CN117641966A - 电致发光器件和显示设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电致发光器件和显示设备。电致发光器件包括设置在第一电极和第二电极之间的量子点层、以及设置在所述量子点层和所述第二电极之间的电子传输层；其中所述量子点层配置成发射第一光，所述量子点层包括第一量子点，其中所述第一量子点包括第一半导体纳米晶体，其中所述电子传输层包括锌氧化物纳米颗粒，其中所述电致发光器件进一步包括在所述量子点层和所述电子传输层之间的第一层，所述第一层包括无机纳米颗粒，其中所述无机纳米颗粒具有与所述锌氧化物纳米颗粒和所述第一量子点不同的组成，和其中所述多个无机纳米颗粒金属硫属化物，和所述金属硫属化物具有比所述第一光的光能大的带隙能量。
Description
对相关申请的交叉引用
本申请要求2022年8月31日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2022-0109987的优先权、以及由其产生的所有权限，将其内容全部通过引用引入本文。
技术领域
本公开内容涉及发光(例如，电致发光)器件和包括所述电致发光器件的显示设备。
背景技术
具有纳米尺寸的半导体纳米颗粒(例如，半导体纳米晶体颗粒)可呈现发光性质。例如，包括半导体纳米晶体的量子点可呈现量子限制效应。当得自光激发或所施加电压的处于激发态的电子从导带跃迁至价带时，可发生来自所述半导体纳米颗粒的发光。通过调节所述半导体纳米颗粒的尺寸、所述半导体纳米颗粒的组成、或其组合，所述半导体颗粒可配置成发射期望波长区域的光。
半导体纳米颗粒可例如用于发光器件(例如，电致发光器件)或包括所述电致发光器件的显示设备。
发明内容
实施方式提供如下发光器件：其配置成发射光，例如通过向纳米结构体(例如，半导体纳米颗粒例如量子点)施加电压，例如在有或没有单独的照射光源的情况下。
实施方式提供如下显示设备(例如，量子点-发光二极管(“QD-LED”)显示设备)：其包括半导体纳米颗粒例如量子点作为像素配置中(例如，蓝色像素、红色像素、绿色像素、或其组合的配置)中的发光层的组分。
实施方式提供制造所述电致发光器件的方法。
在实施方式中，电致发光器件包括：
彼此间隔开的第一电极和第二电极(例如，各电极具有彼此相对的表面)、设置在所述第一电极和所述第二电极之间的量子点层、以及设置在所述量子点层和所述第二电极之间的电子传输层；
其中所述量子点层配置成发射第一光，所述量子点层包括多个第一量子点，
其中所述第一量子点包括第一半导体纳米晶体，
其中所述电子传输层包括锌氧化物纳米颗粒，
其中所述电致发光器件进一步包括在所述量子点层和所述电子传输层之间的第一层，所述第一层包括多个无机纳米颗粒，
其中所述无机纳米颗粒具有与所述锌氧化物纳米颗粒和所述第一量子点(例如，所述第一半导体纳米晶体)不同的组成，和
其中所述无机纳米颗粒包括金属硫属化物，和其中所述金属硫属化物具有比所述第一光的光能(光学能量)大的带隙能量。
所述金属硫属化物的带隙能量可大于或等于约2.9eV、大于或等于约3.2eV、大于或等于约3.4eV且小于或等于约10eV。
所述第一光可具有红色光光谱、绿色光光谱、或蓝色光光谱。
所述第一光的半宽度可小于或等于约55纳米(nm)、小于或等于约46nm、或者小于或等于约45nm。
所述第一光(或其发光峰)可具有大于或等于约1nm、或者大于或等于约10nm的半宽度。
当将在所述电致发光器件上的施加电压从约2伏改变为约6伏时，所述第一光的发光峰可呈现大于或等于约8nm且小于或等于约15nm的蓝移。
当将在所述电致发光器件上的施加电压从约2伏改变为约6伏时，所述第一光的半宽度可减小大于或等于约8nm且小于或等于约20nm。
所述第一量子点可具有芯-壳结构。所述芯壳结构可包括芯和设置在所述芯上的壳，所述芯包括所述第一半导体纳米晶体。所述壳可包括结晶的或非晶的无机材料。
所述第一半导体纳米晶体可包括锌硫属化物(例如，硒化锌、硒碲化锌)、磷化铟、或其组合。
所述量子点层可不包括所述多个无机纳米颗粒。
所述锌氧化物纳米颗粒可进一步包括碱金属、碱土金属、Zr、W、Li、Ti、Y、Al、镓、铟、锡(Sn)、钴(Co)、钒(V)、或其组合。
所述金属硫属化物可包括锌、镁、钙、钡、或其组合。
所述金属硫属化物可包括硫化镁、硒化镁、硫硒化镁、硒化锌镁、硫化锌镁、硫化锌、硒硫化锌、或其组合。
所述无机纳米颗粒可具有大于或等于约2nm、或者大于或等于约2.5nm的尺寸(或平均尺寸，下文中，尺寸)。
所述无机纳米颗粒可具有小于或等于约30nm或者小于或等于约20nm的尺寸。
所述金属硫属化物的带隙能量可大于或等于约3.0eV、或者大于或等于约3.4eV。
所述无机纳米颗粒可呈现大于或等于约3.0eV、或者大于或等于约3.4eV的带隙能量。
所述无机纳米颗粒或所述金属硫属化物可呈现小于或等于约7eV、小于或等于约6.8eV、或者小于或等于约5.5eV的带隙能量。
所述第一层可进一步包括多个半导体纳米晶体颗粒(例如，第二量子点)。所述半导体纳米晶体颗粒或所述第二量子点可包括所述第一半导体纳米晶体。在所述第一层中，所述第二量子点可具有包括如下的芯壳结构：包括所述第一半导体纳米晶体的芯和设置在所述芯上的壳。所述壳可包括结晶或非晶的无机材料。
所述第一或第二量子点或者所述第一半导体纳米晶体可包括II-VI族化合物、III-V族化合物、IV-VI族化合物、IV族元素(单质)或其化合物、I-III-VI族化合物、I-II-IV-VI族化合物、或其组合。
在实施方式中，所述第一半导体纳米晶体可包括锌硫属化物、磷化铟、或其组合。
所述第一层可具有大于或等于约4nm的厚度。
所述第一层可具有小于或等于约50nm的厚度。
所述量子点层可具有大于或等于约5nm、或者大于或等于约7nm的厚度。
所述量子点层可具有小于或等于约80nm、或者小于或等于约50nm的厚度。
在实施方式中，所述电致发光器件包括：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光层，所述发光层包括半导体纳米颗粒群；和任选地，在所述发光层和所述第二电极之间的电子辅助层，
其中所述发光层配置成发射第一光，
其中所述半导体纳米颗粒群包括多个量子点和多个无机纳米颗粒，
其中所述第一光具有大于或等于约1nm且小于或等于约55nm的半宽度(拥有大于或等于约1nm且小于或等于约55nm的半宽度的最大发射峰)，
其中所述半导体纳米颗粒群在尺寸分析中呈现包括第一峰值颗粒尺寸和第二峰值颗粒尺寸的多模态(多峰)分布(例如，双模态(双峰)分布)，
其中所述第二峰值颗粒尺寸大于所述第一峰值颗粒尺寸，
和其中所述第一峰值颗粒尺寸大于或等于约2nm且小于或等于约15nm。
所述第一光可具有红色光光谱、绿色光光谱、或蓝色光光谱。
所述量子点可包括第一半导体纳米晶体。
所述无机纳米颗粒可包括金属硫属化物，并且所述无机纳米颗粒或所述金属硫属化物的带隙能量可比所述第一半导体纳米晶体的带隙能量或所述第一光的光能大了大于或等于约0.1eV(例如，大于或等于约0.2eV、或者大于或等于约0.5eV)。
所述量子点可包括锌硫属化物，其包括锌和硒、以及任选地碲，并且所述无机纳米颗粒可包括金属硫化物，并且所述金属硫化物可包括锌、镁、或其组合。所述锌硫属化物可包括ZnSe、ZnSeTe、ZnSeS、或其组合。所述量子点可进一步包括硫化锌。
所述金属硫属化物或所述无机颗粒的带隙能量可大于或等于约2.9电子伏且小于或等于约10电子伏；或者大于或等于约3.4电子伏且小于或等于约6.8电子伏。
在实施方式中，所述发光层可具有大于或等于约0.1:1、大于或等于约0.5:1且小于或等于约2.0:1、小于或等于约1.5:1、小于或等于约1.1:1、小于或等于约0.8:1的硫对硒的摩尔比。
在实施方式中，所述发光层可具有在约2:1-约5:1、约2.5:1-约4.5:1、约3:1-约4:1、或其组合的范围内的硫对硒的摩尔比。
所述第一峰值颗粒尺寸可大于或等于约3nm、或者大于或等于约3.5nm。
所述第一峰值颗粒尺寸可小于或等于约6nm、小于或等于约5nm。
所述第二峰值颗粒尺寸可大于或等于约7nm、或者大于或等于约8nm。
所述第二峰值颗粒尺寸可小于或等于约50nm、或者小于或等于约40nm。
在实施方式中，所述第一峰值颗粒尺寸和所述第二峰值颗粒尺寸之间的差值可大于或等于约3nm、大于或等于约5nm且小于或等于约20nm、或者小于或等于约8nm。
所述第二峰值颗粒尺寸的频率值(例如，第二模态)或数量对所述第一峰值颗粒尺寸的频率值(例如，第一模态)或数量的比率(例如，双模态比率)可大于或等于约0.1:1。
所述第二峰值颗粒尺寸的频率值或数量(模态)对所述第一峰值颗粒尺寸的频率值或数量(模态)的比率可小于或等于约1:1。
所述电子辅助层可包括电子传输层，且所述电子传输层可包括锌氧化物纳米颗粒，和所述无机纳米颗粒可具有与所述锌氧化物纳米颗粒和所述量子点不同的组成。
所述量子点或所述第一半导体纳米晶体可包括II-VI族化合物、III-V族化合物、IV-VI族化合物、IV族元素(单质)或其化合物、I-III-VI族化合物、I-II-IV-VI族化合物、或其组合。
所述量子点可包括芯和设置在所述芯上的壳，所述芯包括所述第一半导体纳米晶体，并且所述芯或所述第一半导体纳米晶体包括锌硫属化物、磷化铟、或其组合。所述锌硫属化物可包括锌、硒、和任选地碲。所述壳可包括结晶或非晶的无机材料。所述壳可包括硒化锌、硫化锌、硒硫化锌或其组合。
所述量子点可包括锌硫属化物，其包括锌和硒，并且所述无机纳米颗粒可包括金属硫化物，且所述金属硫化物可包括锌、镁、或其组合。所述无机纳米颗粒可不包括ZnSe。所述金属硫化物可包括硫化镁、硒硫化镁、硫化锌镁、硫化锌、或其组合。
所述发光层可包括：第一层，其包括所述无机纳米颗粒和任选地所述量子点；以及量子点层，其包括所述量子点和任选地所述无机纳米颗粒。
在实施方式中，所述第一层可设置在所述量子点层和所述电子辅助层之间。在实施方式中，所述量子点层可设置在所述第一层和所述电子辅助层之间。
在实施方式中，电致发光器件包括：间隔开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光层；和任选地，在所述发光层和所述第二电极之间的电子辅助层，其中所述发光层配置成发射第一光，并且所述发射层包括多个量子点和多个无机纳米颗粒，并且所述第一光具有大于或等于1nm且小于或等于55nm的半宽度(拥有大于或等于约1nm且小于或等于约55nm的半宽度的最大发射峰)。
所述多个无机纳米颗粒具有大于或等于约2nm且小于或等于约15nm的尺寸。在实施方式中，当将所述第一层或所述发光层暴露于发射预定波长的光的高功率激光60秒时，所述第一层或所述发光层可呈现对于100％的初始亮度强度而言大于或等于约100％且小于或等于约120％的亮度强度保持百分比。
当通过向阳极/所述电子传输层/所述第一层或所述发光层/所述电子传输层/阴极的堆叠结构体施加0伏-8伏的电压而获得电流-电压“(JV”)图时，在第一次(初始)扫描期间在3伏下，所述第一层或所述发光层可呈现大于或等于约25毫安/平方厘米(mA/cm2)且小于或等于约158mA/cm2的电流密度。
当通过向阳极/所述电子传输层/所述第一层或所述发光层/所述电子传输层/阴极的堆叠结构体施加0伏-8伏的电压而获得JV图时，所述第一层或所述发光层可具有在第三次扫描期间出现的大于或等于约106mA/cm2(且小于或等于约300mA/cm2)的最大电流密度。
当通过向阳极/包括聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)(“PEDOT”)的空穴辅助层/所述第一层或所述发光层/包括4,4',4"-三(N-咔唑基)-三苯基胺(“TCTA”)的空穴辅助层/阴极的堆叠结构体施加电压(例如8伏)时，所述第一层或所述发光层可呈现大于或等于约0.1mA/cm2、或者大于或等于约15mA/cm2的电流密度。
当通过向阳极/包括聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)(“PEDOT”)的空穴辅助层/所述第一层或所述发光层/包括4,4',4"-三(N-咔唑基)-三苯基胺(“TCTA”)的空穴辅助层/阴极的堆叠结构体施加电压(例如8伏)时，所述第一层或所述发光层可呈现小于或等于约125mA/cm2、或者小于或等于约50mA/cm2的电流密度。
所述电致发光器件可配置成发射蓝色光。
所述电致发光器件可呈现大于或等于约100,000尼特(坎德拉/平方米，cd/m2)的最大亮度。所述电致发光器件可呈现大于或等于约10,000,000尼特的最大亮度。
所述电致发光器件可呈现大于或等于约11％的最大外量子效率。所述最大外量子效率可小于或等于100％、或者小于或等于约60％。
当以约650尼特的初始亮度运行时，所述电致发光器件可具有大于或等于约26小时、大于或等于约36小时、大于或等于约48小时、大于或等于约60小时的T90。当以约650尼特的初始亮度运行时，所述电致发光器件可具有小于或等于约10,000小时、或者小于或等于约5,000小时的T90。
在实施方式中，制造电致发光器件的方法可包括：在第一电极上形成量子点层和第一层，在所述第一层上形成包括锌氧化物纳米颗粒的电子传输层，和在所述电子传输层上形成第二电极，其中所述量子点层包括第一半导体纳米晶体或者包括所述第一半导体纳米晶体的量子点，其中所述第一层包括如下无机纳米颗粒：其包括具有大于或等于约2.9电子伏(eV)且小于或等于约10eV的带隙能量的金属硫属化物并且具有与所述锌氧化物纳米颗粒和所述第一半导体纳米晶体不同的组成。
所述电致发光器件的细节与本文中描述的相同。
在实施方式中，显示设备或电子设备可包括所述电致发光器件。
所述显示设备或电子设备可包括(或者可为)增强现实(“AR”)/虚拟现实(“VR”)设备、手持终端、监视器、笔记本计算机、电视机、电子显示板、相机、用于自动驾驶车辆(autonomous vehicle)或电动车的电子显示部件。
在实施方式中，可提供能够同时呈现改善的寿命和电致发光特性(例如，器件效率和亮度)的电致发光器件。根据实施方式，与量子点或发光半导体纳米颗粒的陷阱能级关联的电子传输通道可被相对地抑制，并且传输至所述发光半导体纳米颗粒的价带的空穴的量可被控制，减少过量空穴的泄漏。在实施方式的电致发光器件中，可由所述发光层或量子点层中的量子点或发光半导体纳米颗粒的能量跃迁(能级跃迁)引起的发光波长向更长波长范围的偏移或猝灭现象可减少。
附图说明
本专利或申请文件含有至少一副以彩色绘制的附图。应请求并且在缴纳必要的费用之后，将由官方提供带有彩色附图的本专利或专利申请公布文件的副本。
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1A为电致发光器件的实施方式的示意性横截面图；
图1B为电致发光器件的实施方式的示意性横截面图；
图1C为电致发光器件的实施方式的示意性横截面图；
图2A为电致发光器件的实施方式的示意性横截面图；
图2B为电致发光器件的实施方式的示意性横截面图；
图2C为电致发光器件的实施方式的示意性横截面图；
图3A为显示根据实施方式的器件的发光层中包括的半导体纳米颗粒群的尺寸分布(例如，双模态分布)的数量(任意单位(a.u.))对尺寸(任意单位)的图；
图3B为显示根据实施方式的器件的发光层中包括的半导体纳米颗粒群的尺寸分布(例如，双模态分布)的数量(任意单位)对尺寸(任意单位)的图；
图4A说明电致发光器件中的发光层(量子点层和第一层)的实施方式的示意性横截面图；
图4B说明电致发光器件中的发光层(量子点层和第一层)的实施方式的示意性横截面图；
图4C说明电致发光器件中的发光层(量子点层和第一层)的实施方式的示意性横截面图；
图4D说明电致发光器件中的发光层(量子点层和第一层)的实施方式的示意性横截面图；
图4E说明电致发光器件中的发光层(量子点层和第一层)的实施方式的示意性横截面图；
图4F说明电致发光器件中的发光层(量子点层和第一层)的实施方式的示意性横截面图；
图4G说明实施方式的电致发光器件中的发光层的示意性横截面图；
