CN110875433A - 量子点和包括其的电致发光器件 - Google Patents

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Abstract

公开量子点和包括其的电致发光器件。所述电致发光器件包括彼此面对的第一电极和第二电极、以及设置在所述第一电极和所述第二电极之间并且包括量子点的发射层。所述量子点包括：包括铟(In)和磷(P)的半导体纳米晶体芯；设置在所述半导体纳米晶体芯上的第一半导体纳米晶体壳，所述第一半导体纳米晶体壳包括锌和硒；和设置在所述第一半导体纳米晶体壳上的第二半导体纳米晶体壳，所述第二半导体纳米晶体壳包括锌和硫，其中所述量子点不包括镉。所述电致发光器件具有大于或等于约9％的外量子效率和大于或等于约10,000坎德拉/平方米(cd/m2)的最大亮度。

Description

量子点和包括其的电致发光器件
对相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年8月30日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2018-0102972的优先权和权益、以及由其产生的所有权益，将其内容全部引入本文作为参考。
技术领域
公开量子点和包括其的电子器件(电致发光器件)。
背景技术
具有不同能带隙的量子点(例如，纳米尺寸的半导体纳米晶体)可通过控制量子点的尺寸和组成而获得。在胶体合成中，有机材料例如分散剂可在半导体纳米晶体的晶体生长期间配位例如结合至所述半导体纳米晶体的表面，从而提供具有受控的尺寸并且显示例如呈现发光性质的量子点。量子点的发光性质可用于多种领域中。例如，量子点可用于电致发光器件、光致发光器件等中。期望开发可显示例如呈现增强的发光性质而没有有毒的重金属(例如，镉、汞、铅、或其组合)的环境友好的量子点。
发明内容
一种实施方式提供包括具有改善的光致发光性质和增强的稳定性的量子点的电致发光器件。
一种实施方式提供所述量子点。
一种实施方式提供制造所述量子点的方法。
一种实施方式提供包括所述量子点的组合物。
根据实施方式，电致发光器件包括：
彼此面对的第一电极和第二电极，以及
设置在所述第一电极和所述第二电极之间的发射层，所述发射层包括量子点，
其中所述量子点包括：包括铟(In)和磷(P)的半导体纳米晶体芯；设置在所述半导体纳米晶体芯上的第一半导体纳米晶体壳，所述第一半导体纳米晶体壳包括锌和硒；和设置在所述第一半导体纳米晶体壳上的第二半导体纳米晶体壳，所述第二半导体纳米晶体壳包括锌和硫，
其中所述量子点不包括镉，
其中所述电致发光器件具有大于或等于约9％的外量子效率和大于或等于约10,000坎德拉/平方米(cd/m2)的最大亮度。
所述量子点可具有在红色光波长区域中的最大光致发光峰。
所述量子点的最大光致发光峰的波长可大于或等于约600纳米(nm)且小于或等于约650nm。
所述量子点的最大光致发光峰波长和第一吸收峰波长之间的差可小于或等于约20nm。
所述量子点可具有大于或等于约8nm的平均颗粒尺寸。
所述量子点可具有大于或等于约8.5nm的平均颗粒尺寸。
所述量子点可具有大于约9nm的平均颗粒尺寸。
所述量子点可具有大于约10nm的平均颗粒尺寸。
所述量子点的量子产率可大于或等于约60％。
所述量子点的颗粒尺寸分布的标准偏差可小于或等于其平均尺寸的约20％。
所述量子点的颗粒尺寸分布的标准偏差可小于或等于其平均尺寸的约15％。
在所述量子点中，铟对硫与硒之和的摩尔比(即，In:(Se+S)，下文中其可作为In:(Se+S)的值叙述)可小于或等于约0.1:1。
在所述量子点中，铟对硫与硒之和的摩尔比可小于或等于约0.05:1。
在所述量子点中，铟对硫与硒之和的摩尔比可大于或等于约0.02:1。
在所述量子点中，硫对硒的摩尔比(S:Se)可小于或等于约4.5:1。
在所述量子点中，硫对硒的摩尔比可大于或等于约0.01:1。
在所述量子点中，硫对硒的摩尔比可大于或等于约0.11:1。
在所述量子点中，锌对铟的摩尔比可大于或等于约10:1。
在所述量子点中，锌对铟的摩尔比可大于或等于约15:1。
在所述量子点中，锌对铟的摩尔比可小于约52:1。在所述量子点中，锌对铟的摩尔比可小于或等于约49:1。
所述第一半导体纳米晶体壳可直接设置在所述半导体纳米晶体芯的表面上。
所述第一半导体纳米晶体壳可不包括硫。
所述第一半导体纳米晶体壳的厚度可大于或等于约5个单层。
所述第一半导体纳米晶体壳的厚度可大于或等于约6个单层。
所述第一半导体纳米晶体壳的厚度可小于或等于约15个单层。
所述第二半导体纳米晶体壳可为所述量子点的最外层。
所述第二半导体纳米晶体壳可直接设置在所述第一半导体纳米晶体壳的表面上。
所述量子点的最大光致发光峰波长和第一吸收峰波长之间的差可小于或等于约20nm(或者小于或等于约17nm、或者小于或等于约16nm)。
所述电致发光器件可包括在所述第二电极和所述发射层之间的电子传输层。
所述电子传输层可包括包含锌的金属氧化物。
所述金属氧化物可由Zn1-xMxO表示，其中M为Mg、Ca、Zr、W、Li、Ti、Y、Al、或其组合，且0≤x≤0.5。
在一种实施方式中，提供包括在所述电致发光器件中的上述量子点。
所述量子点包括：包括铟(In)和磷(P)的半导体纳米晶体芯；设置在所述半导体纳米晶体芯上的第一半导体纳米晶体壳，所述第一半导体纳米晶体壳包括锌和硒；和设置在所述第一半导体纳米晶体壳上的第二半导体纳米晶体壳，所述第二半导体纳米晶体壳包括锌和硫，其中所述量子点不包括镉，和其中所述量子点的最大光致发光峰波长和第一吸收峰波长之间的差小于或等于约20nm。
所述量子点的最大光致发光峰的波长可大于或等于约600nm且小于或等于约650nm。
所述量子点可具有大于或等于约8nm的平均颗粒尺寸。
所述量子点可具有大于或等于约8.5nm的平均颗粒尺寸。
所述量子点可具有大于约9nm的平均颗粒尺寸。
所述量子点可具有大于约10nm的平均颗粒尺寸。
所述量子点的颗粒尺寸分布的标准偏差可小于或等于其平均尺寸的约20％。
所述量子点的量子产率可大于或等于约60％。
所述量子点的最大光致发光峰的半宽度可小于或等于约40nm。
所述第一半导体纳米晶体壳可直接设置在所述半导体纳米晶体芯的表面上，所述第一半导体纳米晶体壳可不包括硫，和所述第二半导体纳米晶体壳可为所述量子点的最外层。
在所述量子点中，铟对硫与硒之和的摩尔比(即，In:(Se+S)，下文中其可作为In:(Se+S)的值叙述)可小于0.1:1。
在所述量子点中，铟对硫与硒之和的摩尔比可大于或等于约0.02:1。
在所述量子点中，锌对铟的摩尔比可大于或等于约10:1。
在所述量子点中，锌对铟的摩尔比可小于约52:1。
所述第一半导体纳米晶体壳的厚度可大于或等于约6个单层、大于或等于约7个单层、大于或等于约8个单层、大于或等于约9个单层、或者大于或等于约10个单层。
所述量子点的最大光致发光峰波长和第一吸收峰波长之间的差可小于或等于约17nm(或者小于或等于约16nm)。
在另外的实施方式中，量子点包括：
包括铟和磷的半导体纳米晶体芯，
设置在所述半导体纳米晶体芯上的第一半导体纳米晶体壳，所述第一半导体纳米晶体壳包括锌和硒，和
设置在所述第一半导体纳米晶体壳上的第二半导体纳米晶体壳，所述第二半导体纳米晶体壳包括锌和硫，
其中在所述量子点中，铟对硫与硒之和的摩尔比In:(Se+S)大于或等于约0.02:1且小于或等于约0.1:1，
其中所述量子点不包括镉，和
其中所述量子点的平均颗粒尺寸大于或等于约8纳米且小于或等于约50nm。
在一种实施方式中，提供可包括有机溶剂和上述无镉量子点的组合物。
实施方式的电致发光器件基于例如包括环境友好的量子点，并且可显示例如呈现增强的电致发光性质(例如，改善的外量子效率(EQE)和提高的最大亮度)以及改善的稳定性。
附图说明
通过参照附图进一步详细地描述其示例性实施方式，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为根据实施方式的量子点发光二极管(QD LED)器件的示意性横截面图。
图2为根据一种实施方式的QD LED器件的示意性横截面图。
图3为根据一种实施方式的QD LED器件的示意性横截面图。
图4为实施例1中制备的量子点的紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱(虚线)和光致发光光谱(实线)。
图5为实施例4中制备的器件的外量子效率(EQE)(百分比(％))对电压(伏(V))的图。
图6为实施例4中制备的器件的EQE(百分比(％))对亮度(L)(坎德拉/平方米(cd/m2))的图。
具体实施方式
在下文中，将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、或基板被称作“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多种元件、组分、区域、层和/或部分，但这些元件、组分、区域、层和/或部分不应被这些术语限制。这些术语仅用于使一个元件、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”可称作第二元件、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)”和“该(所述)”意图包括复数形式，包括“至少一个(种)”，除非内容清楚地另外表明。“至少一个(种)”将不被解释为限制“一个”或“一种”。“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“包括”或“包含”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，但不排除存在或增加一个或多个另外的特征、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”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)所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偏差在一种或多种标准偏差范围内，或者在±10％或5％的范围内。
