CN114551736A - 半导体纳米颗粒和其制造方法、以及颜色转换构件 - Google Patents
半导体纳米颗粒和其制造方法、以及颜色转换构件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114551736A CN114551736A CN202111317683.XA CN202111317683A CN114551736A CN 114551736 A CN114551736 A CN 114551736A CN 202111317683 A CN202111317683 A CN 202111317683A CN 114551736 A CN114551736 A CN 114551736A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- znse
- color conversion
- inp
- semiconductor nanoparticle
- shell
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 103
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 title claims abstract description 99
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 76
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 63
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 54
- SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N selenium;zinc Chemical compound [Se]=[Zn] SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 27
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 229910007709 ZnTe Inorganic materials 0.000 claims description 5
- XQJHRCVXRAJIDY-UHFFFAOYSA-N aminophosphine Chemical compound PN XQJHRCVXRAJIDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 3
- 239000011370 conductive nanoparticle Substances 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 94
- GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N Indium phosphide Chemical compound [In]#P GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 29
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 17
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 15
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 15
- UQMRAFJOBWOFNS-UHFFFAOYSA-N butyl 2-(2,4-dichlorophenoxy)acetate Chemical compound CCCCOC(=O)COC1=CC=C(Cl)C=C1Cl UQMRAFJOBWOFNS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000010408 film Substances 0.000 description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 7
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 7
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 6
- -1 AgInS Chemical class 0.000 description 5
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 5
- 238000006862 quantum yield reaction Methods 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- CCCMONHAUSKTEQ-UHFFFAOYSA-N octadec-1-ene Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCC=C CCCMONHAUSKTEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000103 photoluminescence spectrum Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- RMZAYIKUYWXQPB-UHFFFAOYSA-N trioctylphosphane Chemical compound CCCCCCCCP(CCCCCCCC)CCCCCCCC RMZAYIKUYWXQPB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RIOQSEWOXXDEQQ-UHFFFAOYSA-N triphenylphosphine Chemical compound C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 RIOQSEWOXXDEQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 4
- QGLWBTPVKHMVHM-KTKRTIGZSA-N (z)-octadec-9-en-1-amine Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCCN QGLWBTPVKHMVHM-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 3
- 229910005263 GaI3 Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910005542 GaSb Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 description 3
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FJLUATLTXUNBOT-UHFFFAOYSA-N 1-Hexadecylamine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCN FJLUATLTXUNBOT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910017115 AlSb Inorganic materials 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004613 CdTe Inorganic materials 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910005540 GaP Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910004262 HgTe Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000673 Indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- REYJJPSVUYRZGE-UHFFFAOYSA-N Octadecylamine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCN REYJJPSVUYRZGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+);selenium(2-) Chemical compound [Se-2].[Cd+2] UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- GPAYUJZHTULNBE-UHFFFAOYSA-N diphenylphosphine Chemical compound C=1C=CC=CC=1PC1=CC=CC=C1 GPAYUJZHTULNBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JRBPAEWTRLWTQC-UHFFFAOYSA-N dodecylamine Chemical compound CCCCCCCCCCCCN JRBPAEWTRLWTQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N ferrosoferric oxide Chemical compound O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000373 gallium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 229910021480 group 4 element Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 2
- WPYVAWXEWQSOGY-UHFFFAOYSA-N indium antimonide Chemical compound [Sb]#[In] WPYVAWXEWQSOGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RPQDHPTXJYYUPQ-UHFFFAOYSA-N indium arsenide Chemical compound [In]#[As] RPQDHPTXJYYUPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PSCMQHVBLHHWTO-UHFFFAOYSA-K indium(iii) chloride Chemical compound Cl[In](Cl)Cl PSCMQHVBLHHWTO-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- XTAZYLNFDRKIHJ-UHFFFAOYSA-N n,n-dioctyloctan-1-amine Chemical compound CCCCCCCCN(CCCCCCCC)CCCCCCCC XTAZYLNFDRKIHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IOQPZZOEVPZRBK-UHFFFAOYSA-N octan-1-amine Chemical compound CCCCCCCCN IOQPZZOEVPZRBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 229910052950 sphalerite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007847 structural defect Effects 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- TUQOTMZNTHZOKS-UHFFFAOYSA-N tributylphosphine Chemical compound CCCCP(CCCC)CCCC TUQOTMZNTHZOKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LPEBYPDZMWMCLZ-CVBJKYQLSA-L zinc;(z)-octadec-9-enoate Chemical compound [Zn+2].CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC([O-])=O LPEBYPDZMWMCLZ-CVBJKYQLSA-L 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- YBNMDCCMCLUHBL-UHFFFAOYSA-N (2,5-dioxopyrrolidin-1-yl) 4-pyren-1-ylbutanoate Chemical compound C=1C=C(C2=C34)C=CC3=CC=CC4=CC=C2C=1CCCC(=O)ON1C(=O)CCC1=O YBNMDCCMCLUHBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PFNQVRZLDWYSCW-UHFFFAOYSA-N (fluoren-9-ylideneamino) n-naphthalen-1-ylcarbamate Chemical compound C12=CC=CC=C2C2=CC=CC=C2C1=NOC(=O)NC1=CC=CC2=CC=CC=C12 PFNQVRZLDWYSCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NGWRWXZTTCRVJE-UHFFFAOYSA-N 1,2,3,6-tetrahydrophosphinine Chemical compound C1CC=CCP1 NGWRWXZTTCRVJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003373 AgInS2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017083 AlN Inorganic materials 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004611 CdZnTe Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002518 CoFe2O4 Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910005228 Ga2S3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910005258 GaBr3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910005267 GaCl3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021599 Gallium(II) chlorid Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000764773 Inna Species 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000661 Mercury cadmium telluride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020068 MgAl Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003264 NiFe2O4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002665 PbTe Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000577 Silicon-germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910005642 SnTe Inorganic materials 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005083 Zinc sulfide Substances 0.000 description 1
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 1
- 238000002144 chemical decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001914 chlorine tetroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052956 cinnabar Inorganic materials 0.000 description 1
- UBEWDCMIDFGDOO-UHFFFAOYSA-N cobalt(II,III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Co+2].[Co+3].[Co+3] UBEWDCMIDFGDOO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012792 core layer Substances 0.000 description 1
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- VBXWCGWXDOBUQZ-UHFFFAOYSA-K diacetyloxyindiganyl acetate Chemical compound [In+3].CC([O-])=O.CC([O-])=O.CC([O-])=O VBXWCGWXDOBUQZ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- CHPZKNULDCNCBW-UHFFFAOYSA-N gallium nitrate Inorganic materials [Ga+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O CHPZKNULDCNCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UPWPDUACHOATKO-UHFFFAOYSA-K gallium trichloride Chemical compound Cl[Ga](Cl)Cl UPWPDUACHOATKO-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- SRVXDMYFQIODQI-UHFFFAOYSA-K gallium(iii) bromide Chemical compound Br[Ga](Br)Br SRVXDMYFQIODQI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- DWRNSCDYNYYYHT-UHFFFAOYSA-K gallium(iii) iodide Chemical compound I[Ga](I)I DWRNSCDYNYYYHT-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001849 group 12 element Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021478 group 5 element Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021476 group 6 element Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021474 group 7 element Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L manganese oxide Inorganic materials [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- GEYXPJBPASPPLI-UHFFFAOYSA-N manganese(III) oxide Inorganic materials O=[Mn]O[Mn]=O GEYXPJBPASPPLI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 description 1
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 description 1
- 239000002055 nanoplate Substances 0.000 description 1
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 1
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M perchlorate Chemical compound [O-]Cl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OCGWQDWYSQAFTO-UHFFFAOYSA-N tellanylidenelead Chemical compound [Pb]=[Te] OCGWQDWYSQAFTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 description 1
- BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N thallium Chemical compound [Tl] BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- ZAKSIRCIOXDVPT-UHFFFAOYSA-N trioctyl(selanylidene)-$l^{5}-phosphane Chemical compound CCCCCCCCP(=[Se])(CCCCCCCC)CCCCCCCC ZAKSIRCIOXDVPT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PIOZWDBMINZWGJ-UHFFFAOYSA-N trioctyl(sulfanylidene)-$l^{5}-phosphane Chemical compound CCCCCCCCP(=S)(CCCCCCCC)CCCCCCCC PIOZWDBMINZWGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N zinc;sulfide Chemical compound [S-2].[Zn+2] DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/02—Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/1336—Illuminating devices
- G02F1/133617—Illumination with ultraviolet light; Luminescent elements or materials associated to the cell
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
- H10K50/115—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers comprising active inorganic nanostructures, e.g. luminescent quantum dots
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/02—Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor
- C09K11/025—Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor non-luminescent particle coatings or suspension media
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/56—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing sulfur
- C09K11/562—Chalcogenides
- C09K11/565—Chalcogenides with zinc cadmium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/70—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing phosphorus
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/88—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing selenium, tellurium or unspecified chalcogen elements
- C09K11/881—Chalcogenides
- C09K11/883—Chalcogenides with zinc or cadmium
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/206—Filters comprising particles embedded in a solid matrix
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/207—Filters comprising semiconducting materials
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/015—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on semiconductor elements having potential barriers, e.g. having a PN or PIN junction
- G02F1/017—Structures with periodic or quasi periodic potential variation, e.g. superlattices, quantum wells
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
- G02F1/133514—Colour filters
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
- H10K59/30—Devices specially adapted for multicolour light emission
- H10K59/38—Devices specially adapted for multicolour light emission comprising colour filters or colour changing media [CCM]
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于显示装置的颜色转换构件的半导体纳米颗粒、一种包括半导体纳米颗粒的用于显示装置的颜色转换构件、以及一种制造所述半导体纳米颗粒的方法。所述半导体纳米颗粒包括：中心部分，包括以下中的至少一种：i)InP；ii)三元化合物，由铟、磷和I族至VII族中的一种元素组成；以及iii)掺杂有I族至VII族中的至少一种过渡金属的InP；内部部分，靠近所述中心部分并且包括硼、铝和镓中的至少一种的磷化物；中间部分，靠近所述内部部分并且包括ZnSe和ZnSexS1‑x中的至少一种；以及外部部分，靠近所述中间部分并且包括一种或多种II‑VI族化合物，其中，x为0<x<1。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年11月11日提交的第10-2020-0150506号韩国专利申请的优先权和权益，该韩国专利申请出于所有目的通过引用并入本文，如同在本文中完整阐述一样。
技术领域
本发明的实施例总体上涉及半导体纳米颗粒，并且更具体地，涉及包括该半导体纳米颗粒的用于显示装置的颜色转换构件、包括该半导体纳米颗粒的电子设备以及制造该半导体纳米颗粒的方法。
背景技术
半导体纳米颗粒是半导体材料的纳米晶体，表现出量子限制效应，并且也称为量子点。当量子点通过接收来自激发源的光达到能量激发态时，它们根据相应的能带隙自行发射能量。就此而言，即使在相同材料的情况下，波长也会根据颗粒大小而变化，并且因此，通过调节量子点的大小，可以获得具有期望波长范围的光，并且可以获得优异的色纯度和高发光效率。因此，量子点可以应用于各种装置或设备。
照明设备可以用于多种应用。例如，照明设备可以用于室内或室外照明、舞台照明、装饰照明和便携式电子产品(诸如移动电话、摄像机、数码相机和个人数字助理(PDA))中使用的液晶显示器(LCD)的背光单元(BLU)。
照明设备的典型用途是例如LCD的BLU。LCD是应用最广泛的平板显示器之一，并且包括两个显示面板和位于两个显示面板之间的液晶层，在两个显示面板中形成有电场产生电极，诸如像素电极和公共电极。通过向电场产生电极施加电压而在液晶层中产生电场，并且因此确定液晶层中液晶分子的取向并控制入射光的偏振以显示图像。
LCD使用颜色转换构件来形成颜色。当从背光光源发射的光穿过红色颜色转换构件、绿色颜色转换构件和蓝色颜色转换构件时，由每个颜色转换构件将光量减少到大约三分之一。因此，光学效率低。
光致发光液晶显示器(PL-LCD)由于补偿光学效率的降低和高色彩再现性而被提出，光致发光液晶显示器是其中在相关技术的LCD中使用的颜色转换构件被量子点颜色转换层(QD-CCL)代替的LCD。PL-LCD通过使用可见光来显示彩色图像，该可见光当由光源产生并受液晶层控制的低波长段的光(诸如紫外光或蓝光)照射到并入射到颜色转换层(CCL)上时产生。
本背景技术部分中公开的上述信息仅用于理解本发明构思的背景技术，并且因此，其可以包含不构成现有技术的信息。
发明内容
根据本发明的原理和说明性实施例制造的供显示装置和其他电子设备中使用的半导体纳米颗粒具有窄的半峰全宽(FWHM)和优异的量子效率。例如，根据一个具体实施例，半导体颗粒在发射波长光谱中可以具有大约60nm或更小(例如大约55nm或更小)的半峰全宽(FWHM)。当FWHM满足这个范围时，色纯度和颜色再现性优异，并且可以获得宽视角。
本发明构思的附加特征将在随后的描述中阐述，并且部分地将从描述中显而易见，或者可以通过本发明构思的实践获知。
根据本发明的一方面，一种用于显示装置的颜色转换构件的半导体纳米颗粒包括：中心部分，包括以下中的至少一种：i)InP；ii)三元化合物，由铟、磷和I族至VII族中的一种元素组成；以及iii)掺杂有I族至VII族中的至少一种过渡金属的InP；内部部分，靠近所述中心部分并且包括硼、铝和镓中的至少一种的磷化物；中间部分，靠近所述内部部分并且包括ZnSe和ZnSexS1-x中的至少一种；以及外部部分，靠近所述中间部分并且包括一种或多种II-VI族化合物，其中，x为0<x<1。
所述半导体纳米颗粒可以被配置为发射除蓝光之外的可见光。
所述半导体纳米颗粒可以被配置为发射具有大约500nm至大约650nm的最大发射波长的光。
所述中心部分可以包括核，所述内部部分可以包括直接覆盖所述核的内壳，所述中间部分可以包括直接覆盖所述内壳的中间壳，并且所述外部部分可以包括直接覆盖所述中间壳的外壳。
所述中心部分可以包括核，所述核包括InP、InGaP、InAlP、Cu掺杂的InP、Mn掺杂的InP和Ag掺杂的InP中的至少一种。
所述内部部分可以包括内壳，所述内壳包括BP、AlP和GaP中的至少一种。
所述一种或多种II-VI族化合物可以包括Zn，并且可以是二元化合物或三元化合物。
所述一种或多种II-VI族化合物可以包括ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、ZnSeS、ZnSeTe和ZnSTe中的至少一种。
所述一种或多种II-VI族化合物可以包括ZnS。
包含在所述内部部分中的B、Al或Ga的总摩尔数与包含在所述中心部分中的In的摩尔数之比可以为大约0.01至大约10。
所述内部部分可以包括内壳，所述内壳具有大约0.1nm至大约0.7nm的厚度。
所述半导体纳米颗粒的发射波长光谱的半峰全宽可以是大约60nm或更小。
所述中间部分可以包括中间壳，所述中间壳包括多层壳，并且在所述中间壳的与所述内部部分相邻的部分中还包括掺杂层，所述掺杂层包含可以掺杂有B、Al和Ga中的至少一种金属的ZnSe和ZnSexS1-x中的至少一种。
根据本发明的另一方面，一种用于显示装置的颜色转换构件，包括半导体纳米颗粒，所述半导体纳米颗粒包括：中心部分，包括以下中的至少一种：i)InP；ii)三元化合物，由铟、磷和I族至VII族中的一种元素组成；以及iii)掺杂有I族至VII族中的至少一种过渡金属的InP；内部部分，覆盖所述中心部分并且包括硼、铝和镓中的至少一种的磷化物；中间部分，覆盖所述内部部分并且包括ZnSe和ZnSexS1-x中的至少一种；以及外部部分，覆盖所述中间部分并且包括II-VI族化合物，其中，x为0<x<1。
一种电子设备可以包括如上所述的颜色转换构件和显示器。
所述颜色转换构件的至少一个区域可以包括所述半导体纳米颗粒并且可以被配置为吸收从所述显示器发射的可见光。
所述颜色转换构件的所述至少一个区域可以被配置为发射除蓝光之外的可见光。
所述显示装置可以包括液晶显示器、有机发光显示器或无机发光显示器。
一种制造半导体纳米颗粒的方法可以包括以下步骤：通过使包括铟的第一前体与氨基膦反应来制备第一材料；制备包括ZnSe和ZnSexS1-x中的至少一种的第二材料；制备包括所述第一材料、所述第二材料和包括硼、铝或镓的第二前体的混合物；以及将II-VI族化合物添加到所述混合物中。
此外，所述制备包括所述第一材料、所述第二材料和包括硼、铝或镓的所述第二前体的所述混合物包括：i)可以将所述第二前体添加到所述第一材料中，然后可以将所述第二材料添加到其中；或ii)可以将所述第二材料添加到所述第一材料中，然后可以将所述第二前体添加到其中；或iii)可以将所述第二材料和所述第二前体同时添加到所述第一材料中。
应理解的是，上述一般描述和以下详细描述两者都是说明性和解释性的，并旨在提供对所要求保护的本发明的进一步解释。
附图说明
附图示出了本发明的说明性实施例，并且与描述一起用于解释本发明构思，附图被包括以提供对本发明的进一步理解并且附图被并入并构成本说明书的一部分。
图1是说明根据本发明的原理构造的半导体纳米颗粒的实施例的示意图。
图2是说明根据本发明的原理构造的具有半导体纳米颗粒的颜色转换构件的实施例的示意图。
图3是说明根据本发明的原理构造的颜色转换构件的另一实施例的示意图。
图4是根据本发明的原理构造的电子设备的实施例的示意性截面图。
图5是根据本发明的原理构造的电子设备的另一实施例的示意性截面图。
图6是根据本发明的原理构造的电子设备的又一实施例的示意性截面图。
图7是根据本发明的原理制造的示例1和比较示例1的光致发光光谱的图解描述。
图8A是根据本发明的原理构造的多个示例和比较示例的半峰全宽相对于半导体纳米颗粒的镓前体的量的图解描述。
图8B是根据本发明的原理构造的多个示例和比较示例的量子效率相对于半导体纳米颗粒的镓前体的量的图解描述。
具体实施方式
在以下描述中，为了解释的目的，阐述了许多具体细节以提供对本发明的各种实施例或实施方式的透彻理解。如本文所使用的，“实施例”和“实施方式”是可互换的词，它们是采用本文公开的发明构思中的一个或多个的装置或方法的非限制性示例。然而，明显的是，可以在没有这些具体细节或具有一个或多个等同布置的情况下实践各种实施例。在其他情况下，为了避免不必要地模糊各种实施例，以框图形式示出众所周知的结构和装置。此外，各种实施例可以不同，但不必是排他的。例如，在不脱离本发明构思的情况下，一个实施例的具体形状、配置和特征可以在另一实施例中被使用或实现。
除非另有说明，否则说明的实施例应被理解为提供可以在实践中实现本发明构思的一些方式的变化细节的说明性特征。因此，除非另有说明，否则在不脱离本发明构思的情况下，各种实施例的特征、组件、模块、层、膜、面板、区域和/或方面等(在下文中单独或统称为“元件”)可以以其他方式组合、分开、互换和/或重新排列。
附图中交叉影线和/或阴影的使用通常被提供以阐明相邻元件之间的边界。因此，除非另有说明，否则交叉影线或阴影的存在或不存在均不表达或表明对元件的特定材料、材料性质、尺寸、比例、图示元件之间的共性和/或任何其他特征、属性、性质等的任何偏好或要求。此外，在附图中，为了清楚和/或描述的目的，元件的大小和相对大小可能被夸大。当实施例可以不同地实施时，可以与所描述的顺序不同地执行特定的工艺顺序。例如，两个连续描述的工艺可以基本上同时执行或以与所述顺序相反的顺序执行。另外，相同的附图标记指示相同的元件。
当元件或层被称为“在”另一元件或层“上”、“连接到”或“耦接到”另一元件或层时，它可以直接在另一元件或层上、直接连接到或直接耦接到另一元件或层，或者可以存在中间元件或层。然而，当元件或层被称为“直接在”另一元件或层“上”、“直接连接到”或“直接耦接到”另一元件或层时，不存在中间元件或层。为此，术语“连接”可以指具有或不具有中间元件的物理连接、电连接和/或流体连接。此外，D1轴、D2轴和D3轴不限于直角坐标系的三个轴，诸如x轴、y轴和z轴，并且可以在更广泛的意义上进行解释。例如，D1轴、D2轴和D3轴可以相互垂直，或可以表示不相互垂直的不同方向。出于本公开的目的，“X、Y和Z中的至少一个”和“选自于由X、Y和Z组成的组中的至少一个”可以解释为仅X、仅Y、仅Z，或者X、Y和Z中的两个或更多个的任意组合，诸如，例如XYZ、XYY、YZ和ZZ。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合。
尽管术语“第一”、“第二”等在本文中可以用于描述各种类型的元件，但这些元件不应受这些术语的限制。这些术语用于区分一个元件与另一元件。因此，在不脱离本公开的教导的情况下，下面讨论的第一元件可以被称为第二元件。
空间相对术语，诸如“在……之下”、“在……下方”、“在……下面”、“下”、“在……上方”、“之上”、“遍及”、“更高”和“侧”(例如，如在“侧壁”中)等，可以在本文中用于描述目的，并且从而描述如附图中所示的一个元件与另一元件(多个元件)的关系。除了附图中描绘的定向之外，空间相对术语旨在涵盖设备在使用、操作和/或制造中的不同定向。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为“在”其他元件或特征“下方”或“之下”的元件然后将定向为“在”其他元件或特征“上方”。因此，术语“在……下方”可以包括“在……上方”和“在……下方”这两者的定向。此外，设备可以以其他方式定向(例如，旋转90度或在其他定向)，并且因此，相应地解释本文使用的空间相对描述语。
本文使用的术语是为了描述特定实施例的目的而不旨在是限制性的。如本文所使用的，除非上下文另有明确指示，否则单数形式“一个”、“一种”和“该(所述)”也旨在包括复数形式。此外，当在本说明书中使用时，术语“包括”、“包含”、“含有”和/或“具有”指定存在所述特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组。还应注意的是，如本文所使用的，术语“基本上”、“大约”和其他类似术语用作近似术语而不是程度术语，并且因此用于说明本领域普通技术人员所认可的测量、计算和/或提供的值中的固有偏差。
本文参照剖视图和/或分解图描述了各种实施例，这些图是理想化实施例和/或中间结构的示意图。因此，可以预期由于例如制造技术和/或公差而导致的图示形状的变化。因此，本文公开的实施例不必被解释为限于区域的特定图示形状，而是包括例如由制造导致的形状上的偏差。以这种方式，附图中所示的区域本质上可以是示意性的，并且这些区域的形状可能不反映装置的区域的实际形状，因此不必旨在进行限制。
除非另有定义，否则本文使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开作为其部分的所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。术语(诸如在通用词典中定义的术语)应被解释为具有与其在相关领域的上下文中的含义一致的含义，并且不应以理想化或过于形式的含义进行解释，除非本文中明确如此定义。
本文使用的术语“I族”可以包括IUPAC元素周期表中的IB族元素，并且I族元素可以包括例如铜(Cu)、银(Ag)和金(Au)等。
本文使用的术语“II族”可以包括IUPAC元素周期表中的IIA族元素和IIB族元素，并且II族元素包括例如镁(Mg)、钙(Ca)、锌(Zn)、镉(Cd)和汞(Hg)。
本文使用的术语“III族”可以包括IUPAC元素周期表中的IIIA族元素和IIIB族元素，并且III族元素可以包括例如铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)和铊(Tl)。
本文使用的术语“IV族”可以包括IUPAC元素周期表中的IVA族元素和IVB族元素，并且IV族元素包括例如碳(C)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)和铅(Pb)。
本文使用的术语“V族”可以包括IUPAC元素周期表中的VA族元素和VB族元素，并且V族元素可以包括例如氮(N)、磷(P)、砷(As)和锑(Sb)。
本文使用的术语“VI族”可以包括IUPAC元素周期表中的VIA族元素和VIB族元素，并且VI族元素可以包括例如硫(S)、硒(Se)和碲(Te)。
本文使用的术语“VII族”可以包括IUPAC元素周期表中的VIIB族元素，并且VII族元素可以包括例如锰(Mn)。
包括特定元素(诸如锌、铟和磷)的术语“元素”是指它们相应的原子和对应的自由基。
图1是说明根据本发明的原理构造的半导体纳米颗粒的实施例的示意图。
半导体纳米颗粒1包括：可以呈核10形式的中心部分，中心部分包括以下中的至少一种：i)InP；ii)三元化合物，包括铟(In)、磷(P)和I族至VII族元素中的一种元素或者由其组成；以及iii)掺杂有I族至VII族过渡金属中的至少一种过渡金属的InP；可以呈内壳20形式的内部部分，内部部分靠近并至少部分地覆盖核10，并且包括硼(B)、铝(Al)和镓(Ga)中的至少一种的磷化物；可以呈中间壳30形式的中间部分，中间部分靠近并至少部分地覆盖内壳20，并且包括ZnSe和ZnSexS1-x中的至少一种；以及可以呈外壳40形式的外部部分，外部部分靠近并至少部分地覆盖中间壳30，并且包括一种或多种II-VI族化合物。
在实施例中，核10可以包括InP、InGaP、InAlP、Cu掺杂的InP、Mn掺杂的InP和Ag掺杂的InP中的至少一种。在实施例中，核10可以包括InP。在实施例中，核10可以具有大约0.5nm至大约2.5nm的半径，例如大约0.6nm至大约2.4nm，或大约0.75nm至大约2.25nm，或大约1nm至大约2nm。B、Al或Ga的磷化物可以通过在包含在核10中的InP基材料与引入到内壳20中的含B、Al或Ga的材料之间进行阳离子交换反应来生成。
在实施例中，内壳20可以包括BP、AlP和GaP中的至少一种。在实施例中，内壳20可以包括BP和GaP中的至少一种。在实施例中，内壳20可以包括GaP。在实施例中，包含在内壳20中的B、Al或Ga的总摩尔数与包含在核10中的In的摩尔数之比可以为0.01至10。当满足上述范围时，半导体纳米颗粒1可以表现出优异的量子效率。在实施例中，内壳20可以具有大约0.1nm至大约0.7nm的厚度，例如大约0.1nm至大约0.6nm，或大约0.2nm至大约0.6nm。内壳20可以抑制核10中的电子泄漏到中间壳30或外壳40。ZnSexS1-x中的变量x可以满足0<x<1的条件。变量x代表包括在半导体纳米颗粒1的中间壳30中的ZnSexS1-x中的Se与Zn的组成比。
中间壳30可以包括ZnSe和ZnSexS1-x中的至少一种，其中变量x如上所定义。由于中间壳30包含ZnSe和ZnSexS1-x中的至少一种，因此减少了由于中间壳30相对于包含II-VI族化合物的外壳40的晶体去耦而导致的结构缺陷。因此，中间壳30可以具有足以保护核10的厚度。在实施例中，中间壳30可以包括ZnSe。在实施例中，中间壳30可以包括ZnSexS1-x。另外，在实施例中，中间壳30可以包括具有如上定义的不同x值的两种或更多种ZnSexS1-x。在实施例中，中间壳30可以包括ZnSe、ZnSe0.75S0.25、ZnSe0.66S0.33、ZnSe0.50S0.50和ZnSe0.33S0.66中的至少一种。
在实施例中，内壳20与中间壳30之间的界面可以具有这样的浓度梯度，其中，存在于中间壳30中的元素的浓度朝向半导体纳米颗粒1的中心降低。在实施例中，中间壳30可以具有大约0.5nm至大约2nm的厚度，例如，大约0.6nm至大约1.9nm，或大约0.7nm至大约1.8nm，或大约1.0nm至大约1.7nm，或大约1.2nm至大约1.5nm。在实施例中，中间壳30可以是多层壳，并且在中间壳30的与内壳20相邻的部分中还可以包括掺杂层34，掺杂层34包含掺杂有B、Al和Ga中的至少一种金属的ZnSe和ZnSexS1-x中的至少一种，并且变量x如上定义。在实施例中，掺杂层34可以包括掺杂有B和Ga中的至少一种金属的ZnSe和ZnSexS1-x中的至少一种，并且变量x如上定义。
外壳40包括II-VI族化合物。在实施例中，中间壳30可以不同于外壳40。在实施例中，II-VI族化合物可以包括Zn。在实施例中，II-VI族化合物可以是二元化合物或三元化合物。在实施例中，II-VI族化合物可以是选自于ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、ZnSeS、ZnSeTe和ZnSTe的一种或多种化合物。在实施例中，II-VI族化合物可以是ZnS。
在实施例中，中间壳30与外壳40之间的界面可以具有这样的浓度梯度，其中，存在于外壳40中的元素的浓度朝向半导体纳米颗粒1的中心降低。在实施例中，外壳40可以具有大约0.5nm至大约2nm的厚度，例如大约0.6nm至大约1.9nm，或大约0.7nm至大约1.8nm，或大约1.0nm至大约1.7nm，或大约1.2nm至大约1.5nm。半导体纳米颗粒1的中间壳30和外壳40可以作为保护层以防止核10的化学退化并保持半导体特性和/或作为充电层以赋予半导体纳米颗粒1电泳特性。
在实施例中，半导体纳米颗粒1可以发射除蓝光之外的可见光。在实施例中，半导体纳米颗粒1可以发射具有大约500nm至大约650nm的最大发射波长的光。因此，当将半导体纳米颗粒1应用于颜色转换构件时，可以吸收蓝光以发射具有宽颜色范围波长的光。在实施例中，半导体纳米颗粒1可以发射具有大约500nm至大约600nm的最大发射波长的绿光。因此，当半导体纳米颗粒1应用于颜色转换构件时，可以实现具有高亮度和高色纯度的绿色。
在实施例中，半导体纳米颗粒1可以具有大约3.2nm至大约14.4nm的直径。在实施例中，半导体纳米颗粒1可以具有大约4nm至大约12nm的直径，例如大约5nm至大约11nm，或大约6nm至大约10nm，或大约7nm至大约9nm。
在实施例中，半导体纳米颗粒1相对于具有450nm的波长的蓝光可以具有大约0.1或更大(例如大约0.15或更大)的吸光度。因此，当半导体纳米颗粒1应用于照明设备的光转换层时，来自光源的蓝光的吸收高，使得可以高效地发生光转换，并且可以实现绿色的高色纯度。
在实施例中，半导体纳米颗粒1可以在发射波长光谱中具有大约60nm或更小(例如大约55nm或更小)的半峰全宽(FWHM)。当半导体纳米颗粒1的FWHM满足上述范围时，色纯度和颜色再现性优异，并且可以获得宽视角。
在相关技术的InP/ZnSe1-aSa(a为0<a<1)组合物的核壳量子点中，仅450nm的蓝色激发光可以仅在InP核层中被有效吸收，并且仅一部分ZnSe吸收蓝色激发光。因此，在其中InP尺寸小的绿色量子点的情况下，仅当ZnSe壳的厚度大时才能充分增加蓝光的吸收。在这种情况下，由于InP核和ZnSe壳之间的晶体解耦，可能会出现结构缺陷。
根据实施例的半导体纳米颗粒1具有优异的蓝光吸收性，并且在核10与内壳20之间的界面、内壳20与中间壳30之间的界面、以及中间壳30与外壳40之间的界面中的至少一个界面处可以具有减少的缺陷。因此，即使内壳20、中间壳30和外壳40具有足够的厚度，也可以在保护半导体纳米颗粒1的核10的同时实现高光学效率和高色纯度。
半导体纳米颗粒1在内壳20、中间壳30和外壳40中最靠近核10的内壳20中包含B、Al或Ga的磷化物，使得可以防止核10中的电子泄漏到中间壳30和外壳40，并且可以获得优异的量子效率。
另外，如上所述，因为半导体纳米颗粒1包括内壳20，该内壳20包括B、Al或Ga的磷化物并且该内壳20形成在包括InP基材料(例如，三元化合物，由InP、In、P和I族至VII族元素中的一种以及过渡金属掺杂的InP组成)的核10与包括II-VI族化合物的外壳40之间，可以减少或防止核10中的电子泄漏到中间壳30或外壳40。
在实施例中，半导体纳米颗粒1的形状不受限制，并且可以是本领域中使用的任何形状。例如，半导体纳米颗粒1可以是大体球形颗粒、大体锥形颗粒、大体多臂颗粒、大体立方体纳米颗粒、大体纳米管颗粒、大体纳米线颗粒、大体纳米纤维颗粒或大体纳米板颗粒。
在实施例中，除了上述组合物之外，半导体纳米颗粒1还可以包括其他化合物。在实施例中，半导体纳米颗粒1的核10、内壳20、中间壳30或外壳40还可以包括一种或多种II-VI族化合物、III-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族化合物或其组合。
II-VI族化合物可以选自于：二元化合物，所述二元化合物选自于CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、HgS、HgSe、HgTe、MgSe、MgS及其任何混合物；三元化合物，所述三元化合物选自于CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、HgZnTe、MgZnSe、MgZnS及其任何混合物；以及四元化合物，所述四元化合物选自于CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe、HgZnSTe及其任何混合物。III-VI族化合物可以包括：二元化合物，诸如In2S3或In2Se；三元化合物，诸如InGaS3或InGaSe3；或其任何组合。
例如，III-V族化合物可以选自于：二元化合物，所述二元化合物选自于GaN、GaP、GaAs、GaSb、AlN、AlP、AlAs、AlSb、InN、InP、InAs、InSb及其任何混合物；三元化合物，所述三元化合物选自于GaNP、GaNAs、GaNSb、GaPAs、GaPSb、AlNP、AlNAs、AlNSb、AlPAs、AlPSb、InGaP、InAlP、InNP、InNAs、InNSb、InPAs、InPSb及其任何混合物；以及四元化合物，所述四元化合物选自于GaAlNAs、GaAlNSb、GaAlPAs、GaAlPSb、GaInNP、GaInNAs、GaInNSb、GaInPAs、GaInPSb、GaAlNP、InAlNP、InAlNAs、InAlNSb、InAlPAs、InAlPSb及其任何混合物，但实施例不限于此。III-V族化合物可以包括II族金属(例如InZnP等)。
IV-VI族化合物可以选自于：二元化合物，所述二元化合物选自于SnS、SnSe、SnTe、PbS、PbSe、PbTe及其任何混合物；三元化合物，所述三元化合物选自于SnSeS、SnSeTe、SnSTe、PbSeS、PbSeTe、PbSTe、SnPbS、SnPbSe、SnPbTe及其任何混合物；以及四元化合物，所述四元化合物选自于SnPbSSe、SnPbSeTe、SnPbSTe及其任何混合物。IV族元素可以选自于Si、Ge及其任何混合物。IV族化合物可以是二元化合物，所述二元化合物选自于SiC、SiGe及其任何混合物。
I-III-VI族化合物可以包括三元化合物，诸如AgInS、AgInS2、CuInS、CuInS2、CuGaO2、AgGaO2或AgAlO2，或其任何组合。二元化合物、三元化合物或四元化合物可以以均匀的浓度存在于颗粒中，或可以以浓度分布部分不同的状态存在于同一颗粒中。
在实施例中，内壳20、中间壳30和/或外壳40还可以包括金属或非金属的氧化物、半导体化合物或其组合。在实施例中，金属或非金属的氧化物可以是二元化合物(诸如SiO2、Al2O3、TiO2、ZnO、MnO、Mn2O3、Mn3O4、CuO、FeO、Fe2O3、Fe3O4、CoO、Co3O4或NiO)，或三元化合物(诸如MgAl2O4、CoFe2O4、NiFe2O4或CoMn2O4)。
在实施例中，半导体化合物可以是CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnSeS、ZnTeS、GaAs、GaP、GaSb、HgS、HgSe、HgTe、InAs、InP、InGaP、InSb、AlAs、AlP或AlSb等。根据另一方面，提供了一种制造半导体纳米颗粒1的方法。所述制造半导体纳米颗粒1的方法包括：通过使包括铟的第一前体与氨基膦反应来制备第一材料；制备包括ZnSe和ZnSexS1-x中的至少一种的第二材料，其中x如上定义；制备包括第一材料、第二材料和包括硼(B)、铝(Al)或镓(Ga)的第二前体的混合物；以及将II-VI族化合物添加到混合物中。
在实施例中，制备包括第一材料、第二材料和包括硼(B)、铝(Al)或镓(Ga)的第二前体的混合物可以包括：i)将第二前体添加到第一材料中，然后将第二材料添加到其中；或ii)将第二材料添加到第一材料中，然后将第二前体添加到其中；或iii)可以将第二材料和第二前体同时添加到第一材料中。在实施例中，第一材料与第二前体的量比可以为大约100:1至大约1:10。在实施例中，第一前体没有特别限制，但可以包括氯化铟、乙酸铟和氧化铟中的至少一种。在实施例中，第二前体不受限制，并且可以包括GaI3、GaBr3、GaCl3、Ga2Cl4、Ga2O4、GaN、Ga(NO3)3·αH2O、GaSb、Ga2(SO4)3、Ga2S3、Ga2(SO4)3·αH2O、Ga(ClO4)3·αH2O、C12H36Ga2N6和Ga(CH3)3(其中0≤α≤10)中的至少一种。在实施例中，第二前体可以与溶剂一起被包含。
溶剂可以包括三辛基膦(TOP)、三丁基膦(TBP)、三苯基膦(TPP)、二苯基膦(DPP)、油胺(OLA)、十二胺(DDA)、十六胺(HDA)、十八胺(ODA)、辛胺(OTA)、三辛胺(TOA)、油酸(OA)、1-十八碳烯(ODE)或其任何混合物。在实施例中，第一材料、第二材料和第二前体的混合物的制备可以包括加热混合物。在实施例中，可以将混合物加热至大约120℃至大约300℃的温度。本领域技术人员可以通过参考后述的示例而获知制造半导体纳米颗粒的方法的细节。
根据另一方面，提供了一种包括半导体纳米颗粒1的颜色转换构件。在实施例中，颜色转换构件的至少一个区域包含半导体纳米颗粒1，并且半导体纳米颗粒1吸收蓝光以发射除蓝光之外的可见光，例如，最大发射波长为大约500nm至大约650nm的可见光。因此，包括半导体纳米颗粒1的颜色转换构件可以被设计为吸收蓝光并发射具有宽颜色范围波长的光。
在实施例中，颜色转换构件的至少一个区域包含半导体纳米颗粒1，并且半导体纳米颗粒1吸收蓝光以发射最大发射波长为大约500nm至大约600nm的绿光。因此，包括半导体纳米颗粒1的颜色转换构件可以实现具有高亮度和高色纯度的绿光。
在实施例中，提供了一种电子设备，所述电子设备包括颜色转换构件和显示器。在实施例中，显示器可以发射具有大约400nm至大约490nm的最大发射波长的蓝光。在实施例中，电子设备的颜色转换构件的至少一个区域可以包括半导体纳米颗粒1，并且该区域可以吸收从显示器发射的蓝光并且可以发射除蓝光之外的可见光，例如，具有大约500nm至大约650nm的最大发射波长的可见光。因此，包括半导体纳米颗粒1的颜色转换构件可以被设计为吸收从显示器发射的蓝光，并且发射具有宽颜色范围波长的光。
在实施例中，电子设备的颜色转换构件的至少一个区域可以包括半导体纳米颗粒1，并且该区域可以吸收从显示器发射的蓝光并且可以发射具有大约500nm至大约600nm的最大发射波长的绿光。因此，包括半导体纳米颗粒1的颜色转换构件可以被设计为吸收从显示器发射的蓝光，并且发射具有高亮度和高色纯度的绿光。在实施例中，显示器可以包括LCD、有机发光显示器或无机发光显示器。将参考以下描述更详细地描述颜色转换构件和电子设备。
图2是说明具有根据本发明的原理构造的半导体纳米颗粒的颜色转换构件的实施例的示意图。
参照图2，颜色转换构件100包括用于产生不同颜色的第一像素区域C1、第二像素区域C2和第三像素区域C3。在实施例中，当外部光(例如，蓝光)进入颜色转换构件100时，可以分别从第一像素区域C1、第二像素区域C2和第三像素区域C3发射红光、绿光和蓝光。
第一像素区域C1将入射光转换成第一颜色的光并且发射转换后的光，所述第一颜色的光具有比入射光的波长更长的波长带。在实施例中，第一像素区域C1可以包括包含发光颗粒的第一颜色转换层140。在这点上，发光颗粒是发光的颗粒。发光颗粒可以包括本文所述的半导体纳米颗粒1(参见图1)。当从外部照射光(例如，蓝光)时，发光颗粒可以发射波长为大约600nm至大约700nm的光(即，红光)。因此，当蓝光进入第一像素区域C1时，蓝光可以被包括在第一颜色转换层140中的半导体纳米颗粒1转换为红光。
第一颜色转换层140还可以包括散射体以增加入射光的光路。在实施例中，在第一像素区域C1中，还可以形成第一带阻滤波器120，以阻挡第一颜色转换层140中未被颜色转换的蓝光从第一像素区域C1发射。
第一带阻滤波器120是指可选地透射具有特定波长带的光的滤波器。在实施例中，第一带阻滤波器120可以包括单层或多个层，用于透射具有特定波长带的光并吸收或反射特定波长带之外的光。在这点上，当第一带阻滤波器120包括多个层时，这些层可以包括不同的材料和不同的折射率。在实施例中，第一带阻滤波器120可以是吸收蓝光并透射蓝光之外的光的黄色滤波器。
第二像素区域C2将入射光转换成第二颜色的光并且发射转换后的光，所述第二颜色的光具有比入射光的波长更长的波长带。在实施例中，第二像素区域C2可以包括包含半导体纳米颗粒1(参见图1)的第二颜色转换层150。在这种情况下，半导体纳米颗粒1的描述与本文中描述的相同。如本文所述，当从外部照射光(例如，蓝光)时，半导体纳米颗粒1可以发射具有大约500nm至大约600nm的波长的光(即，绿光)。因此，当蓝光进入第二像素区域C2时，蓝光可以被包括在第二颜色转换层150中的半导体纳米颗粒1转换为绿光。
第二颜色转换层150还可以包括散射体以增加入射光的光路。在实施例中，在第二像素区域C2中，还可以形成第一带阻滤波器120，以阻挡第二颜色转换层150中未被颜色转换的蓝光从第二像素区域C2发射。第三像素区域C3可以包括散射入射光的散射材料层160。散射材料层160允许入射的蓝光完整地从其通过，使得从第三像素区域C3发射蓝光。
图3是说明根据本发明的原理构造的颜色转换构件的另一实施例的示意图。
参照图3，为了透射入射光同时防止颜色转换后的光沿与入射方向相对的方向发射，还可以在第一颜色转换层140、第二颜色转换层150和散射材料层160中的每一者的在其入射光进入的侧上的表面上形成第二带阻滤波器170。
在实施例中，第二带阻滤波器170是指透射具有特定波长带的光并反射其他光的滤波器。在实施例中，第二带阻滤波器170可以是能够透射蓝光并反射绿光和红光的滤波器。由于在第一颜色转换层140、第二颜色转换层150和散射材料层160中的每一者的在其入射光进入的侧上的表面上第二带阻滤波器170的布置，从半导体纳米颗粒发射并沿入射光进入的方向行进的颜色转换后的光可以被反射以允许其行进到外部。因此，可以通过第二带阻滤波器170提高光学转换效率。
在实施例中，第二带阻滤波器170可以包括单层或多个层。在实施例中，第二带阻滤波器170可以包括具有不同折射率的多个层。在实施例中，第二带阻滤波器170可以包括多个层，其中第一层和第二层交替堆叠。在实施例中，第一层可以具有低反应指数并且第二层可以具有高反应指数，反之亦然。
在实施例中，第二带阻滤波器170可以包括氧化硅、碳氧化硅、氮化硅和金属氧化物。在实施例中，第一层可以包括氧化硅、碳氧化硅和氮化硅，并且第二层可以包括Ti、Ta、Hf和Zr的氧化物。在实施例中，第一层可以包括Ti、Ta、Hf和Zr的氧化物，并且第二层可以包括氧化硅、碳氧化硅和氮化硅。
在实施例中，第二带阻滤波器170可以包括氮化硅层和氧化硅层。在实施例中，第二带阻滤波器170可以包括其中氮化硅层和氧化硅层交替堆叠的多个层。在实施例中，第一像素区域C1、第二像素区域C2和第三像素区域C3可以形成在透明基底110上，并且用于分隔像素区域的分隔壁130可以形成在透明基底110上。
图4是根据本发明的原理构造的电子设备的实施例的示意性截面图。
图5是根据本发明的原理构造的电子设备的另一实施例的示意性截面图。
图6是根据本发明的原理构造的电子设备的又一实施例的示意性截面图。
根据图4至图6，提供了包括颜色转换构件1300以及显示器的电子设备。在实施例中，参考参照图2和图3提供的描述，颜色转换构件1300可以包括：第一颜色转换层1340，用于将从显示器发射的入射光转换为第一颜色的光并发射转换后的光；第二颜色转换层1350，用于将从显示器发射的入射光转换为第二颜色的光并发射转换后的光；以及散射材料层1360，用于透射从显示器发射的入射光。
在实施例中，电子设备还可以包括第一带阻滤波器，所述第一带阻滤波器位于颜色转换构件上并且阻挡与入射光相同波长带的光的发射。第一带阻滤波器可以与本文描述的相同。在实施例中，第一颜色的光可以是红光，并且第二颜色的光可以是绿光。
在实施例中，电子设备还可以包括第二带阻滤波器，所述第二带阻滤波器位于显示器与颜色转换构件之间，并且阻挡从颜色转换构件发射到显示器的光。第二带阻滤波器可以与本文描述的相同。
在实施例中，显示器可以包括LCD2300(如图4中所示)、有机发光显示器2400(如图5和图6中所示)或无机发光显示器(未示出)。在图4所示的实施例中，显示器包括LCD2300，并且LCD2300可以包括发射蓝光的光源。
参照图4，颜色转换构件1300被定位在上基底1310的面向液晶层2340的表面上，LCD 2300包括液晶层2340、薄膜晶体管(TFT)阵列层2330、下基底2320和发射蓝光的光源2310。
公共电极可以提供在液晶层2340与颜色转换构件1300之间，并且像素电极可以提供在液晶层2340与薄膜晶体管阵列层2330之间。因为液晶层2340提供在像素电极与公共电极之间，所以，由于通过像素电极与公共电极形成的电场，液晶分子沿一定方向对准以阻挡或通过光，从而控制光量。
另外，第一定向膜可以提供在液晶层2340与公共电极之间，并且第二定向膜可以提供在液晶层2340与像素电极之间。第一定向膜和第二定向膜使液晶分子均匀定向。定向膜可以使用本领域公知的材料形成。在实施例中，定向膜可以包括聚酰亚胺。
另外，薄膜晶体管阵列层2330可以包括多个晶体管、用于向每个晶体管施加栅极信号的栅极线和用于向每个晶体管施加数据信号的数据线，并且图案化的像素电极可以设置在薄膜晶体管阵列层2330上。像素电极连接到形成在薄膜晶体管阵列层2330上的晶体管的漏极电极以接收数据电压。
在实施例中，第一偏振板可以提供在公共电极与颜色转换构件1300之间。第一偏振板可以是线栅偏光器(WGP)。WGP可以配置有大体平行布置的细金属线的规则阵列。通过反射大体平行于金属网格的偏振分量并透射大体垂直于金属网格的偏振分量同时再利用反射光，WGP可以提供高光学效率和高亮度。另外，第一偏振板可以是包括聚合物材料的薄膜。
另外，第二偏振板可以进一步提供在光源2310与下基底2320之间。上基底1310和下基底2320可以包括各种材料，诸如玻璃或透明塑料。在实施例中，上基底1310和下基底2320可以各自包括柔性基底。光源2310可以是发射蓝光的背光单元。
参照图5，显示器可以是发射蓝光的有机发光显示器2400。在实施例中，显示器包括有机发光显示器2400，有机发光显示器2400包括有机发光器件，并且有机发光器件包括有机化合物，并包括发射蓝光的有机发射层。有机发光显示器2400可以包括发射蓝光的发射层2410、TFT阵列层2430和下基底2420。TFT阵列层2430和下基底2420与本文中描述的相同。
包括发射蓝光的发射层2410的有机发光器件可以被包括在TFT阵列层2430与颜色转换构件1300之间。有机发光器件可以包括：第一电极；第二电极，面向第一电极；以及有机层，位于第一电极与第二电极之间并且包括发射层2410，其中，有机层可以包括：i)空穴传输区，位于第一电极与发射层2410之间并且包括空穴注入层、空穴传输层、缓冲层、电子阻挡层或其组合，以及ii)电子传输区，位于发射层2410与第二电极之间并且包括空穴阻挡层、缓冲层、电子传输层、电子注入层或其组合。
在实施例中，有机发光器件可以包括有机层，所述有机层包括两个或更多个发射层。在实施例中，有机发光器件可以包括有机层，位于第一电极与第二电极之间，并且所述有机层包括两个或更多个发光单元，每个发光单元包括空穴传输层、发射层和电子传输层。电荷产生层(CGL)可以被包括在两个或更多个发光单元之间。
可以以如下方式来制造如图5所示的电子设备：通过在上基底1310上形成第一颜色转换层1340和第二颜色转换层1350以及散射材料层1360来单独地制造颜色转换构件1300，然后可以将颜色转换构件1300结合到有机发光显示器2400。
在实施例中，可以通过从其上形成有TFT阵列层2430的下基底2420到颜色转换构件1300的顺序层压工艺来制造根据图6的电子设备。在这种情况下，不需要单独的上基底(见图5中的1310)来形成颜色转换构件1300，也不需要结合有机发光显示器2400和颜色转换构件1300的工艺。因此，可以减小电子设备的厚度并且可以简化其制造工艺。
在实施例中，显示器包括无机发光显示器，无机发光显示器包括无机发光器件，并且无机发光器件包括无机化合物，并包括发射蓝光的无机发射层。
在下文中，将更详细地描述根据示例的半导体纳米颗粒。
示例
示例1：InP/GaP/ZnSe0.5S0.5/ZnS半导体纳米颗粒的合成
将量为1.0mmol的InCl3和5g的油胺在三颈烧瓶中混合，并且然后在100℃下脱气并搅拌120分钟的同时去除其中的氧气和水分以形成反应溶液。然后，将反应溶液在氩气氛中加热至290℃，保持一定时间段，冷却至220℃，然后向其中快速提供0.25mmol P(N(CH3)2)，并反应一定时间段以生长InP量子点核。
接下来，释放真空并用惰性气体填充烧瓶，并且然后将温度升高至230℃。在230℃下，向其添加1.0mmol油酸锌、1.0mmol硒化三辛基膦、0.05mmol GaI3和10mL三辛基膦，并反应1小时以形成GaP内壳和硒化锌中间壳。
然后，向其添加2mmol油酸锌和2mmol硫化三辛基膦并反应1小时以形成硫化锌壳，从而获得示例1的半导体纳米颗粒。
比较示例1：InP/ZnSe0.5S0.5/ZnS半导体纳米颗粒的合成
除了不添加0.05mmol GaI3和10mL三辛基膦之外，以与示例1相同的方式获得比较示例1的半导体纳米颗粒。
示例2
除了GaI3的量为0.10mmol之外，以与示例1相同的方式获得示例2的半导体纳米颗粒。
示例3
除了GaI3的量为0.15mmol之外，以与示例1相同的方式获得示例3的半导体纳米颗粒。
评价示例1
关于根据示例1和比较示例1制造的半导体纳米颗粒，对最大发射波长、FWHM和发射量子产率进行评价。其结果示于表1和图7中。
测量方法如下：关于溶液(溶剂：己烷或氯仿)，其中将半导体纳米颗粒的光学密度调节为0.01至0.05，根据使用光致发光(PL)光谱仪测量的PL光谱来评价最大发射波长和FWHM。使用绝对量子效率测量仪来评价发射量子产率。
表1
图7是根据本发明的原理制造的示例1和比较示例1的光致发光光谱的图解描述。
表1和图7示出了示例1的半导体纳米颗粒具有显著且出乎意料地窄的FWHM和优异的发射量子产率。
评价示例2
图8A是根据本发明的原理构造的多个示例和比较示例的半峰全宽相对于半导体纳米颗粒的镓前体的量的图解描述。
图8B是根据本发明的原理构造的多个示例和比较示例的量子效率相对于半导体纳米颗粒的镓前体的量的图解描述。
关于根据示例1至示例3和比较示例1制造的半导体纳米颗粒，对FWHM和发射量子产率进行了评价。其结果示于图8A和图8B中。测量方法可以与本文描述的相同。图8A和图8B示出了示例1至示例3的半导体纳米颗粒具有显著且出乎意料地窄的FWHM和优异的发射量子产率。
根据本发明的原理和实施例制造的半导体纳米颗粒具有窄半峰全宽的光致发光光谱和优异的量子效率。因此，包括半导体纳米颗粒的用于显示器的颜色转换构件具有优异的光学转换效率并且可以表现出高色纯度。
尽管本文已描述了某些实施例和实施方式，但是从该描述中可以明显看出其他实施例和修改。因此，本发明构思不限于这些实施例，而是限于权利范围的更广泛范围以及对本领域普通技术人员而言明显的各种显而易见的修改和等同布置。
Claims (10)
1.一种用于显示装置的颜色转换构件的半导体纳米颗粒，其中，所述半导体纳米颗粒包括：
中心部分，包括以下中的至少一种：i)InP；ii)三元化合物，由铟、磷和I族至VII族中的一种元素组成；以及iii)掺杂有I族至VII族中的至少一种过渡金属的InP；
内部部分，靠近所述中心部分并且包括硼、铝和镓中的至少一种的磷化物；
中间部分，靠近所述内部部分并且包括ZnSe和ZnSexS1-x中的至少一种；以及
外部部分，靠近所述中间部分并且包括一种或多种II-VI族化合物，
其中，x为0<x<1。
2.根据权利要求1所述的半导体纳米颗粒，其中，所述中心部分包括核，所述内部部分包括直接覆盖所述核的内壳，所述中间部分包括直接覆盖所述内壳的中间壳，并且所述外部部分包括直接覆盖所述中间壳的外壳。
3.根据权利要求1所述的半导体纳米颗粒，其中，所述中心部分包括核，所述核包括InP、InGaP、InAlP、Cu掺杂的InP、Mn掺杂的InP和Ag掺杂的InP中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的半导体纳米颗粒，其中，所述内部部分包括内壳，所述内壳包括BP、AlP和GaP中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的半导体纳米颗粒，其中，所述一种或多种II-VI族化合物包括Zn，并且是二元化合物或三元化合物。
6.根据权利要求1所述的半导体纳米颗粒，其中，所述一种或多种II-VI族化合物包括ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、ZnSeS、ZnSeTe和ZnSTe中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的半导体纳米颗粒，其中，所述中间部分包括中间壳，所述中间壳包括多层壳，并且在所述中间壳的与所述内部部分相邻的部分中还包括掺杂层，所述掺杂层包含掺杂有B、Al和Ga中的至少一种金属的ZnSe和ZnSexS1-x中的至少一种。
8.一种用于显示装置的颜色转换构件，包括半导体纳米颗粒，其中，所述半导体纳米颗粒包括：
中心部分，包括以下中的至少一种：i)InP；ii)三元化合物，由铟、磷和I族至VII族中的一种元素组成；以及iii)掺杂有I族至VII族中的至少一种过渡金属的InP；
内部部分，覆盖所述中心部分并且包括硼、铝和镓中的至少一种的磷化物；
中间部分，覆盖所述内部部分并且包括ZnSe和ZnSexS1-x中的至少一种；以及
外部部分，覆盖所述中间部分并且包括II-VI族化合物，
其中，x为0<x<1。
9.一种制造根据权利要求1所述的半导体纳米颗粒的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
通过使包括铟的第一前体与氨基膦反应来制备第一材料；
制备包括ZnSe和ZnSexS1-x中的至少一种的第二材料；
制备包括所述第一材料、所述第二材料和包括硼、铝或镓的第二前体的混合物；以及
将II-VI族化合物添加到所述混合物中。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述制备包括所述第一材料、所述第二材料和包括硼、铝或镓的所述第二前体的所述混合物包括：
i)将所述第二前体添加到所述第一材料中，然后将所述第二材料添加到其中；或
ii)将所述第二材料添加到所述第一材料中，然后将所述第二前体添加到其中；或
iii)将所述第二材料和所述第二前体同时添加到所述第一材料中。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200150506A KR20220064478A (ko) | 2020-11-11 | 2020-11-11 | 반도체 나노 입자, 이를 포함한 색변환 부재, 이를 포함한 전자 장치 및 이의 제조방법 |
| KR10-2020-0150506 | 2020-11-11 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114551736A true CN114551736A (zh) | 2022-05-27 |
Family
ID=81453404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111317683.XA Pending CN114551736A (zh) | 2020-11-11 | 2021-11-09 | 半导体纳米颗粒和其制造方法、以及颜色转换构件 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20220146724A1 (zh) |
| KR (1) | KR20220064478A (zh) |
| CN (1) | CN114551736A (zh) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102600042B1 (ko) * | 2018-01-11 | 2023-11-08 | 삼성전자주식회사 | 비카드뮴계 양자점 |
| US20200403126A1 (en) * | 2019-06-24 | 2020-12-24 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Quantum Dot Structure and Method of Producing a Quantum Dot Structure |
-
2020
- 2020-11-11 KR KR1020200150506A patent/KR20220064478A/ko active Search and Examination
-
2021
- 2021-11-09 CN CN202111317683.XA patent/CN114551736A/zh active Pending
- 2021-11-10 US US17/522,904 patent/US20220146724A1/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20220146724A1 (en) | 2022-05-12 |
| KR20220064478A (ko) | 2022-05-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11280953B2 (en) | Quantum dots, production methods thereof, and electronic devices including the same | |
| KR100901947B1 (ko) | 반도체 나노결정을 이용하는 백색 발광 다이오드 및 그의제조방법 | |
| US11649402B2 (en) | Method of preparing quantum dot, optical member comprising quantum dot, and apparatus comprising quantum dot | |
| US20220052285A1 (en) | Semiconductor nanoparticle, color conversion member including the semiconductor nanoparticle, and electronic apparatus including the color conversion member | |
| US20220146724A1 (en) | Semiconductor nanoparticles, a color conversion member for a display device including the same, an electronic apparatus including the semiconductor nanoparticles, and a method of manufacturing the semiconductor nanoparticles | |
| CN113105896B (zh) | 制备量子点的方法以及包括量子点的光学构件和设备 | |
| KR20220105244A (ko) | 색변환 패널 및 이를 포함하는 표시 장치 | |
| US20230126029A1 (en) | Display device and electronic device | |
| US20240026222A1 (en) | Semiconductor nanoparticles and electronic device including the same | |
| US20240218249A1 (en) | Quantum dot, method of preparing the quantum dot, and electronic apparatus including the quantum dot | |
| US11870001B2 (en) | Semiconductor nanoparticles, electronic device including the same, and method for manufacturing semiconductor nanoparticles | |
| US20220229214A1 (en) | Color conversion panel and display device including the same | |
| US20230143818A1 (en) | Display device, electronic device, and fabrication method thereof | |
| US20230257651A1 (en) | Method of preparing quantum dot, quantum dot prepared thereby, and electronic apparatus including the quantum dot | |
| US20230068622A1 (en) | Display panel and manufacturing method of the same | |
| US20230337500A1 (en) | Color converting panel and display device including the same | |
| US20230028670A1 (en) | Method of manufacturing multi-component semiconductor nanocrystal, multi-component semiconductor nanocrystal, and quantum dot including the same | |
| US20230329026A1 (en) | Quantum dot, method of manufacturing quantum dot, optical member including quantum dot, and electronic apparatus including quantum dot | |
| CN118401059A (zh) | 颜色转换面板和显示装置 | |
| KR20220167408A (ko) | 표시 장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |