例4(Zn<sub>0.9</sub>Mg<sub>0.1</sub>O) 3.60eV
合成实施例5(Zn<sub>0.95</sub>Mg<sub>0.05</sub>O) 3.58eV
合成实施例6(ZnO) 3.52eV
量子点器件的制造
实施例1
通过如下形成25nm厚的空穴注入层(HOMO:5.3eV，LUMO:2.7eV)：将其上沉积有ITO(功函(WF):4.8eV)的玻璃基底用UV-臭氧进行表面处理15分钟，在其上旋涂PEDOT:PSS溶液(H.C.Starks)，和将涂布有PEDOT:PSS溶液的玻璃基底在空气气氛下在150℃下热处理10分钟和另外在N2气氛下在150℃下热处理10分钟。随后，在所述空穴注入层上，通过如下形成25nm厚的空穴传输层(HOMO:5.6eV，LUMO:2.69eV)：旋涂聚[(9,9-二辛基芴-2,7-二基-共-(4,4'-(N-4-丁基苯基)二苯基胺]溶液(“TFB”)(Sumitomo Corp.)并且将空穴传输层在150℃下热处理30分钟。在所述空穴传输层上，通过如下形成25nm厚的量子点层(HOMO:5.7eV，LUMO:2.97eV)：旋涂根据合成实施例2的ZnTeSe/ZnSeS芯-壳量子点(峰值发射波长:453nm)并且将量子点层在80℃下热处理30分钟。在所述量子点层上，通过如下形成20nm厚的Zn0.85Mg0.15O电子辅助层(HOMO:7.4eV，LUMO:3.82eV)：旋涂根据合成实施例3的Zn0.85Mg0.15O纳米颗粒溶液(溶剂：乙醇，光学密度：0.5任意单位(a.u.))并且将Zn0.85Mg0.15O电子辅助层在80℃下热处理30分钟。随后，在所述Zn0.85Mg0.15O电子辅助层上，通过如下形成20nm厚的ZnO电子辅助层(HOMO:7.54eV，LUMO:4.11eV)：旋涂根据合成实施例6的ZnO纳米颗粒溶液(溶剂：乙醇，光学密度：0.5a.u.)并且将ZnO电子辅助层在80℃下热处理30分钟。在所述ZnO电子辅助层上，通过真空沉积铝(Al)至90nm的厚度而形成第二电极以制造量子点器件。
实施例2
根据与实施例1相同的方法制造量子点器件，除了如下之外：使用重量比1:1的根据合成实施例3的Zn0.85Mg0.15O纳米颗粒溶液和根据合成实施例6的ZnO溶液的混合溶液以形成40nm厚的单个电子辅助层(HOMO:7.5eV，LUMO:3.82eV)代替Zn0.85Mg0.15O电子辅助层和ZnO电子辅助层。
实施例3
根据与实施例1相同的方法制造量子点器件，除了如下之外：代替根据合成实施例3的Zn0.85Mg0.15O纳米颗粒溶液，使用根据合成实施例4的Zn0.9Mg0.1O纳米颗粒溶液以形成Zn0.9Mg0.1O电子辅助层(HOMO:7.5eV，LUMO:3.92eV)。
实施例4
根据与实施例3相同的方法制造量子点器件，除了如下之外：使用重量比1:1的根据合成实施例4的Zn0.9Mg0.1O纳米颗粒溶液和根据合成实施例6的ZnO溶液的混合溶液以形成40nm厚的单个电子辅助层(HOMO:7.5eV，LUMO:3.94eV)代替Zn0.9Mg0.1O电子辅助层和ZnO电子辅助层。
实施例5
根据与实施例1相同的方法制造量子点器件，除了如下之外：使用根据合成实施例5的Zn0.95Mg0.05O纳米颗粒溶液代替根据合成实施例3的Zn0.85Mg0.15O纳米颗粒溶液以形成Zn0.95Mg0.05O电子辅助层(HOMO:7.5eV，LUMO:3.98eV)。
实施例6
根据与实施例5相同的方法制造量子点器件，除了如下之外：使用重量比1:1的根据合成实施例5的Zn0.95Mg0.05O纳米颗粒溶液和根据合成实施例6的ZnO溶液的混合溶液以形成40nm厚的单个电子辅助层(HOMO:7.5eV，LUMO:3.97eV)代替Zn0.95Mg0.05O电子辅助层和ZnO电子辅助层。
对比例1
根据与实施例1相同的方法制造量子点器件，除了如下之外：形成40nm厚的单个ZnO电子辅助层而不形成Zn0.85Mg0.15O电子辅助层。
对比例2
根据与实施例1相同的方法制造量子点器件，除了如下之外：形成40nm厚的单个Zn0.85Mg0.15O电子辅助层而不形成ZnO电子辅助层。
对比例3
根据与实施例3相同的方法制造量子点器件，除了如下之外：形成40nm厚的单个Zn0.9Mg0.1O电子辅助层而不形成ZnO电子辅助层。
对比例4
根据与实施例5相同的方法制造量子点器件，除了如下之外：形成40nm厚的单个Zn0.95Mg0.05O电子辅助层而不形成ZnO电子辅助层。
评价II
评价根据实施例1和2以及对比例1和2的量子点器件的电流-电压-发光特性。
电流-电压-发光特性是通过使用Keithley 220电流源和Minolta CS200分光辐射谱仪评价的。
结果示于表2中。
表2
