CN115623807A - 显示器件和发光器件 - Google Patents
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Abstract
公开电致发光显示器件和发光器件,其包括蓝色光发射层。所述电致发光显示器件和所述发光器件包括:第一电极、第二电极、以及在第一电极和第二电极之间的光发射层。光发射层包括包含多个纳米结构体的蓝色光发射层,所述多个纳米结构体不包括镉。在施加偏压时,蓝色光发射层配置成发射在大于或等于约445nm且小于或等于约480nm的范围内的发射峰波长(λ最大)的光。在从第一电压到比第一电压大至少约5伏的第二电压的偏压变化期间,蓝色光发射层的发射峰波长(λ最大)可呈现出比在第一电压下的发射峰波长和在第二电压下的发射峰波长小的第一发射峰波长,并且在所述偏压变化期间,发射峰波长(λ最大)的变化宽度小于或等于约4纳米。
Description
对相关申请的交叉引用
本申请要求2021年6月28日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2021-0084197的优先权以及由其产生的所有权益,将其内容全部通过引用引入本文中。
技术领域
本公开内容涉及显示器件(装置)(例如,电致发光显示器件)和发光器件。
背景技术
纳米结构体例如量子点(下文中,称为量子点(QD))是具有纳米级尺寸的颗粒的形式的半导体材料,并且可呈现出量子限域效应且可呈现出发光。当例如通过光激发或通过施加电压,在激发态下的电子从导带跃迁到价带时,可产生量子点的光发射。通过控制量子点的尺寸和/或组成,量子点可被构造成发射期望波长区域的光。
包括纳米结构体例如量子点的电致发光器件可用于显示器件中。光发射可通过施加电压而引起并且由包括在器件中的光发射层中的被激发的电荷的辐射性复合导致。
发明内容
实施方式提供发光(例如,光致发光或电致发光)显示器件,例如,通过向纳米结构体(例如,量子点)施加电压,所述发光显示器件发射光。
实施方式提供显示器件(例如,量子点发光器件(QD-LED)显示器),其在蓝色像素以及任选的红色像素和/或绿色像素中包括纳米结构体(例如,量子点)作为光发射材料。
实施方式提供发光器件,其包括所述纳米结构体。
在实施方式中,电致发光显示器件包括蓝色像素,其中所述器件包括:具有彼此相对的表面(即,各自具有面对另一个的表面)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光发射层,所述光发射层包括设置在所述蓝色像素中且包含多个纳米结构体的蓝色光发射层,其中所述多个纳米结构体不包括镉,
其中所述蓝色光发射层配置成在所述第一电极和所述第二电极之间施加偏压时呈现出大于或等于约445纳米且小于或等于约480纳米的发射峰波长(λ最大),
其中在从第一电压到比所述第一电压大至少约5伏、例如大约6伏的第二电压的偏压变化期间,所述蓝色光发射层的发射峰波长(λ最大)配置成呈现出比在所述第一电压下的发射峰波长(在第一电压下的λ最大)和在所述第二电压下的发射峰波长(在第二电压下的λ最大)小的第一(例如,最低)发射峰波长(第一λ最大),并且
在所述偏压变化期间,所述发射峰波长(λ最大)的变化宽度小于或等于约4纳米。所述发射峰波长的变化宽度可大于0纳米。
在实施方式中,在所述第一和第二电压下的发射峰波长之间的差(即,在第一电压下的λ最大和在第二电压下的λ最大之间的差)可为小于或等于约4nm(例如,约3nm、约2nm、约1nm、或0nm)。
所述第一电压可为约3伏且所述第二电压可为约8伏或约9伏。所述第一电压可为这样的电压:给定器件配置成在该电压下呈现出约10坎德拉/平方米(cd/m2)至约250cd/m2的亮度、和/或约0.8毫安/平方厘米(mA/cm2)至约3.5mA/cm2的电流密度。
所述显示器件可进一步包括在所述光发射层和所述第一电极之间、和/或在所述光发射层和所述第二电极之间的电荷辅助层。
所述电荷辅助层可包括包含有机化合物的空穴辅助层、和/或包含金属氧化物纳米颗粒的电子辅助层。
所述多个纳米结构体可包括:第一半导体纳米晶体(例如,包括第一半导体纳米晶体的芯)和第二半导体纳米晶体(例如,设置在所述芯上并且包括第二半导体纳米晶体的壳),所述第一半导体纳米晶体包括锌、硒、和碲,所述第二半导体纳米晶体包括锌硫属化物且不同于所述第一半导体纳米晶体。
所述多个纳米结构体的平均尺寸可大于或等于约7nm、大于或等于约8nm、大于或等于约9nm、或大于或等于约10nm。
所述多个纳米结构体的平均尺寸可小于或等于约30nm、小于或等于约20nm、小于或等于约15nm、小于或等于约12nm、或小于或等于约10nm。
在所述多个纳米结构体中(或在所述第一半导体纳米晶体中),
碲对硒的摩尔比可大于或等于约0.0021:1且小于或等于约0.051:1、或者小于或等于约0.03:1,和/或
硫对硒的摩尔比可大于或等于约0.1:1、大于或等于约0.2:1、大于或等于约0.3:1、大于或等于约0.4:1、或者大于或等于约0.45:1且小于或等于约1:1、小于或等于约0.9:1、小于或等于约0.8:1、小于或等于约0.7:1、小于或等于约0.6:1、或者小于或等于约0.55:1。
在所述多个纳米结构体中(或在所述第一半导体纳米晶体中),
碲对硒的摩尔比可大于或等于约0.001:1且小于或等于约0.05:1,和
硫对锌的摩尔比可大于或等于约0.23:1、大于或等于约0.3:1、或者大于或等于约0.35:1且小于或等于约0.40:1。
所述多个半导体纳米结构体可包括包含所述第一半导体纳米晶体的芯和设置在所述芯上且包含所述第二半导体纳米晶体的壳。
所述蓝色光发射层在“A”伏的电压(电压A)下可具有第一发射峰波长(第一λ最大)的最小值,A伏(电压A)可大于或等于所述第一电压(例如,大于约3伏)且小于或等于所述第二电压(例如,小于约8伏)。在A伏下的第一(最低)发射峰波长(第一λ最大)可小于在第一电压下的λ最大和/或在第二电压下的λ最大。在A伏下的第一(最低)发射峰波长(第一λ最大)和在第一电压下的λ最大(或在第二电压下的λ最大)之间的差可大于或等于约1nm、2nm、3nm、或4nm并且小于或等于约5nm。
在施加第一偏压(第一电压)(例如,约3伏)时所述蓝色光发射层的发射峰波长可大于在施加第二偏压(第二电压)(例如,约8伏)时所述蓝色光发射层的发射峰波长。
在施加第一偏压(例如,约3伏)时所述蓝色光发射层的发射峰波长可小于或等于在施加第二偏压(例如,约8伏)时所述蓝色光发射层的发射峰波长。
在实施方式中,在第二偏压下的发射峰波长(在第二电压下的λ最大)可小于或等于在第一偏压下的发射峰波长(在第一电压下的λ最大)。
在施加第二偏压(例如,约8伏)时所述蓝色光发射层的发射峰的半宽度(FWHM)可小于在施加第一偏压(例如,约3伏)时所述蓝色光发射层的发射峰的半宽度。在第一电压下的发射峰的半宽度和在第二电压下的发射峰的半宽度之间的差可大于或等于约1纳米且小于或等于约10nm。
所述发射峰波长(λ最大)的变化宽度(或者在所述第一电压和所述第二电压之间的电压变化期间的最大发射峰波长(λ最大)和最小发射峰波长(λ最大)之间的差)可大于或等于约1nm(例如,大于或等于约2nm、大于或等于约3nm且小于或等于约5nm、或者小于或等于约4nm)。
所述显示器件可进一步包括红色像素、绿色像素、或红色像素和绿色像素。
所述光发射层可进一步包括设置在所述红色像素中且包含多个发射红色光的纳米结构体的红色光发射层、和/或设置在所述绿色像素中且包含多个发射绿色光的纳米结构体的绿色光发射层。
在实施方式中,发光器件包括间隔开的阳极和阴极(例如,具有彼此相对的表面);以及设置在所述阳极和所述阴极之间且包括多个纳米结构体的蓝色光发射层,
所述多个纳米结构体如本文中所描述的,并且
当在所述阳极和所述阴极之间施加偏压时,所述蓝色光发射层的发射峰波长(λ最大)在大于或等于约445nm且小于或等于约480nm的范围内,
其中当偏压从第一电压变化到比所述第一电压大至少约5伏、例如大约6伏的第二电压时,所述蓝色光发射层的发射峰波长(λ最大)配置成呈现出比在所述第一电压下的发射峰波长(在第一电压下的λ最大)和在所述第二电压下的发射峰波长(在第二电压下的λ最大)小的第一(例如,最低)发射峰波长(第一λ最大),并且
在从所述第一电压到所述第二电压的偏压变化期间,所述发射峰波长(λ最大)的变化宽度或变化幅度小于或等于约4nm。所述第一电压可为约3伏且所述第二电压可为约8伏或约9伏。
所述发光器件可进一步包括在所述光发射层和所述阳极之间的空穴辅助层。
所述发光器件可进一步包括在所述光发射层和所述阴极之间的电子辅助层。
所述空穴辅助层可包括包含有机聚合物化合物的空穴传输层。
所述电子辅助层可包括锌镁金属氧化物纳米颗粒。
所述多个纳米结构体可包括芯和半导体纳米晶体壳,所述芯包括包含锌、硒、和碲的第一半导体纳米晶体,所述半导体纳米晶体壳设置在所述芯上且包括具有与所述第一半导体纳米晶体的组成不同的组成的锌硫属化物。
在施加第一偏压(例如,约3伏)时所述蓝色光发射层的发射峰波长可大于在施加第二偏压(例如,约8伏)时所述蓝色光发射层的发射峰波长。在施加第一偏压(例如,约3伏)时所述蓝色光发射层的发射峰波长可小于在施加第二偏压(例如,约8伏)时所述蓝色光发射层的发射峰波长。
在施加第一偏压(例如,约3伏)时所述蓝色光发射层的发射峰波长可等于或不同于在施加第二偏压(例如,约8伏)时所述蓝色光发射层的发射峰波长。
在施加第二偏压(例如,约8伏)时发射峰的半宽度可小于在施加第一偏压(例如,约3伏)时发射峰的半宽度。
所述发射峰波长(λ最大)的变化宽度可大于0nm、大于或等于1nm、大于或等于2nm、或者大于或等于3nm。所述发射峰波长(λ最大)的变化宽度可小于或等于约5nm、小于或等于约4nm、小于或等于约3nm、小于或等于约2nm、或者小于或等于约1nm。