除非另外定义，在本文中使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本公开内容所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。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本公开内容和相关领域的背景中的含义一致，并且将不以理想化的或者过于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/或公差的结果的图的形状的变化。因此，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上的偏差。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化的。因此，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。
如本文中使用的，功函或能级(例如，最高占据分子轨道(HOMO)能级或最低未占分子轨道(LUMO)能级)是作为距离真空能级的绝对值表示的。另外，当功函或能级被称作“深的”、“高的”或“大的”时，所述功函或能级具有大的基于“0eV”的真空能级的绝对值，而当功函或能级被称作“浅的”、“低的”、或“小的”时，所述功函或能级具有小的基于“0eV”的真空能级的绝对值。
如本文中使用的，术语“族”可指的是周期表的族。
如本文中使用的，“I族”可指的是IA族和IB族，且实例可包括Li、Na、K、Rb、和Cs，但不限于此。
如本文中使用的，“II族”可指的是IIA族和IIB族，且II族金属的实例可为Cd、Zn、Hg、和Mg，但不限于此。
如本文中使用的，“III族”可指的是IIIA族和IIIB族，且III族金属的实例可为Al、In、Ga、和Tl，但不限于此。
如本文中使用的，“IV族”可指的是IVA族和IVB族且IV族金属的实例可为Si、Ge、和Sn，但不限于此。如本文中使用的，术语“金属”可包括半金属例如Si。
如本文中使用的，“V族”可指的是VA族，且实例可包括氮、磷、砷、锑、和铋，但不限于此。
如本文中使用的，“VI族”可指的是VIA族，且实例可包括硫、硒、和碲，但不限于此。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，“取代(的)”指的是化合物、基团、或部分的氢被如下代替：C1-C30烷基、C2-C30烯基、C2-C30炔基、C2-C30环氧基、C2-C30烷基酯基、C3-C30烯基酯基(例如，丙烯酸酯基团、甲基丙烯酸酯基团)、C6-C30芳基、C7-C30烷基芳基、C1-C30烷氧基、C1-C30杂烷基、C3-C40杂芳基、C3-C30杂烷基芳基、C3-C30环烷基、C3-C15环烯基、C6-C30环炔基、C2-C30杂环烷基、卤素(-F、-Cl、-Br、或-I)、羟基(-OH)、硝基(-NO2)、硫氰酸酯基(-SCN)、氰基(-CN)、氨基(-NRR'，其中R和R'独立地为氢或C1-C6烷基)、叠氮基(-N3)、脒基(-C(＝NH)NH2)、肼基(-NHNH2)、腙基(＝N(NH2))、醛基(-C(＝O)H)、氨基甲酰基(-C(O)NH2)、硫醇基(-SH)、酯基(R-C(＝O)O-或-C(＝O)OR，其中R为C1-C6烷基或C6-C12芳基)、羧基(-COOH)或其盐(-C(＝O)OM，其中M为有机或无机阳离子)、磺酸基团(-SO3H)或其盐(-SO3M，其中M为有机或无机阳离子)、磷酸基团(-PO3H2)或其盐(-PO3MH或-PO3M2，其中M为有机或无机阳离子)、或其组合。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，术语“烃基”指的是包括碳和氢的基团(例如，烷基、烯基、炔基、芳基等)。烃基团可为通过从烷烃、烯烃、炔烃、芳烃等除去至少一个氢而形成的具有至少1的化合价的基团。所述烃基团中的至少一个亚甲基可被氧部分(-O-)、羰基部分、酯部分(-C(＝O)O-)、-NH-、或其组合代替。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，“脂族基团”指的是C1-C40线型或支化的烃基团(例如，烷基、烯基、或炔基)。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，“烷氧基”指的是经由氧连接的烷基(即，烷基-O-)，例如甲氧基、乙氧基、和仲丁氧基。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，“烷基”指的是直链或支链饱和单价(例如，C1-C40)烃基团(例如，甲基或己基)。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，“亚烷基”指的是具有至少2的化合价并且任选地被至少一个取代基取代的直链或支化的饱和(例如，C2-C40)脂族烃基团。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，“炔基”指的是具有至少一个碳-碳三键的直链或支链单价(例如，C2-C40)烃基团(例如，乙炔基)。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，“芳族”指的是包括至少一个具有离域π电子的不饱和环状基团的有机化合物或基团。该术语涵盖芳族烃化合物和杂芳族化合物两者。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，“芳基”指的是具有至少1的化合价、例如通过从芳烃的一个或多个环除去至少一个氢原子而形成的烃基团(例如，苯基或萘基)。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，术语“杂”指的是包括至少一个(例如，一个至三个)杂原子，其中所述杂原子可为N、O、S、Si、或P，优选地N、O、或S。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，“胺”基具有通式-NRR，其中各R独立地为氢、C1-C40烷基、C7-C40烷基芳基、C7-C40芳基烷基、或C6-C40芳基。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，“芳烃”指的是具有芳族环的烃，并且包括单环和多环烃，其中多环烃的另外的环可为芳族的或非芳族的。芳烃的具体实例包括苯、萘、甲苯、和二甲苯。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，“芳基烷基”指的是共价连接至与化合物连接的烷基的取代或未取代的芳基(例如，苄基为C7芳基烷基)。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，“杂芳基”指的是在芳族环中包括与一个或多个碳原子共价键合的至少一个杂原子的芳族基团。
如本文中使用的，颗粒(或量子点)的平均(average)尺寸可通过使用电子显微镜分析和任选的可商购获得的图像分析程序(Image J)测定。所述平均可为中数的(mean)或中值的(median)。
下文中，参照附图描述根据实施方式的发光器件。
图1为根据实施方式的电致发光器件(下文中，也称作发光器件)的示意性横截面图。
参照图1，根据实施方式的发光器件10包括彼此面对的第一电极11和第二电极15、以及设置在第一电极11和第二电极15之间并且包括量子点的发射层13。空穴辅助层12可设置在第一电极11和发射层13之间，和电子辅助层14可设置在第二电极15和发射层13之间。
所述器件可进一步包括基板。所述基板可设置在第一电极11的主表面(例如，下表面)上或者第二电极15的主表面(例如，上表面)上。在一种实施方式中，所述基板可设置在所述第一电极的主表面(例如，下表面)上。所述基板可为包括绝缘材料的基板(例如，绝缘透明基板)。所述基板可包括玻璃；聚合物例如聚酯(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN))、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、或其组合；聚硅氧烷(例如，PDMS)；无机材料例如Al2O3、ZnO、或其组合；或它们的组合，但是不限于此。所述基板可由硅晶片制成。此处，“透明”可指的是如下情况：基板对于预定波长的光(例如，从所述量子点发射的光)具有大于或等于约85％例如大于或等于约88％、大于或等于约90％、大于或等于约95％、大于或等于约97％、或者大于或等于约99％的透射率。所述基板的厚度可考虑基板材料适当地选择，但是没有特别限制。所述透明基板可具有柔性。可省略所述基板。