图4H说明实施方式的电致发光器件中的发光层的示意性横截面图图4I说明电致发光器件中的发光层的实施方式的示意性横截面图；
图4J说明电致发光器件中的发光层的实施方式的示意性横截面图；
图5A为说明显示面板的实施方式的示意性平面图；
图5B为沿着如图5A中所示的线IV-IV所取的横截面图；
图6为实施例1(QD/QD:ZnS(1:1))和对比例1(QD/QD)的电致发光器件的外量子效率(“EQE”)(百分比(％))对亮度(L)(坎德拉/平方米(cd/m2))的图；
图7A为实施例1和对比例1的电致发光器件的电致发光(“EL”)峰值发射(“EL最大”)波长(纳米(nm))对电压(伏(V))的图；
图7B为实施例1和对比例1的电致发光器件的半宽度“(FWHM”)(nm)对电压(V)的图；
图8为显示实验实施例1的结果(光致发光特性分析)的归一化的(标准化的)强度(％)对时间(秒(s))的图；
图9A为显示实验实施例2的结果的对于第一次扫描的电流密度(毫安/平方厘米(mA/cm2))对电压(V)的图；
图9B为显示实验实施例2的结果的对于第三次扫描的电流密度(毫安/平方厘米(mA/cm2))对电压(V)的图；
图10A、10B和10C分别为用于制备实施例1的电致发光器件中的发光层(QD层和第一层)的量子点、无机颗粒和其混合物的扫描电子显微镜(SEM)分析结果；
图11为用于制备实施例1的电致发光器件中的发光层(QD层和第一层)的量子点和无机纳米颗粒的混合物的通过透射电子显微镜法(“TEM”)获得的计数对直径(nm)的尺寸分布(直方图)；
图12A为实施例1的电致发光器件的发光层中的横截面的TEM图像；和
图12B为实施例1的电致发光器件中的发光层的横截面的TEM-能量色散X-射线(“EDX”)图像。
图12C为合成实施例3中制备的无机纳米颗粒(ZnS纳米颗粒)的光致发光光谱。
具体实施方式
参照以下实例实施方式以及附于此的附图，本公开内容的优点和特性、以及用于实现其的方法将变得清楚。然而，实施方式不应被解释为限于本文中阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式使得本公开内容将是透彻和完备的，并且将本发明的范围充分地传达给本领域技术人员。
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类似的元件。在附图中，为了清楚，夸大层、膜、面板、区域等的厚度。并且在附图中，为了便于描述，夸大一些层和区域的厚度。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图示的区域的具体形状，而是包括由例如制造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和/或非线性的特征。而且，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说明区域的精确形状且不意图限制本权利要求的范围。
此外，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，不存在中间元件。此外，设置“在”参照部分“上”意味着设置在参照部分上方或下方并且未必意指“在……上方”。
将理解，尽管术语“第一”、“第二”、“第三”等可在本文中用来描述各种元件、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。这些术语仅用来使一个元件、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用于描述具体实施方式的目的并且不意图为限制性的。如本文中使用的，单数形式“一种(个)(不定冠词)(a，an)”和“所述(该)”意图包括复数形式(包括“至少一种(个)”在内)，除非内容清楚地另有说明。例如，“纳米颗粒”和“所述纳米颗粒”可指单一颗粒或多个颗粒。“至少一种(个)”不被解释为限于“一种(个)(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种或多种另外的特征、区域、整体、步骤、操作、元件、组分、和/或其集合。
在本文中可使用相对术语例如“下部”或“底部”和“上部”或“顶部”来描述如图中所示的一个元件与另外的元件的关系。将理解，除图中所描绘的方位之外，相对术语还意图涵盖器件的不同方位。例如，如果将图之一中的器件翻转，被描述为在其它元件的“下部”侧上的元件则将定向在所述其它元件的“上部”侧上。因此，取决于图的具体方位，示例性术语“下部”可涵盖“下部”和“上部”两种方位。类似地，如果将图之一中的器件翻转，被描述为“在”其它元件“下方”或“下面”的元件则将定向“在”所述其它元件“上方”。因此，示例性术语“在……下方”或“在……下面”可涵盖在……上方和在……下方两种方位。
如本文中使用的，术语“横截面图”意指如下情况：其中将所给物体的横截面切割，例如，以基本上竖直的方向，并且在侧面观察。
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)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，例如在常用的例如非技术词典中定义的那些，应被解释为具有与它们在本公开内容和相关领域的背景中的含义一致的含义，并且将不在理想化或过于形式的意义上进行解释，除非在本文中清楚地如此定义。
下文中，功函、导带、或最低未占分子轨道(“LUMO”)(或价带或最高占据分子轨道“(HOMO”))能级的值作为距离真空能级的绝对值表示。此外，当功函或能级被称为“深的”、“高的”、或“大的”时，功函或能级具有基于“0电子伏(eV)”的真空能级的大的绝对值，而当功函或能级被称为“浅的”、“低的”、或“小的”时，功函或能级具有基于“0eV”的真空能级的小的绝对值。
如本文中使用的，平均(值)可为均值或中值。在实施方式中，平均(值)可为均值平均。
如本文中使用的，术语“峰值发射波长”是光的所给发射光谱达到其最大值时的波长。
如本文中使用的，第一光的光能为对应于第一光的峰值发射波长的光子能量。已知光的能量(或光子能量)E按照以下方程与波长成反比：
E＝hc/λ(方程1)
其中h为普朗克常数(6.6261x 10-34J*s)且c为光的速度(2.9979x 108m/s)。
光子能量可使用任何能量单位、例如电子伏(eV)或焦耳(J)表示。
根据国际量制(International System of Quantities)(SI)的约1eV的定义，以上方程1可对于以eV计的光子能量和以nm计的波长重写为：
E(eV)＝1240/λ(nm)(方程2)。
如本文中使用的，术语“族”可指周期表的族。
如本文中使用的，“I族”指的是IA族和IB族，并且实例可包括Li、Na、K、Rb、和Cs，但是不限于此。
如本文中使用的，“II族”指的是IIA族和IIB族，并且II族金属的实例可为Cd、Zn、Hg、和Mg，但是不限于此。
如本文中使用的，“III族”指的是IIIA族和IIIB族，并且IIIA族金属的实例可为Al、In、Ga、和Tl，并且IIIB族的实例可为钪、钇等，但是不限于此。
如本文中使用的，“IV族”指的是IVA族和IVB族，并且IVA族金属的实例可为Si、Ge、和Sn，并且IVB族金属的实例可为钛、锆、铪等，但是不限于此。
如本文中使用的，“V族”包括VA族并且包括氮、磷、砷、锑、和铋，但是不限于此。
如本文中使用的，“VI族”包括VIA族并且包括硫、硒、和碲，但是不限于此。
如本文中使用的，“金属”包括半金属例如Si。
如本文中使用的，基团或分子中的碳原子的数量可作为下标(例如，C6-50)或作为C6-C50提及。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，“取代(的)”指的是化合物或基团的氢、例如至少一个氢代替为包括如下的相应的基团部分：C1-C30烷基、C2-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)、硫醇基团(-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)、或其组合。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，“烃”或“烃基团”指的是包括碳和氢的化合物或基团(例如，烷基、烯基、炔基、或芳基)。所述烃基团可为通过从烷烃、烯烃、炔烃、或芳烃除去氢原子、例如一个或多个氢原子而形成的单价基团或者具有大于1的化合价的基团。在所述烃或烃基团中，亚甲基、例如至少一个亚甲基可被氧部分、羰基部分、酯部分、-NH-、或其组合代替。除非另有相反说明，否则所述烃化合物或烃基团(烷基、烯基、炔基、或芳基)可具有1-60、2-32、3-24、或4-12个碳原子。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，“烷基”指的是线型或支化的饱和单价烃基团(甲基、乙基己基等)。在实施方式中，烷基可具有1-50个碳原子、或1-18个碳原子、或1-12个碳原子。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，“烯基”指的是具有碳-碳双键的线型或支化的单价烃基团。在实施方式中，烯基可具有2-50个碳原子、或2-18个碳原子、或2-12个碳原子。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，“炔基”指的是具有碳-碳三键的线型或支化的单价烃基团。在实施方式中，烯基可具有2-50个碳原子、或2-18个碳原子、或2-12个碳原子。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，“芳基”指的是通过从芳烃除去氢、例如至少一个氢而形成的基团(例如，苯基或萘基)。在实施方式中，芳基可具有6-50个碳原子、或6-18个碳原子、或6-12个碳原子。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，“杂”指的是包括1-3个杂原子，例如N、O、S、Si、P、或其组合。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，“烷氧基”指的是连接至氧的烷基(例如，烷基-O-)，例如甲氧基、乙氧基、或仲丁氧基。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，“胺”为由NR3表示的化合物，其中各R独立地为氢、C1-C12烷基、C7-C20烷基芳基、C7-C20芳基烷基、或C6-C18芳基。
如本文中使用的，表述“不包括镉(或其它有害的重金属)”可指如下情况：其中镉(或被认为有害的另外的重金属)的浓度可为小于或等于约100重量百万分率(“ppmw”)、小于或等于约50ppmw、小于或等于约10ppmw、小于或等于约1ppmw、小于或等于约0.1ppmw、小于或等于约0.01ppmw、或者约零。在实施方式中，可基本上不存在任何量的镉(或其它有毒的重金属)，或者如果存在，镉(或其它重金属)的量可小于或等于所给分析工具(例如，电感耦合等离子体原子发射光谱法仪器)的检测极限或者作为杂质水平。
除非相反提及，否则本文中叙述的数值范围是包括性的。除非相反提及，否则本文中叙述的数值范围包括在所叙述范围的端点内的任何实数并且包括其端点。如本文中使用的，对于各数值所阐述的上和下端点可被独立地组合以提供范围。
如本文中使用的“约”包括所陈述的值并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内，或者在±5％内。
如本文中使用的，纳米颗粒是具有拥有纳米级尺度的区域或特征尺度、例如至少一个区域或特征尺度的结构体。在实施方式中，纳米结构体的尺度(或平均尺度)小于或等于约500nm、小于或等于约300nm、小于或等于约250nm、小于或等于约150nm、小于或等于约100nm、小于或等于约50nm、或者小于或等于约30nm。在实施方式中，纳米颗粒可具有任何合适的形状。纳米颗粒(例如，半导体纳米颗粒或金属氧化物纳米颗粒)可包括纳米线、纳米棒、纳米管、支化的纳米结构体、纳米四足体、纳米三足体、纳米双足体、纳米晶体、纳米点、多足型形状例如至少两个足等，并且不限于此。纳米颗粒为，例如，基本上结晶的、基本上单晶的、多晶的、(例如，至少部分地)非晶的、或其组合。
在实施方式中，量子点为一种类型的半导体纳米晶体颗粒，并且为可呈现量子限制效应或激子限制效应的纳米结构体。如本文中使用的，术语“量子点”或“半导体纳米颗粒”就其形状而言没有限制，除非另有限定。半导体纳米颗粒或量子点可具有比具有相同组成的块体晶体材料的玻尔(Bohr)激发直径小的尺寸，并且可呈现量子限制效应。所述半导体纳米颗粒或所述量子点可包括充当发射中心的半导体纳米晶体，并且通过控制纳米晶体的尺寸，其可配置成发射与其带隙能量对应的期望峰值发射波长的光。所述发射中心可包括或可不包括掺杂剂。所述掺杂剂的存在可基本上不影响所述半导体纳米晶体的峰值发射波长，并且根据所述掺杂剂的存在，所述峰值发射波长的变化可小于10nm、小于或等于约7nm、小于或等于约5nm、或者小于或等于约3nm。
如本文中使用的，术语“T50”为随着以预定初始明亮度(例如，亮度)(例如，650尼特)开始驱动、例如运行所给器件，例如当以预定初始明亮度(例如，亮度)(例如，650尼特)开始驱动、例如运行所给器件时，所给器件的明亮度降低至初始明亮度(100％)的50％的时间(小时，hr)。
如本文中使用的，术语“T90”为随着以预定初始明亮度(例如，亮度)(例如，650尼特)开始驱动所给器件，所给器件的明亮度降低至初始明亮度(100％)的90％的时间(hr)。
如本文中使用的，短语“外量子效率”或EQE是从发光二极管(“LED”)发射的光子的数量对通过器件的电子的数量的比率，且可为所给器件如何有效地将电子转化为光子并且容许光子逃逸的量度。在实施方式中，EQE可通过以下方程确定：
EQE＝注入效率x(固态)量子产率x提取效率。
其中注入效率是注入到活性(有源)区域中的通过器件的电子的比例，量子产率是在活性区域中的如下的所有电子-空穴复合的比例：其是辐射性的且产生光子，提取效率是从所给器件逃逸的在活性区域中产生的光子的比例。
如本文中使用的，最大EQE为EQE的最大值。
如本文中使用的，最大亮度为所给器件的亮度的最高值。
如本文中使用的，短语量子效率可与短语量子产率可互换地使用。在实施方式中，量子效率可为相对量子产率或绝对量子产率，例如，其可通过任何合适的(例如可商购获得的)设备容易地测量。量子效率(或量子产率)可以溶液状态或者固态(以复合物)测量。在实施方式中，“量子产率(或量子效率)”可为(例如，通过纳米结构体或纳米结构体群)发射的光子对吸收的光子的比率。在实施方式中，量子效率可通过任何合适的方法测定。例如，可存在两种用于测量荧光量子产率或效率的方法：绝对方法和相对方法。
绝对方法通过经由使用积分球检测所有样品荧光而直接获得量子产率。在相对方法中，可将标准样品(例如，标准染料)的荧光强度与未知样品的荧光强度比较以计算该未知样品的量子产率。取决于其光致发光“(PL”)波长，可使用香豆素153、香豆素545、若丹明101内盐、蒽、和若丹明6G作为标准染料，但是不限于此。
半导体纳米颗粒的带隙能量可随着纳米晶体的尺寸和组成而变化。例如，随着半导体纳米颗粒的尺寸增加，所述半导体纳米颗粒的带隙能量可变得更小、例如更窄，并且所述半导体纳米颗粒可发射增加的发射波长的光、例如具有增加的发射波长的光。半导体纳米晶体可用作多种领域中例如如下中的发光材料：显示设备、能量设备、或生物发光设备。
基于半导体纳米颗粒的电致发光器件(下文中，也称作QD-LED)可通过施加电压而发射光，并且包括半导体纳米颗粒或量子点作为发光材料。使用与有机发光二极管(“OLED”)不同的发射原理的QD-LED可呈现具有更期望的光学性质例如更高纯度的颜色(例如，红色、绿色、和蓝色)和改善的颜色再现性的发光，并且因此，可为下一代显示设备的基础。用于制造QD-LED的方法可包括溶液工艺，其可降低例如减少制造成本。此外，QD-LED中的半导体纳米颗粒可基于无机材料，有助于实现提高的随着时间的显示(发光)稳定性。仍然期望开发能够改善所述器件的性质或寿命特性的技术。
在实施方式的QD-LED中，从两个电极(例如，阴极和阳极)提供并且通过若干公共层的空穴和电子可在发射层(EML，发射层，QD发射层)中相遇和结合以形成激子，导致发光。在QD-LED的实施方式中，可在所述发光层和所述电极之间提供公共层，例如，以在施加电压时促进空穴和电子的注入，并且因此，这些公共层的设计可对所述器件的性质(例如，光学或稳定性性质)具有影响。
此外，呈现期望的电致发光性质的量子点或半导体纳米颗粒可含有有害的重金属例如镉(Cd)、铅、汞、或其组合。因此，提供包括基本上没有这样的有害的重金属的量子点层或发光层的电致发光器件或包括其的显示设备可为期望的。在实施方式中，电致发光器件可为配置成通过施加电压(例如在有或没有单独的光源的情况下)而发射期望的光的器件。
在实施方式中，电致发光器件包括彼此间隔开的第一电极11和第二电极15(例如，各自具有彼此相对的表面，即，各自具有彼此面对的表面)；以及设置在第一电极11和第二电极15之间并且包括半导体纳米颗粒群的发光层13、与设置在发光层13和第二电极15之间的电子传输层14(或包括其的电子辅助层)。在实施方式中，所述电致发光器件可进一步包括在发光层13和第一电极11之间的空穴辅助层12。所述空穴辅助层可包括空穴传输层、空穴注入层、或其组合。所述空穴辅助层可包括有机化合物。(参见图1A)
所述半导体纳米颗粒群包括量子点(例如，多个量子点)。所述半导体纳米颗粒群可进一步包括无机纳米颗粒(例如，多个无机纳米颗粒)。所述半导体纳米颗粒群可显示、例如呈现包括第一峰值颗粒尺寸和第二峰值颗粒尺寸的多模态(例如，双模态)分布。所述第二峰值颗粒尺寸可大于所述第一峰值颗粒尺寸。所述第一峰值颗粒尺寸或所述无机纳米颗粒的尺寸(或平均尺寸，下文中，其可简称为“尺寸”)可在如下范围内：约2nm-15nm、约3nm-约7nm、约4nm-约6nm、约5nm-约5.8nm、或其组合。所述量子点可包括第一半导体纳米晶体。所述无机纳米颗粒可包括金属硫属化物。所述金属硫属化物的块体带隙能量或所述无机纳米颗粒的块体带隙能量可比所述第一半导体纳米晶体的带隙能量或所述第一光的光能大，例如，大了大于或等于约0.1eV(例如，大于或等于约0.15eV、大于或等于约0.2eV、大于或等于约0.25eV、或者大于或等于约0.5eV)。所述金属硫属化物或所述无机纳米颗粒可具有(或呈现)如下的带隙能量：大于或等于约2.9eV，例如，大于或等于约3.4eV或者大于或等于约3.5eV且小于或等于约10eV。
参照说明实施方式的电致发光器件的结构的附图，发光层13或所述电致发光器件可包括：量子点(“QD”)层3；以及设置在所述电子传输层(或包括所述电子传输层的电子辅助层，14，40)和所述量子点层之间并且包括所述(多个)无机纳米颗粒的第一层3a。(参见图1B)
参照说明实施方式的电致发光器件的结构的附图，发光层13或所述电致发光器件可包括：量子点(“QD”)层3；以及设置在所述空穴传输层(或包括所述空穴传输层的空穴辅助层，12，20)和所述量子点层之间并且包括所述(多个)无机纳米颗粒的第一层3a。(参见图1C)
在实施方式中，发光层13或量子点层3可配置成发射第一光。例如，所述半导体纳米颗粒群或所述量子点可配置成发射所述第一光。
可进一步在第二电极15和电子传输层14(或发光层13)之间设置另外的电子辅助层(例如，电子注入层、空穴阻挡层、或其组合)。电致发光器件可进一步包括在发光层13和第一电极11之间的空穴辅助层12。所述空穴辅助层可包括空穴传输层(包括例如有机化合物)、空穴注入层、或其组合。(参见图1A和图1B)
所述第一电极或所述第二电极可包括阳极或阴极。所述第一电极可包括阳极，并且所述第二电极可包括阴极。所述第一电极可包括阴极，并且所述第二电极可包括阳极。在实施方式中，所述第二电极包括阴极。在实施方式的电致发光器件或包括其的显示设备中，第一电极10或第二电极50可设置在(透明)基板100上(参见图2A和图2B)。所述透明基板可为光提取表面。所述发光层或所述量子点层可设置在本文中描述的显示设备(例如，显示面板)的像素(或子像素)中。
在实施方式的电致发光器件中，发光层13(例如，量子点层30)可设置在第一电极(例如，阳极)1，11，10和第二电极(例如，阴极)5，15，50之间。阴极5，15，50可包括电子注入导体。阳极1，11，10可包括空穴注入导体。所述阴极和所述阳极中包括的电子/空穴注入导体的功函可适当地调节并且没有特别限制。例如，所述阴极可具有小的功函并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，但是不限于此。
所述第一电极、所述第二电极、或其组合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两者可为光透射电极。所述第一电极、所述第二电极、或其组合可为图案化的电极。
所述第一电极、所述第二电极、或其组合可设置在(例如，绝缘)基板100上。基板100可为包括绝缘材料的基板。所述基板可包括：玻璃；多种聚合物例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(“PET”)、聚萘二甲酸乙二醇酯(“PEN”)等聚酯，聚碳酸酯，和聚丙烯酸酯；聚硅氧烷(例如，聚二甲基硅氧烷“(PDMS”))；无机材料例如Al2O3或ZnO；或其组合，但是不限于此。所述基板的厚度可考虑基板材料而适当地选择，但是没有特别限制。所述基板可为柔性基板。基板100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％并且例如小于或等于约99％、或者小于或等于约95％的光透射率)。对于从本文中描述的半导体纳米颗粒发射的光，所述基板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％、或者大于或等于约90％的透射率。基板100可包括用于蓝色像素的区域、用于红色像素的区域、用于绿色像素的区域、或其组合。
在实施方式中，可在所述基板的各区域中设置薄膜晶体管，但是其不限于此。在实施方式中，所述薄膜晶体管的源电极或漏电极可电连接至所述第一电极或所述第二电极。在实施方式中，所述光透射电极可设置在(例如，绝缘)透明基板上。基板100可为刚性或柔性基板。
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，或单个层或多个层的金属薄膜，但是不限于此。在实施方式中，所述第一电极或所述第二电极之一可为不透明电极，所述不透明电极可由不透明导体例如铝(Al)、锂-铝(Li:Al)合金、镁-银(Mg:Ag)合金或氟化锂-铝(LiF:Al)制成。
各电极(所述第一电极、所述第二电极、或其组合)的厚度没有特别限制，并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、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)、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。
发光层13(例如，量子点层30)可设置在第一电极(例如，阳极)1，11，10和第二电极(例如，阴极)5，15，50之间。发光层13或量子点层QD可包括半导体纳米颗粒群(例如，多个半导体纳米颗粒)，并且所述半导体纳米颗粒群可包括量子点(或量子点群)。所述量子点可为蓝色发光量子点(发射蓝色光的量子点)。所述量子点可为红色发光量子点(发射红色光的量子点)。所述量子点可为绿色发光量子点(发射绿色光的量子点)。在实施方式中，所述半导体纳米颗粒或所述半导体纳米颗粒群可不包含镉。发光层13或量子点层3可包括所述多个量子点的一个或多个(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(单分子层)。
所述发光层或所述量子点层可为图案化的(未示出)。在实施方式中，所述发光层或所述量子点层可经由喷墨印刷方法图案化，但是不限于此。在实施方式中，图案化的发光层可包括，例如，设置在显示设备的蓝色像素中的蓝色发光层、设置在显示设备的红色像素中的红色发光层、设置在显示设备的绿色像素中的绿色发光层、或其组合。所述(例如，红色、绿色、或蓝色)发光层各自可通过分隔壁(例如，在光学上)与相邻的发光层分开。在实施方式中，可在所述红色发光层、所述绿色发光层、和所述蓝色发光层之间设置分隔壁例如黑矩阵或堤。所述红色发光层、所述绿色发光层、和所述蓝色发光层可在光学上彼此隔离。
在实施方式中，所述发光层(或所述量子点层)或所述半导体纳米颗粒群可不包括镉。在实施方式中，所述发光层(或所述量子点层)或所述半导体纳米颗粒群可不包括汞、铅、或其组合。
在实施方式中，所述量子点可包括第一半导体纳米晶体和任选地第二半导体纳米晶体。所述量子点可具有芯-壳结构。在实施方式中，所述量子点或所述芯-壳结构可包括：包括第一半导体纳米晶体的芯，和设置在所述芯上并且包括第二半导体纳米晶体的壳，所述第二半导体纳米晶体具有与所述第一半导体纳米晶体的组成不同的组成。
所述量子点(或所述第一半导体纳米晶体、所述第二半导体纳米晶体、或其组合)可包括II-VI族化合物、III-V族化合物、IV-VI族化合物、IV族元素或化合物、I-III-VI族化合物、II-III-VI族化合物、I-II-IV-VI族化合物、或其组合。在实施方式中，所述发光层(或所述量子点层)或所述量子点(例如，所述第一半导体纳米晶体或所述第二半导体纳米晶体)可不包括有害的重金属例如镉、铅、汞、或其组合。
所述II-VI族化合物可为：二元化合物例如ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、HgS、HgSe、HgTe、MgSe、MgS、或其组合；三元化合物例如ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、HgZnS、HgZnSe、HgZnTe、MgZnSe、MgZnS、或其组合；四元化合物例如HgZnTeS、HgZnSeS、HgZnSeTe、HgZnSTe、或其组合；或其组合。所述II-VI族化合物可进一步包括III族金属。
所述III-V族化合物可为：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；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；或其组合。所述III-V族化合物可进一步包括II族金属(例如，InZnP)。
所述IV-VI族化合物可为：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；四元化合物例如SnPbSSe、SnPbSeTe、SnPbSTe、或其组合；或其组合。
所述I-III-VI族化合物的实例可为CuInSe2、CuInS2、CuInGaSe、和CuInGaS，但是不限于此。
所述I-II-IV-VI族化合物的实例可为CuZnSnSe和CuZnSnS，但是不限于此。
所述IV族元素或化合物可包括：单一元素(单质)例如Si、Ge、或其组合；二元化合物例如SiC、SiGe、或其组合；或其组合。
在实施方式中，所述量子点或所述第一半导体纳米晶体可包括金属和金属，所述金属包括铟、锌、或其组合，所述非金属包括磷、硒、碲、硫、或其组合。在实施方式中，所述量子点或所述第二半导体纳米晶体可包括金属和非金属，所述金属包括铟、锌、或其组合的金属，所述非金属包括磷、硒、碲、硫、或其组合。
在实施方式中，第一半导体纳米晶体可包括InP、InZnP、ZnSe、ZnSeS、ZnSeTe、或其组合；所述第二半导体纳米晶体可包括ZnSe、ZnSeS、ZnS、ZnTeSe、或其组合。在实施方式中，所述壳可在最外层中包括锌、硫、和任选地硒。
在实施方式中，所述量子点可发射蓝色或绿色光，并且可包括：包括ZnSeTe、ZnSe、或其组合的芯和包括锌硫属化物(例如，ZnS、ZnSe、ZnSeS、或其组合)的壳。所述壳中的硫的量可在径向方向上(从所述芯朝着表面)增加或降低，例如，硫的量可具有其中硫的浓度在径向上变化(例如，在朝着所述芯的方向上降低或增加)的浓度梯度。
在实施方式中，所述量子点可发射红色或绿色光，所述芯可包括InP、InZnP、或其组合，并且所述壳可包括II族金属和非金属，所述II族金属包括锌，所述非金属包括硫、硒、或其组合。
在实施方式中，所述量子点可具有芯-壳结构，并且在所述芯和所述壳之间的界面处，可存在或可不存在合金化的中间层。所述合金化的中间层可包括均质合金或者可具有浓度梯度。梯度合金可具有其中所述壳的元素的浓度在径向上变化(例如，在朝着所述芯的方向上降低或增加)的浓度梯度。
在实施方式中，所述壳可具有在径向方向上变化的组成。在实施方式中，所述壳可为包括两个或更多个层的多层壳。在多层壳中，相邻的两个层可具有彼此不同的组成。在多层壳中，层、例如至少一个层可独立地包括具有单一组成的半导体纳米晶体。在多层壳中，层、例如至少一个层可独立地具有合金化的半导体纳米晶体。在多层壳中，层、例如至少一个层可具有就半导体纳米晶体的组成而言在径向上变化的浓度梯度。
在实施方式中，在具有芯-壳结构的量子点中，壳材料可具有比所述芯的带隙能量大例如高的带隙能量。所述壳的材料可具有比所述芯的带隙能量小例如低的带隙能量。在多层壳的情况下，所述壳的最外层材料的带隙能量可大于所述芯和所述壳的内层材料(更接近于所述芯的层)的带隙能量。在多层壳的情况下，各层的半导体纳米晶体被选择成具有适当的带隙，从而有效地显示例如呈现量子限制效应。
根据实施方式的量子点可包括，例如，结合或配位至其表面的有机配体、有机溶剂、或其组合。
通过调节所述量子点的组成、尺寸、或其组合，可控制所述量子点的吸收/发射波长。发光层13或量子点层30中包括的量子点可配置成发射期望颜色的光(即，第一光)。
在实施方式中，所述量子点或发光层(或从所述电致发光器件发射的光)可具有在从紫外至红外的波长范围内的峰值发射波长。在实施方式中，所述峰值发射波长可大于或等于约300nm、大于或等于约500nm、大于或等于约510nm、大于或等于约520nm、大于或等于约530nm、大于或等于约540nm、大于或等于约550nm、大于或等于约560nm、大于或等于约570nm、大于或等于约580nm、大于或等于约590nm、大于或等于约600nm、或者大于或等于约610nm。所述峰值发射波长可小于或等于约900nm、小于或等于约800nm、小于或等于约650nm、小于或等于约640nm、小于或等于约630nm、小于或等于约620nm、小于或等于约610nm、小于或等于约600nm、小于或等于约590nm、小于或等于约580nm、小于或等于约570nm、小于或等于约560nm、小于或等于约550nm、或者小于或等于约540nm。所述峰值发射波长可为约500nm-约650nm。
所述量子点(或所述发光层)可发射绿色光(例如，在施加电压或用光照射时)。所述绿色光的峰值发射波长可在如下范围内：大于或等于约500nm(例如大于或等于约510nm、大于或等于约515nm、大于或等于约520nm、或者大于或等于约525nm)且小于或等于约560nm、例如小于或等于约540nm、或者小于或等于约530nm。所述量子点(或所述发光层)可发射红色光(例如，在施加电压或用光照射时)，并且所述红色光的峰值发射波长可在如下范围内：大于或等于约600nm、例如大于或等于约610nm且小于或等于约650nm、或者小于或等于约640nm。所述量子点(或所述发光层)可发射蓝色光(例如，在施加电压或用光照射时)，并且其峰值发射波长可大于或等于约430nm(例如大于或等于约450nm、大于或等于约455nm、大于或等于约460nm、或者大于或等于约465nm)且小于或等于约480nm(例如小于或等于约475nm、小于或等于约470nm、或者小于或等于约465nm)。
在实施方式中，所述量子点或所述第一光可呈现具有相对窄的半宽度的发光光谱(例如，光致或电致发光光谱)。在实施方式中，在所述光致或电致发光光谱中，所述半导体纳米颗粒可呈现如下的半宽度：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、或者小于或等于约30nm。所述半宽度可大于或等于约10nm、大于或等于约15nm、大于或等于约20nm、或者大于或等于约25nm。
所述量子点可呈现(或者可配置成呈现)如下的量子效率(或量子产率)：大于或等于约10％，例如大于或等于约30％、大于或等于约50％、大于或等于约60％、大于或等于约70％、大于或等于约80％、大于或等于约90％、或约100％。
所述量子点可具有大于或等于约1nm且小于或等于约100nm的尺寸(或平均尺寸，下文中，“尺寸”)。所述尺寸可为直径或者当不是球形时从电子显微镜图像通过假定球形形状而换算的等效直径。所述尺寸可由电感耦合等离子体原子发射光谱法(“ICP-AES”)分析的结果计算。在实施方式中，所述量子点可具有约1nm-约50nm、例如约2nm(或约3nm)-约35nm的尺寸。在实施方式中，所述量子点的尺寸(或平均尺寸)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。在实施方式中，所述量子点的尺寸可小于或等于约50nm、小于或等于约40nm、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、或者小于或等于约12nm。
所述量子点的形状没有特别限制。例如，所述量子点的形状可包括，但是不限于，球、多面体、棱锥体、多足形状、六面体、立方体、长方体、纳米管、纳米棒、纳米线、纳米片、或其组合。
所述量子点可以适当的方法制备。在实施方式中，所述量子点可例如通过化学湿法制备，其中半导体纳米晶体可在包括有机溶剂和有机配体的反应体系中通过前体之间的反应而生长。所述有机配体或所述有机溶剂可配位所述半导体纳米晶体的表面(与其配位或者配位至其)以控制其生长。
在实施方式中，例如，制备具有芯/壳结构的量子点的方法可包括：获得所述芯；使包括金属(例如，锌)的金属前体和包括非金属元素(例如，硒、硫、或其组合)的非金属前体在包括有机配体和有机溶剂的反应介质中在所述芯的存在下在反应温度(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℃)下反应以在包括第一半导体纳米晶体的芯上形成包括第二半导体纳米晶体的壳。在实施方式的量子点中，所述芯可以适当的方式制备。所述方法可进一步包括将芯从产生其的反应体系分离并且将所述芯分散在有机溶剂中以获得芯溶液。
在实施方式中，为了形成所述壳，可将溶剂以及任选地所述金属前体和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(本文中也称作真空处理)，并且然后，在将惰性气体引入到反应容器中之后，可将混合物在预定温度(例如，大于或等于100℃)下再次热处理。然后，可将所述芯和所述非金属前体添加至所述混合物并且在反应温度下加热。所述壳前体可在反应时间期间同时或者顺序地以不同比率添加。
在实施方式中，所述有机溶剂可包括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，含有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C6-C22烷基、例如至少一个(例如，1、2、或3个)C6-C22烷基取代的伯、仲、或叔膦膦(例如，三辛基膦)，被(例如，1、2、或3个)C6-C22烷基取代的膦氧化物(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。可使用包括超过一种类型的有机溶剂的组合。
所述有机配体或所述有机溶剂可配位所制备的量子点的表面。所述有机配体可容许所述量子点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。此处，R和R'各自独立地为取代或未取代的C3或更大、C6或更大、或者C10或更大且约C40或更小、C35或更小、或者C25或更小的脂族烃基团(例如，烷基、烯基、炔基等)，取代或未取代的C6-C40芳族烃基团(例如，芳基)，或其组合。在实施方式中，可使用至少两种不同的有机配体。
所述金属前体可包括金属粉末、烷基化的金属、金属烷氧化物(醇盐)、金属羧酸盐、金属卤化物、金属氰化物、金属氢氧化物、金属氧化物、金属硝酸盐、金属高氯酸盐、金属硫酸盐、金属乙酰丙酮化物、金属过氧化物、金属碳酸盐或其组合，但是不限于此。所述金属前体可包括锌前体、铟前体、或其组合。所述锌前体可为Zn金属粉末、烷基化的Zn化合物、烷氧化Zn、羧酸Zn、硝酸Zn、高氯酸Zn、硫酸Zn、乙酰丙酮Zn、卤化Zn、氰化Zn、氢氧化Zn、氧化Zn、过氧化Zn、或其组合。所述铟前体可包括铟粉末、烷基化的铟化合物、烷氧化铟、羧酸铟、硝酸铟、高氯酸铟、硫酸铟、乙酰丙酮铟、卤化铟、氰化铟、氢氧化铟、氧化铟、过氧化铟、碳酸铟、或其组合。
所述非金属前体可包括硫属元素前体(例如，硒前体、硫前体、碲前体、或其组合)或磷前体。在实施方式中，所述硒前体可为硒-三辛基膦“(Se-TOP”)、硒-三丁基膦“(Se-TBP”)、硒-三苯基膦“(Se-TPP”)、硒-二苯基膦“(Se-DPP”)、或其组合，但是不限于此。在实施方式中，所述硫前体可包括巯基丙基硅烷、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”)、二(三甲基甲硅烷基)硫醚、二(三甲基甲硅烷基)甲基硫醚、硫化铵、硫化钠、或其组合，但是不限于此。磷前体可包括三(三甲基甲硅烷基)膦、三(二甲基氨基)膦、三乙基膦、三丁基膦、三辛基膦、三苯基膦、三环己基膦、二甲基氨基膦、二乙基氨基膦、或其组合，但是不限于此。碲前体可包括碲-三辛基膦(“Te-TOP”)、碲-三丁基膦(“Te-TBP”)、碲-三苯基膦(“Te-TPP”)、碲-二苯基膦(“Te-DPP”)、或其组合，但是不限于此。
在实施方式中，在完成(用于形成所述芯或者用于形成所述壳的)反应之后，向反应产物添加非溶剂，并且可分离配位有所述配体化合物的纳米颗粒。所述非溶剂可为如下的极性溶剂：其与在芯形成反应、壳形成反应、或其组合中使用的溶剂混溶并且不能够分散所制备的纳米晶体。所述非溶剂可取决于反应中使用的溶剂而选择，并且可包括例如丙酮、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、具有与前述非溶剂类似的溶度参数的溶剂、或其组合。所述量子点可通过离心、沉降、或层析法分离。如果期望，可将所分离的纳米晶体用洗涤溶剂洗涤。所述洗涤溶剂没有特别限制并且可具有与所述配体的溶度参数类似的溶度参数，并且可例如包括己烷、庚烷、辛烷、氯仿、甲苯、苯等。
实施方式的量子点可为在水、前述非溶剂、或其组合中非分散性的或不溶性的。实施方式的量子点可被分散在前述有机溶剂中。在实施方式中，前述量子点可被分散在C6-C40脂族烃、取代或未取代的C6-C40芳族烃、或其组合中。
所制备的量子点可用卤素化合物处理。通过用卤素化合物进行处理，所述有机配体的至少一部分可被所述卤素代替。经卤素处理的量子点可包括减少量的所述有机配体。所述卤素处理可使所述量子点与所述卤素化合物(例如，金属卤化物例如氯化锌)在约30℃-约100℃或约50℃-约150℃的预定温度下在有机溶剂中接触而进行。所述经卤素处理的量子点可使用以上描述的非溶剂分离。
在实施方式中，量子点层30可不包括如本文中描述的无机颗粒。在实施方式中，量子点层30可进一步包括所述无机颗粒。
在显示设备或发光器件中，发光层的设计可对所述器件(设备)的发光性质和寿命具有显著影响。例如，关于发光层中含有的量子点(例如，基于镉的量子点)，已经对芯、壳、壳包覆层的品质、壳厚度、或配体进行了研究。然而，本发明人已经发现，尽管根据常规技术有多种方法，但是对于发射期望波长的不含有害的重金属的量子点(例如，不含镉的量子点)而言，同时提供期望水平的电致发光和寿命可仍是挑战性的。
不含镉的量子点可包括磷化铟或锌硫属化物作为发光中心，但是在以期望的发光性质发射期望波长的光(例如，蓝色光)方面，InP或锌硫属化物可具有一些技术缺点，例如，并且不希望受任何理论制约，考虑到带隙能量工程(设计，engineering)。基于ZnTeSe的量子可发射期望波长的蓝色光。然而，包括在它的芯中包括其的量子点的电致发光器件在实现期望水平的电致发光性质连同寿命方面仍具有困难。不希望受任何理论制约，量子点的发光原理基于量子限制效应，但是设置在芯上的锌硫属化物壳(例如，ZnSe/ZnS壳)可无法为芯内的电子提供足够有效的限制。因此，所合成的量子点可包括多种陷阱能级，这可导致在电致发光器件中的带电现象并且使得难以同时提高电致发光性质和寿命性质。
实施方式的电致发光器件在发光层13中包括的半导体纳米颗粒群中进一步包括多个无机纳米颗粒。在实施方式中，所述电致发光器件的发光层13可包括量子点层3和30以及第一层3a和30a，其中所述多个量子点可位于(或设置在)量子点层3和30中，并且所述无机纳米颗粒可包括在第一层3a和30a中。发光层13或所述半导体纳米颗粒群可呈现包括第一峰值颗粒尺寸和第二峰值颗粒尺寸的多模态分布(例如，双模态分布)，并且所述第二峰值颗粒尺寸可大于所述第一峰值颗粒尺寸，和所述第一峰值颗粒尺寸可大于或等于约2nm且小于或等于约15nm。
所述多模态分布可为具有两个或更多个不同模态的统计分布。所述多模态分布可为具有两个峰(或模态)的双模态分布。在所述多模态分布中，不同的峰(模态)可分别形成局部极大值。所述局部极大值或模态指的是如下的点：在该点处，频率(或数量)停止增加并且开始降低(参见图3A和图3B)。
所述纳米颗粒群的多模态分布可指示：显示、例如呈现其的所给群为各自具有正态分布(例如，显示、例如呈现钟形曲线概率分布函数)的至少两个(或更多个)不同群的混合物。在实施方式中，所述多模态分布可通过概率分布函数表示，所述概率分布函数为两种正态分布的钟形概率分布函数的等权重平均(参见图3A)。在实施方式中，在所述多模态分布中，两个模态(峰)可不相同，具有不同的高度(更大的频率，即更大的数量)，并且更高的模态可称作主要模态并且其它(另一)模态可称作次要模态(参见图3B)。
所述半导体纳米颗粒群和发光层13中包括的无机纳米颗粒具有与所述锌氧化物纳米颗粒和所述量子点(例如，所述第一半导体纳米晶体)的组成不同的组成。
所述无机纳米颗粒可包括金属硫属化物。所述金属硫属化物可包括金属和硫属元素(例如，硫、硒、碲、或其组合)。所述硫属元素不包括氧。所述无机纳米颗粒可通过化学湿法使用合适的前体制备，并且可在其表面上包括配体。配体化合物与本文中描述的相同。
在实施方式中，其中包括的所述无机纳米颗粒或所述金属硫属化物可呈现比所述第一光的光能大的带隙能量。所述金属硫属化物或所述无机纳米颗粒的带隙能量可比所述第一半导体纳米晶体的带隙能量大。
在实施方式中，所述金属硫属化物或所述无机纳米颗粒的带隙能量可大于或等于约2.9eV、大于或等于约3.2eV、大于或等于约3.3eV、大于或等于约3.37eV、大于或等于约3.4eV、大于或等于约3.45eV、大于或等于约3.5eV、大于或等于约3.53eV、大于或等于约3.6eV、大于或等于约3.7eV且小于或等于约10eV、小于或等于约6eV、小于或等于约5eV、小于或等于约4eV、小于或等于约3.9eV、或者小于或等于约3.8eV。所述金属硫属化物或所述无机纳米颗粒的带隙能量可在环境温度(例如，约20℃至约30℃)下测量。所述无机纳米颗粒的带隙能量可通过本文中描述的发光性质测定。
因此，在实施方式中，所述无机纳米颗粒可配置成发射通过以下方程确定的波长的光：
1240/带隙能量(eV)＝波长(nm)。
所述无机纳米颗粒的(带边)峰值发射波长可小于或等于约428nm、小于或等于约427.59nm、小于或等于约427.5nm、小于或等于约388nm、小于或等于约365nm、小于或等于约359nm、小于或等于约354nm、小于或等于约351nm、小于或等于约340nm、小于或等于约335nm、或者小于或等于约310nm。所述无机纳米颗粒的(带隙)峰值发射波长可大于或等于约124nm、大于或等于约207nm、大于或等于约248nm、大于或等于约270nm、大于或等于约295nm、大于或等于约335nm、或者大于或等于约310nm。
所述无机纳米颗粒或所述金属硫属化物的带隙能量可大于或等于约3.0eV、大于或等于约3.2eV、大于或等于约3.4eV、大于或等于约3.6eV、大于或等于约3.8eV、大于或等于约4eV、大于或等于约4.2eV、大于或等于约4.4eV、大于或等于约4.6eV、大于或等于约4.8eV、或者大于或等于约5eV。所述无机纳米颗粒或所述金属硫属化物的带隙能量可小于或等于约7eV、小于或等于约6.8eV、小于或等于约6.4eV、小于或等于约6.2eV、小于或等于约6eV、小于或等于约5.8eV、或者小于或等于约5.5eV。例如，硫化锌可呈现约3.5eV至约3.9eV的带隙能量，例如，在室温下。
所述无机纳米颗粒或所述金属硫属化物的带隙能量可比所述第一半导体纳米晶体的带隙能量(或所述第一光的光能)大。在实施方式中，所述无机纳米颗粒或所述金属硫属化物的的带隙能量和所述第一半导体纳米晶体的带隙能量(或所述第一光的光能)之间的差值可大于或等于约0.1eV、大于或等于约0.2eV、大于或等于约0.3eV、大于或等于约0.4eV、大于或等于约0.5eV、大于或等于约0.7eV、大于或等于约0.9eV、或者大于或等于约1eV；小于或等于约3eV、小于或等于约2.5eV、或者小于或等于约2.1eV；或其组合。
令人惊讶地，本发明人已经发现，通过以本文中描述的方式在所述电致发光器件中包括所述无机纳米颗粒，所得器件可呈现增加的寿命与改善的电致发光性质。不希望受任何理论制约，认为，所述发光层(或所述QD层和所述第一层的组合)可减少与所述量子点中的陷阱能级关联的电子传输通道。此外，如果过量空穴被传输至量子点的价带，如本文中所描述那样包含的无机纳米颗粒可减少在带中的过量空穴的泄漏。此外，以本文中描述的方式包括的所述无机纳米颗粒可不引起可由所述量子点之间的能量跃迁引起的猝灭，并且可抑制电致发光波长的增加。
在实施方式中，当被引入所述发光层中时，具有本文中描述的尺寸和组成的所述无机纳米颗粒可不引起电致发光器件中产生的激子的猝灭。此外，所述无机纳米颗粒可具有宽的带隙能以不吸收从所述量子点产生的激子。所述无机纳米颗粒可被分散在对所形成的量子点层基本上不具有不利影响的多种溶剂(例如，醇)中，并且因此可经由例如湿法(例如，溶液工艺例如喷墨印刷)而形成为第一层。在所述电致发光器件的实施方式中，认为，所述第一层或所述发光层含有的所述无机纳米颗粒可降低通过所述量子点层或所述发光层中包括的量子点的内部陷阱而失去电子的概率，有助于在器件中实现更有效的电子传输。所述无机纳米颗粒可具有比所述量子点深的价带，其令人惊讶地被认为通过延缓向相邻的电子传输层的空穴传输，帮助电子-空穴复合发生在所述发光层内，例如，当在所述发光层中发生、例如出现过量空穴传输时。
此外，本发明人已经发现，在所述第一半导体纳米晶体含有ZnTeSe的情况下，所述量子点之间的能量跃迁与其它组成的量子点相比可更容易地发生。在实施方式中，所述无机纳米颗粒包括在所述发光层中，并且所述量子点之间的有效距离可增加并且所述量子点之间的能量跃迁可被有效地抑制。因此，将所述无机纳米颗粒以本文中描述的方式布置/设置，并且作为整个电致发光器件的物理性质可改善。
下文中，将参照附图详细地说明在所述发光层或所述第一层中的无机纳米颗粒的布置。参照图4A、图4B、图4C、图4D、图4E、和图4F，在实施方式的电致发光器件中，第一层3a可邻近量子点层3(与量子点层3相邻地)设置。发光层13可包括量子点层3和第一层3a。虽然未示出，但是在实施方式中，所述发光层可包括两个量子点层3，并且第一层3a可设置在两个量子点层3之间。
参照图4A，在实施方式中，第一层3a可不包括量子点。
参照图4B、图4C、图4D、图4E、和图4F，在实施方式中，第一层3a可进一步包括量子点(例如，多个量子点)。第一层3a中含有的所述多个量子点(或第二量子点或第二量子点群)可与所述量子点层中的量子点(第一量子点或第一量子点群)基本上相同(例如，具有相同的组成或者发射相同颜色的光)。所述第一量子点(群)和所述第二量子点(群)可具有基本上相同的组成或者可包括相同类型的所述第一半导体纳米晶体作为发光中心。所述第一量子点(群)和所述第二量子点(群)可具有基本上相同的峰值发射波长，或者其间的差值可小于或等于约20nm、小于或等于约10nm、小于或等于约5nm、或者小于或等于约1nm。从所述发光层(例如，包括所述第一量子点(群)和所述第二量子点(群))发射的光可具有小于或等于约50nm、小于或等于约40nm、小于或等于约30nm、小于或等于约20nm、或者小于或等于约10nm的半宽度。第一层3a中包括的所述多个量子点(例如，第二量子点)可具有与所述量子点层中的量子点(例如，第一量子点)不同的组成，和/或可发射与所述量子点层中的量子点不同颜色的光。所述量子点的细节与本文中描述的相同。
在实施方式的电致发光器件中，第一层3a可包括面对量子点层3的第一表面和与所述第一表面相反的第二表面。在实施方式中，电子辅助层(例如，将在本文中描述的电子传输层)可设置在所述第一层的所述第二表面上。在实施方式中，空穴辅助层(例如，稍后描述的空穴传输层)可设置在所述第一层的所述第二表面上。
在所述电致发光器件的实施方式中(例如，在发光层13中或者在第一层3a和量子点层3的组合中)，关于相对于量子点的数量而言的无机纳米颗粒的数量的细节与对于所述多模态分布所描述的相同。
在电致发光器件的实施方式中(例如，在所述第一层中或者在发光层13中)，所述无机纳米颗粒可为无规地或者均匀地分布的，或者可以在横截面方向上的群密度梯度分布。在实施方式的电致发光器件中，所述无机纳米颗粒可在第一层3a的整个横截面上面均匀地分布。(参见图4A、图4B、图4C、和图4D)。在实施方式的电致发光器件中，所述无机纳米颗粒可以如下方向分布：其中随着距离量子点层3a的距离增加，所述无机纳米颗粒的群密度增加或降低。(参见图4E和图4F)
图4G、图4H、图4I、和图4J为根据实施方式的发光层13的示意性横截面。
参照图4G，所述量子点和所述无机纳米颗粒可在发光层13的横截面上(例如，相对均匀地)分布。参照图4H，如发光层13的横截面中所示，所述无机纳米颗粒可占主导地或排他性地分布在发光层13的预定部分中(例如，在包括面对所述空穴辅助层一侧的部分中或在接近所述空穴辅助层的部分中)，并且可基本上未分布在其余部分中(例如，在包括面对所述电子辅助层一侧的部分中)。参照图4I和图4J，所述无机纳米颗粒可以在发光层13的横截面上的梯度(例如，以对于图4I的在朝着所述电子辅助层增加的浓度或以对于图4J的在朝着所述电子辅助层降低的浓度)分布。
与未以本文中所述的方式具有所述无机纳米颗粒的电致发光器件相比，以如本文中所述的配置包括所述无机纳米颗粒的实施方式的电致发光器件可呈现显著改善的发光效率(例如，最大EQE)。
在实施方式中，如图4A、4B、4C、4D、4E或4F中所示，所述电致发光器件可具有如下配置：其中，在发光层13中，所述无机纳米颗粒占主导地(或排他性地)分布在接近所述电子辅助层的部分中并且基本上未分布在其余部分中(例如，在包括面对所述空穴辅助层一侧的部分中)；或者其中，所述第一层设置在所述电子传输层和所述量子点层之间。在实施方式的器件中，发光层13可具有面对所述电子传输层的第一表面和与所述第一表面相反的第二表面，且在发光层13中，所述无机纳米颗粒可在靠近所述第一表面的部分中比在靠近所述第二表面的部分中更多地分布。在这样的配置中，所述量子点可分布(例如，相对均匀地或以浓度梯度)在发光层13的横截面上。所述量子点的浓度可朝向所述电子传输层增加或降低。这些实施方式的电致发光器件可呈现改善的电致发光性质(例如最大EQE和最大亮度)以及改善的寿命。
在实施方式中，所述电致发光器件可具有图4G或图4H的配置。在实施方式的器件中，发光层13具有面对所述电子传输层的第一表面和与所述第一表面相反的第二表面，且在发光层13中，所述无机纳米颗粒可在靠近所述第二表面的部分中比在靠近所述第一表面的部分中更多地分布(参见图4H)；或者，所述无机纳米颗粒可相对均匀地分布在发光层13的横截面上(参见图4G)。在这样的配置中，所述量子点可分布(例如，相对均匀地或以浓度梯度)在发光层13的横截面上。所述量子点的浓度可朝向所述电子传输层增加或降低。与不具有所述无机纳米颗粒的电致发光器件相比，具有这样的配置的电致发光器件可呈现显著改善的发光效率(例如最大EQE)以及更窄的FWHM。当所述电致发光器件包括在显示设备中时，更窄的FWHM可有助于进一步改善颜色再现性。
所述无机纳米颗粒中包括的金属硫属化物可包括锌、镁、钙、钡、或其组合。所述金属硫属化物可包括硫化镁、硒化镁、硫硒化镁、硒化锌镁、硫化锌镁、硫化锌、硒硫化锌、或其组合。在实施方式中，所述第一层、所述发光层、所述量子点层、或其组合可不包括锌氧化物。在实施方式中，所述无机纳米颗粒可包括硫化锌。在实施方式中，所述无机纳米颗粒可为硫化锌纳米颗粒。在实施方式中，所述量子点可包括硒化锌，所述无机纳米颗粒可包括金属硫化物，并且所述金属硫化物可包括锌、镁、或其组合。
在实施方式中，所述无机纳米颗粒的尺寸(例如，平均尺寸)(或所述第一峰值颗粒尺寸)可大于或等于约2nm、大于或等于约2.5nm、大于或等于约3nm、大于或等于约3.5nm、大于或等于约4nm、大于或等于约4.5nm、大于或等于约5nm、大于或等于约5.5nm、或者大于或等于约6nm。在实施方式中，所述无机纳米颗粒的尺寸(例如，平均尺寸)(或所述第一峰值颗粒尺寸)可小于或等于约30nm、小于或等于约25nm、小于或等于约20nm、小于或等于约18nm、小于或等于约17nm、小于或等于约15nm、小于或等于约13nm、小于或等于约11nm、或者小于或等于约10nm。
所述无机纳米颗粒可通过适当的方法制备或者可为可商购获得的。在实施方式中，所述无机纳米颗粒可通过化学湿法制备，其中含有前述金属的前体(例如，金属粉末、金属羧酸盐、金属乙酸盐等)和硫属元素前体(例如，硒前体、碲前体、硫前体等)之间的反应在有机溶剂和任选地有机配体中发生。反应温度和反应时间可适当地选择并且没有特别限制。所述有机配体和所述有机溶剂以及所述前体的细节可参照关于所述量子点的合成所描述的内容。
所述第二峰值颗粒尺寸可对应于所述多个量子点的尺寸或平均尺寸或者可与其相关。所述第一峰值颗粒尺寸可对应于所述无机纳米颗粒的尺寸或平均尺寸或者可与其相关。所述第一峰值颗粒尺寸可大于或等于约0.5nm、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、大于或等于约3nm、大于或等于约3.5nm、大于或等于约4nm、大于或等于约4.5nm、大于或等于约5nm、大于或等于约5.5nm、大于或等于约6nm、或者大于或等于约6.5nm。所述第一峰值颗粒尺寸可小于或等于约14nm、小于或等于约13nm、小于或等于约12nm、小于或等于约11nm、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。
所述第二峰值颗粒尺寸可表示所述量子点的尺寸。在实施方式中，所述第二峰值颗粒尺寸可大于或等于约1nm、大于或等于约2nm、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10.5nm、大于或等于约11nm、大于或等于约11.5nm、大于或等于约12nm、大于或等于约12.5nm、大于或等于约13nm、大于或等于约13.5nm、或者大于或等于约14nm；小于或等于约50nm、小于或等于约40nm、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、小于或等于约10nm、小于或等于约9nm、小于或等于约8nm；或其组合。
在实施方式中，所述第一峰值颗粒尺寸和所述第二峰值颗粒尺寸之间的差值可大于或等于约1nm、大于或等于约2nm、大于或等于约3nm、大于或等于约4nm、大于或等于约4.5nm、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、大于或等于约8nm、大于或等于约8.5nm、或者大于或等于约9nm。所述第一峰值颗粒尺寸和所述第二峰值颗粒尺寸之间的差值可小于或等于约20nm、小于或等于约18nm、小于或等于约15nm、小于或等于约12nm、或者小于或等于约10nm。
在实施方式中，所述第二峰值颗粒尺寸的数量(模态(众数))对所述第一峰值颗粒尺寸的数量(模态(众数))的比率可大于或等于约0.1:1。所述第二峰值颗粒尺寸的数量(模态)对所述第一峰值颗粒尺寸的数量(模态)的比率可小于或等于约10:1、小于或等于约5:1、小于或等于约3:1、小于或等于约2:1、或者小于或等于约1:1。在实施方式中，所述半导体纳米颗粒群或所述发光层可呈现多模态或双模态分布，其中两个模态是不等的。在实施方式中，第一峰值颗粒尺寸可为主要模态并且第二峰值颗粒尺寸可为次要模态。在实施方式中，第一峰值颗粒尺寸可为次要模态并且第二峰值颗粒尺寸可为主要模态。在实施方式中，所述第二峰值颗粒尺寸的数量(模态)对所述第一峰值颗粒尺寸的数量(模态)的比率可小于或等于约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0.8:1、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、小于或等于约0.45:1、小于或等于约0.4:1、小于或等于约0.35:1、或者小于或等于约0.3:1。所述第二峰值颗粒尺寸的数量(模态)对所述第一峰值颗粒尺寸的数量(模态)的比率可大于或等于约0.05:1、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0.5:1、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、大于或等于约0.9:1、大于或等于约1:1、大于或等于约1.3:1、大于或等于约1.5:1、大于或等于约1.8:1、或者大于或等于约2:1。
在实施方式中，所述发光层、所述量子点层、和所述第一层的厚度可适当地选择。
在实施方式中，量子点层3和30或者包括其的发光层13可包括量子点的单层。在实施方式中，所述发光层可包括量子点的一个或多个例如两个或更多个、三个或更多个、或者四个或更多个且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。
在实施方式的电致发光器件或显示设备中，量子点层3和30或包括其的发光层13的厚度可适当地选择。量子点层3和30或包括其的发光层13可具有如下厚度：大于或等于约5nm，例如，大于或等于约7nm、大于或等于约9nm、大于或等于约10nm、大于或等于约12nm、大于或等于约15nm、大于或等于约18nm、大于或等于约20nm、大于或等于约25nm、大于或等于约30nm、或者大于或等于约35nm且小于或等于约200nm、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。在实施方式中，量子点层3和30或发光层13可具有例如约10nm-约150nm、约20nm-约100nm、或约30nm-约50nm的厚度。在实施方式中，量子点层3和30或包括其的发光层13可具有大于或等于5nm、或者大于或等于7nm的厚度。所述量子点层或所述发光层可具有小于或等于80nm、或者小于或等于50nm的厚度。
所述第一层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、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7nm、大于或等于约9nm、大于或等于约11nm、大于或等于约13nm、或者大于或等于约15nm。所述第一层的厚度可小于或等于约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、小于或等于约30nm、小于或等于约25nm、小于或等于约20nm、或者小于或等于约15nm。
在实施方式中，发光层13(或者量子点层3和30以及第一层3a和30a)的形成可涉及溶液工艺。所述溶液工艺可包括将相应的颗粒(量子点、无机纳米颗粒、或其组合)分散在溶剂中并且施加它们以形成层。
在实施方式中，量子点层3和30的形成可通过如下进行：获得含有量子点和有机溶剂(例如，烷烃溶剂例如辛烷、庚烷、或其组合)的液体组合物(墨或涂布溶液、或分散体)并且将所述组合物沉积在基板(例如，电极或电荷辅助层如空穴辅助层)上，例如，经由旋涂、喷墨印刷。
在实施方式中，所述第一层的形成可通过如下进行：将无机纳米颗粒和任选地量子点分散在适当的溶剂中以获得分散体并且将所述分散体施加或沉积在所述基板或者所述量子点层上或上方。
在施加和沉积之后，如果期望，可进行洗涤、热处理、或其组合。
用于所述分散体或所述组合物的有机溶剂的类型没有特别限制，并且可考虑要分散的对象(例如，颗粒)和要施加/沉积的对象(例如，基板或量子点层)而适当地选择。在实施方式中，所述有机溶剂可包括(取代或未取代的)脂族烃有机溶剂(例如，C3-C30烷烃溶剂例如辛烷)、(取代或未取代的)芳族烃有机溶剂(例如，具有或不具有脂环族部分的苯溶剂)、乙酸酯溶剂、醇溶剂、或其组合。
在实施方式中，所述量子点层或所述发光层的形成可进一步包括使所述半导体纳米颗粒的膜与含有金属卤化物(例如，氯化锌)的有机溶液(例如，包括醇溶剂)接触。在实施方式中，所述量子点层或所述发光层可包括第一量子点层和第二量子点层，其中所述第一量子点层包括具有经卤素(例如，氯)交换的表面的量子点，并且所述第二量子点层具有增加量的有机配体。所述量子点层的卤素(例如，氯)量和有机配体量可以适当的方式(例如，对所形成的层的后处理)控制。在实施方式中，形成具有有机配体(例如，具有羧酸基团)的半导体纳米颗粒的薄膜，然后将其用包括金属卤化物的溶液(例如，在醇溶剂中的卤化锌例如氯化锌)处理以控制所述薄膜中的所述半导体纳米颗粒的所述有机配体的量。经处理的薄膜可具有增加的卤素量，显示、例如呈现对于、例如相对于有机溶剂而言改变的性质(例如，溶解性)，并且随后在经处理的薄膜上形成具有不同量的有机配体的半导体纳米颗粒(例如，经卤素处理的半导体纳米颗粒或具有拥有羧酸基团的配体的半导体纳米颗粒)的层可为可能的。
在实施方式中，所述量子点层或所述发光层可为单个层或具有至少两个层的多层结构。在多层结构中，相邻的层(例如，第一量子点层和第二量子点层)可配置成发射第一光(例如，绿色光、蓝色光、或红色光)。在多层结构中，相邻的层(例如，第一量子点层和第二量子点层)可具有相同或不同的组成、配体、或其组合。在实施方式中，所述(多层)发光层可呈现在厚度方向上变化(增加或降低)的卤素含量。在实施方式中，在所述(多层)发光层中，卤素的量可在朝着所述电子辅助层的方向上增加。在所述(多层)发光层中，所述有机配体的量可在朝着所述电子辅助层的方向上降低。在所述(多层)发光(例如，量子点)层中，所述有机配体的含量可在朝着所述电子辅助层的方向上增加。
在实施方式中，由此形成的(或者任选地进一步用卤素溶液处理的)发光层、量子点层或第一层可用洗涤溶剂(例如，水或者与水混溶的有机溶剂)洗涤。洗涤的方式没有特别限制，并且可通过旋转干燥(spin and dry)(其中将洗涤溶剂布置在待洗涤的层上并将所述层旋转和干燥以除去布置在所述层上的洗涤溶剂)、浸渍、或其组合进行。在实施方式中，可将洗涤省略。
在实施方式中，可将所述发光层、所述量子点层、或所述第一层热处理。所述热处理可在空气中或者在惰性气氛中进行。所述热处理的温度可大于或等于约50℃、大于或等于约70℃、大于或等于约90℃、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170℃、或者大于或等于约200℃。所述热处理的温度可小于或等于约250℃、小于或等于约230℃、小于或等于约200℃、小于或等于约180℃、小于或等于约160℃、小于或等于约140℃、或者小于或等于约130℃。
在实施方式中，所述第一层可包括或者可不包括量子点(例如，第二量子点)。在实施方式中，所述第一层进一步包括量子点，并且所述第一层中或者所述分散体中所述量子点和所述无机纳米颗粒之间的体积比(即，量子点的体积:无机纳米颗粒的体积)可为1:大于或等于0.05、1:大于或等于0.1、1:大于或等于0.2、1:大于或等于0.3、1:大于或等于0.4、1:大于或等于0.5、1:大于或等于0.6、1:大于或等于0.7、1:大于或等于0.8、1:大于或等于0.9、1:大于或等于1、1:大于或等于1.2、1:大于或等于1.4、1:大于或等于1.6、1:大于或等于1.8、1:大于或等于2、或者1:大于或等于2.5。所述量子点和所述无机纳米颗粒之间的体积比(量子点:无机纳米颗粒)可为1:小于或等于20、1:小于或等于15、1:小于或等于10、1:小于或等于9、1:小于或等于8、1:小于或等于7.5、1:小于或等于7、1:小于或等于6.5、1:小于或等于6、1:小于或等于5.5、1:小于或等于5、1:小于或等于4.5、1:小于或等于4、1:小于或等于3.5、1:小于或等于3、1:小于或等于2.8、1:小于或等于2.4、或者1:小于或等于2.1。
在实施方式中，所述第一层可呈现不同于所述量子点层的光致发光性质或电致发光性质。不希望受任何理论制约，认为，所述第一层可有助于改善包括其的电致发光器件的电致发光性质和寿命。
在实施方式中，所述第一层可呈现在例如被暴露于发射预定波长的光的高功率(例如，大于或等于约18毫瓦(mW)，例如，25mW或22.4mW的)激光60秒(即，1分钟)时例如在其之后的增加的亮度强度。在实施方式中，基于初始亮度强度(即，初始亮度强度为100％)，所述第一层可具有如下亮度强度保持百分比(即，相对亮度强度)：大于或等于约100％、大于或等于约101％、大于或等于约102％、大于或等于约103％、大于或等于约104％、大于或等于约105％、大于或等于约106％、大于或等于约107％、大于或等于约108％、或者大于或等于约109％。所述第一层的亮度强度保持百分比可小于或等于约120％、小于或等于约119％、小于或等于约118％、小于或等于约117％、小于或等于约116％、小于或等于约115％、小于或等于约113％、小于或等于约112％、或者小于或等于约110.5％。
在实施方式中，当将所述第一层暴露于发射一定波长光的高功率激光(例如，约18mW或约22.4mW)1分钟时，亮度强度的差异(方差)(即，基于100％的初始亮度强度，最大相对亮度强度和在60秒时的相对亮度强度之间的差值)可小于或等于约10％、小于或等于约8％、小于或等于约7％、或者小于或等于约5％且大于或等于约1％、大于或等于约2％、或者大于或等于约3％。
在实施方式中，所述第一层可进一步包括与所述量子点层中相同的量子点，并且与所述量子点层相比，所述第一层的光致发光光谱可表现出蓝移的峰值发射波长(即，减小的峰值发射波长)和减小的FWHM。该蓝移和减小的FWHM可指示在量子点之间的能量移动或跃迁(例如，共振能量转移(“FRET”))的减少。所述第一层的光致发光光谱的蓝移(或者峰值发射波长的减小)可大于或等于约0.5nm、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、大于或等于约3nm、或者大于或等于约3.5nm。所述第一层的光致发光光谱的蓝移(峰值发射波长的减小)可小于或等于约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、小于或等于约5nm、小于或等于约4nm、小于或等于约3.4nm、或者小于或等于约2.8nm。
在实施方式中，所述第一层可进一步包括与所述量子点层中相同的量子点，与所述量子点层相比，所述第一层的光致发光光谱可呈现减小的FWHM。FWHM的减小可小于或等于约10nm、或者小于或等于约8nm且大于或等于约1nm、或者大于或等于约3nm。
本发明人已经惊讶地发现，所述第一层或所述发光层可有助于减小所述电致发光器件的滞后。不希望受任何理论制约，与所述量子点层相比，所述第一层或所述发光层可具有减小的电子迁移率，导致电阻增加，但是可显示、例如呈现非常令人惊讶地减小的滞后，且因此，在预定的电压范围(例如，0伏至8伏)的电流-电压(“JV”)扫描重复三次之后电流可保持。
在实施方式中，当通过向阳极/所述电子传输层/所述第一层或所述发光层/所述电子传输层/阴极的堆叠结构体施加0伏-8伏的电压而获得JV图时，所述第一层或所述发光层可具有(呈现)如下的在第一次(初始)扫描期间在3伏下的电流密度：其大于或等于约25mA/cm2、大于或等于约30mA/cm2、大于或等于约35mA/cm2、大于或等于约40mA/cm2、大于或等于约45mA/cm2、大于或等于约50mA/cm2、大于或等于约55mA/cm2、大于或等于约60mA/cm2、大于或等于约65mA/cm2、大于或等于约70mA/cm2、大于或等于约75mA/cm2、大于或等于约80mA/cm2、大于或等于约85mA/cm2、大于或等于约90mA/cm2、或者大于或等于约95mA/cm2且小于或等于约158mA/cm2、小于或等于约150mA/cm2、小于或等于约140mA/cm2、小于或等于约130mA/cm2、小于或等于约120mA/cm2、小于或等于约110mA/cm2、或者小于或等于约100mA/cm2。
在实施方式中，当通过向阳极/所述电子传输层/所述第一层或所述发光层/所述电子传输层/阴极的堆叠结构体施加0伏-8伏的电压而获得JV图时，所述第一层或所述发光层可具有如下的在第三次扫描期间出现的最大电流密度：其大于或等于约106mA/cm2、大于或等于约108mA/cm2、大于或等于约110mA/cm2、大于或等于约120mA/cm2、大于或等于约140mA/cm2、大于或等于约160mA/cm2、大于或等于约180mA/cm2、大于或等于约200mA/cm2、或者大于或等于约215mA/cm2。在实施方式中，当通过向阳极/所述电子传输层/所述第一层或所述发光层/所述电子传输层/阴极的堆叠结构体施加0伏-8伏的电压而获得JV图时，所述第一层或所述发光层可具有如下的在第三次扫描期间出现的最大电流密度：其小于或等于约400mA/cm2、小于或等于约350mA/cm2、小于或等于约320mA/cm2、小于或等于约290mA/cm2、小于或等于约280mA/cm2、小于或等于约250mA/cm2、或者小于或等于约240mA/cm2。
不希望受任何理论制约，认为，由于无机纳米颗粒(例如，ZnS)的深的价带，所述第一层可提供减少的空穴传输，并且因此，在实施方式中，本文中描述的结构(体)可控制或减少向所述电子辅助层(例如，电子传输层)的空穴泄漏。
在实施方式中，当向阳极/包括PEDOT(例如，PEDOT:聚磺苯乙烯(“PSS”)/聚(9,9-二辛基-芴-共-N-(4)-丁基苯基)-二苯基胺)(“TFB”))的空穴辅助层/所述第一层或所述发光层/包括有机化合物例如TCTA的空穴辅助层/阴极的堆叠结构体施加8伏的电压时，所述第一层或所述发光层可呈现如下的电流密度：大于或等于约0.1mA/cm2、大于或等于约1mA/cm2、大于或等于约5mA/cm2、大于或等于约10mA/cm2、大于或等于约15mA/cm2、大于或等于约18mA/cm2、或者大于或等于约20mA/cm2。当向阳极/包括PEDOT(例如，PEDOT:PSS/TFB)的空穴辅助层/所述第一层或所述发光层/包括有机化合物的空穴辅助层/阴极的堆叠结构体施加8伏的电压时，所述第一层或所述发光层可呈现小于或等于约125mA/cm2、小于或等于约50mA/cm2、小于或等于约30mA/cm2的电流密度。
在实施方式中，所述发光层可具有如下的硫对硒的摩尔比：其大于或等于约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、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、大于或等于约0.9:1、大于或等于约1:1、大于或等于约1.1:1、或者大于或等于约1.2:1。在实施方式中，所述发光层可具有如下的硫对硒的摩尔比：其小于或等于约5.0:1、小于或等于约4.5:1、小于或等于约4.0:1、小于或等于约3:1、小于或等于约2.5:1、小于或等于约2.0:1、小于或等于约1.9:1、小于或等于约1.7:1、小于或等于约1.5:1、小于或等于约1.3:1、小于或等于约1.1:1、小于或等于约0.9:1、小于或等于约0.7:1、或者小于或等于约0.5:1。在实施方式中，所述发光层可具有在约2:1-约5:1、约2.5:1-约4.5:1、约3:1-约4:1、或其组合的范围内的硫对硒的摩尔比。
实施方式的电致发光器件包括设置在所述发光层上(或者在所述量子点层、在所述第一层上、或在所述量子点层和所述第一层上)，例如在所述第二电极和所述发光层或所述量子点层之间的基于锌氧化物纳米颗粒的电子传输层。所述电子传输层包括多个锌氧化物纳米颗粒。实施方式的电致发光器件可包括包含所述电子传输层的电子辅助层。在实施方式中，电子注入层可设置在所述第二电极和所述电子传输层之间，但是不限于此。所述电子传输层可与所述发光层或所述第一层相邻地设置(例如，直接设置在所述发光层或所述第一层上方)。在实施方式中，所述电子传输层可接触所述发光层或所述第一层。
所述锌氧化物(纳米颗粒)可包括：锌；和任选地IIA族金属、Zr、W、Li、Ti、Y、Al、镓、铟、锡(Sn)、钴(Co)、钒(V)、或其组合。所述锌氧化物(纳米颗粒)可进一步包括II族金属例如镁、和任选地碱金属。
所述锌氧化物(纳米颗粒)可包括由Zn1-xMxO表示的化合物，其中，M为Mg、Ca、Zr、Co、W、Li、Ti、Y、Al、或其组合，并且0≤x≤0.5。x可大于或等于约0.01、大于或等于约0.03、大于或等于约0.05、大于或等于约0.07、大于或等于约0.1、大于或等于约0.13、大于或等于约0.15、大于或等于约0.17、大于或等于约0.2、大于或等于约0.23、或者大于或等于约0.25。x可小于或等于约0.47、小于或等于约0.45、小于或等于约0.43、小于或等于约0.4、小于或等于约0.37、小于或等于约0.35、或者小于或等于约0.3。所述锌氧化物(纳米颗粒)可进一步包括镁。所述电子传输层或所述锌氧化物可包括Zn1-xMgxO(x大于或等于0、或者大于0且小于或等于约0.5，x与本文中定义的相同)、ZnO、或其组合。
所述锌氧化物纳米颗粒的尺寸或平均尺寸可大于或等于约1nm、大于或等于约2nm、大于或等于约2.5nm、大于或等于约3nm、或者大于或等于约3.5nm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、小于或等于约5nm、或者小于或等于约4.5nm。
在实施方式中，所述锌氧化物纳米颗粒可以任何合适的方法制备，所述方法没有特别限制。所述锌氧化物纳米颗粒的制备可包括溶胶-凝胶反应。在实施方式中，所述锌氧化物(例如，氧化锌镁)纳米颗粒可通过如下制备：将锌化合物(例如，有机锌化合物例如乙酸锌二水合物)和任选地另外的金属化合物(例如，另外的有机金属化合物例如乙酸镁四水合物)置于烧瓶中的有机溶剂(例如，二甲亚砜)中以具有期望的摩尔比并且将其在预定温度(例如，约40℃-约120℃、或约60℃-约100℃)下(例如，在空气中)加热，并且在搅拌的情况下、例如在搅拌的同时以预定速率添加沉淀促进剂溶液(例如，氢氧化四甲基铵五水合物和乙醇的溶液)。可将所制备的锌氧化物纳米颗粒(例如，Zn1-xMgxO纳米颗粒)例如经由离心从反应溶液收取。
在前述电子传输层中，与有机半导体材料相比，所述锌氧化物纳米颗粒可提供更高的电子迁移率，并且所述量子点层与所述基于锌氧化物纳米颗粒的电子传输层组合例如可呈现期望水平的电致发光性质。此外，基于半导体纳米颗粒的量子点层可通过溶液工艺形成，并且基于锌氧化物纳米颗粒的电子传输层可通过溶液工艺在所述量子点层上形成，这在工艺方面可为有利的。
在实施方式中，所述电子辅助层或所述电子传输层可以溶液工艺制备。在实施方式中，所述电子辅助层或所述电子传输层可通过如下制备：将多个金属氧化物纳米颗粒分散在有机溶剂(例如，极性溶剂、非极性溶剂、或其组合)中以获得电子传输层前体分散体，然后将其施加至表面以形成膜。可将所述电子传输层前体分散体施加至所述发光层或所述第一层。所述溶液工艺可进一步包括从所形成的膜除去去所述有机溶剂，例如通过蒸发。所述有机溶剂可包括C1-C10醇溶剂或其组合。
在实施方式中，电子辅助层4或40可进一步包括电子注入层、空穴阻挡层、或其组合。电子注入层、空穴阻挡层、或其组合可设置在所述电子传输层和所述第二电极之间。在实施方式中，空穴阻挡层可设置在所述电子注入层和所述电子传输层之间。所述电子注入层、所述空穴阻挡层、或其组合的厚度没有特别限制并且可适当地选择。
在实施方式中，用于所述电子注入层、所述空穴阻挡层、或其组合的材料可包括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、三(8-羟基喹啉)铝(“Alq3”)、三(8-羟基喹啉)镓“(Gaq3”)、三(8-羟基喹啉)铟“(Inq3”)、二(8-羟基喹啉)锌“(Znq2”)、二[2-(2-羟基苯基)苯并噻唑]锌(“Zn(BTZ)2”)、二(10-羟基苯并[H]喹啉)铍(“BeBq2”)、8-(4-(4,6-二(萘-2-基)-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)喹诺酮(“ET204”)、8-羟基喹啉锂(“Liq”)、2,2',2"-(1,3,5-苯三基)-三(1-苯基-1-H-苯并咪唑)(“TPBi”)、n型金属氧化物(例如，ZnO、HfO2等)、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(“ET204:Liq”)、或其组合，但是不限于此。
所述电子传输层、所述电子注入层、所述空穴阻挡层、或其组合的厚度没有特别限制并且可适当地选择。所述电子传输层、所述电子注入层、所述空穴阻挡层、或其组合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、大于或等于约20nm、或者大于或等于约21nm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。
在实施方式中，所述电致发光器件可进一步包括在第一电极11，10和发光层13，30之间的空穴辅助层12，20。空穴辅助层12，20可包括空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、或其组合。空穴辅助层12，20可为单个层或其中相邻的层包括不同组分的多层结构。
空穴辅助层12，20可具有如下的HOMO能级：其可与发光层13或量子点层30的HOMO能级匹配以提升从空穴辅助层12，20向发光层13或量子点层30转移的空穴的迁移率。在实施方式中，空穴辅助层12，20可包括与第一电极11，10接近、例如相邻的空穴注入层、以及与发光层13或量子点层30接近、例如相邻的空穴传输层。
在实施方式中，空穴辅助层20(例如，空穴传输层、空穴注入层、或电子阻挡层)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-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。
在所述空穴辅助层中，各层的厚度可适当地选择。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40nm、小于或等于约35nm、或者小于或等于约30nm，但是不限于此。
在实施方式的器件中，阳极10可设置在透明基板100上并且可包括基于金属氧化物的透明电极(例如，ITO电极)，和面对阳极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、p型金属氧化物、或其组合；空穴传输层例如TFB、聚乙烯基咔唑(“PVK”)、或其组合；或其组合)可提供在阳极(例如，透明电极)10和量子点层30之间。所述空穴注入层可与所述阳极接近、例如相邻地设置，并且所述空穴传输层可与所述发光层接近、例如相邻地设置。所述电子传输层或包括其的电子辅助层(例如电子注入/传输层)40可设置在量子点层30(或第一层30a)和阴极50之间。
在实施方式的器件中，阴极50可设置在透明基板100上且可包括基于金属氧化物的透明电极(例如，ITO电极)，和面对阴极50的阳极10可包括导电金属(例如，具有相对低的功函，Mg、Al等)，如图2B和2C中所示。
在实施方式中，实施方式的电致发光器件可通过包括如下的方法制造：
在第一电极上或上面形成所述发光层(或者所述量子点层和所述第一层)，在所述发光层(或所述量子点层和/或所述第一层)上形成电子传输层，和在所述电子传输层上或上面形成第二电极。
在实施方式中，所述方法可进一步包括在(例如，设置在基板上的)所述第一电极上形成空穴辅助层，例如经由物理沉积(例如，气相沉积)或涂布工艺。所述方法可进一步包括在所述电子传输层上或上面形成电子注入层、空穴阻挡层、或其组合。所述发光层(或所述量子点层和/或所述第一层)的形成与本文中描述的相同。
形成所述第二电极的方式没有特别限制，并且可考虑电极材料的类型而选择适当的方式例如物理沉积或涂布。
实施方式的电致发光器件可呈现例如改善的电致发光性质和更长的寿命两者，如本文中所述的。实施方式的发光器件可配置成发射红色光、绿色光、或蓝色光。
在实施方式中，所述电致发光器件可具有如下的最大外量子效率(“EQE”)：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9.5％、大于或等于约10％、大于或等于约10.5％、大于或等于约11％、大于或等于约11.5％、大于或等于约12％、大于或等于约12.5％、大于或等于约13％、大于或等于约13.5％、或者大于或等于约14％。所述最大外量子效率“(EQE”)可小于或等于约60％、小于或等于约50％、小于或等于约40％、小于或等于约30％、或者小于或等于约20％。
实施方式的电致发光器件可呈现如下的最大亮度：大于或等于约10,000坎德拉/平方米(cd/m2)、大于或等于约30,000cd/m2、大于或等于约40,000cd/m2、大于或等于约60,000cd/m2、大于或等于约65,000cd/m2、大于或等于约70,000cd/m2、大于或等于约80,000cd/m2、大于或等于约90,000cd/m2、大于或等于约100,000cd/m2、大于或等于约110,000cd/m2、大于或等于约120,000cd/m2、大于或等于约130,000cd/m2、大于或等于约140,000cd/m2、大于或等于约150,000cd/m2、大于或等于约160,000cd/m2、大于或等于约170,000cd/m2、大于或等于约180,000cd/m2、大于或等于约190,000cd/m2、大于或等于约200,000cd/m2、大于或等于约210,000cd/m2、大于或等于约220,000cd/m2、大于或等于约230,000cd/m2、大于或等于约240,000cd/m2、大于或等于约250,000cd/m2、大于或等于约300,000cd/m2、大于或等于约400,000cd/m2、大于或等于约500,000cd/m2、大于或等于约600,000cd/m2、大于或等于约700,000cd/m2、大于或等于约800,000cd/m2、大于或等于约900,000cd/m2、或者大于或等于约1,000,000cd/m2。所述最大亮度可小于或等于约2,000,000cd/m2、小于或等于约1,500,000cd/m2、或者小于或等于约1,000,000cd/m2。
在实施方式中，当通过以预定的初始亮度(例如，约650尼特)驱动所述器件而测量时，所述电致发光器件可呈现如下的T50：大于或等于约20小时、大于或等于约25小时、大于或等于约30小时、大于或等于约40小时、大于或等于约50小时、大于或等于约60小时、大于或等于约65小时、大于或等于约70小时、大于或等于约80小时、大于或等于约90小时、大于或等于约100小时、大于或等于约120小时、大于或等于约150小时、大于或等于约180小时、大于或等于约200小时、或者大于或等于约250小时。T50可为约25小时-约1,000小时、约130小时-约500小时、约190小时-约300小时、或其组合。
在实施方式中，当通过以预定的初始亮度(例如，约650尼特)驱动所述器件而测量时，所述电致发光器件可具有大于或等于约5小时的T90，例如，如下的T90：大于或等于约6小时、大于或等于约7小时、大于或等于约7.5小时、大于或等于约8小时、大于或等于约9小时、大于或等于约10小时、大于或等于约20小时、大于或等于约30小时、大于或等于约40小时、大于或等于约50小时、大于或等于约60小时、大于或等于约70小时、大于或等于约80小时、大于或等于约90小时、大于或等于约100小时、大于或等于约110小时、大于或等于约120小时、或者大于或等于约130小时。T90可为约35小时-约1,500小时、约55小时-约1,200小时、约85小时-约1,000小时、约105小时-约900小时、约115小时-约800小时、约145小时-约500小时、或其组合。
当施加的电压从2伏改变为6伏时，实施方式的电致发光器件或其中包括的发光层13可呈现所述第一光(例如，蓝色光)的峰值发射波长的如下的蓝移(例如，减小)：大于或等于约1nm、大于或等于约5nm、大于或等于约7nm、大于或等于约8nm、大于或等于约9nm且小于或等于约15nm、小于或等于约12nm、小于或等于约10nm、或者小于或等于约9nm。
当施加的电压从2伏改变为6伏时，实施方式的电致发光器件或其中包括的发光层13可呈现所述第一光(例如，蓝色光)的半宽度的如下的减小：大于或等于约1nm、大于或等于约5nm、大于或等于约7nm、大于或等于约8nm、或者大于或等于约9nm且小于或等于约20nm、小于或等于约15nm、小于或等于约10nm、或者小于或等于约9nm。
在实施方式中，显示设备包括本文中描述的电致发光器件。
所述显示设备可包括第一像素和配置成发射与所述第一像素的光不同的光的第二像素。
参照图5A，根据实施方式的显示面板1000包括用于显示图像的显示区域1000D和设置在显示区域1000D周围的非显示区域1000P，结合元件可位于其中。
显示区域1000D可包括沿着行(例如，x方向)、列(例如，y方向)、或其组合布置的多个像素PX，并且各像素PX可包括显示不同颜色的多个子像素PX1、PX2、和PX3。作为实例，说明其中三个子像素PX1、PX2、和PX3构成一个像素PX的配置，但是配置不限于此。可进一步包括另外的子像素例如白色子像素，并且可包括显示相同颜色的一个或多个子像素。多个像素PX可以例如Bayer(拜尔)矩阵、PenTile(波形瓦)矩阵、菱形矩阵、或其组合布置，但是不限于此。
子像素PX1、PX2、和PX3各自可配置成显示三原色的颜色或者三原色的组合，例如，红色、绿色、蓝色、或其组合(例如，白色光)。例如，第一子像素PX1可配置成显示红色，第二子像素PX2可配置成显示绿色，并且第三子像素PX3可配置成显示蓝色。
在图5A中，所述子像素各自被描绘为具有相同的尺寸和相同的形状，但是本公开内容不限于此。例如，子像素，例如，所述子像素的至少一个与另外的子像素相比可更大或更小，或者具有不同的形状。
在实施方式中，实施方式的显示面板可包括发光面板100，其可包括下部基板110、缓冲层111、薄膜晶体管TFT、和发光元件180。所述显示面板可进一步包括用于开关和/或驱动所述发光元件的每一个的电路元件。
参照图5B，在实施方式的发光面板中，可对于各子像素PX1、PX2、和PX3设置发光元件180。设置在各子像素PX1、PX2、和PX3中的发光元件180可被独立地驱动。所述子像素可包括蓝色子像素、红色子像素、或绿色子像素。发光元件180，例如，发光元件180的至少一个可为根据本文中描述的实施方式的电致发光元件。
基板110的细节与本文中描述的相同。缓冲层111可包括有机材料、无机材料、或有机-无机材料。缓冲层111可包括例如氧化物、氮化物、或氮氧化物，并且可包括例如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、或其组合，但是不限于此。缓冲层111可为一个层或者两个或更多个层，并且可覆盖下部基板110的一部分或整个表面。可省略缓冲层111。
薄膜晶体管TFT可为用于开关发光元件180、驱动发光元件180、或其组合的三端子元件，并且对于各子像素可包括一个或者两个或更多个。薄膜晶体管TFT可包括栅电极124、与栅电极124重叠的半导体层154、在栅电极124和半导体层154之间的栅绝缘层140、以及电连接至半导体层154的源电极173和漏电极175。显示共面的顶栅结构作为实例，但是结构不限于此并且可具有多种结构。
栅电极124电连接至栅极线(未示出)，并且可包括例如低电阻金属例如铝(Al)、钼(Mo)、铜(Cu)、钛(Ti)、银(Ag)、金(Au)、其合金、或其组合，但是不限于此。
半导体层154可为：无机半导体例如非晶硅、多晶硅、或氧化物半导体；有机半导体；有机-无机半导体；或其组合。例如，半导体层154可包括包含铟(In)、锌(Zn)、锡(Sn)、镓(Ga)、或其组合的氧化物半导体，并且所述氧化物半导体可包括例如氧化铟镓锌、氧化锌锡、或其组合，但是所述氧化物半导体不限于此。半导体层154可包括沟道区域和设置在所述沟道区域的两侧上并且分别电连接至源电极173和漏电极175的掺杂区域。
栅绝缘层140可包括有机材料、无机材料、或有机-无机材料，并且可包括例如氧化物、氮化物、或氮氧化物，并且可包括例如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、或其组合，但是不限于此。在图5B中，说明其中栅绝缘层140形成于下部基板110的整个表面上的实例，但是本公开内容不限于此，并且栅绝缘层140可选择性地形成于栅电极124和半导体154之间。栅绝缘层140可由一个或者两个或更多个层形成。
源电极173和漏电极175可包括例如低电阻金属例如铝(Al)、钼(Mo)、铜(Cu)、钛(Ti)、银(Ag)、金(Au)、其合金、或其组合，但是不限于此。源电极173和漏电极175可分别电连接至半导体层154的掺杂区域。源电极173电连接至数据线(未示出)，并且漏电极175电连接至发光元件180。
另外在栅电极124和源/漏电极173和175之间形成中间层绝缘层145。中间层绝缘层145可包括有机材料、无机材料、或有机-无机材料，例如氧化物、氮化物、或氮氧化物，例如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、或其组合，但是不限于此。中间层绝缘层145可由一个或者两个或更多个层形成。
在薄膜晶体管TFT上形成保护层160。保护层160可为例如钝化层。保护层160可包括有机材料、无机材料、或有机-无机材料，例如聚丙烯酸类、聚酰亚胺、聚酰胺、聚(酰胺-酰亚胺)、或其组合，但是不限于此。保护层160可由一个或者两个或者三个或者更多个层形成。
在实施方式中，第一电极1，10和第二电极5，50之一可为连接至TFT的像素电极，并且它们的另一个可为公共电极。
在实施方式中，所述电致发光器件或包括其的显示设备可以顶发射型、底发射型、双向发射型、或其组合使用。
在实施方式中，第一电极1，11，10可为光透射电极并且第二电极5，15，50可为反射性电极，并且所述显示面板可为朝着所述第一电极和如果存在的所述基板发射光的底发射型显示面板。在实施方式中，第一电极1，10可为反射性电极并且第二电极5，50可为光透射电极，并且所述显示面板可为向第一电极10和如果存在的基板100的相反侧发射光的顶发射型显示面板。在实施方式中，所述第一电极和所述第二电极两者可为半透明电极，并且显示面板1000可为在基板侧上和在所述基板的相反侧上发射光的两侧发射型显示面板。
所述显示设备或电子装置可包括(或者可为)电视机、虚拟现实/增强现实(“VR/AR”)、手持终端、监视器、笔记本计算机、电子显示板、相机、或者用于自动车辆、例如自动驾驶车辆的部件。
以下描述具体实施例。然而，以下描述的实施例仅用于具体地说明或者解释本公开内容，并且本公开内容的范围不限于此。
实施例
1.电致发光测量
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和T50以650尼特(坎德拉/平方米(cd/m2))的初始亮度测量。
对于T90的测量，使器件以与通过光谱亮度计测量的预定的亮度(例如，650尼特)对应的电流值运行。从器件发射的光通过光电二极管转换为与所述预定的亮度对应的光电流，并且基于初始光电流值100％，测量变成初始测量的光电流值的90％花费的时间(小时(hr))。
对于T50的测量，使器件以与通过光谱亮度计测量的预定的亮度(例如，650尼特)对应的电流值运行。从器件发射的光通过光电二极管转化为与所述预定的亮度对应的光电流，并且基于初始光电流值100％，测量变成初始测量的光电流值的50％花费的时间(hr)。
3.PL光谱法分析
通过CS-2000(光谱辐射计)在暗室中在用405纳米(nm)激光器(Power TechnologyInc.)的光激发的情况下获得量子点和含有其的层的光致发光(“PL”)光谱。
4.TEM分析
通过使用UTF30 Tecnai电子显微镜获得所制备的量子点和纳米颗粒的透射电子显微照片。使用Image J程序从所获得的透射电子显微照片获得平均颗粒尺寸和颗粒尺寸分布。
以下合成是在惰性气氛下(例如，在氮气下)进行的，除非另有说明。前体含量是作为摩尔含量提供的，除非另有说明。
合成实施例1：
通过分别将硒(Se)、硫(S)、和碲(Te)分散在三辛基膦(“TOP”)中，制备一定量的2摩尔/升(M)的Se/三辛基膦(“TOP”)原液、1M的S/TOP原液、和0.1M的Te/TOP原液。在含有三辛基胺的反应器中，将0.125毫摩尔(mmol)乙酸锌与油酸一起添加至该反应器，并且在120℃下在真空下加热。在1小时之后，将氮气引入该反应器中。
将该反应器加热至300℃，并且将1:20的Te:Se摩尔比的所述Se/TOP原液和所述Te/TOP原液快速添加至例如注入到该反应器中。在40分钟之后，反应完成，并且将反应溶液快速冷却至室温并且向该反应器添加丙酮。将所得产物混合物离心，并且将沉淀物分离并且分散在甲苯中以制备ZnSeTe芯颗粒分散体。
将1.8mmol量的乙酸锌和油酸添加至含有三辛基胺的烧瓶，并且将所制备的混合物在120℃下在真空下加热10分钟。然后将氮气(N2)引入到该反应器中，将该反应器加热至180℃，并且将所制备的ZnTeSe芯颗粒分散体快速添加至该反应器。还向该反应器添加所述Se/TOP原液和所述S/TOP原液，并且将反应器温度升高至约280℃。在2小时之后，反应完成，并且将该反应器冷却至室温并且添加乙醇以促进半导体纳米颗粒的沉淀，将其通过离心而分离。所制备的半导体纳米颗粒发射蓝色光，并且使用Hitachi F-7000分光光度计的光致发光光谱法分析证实，所述蓝色光具有约455纳米(nm)的峰值发射波长。
将所合成的半导体纳米颗粒(在420nm处的光密度0.25，6毫升(mL))用乙醇沉淀并且离心，并将所分离的纳米颗粒分散在辛烷中以制备辛烷分散体。合成实施例2：ZnMgO纳米颗粒的合成
将乙酸锌二水合物和乙酸镁四水合物以根据以下化学式的预定摩尔比添加到包括二甲亚砜的反应器中，并且在60℃下在空气气氛中加热。随后，将氢氧化四甲基铵五水合物和乙醇的溶液以逐滴方式以3毫升/分钟(mL/min)的速度添加到该反应器中。在将混合物搅拌之后，将所制备的Zn1-xMgxO纳米颗粒离心，分离，并且分散在乙醇中以提供Zn1-xMgxO(x＝0.15)纳米颗粒的乙醇分散体。
所制备的纳米颗粒通过透射电子显微镜分析进行分析，并且结果显示，所述颗粒具有约3nm的平均颗粒尺寸。
合成实施例3：作为无机纳米颗粒的ZnS纳米颗粒的合成
将硫分散在三辛基膦(“TOP”)中以获得1M的S/TOP原液。在300mL反应烧瓶中，将乙酸锌与油酸溶解在三辛基胺中并且在真空下加热至120℃。然后将惰性气体引入到该反应器中，将该反应器加热至300℃，并且将所制备的S/TOP原液快速添加至该反应器。在1小时之后，反应完成，并且将该反应器冷却至室温并且添加乙醇以促进ZnS纳米颗粒的沉淀，将其通过离心而分离并且分散在己烷中以获得包括ZnS纳米颗粒的分散体。
所使用的Zn和S前体的比率(Zn:S)为2:1。
对所制备的无机纳米颗粒进行光致发光光谱法分析(使用280nm波长的入射光)，且结果示于图12C中。
实施例1：
使用合成实施例2中制备的氧化锌镁纳米颗粒的分散体作为电子传输层分散体(下文中，ETL分散体)。将合成实施例3中制备的ZnS纳米颗粒和合成实施例1中合成的量子点以1:1的体积比分散在辛烷中以制备第一分散体。将合成实施例1中合成的量子点分散在辛烷中以制备第二分散体。
将沉积有氧化铟锡(“ITO”)的玻璃基板用紫外(“UV”)-臭氧进行表面处理15分钟，并且然后用聚(3,4-亚乙基二氧噻吩):聚磺苯乙烯“(PEDOT:PSS”)溶液(H.C.Starks)旋涂，并且在150℃下在空气气氛下加热10分钟并且在150℃下在N2气氛下再次加热20-30分钟以提供具有30nm的厚度的空穴注入层(“HIL”)。
随后，将聚[(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)旋涂在所述空穴注入层上，并且在180℃下加热30分钟以提供具有25nm的厚度的空穴传输层(“HTL”)。
将所述第二分散体旋涂在所制备的空穴传输层上以制备具有20nm的厚度的量子点层，然后将其在约80℃的温度下在氮气气氛下热处理30分钟。在所述热处理之后，将所述第一分散体旋涂在所述量子点层上以形成具有20nm的厚度的第一层。将所形成的第一层在约80℃的温度下在氮气气氛下热处理30分钟。
将所述ETL分散体旋涂在经热处理的第一层上并且在80℃下热处理以形成具有约20nm的厚度的电子传输层。
将铝(Al)真空沉积例如在真空下沉积在所制备的电子传输层上以制备约100nm的厚度的第二电极，以获得电致发光器件。
测量所制备的电致发光器件的电致发光性质，并且结果示于表1、图6、图7A、和图7B中。所制备的电致发光器件的T90为至少36小时。
将所述第二分散体、所述包括ZnS纳米颗粒的分散体、和所述第一分散体施加至玻璃基板，并且通过使用扫描电子显微镜(产品名称：S-4700，制造商：Hitachi)进行扫描电子显微镜法分析，并且结果(顶视图)示于图10A、图10B、和图10C中。
通过对所述第一分散体进行透射电子显微镜法(“TEM”)分析而获得颗粒尺寸分布，并且其示于图11中。如图11中所示，获得双模态分布。
进行对所制造的电致发光器件的横截面的TEM分析和TEM-能量色散X射线(“EDX”)分析，且结果示于图12A和图12B中。参照图12A和图12B，证实，所述电致发光器件包括在所述量子点层和所述电子传输层之间的第一层。
实施例2
以与实施例1中相同的方式制备电致发光器件，除了如下之外：在所述第一分散体中，所述量子点和所述ZnS纳米颗粒的体积比为1:2。
测量所制备的电致发光器件的电致发光性质，并且结果示于表1中。所制备的电致发光器件的T90为至少36小时。
实施例3
除了如下之外，以与实施例1中相同的方式制备电致发光器件，例如，包括图4H中所示的发光层的配置。
将所述第一分散体旋涂在所制备的空穴传输层上以制备具有20nm的厚度的第一层，然后将其在约80℃的温度下在氮气气氛下热处理30分钟。在所述热处理之后，将所述第二分散体旋涂在所述第一层上以形成具有20nm的厚度的量子点层。将所形成的量子点层在约80℃的温度下在氮气气氛下热处理30分钟。
所制备的电致发光器件具有11％的最大外量子效率，且配置为发射具有约44nm的半宽度的光。
实施例4
除了如下之外，以与实施例1中相同的方式制备电致发光器件，例如，包括图4G中所示的发光层的配置。
将所述第一分散体旋涂在所制备的空穴传输层上以制备具有20nm的厚度的层，然后将其在约80℃的温度下在氮气气氛下热处理30分钟。在所述热处理之后，将所述第一分散体旋涂在所述层上以形成具有20nm的厚度的额外的层。将所述额外的层在约80℃的温度下在氮气气氛下热处理30分钟。
所制备的电致发光器件具有11％的最大外量子效率，且配置为发射具有约40nm的半宽度的光。
对比例1
以与实施例1中相同的方式制备电致发光器件，除了如下之外：将所述量子点层的形成重复两次而不形成所述第一层，以形成具有20nm+20nm的厚度(40nm的总厚度)的发光层。
测量所制备的电致发光器件的电致发光性质，并且结果示于表1、图6、图7A和图7B中。所制备的电致发光器件的T90为实施例1的电致发光器件的T90的约80％或更小(例如，70％)。换句话说，所制备的电致发光器件的T90比实施例1的电致发光器件的T90小至少20％或至少30％。
表1
尼特：cd/m2
表1和图6的结果证实，与对比例的器件相比，实施例的电致发光器件可呈现显著提高的寿命特性以及相对改善的EL性质。
图7A和图7B的结果证实，在实施例的器件的情况下，随着施加的电压增加，峰值发射波长的蓝移增大并且半宽度(“FWHM”)可更急剧地减小。
在实施例中，蓝移的最大宽度大于7nm(例如，大于或等于8nm或9nm)。在实施例中，FWHM的最大减小大于8nm，例如，大于或等于9nm或11nm。
这些结果可表明，当应用实施方式的电致发光器件时，将正面地影响色纯度。
实验实施例1：第一层的PL特性
将合成实施例3中制备的ZnS纳米颗粒和合成实施例1中合成的量子点分别以5:1、1:1、和1:3的体积比分散在辛烷中，以制备分散体1、2、和3。将合成实施例1中合成的量子点分散在辛烷中以制备分散体4(“QD”)。
使用所制备的分散体1、2、3、和4制备发射层(“EML”)薄膜1、2、3、和4。具体而言，将所述分散体旋涂在玻璃基板上以形成厚度20nm的层。
分别向EML薄膜1、2、3、和4照射入射光(波长：450nm)以获得光致发光光谱，由其测量峰值发射波长和半宽度。结果总结于表2中。
表2
| 峰值发射波长(nm) | 半宽度(nm) | 亮度强度的变化 | |
| EML薄膜4(仅QD) | 462 | 39 | 11％ |
| EML薄膜1(QD:ZnS＝5:1) | 461 | 38 | 6％ |
| EML薄膜2(QD:ZnS＝1:1) | 460 | 37 | 4％ |
| EML薄膜3(QD:ZnS＝1:3) | 459 | 36 | 2％ |
由表2的结果确认，与EML薄膜4相比，EML薄膜1至3的光致发光波长蓝移，且与EML薄膜4相比，EML薄膜1-3的半宽度也减小。
然后，向所制造的EML薄膜1、2、3、和4照射高功率激光(波长：405nm)以获得观察在PL强度保持上的变化，且结果总结于图8中。
由图8的结果，可理解，在照射高功率激光光源1分钟之后，EML薄膜1-3具有超过例如大于100％的亮度强度保持百分比(或相对亮度强度)，而EML薄膜4具有低于例如小于100％的亮度强度保持百分比。在EML薄膜1-3的情况下，最大(例如归一化的)相对强度值大约大于107％，而在1分钟时的相对光致发光强度和最大相对(例如归一化的)强度值之间的差值(即，亮度强度的变化或者相对于最大相对强度值的改变)分别小于10％、小于9％、小于5％、或者小于4％。对于EML薄膜1-4各自的亮度强度的变化总结在表2中。这样的结果表明，在所述层中包括所述无机纳米颗粒(例如，ZnS纳米颗粒)或其量的增加可改善所述层的PL性质。
实验实施例2：第一层的EOD元件的特性
以如下方式制造单电子器件(仅电子器件，electron only device)“(EOD”)：
将合成实施例1中合成的量子点分散在辛烷中以制备分散体1。将合成实施例1中合成的量子点和合成实施例3中制备的ZnS纳米颗粒以1:1的体积比分散在辛烷中以制备分散体2。将合成实施例3中制备的ZnS纳米颗粒分散在辛烷中以制备分散体3。
将氧化锌镁纳米颗粒的分散体旋涂在其上沉积ITO电极(阳极)的玻璃基板上，并且然后在80度下热处理30分钟以形成电子辅助层(厚度：30nm)。
分别将分散体1、分散体2、和分散体3旋涂在所形成的电子辅助层上以形成各自具有20nm厚度的层1、2、和3。将氧化锌镁纳米颗粒的分散体旋涂在所形成的层1、2、和3上，并且在80℃下热处理30分钟以形成电子辅助层(厚度：30nm)，并且然后形成Al电极作为沉积形成以获得EOD 1、EOD 2、和EOD 3。
将当将在ITO电极和Al电极之间的电压在0伏(V)-8V的范围内增加或降低时测量电流密度的扫描过程重复三次，并且结果总结于下表中。结果总结于图9A和图9B、以及表3中。
表3
由以上结果证实，包括层2的EOD2器件具有在第1次电流-电压“(JV”)扫描之间增加的电阻，但是在第3次JV扫描之间减小的滞后和增加的电流密度。
实验实施例3：第一层的HOD元件的特性
以如下方式制造单空穴器件(仅空穴器件，hole only device)(“HOD”)：
将合成实施例1中合成的量子点分散在辛烷中以制备分散体1。将合成实施例1中合成的量子点和合成实施例3中制备的ZnS纳米颗粒分别以1:1和1:2的体积比分散在辛烷中，以制备分散体2和分散体3。
在其上沉积ITO电极(阳极)的玻璃基板上，以与实施例1中相同的方式分别提供作为空穴注入层的PEDOT:PSS和作为空穴传输层的TFB，以形成空穴辅助层。
分别将分散体1、分散体2、和分散体3旋涂在所形成的空穴辅助层上以形成具有20nm厚度的层1、2、和3。在所形成的层1、层2、和层3上形成另外的有机空穴辅助层，其包括具有36nm厚度的三(4-咔唑-9-基苯基)胺(“TCTA”)的层和具有10nm厚度的1,4,5,8,9,11-六氮杂苯并[9,10]菲六甲腈(HATCN)的层，并且然后形成Al电极作为沉积形成以获得HOD1、HOD 2、和HOD 3。
通过在ITO电极和Al电极之间施加8V的电压而测量电流密度，并且结果总结于表4中。
表4
| 空穴传输(HT)(mA/cm2) | HT(相对电流密度百分比) | |
| HOD 1 | 128.4 | 100％ |
| HOD 2 | 23.9 | 19％ |
| HOD 3 | 19.6 | 15％ |
由以上结果证实，与HOD 1相比，包括层2和层3的HOD 2和3呈现明显更低的空穴传输。因此，证实，层2和层3可显著抑制向电子传输层的空穴泄漏。
虽然已经结合当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，其意图涵盖包括在所附权利要求的精神和范围内的多种改动和等同布置。
Claims (21)
1.电致发光器件，其包括
第一电极；
第二电极；
设置在所述第一电极和所述第二电极之间的量子点层；以及
设置在所述量子点层和所述第二电极之间的电子传输层；
其中所述量子点层配置成发射第一光，所述量子点层包括多个第一量子点，
其中所述第一量子点包括第一半导体纳米晶体，
其中所述电子传输层包括锌氧化物纳米颗粒，
其中所述电致发光器件进一步包括在所述量子点层和所述电子传输层之间的第一层，所述第一层包括多个无机纳米颗粒，
其中所述无机纳米颗粒具有与所述锌氧化物纳米颗粒和所述第一量子点不同的组成，和
其中所述多个无机纳米颗粒金属硫属化物，和所述金属硫属化物具有比所述第一光的光能大的带隙能量。
2.如权利要求1所述的电致发光器件，其中所述第一量子点包括II-VI族化合物、III-V族化合物、IV-VI族化合物、IV族元素或其化合物、I-III-VI族化合物、I-II-IV-VI族化合物、或其组合，
其中所述第一光具有红色光光谱、绿色光光谱、或蓝色光光谱，和
任选地其中所述第一光的半宽度大于或等于1纳米且小于或等于55纳米。
3.如权利要求1所述的电致发光器件，其中所述第一量子点包括芯和设置在所述芯上的壳，所述芯包括所述第一半导体纳米晶体，并且所述第一半导体纳米晶体包括锌硫属化物、磷化铟、或其组合。
4.如权利要求1所述的电致发光器件，其中所述量子点层不包括所述无机纳米颗粒。
5.如权利要求1所述的电致发光器件，其中所述锌氧化物纳米颗粒进一步包括碱金属、碱土金属、Zr、W、Li、Ti、Y、Al、镓、铟、锡、钴、钒、或其组合。
6.如权利要求1所述的电致发光器件，其中所述金属硫属化物包括锌、镁、钙、钡、或其组合；或者
所述金属硫属化物的带隙能量大于或等于2.9电子伏且小于或等于10电子伏。
7.如权利要求1所述的电致发光器件，其中所述金属硫属化物包括硫化镁、硒化镁、硫硒化镁、硒化锌镁、硫化锌镁、硫化锌、硒硫化锌、或其组合。
8.如权利要求1所述的电致发光器件，其中所述无机纳米颗粒具有大于或等于2纳米且小于或等于30纳米的尺寸，和任选地其中所述金属硫属化物的带隙能量大于或等于3.2电子伏且小于或等于6.8电子伏。
9.如权利要求1所述的电致发光器件，其中所述第一层进一步包括多个第二量子点，和任选地其中所述第二量子点包括所述第一半导体纳米晶体。
10.如权利要求9所述的电致发光器件，其中所述第二量子点包括芯和设置在所述芯上的壳，所述芯包括所述第一半导体纳米晶体，并且所述第一半导体纳米晶体包括锌硫属化物、磷化铟、或其组合。
11.如权利要求9所述的电致发光器件，其中当将所述第一层暴露于发射预定波长的光的高功率激光60秒时，所述第一层具有基于100％的初始亮度强度的大于或等于100％且小于或等于120％的亮度强度保持百分比。
12.如权利要求1所述的电致发光器件，其中所述第一层的厚度大于或等于4纳米且小于或等于50纳米，和任选地其中所述量子点层具有大于或等于5纳米且小于或等于50纳米的厚度。
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配置成发射蓝色光；和
其中所述电致发光器件呈现大于或等于100,000坎德拉/平方米的最大亮度，或者
其中所述电致发光器件呈现大于或等于11％的最大外量子效率，或者
其中当以650坎德拉/平方米的初始亮度测量时，所述电致发光器件呈现大于或等于26小时的T90。
14.电致发光器件，其包括
第一电极；
第二电极；
设置在所述第一电极和所述第二电极之间的发光层，所述发光层包括半导体纳米颗粒群；以及任选地，在所述发光层和所述第二电极之间的电子辅助层，
其中所述发光层配置成发射第一光，
其中所述半导体纳米颗粒群包括多个量子点和多个无机纳米颗粒，
其中所述第一光具有大于或等于1纳米且小于或等于55纳米的半宽度，
其中所述半导体纳米颗粒群在尺寸分析中呈现包括第一峰值颗粒尺寸和第二峰值颗粒尺寸的多模态分布，
其中所述第二峰值颗粒尺寸大于所述第一峰值颗粒尺寸，
和其中所述第一峰值颗粒尺寸大于或等于2纳米且小于或等于15纳米。
15.如权利要求14所述的电致发光器件，其中所述量子点包括第一半导体纳米晶体，并且所述无机纳米颗粒包括金属硫属化物，并且所述无机纳米颗粒的带隙能量比所述第一半导体纳米晶体的带隙能量大了大于或等于0.1电子伏。
16.如权利要求14所述的电致发光器件，其中所述量子点包括锌硫属化物，所述锌硫属化物包括锌和硒，所述无机纳米颗粒包括金属硫化物，并且所述金属硫化物包括锌、镁、或其组合。
17.如权利要求14所述的电致发光器件，其中所述第一峰值颗粒尺寸大于或等于3纳米且小于或等于10纳米。
18.如权利要求14所述的电致发光器件，其中所述第二峰值颗粒尺寸大于或等于5纳米且小于或等于50纳米，和任选地，其中所述第一峰值颗粒尺寸和所述第二峰值颗粒尺寸之间的差异大于或等于4纳米且小于或等于20纳米。
19.如权利要求14所述的电致发光器件，其中在所述多模态分布中，所述第二峰值颗粒尺寸的模态对所述第一峰值颗粒尺寸的模态的比率大于或等于0.1:1且小于或等于1:1。
20.显示设备，其包括如权利要求1-19任一项所述的电致发光器件。
21.如权利要求20所述的显示设备，其中所述显示设备包括手持终端、监视器、笔记本计算机、电视机、电子显示板、相机、或者用于自动驾驶车辆的电子部件。
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