在所述第一和第二电压下的发射峰波长之间(在第一电压下的λ最大和在第二电压下的λ最大之间)的差可大于或等于约1nm。
所述发光器件可具有大于或等于约1小时的T90。
所述发光器件可具有大于或等于约30,000cd/m2的最大亮度。
在实施方式中,电致发光显示器件(或发光器件)包括: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光发射层,所述光发射层包括设置在蓝色像素中且包含多个纳米结构体的蓝色光发射层,其中所述多个纳米结构体不包括镉,
其中所述蓝色光发射层配置成在所述第一电极和所述第二电极之间施加偏压时呈现出大于或等于约445纳米且小于或等于约480纳米的发射峰波长(λ最大),
其中当偏压从第一电压变化到比所述第一电压大至少约5伏、例如大约6伏的第二电压时,在所述第一电压下的发射峰波长(λ最大)(在第一电压下的λ最大)和在所述第二电压下的发射峰波长(λ最大)(在第二电压下的λ最大)之间的差大于或等于0nm、大于或等于约1nm且小于约4纳米(例如,小于或等于约3nm、或者小于或等于约2nm)。
根据实施方式,通过抑制随着驱动电压的变化的峰波长的变化,可实现具有改善的显示品质的显示器件。根据实施方式的发光器件可呈现出改善的寿命和改善的光学性质(例如,亮度)。
附图说明
图1为根据一种实施方式的显示器件的示意性横截面图。
图2为根据另一实施方式的显示器件的示意性横截面图。
图3为包括在根据实施方式的显示器件中的光发射层的示意性横截面图。
图4A显示实施例1-1(Te 0.05)的器件在相对低的电压范围处的电致发光光谱。
图4B显示实施例1-1(Te 0.05)的器件在相对高的电压范围处的电致发光光谱。
图5A和5B显示分析在实施例1-1和1-2以及对比例2中制造的器件的电致发光性质和寿命的结果。
具体实施方式
下文中,参照附图,将详细地描述本公开内容的多种实施方式,使得本领域普通技术人员可容易地实施本公开内容。本公开内容可以许多不同的形式体现且不限于本文中描述的实施方式。为了清楚地说明本公开内容,省略与描述无关的部分,并且在整个说明书中相同的附图标记被分配给相同或相似的元件。
为了更好的理解和便于描述,附图中所示的各组成元件的尺寸和厚度是随意地示出的,并且本公开内容不必限于所显示的。在附图中,为了清楚,层、膜、面板、区域等的厚度被放大。并且在附图中,为了方便描述,一些层和区域的厚度被放大。因此,本文中描述的实施方式不应被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。而且,所图示的尖锐的角可为圆化的。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。
另外,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,则不存在中间元件。此外,设置“在”参照部分“上”是指设置在参照部分上方或下方并且不一定是指“在上方”。
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)(不定冠词a,an)”和“所述(该)”意图包括复数形式,包括“至少一个(种)”,除非内容清楚地另外指明。“至少一个(种)”将不被解释为限于“一个(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何和全部组合。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,但不排除存在或添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”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在一种或多种标准偏差的范围内,或者在±10%或±5%的范围内。
除非另外定义,否则本文中使用的所有术语(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,例如在常用词典中定义的那些,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,并且将不以理想化或过于形式的意义进行解释,除非在本文中清楚地如此定义。
此外,在整个说明书中,术语“平面图”是指其中从顶部观察目标部分的情况,且术语“横截面图”是指其中从侧面观察目标部分的在竖直方向上切割的横截面的情况。
如本文中使用的,当未另外提供定义时,“取代(的)”指的是化合物或相应部分的至少一个氢被选自如下的取代基替代:C1-C30烷基、C1-C30烯基、C2-C30炔基、C6-C30芳基、C7-C30烷基芳基、C1-C30烷氧基、C1-C30杂烷基、C3-C30杂烷芳基、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)、氰基(-CN)、氨基(-NRR',其中R和R'各自独立地为氢或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(-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)、及其组合。
本文中,不包括镉(或其它毒性重金属)的描述可指的是小于或等于约100ppm、小于或等于约50ppm、小于或等于约10ppm、或几乎0的镉(或相应重金属)的浓度。在实施方式中,基本上不存在镉(或其它毒性重金属),或者,如果存在的话,以低于给定检测装置的检出限的量或杂质水平存在。
本文中,量子点指的是(例如,能够通过能量激发而发射光的)发光纳米结构体,其包括呈现出量子限域或激子限域的(例如,基于半导体的)纳米晶体。本文中,术语“量子点”在其形状方面没有限制,除非另外定义。本文中,纳米结构体指的是具有至少一个纳米级尺寸的区域或至少一个纳米级的特征尺寸的结构体。在实施方式中,纳米结构体的尺寸可小于约300nm、小于约250nm、小于约150nm、小于约100nm、小于约50nm、或小于约30nm。这些结构体可具有任何形状。除非本文中另外说明,否则纳米结构体或量子点可具有任何形状,例如纳米线、纳米棒、纳米管、具有两个或更多个脚(pod)的多脚型形状、纳米点(或量子点)等,但没有特别限制。纳米结构体可为例如基本上结晶的、基本上单晶的、多晶的、无定形的、或其组合。
发光纳米结构体例如量子点可具有比具有相同组成的块体晶体材料中的玻尔激发直径小的尺寸并且可呈现出量子限域效应。发光纳米结构体可通过控制充当其发射中心的纳米晶体的尺寸而发射与其带隙能量对应的光。
发光纳米结构体的带隙能量可随着纳米结构体的尺寸和组成而变化。例如,随着量子点的尺寸增加,量子点可具有窄的能带隙和增加的发射波长。半导体纳米晶体已作为光发射材料在显示器件、能量器件或生物发光器件的多个领域中引起关注。包括半导体纳米晶体且呈现出可实际应用水平的电致发光性质的发光纳米结构体可包含有害重金属例如镉(Cd)、铅、汞、或其组合。因此,如下是合乎期望的:提供具有基本上不含有害重金属的光发射层的发光器件或显示器件。
根据实施方式的显示器件包括配置成在不存在单独光源的情况下通过施加电压而发射期望的光的电致发光发光型发光器件。
在实施方式中,电致发光显示器件包括蓝色像素,其中所述器件包括:具有彼此相对的表面(即,各自具有面对另一个的表面)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且不包含镉的光发射层。所述第一电极可包括阳极,且所述第二电极可包括阴极。替代地,所述第一电极可包括阴极且所述第二电极可包括阳极。在所述电致发光显示器件中,所述第一电极或所述第二电极可设置在(透明)基板上。所述透明基板可为光提取表面。(参照图1和2)所述光发射层包括设置在所述蓝色像素中且包含多个纳米结构体的蓝色光发射层。
在实施方式中,发光器件包括:彼此间隔开(例如,面对)的第一电极(例如,阳极)和第二电极(例如,阴极);以及设置在所述第一电极和所述第二电极之间且包括多个纳米结构体的蓝色光发射层,其中当在所述第一电极和所述第二电极之间施加偏压时,所述蓝色光发射层的发射峰波长(λ最大)在大于或等于约445纳米(nm)且小于或等于约480nm的范围内。当偏压从第一电压(例如,约3伏)变化到第二电压(例如,约8伏或约9伏)时,所述蓝色光发射层的发射峰波长(λ最大)可配置成呈现出比在所述第一电压下的发射峰波长(在第一电压下的λ最大)和在所述第二电压下的发射峰波长(在第二电压下的λ最大)小的第一(例如,最低)发射峰波长(第一λ最大)。在从所述第一电压到所述第二电压的偏压变化期间,所述发射峰波长(λ最大)的变化宽度小于或等于约4nm。所述发射峰波长的变化宽度可大于0nm。在实施方式中,在所述第一和第二电压下的发射峰波长之间的差(即,在第一电压下的λ最大和在第二电压下的λ最大之间的差)可小于或等于约4nm、小于或等于约3nm、小于或等于约2nm、或者小于或等于约1nm。在所述第一和第二电压下的发射峰波长之间的差可大于或等于0nm、大于或等于约1nm、大于或等于约2nm、或者大于或等于约3nm。
所述电致发光显示器件可进一步包括红色像素、绿色像素、或红色和绿色像素。所述光发射层可进一步包括设置在所述红色像素中且包含多个发射红色光的纳米结构体的红色光发射层、和/或设置在所述绿色像素中且包含多个发射绿色光的纳米结构体的绿色光发射层。
参照图1和2,光发射层30可设置在第一电极(例如,阳极)10和第二电极(例如,阴极)50之间。阴极50可包括电子注入导体。阳极10可包括空穴注入导体。包括在所述阴极和所述阳极中的电子/空穴注入导体的功函可适当调节且没有特别限制。例如,所述阴极可具有小的功函且所述阳极可具有相对大的功函,或者反过来。