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可为阳极且第二电极15可为阴极。
第一电极11可由导体例如金属、导电金属氧化物、或其组合制成。第一电极11可例如由如下制成：金属或其合金，例如镍、铂、钒、铬、铜、锌、或金；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)、或氟掺杂的氧化锡；或者金属和金属氧化物的组合例如ZnO和Al、或者SnO2和Sb，但是不限于此。在一种实施方式中，所述第一电极可包括透明导电金属氧化物例如氧化铟锡。所述第一电极的功函可高于将稍后描述的第二电极的功函。所述第一电极的功函可低于所述第二电极的功函。
第二电极15可由导体例如金属、导电金属氧化物、导电聚合物、或其组合制成。第二电极15可由例如如下制成：金属或其合金，例如铝、镁、钙、钠、钾、钛、铟、钇、锂、钆、银、锡、铅、铯、或钡；或多层结构的材料例如LiF/Al、Li2O/Al、Liq/Al、LiF/Ca、或BaF2/Ca，但是不限于此。所述导电金属氧化物与以上描述的相同。
所述第一电极的功函可高于所述第二电极的功函。所述第一电极的功函可低于所述第二电极的功函。
在一种实施方式中，第一电极11的功函可为约4.5电子伏(eV)-约5.0eV(例如，约4.6eV-约4.9eV)。第二电极15的功函可为大于或等于约4.0eV且小于约4.5eV(例如，约4.0eV-约4.3eV)。
在一种实施方式中，第二电极15的功函可为约4.5eV-约5.0eV(例如，约4.6eV-约4.9eV)。第一电极11的功函可为大于或等于约4.0eV且小于约4.5eV(例如，约4.0eV-约4.3eV)。
第一电极11、第二电极15、或其组合可为光透射电极且所述光透射电极可例如由如下制成：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，或者单层或多层的金属薄层。当第一电极11和第二电极15之一为非光透射电极时，所述非光透射电极可由例如不透明导体例如铝(Al)、银(Ag)、或金(Au)制成。
所述电极(所述第一电极、第二电极、或其组合)的厚度没有特别限制且可考虑器件效率而适当地选择。例如，所述电极的厚度可大于或等于约5nm例如大于或等于约50nm。例如，所述电极的厚度可小于或等于约100微米(μm)例如小于或等于约10μm、小于或等于约1μm、小于或等于约900nm、小于或等于约500nm、或者小于或等于约100nm。
发射层13包括(例如，多个)量子点。量子点(下文中，也称作半导体纳米晶体)可吸收来自激发源的光而被激发并且可发射与量子点的能带隙对应的能量(波长的光)。量子点的能带隙可随着所述半导体纳米晶体的尺寸和组成而变化。例如，随着量子点的尺寸增加，量子点可具有更窄的能带隙，从而具有增大的发光波长。半导体纳米晶体可用作多种领域例如显示设备、能量设备、或生物发光器件中的发光材料。
具有处于可应用水平的光致发光(PL)性质的量子点可包括镉(Cd)。镉可导致环境/健康问题并且在许多国家中是经由危害性物质限制指令(RoHS)所限制的元素之一。与基于镉的量子点相比，无镉量子点可呈现出低的电致发光性质和差的稳定性。因此，期望具有改善的光致发光特性(例如，减小的半宽度(FWHM)、提升的EQE、提高的亮度等)的无镉的半导体纳米晶体颗粒和包括其的电致发光器件的开发。例如，为了实现QD LED器件(即，没有光源的显示器件)，能够呈现出增强的电致发光性质的发射红色光并且环境友好的量子点是必要的。虽然基于铟磷化物(磷化铟)的量子点是一种类型的无镉且发射红色光的量子点，但是基于铟磷化物的量子点可呈现出不足水平的电致发光性质。例如，基于铟磷化物并且发射红色光的量子点可呈现出小于或等于约2.5％的EQE。而且，可不容易改善发射红色光的无镉量子点的稳定性(例如，寿命)。
本发明人已经发现，具有本文中描述的特征的量子点可呈现出改善的电致发光性质。本发明人还已经发现，所述量子点可在电致发光器件中呈现出改善的性质(如果期望，在将所述量子点与将在下面描述的基于锌金属氧化物的电子传输层组合时)。通过控制制备条件(例如，控制可影响所述芯、壳、或其组合的生长速率的因素例如反应温度、前体的注入速率、前体的类型和量、或其组合)，实施方式的器件中包括的量子点可具有将在下面描述的尺寸、组成、性质(例如，斯托克斯位移)、或其组合。当将实施方式的量子点与包括包含锌的金属氧化物例如氧化锌、氧化锌镁等的无机电子辅助层(例如，ETL)组合时，所述量子点可呈现出对于无镉量子点可难以实现的高的EQE和高的亮度(例如，大于或等于约9％的EQE和大于或等于约10,000cd/m2的最大亮度。对于基于不含镉的量子点的发射红色光的电致发光器件，可期望提高EQE和亮度两者。此外，包括实施方式的量子点的器件可呈现出改善的稳定性。
因此，一种实施方式涉及将在下面详细描述的量子点(或量子点群)。实施方式的量子点不包括镉。实施方式的量子点可不包括有毒的重金属例如镉、汞、铅、或其组合。
所述量子点包括包含铟(In)和磷(P)的半导体纳米晶体芯、设置在所述半导体纳米晶体芯上并且包括锌和硒的第一半导体纳米晶体壳、和设置在所述第一半导体纳米晶体壳上并且包括锌和硫的第二半导体纳米晶体壳。
所述量子点可具有在红色光波长区域中的最大光致发光峰。所述量子点可具有在绿色光波长区域中的最大光致发光峰。
当所述量子点发射红色光时，所述量子点的最大光致发光峰波长可大于或等于约600nm、大于或等于约610nm、大于或等于约611nm、大于或等于约612nm、大于或等于约613nm、大于或等于约614nm、大于或等于约615nm、大于或等于约616nm、大于或等于约617nm、大于或等于约618nm、大于或等于约619nm、或者大于或等于约620nm。所述量子点的最大光致发光峰波长可小于或等于约650nm、小于或等于约640nm、小于或等于约635nm、小于或等于约634nm、小于或等于约633nm、小于或等于约632nm、小于或等于约631nm、或者小于或等于约630nm。
在所述量子点的UV-Vis吸收光谱中，第一吸收峰波长可存在于大于约450nm、大于或等于约500nm、大于或等于约550nm、或者大于或等于约570nm且小于所述最大光致发光峰波长(例如，小于或等于约620nm、小于或等于约610nm、小于或等于约600nm、或者小于或等于约590nm)的范围内。
在一种实施方式中，所述量子点可发射绿色光并且所述第一吸收峰波长可大于或等于约480nm、大于或等于约485nm、大于或等于约490nm、大于或等于约500nm、大于或等于约510nm、或者大于或等于约515nm。在一种实施方式中，所述量子点可发射绿色光并且所述第一吸收峰波长可小于或等于约540nm、小于或等于约530nm、小于或等于约529nm、小于或等于约528nm、小于或等于约527nm、小于或等于约526nm、小于或等于约525nm、小于或等于约524nm、小于或等于约523nm、小于或等于约522nm、小于或等于约521nm、或者小于或等于约520nm。
在一种实施方式中，所述量子点可发射红色光并且所述第一吸收峰波长可大于或等于约595nm、大于或等于约596nm、大于或等于约597nm、大于或等于约598nm、大于或等于约599nm、大于或等于约600nm、大于或等于约601nm、大于或等于约602nm、大于或等于约603nm、大于或等于约604nm、大于或等于约605nm、大于或等于约606nm、大于或等于约607nm、大于或等于约608nm、大于或等于约609nm、大于或等于约610nm、大于或等于约611nm、或者大于或等于约612nm。
在一种实施方式中，所述量子点可发射红色光并且所述第一吸收峰波长可小于或等于约625nm、小于或等于约624nm、小于或等于约623nm、小于或等于约622nm、小于或等于约621nm、小于或等于约620nm、或者小于或等于约619nm。
所述最大光致发光峰的波长和所述第一吸收峰波长之间的差(下文中，也称作斯托克斯位移)可小于或等于约20nm、小于或等于约19nm、小于或等于约18nm、小于或等于约17nm、或者小于或等于约16nm。
在量子点中，斯托克斯位移指的是光致发光能量和吸收能量之间的差。因此，斯托克斯位移可通过光致发光光谱中的最大光致发光峰波长(能量)和UV-Vis吸收光谱中的第一吸收峰波长(nm)(或能量、微电子伏(meV))之间的差表示。如本文中使用的，“第一吸收峰(或第一激发吸收峰)”指的是在UV-Vis吸收光谱中从较低能量区域起首先出现的主峰。不希望受任何理论束缚，认为，斯托克斯位移可取决于量子点颗粒的尺寸、组成、或其组合。不希望受任何理论束缚，还认为，量子点的表面状态也可对斯托克斯位移具有影响。因此，量子点的斯托克斯位移可代表量子点的尺寸、组成、表面状态(例如，表面缺陷的存在)、或其组合。本发明人还已经发现，芯-壳量子点的斯托克斯位移可对包括所述量子点的器件的电致发光性质和稳定性(例如，T50寿命)具有直接影响。