*EQE最大：最大外量子效率
*在100尼特下的EQE：在100尼特(其等于100坎德拉(Cd)/平方米(m2))下的外量子效率
*Cd/A最大：最大电流效率
*在5mA下的Cd/m2：在5mA下的亮度
参照表2，与根据对比例1和2的量子点器件相比，根据实施例1和2的量子点器件呈现出降低的漏电流和改善的效率。
虽然已经关于当前被认为是实践性的实例实施方式的内容描述了本公开内容，但是将理解，本发明不限于所公开的实施方式，而是相反，意图涵盖包括在所附权利要求的精神和范围内的多种改变和等同布置。

Claims (20)

1.量子点器件，其包括：
彼此面对的第一电极和第二电极；
在所述第一电极与所述第二电极之间的量子点层；和
在所述量子点层与所述第二电极之间的电子辅助层，所述电子辅助层包括第一纳米颗粒和比所述第一纳米颗粒大的第二纳米颗粒，
其中所述第一电极的功函大于所述第二电极的功函，和
其中所述量子点层的最低未占分子轨道能级与所述电子辅助层的最低未占分子轨道能级之间的差值小于1.1电子伏。
2.如权利要求1所述的量子点器件，其中所述第一纳米颗粒和所述第二纳米颗粒各自包括包含锌的氧化物。
3.如权利要求2所述的量子点器件，其中
所述第一纳米颗粒由化学式1表示，和
所述第二纳米颗粒为ZnO：
化学式1
Zn1-xMxO
其中，在化学式1中，
M为Mg、Ca、Zr、W、Li、Ti、或其组合，和
0.01≤x<0.5。
4.如权利要求1所述的量子点器件，其中所述电子辅助层包括
包括所述第一纳米颗粒的第一电子辅助层，和
包括所述第二纳米颗粒的第二电子辅助层，
其中所述第一电子辅助层比所述第二电子辅助层更靠近所述量子点层，和
其中所述第二电子辅助层比所述第一电子辅助层更靠近所述第二电极。
5.如权利要求4所述的量子点器件，其中所述第一电子辅助层接触所述量子点层。
6.如权利要求4所述的量子点器件，其中
所述量子点层的最低未占分子轨道能级与所述第一电子辅助层的最低未占分子轨道能级之间的差值小于1.1eV，和
所述第一电子辅助层的最低未占分子轨道能级与所述第二电子辅助层的最低未占分子轨道能级之间的差值小于或等于0.5电子伏。
7.如权利要求6所述的量子点器件，其中
所述量子点层的最低未占分子轨道能级在2.5电子伏-3.6电子伏的范围内，
所述第一电子辅助层的最低未占分子轨道能级在3.2电子伏-4电子伏的范围内，和
所述第二电子辅助层的最低未占分子轨道能级在3.9电子伏-4.3电子伏的范围内。
8.如权利要求1所述的量子点器件，其中所述电子辅助层包括所述第一纳米颗粒和所述第二纳米颗粒的混合物。
9.如权利要求1所述的量子点器件，其中
所述第一纳米颗粒的平均颗粒尺寸在1.5纳米-3.3纳米的范围内，和
所述第二纳米颗粒的平均颗粒尺寸在3.5nm-5纳米的范围内。
10.如权利要求1所述的量子点器件，其中所述量子点层的带隙能量在2.4电子伏-2.9电子伏的范围内。
11.如权利要求1所述的量子点器件，其中所述量子点层包括不含镉的量子点。
12.如权利要求1所述的量子点器件，其中所述量子点层包括具有小于或等于470纳米的峰值发射波长的发射蓝色光的量子点。
13.如权利要求12所述的量子点器件，其中所述量子点包括锌、碲、和硒。
14.如权利要求13所述的量子点器件，其中所述量子点包括
包含锌、碲、和硒的芯，和
在所述芯的至少一部分上的壳，所述壳具有与所述芯的组成不同的组成。
15.如权利要求12所述的量子点器件，其中
所述量子点包括铟、锌、和磷，和
锌相对于铟的摩尔比大于或等于25:1。
16.如权利要求15所述的量子点器件，其中所述量子点包括：
包括铟、锌、和磷的芯，和
在所述芯的至少一部分上的壳，所述壳具有与所述芯的组成不同的组成。
17.如权利要求14或16所述的量子点器件，其中所述壳包括ZnSeS、ZnS、或其组合。
18.如权利要求1所述的量子点器件，其中
所述第一电极的功函为4.5电子伏-5电子伏，和
所述第二电极的功函大于或等于4电子伏并且小于4.5电子伏。
19.量子点器件，其包括：
彼此面对的第一电极和第二电极，其中所述第一电极的功函大于所述第二电极的功函；
在所述第一电极与所述第二电极之间的量子点层，所述量子点包括锌、碲、硒、硫、或其组合，所述量子点包括芯和在所述芯的至少一部分上的壳，所述壳具有与所述芯的组成不同的组成；和
在所述量子点层与所述第二电极之间的电子辅助层，所述电子辅助层第一纳米颗粒和第二纳米颗粒，所述第一纳米颗粒包括由化学式1表示的化合物，所述第二纳米颗粒包括ZnO，
化学式1
Zn1-xMxO
其中，在化学式1中，
M为Mg、Ca、Zr、W、Li、Ti、或其组合，和
0.01≤x<0.5。
20.显示设备，其包括如权利要求1-19任一项所述的量子点器件。
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