CN112352031A - 基于共振能量转移的量子点led设计 - Google Patents

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C·J·伊彭
J·T·蒂尔曼
J·A·特拉斯基尔
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Abstract

本申请的实施方案涉及使用发光纳米结构的照明器件。照明器件包括第一传导层、第二传导层、空穴传输层、电子传输层和包含多个发光纳米结构的材料层。空穴传输层和电子传输层各设置在第一传导层和第二传导层之间。材料层设置在空穴传输层和电子传输层之间并在其厚度中包括一个或多个不连续部，使得空穴传输层和电子传输层在所述一个或多个不连续部处彼此接触。在不连续部处在发光纳米结构和激子之间发生共振能量转移。

Description

基于共振能量转移的量子点LED设计
技术领域
本申请涉及量子点发射技术，并涉及使用量子点的照明器件。
背景技术
半径小于本体激子玻尔半径的半导体纳米晶(量子点)构成了一类介于物质的分子和本体形式之间的材料。在所有三个维度上，电子和空穴的量子限制都会导致材料有效带隙的增大，减小微晶尺寸。因此，随着量子点的尺寸变小，量子点的光学吸收和发射都移向蓝色(较高能量)。在显示器件如LCD中引入量子点已经表明会产生高度鲜艳的色彩，同时降低总体功耗。量子点由于其低的功耗、低的制造成本和高度鲜艳的光输出而提供理想的特性。
近来，量子点已被引入到发光二极管(QD-LED)中，其中包含量子点的发射层具有注入到其中的电子和空穴两者，从而激励量子点的能态。据报道，基于CdSe的红色QD-LED的外量子效率(EQE)超过20％，接近于QD-LED效率的理论极限。相比之下，报道最多的基于InP的QD-LED的EQE仅为2.3％(红色)和3.5％(绿色)。这种差异可部分归因于当沉积到密堆积膜中时InP量子点表现出的猝灭。对抗量子点的低量子产率的一种途径是增加核材料周围的壳厚度。然而，增加壳厚度也会增加向量子点中以及在量子点之间注入和传输电荷的势垒，从而需要更高的电压才能达到相关的亮度水平。这些高的工作电压导致器件功率效率低下并降低稳定性。
发明内容
本申请的实施方案涉及使用既具有改善的量子产率又具有相对低的工作电压的量子点的器件。
根据一个实施方案，照明器件包括第一传导层、第二传导层、空穴传输层、电子传输层和多个发光纳米结构。空穴传输层和电子传输层各设置在第一传导层和第二传导层之间。在一个实施方案中，多个发光纳米结构设置在电子传输层和空穴传输层之间的单独的层中，该单独的层具有通过该单独的层的厚度的多个不连续部(discontinuities)，使得空穴传输层和电子传输层在所述多个不连续部处彼此接触。不连续部可形成无规或规则图案。在另一个实施方案中，多个发光纳米结构设置在电子传输层中。在另一个实施方案中，多个发光纳米结构设置在空穴传输层中。在另一个实施方案中，多个发光纳米结构设置在包括空穴传输层和电子传输层两者的混合层中。
根据另一个实施方案，QD-LED器件包括具有第一传导层、第二传导层、空穴传输层、电子传输层和包含多个量子点的层的层堆叠。空穴传输层和电子传输层各设置在第一传导层和第二传导层之间。在一个实施方案中，多个量子点设置在电子传输层和空穴传输层之间的单独的层中，该单独的层具有通过该单独的层的厚度的多个不连续部，使得空穴传输层和电子传输层在所述多个不连续部处彼此接触。不连续部可形成无规或规则图案。在另一个实施方案中，多个量子点设置在电子传输层中。在另一个实施方案中，多个量子点设置在空穴传输层中。在另一个实施方案中，多个量子点设置在包括空穴传输层和电子传输层两者的混合层中。该QD-LED器件还包括联接至第一传导层的第一接触件、联接至第二传导层的第二接触件以及包围层堆叠的封装材料。
形成照明器件的一种示例方法包括在传导衬底上设置第一材料以形成第一材料层，其中所述第一材料层为空穴传输层或电子传输层。所述方法还包括在第一材料层上设置发光纳米结构的层。发光纳米结构的层在发光纳米结构的层的厚度中包括多个不连续部。所述方法还包括在发光纳米结构的层上设置第二材料以形成第二材料层，其中所述第二材料为电子传输层或空穴传输层。第二材料层与第一材料层在发光纳米结构的层的所述多个不连续部处接触。所述方法还包括在第二材料层上设置传导材料。
形成照明器件的另一示例方法包括在传导衬底上设置第一材料以形成第一材料层，其中所述第一材料层为空穴传输层。所述方法还包括在第一材料层上设置第二材料以形成第二材料层，其中所述第二材料层为电子传输层并包含多个发光纳米结构。所述方法还包括在第二材料层上设置传导材料。
形成照明器件的另一示例方法包括在传导衬底上设置第一材料以形成第一材料层，其中所述第一材料层为空穴传输层并包含多个发光纳米结构。所述方法还包括在第一材料层上设置第二材料以形成第二材料层，其中所述第二材料层为电子传输层。所述方法还包括在第二材料层上设置传导材料。
形成照明器件的另一示例方法包括在传导衬底上设置混合材料层，其中所述混合材料层包含电子传输材料、空穴传输材料和多个发光纳米结构。所述方法还包括在混合材料层上设置传导材料。
下面参考附图详细描述本发明的其他特征和优点以及本发明的各种实施方案的结构和操作。应指出，本发明不限于本文描述的具体实施方案。本文仅出于示意的目的提出此类实施方案。基于本文所含的教导，其他实施方案对相关领域技术人员将是显而易见的。
附图说明
附图并入本文并形成说明书的一部分，示意了本发明的实施方案并与说明书一起还用于解释本发明的实施方案的原理以及使相关领域的技术人员能够实现和使用本发明的实施方案。
图1示意了使用发光纳米颗粒的标准LED结构。
图2示意了根据一个实施方案使用发光纳米颗粒的LED结构。
图3示意了根据一个实施方案使用发光纳米颗粒的另一LED结构。
图4示意了根据一个实施方案使用发光纳米颗粒的另一LED结构。
图5示意了根据一个实施方案使用发光纳米结构的包装的LED器件。
图6示意了根据一个实施方案的照明器件的示例制造方法的流程图。
图7为根据一个实施方案的纳米结构的横截面视图的示意图。
图8为根据一个实施方案的纳米结构膜的示意图。
图9A和9B示意了根据一些实施方案使用发光纳米结构的LED器件的器件特性。
图10为根据一个实施方案的照明器件的一部分的扫描电子显微镜(SEM)图像。
结合附图，根据下面阐述的详细描述，本发明实施方案的特征和优点将变得更加明显，在附图中，相似的参考字符始终指示相应的要素。在附图中，相似的参考编号通常表示相同的、功能相似的和/或结构相似的要素。要素首次出现于其中的附图由相应参考编号中最左边的数字表示。
具体实施方式
虽然可能讨论具体的配置和布置，但应理解，这仅出于示意的目的进行。相关领域的技术人员应认识到，可在不偏离本发明的精神和范围的情况下使用其他配置和布置。对于相关领域的技术人员显而易见的是，本发明还可用于除本文具体提到的那些之外的各种其他应用中。
应指出，说明书中对“一个实施方案”、“实施方案”、“示例实施方案”等的提及指示所述实施方案可包括特定的特征、结构或特性，但不一定每一个实施方案都包括所述特定的特征、结构或特性。而且，此类表述不一定是指同一个实施方案。此外，当结合实施方案描述特定的特征、结构或特性时，无论是否明确描述，结合其他实施方案实现这样的特征、结构或特性将在本领域技术人员的知识范围内。