所述量子点可具有大于或等于约8nm、大于或等于约9nm、或者大于或等于约10nm的平均颗粒尺寸。所述量子点的平均颗粒尺寸可小于或等于约50nm、小于或等于约45nm、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、小于或等于约28nm、小于或等于约27nm、小于或等于约26nm、小于或等于约25nm、小于或等于约24nm、小于或等于约23nm、小于或等于约22nm、小于或等于约21nm、小于或等于约20nm、小于或等于约19nm、小于或等于约18nm、小于或等于约17nm、小于或等于约16nm、小于或等于约15nm、小于或等于约14nm、或者小于或等于约13nm。所述量子点的颗粒尺寸可为所述颗粒的直径。当所述颗粒为非球形时，所述量子点的尺寸可为从由电子显微镜分析获得的二维图像的面积换算成圆的直径(例如，等效直径)。
所述量子点的颗粒尺寸分布的标准偏差可为其平均尺寸的小于或等于约20％、小于或等于约19％、小于或等于约18％、小于或等于约17％、小于或等于约16％、或者小于或等于约15％。在一种实施方式中，所述量子点的颗粒尺寸分布的标准偏差可为其平均尺寸的小于或等于约14％、小于或等于约13％、小于或等于约12％、小于或等于约11％、或者小于或等于约或10％。所述量子点的颗粒尺寸分布的标准偏差可为其平均尺寸的大于或等于约5％、大于或等于约6％、大于或等于约7％、大于或等于约8％、大于或等于约9％、大于或等于约10％、或者大于或等于约11％。
所述量子点可具有大于或等于约60％、大于或等于约65％、大于或等于约70％、大于或等于约75％、或者大于或等于约80％的量子产率。
在一种实施方式中，所述半导体纳米晶体芯可包括铟磷化物。所述半导体纳米晶体芯可进一步包括锌。所述半导体纳米晶体芯可不包括锌。所述芯的尺寸可适当地选择。在一种实施方式中，所述芯的尺寸可大于或等于约1nm、大于或等于约1.5nm、大于或等于约2nm、或者大于或等于约2.5nm。在一种实施方式中，所述芯的尺寸可小于或等于约5nm、小于或等于约4nm、小于或等于约4.5nm、小于或等于约3.5nm、或者小于或等于约3nm。
所述第一半导体纳米晶体壳可包括锌硒化物(例如，ZnSe)。所述第一半导体纳米晶体壳可不包括硫(S)。在一种实施方式中，所述第一半导体纳米晶体壳可不包括ZnSeS。所述第一半导体纳米晶体壳可直接设置在所述半导体纳米晶体芯上。所述第一半导体纳米晶体壳可具有大于约4个单层(ML)例如大于约4.5个ML、大于或等于约5个ML、大于或等于约6个ML、大于或等于约7个ML、或者大于或等于约8个ML的厚度。在一种实施方式中，所述第一半导体纳米晶体壳的厚度可大于或等于约9个ML、或者大于或等于约10个ML。所述第一半导体纳米晶体壳的厚度可小于约5nm。所述第一半导体纳米晶体壳的厚度可小于或等于约15个ML、小于或等于约14个ML、或者小于或等于约13个ML。
所述第二半导体纳米晶体壳可包括锌硫化物(例如，ZnS)。所述第二半导体纳米晶体壳可不包括硒。所述第二半导体纳米晶体壳可直接设置在所述第一半导体纳米晶体壳上。所述第二半导体纳米晶体壳的厚度可适当地选择。所述第二半导体纳米晶体壳可为所述量子点的最外层。在一种实施方式中，所述量子点可具有芯-多壳结构，其中所述量子点包括包含铟磷化物(例如，InP或InZnP)的芯、直接设置在所述芯上并且包括ZnSe的第一壳、和直接设置在所述第一壳上并且包括ZnS的第二壳。
在一种实施方式中，所述量子点可包括InP芯(例如，可发射红色光)并且相对于硫属元素的铟的量可在预定范围内。
在一种实施方式的量子点中，铟对硫与硒之和的摩尔比(即，[In:(Se+S)]，下文中其可作为[In/(Se+S)]的值叙述)可小于0.1:1、小于或等于约0.09:1、小于或等于约0.08:1、小于或等于约0.07:1、小于或等于约0.06:1、或者小于或等于约0.05:1。铟对硫与硒之和的摩尔比可大于或等于约0.02:1、大于或等于约0.03:1、或者大于或等于约0.04:1。
在一种实施方式的量子点中，硫对硒的摩尔比(S/Se)可小于4.5:1例如小于或等于约4:1、小于或等于约3.5:1、小于或等于约3:1、小于或等于约2.5:1、小于或等于约2:1、小于或等于约1.5:1、或者小于或等于约1:1。在一种实施方式的量子点中，硫对硒的摩尔比(S/Se)可大于或等于约0.01:1、大于或等于约0.05:1、大于或等于约0.09:1、大于或等于约0.1:1、大于或等于约0.11:1、大于或等于约0.12:1、大于或等于约0.13:1、大于或等于约0.14:1、大于或等于约0.15:1、大于或等于约0.16:1、大于或等于约0.17:1、大于或等于约0.18:1、大于或等于约0.19:1、大于或等于约0.20:1、大于或等于约0.3:1、大于或等于约0.4:1、大于或等于约0.5:1、大于或等于约0.6:1、大于或等于约0.7:1、大于或等于约0.8:1、或者大于或等于约0.9:1。
在所述量子点中，锌对铟的摩尔比可大于或等于约15:1、大于或等于约16:1、大于或等于约17:1、大于或等于约18:1、大于或等于约19:1、大于或等于约20:1、大于或等于约21:1、或者大于或等于约22:1。
在所述量子点中，锌对铟的摩尔比可小于约52:1、小于或等于约51:1、小于或等于约50:1、小于或等于约49:1、小于或等于约48:1、或者小于或等于约47:1。
所述量子点的形状没有特别限制，且可例如为球形、多面体、棱锥、多脚、或立方体形状、纳米管、纳米线、纳米纤维、纳米片、或其组合，但是不限于此。
所述量子点可在所述量子点的表面上包括将在下面描述的有机配体、有机溶剂、或其组合。所述有机配体、有机溶剂、或其组合可结合至所述量子点的表面。
在一种实施方式中，制造上述量子点的方法包括：提供上述半导体纳米晶体芯；和在所述芯上形成壳。
所述壳的形成可包括：
对包括包含锌的第一壳前体、有机配体、和有机溶剂的第一混合物进行加热；
将包括铟和磷的半导体纳米晶体芯(例如，未处于加热状态)添加至所述加热的第一混合物，
将所述第一混合物加热至第一反应温度并且将包含硒的前体添加至所述第一混合物以进行反应预定的时间，
将所得混合物的温度升高至第二反应温度并且单独地添加包含硒的前体和包含硫的前体以进行反应。
所述方法可进一步包括向所得混合物添加所述第一壳前体。
可控制相对于所述芯的所述包含硒的前体和所述包含硫的前体的量(和任选地，所述前体的添加量、添加所述前体的温度、反应温度和时间、或其组合)以获得所述量子点的期望的组成和尺寸(例如，在上述范围内)以及其性质(例如，斯托克斯位移)。
所述量子点的细节与以上阐述的相同。
所述第一壳前体没有特别限制并且可适当地选择。在一种实施方式中，所述第一壳前体可包括Zn金属粉末、烷基化Zn化合物、醇Zn、羧酸Zn、硝酸Zn、高氯酸Zn、硫酸Zn、乙酰丙酮Zn、卤化Zn、碳酸锌、氰化Zn、氢氧化Zn、氧化Zn、过氧化Zn、或其组合。所述第一壳前体的实例可包括二甲基锌、二乙基锌、乙酸锌、乙酰丙酮锌、碘化锌、溴化锌、氯化锌、氟化锌、碳酸锌、氰化锌、硝酸锌、氧化锌、过氧化锌、高氯酸锌、硫酸锌等。可使用一种壳前体或多种不同的第一壳前体。
在一种实施方式中，所述有机配体可包括RCOOH、RNH2、R2NH、R3N、RSH、RH2PO、R2HPO、R3PO、RH2P、R2HP、R3P、ROH、RCOOR'、RPO(OH)2、RHPOOH、R2POOH(其中R和R'相同或不同，并且各自独立地为C1-C40(例如，C3-C24)脂族烃基团例如烷基、烯基、或炔基或者C6-C20芳族烃基团例如芳基例如苯基)、聚合物型有机配体、或其组合。
所述有机配体可配位例如结合至所获得的纳米晶体的表面，并且可容许所述纳米晶体良好地分散在溶液中、对所述量子点的发光和电性质具有影响、或其组合。
所述有机配体化合物的实例可包括：
硫醇化合物例如甲硫醇、乙硫醇、丙硫醇、丁硫醇、戊硫醇、己硫醇、辛硫醇、十二硫醇、十六硫醇、十八硫醇、苄硫醇、或其组合；
胺化合物例如甲基胺、乙基胺、丙基胺、丁基胺、戊基胺、己基胺、辛基胺、壬基胺、癸基胺、十二烷基胺、十六烷基胺、十八烷基胺、二甲基胺、二乙基胺、二丙基胺、三丁基胺、三辛基胺、或其组合；
羧酸化合物例如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、十二烷酸、十六烷酸、十八烷酸、油酸、苯甲酸、或其组合；
膦化合物例如甲基膦、乙基膦、丙基膦、丁基膦、戊基膦、辛基膦、二辛基膦、三丁基膦、三辛基膦、或其组合；
膦氧化物化合物例如甲基膦氧化物、乙基膦氧化物、丙基膦氧化物、丁基膦氧化物、戊基膦氧化物、三丁基膦氧化物、辛基膦氧化物、二辛基膦氧化物、三辛基膦氧化物、或其组合；
二苯基膦、三苯基膦、或其氧化物化合物、或其组合；
单或二(C5-C20烷基)次膦酸例如单或二己基次膦酸、单或二辛基次膦酸、单或二(十二烷基)次膦酸、单或二(十四烷基)次膦酸、单或二(十六烷基)次膦酸、单或二(十八烷基)次膦酸、或其组合；
C5-C20烷基膦酸例如己基膦酸、辛基膦酸、十二烷基膦酸、十四烷基膦酸、十六烷基膦酸、十八烷基膦酸、或其组合；
或它们的组合。
可使用一种或多种有机配体。
所述有机溶剂的实例可包括C6-C22伯胺例如十六烷基胺，C6-C22仲胺例如二辛基胺，C6-C40叔胺例如三辛基胺，含氮的杂环化合物例如吡啶，C6-C40烯烃例如十八碳烯，C6-C40脂族烃例如十六烷、十八烷、角鲨烯、或角鲨烷，被C6-C30烷基取代的芳族烃例如苯基十二烷、苯基十四烷、或苯基十六烷，包含至少一个(例如，1、2、或3个)C6-C22烷基的伯、仲、或叔膦(例如，三辛基膦)，包含至少一个(例如，1、2、或3个)C6-C22烷基的膦氧化物(例如，三辛基膦氧化物)，C12-C22芳族醚例如苯基醚或苄基醚，或其组合。
