CN116904182A - 量子点、制造量子点的方法、光学构件和电子设备 - Google Patents

量子点、制造量子点的方法、光学构件和电子设备 Download PDF

Info

Publication number
CN116904182A
CN116904182A CN202310382312.2A CN202310382312A CN116904182A CN 116904182 A CN116904182 A CN 116904182A CN 202310382312 A CN202310382312 A CN 202310382312A CN 116904182 A CN116904182 A CN 116904182A
Authority
CN
China
Prior art keywords
moles
core
quantum dot
light
mixture
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
Application number
CN202310382312.2A
Other languages
English (en)
Inventor
朴昇元
朴家原
张胜熙
李栋熙
李宅焌
郑濬赫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Display Co Ltd
Original Assignee
Samsung Display Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Display Co Ltd filed Critical Samsung Display Co Ltd
Publication of CN116904182A publication Critical patent/CN116904182A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H10K50/115OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers comprising active inorganic nanostructures, e.g. luminescent quantum dots
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00Manufacture or treatment of nanostructures
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/02Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/02Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor
    • C09K11/025Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor non-luminescent particle coatings or suspension media
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/62Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing gallium, indium or thallium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/70Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing phosphorus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/40Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters with provision for controlling spectral properties, e.g. colour, or intensity
    • F21V9/45Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters with provision for controlling spectral properties, e.g. colour, or intensity by adjustment of photoluminescent elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

提供了量子点、制造量子点的方法、光学构件和电子设备。量子点可以包括核和覆盖核的至少一部分的壳,其中核可以包括铟(In)、镓(Ga)和磷(P),壳可以包括第II‑VI族半导体化合物、第III‑V族半导体化合物、第III‑VI族半导体化合物或它们的组合,在核和壳中,Ga的摩尔数相对于In的摩尔数和Ga的摩尔数的总和之比(MGa/(MIn+MGa))可以在约0.02至约0.18的范围内,并且在核和壳中,In的摩尔数和Ga的摩尔数的总和相对于P的摩尔数之比((MIn+MGa)/MP)可以在约1至约1.2的范围内。

Description

量子点、制造量子点的方法、光学构件和电子设备
相关申请的交叉引用
本申请要求于2022年4月12日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2022-0045263号的优先权和权益,该韩国专利申请的公开内容通过引用以其整体并入本文中。
技术领域
一个或多个实施方式涉及量子点、制造量子点的方法、包括量子点的光学构件和/或包括量子点的电子设备。
背景技术
量子点可以用作在光学构件和一个或多个合适的电子设备中执行一个或多个合适的光学功能(例如,光转换功能、光发射功能和/或类似功能)的材料。为具有量子限制效应的半导体纳米晶体的量子点可以通过控制纳米晶体的尺寸和组成而具有不同的能带间隙,并且因此可以发射一种或多种合适的发射波长的光。
包括这种量子点的光学构件可以具有薄膜(例如,对于每个子像素图案化的薄膜)的形式。这种光学构件可以用作包括一个或多个合适的光源的装置的颜色转换构件。
量子点可以出于各种目的在一个或多个合适的电子设备中使用。例如,量子点可以用作发射体。例如,量子点可以包括在包括一对电极和发射层的发光器件的发射层中,并且可以充当发射体。
目前,为了实现高清晰度光学构件和电子设备,需要开发发射具有490nm或更小的最大发射波长的蓝光、具有高光致发光量子产率(PLQY)和/或不包括可为有毒元素的镉(例如,不包括任何镉)的量子点。
发明内容
一个或多个实施方式的各方面涉及具有优异或合适的吸光度和优异或合适的量子产率的量子点、可以防止或减少在形成壳时在核中镓(Ga)的损失的制造量子点的方法、包括量子点的光学构件和/或包括量子点的电子设备。
附加方面将在下面的描述中部分地阐述,并且部分地将通过描述而显而易见,或者可以通过本公开的呈现的实施方式的实践而习得。
根据一个或多个实施方式,
量子点可以包括核和围绕(例如,覆盖)核的至少一部分的壳,
其中核可以包括铟(In)、镓(Ga)和磷(P),
壳可以包括第II-VI族半导体化合物、第III-V族半导体化合物、第III-VI族半导体化合物或它们的任何组合,
核和壳中的Ga的摩尔数相对于In的摩尔数和Ga的摩尔数的总和之比(MGa/(MIn+MGa))可以在约0.02至约O.18的范围内,并且