除非另有明确指出，否则本说明书中指示材料的量、材料比率、材料的物理性质和/或用途的所有数字均应理解为受词语“约”修饰。
本文使用的术语
在实施方案中，术语“显示器件”是指允许在显示屏上可视地呈现数据的元件布置。合适的显示屏可包括用于以视觉方式向用户显示信息的各种平坦、弯曲或其他形状的屏幕、膜、片材或其他结构。本文描述的显示器件可被包括在例如显示系统中，其涵盖液晶显示器(LCD)、电视机、计算机、移动电话机、智能电话机、个人数字助理(PDA)、游戏设备、电子阅读设备、数码相机、平板电脑、可穿戴设备、汽车导航系统等。
如本文所用，术语“约”指给定量的值变化该值的±10％。例如，“约100nm”涵盖90nm至110nm的一系列尺寸，包括端值。
如本文所用，术语“基本上”表示给定量的值在该值的±1％至±5％之间变化。
在实施方案中，术语“形成反应混合物”或“形成混合物”是指在容器中在适合于组分的条件下合并至少两种组分以彼此反应而形成第三组分。
如本文所用，术语“纳米结构”是指具有至少一个尺寸小于约500nm的区域或特征性维度的结构。在一些实施方案中，纳米结构具有小于约200nm、小于约100nm、小于约50nm、小于约20nm或小于约10nm的维度。通常，所述区域或特征性维度将沿着结构的最小轴。这样的结构的实例包括纳米线、纳米棒、纳米管、支化纳米结构、纳米四足体、三足体、二足体、纳米晶体、纳米点、QD、纳米颗粒等。纳米结构可以是例如基本上结晶的、基本上单晶的、多晶的、非晶的或它们的组合。在一些实施方案中，纳米结构的三个维度中的每一个具有小于约500nm、小于约200nm、小于约100nm、小于约50nm、小于约20nm、或小于约10nm的尺寸。
如本文所用，术语“QD”或“纳米晶体”是指基本上单晶的纳米结构。纳米晶体具有至少一个尺寸小于约500nm并低至小于约1nm的量级的区域或特征性维度。本领域普通技术人员易于理解，术语“纳米晶体”、“QD”、“纳米点”和“点”表示相同的结构并在本文中可互换地使用。本发明还涵盖多晶或非晶纳米晶体的使用。
当涉及纳米结构使用时，术语“异质结构”是指以至少两种不同和/或可区分的材料类型为特征的纳米结构。通常，纳米结构的一个区域包含第一材料类型，而纳米结构的第二区域包含第二材料类型。在某些实施方案中，纳米结构包含第一材料的核和至少一个第二(或第三等)材料的壳，其中不同的材料类型围绕例如纳米线的主轴、支化纳米线的臂的长轴或纳米晶体的中心呈放射状分布。壳可以但不一定完全覆盖邻近的材料以被认为是壳或使纳米结构被认为是异质结构；例如，以一种材料的核覆盖有第二种材料的小岛为特征的纳米晶体为异质结构。在其他实施方案中，不同的材料类型分布在纳米结构内不同的位置处；例如，沿着纳米线的主(长)轴或沿着支化纳米线的臂的长轴。异质结构内的不同区域可包含完全不同的材料，或者不同的区域可包含具有不同掺杂剂或不同浓度的相同掺杂剂的基础材料(例如，硅)。
如本文所用，纳米结构的“直径”是指垂直于纳米结构的第一轴的横截面的直径，其中第一轴相对于第二和第三轴具有最大的长度差异(第二和第三轴是长度彼此最接近相等的两个轴)。第一轴不一定是纳米结构的最长轴；例如，对于盘形纳米结构，横截面将是垂直于盘的短纵轴的基本圆形的横截面。在横截面不是圆形的情况下，直径为该横截面的主轴和次轴的平均值。对于细长或高纵横比的纳米结构，如纳米线，在垂直于纳米线的最长轴的横截面上测量直径。对于球形纳米结构，通过球体的中心从一侧向另一侧测量直径。
在关于纳米结构使用时，术语“结晶的”或“基本上结晶的”是指该纳米结构通常在结构的一个或多个维度上呈现出长程有序的事实。本领域技术人员应理解，术语“长程有序”将取决于特定纳米结构的绝对尺寸，因为单晶的有序性不能延伸到晶体的边界之外。在这样的情况下，“长程有序”将指在纳米结构的至少多数尺寸上的实质性有序。在一些情况下，纳米结构可带有氧化物或其他包覆层，或者可由核和至少一个壳组成。在这样的情况下，应理解，氧化物、一个或多个壳或其他包覆层可但不必表现出这种有序性(例如，其可以是非晶的、多晶的或其他形式的)。在这样的情况下，表述“结晶的”、“基本上结晶的”、“基本上单晶的”或“单晶的”是指纳米结构的中心核(不包括包覆层或壳)。如本文所用，术语“结晶的”或“基本上结晶的”旨在还涵盖包含各种缺陷、堆垛层错、原子取代等的结构，只要该结构表现出实质性长程有序(例如，在纳米结构或其核的至少一个轴的至少约80％的长度上有序)即可。另外，应理解，核与纳米结构外部之间或者核与邻近的壳之间或者壳与第二邻近的壳之间的界面可能含有非结晶区域并可甚至是非晶的。这不妨碍纳米结构是如本文所定义结晶的或基本上结晶的。
在关于纳米结构使用时，术语“单晶的”指示该纳米结构是基本上结晶的并包含基本上单个晶体。在关于包含核和一个或多个壳的纳米结构异质结构使用时，“单晶的”指示核是基本上结晶的并包含基本上单个晶体。
如本文所用，术语“配体”是指能够例如通过共价、离子、范德华力或与纳米结构表面的其他分子相互作用与纳米结构的一个或多个面(弱或强地)相互作用的分子。
如本文所用，术语“量子产率”(QY)是指例如由纳米结构或纳米结构的群体发射的光子对吸收的光子的比率。如本领域所知，量子产率通常使用具有已知量子产率值的充分表征的标准样品通过对比方法确定。
如本文所用，术语“主发射峰波长”是指发射光谱在其下表现出最高强度的波长。
如本文所用，术语“半峰全宽”(FWHM)”是指光谱宽度的量度。在发射光谱的情况下，FWHM可指在峰值强度值的一半处发射光谱的宽度。
本文使用的术语福斯特半径在本领域中也称为福斯特距离。
在本文中术语“发光度”和“亮度”可互换地使用，并且是指每单位面积光源或被照射表面的发光强度的光度计测量值。
如本文所用，术语“辐射度”是指每单位面积光源或被照射表面的辐射强度的辐射度量度。
术语“纳米结构(NS)膜”在本文中用来指具有发光纳米结构的膜。
如本文所用，术语“发光度”是指每单位面积发射表面的光强度。
本文提及的公开的专利、专利申请、网站、公司名称和科学文献在此以引用方式全文并入本文，其程度就好像每一个被具体地并一个一个单独地指出以引用方式并入。本文引用的任何参考文献与本说明书的具体教导之间的任何冲突都应以赞成后者的方式解决。同样，词语或表述的技术领域理解的定义与词语或表述的如本说明书中具体教导的定义之间的任何冲突都应以赞成后者的方式解决。
除非另有定义，否则本文使用的技术和科学术语具有本申请所属领域技术人员通常理解的含义。本文参考了本领域技术人员已知的各种方法和材料。
概述
本公开提供了可在显示器件中使用的基于纳米结构的发光二极管(LED)的各种实施方案。在一些实施方案中，LED包括与LED的相对低的工作电压相比表现出相对高的量子产率的量子点(QD)。本文描述了QD-LED的结构和制造其的方法的各种实施方案。
基于纳米结构的LED设计
图1示意了使用发光纳米结构作为产光介质的LED器件100的一个实例。LED器件100包括不同层的堆叠配置以在包含多个发光纳米结构如量子点的聚合物层上提供电压。如果使用量子点作为发光纳米结构，则LED器件100可被称为QD-LED器件。LED器件100包括第一传导层102，其上形成另外的层的堆叠。第一传导层102可以是透明的传导材料，如氧化铟锡(ITO)。取决于另外的层的配置，第一传导层102可充当LED器件100的阳极或阴极。在其中LED器件100在第一传导层102上包括电子传输层104的实例中，第一传导层102充当LED器件100的阴极。
电子传输层104设计为在外加电场下向包含多个发光纳米结构的材料层106中注入电子。类似地，在同一外加电场下，空穴传输层108向材料层106中注入空穴。电场被施加在第一传导层102与形成在层堆叠的顶部处的第二传导层112之间。第二传导层112可包含金属，如铝、金或银，并可充当LED器件100的阳极。在一些实例中，第一传导层102和第二传导层112中的每一个都对可见光基本上透明。当通过材料层106的相对侧注入的电荷复合(recombine)以产生对于带隙或陷阱位点具有特征性的发射时，材料层106中的发光纳米结构将变得电致发光。LED器件100的一些实例还包括被设计为促进空穴从阳极注入到空穴传输层108中的空穴注入层110。
发光纳米结构的实例包括具有半导体核材料的量子点，所述半导体核材料具有直接或接近直接的带隙。QD核材料的实例包括各种III-V半导体化合物如磷化铟(InP)、硒化镉(CdSe)和砷化镓(GaAs)。半导体核常被具有宽带隙的壳材料包围。一种示例壳材料为硒化锌(ZnSe)。本文将参考图9-10讨论关于待在QD-LED结构内使用的QD的胶体生长和组成的更多细节。
可将材料层106内的发光纳米结构悬浮在对可见光基本上透明的材料中。材料层106可包含封装并保护悬浮于其内的发光纳米结构的聚合物。用于材料层106中的示例材料包括丙烯酸酯、环氧树脂、丙烯酸酯化环氧树脂，乙烯-乙酸乙烯酯、硫醇-烯、聚氨酯、聚醚、多元醇和聚酯。在一个实例中，将发光纳米结构混合在氨基有机硅液体内并乳化到环氧树脂中，该环氧树脂被涂覆以形成材料层106。关于量子点增强膜的制造和操作的更多细节，可在美国专利号9,199,842中找到材料层106的一个实例，该专利的公开内容以引用方式并入本文。
在典型的QD-LED结构中，向材料层106中注入电子和空穴将激励材料层106中存在的QD，因此需要足够高的激活电压来穿透壳结构。虽然较厚的壳将为QD提供更好的环境保护并提高量子产率，但它们也需要更高的激活电压，从而导致更高的功耗和更差的总体效率。
根据一些实施方案，描述了利用不同的机制来激励发光纳米结构(例如，量子点)的LED结构。不是使用直接的载流子注入来激励发光结构，而是通过在邻近的电子传输层中产生激子而产生的共振能量转移来激励发光纳米结构。共振能量转移在发光纳米结构的核上形成激子，然后该激子辐射地复合(例如，作为产生的光)。
图2示意了根据一个实施方案利用发光纳米结构的LED结构200的一个实例。LED结构200的许多层与LED结构100的层共用相同的标记，和/或在功能上类似于LED结构100的层。为了清楚起见，将不再次描述这些层。根据一个实施方案，LED结构200包括具有多个发光纳米结构如量子点的材料层202。材料层202可形成为非常薄，例如，小于几个单层厚，或仅一个单层厚，其中单层可为约10nm厚。根据一个实施方案，材料层202的低厚度有助于形成通过材料层202的厚度的不连续部204。不连续部204可具有任何形状或图案。在一些实例中，不连续部204无规地散布在材料层202的表面上。在其他实例中，不连续部204以特定的图案形成，或鼓励使用一种或多种应用技术如蚀刻来形成。在另一个实例中，可通过旋涂含稀浓度的发光纳米结构的溶液来形成材料层202，以促进不连续部的形成。
由于不连续部204的存在，故电子传输层206和空穴传输层208经由不连续部204彼此接触。当空穴传输层208在材料层202上的沉积也在不连续部204内沉积时，可形成接触，从而接触下面的电子传输层206。传统上避免了电子和空穴传输层之间的这种电“短路”，因为在这种情况下没有(或非常少的)载流子注入到材料层202中。然而，电子传输层206与空穴传输层208之间的直接接触允许空穴被注入到电子传输层206中的中间带隙缺陷态中，从而与从阴极注入的电子结合形成激子。由于发光纳米结构与电子传输层206中产生的激子之间的接近性，故激子以共振方式向发光纳米结构转移能量，从而从发光纳米结构产生高效发射而从电子传输层206的缺陷态具有很少或没有寄生发射。使用氧化锌镁(ZnMgO)作为电子传输层或使用包含ZnMgO纳米颗粒的材料作为电子传输层已经显示会在所形成的激子与发光纳米结构之间提供高效的能量转移。这可归因于ZnMgO纳米颗粒的某些性质，如它们的能量分布、缓慢的辐射衰减和相对高的量子产率。用于空穴传输层208的材料的一些实例包括常用于OLED中的那些，如9,9-二辛基芴/N-(4-仲丁基苯基)-二苯胺交替共聚物(TFB)和N,N′-二(1-萘基)-N,N′-二苯基-(1,1′-联苯)-4,4′-二胺(NPB)。用于空穴传输层208的无机材料的一些实例包括氧化铜(Cu2O)或氧化铜镓纳米颗粒(CuxGa1-xO)。
应理解，沉积层以形成LED结构200的顺序可以颠倒。换句话说，根据一个实施方案，可在空穴传输层208上形成材料层202，并在材料层202上沉积电子传输层206以经由不连续部204接触下面的空穴传输层208。
图3示意了根据一个实施方案利用发光纳米结构的LED结构300的另一个实例。LED结构300的许多层与LED结构100的层共用相同的标记，和/或在功能上类似于LED结构100的层。为了清楚起见，将不再次描述这些层。根据一个实施方案，LED结构300包括混合层302，该混合层在同一个层中既包含电子传输材料又包含发光纳米结构。例如，混合层302可包含ZnMgO纳米颗粒与QD的混合物。与电子传输材料混合的QD的接近性允许在QD与所形成的激子之间发生共振能量转移。在另一个实施方案中，混合层302既包含空穴传输材料又包含发光纳米结构，并且空穴传输层108被替换为电子传输层。也可移动空穴注入层110使得其邻近既具有空穴传输材料又具有发光纳米结构的混合层302。
图4示意了根据一个实施方案利用发光纳米结构的LED结构400的另一个实例。LED结构400的许多层与LED结构100的层共用相同的标记，和/或在功能上类似于LED结构100的层。为了清楚起见，将不再次描述这些层。根据一个实施方案，LED结构400包括混合层402，该混合层在同一个层中包含多种不同的材料。例如，混合层402包含空穴传输材料、电子传输材料和发光纳米结构。在此结构中，空穴生成、电子生成和激子形成均发生在同一个混合层402中。与所形成的激子在同一个层中的发光纳米结构的接近性允许在发光纳米结构与激子之间发生共振能量转移。
上面结合图2-4描述的基于共振能量转移的QD-LED机制具有若干优于直接电荷注入的优点。由于不再向QD中分别注入电子和空穴，故在包含QD的材料层内对电荷注入的高势垒和低的电荷迁移率不会限制器件性能。这允许显著增大QD的壳厚度而不增大串联电阻或导通电压。例如，可将InP核QD的(ZnSe/ZnS)壳厚度增加约100-500％。壳厚度可在1nm至5nm之间。为了维持激子与QD之间的有效能量转移，壳厚度不应超过20nm，优选应小于10nm。在一些实施方案中，QD的壳材料包含二氧化硅或氧化铝。根据本公开的实施方案的QD-LED器件的电流-电压特性在很大程度上与硒化锌/硫化锌(ZnSe/ZnS)壳厚度无关。流过QD-LED器件的电流取决于迁移率和空穴传输层与电子传输层的相对能量对准(energeticalignment)。另外，通过激子转移来激发QD将确保每一个QD核含有相等数量的电子和空穴。由于基于直接注入的QD-LED的退化通常归因于电荷不平衡所致的俄歇复合，故基于共振能量转移的QD-LED在连续操作下将更稳定。