所使用的溶剂以及溶剂量可考虑所使用的前体和有机配体而选择。
可将所述第一混合物例如在真空、惰性气氛、或其组合下加热至大于或等于约100℃、大于或等于约120℃、大于或等于约150℃、大于或等于约200℃、大于或等于约250℃、或者大于或等于约270℃的温度达预定的时间(例如，大于或等于约5分钟且小于或等于约1小时(h))。
所述包括铟和磷的半导体纳米晶体芯的细节与以上阐述的相同。所述芯可为可商购获得的或者可以合适的方法合成。制备所述芯的方法没有特别限制并且可使用合适的制造基于铟磷化物的芯的方法。在一种实施方式中，所述芯可通过热注入方式形成，其中将包括金属前体(例如，铟前体)和任选的配体的溶液加热至高的温度(例如，大于或等于约200℃)并且将磷前体注入至该热的溶液。
所述包含硒的前体没有特别限制并且可适当地选择。例如，所述包含硒的前体可包括硒-三辛基膦(Se-TOP)、硒-三丁基膦(Se-TBP)、硒-三苯基膦(Se-TPP)、或其组合，但是不限于此。
所述第一反应温度可大于或等于约280℃、大于或等于约290℃、大于或等于约300℃、大于或等于约310℃、或者大于或等于约315℃且小于或等于约350℃、小于或等于约340℃、或者小于或等于约330℃。
在将所述第二混合物加热至所述第一反应温度之后或期间，可注入包含硒的前体至少一次(例如，至少两次或至少三次)。
可将所述反应混合物在所述第一反应温度下保持预定时间(例如，10分钟-60分钟、15分钟-55分钟、或者20分钟-50分钟)。因此，可形成包括锌和硒的第一半导体纳米晶体壳以获得在所述芯上包括上述壳的颗粒的混合物。
然后，可将所述混合物的温度升高至第二反应温度，在此期间或者在所述混合物达到所述第二反应温度时，可再次添加包含硒的前体。所述第二反应温度可大于所述第一反应温度。在一种实施方式中，所述第二反应温度可比所述第一反应温度大至少约10℃、至少约20℃、或者至少约30℃。可将所述第二反应温度控制在约270℃-约350℃、约275℃-约345℃、约280℃-约340℃、约285℃-约335℃、约290℃-约330℃、或者约295℃-约325℃的范围内。
所述第一反应温度、第二反应温度、以及在各反应温度下的时间可考虑所述包括第一半导体纳米晶体的壳的期望厚度、所述包括第二半导体纳米晶体的壳的期望厚度、所述前体等而选择。在一种实施方式中，可控制所述第一和第二温度、在各反应温度下的持续时间、以及所述前体的量，使得所述第一半导体纳米晶体壳可具有上述范围的厚度。
在该反应体系中，每1摩尔铟的如所添加的硒的量可大于或等于约10摩尔、大于或等于约15摩尔、大于或等于约20摩尔、大于或等于约25摩尔、大于或等于约30摩尔、大于或等于约35摩尔、大于或等于约40摩尔、或者大于或等于约45摩尔且小于或等于约50摩尔、小于或等于约45摩尔、小于或等于约40摩尔、小于或等于约35摩尔、小于或等于约30摩尔、小于或等于约25摩尔、或者小于或等于约20摩尔，但是不限于此。硒的量可考虑反应温度/时间、所述第一半导体纳米晶体壳的期望的厚度、所述包含硒的前体、或其组合而选择。
所述硫前体的注入可在(例如，全部量)的所添加的所述包含硒的前体在所述反应混合物中被用掉(消耗掉)之后开始。
在一种实施方式中，所述方法可不包括使所述反应混合物的温度降低(例如，降低为或降低至低于100℃、降低为或降低至低于50℃、或者降低为或降低至低于30℃、或者降低为室温)。
所述包含硫的前体没有特别限制并且可适当地选择。所述包含硫的前体可包括己硫醇、辛硫醇、癸硫醇、十二硫醇、十六硫醇、巯基丙基硅烷、硫-三辛基膦(S-TOP)、硫-三丁基膦(S-TBP)、硫-三苯基膦(S-TPP)、硫-三辛基胺(S-TOA)、三甲基甲硅烷基硫化物、硫化铵、硫化钠、或其组合。所述包含硫的前体可注入至少一次(例如，至少两次)。
在该反应体系中，相对于所述芯的铟的所述包含硫的前体的量可考虑所得量子点的期望的组成、所述包含硫的前体的反应性、和所述第二反应温度而选择。
在一种实施方式中，每1摩尔铟的如所添加的硫的量可大于或等于约1摩尔、大于或等于约3摩尔、大于或等于约5摩尔、大于或等于约7摩尔、大于或等于约9摩尔、大于或等于约11摩尔、大于或等于约13摩尔、或者大于或等于约15摩尔且小于或等于约30摩尔、小于或等于约25摩尔、小于或等于约20摩尔、小于或等于约19摩尔、小于或等于约18摩尔、小于或等于约17摩尔、小于或等于约16摩尔、小于或等于约15摩尔、或者小于或等于约14摩尔，但是不限于此。
当将非溶剂添加至如所获得的所得反应溶液中时，经有机配体配位的量子点可被分离(例如，沉淀)。所述非溶剂可为与反应中使用的溶剂可混溶并且纳米晶体不可分散在其中的极性溶剂。所述非溶剂可取决于反应中使用的溶剂而选择并且可为例如丙酮、乙醇、丁醇、异丙醇、乙二醇、水、四氢呋喃(THF)、二甲亚砜(DMSO)、二乙基醚、甲醛、乙醛，但是不限于此。所述分离可通过离心、沉淀、色谱法、或蒸馏进行。如果期望，可将所分离的纳米晶体添加至洗涤溶剂并且洗涤。所述洗涤溶剂没有特别限制并且可包括具有与所述配体的溶度参数类似的溶度参数的溶剂并且可例如包括己烷、庚烷、辛烷、氯仿、甲苯、苯等。
在一种实施方式中，发射层13可具有大于或等于约5nm、大于或等于约6nm、大于或等于约7nm、大于或等于约8nm、大于或等于约9nm、大于或等于约10nm、大于或等于约11nm、大于或等于约12nm、大于或等于约13nm、大于或等于约14nm、大于或等于约15nm、大于或等于约16nm、大于或等于约17nm、大于或等于约18nm、大于或等于约19nm、或者大于或等于约20nm的厚度。发射层13的厚度可小于或等于约200nm、小于或等于约190nm、小于或等于约180nm、小于或等于约170nm、小于或等于约160nm、小于或等于约150nm、小于或等于约140nm、小于或等于约130nm、小于或等于约120nm、小于或等于约110nm、小于或等于约100nm、小于或等于约90nm、小于或等于约80nm、小于或等于约70nm、小于或等于约60nm、小于或等于约50nm、小于或等于约40nm、小于或等于约30nm、或者小于或等于约20nm。
在一种实施方式中，发射层13可具有大于或等于约5.4eV、大于或等于约5.5eV、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6.0eV的HOMO能级。发射层13的HOMO能级可小于或等于约7.0eV、小于或等于约6.8eV、小于或等于约6.7eV、小于或等于约6.5eV、小于或等于约6.3eV、或者小于或等于约6.2eV。发射层13的HOMO能级可为约5.4eV-约5.9eV。
在一种实施方式中，发射层13可具有小于或等于约3.9eV、小于或等于约3.8eV、小于或等于约3.7eV、小于或等于约3.6eV、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3.0eV的LUMO能级。发射层13的LUMO能级可大于或等于约2.5eV、大于或等于约2.6eV、大于或等于约2.7eV、或者大于或等于约2.8eV。在一种实施方式中，发射层13可具有约2.4eV-约3.5eV的能带隙。
在一种实施方式中，空穴辅助层12可设置在第一电极11(例如，阳极)和发射层13之间。空穴辅助层12可具有一个层或者两个或更多个层，并且可包括例如空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、电子阻挡层、或其组合。
空穴辅助层12可具有可匹配发射层13的HOMO能级并且可加强例如辅助空穴从空穴辅助层12到发射层13中的迁移的HOMO能级。
接触所述发射层的空穴辅助层12(例如，空穴传输层(HTL))的HOMO能级可与发射层13的HOMO能级相同或者比发射层13的HOMO能级小在小于或等于约1.0eV的范围内的值，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能级可大于或等于约5.0eV、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。在一种实施方式中，空穴辅助层12的HOMO能级可为约5.0eV-约7.0eV、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7.0eV、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7.0eV、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。
在一种实施方式中，空穴辅助层12可包括更靠近第一电极11的空穴注入层和更靠近发射层13的空穴传输层。在一种实施方式中，所述空穴注入层的HOMO能级可为约5.0eV-约6.0eV、约5.0eV-约5.5eV、或者约5.0eV-约5.4eV。在一种实施方式中，所述空穴传输层的HOMO能级可为约5.2eV-约7.0eV、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(例如，空穴传输层或空穴注入层)中包括的材料没有特别限制并且可包括例如聚(9,9-二辛基-芴-2,7-二基-共-N-(4-丁基苯基)-二苯基胺)(TFB)、聚芳基胺(多芳基胺)、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)、4,4'-双[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]联苯(α-NPD)、m-MTDATA(4,4',4”-三[苯基(间-甲苯基)氨基]三苯基胺)、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、MoO3等)、基于碳的材料例如石墨烯氧化物、或其组合，但是不限于此。
所述电子阻挡层(EBL)可包括例如聚(3,4-亚乙基二氧噻吩):聚(磺苯乙烯)(PEDOT:PSS)、聚(9,9-二辛基-芴-2,7-二基-共-N-(4-丁基苯基)-二苯基胺)(TFB)、聚芳基胺、聚(N-乙烯基咔唑)、聚苯胺、聚吡咯、N,N,N',N'-四(4-甲氧基苯基)-联苯胺(TPD)、4,4'-双[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]联苯(α-NPD)、m-MTDATA、4,4',4”-三(N-咔唑基)-三苯基胺(TCTA)、或其组合，但是不限于此。
在所述空穴辅助层中，各层的厚度可例如取决于各层的期望的特性而适当地选择。例如，各层的厚度可大于或等于约10nm例如大于或等于约15nm、大于或等于约20nm且小于或等于约100nm例如小于或等于约90nm、小于或等于约80nm、小于或等于约70nm、小于或等于约60nm、小于或等于约50nm、小于或等于约40nm、小于或等于约35nm、或者小于或等于约30nm，但是不限于此。
电子辅助层14设置在发射层13和第二电极15之间。电子辅助层14可包括，例如，促进电子的注入的电子注入层(EIL)、促进电子的传输的电子传输层(ETL)、阻挡空穴移动的空穴阻挡层(HBL)、或其组合，但是不限于此。
在一种实施方式中，所述EIL可设置在所述ETL和所述阴极之间。在一种实施方式中，所述HBL可设置在所述ETL(或所述EIL)和所述发射层之间，但是不限于此。在一种实施方式中，各层的厚度可大于或等于约1nm且小于或等于约500nm，但是不限于此。所述EIL可为有机层(例如，通过气相沉积而制备)。所述ETL可包括无机氧化物纳米颗粒、有机层(例如，通过气相沉积而制备)、或其组合。
所述电子传输层、所述电子注入层、或其组合可包括例如1,4,5,8-萘-四羧酸二酐(NTCDA)、浴铜灵(BCP)、三[3-(3-吡啶基)-
Figure BDA0002185704360000221
基]硼烷(3TPYMB)、LiF、Alq3、Gaq3、Inq3、Znq2、Zn(BTZ)2、BeBq2、ET204(8-(4-(4,6-二(萘-2-基)-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)喹诺酮)、8-羟基喹啉锂(Liq)、n型金属氧化物(例如，ZnO、HfO2等)、或其组合，但是不限于此。
所述空穴阻挡层(HBL)可包括例如1,4,5,8-萘-四羧酸二酐(NTCDA)、浴铜灵(BCP)、三[3-(3-吡啶基)-
Figure BDA0002185704360000231
基]硼烷(3TPYMB)、LiF、Alq3、Gaq3、Inq3、Znq2、Zn(BTZ)2、BeBq2、或其组合，但是不限于此。
在一种实施方式中，电子辅助层14(例如，所述电子传输层)可包括多个纳米颗粒。所述纳米颗粒包括包含锌的金属氧化物(例如，锌金属氧化物)。在实施方式的器件中，具有上述特征(例如，组成、尺寸、斯托克斯位移等)的所述量子点在与基于例如包括锌金属氧化物的电子辅助层组合时可实现合乎需要的电致发光性质(例如，高水平的EQE和提高的亮度)。另外，当与基于例如包括锌金属氧化物的电子辅助层组合时，包括上述量子点的器件可呈现出改善的稳定性(例如，提高的T50)。
所述金属氧化物可包括氧化锌、氧化锌镁、或其组合。所述金属氧化物(例如，锌金属氧化物)可包括Zn1-x MxO(其中M为Mg、Ca、Zr、W、Li、Ti、Y、Al、或其组合，且0≤x≤0.5)。在一种实施方式中，M可为镁(Mg)。在一种实施方式中，x可为零。在一种实施方式中，x可大于或等于约0.01、大于或等于约0.02、大于或等于约0.03、大于或等于约0.04、大于或等于约0.05、大于或等于约0.06、大于或等于约0.07、大于或等于约0.08、大于或等于约0.09、或者大于或等于约0.1且小于或等于约0.45、小于或等于约0.4、小于或等于约0.35、小于或等于约0.3、小于或等于约0.25、小于或等于约0.2、或者小于或等于约0.15。
所述发射层中包括的量子点的LUMO能级的绝对值可小于所述金属氧化物的LUMO能级的绝对值。在一种实施方式中，量子点的LUMO能级的绝对值可大于金属氧化物的LUMO能级的绝对值。
所述纳米颗粒的平均尺寸可大于或等于约1nm例如大于或等于约1.5nm、大于或等于约2nm、大于或等于约2.5nm、或者大于或等于约3nm且小于或等于约10nm、小于或等于约9nm、小于或等于约8nm、小于或等于约7nm、小于或等于约6nm、或者小于或等于约5nm。所述纳米颗粒可不具有棒形状。所述纳米颗粒可不具有纳米线形状。
在一种实施方式中，电子辅助层14的厚度(例如，电子注入层、电子传输层、或空穴阻挡层各自的厚度)可大于或等于约5nm、大于或等于约6nm、大于或等于约7nm、大于或等于约8nm、大于或等于约9nm、大于或等于约10nm、大于或等于约11nm、大于或等于约12nm、大于或等于约13nm、大于或等于约14nm、大于或等于约15nm、大于或等于约16nm、大于或等于约17nm、大于或等于约18nm、大于或等于约19nm、或者大于或等于约20nm且小于或等于约120nm、小于或等于约110nm、小于或等于约100nm、小于或等于约90nm、小于或等于约80nm、小于或等于约70nm、小于或等于约60nm、小于或等于约50nm、小于或等于约40nm、小于或等于约30nm、或者小于或等于约25nm，但是不限于此。
根据一种实施方式的器件具有正的(正常，normal)结构。在根据实施方式的器件中，设置在透明基板100上的阳极11a可包括基于金属氧化物的透明电极(例如，ITO电极)并且面对所述阳极的阴极15a可包括相对低功函的金属(Mg、Al等)。例如，空穴辅助层20，例如，包括TFB、聚(9-乙烯基咔唑)(PVK)、或其组合的空穴传输层；包括PEDOT:PSS、p型金属氧化物、或其组合的空穴注入层；或其组合可设置在阳极11a例如透明阳极和发射层30之间。电子辅助层40例如电子注入层/传输层可设置在量子点发射层30和阴极15a之间。(参见图2)
根据一种实施方式的器件具有倒置结构。此处，设置在透明基板100上的阴极15a可包括基于金属氧化物的透明电极(例如，ITO)并且面对所述阴极的阳极11a可包括相对高功函的金属(例如，Au、Ag等)。例如，n型金属氧化物(ZnO)可设置在阴极15a例如透明阴极和发射层30之间作为电子辅助层40(例如，电子传输层(ETL))。作为空穴辅助层20的MoO3或者另外的p型金属氧化物(例如，包括TFB、PVK、或其组合的空穴传输层(HTL)；包括MoO3或另外的p型金属氧化物的空穴注入层(HIL)；或其组合)可设置在金属阳极11a和量子点发射层30之间作为空穴辅助层(例如，空穴传输层(HTL))。(参见图3)
一种实施方式涉及制备上述电致发光器件的方法。
所述方法包括：在第一电极上形成包括所述量子点(例如，上述量子点的图案)的发射层；任选地在所述发射层上形成电荷辅助层；和在所述发射层(或者任选的所述电荷辅助层)上形成第二电极。所述电荷辅助层可为电子辅助层。所述方法可进一步包括在形成所述发射层之前在所述第一电极上形成电荷辅助层(例如，空穴辅助层)。在此情况下，所述发射层可形成于设置在所述第一电极上的所述电荷辅助层上。
所述第一电极、所述发射层、所述电荷辅助层、和所述第二电极的细节与以上阐述的相同。
所述电极/空穴辅助层/电子辅助层的形成没有特别限制并且可考虑材料、所要制备的电极/层的厚度等适当地选择。所述形成可经由溶液工艺、(物理或化学)沉积工艺、或其组合进行。
形成所述发射层可通过如下进行：获得包括所述量子点和有机溶剂的组合物，和将所述组合物施加或沉积在基板、电极、或电荷辅助层上(例如，通过旋涂、喷墨印刷、或接触印刷)。所述发射层的形成可包括将所施加或沉积的量子点层热处理。用于所述热处理的温度没有特别限制并且可考虑所述有机溶剂的沸点而适当地选择。在一种实施方式中，所述热处理可在大于或等于约60℃的温度下进行。用于所述组合物的有机溶剂没有特别限制并且可适当地选择。在一种实施方式中，所述有机溶剂可包括(取代或未取代的)脂族烃有机溶剂、(取代或未取代的)芳族烃有机溶剂、乙酸酯溶剂、或其组合。
所述发射层的形成可通过如下进行：制备包括实施方式的上述量子点和液体载剂的墨组合物，(例如，经由喷墨印刷方法)沉积所制备的墨组合物。因此，一种实施方式涉及包括上述量子点和液体载剂的墨组合物。
所述墨组合物可进一步包括光扩散颗粒、粘结剂(例如，具有羧酸基团的粘结剂)、和任选的至少一种添加剂(例如，能光聚合的单体(例如，具有碳-碳双键的单体)、交联剂、引发剂(例如光引发剂)、硫醇化合物等)。所述光扩散颗粒可包括TiO2、SiO2、BaTiO3、ZnO、或其组合。所述光扩散颗粒可具有大于或等于约100nm且小于或等于约1μm的尺寸。
所述液体载剂可包括有机溶剂。所述有机溶剂可包括亲水性(或者与水可混溶的)有机溶剂。所述有机溶剂可包括疏水性有机溶剂。所述有机溶剂可包括极性(有机)溶剂。所述有机溶剂可包括非极性(有机)溶剂。
所述有机溶剂的类型和量可考虑上述主要组分(即，所述量子点、包含COOH基团的粘结剂、能光聚合的单体、交联剂、引发剂、和如果使用的硫醇化合物)的类型和量而适当地选择。
所述液体载剂的非限制性实例可包括，但不限于：3-乙氧基丙酸乙酯；乙二醇系列例如乙二醇、一缩二乙二醇、或聚乙二醇；二醇醚例如乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、一缩二乙二醇单甲基醚、乙二醇二乙基醚、或者一缩二乙二醇二甲基醚；二醇醚乙酸酯例如乙二醇单甲基醚乙酸酯、乙二醇单乙基醚乙酸酯、一缩二乙二醇单乙基醚乙酸酯、或一缩二乙二醇单丁基醚乙酸酯；丙二醇系列例如丙二醇；丙二醇醚例如丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单丙基醚、丙二醇单丁基醚、丙二醇二甲基醚、一缩二丙二醇二甲基醚、丙二醇二乙基醚、或一缩二丙二醇二乙基醚；丙二醇醚乙酸酯例如丙二醇单甲基醚乙酸酯或一缩二丙二醇单乙基醚乙酸酯；酰胺例如N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、或二甲基乙酰胺；酮例如甲乙酮(MEK)、甲基异丁基酮(MIBK)、或环己酮；石油产品例如甲苯、二甲苯、或溶剂石脑油；酯例如乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙酸环己酯、或乳酸乙酯；醚例如二乙基醚、二丙基醚、或二丁基醚；(未取代的或取代的，例如卤素或氯取代的)脂族、脂环族、或芳族烃或其羧酸酯/酯衍生物(例如，乙酸环己酯等)；或其组合。
可调节所述墨组合物中包括的组分及其浓度以控制所述墨组合物的粘度，其没有特别限制。所述墨组合物的粘度可小于或等于约20厘泊(cP)、小于或等于约15cP、小于或等于约10cP、小于或等于约5cP、小于或等于约4cP、小于或等于约3cP、小于或等于约2cP、或者小于或等于约1.5cP。所述墨组合物的粘度可大于或等于约0.1cP、大于或等于约0.5cP、或者大于或等于约0.8cP。
包括实施方式的量子点的电致发光器件可实现提高水平的EQE和提升的亮度。在一种实施方式中，所述电致发光器件可具有大于或等于约9％、大于或等于约9.5％、大于或等于约10％、大于或等于约10.5％、大于或等于约11％、或者大于或等于约11.5％的EQE。所述电致发光器件的EQE可小于或等于约30％，但不限于此。
在一种实施方式中，所述电致发光器件可具有大于或等于约10,000cd/m2、大于或等于约11,000cd/m2、大于或等于约12,000cd/m2、大于或等于约13,000cd/m2、大于或等于约14,000cd/m2、大于或等于约15,000cd/m2、大于或等于约20,000cd/m2、大于或等于约25,000cd/m2、大于或等于约30,000cd/m2、大于或等于约35,000cd/m2、或者大于或等于约40,000cd/m2的亮度。所述电致发光器件的亮度可小于或等于约500,000cd/m2，但不限于此。
在一种实施方式中，所述电致发光器件可呈现出延长的寿命。在一种实施方式中，所述电致发光器件的T50可大于约10小时、大于或等于约15小时、大于或等于约20小时、大于或等于约25小时、或者大于或等于约30小时。
在一种实施方式中，电子器件(设备)包括上述量子点。所述器件(设备)可包括显示设备、发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、量子点LED、传感器、太阳能电池、图像传感器、或液晶显示器(LCD)，但是不限于此。在一种实施方式中，所述电子器件可包括光致发光器件(例如，量子点片材或照明设备例如量子点轨道或液晶显示器(LCD))。在一种实施方式中，所述电子器件可包括量子点片材并且上述量子点分散在所述片材中(例如，以量子点聚合物复合物的形式)。
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，并且本范围不限于此。
实施例
分析方法
1.紫外-可见(UV-Vis)光谱分析
使用Hitachi U-3310光谱仪进行紫外(UV)光谱分析和获得UV-可见吸收光谱。
2.光致发光分析
使用Hitachi F-7000光谱仪以450纳米(nm)的辐射波长获得所制备的纳米晶体的光致发光(PL)光谱。
3.TEM分析
使用UT F30 Tecnai电子显微镜获得纳米晶体的透射电子显微镜(TEM)照片。
4.X-射线衍射(XRD)分析
使用具有3千瓦(kW)的功率的Philips XPert PRO设备进行XRD分析。
5.电致发光光谱分析
使用Keithley 2635B源表在施加电压的同时测量取决于电压的电流并且使用CS2000光谱仪测量电致发光(EL)发光亮度。
除非具体提及，否则合成在惰性气氛(氮气流动条件)下进行。
6.ICP-AES分析
使用Shimadzu ICPS-8100进行电感耦合等离子体-原子发射光谱法(ICP-AES)分析。
参照例1：以如下方式制备InP芯。
在200毫升(mL)反应烧瓶中将乙酸铟和棕榈酸溶解在1-十八碳烯中，并且在真空状态下在120℃下加热。铟对棕榈酸的摩尔比为1:3。将该烧瓶中的气氛用N2交换。在将该反应烧瓶加热至280℃之后，快速地注入三(三甲基甲硅烷基)膦(TMS3P)和三辛基膦(TOP)的混合物，并且反应进行20分钟。然后将反应混合物快速冷却至室温并且向其添加丙酮以产生纳米晶体，然后将其通过离心而分离并且分散在甲苯中以获得InP纳米晶体芯的甲苯分散体。每1摩尔的铟，TMS3P的量为约0.5摩尔。由此获得的InP芯的尺寸为约3.3nm。
参照例2：Zn金属氧化物纳米颗粒的合成
将乙酸锌二水合物和乙酸镁四水合物添加至包括二甲亚砜的反应器中以提供根据以下化学式的摩尔比，并且在空气气氛中在60℃下加热。(锌与镁之间的摩尔比＝0.85:0.15)随后，将氢氧化四甲基铵五水合物的乙醇溶液以逐滴方式以3毫升(mL)/分钟(mL/min)的速度添加到所述反应器中。在将其搅拌之后，将所获得的Zn1-xMgxO(下文中，ZnMgO)纳米颗粒离心并且分散在乙醇中。
对所获得的纳米颗粒进行X-射线衍射分析，因此证实它们包括结晶结构。通过透射电子显微镜分析对所获得的纳米颗粒进行分析，并且结果显示，所述颗粒具有约3nm的平均尺寸。
实施例1：
分别将硒和硫分散在三辛基膦(TOP)中以获得Se/TOP储备溶液和S/TOP储备溶液。
在200mL反应烧瓶中，将乙酸锌和油酸溶解在三辛基胺中并且使所得溶液在120℃下经历真空10分钟。将该烧瓶中的气氛用N2替换。在将所得溶液加热至约180℃的同时，向其注入所述InP半导体纳米晶体芯的甲苯分散体。
将所得混合物加热至280℃并且将所述Se/TOP储备溶液注入所述反应烧瓶中并且进行反应，然后将反应温度再次升高至320℃，和再次注入所述Se/TOP储备溶液以进行反应，从而在所述InP芯上形成ZnSe壳。然后，向所述反应体系添加所述S/TOP储备溶液以进行反应以在所述ZnSe壳上形成ZnS壳。
用于形成所述ZnSe壳的总反应时间为60分钟并且相对于1摩尔铟的所使用的硒的总量为约20摩尔。用于形成所述ZnS壳的总反应时间为60分钟并且相对于1摩尔铟的所使用的硫的总量为约10摩尔。
向包括所得InP/ZnSe/ZnS芯/壳半导体纳米晶体的最终反应混合物添加过量的乙醇，然后将其离心。在离心之后，将上清液丢弃并且将沉淀物干燥并且分散在氯仿中以获得量子点溶液(下文中，QD溶液)。
(2)对于所获得的QD溶液，进行ICP-AES分析并且结果示于表1中。对该QD溶液进行UV-Vis吸收光谱分析和光致发光光谱分析，并且结果示于图4和表1中。对所述QD进行TEM分析以获得其平均颗粒尺寸，并且结果一起示于表1中。
实施例2：
以与实施例1中阐述的相同的方式制备InP/ZnSe/ZnS量子点，除了如下之外：相对于1摩尔的铟，所使用的Se前体和S前体的量分别为25摩尔和15摩尔。
对于所获得的QD溶液，进行ICP-AES分析并且结果示于表1中。对该QD溶液进行UV-Vis吸收光谱分析和光致发光光谱分析，并且结果示于表1中。对所述QD进行TEM分析以获得其平均颗粒尺寸，并且结果一起示于表1中。
实施例3：
以与实施例1中阐述的相同的方式制备InP/ZnSe/ZnS量子点，除了如下之外：相对于1摩尔的铟，所使用的Se前体和S前体的量分别为30摩尔和20摩尔。
对于所获得的QD溶液，进行ICP-AES分析并且结果示于表1中。对该QD溶液进行UV-Vis吸收光谱分析和光致发光光谱分析，并且结果示于表1中。对所述QD进行TEM分析以获得其平均颗粒尺寸，并且结果一起示于表1中。
对比例1：
以与实施例1中阐述的相同的方式制备InP/ZnSe/ZnS量子点，除了如下之外：相对于1摩尔的铟，所使用的Se前体的量为20摩尔并且形成ZnSe壳的温度一直是320℃。
对于所获得的QD溶液，进行ICP-AES分析并且结果示于表1中。对该QD溶液进行UV-Vis吸收光谱分析和光致发光光谱分析，并且结果示于表1中。对所述QD进行TEM分析以获得其平均颗粒尺寸，并且结果一起示于表1中。
对比例2：
以与实施例1中阐述的相同方式制备InP/ZnSe/ZnS量子点，除了如下之外：相对于1摩尔的铟，所使用的Se前体和S前体的量分别为10摩尔和5摩尔，并且形成ZnSe壳的温度一直是320℃。
对于所获得的QD溶液，进行ICP-AES分析并且结果示于表1中。对该QD溶液进行UV-Vis吸收光谱分析和光致发光光谱分析，并且结果示于表1中。对所述QD进行TEM分析以获得其平均颗粒尺寸，并且结果一起示于表1中。
