对相关申请的交叉引用
本申请要求2018年8月3日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请no.10-2018-0090844的优先权和权益、以及由其产生的所有权益,将其内容全部引入本文作为参照。
公开发光器件、制造所述发光器件的方法和包括所述发光器件的显示设备。
背景技术:
已经开发了包括也被称作量子点(qd)的半导体纳米晶体的发光器件。不同于块体材料,纳米颗粒例如量子点具有可通过改变量子点的颗粒尺寸而调节的固有物理特性(例如,能带隙、熔点)。例如,当被供应光能或电能时,量子点可发射与量子点的颗粒尺寸对应的波长的光。因此,量子点可用在发射特定波长的光的发光器件中。
改进的包括量子点的发光器件将是有益的。
技术实现要素:
一种实施方式提供具有改善的性能的发光器件。
另一实施方式提供包括所述发光器件的显示设备。
又一实施方式提供制备所述发光器件的方法。
根据实施方式的发光器件包括
彼此面对的第一电极和第二电极,
设置在所述第一电极和所述第二电极之间并且包括量子点的发射层,以及
设置在所述发射层和所述第二电极之间并且包括多个纳米颗粒的电子辅助层,
其中所述纳米颗粒包括包含锌的金属氧化物,
其中所述第二电极具有面对所述电子辅助层的表面的第一表面和与所述第一表面相反的第二表面,
其中所述发光器件进一步包括设置在所述第二表面的至少一部分和所述电子辅助层的所述表面的至少一部分上的聚合物层,和
其中所述聚合物层包括包含如下的单体组合的聚合产物:具有至少一个硫醇基团的硫醇化合物、和具有至少两个碳-碳不饱和键的不饱和化合物。
所述第二电极设置在所述电子辅助层的表面的一部分上。
所述第一电极的功函可高于所述第二电极的功函。
所述第一电极可包括氧化铟锡。
所述第二电极可包括导电金属。
所述量子点可不包括镉。
所述量子点可包括铟和磷。
所述量子点可包括硫属元素和锌。
在所述发光器件中,所述量子点的最低未占分子轨道(lumo)能级的绝对值可小于所述金属氧化物的lumo能级的绝对值。
所述金属氧化物可具有由化学式a表示的组成:
[化学式a]
zn1-xmxo
其中,m为mg、ca、zr、w、li、ti、y、al、或它们的组合,且0≤x≤0.5。
所述金属氧化物可包括氧化锌、氧化锌镁、或它们的组合。
所述多个纳米颗粒的平均颗粒尺寸可大于或等于约1纳米(nm)和/或小于或等于约10nm。
所述多个纳米颗粒的平均颗粒尺寸可大于或等于约1.5nm和/或小于或等于约5nm。
所述聚合产物可包括交联聚合物。
所述聚合物层可直接设置在所述第二电极的所述第二表面的所述至少一部分上和直接设置在所述电子辅助层的所述表面的所述至少一部分上。
所述聚合物层可与所述第二电极的所述第二表面和所述电子辅助层接触。
所述聚合物层可覆盖所述第二电极的整个第二表面。
所述聚合物层可覆盖所述电子辅助层的暴露表面的全部。
所述聚合物层可覆盖所述第二表面的整个区域以及所述电子辅助层的表面的除了其上设置有所述第二电极的部分之外的整个区域。
所述聚合物层可不包括不饱和羧酸、饱和羧酸、其聚合物、或它们的组合。
所述聚合物层可不包括(甲基)丙烯酸、苯甲酸、3-丁烯酸、巴豆酸、丁酸、异丁酸、乙酸、丙酸、其聚合物、或它们的组合。
所述第二电极和所述电子辅助层、以及任选地所述发射层的至少一部分可通过所述聚合产物集成在一起。
所述电子辅助层可进一步包括在所述多个纳米颗粒的纳米颗粒之间的有机材料,并且所述有机材料可包括所述聚合产物、未反应的硫醇化合物、未反应的不饱和化合物、或它们的组合。
所述电子辅助层可包括硫。硫的存在可通过例如透射电子显微镜法能量色散x-射线(tem-edx)分布图(profile)确认。
在所述电子辅助层中,相对于所述电子辅助层中的锌的总摩尔数,硫含量可大于或等于约0.001摩尔%(mol%),或者可大于或等于约0.01摩尔%。
所述电子辅助层可进一步包括硫醇部分、硫醚部分、或它们的组合。
基于所述电子辅助层的总重量,所述电子辅助层中的碳含量可大于或等于约4重量%。
基于所述电子辅助层的总重量,所述电子辅助层中的碳含量可大于或等于约5重量%。
基于所述电子辅助层的总重量,所述电子辅助层可具有大于或等于约10重量%的碳含量。
基于所述电子辅助层的总重量,所述电子辅助层可具有大于或等于约15重量%的碳含量。
基于所述电子辅助层的总重量,所述电子辅助层可具有大于或等于约20重量%的碳含量。
所述电子辅助层可不包括聚乙烯亚胺。
所述硫醇化合物可包括中心部分和结合至所述中心部分的至少一个hs-r-*基团,其中,r为直接的键、取代或未取代的c1-c30脂族烃基团(例如,亚烷基、亚烯基、亚炔基等)、磺酰基、羰基、醚基团、硫醚基团、亚砜基团、酯基团、酰胺基团、或它们的组合,*为结合至所述中心部分的相邻原子的部分,和所述中心部分可包括碳原子、取代或未取代的c1-c30脂族烃基团、取代或未取代的c3-c30脂环族烃基团、取代或未取代的c6-c30芳族烃基团、取代或未取代的c3-c30亚杂芳基、取代或未取代的c3-c30杂环基团、或它们的组合。
所述单体组合可包括具有至少两个硫醇基团的多硫醇化合物、具有一个硫醇基团的单硫醇化合物、或它们的组合。
所述硫醇化合物可包括二(巯基乙酸酯)化合物、三(巯基乙酸酯)化合物、四(巯基乙酸酯)化合物、二(巯基丙酸酯)化合物、三(巯基丙酸酯)化合物、四(巯基丙酸酯)化合物、包含至少两个巯基烷基羰氧基烷基的异氰酸酯化合物、包含至少两个巯基烷基羰氧基烷基的异氰脲酸酯化合物、或它们的组合。
所述不饱和化合物可包括中心部分和结合至所述中心部分的至少两个x'-r-*基团,其中,x'为包括碳-碳不饱和键的部分,r为直接的键、取代或未取代的c1-c30脂族烃基团(例如,亚烷基、亚烯基、亚炔基等)、磺酰基、羰基、醚基团、硫醚基团、亚砜基团、酯基团、酰胺基团、或它们的组合,和所述中心部分可包括碳原子、取代或未取代的c1-c30脂族烃基团、取代或未取代的c3-c30脂环族烃基团、取代或未取代的c6-c30芳族烃基团、取代或未取代的c3-c30亚杂芳基、取代或未取代的c3-c30杂环基团、或它们的组合。
所述不饱和化合物可包括二(甲基)丙烯酸酯化合物、三(甲基)丙烯酸酯化合物、四(甲基)丙烯酸酯化合物、五(甲基)丙烯酸酯化合物、六(甲基)丙烯酸酯化合物、或它们的组合。
所述不饱和化合物可不包括羧酸基团。
所述单体组合可进一步包括在末端处具有一个碳-碳不饱和键的单不饱和化合物,例如具有一个(甲基)丙烯酸酯基团并且不具有另外的能聚合的部分的单丙烯酸酯化合物。
所述单体组合可包括单硫醇化合物连同多硫醇化合物。
所述聚合产物可包括三嗪部分、三嗪三酮部分、喹啉部分、喹诺酮部分、或它们的组合。
所述发射层可进一步包括在所述量子点之间的有机材料,和所述有机材料可包括所述聚合产物、未反应的硫醇化合物、未反应的不饱和化合物、或它们的组合。
所述发光器件可进一步包括设置在所述第一电极和所述发射层之间的空穴辅助层。
在另一实施方式中,制造上述发光器件的方法包括
提供包括如下的堆结构体:彼此面对的第一电极和第二电极、设置在所述第一电极和所述第二电极之间并且包括量子点的发射层、以及设置在所述发射层和所述第二电极之间并且包括多个纳米颗粒的电子辅助层,其中所述多个纳米颗粒包括包含锌的金属氧化物,和所述第二电极具有面对所述电子辅助层的表面的第一表面以及与所述第一表面相反的第二表面;
提供包括如下的聚合物前体混合物(也称作单体组合或单体混合物):具有至少一个硫醇(sh)基团的硫醇化合物、和具有至少两个碳-碳不饱和键的不饱和化合物;
将所述聚合物前体混合物施加在所述第二电极的所述第二表面的至少一部分上和所述电子辅助层的所述表面的至少一部分上以形成聚合物前体层;和
使所述聚合物前体层中的所述硫醇化合物和所述不饱和化合物聚合以形成所述发光器件。
所述单体组合的所述聚合可进行小于约4小时。
在所述方法中,在所述聚合之前、在所述聚合期间、或者它们的组合,所述聚合物前体混合物渗透和扩散到所述电子辅助层中的所述多个纳米颗粒的纳米颗粒之间。
所述方法进一步包括在于所述堆结构体上形成所述聚合物前体层与使所述聚合物前体层中的所述硫醇化合物和所述不饱和化合物聚合之间,容许其上形成有所述聚合物前体层的所述堆结构体静置(保持)至少1分钟。
所述聚合物前体层中的所述单体组合的所述聚合可在没有氧气的气氛中进行。
所述方法进一步包括在于所述堆结构体上形成所述聚合物前体层与使所述聚合物前体层中的所述硫醇化合物和所述不饱和化合物聚合之间,容许其上形成有所述聚合物前体层的所述堆结构体静置至少5分钟。
所述聚合可在大于或等于约30℃且小于或等于约100℃的温度下进行。
所述聚合物前体混合物可进一步包括光引发剂并且所述聚合物前体层的所述聚合可包括光聚合。
另一实施方式提供包括上述发光器件的显示设备。
在所述实施方式中,提供具有改善的效率和延长的寿命的基于量子点的电致发光器件。进一步地,所述量子点不包括镉。根据实施方式的器件可防止/抑制由在发光器件的运行期间可发生的配体从量子点表面的脱离(或消除)所导致的寿命恶化。进一步地,通过采用前述的包括金属氧化物纳米颗粒的电子辅助层,可防止由纳米颗粒中的表面缺陷导致的发光器件的性能劣化。
附图说明
通过参照附图进一步详细地描述本公开内容的示例性实施方式,本公开内容的以上和其它优点和特征将变得更明晰,其中:
图1为根据实施方式的发光器件的示意性横截面图;
图2a-2d为显示根据实施方式的发光器件的制造工艺的示意图;
图3a为亮度(坎德拉/平方米,cd/m2)对电压(伏,v)的图,其显示在实施例1和2以及对比例1和3中制造的发光器件的电致发光性质;
图3b为亮度(cd/m2)对电压(v)的图,其显示在实施例3和4以及对比例2中制造的发光器件的电致发光性质;
图4a为电流密度(毫安/平方厘米,ma/cm2)对电压(v)的图,其显示在实施例1和2以及对比例1和3中制造的发光器件的电致发光性质;
图4b为电流密度(ma/cm2)对电压(v)的图,其显示在实施例3和4以及对比例2中制造的发光器件的电致发光性质;
图5a为外量子效率(eqe,百分比(%))对亮度(cd/m2)的图,其显示在实施例1和2以及对比例1和3中制造的发光器件的电致发光性质;
图5b为外量子效率(eqe,百分比(%))对亮度(cd/m2)的图,其显示在实施例3和4以及对比例2中制造的发光器件的电致发光性质的图,
图6为光致发光强度(任意单位,a.u.)对波长(nm)的图,其显示实验实施例2的参照结构体和具有聚合物层的堆结构体的光致发光性质;和
图7显示在实施例1中制造的发光器件的横截面的透射电子显微镜图像。
具体实施方式
下文中,将详细地描述本公开内容的实例实施方式,使得本领域技术人员将理解其。然而,本公开内容可以许多不同的形式体现并且不被解释为限于本文中阐述的实例实施方式。
在附图中,为了清楚,放大了层、膜、面板、区域等的厚度。在说明书中,相同的附图标记始终表示相同的元件。将理解,当一个元件例如层、膜、区域、或基板被称作“在”另外的元件“上”时,其可直接在所述另外的元件上或者还可存在中间元件。相反,当一个元件被称作“直接在”另外的元件“上”时,不存在中间元件。
将理解,尽管术语“第一”、“第二”、“第三”等可在本文中用于描述多种元件、组分、区域、层和/或部分,但这些元件、组分、区域、层和/或部分不应被这些术语限制。这些术语仅用于使一个元件、组分、区域、层或部分区别于另外的元件、组分、区域、层或部分。因此,在不背离本文中的教导的情况下,下面讨论的“第一元件”、“组分”、“区域”、“层”或“部分”可称作第二元件、组分、区域、层或部分。
如本文中使用的,术语“和/或”包括相关列举项目的一个或多个的任意和全部组合。表述例如“的至少一个(种)”当在要素列表之前或之后时,修饰整个要素列表而不修改该列表的单独要素。
本文中使用的术语仅为了描述具体实施方式的目的且不意图为限制性的。如本文中使用的,单数形式“一个(种)”和“该(所述)”意图包括复数形式,包括“至少一个(种)”,除非内容清楚地另外说明。“至少一个(种)”将不被解释为限制“一个”或“一种”。“或”意味着“和/或”。如本文中使用的,术语“和/或”包括相关列举项目的一个或多个的任意和全部组合。将进一步理解,术语“包括”或“包含”当用在本说明书中时,表明存在所陈述的特征、区域、整体、步骤、操作、元件、和/或组分,但不排除存在或增加一个或多个另外的特征、区域、整体、步骤、操作、元件、组分、和/或其集合。
为了便于描述,在本文中可使用空间相对术语例如“在......下方”“、在......下面”、“下部”、“在......上方”、“上部”等来描述如附图中所示的一个元件或特征与另外的元件或特征的关系。将理解,除附图中描绘的方位之外,空间相对术语还意图涵盖在使用或操作中的器件的不同的方位。例如,如果将附图中的器件翻转,被描述为“在”另外的元件或特征“下面”或“下方”的元件则将定向“在”所述另外的元件或特征“上方”。因此,示例性术语“在......下面”可涵盖在......上方和在......下面两种方位。器件可以其它方式定向(旋转90度或者在其它方位上)并且本文中使用的空间相对描述词相应地进行解释。
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)所确定的对于具体值的可接受的偏差范围内。例如,“约”可意味着相对于所陈述的值的偏差在一种或多种标准偏差范围内,或者在±10%或5%的范围内。
除非另外定义,在本文中使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本公开内容所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。将进一步理解,术语,例如在常用字典中定义的那些,应被解释为其含义与它们在本公开内容和相关领域的背景中的含义一致,并且将不以理想化的或者过于形式的意义进行解释,除非在本文中清楚地如此定义。
下文中,功函或者能级(例如,最高占据分子轨道(homo)、或最低未占分子轨道(lumo))是作为相对于真空的绝对值表示的。此外,当功函或能级被称作“深的”、“高的”或“大的”时,所述功函或能级具有大的基于真空即0ev的绝对值,而当功函或能级被称作“浅的”、“低的”、或“小的”时,所述功函或能级具有小的基于真空的绝对值。
如本文中使用的,术语“ii族”指的是元素周期表的iia族和iib族,并且ii族金属的实例可包括cd、zn、hg、和mg,但是不限于此。
如本文中使用的,术语“iii族”指的是元素周期表的iiia族和iiib族,并且iii族金属的实例可包括al、in、ga、和tl,但是不限于此。
如本文中使用的,术语“iv族”可指的是元素周期表的iva族和ivb族,并且iv族金属的实例可包括si、ge、和sn,但是不限于此。
如本文中使用的,术语“金属”指的是选自包括镧系元素和锕系元素在内的元素周期表的1-17族的如在元素周期表中定义的金属或准金属元素,并且包括半金属例如si。
如本文中使用的,术语“i族”可指的是元素周期表的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,术语“v族”可指的是元素周期表的va族,并且实例可包括氮、磷、砷、锑、和铋,但是不限于此。
如本文中使用的,术语“vi族”可指的是元素周期表的via族,并且实例可包括硫、硒、和碲,但是不限于此。
如本文中使用的,除非另外提供定义,否则“取代(的)”指的是化合物、基团、或部分的氢被独立地选自如下的至少一个(例如,1、2、3、或4个)取代基代替:c1-c30烷基、c2-c30烯基、c2-c30炔基、c2-c30环氧基、c2-c30烯基、c2-c30烷基酯基团、c3-c30烯基酯基团(例如,丙烯酸酯基团、甲基丙烯酸酯基团)、c6-c30芳基、c7-c30烷芳基、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'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)、酯基团(rc(=o)o-,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)、及它们的组合。
如本文中使用的,“烷基”意指直链或支链饱和单价烃基团(例如,甲基或己基)。
如本文中使用的,“烯基”意指具有至少一个碳-碳双键的直链或支链单价烃基团(例如,乙烯基(-hc=ch2))。
如本文中使用的,“炔基”意指具有至少一个碳-碳三键的直链或支链单价烃基团(例如,乙炔基)。
如本文中使用的,“亚烷基”意指直链或支链的饱和的具有至少2的化合价的脂族烃基团(例如,亚甲基(-ch2-)、或亚丙基(-(ch2)3-))。“亚烯基”意指如下的直链或支链烃基团:其具有至少一个碳-碳双键并且具有至少2的化合价,任选地在所示处被一个或多个取代基取代,条件是不超过烷基基团的化合价。
如本文中使用的,“亚环烷基”意指具有至少2的化合价的环状亚烷基。
如本文中使用的,“亚芳基”意指通过从芳族烃的一个或多个环除去至少两个氢原子而形成的具有至少2的化合价的基团,其中所述氢原子可从相同或不同的环(优选不同的环)除去,所述环各自可为芳族的或非芳族的。“亚杂芳基”意指通过从杂芳基部分的一个或多个环除去至少两个氢原子而形成的具有至少2的化合价的基团,其中所述氢原子可从相同或不同的环(优选相同的环)除去,所述环各自可为芳族的或非芳族的。
“硫属元素”是16族的元素,例如氧、硫、硒、或碲。
如本文中使用的表述“其中至少一个亚甲基被磺酰基、羰基、醚基团、硫醚基团、亚砜基团、酯基团、酰胺基团、或它们的组合代替的取代或未取代的c2-c30脂族烃基团”指的是通过将取代或未取代的c2-c30脂族烃基团中的至少一个亚甲基用磺酰基、羰基、醚基团、硫醚基团、亚砜基团、酯基团、酰胺基团、或它们的组合代替而获得的基团。
如本文中使用的,颗粒尺寸或平均(average)颗粒尺寸可通过使用电子显微镜分析和任选地可商购获得的图像分析程序(例如,imagej)测量。所述平均可为均值(mean)或中值(median)。
下文中,参照附图描述根据实施方式的发光器件。
图1为根据实施方式的发光器件的示意性横截面图。
参照图1,根据实施方式的发光器件10包括彼此面对的第一电极11和第二电极15、设置在第一电极11和第二电极15之间并且包括量子点的发射层13、设置在第一电极11和发射层13之间的空穴辅助层12、以及设置在第二电极15和发射层13之间的电子辅助层14。
可在第一电极11或第二电极15侧处设置基板(未示出)。在一种实施方式中,可在所述第一电极侧处设置基板。所述基板可包括绝缘材料(例如,绝缘透明基板)。所述基板可包括玻璃;聚合物例如酯(例如,聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen))、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚硅氧烷(例如pdms)、或它们的组合;无机材料例如al2o3、zno、或它们的组合;或者包括前述者的至少两种的组合,但是不限于此。所述基板可由硅晶片制成。如本文中使用的,术语“透明(的)”指的是具有预定波长的光(例如,从量子点发射的光)的大于或等于约85%的透射率,或者例如大于或等于约88%、大于或等于约90%、大于或等于约95%、大于或等于约97%、或者大于或等于约99%、例如约85%-约99.99%、或者约90%-约99.9%的透射率。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。所述透明基板可为柔性的。可省略所述基板。
第一电极11可为阳极并且第二电极15可为阴极。
第一电极11可由导电材料例如金属、导电金属氧化物、或它们的组合制成。第一电极11可包括例如:金属或其合金,所述金属包括镍、铂、钒、铬、铜、锌、和金;导电金属氧化物例如氧化锌、氧化铟、氧化锡、氧化铟锡(ito)、氧化铟锌(izo)、或者氟掺杂的氧化锡;或者金属和金属氧化物的组合例如zno和al或者sno2和sb,但是不限于此。也可使用包括前述者的至少两种的组合。在一种实施方式中,所述第一电极可包括透明导电金属氧化物例如氧化铟锡。所述第一电极的功函可大于所述第二电极的功函。替代地,所述第一电极的功函可小于所述第二电极的功函。
第二电极15可由导电材料例如金属、导电金属氧化物、导电聚合物、或它们的组合制成。第二电极15可包括例如:金属或其合金,例如铝、镁、钙、钠、钾、钛、铟、钇、锂、钆、银、金、铂、锡、铅、铯、或钡;多层结构的材料例如lif/al、lio2/al、8-羟基喹啉锂/铝(liq/al)、lif/ca、或baf2/ca,但是不限于此。也可使用包括前述者的至少两种的组合。所述导电金属氧化物与以上描述的相同。
在一种实施方式中,第一电极11的功函可为例如约4.5电子伏(ev)-约5.0ev并且第二电极15的功函可为例如大于或等于约4.0ev且小于约4.5ev。在这些范围内,第一电极11的功函可为例如约4.6ev-约4.9ev且第二电极15的功函可为例如约4.0ev-约4.3ev。
第一电极11和第二电极15的至少一个可为透光电极并且所述透光电极可例如由如下制成:导电氧化物例如氧化锌、氧化铟、氧化锡、氧化铟锡(ito)、氧化铟锌(izo)、氟掺杂的氧化锡,包括单层或多层的金属薄层,或它们的组合。当第一电极11和第二电极15之一为非透光(例如,非透明)电极时,其可包括例如不透明导电材料例如铝(al)、银(ag)、金(au)、或它们的组合。
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5纳米(nm)例如大于或等于约50nm、或者大于或等于约1μm。例如,所述各电极的厚度可小于或等于约100微米(μm)例如小于或等于约10μm、小于或等于约1μm、小于或等于约900nm、小于或等于约500nm、或者小于或等于约100nm。
发射层13包括量子点。所述量子点(下文中,也称作半导体纳米晶体)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、或它们的组合。
所述量子点可不包括镉。在一个方面中,所述量子点不包括镉。在一个方面中,所述量子点中的镉的含量可为0.1重量百分比(重量%)-0.000001重量%、或者0.01重量%-0.0001重量%,基于所述量子点的总重量。
所述ii-vi族化合物可包括:包括cdse、cdte、zns、znse、znte、zno、hgs、hgse、hgte、mgse、mgs、或它们的组合的二元化合物;包括cdses、cdsete、cdste、znses、znsete、znste、hgses、hgsete、hgste、cdzns、cdznse、cdznte、cdhgs、cdhgse、cdhgte、hgzns、hgznse、hgznte、mgznse、mgzns、或它们的组合的三元化合物;或者包括hgzntes、cdznses、cdznsete、cdznste、cdhgses、cdhgsete、cdhgste、hgznses、hgznsete、hgznste、或它们的组合的四元化合物。所述ii-vi族化合物可进一步包括iii族金属。也可使用包括前述者的至少两种的组合。
所述iii-v族化合物可包括:包括gan、gap、gaas、gasb、aln、alp、alas、alsb、inn、inp、inas、insb、或它们的组合的二元化合物;包括ganp、ganas、gansb、gapas、gapsb、alnp、alnas、alnsb、alpas、alpsb、innp、innas、innsb、inpas、inznp、inpsb、或它们的组合的三元化合物;或者包括gaalnp、gaalnas、gaalnsb、gaalpas、gaalpsb、gainnp、gainnas、gainnsb、gainpas、gainpsb、inalnp、inalnas、inalnsb、inalpas、inalpsb、inznp、或它们的组合的四元化合物。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族化合物可包括:包括sns、snse、snte、pbs、pbse、pbte、或它们的组合的二元化合物;包括snses、snsete、snste、pbses、pbsete、pbste、snpbs、snpbse、snpbte、或它们的组合的三元化合物;或者包括snpbsse、snpbsete、snpbste、或它们的组合的四元化合物。
所述i-iii-vi族化合物的实例可包括cuinse2、cuins2、cuingase、或cuingas,但是不限于此。所述i-ii-iv-vi族化合物的实例可包括cuznsnse或cuznsns,但是不限于此。所述iv族元素或化合物可包括:选自si、ge、或它们的组合的单质;或者包括sic、sige、或它们的组合的二元化合物。也可使用包括前述者的至少两种的组合。
在一种实施方式中,所述量子点可不包括镉。所述量子点可包括包含铟和磷的基于iii-v族化合物的半导体纳米晶体。所述iii-v族化合物可进一步包括锌。所述量子点可包括包含硫属元素(例如,硫、硒、碲、或它们的组合)和锌的基于ii-vi族化合物的半导体纳米晶体。
在所述量子点中,上述二元化合物、三元化合物和/或四元化合物分别以均匀的浓度存在于所述半导体纳米晶体颗粒中或者可以局部不同的浓度存在于相同的颗粒中。所述半导体纳米晶体可具有其中第一半导体纳米晶体(壳)包围具有相同或不同组成的第二半导体纳米晶体(芯)的芯/壳结构。在一种实施方式中,所述量子点可包括包含inp、inznp、znse、znsete、或它们的组合的芯和包含znse、zns、znses、或它们的组合的壳(单层或者多层壳)。
所述芯和所述壳可具有界面,并且在所述界面中所述芯或所述壳的至少一个的元素可具有浓度梯度,例如,所述壳中的元素的浓度从所述壳的外表面朝着所述芯降低。所述半导体纳米晶体可具有包括一个半导体纳米晶体芯和包围其的多层壳的结构。此处,术语多层壳指的是至少两个壳(两个层),其中各壳(层)可为单一组成、合金、和/或具有浓度梯度。
在所述量子点中,所述壳的材料(即壳材料)和所述芯的材料(即芯材料)可具有彼此不同的带隙能量。例如,所述壳材料的带隙能量可大于所述芯材料的带隙能量。根据一个方面,所述壳材料的带隙能量可小于所述芯材料的带隙能量。所述量子点可具有多层壳。在所述多层壳中,外层(即,离所述芯更远的层)的带隙能量可大于内层(即,更靠近所述芯的层)的带隙能量。在所述多层壳中,外层的带隙能量可小于内层的带隙能量。
所述量子点的吸收/光致发光波长可通过选择所述量子点的组成和尺寸而调节。所述量子点的最大光致发光峰波长可在紫外(uv)至红外波长范围内或者可为大于以上波长范围的波长。
在一种实施方式中,所述量子点可发射蓝色光。例如,所述量子点的最大光致发光峰波长可大于或等于约430nm例如大于或等于约440nm、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、或者大于或等于约460nm且小于或等于约490nm例如小于或等于约480nm、小于或等于约470nm、小于或等于约468nm、小于或等于约467nm、小于或等于约466nm、或者小于或等于约465nm。
在一种实施方式中,所述量子点可发射绿色光。所述量子点的最大光致发光峰波长可大于或等于约490nm例如大于或等于约500nm、大于或等于约510nm、大于或等于约520nm、或者大于或等于约530nm且小于或等于约560nm、小于或等于约550nm、小于或等于约545nm、小于或等于约540nm、或者小于或等于约535nm。
在一种实施方式中,所述量子点可发射红色光。所述量子点的最大光致发光峰波长可大于或等于约600nm例如大于或等于约610nm、大于或等于约615nm、或者大于或等于约620nm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635nm、或者小于或等于约630nm。
所述量子点可具有大于或等于约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90%、或者甚至约100%的量子效率。
所述量子点可具有相对窄的光谱。所述量子点可具有例如小于或等于约50nm例如小于或等于约45nm、小于或等于约40nm、或者小于或等于约30nm的光致发光波长谱半宽度(fwhm)。
所述量子点可具有大于或等于约1nm且小于或等于约100nm的颗粒尺寸(或平均颗粒尺寸)。颗粒尺寸可指基于通过(例如,透射)电子显微镜分析而得到的2d图像在其具有球形形状的假设下计算的直径或等效直径。所述量子点可具有约1nm-约50nm或者约1nm-约20nm的颗粒尺寸(或平均颗粒尺寸),并且可为例如大于或等于约2nm、大于或等于约3nm、或者大于或等于约4nm且小于或等于约50nm、小于或等于约40nm、小于或等于约30nm、小于或等于约20nm、小于或等于约15nm、或者小于或等于约10nm。所述量子点的形状没有特别限制。例如,所述量子点可具有包括球、多面体、棱锥、多脚、正方形、长方体、纳米管、纳米棒、纳米线、纳米片、或它们的组合的形状,但是不限于此。
所述量子点可为可商购获得的或者可为适当地合成的。当所述量子点是作为胶态分散体合成的时,可相对自由且均匀地控制所述量子点的颗粒尺寸。
所述量子点可在其表面上包括有机配体(例如,具有疏水性部分或亲水性部分的配体)。所述有机配体可附着(例如结合)至所述量子点的表面。所述有机配体可包括rcooh、rnh2、r2nh、r3n、-rsh、r3po、r3p、roh、rcoor、rpo(oh)2、rhpooh、r2pooh、或它们的组合,其中,r独立地为c3-c40取代或未取代的脂族烃基团例如c3-c40(例如,c5或更大且c24或更小)取代或未取代的烷基、c3-c40取代或未取代的烯基、c6-c40(例如,c6或更大且c20或更小)取代或未取代的芳族烃基团例如取代或未取代的c6-c40芳基、或它们的组合。
所述有机配体的实例可包括硫醇化合物例如甲硫醇、乙硫醇、丙硫醇、丁硫醇、戊硫醇、己硫醇、辛硫醇、十二硫醇、十六硫醇、十八硫醇、或苄硫醇;胺化合物例如甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、戊胺、己胺、辛胺、壬胺、癸胺、十二烷基胺、十六烷基胺、十八烷基胺、二甲基胺、二乙基胺、二丙基胺、三丁基胺、或三辛基胺;羧酸化合物例如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、十二烷酸、十六烷酸、十八烷酸、油酸、或苯甲酸;膦化合物例如甲基膦、乙基膦、丙基膦、丁基膦、戊基膦、辛基膦、二辛基膦、三丁基膦、或三辛基膦;膦化合物的氧化物例如甲基膦氧化物、乙基膦氧化物、丙基膦氧化物、丁基膦氧化物、戊基膦氧化物、三丁基膦氧化物、辛基膦氧化物、二辛基膦氧化物、或三辛基膦氧化物;二苯基膦化合物、三苯基膦化合物、或其氧化物化合物;c5-c20烷基次磷酸例如己基次磷酸、辛基次磷酸、十二烷次磷酸、十四烷次磷酸、十六烷次磷酸、十八烷次磷酸;c5-c20烷基膦酸例如己基膦酸、辛基膦酸、十二烷膦酸、十四烷膦酸、十六烷膦酸、十八烷膦酸;但是不限于此。也可使用包括前述者的至少两种的组合。所述量子点可包括单独的或者以包含两种或更多种疏水性配体的组合的疏水性有机配体。所述疏水性有机配体可不包括能光聚合的部分(例如,丙烯酸酯基团、甲基丙烯酸酯基团等)。
在一种实施方式中,发射层13可包括包含多个量子点的单层。在另一实施方式中,发射层13可包括至少一个包括多个量子点的单层,例如2个或更多个层、3个或更多个层、或者4个或更多个层且20个或更少个层、或者10个或更少个层、9个或更少个层、8个或更少个层、7个或更少个层、或者6个或更少个层。
发射层13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。发射层13可具有例如约10nm-约150nm例如约10nm-约100nm、例如约10nm-约50nm的厚度。
发射层13的homo能级可大于或等于约5.1ev、大于或等于约5.2ev、大于或等于约5.3ev、大于或等于约5.4ev、大于或等于约5.6ev、大于或等于约5.7ev、大于或等于约5.8ev、大于或等于约5.9ev、或者大于或等于约6.0ev。发射层13可具有小于或等于约7.0ev、小于或等于约6.8ev、小于或等于约6.7ev、小于或等于约6.5ev、小于或等于约6.3ev、或者小于或等于约6.2ev的homo能级。
发射层13可具有例如小于或等于约4ev、小于或等于约3.9ev、小于或等于约3.8ev、小于或等于约3.7ev、小于或等于约3.6ev、小于或等于约3.5ev、小于或等于约3.4ev、小于或等于约3.3ev、小于或等于约3.2ev、或者小于或等于约3.0ev的lumo能级。发射层13可具有大于或等于约2ev的lumo能级。
如果期望,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和发射层13之间。空穴辅助层12可包括空穴注入层(hil)、空穴传输层(htl)和/或电子阻挡层(ebl)。空穴辅助层12可为单层或者包括不同组分的相邻层的多层结构。
空穴辅助层12的homo能级可与发射层13的homo能级匹配以促进从空穴辅助层12传输至发射层13的空穴的迁移。
与所述发射层相邻的空穴辅助层12的homo能级与发射层13的homo能级相当,或者可比发射层13的homo能级小了在小于或等于约1.0ev的范围内的值。在一种实施方式中,所述空穴辅助层可为空穴传输层和/或空穴注入层。
空穴辅助层12的homo能级可为例如大于或等于约5.0ev、大于或等于约5.2ev、大于或等于约5.4ev、大于或等于约5.6ev、或者大于或等于约5.8ev。例如,空穴辅助层12的homo能级可为约5.0ev-约7.0ev、约5.2ev-6.8ev、约5.4ev-约6.8ev、约5.4ev-约6.7ev、约5.4ev-约6.5ev、约5.4ev-约6.3ev、约5.4ev-约6.2ev、约5.4ev-约6.1ev、约5.6ev-约7.0ev、约5.6ev-约6.8ev、约5.6ev-约6.7ev、约5.6ev-约6.5ev、约5.6ev-约6.3ev、约5.6ev-约6.2ev、约5.6ev-约6.1ev、约5.8ev-约7.0ev、约5.8ev-约6.8ev、约5.8ev-约6.7ev、约5.8ev-约6.5ev、约5.8ev-约6.3ev、约5.8ev-约6.2ev、或者约5.8ev-约6.1ev。
在一种实施方式中,空穴辅助层12可包括空穴注入层和空穴传输层,其中所述空穴注入层更靠近于第一电极11且所述空穴传输层更靠近于发射层13。此处,所述空穴注入层的homo能级可为约5.0ev-约5.3ev并且所述空穴传输层的homo能级可为约5.2ev-约5.5ev。
空穴辅助层12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(c6-c40)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、或它们的组合,但是不限于此。
在包括所述空穴注入层、空穴传输层、和电子阻挡层的一个或多个的所述空穴辅助层中,所述空穴注入层、空穴传输层、和电子阻挡层各自的厚度可独立地选择。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50nm、例如小于或等于约40nm、小于或等于约35nm、或者小于或等于约30nm,但是不限于此。
电子辅助层14设置在发射层13和第二电极15之间。电子辅助层14可包括例如电子注入层(eil)、电子传输层(etl)、空穴阻挡层(hbl)、或它们的组合。
电子辅助层14可为电子传输层。
电子辅助层14包括多个纳米颗粒。所述纳米颗粒包括包含锌的金属氧化物。
所述金属氧化物可包括由化学式a表示的化合物:
化学式a
zn1-xmxo
其中,m为mg、ca、zr、w、li、ti、y、al、或它们的组合,且0≤x≤0.5。在一种实施方式中,在化学式a中,m可为镁(mg)。在一种实施方式中,在化学式a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。
所述金属氧化物可包括氧化锌、氧化锌镁、或它们的组合。所述发射层中包括的量子点的lumo能级的绝对值可小于所述金属氧化物的lumo能级的绝对值。根据另一实施方式,所述量子点的lumo能级绝对值可大于所述金属氧化物etl的lumo能级绝对值。蓝色qd的lumo能级的绝对值可小于所述金属氧化物etl的lumo能级的绝对值。在包括蓝色qd的电致发光器件中发生的电子注入可与在包括红色或绿色量子点的发光器件中发生的电子注入不同。
所述纳米颗粒的平均颗粒尺寸可大于或等于约1nm例如大于或等于约1.5nm、大于或等于约2nm、大于或等于约2.5nm、或者大于或等于约3nm且小于或等于约10nm、小于或等于约9nm、小于或等于约8nm、小于或等于约7nm、小于或等于约6nm、或者小于或等于约5nm。所述纳米颗粒可具有球形形状。所述纳米颗粒可不具有棒形状。所述纳米颗粒可不具有纳米线形状。
在一种实施方式中,电子辅助层14可包括电子注入层、电子传输层、或空穴阻挡层的一个或多个。所述电子注入层、电子传输层、和空穴阻挡层各自的厚度可大于或等于约5nm、大于或等于约6nm、大于或等于约7nm、大于或等于约8nm、大于或等于约9nm、大于或等于约10nm、大于或等于约11nm、大于或等于约12nm、大于或等于约13nm、大于或等于约14nm、大于或等于约15nm、大于或等于约16nm、大于或等于约17nm、大于或等于约18nm、大于或等于约19nm、或者大于或等于约20nm且小于或等于约120nm、小于或等于约110nm、小于或等于约100nm、小于或等于约90nm、小于或等于约80nm、小于或等于约70nm、小于或等于约60nm、小于或等于约50nm、小于或等于约40nm、小于或等于约30nm、或者小于或等于约25nm,但是不限于此。
在根据实施方式的器件中,第二电极15(阴极)设置在电子辅助层14的表面14a的一部分上。第二电极15未覆盖电子辅助层14的整个表面。第二电极15具有面对电子辅助层14的表面14a的第一表面15a以及与第一表面15a相反的第二表面15b。
根据实施方式的发光器件包括(例如,直接)设置在第二电极15的第二表面15b的至少一部分上和(例如,直接)设置在电子辅助层14的表面14a的至少一部分上的聚合物层16。聚合物层16可设置在电子辅助层14的表面14a的整个区域上并且覆盖电子辅助层14的表面14a的整个区域,并且可设置在第二电极15的第二表面15b的整个区域上并且覆盖第二电极15的第二表面15b的整个区域。在一种实施方式中,聚合物层16可设置在第二电极15的第二表面15b的整个区域上。聚合物层16包括作为包含如下的单体组合的聚合产物的聚合物:具有至少一个硫醇基团的硫醇化合物、和具有至少两个碳-碳不饱和键的不饱和化合物。所述硫醇化合物可包括具有至少两个硫醇基团的多硫醇化合物、具有一个硫醇基团的单硫醇化合物、或它们的组合。
所述聚合物层可直接设置在所述第二电极的第二表面的至少一部分和所述电子辅助层的所述表面的至少一部分上(例如,与所述第二电极的第二表面的至少一部分和所述电子辅助层的所述表面的至少一部分接触)。所述聚合物层可覆盖所述第二电极的第二表面的整个部分(例如,整个区域)并且可覆盖所述电子辅助层的所述表面的除了其上设置有所述第二电极的部分之外的整个部分。所述聚合物层可具有例如大于或等于约95%例如大于或等于约96%、大于或等于约97%、大于或等于约98%、或者大于或等于约99%的如通过红外光谱分析而确认的聚合程度(固化度)。
所述包括硫醇化合物的单体组合可包括多硫醇化合物并且所述多硫醇化合物可由化学式1表示:
化学式1
其中,在化学式1中,r1为氢、取代或未取代的c1-c30线型或支化的烷基、取代或未取代的c6-c30芳基、取代或未取代的c7-c30芳烷基、取代或未取代的c3-c30杂芳基、取代或未取代的c3-c30环烷基、取代或未取代的c3-c30杂环烷基、c1-c10烷氧基、羟基、-nh2、取代或未取代的c1-c30胺基(-nrr',其中r和r'独立地为氢或c1-c30线型或支化的烷基,并且不同时为氢)、异氰酸酯基团、卤素、-ror'(其中r为取代或未取代的c1-c20亚烷基并且r'为氢或c1-c20线型或支化的烷基)、酰基卤基团(-rc(=o)x,其中r为取代或未取代的c1-c20亚烷基并且x为卤素)、-c(=o)or'(其中r'为氢或c1-c20线型或支化的烷基)、-cn、-c(=o)nrr'或-c(=o)onrr'(其中r和r'独立地为氢或c1-c20线型或支化的烷基)、或它们的组合,
l1为碳原子,取代或未取代的c1-c30亚烷基,取代或未取代的c2-c30亚烯基,取代或未取代的c3-c30亚环烷基,取代或未取代的c6-c30亚芳基,取代或未取代的c3-c30亚杂芳基(例如,喹啉、喹诺酮、三嗪、三嗪三酮部分等),c3-c30亚杂环烷基,或者其中至少一个亚甲基(-ch2-)被如下代替的取代或未取代的c2-c30亚烷基或者取代或未取代的c3-c30亚烯基:磺酰基(-so2-)、羰基(-c(=o)-)、醚基团(-o-)、硫醚基团(-s-)、亚砜基团(-so-)、酯基团(-c(=o)o-)、酰胺基团(-c(=o)nr-,其中r为氢或c1-c10烷基)、或它们的组合,
y1为单键,取代或未取代的c1-c30亚烷基,取代或未取代的c2-c30亚烯基,或者其中至少一个亚甲基(-ch2-)被如下代替的取代或未取代的c2-c30亚烷基或者取代或未取代的c3-c30亚烯基:磺酰基(-s(=o)2-)、羰基(-c(=o)-)、醚基团(-o-)、硫醚基团(-s-)、亚砜基团(-s(=o)-)、酯基团(-c(=o)o-)、酰胺基团(-c(=o)nr-,其中r为氢或c1-c10线型或支化的烷基)、亚胺基团(-nr-,其中r为氢或c1-c10线型或支化的烷基)、或它们的组合,
m为1或更大例如1-10的整数,
k1为0或者1或更大例如1-10的整数,
k2为1或更大例如1-10的整数,和
m与k2之和为3或更大例如3-20的整数,
条件是当y1不是单键时,m不超过y1的化合价,并且k1与k2之和不超过l1的化合价。
所述硫醇化合物(例如,单硫醇化合物或多硫醇化合物)可包括中心部分和结合至所述中心部分的至少一个hs-r-*基团(其中,r为直接的键、取代或未取代的c1-c30脂族烃基团、磺酰基、羰基、醚基团、硫醚基团、亚砜基团、酯基团、酰胺基团、或它们的组合,且*表示连接点),且所述中心部分为碳原子、取代或未取代的c1-c30脂族烃基团、取代或未取代的c3-c30脂环族烃基团(例如,三环烷烃基团例如三环癸烷基团)、取代或未取代的c6-c30芳族烃基团、取代或未取代的c3-c30亚杂芳基、取代或未取代的c3-c30杂环基团、或它们的组合。
在结合至所述中心部分的所述hs-r-*基团中,r可为其中至少一个亚甲基被磺酰基、羰基、醚基团、硫醚基团、亚砜基团、酯基团、酰胺基团、或它们的组合代替的取代的c2-c30脂族烃基团。
所述多硫醇化合物可由化学式1-1表示:
化学式1-1
其中,在化学式1-1中,
l1'与化学式1的l1相同,并且可为例如碳、取代或未取代的c6-c30亚芳基、取代或未取代的c3-c30亚杂芳基、取代或未取代的c3-c30亚环烷基、或者取代或未取代的c3-c30亚杂环烷基,
ya-yd独立地为单键,取代或未取代的c1-c30亚烷基,取代或未取代的c2-c30亚烯基,或者其中至少一个亚甲基(-ch2-)被如下代替的取代或未取代的c2-c30亚烷基或者取代或未取代的c3-c30亚烯基:磺酰基(-s(=o)2-)、羰基(-c(=o)-)、醚基团(-o-)、硫醚基团(-s-)、亚砜基团(-s(=o)-)、酯基团(-c(=o)o-)、酰胺基团(-c(=o)nr-)(其中r为氢或c1-c10线型或支化的烷基)、亚胺基团(-nr-)(其中r为氢或c1-c10线型或支化的烷基)、或它们的组合,和
ra-rd独立地为化学式1的r1或者sh,条件是ra-rd的至少两个为sh。
所述中心部分例如化学式1或化学式1-1的l1或l1'可包括三嗪部分、三嗪三酮部分、喹啉部分、喹诺酮部分、萘部分、或它们的组合。
化学式1的多硫醇化合物可包括壬二硫醇、二醇二巯基丙酸酯(例如乙二醇二巯基丙酸酯)、具有化学式1-2的结构的三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、具有化学式1-3的结构的季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、具有化学式1-4的结构的季戊四醇四(2-巯基乙酸酯)、具有化学式1-5的结构的三[2-(3-巯基丙酰氧基)烷基]异氰脲酸酯、具有化学式1-6的结构的化合物、具有化学式1-7的结构的化合物、具有化学式1-8的结构的化合物、或其混合物:
化学式1-2
化学式1-3
化学式1-4
化学式1-5
其中,在化学式1-5中,r为取代或未取代的c1-c10亚烷基;
化学式1-6
其中,n为1-20的整数,
化学式1-7
其中,n为1-20的整数,
化学式1-8
其中,n为1-20的整数。
所述多硫醇化合物可包括二(巯基乙酸酯)化合物、三(巯基乙酸酯)化合物、四(巯基乙酸酯)化合物、二(巯基丙酸酯)化合物、三(巯基丙酸酯)化合物、四(巯基丙酸酯)化合物、包含至少两个巯基烷基羰氧基烷基的异氰酸酯化合物、包含至少两个巯基烷基羰氧基烷基的异氰脲酸酯化合物、或它们的组合。
所述不饱和化合物可由化学式2表示:
化学式2
其中,x为具有碳-碳双键或碳-碳三键的c2-c30脂族有机基团、具有碳-碳双键或碳-碳三键的c6-c30芳族有机基团、或者具有碳-碳双键或碳-碳三键的c3-c30脂环族有机基团,
r2为氢、取代或未取代的c1-c30线型或支化的烷基、取代或未取代的c6-c30芳基、取代或未取代的c3-c30杂芳基、取代或未取代的c3-c30环烷基、取代或未取代的c3-c30杂环烷基、c1-c10烷氧基、羟基、nh2、取代或未取代的c1-c30胺基(-nrr',其中r和r'独立地为氢或c1-c30线型或支化的烷基)、异氰酸酯基团、卤素、-ror'(其中r为取代或未取代的c1-c20亚烷基,r'为氢或c1-c20线型或支化的烷基)、酰基卤基团(-rc(=o)x,其中r为取代或未取代的亚烷基并且x为卤素)、-c(=o)or'(其中r'为氢或c1-c20线型或支化的烷基)、-cn、或者-c(=o)onrr'(其中r和r'独立地为氢或c1-c20线型或支化的烷基),
l2为碳原子,取代或未取代的c1-c30亚烷基,取代或未取代的c2-c30亚烯基,取代或未取代的c3-c30亚环烷基,取代或未取代的c6-c30亚芳基,或者取代或未取代的c3-c30亚杂芳基(例如,喹啉、喹诺酮、三嗪、三嗪三酮部分等),c3-c30亚杂环烷基,或者其中至少一个亚甲基(-ch2-)被如下代替的取代或未取代的c2-c30亚烷基或者取代或未取代的c3-c30亚烯基:磺酰基(-so2-)、羰基(-c(=o)-)、醚基团(-o-)、硫醚基团(-s-)、亚砜基团(-so-)、酯基团(-c(=o)o-)、酰胺基团(-c(=o)nr-)(其中r为氢或c1-c10烷基)、或它们的组合,
y2为单键,取代或未取代的c1-c30亚烷基,取代或未取代的c2-c30亚烯基,或者其中至少一个亚甲基(-ch2-)被如下代替的取代或未取代的c2-c30亚烷基或者取代或未取代的c3-c30亚烯基:磺酰基(-s(=o)2-)、羰基(-c(=o)-)、醚基团(-o-)、硫醚基团(-s-)、亚砜基团(-s(=o)-)、酯基团(-c(=o)o-)、酰胺基团(-c(=o)nr-)(其中r为氢或c1-c10线型或支化的烷基)、亚胺基团(-nr-)(其中r为氢或c1-c10线型或支化的烷基)、或它们的组合,
n为1或更大例如1-10的整数,
k3为0或者1或更大例如1-10的整数,
k4为1或更大例如1-10的整数,
n与k4之和为3或更大例如3-20的整数,n不超过y2的化合价,并且k3与k4之和不超过l2的化合价。
在化学式2中,x可为丙烯酸酯基团、甲基丙烯酸酯基团、c2-c30烯基、c2-c30炔基、取代或未取代的在环中具有碳-碳双键或碳-碳三键的c3-c30脂环族有机基团、取代或未取代的在环中具有碳-碳双键或碳-碳三键的c3-c30杂环烷基、被c2-c30烯基或c2-c30炔基取代的c3-c30脂环族有机基团、或者被c2-c30烯基或c2-c30炔基取代的c3-c30杂环烷基。
所述不饱和化合物可包括中心部分和结合至所述中心部分的至少两个x'-r-*基团,其中,x'为包括碳-碳不饱和键的部分,例如,如在化学式2中定义的x,r为直接的键,取代或未取代的c1-c30脂族烃基团,或者其中至少一个亚甲基被磺酰基部分、羰基部分、醚部分、硫醚部分、亚砜部分、酯部分、酰胺部分、或它们的组合代替的取代或未取代的c1-c30脂族烃基团,并且*表示与所述中心部分的连接点。所述中心部分可包括碳原子、取代或未取代的c1-c30脂族烃基团、取代或未取代的c3-c30脂环族烃基团、取代或未取代的c6-c30芳族烃基团、取代或未取代的c3-c30亚杂芳基、取代或未取代的c3-c30杂环基团、或它们的组合。
在x'-r-*中,r可为其中至少一个亚甲基被磺酰基部分、羰基部分、醚部分、硫醚部分、亚砜部分、酯部分、酰胺部分、或其组合代替的取代或未取代的c2-c30脂族烃基团。
在所述中心部分或化学式2中,l2可为三嗪部分、三嗪三酮部分、喹啉部分、喹诺酮部分、萘部分、或它们的组合。
所述取代或未取代的在环中具有碳-碳双键或碳-碳三键的c3-c30脂环族有机基团可包括降冰片烯基团、马来酰亚胺基团、纳迪克酰亚胺基团、四氢邻苯二甲酰亚胺基团、或它们的组合。
在化学式2中,l2可为包括吡咯烷部分、四氢呋喃部分、吡啶部分、嘧啶部分、哌啶部分、三嗪部分、三嗪三酮部分、三环烷烃部分(例如三环癸烷)、三环烯烃部分、或异氰脲酸酯部分的基团。
所述不饱和化合物可为c4-c100二烯丙基化合物、c4-c100三烯丙基化合物、c4-c100二烯丙基醚化合物、c4-c100三烯丙基醚化合物、c4-c100二(甲基)丙烯酸酯化合物、c4-c100三(甲基)丙烯酸酯化合物、二乙烯基醚化合物、或它们的组合。
化学式2的不饱和化合物可为由化学式2-1、化学式2-2、或化学式2-3表示的化合物。
化学式2-1
化学式2-2
在化学式2-1和2-2中,z1-z3独立地为*-y2-(x)n基团,其与对于化学式2所定义的相同;
化学式2-3
其中,在化学式2-3中,
l2'为碳,取代或未取代的c1-c30亚烷基,取代或未取代的c2-c30亚烯基,其中至少一个亚甲基(-ch2-)被如下代替的取代或未取代的c2-c30亚烷基:磺酰基(-s(=o)2-)、羰基(-c(=o)-)、醚基团(-o-)、硫醚基团(-s-)、亚砜基团(-s(=o)-)、酯基团(-c(=o)o-)、酰胺基团(-c(=o)nr-,其中r为氢或c1-c10线型或支化的烷基)、亚胺基团(-nr-,其中r为氢或c1-c10线型或支化的烷基)、c6-c10亚环烷基、或它们的组合,其中至少一个亚甲基(-ch2-)被如下代替的取代或未取代的c3-c30亚烯基:磺酰基(-s(=o)2-)、羰基(-c(=o)-)、醚基团(-o-)、硫醚基团(-s-)、亚砜基团(-s(=o)-)、酯基团(-c(=o)o-)、酰胺基团(-c(=o)nr-,其中r为氢或c1-c10线型或支化的烷基)、亚胺基团(-nr-,其中r为氢或c1-c10线型或支化的烷基)、c6-c10亚环烷基、或它们的组合,取代或未取代的c6-c30亚芳基,取代或未取代的c3-c30亚杂芳基,取代或未取代的c3-c30亚环烷基,或者取代或未取代的c3-c30亚杂环烷基,
ya-yd独立地为单键,取代或未取代的c1-c30亚烷基,取代或未取代的c2-c30亚烯基,或者其中至少一个亚甲基(-ch2-)被如下代替的取代或未取代的c2-c30亚烷基或者取代或未取代的c3-c30亚烯基:磺酰基(-s(=o)2-)、羰基(-c(=o)-)、醚基团(-o-)、硫醚基团(-s-)、亚砜基团(-s(=o)-)、酯基团(-c(=o)o-)、酰胺基团(-c(=o)nr-,其中r为氢或c1-c10线型或支化的烷基)、亚胺基团(-nr-,其中r为氢或c1-c10线型或支化的烷基)、或它们的组合,和
r'a-r'd独立地为如在化学式2中定义的r2或x,条件是r'a-r'd的至少两个为如在化学式2中定义的x。
所述不饱和化合物可包括化学式2-4的化合物、化学式2-5的化合物、化学式2-6的化合物、化学式2-7的化合物、化学式2-8的化合物、化学式2-9的化合物、化学式2-10的化合物、化学式2-11的化合物、化学式2-12的化合物、化学式2-13的化合物、化学式2-14的化合物、化学式2-15的化合物、或它们的组合:
化学式2-4
化学式2-5
化学式2-6
化学式2-7
其中,在化学式2-7中,r1为c1-c20亚烷基,或者其中至少一个亚甲基(-ch2-)被如下代替的c2-c20亚烷基:磺酰基(-s(=o)2-)、羰基(-c(=o)-)、醚基团(-o-)、硫醚基团(-s-)、亚砜基团(-s(=o)-)、酯基团(-c(=o)o-)、酰胺基团(-c(=o)nr-,其中r为氢或c1-c10线型或支化的烷基)、亚胺基团(-nr-,其中r为氢或c1-c10线型或支化的烷基)、或它们的组合,并且r2为氢或甲基;
化学式2-8
其中,在化学式2-8中,r为c1-c10烷基;
化学式2-9
其中,在化学式2-9中,a为氢、c1-c10烷基、或羟基,r1为直接的键(单键),c1-c20亚烷基,或者其中至少一个亚甲基(-ch2-)被如下代替的c2-c20亚烷基:磺酰基(-s(=o)2-)、羰基(-c(=o)-)、醚基团(-o-)、硫醚基团(-s-)、亚砜基团(-s(=o)-)、酯基团(-c(=o)o-)、酰胺基团(-c(=o)nr-,其中r为氢或c1-c10线型或支化的烷基)、亚胺基团(-nr-,其中r为氢或c1-c10线型或支化的烷基)、或它们的组合,并且r2为氢或甲基;
化学式2-10
其中,在化学式2-10中,r1为单键,c1-c20亚烷基,或者其中至少一个亚甲基(-ch2-)被如下代替的c2-c20亚烷基:磺酰基(-s(=o)2-)、羰基(-c(=o)-)、醚基团(-o-)、硫醚基团(-s-)、亚砜基团(-s(=o)-)、酯基团(-c(=o)o-)、酰胺基团(-c(=o)nr-,其中r为氢或c1-c10线型或支化的烷基)、亚胺基团(-nr-,其中r为氢或c1-c10线型或支化的烷基)、或它们的组合,并且r2为氢或甲基;
化学式2-11
其中,在化学式2-11中,r为键(例如单键),c1-c20亚烷基,或者其中至少一个亚甲基(-ch2-)被如下代替的c2-c20亚烷基:磺酰基(-s(=o)2-)、羰基(-c(=o)-)、醚基团(-o-)、硫醚基团(-s-)、亚砜基团(-s(=o)-)、酯基团(-c(=o)o-)、酰胺基团(-c(=o)nr-,其中r为氢或c1-c10线型或支化的烷基)、亚胺基团(-nr-,其中r为氢或c1-c10线型或支化的烷基)、或它们的组合,和
化学式2-12
其中,在化学式2-12中,r为c1-c20亚烷基,或者其中至少一个亚甲基(-ch2-)被如下代替的c2-c20亚烷基:磺酰基(-s(=o)2-)、羰基(-c(=o)-)、醚基团(-o-)、硫醚基团(-s-)、亚砜基团(-s(=o)-)、酯基团(-c(=o)o-)、酰胺基团(-c(=o)nr-,其中r为氢或c1-c10线型或支化的烷基)、亚胺基团(-nr-,其中r为氢或c1-c10线型或支化的烷基)、或它们的组合,
化学式2-13
化学式2-14
化学式2-15
所述聚合物层可不包括不饱和羧酸、饱和羧酸、其聚合物、或它们的组合。例如,所述聚合物层可不包括(甲基)丙烯酸、苯甲酸、3-丁烯酸、巴豆酸、丁酸、异丁酸、乙酸、其聚合物、或它们的组合。
所述聚合物层可不包括环氧基部分或氮杂环丙烷部分。例如,所述聚合物层可不包括聚乙烯亚胺部分。
所述聚合物层可包括在末端处包括一个硫醇基团的单硫醇化合物)和/或包括至少两个硫醇基团的多硫醇化合物。在一种实施方式中,所述单硫醇化合物可包括c2-c30单硫醇例如戊硫醇、己硫醇、庚硫醇、辛硫醇、壬硫醇、癸硫醇、或十二烷硫醇。
所述聚合物层可进一步包括得自在末端处具有一个碳-碳不饱和键的单不饱和化合物(例如,c3-c40单丙烯酸酯化合物)的部分。
当在所述基于量子点的电致发光器件的电子辅助层中采用多个包括包含锌的金属氧化物的纳米颗粒时,预计所述电子辅助层显示出改善的电子传输能力、空穴阻挡性质、和电子迁移率。在所述基于量子点的电致发光器件中,所述发射层和所述电子辅助层可通过溶液工艺制备,因此可节省成本。然而,不受任何特定理论束缚,认为用于基于量子点的器件的包括所述包含锌的金属氧化物的所述电子辅助层的制备可在技术上是挑战性的,因为难以制备这样的具有期望的膜品质和性质的电子辅助层。
在一种实施方式中,所述金属氧化物纳米颗粒具有结晶结构。在一种实施方式中,所述金属氧化物纳米颗粒可为无定形的。所述电子传输层中的所述金属氧化物纳米颗粒对于提供高的电子迁移率和低的电阻可为有利的,但是这也导致增加的泄漏电流。此外,认为zno表面上存在的氧空位缺陷也可为导致性能恶化的因素。在所述发射层中的qd和在所述电子辅助层中的金属氧化物纳米颗粒(例如,各自为球形形状颗粒)的堆积密度可为重要的。然而,基于量子点的发射层和基于包含锌的金属氧化物纳米颗粒的电子辅助层易于在其中形成多个空隙和裂纹,由于所述多个纳米颗粒(或所述量子点)的附聚,其可容易地形成有晶界。所述空隙和裂纹可使膜形态不规则,这在与氧化锌颗粒的高的迁移率(活动性)组合时产生高水平的泄漏电流,从而导致使亮度和效率两者的恶化。
在不含镉的qd-发光二极管(qd-led)中,前述电子辅助层可导致泄漏电流的增加,这可显著地降低电致发光器件的效率和寿命。使不含镉的量子点的表面钝化的配体通过相对弱的结合力结合至表面,并且结果,所述配体倾向于通过热和/或载流子(例如,从正极注入的空穴)而容易地从其脱离(消除)。所述配体的脱离是对基于不含镉的量子点的电致发光器件的缩短的寿命作贡献的因素。由于发射蓝色光的量子点具有高水平的激发能量,因此在发射蓝色光的量子点的情况中,由在器件运行期间注入的空穴导致的配体脱离问题可更加严重。
上述问题可阻碍基于量子点的发光器件、特别是通过溶液工艺制备的基于量子点的发光器件赋予利用其与量子点的使用有关的潜在优点(例如,高的量子产率、改善的色纯度、高的稳定性、光谱可调性等)。
根据实施方式的发光器件在所述第二电极的表面的至少一部分和所述电子辅助层的表面的至少一部分上具有上述聚合物层并且可解决上述问题。
不受任何特定理论束缚,认为包括得自硫醇化合物和不饱和化合物的部分并且被包括在所述聚合物层中的聚合产物可渗透到所述电子辅助层中和所述发射层中,从而填充在所述电子辅助层和所述发射层的制备中产生的空隙/裂纹,从而减轻所述空隙/裂纹对所述电子辅助层的电子传输能力的负面影响,并且改善所述电子辅助层和所述包括量子点的发射层的膜均匀性。从所述量子点的表面的配体脱离也可被抑制并且所述聚合产物可将其中所述配体脱离的区域再次钝化。
此外,不受任何特定理论束缚,认为,在所述聚合物层的形成期间(或者甚至在器件运行期间),在所述聚合物层的形成中使用的单体组合和/或包括得自所述单体组合的部分并且包含在所述聚合物层中的所述聚合产物可有效地填充存在于所述电子辅助层、所述发射层、其表面、或它们的组合中的空隙和裂纹,而对电子的载流子路径没有任何实质影响(例如,同时保持电子的载流子路径),并且因此估计,根据实施方式的发光器件可具有延长的寿命、提升的发光效率、和提升的亮度。
不受任何特定理论束缚,认为所述聚合物层中包括的聚合产物和/或任何未反应的单体(例如,硫醇化合物、不饱和化合物等)可在所述聚合物层的形成期间或者甚至在器件运行期间渗透/扩散到所述发射层中。结果,所述发射层的其中配体从所述量子点的表面脱离的区域可在器件运行期间被硫醇残基钝化,以提升器件的性质(光致发光特性、稳定性和寿命)。
在一种实施方式中,所述聚合物层可不包括不饱和羧酸、饱和羧酸化合物、其聚合物、或它们的组合。例如,所述聚合物层可不包括(甲基)丙烯酸或其聚合物、苯甲酸、3-丁烯酸、巴豆酸、丁酸、异丁酸、乙酸、丙酸、或它们的组合。根据本实施方式,已经出乎意料地发现,羧酸化合物可导致所述聚合物层的固化度的降低并且可对器件封装具有负面影响。
根据一种实施方式,所述第二电极(的至少一部分)、所述电子辅助层(的至少一部分)、以及任选地所述发射层的至少一部分可通过所述聚合产物集成在一起。根据实施方式的器件的元件(例如部件)各自可通过所述聚合产物而被集成或者封装。在一种实施方式中,集成(例如,集成在一起)可指其中相应的部件彼此附着并且可无法相互分离,例如无法通过施加手动用力(manualforce)而相互分离。
在一种实施方式中,所述电子辅助层可进一步包括在所述纳米颗粒之间的硫。在一种实施方式中,所述电子辅助层可包括在所述纳米颗粒之间的有机材料,并且所述有机材料可包括所述聚合产物、未反应的硫醇化合物、未反应的不饱和化合物、或它们的组合。所述有机材料可进一步包括将稍后描述的包括在包含所述硫醇化合物和所述不饱和化合物的单体组合中的另外的组分(例如,光引发剂、包括在固化抑制剂中的部分等)。所述电子辅助层可包括硫醇部分、硫醚部分、二硫醚部分、或它们的组合。
所述电子辅助层可包括碳,并且所述碳的存在可通过例如使用透射电子显微镜的能量色散光谱法测量。在所述电子辅助层中,基于所述电子辅助(传输)层的总重量,碳的含量可大于或等于约1重量百分数(重量%)、大于或等于约2重量%、大于或等于约3重量%、大于或等于约4重量%、大于或等于约5重量%例如大于或等于约6重量%、大于或等于约7重量%、大于或等于约8重量%、大于或等于约9重量%、大于或等于约10重量%、大于或等于约11重量%、大于或等于约12重量%、大于或等于约13重量%、大于或等于约14重量%、大于或等于约15重量%、大于或等于约16重量%、大于或等于约17重量%、大于或等于约18重量%、大于或等于约19重量%、或者大于或等于约20重量%。
在所述电子辅助层中,基于所述电子辅助层的总重量,碳的含量可小于或等于约70重量%、小于或等于约65重量%、小于或等于约60重量%、小于或等于约55重量%、或者小于或等于约50重量%、小于或等于约45重量%、小于或等于约40重量%、小于或等于约35重量%、或者小于或等于约30重量%。
所述电子辅助层中的碳含量可通过透射电子显微镜的能量色散光谱法测量,但是不限于此。所述电子辅助层中的碳含量可显示出其中碳的百分比跨越所述电子辅助层的厚度朝着所述发射层降低的线分布图。
所述电子辅助层可包括硫,并且所述硫的存在可通过适当的分析工具例如透射电子显微镜的能量色散光谱法的线分布图测量。根据实施方式,所述电子显微镜的分析显示,基于所述电子辅助层中的锌的总摩尔数,所述电子辅助层中的硫含量可大于或等于约0.001摩尔%例如大于或等于约0.01摩尔%、大于或等于约0.05摩尔%、大于或等于约0.1摩尔%、大于或等于约0.5摩尔%、或者大于或等于约1摩尔%。基于所述电子辅助层中的锌的总摩尔数,所述电子辅助层中的硫含量可小于或等于约20摩尔%、小于或等于约10摩尔%、或者小于或等于约5摩尔%。
所述聚合产物可包括三嗪部分、三嗪三酮部分、喹啉部分、喹诺酮部分、醌部分、芳基部分、芳基膦部分、或它们的组合。
所述发射层可进一步包括在所述量子点之间的有机材料,和所述有机材料可包括所述聚合产物、未反应的硫醇化合物、未反应的不饱和化合物、或它们的组合。所述有机材料可进一步包括将稍后描述的包括在包含所述硫醇化合物和所述不饱和化合物的单体组合中的另外的组分(例如,光引发剂、包括在固化抑制剂中的部分等)。所述电子辅助层可包括硫醇部分、硫醚部分、二硫醚部分、或它们的组合。
在另一实施方式中,制造上述发光器件的方法包括,
提供包括如下的堆结构体:
彼此面对的第一电极和第二电极,
设置在所述第一电极和所述第二电极之间并且包括量子点的发射层,以及
设置在所述发射层和所述第二电极之间并且包括多个纳米颗粒的电子辅助层,其中所述多个纳米颗粒包括包含锌的金属氧化物,和所述第二电极具有面对所述电子辅助层的表面的第一表面以及与所述第一表面相反的第二表面;
提供包括如下的单体组合(也称为聚合物前体混合物):具有至少一个(例如,至少两个)硫醇(sh)基团的硫醇化合物(例如,多硫醇化合物)、和具有至少两个碳-碳不饱和键的不饱和化合物;
将所述单体组合施加在所述第二电极的所述第二表面的至少一部分上和所述电子辅助层的所述表面的至少一部分上以形成聚合物前体层;和
进行所述聚合物前体层中的单体组合的聚合(例如,使硫醇化合物和所述不饱和化合物聚合(例如,交联聚合))以形成所述发光器件。
所述方法可进一步包括在所述第一电极和所述发射层之间设置空穴辅助层。
所述第一电极、第二电极、发射层、包括包含锌的金属氧化物的多个纳米颗粒、电子辅助层、空穴辅助层、堆结构体、硫醇化合物、和不饱和化合物与以上描述的相同。
形成所述堆结构体的方法没有特别限制并且可适当地选择。例如,上述空穴辅助层12、包括量子点的发射层13、和电子辅助层14可用溶液工艺例如旋涂、狭缝涂布、喷墨印刷、喷嘴印刷、喷射和/或刮刀涂布而形成,但是不限于此。
所述聚合物前体混合物可包括所述多硫醇化合物和所述具有至少两个碳-碳不饱和键的不饱和化合物。形成所述单体组合的方法没有特别限制并且可适当地选择。所述单体组合可通过将上述多硫醇化合物和所述不饱和化合物以合适的方式混合而形成。在所述单体组合中,上述多硫醇化合物对所述不饱和化合物的比率没有特别限制并且可适当地选择。例如,所述多硫醇化合物对所述不饱和化合物的比率(硫醇基团和碳-碳双键之间的比率)可大于或等于约1:0.1例如大于或等于约1:0.2、大于或等于约1:0.3、大于或等于约1:0.4、大于或等于约1:0.5、大于或等于约1:0.6、大于或等于约1:0.7、大于或等于约1:0.8、大于或等于约1:0.9、大于或等于约1:1、大于或等于约1:2且小于或等于约1:10例如小于或等于约1:9、小于或等于约1:8、小于或等于约1:7、小于或等于约1:6、小于或等于约1:5、小于或等于约1:4、小于或等于约1:3、小于或等于约1:2、小于或等于约1:1.9、小于或等于约1:1.8、小于或等于约1:1.7、小于或等于约1:1.6、小于或等于约1:1.5、小于或等于约1:1.4、或者小于或等于约1:1.3。
所述单体组合可进一步包括另外的组分例如有机溶剂、单硫醇化合物、具有一个碳-碳双键的单不饱和化合物、固化抑制剂、光引发剂、热引发剂、或它们的组合。所述另外的组分可包括三嗪部分、三嗪三酮部分、喹诺酮部分、喹啉部分、醌部分、或它们的组合。所述聚合物前体混合物中的所述另外的组分的量没有特别限制,但是可为例如大于或等于约0.001重量份、大于或等于约0.01重量份、大于或等于约0.1重量份、大于或等于约1重量份、大于或等于约2重量份、大于或等于约3重量份、大于或等于约4重量份、大于或等于约5重量份、大于或等于约6重量份、大于或等于约7重量份、大于或等于约8重量份、大于或等于约9重量份、大于或等于约10重量份、大于或等于约11重量份、大于或等于约12重量份、大于或等于约13重量份、大于或等于约14重量份、大于或等于约15重量份、大于或等于约16重量份、大于或等于约17重量份、大于或等于约18重量份、大于或等于约19重量份、大于或等于约或者20重量份且小于或等于约50重量份、小于或等于约40重量份、小于或等于约30重量份、小于或等于约20重量份、小于或等于约10重量份、小于或等于约9重量份、小于或等于约8重量份、小于或等于约7重量份、小于或等于约6重量份、小于或等于约5重量份、小于或等于约4重量份、小于或等于约3重量份、小于或等于约2重量份、小于或等于约1重量份,基于所述多硫醇化合物和所述不饱和化合物的100重量份的总重量。
图2a-2d显示作为非限制性实例的根据实施方式的制造方法的示意图。
参照图2a-2d,将所述单体组合涂布在第二电极15的表面和电子辅助层14的表面上以提供聚合物前体层(图2a)。在一种实施方式中,在形成聚合物前体层16a之后,所述单体组合可渗透和/或扩散到电子辅助层14中的纳米颗粒之间(图2b、2c、和2d)。所述渗透和扩散可根据合适的方法进行。例如,所述渗透和/或扩散可通过重力和在纳米颗粒之间的毛细管力进行。所述渗透和扩散可在无氧气的气氛中进行。
所述方法可进一步包括在于所述聚合物前体层的形成和其聚合之间容许其上形成所述聚合物前体层的堆结构体静置预定的时间。在一种实施方式中,所述时间可为大于或等于约1分钟、大于或等于2分钟、大于或等于3分钟、大于或等于4分钟、或者大于或等于5分钟且小于或等于约1小时、小于或等于约30分钟、或者小于或等于约10分钟。
所渗透和/或扩散的材料可填充存在于在所述电子辅助层(例如电子传输层(etl))中存在的金属氧化物纳米颗粒之间的空隙和/或裂纹和/或存在于在所述发射层中存在的量子点之间的空隙和/或裂纹。如下用非限制性实例对其进行描述,但是其将帮助本发明的理解,而绝不限制本发明。
涂布在所述电子辅助层的所述表面上和所述第二电极的第二表面上的所述单体组合可填充在存在于所述电子辅助层(例如电子传输层(etl))的金属氧化物纳米颗粒之间的空隙中并且可渗透通过所述层直至所述电子辅助层的中心部分。根据一种实施方式,在形成包括所述单体组合的聚合物前体层之后,将基板(例如,盖玻璃)放置在所述聚合物前体层上以覆盖所述聚合物前体层,并且随后按压以使所述聚合物前体混合物跨越所述电极的表面和所述电子辅助层的表面铺展。一旦所述单体组合或由其获得的聚合产物已经渗透/扩散通过所述电子辅助层的厚度,其然后渗透和扩散到所述包括qd的发射层中,其中它可填充存在于所述量子点之间的空隙和/或裂纹。已经渗透到所述器件中的所述单体组合可(例如,随着时间的流逝)被(自由基)聚合并且可例如通过用紫外光照射所述器件而被光聚合。例如,可在与包括有所述聚合物前体层的表面相反的表面上对所述器件进行照射。
如上所述,认为,已经渗透所述电子辅助层的所述单体组合(例如,硫醇化合物)可通过除去在所述包含zn的氧化物纳米颗粒的表面上的缺陷而阻挡所述器件的泄漏电流并且取决于所述单体组合中的所述硫醇化合物和所述不饱和化合物(例如,所述化合物的主要部分)的类型,可有助于调节所述电子辅助层的电子传输性质和阻止空穴迁移。
在非限制性实例中,认为,具有预定部分的化合物例如1,3,5-三烯丙基-1,3,5-三嗪-2,4,6(1h,3h,5h)-三酮等在器件运行期间阻挡空穴以改善使电子和空穴在所述发光层(eml)中复合的可能性。
当在量子点的表面上存在有机配体时,与所述包括金属氧化物纳米颗粒的电子辅助层相比,所述单体组合的渗透可受限制。但是考虑到量子点的形态,认为存在包括所述硫醇化合物和所述不饱和化合物的所述单体组合能够渗透到其中的空隙。在此情况下,认为,当所述单体组合(例如,硫醇化合物)与量子点的表面接触时,其可抑制/防止在器件运行期间发生的配体脱离并且可在其中配体脱离的区域中形成强的键。与量子点的表面形成共价键的硫醇部分可在器件运行期间保证量子点的稳定性而不脱离,并且因此可提升所述发光器件的寿命、发光效率、和亮度。
在所述单体组合的渗透和/或扩散之后或期间,可进行所述单体组合(例如,硫醇化合物和具有至少两个碳-碳不饱和键的不饱和化合物)的聚合。所述单体组合的聚合可在无氧气的气氛中进行。所述聚合物前体混合物可进一步包括光引发剂并且所述聚合可包括光聚合。所述聚合可在大于或等于约30℃例如大于或等于约40℃、或者大于或等于约50℃且小于或等于约100℃、例如小于或等于约90℃、或者小于或等于约80℃的温度下进行。
聚合时间可大于或等于约1分钟例如大于或等于约5分钟、大于或等于约10分钟、或者大于或等于约20分钟且小于约4小时例如小于或等于约3小时、小于或等于约2小时、小于或等于约1小时、小于或等于约50分钟、或者小于或等于约30分钟。所述渗透/扩散可在小于或等于约30℃的温度下或者例如在室温下进行,并且渗透/扩散时间可大于或等于约10分钟例如大于或等于约20分钟、大于或等于约30分钟、大于或等于约40分钟、大于或等于约50分钟且小于或等于约10小时例如小于或等于约9小时、小于或等于约8小时、小于或等于约7小时、小于或等于约6小时、小于或等于约5小时、或者小于或等于约4小时。
上述发光器件可应用于多种电子设备例如显示设备或发光设备。
下文中,参照实施例更详细地描述实施方式。然而,这些实施例是示例性的,并且本范围不限于此。
实施例
量子点的合成
参照实施例1:发射蓝色光的量子点的制备
(1)将硒(se)和碲(te)分别分散在三辛基膦(top)中以获得2摩尔浓度(m)se/top储备溶液和0.1mte/top储备溶液。将0.125毫摩尔的乙酸锌与油酸和十六烷基胺一起添加至包括三辛基胺的反应器并且将所得溶液在真空下在120℃下加热。在1小时之后,将该反应器中的气氛换成氮气。
随后,将该反应器加热至300℃,将所制备的se/top储备溶液和te/top储备溶液以1:25的te:se比率快速注入其中。在60分钟之后,向反应溶液添加丙酮,快速冷却至室温,并且将离心之后获得的沉淀物分散在甲苯中以获得zntese芯。
(2)将1.8毫摩尔(mmole)(0.336g)乙酸锌与油酸一起添加至包括三辛基胺的反应烧瓶,然后在120℃下真空处理10分钟。将该烧瓶中的气氛用氮气(n2)置换并且将温度升高至180℃。向其添加以上获得的zntese芯,添加1mse/top储备溶液,然后将温度升高至280℃。然后,添加通过将硫分散在三辛基膦中而获得的s/top储备溶液,将温度升高至320℃,以预定的量添加所述se/top储备溶液和s/top储备溶液。在反应完成之后,将该烧瓶冷却,将所制备的纳米晶体用乙醇离心出来并且分散在甲苯中以获得zntese/znses芯/壳量子点的甲苯分散体。
所述s前体和所述se前体的使用量分别为每一摩尔的锌前体0.25摩尔和0.6摩尔。
金属氧化物纳米颗粒的合成
参照实施例2:znxmg1-xo纳米颗粒的合成
将乙酸锌二水合物和乙酸镁四水合物添加到包括二甲亚砜的反应器中以提供以下化学式中所显示的摩尔比率并且在空气气氛中在60℃下加热。随后,将氢氧化四甲基铵五水合物的乙醇溶液以逐滴方式以3毫升(ml)/分钟(ml/min)的速度添加到所述反应器中。在将其搅拌之后,将所获得的znxmg1-xo纳米颗粒离心并且分散在乙醇中以提供znxmg1-xo(x=0.85)纳米颗粒的乙醇分散体。
对所获得的纳米颗粒进行x-射线衍射分析,因此确认其包括结晶结构。通过透射电子显微镜分析对所获得的纳米颗粒进行分析,并且结果显示,所述颗粒具有约3nm的平均尺寸。
通过紫外-可见光分光光度计(uv-2600,shimadzu)测量所获得的纳米颗粒的紫外-可见光吸收光谱,并且由该紫外-可见光吸收光谱的uv带边切线获得所述纳米颗粒的能带隙。结果显示,所合成的znxmg1-xo纳米颗粒具有约3.52ev-约3.70ev的能带隙。
参照实施例3:zno的合成
根据与参照实施例2中相同的程序制备zno纳米颗粒,除了不使用乙酸镁四水合物之外。
对所获得的纳米颗粒进行x-射线衍射分析,因此确认形成了zno晶体。对所获得的纳米颗粒进行透射电子显微镜分析,并且结果显示,所述颗粒具有约3nm的平均尺寸。
发光器件的制造
除非另有说明,否则以下制造工艺是在无氧气的气氛下进行的。
对比例1
将沉积有氧化铟锡(ito)的玻璃基板用uv-臭氧进行表面处理15分钟,然后用pedot:pss溶液(h.c.starks)旋涂并且在空气气氛下在150℃下加热10分钟,且在n2气氛下再次在150℃下加热10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150℃下加热30分钟以提供具有25nm的厚度的空穴传输层(htl)。
将由参照实施例1获得的芯/壳量子点的甲苯分散体旋涂在所获得的空穴传输层上并且进行30分钟的在80℃下的热处理以提供具有25nm的厚度的发射层。
制备由参照实施例2获得的znxmg1-xo(x=0.85)纳米颗粒的分散体(分散剂:乙醇,光密度:0.5任意单位)。将所制备的分散体旋涂在所述发射层上并且进行30分钟的在80℃下的热处理以提供具有约60nm的厚度的电子辅助层(具体而言,电子传输层(etl))。将铝(al)以90nm的厚度真空沉积在所获得的电子辅助层的表面的一部分上以提供第二电极,以提供图1中所示的发光器件。
使用keithley2200源测量设备和minoltacs2000分光辐射计(电流-电压-亮度测量设备)评价所获得的发光器件的电致发光性质。通过所述电流-电压-亮度测量设备测量取决于施加至所述器件的电压的电流、亮度、和电致发光(el),并且由此还计算外量子效率。
结果总结和显示于表1、图3a、4a、和5a中。
实施例1
首先,根据与对比例1中相同的程序制造图1中所示的量子点发光器件。
然后,制备0.1g的以22:78的摩尔比率包括具有2个丙烯酸酯基团及脂环族主要部分的不饱和单体和由以下化学式表示的多硫醇化合物的单体混合物。
接着,将所制备的单体混合物涂布在所获得的器件的铝电极和电子传输层(etl)表面(具体而言,铝电极的表面以及电子传输层的表面的除了被铝电极覆盖的部分之外的部分)上以提供聚合物前体层。在5分钟内,将盖玻璃设置在所述聚合物前体层上并且按压,然后在其中将该形成有聚合物前体层的器件通过照射uv光(波长:365nm,强度:600毫焦耳/平方厘米(mj/cm2))而加热的状态下通过照射uv光在约50℃的升高的温度下使所述单体混合物聚合约5分钟以提供形成有聚合物层(a+t树脂)的发光器件。
使用keithley2200源测量设备和minoltacs2000分光辐射计(电流-电压-亮度测量设备)评价所获得的发光器件的电致发光性质。通过所述电流-电压-亮度测量而测量取决于施加至所述器件的电压的电流、亮度、和电致发光(el),并且由此还计算外量子效率。
结果总结和显示于表1、图3a、4a、和5a中。
获得该获得的发光器件的表面样品的横截面并且进行透射电子显微镜分析,且结果显示于图7中。
实施例2
根据与实施例1中相同的程序制造形成有聚合物层(te树脂)的发光器件,除了如下之外:使用1,3,5-三烯丙基-1,3,5-三嗪-2,4,6(1h,3h,5h)-三酮(ttt)代替所述不饱和单体。
使用keithley2200源测量设备和minoltacs2000分光辐射计(电流-电压-亮度测量设备)评价所获得的发光器件的电致发光性质。通过所述电流-电压-亮度测量设备测量取决于施加至所述器件的电压的电流、亮度、和电致发光(el),并且由此还计算外量子效率。
结果总结和显示于表1、图3a、4a、和5a中。
对比例2
根据与对比例1中相同的程序获得量子点发光器件,除了如下之外:使用由参照实施例3获得的zno纳米颗粒作为金属氧化物纳米颗粒。
使用keithley2200源测量设备和minoltacs2000分光辐射计(电流-电压-亮度测量设备)评价所获得的发光器件的电致发光性质。使用所述电流-电压-亮度测量设备测量取决于施加至所述器件的电压的电流、亮度、和电致发光(el),由此还计算外量子效率。
结果总结和显示于表1、3b、4b、和5b中。
实施例3
根据与实施例1中相同的程序获得形成有聚合物层(a+t树脂)的量子点发光器件,除了如下之外:使用与对比例2中相同的发光器件代替根据与对比例1中相同的程序制造的发光器件。
使用keithley2200源测量设备和minoltacs2000分光辐射计(电流-电压-亮度测量设备)评价所获得的发光器件的电致发光性质。使用所述电流-电压-亮度测量设备测量取决于施加至所述器件的电压的电流、亮度、和电致发光(el),由此还计算外量子效率。
结果总结和显示于表1、3b、4b、和5b中。
实施例4
根据与实施例2中相同的程序获得形成有聚合物层(te树脂)的发光器件,除了如下之外:使用与对比例2中相同的发光器件代替根据与对比例1中相同的程序制造的发光器件。
使用keithley2200源测量设备和minoltacs2000分光辐射计(电流-电压-亮度测量设备)评价所获得的发光器件的电致发光性质。使用所述电流-电压-亮度测量设备测量取决于施加至所述器件的电压的电流、亮度、和电致发光(el),由此还计算外量子效率。
结果总结和显示于表1、3b、4b、和5b中。
对比例3
根据与实施例1中相同的程序获得形成有聚合物层的量子点发光器件,除了如下之外:使用丙烯酸类树脂(丙烯酸酯-丙烯酸共聚物,制造商:sdi,商品名:1004s)代替所述单体混合物。
使用keithley2200源测量设备和minoltacs2000分光辐射计(电流-电压-亮度测量设备)评价所获得的发光器件的电致发光性质。使用所述电流-电压-亮度测量设备测量取决于施加至所述器件的电压的电流、亮度、和电致发光(el),由此还计算外量子效率。
结果总结和显示于表1、图3a、4a、和5a中。
表1
*eqemax:最大外量子效率
*maxcd/a:最大电流效率
*t50(h):在100尼特下驱动时,用于得到相对于100%亮度的50%的亮度的时间(h)
*lamdamax和fwhm:el峰值波长和半宽度(fwhm)
*maxlum:最大亮度
*znmgo:znxmg1-xo(x=0.85)
由所述结果,确认,与根据对比例的发光器件相比,根据实施例1-4的发光器件具有改善的电致发光性质和寿命特性。
实验实施例1
[1]对根据对比例2的发光器件和根据实施例3的发光器件的横截面表面进行透射电子显微镜-能量色散光谱法。结果显示,在根据对比例2的器件中的相对于锌的碳含量是轻微的;另一方面,在根据实施例3的器件中,相对于锌的碳含量(43摩尔%)大于或等于20摩尔%。
[2]对于根据实施例3的发光器件的横截面表面,获得tem-edx线分布图。结果显示,电子辅助层中的碳含量在面对第二电极的表面上显示出最大值并且显示出朝着发射层移动而逐渐降低的梯度。根据实施例3的发光器件的横截面表面的tem-edx线分布图显示,在电子辅助层中存在硫。
实验实施例2
将由参照实施例1获得的发射蓝色光的芯/壳量子点的甲苯分散体旋涂在玻璃基板上并且进行30分钟的在80℃下的热处理以提供具有25nm的厚度的量子点层,并且将由参照实施例2获得的znxmg1-xo(x=0.85)纳米颗粒的乙醇分散体旋涂在所述量子点层上并且进行30分钟的在80℃下的热处理以提供znxmg1-xo层,从而获得参照堆结构体。在所述参照堆结构体的znxmg1-xo层上使用根据实施例2的单体混合物通过照射uv光(波长:365nm,强度:600mj/cm2)20秒而形成聚合物层,以制备具有量子点层-znxmg1-xo纳米颗粒层-聚合物层的堆结构体。
将所述参照堆结构体和所述堆结构体用具有365nm的波长的光照射并且进行光致发光分析,且结果示于图6中。
由图6的结果,确认,与所述参照堆结构体相比,具有所述聚合物层的所述堆结构体可显示出大大改善的发光性质、尤其是大大增强的在峰值发射波长处的发光强度。
虽然已经关于目前被认为是实践性的实例实施方式的内容描述了本公开内容,但是将理解,本发明不限于所公开的实施方式,而是相反,意图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。