图5示意了根据一个实施方案的包装的LED器件500。LED器件500包括层堆叠502，该层堆叠可以是参考图2-4讨论的任何先前描述的层堆叠。层堆叠502的顶部传导层(阳极或阴极)可包括接触件504，层堆叠502的底部传导层(阳极或阴极)可包括接触件506。接触件504和接触件506中的每一个可以是传导材料，其分别包括引线508和510以承载电流。在一些实例中，接触件504和/或接触件506包括焊点。在其他实例中，接触件504和/或接触件506代表在其上形成层堆叠502的平面金属膜。接触件504和506可以是将与下面的层形成良好欧姆接触的任何传导材料。用于接触件504和506的示例材料包括锡基焊料、铝、铜等。
在一个实施方案中，层堆叠502被封装材料512包围，该封装材料保护层堆叠502免受环境影响。封装材料512可以是环氧树脂，其硬化以防止氧气和湿气渗透通过环氧树脂。封装材料512也可覆盖接触件504和506中的每一个。
图6示意了一种照明器件的示例制造方法600。方法600可作为用于制造照明器件的较大过程的一部分来进行。方法600不旨在穷举并可在不偏离本文描述的实施方案的范围的情况下进行其他步骤。此外，可以与所示意的顺序不同的顺序来进行方法600的各个步骤。
方法600开始于步骤602，步骤602是提供传导衬底。传导衬底可对可见光基本上透明。传导衬底可包括沉积在非传导材料上的一个或多个传导层。例如，传导衬底可包括沉积在下面的玻璃衬底上的ITO层。在一个实施方案中，传导衬底充当照明器件的阳极。
方法600以任选的步骤604继续，步骤604是在传导衬底上沉积空穴注入层。空穴注入层可包含聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)聚苯乙烯磺酸盐(DEPOT-PSS)。在一些实施方案中，将空穴注入层旋涂至小于100nm、小于75nm、小于50nm、小于25nm、或小于10nm的最终厚度。在沉积到传导衬底上之后，可将空穴注入层在150℃至250℃之间的温度下烘烤10分钟至20分钟之间。
方法600以步骤606继续，步骤606是在空穴注入层上(或如果不存在空穴注入层的话，在传导衬底上)沉积空穴传输层。空穴传输层可包含TFB或NPB。在一些实施方案中，将空穴传输层旋涂至小于50nm、小于25nm、小于10nm、小于5nm、或小于1nm的最终厚度。沉积后，可将空穴传输层在150℃至200℃之间的温度下烘烤25分钟至35分钟之间。
方法600以步骤608继续，步骤608是沉积具有发光纳米结构的材料层使得通过材料层的厚度形成不连续部。发光纳米结构可包含具有材料如磷化铟(InP)、硒化镉(CdSe)和砷化镓(GaAs)的QD。在一些实施方案中，将材料层旋涂至小于10nm厚、小于5nm厚、小于1nm厚或仅一个单层厚的最终厚度。可从辛烷溶液旋涂材料层，该辛烷溶液含浓度在15mg/mL至0.5mg/mL之间的发光纳米结构。
根据一个实施方案，可调节材料层的最终厚度和旋涂溶液内发光纳米结构的浓度以促进形成通过材料层的厚度的不连续部。不连续部可具有任何形状或图案。在一些实例中，不连续部无规地散布在材料层的表面上。在其他实例中，不连续部以特定的图案形成，或鼓励使用一种或多种应用技术如材料层的蚀刻来形成。
方法600以步骤610继续，步骤610是在材料层上沉积电子传输层。可从胶体纳米晶体的溶液旋涂电子传输层。胶体纳米晶体可包含ZnMgO纳米颗粒。在一些实施方案中，将电子传输层旋涂至小于150nm、小于125nm、小于100nm、小于75nm、小于60nm、或小于50nm的最终厚度。
由于存在通过材料层的不连续部，故电子传输层经由不连续部接触空穴传输层。当电子传输层在材料层上的沉积也在不连续部内沉积时，可形成接触，从而接触下面的空穴传输层。
方法600以步骤612继续，步骤612是在电子传输层上沉积传导层。根据一个实施方案，传导层充当照明器件的阴极。传导层可包括沉积在非传导材料上的一个或多个传导层。例如，传导层可包括沉积在下面的玻璃衬底上的ITO层。传导层可对可见光基本上透明。在另一个实例中，传导层包含铝、金或银中之一。可将传导层沉积至小于200nm、小于175nm、小于150nm、小于125nm、小于100nm、或小于50nm的最终厚度。在一个实施方案中，使用热蒸发沉积传导层。
应理解，方法600中沉积的层的顺序可改变或颠倒。例如，可首先在传导衬底上沉积电子传输层，然后依次沉积材料层和空穴传输层。在这样的实施方案中，传导衬底充当阴极而传导层充当阳极。
量子点的示例实施方案
如本文的实施方案中所讨论，照明器件可包括发光纳米结构的层。这些发光纳米结构可包含QD，如胶体生长的核-壳QD。
图7示意了根据一个实施方案的包覆有阻挡层的发光纳米结构(NS)700的横截面结构。包覆有阻挡层的NS 700包括NS 701和阻挡层706。NS 701包括核702和壳704。核702包含当吸收较高能量时发射光的半导体材料。用于核702的半导体材料的实例包括磷化铟(InP)、硒化镉(CdSe)、硫化锌(ZnS)、硫化铅(PbS)、砷化铟(InAs)、磷化铟镓(InGaP)、硒化镉锌(CdZnSe)、硒化锌(ZnSe)和碲化镉(CdTe)。也可使用表现出直接带隙的任何其他II-VI、III-V、三元或四元半导体结构。在一个实施方案中，举例来说，核702还可包含一种或多种掺杂剂如金属、合金。金属掺杂剂的实例可包括但不限于锌(Zn)、铜(Cu)、铝(Al)、铂(Pt)、铬(Cr)、钨(W)、钯(Pd)或它们的组合。与未掺杂的NS相比，核702中一种或多种掺杂剂的存在可改善NS 701的结构和光学稳定性以及QY。
根据一个实施方案，核702的直径尺寸可小于20nm。在另一个实施方案中，核702的直径尺寸可在约1nm至约5nm之间。在纳米范围内“裁剪”核702的尺寸和因此NS 701的尺寸的能力允许在整个光谱中的光发射覆盖。通常，较大的NS将朝向光谱的红端发射光，而较小的NS将朝向光谱的蓝端发射光。由于较大的NS能级间距比较小的NS更近，故产生这种效应。这允许NS吸收含较少能量的光子，即那些更接近光谱红端的光子。
壳704包围核702并设置在核702的外表面上。壳704可包含硫化镉(CdS)、硫化锌镉(ZnCdS)、硫化锌硒(ZnSeS)和硫化锌(ZnS)。在一个实施方案中，壳704可具有厚度704t，例如，一个或多个单层。在其他实施方案中，壳704可具有约1nm至约5nm之间的厚度704t。壳704可用来帮助减少与核702的晶格失配并改善NS 701的QY。壳704还可帮助钝化和去除核702上的表面陷阱态，如悬空键，以提高NS 701的QY。表面陷阱态的存在可提供非辐射复合中心并造成NS701的发射效率的降低。