表1
Figure BDA0002185704360000301
斯托克斯位移＝PL峰波长(nm)–第一UV吸收峰波长(nm)
实施例4：
如下制备具有氧化铟锡(ITO)/聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)聚磺苯乙烯(PEDOT:PSS)(35nm)/聚(9,9-二辛基-芴-2,7-二基-共-N-(4-丁基苯基)-二苯基胺)(TFB)(25nm)/量子点发射层(20nm)/ZnMgO(40nm)/Al(100nm)的结构的电致发光器件。
将沉积了ITO的玻璃基板用UV-臭氧进行表面处理15分钟，然后用PEDOT:PSS溶液(H.C.Starks)旋涂并且在空气气氛下在150℃下加热10分钟，然后在N2气氛下在150℃下再次热处理10分钟以提供具有35nm的厚度的空穴注入层。
随后，将聚[(9,9-二辛基芴-2,7-二基)-共-(N-(4-丁基苯基)二苯基胺)]溶液(TFB)(Sumitomo)旋涂在所述空穴注入层上并且在150℃下热处理30分钟以形成空穴传输层。
将由实施例1获得的芯/壳量子点溶液旋涂在所述空穴传输层上并且在80℃下热处理30分钟以形成量子点发射层。
制备根据参照例2的ZnMgO纳米颗粒的溶液(溶剂：乙醇，光密度：0.5任意单位)。将所述溶液旋涂在所述量子点发射层上并且在80℃下热处理30分钟以形成电子辅助层。在所述电子辅助层的表面上，真空沉积铝(Al)以形成第二电极。
使用Keithley 2200源测量设备和Minolta CS2000分光辐射计(电流-电压-亮度测量设备)评价所获得的量子点发光器件的电致发光性质。通过所述电流-电压-亮度测量设备测量取决于施加至所述器件的电压的电流、亮度、和电致发光(EL)，并且由此计算外量子效率。结果示于表2、以及图5和6中。
实施例5：
以与实施例4中阐述的相同的方式制造电致发光器件，除了如下之外：使用实施例2的量子点。
使用Keithley 2200源测量设备和Minolta CS2000分光辐射计(电流-电压-亮度测量设备)评价所获得的量子点发光器件的电致发光性质。通过所述电流-电压-亮度测量设备测量取决于施加至所述器件的电压的电流、亮度、和电致发光(EL)，并且由此计算外量子效率。结果示于表2中。
对比例3：
以与实施例4中阐述的相同的方式制造电致发光器件，除了如下之外：使用对比例2的量子点。
使用Keithley 2200源测量设备和Minolta CS2000分光辐射计(电流-电压-亮度测量设备)评价所获得的量子点发光器件的电致发光性质。通过所述电流-电压-亮度测量设备测量取决于施加至所述器件的电压的电流、亮度、和电致发光(EL)，并且由此计算外量子效率。结果示于表2中。
对比例4：
以与实施例4中阐述的相同的方式制造电致发光器件，除了如下之外：使用对比例2的量子点并且使用三芳基三嗪化合物代替锌金属氧化物颗粒形成有机ETL。
使用Keithley 2200源测量设备和Minolta CS2000分光辐射计(电流-电压-亮度测量设备)评价所获得的量子点发光器件的电致发光性质。通过所述电流-电压-亮度测量设备测量取决于施加至所述器件的电压的电流、亮度、和电致发光(EL)，并且由此计算外量子效率。结果示于表2中。
表2
Figure BDA0002185704360000321
T50寿命(h)：在器件在100尼特(cd/m2)下运行时，器件的亮度降低至其初始值(100％)的50％时所花费的时间
表2的结果证实，与对比例的器件相比，实施例的(包括量子点的)电致发光器件可呈现出改善的电致发光性质和寿命。
实施例6：(实施例1QD+有机ETL)
以与实施例4中阐述的相同的方式制造电致发光器件，除了如下之外：使用三芳基三嗪化合物代替锌金属氧化物颗粒形成有机ETL。
使用Keithley 2200源测量设备和Minolta CS2000分光辐射计(电流-电压-亮度测量设备)评价所获得的量子点发光器件的电致发光性质。通过所述电流-电压-亮度测量设备测量取决于施加至所述器件的电压的电流、亮度、和电致发光(EL)，并且由此计算外量子效率。结果证实，与对比例4的器件相比，实施例6的器件可呈现出分别增加到多于3倍和多于6倍的提升的EQE和亮度。
实施例7：(实施例2QD+有机ETL)
以与实施例4中阐述的相同的方式制造电致发光器件，除了如下之外：使用实施例2的量子点并且使用三芳基三嗪化合物代替锌金属氧化物颗粒形成有机ETL。
使用Keithley 2200源测量设备和Minolta CS2000分光辐射计(电流-电压-亮度测量设备)评价所获得的量子点发光器件的电致发光性质。通过所述电流-电压-亮度测量设备测量取决于施加至所述器件的电压的电流、亮度、和电致发光(EL)，并且由此计算外量子效率。结果证实，与对比例4的器件相比，实施例7的器件可呈现出分别增加到多于3倍和多于10倍的提升的EQE和亮度。
虽然已经关于当前被认为是实践性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，意图覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种变型和等同布置。
附图标记说明
10：发光器件
11：第一电极
11a：阳极
12，20：空穴辅助层
13，30：发射层
14，40：电子辅助层
15：第二电极
15a：阴极
100：透明基板

Claims (22)

1.电致发光器件，其包括
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层，所述发射层包括量子点，和
其中所述量子点包括
包括铟和磷的半导体纳米晶体芯，
设置在所述半导体纳米晶体芯上的第一半导体纳米晶体壳，所述第一半导体纳米晶体壳包括锌和硒，和
设置在所述第一半导体纳米晶体壳上的第二半导体纳米晶体壳，所述第二半导体纳米晶体壳包括锌和硫，
其中所述量子点不包括镉，
其中所述电致发光器件具有大于或等于9％的外量子效率和大于或等于10,000坎德拉/平方米(cd/m2)的最大亮度。
2.如权利要求1所述的电致发光器件，其中所述量子点的最大光致发光峰的波长存在于大于或等于600纳米且小于或等于650纳米的范围内。
3.如权利要求1所述的电致发光器件，其中所述量子点的平均颗粒尺寸大于或等于8纳米。
4.如权利要求1所述的电致发光器件，其中所述量子点的平均颗粒尺寸大于或等于9纳米。
5.如权利要求1所述的电致发光器件，其中所述量子点的量子产率大于或等于60％。
6.如权利要求3所述的电致发光器件，其中所述量子点的颗粒尺寸分布的标准偏差小于或等于其平均尺寸的20％。
7.如权利要求1所述的电致发光器件，其中在所述量子点中，铟对硫与硒之和的摩尔比In:(Se+S)大于或等于0.02:1且小于或等于0.1:1。
8.如权利要求1所述的电致发光器件，其中在所述量子点中，硫对硒的摩尔比S:Se大于或等于0.01:1且小于或等于4.5:1。
9.如权利要求1所述的电致发光器件，其中所述第一半导体纳米晶体壳直接设置在所述半导体纳米晶体芯的表面上并且所述第一半导体纳米晶体壳不包括硫。
10.如权利要求9所述的电致发光器件，其中所述第一半导体纳米晶体壳的厚度大于或等于6个单层。
11.如权利要求9所述的电致发光器件，其中所述第二半导体纳米晶体壳为所述量子点的最外层并且所述第二半导体纳米晶体壳直接设置在所述第一半导体纳米晶体壳的表面上。
12.如权利要求1所述的电致发光器件，其中所述量子点的最大光致发光峰波长和第一吸收峰波长之间的差小于或等于16纳米。
13.如权利要求1所述的电致发光器件，其中所述电致发光器件包括在所述第二电极和所述发射层之间的电子传输层。
14.如权利要求13所述的电致发光器件，其中所述电子传输层包括包含锌的金属氧化物。
15.如权利要求14所述的电致发光器件，其中所述金属氧化物包括Zn1-xMxO，其中M为Mg、Ca、Zr、W、Li、Y、Al、Ti、或其组合，且0≤x≤0.5。
16.量子点，其包括
包括铟和磷的半导体纳米晶体芯，
设置在所述半导体纳米晶体芯上的第一半导体纳米晶体壳，所述第一半导体纳米晶体壳包括锌和硒，和
设置在所述第一半导体纳米晶体壳上的第二半导体纳米晶体壳，所述第二半导体纳米晶体壳包括锌和硫，
其中所述量子点不包括镉，和
其中所述量子点的最大光致发光峰波长和第一吸收峰波长之间的差小于或等于20纳米。
17.如权利要求16所述的量子点，其中所述量子点的平均颗粒尺寸大于或等于8纳米并且所述量子点的颗粒尺寸分布的标准偏差小于或等于所述平均颗粒尺寸的20％。
18.如权利要求16所述的量子点，其中在所述量子点中，铟对硫与硒之和的摩尔比In/(Se+S)大于或等于0.02:1且小于或等于0.1:1。
19.如权利要求16所述的量子点，其中所述第一半导体纳米晶体壳直接设置在所述半导体纳米晶体芯的表面上并且所述第一半导体纳米晶体壳不包括硫，且所述第二半导体纳米晶体壳为所述量子点的最外层。
20.如权利要求19所述的量子点，其中所述第一半导体纳米晶体壳的厚度大于或等于6个单层。
21.如权利要求16所述的量子点，其中所述量子点的最大光致发光峰波长和第一吸收峰波长之间的差小于或等于17纳米。
22.如权利要求16所述的量子点，其中所述量子点的平均颗粒尺寸大于或等于8纳米且小于或等于50nm。
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