KR101396101B1 - 반도체 나노결정을 포함하는 발광 소자 - Google Patents
반도체 나노결정을 포함하는 발광 소자 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101396101B1 KR101396101B1 KR1020087030982A KR20087030982A KR101396101B1 KR 101396101 B1 KR101396101 B1 KR 101396101B1 KR 1020087030982 A KR1020087030982 A KR 1020087030982A KR 20087030982 A KR20087030982 A KR 20087030982A KR 101396101 B1 KR101396101 B1 KR 101396101B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- semiconductor nanocrystals
- electrode
- electroluminescent material
- nanocrystals
- light
- Prior art date
Links
- 239000004054 semiconductor nanocrystal Substances 0.000 title claims abstract description 75
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 129
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 claims description 88
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 38
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims description 18
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 17
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 16
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 12
- 239000003086 colorant Substances 0.000 claims description 8
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 81
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 44
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 16
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 15
- 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 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 13
- -1 silicon oxides) Chemical class 0.000 description 13
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 11
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 11
- 238000000813 microcontact printing Methods 0.000 description 11
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 description 10
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 8
- 239000010408 film Substances 0.000 description 8
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 8
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 8
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 8
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 6
- 239000005083 Zinc sulfide Substances 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+);selenium(2-) Chemical compound [Se-2].[Cd+2] UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 5
- 235000013870 dimethyl polysiloxane Nutrition 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 5
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N zinc;sulfide Chemical compound [S-2].[Zn+2] DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910004613 CdTe Inorganic materials 0.000 description 4
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 4
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 4
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 4
- 125000001072 heteroaryl group Chemical group 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 description 4
- 230000009103 reabsorption Effects 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000673 Indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910017680 MgTe Inorganic materials 0.000 description 3
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Natural products P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 3
- RPQDHPTXJYYUPQ-UHFFFAOYSA-N indium arsenide Chemical compound [In]#[As] RPQDHPTXJYYUPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 3
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 3
- RMZAYIKUYWXQPB-UHFFFAOYSA-N trioctylphosphane Chemical compound CCCCCCCCP(CCCCCCCC)CCCCCCCC RMZAYIKUYWXQPB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZMBHCYHQLYEYDV-UHFFFAOYSA-N trioctylphosphine oxide Chemical compound CCCCCCCCP(=O)(CCCCCCCC)CCCCCCCC ZMBHCYHQLYEYDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 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 2
- 229910017115 AlSb Inorganic materials 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N Furan Chemical compound C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910005540 GaP Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910005542 GaSb Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910004262 HgTe Inorganic materials 0.000 description 2
- GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N Indium phosphide Chemical compound [In]#P GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical group [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002665 PbTe Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical group [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910007709 ZnTe Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000009102 absorption Effects 0.000 description 2
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 description 2
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 2
- 125000004453 alkoxycarbonyl group Chemical group 0.000 description 2
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 125000000304 alkynyl group Chemical group 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical group [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 2
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 2
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 2
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical group [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 150000004770 chalcogenides Chemical class 0.000 description 2
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 2
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 2
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 2
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical group 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- WPYVAWXEWQSOGY-UHFFFAOYSA-N indium antimonide Chemical compound [Sb]#[In] WPYVAWXEWQSOGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical group [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical group [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 description 2
- 125000001181 organosilyl group Chemical group [SiH3]* 0.000 description 2
- 229910000073 phosphorus hydride Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 2
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 2
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 2
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 2
- SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N selenium;zinc Chemical compound [Se]=[Zn] SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- OCGWQDWYSQAFTO-UHFFFAOYSA-N tellanylidenelead Chemical compound [Pb]=[Te] OCGWQDWYSQAFTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XSOKHXFFCGXDJZ-UHFFFAOYSA-N telluride(2-) Chemical compound [Te-2] XSOKHXFFCGXDJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 2
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical group [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052716 thallium Chemical group 0.000 description 2
- BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N thallium Chemical group [Tl] BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007736 thin film deposition technique Methods 0.000 description 2
- 238000001429 visible spectrum Methods 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Chemical group 0.000 description 2
- 125000004178 (C1-C4) alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000006555 (C3-C5) cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- VRBFTYUMFJWSJY-UHFFFAOYSA-N 28804-46-8 Chemical compound ClC1CC(C=C2)=CC=C2C(Cl)CC2=CC=C1C=C2 VRBFTYUMFJWSJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YICAEXQYKBMDNH-UHFFFAOYSA-N 3-[bis(3-hydroxypropyl)phosphanyl]propan-1-ol Chemical compound OCCCP(CCCO)CCCO YICAEXQYKBMDNH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910005965 SO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical group [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical group [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 1
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 1
- JFBZPFYRPYOZCQ-UHFFFAOYSA-N [Li].[Al] Chemical compound [Li].[Al] JFBZPFYRPYOZCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004448 alkyl carbonyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005196 alkyl carbonyloxy group Chemical group 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical group [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001797 benzyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- RLECCBFNWDXKPK-UHFFFAOYSA-N bis(trimethylsilyl)sulfide Chemical compound C[Si](C)(C)S[Si](C)(C)C RLECCBFNWDXKPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CXKCTMHTOKXKQT-UHFFFAOYSA-N cadmium oxide Inorganic materials [Cd]=O CXKCTMHTOKXKQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052980 cadmium sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- VQNPSCRXHSIJTH-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+);carbanide Chemical compound [CH3-].[CH3-].[Cd+2] VQNPSCRXHSIJTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 230000001112 coagulating effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001212 derivatisation Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 125000002541 furyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001188 haloalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005059 halophenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 1
- 125000000592 heterocycloalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 125000002768 hydroxyalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- HRHKULZDDYWVBE-UHFFFAOYSA-N indium;oxozinc;tin Chemical compound [In].[Sn].[Zn]=O HRHKULZDDYWVBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001624 naphthyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000006501 nitrophenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000013110 organic ligand Substances 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000002902 organometallic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 125000005561 phenanthryl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 description 1
- 238000000634 powder X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 125000000168 pyrrolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003346 selenoethers Chemical class 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical class [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 229910052950 sphalerite Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Chemical group 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 150000003573 thiols Chemical class 0.000 description 1
- 125000003944 tolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 230000005532 trapping Effects 0.000 description 1
- IYMHCKVVJXJPDB-UHFFFAOYSA-N tributyl(selanylidene)-$l^{5}-phosphane Chemical compound CCCCP(=[Se])(CCCC)CCCC IYMHCKVVJXJPDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FKIZDWBGWFWWOV-UHFFFAOYSA-N trimethyl(trimethylsilylselanyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)[Se][Si](C)(C)C FKIZDWBGWFWWOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000026 trimethylsilyl group Chemical group [H]C([H])([H])[Si]([*])(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- ZAKSIRCIOXDVPT-UHFFFAOYSA-N trioctyl(selanylidene)-$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
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 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
- C09K11/08—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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B33/00—Electroluminescent light sources
- H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
- H05B33/14—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
전계 발광 재료와 반도체 나노결정을 포함하는 발광 소자이다. 반도체 나노결정은 전계 발광 재료로부터의 에너지를 받아들여 발광한다.
Description
[우선권의 청구]
본 출원은, 각각이 그 전체로서 참조로 통합되어 있는, 2007년 5월 18일에 출원된 미국 특허 출원 제11/750,824호와, 2006년 5월 21일에 출원된 미국 특허 가출원 제60/747,806호에 대한 우선권을 청구한다.
[기술 분야]
본 발명은 반도체 나노결정(nanocrystal)을 포함하는 발광 소자에 관한 것이다.
[연방 지원의 연구 또는 개발]
PECASE로부터의 인가 번호 6896872와 CMSE: IRG-3로부터의 인가 번호 6984037에 의하여 미국 정부가 이 발명의 일정 권리를 가질 수 있다.
발광 소자는, 예컨대, 디스플레이(예컨대, 평판 디스플레이), 스크린(예컨대, 컴퓨터 스크린), 및 조명을 요구하는 다른 아이템들에 사용될 수 있다. 따라서, 발광 소자의 휘도는 소자의 중요한 특징이다. 또한, 낮은 동작 전압과 높은 효율은 발광 소자를 생산하는 데 있어서의 실용성을 향상시킬 수 있다. 많은 어플 리케이션에 있어서, 긴 소자 수명이 바람직하다.
발광 소자는 소자의 활성 요소의 여기(excitation)에 응답하여 포톤(photon)을 방출할 수 있다. 발광은 소자의 활성 요소(예컨대, 전계 발광 요소)의 전역에 전압을 인가하는 것에 의해 유도될 수 있다. 전계 발광(electroluminescent) 요소는 공액 유기 중합체(conjugated organic polymer)나, 전계 발광 성분을 함유하는 중합체, 또는 유기 분자의 층과 같은, 중합체일 수 있다. 일반적으로, 발광은 소자의 층들 사이의 여기된 전하의 방사성 재결합에 의해 발생할 수 있다. 발광된 광은, 최대 발광 파장, 및 휘도(luminance)(칸델라/스퀘어 미터(cd/m2) 또는 전력속(power flux)(W/m2))로 측정된 발광 강도를 포함하는 발광 프로파일(profile)을 갖는다. 발광 프로파일, 및 소자의 다른 물리적 특징은, 재료의 전자적 구조(예컨대, 에너지 갭)에 의해 변화될 수 있다. 예를 들어, 발광 소자의 휘도, 색 범위, 효율, 동작 전압, 및 동작 반감기는 소자의 구조에 기반하여 변화할 수 있다.
일반적으로, 발광 소자는 복수의 반도체 나노결정을 포함할 수 있다. 반도체 나노결정은, 예컨대 1~15nm 직경의, 선택적으로 유기 배위자(organic ligand)로 장식된, 무기 반도체 입자일 수 있다. 나노결정은. 나노결정의 크기와 조성을 조절할 수 있는 전기적 및 광학적 특성을 갖는 복합 헤테로 구조를 생성하기 위해 상향식(bottom-up) 화학적 접근 방법을 설계하는데 이용될 수 있는 강력한 양자 구속 효과(quantum confinement effect)를 나타낼 수 있다.
반도체 나노결정은 발광 소자의 발광 재료로서 이용될 수 있다. 반도체 나노결정이 좁은 발광 선폭을 가질 수 있고, 광휘성(photoluminescent)이 효율적일 수 있고, 발광 파장이 조절 가능하므로, 그것들은 바람직한 발광 재료일 수 있다. 반도체 나노결정은 액체중에 분산될 수 있고, 따라서, 스핀-캐스팅(spin-casting), 드롭-캐스팅(drop-casting), 딥 코팅(dip coating)과 같은 박막 증착 기술과 호환될 수 있다.
반도체 나노결정은 마이크로접촉 인쇄(microcontact printing)를 이용하여 기판상에 증착될 수 있다. 유리하게, 마이크로접촉 인쇄는 표면상의 피쳐(feature)의 미크론 규모의 또는 나노 규모의 (예컨대, 1mm 미만, 500㎛ 미만, 200㎛ 미만, 100㎛ 미만, 25㎛ 미만, 또는 1㎛ 미만의) 패턴 형성을 가능하게 한다. 특히, 반도체 나노결정의 단분자층(monolayer)은 마이크로접촉 인쇄에 의해 증착될 수 있다. 다른 예로서, 반도체 나노결정의 다분자층(multilayer)은 잉크젯 인쇄, 스핀 코팅, 딥 코팅, 마이크로접촉 인쇄, 또는 다른 방법에 의해 표면에 증착될 수 있다. 다분자층은 3미크론 미만의 두께, 2미크론 미만의 두께, 또는 1미크론 미만의 두께일 수 있다. 이러한 접근 방법은 기판상의 패턴화된 반도체 나노결정 필름의 실질적인 건식(즉, 실질적으로 용제가 없는) 적용을 가능하게 할 수 있다. 기판의 선택이 용해성과 표면 화학 요구사항에 의해 강제되는 구속으로부터 자유로워질 수 있기 때문에, 따라서 다종 다양한 기판이 사용될 수 있다.
전압 구동형 전계 발광 소자는, 제1 전극, 제1 절연층, 와이드 밴드 갭 재료(wide band-gap material)(전계 발광 광 방출 층으로서 기능하는), 제2 절연층, 제2 전극층이 절연 기판상에 쌓여진, 샌드위치 구조를 가질 수 있다. 상이한 색의 발광을 위해, 와이드 밴드 갭 재료는 활성 색 중심을 형성하도록 도펀트(dopant)로 도핑되어야 한다. 이러한 구조와 관련된 하나의 단점은, 적색, 녹색, 및 청색 광을 나란히 발광시키기 위해, 도펀트 타입과 농도를 포함하는, 층의 조성을 설계하는 것의 난이성이다.
반도체 나노결정이 전압 구동형 발광 소자에 포함되는 경우에, 소자는 요구되는 색 또는 색들의 광을 생성할 수 있다. 상이한 색들의 광을 방출하는 다중 소자들이, 소자 제조에 사용되는 재료 처리 조건을 거의 또는 전혀 변경시키지 않고 나란히 용이하게 제조될 수 있다.
일 양태에 있어서, 발광 소자는, 제1 전극, 제2 전극, 전계 발광 재료, 전계 발광 재료와 적어도 하나의 전극의 사이에 배치되는 유전체 재료, 및 전계 발광 재료로부터 에너지를 수신하도록 배열되는 복수의 반도체 나노결정을 포함한다.
다른 양태에 있어서, 소자 형성 방법은, 제1 전극 위에 유전체 재료를 증착하는 단계, 제1 전극 위에 전계 발광 재료를 증착하는 단계, 복수의 반도체 나노결정을 전계 발광 재료로부터 에너지를 수신하는 배열로 증착하는 단계, 및 제1 전극, 유전체 재료, 전계 발광 재료, 및 복수의 반도체 나노결정 위에 제2 전극을 배열시키는 단계를 포함한다. 유전체 재료는 전계 발광 재료와 적어도 하나의 전극 사이에 배치된다.
전계 발광 재료 중의 복수의 반도체 나노결정을 분산시키는 단계는 복수의 반도체 나노결정과 전계 발광 재료를 용제에서 용해시키는 단계를 포함할 수 있다. 복수의 반도체 나노결정을 전계 발광 재료로부터 에너지를 수신하는 배열로 증착시키는 단계는 제1 전극 위에 나노결정을 증착시키는 단계를 포함할 수 있다.
다른 양태에 있어서, 광생성 방법은 제1 전극, 제2 전극, 전계 발광 재료, 전계 발광 재료와 적어도 하나의 전극 사이에 배치된 유전체 재료, 및 전계 발광 재료로부터 에너지를 수신하도록 배열된 복수의 반도체 나노결정을 포함하는 소자를 마련하는 단계, 및 광-생성 퍼텐셜을 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 걸쳐 인가하는 단계를 포함한다.
복수의 반도체 나노결정은 제1 전극과 제2 전극의 사이에 배치될 수 있다.
전계 발광 재료는 층에 배열될 수 있다. 유전체 재료는 전계 발광 재료에 인접하는 적어도 하나의 층에 배열될 수 있다. 복수의 반도체 나노결정은, 선택적으로 전계 발광 재료에 인접될 수 있는 층에 배열될 수 있다. 복수의 반도체 나노결정은 전계 발광 재료 중에 분산될 수 있다.
복수의 반도체 나노결정은 단색의 광, 또는 하나보다 많은 상이한 색의 광을 방출하도록 선택될 수 있다. 복수의 반도체 나노결정은 백색광을 방출하도록 선택될 수 있다. 복수의 반도체 나노결정은 가시광이나 적외광을 방출하도록 선택될 수 있다.
본 발명의 다른 특징, 목적, 및 장점은 상세한 설명 및 도면으로부터, 그리고 청구 범위로부터 명백해질 것이다.
도 1은 발광 소자를 묘사하는 개략도이다.
도 2는 발광 소자를 형성하는 방법을 묘사하는 도면이다.
도 3A 내지 3C는 발광 소자를 묘사하는 개략도이다.
도 4는 발광 소자로부터의 발광을 나타내는 컬러 사진이다.
도 5A 및 5B는 각각 오프 및 온 상태에서의 발광 소자의 컬러 사진이다.
발광 소자는 소자의 2개의 전극을 분리시키는 2개 이상의 층들을 포함할 수 있다. 층들은 전극과 발광 층의 사이에 배치된 유전체 층을 포함할 수 있다. 전압이 전극들에 걸쳐 인가되면, 여기가 전계 발광 재료상에 형성될 수 있다. 그 다음, 여기가 재결합되어 발광할 수 있다. 전계 발광 재료은, 발광 파장 또는 선폭과 같은, 그 발광 특성을 위해 선택될 수 있다. 전계 발광 재료는 와이드 밴드 갭 재료일 수 있다.
발광 소자는, 제1 전극(2), 전극(2)과 접촉하는 제1 층(3), 층(3)과 접촉하는 제2 층(4), 및 제2 층(4)과 접촉하는 제2 전극(5)이 있는, 도 1에 도시된 바와 같은 구조를 가질 수 있다. 제1 층(3)과 제2 층(4)은 각기 절연 유전체일 수 있다. 구조물의 전극 중 하나는 기판 1과 접촉된다. 각 전극은 구조물 전역에 전압을 공급하는 전력 공급 장치를 접촉할 수 있다. 전계 발광은, 적합한 극성의 전압이 헤테로 구조물의 전역에 인가되는 경우에, 헤테로 구조물의 발광 층에 의해 생성될 수 있다. 분리된 발광 층(도 1에서는 도시되지 않음)은, 소자 내에서의 사이, 예컨대, 제1 층(3)과 제2 층(4)의 사이에 포함될 수 있다. 분리된 발광 층은 와이드 밴드 갭 재료를 포함할 수 있다.
기판은 불투명하거나 투명할 수 있다. 투명 기판은 투명 LED의 제조에 사용될 수 있다. 예로서, 각각이 그 전체로서 참조로 통합되어 있는, Nature 1996, 380, 29의 불로빅, 브이.(Bulovic, V.) 등; 및 Appl. Phys. Lett. 1996, 68, 2606-2608의 구, 지.(Gu, G.) 등을 참조하라. 투명 LED는, 헬멧 바이저(helmet visor) 또는 차량 윈드 스크린(vehicle windscreen)으로서의, 헤드업 디스플레이와 같은 어플리케이션에 사용될 수 있다. 기판은 단단하거나 유연할 수 있다. 기판은 플라스틱, 금속, 또는 유리일 수 있다. 제1 전극은, 예컨대, 인듐 주석 산화물(ITO) 층과 같은, 고 일함수 정공 주입 컨덕터(high work function hole-injecting conductor)일 수 있다. 다른 제1 전극 재료는 갈륨 인듐 주석 산화물, 아연 인듐 주석 산화물, 티타늄 질화물, 또는 폴리아닐린(polyaniline)을 포함할 수 있다. 제2 전극은, 예컨대, Al, Ba, Yb, Ca, 리튬-알루미늄 합금(Li:Al), 또는 마그네슘-은 합금(Mg:Ag)과 같은, 저 일함수(예컨대, 4.0 eV 미만), 정공 주입, 금속일 수 있다. Mg:Ag와 같은 제2 전극은 불투명한 보호 금속층, 예컨대, 대기 산화로부터 캐소드 층을 보호하기 위한 Ag의 층, 또는 실질적으로 투명한 ITO의 비교적 얇은 층으로 덮일 수 있다. 제1 전극은 약 500옹스트롬 내지 4000옹스트롬의 두께를 가질 수 있다. 제1 층은, 100옹스트롬 내지 100nm, 100nm 내지 1마이크로미터, 또는 1마이크로미터 내지 5마이크로미터의 범위의 두께와 같은, 약 50옹스트롬 내지 약 5마이크로미터의 두께를 가질 수 있다. 제2 층은 100옹스트롬 내지 100nm, 100nm 내지 1마이크로미터, 또는 1마이크로미터 내지 5마이크로미터의 범위의 두께와 같은, 약 50옹스트롬 내지 약 5마이크로미터의 두께를 가질 수 있다. 제2 전극은 약 50옹스트롬 내지 약 1000옹스트롬을 초과하는 두께를 가질 수 있다.
유전체 층은 그 절연 특성과 소자 제조 절차와의 호환성을 위해 선택되는 재료를 포함할 수 있다. 몇몇의 모범적인 유전체 재료는, 한정됨 없이, 금속 산화물(예컨대, 실리콘 산화물), 및 와이드 밴드 갭 중합체(예컨대, 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate))를 포함한다. 발광 층은, 발광 재료, 바람직하게는 와이드 밴드 갭이 있는 것을 포함한다. 예컨대, 아연 황화물(zinc sulfide)이 적합한 재료이다.
몇몇의 실시예에 있어서, 유전체 재료와 발광 재료는 단일 재료로 결합된다. 예를 들어, 아연 황화물의 결정은, 중합체와 같은, 유전체 재료로 코팅되거나 캡슐화될 수 있다. 이들 중합체 코팅된 결정은 단일 재료와 함께 유전체와 발광 재료를 담당할 수 있다.
층들은, 스핀 코팅, 딥 코팅, 기상 증착(vapor deposition), 스퍼터링(sputtering), 또는 다른 박막 증착법에 의해 전극들 중 하나의 표면상에 증착될 수 있다. 제2 전극은, 고체 층의 노출된 표면상으로 샌드위치되거나, 스퍼터링되거나, 증착될 수 있다. 하나 또는 양쪽의 전극이 패턴 형성될 수 있다. 소자의 전극은 전기적 전도성 경로에 의해 전압원에 연결될 수 있다. 전압의 인가시에, 광이 소자로부터 생성된다.
유리하게, 무기 반도체는, 예컨대, 스퍼터링에 의해 저온에서 기판상에 증착될 수 있다. 스퍼터링은, 고에너지 상태에서 전자와 가스 이온의 플라즈마를 생성하기 위해 저압 가스(에컨대, 아르곤)의 전역에 고전압을 인가하는 것에 의해 수행 된다. 에너지가 인가된 플라즈마 이온은 요구되는 코팅 재료의 목표를 타격하여, 원자로 하여금 기판으로 이동하고 기판과 결합되기에 충분한 에너지를 갖고 그 목표로부터 방출되게끔 한다.
마이크로접촉 인쇄는 기판상의 미리 정한 영역에 재료를 적용하기 위한 방법을 제공한다. 미리 정한 영역은 재료가 선택적으로 적용되는 기판상의 영역이다. 재료와 기판은, 재료가 미리 설정된 영역내에 실질적으로 전체가 남도록, 선택될 수 있다. 패턴을 형성하는 미리 설정된 영역을 선택하는 것에 의해, 재료가 패턴을 형성하도록, 재료가 기판에 적용될 수 있다. 패턴은 규칙적인 패턴(어레이, 또는 일련의 라인들과 같은), 또는 불규칙적인 패턴일 수 있다. 일단 재료의 패턴이 기판상에 형성되면, 기판은 재료를 포함하는 영역(미리 정한 영역)과 실질적으로 재료가 없는 영역을 가질 수 있다. 상황에 따라서는, 재료가 기판상에 단분자층을 형성한다. 미리 정한 영역은 비연속적인 영역일 수 있다. 환언하면, 재료가 기판의 미리 정한 영역에 적용되는 경우에, 재료를 포함하는 장소는 실질적으로 재료가 없는 다른 장소에 의해 분리될 수 있다. 다른 예로서, 다분자층의 반도체 나노결정은 잉크젯 인쇄, 스핀 코팅, 딥 코팅, 마이크로접촉 인쇄, 또는 다른 방법에 의해 표면상에 증착될 수 있다. 다분자층은, 3미크론 두께 미만, 2미크론 두께 미만, 또는 1미크론 두께 미만일 수 있다.
일반적으로, 마이크로접촉 인쇄는 패턴화된 주형(mold)을 형성하는 것에 의해 시작한다. 주형은 높은 곳과 낮은 곳의 패턴이 있는 표면을 갖는다. 스탬프는, 예컨대, 패턴화된 주형 표면과 접촉하는 동안 경화되는 액상 중합체 전구체로 주형의 패턴화된 표면을 코팅하는 것에 의해, 높은 곳과 낮은 곳의 상보성 패턴을 갖게 형성된다. 그 다음, 스탬프가 잉크로 칠해질 수 있다; 즉, 스탬프는 기판 상에 증착될 재료와 접촉된다. 재료는 스탬프에 가역적으로 접착되게 된다. 그 다음, 잉크로 칠해진 스탬프가 기판과 접촉된다. 스탬프의 높은 영역이 기판을 접촉할 수 있는 반면에, 스탬프의 낮은 영역이 기판으로부터 분리될 수 있다. 잉크로 칠해진 스탬프가 기판을 접촉하는 경우에, 잉크 재료(또는 적어도 그것의 일부)가 스탬프로부터 기판으로 이동된다. 이러한 식으로, 높은 곳과 낮은 곳의 패턴이. 기판상의 재료가 있는 영역과 재료가 없는 영역을 포함하는 영역으로서, 스탬프로부터 기판으로 이동된다. 마이크로접촉 인쇄와 관련 기술은, 예컨대, 각각이 그 전체로서 참조로 통합되어 있는 미국 특허 제5,512,131; 6,180,239; 및 6,518,168에 기술되어 있다. 상황에 따라서, 스탬프는, 잉크가 스탬프에 적용될 때 패턴이 형성되는, 잉크의 패턴을 갖는 피처 없는(featureless) 스탬프일 수 있다. 그 전체가 참조로 통합되어 있는, 2005년 10월 21일에 출원된, 미국 특허 출원 제11/253,612호를 참조하라.
도 2는 마이크로접촉 인쇄 프로세스의 기본 단계를 개설하는 플로우차트를 묘사한다. 먼저, 실리콘 마스터(master)는 실리콘 표면상의 패턴, 예컨대 높은 곳과 낮은 곳의 패턴을 규정하는 표준 반도체 처리 기술을 이용하여 만들어진다(대안적으로는, 비패턴화된 증착을 위해, 블랭크(blank) Si 마스터가 사용될 수 있다). 그 다음, 폴리 디메틸 실록산(poly dimethyl siloxane)(PDMS, 예컨대, 실가드(Sylgard) 184) 전구체가 혼합되고, 가스가 제거되며, 마스터위로 부어지고, 다 시 가스가 제거되어, 실온에서(또는, 더 빠른 경화 시간을 위해, 실온 이상으로) 경화되도록 허용된다(단계 1). 그 다음에, 실리콘 마스터의 패턴을 포함하는 표면을 갖는 PDMS 스탬프가 마스터로부터 자유로워지고, 요구되는 형상 및 크기로 절단된다. 그 다음, 스탬프는 표면 화학층으로 코팅되고, 즉시 접착하도록 정선되며, 필요에 따라 잉크를 떼어 놓는다. 예를 들어, 표면 화학 층은 화학 기상 증착된 파릴렌-C(Parylene-C) 층일 수 있다. 표면 화학 층은 모사될 패턴에 따라, 예컨대, 0.1 내지 2㎛ 두께일 수 있다(단계 2). 그 다음, 이 스탬프는, 예컨대, 반도체 나노결정의 용액을 스핀-캐스팅(spin-casting), 주사기 펌프 분주(syringe pump dispensing), 또는 잉크젯 인쇄하는 것에 의해 잉크로 칠해진다. 용액은, 예컨대, 1-10mg/mL 농도의 클로로포름(chloroform)을 가질 수 있다. 농도는 요구되는 성과에 따라 변화될 수 있다. 그 다음, 잉크로 칠해진 스탬프는 기판에 접촉될 수 있고, 잉크(즉, 반도체 나노결정 단분자층)를 새로운 기판에 완전히 이동시키기 위해, 예컨대, 30초 동안 부드러운 압력(gentle pressure)이 가해진다(단계 4). 도 2A 및 2B는 ITO 코팅된 유리 기판의 준비를 묘사한다. 제1 유전체 층과 같은 제1 기판은, ITO 기판위로 증착된다. 패턴화된 반도체 나노결정 단분자층이 이 층으로 이동되고, 그 다음에 소자의 나머지가 추가될 수 있다(단계 5). 예로서, 각각이 그 전체로서 참조로 통합되어 있는, 양측이 2005년 10월 21일에 출원된 미국 특허 제11/253,595호 및 제11/253,612호와, 2005년 1월 11일에 출원된 미국 특허 제11/032,163호를 참조하라.
소자 재료의 전기적 특성(밴드 갭과 밴드 오프셋과 같은)은, 여기가 와이드 밴드 갭 발광 재료상에 실질적으로 형성되는 소자를 제조하기 위해 소자 구조물과 결합하여 선택될 수 있다. 발광 재료는 광이 소자로부터 발광되기 전에 에너지를 발광-변화(emission-altering) 재료에 전송할 수 있다. 에너지 전송은 발광 재료로부터의 발광과 발광-변화 재료에 의한 재흡수에 의해 발생할 수 있다. 대안적으로는, 에너지 전송은 발광과 재흡수가 있는 에너지의 전송(푀르스터(
) 에너지 전송과 같은)일 수 있다. 어느 경우에 있어서도, 일단 발광-변화 재료가 여기 상태에 있으면, 그것은 발광할 수 있다. 경우에 따라서, 발광과 재흡수는 에너지 전송의 주된 방식일 수 있다. 그러한 경우에, 발광-변화 재료는 발광 재료에 인접할 필요가 없다. 하지만, 푀르스터 에너지 전송의 효율은 에너지 전송 상대자들 사이의 거리에 좌우되며, 더 작은 거리가 에너지 전송의 더 큰 효율을 부여한다.
반도체 나노결정은 발광-변화 재료로서 유리하게 사용될 수 있다. 반도체 나노결정은 격렬한 좁은 대역의 발광이 있는 넓은 흡수 대역을 가질 수 있다. 발광의 피크 파장은 나노결정의 크기, 형상, 조성, 및 구조적 구성에 따라, 가시 및 적외 영역의 전역에서 조절될 수 있다. 나노결정은 요구되는 화학적 특성(요구되는 용해성과 같은)을 가진 외면이 있게 준비될 수 있다. 나노결정에 의한 발광은 긴 기간 동안 안정될 수 있다.
나노결정이 여기 상태를 획득한(또는 환언하면, 나노결정상에 여기가 위치되는) 경우에, 발광 파장에서 발광이 일어날 수 있다. 발광은 양자 구속 반도체 재료의 밴드 갭에 대응하는 주파수를 갖는다. 밴드 갭은 나노결정의 크기의 함수이 다. 나노결정은 재료의 분자와 벌크 형태사이의 중간의 특성을 가질 수 있는 작은 직경을 갖는다. 예를 들어, 작은 직경을 갖는 반도체 재료에 기초한 나노결정은, 정자(crystallite) 크기를 감소시키는 것과 더불어 재료의 효율적인 밴드 갭의 증가를 이끄는, 모든 3차원의 전자와 정공의 양쪽의 양자 구속을 나타낼 수 있다. 따라서, 나노결정의 광학 흡수와 발광의 양쪽은, 정자의 크기가 감소함에 따라, 청색 또는, 더 높은 에너지로 시프트한다.
나노결정으로부터의 발광은, 나노결정의 크기, 나노결정의 조성, 또는 그 양쪽을 변화시키는 것에 의해 스펙트럼의 자외, 가시, 또는 적외 영역의 완벽한 파장 대역을 통해서 조절될 수 있는 좁은 가우스(Gaussian) 발광 대역일 수 있다. 예를 들어, CdSe는 가시 영역에서 조절될 수 있고 InAs는 적외 영역에서 조절될 수 있다. 나노결정 집단의 좁은 크기 분포는 좁은 스펙트럼 범위의 발광을 초래할 수 있다. 집단은 단분산(monodisperse)일 수 있고, 나노결정 직경의 15% rms 미만, 바람직하게는 10% rms 미만, 더욱 바람직하게는 5% rms 미만의 편차를 나타낼 수 있다. 가시적으로 발광하는 나노결정에 대한 약 75nm, 바람직하게는 60nm, 보다 바람직하게는 40nm, 가장 바람직하게는 30nm 반치폭(full width at half max; “FWHM”) 이하의 좁은 범위의 스펙트럼 발광이 관찰될 수 있다. IR-발광 나노결정은 150nm 이하, 또는 100nm이하의 FWHM을 가질 수 있다. 발광 에너지의 관점에서 표현하면, 발광은 0.05eV 이하, 또는 0.03eV 이하의 FWHM을 가질 수 있다. 발광의 폭은 나노결정 직경의 분산도가 감소함에 따라 감소한다. 반도체 나노결정은 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 또는 80% 초과와 같은 고 발광 양자 효율을 가질 수 있다.
나노결정을 형성하는 반도체는, 그룹 II-VI 화합물, 그룹 II-V 화합물, 그룹 III-VI 화합물, 그룹 III-V 화합물, 그룹 IV-VI 화합물, 그룹 I-III-VI 화합물, 그룹 II-IV-VI 화합물, 또는 그룹 II-IV-V 화합물, 예컨대, ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdO, CdS, CdSe, CdTe, MgO, MgS, MgSe, MgTe, HgO, HgS, HgSe, HgTe, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InN, InP, InAs, InSb, TlN, TlP, TlAs, TlSb, TlSb, PbS, PbSe, PbTe, 또는 그 혼합물을 포함할 수 있다.
단분산 반도체 나노결정을 준비하는 방법은 뜨거운, 배위 용제(coordinating solvent)로 주입되는, 디메틸 카드뮴(dimethyl cadmium)과 같은, 유기금속 시약의 열분해를 포함한다. 이것은 분리된 결정 생성을 가능케 하고 나노결정의 거시적인(macroscopic) 양의 제어되는 성장이라는 결과를 가져온다. 나노결정의 준비와 조작은, 예컨대, 각각이 그 전체로서 참조로 통합되어 있는, 미국 특허 제6,322,901호와 제6,576,291호, 및 미국 특허 출원 제60/550,314호에 기술되어 있다. 나노결정을 제조하는 방법은 콜로이드(colloidal) 성장 프로세스이다. 콜로이드 성장은 M 도너와 X 도너를 뜨거운 배위 용제내로 신속히 주입하는 것에 의해 발생한다. 주입은 나노결정을 형성하기 위해 제어된 방식으로 성장될 수 있는 핵을 생성한다. 반응 혼합물은 나노결정을 성장시키고 어닐(anneal)하도록 부드럽게 가열될 수 있다. 시료내의 나노결정의 평균 크기와 크기 분포의 양쪽은 성장 온도에 좌우된다. 안정 성장을 유지하는데 필수적인 성장 온도는 평균 결정 크기를 증가시키는 것으로 증가한다. 나노결정은 나노결정 집단의 일원이다. 분리된 결정 생성과 제어된 성장의 결과로서, 획득된 나노결정의 집단은 좁은, 직경의 단분산 분포를 갖는다. 직경의 단분산 분포는 또한 크기라고도 칭해진다. 결정 생성을 뒤따르는 배위 용제의 나노결정의 제어된 성장 및 어닐링의 프로세스는 또한 균일한 표면 유도체화(derivatization) 및 정연한 코어(core) 구조를 초래한다. 크기 분포가 날카로움에 따라, 온도는 안정 성장을 유지하기 위해 상승될 수 있다. 더 많은 M 도너와 X 도너를 추가시키는 것에 의해, 성장 기간이 단축될 수 있다. M 도너는 무기 화합물, 유기금속 화합물, 또는 원소 금속일 수 있다. M은 카드뮴, 아연, 마그네슘, 수은, 알루미늄, 갈륨, 인듐, 또는 탈륨이다. X 도너는 M 도너와 반응하여 일반식 MX을 갖는 재료를 형성할 수 있는 화합물이다. 일반적으로, X 도너는, 포스핀 칼코게나이드(phosphine chalcogenide), 비스(실일) 칼코게나이드(bis(silyl) chalcogenide), 디옥시겐(dioxygen), 암모늄염(ammonium salt), 또는 트리(실일) 닉타이드(tris(silyl) pnictide)와 같은, 칼코게나이드 도너 또는 닉타이드 도너이다. 적절한 X 도너는, 디옥시겐, 비스(트리메틸실일) 셀레나이드(bis(trimethylsilyl) selenide)((TMS)2Se), (트리-n-옥틸포스핀(tri-n-octylphosphine)) 셀레나이드 (TOPSe) 또는 (트리-n-부틸포스핀(tri-n-butylphosphine)) 셀레나이드 (TBPSe)와 같은 트리알킬(trialkyl) 포스핀 셀레나이드, (트리-n-옥틸포스핀) 텔루라이드(telluride) (TOPTe) 또는 헥사프로필포스포러스트리아미드(hexapropylphosphorustriamide) 텔루라이드 (HPPTTe)와 같은 트리알킬 포스핀 텔루라이드, 비스(트레메틸실일) 텔루라이드 ((TMS)2Te), 비스(트레메틸 실일) 황화물 ((TMS)2S), (트리-n-옥틸포스핀) 황화물 (TOPS)와 같은 트리알킬 포스핀 황화물, 암모늄 할라이드(ammonium halide)(e.g., NH4Cl)와 같은 암모늄염, 트리(트레메틸실일) 포스파이드(phosphide)((TMS)3P), 트리(트레메틸실일) 아르세나이드(arsenide) ((TMS)3As), 또는 트리(트리메틸실일) 안티모나이드(antimonide) ((TMS)3Sb)를 포함한다. 특정 실시예에 있어서는, M 도너와 X 도너가 동일 분자내의 일부분일 수 있다.
배위 용제는 나노결정 성장의 제어를 도울 수 있다. 배위 용제는, 예컨대, 성장하는 나노결정의 표면에 배위하는데 유용한 고립 전자 쌍을 가진 도너 고립 쌍을 갖는 화합물이다. 용제 배위는 성장하는 나노결정을 안정시킬 수 있다. 일반적인 배위 용제는, 알킬 포스핀(alkyl phosphine), 알킬 포스핀 옥사이드(alkyl phosphine oxide), 알킬 포스포닉 산(alkyl phosphonic acid), 또는 알킬 포스피닉 산(alkyl phosphinic acid)을 포함하지만, 피리딘(pyridine), 푸란(furan), 및 아민(amine)과 같은 다른 배위 용제가 또한 나노결정 생성을 위해 적합할 수 있다. 적합한 배위 용제의 예는, 피리딘, 트리-n-옥틸 포스핀(TOP), 트리-n-옥틸 포스핀 옥사이드(TOPO), 및 트리-하이드록실프로필포스핀(tris-hydroxylpropylphosphine)(tHPP)를 포함한다. 공업용급(technical grade) TOPO가 사용될 수 있다.
반응의 성장 스테이지(stage)동안의 크기 분포는, 입자의 흡수 선 폭을 감시 하는 것에 의해 산정될 수 있다. 입자의 흡수 스펙트럼의 변화에 따른 반응 온도의 변경은, 성장 동안의 날카로운 입자 크기 분포의 관리를 가능케 한다. 더 큰 결정을 성장시키기 위해 결정 생성 동안에 결정 생성 용액에 반응 재료가 첨가될 수 있다. 입자 나노결정 평균 직경에서 성장을 정지시키고 반도체 재료의 적합한 조성을 선택하는 것에 의해, 나노결정의 발광 스펙트럼이, CdSe 및 CdTe에 대한 300nm 내지 5미크론, 또는 400nm 내지 800nm의 파장 대역을 걸쳐 계속적으로 조절될 수 있다. 나노결정은 150Å 미만의 직경을 갖는다. 나노결정의 집단은 15Å 내지 125Å 범위의 평균 직경을 갖는다.
나노결정은 좁은 크기 분포를 갖는 나노결정의 집단의 일원일 수 있다. 나노결정은, 구, 막대, 디스크, 또는 여타 형상일 수 있다. 나노결정은 반도체 재료의 코어를 포함할 수 있다. 나노결정은 식 MX를 가진 코어를 포함할 수 있고, M은 카드뮴, 아연, 마그네슘, 수은, 알루미늄, 갈륨, 인듐, 탈륨, 또는 그 혼합물이고, X는 산소, 황, 셀렌(selenium), 텔루르(tellurium), 질소, 인, 비소, 안티몬, 그 혼합물이다.
코어는 코어의 표면상에 보호막(overcoating)을 가질 수 있다. 보호막은 코어의 조성과는 상이한 조성을 갖는 반도체 재료일 수 있다. 나노결정의 표면상의 반도체 재료의 보호막은, 그룹 II-VI 화합물, 그룹 II-V 화합물, 그룹 III-VI 화합물, 그룹 III-V 화합물, 그룹 IV-VI 화합물, 그룹 I-III-VI 화합물, 그룹 II-IV-VI 화합물, 및 그룹 II-IV-V 화합물, 예컨대, ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdO, CdS, CdSe, CdTe, MgO, MgS, MgSe, MgTe, HgO, HgS, HgSe, HgTe, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InN, InP, InAs, InSb, TlN, TlP, TlAs, TlSb, TlSb, PbS, PbSe, PbTe, 또는 그 혼합물을 포함할 수 있다. 예컨대, ZnS, ZnSe 또는 CdS 보호막은 CdSe 또는 CdTe 나노결정상에서 성장될 수 있다. 보호막 프로세스는, 예컨대, 미국 특허 제6,322,901호에 기술되어 있다. 보호막을 코팅하는 동안에 반응 혼합물의 온도를 조절하고 코어의 흡수 스펙트럼을 감시하는 것에 의해, 고 발광 양자 효율과 협소한 크기 분포를 갖는 보호막이 코팅된 재료가 획득될 수 있다. 보호막은 1과 10 단분자층 두께의 사이일 수 있다.
입자 크기 분포는, 미국 특허 제6,322,901호에 기재된 메탄올/부탄올(methanol/butanol)과 같이, 나노결정에 대해 빈약한 용제(poor solvent)로 크기 선택적 침전을 시키는 것에 의해 더 정련될 수 있다. 예를 들어, 나노결정은 헥산(hexane) 중 10% 부탄올 용액에서 분산될 수 있다. 메탄올은 유백광이 주장할 때까지 이러한 활동적인 용액에 한 방울씩(dropwise) 첨가될 수 있다. 원심 분리기에 의한 상청액과 응집 덩어리의 분리는 시료의 가장 큰 정자들로 농축된 침전물을 생성한다. 이러한 절차는 광학 흡수 스펙트럼의 그 이상의 날카로움이 주목되지 않을 때까지 반복될 수 있다. 크기 선택적 침전은, 피리딘/헥산 및 클로로포름/메탄올을 포함하는, 다양한 용제/비용제 쌍에서 수행될 수 있다. 크기-선택된 나노결정 집단은, 평균 직경으로부터 15% rms 이하의 편차, 바람직하게는 10% rms 이하의 편차, 그리고 더욱 바람직하게는 5% rms 이하의 편차를 가질 수 있다.
나노결정의 외부 표면은 성장 프로세스 동안에 사용되는 배위 용제로부터 유도되는 화합물을 포함할 수 있다. 그 표면은 결합 배위 그룹의 여분에 대한 반복 되는 노출에 의해 변형될 수 있다. 예를 들어, 표면이 덮여진 나노결정의 분산은, 피리딘, 메탄올, 및 방향족 화합물에서 즉시로 분산하지만, 더 이상 지방족의 용제에서는 분산하지 않는, 정자들을 생성하기 위해, 피리딘과 같은 배위 유기 화합물로 처리될 수 있다. 그러한 표면 교환 프로세스는, 예컨대, 포스핀, 티올(thiol), 아민, 및 포스페이트(phosphate)를 포함하여, 나노결정의 외부 표면에 배위하거나 결합할 수 있는 어떠한 화합물과도 수행될 수 있다. 나노결정은 표면에 대해 친화력을 나타내고 현탁액(suspension) 또는 분산 매개물에 대해 친화력을 갖는 성분에서 종결하는 단쇄 중합체(short chain polymer)에 노출될 수 있다. 그러한 친화성은 현탁액의 안정성을 향상시키고 나노결정의 응집을 방해한다. 나노결정 배위 화합물은, 예컨대, 각각이 그 전체로서 참조로 통합되어 있는, 미국 특허 제6,251,303호에 기술되어 있다.
보다 상세하게는, 배위자가 다음의 식을 가질 수 있다:
여기서, k는 2, 3 또는 5이고, n은, k-n이 영(zero)이상이도록, 1, 2, 3, 4 또는 5이다; X는 O, S, S=O, SO2, Se, Se=O, N, N=O, P, P=O, As, 또는 As=O이다; Y 및 L의 각각은, 독립적으로, 아릴기(aryl), 헤테로아릴기(heteroaryl), 또는 적어도 하나의 2중 결합, 적어도 하나의 3중 결합, 또는 적어도 하나의 2중 결합과 하나의 3중 결합을 선택적으로 포함하는 직선상의 또는 가지상의 C2-I2 하이드로 카 본(hydrocarbon) 사슬이다. 하이드로 카본 사슬은, 하나 이상의 C1-4 알킬기, C2-4 알케닐(alkenyl), C2-4 알키닐(alkynyl), C1-4 알콕시기(alkoxy), 히드록실기(hydroxyl), 할로(halo), 아미노, 니트로기(nitro), 시안기(cyano), C3-5 사이클로알킬기(cycloalkyl), 3-5 구성원의 헤테로사이클로알킬기(heterocycloalkyl), 아릴기, 헤테로아릴기, C1-4 알킬카보닐옥시(alkylcarbonyloxy), C1-4 알킬옥시카보닐(alkyloxycarbonyl), C1-4 알킬카보닐, 또는 포르밀(formyl)로 선택적으로 치환될 수 있다. 하이드로카본 사슬은 또한 -0-, -S-, -N(Ra)-, -N(Ra)-C(O)-O-, -0-C(O)-N(Ra)-, -N(Ra)-C(O)-N(Rb)-, -0-C(O)-O-, -P(Ra)-, 또는 -P(O)(Ra)-에 의해 선택적으로 끊길 수 있다. Ra와 Rb의 각각은, 독립적으로, 하이드로겐(hydrogen), 알킬기, 알케닐, 알키닐, 알콕시기, 하이드록실알킬기(hydroxylalkyl), 하이드록실(hydroxyl), 또는 할로알킬기이다.
아릴기는 치환 또는 무치환 고리 방향족 화합물 그룹(cyclic aromatic group)이다. 예시는, 페닐기(phenyl), 벤질(benzyl), 나프틸기(naphthyl), 톨릴기(tolyl), 안트라실(anthracyl), 니트로페닐(nitrophenyl), 또는 할로페닐(halophenyl)을 포함한다. 헤테로아릴기는, 고리에 하나 이상의 헤테로 원자, 예를 들어, 푸릴(furyl), 피리딜(pyiridyl), 피롤릴(pyrrolyl), 또는 페난트릴(phenanthryl)이 있는, 아릴기이다.
적합한 배위자는 상업적으로 구입하거나, 예컨대, 그 전체가 참조로서 통합된, Advanced Organic Chemistry의 제이. 마치(J. March)에 기술된 바와 같은, 보통의 합성 유기 기술에 의해 준비될 수 있다.
투과 전자 현미경(TEM)은 나노결정 집단의 크기, 형상, 및 분포에 대한 정보를 제공할 수 있다. 분말 X-선 회절(XRD) 패턴은 나노결정의 결정구조의 품질 및 타입에 관한 가장 완벽한 정보를 제공할 수 있다. 입자 직경이, X-선 결맞음 길이(X-ray coherence length)를 통해서, 피크 폭에 가역적으로 관련되므로, 크기의 산정이 또한 가능하다. 예를 들어, 나노결정의 직경은 투과 전자 현미경에 의해 직접적으로 측정되거나, X-선 회절 데이터로부터, 예컨대, 셰러 방정식(Scherrer equation)을 이용하여 산정될 수 있다. 그것은 또한, UV/Vis 흡수 스펙트럼으로부터 산정될 수 있다.
개개의 소자는, 디스플레이를 형성하도록 단일 기판상의 다중 위치에 형성될 수 있다. 디스플레이는, 상이한 파장에서 발광하는 소자를 포함할 수 있다. 기판을 상이한 색-발광 재료의 어레이로 패턴 형성하는 것에 의해, 상이한 색의 픽셀을 포함하는 디스플레이가 형성될 수 있다. 몇몇의 어플리케이션에 있어서는, 기판이 백플레인(backplane)을 포함할 수 있다. 백플레인은, 개개의 픽셀에 대한 전력을 제어하거나 스위칭하기 위한 능동 혹은 수동 전자기기를 포함한다. 백플레인을 포함하는 것은, 디스플레이, 센서, 또는 이미저(imager)와 같은 어플리케이션을 위해 유용할 수 있다. 특히, 백플레인은, 능동 매트릭스, 수동 매트릭스, 고정 포맷, 직접 구동, 또는 하이브리드(hybrid)로 구성될 수 있다. 디스플레이는, 정지 화 상, 동화상, 또는 조명용으로 구성될 수 있다. 조명 디스플레이는 백색광, 단색광, 또는 색 조절 가능 광을 제공할 수 있다. 예컨대, 그 전체가 참조로서 통합되어 있는, 2005년 10월 21일에 출원된, 미국 특허 출원 제11/253,612호를 참조하라.
소자는, 제어되는 (산소 없는 그리고 습기 없는) 환경에서 만들어져, 제조 프로세스 동안의 발광 효율의 약화를 방지한다. 다른 다분자층 구조들도 소자 성능을 향상시키기 위해 사용될 수 있다(예로서 참조하라).
발광 소자의 성능은 그 효율을 증가시키는 것, 그 발광 스펙트럼을 좁게 하거나 넓게 하는 것, 또는 그 발광을 분극화시키는 것에 의해 향상될 수 있다. 예컨대, 각각이 그 전체로서 참조로 통합되어 있는, Semiconductors and Semimetals 64, 255 (2000)의 블로빅 등(Bulovic et al.), Appl. Phys. Lett. 78, 1622 (2001)의 아다치 등(Adachi et al.), Appl. Phys. Lett. 76, 1243 (2000)의 야마자키 등(Yamasaki et al.), Jpn. J. Appl. Phys. 37, 1457 (1998)의 디르 등(Dirr et al.), 및 MRS Fall Meeting, BB6.2 (2001)의 디'앙드레드 등(D'Andrade et al.)을 참조하라. 나노결정은 효율적인 하이브리드 유지/무기 발광 소자에 포함될 수 있다.
나노결정의 좁은 FWHM은 포화도에 이른 색 발광을 초래할 수 있다. 이것은, 나노결정 발광 소자에서는 적외 및 UV 발광으로 상실되는 포톤이 없으므로, 가시 스펙트럼의 적색 및 청색 부분에서도 효율적인 나노결정-발광 소자를 인도할 수 있다. 넓게 조절할 수 있는, 단일 재료 시스템의 전체 가시스펙트럼의 전역에서 포화도에 이른 색 발광은, 어떠한 클래스의 유기 발색단(chromophore)에 의해서도 맞 추어지지 않는다(예컨대, 그 전체가 참조로서 통합되어 있는, J. Phys. Chem. 101, 9463 (1997)의 다보우시 등(Dabbousi et al.)을 참조하라). 나노결정의 단분산 집단은 좁은 범위의 파장을 걸쳐 발광할 것이다. 1 사이즈 이상의 나노결정을 포함하는 소자는 1 좁은 범위 이상의 파장에서 발광할 수 있다. 관찰자에 의해 지각되는 발광된 광의 색은 소자내의 나노결정의 크기와 재료의 적절한 조합을 선택하는 것에 의해 선택될 수 있다. 나노결정의 밴드 에지 에너지 레벨의 축퇴(degeneracy)는, 직접 전하 주입, 에너지 전송, 또는 광의 흡수에 의해 생성되었든지 여하간, 모든 가능한 여기의, 포획 및 방사성의 재결합을 촉진한다.
소자는 가시 또는 적외광을 발광하도록 준비될 수 있다. 반도체 나노결정의 크기 및 재료는, 나노결정이, 선택된 파장의 가시 또는 적외광을 발광하도록 선택될 수 있다. 파장은, 300과 2,500nm의 사이 또는 초과, 예컨대, 300과 400nm 사이, 400과 700nm 사이, 700과 1100nm 사이, 1100과 2500nm 사이, 또는 2500 nm 초과일 수 있다.
개개의 소자는 디스플레이를 형성하도록 단일 기판상의 다중 위치에 형성될 수 있다. 디스플레이는 상이한 파장에서 발광하는 소자를 포함할 수 있다. 상이한 색-발광 반도체 나노결정의 어레이로 기판을 패턴 형성하는 것에 의해, 상이한 색의 픽셀을 포함하는 디스플레이가 형성될 수 있다.
도 3A는 전압 구동형 전계발광 소자의 단면도를 예시한다. 이 소자에 있어서, 반도체 나노결정 층(003)(반도체 나노결정의 부분적인 단분자층, 단분자층, 또는 다분자층일 수 있는) 및 와이드 밴드 갭 재료 층(004)이 기판상(007)의 2개의 절연층(002, 005)과 2개의 전도성 전극(001, 006)의 사이에 쌓여 있다. 보호층(000), 도전층(001), 및 절연층(002)은 와이드 밴드 갭 재료층(004)에서 그리고 반도체 나노결정 층(003)에서 생성된 광이 소자를 나갈 수 있게끔 투명하다. 대안적으로는, 하부 전극과 기판이 투명하다는 조건으로, 광이 기판의 측부를 나갈 수 있다.
이러한 구조에 따르면, 전압 구동형 나노결정 전계 발광 소자는 2개의 절연층들과 전도성 전극들 사이의 와이드 밴드 갭 재료(아연 황화물과 같은)와 나노결정을 포함하는 발광층을 포함한다. 와이드 밴드 갭 재료를 전기적으로 구동하고 여기하도록 전압이 2개의 전도성 전극을 걸쳐 인가된다; 여기 에너지는, 나노결정 층에 에너지를 전송하는 것에서 또는 포톤을 방출하는 것에 의해서 소기된다. 따라서, 나노결정 층은 전기 에너지를 포톤 에너지로 직접적으로 또는 비직접적으로 변환하는 에너지 변환층을 담당한다. 나노결정 층내에서의 에너지 변환의 결과로서 나노결정의 에너지 구조물과 관련된 광이 발광된다. 따라서, 누구라도, 적색, 녹색, 또는 청색, 또는 색들의 조합의 발광을 획득하고, 그럼에도 와이드 밴드 갭 재료의 화학적 조성을 변화되지 않게 유지하는 나노결정 크기 또는 조성을 설계할 수 있다.
도 3B는 전압 구동형 나노결정 전계발광 소자의 대안적인 구조를 도시한다. 여기서, 반도체 나노결정(103)은 기판(107)상의 2개의 절연층(102, 105)과 2개의 전도성 전극(101, 106) 사이의 와이드 밴드 갭 재료(104)의 매트릭스에 분산된다. 혼합된 나노결정 층과 와이드 밴드 갭 재료 층으로부터의 광이 상측 및/또는 하측 으로부터 추출된다.
도 3C는 전압 구동형 나노결정 전계발광 소자의 대안적인 구조를 도시한다. 여기서, 반도체 나노결정(201)은, 상부 전극(202), 유전체(203), 와이드 밴드 갭 재료(204), 유전체(205), 전극(206), 및 기판(207)의 외측 영역에 위치된다. 나노결정(201)은 커버(200)(필수적으로 존재하지는 않는)에 의해 선택적으로 보호될 수 있다. 와이드 밴드 갭 재료 층으로부터의 광은 에너지 전송이나 재흡수에 의해 나노결정을 여기시킬 수 있다.
전압 구동형 나노결정 전계 발광 소자에 있어서, 반도체 표면을 열산화시키는 것에 의해 실리콘 산화물과 같은 절연층이 기판(실리콘 기판과 같은)상에 형성된다. 와이드 밴드 갭 재료, 예컨대, 아연 황화물은 절연층의 상부에 캐스팅되거나 스퍼터링될 수 있다. 그 다음, 나노결정 용액은 아연 황화물 층의 상부에 (예컨대, 스핀 캐스팅, 잉크젯 인쇄, 마이크로접촉 인쇄, 또는 드롭 캐스팅에 의해) 증착될 수 있다. 대안적으로는 와이드 밴드 갭 재료(중합체와 같은) 및 나노결정이 용제에 함께 용해될 수 있다. 예로서, 그 전체가 참조로서 통합되어 있는, 2003년 3월 28일에 출원된, 미극 특허 출원 제10/400,907호를 참조하라. 적합한 용제의 예는 클로로포름과 THF를 포함한다. 그 다음, 나노결정과 와이드 밴드 갭 재료의 용액이 증착될 수 있다. 중합체의 층, 예컨대, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)는 나노결정 층 상부의 제2 절연 재료로서 사용될 수 있다. 상부 전극과 보호층이 인듐 주석 산화물(ITO) 코팅된 유리 슬라이드에 의해 마련될 수 있다.
소자를 형성하기 위해, 투명 전극(ITO와 같은)이 투명 기판상에 배열될 수 있다. 그 다음, 반도체 나노결정이 마이크로-접촉 인쇄나 랭뮤어-블로젯(Langmuir-Blodgett; “LB”) 기술과 같은 대면적 호환, 단일 단분자층 증착 기술을 이용하여 증착된다. 다음에, n-형 반도체(예컨대, ZnO 또는 TiO2)가 이 층의 상부에, 예컨대, 스퍼터링에 의해 적용된다. 금속 전극이 이 위에 열증착되어 소자를 완성할 수 있다. 더욱 복잡한 소자 구조도 가능하다. 예를 들어, 운반층의 해방된 전하 캐리어에 의한 여기 약화에 기인하는 비-방사성 손실을 최소화하기 위해, 경 도핑 층이 나노결정 층에 인접하여 포함될 수 있다.
소자는 2개의 운반층을 분리적으로 성장시키는 것에 의해 조립될 수 있고, 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane)(PDMS)과 같은 탄성 중합체를 이용하여 전기적인 접촉을 물리적으로 적용한다. 이것은 나노결정 층상의 재료의 직접 증착을 위한 요구를 회피한다.
소자는 모든 운반층의 적용 후에 열처리될 수 있다. 열처리는 나노결정으로의 전하의 주입을 더욱 향상시킬 수 있음과 더불어, 나노결정상의 유기 캡핑(capping) 그룹을 제거할 수 있다. 캡핑 그룹의 불안정성은 소자 불안정성의 원인이 될 수 있다.
광생성을 위해 이용되는 인가 전압은 AC 전압 또는 DC 전압일 수 있다. DC 전압은, 예컨대, 배터리, 캐패시터, 또는 정류된 AC 전압을 포함하는, DC 전압 생성기에 의해 공급될 수 있다. AC 전압은, 예컨대, 구형파와 같은, 전압 파형을 생성하는 AC 전압 생성기에 의해 공급될 수 있다. 파형은 10Hz와 1MHz, 250Hz와 100kHz, 또는 500Hz와 10kHz의 사이의 주파수를 가질 수 있다. 평균 전압은 2와 10볼트, 또는 3과 8볼트의 사이일 수 있다. 사용되는 듀티 주기의 비율은 평균전압을 최대전압으로 나눈 것에 100을 곱하는 것으로서 산출된다. 듀티 주기의 비율은 온/오프 주기에서 전압이 온(on)된 동안의 상대 시간(in %)이다. 주파수, 듀티 주기, 및 피크 전압은 소자로부터의 광출력과 안정성을 최적화하도록 조절될 수 있다. 듀티 주기의 몇몇의 어플리케이션이, 예컨대, 그 전체가 참조로 통합되어 있는, Applied Physics Letters 73:111-113 (1998)의 지. 유 등(G. Yu et al.)에 기술되어 있다. 예를 들어, Ac 전압 파형은, 5볼트의 최대 전압, 1kHz의 주파수, 및 2.5볼트의 평균전압을 갖는, 5V와 1kHz에서 50% 듀티 주기일 수 있다. 이러한 식으로, 낮은 평균 구동 전압은 소자의 동작 반감기를 개선할 수 있다.
디스플레이 유닛은, 상이한 색의 광을 생성하는 발광층이, 요구되는 에너지 구조물과 조성의 나노결정 층을 선택하여 패턴 형성하는 것에 의해 형성되는, 2개의 절연층과 도전층 사이의 와이드 밴드 갭 재료와 나노결정 층을 포함하는 층을 포함하는 그러한 전계 발광 소자를 이용하여 만들어질 수 있다. 따라서, 다색 디스플레이가 실현될 수 있다.
도 4는 전계 발광 소자로부터의 발광을 나타내는 컬러 사진이다. ZnS 전계 발광 재료로부터의 청색 발광과 반도체 나노결정으로부터의 적색 발광의 양쪽이 관찰되었다.
도 5A 및 5B는 각각, 오프 및 온 상태(즉, 인가되는 전압이 없는, 그리고 인가되는 전압이 있는)에서의 전계 발광 소자를 나타내는 컬러 사진이다. 소자는 1 변이 1mm인 정방형을 갖는 “체스판(chessboard)”패턴으로 증착되는 적색 발광 반도체 나노결정과 ZnS 전계 발광 재료를 포함한다. 교류 전압이 인가되는 경우에, 반도체 나노결정으로부터 적색 발광이 일어날 때, ZnS 재료로부터의 청색 발광이 관찰되었다.
다른 실시예들은 하기의 청구 범위의 권리 범위내에 있다.
Claims (36)
- 제1 전극;제2 전극;전계 발광 재료;상기 전계 발광 재료와 적어도 하나의 전극 사이에 배치되고, 절연 특성을 갖는 유전체 재료; 및상기 전계 발광 재료로부터 에너지를 수신하도록 배열되는 복수의 반도체 나노결정을 포함하고,상기 복수의 반도체 나노결정은, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 사이에 배치되는, 발광 소자.
- 청구항 1에 있어서, 상기 전계 발광 재료는 와이드 밴드 갭 재료를 포함하고, 층으로 배열되는, 발광 소자.
- 청구항 2에 있어서, 상기 유전체 재료는 금속 산화물 또는 와이드 밴드 갭 중합체를 포함하고, 상기 전계 발광 재료에 인접하여 적어도 하나의 층으로 배열되는, 발광 소자.
- 청구항 3에 있어서, 상기 복수의 반도체 나노결정은, 층으로 배열되는, 발광 소자.
- 청구항 3에 있어서, 상기 복수의 반도체 나노결정은, 상기 전계 발광 재료에 인접하여 층으로 배열되는, 발광 소자.
- 청구항 3에 있어서, 상기 복수의 반도체 나노결정은, 상기 전계 발광 재료 중에 분산되는, 발광 소자.
- 청구항 1에 있어서, 상기 복수의 반도체 나노결정은, 단색광을 발광하도록 선택되는, 발광 소자.
- 청구항 1에 있어서, 상기 복수의 반도체 나노결정은, 하나 이상의 상이한 색의 광을 발광하도록 선택되는, 발광 소자.
- 청구항 1에 있어서, 상기 복수의 반도체 나노결정은, 백색광을 발광하도록 선택되는, 발광 소자.
- 청구항 8에 있어서, 상기 복수의 반도체 나노결정은, 가시광을 발광하도록 선택되는, 발광 소자.
- 청구항 1에 있어서, 상기 복수의 반도체 나노결정은, 적외광을 발광하도록 선택되는, 발광 소자.
- 제1 전극 위에 절연 특성을 갖는 유전체 재료를 증착시키는 단계;상기 제1 전극 위에 전계 발광 재료를 증착시키는 단계;복수의 반도체 나노결정을 상기 전계 발광 재료로부터 에너지를 수신하는 배열로 증착시키는 단계; 및상기 제1 전극, 상기 유전체 재료, 상기 전계 발광 재료, 및 상기 복수의 반도체 나노결정 위에 제2 전극을 배열시키는 단계를 포함하며,상기 유전체 재료는 상기 전계 발광 재료와 적어도 하나의 전극 사이에 배치되고,상기 복수의 반도체 나노결정을 전계 발광 재료로부터 에너지를 수신하는 배열로 증착시키는 단계는, 상기 나노결정을 상기 제1 전극 위에 증착시키는 단계를 포함하는, 소자 형성 방법.
- 청구항 12에 있어서, 상기 전계 발광 재료를 증착시키는 단계는, 층을 형성하는 단계를 포함하고,상기 전계 발광 재료는 와이드 밴드 갭 재료를 포함하는, 소자 형성 방법.
- 청구항 12에 있어서, 상기 유전체 재료는 금속 산화물 또는 와이드 밴드 갭 중합체를 포함하고, 상기 전계 발광 재료에 인접하여 적어도 하나의 층으로 배열되는, 소자 형성 방법.
- 청구항 14에 있어서, 상기 복수의 반도체 나노결정을 증착시키는 단계는, 층을 형성하는 단계를 포함하는, 소자 형성 방법.
- 청구항 14에 있어서, 상기 복수의 반도체 나노결정을 증착시키는 단계는, 상기 전계 발광 재료에 인접하는 층을 형성하는 단계를 포함하는, 소자 형성 방법.
- 청구항 14에 있어서, 상기 복수의 반도체 나노결정을 증착시키는 단계는, 상기 복수의 반도체 나노결정을 상기 전계 발광 재료 중에 분산시키는 단계를 포함하는, 소자 형성 방법.
- 청구항 17에 있어서, 상기 복수의 반도체 나노결정을 전계 발광 재료 중에 분산시키는 단계는, 상기 복수의 반도체 나노결정과 상기 전계 발광 재료를 용제에 용해시키는 단계를 포함하는, 소자 형성 방법.
- 청구항 12에 있어서, 상기 복수의 반도체 나노결정은, 단색광을 발광하도록 선택되는, 소자 형성 방법.
- 청구항 12에 있어서, 상기 복수의 반도체 나노결정은, 하나 이상의 상이한 색의 광을 발광하도록 선택되는, 소자 형성 방법.
- 청구항 20에 있어서, 상기 복수의 반도체 나노결정은, 백색광을 발광하도록 선택되는, 소자 형성 방법.
- 제1 전극, 제2 전극, 전계 발광 재료, 상기 전계 발광 재료와 적어도 하나의 전극 사이에 배치되고, 절연 특성을 갖는 유전체 재료, 및 상기 전계 발광 재료로부터 에너지를 수신하도록 배열되는 복수의 반도체 나노결정을 포함하는 소자를 마련하는 단계; 및광-생성 퍼텐셜을 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 걸쳐 인가하는 단계를 포함하고,상기 복수의 반도체 나노결정은, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 사이에 배치되는 광생성 방법.
- 청구항 22에 있어서, 상기 전계 발광 재료는 와이드 밴드 갭 재료를 포함하고, 층으로 배열되는, 광생성 방법.
- 청구항 23에 있어서, 상기 유전체 재료는 금속 산화물 또는 와이드 밴드 갭 중합체를 포함하고, 상기 전계 발광 재료에 인접하여 적어도 하나의 층으로 배열되는, 광생성 방법.
- 청구항 24에 있어서, 상기 복수의 반도체 나노결정은, 층으로 배열되는, 광생성 방법.
- 청구항 24에 있어서, 상기 복수의 반도체 나노결정은, 상기 전계 발광 재료에 인접하여 층으로 배열되는, 광생성 방법.
- 청구항 24에 있어서, 상기 복수의 반도체 나노결정은, 상기 전계 발광 재료 중에 분산되는, 광생성 방법.
- 청구항 22에 있어서, 상기 복수의 반도체 나노결정은, 단색광을 발광하도록 선택되는, 광생성 방법.
- 청구항 24에 있어서, 상기 복수의 반도체 나노결정은, 단색광을 발광하도록 선택되는, 광생성 방법.
- 청구항 22에 있어서, 상기 복수의 반도체 나노결정은, 하나 이상의 상이한 색의 광을 발광하도록 선택되는, 광생성 방법.
- 청구항 22에 있어서, 상기 복수의 반도체 나노결정은, 백색광을 발광하도록 선택되는, 광생성 방법.
- 청구항 22에 있어서, 상기 복수의 반도체 나노결정은, 가시광을 발광하도록 선택되는, 광생성 방법.
- 청구항 22에 있어서, 상기 복수의 반도체 나노결정은, 적외광을 발광하도록 선택되는, 광생성 방법.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US74780606P | 2006-05-21 | 2006-05-21 | |
| US60/747,806 | 2006-05-21 | ||
| US11/750,824 US8941299B2 (en) | 2006-05-21 | 2007-05-18 | Light emitting device including semiconductor nanocrystals |
| US11/750,824 | 2007-05-18 | ||
| PCT/US2007/012041 WO2008088367A2 (en) | 2006-05-21 | 2007-05-21 | Light emitting device including semiconductor nanocrystals |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20090023397A KR20090023397A (ko) | 2009-03-04 |
| KR101396101B1 true KR101396101B1 (ko) | 2014-05-15 |
Family
ID=39224212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020087030982A KR101396101B1 (ko) | 2006-05-21 | 2007-05-21 | 반도체 나노결정을 포함하는 발광 소자 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8941299B2 (ko) |
| EP (1) | EP2038908B1 (ko) |
| JP (1) | JP5452218B2 (ko) |
| KR (1) | KR101396101B1 (ko) |
| CN (1) | CN101490785B (ko) |
| WO (1) | WO2008088367A2 (ko) |
Families Citing this family (42)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8718437B2 (en) * | 2006-03-07 | 2014-05-06 | Qd Vision, Inc. | Compositions, optical component, system including an optical component, devices, and other products |
| WO2007103310A2 (en) * | 2006-03-07 | 2007-09-13 | Qd Vision, Inc. | An article including semiconductor nanocrystals |
| JP4137936B2 (ja) * | 2005-11-16 | 2008-08-20 | 昭和電工株式会社 | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 |
| US20100132770A1 (en) * | 2006-02-09 | 2010-06-03 | Beatty Paul H J | Device including semiconductor nanocrystals and a layer including a doped organic material and methods |
| WO2007092606A2 (en) * | 2006-02-09 | 2007-08-16 | Qd Vision, Inc. | Displays including semiconductor nanocrystals and methods of making same |
| WO2007143197A2 (en) | 2006-06-02 | 2007-12-13 | Qd Vision, Inc. | Light-emitting devices and displays with improved performance |
| US9874674B2 (en) | 2006-03-07 | 2018-01-23 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Compositions, optical component, system including an optical component, devices, and other products |
| US9951438B2 (en) | 2006-03-07 | 2018-04-24 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Compositions, optical component, system including an optical component, devices, and other products |
| US8849087B2 (en) * | 2006-03-07 | 2014-09-30 | Qd Vision, Inc. | Compositions, optical component, system including an optical component, devices, and other products |
| WO2007112088A2 (en) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Qd Vision, Inc. | Hyperspectral imaging device |
| WO2007117698A2 (en) | 2006-04-07 | 2007-10-18 | Qd Vision, Inc. | Composition including material, methods of depositing material, articles including same and systems for depositing material |
| WO2007120877A2 (en) * | 2006-04-14 | 2007-10-25 | Qd Vision, Inc. | Transfer surface for manufacturing a light emitting device |
| JPWO2007139033A1 (ja) * | 2006-05-26 | 2009-10-08 | 富士フイルム株式会社 | 面発光型エレクトロルミネッセント素子 |
| WO2008108798A2 (en) * | 2006-06-24 | 2008-09-12 | Qd Vision, Inc. | Methods for depositing nanomaterial, methods for fabricating a device, and methods for fabricating an array of devices |
| WO2008111947A1 (en) * | 2006-06-24 | 2008-09-18 | Qd Vision, Inc. | Methods and articles including nanomaterial |
| WO2008105792A2 (en) * | 2006-06-24 | 2008-09-04 | Qd Vision, Inc. | Methods for depositing nanomaterial, methods for fabricating a device, methods for fabricating an array of devices and compositions |
| JP2010508620A (ja) * | 2006-09-12 | 2010-03-18 | キユーデイー・ビジヨン・インコーポレーテツド | 所定のパターンを表示するために有用なエレクトロルミネセントディスプレイ |
| WO2008063658A2 (en) | 2006-11-21 | 2008-05-29 | Qd Vision, Inc. | Semiconductor nanocrystals and compositions and devices including same |
| WO2008063653A1 (en) | 2006-11-21 | 2008-05-29 | Qd Vision, Inc. | Semiconductor nanocrystals and compositions and devices including same |
| WO2008133660A2 (en) | 2006-11-21 | 2008-11-06 | Qd Vision, Inc. | Nanocrystals including a group iiia element and a group va element, method, composition, device and other prodcucts |
| WO2008063652A1 (en) | 2006-11-21 | 2008-05-29 | Qd Vision, Inc. | Blue emitting semiconductor nanocrystals and compositions and devices including same |
| US8836212B2 (en) * | 2007-01-11 | 2014-09-16 | Qd Vision, Inc. | Light emissive printed article printed with quantum dot ink |
| JP5773646B2 (ja) | 2007-06-25 | 2015-09-02 | キユーデイー・ビジヨン・インコーポレーテツド | ナノ材料を被着させることを含む組成物および方法 |
| US9136498B2 (en) | 2007-06-27 | 2015-09-15 | Qd Vision, Inc. | Apparatus and method for modulating photon output of a quantum dot light emitting device |
| US20090001403A1 (en) * | 2007-06-29 | 2009-01-01 | Motorola, Inc. | Inductively excited quantum dot light emitting device |
| WO2009014707A2 (en) | 2007-07-23 | 2009-01-29 | Qd Vision, Inc. | Quantum dot light enhancement substrate and lighting device including same |
| US8128249B2 (en) * | 2007-08-28 | 2012-03-06 | Qd Vision, Inc. | Apparatus for selectively backlighting a material |
| WO2009099425A2 (en) | 2008-02-07 | 2009-08-13 | Qd Vision, Inc. | Flexible devices including semiconductor nanocrystals, arrays, and methods |
| US9525148B2 (en) | 2008-04-03 | 2016-12-20 | Qd Vision, Inc. | Device including quantum dots |
| KR101995369B1 (ko) | 2008-04-03 | 2019-07-02 | 삼성 리서치 아메리카 인코포레이티드 | 양자점들을 포함하는 발광 소자 |
| EP2297762B1 (en) | 2008-05-06 | 2017-03-15 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Solid state lighting devices including quantum confined semiconductor nanoparticles |
| US9207385B2 (en) | 2008-05-06 | 2015-12-08 | Qd Vision, Inc. | Lighting systems and devices including same |
| WO2009137053A1 (en) | 2008-05-06 | 2009-11-12 | Qd Vision, Inc. | Optical components, systems including an optical component, and devices |
| US20100109521A1 (en) * | 2008-10-21 | 2010-05-06 | San Ming Yang | Quantum dot electroluminescent device |
| US9574134B2 (en) * | 2009-05-07 | 2017-02-21 | Massachusetts Institute Of Technology | Light emitting device including semiconductor nanocrystals |
| US8536776B2 (en) * | 2009-05-07 | 2013-09-17 | Massachusetts Institute Of Technology | Light emitting device including semiconductor nanocrystals |
| WO2011002509A1 (en) * | 2009-06-30 | 2011-01-06 | Tiecheng Alex Qiao | Semiconductor nanocrystals used with led sources |
| WO2011109007A1 (en) | 2010-03-01 | 2011-09-09 | David Battaglia | Simultaneous optimization of absorption and emission of nanocrystals |
| TWI408834B (zh) * | 2010-04-02 | 2013-09-11 | Miin Jang Chen | 基於奈米晶粒之光電元件及其製造方法 |
| US9929325B2 (en) | 2012-06-05 | 2018-03-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Lighting device including quantum dots |
| US9419174B2 (en) * | 2012-09-26 | 2016-08-16 | University Of Florida Research Foundation, Inc. | Transparent quantum dot light-emitting diodes with dielectric/metal/dielectric electrode |
| WO2014093322A1 (en) * | 2012-12-10 | 2014-06-19 | Massachusetts Institute Of Technology | Near-infrared light emitting device using semiconductor nanocrystals |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20050063783A (ko) * | 2002-10-18 | 2005-06-28 | 이화이어 테크놀로지 코포레이션 | 컬러전자발광 표시장치 |
| US20050236556A1 (en) * | 2004-04-19 | 2005-10-27 | Edward Sargent | Optically-regulated optical emission using colloidal quantum dot nanocrystals |
Family Cites Families (78)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3216305A (en) | 1964-04-23 | 1965-11-09 | Kaplan Stanley | Hammerable anchor bolt with deformable serrated apertures |
| JP3125332B2 (ja) | 1991-06-21 | 2001-01-15 | ソニー株式会社 | 量子ドットトンネル素子とそれを用いた情報処理装置及び情報処理方法 |
| US5505928A (en) | 1991-11-22 | 1996-04-09 | The Regents Of University Of California | Preparation of III-V semiconductor nanocrystals |
| JPH07502479A (ja) | 1991-11-22 | 1995-03-16 | ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア | 自己集合性単一層を使って固体無機表面に共有結合した半導体微少結晶 |
| US5260957A (en) | 1992-10-29 | 1993-11-09 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Quantum dot Laser |
| US5293050A (en) | 1993-03-25 | 1994-03-08 | International Business Machines Corporation | Semiconductor quantum dot light emitting/detecting devices |
| US6048616A (en) | 1993-04-21 | 2000-04-11 | Philips Electronics N.A. Corp. | Encapsulated quantum sized doped semiconductor particles and method of manufacturing same |
| US5512131A (en) | 1993-10-04 | 1996-04-30 | President And Fellows Of Harvard College | Formation of microstamped patterns on surfaces and derivative articles |
| US6180239B1 (en) | 1993-10-04 | 2001-01-30 | President And Fellows Of Harvard College | Microcontact printing on surfaces and derivative articles |
| US5422489A (en) | 1994-01-24 | 1995-06-06 | Bhargava; Rameshwar N. | Light emitting device |
| US5537000A (en) | 1994-04-29 | 1996-07-16 | The Regents, University Of California | Electroluminescent devices formed using semiconductor nanocrystals as an electron transport media and method of making such electroluminescent devices |
| US5677545A (en) | 1994-09-12 | 1997-10-14 | Motorola | Organic light emitting diodes with molecular alignment and method of fabrication |
| KR970706628A (ko) | 1994-09-29 | 1997-11-03 | 로버츠 사이먼 크리스토퍼 | 양자 도트가 있는 광섬유(optical fibre with quantum dots) |
| US5585640A (en) | 1995-01-11 | 1996-12-17 | Huston; Alan L. | Glass matrix doped with activated luminescent nanocrystalline particles |
| US6518168B1 (en) | 1995-08-18 | 2003-02-11 | President And Fellows Of Harvard College | Self-assembled monolayer directed patterning of surfaces |
| GB9518910D0 (en) | 1995-09-15 | 1995-11-15 | Imperial College | Process |
| US5897945A (en) | 1996-02-26 | 1999-04-27 | President And Fellows Of Harvard College | Metal oxide nanorods |
| US6506564B1 (en) | 1996-07-29 | 2003-01-14 | Nanosphere, Inc. | Nanoparticles having oligonucleotides attached thereto and uses therefor |
| US6103868A (en) | 1996-12-27 | 2000-08-15 | The Regents Of The University Of California | Organically-functionalized monodisperse nanocrystals of metals |
| US5958573A (en) | 1997-02-10 | 1999-09-28 | Quantum Energy Technologies | Electroluminescent device having a structured particle electron conductor |
| JP4071360B2 (ja) | 1997-08-29 | 2008-04-02 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
| US6322901B1 (en) | 1997-11-13 | 2001-11-27 | Massachusetts Institute Of Technology | Highly luminescent color-selective nano-crystalline materials |
| US6607829B1 (en) | 1997-11-13 | 2003-08-19 | Massachusetts Institute Of Technology | Tellurium-containing nanocrystalline materials |
| US6236060B1 (en) | 1997-11-19 | 2001-05-22 | International Business Machines Corporation | Light emitting structures in back-end of line silicon technology |
| US6501091B1 (en) | 1998-04-01 | 2002-12-31 | Massachusetts Institute Of Technology | Quantum dot white and colored light emitting diodes |
| US6864626B1 (en) | 1998-06-03 | 2005-03-08 | The Regents Of The University Of California | Electronic displays using optically pumped luminescent semiconductor nanocrystals |
| US6294401B1 (en) | 1998-08-19 | 2001-09-25 | Massachusetts Institute Of Technology | Nanoparticle-based electrical, chemical, and mechanical structures and methods of making same |
| US6169359B1 (en) * | 1998-09-14 | 2001-01-02 | Planar Systems, Inc. | Electroluminescent phosphor thin films with increased brightness that includes an alkali halide |
| US6617583B1 (en) | 1998-09-18 | 2003-09-09 | Massachusetts Institute Of Technology | Inventory control |
| US6251303B1 (en) | 1998-09-18 | 2001-06-26 | Massachusetts Institute Of Technology | Water-soluble fluorescent nanocrystals |
| US6608439B1 (en) | 1998-09-22 | 2003-08-19 | Emagin Corporation | Inorganic-based color conversion matrix element for organic color display devices and method of fabrication |
| JP2000104058A (ja) | 1998-09-28 | 2000-04-11 | Sony Corp | 発光体の製造方法 |
| US6797412B1 (en) * | 2000-04-11 | 2004-09-28 | University Of Connecticut | Full color display structures using pseudomorphic cladded quantum dot nanophosphor thin films |
| US6576291B2 (en) | 2000-12-08 | 2003-06-10 | Massachusetts Institute Of Technology | Preparation of nanocrystallites |
| US6706551B2 (en) * | 2001-02-07 | 2004-03-16 | Agfa-Gevaert | Thin film inorganic light emitting diode |
| US6846565B2 (en) | 2001-07-02 | 2005-01-25 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Light-emitting nanoparticles and method of making same |
| AU2002367778A1 (en) | 2001-07-20 | 2003-11-10 | Quantum Dot Corporation | Luminescent nanoparticles and methods for their preparation |
| JP2005502176A (ja) | 2001-09-04 | 2005-01-20 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 量子ドットを有するエレクトロルミネセント装置 |
| ATE431567T1 (de) | 2001-09-17 | 2009-05-15 | Massachusetts Inst Technology | Halbleiternanokristall-verbundstoff |
| US7150910B2 (en) | 2001-11-16 | 2006-12-19 | Massachusetts Institute Of Technology | Nanocrystal structures |
| JP2003217861A (ja) | 2002-01-22 | 2003-07-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電界発光素子 |
| CN1656856B (zh) * | 2002-03-29 | 2013-07-17 | 麻省理工学院 | 包含半导体纳米晶体的发光器件 |
| US7319709B2 (en) | 2002-07-23 | 2008-01-15 | Massachusetts Institute Of Technology | Creating photon atoms |
| AU2003304433A1 (en) | 2002-08-02 | 2005-03-07 | Ultradots, Inc. | Quantum dots, nanocomposite materials with quantum dots, optical devices with quantum dots, and related fabrication methods |
| CN1219333C (zh) * | 2002-08-09 | 2005-09-14 | 中国科学院半导体研究所 | 一种制作白光发光二极管的方法 |
| EP2336409B1 (en) | 2002-08-13 | 2023-05-10 | Massachusetts Institute of Technology | Coated nanocrystal and method of preparing a coated nanocrystal |
| JP2006502232A (ja) | 2002-08-15 | 2006-01-19 | モウンギ ジー． バウエンディ | 安定化された半導体ナノクリスタル |
| WO2004081141A1 (en) * | 2003-03-11 | 2004-09-23 | Philips Intellectual Property & Standards Gmbh | Electroluminescent device with quantum dots |
| JP2004296950A (ja) | 2003-03-27 | 2004-10-21 | Quantum 14:Kk | 発光素子と発光装置並びに情報ディスプレイ装置 |
| JP2004303592A (ja) | 2003-03-31 | 2004-10-28 | Mitsubishi Chemicals Corp | 電界発光素子及び電界発光素子の製造方法 |
| US20040265622A1 (en) | 2003-06-24 | 2004-12-30 | Eastman Kodak Company | Light emitting display |
| JP2005038634A (ja) | 2003-07-16 | 2005-02-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電流注入型発光素子 |
| JP4997688B2 (ja) * | 2003-08-19 | 2012-08-08 | セイコーエプソン株式会社 | 電極、薄膜トランジスタ、電子回路、表示装置および電子機器 |
| KR20060079210A (ko) * | 2003-09-08 | 2006-07-05 | 그룹 Iv 세미콘덕터 아이엔씨. | 고체 형태 백색 발광 소자 및 이를 이용한 디스플레이 |
| US20050069726A1 (en) * | 2003-09-30 | 2005-03-31 | Douglas Elliot Paul | Light emitting composite material and devices thereof |
| JP4781821B2 (ja) * | 2004-01-23 | 2011-09-28 | Ｈｏｙａ株式会社 | 量子ドット分散発光素子およびその製造方法 |
| US7253452B2 (en) | 2004-03-08 | 2007-08-07 | Massachusetts Institute Of Technology | Blue light emitting semiconductor nanocrystal materials |
| EP1578173A1 (en) | 2004-03-18 | 2005-09-21 | C.R.F. Società Consortile per Azioni | Light emitting device comprising porous alumina and manufacturing process thereof |
| US20050230673A1 (en) | 2004-03-25 | 2005-10-20 | Mueller Alexander H | Colloidal quantum dot light emitting diodes |
| CN1938396A (zh) * | 2004-03-30 | 2007-03-28 | 出光兴产株式会社 | 荧光变换介质及彩色发光装置 |
| JP4642527B2 (ja) * | 2004-04-12 | 2011-03-02 | キヤノン株式会社 | 積層型３次元フォトニック結晶及び発光素子及び画像表示装置 |
| US7625501B2 (en) | 2004-05-18 | 2009-12-01 | Ifire Ip Corporation | Color-converting photoluminescent film |
| US7229690B2 (en) | 2004-07-26 | 2007-06-12 | Massachusetts Institute Of Technology | Microspheres including nanoparticles |
| US7750352B2 (en) * | 2004-08-10 | 2010-07-06 | Pinion Technologies, Inc. | Light strips for lighting and backlighting applications |
| KR20060018583A (ko) * | 2004-08-25 | 2006-03-02 | 삼성전자주식회사 | 반도체 나노결정을 함유하는 백색 발광 유·무기하이브리드 전기 발광 소자 |
| US20060043372A1 (en) * | 2004-08-30 | 2006-03-02 | Qiu Cindy X | Light emitting devices and arrays with reduced electrode resistance |
| WO2006029533A1 (en) * | 2004-09-16 | 2006-03-23 | Group Iv Semiconductor Inc. | Thin film alternating current solid-state lighting |
| US10225906B2 (en) | 2004-10-22 | 2019-03-05 | Massachusetts Institute Of Technology | Light emitting device including semiconductor nanocrystals |
| US7649196B2 (en) * | 2004-11-03 | 2010-01-19 | Massachusetts Institute Of Technology | Light emitting device |
| WO2007018570A2 (en) | 2004-11-03 | 2007-02-15 | Massachusetts Institute Of Technology | Absorbing film |
| US8569948B2 (en) * | 2004-12-28 | 2013-10-29 | Samsung Display Co., Ltd. | Electroluminescent devices and methods of making electroluminescent devices including an optical spacer |
| US8134175B2 (en) | 2005-01-11 | 2012-03-13 | Massachusetts Institute Of Technology | Nanocrystals including III-V semiconductors |
| JP5528672B2 (ja) * | 2005-02-16 | 2014-06-25 | マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー | 半導体ナノクリスタルを含む発光デバイス |
| US20070001581A1 (en) * | 2005-06-29 | 2007-01-04 | Stasiak James W | Nanostructure based light emitting devices and associated methods |
| US7615800B2 (en) | 2005-09-14 | 2009-11-10 | Eastman Kodak Company | Quantum dot light emitting layer |
| US8089080B2 (en) * | 2005-12-28 | 2012-01-03 | Group Iv Semiconductor, Inc. | Engineered structure for high brightness solid-state light emitters |
| US7791271B2 (en) * | 2006-02-24 | 2010-09-07 | Global Oled Technology Llc | Top-emitting OLED device with light-scattering layer and color-conversion |
| US20070222371A1 (en) * | 2006-03-21 | 2007-09-27 | Eastman Kodak Company | Top-emitting OLED device with improved stability |
-
2007
- 2007-05-18 US US11/750,824 patent/US8941299B2/en active Active
- 2007-05-21 EP EP07872147.9A patent/EP2038908B1/en active Active
- 2007-05-21 WO PCT/US2007/012041 patent/WO2008088367A2/en active Application Filing
- 2007-05-21 KR KR1020087030982A patent/KR101396101B1/ko active IP Right Grant
- 2007-05-21 JP JP2009512073A patent/JP5452218B2/ja active Active
- 2007-05-21 CN CN2007800261122A patent/CN101490785B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20050063783A (ko) * | 2002-10-18 | 2005-06-28 | 이화이어 테크놀로지 코포레이션 | 컬러전자발광 표시장치 |
| US20050236556A1 (en) * | 2004-04-19 | 2005-10-27 | Edward Sargent | Optically-regulated optical emission using colloidal quantum dot nanocrystals |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5452218B2 (ja) | 2014-03-26 |
| EP2038908B1 (en) | 2021-07-07 |
| EP2038908A2 (en) | 2009-03-25 |
| US20080074050A1 (en) | 2008-03-27 |
| CN101490785A (zh) | 2009-07-22 |
| US8941299B2 (en) | 2015-01-27 |
| WO2008088367A2 (en) | 2008-07-24 |
| CN101490785B (zh) | 2011-04-20 |
| EP2038908A4 (en) | 2010-09-01 |
| KR20090023397A (ko) | 2009-03-04 |
| WO2008088367A3 (en) | 2008-10-02 |
| JP2009537965A (ja) | 2009-10-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101396101B1 (ko) | 반도체 나노결정을 포함하는 발광 소자 | |
| US8536776B2 (en) | Light emitting device including semiconductor nanocrystals | |
| US9574134B2 (en) | Light emitting device including semiconductor nanocrystals | |
| EP2254393B1 (en) | Light emitting device including semiconductor nanocrystals | |
| US9093657B2 (en) | White light emitting devices | |
| CN107507895B (zh) | 含有半导体纳米晶体的发光器件 | |
| US9505978B2 (en) | Blue light emitting semiconductor nanocrystals and devices | |
| WO2008063657A2 (en) | Light emitting devices and displays with improved performance | |
| US20100308369A1 (en) | Light emitting device including semiconductor nanocrystals |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170426 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180426 Year of fee payment: 5 |