在替代的实施方案中，NS 701可包括设置在壳704上的第二壳，或不止两个包围核702的壳，而不偏离本发明的精神和范围。在一个实施方案中，第二壳可以是两个单层厚度的量级，并且通常但不是必需的，也是半导体材料。第二壳可为核702提供保护。第二壳材料可以是硫化锌(ZnS)，但也可使用其他材料而不偏离本发明的范围或精神。
阻挡层706配置为在NS 701上形成包覆层。在一个实施方案中，阻挡层706设置在壳704的外表面704a上并与壳704的外表面704a实质性接触。在具有一个或多个壳的NS 701的实施方案中，阻挡层706可设置在NS 701的最外壳上并与NS 701的最外壳实质性接触。在一个示例实施方案中，阻挡层706配置为以例如具有多个NS的溶液、组合物和/或膜充当NS701与一个或多个NS之间的间隔物，其中所述多个NS可与NS 701和/或包覆有阻挡层的NS700相似。以这样的NS溶液、NS组合物和/或NS膜，阻挡层706可有助于防止NS701与邻近的NS的聚集。NS 701与邻近的NS的聚集可导致NS 701的尺寸增加并因此导致包含NS 701的聚集NS(未示出)的光发射性质的减少或淬灭。在进一步的实施方案中，阻挡层706保护NS 701使之免受例如湿气、空气和/或严苛环境(例如，在NS的光刻处理期间和/或在基于NS的器件的制造过程期间使用的高温和化学品)的影响，这些可能不利地影响NS 701的结构和光学性质。
阻挡层706包含一种或多种非晶的光学透明和/或非电活性的材料。合适的阻挡层包含无机材料，例如但不限于无机氧化物和/或氮化物。根据各种实施方案，用于阻挡层706的材料的实例包括Al、Ba、Ca、Mg、Ni、Si、Ti或Zr的氧化物和/或氮化物。在各种实施方案中，阻挡层706可具有范围从约8nm至约15nm的厚度706t。
如图7中所示意，根据一个实施方案，包覆有阻挡层的NS 700可另外或任选地包含多种配体或表面活性剂708。根据一个实施方案，配体或表面活性剂708可被吸附或结合到包覆有阻挡层的NS 700的外表面，如阻挡层706的外表面上。所述多种配体或表面活性剂708可包含亲水或极性头708a以及疏水或非极性尾708b。亲水或极性头708a可结合到阻挡层706。配体或表面活性剂708的存在可有助于将NS 700和/或NS 701与其他NS在其形成期间在例如溶液、组合物和/或膜中分离开。如果允许NS在其形成期间聚集，则NS如NS 700和/或NS 701的量子效率可能下降。也可使用配体或表面活性剂708来向包覆有阻挡层的NS700赋予某些性质，如疏水性以提供在非极性溶剂中的混溶性，或提供用于其他化合物结合的反应位点(例如，反胶束体系)。
存在很多可用作配体708的配体。在一些实施方案中，配体为选自月桂酸、己酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸和油酸的脂肪酸。在一些实施方案中，配体为选自三辛基氧化膦(TOPO)、三辛基膦(TOP)、二苯基膦(DPP)、三苯基氧化膦和三丁基氧化膦的有机膦或有机氧化膦。在一些实施方案中，配体为选自十二烷基胺、油胺、十六烷基胺和十八烷基胺的胺。在一些实施方案中，配体为三辛基膦(TOP)。在一些实施方案中，配体为油胺。在一些实施方案中，配体为二苯基膦。
存在很多可用作表面活性剂708的表面活性剂。在一些实施方案中，可使用非离子表面活性剂作为表面活性剂708。非离子表面活性剂的一些实例包括聚氧乙烯(5)壬基苯基醚(商品名IGEPAL CO-520)、聚氧乙烯(9)壬基苯基醚(IGEPAL CO-630)、辛基苯氧基聚(乙烯氧基)乙醇(IGEPAL CA-630)、聚乙二醇油醚(Brij 93)、聚乙二醇十六烷基醚(Brij 52)、聚乙二醇十八烷基醚(Brij S10)、聚氧乙烯(10)异辛基环己基醚(Triton X-100)和聚氧乙烯支链壬基环己基醚(Triton N-101)。
在一些实施方案中，可使用阴离子表面活性剂作为表面活性剂708。阴离子表面活性剂的一些实例包括二辛基磺基琥珀酸钠、硬脂酸钠、月桂基硫酸钠、单十二烷基磷酸钠、十二烷基苯磺酸钠和肉豆蔻基硫酸钠。
在一些实施方案中，可合成NS 701和/或700以发射一个或多个各种颜色范围的光，如红色、橙色和/或黄色范围。在一些实施方案中，可合成NS 701和/或700以发射绿色和/或黄色范围的光。在一些实施方案中，可合成NS 701和/或700以发射蓝色、靛蓝色、紫色和/或紫外范围的光。在一些实施方案中，可合成NS 701和/或700以具有在约605nm至约650nm之间、约510nm至约550nm之间、或约300nm至约480nm之间的主发射峰波长。
可合成NS 701和/或700以具有高的QY。在一些实施方案中，可合成NS 701和/或700以具有在80％至95％之间或85％至90％之间的QY。
因此，根据各种实施方案，可合成NS 700使得NS 701上的阻挡层706的存在基本上不改变或淬灭NS 701的光发射性质。
图8示意了根据一个实施方案的NS膜800的横截面视图。根据一个实施方案，NS膜800可包含多个包覆有阻挡层的核-壳NS 700(图6)和基质材料810。根据一些实施方案，NS700可包埋或以其他方式设置在基质材料810中。如本文所用，术语“包埋”用来指示NS被包围或包裹在构成基质的主要组分的基质材料810内。应指出，在一个实施方案中，NS 700可均匀地分布在整个基质材料810中，但在其他实施方案中，NS 700可根据应用特定的均匀性分布函数来分布。应指出，即使NS 700显示为具有相同的直径尺寸，本领域技术人员应理解NS 700也可具有尺寸分布。
在一个实施方案中，NS 700可包含具有在蓝色可见波长光谱中、在绿色可见波长光谱中或在红色可见波长光谱中发射的尺寸的NS的同质群体。在其他实施方案中，NS 700可包含具有在蓝色可见波长光谱中发射的尺寸的第一NS群体、具有在绿色可见波长光谱中发射的尺寸的第二NS群体和在红色可见波长光谱中发射的第三NS群体。
基质材料810可以是能够容纳NS 700的任何合适的主体基质材料。合适的基质材料可与NS 700以及在向器件施加NS膜800时使用的任何周围包装材料或层在化学和光学上相容。合适的基质材料可包括对初级光和次级光都透明的非黄变光学材料，从而允许初级光和次级光都透射通过基质材料。在一个实施方案中，基质材料810可完全包围每一个NS700。在需要柔性或可模塑的NS膜800的应用中，基质材料810可以是柔性的。或者，基质材料810可包括高强度非柔性材料。
基质材料810可包括聚合物及有机和无机氧化物。用于基质材料810中的合适聚合物可以是普通技术人员已知的可用于此类目的的任何聚合物。所述聚合物可以是基本上半透明的或基本上透明的。基质材料810可包括但不限于：环氧树脂；丙烯酸酯；降冰片烯；聚乙烯；聚(乙烯醇缩丁醛)；聚(乙酸乙烯酯)；聚脲；聚氨酯；有机硅和有机硅衍生物，包括但不限于氨基有机硅(AMS)、聚苯基甲基硅氧烷、聚苯基烷基硅氧烷、聚二苯基硅氧烷、聚二烷基硅氧烷、倍半硅氧烷、氟化有机硅及乙烯基和氢化物取代的有机硅；由包括但不限于甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸月桂酯的单体形成的丙烯酸类聚合物和共聚物；基于苯乙烯的聚合物，如聚苯乙烯、氨基聚苯乙烯(APS)和聚(丙烯腈乙烯苯乙烯)(AES)；与二官能单体如二乙烯基苯交联的聚合物；适于交联配体材料的交联剂；与配体胺(例如，APS或PEI配体胺)组合形成环氧树脂的环氧化物；等。
在一些实施方案中，基质材料810包括可提高NS膜800的光转换效率的散射微珠如TiO2微珠、ZnS微珠或玻璃微珠。在一些实施方案中，基质材料810可包括阻光元件如上文参考图2-3和5所描述的阻光元件238和/或548。
在另一个实施方案中，基质材料810可具有低的氧气和湿气渗透性，表现出高的光和化学稳定性，表现出有利的折射率，并粘附到NS 700的外表面，从而提供气密密封以保护NS 700。在另一个实施方案中，基质材料810可用UV或热固化方法固化以促进卷对卷加工。
根据一些实施方案，NS膜800可通过将NS 700混合在聚合物(例如，光刻胶)中并在衬底上流延NS-聚合物混合物、将NS 700与单体混合并将它们聚合在一起、将NS 700混合在溶胶-凝胶中以形成氧化物，或本领域技术人员已知的任何其他方法来形成。
根据一些实施方案，NS膜800的形成可包括膜挤出工艺。膜挤出工艺可包括形成基质材料810和包覆有阻挡层的核-壳NS如NS 700的均匀混合物，将此均匀混合物引入到顶部安装的料斗中，该料斗向挤出机中进料。在一些实施方案中，均匀混合物可呈粒料形式。膜挤出工艺可还包括从狭缝模头挤出NS膜800并使挤出的NS膜800通过骤冷辊。在一些实施方案中，挤出的NS膜800可具有小于约75μm的厚度，例如，约70μm至约40μm、约65μm至约40μm、约60μm至约40μm、或约50μm至约40μm的范围内的厚度。在一些实施方案中，NS膜800具有小于约10μm的厚度。在一些实施方案中，NS膜800的形成可任选地在膜挤出工艺后包括第二工艺。第二工艺可包括工艺如共挤出、热成型、真空成型、等离子体处理、模制和/或压花以向NS膜800的顶表面提供纹理。纹理化的顶表面NS膜800可有助于改善例如NS膜800的限定的光学扩散性质和/或限定的角度光学发射性质。
照明器件：实施例1
通过使用旋涂和热蒸发的组合形成各种层来制备第一示例照明器件。首先，向经UV-臭氧处理过的ITO衬底上旋涂空穴注入材料(PEDOT-PSS)至约50nm的厚度并在200℃下烘烤15分钟。将器件转移至惰性气氛，然后通过旋涂沉积空穴传输材料(TFB)至约20nm的最终厚度，并在135℃下烘烤20分钟。然后通过从9mg/mL的辛烷溶液旋涂来沉积一个InP/ZnSe/ZnS QD的单层。本器件中使用的QD包含3-4nm的InP核，标称壳组成为6.5ML ZnSe和3ML ZnS。当以HTL/QD/ETL夹心结构测量时，InP/ZnSe/ZnS QD的膜QY为～40％。在沉积QD层后，通过从胶体纳米晶体的溶液旋涂来沉积ZnMgO电子传输层至约60nm的最终厚度。然后通过热蒸发沉积Al阴极至约150nm的最终厚度，并使用玻璃盖罩、吸气剂和环氧树脂封装该器件。
图9A示意了数据曲线图，其示出了来自所描述的第一示例照明器件的InP/ZnSe/ZnS QD的外量子效率(EQE)与发光度的关系。取得的最大EQE为12.3％，显著高于先前对非镉基QD所报道的任何EQE。图9B示意了数据曲线图，其示出了所描述的第一示例照明器件的发光度与外加电压的关系。作为高效共振能量转移的结果，照明器件取得约1.5V的低导通电压。
照明器件：实施例2
通过使用旋涂和热蒸发的组合形成各种层来制备第二示例照明器件。首先，向经UV-臭氧处理过的ITO衬底上旋涂空穴注入材料(PEDOT-PSS)至约50nm的厚度并在200℃下烘烤15分钟。将器件转移至惰性气氛，然后通过旋涂沉积空穴传输材料(HT2310)至约25nm的最终厚度，并在170℃下烘烤30分钟。然后通过从0.09mg/mL的辛烷溶液旋涂来沉积一个InP/ZnSe/ZnS QD的单层。该器件中使用的QD包含3-4nm的InP核，标称壳组成为6.5ML ZnSe和3ML ZnS。当以HTL/QD/ETL夹心结构测量时，InP/ZnSe/ZnS QD的膜QY为～40％。在沉积QD层后，通过从胶体纳米晶体的溶液旋涂来沉积ZnMgO电子传输层至约60nm的最终厚度。然后通过热蒸发沉积Al阴极至约150nm的最终厚度，并使用玻璃盖罩、吸气剂和环氧树脂封装该器件。
图10提供了第二示例照明器件在沉积InP/ZnSe/ZnS QD之后拍摄的SEM。图像显示，由于在辛烷溶液中使用了较低浓度的QD，宽间隔的单独的QD覆盖总像素面积的约1％。不是连续的QD单层，而是第二示例照明器件中的每个QD被空穴传输材料和电子传输材料(例如，ZnMgO)所包围。由于ZnMgO→QD能量转移的效率，第二示例照明器件的电致发光光谱仍几乎完全由QD发射组成，而不是来自电子传输层的寄生发射。
应理解，“具体实施方式”部分旨在用于解释权利要求，而“发明内容”和“摘要”部分不是。“发明内容”和“摘要”部分可阐述发明人所设想的本发明的一个或多个但不是全部示例性实施方案，并因此不旨在以任何方式限制本发明和附随的权利要求。
上文已借助于示意指定功能及其关系的实现的功能构件描述了本发明。为了描述的方便，本文随意定义了这些功能构件的边界。可定义替代的边界，只要指定功能及其关系被适当地实现即可。
前述具体实施方案的描述如此充分地揭示本发明的一般性质，以至于其他人可通过应用本领域技术范围内的知识在无需过度实验、不偏离本发明的总体构思的情况下容易地针对各种应用修改和/或改编这样的具体实施方案。因此，基于本文提出的教导和指导，这样的改编和修改旨在在所公开的实施方案的等同物的含义和范围内。应理解，本文中的措词或术语是出于描述而非限制的目的，故本说明书的术语或措辞应由技术人员根据本文的教导和指导来解释。
本发明的广度和范围不应受任何上述示例性实施方案的限制，而应仅根据附随的权利要求及其等同物来限定。

Claims (88)

1.一种照明器件，所述照明器件包括：
第一传导层；
第二传导层；
设置在所述第一传导层和所述第二传导层之间的空穴传输层；
设置在所述第一传导层和所述第二传导层之间的电子传输层；和
多个发光纳米结构，其中所述多个发光纳米结构设置在所述电子传输层和所述空穴传输层之间的单独的层中，所述单独的层具有通过所述单独的层的厚度的多个不连续部，使得所述空穴传输层和所述电子传输层在所述多个不连续部处彼此接触，或所述多个发光纳米结构设置在所述电子传输层中，或所述多个发光纳米结构设置在所述空穴传输层中，或所述多个发光纳米结构设置在包含所述空穴传输层和所述电子传输层两者的混合层中。
2.根据权利要求1所述的照明器件，其中所述多个发光纳米结构包含多个量子点。
3.根据权利要求2所述的照明器件，其中所述多个量子点包含具有核-壳结构的量子点，其中所述核-壳结构的壳的厚度在1纳米至5纳米之间。
4.根据权利要求3所述的照明器件，其中所述多个量子点包含所述核-壳结构的核材料为磷化铟(InP)的量子点。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的照明器件，其中所述单独的层具有一个单层的厚度。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的照明器件，其中所述多个不连续部形成无规图案。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的照明器件，其中所述多个不连续部形成规则图案。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的照明器件，所述照明器件还包括设置在所述第一传导层和所述空穴传输层之间的空穴注入层。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的照明器件，其中所述电子传输层包含多个ZnMgO纳米晶体。
10.一种量子点发光二极管(QD-LED)器件，所述器件包括：
层堆叠，所述层堆叠包括：
第一传导层，
第二传导层，
设置在所述第一传导层和所述第二传导层之间的空穴传输层，
设置在所述第一传导层和所述第二传导层之间的电子传输层，和
多个量子点，其中所述多个量子点设置在所述电子传输层和所述空穴传输层之间单独的层中，所述单独的层具有通过所述单独的层的厚度的多个不连续部，使得所述空穴传输层和所述电子传输层在所述多个不连续部处彼此接触，或所述多个量子点设置在所述电子传输层中，或所述多个发光纳米结构设置在所述空穴传输层中，或所述多个量子点设置在包含所述空穴传输层和所述电子传输层两者的混合层中；
联接至所述第一传导层的第一接触件；
联接至所述第二传导层的第二接触件；和
配置为包围所述层堆叠的封装材料。
11.根据权利要求10所述的QD-LED器件，其中所述封装材料包含环氧树脂。
12.根据权利要求10或11中任一项所述的QD-LED器件，其中所述多个量子点包含具有核-壳结构的量子点，其中所述核-壳结构的壳的厚度在1纳米至5纳米之间。
13.根据权利要求12所述的QD-LED器件，其中所述多个量子点包含所述核-壳结构的核材料为磷化铟(InP)的量子点。
14.根据权利要求10-13中任一项所述的QD-LED器件，其中所述单独的层具有一个单层的厚度。
15.根据权利要求10-14中任一项所述的QD-LED器件，其中所述层堆叠还包括设置在所述第一传导层和所述空穴传输层之间的空穴注入层。
16.根据权利要求10-15中任一项所述的QD-LED器件，其中所述电子传输层包含多个氧化锌镁(ZnMgO)纳米晶体。
17.一种形成照明器件的方法，所述方法包括：
在传导衬底上设置第一材料以形成第一材料层，其中所述第一材料层配置为空穴传输层或电子传输层；
在所述第一材料层上设置发光纳米结构的层，其中所述发光纳米结构的层在所述发光纳米结构的层的厚度中包括一个或多个不连续部；
在所述发光纳米结构的层上设置第二材料以形成第二材料层，其中所述第二材料配置为电子传输层或空穴传输层，并且其中所述第二材料层与所述第一材料层在所述发光纳米结构的层的所述一个或多个不连续部处接触；和
在所述第二材料层上设置传导材料。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述设置发光纳米结构的层包括设置包含多个量子点的层。
19.根据权利要求17或18中任一项所述的方法，其中所述设置发光纳米结构的层包括使用旋涂设置所述层。
20.根据权利要求17-19中任一项所述的方法，其中所述设置所述第二材料包括设置多个ZnMgO纳米颗粒。
21.根据权利要求17-20中任一项所述的方法，其中所述设置所述传导衬底包括设置氧化铟锡(ITO)。
22.根据权利要求17-21中任一项所述的方法，所述方法还包括设置包含环氧树脂的封装材料。
23.一种照明器件，所述照明器件包括：
第一传导层；
第二传导层；
设置在所述第一传导层和所述第二传导层之间的空穴传输层；
设置在所述第一传导层和所述第二传导层之间的电子传输层；和
包含多个发光纳米结构的单独的层，所述单独的层设置在所述电子传输层和所述空穴传输层之间，其中所述单独的层具有通过所述单独的层的厚度的多个不连续部，使得所述空穴传输层和所述电子传输层在所述多个不连续部处彼此接触。
24.根据权利要求23所述的照明器件，其中所述多个发光纳米结构包含多个量子点。
25.根据权利要求24所述的照明器件，其中所述多个量子点包含具有核-壳结构的量子点，其中所述核-壳结构的壳的厚度在1纳米至5纳米之间。
26.根据权利要求25所述的照明器件，其中所述多个量子点包含所述核-壳结构的核材料为磷化铟(InP)的量子点。
27.根据权利要求23-26中任一项所述的照明器件，其中所述单独的层具有一个单层的厚度。
28.根据权利要求23-27中任一项所述的照明器件，其中所述多个不连续部形成无规图案。
29.根据权利要求23-28中任一项所述的照明器件，其中所述多个不连续部形成规则图案。
30.根据权利要求23-29中任一项所述的照明器件，所述照明器件还包括设置在所述第一传导层和所述空穴传输层之间的空穴注入层。
31.根据权利要求23-30中任一项所述的照明器件，其中所述电子传输层包含多个ZnMgO纳米晶体。
32.一种照明器件，所述照明器件包括：
第一传导层；
第二传导层；
设置在所述第一传导层和所述第二传导层之间的空穴传输层；和
设置在所述第一传导层和所述第二传导层之间并包含多个发光纳米结构的电子传输层。
33.根据权利要求32所述的照明器件，其中所述多个发光纳米结构包含多个量子点。
34.根据权利要求33所述的照明器件，其中所述多个量子点包含具有核-壳结构的量子点，其中所述核-壳结构的壳的厚度在1纳米至5纳米之间。
35.根据权利要求34所述的照明器件，其中所述多个量子点包含所述核-壳结构的核材料为磷化铟(InP)的量子点。
36.根据权利要求32-35中任一项所述的照明器件，所述照明器件还包括设置在所述第一传导层和所述空穴传输层之间的空穴注入层。
37.根据权利要求32-36中任一项所述的照明器件，其中所述电子传输层还包含多个ZnMgO纳米晶体。
38.一种照明器件，所述照明器件包括：
第一传导层；
第二传导层；和
设置在所述第一传导层和所述第二传导层之间的混合层，所述混合层包含电子传输材料、空穴传输材料和多个发光纳米结构。
39.根据权利要求38所述的照明器件，其中所述多个发光纳米结构包含多个量子点。
40.根据权利要求39所述的照明器件，其中所述多个量子点包含具有核-壳结构的量子点，其中所述核-壳结构的壳的厚度在1纳米至5纳米之间。
41.根据权利要求40所述的照明器件，其中所述多个量子点包含所述核-壳结构的核材料为磷化铟(InP)的量子点。
42.根据权利要求38-41中任一项所述的照明器件，所述照明器件还包括设置在所述第一传导层和所述空穴传输层之间的空穴注入层。
43.根据权利要求38-42中任一项所述的照明器件，其中所述电子传输层包含多个ZnMgO纳米晶体。
44.一种量子点发光二极管(QD-LED)器件，所述器件包括：
层堆叠，所述层堆叠包括：
第一传导层，
第二传导层，
设置在所述第一传导层和所述第二传导层之间的空穴传输层，
设置在所述第一传导层和所述第二传导层之间的电子传输层，和
包含多个量子点的单独的层，所述单独的层设置在所述电子传输层和所述空穴传输层之间，其中所述单独的层具有通过所述单独的层的厚度的多个不连续部，使得所述空穴传输层和所述电子传输层在所述多个不连续部处彼此接触；
联接至所述第一传导层的第一接触件；
联接至所述第二传导层的第二接触件；和
配置为包围所述层堆叠的封装材料。
45.根据权利要求44所述的QD-LED器件，其中所述封装材料包含环氧树脂。
46.根据权利要求44或45所述的QD-LED器件，其中所述多个量子点包含具有核-壳结构的量子点，其中所述核-壳结构的壳的厚度在1纳米至5纳米之间。
47.根据权利要求46所述的QD-LED器件，其中所述多个量子点包含所述核-壳结构的核材料为磷化铟(InP)的量子点。
48.根据权利要求44-47中任一项所述的QD-LED器件，其中所述单独的层具有一个单层的厚度。
49.根据权利要求44-48中任一项所述的QD-LED器件，其中所述多个不连续部形成无规图案。
50.根据权利要求44-48中任一项所述的QD-LED器件，其中所述多个不连续部形成规则图案。
51.根据权利要求44-45中任一项所述的QD-LED器件，其中所述层堆叠还包括设置在所述第一传导层和所述空穴传输层之间的空穴注入层。
52.根据权利要求44-51中任一项所述的QD-LED器件，其中所述电子传输层包含多个氧化锌镁(ZnMgO)纳米晶体。
53.一种量子点发光二极管(QD-LED)器件，所述器件包括：
层堆叠，所述层堆叠包括：
第一传导层，
第二传导层，
设置在所述第一传导层和所述第二传导层之间的空穴传输层，和
设置在所述第一传导层和所述第二传导层之间并包含多个量子点的电子传输层；
联接至所述第一传导层的第一接触件；
联接至所述第二传导层的第二接触件；和
配置为包围所述层堆叠的封装材料。
54.根据权利要求53所述的QD-LED器件，其中所述封装材料包含环氧树脂。
55.根据权利要求53或54所述的QD-LED器件，其中所述多个量子点包含具有核-壳结构的量子点，其中所述核-壳结构的壳的厚度在1纳米至5纳米之间。
56.根据权利要求55所述的QD-LED器件，其中所述多个量子点包含所述核-壳结构的核材料为磷化铟(InP)的量子点。
57.根据权利要求53-56中任一项所述的QD-LED器件，其中所述层堆叠还包括设置在所述第一传导层和所述空穴传输层之间的空穴注入层。
58.根据权利要求53-57中任一项所述的QD-LED器件，其中所述电子传输层包含多个氧化锌镁(ZnMgO)纳米晶体。
59.一种量子点发光二极管(QD-LED)器件，所述器件包括：
层堆叠，所述层堆叠包括：
第一传导层，
第二传导层，和
设置在所述第一传导层和所述第二传导层之间的混合层，所述混合层包含电子传输材料、空穴传输材料和多个量子点；
联接至所述第一传导层的第一接触件；
联接至所述第二传导层的第二接触件；和
配置为包围所述层堆叠的封装材料。
60.根据权利要求59所述的QD-LED器件，其中所述封装材料包含环氧树脂。
61.根据权利要求59或60所述的QD-LED器件，其中所述多个量子点包含具有核-壳结构的量子点，其中所述核-壳结构的壳的厚度在1纳米至5纳米之间。
62.根据权利要求61所述的QD-LED器件，其中所述多个量子点包含所述核-壳结构的核材料为磷化铟(InP)的量子点。
63.根据权利要求59-62中任一项所述的QD-LED器件，其中所述层堆叠还包括设置在所述第一传导层和所述空穴传输层之间的空穴注入层。
64.根据权利要求59-63中任一项所述的QD-LED器件，其中所述电子传输层包含多个氧化锌镁(ZnMgO)纳米晶体。
65.一种形成照明器件的方法，所述方法包括：
在传导衬底上设置第一材料以形成第一材料层，其中所述第一材料层配置为空穴传输层；
在所述第一材料层上设置第二材料以形成第二材料层，其中所述第二材料层配置为电子传输层，并且其中所述第二材料层包含多个发光纳米结构；和
在所述第二材料层上设置传导材料。
66.根据权利要求65所述的方法，其中所述设置所述第二材料包括设置包含多个量子点的第二材料。
67.根据权利要求65或66所述的方法，其中所述设置所述第二材料包括使用旋涂设置所述第二材料。
68.根据权利要求65-67中任一项所述的方法，其中所述设置所述第二材料包括设置多个ZnMgO纳米颗粒。
69.根据权利要求65-68中任一项所述的方法，其中所述设置所述传导衬底包括设置氧化铟锡(ITO)。
70.根据权利要求65-69中任一项所述的方法，所述方法还包括设置包含环氧树脂的封装材料。
71.一种形成照明器件的方法，所述方法包括：
在传导衬底上设置混合材料层，其中所述混合材料层包含电子传输材料、空穴传输材料和多个发光纳米结构；和
在所述混合材料层上设置传导材料。
72.根据权利要求71所述的方法，其中所述设置所述混合材料层包括设置包含多个量子点的混合材料层。
73.根据权利要求71或72所述的方法，其中所述设置所述混合材料层包括使用旋涂设置所述混合材料层。
74.根据权利要求71-73中任一项所述的方法，其中所述设置所述混合材料层包括设置多个ZnMgO纳米颗粒。
75.根据权利要求71-74中任一项所述的方法，其中所述设置所述传导衬底包括设置氧化铟锡(ITO)。
76.根据权利要求71-75中任一项所述的方法，所述方法还包括设置包含环氧树脂的封装材料。
77.一种照明器件，所述照明器件包括：
第一传导层；
第二传导层；
设置在所述第一传导层和所述第二传导层之间并包含多个发光纳米结构的空穴传输层；和
设置在所述第一传导层和所述第二传导层之间的电子传输层。
78.根据权利要求77所述的照明器件，其中所述多个发光纳米结构包含多个量子点。
79.根据权利要求78所述的照明器件，其中所述多个量子点包含具有核-壳结构的量子点，其中所述核-壳结构的壳的厚度在1纳米至5纳米之间。
80.根据权利要求79所述的照明器件，其中所述多个量子点包含所述核-壳结构的核材料为磷化铟(InP)的量子点。
81.根据权利要求77-79中任一项所述的照明器件，所述照明器件还包括设置在所述第一传导层和所述空穴传输层之间的空穴注入层。
82.根据权利要求77-81中任一项所述的照明器件，其中所述电子传输层还包含多个ZnMgO纳米晶体。
83.一种量子点发光二极管(QD-LED)器件，所述器件包括：
层堆叠，所述层堆叠包括：
第一传导层，
第二传导层，
设置在所述第一传导层和所述第二传导层之间并包含多个量子点的空穴传输层，和
设置在所述第一传导层和所述第二传导层之间的电子传输层；
联接至所述第一传导层的第一接触件；
联接至所述第二传导层的第二接触件；和
配置为包围所述层堆叠的封装材料。
84.根据权利要求83所述的QD-LED器件，其中所述封装材料包含环氧树脂。
85.根据权利要求83或84所述的QD-LED器件，其中所述多个量子点包含具有核-壳结构的量子点，其中所述核-壳结构的壳的厚度在1纳米至5纳米之间。
86.根据权利要求85所述的QD-LED器件，其中所述多个量子点包含所述核-壳结构的核材料为磷化铟(InP)的量子点。
87.根据权利要求83-86中任一项所述的QD-LED器件，其中所述层堆叠还包括设置在所述第一传导层和所述空穴传输层之间的空穴注入层。
88.根据权利要求83-87中任一项所述的QD-LED器件，其中所述电子传输层包含多个氧化锌镁(ZnMgO)纳米晶体。
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