所述电子/空穴注入导体可包括基于金属的材料(例如,金属、金属化合物、合金、或其组合)(例如,铝、镁、钨、镍、钴、铂、钯、钙、LiF等)、金属氧化物例如氧化镓铟或氧化铟锡(ITO)、或导电聚合物(例如,具有相对高的功函)例如聚亚乙基二氧噻吩,但不限于此。
所述第一电极和所述第二电极的至少一个可为光透射电极或透明电极。在实施方式中,所述第一电极和所述第二电极二者可为光透射电极。所述电极可为图案化的。所述第一电极和/或所述第二电极可设置在(例如,绝缘)基板上。所述基板可为光学透明的(例如,可具有大于或等于约50%、大于或等于约60%、大于或等于约70%、大于或等于约80%、大于或等于约85%、或者大于或等于约90%且例如小于或等于约99%、或者小于或等于约95%的光透射率)。所述基板可包括用于蓝色像素的区域。所述基板可进一步包括用于红色像素的区域、和/或用于绿色像素的区域。在所述基板的各区域中可设置薄膜晶体管,并且所述薄膜晶体管的源极和漏极之一可电连接至所述第一电极或所述第二电极。
所述光透射电极可设置在(例如,绝缘)透明基板上。所述基板可为刚性或柔性基板。所述基板可包括塑料或有机材料例如聚合物、无机材料例如玻璃、或金属。
所述光透射电极可由例如如下制成:透明导体例如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)、氧化镓铟锡、氧化锌铟锡、氮化钛、聚苯胺、LiF/Mg:Ag等,或者单个层或多个层的薄的金属薄膜,但不限于此。如果所述第一电极和所述第二电极之一为不透明电极,则其可由如下制成:不透明导体例如铝(Al)、锂-铝(Li:Al)合金、镁-银(Mg:Ag)合金、和氟化锂-铝(LiF:Al)。
所述电极(所述第一电极和/或所述第二电极)的厚度没有特别限制且可考虑到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10nm、大于或等于约20nm、大于或等于约30nm、大于或等于约40nm、或者大于或等于约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90μm、小于或等于约80μm、小于或等于约70μm、小于或等于约60μm、小于或等于约50μm、小于或等于约40μm、小于或等于约30μm、小于或等于约20μm、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。
设置在所述第一电极和所述第二电极(例如,阳极10和阴极50)之间的光发射层30可包括多个纳米结构体(例如,发射蓝色光的纳米结构体、以及任选的发射红色光的纳米结构体和/或发射绿色光的纳米结构体)。所述多个纳米结构体可不包括镉。所述光发射层可包括多个纳米结构体的一个或多个(例如,2个或更多个或者3个或更多个且10个或更少个)单层。所述多个纳米结构体可包括具有芯-壳结构的量子点。
所述光发射层可为图案化的。在实施方式中,图案化的光发射层可包括设置在所述蓝色像素中的蓝色光发射层。在实施方式中,所述光发射层可进一步包括设置在所述红色像素中的红色光发射层、设置在所述绿色像素中的绿色光发射层、或设置在所述红色像素中的红色光发射层和设置在所述绿色像素中的绿色光发射层。所述(例如,红色、绿色或蓝色)光发射层各自可与相邻的光发射层通过分隔壁(例如,光学)分隔。在实施方式中,分隔壁例如黑色矩阵(BM)可设置在所述红色光发射层、所述绿色光发射层、和所述蓝色光发射层之间。参见图3。所述红色光发射层、所述绿色光发射层、和所述蓝色光发射层可彼此光学隔离。
在根据实施方式的显示器件或发光器件中,所述蓝色光发射层可配置成在所述第一电极和所述第二电极之间施加偏压时显示出在大于或等于约440nm且小于或等于约480nm的范围内的发射峰波长(λ最大)。在实施方式中,发射峰波长(λ最大)可大于或等于约440nm、大于或等于约445nm、大于或等于约450nm、或者大于或等于约451nm且小于或等于约480nm、小于或等于约470nm、小于或等于约465nm、小于或等于约460nm、小于或等于约458nm、或者小于或等于约455nm。
在根据实施方式的(显示或发光)器件中,当偏压从第一电压变化到第二电压时,所述蓝色光发射层的发射峰波长(λ最大)可呈现出比在所述第一电压下的发射峰波长(在第一电压下的λ最大)和在所述第二电压下的发射峰波长(在第二电压下的λ最大)小的第一(例如,最低)发射峰波长(第一λ最大),并且当偏压从第一电压变化到第二电压时,所述发射峰波长(λ最大)的变化宽度小于或等于约4纳米。所述发射峰波长的变化宽度可大于0纳米。所述发射峰波长的变化宽度可大于或等于约1nm、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。所述发射峰波长的变化宽度可小于或等于约3.5nm、小于或等于约3nm、小于或等于约2.5nm、或者小于或等于约2nm。
所述发射峰波长的变化宽度可大于在所述第一电压下的发射峰波长(在第一电压下的λ最大)和在所述第二电压下的发射峰波长(在第二电压下的λ最大)之间的差。
所述第一电压可为这样的电压:给定器件配置成在该电压下呈现出约10坎德拉/平方米(cd/m2)-约250cd/m2的亮度、和/或约0.8毫安/平方厘米(mA/cm2)-约3.5mA/cm2的电流密度。在实施方式中,所述第一电压可为约2.6伏-约5伏、约3伏-4伏、或其组合。所述第二电压可大于所述第一电压。所述第一电压和所述第二电压之间的差可大于或等于约5伏、大于或等于约6伏且小于或等于约8伏、小于或等于约7伏、小于或等于约6.4伏、小于或等于约6伏、或者小于或等于约5伏。在实施方式中,在相对低的偏压范围(例如,从约2.4伏到约4伏)处所述蓝色光发射层的发射峰波长稍微蓝移(例如,朝着较短的波长改变),并且在相对于高的偏压范围(例如,从约5伏到约8伏或约9伏)处所述蓝色光发射层的发射峰波长稍微红移(例如,朝着较长的波长改变)。
在根据实施方式的显示器件或发光器件中,在所述第二电压下的发射峰的半宽度可小于在所述第一电压下的发射峰的半宽度。在所述第一电压下的发射峰的半宽度和在所述第二电压下的发射峰的半宽度之间的差可大约或等于约1nm,例如,在约1nm至约10nm、约2nm至约9nm、约3nm至约7nm、约4nm至约6nm、或约4.5nm至约5nm的范围内,或在由以上波长值的任意两个所限定的范围内。
在实施方式的显示器件或发光器件中,在所述第一电压下的亮度可在大于或等于约10cd/m2、大于或等于约30cd/m2、大于或等于约50cd/m2、大于或等于约70cd/m2、大于或等于约90cd/m2、大于或等于约110cd/m2、大于或等于约130cd/m2、大于或等于约150cd/m2、大于或等于约170cd/m2、大于或等于约190cd/m2、或者大于或等于约210cd/m2且小于或等于约250cd/m2、小于或等于约200cd/m2、小于或等于约150cd/m2、小于或等于约100cd/m2、或者小于或等于约50cd/m2的范围内。
在实施方式的显示器件或发光器件中,在所述第一电压下的电流密度可大于或等于约0.8mA/cm2、大于或等于约1mA/cm2、大于或等于约1.5mA/cm2、大于或等于约2mA/cm2、或者大于或等于约2.5mA/cm2且小于或等于约3.5mA/cm2、小于或等于约3mA/cm2、小于或等于约2.5mA/cm2、小于或等于约2mA/cm2、或者小于或等于约1.5mA/cm2。
在实施方式的显示器件或发光器件中,在约3伏或约4伏的电压下的亮度可大于或等于约230cd/m2、大于或等于约300cd/m2、大于或等于约350cd/m2、大于或等于约400cd/m2、大于或等于约500cd/m2、大于或等于约600cd/m2、大于或等于约700cd/m2、大于或等于约800cd/m2、大于或等于约900cd/m2、大于或等于约1000cd/m2、大于或等于约1500cd/m2、大于或等于约2000cd/m2、大于或等于约3000cd/m2、大于或等于约4000cd/m2、大于或等于约5000cd/m2、大于或等于约6000cd/m2、大于或等于约7000cd/m2、大于或等于约8000cd/m2.大于或等于约10000cd/m2、大于或等于约15000cd/m2、或者大于或等于约20000cd/m2。在实施方式的显示器件或发光器件中,在约3伏或4伏的电压下的亮度可小于或等于约25000cd/m2、小于或等于约20000cd/m2、小于或等于约18000cd/m2、小于或等于约12000cd/m2、小于或等于约9000cd/m2、小于或等于约5000cd/m2、或者小于或等于约1000cd/m2。
在实施方式的显示器件或发光器件中,在约3伏或4伏的电压下的电流密度可大于或等于约3.5mA/cm2、大于或等于约10mA/cm2、大于或等于约15mA/cm2、大于或等于约25mA/cm2、大于或等于约50mA/cm2、大于或等于约80mA/cm2、大于或等于约100mA/cm2、大于或等于约120mA/cm2、大于或等于约140mA/cm2、或者大于或等于约160mA/cm2。在实施方式的显示器件或发光器件中,在约3伏或4伏的电压下的电流密度可小于或等于约1000mA/cm2、小于或等于约500mA/cm2、小于或等于约100mA/cm2、小于或等于约50mA/cm2、小于或等于约10mA/cm2、或者小于或等于约3.5mA/cm2。
包括呈现出量子限域效应的纳米结构体的发光器件或包括其的显示器件可取决于施加的偏压而显示出不同的发射波长。在这样的发光器件或显示器件中,随着偏压增加,纳米结构体可呈现出增加的波长。由于由电场引起的波长变化,当向所述发光器件或显示器件施加增加的电压时,发射波长可向较长波长移动(红移),其可导致根据驱动电压的不想要的颜色变化。
在实施方式的显示器件的情况下,波长变化可被抑制或限制(或控制在期望的范围内),并且由此,呈现出改善的显示品质。另外,通过抑制或限制这样的波长变化,实施方式的发光器件可呈现出改善的亮度和/或增加的寿命。
当向所述蓝色光发射层施加的电压增加,例如在预定的范围(例如,从约2.6伏到约4伏)内增加时,实施方式的显示器件和发光器件可呈现出发射波长的蓝移。在实施方式中,所述蓝色光发射层可在A伏下具有第一发射峰波长(即,第一λ最大)的最低值,电压A可大于约3伏、大于或等于约3.5伏、大于或等于约4伏、大于或等于约4.5伏、或者大于或等于约5伏。电压A可在小于约10伏、例如小于或等于约9伏、小于或等于约8伏、小于或等于约7.5伏、小于或等于约7伏、或者小于或等于约6.5伏的范围内。
在实施方式中,当施加(例如,约3伏的)所述第一电压的偏压时所述蓝色光发射层的发射峰波长可与当施加(例如,约8伏的)所述第二电压的偏压时所述蓝色光发射层的发射峰波长相同。在实施方式中,当施加所述第一电压(例如,约3伏)的偏压时所述蓝色光发射层的发射峰波长可与当施加所述第二电压(例如,约8伏)的偏压时所述蓝色光发射层的发射峰波长不同。在实施方式中,前者可大于后者。在实施方式中,前者可小于后者。在实施方式中,前者和后者之间的差可小于或等于约4nm、小于或等于约3nm、小于或等于约2nm、或者小于或等于约1nm。在实施方式中,前者和后者之间的差可范围为约0nm至约4nm、约0.5nm至约3.5nm、约1nm至约3nm、约1.5nm至约2.5nm、约2nm至约3nm、或其组合。
在实施方式中,当向所述蓝色光发射层施加所述第一电压(例如,约3伏)或所述第二电压(例如,约8伏)的偏压时的发射峰波长可大于或等于约445nm、大于或等于约446nm、大于或等于约447nm、大于或等于约448nm、大于或等于约449nm、大于或等于约450nm、大于或等于约451nm、大于或等于约452nm、大于或等于约453nm、大于或等于约454nm、大于或等于约455nm、大于或等于约456nm、大于或等于约457nm、大于或等于约458nm、大于或等于约459nm、大于或等于约460nm、大于或等于约461nm、或者大于或等于约462nm。在实施方式中,当施加所述第一电压(例如,约3伏)或所述第二电压(例如,约8伏)的偏压时所述蓝色光发射层的发射峰波长可小于或等于约475nm、小于或等于约470nm、小于或等于约465nm、或者小于或等于约460nm。
在向所述蓝色光发射层施加所述第二电压(例如,约8伏)时发射峰的半宽度可小于在向所述蓝色光发射层施加所述第一电压(例如,约3伏)时发射峰的半宽度。
当向所述蓝色光发射层施加所述第二电压的偏压(例如,约8伏)时发射峰的半宽度可在约5nm至约50nm、约15nm至约45nm、约10nm至约40nm、约15nm至约35nm、约20nm至约30nm、约25nm至约27nm的范围内,或在由以上波长值的任意两个所限定的范围内。
当向所述蓝色光发射层施加所述第一电压(例如,约3伏)的偏压时发射峰的半宽度可为约6nm至约60nm、约15nm至约55nm、约10nm至约50nm、约15nm至约45nm、约20nm至约40nm、约25nm至约38nm、约27nm至约35nm,或由以上波长值的任意两个所限定的范围。
在施加所述第二电压(例如,约8伏)时发射峰的半宽度和在施加所述第一电压(例如,约3伏)时发射峰的半宽度之间的差可在约1nm至约10nm、约2nm至约9nm、约3nm至约7nm、约4nm至约6nm、约4.5nm至约5nm的范围内,或在由以上波长值的任意两个所限定的范围内。
在实施方式的显示器件或发光器件中,在所述偏压变化期间所述发射峰波长(λ最大)的变化可为0nm至约4nm、约0.5nm至约4nm、约1nm至约3nm、约1.5nm至约2.5nm,或由以上波长值的任意两个所限定的范围。
本发明人已经发现,在根据实施方式的发光器件或显示器件中,当在所述蓝色光发射层中电流增加至预定电压时,发射波长可呈现出蓝移(例如,参见图4A),使得可将取决于电压变化的波长变化控制在预定范围内,并且所述器件的光学性质(例如,亮度)和寿命可改善。
不希望受任何特定理论束缚,在实施方式的发光器件或显示器件中,设置在所述蓝色光发射层中的发光纳米结构体可具有在平衡带和导带之间形成的适当水平的空穴局域化状态,并且在其中激子的数量增加(例如,直至预定电压,例如,像电压A)的高通量光致发光(PL)激发和高电压电致发光(EL)下,可出现所述空穴局域化状态和能带边缘状态之间的衰减时间差,并且可呈现出蓝移。换言之,认为,在高通量激发下,降落或弛豫到平衡带的电荷的速度可大于降落或弛豫到空穴局域化状态的电荷的速度,并且因此,器件可呈现出其中发射波长减小(例如,偏移到更高的能量)的蓝移现象。
不希望受任何理论束缚,认为通过具有发射波长的蓝移特征,实施方式的器件可呈现出其发射波长的相对抑制水平的红移现象,例如,当向其施加相对高的电压时。在实施方式中,实施方式的器件可在向其施加相对较高的电压时呈现出较窄的半宽度。
实施方式的器件在光致发光光谱分析中可呈现出相对宽的半宽度,但是当向所述器件施加电压时其可发射相对窄的半宽度的光。在实施方式中,当将碲掺杂在蓝色QD芯中时,在光致发光状态下半宽度可增加,并且在EL器件中增加的半宽度可出现在约3V的相对低的电压区域处。然而,FWHM可随着施加的电压增加而减小,由此,提高EL器件的色纯度。
所述发射蓝色光的纳米结构体可包括锌硫属化物(例如,包括碲)。在所述发射蓝色光的纳米结构体中,碲的含量可小于硒的含量、硫的含量、或小于硒和硫的和。所述锌硫属化物可包括硒化锌(例如,碲掺杂的硒化锌)。
所述发射蓝色光的纳米结构体可包括第一半导体纳米晶体(例如,芯)和第二半导体纳米晶体(例如,壳),所述第一半导体纳米晶体(例如,芯)包括锌、碲、和硒,所述第二半导体纳米晶体(例如,壳)设置在所述第一半导体纳米晶体(例如,芯)上并且具有与所述第一半导体纳米晶体的组成不同的组成。
所述芯或所述第一半导体纳米晶体材料可包括相对小的或有限的量的碲(Te)。所述芯或所述纳米结构体可包括ZnSe1-xTex,其中x大于0且小于或等于约0.3。在所述芯或所述纳米结构体中,每1摩尔硒的碲的量可大于或等于约0.001摩尔、大于或等于约0.002摩尔、大于或等于约0.003摩尔、大于或等于约0.004摩尔、大于或等于约0.005摩尔、大于或等于约0.006摩尔、大于或等于约0.007摩尔、大于或等于约0.008摩尔、大于或等于约0.009摩尔、大于或等于约0.01摩尔、大于或等于约0.013摩尔、大于或等于约0.015摩尔、大于或等于约0.017摩尔、大于或等于约0.02摩尔、大于或等于约0.025摩尔、大于或等于约0.03摩尔、大于或等于约0.035摩尔、大于或等于约0.04摩尔、大于或等于约0.045摩尔、或者大于或等于约0.05摩尔。在所述芯或所述纳米结构体中,相对于1摩尔硒的碲的量可小于或等于约0.25摩尔、小于或等于约0.2摩尔、小于或等于约0.15摩尔、小于或等于约0.1摩尔、小于或等于约0.09摩尔、小于或等于约0.06摩尔、小于或等于约0.053摩尔、例如小于或等于约0.05摩尔、小于或等于约0.049摩尔、小于或等于约0.048摩尔、小于或等于约0.047摩尔、小于或等于约0.046摩尔、小于或等于约0.045摩尔、小于或等于约0.044摩尔、小于或等于约0.043摩尔、小于或等于约0.042摩尔、小于或等于约0.041摩尔、小于或等于约0.04摩尔、小于或等于约0.035摩尔、或者小于或等于约0.033摩尔。
所述壳可包括锌(Zn)、以及硒(Se)和/或硫(S)。所述壳可为多层壳。所述多层壳可包括直接设置在所述芯上的第一层和设置在所述第一层上的外层(例如,最外层),其中所述第一层包括ZnSe、ZnSeS、或其组合。所述外层或所述最外层可包括ZnS。所述壳可为梯度合金,其中硫含量可具有在远离所述芯的方向上增加或减小的浓度梯度。
在所述发射蓝色光的纳米结构体中,例如,如通过电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测量的,碲对硒的摩尔比(Te:Se)可小于或等于约0.1:1、小于或等于约0.06:1、小于或等于约0.05:1、小于或等于约0.04:1、小于或等于约0.03:1、小于或等于约0.02:1、小于或等于约0.01:1、小于或等于约0.009:1、小于或等于约0.0089:1、小于或等于约0.0085:1、小于或等于约0.008:1、小于或等于约0.007:1、小于或等于约0.006:1、或者小于或等于约0.005:1。在所述发射蓝色光的纳米结构体中,碲对硒的摩尔比可大于或等于约0.0001:1、大于或等于约0.0005:1、大于或等于约0.0009:1、大于或等于约0.001:1、大于或等于约0.002:1、大于或等于约0.0025:1、大于或等于约0.003:1、大于或等于约0.0035:1、大于或等于约0.004:1、或者大于或等于约0.005:1。碲对硒的摩尔比可为约0.004:1至约0.025:1。在所述发射蓝色光的纳米结构体中,锌含量可大于硒含量。在所述发射蓝色光的纳米结构体颗粒中(例如,如通过ICP-AES分析确认的),锌(Zn)含量可大于硒(Se)含量,且硒含量可大于碲含量。
在实施方式中,Te:Se摩尔比可为约0.004:1。
例如,在所述发射蓝色光的纳米结构体中,如通过ICP-AES分析确认的,Se对Zn的摩尔比(Se:Zn)可小于约1:1、例如小于或等于约0.95:1、小于或等于约0.90:1、小于或等于约0.85:1、小于或等于约0.8:1、小于或等于约0.7:1、小于或等于约0.6:1、小于或等于约0.5:1、或者小于或等于约0.4:1。Se对Zn的摩尔比可大于或等于约0.05:1、例如大于或等于约0.1:1、大于或等于约0.2:1、大于或等于约0.25:1、大于或等于约0.3:1、大于或等于约0.35:1、大于或等于约0.4:1、大于或等于约0.45:1、大于或等于约0.47:1、大于或等于约0.5:1、或者大于或等于约0.55:1。在实施方式中,Se:Zn摩尔比可为约0.47:1或约0.51:1。
例如,如通过ICP-AES分析确定的,在所述发射蓝色光的纳米结构体中,Te对Zn的摩尔比(Te:Zn)可小于或等于约0.03:1、例如小于或等于约0.027:1、小于或等于约0.025:1、小于或等于约0.02:1、小于或等于约0.019:1、小于或等于约0.018:1、小于或等于约0.017:1、小于或等于约0.016:1、小于或等于约0.015:1、小于或等于约0.01:1、小于或等于约0.009:1、小于或等于约0.008:1、小于或等于约0.007:1、小于或等于约0.006:1、或者小于或等于约0.005:1。Te对Zn的摩尔比可大于或等于约0.0005:1、大于或等于约0.0009:1、大于或等于约0.001:1、大于或等于约0.002:1、大于或等于约0.003:1、大于或等于约0.005:1、或者大于或等于约0.009:1。在根据实施方式的发射蓝色光的纳米结构体颗粒中,基于半导体纳米晶体颗粒的总重量,碲的量可小于或等于约1重量%。所述发射蓝色光的纳米结构体颗粒可不包括镉、铅、或其组合。所述发射蓝色光的半导体纳米晶体颗粒可不包括铜、锰、或其组合。
在所述发射蓝色光的纳米结构体中,硫对Zn的摩尔比(S:Zn)可大于或等于约0.1:1、例如大于或等于约0.15:1、大于或等于约0.2:1、大于或等于约0.3:1、大于或等于约0.31:1、或者大于或等于约0.32:1。在所述发射蓝色光的纳米结构体中,硫对Zn的摩尔比可小于或等于约0.9:1、例如小于或等于约0.8:1、小于或等于约0.7:1、小于或等于约0.6:1、小于或等于约0.55:1、小于或等于约0.53:1、小于或等于约0.52:1、小于或等于约0.51:1、小于或等于约0.5:1、小于或等于约0.49:1、小于或等于约0.48:1、小于或等于约0.47:1、小于或等于约0.46:1、小于或等于约0.45:1、小于或等于约0.44:1、小于或等于约0.43:1、小于或等于约0.42:1、小于或等于约0.41:1、小于或等于约0.39:1、小于或等于约0.38:1、或者小于或等于约0.37:1。在实施方式中,S:Zn摩尔比可为约0.36:1或约0.35:1。
在所述发射蓝色光的纳米结构体中的(Se+S)的和对锌的摩尔比可大于或等于约0.3:1、大于或等于约0.4:1、或者大于或等于约0.5:1。在所述半导体纳米晶体颗粒中,(Se+S)的和对锌的摩尔比((Se+S):Zn)可例如小于或等于约1:1、例如小于约1:1且大于或等于约0.5:1、例如大于或等于约0.6:1、大于或等于约0.7:1、或者大于或等于约0.8:1。
在所述发射蓝色光的纳米结构体中的硫对硒的摩尔比(S:Se)可大于或等于约0.5:1、大于或等于约0.51:1、大于或等于约0.55:1、大于或等于约0.6:1、大于或等于约0.65:1、大于或等于约0.7:1、或者大于或等于约0.75:1。在所述发射蓝色光的纳米结构体中的硫对硒的摩尔比可小于或等于约2:1、小于或等于约1.5:1、小于或等于约1:1、小于或等于约0.9:1、小于或等于约0.85:1、小于或等于约0.82:1、或者小于或等于约0.8:1。在实施方式中,S:Se摩尔比可为约0.77:1或约0.7:1。
所述发射蓝色光的纳米结构体的形状没有特别限制。所述纳米结构体的形状可包括球、多边形、多脚、或其组合。在实施方式中,所述发射蓝色光的纳米结构体可具有多脚形状。所述多脚可具有两个或更多个(例如,三个或更多个、或者四个或更多个)分支部分和在其间的谷部分。
在所述发射蓝色光的纳米结构体中,所述芯的平均尺寸可大于或等于约2nm、大于或等于约3nm、或者大于或等于约4nm。所述芯的平均尺寸可小于或等于约6nm、例如小于或等于约5nm。所述发射蓝色光的纳米结构体的尺寸(或平均尺寸,下文中称作尺寸)可大于或等于约3nm、例如大于或等于约4nm、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、或者大于或等于约12nm。所述发射蓝色光的纳米结构体的(平均)尺寸可小于或等于约50nm、例如小于或等于约40nm、小于或等于约35nm、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、小于或等于约13nm、小于或等于约12nm、小于或等于约11nm、或者小于或等于约10.5nm。在实施方式中,所述纳米结构体的通过透射电子显微镜(TEM)分析测量的(平均)尺寸可为约10.5nm或约9.9nm。
在本公开内容中,量子点的(平均)尺寸可指的是由通过电子显微镜确认的二维图像计算的等效直径。在本公开内容中,量子点的尺寸也可由通过电感耦合等离子体原子发射分析等确定的组成来确认。
根据实施方式的发射蓝色光的纳米结构体可呈现出大于或等于约430nm(例如,大于或等于约435nm、大于或等于约440nm、大于或等于约446nm、大于或等于约449nm、或者大于或等于约450nm)且小于或等于约480nm(例如,小于或等于约470nm、小于或等于约465nm、小于或等于约460nm、或者小于或等于约455nm)的(光致发光或电致发光)发射峰波长。
所述发射蓝色光的纳米结构体的最大发射峰可具有小于或等于约50nm、例如小于或等于约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的半宽度。所述发射蓝色光的纳米结构体的发射峰可具有大于或等于约12nm、大于或等于约20nm、大于或等于约25nm、大于或等于约26nm、大于或等于约30nm、或者大于或等于约35nm的FWHM。
所述发射蓝色光的纳米结构体可具有大于或等于约60%、例如大于或等于约61%、大于或等于约62%、大于或等于约63%、大于或等于约64%、大于或等于约65%、大于或等于约66%、大于或等于约67%、大于或等于约68%、大于或等于约69%、大于或等于约70%、或者大于或等于约71%的量子效率(或量子产率)。所述发射蓝色光的纳米结构体可呈现出大于或等于约80%、大于或等于约90%、大于或等于约95%、大于或等于约99%、或者大于或等于约100%的量子效率。
所述显示器件可进一步包括绿色像素、红色像素、或者其组合(例如,绿色像素和红色像素)。所述光发射层可进一步包括设置在所述绿色像素中且包含多个发射绿色光的纳米结构体的绿色光发射层、和/或设置在所述红色像素中且包含多个发射红色光的纳米结构体的红色光发射层。
所述绿色光发射层可包括例如能够通过施加电压而发射绿色光的多个发射绿色光的纳米结构体。所述红色光发射层可包括例如能够通过施加电压而发射红色光的多个发射红色光的纳米结构体。
所述绿色像素或发射绿色光的纳米结构体可具有大于或等于约524nm、或者大于或等于约525nm且小于或等于约560nm、小于或等于约550nm、小于或等于约545nm、或者小于或等于约536nm(例如约526nm至约545nm、或者约527纳米(nm)至约535nm)的发射峰波长(例如,电致发光(EL)峰波长)。所述绿色像素或发射绿色光的纳米结构体可具有大于或等于约520nm、大于或等于约524nm、和大于或等于约535nm的发射峰波长(例如,电致发光(EL)峰波长)。所述绿色像素或发射绿色光的纳米结构体可呈现出在约500nm至约550nm、约510nm至约540nm、约525nm至约536nm(例如,约526nm至约535nm或约527nm至约534nm)范围内的发射峰波长(例如,电致发光(EL)峰波长)。
所述红色像素或发射红色光的纳米结构体可呈现出在大于或等于约600nm、例如大于或等于约615nm、大于或等于约625nm、大于或等于约628nm且小于或等于约650nm、小于或等于约640nm、或者小于或等于约635nm、或者小于或等于约630nm范围内的发射峰波长(例如,电致发光(EL)峰波长)。
所述发射绿色光的纳米结构体可包括包含铟、磷、和任选的锌的III-V族化合物,硒碲化锌,碲化锌,或其组合。在实施方式中,所述发射绿色光的纳米结构体(例如,配置成发射绿色光)可包括半导体纳米晶体芯和设置在所述芯上且包含II-VI族化合物的半导体纳米晶体壳。所述半导体纳米晶体芯可包括磷化铟、磷化铟锌、或其组合。在另一实施方式中,所述半导体纳米晶体芯可包括ZnTeSe。
在实施方式中,所述发射绿色光的纳米结构体包括锌、硒、和碲,并且在所述发射绿色光的纳米结构体中,碲对硒的摩尔比可大于或等于约0.1:1、大于或等于约0.15:1、大于或等于约0.2:1、或者大于或等于约0.3:1且小于或等于约0.9:1、小于或等于约0.7:1、小于或等于约0.6:1、或者小于或等于约0.5:1。
在所述绿色光发射层中,所述发射绿色光的纳米结构体或第二量子点可包括包含铟、磷和任选的锌的III-V族化合物,硒碲化锌,碲化锌,或其组合。
在实施方式中,所述发射绿色光的纳米结构体或第二量子点可包括半导体纳米晶体芯和半导体纳米晶体壳,所述半导体纳米晶体芯包括III-V族化合物、硒碲化锌(ZnTeySe1-y)(其中y大于或等于约0.3、大于或等于约0.4、大于或等于约0.5、或者大于或等于约0.6且小于或等于约0.9、小于或等于约0.8、或者小于或等于约0.7)、或其组合,所述半导体纳米晶体壳设置在所述半导体纳米晶体芯上且具有与所述半导体纳米晶体芯的组成不同的组成。所述半导体纳米结晶壳可包括锌硫属化物(硒化锌和/或硫化锌、或其组合,例如,硒硫化锌)。
所述III-V族化合物可包括铟(In)、磷(P)、和任选的锌(Zn)。所述芯可包括InP或InZnP。所述芯可包括硒碲化锌(ZnTeySe1-y)。
所述壳或所述锌硫属化物可包括锌和硫属元素(例如,硫、硒、或其组合)。所述壳可为其中相邻的层具有不同的组成的多层壳。所述壳或所述锌硫属化物可包括ZnSe、ZnS、ZnSeS、或其组合。在所述发射绿色光的纳米结构体或第二量子点中的所述壳的厚度可大于或等于约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且小于或等于约5nm、小于或等于约4nm、小于或等于约3nm、小于或等于约2nm、或者小于或等于约1.5nm。所述壳可具有在径向方向(例如,从所述芯向外)上改变的组成。在实施方式中,所述壳可包括ZnSeS时,并且硫的量可沿着径向方向(例如,从所述芯向外)增加(或减小)。在实施方式中,所述壳的最外层可包括ZnS或由ZnS构成(或由ZnS组成)。在实施方式中,其内层可包括ZnSe或由ZnSeS制成。
所述发射绿色光的纳米结构体(半导体纳米晶体颗粒)可呈现出大于或等于约80%、例如大于或等于约85%的量子效率。
所述发射绿色光的纳米结构体的形状没有特别限制,并且可包括球、多边形、多脚、或其组合。所述发射绿色光的纳米结构体的(平均)尺寸可大于或等于约3nm、大于或等于约4nm、大于或等于约5nm、大于或等于约5.5nm、大于或等于约6nm、大于或等于约6.5nm、大于或等于约7nm、大于或等于约7.5nm、或者大于或等于约8nm且小于或等于约50nm、小于或等于约40nm、小于或等于约35nm、小于或等于约30nm、小于或等于约25nm、小于或等于约20nm、小于或等于约15nm、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5.5nm。
在实施方式中,所述发射绿色光的纳米结构体可包括锌、硒、和碲,并且在所述发射绿色光的纳米结构体中,碲对硒的摩尔比(Te:Se)可大于或等于约0.1:1、大于或等于约0.15:1、大于或等于约0.2:1、大于或等于约0.25:1、大于或等于约0.3:1、大于或等于约0.35:1、大于或等于约0.4:1、大于或等于约0.45:1、或者大于或等于约0.5:1。在所述发射绿色光的纳米结构体中,碲对硒的摩尔比(Te/Se)可小于或等于约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。
所述发射绿色光的纳米结构体可不包括锰、铜、或其组合。所述发射绿色光的纳米结构体可包括硫和硒,其中硫对硒的摩尔比(S:Se)可大于0、例如大于或等于约0.5:1、大于或等于约0.8:1、大于或等于约1:1、或者大于或等于约1.2:1且小于或等于约8:1、小于或等于约7.5:1、小于或等于约7:1、小于或等于约6.5:1、小于或等于约6:1、小于或等于约5.5:1、小于或等于约5:1、小于或等于约4.5:1、小于或等于约4:1、小于或等于约3.7:1、小于或等于约3:1、或者小于或等于约2.5:1。
包括在所述红色像素中的所述发射红色光的纳米结构体可具有任何组成。在实施方式中,所述发射红色光的纳米结构体的至少一部分可具有(半导体纳米晶体)芯和(半导体纳米晶体)壳,所述(半导体纳米晶体)芯包括铟(In)、磷(P)、和任选的锌(Zn),所述(半导体纳米晶体)壳设置在所述芯的表面上且包括锌、硫、和任选的硒。所述壳可为其中相邻的层具有不同的组成的多层壳。在所述发射红色光的纳米结构体中,所述芯可包括InP或InZnP,并且所述壳可包括ZnS、ZnSe、ZnSeS、或其组合。所述壳可为至少两层的多层壳,并且各层可具有不同的组成。所述壳可具有在径向方向上例如从所述芯向外改变的组成。
在实施方式中,所述发射红色光的纳米结构体可具有大于或等于约620nm、例如大于或等于约622nm、大于或等于约623nm、大于或等于约624nm、大于或等于约625nm、大于或等于约626nm、或者大于或等于约627nm且小于或等于约650nm、小于或等于约645nm、小于或等于约640nm、小于或等于约637nm、或者小于或等于约630nm的发射峰波长。所述发射红色光的纳米结构体可呈现出大于或等于约80%、例如大于或等于约85%、大于或等于约89%、或者大于或等于约90%的量子产率。所述发射红色光的纳米结构体颗粒的形状没有特别限制。所述发射红色光的纳米结构体颗粒的形状可包括球、多边形、多脚、或其组合。所述发射红色光的纳米结构体的(平均)尺寸可大于或等于约5nm、例如大于或等于约6nm且小于或等于约15nm、小于或等于约10nm、小于或等于约9nm、或者小于或等于约8.8nm。
在以上显示器件或发光器件中,所述光发射层的厚度可适当地选择。在实施方式中,所述光发射层可包括纳米结构体的单层。在另一实施方式中,所述光发射层可包括纳米结构体的一个或多个单层,例如两个或更多个、三个或更多个、或者四个或更多个单层且20个或更少个、10个或更少个、9个或更少个、8个或更少个、7个或更少个、或者6个或更少个单层。所述光发射层可具有大于或等于约5nm、例如大于或等于约10nm、大于或等于约20nm、或者大于或等于约30nm且小于或等于约200nm、例如小于或等于约150nm、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、或者小于或等于约50nm的厚度。所述光发射层可具有例如约10nm至约150nm、例如约20nm至约100nm、例如约30nm至约50nm的厚度。
所述光发射层的形成可通过如下进行:制备包括纳米结构体(配置成发射期望的光)的组合物,并且将所述组合物以适当的方法(例如,旋涂、喷墨印刷等)施加或沉积在例如包括电极的基板或电荷辅助层上。
具有以上结构/组成的所述发射红色光的纳米结构体、所述发射绿色光的纳米结构体、和所述发射蓝色光的纳米结构体可以适当的方法(例如,化学湿法)制备。
在实施方式中,例如,制备具有芯/壳结构的纳米结构体的方法可包括:获得芯;制备含有包含金属(例如,锌)的第一壳前体和有机配体的第一壳前体溶液;制备包含非金属元素(例如,硫、硒、或其组合)的第二壳前体;和将所述第一壳前体溶液在反应温度(例如,大于或等于约180℃、大于或等于约200℃、大于或等于约240℃、或者大于或等于约280℃且小于或等于约360℃、小于或等于约340℃、或者小于或等于约320℃)下加热,然后,向其添加芯和所述第二壳前体以在第一半导体纳米晶体芯上形成第二半导体纳米晶体的壳。所述方法可进一步包括通过如下制备芯溶液:将所述芯从用于制备所述芯的反应体系分离,然后将其分散在有机溶剂中。
在实例实施方式中,为了形成所述壳,将溶剂和任选的配体化合物在预定温度(例如,大于或等于约100℃)下在真空下加热(或真空处理),然后,在将惰性气体引入反应容器中后,将反应混合物再次在预定温度(例如,大于或等于100℃)下热处理。随后,将所述芯添加至反应混合物,并且将所述壳前体顺序地或同时添加至反应混合物,然后,在预定反应温度下加热。在实施方式中,所述壳前体可作为具有不同比率的元素的混合物添加,例如,在反应时间期间顺序地添加。
在实施方式的纳米结构体中,所述芯可通过适当的方法制备。所述有机溶剂可包括C6-C22伯胺例如十六胺,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,被至少一个(例如,1个、2个、或3个)C6-C22烷基取代的伯、仲或叔膦(例如,三辛基膦),被(例如,1个、2个、或3个)C6-C22烷基取代的氧化膦(例如,三辛基氧化膦),C12-C22芳族醚例如苯基醚或苄基醚,或其组合。
所述有机配体可配位至所制备的纳米结构体的表面并且容许所述纳米结构体良好地分散在溶液中。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、R2POOH、或其组合,其中,R和R'各自独立地包括C1或更多、C6或更多、或者C10或更多且C40或更少、C35或更少、或者C25或更少的取代或未取代的脂族烃,或者C6-C40取代或未取代的芳族烃,或其组合。所述配体可单独地或作为两种或更多种化合物的混合物使用。
在完成反应后,向反应产物添加非溶剂,并且与配体化合物配位的纳米结构体可被分离。所述非溶剂可为与在芯形成和/或壳形成反应中使用的溶剂能混溶并且不能够分散所制备的纳米晶体的极性溶剂。所述非溶剂可取决于在反应中使用的溶剂进行选择,并且可包括例如丙酮、乙醇、丁醇、异丙醇、乙烷二醇(乙二醇)、水、四氢呋喃(THF)、二甲亚砜(DMSO)、二乙醚、甲醛、乙醛、具有与上述溶剂相似的溶解度参数的溶剂、或其组合。所述半导体纳米晶体颗粒可通过离心、沉降或色谱法分离。如果需要,可用洗涤溶剂洗涤所分离的纳米晶体。所述洗涤溶剂没有特别限制并且可具有与配体的溶解度参数相似的溶解度参数,并且可例如包括己烷、庚烷、辛烷、氯仿、甲苯、苯等。
所述纳米结构体在水、上述非溶剂、或其组合中可为非分散性的或不溶于水的。所述纳米结构体可分散在上述有机溶剂中。在实施方式中,所述纳米结构体可分散于C6-C40脂族烃、C6-C40取代或未取代的芳族烃、或其组合中。
所述电致发光显示器件可包括在所述第一电极和所述第二电极(例如,阳极和阴极)之间的电荷(空穴或电子)辅助层。例如,所述电致发光显示器件可包括在阳极10和光发射层30之间的空穴辅助层20、和/或在阴极50和光发射层30之间的电子辅助层40。参见图1和2。
根据实施方式的发光器件可进一步包括空穴辅助层。空穴辅助层12设置在第一电极11和光发射层13之间。空穴辅助层12可包括空穴注入层、空穴传输层和/或电子阻挡层。空穴辅助层12可为单个组分的层或者其中相邻的层包括不同的组分的多层结构。
空穴辅助层12的HOMO能级可具有可与光发射层13的HOMO能级匹配以提高从空穴辅助层12转移到光发射层13的空穴的迁移率的HOMO能级。在实施方式中,空穴辅助层12可包括靠近第一电极11的空穴注入层和靠近光发射层13的空穴传输层。
包括在空穴辅助层12(例如,空穴传输层、空穴注入层、或电子阻挡层)中的材料没有特别限制,且可包括选自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)、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'-二[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)、1,1-二[(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)、基于碳的材料例如氧化石墨烯、及其组合,但不限于此。
在所述空穴辅助层中,各层的厚度可适当地进行选择。例如,各层的厚度可大于或等于约5nm、大于或等于约10nm、大于或等于约15nm、或者大于或等于约20nm且小于或等于约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、小于或等于约例如40nm、小于或等于约35nm、或者小于或等于约30nm,但不限于此。
电子辅助层14设置在光发射层13和第二电极15之间。电子辅助层14可包括例如电子注入层、电子传输层、和/或空穴阻挡层。所述电子辅助层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)、阻挡空穴的移动的空穴阻挡层(HBL)、或其组合。
在实施方式中,所述电子注入层可设置在所述电子传输层和所述阴极之间。例如,所述空穴阻挡层可设置在所述光发射层和所述电子传输(注入)层之间,但不限于此。各层的厚度可适当地进行选择。例如,各层的厚度可大于或等于约1nm且小于或等于约500nm,但不限于此。所述电子注入层可为通过气相沉积形成的有机层。所述电子传输层可包括无机氧化物纳米颗粒,或者可为通过气相沉积形成的有机层。
所述电子传输层(ETL)和/或所述电子注入层、和/或所述空穴阻挡层可包括选自例如如下的至少一种:1,4,5,8-萘-四羧酸二酐(NTCDA)、浴铜灵(BCP)、三[3-(3-吡啶基)-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)、及其组合,但不限于此。
电子辅助层14可包括电子传输层。所述电子传输层可包括多个纳米颗粒。所述多个纳米颗粒可包括包含锌的金属氧化物。
所述金属氧化物可包括氧化锌、锌镁氧化物、或其组合。所述金属氧化物可包括Zn1-xMxO,其中M为Mg、Ca、Zr、W、Li、Ti、Y、Al、或其组合且0≤x≤0.5。在实施方式中,上式中的M可为镁(Mg)。在实施方式中,在上式中,x可大于或等于约0.01且小于或等于约0.3、例如小于或等于约0.25、小于或等于约0.2、或者小于或等于约0.15。
包括在所述光发射层中的上述纳米结构体的LUMO的绝对值可大于或小于所述金属氧化物的LUMO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。
在实施方式中,电子辅助层14(例如,电子注入层、电子传输层、或空穴阻挡层)的各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,但不限于此。
根据实施方式的器件可具有正常(正置)结构。在实施方式中,在所述器件中,设置在透明基板100上的阳极10可包括基于金属氧化物的透明电极(例如,ITO电极),并且面对阳极10的阴极50可包括导电金属(例如,具有相对低的功函,Mg、Al等)。空穴辅助层20(例如,空穴注入层例如PEDOT:PSS和/或p型金属氧化物、和/或空穴传输层例如TFB和/或PVK)可提供在透明电极10和光发射层30之间。所述空穴注入层可靠近所述透明电极设置,并且所述空穴传输层可靠近所述光发射层设置。电子辅助层40例如电子注入/传输层可设置在光发射层30和阴极50之间。(参见图1)
根据另一实施方式的器件可具有倒置结构。在此,设置在透明基板100上的阴极50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10可包括金属(例如,具有相对高的功函,Au、Ag等)。例如,(任选掺杂的)n型金属氧化物(结晶Zn金属氧化物)等可作为电子辅助层40(例如,电子传输层)设置在透明电极50和光发射层30之间。MoO3或其它p型金属氧化物可作为空穴辅助层20(例如,包括TFB和/或PVK的空穴传输层和/或包括MoO3或其它p型金属氧化物的空穴注入层)设置在金属阳极10和光发射层30之间。参见图2。
上述器件可通过适当的方法制造。例如,所述电致发光器件可通过如下制造:任选地在电极设置在其上的基板上(例如,通过沉积或涂覆)形成空穴辅助层,形成包括纳米结构体(例如,上述纳米结构体的图案)的光发射层,和在所述光发射层上(例如,通过气相沉积或涂覆)形成(任选地,电子辅助层和)电极。形成电极/空穴辅助层/电子辅助层的方法可适当地选择且没有特别限制。
在实施方式的显示器件中,所述蓝色光发射层可具有大于或等于约5%、大于或等于约5.5%、大于或等于约6%、大于或等于约6.5%、大于或等于约7%、大于或等于约7.5%、大于或等于约7.7%、大于或等于约8%、大于或等于约8.5%、大于或等于约9%、大于或等于约9.6%、大于或等于约9.7%、或者大于或等于约10%的最大外量子效率(EQE)。所述蓝色光发射层可具有小于或等于约100%、小于或等于约50%、小于或等于约30%、小于或等于约20%、或者小于或等于约10%的最大外量子效率(EQE)。
在所述发光器件或所述显示器件中,所述蓝色光发射层可具有大于或等于约30,000cd/m2、大于或等于约31,000cd/m2、大于或等于约32,000cd/m2、大于或等于约33,000cd/m2、大于或等于约34,000cd/m2、大于或等于约35,000cd/m2、大于或等于约36,000cd/m2、大于或等于约37,000cd/m2、大于或等于约38,000cd/m2、大于或等于约39,000cd/m2、大于或等于约40,000cd/m2、大于或等于约44,000cd/m2、大于或等于约50,000cd/m2、或者大于或等于约52,000cd/m2的最大亮度。在所述发光器件或所述显示器件中,所述蓝色光发射层可具有小于或等于约1,000,000cd/m2、小于或等于约900,000cd/m2、小于或等于约800,000cd/m2、小于或等于约700,000cd/m2、小于或等于约600,000cd/m2、小于或等于约500,000cd/m2、小于或等于约400,000cd/m2、小于或等于约300,000cd/m2、小于或等于约200,000cd/m2、小于或等于约100,000cd/m2、小于或等于约90,000cd/m2、小于或等于约80,000cd/m2、小于或等于约70,000cd/m2、小于或等于约60,000cd/m2、或者小于或等于约50,000cd/m2的最大亮度。
在所述发光器件或所述显示器件中,所述蓝色光发射层可呈现出改善的寿命。在所述发光器件或所述显示器件中,所述蓝色光发射层可具有大于或等于约1小时、大于或等于约1.5小时、大于或等于约2小时、大于或等于约2.5小时、大于或等于约3小时、大于或等于约3.5小时、大于或等于约4小时、大于或等于约4.5小时、大于或等于约5小时、大于或等于约5.5小时、大于或等于约6小时、或者大于或等于约6.5小时的T90。在所述发光器件或所述显示器件中,所述蓝色光发射层可具有小于或等于约500小时、小于或等于约300小时、小于或等于约100小时、小于或等于约90小时、小于或等于约80小时、小于或等于约70小时、小于或等于约60小时、小于或等于约50小时、小于或等于约40小时、或者小于或等于约30小时的T90。
下面描述具体实施例。然而,下面描述的实施例仅用于具体例示或说明本公开内容,并且本公开内容的范围不限于此。
实施例
[1]电致发光光谱分析
用Keithley 2635B源表测量根据施加的电压的电流,并且使用CS2000光谱仪测量发光器件的电致发光性质(例如,亮度)。
[2]寿命特性
T90(小时):在预定亮度(例如,650尼特)下驱动器件,并且测定亮度(例如,辉度)降低到初始亮度(100%)的90%所花费的时间(小时)。
T50(小时):在预定亮度(例如,650尼特)下驱动器件,并且测定亮度降低到初始亮度(100%)的50%所花费的时间(小时)。
除非另外说明,否则以下合成在惰性气氛下(例如,在氮气下)进行。除非另外说明,否则前体含量作为摩尔含量提供。
合成实施例1:
通过将硒(Se)和碲(Te)分别分散在三辛基膦(TOP)中而制备Se/TOP储备溶液(原液)和Te/TOP储备溶液。在包含三辛基胺的反应器中,将0.125毫摩尔(mmol)的乙酸锌与油酸一起添加到反应器并且在真空下在120℃下加热。在1小时后,将氮气引入反应器中。将反应器加热到300℃,并且将以0.03:1或0.05:1的Te:Se摩尔比的Se/TOP储备溶液和Te/TOP储备溶液快速注入反应器中。当反应完成时,将反应溶液快速冷却至室温并且向反应器添加丙酮。将反应产物混合物离心并且将形成的沉淀物分离并分散在甲苯中以获得ZnSeTe芯。
将预定量的乙酸锌和油酸添加到包含三辛基胺的烧瓶并且将所获得的混合物在真空下在120℃下加热10分钟。然后将氮气(N2)引入反应器中,将混合物加热至180℃,并将获得的ZnTeSe芯添加到反应器,并且将预定量的Se/TOP储备溶液和预定量的S/TOP储备溶液(通过将硫(S)分散在三辛基膦(TOP)中而制备)添加到其。将反应温度设定在约280℃。当反应完成时,将反应器冷却至室温并且将所得纳米晶体通过离心分离,用乙醇洗涤,且分散在甲苯中以获得发射蓝色光的纳米结构体(例如,量子点)。
S/TOP和Se/TOP的量以及锌前体的量被调节以获得具有表6中所述组成和尺寸的量子点。
合成实施例2:
在200mL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下在120℃下加热。在1小时后,将氮气引入反应器中并且将反应器在280℃下加热,将三(三甲基甲硅烷基)膦(TMS3P)和三辛基膦的混合溶液快速注入反应器中并反应20分钟。随后,将反应溶液快速冷却至室温,并且向反应溶液添加丙酮。将所得沉淀物通过离心分离,并分散在甲苯中。TMS3P以0.5摩尔/1摩尔铟的量使用。获得的InP(半导体纳米晶体)芯具有约3nm的尺寸。
通过将硒分散在三辛基膦中而制备Se/TOP储备溶液,并且通过将硫分散在三辛基膦中而制备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在120℃下真空处理10分钟。将氮气引入反应烧瓶中并且将反应溶液加热至320℃。将InP芯的甲苯分散体添加到反应烧瓶,并且将预定量的Se/TOP和任选的预定量的乙酸锌以三次或更多次单独的注射添加到烧瓶。该反应提供包含在InP芯上具有ZnSe壳的颗粒的反应溶液。
随后,在320℃的反应温度下,将S/TOP储备溶液和预定量的乙酸锌注入反应溶液中。进行反应以获得在ZnSe壳上具有ZnS壳的颗粒。
向获得的反应混合物添加过量的乙醇并且将所得纳米结构体通过离心分离。在离心后,将所述纳米结构体干燥并且分散在氯仿或甲苯中以获得发射红色光的纳米结构体(例如,量子点)。
合成实施例3:
根据与合成实施例1相同的方法合成发射蓝色光的量子点,除了如下之外:在芯合成期间不使用碲。
参考例1:ZnMgO的合成
将乙酸锌二水合物和乙酸镁四水合物添加到反应器中的二甲亚砜中以提供以下化学式,并且将反应器在空气中在60℃加热。随后,将氢氧化四甲基铵五水合物的乙醇溶液以3毫升/分钟(mL/min)的速率以逐滴方式添加到反应器。将所获得的混合物搅拌1小时,并且将所制造的Zn1-xMgxO纳米颗粒用离心机分离且分散在乙醇中以获得ZnxMg1-xO纳米颗粒,其中x=0.15。
实施例1-1和1-2:
通过将根据合成实施例1的发射蓝色光的量子点(对于实施例1-2,Te0.03;和对于实施例1-1,Te 0.05)分散在辛烷中以制备各量子点溶液,根据以下方法制造实施例1-1和1-2的电致发光器件:
在沉积有ITO电极(阳极)的玻璃基板上,以旋涂法分别形成PEDOT:PSS和TFB层作为空穴注入层(HIL)和空穴传输层(HTL)。在TFB层上,旋涂所述量子点溶液以形成光发射层。在光发射层上,通过使用参考例1的ZnxMg1-xO纳米颗粒形成锌镁氧化物纳米颗粒层作为电子辅助层,然后,在其上沉积Al电极。
在ITO电极和Al电极之间施加电压(0至8V,即偏压),并且测量EL发光性质。结果示于表1以及图4A和4B(对于实施例1-1的器件)中。
对比例1:
根据与实施例1相同的方法制造电致发光器件,除了如下之外:使用通过将根据合成实施例2的量子点分散在辛烷中而制备的量子点溶液。
在ITO电极和Al电极之间施加电压(0至8V),并且测量EL发光性质。结果示于表2中。
对比例2:
根据与实施例1相同的方法制造电致发光器件,除了如下之外:使用通过将合成实施例3的量子点分散在辛烷中而制备的量子点溶液。
在ITO电极和Al电极之间施加电压(0至8V),测量EL发光性质。结果示于表2中。
表1
表2
参照表1以及图4A和4B的结果,根据实施例的发光器件呈现出取决于向其施加的偏压的电致发光波长的蓝移(例如,在施加的相对低的电压下)或红移,且因此,如果向实施例的器件施加相对高的电压,则可将电致发光波长的变化控制或限制在期望的范围内。另外,所述结果证实,根据实施例的发光器件可呈现出如下现象:其中当偏压增加时,电致发光峰的半宽度(FWHM)减小。表2的结果证实,在根据对比例1和2的发光器件的情况中,当所施加的偏压增加时,器件的电致发光波长增加而没有显示出任何蓝移,并且其电致发光峰的半宽度(FWHM)也增加。
测量制造的器件的电致发光性质(最大EQE、最大亮度)和寿命特性,并且结果示于表3以及图5A和5B中。
参照所述结果,与对比例的器件相比,实施例的器件呈现出改善的电致发光性质和寿命。
表3
测量器件的取决于向其施加的偏压的亮度和电流密度,且结果示于表4和5中。
表4
表5
实施使用Shimadzu ICPS-8100的电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)分析和使用UT F30 Tecnai电子显微镜的透射电子显微镜法分析,且结果总结于表6中。
表6
尽管已经关于目前被认为是实践性的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。相反,其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。
Claims (20)
1.电致发光显示器件,其包括蓝色像素,其中所述电致发光显示器件包括:
具有彼此相对的表面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光发射层,
其中所述光发射层包括设置在所述蓝色像素中且包含多个纳米结构体的蓝色光发射层,其中所述多个纳米结构体不包括镉,其中所述蓝色光发射层配置成在所述第一电极和所述第二电极之间施加偏压时呈现出大于或等于445纳米且小于或等于480纳米的发射峰波长(λ最大),
其中在从第一电压到比所述第一电压大至少5伏的第二电压的偏压变化期间,所述蓝色光发射层的发射峰波长(λ最大)配置成呈现出比在所述第一电压下的发射峰波长和在所述第二电压下的发射峰波长小的第一发射峰波长,
其中
在所述偏压变化期间,所述发射峰波长(λ最大)的变化宽度小于或等于4纳米。
2.如权利要求1所述的电致发光显示器件,其中在所述第一和第二电压下的发射峰波长之间的差小于4nm。
3.如权利要求1所述的电致发光显示器件,其进一步包括电荷辅助层,所述电荷辅助层包括包含有机化合物的空穴辅助层、和/或包含金属氧化物纳米颗粒的电子辅助层。
4.如权利要求1所述的电致发光显示器件,其中
所述多个纳米结构体包括第一半导体纳米晶体和第二半导体纳米晶体,所述第一半导体纳米晶体包括锌、硒、和碲,所述第二半导体纳米晶体包括包含锌、硒、和硫的锌硫属化物且不同于所述第一半导体纳米晶体,并且
在所述多个纳米结构体中,
碲对硒的摩尔比大于或等于0.0021:1且小于或等于0.05:1,和
硫对硒的摩尔比大于或等于0.1:1且小于或等于1:1。
5.如权利要求1所述的电致发光显示器件,其中
所述多个纳米结构体包括第一半导体纳米晶体和第二半导体纳米晶体,所述第一半导体纳米晶体包括锌、硒、和碲,所述第二半导体纳米晶体包括包含锌、硒、和硫的锌硫属化物且不同于所述第一半导体纳米晶体,并且
在所述多个纳米结构体中,
碲对硒的摩尔比大于或等于0.001:1且小于或等于0.05:1,和
硫对锌的摩尔比大于或等于0.23:1且小于或等于0.40:1。
6.如权利要求1所述的电致发光显示器件,其中所述蓝色光发射层在电压A下具有第一发射峰波长(第一λ最大)的最小值,其中电压A大于所述第一电压且小于或等于所述第二电压。
7.如权利要求1所述的电致发光显示器件,其中在所述蓝色光发射层中,在所述第一电压下的发射峰波长和在所述第二电压下的发射峰波长之间的差小于或等于3纳米。
8.如权利要求1所述的电致发光显示器件,其中在所述第二电压下的发射峰的半宽度小于在所述第一电压下的发射峰的半宽度。
9.如权利要求8所述的电致发光显示器件,其中在所述第二电压下的发射峰的半宽度和在所述第一电压下的发射峰的半宽度之间的差大于或等于1纳米。
10.如权利要求1所述的电致发光显示器件,其中所述发射峰波长(λ最大)的变化宽度大于或等于1纳米。
11.如权利要求1所述的电致发光显示器件,其中所述电致发光显示器件进一步包括红色像素、绿色像素、或红色像素和绿色像素,和其中所述光发射层包括设置在所述红色像素中且包含多个发射红色光的纳米结构体的红色光发射层、和/或设置在所述绿色像素中且包含多个发射绿色光的纳米结构体的绿色光发射层。
12.发光器件,其包括:
具有彼此相对的表面的阳极和阴极;以及设置在所述阳极和所述阴极之间且包括多个纳米结构体的蓝色光发射层,并且
其中所述蓝色光发射层配置成在所述阳极和所述阴极之间施加偏压时呈现出大于或等于445纳米且小于或等于480纳米的发射峰波长,
其中在从第一电压到比所述第一电压大至少5伏的第二电压的偏压变化期间,所述蓝色光发射层的发射峰波长(λ最大)配置成呈现出比在所述第一电压下的发射峰波长和在所述第二电压下的发射峰波长小的第一发射峰波长,
其中在所述偏压变化期间,所述发射峰波长(λ最大)的变化宽度小于或等于4纳米。
13.如权利要求12所述的发光器件,其中在所述第一和第二电压下的发射峰波长之间的差小于4nm。
14.如权利要求12所述的发光器件,其进一步包括辅助层,所述辅助层包括包含有机聚合物化合物的空穴传输层、和/或包含锌镁金属氧化物纳米颗粒的电子辅助层。
15.如权利要求12所述的发光器件,其中
所述多个纳米结构体包括芯和半导体纳米晶体壳,所述芯包括包含锌、硒、和碲的第一半导体纳米晶体,所述半导体纳米晶体壳设置在所述芯上且包括具有与所述第一半导体纳米晶体的组成不同的组成的锌硫属化物,并且
在所述多个纳米结构体中,
碲对硒的摩尔比大于或等于0.0021:1且小于或等于0.05:1,和
硫对硒的摩尔比大于或等于0.1:1且小于或等于1:1。
16.如权利要求12所述的发光器件,其中在所述蓝色光发射层中,在所述第一电压下的发射峰波长和在所述第二电压下的发射峰波长之间的差小于或等于3纳米。
17.如权利要求12所述的发光器件,其中在所述第二电压下的发射峰的半宽度小于在所述第一电压下的发射峰的半宽度。
18.如权利要求12所述的发光器件,其中在所述第二电压下的发射峰的半宽度和在所述第一电压下的发射峰的半宽度之间的差大于或等于1纳米,或者
其中所述发射峰波长的变化宽度大于或等于1纳米。
19.如权利要求12所述的发光器件,其中所述发光器件具有大于或等于1小时的T90。
20.如权利要求12所述的发光器件,其中所述发光器件具有大于或等于30,000坎德拉/平方米的最大亮度。
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