核和壳中的In的摩尔数和Ga的摩尔数的总和相对于P的摩尔数之比((MIn+MGa)/MP)可以在约1至约1.2的范围内。
根据一个或多个实施方式,
制造量子点的方法可以包括制备第一组合物,第一组合物包括包含铟(In)的前体、包含镓(Ga)的前体、包含锌(Zn)的前体、脂肪酸和溶剂,
制备第二组合物,第二组合物包括包含磷(P)的前体,
通过将第一组合物与第二组合物混合来制备第一混合物,
通过加热第一混合物来制造核,以及
制造覆盖核的至少一部分的壳,
其中通过描述的制造核而制造的核可以包括铟(In)、镓(Ga)和磷(P),
核中的In的摩尔数和Ga的摩尔数的总和相对于P的摩尔数之比((MIn+MGa)/MP)可以在约1至约1.5的范围内。
根据一个或多个实施方式,光学构件可以包括量子点。
附图说明
通过结合附图的下面的描述,本公开的某些实施方式的以上和其它的方面、特征和优点将更显而易见,在附图中:
图1示出了根据实施方式的量子点的示意性剖视图;
图2示出了图示根据实施方式的核的UV-Vis(紫外-可见)光谱的峰谷比和半峰半宽(HWHM)的曲线图;
图3是根据实施方式的电子设备的示意性剖视图;
图4是根据另一实施方式的电子设备的示意性剖视图;
图5示出了图示根据实施例1-1和比较例1-1至比较例1-4的核的UV-Vis光谱的曲线图;
图6A示出了图示根据实施例1-1至实施例1-3和比较例1-1的核的UV-Vis光谱的曲线图;
图6B示出了图示根据实施例2-1至实施例2-5的核的UV-Vis光谱的曲线图;
图6C示出了图示根据实施例3-1至实施例3-5的核的UV-Vis光谱的曲线图;
图7示出了图示根据依据实施例4-1至实施例4-9的量子点的核的HWHM的量子点的量子产率的曲线图;
图8A示出了根据实施例6的量子点的UV-Vis光谱和光致发光(PL)光谱;以及
图8B示出了根据实施例6的量子点的高角环形暗场(HADDF)TEM(例如,HAADF-STEM)图像。
具体实施方式
现将更详细地参考实施例在附图中图示的实施方式,在附图中类似的附图标记始终是指类似的元件,并且可以不提供其重复描述。就此而言,本实施方式可以具有不同的形式并且不应被解释为限于本文中阐述的描述。相应地,仅通过参考附图来描述实施方式,以解释本描述的各方面。如本文中使用的,术语“和/或”包括相关联所列项目中的一个或多个的任何和所有组合。在整个本公开中,表述“a、b和c中的至少一个”指示仅a、仅b、仅c、a和b两者(例如,同时)、a和c两者(例如,同时)、b和c两者(例如,同时)、a、b和c的所有、或它们的变体。
由于本公开考虑到一个或多个合适的改变和众多实施方式,因此特定实施方式将在附图中被图示并且在书面描述中更详细地描述。通过参考参照附图的本公开的示例实施方式,实现本公开的效果、特征和方法将明显。然而,本公开可以以许多不同的形式实施,并且不应被解释为限于本文中阐述的实施方式。
将理解的是,尽管术语第一、第二等可以在本文中用于描述一个或多个合适的元件,但这些元件不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件与另一元件区分开。
在本说明书中描述的实施方式中,除非在上下文中具有清楚不同的含义,否则以单数使用的表述涵盖复数的表述。
在本说明书中,应理解的是,诸如“包括(including)”、“具有(having)”和“包括(comprising)”的术语旨在指示说明书中公开的特征或组件的存在,并且不旨在排除一个或多个其它特征或组件可以存在或可以添加的可能性。例如,除非另有限制,否则诸如“包括”或“具有”的术语可以是指仅由说明书中描述的特征或组件组成,或者是指进一步包括其它组件。此外,除非上下文另有清楚指示,否则如本文中使用的,单数形式的“一(a)”、“一(an)”和“该(the)”(例如,“量子点”等)旨在也包括复数形式。
如本文中使用的,术语“基本上”、“约”和类似术语用作近似的术语并且不用作程度的术语,并且旨在解释本领域普通技术人员可以识别的测量值或计算值中的固有偏差。考虑到所讨论的测量和与特定量的测量相关联的误差(即,测量系统的限制),如本文中使用的“约”或“近似”包括所陈述的值,并且意为在如由本领域普通技术人员确定的对于特定值的偏差的可接受范围内。例如,“约”可以意为在一个或多个标准偏差内、或在所陈述的值的±30%、±20%、±10%、±5%内。
此外,本文中列举的任何数值范围旨在包括归入在列举范围内的相同数值精度的所有子范围。例如,“1.0到10.0”的范围旨在包括在列举的最小值1.0和列举的最大值10.0之间(并且包括列举的最小值1.0和列举的最大值10.0)的所有子范围,即,具有等于或大于1.0的最小值和等于或小于10.0的最大值的所有子范围,诸如以2.4到7.6为例。本文中列举的任何最大数值限制旨在包括归入其中的所有较低数值限制,并且本说明书中列举的任何最小数值限制旨在包括归入其中的所有较高数值限制。相应地,申请人保留修改本说明书(包括权利要求书)的权利,以明确列举归入在本文中明确列举的范围内的任何子范围。
本文中使用的术语“第II族”可以包括IUPAC周期表上的第IIA族元素和第IIB族元素,并且第II族元素包括例如镁(Mg)、钙(Ca)、锌(Zn)、镉(Cd)和汞(Hg)。
本文中使用的术语“第III族”可以包括IUPAC周期表上的第IIIA族元素和第IIIB族元素,并且第III族元素可以包括例如铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)和铊(Tl)。
本文中使用的术语“第V族”可以包括IUPAC周期表上的第VA族元素和第VB族元素,并且第V族元素可以包括例如氮(N)、磷(P)、砷(As)和锑(Sb)。
本文中使用的术语“第VI族”可以包括IUPAC周期表上的第VIA族元素和第VIB族元素,并且第VI族元素可以包括例如硫(S)、硒(Se)和碲(Te)。
如本文中使用的术语“质量消光系数”是指关于某一波长的光的量子点的光学吸收与重量的比例的量化值,并且根据如方程式1中所示的朗伯-比尔定律计算。在本说明书中,“质量吸收系数”的质量可以是指以克为单位的重量。重量吸收系数被限定为方程式1:
方程式1
质量消光系数(a)=A/c·L
其中,在方程式1中,A表示吸光度、c表示样品溶液的浓度(g/mL),并且L表示样品溶液的长度(cm)。
如本文中使用的术语“量子点”是指半导体化合物的晶体并且可以包括能够根据晶体的尺寸发射一种或多种合适长度的发射波长的任何合适的材料。
在本说明书中,MIn表示铟(In)的摩尔数,MGa表示稼(Ga)的摩尔数,并且MP表示磷(P)的摩尔数。
在下文中,将结合图1来描述根据实施方式的量子点100。图1示出了根据实施方式的量子点100的示意性剖视图。
量子点100
在实施方式中,量子点100可以包括核10和围绕(例如,覆盖)核10的至少一部分的壳15。核10可以包括铟(In)、稼(Ga)和磷(P),并且壳15可以包括第II-VI族半导体化合物、第III-V族半导体化合物、第III-VI族半导体化合物或它们的任何组合。例如,核10可以包括InGaP。
在实施方式中,核和壳中的Ga的摩尔数相对于In的摩尔数和Ga的摩尔数的总和之比(MGa/(MIn+MGa))可以在约0.02至约0.18、约0.03至约0.17、约0.04至约0.16或约0.05至约0.15的范围内。
在一些实施方式中,核和壳中的In的摩尔数和Ga的摩尔数的总和相对于P的摩尔数之比((MIn+MGa)/MP)可以在约1至约1.2的范围内。
在实施方式中,量子点100的关于约450纳米(nm)的波长的质量消光系数(在本文中也可以被称为重量吸收系数)可以为约300mL·g-1·cm-1或更大、约320mL·g-1·cm-1或更大、或者约350mL·g-1·cm-1或更大。
在实施方式中,量子点的PL光谱的最大发射波长可以在约500nm至约540nm、约505nm至约535nm、或约510nm至约530nm的范围内。在一些实施方式中,量子点100可以发射绿光。
在实施方式中,量子点100的光致发光量子产率(PLQY)可以为约80%或更大、约85%或更大、或者约90%或更大。
在实施方式中,量子点100的对于纯化溶剂的量子产率对初始量子产率的保留率可以为约90%或更大、或者95%或更大。例如,纯化溶剂可以为乙醇(EtOH)。“对于纯化溶剂的量子产率的保留率”是指在使用纯化溶剂执行三次量子点100的纯化之后量子效率的保留程度。
在实施方式中,壳15可以包括金属氧化物、类金属氧化物或非金属氧化物、第三半导体化合物、或它们的组合。
金属氧化物、类金属氧化物或非金属氧化物的示例可以包括:诸如SiO2、Al2O3、TiO2、ZnO、MnO、Mn2O3、Mn3O4、CuO、FeO、Fe2O3、Fe3O4、CoO、Co3O4或NiO的二元化合物;诸如MgAl2O4、CoFe2O4、NiFe2O4或CoMn2O4的三元化合物;以及它们的一个或多个组合。
第三半导体化合物的示例可以包括:第II-VI族半导体化合物;第III-V族半导体化合物;第III-VI族半导体化合物;第I-III-VI族半导体化合物;第IV-VI族半导体化合物;或它们的一个或多个组合。
第II-VI族半导体化合物的示例可以包括:诸如CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、HgS、HgSe、HgTe、MgSe或MgS的二元化合物;诸如CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、HgZnTe、MgZnSe或MgZnS的三元化合物;诸如CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe或HgZnSTe的四元化合物;或它们的一个或多个组合。
第III-V族半导体化合物的示例可以包括:诸如GaN、GaP、GaAs、GaSb、AlN、AlP、AlAs、AlSb、InN、InP、InAs或InSb的二元化合物;诸如GaNP、GaNAs、GaNSb、GaPAs、GaPSb、AlNP、AlNAs、AlNSb、AlPAs、AlPSb、InGaP、InNP、InAlP、InNAs、InNSb、InPAs或InPSb的三元化合物;诸如GaAlNP、GaAlNAs、GaAlNSb、GaAlPAs、GaAlPSb、GaInNP、GaInNAs、GaInNSb、GaInPAs、GaInP Sb、InAlNP、InAlNAs、InAlNSb、InAlPAs或InAlPSb的四元化合物;或它们的一个或多个组合。在一些实施方式中,第III-V族半导体化合物可以进一步包括第II族元素。进一步包括第II族元素的第III-V族半导体化合物的实施例可以包括InZnP、InGaZnP、InAlZnP和/或类似物。
第III-VI族半导体化合物的示例可以包括:诸如GaS、GaSe、Ga2Se3、GaTe、InS、InSe、In2S3、In2Se3、InTe和/或类似物的二元化合物;诸如InGaS3、InGaSe3和/或类似物的三元化合物;或它们的一个或多个组合。
第I-III-VI族半导体化合物的示例可以包括诸如AgInS、AgInS2、CuInS、CuInS2、CuGaO2、AgGaO2、AgAlO2的三元化合物、或它们的一个或多个组合。
第IV-VI族半导体化合物的示例可以包括:诸如SnS、SnSe、SnTe、PbS、PbSe或PbTe的二元化合物;诸如SnSeS、SnSeTe、SnSTe、PbSeS、PbSeTe、PbSTe、SnPbS、SnPbSe或SnPbTe的三元化合物;诸如SnPbSSe、SnPbSeTe或SnPbSTe的四元化合物;或它们的一个或多个组合。
例如,第三半导体化合物可以包括ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、ZnSeS、ZnTeS、GaAs、GaP、GaN、GaO、GaSb、HgS、HgSe、HgTe、InAs、InP、InS、InGaP、InSb、InZnP、InZnS、InGaP、InGaN、AlAs、AlP、AlSb、PbS、TiO、SrSe、或它们的一个或多个组合。
包括在多元素化合物(诸如二元化合物、三元化合物和四元化合物)中的个别元素可以以基本上均匀或基本上非均匀的浓度存在于其颗粒中。
在一些实施方式中,壳15可以包括ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、ZnSeS、ZnTeS、ZnMg、ZnMgSe、ZnMgS、ZnMgAl、GaSe、GaTe、GaAs、GaP、GaN、GaO、GaSb、HgS、HgSe、HgTe、InAs、InP、InS、InGaP、InSb、InZnP、InZnS、InGaP、InGaN、AlAs、AlP、A1Sb、PbS、TiO、SrSe、或它们的一个或多个组合。
量子点100的壳15可以充当用于防止或减少核10的化学变性以保持半导体特性的保护层和/或充当用于向量子点赋予电泳特性的充电层。壳15可以为单层或多层。核10和壳15之间的边界可以具有存在于壳15中的元素的浓度朝向核10降低的浓度梯度。
在实施方式中,壳15可以包括至少两层。
在实施方式中,壳15可以包括围绕(例如,覆盖)核10的至少一部分的第一壳11和围绕(例如,覆盖)第一壳11的至少一部分的第二壳12,并且
第一壳11和第二壳12可以各自独立地包括第II-VI族半导体化合物、第III-V族半导体化合物、第III-VI族半导体化合物或它们的一个或多个组合。
例如,第一壳11可以包括ZnSe或ZnSeS。
例如,第二壳12可以包括ZnS。
在一些实施方式中,量子点100可以具有如下的发射波长的光谱的半峰全宽(FWHM):约65nm或更小、约55nm或更小、或者约59nm或更小。当量子点100的FWHM在这个范围内时,可以改善颜色纯度或颜色再现性。在一些实施方式中,因为通过量子点100发射的光在所有方向上发射,所以可以改善光学视角。
在一些实施方式中,量子点100可以具体地为球形、椎形、多臂或立方的纳米颗粒、纳米管、纳米线、纳米纤维或纳米板。
在一些实施方式中,量子点100的直径可以例如在约1nm至约10nm的范围内。
制造量子点的方法
在一些实施方式中,
制造量子点的方法可以包括:制备第一组合物,第一组合物包括包含铟(In)的前体、包含镓(Ga)的前体、包含锌(Zn)的前体、脂肪酸和溶剂,
制备第二组合物,第二组合物包括包含磷(P)的前体,
通过将第一组合物与第二组合物混合来制备第一混合物,
通过加热第一混合物来制造核,以及
制造覆盖核的至少一部分的壳,
在一些实施方式中,在通过描述的制造核而制造的核中可以包括铟(In)、镓(Ga)和磷(P),并且核和壳中的In的摩尔数和Ga的摩尔数的总和相对于P的摩尔数之比((MIn+MGa)/MP)可以在约1至约1.5、或约1.1至约1.4的范围内。
当制造包括In、Ga和P的核(例如,包括InGaP的核)时,当在第一混合物中P的比例小时,In和P之间的键在动力学上比Ga和P之间的键更有利。因此,可以主要地形成In和P之间的键,并且Ga可以以Ga-O而不是Ga-P的形式形成在核的表面上。在这个实施方式中,在形成覆盖核的至少一部分的壳时,第III族元素和Ga之间的交换可以通过包括第III族元素(例如,Zn)的前体而发生,并且Ga可能丢失。
然而,如上所述,当使用In的摩尔数和Ga的摩尔数的总和相对于P的摩尔数之比((MIn+MGa)/MP)为约1至约1.5的核时,在形成覆盖核的至少一部分的壳之后,防止或减少核的Ga的损失是可能的。
在一些实施方式中,第一混合物中的P的摩尔数相对于Tn的摩尔数和Ga的摩尔数的总和之比(MP/(MIn+MGa))可以在约0.7至约0.86的范围内。
在描述的制造核中,当使用使得P的摩尔数相对于In的摩尔数和Ga的摩尔数的总和之比(MP/(MIn+MGa))为约0.7至约0.86的In、Ga和P时,In的摩尔数和Ga的摩尔数的总和相对于P的摩尔数之比((MIn+MGa)/MP)可以在约1至约1.5的范围内,制造UV-Vis光谱的第一激子峰正常形成的核是可能的。
在实施方式中,通过描述的制造核而制造的核的UV-Vis光谱的半峰半宽(HWHM)可以为约40nm或更小、约36nm或更小、约34nm或更小、或者约32nm或更小。因为核的均匀性随着核的UV-Vis光谱的HWHM变小而增加,所以使用该核形成的量子点可以获得优异或合适的光致发光量子产率特性。
图2示出了图示根据实施方式的核的UV-Vis光谱的峰谷比和半峰半宽(HWHM)的曲线图。如图2中所示,在核的UV-Vis光谱中,峰谷比由a/b表示,并且半峰半宽(HWHM)由c表示。
在实施方式中,通过描述的制造核而制造的核的UV-Vis光谱的第一激子峰的波长可以在约410nm至约440nm的范围内。使用具有如上所述的第一激子峰的核而形成的量子点的PL光谱的最大发射波长可以在约500nm至540nm的范围内。
在实施方式中,通过描述的制造核而制造的核的直径可以在约1.5nm至约2.5nm、约1.6nm至约2.4nm、约1.7nm至约2.3nm、或约1.8nm至约2.2nm的范围内。
在实施方式中,通过加热第一混合物来制造核可以包括:将温度从室温升高到约250℃至约350℃;以及保持所升高的温度。
在本说明书中,第一混合物的反应时间是指将温度从室温升高到某一温度所需的时间、保持所升高的温度的时间、或它们的总和。
在实施方式中,制造量子点的方法可以包括控制通过描述的制造核而制造的核的UV-Vis光谱的第一激子峰的波长。
如上所述,为了在制造壳中防止或减少核中的Ga的损失,当P的摩尔数相对于In的摩尔数和Ga的摩尔数的总和之比(MP/(MIn+MGa))增加时,核的UV-Vis光谱的第一激子峰的波长可以移位到较短波长。因此,为了获得期望或合适的PL光谱的最大发射波长(例如,为了获得约500nm至约540nm的最大发射波长),可以控制或选择核的UV-Vis光谱的第一激子峰的波长。
在实施方式中,控制通过描述的制造核而制造的核的UV-Vis光谱的第一激子峰的波长可以通过控制选自如下中的至少一个来执行:i)第一混合物的反应时间;ii)第一混合物中的Zn的摩尔数相对于In的摩尔数之比(MZn/MIn);iii)第一混合物中的脂肪酸中的碳的数量;以及iv)第一混合物中的Ga的摩尔数相对于In的摩尔数之比(MGa/MIn)。
例如,适当选自i)至iv)中的一个或两个可以为了控制而选择。
在实施方式中,第一混合物的反应时间可以大于约0分钟并且小于约2小时。例如,在第一混合物的反应时间期间保持所升高的温度的时间可以在约2分钟至约30分钟的范围内。当第一混合物的反应时间长时,通过描述的制造核而制造的核的UV-Vis光谱的第一激子峰的波长可以移位到较长波长。
在实施方式中,第一混合物中的Zn的摩尔数相对于In的摩尔数之比(MZn/MIn)可以大于约0并且小于约1.5或更小。当Zn的摩尔数相对于In的摩尔数之比(MZn/MIn)减小时,通过描述的制造核而制造的核的UV-Vis光谱的第一激子峰的波长可以移位到较长波长。
在实施方式中,第一混合物中的脂肪酸中的碳的数量可以为约6或更大至约20或更小。当脂肪酸中的碳的数量减小时(即,当脂肪酸的长度短时),通过描述的制造核而制造的核的UV-Vis光谱的第一激子峰的波长可以移位到较长波长。
在实施方式中,第一混合物中的脂肪酸可以为辛酸(caprylic acid)、癸酸(capric acid)、月桂酸(1auric acid)、肉豆蔻酸(myristic acid)、棕榈酸(plamiticacid)、硬脂酸(stearic acid)或花生酸(arachidic acid)。
在实施方式中,第一混合物中的Ga的摩尔数相对于In的摩尔数之比(MGa/MIn)可以在约0.05至约5的范围内。当Ga的摩尔数相对于In的摩尔数之比(MGa/MIn)减小时,通过描述的制造核而制造的核的UV-Vis光谱的第一激子峰的波长可以移位到较长波长。
量子点可以通过湿化学工艺、金属有机化学气相沉积工艺、分子束外延工艺或任何类似工艺合成。
湿化学工艺为通过将前体材料与有机溶剂混合来生长量子点颗粒晶体的方法。当晶体生长时,有机溶剂可以自然地充当配位在量子点晶体的表面上的分散剂,并且控制晶体的生长。因此,湿化学方法可以比诸如金属有机化学气相沉积(MOCVD)的气相沉积工艺或分子束外延(MBE)工艺更容易执行。此外,可以以较低的制造成本控制或选择量子点颗粒的生长。
光学构件
量子点100可以在一个或多个合适的光学构件中使用。根据另一方面,提供了一种包括量子点100的光学构件。
在实施方式中,光学构件可以为颜色转换构件。由于颜色转换构件包括如上所述的具有优异或合适的光转换效率的量子点100,因此颜色转换构件可以具有优异或合适的光转换效率。
颜色转换构件可以包括衬底和形成在衬底上的图案层。
衬底可以为颜色转换构件的衬底自身或者可以为一个或多个合适的装置(例如,显示装置)中的设置有颜色转换构件的区域。衬底可以为玻璃、硅(Si)、硅氧化物(SiOx)或聚合物衬底,并且聚合物衬底可以为聚醚砜(PES)或聚碳酸酯(PC)。
图案层可以包括以薄膜的形式的量子点100。在一些实施方式中,图案层可以包括以薄膜的形式的量子点100。
包括衬底和图案层的颜色转换构件可以进一步包括形成在每个图案层之间的阻挡壁或黑矩阵。颜色转换构件可以进一步包括滤色器,以进一步改善光转换效率。
颜色转换构件可以包括能够发射红光的红色图案层、能够发射绿光的绿色图案层、能够发射蓝光的蓝色图案层、或它们的任何组合。红色图案层、绿色图案层和/或蓝色图案层可以(例如,各自)通过控制量子点100的组分、组成和/或结构来实现。
例如,在颜色转换构件中,量子点100可以吸收第一光并且发射与第一光不同的第二光。例如,量子点100可以吸收蓝光并且发射除了蓝色以外的可见光,例如,具有在约495nm至约750nm的范围内的最大发射波长的可见光。相应地,包括量子点100的颜色转换构件可以被设计成吸收蓝光并且发射具有一个或多个合适的颜色范围的波长的光。
在一些实施方式中,颜色转换构件中的量子点100可以吸收蓝光以发射具有在约495nm至约750nm的范围内的最大发射波长的绿光。包括量子点100的颜色转换构件可以实现高亮度和高色纯度的绿色。
在一个或多个实施方式中,光学构件可以为滤色器、光学控制构件、覆盖层、光提取效率增强层、选择性吸光层或偏振层。
电子设备
量子点100可以在一个或多个合适的电子设备中使用。根据另一方面,提供了一种包括量子点100的电子设备。
根据实施方式,提供了包括如下的电子设备200A(例如,参见图3):光源220(例如,参见图3);以及位于从光源220发射的光的路径上的颜色转换构件230(例如,参见图3),其中颜色转换构件230可以包括量子点100。
图3是示出了根据实施方式的电子设备200A的结构的示意性视图。
图3的电子设备200A可以包括衬底210、布置在衬底210上的光源220和布置在光源220上的颜色转换构件230。
例如,光源220可以为用于在如下中使用的背光单元(BLU):液晶显示器(LCD)、荧光灯、发光器件、有机发光器件或量子点发光器件(QLED)、或它们的一个或多个组合。颜色转换构件230可以布置在从光源220发射的光的至少一个行进方向上。
电子设备200A中的颜色转换构件230的至少一部分可以包括量子点,并且该区可以吸收从光源220发射的光,从而发射具有在约500nm至约540nm的范围内的最大发射波长的绿光。
颜色转换构件230布置在从光源220发射的光的至少一个行进方向上可以不排除在颜色转换构件230和光源220之间进一步包括其它元件。
例如,在光源220和颜色转换构件230之间,可以附加地布置有偏振板、液晶层、导光板、漫射板、棱镜片、微透镜片、亮度增强片、反射膜、滤色器、或它们的一个或多个组合。
在一些实施方式中,偏振板、液晶层、导光板、漫射板、棱镜片、微透镜片、亮度增强片、反射膜、滤色器、或它们的一个或多个组合可以附加地布置在颜色转换构件230上。
光源220可以为用于在如下中使用的背光单元(BLU):液晶显示器(LCD)、荧光灯、发光二极管(LED)、有机发光器件(OLED)或量子点发光器件(QLED),但实施方式不限于此。
如上所述的从光源220发射的光可以在穿过量子点100的同时被光转换。例如,量子点100可以吸收从光源220发射的第一光并且发射与第一光不同的可见光。例如,量子点100可以吸收从光源220发射的蓝光并且发射具有在约495nm至约750nm的范围内的最大发射波长的可见光。相应地,量子点100或包括量子点100的颜色转换构件可以被设计成吸收从光源220发射的蓝光并且发射具有一个或多个合适颜色范围的波长的光。
例如,量子点100可以吸收从光源220发射的蓝光并且发射具有在约495nm至约750nm的范围内的最大发射波长的绿光。例如,量子点100可以吸收从光源220发射的蓝光并且发射具有在约630nm至约750nm的范围内的最大发射波长的红光。相应地,量子点100或包括量子点100的颜色转换构件可以吸收从光源220发射的蓝光并且发射具有高亮度和高色纯度的绿光或红光。
为根据本公开的实施方式的图3中图示的电子设备200A可以具有一个或多个合适的形状中的任何,并且相应地,可以进一步包括一个或多个合适的结构。
在一些实施方式中,电子设备200A可以包括包含顺序地(例如,以所陈述的顺序)布置的光源、导光板、颜色转换构件、第一偏振板、液晶层、滤色器和第二偏振板的结构。
在一些实施方式中,电子设备200A可以包括包含顺序地(例如,以所陈述的顺序)布置的光源、导光板、第一偏振板、液晶层、第二偏振板和颜色转换构件的结构。
在上述实施方式中,滤色器可以包括颜料或染料。在上述实施方式中,第一偏振板和第二偏振板中的一个可以为垂直偏振板,并且另一个可以为水平偏振板。
在一些实施方式中,如本说明书中描述的量子点可以用作发射体。根据另一实施方式,提供了一种包括发光器件的电子设备,该发光器件可以包括:第一电极;面对第一电极的第二电极;以及位于第一电极和第二电极之间的发射层,其中发光器件(例如,发光器件的发射层)可以包括量子点。发光器件可以进一步包括第一电极和发射层之间的空穴传输区、发射层和第二电极之间的电子传输区、或它们的组合。
图4是根据实施方式的发光器件1A的示意性视图。发光器件1A可以包括第一电极110、中间层130和第二电极150。
中间层130可以在第一电极110上。中间层130可以包括发射层。
中间层130可以进一步包括第一电极110和发射层之间的空穴传输区以及发射层和第二电极150之间的电子传输区。
除了量子点100之外,中间层130可以进一步包括诸如有机金属化合物的含金属化合物以及一种或多种合适的有机材料。
空穴传输区和电子传输区可以分别包括在有机发光器件中合适使用的空穴传输材料和电子传输材料。
中间层130可以包括:i)顺序地堆叠在第一电极110和第二电极150之间的至少两个发射单元;以及ii)位于至少两个发射单元之间的电荷产生层。当中间层130包括至少两个发射单元和电荷产生层时,发光器件1A可以为串联发光器件。
发射层可以为量子点单层或至少两个量子点层的层压结构。在一些实施方式中,发射层可以为量子点单层、或2个至100个量子点层的层压结构。
发射层可以包括本文中描述的量子点。
发射层可以进一步包括与本文中描述的量子点不同的量子点。
除了如本文中描述的量子点之外,发射层可以进一步包括量子点以配位形式自然地或合适地分散的分散介质。分散介质可以包括有机溶剂、聚合物树脂、或它们的任何组合。只要分散介质可以不影响量子点的光学性能,可以不改变或反射光,并且可以不引起光吸收,则可以使用任何合适的透明介质。例如,溶剂可以包括甲苯、氯仿、乙醇、辛烷或它们的任何组合,并且聚合物树脂可以包括环氧树脂、硅酮树脂、聚苯乙烯树脂、丙烯酸酯树脂、或它们的一个或多个组合。
可以通过在空穴传输区上施涂用于形成包括量子点的发射层的组合物并且挥发包括在用于形成发射层的组合物中的溶剂中的至少一些来形成发射层。
例如,可以使用水、己烷、氯仿、甲苯、辛烷和/或类似物作为溶剂。
涂布用于形成发射层的组合物可以使用旋涂法、流延法、微凹印涂布法、凹印涂布法、棒涂法、辊涂法、线棒涂布法、浸涂法、喷涂法、丝网印刷法、柔性版印刷法、胶印法、喷墨印刷法和/或类似方法来执行。
当发光器件1A为全色发光器件时,在发射层中,个别子像素可以包括发射不同颜色的发射层。
在一些实施方式中,发射层130可以根据子像素而图案化为第一颜色发射层、第二颜色发射层和第三颜色发射层。在这个实施方式中,前面的发射层之中的至少一个发射层可以必须包括量子点。在一些实施方式中,第一颜色发射层可以为包括量子点的量子点发射层,并且第二颜色发射层和第三颜色发射层可以为各自包括不同有机化合物的有机发射层。在这个实施方式中,第一颜色至第三颜色可以彼此不同,并且在一些实施方式中,第一颜色至第三颜色可以各自具有不同的最大发射波长。第一颜色至第三颜色的光可以组合成白光。
在一些实施方式中,发射层可以进一步包括第四颜色发射层,第一颜色发射层至第四颜色发射层中的至少一个发射层可以为包括量子点的量子点发射层,并且其它发射层可以为各自包括有机化合物的有机发射层。可以做出这种变化。在这个实施方式中,第一颜色至第四颜色可以彼此不同,并且在一些实施方式中,第一颜色至第四颜色可以各自具有不同的最大发射波长。第一颜色至第四颜色的光可以组合成白光。
在一些实施方式中,发光器件10A可以具有各自发射相同颜色或不同颜色的至少两个发射层可以彼此接触或间隔开的结构。至少两个发射层中的至少一个发射层可以为包括量子点的量子点发射层,并且其它发射层可以为包括有机化合物的有机发射层。可以做出这种变化。例如,发光器件10A可以包括第一颜色发射层和第二颜色发射层,其中第一颜色和第二颜色可以为相同颜色或不同颜色。更具体地,第一颜色和第二颜色两者(例如,同时)可以为蓝色。
除了量子点之外,发射层可以进一步包括选自有机化合物和半导体化合物中的至少一种。
更详细地,有机化合物可以包括主体和掺杂剂。主体和掺杂剂可以包括在有机发光器件中合适使用的主体和掺杂剂。
在一些实施方式中,半导体化合物可以为有机钙钛矿和/或无机钙钛矿。
除了发光器件之外,电子设备(例如,发光设备)可以进一步包括i)滤色器、ii)颜色转换层、或iii)滤色器和颜色转换层。滤色器和/或颜色转换层可以设置在从发光器件发射的光的至少一个行进方向上。例如,从发光器件发射的光可以为蓝光或白光。可以通过参考本文中提供的描述来理解发光器件。在一些实施方式中,颜色转换层可以包括量子点。量子点可以为例如本文中描述的量子点。
电子设备可以包括第一衬底。第一衬底可以包括多个子像素区域,滤色器可以包括分别与多个子像素区域对应的多个滤色区域,并且颜色转换层可以包括分别与多个子像素区域对应的多个颜色转换区域。
像素限定膜可以位于多个子像素区域之间,以限定每个子像素区域。
滤色器可以进一步包括多个滤色区域和在多个滤色区域之间的光阻挡图案,并且颜色转换层可以进一步包括多个颜色转换区域和在多个颜色转换区域之间的光阻挡图案。
多个滤色区域(或多个颜色转换区域)可以包括:发射第一颜色光的第一区域、发射第二颜色光的第二区域和/或发射第三颜色光的第三区域,并且第一颜色光、第二颜色光和/或第三颜色光可以具有不同的最大发射波长。在一些实施方式中,第一颜色光可以为红光,第二颜色光可以为绿光,并且第三颜色光可以为蓝光。在一些实施方式中,多个滤色区域(或多个颜色转换区域)可以各自包括量子点。在一些实施方式中,第一区域可以包括红色量子点,第二区域可以包括绿色量子点,并且第三区域可以不包括(例如,可以排除)量子点(例如,不包括任何量子点)。可以通过参考本文中提供的量子点的描述来理解量子点。第一区域、第二区域和/或第三区域可以各自进一步包括发射体。
在一些实施方式中,发光器件可以发射第一光,第一区域可以吸收第一光以发射第1-1颜色光,第二区域可以吸收第一光以发射第2-1颜色光,并且第三区域可以吸收第一光以发射第3-1颜色光。在这个实施方式中,第1-1颜色光、第2-1颜色光和第3-1颜色光可以各自具有不同的最大发射波长。在一些实施方式中,第一光可以为蓝光,第1-1颜色光可以为红光,第2-1颜色光可以为绿光,并且第3-1颜色光可以为蓝光。
除了发光器件之外,电子设备可以进一步包括薄膜晶体管。薄膜晶体管可以包括源电极、漏电极和有源层,其中源电极和漏电极中的一个可以电连接到发光器件的第一电极和第二电极中的一个。
薄膜晶体管可以进一步包括栅电极、栅绝缘膜和/或类似物。
有源层可以包括晶体硅、非晶硅、有机半导体和氧化物半导体。
电子设备可以进一步包括用于密封发光器件的封装单元。封装单元可以位于滤色器和/或颜色转换层与发光器件之间。封装单元可以允许光从发光器件传到外部,并且同时防止或减少空气和湿气渗透到发光器件。封装单元可以为包括透明玻璃或塑料衬底的密封衬底。封装单元可以为包括有机层和无机层中的至少一个的薄膜封装层。当封装单元为薄膜封装层时,电子设备可以为柔性的。
根据电子设备的用途,除了滤色器和/或颜色转换层之外,一个或多个合适的功能层可以还设置在封装单元上。功能层的示例可以包括触摸屏幕层、偏振层和/或类似层。触摸屏幕层可以为电阻式触摸屏幕层、电容式触摸屏幕层或红外光束触摸屏幕层。电子设备可以为认证设备。认证设备可以为例如根据生物信息(例如,指尖、瞳孔和/或类似物)识别个体的生物认证设备。
除了上述发光器件之外,认证设备可以进一步包括生物信息收集单元。
电子设备可以适用于一个或多个合适的显示器、光源、照明件、个人计算机(例如,移动个人计算机)、手机、数码相机、电子笔记、电子词典、电子游戏控制台、医疗装置(例如,电子温度计、血压计、血糖计、脉搏测量装置、脉搏波测量装置、心电图记录器、超声诊断装置、或内窥镜显示装置)、鱼探测器、一个或多个合适的测量装置、仪表(例如,汽车、飞机或船舶的仪表)和/或投影仪。
在下文中,将参考实施例更详细地描述根据一个或多个实施方式的量子点100。
实施例
实施例1-1
1、InGaP核的制造
为了合成InGaP核,将约10.5mmol的乙酸铟、约10.5mmol的乙酸锌、约8.4mmol的乙酰丙酮镓(In∶Zn∶Ga的摩尔比=约1∶1∶0.8)、约77.7mmol的棕榈酸和约35mL的1-十八烯(1-ODE)的溶剂添加到烧瓶中,随后在约120℃的温度下脱气(degassing)并且用氮气吹扫(前体溶液的总体积为约55mL)。
在单独的反应容器中,将约10mL的前体溶液注入到约5mL的经脱气的1-ODE(在约50℃的注入温度下)中,并且将约3.9mL的按约1:4的比例的三(三甲基硅烷基)膦(tris(trimethylsilyl)phosphine)和三辛基膦的溶液向其注入。然后,在微波合成器(也可以利用三颈烧瓶,不限于微波)中,将温度升高到约300℃,并且然后,保持反应约2分钟。然后,将混合物冷却到室温,以完成反应。然后,使用丙酮执行纯化过程,并且将经纯化的InGaP核重新分散在甲苯中。
2、壳的制造
将约30mmol的油酸锌、约20mmol的三辛基膦硒化物(trioctylphosphineselenide)、三辛胺(trioctylamin)溶剂和约10mmol的油胺以及约1.0mmol至约10mmol的ZnCl2作为添加剂添加到分散在甲苯中的InGaP核中,随后在约320℃或更高的温度下反应约1小时,从而形成硒化锌(ZnSe)壳。
然后,将约30mmol的油酸锌、约30mmol的三辛基膦硫化物(trioctylphosphinesulfide)和约5mmol的油胺以及约1.0mmol至约10mmol的ZnCl2作为添加剂向其添加,随后在约320℃或更高的温度下反应约1小时,从而形成硫化锌(ZnS)壳。因此,合成了具有InGaP/ZnSe/ZnS的结构的量子点。然后,通过使用乙醇执行纯化,并且将经纯化的量子点重新分散在甲苯中。
实施例1-2和实施例1-3
核和量子点以与实施例1-1中的基本上相同的方式来制造,除了如表1中所示地调整反应时间以外。
比较例1-1至比较例1-4
核和量子点以与实施例1-1中的基本上相同的方式来制造,除了在InGaP核的制造中如表1中所示地调整P的摩尔数相对于In的摩尔数和Ga的摩尔数的总和之比(MP/(MIn+MGa))以外。
评估例1:核和壳的MP/(MIn+MGa)和特性随反应时间的评估
测量在实施例1-1至实施例1-3和比较例1-1至比较例1-4中制造的InGaP核中的每个的第一激子峰、峰谷比、半峰半宽(HWHM)和ICP组成比以及在实施例1-1和比较例1-1至比较例1-4中制造的量子点中的每个的ICP组成比。其结果在表1中示出。ICP组成比通过使用电感耦合等离子体质谱仪来测量。
在一些实施方式中,实施例1-1和比较例1-1至比较例1-4的InGaP核中的每个的UV-Vis光谱在图5中示出。实施例1-1至实施例1-3和比较例1-1的InGaP核中的每个的UV-Vis光谱在图6A中示出。
表1
参考表1和图5的结果,保持了实施例1-1的InGaP核的第一激子峰和HWHM特性,并且在形成壳之后,量子点中的Ga含量(例如,量)保持到某一水平。
在一些实施方式中,参考表1和图6A的结果,随着在核的制造中反应时间的增加,InGaP核的第一激子峰移位到较长波长。
实施例2-1至实施例2-5
为了合成InGaP核,通过如表2中所示的等量来制备In、Ga和Zn的前体。将对应于阳离子当量的脂肪酸和35mL的1-十八烯(一种溶剂)置于烧瓶中,在约120℃的温度下脱气,并且然后切换到氮气气氛。
在单独的反应容器中,将约10mL的前体溶液注入到约5mL的经脱气的1-十八烯中(约50℃的注入温度)。向该溶液添加约3.9mL的三(三甲基硅烷基)膦和三辛基膦按约1:4的比例混合的溶液,以使得核的MP/(MIn+MGa)为约0.77。然后,在微波合成器(也可以使用三颈烧瓶,不限于微波)中将温度升高到约300℃,并且然后,保持反应约2分钟。然后,通过冷却到室温来完成反应,并且在用丙酮纯化之后,将所得的溶液分散在甲苯中。
表2
评估例2:核的Mzn/MIn和特性根据脂肪酸的评估
图6B示出了图示根据实施例2-1至实施例2-5的InGaP核的UV-Vis光谱的的曲线图。如图6B中所示,当Zn的摩尔数相对于In的摩尔数之比(MZn/MIn)减小或脂肪酸中的碳的数量减小(即,脂肪酸的长度减小)时,发现核的UV-Vis光谱的第一激子峰的波长移位到较长波长。
实施例3-1至实施例3-5
为了合成InGaP核,通过如表3中所示的等量来制备In、Ga和Zn的前体。将对应于阳离子当量的月桂酸和约35mL的1-十八烯(一种溶剂)置于烧瓶中,在约120℃的温度下脱气,并且然后切换到氮气气氛。
在单独的反应容器中,将前体溶液中的一些注入到约5mL的经脱气的1-十八烯(约50℃的注入温度)。向该溶液添加约3.9mL的三(三甲基硅烷基)膦和三辛基膦按约1:4的比例混合的溶液,以使得核的MP/(MIn+MGa)为约0.77。然后,在微波合成器(也可以使用三颈烧瓶,不限于微波)中将温度升高到约300℃,并且然后,保持反应2分钟。然后,通过冷却到室温来完成反应,并且在用丙酮纯化之后,将所得的溶液分散在甲苯中。
表3
评估例3-1:根据MGa/MIn的核的UV-Vis光谱
图6C示出了图示根据实施例3-1至实施例3-5的InGaP核的UV-Vis光谱的曲线图。如图6C中所示,当Ga的摩尔数相对于In的摩尔数之比(MGa/MIn)减小时,发现核的UV-Vis光谱的第一激子峰的波长移位到较长波长。
评估例3-2:根据MGa/MIn的核的ICP组成比
实施例3-1至实施例3-5的InGaP核中的每个的ICP组成比在表4中示出。
表4
实施例4-1至实施例4-9
将9种类型(种类)的量子点合成为使得核的半峰半宽(HWHM)值彼此不同。这里,合成的9种量子点从具有核的最小HWHM值的量子点开始依次命名为实施例4-1至实施例4-9。
实施例4-1至实施例4-9的量子点以与实施例1-1中的壳的制造中的基本上相同的方式来合成,除了核各自包括InGaP并且实施例4-1至实施例4-9的量子点的壳各自具有不同类型或种类的核以外。
评估例4:根据核的HWHM的核-壳量子点的量子产率
测量实施例4-1至实施例4-9的核中的每个的HWHM,并且测量实施例4-1至实施例4-9的量子点中的每个的光致发光量子产率(PLQY)。其结果在图7中示出。
如图7中所示,当核的HWHM降低时,量子点的量子产率增加。
实施例5-1和实施例5-2以及比较例5-1至比较例5-3
合成包括如表5中描述的核和壳的量子点。实施例5-1和实施例5-2以及比较例5-1至比较例5-3的量子点以与实施例1-1中的壳的制造中的基本上相同的方式来合成,除了实施例5-1和实施例5-2以及比较例5-1至比较例5-3的量子点的壳各自具有不同类型或种类的核以外。
评估例5
测量实施例5-1和实施例5-2以及比较例5-1至比较例5-3的核和量子点的ICP组成比、重量吸收系数和光致发光量子产率(PLQY)。其结果在表5中示出。在表5中,关于约450nm的波长,测量了重量吸收系数。单位为mL·g-1·cm-1
表5
参考表3,发现根据实施例5-1和实施例5-2的量子点各自对于约450nm的波长示出高吸光度和高量子产率。
实施例6
将包括核和壳的量子点合成为使得量子点的MGa/(MIn+MGa)为约0.13。实施例6的量子点以与实施例1-1中的壳的制造中的基本上相同的方式来合成,除了实施例6的量子点的壳具有不同类型或种类的核以外。
评估例6-1
测量实施例6的量子点的ICP组成比、量子产率、重量吸收系数、关于EtOH的量子产率(QY)的保留率。其结果在表6中示出。
重量吸收系数为对于蓝光吸收效率的预测值。重量吸收系数可以通过使用UV-Vis装备在约1cm路径长度反应杯中测量具有合适浓度的QD溶液的约450nm波长的光学密度并且将其除以QD溶液的浓度(g/mL)来计算。在表6中,对于重量吸收系数的单位为mL·g-1·cm-1
在确认量子点的初始量子产率之后,随后用乙醇进行三次连续纯化(中间在甲苯中重新分散),测量关于EtOH的量子产率的保留率,并且基于100%的初始值来表述。
表6
评估例6-2
实施例6的量子点的UV-Vis光谱和PL光谱被测量并且在图8A中示出,并且实施例6的量子点的HAADF TEM图像被拍摄并且在图8B中示出。
如现通过前面的描述应显而易见的,由于量子点具有高的吸光度和量子产率,因此可以通过使用该量子点而提供高质量的光学构件和电子设备。制造量子点的方法可以通过在壳形成过程期间防止或减少核的镓(Ga)的损失反而制备具有高的吸光度和量子产率的量子点。
在本公开中,当颗粒为球形时,“直径”指示平均颗粒直径,并且当颗粒为非球形时,“直径”指示长轴长度。颗粒的直径(或尺寸)可以利用扫描电子显微镜或粒径分析仪来测量。例如,可以利用HORIBA、LA-950激光粒径分析仪来作为粒径分析仪。当利用粒径分析仪来测量颗粒的尺寸时,平均颗粒直径(或尺寸)被称为D50。D50是指累积体积对应于粒径分布(例如,累积分布)中的50vol%的颗粒的平均直径(或尺寸),并且是指在以最小粒径到最大粒径的顺序累积的分布曲线中当颗粒的总数为100%时从最小颗粒起与50%对应的粒径的值。
根据本文中描述的本发明的实施方式的电子设备和/或任何其它相关的一个或多个装置或组件可以利用任何合适的硬件、固件(例如,专用集成电路)、软件、或者软件、固件和硬件的组合来实现。例如,装置的各种组件可以形成在一个集成电路(IC)芯片上或形成在分开的IC芯片上。此外,装置的各种组件可以在柔性印刷电路膜、带载封装(TCP)、印刷电路板(PCB)上实现,或者形成在一个衬底上。此外,装置的各种组件可以为进程或线程,该进程或线程在一个或多个处理器上运行,在一个或多个计算装置中执行计算机程序指令并且与用于执行本文中描述的各种功能的其它系统组件交互。计算机程序指令存储在存储器中,该存储器可以使用诸如以随机存取存储器(RAM)为例的标准存储器装置在计算装置中实现。计算机程序指令也可以存储在诸如以CD-ROM、闪存驱动或类似物为例的其它非暂时性计算机可读介质中。此外,本领域技术人员应认识到的是,各种计算装置的功能可以组合或集成到单个计算装置中,或者特定计算装置的性能可以跨一个或多个其它计算装置分布,而不脱离本发明的示例性实施方式的范围。
应理解的是,本文中描述的实施方式应仅在描述性意义上考虑,并且不出于限制的目的。每个实施方式内的特征或方面的描述通常应被认为可用于其它实施方式中的其它类似的特征或方面。虽然已参考附图描述一个或多个实施方式,但本领域普通技术人员将理解的是,在不脱离如由所附权利要求书以及其等效物限定的精神和范围的情况下,其中可以在形式和细节上进行一个或多个合适的改变。

Claims (20)

1.一种量子点,包括:
核;以及
壳,所述壳围绕所述核的至少一部分,
其中,所述核包括In、Ga和P,
所述壳包括第II-VI族半导体化合物、第III-V族半导体化合物、第III-VI族半导体化合物、或它们的任何组合,
在所述核和所述壳中,Ga的摩尔数相对于In的摩尔数和Ga的所述摩尔数的总和之比在0.02至0.18的范围内,并且
在所述核和所述壳中,In的所述摩尔数和Ga的所述摩尔数的所述总和相对于P的摩尔数之比在1至1.2的范围内。
2.根据权利要求1所述的量子点,其中,关于450nm的波长的重量吸收系数为300mL·g-1·cm-1或更大。
3.根据权利要求1所述的量子点,其中,所述量子点的光致发光光谱的最大发射波长在500nm至540nm的范围内。
4.根据权利要求1所述的量子点,其中,所述量子点的光致发光量子产率为80%或更高。
5.根据权利要求1所述的量子点,其中,所述壳包括ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、ZnSeS、ZnTeS、ZnMg、ZnMgSe、ZnMgS、ZnMgAl、GaSe、GaTe、GaAs、GaP、GaN、GaO、GaSb、HgS、HgSe、HgTe、InAs、InP、InS、InGaP、InSb、InZnP、InZnS、InGaP、InGaN、AlAs、AlP、AlSb、PbS、TiO、SrSe、或它们的一个或多个组合。
6.根据权利要求1所述的量子点,其中,所述壳包括至少两层。
7.一种制造量子点的方法,所述方法包括:
制备第一组合物,所述第一组合物包括包含In的前体、包含Ga的前体、包含Zn的前体、脂肪酸和溶剂;
制备第二组合物,所述第二组合物包括包含P的前体;
通过将所述第一组合物与所述第二组合物混合来制备第一混合物;
通过加热所述第一混合物来制造核;以及
制造围绕所述核的至少一部分的壳,
其中,通过所述制造核而制造的所述核包括In、Ga和P,
在所述核中,In的摩尔数和Ga的摩尔数的总和相对于P的摩尔数之比在1至1.5的范围内。
8.根据权利要求7所述的方法,其中,在所述第一混合物中,P的摩尔数相对于In的摩尔数和Ga的摩尔数的总和之比在0.7至0.86的范围内。
9.根据权利要求7所述的方法,其中,所述核的UV-Vis光谱的半峰半宽为40nm或更小。
10.根据权利要求7所述的方法,其中,所述核的UV-Vis光谱的第一激子峰的波长在410nm至440nm的范围内。
11.根据权利要求7所述的方法,其中,通过所述制造核而制造的所述核的直径在1.5nm至2.5nm的范围内。
12.根据权利要求7所述的方法,包括控制所述核的UV-Vis光谱的第一激子峰的波长。
13.根据权利要求12所述的方法,其中,所述控制所述核的UV-Vis光谱的第一激子峰的波长通过控制如下中的至少一个来执行:ⅰ)所述第一混合物的反应时间;ⅱ)所述第一混合物中的Zn的摩尔数相对于In的摩尔数之比;ⅲ)所述第一混合物中的所述脂肪酸中的碳的数量;以及ⅳ)所述第一混合物中的Ga的摩尔数相对于In的所述摩尔数之比。
14.根据权利要求13所述的方法,其中,所述第一混合物的所述反应时间大于0分钟并且小于等于2小时。
15.根据权利要求13所述的方法,其中,在所述第一混合物中,Zn的所述摩尔数相对于In的所述摩尔数之比大于0并且小于等于1.5。
16.根据权利要求13所述的方法,其中,在所述第一混合物中,Ga的所述摩尔数相对于In的所述摩尔数之比在0.05至5的范围内。
17.一种包括根据权利要求1至6中任何一项所述的量子点的光学构件。
18.一种包括根据权利要求1至6中任何一项所述的量子点的电子设备。
19.根据权利要求18所述的电子设备,包括:
光源,所述光源被配置成发射光;以及
颜色转换构件,所述颜色转换构件布置在从所述光源发射的所述光的路径上,
其中,所述量子点包括在所述颜色转换构件中。
20.根据权利要求18所述的电子设备,包括:
发光器件,所述发光器件包括:
第一电极;
面对所述第一电极的第二电极;以及
在所述第一电极和所述第二电极之间的发射层,
其中,所述量子点包括在所述发光器件中。
CN202310382312.2A 2022-04-12 2023-04-11 量子点、制造量子点的方法、光学构件和电子设备 Pending CN116904182A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2022-0045263 2022-04-12
KR1020220045263A KR20230146700A (ko) 2022-04-12 2022-04-12 양자점, 상기 양자점의 제조 방법, 상기 양자점을 포함한 광학 부재 및 전자 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116904182A true CN116904182A (zh) 2023-10-20

Family

ID=88239238

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310382312.2A Pending CN116904182A (zh) 2022-04-12 2023-04-11 量子点、制造量子点的方法、光学构件和电子设备

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20230329026A1 (zh)
KR (1) KR20230146700A (zh)
CN (1) CN116904182A (zh)

Also Published As

Publication number Publication date
US20230329026A1 (en) 2023-10-12
KR20230146700A (ko) 2023-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11355558B2 (en) Display device with light control layer and manufacturing method thereof
KR20120029173A (ko) 그래핀을 이용한 양자점 발광소자
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
US11276833B2 (en) Method for manufacturing quantum dot layer, method for manufacturing luminescence device including the quantum dot layer, and display device including the quantum dot layer
US20230389405A1 (en) Method for manufacturing light emitting device
US20230255083A1 (en) Display device
US20230135697A1 (en) Display panel
US20220298410A1 (en) Quantum dot microcapsule and display panel including the same
US20230329026A1 (en) Quantum dot, method of manufacturing quantum dot, optical member including quantum dot, and electronic apparatus including quantum dot
CN215496785U (zh) 显示面板及显示装置
CN114075436A (zh) 半导体纳米颗粒、包括此的颜色转换部件以及电子装置
US20240218249A1 (en) Quantum dot, method of preparing the quantum dot, and electronic apparatus including the quantum dot
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
US20230257651A1 (en) Method of preparing quantum dot, quantum dot prepared thereby, and electronic apparatus including the quantum dot
US20240276838A1 (en) Display device
US20230068622A1 (en) Display panel and manufacturing method of the same
US11870001B2 (en) Semiconductor nanoparticles, electronic device including the same, and method for manufacturing semiconductor nanoparticles
US20220223653A1 (en) Display panel and manufacturing method of the same
US20230125315A1 (en) Display device and manufacturing method thereof
US20240121991A1 (en) Display apparatus
US20240026222A1 (en) Semiconductor nanoparticles and electronic device including the same
CN117202718A (zh) 显示装置
CN116033790A (zh) 显示面板
KR20240117682A (ko) 표시 장치 및 이의 제조 방법
CN116769462A (zh) 量子点、其形成方法及包括其的发光装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication