KR20170078928A - 양자점 및 이를 이용한 발광 소자 - Google Patents

양자점 및 이를 이용한 발광 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR20170078928A
KR20170078928A KR1020150188392A KR20150188392A KR20170078928A KR 20170078928 A KR20170078928 A KR 20170078928A KR 1020150188392 A KR1020150188392 A KR 1020150188392A KR 20150188392 A KR20150188392 A KR 20150188392A KR 20170078928 A KR20170078928 A KR 20170078928A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light emitting
core
layer
electrode
precursor
Prior art date
Application number
KR1020150188392A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102415248B1 (ko
Inventor
김동찬
조윤형
김이수
Original Assignee
삼성디스플레이 주식회사
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 삼성디스플레이 주식회사 filed Critical 삼성디스플레이 주식회사
Priority to KR1020150188392A priority Critical patent/KR102415248B1/ko
Priority to US15/380,157 priority patent/US10147844B2/en
Priority to CN201611243337.0A priority patent/CN106935717B/zh
Publication of KR20170078928A publication Critical patent/KR20170078928A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102415248B1 publication Critical patent/KR102415248B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H01L33/02—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 characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/04—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 characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/02—Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor
    • C09K11/025—Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor non-luminescent particle coatings or suspension media
    • 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
    • H01L33/02—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 characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/04—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 characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction
    • H01L33/06—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 characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction within the light emitting region, e.g. quantum confinement structure or tunnel barrier
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H10K50/115—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers comprising active inorganic nanostructures, e.g. luminescent quantum dots
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/58—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing copper, silver or gold
    • C09K11/582—Chalcogenides
    • 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
    • C09K11/60—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing iron, cobalt or nickel
    • C09K11/602—Chalcogenides
    • 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
    • C09K11/62—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing gallium, indium or thallium
    • C09K11/621—Chalcogenides
    • 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
    • C09K11/66—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing germanium, tin or lead
    • C09K11/664—Halogenides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/70—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing phosphorus
    • C09K11/71—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing phosphorus also containing alkaline earth metals
    • 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
    • C09K11/74—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing arsenic, antimony or bismuth
    • C09K11/7428—Halogenides
    • 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
    • C09K11/74—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing arsenic, antimony or bismuth
    • C09K11/7492—Arsenides; Nitrides; Phosphides
    • 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
    • C09K11/74—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing arsenic, antimony or bismuth
    • C09K11/75—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing arsenic, antimony or bismuth containing antimony
    • C09K11/757—Aluminates; Silicates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/88—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing selenium, tellurium or unspecified chalcogen elements
    • 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
    • H01L33/02—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 characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/14—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 characterised by the semiconductor bodies with a carrier transport control structure, e.g. highly-doped semiconductor layer or current-blocking structure
    • 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
    • H01L33/02—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 characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/26—Materials of the light emitting region
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/15—Hole transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/16—Electron transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/18—Carrier blocking layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1204—Optical Diode
    • H01L2924/12041—LED
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2101/00—Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
    • H10K2101/40—Interrelation of parameters between multiple constituent active layers or sublayers, e.g. HOMO values in adjacent layers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 양자점은 적어도 하나의 제1 양이온 전구체 및 적어도 하나의 음이온 전구체를 포함하는 코어(core), 적어도 하나의 제2 양이온 전구체 및 적어도 하나의 음이온 전구체를 포함하고, 상기 코어를 감싸는 쉘(shell), 및 상기 쉘 표면에 형성된 리간드를 포함하고, 상기 제1 양이온 전구체가 n 주기 원소일 때, 상기 제2 양이온 전구체가 n-1 주기 원소인 양자점으로, 상기 n은 3 내지 6의 정수이다.

Description

양자점 및 이를 이용한 발광 소자{QUANTUM DOT AND LIGHT EMITTING DIODE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 양자점 및 이를 이용한 발광 소자에 관한 것이다.
양자점은 수 나노미터 크기의 결정 구조를 가진 물질로, 수백에서 수천 개 정도의 원자로 구성되어 있다. 이렇게 작은 크기의 물질은 단위 부피 당 표면적이 넓어 대부분의 원자들이 표면에 존재하게 되고, 양자제한(quantum confinement) 효과 등을 나타내게 되어, 물질 자체의 고유한 특성과는 다른 독특한 전기적, 자기적, 광학적, 화학적, 기계적 특성을 가지게 된다. 즉, 양자점의 물리적인 크기를 조절함으로써 다양한 특성을 조절하는 것이 가능해진다.
이러한 양자점을 기판 위에 배열시키면 고집적화된 소자를 제작할 수 있는데, 최근 발광층의 재료로 유기 발광 재료 대신 양자점을 이용하는 양자점 발광 소자가 연구되고 있다. 양자점 발광 소자는 양자점의 크기를 제어하여 원하는 천연색을 구현할 수 있으며, 색 재현율이 좋고 휘도 또한 발광 다이오드에 뒤쳐지지 않아 차세대 광원으로 주목받는 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)의 단점을 보완할 수 있는 소재로 각광받고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 무카드뮴(cadmium-free) 양자점 및 안정성이 향상된 발광 소자를 제공하는 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 양자점은 적어도 하나의 제1 양이온 전구체 및 적어도 하나의 음이온 전구체를 포함하는 코어(core), 적어도 하나의 제2 양이온 전구체 및 적어도 하나의 음이온 전구체를 포함하고, 상기 코어를 감싸는 쉘(shell), 및 상기 쉘 표면에 형성된 리간드를 포함하고, 상기 제1 양이온 전구체가 n 주기 원소일 때, 상기 제2 양이온 전구체가 n-1 주기 원소인 양자점으로, 상기 n은 3 내지 6인 정수이다.
상기 쉘의 HOMO 에너지 준위 및 LUMO 에너지 준위는 상기 코어의 HOMO 에너지 준위 및 LUMO 에너지 준위와 각각 2.0 eV 이하로 차이가 날 수 있다.
상기 제1 양이온 전구체는 Al, Fe, Co, Cu, Zn, Ga, In, Ag, Pb, Bi, 및 Tl 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 음이온 전구체는 Te, I, O, S, Se, N, P, As, 및 Sb 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 코어는 PbI2, BiI3, Fe2O3, CoO, CuO, Cu2O, AgO, Ag2O, CuS, Cu2S, Ag2S, In2S3, Bi2S3, CuSe, Cu2Se, AgSe, Ga2Se3, In2Se3, TlSe, Cu2Te, ZnTe, Cu3N, Zn3P2, GaP, InP, AlAs, GaAs, 및 AlSb 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 코어는 약 2nm 내지 약 10nm 크기를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자는 제1 전극, 상기 제1 전극과 마주하는 제2 전극, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치하는 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 적어도 하나의 제1 양이온 전구체 및 적어도 하나의 음이온 전구체를 포함하는 코어(core), 적어도 하나의 제2 양이온 전구체 및 적어도 하나의 음이온 전구체를 포함하고, 상기 코어를 감싸는 쉘(shell) 및 상기 쉘 표면에 형성된 리간드를 포함하며, 상기 제1 양이온 전구체가 n 주기 원소일 때, 상기 제2 양이온 전구체가 n-1 주기 원소인 양자점을 포함하며, 상기 n은 3 내지 6인 정수이다.
상기 제1 전극과 상기 발광층 사이에 정공 수송층을 더 포함하며, 상기 발광층과 상기 제2 전극 사이에 전자 수송층을 더 포함할 수 있다.
상기 쉘의 HOMO 에너지 준위 및 LUMO 에너지 준위는 상기 코어의 HOMO 에너지 준위 및 LUMO 에너지 준위와 각각 2.0 eV 이하로 차이가 나는 양자점을 포함할 수 있다.
상기 제1 양이온 전구체는 Al, Fe, Co, Cu, Zn, Ga, In, Ag, Pb, Bi, 및 Tl 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 음이온 전구체는 Te, I, O, S, Se, N, P, As, 및 Sb 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 코어는 PbI2, BiI3, Fe2O3, CoO, CuO, Cu2O, AgO, Ag2O, CuS, Cu2S, Ag2S, In2S3, Bi2S3, CuSe, Cu2Se, AgSe, Ga2Se3, In2Se3, TlSe, Cu2Te, ZnTe, Cu3N, Zn3P2, GaP, InP, AlAs, GaAs, 및 AlSb 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 정공 수송층은 상기 코어에 포함된 화합물에 금속, 비금속 또는 할로겐 원소로 도핑한 p-형 화합물을 포함하고, 상기 전자 수송층은 상기 코어에 포함된 화합물에 금속, 비금속, 할로겐 원소로 도핑된 n-형 화합물을 포함할 수 있다.
상기 발광 소자는 차단층을 더 포함하고, 상기 차단층은 정공 수송층과 상기 발광층 사이 및/또는 상기 발광층과 상기 전자 수송층 사이에 위치할 수 있다.
상기 차단층은 제1족 금속 기반의 할라이드(halide) 화합물 또는 제2족 금속 기반의 할라이드(halide) 화합물을 포함할 수 있다.
상기 차단층의 두께는 0.5nm 내지 5nm일 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 양자점은 무카드뮴 양자점을 제공함에 따라 친환경적이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자는 종래 문제가 되었던 정공-전자의 전하 균형(charge balance) 문제를 해결할 수 있으며, 이에 소자의 열화 감소 및 수명 증가를 통해 안정성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자의 단면도이다.
도 2는 도 1의 발광 소자를 일부 변형한 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자의 밴드 갭 에너지 레벨을 도시한 모식도이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이제 본 발명의 일 실시예에 따른 양자점 및 이를 포함하는 발광 소자에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
우선, 본 발명의 일 실시예에 따른 양자점에 대해 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 양자점(Quantum dot)은 적어도 하나의 제1 양이온 전구체 및 적어도 하나의 음이온 전구체를 포함하는 코어(core), 적어도 하나의 제2 양이온 전구체 및 적어도 하나의 음이온 전구체를 포함하고, 상기 코어를 감싸는 쉘(shell) 및 상기 쉘 표면에 형성된 리간드를 포함한다.
코어에 포함된 제1 양이온 전구체는 주기율표 상 n 주기 원소로, 이때, n은 3 내지 6의 정수이다. 상세하게는 본 실시예에서 제1 양이온 전구체는 알루미늄(Al), 철(Fe), 코발트(Co), 구리(Cu), 아연(Zn), 갈륨(Ga), 인듐(In), 은(Ag), 납(Pb), 비소(Bi), 탈륨(Tl) 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 코어 및 쉘에 포함된 음이온 전구체는 요오드화물(Iodide), 산화물(Oxide), 황화물(Sulfide), 셀렌화물(Selenide), 텔루르화물(Telluride), 질화물(Nitride), 인화물(Phosphide), 비소화물(Arsenide) 및 안티몬화물(Antimonide) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 제1 양이온 전구체 또는 제2 양이온 전구체에 따라 적절히 선택할 수 있다. 상세하게는 본 실시예에서 음이온 전구체는 질소(N), 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb), 산소(O), 황(S), 셀레늄(Se), 텔루륨(Te), 요오드(I) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 코어는 PbI2, BiI3, Fe2O3, CoO, CuO, Cu2O, AgO, Ag2O, CuS, Cu2S, Ag2S, In2S3, Bi2S3, CuSe, Cu2Se, AgSe, Ga2Se3, In2Se3, TlSe, Cu2Te, ZnTe, Cu3N, Zn3P2, GaP, InP, AlAs, GaAs, AlSb 중 적어도 하나를 포함하는 이성분계 코어일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 삼성분계 코어 내지 사성분계 코어일 수 있다.
상기와 같이 본 실시예에 따른 양자점은, 높은 양자 효율(photoluminescence quantum yield) 및 좁은 반치폭(full width at half maximum)을 가진 발광 소자 구현을 위해 사용된 카드뮴(Cd), 수은(Hg) 등과 같은 물질을 포함하지 않는다. 따라서, 본 실시예의 발광 소자는 카드뮴(Cd), 수은(Hg) 등을 포함하지 않는 양자점을 포함하여 환경적 문제를 해결할 수 있다.
한편, 코어는 이의 조성비, 즉, 상기 이성분계 코어를 이루는 제1 양이온 전구체 및/또는 음이온 전구체의 함량들에 따라 다양한 색상을 나타낼 수 있으며, 코어의 크기를 변화시킴으로써 발광 색상을 조절할 수 있다. 이에 따라, 양자점은 청색, 적색, 녹색 등 다양한 발광 색상을 가질 수 있다.
상세하게는 본 실시예에서 코어의 지름은 약 2 nm 내지 약 10 nm이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 쉘은 코어의 보호를 위해 실질적으로 코어의 표면을 감싸고 있다. 앞서 설명한 바와 같이 코어에 포함된 제1 양이온 전구체가 n 주기 원소일 때, 본 실시예의 쉘에 포함된 제2 양이온 전구체는 n-1 주기 원소이다. 또한, 쉘에 포함된 음이온 전구체는 요오드화물(Iodide), 산화물(Oxide), 황화물(Sulfide), 셀렌화물(Selenide), 텔루르화물(Telluride), 질화물(Nitride), 인화물(Phosphide), 비소화물(Arsenide) 및 안티몬화물(Antimonide) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예로, 쉘은 MgTe, MgSe, MgO, MgS 중 적어도 하나를 포함하는 이성분계 쉘일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 삼성분계 쉘 및 사성분계 쉘일 수 있다.
이에 따라, 쉘의 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital) 에너지 준위는 및 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital) 에너지 준위는 상기 코어의 HOMO 에너지 준위 및 LUMO 에너지 준위와 각각 2.0 eV 이하의 차이를 갖는다.
쉘 표면에는 리간드가 형성된다. 리간드는 유기 작용기를 포함할 수 있으며, 쉘의 표면에 형성되어 이와 화학적으로 결합할 수 있다. 유기 작용기로는 트리옥틸포스핀(TOP), 트리옥틸포스핀 옥사이드(TOPO), 아연 카르복실레이트, 카르복실산, 아민, 포스폰산 및 이들의 혼합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 실시예에서 리간드는 양자점 형성시, 양자점이 비극성 용매에 잘 분산될 수 있도록 도와주는 역할을 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 나타내는 단면도이다.
도 1을 참고하여 앞서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 양자점을 포함하는 발광 소자에 대해 설명하기로 한다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자는 제1 전극(160), 정공 수송층(173), 발광층(175), 전자 수송층(177) 및 제2 전극(180)을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 제1 전극(160)이 애노드(anode)일 경우에는 정공 주입이 용이하도록 높은 일함수를 갖는 물질 중에서 선택된 물질을 사용하여 제1 전극(160)을 형성할 수 있다. 제1 전극(160)은 투명 전극 또는 불투명 전극일 수 있다. 제1 전극(160)이 투명 전극일 경우에는 제1 전극(160)은 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO), 아연주석 산화물(ZTO), 구리인듐 산화물(CIO), 구리아연 산화물(CZO), 갈륨아연 산화물(GZO), 알루미늄아연 산화물(AZO) 또는 이들의 조합과 같은 도전성 산화물을 포함하거나, 이트륨, 알루미늄, 은, 마그네슘과 같은 금속을 얇은 두께로 포함할 수 있다. 투명 전극인 제1 전극(160)은 도전성 산화물과 금속이 조합된 다층 구조 및 도전성 산화물과 금속 중 어느 하나가 다층 구조로 이루어질 수도 있다. 제1 전극(160)이 불투명 전극인 경우에 제1 전극(160)은 알루미늄, 은, 마그네슘과 같은 금속을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 전극(160)은 그래핀, 탄소나노튜브, 전도성 폴리머(PEDOT:PSS) 등으로 형성할 수도 있다.
발광층(175)에서 생성된 빛이 제1 전극(160)에서 제2 전극(180)을 향하는 방향으로 발사되는 실시예에서 제1 전극(160)은 은(Ag), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 금(Au), 팔라듐(Pd) 또는 이들의 합금으로 이루어진 반사막을 포함할 수 있다. 뿐만 아니라, 제1 전극(160)은 ITO, IZO 또는 ZnO 등의 재질인 투명 전극 물질층이 반사막의 위 또는 아래에 위치하거나 반사막의 위와 아래 모두 위치하여 다층 구조를 이룰 수 있다.
제1 전극(160)은 용액 공정법, 화학 기상 증착(CVD)법, 물리 기상 증착(PVD)법, 열증발법 등을 이용해서 형성할 수 있다.
제2 전극(180)은 제1 전극(160)과 마주하여 위치한다.
제2 전극(180)이 캐소드(cathode)일 경우에는 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질을 포함할 수 있다. 구체적으로, 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 타이타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석, 납, 세슘, 바륨 등과 같은 금속 또는 이들의 합금을 들 수 있고, LiF/Al, LiO2/Al, LiF/Ca, LiF/Al 및 BaF2/Ca과 같은 다층 구조 물질 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
앞에서 언급한 제2 전극(180)을 합금으로 형성하는 경우에 합금 비율은 증착원의 온도, 분위기, 진공도 등에 의해 제어되고 적절한 비율로서 선택될 수 있다.
제2 전극(180)은 두 층 이상으로 구성될 수도 있다.
제1 전극(160)과 제2 전극(180) 사이에 발광층(175)이 위치한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광층(175)은 뒤이어 설명할 정공 수송층(173)과 전자 수송층(177)으로부터 들어온 정공과 전자를 결합시켜 발광시키는 층으로, 앞서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 양자점을 포함하는 무기 발광층(175)이다. 즉, 이에 따라 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자는 카드뮴과 같은 물질을 양자점으로 포함하지 않음에 따라, 친환경적 양자점을 포함하는 발광 소자를 제공할 수 있다.
본 실시예에서 발광층(175)의 두께는 약 10 nm 내지 50 nm일 수 있으며, 용액 공정법, 화학 기상 증착(CVD)법, 물리 기상 증착(PVD)법, 열증발법 등을 이용해서 형성할 수 있다.
제1 전극(160)과 발광층(175) 사이에는 정공 수송층(173)이 위치한다. 정공 수송층(173)은 정공을 발광층(175)으로 원활하게 수송하는 기능을 수행할 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따른 정공 수송층(173)은 앞서 설명한 양자점에 포함된 코어물질과 동일한 화합물을 포함할 수 있다.
상세하게는 본 발명의 정공 수송층(173)은 p-형 수송층이다. 보다 상세하게는 정공 수송층(173)은 p-형으로 도핑된 정공들을 수송할 수 있는 물질을 포함하며, 구체적으로 양자점의 코어에 포함된 화합물에 금속, 비금속 또는 할로겐 원소로 도핑한 p-형 화합물, 예를 들면, p-ZnTe, p-ZnSe, p-ZnS 등을 포함한다.
본 실시예에서 p-형 도펀트로써의 금속 또는 비금속은 코어 물질에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 코어에 포함된 제1 양이온 전구체가 2가 원소일 때, 1가 원소로, 상기 코어에 포함된 음이온 전구체가 -2가 원소일 때, -3가 원소로 각각 도핑한 p-형 화합물이다.
상세하게는 정공 수송층(173)은 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 질소(N), 인(P), 비소(As) 및 안티몬(Sb) 등의 원소 중 적어도 하나를 포함하는 p-형 도펀트를 포함하며 이에 의해 전도성이 향상된다.
정공 수송층(173)은 용액 공정법, 화학 기상 증착(CVD)법, 물리 기상 증착(PVD)법, 열증발법 등을 이용해서 형성할 수 있다.
발광층(175)과 제2 전극(180) 사이에는 전자 수송층(177)이 위치한다. 전자 수송층(177)은 제2 전극(180)으로부터 발광층(175)으로 전자를 전달할 수 있다. 또한, 전자 수송층(177)은 제1 전극(160)으로부터 주입된 정공이 발광층(175)을 통과하여 제2 전극(180)으로 이동하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 전자 수송층(177)은 정공 저지층의 역할을 하여, 발광층(175)에서 정공과 전자의 결합을 돕는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자 수송층(177)은 앞서 설명한 양자점에 포함된 코어물질과 동일한 화합물을 포함할 수 있다. 상세하게는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 수송층(177)은 n-형 수송층이다. 보다 상세하게는 전자 수송층(177)은 n-형으로 도핑된 전자들을 수송할 수 있는 물질을 포함하며, 구체적으로 양자점의 코어에 포함된 화합물에 금속, 비금속 또는 할로겐 원소로 도핑한 n-형 화합물, 예를 들면, n-ZnSe, n-ZnS, n-ZnO 등을 포함한다.
본 실시예에서 n-형 도펀트로써의 금속 또는 비금속은 코어 물질에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 코어에 포함된 제1 양이온 전구체가 2가 원소일 때, 3가 원소로, 상기 음이온 전구체가 -2가 원소일 때, -1가 원소로 각각 도핑한 n-형 화합물이다.
상세하게는 전자 수송층(177)은 붕소(B), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 인듐(In), 탈륨(Tl), 플루오르(F), 염소(Cl), 브롬(Br) 및 요오도(I) 등의 원소 중 적어도 하나를 포함하는 n-형 도펀트를 포함하며, 이에 의해 전도성이 향상된다.
전자 수송층(177)은 용액 공정법, 화학 기상 증착(CVD)법, 물리 기상 증착(PVD)법, 열증발법 등을 이용해서 형성할 수 있다.
이처럼 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자는 정공 수송층(173), 전자 수송층(177) 및 발광층의 양자점에 포함된 코어 모두, 동일한 무기물을 포함하도록 형성함으로써, 종래 유기물로 이루어진 정공 수송층을 포함하는 발광 소자에 비해 소자의 열화가 감소되고, 이에 따라 수명 증가를 예상할 수 있다.
도 2는 도 1의 발광 소자를 일부 변형한 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 2를 참고하면, 도 1의 실시예에 따른 발광 소자에서 복수의 차단층(blocking layer)(174, 176)이 추가된 구조를 나타낸다. 상세하게는 본 실시예에서 복수의 차단층(174, 176)은 각각 정공 수송층(173)과 상기 발광층(175) 사이 및 상기 발광층(175)과 상기 전자 수송층(177) 사이에 형성된 구조이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차단층(174, 176)은 제1족 금속 기반의 할라이드 화합물 또는 제2족 금속 기반의 할라이드 화합물을 포함한다. 예를 들면, 차단층(174, 176)은 LiI, NaI, KI, RbI, 및 CsI 등을 포함할 수 있다.
본 실시예의 차단층(174, 176)은 도 2에 도시된 구조에 한정되지 않으며, 도 1에 도시된 각 발광 소자층의 계면에 하나 이상 형성할 수 있다. 즉, 복수의 차단층(174, 176)은 발광층(175)과 전자 수송층(177) 및/또는 정공 수송층(173) 계면에 각각 위치함으로써, 전자 및/또는 정공의 터널링(tunneling)을 제어하여 발광 소자 전체의 전하 균형(charge balance)을 제어할 수 있다.
이때, 차단층(174, 176)의 두께를 적절히 조절함에 따라, 전자 및/또는 정공의 터널링(tunneling)을 제어할 수 있으며, 차단층의 두께가 두꺼울수록 에너지 장벽으로서의 효과가 커진다.
구체적으로, 본 실시예에서의 차단층(174, 176) 두께는 약 0.5nm 내지 약 5.0nm 인 것이 바람직하다. 차단층의 두께가 약 0.5nm 보다 얇은 경우에는 차단층으로서의 효과가 미비하며, 두께가 약 5.0nm 보다 두꺼운 경우에는 정공 및/또는 전자의 발광층으로의 이동도가 현저히 저하될 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 전하 균형(charge balance) 제어 효과에 대해 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자의 밴드 갭 에너지 레벨을 도시한 모식도이다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 본 실시예에 따른 발광 소자는 ITO로 구성된 제1 전극(160), p-형 정공 수송층(173), 제1 차단층(174), 코어-쉘 구조의 양자점을 포함하는 발광층(175), 제2 차단층(176), n-형 전자 수송층(177) 및 Yb/AgMg로 구성된 제2 전극(180)을 포함한다.
구체적으로, 도 3에는 ZnTe/MgTe로 구성된 양자점을 포함하는 발광층(175)이 개시되어 있다. 본 실시예에서 양자점은 ZnTe를 코어로 하여, 코어와 같은 결정 구조를 갖는 쉘, 즉, MgTe로 감싼 구조를 가지고 있으며, 쉘의 밴드 갭 에너지는 코어의 밴드 갭(band gap) 에너지 보다 큰 것을 확인할 수 있다. 도 3을 참고하면, 본 실시예에서 코어인 ZnTe의 밴드 갭 에너지는 약 2.26 eV이고, 쉘인 MgTe의 밴드 갭 에너지는 약 3.5 eV이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 코어의 밴드 갭 에너지는 약 1.2 eV 내지 약 3.5 eV 이고, 쉘의 밴드 갭 에너지는 약 2. 6 eV 내지 약 4.0 eV 인 것이 바람직하다.
또한, p-형 정공 수송층(173)으로써, p-형 ZnTe를 포함하는 정공 수송층(173)과 발광층(175) 사이에는 제1 차단층(174)이, n-형 전자 수송층(177)으로써, n-형 ZnTe를 포함하는 전자 수송층(177)과 발광층(175) 사이에는 제2 차단층(176)이 각각 위치한다. 구체적으로, 정공 수송층(173)과 발광층(175) 사이의 밴드 갭 에너지 차이가 전자 수송층(177)과 발광층(175)의 밴드 갭 에너지 차이보다 큰 것을 확인할 수 있다. 이에, 정공 수송층(173) 및 전자 수송층(177) 각각은 발광층(175)과의 계면에 본 실시예에 따른 제1 차단층(174) 및/또는 제2 차단층(176)을 삽입함으로써, 발광층(175)으로 주입되는 정공 및/또는 전자의 터널링 양을 효과적으로 제어할 수 있는 것이다.
이와 달리, 일반적인 양자점 발광 소자는 전자와 정공의 이동 속도 차이로 인해 정공보다 더 많은 전자가 양자점 발광층으로 주입되고, 이로 인해 발광층으로 주입되는 정공과 전자의 밸런스가 달라 발광 효율이 저하되는 문제점이 있었다. 더욱이, 발광층과 전자 수송층 사이의 밴드 갭 에너지 차이보다 발광층과 정공 수송층 사이의 밴드 갭 에너지 차이가 더 커 정공보다 전자가 양자점으로 더 많이 주입되었다.
본 실시예에 따른 발광 소자의 경우 제1 차단층(174) 및/또는 제2 차단층(176)을 정공 수송층(173) 및/또는 전자 수송층(177)과 발광층(175)과의 에너지 장벽을 고려하여 적절히 삽입함으로써, 전자 주입장벽을 높이고 정공 주입장벽을 낮추어 전하 균형을 제어할 수 있으며, 이에 따라 본 실시예에 따른 발광 소자의 안정성이 증가하는 효과를 나타낸다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (16)

  1. 적어도 하나의 제1 양이온 전구체 및 적어도 하나의 음이온 전구체를 포함하는 코어(core),
    적어도 하나의 제2 양이온 전구체 및 적어도 하나의 음이온 전구체를 포함하고, 상기 코어를 감싸는 쉘(shell), 및
    상기 쉘 표면에 형성된 리간드를 포함하고,
    상기 제1 양이온 전구체가 n 주기 원소일 때, 상기 제2 양이온 전구체가 n-1 주기 원소이고, 이때 n은 3 내지 6의 정수인 양자점.
  2. 제1항에서,
    상기 쉘의 HOMO 에너지 준위 및 LUMO 에너지 준위는 상기 코어의 HOMO 에너지 준위 및 LUMO 에너지 준위와 각각 2.0 eV 이하로 차이가 나는 양자점.
  3. 제2항에서,
    상기 제1 양이온 전구체는 Al, Fe, Co, Cu, Zn, Ga, In, Ag, Pb, Bi, 및 Tl 중 적어도 하나를 포함하는 양자점.
  4. 제3항에서,
    상기 음이온 전구체는 Te, I, O, S, Se, N, P, As, 및 Sb 중 적어도 하나를 포함하는 양자점.
  5. 제4항에서,
    상기 코어는 PbI2, BiI3, Fe2O3, CoO, CuO, Cu2O, AgO, Ag2O, CuS, Cu2S, Ag2S, In2S3, Bi2S3, CuSe, Cu2Se, AgSe, Ga2Se3, In2Se3, TlSe, Cu2Te, ZnTe, Cu3N, Zn3P2, GaP, InP, AlAs, GaAs, 및 AlSb 중 적어도 하나를 포함하는 양자점.
  6. 제4항에서,
    상기 코어는 약 2nm 내지 약 10nm 크기를 갖는 양자점.
  7. 제1 전극,
    상기 제1 전극과 마주하는 제2 전극,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치하는 발광층,
    상기 발광층은,
    적어도 하나의 제1 양이온 전구체 및 적어도 하나의 음이온 전구체를 포함하는 코어(core);
    적어도 하나의 제2 양이온 전구체 및 적어도 하나의 음이온 전구체를 포함하고, 상기 코어를 감싸는 쉘(shell); 및
    상기 쉘 표면에 형성된 리간드를 포함하며,
    상기 제1 양이온 전구체가 n 주기 원소일 때, 상기 제2 양이온 전구체가 n-1 주기 원소인 양자점을 포함하고, 이때 n은 3 내지 6의 정수인 발광 소자.
  8. 제7항에서,
    상기 제1 전극과 상기 발광층 사이에 정공 수송층을 더 포함하며,
    상기 발광층과 상기 제2 전극 사이에 전자 수송층을 더 포함하는 발광 소자.
  9. 제8항에서,
    상기 쉘의 HOMO 에너지 준위 및 LUMO 에너지 준위는 상기 코어의 HOMO 에너지 준위 및 LUMO 에너지 준위와 각각 2.0 eV 이하로 차이가 나는 양자점을 포함하는 발광 소자.
  10. 제9항에서,
    상기 제1 양이온 전구체는 Al, Fe, Co, Cu, Zn, Ga, In, Ag, Pb, Bi, 및 Tl 중 적어도 하나를 포함하는 발광 소자.
  11. 제10항에서,
    상기 음이온 전구체는 Te, I, O, S, Se, N, P, As, 및 Sb 중 적어도 하나를 포함하는 발광 소자.
  12. 제11항에서,
    상기 코어는 PbI2, BiI3, Fe2O3, CoO, CuO, Cu2O, AgO, Ag2O, CuS, Cu2S, Ag2S, In2S3, Bi2S3, CuSe, Cu2Se, AgSe, Ga2Se3, In2Se3, TlSe, Cu2Te, ZnTe, Cu3N, Zn3P2, GaP, InP, AlAs, GaAs, 및 AlSb 중 적어도 하나를 포함하는 발광 소자.
  13. 제12항에서,
    상기 정공 수송층은 상기 코어에 포함된 화합물에 금속, 비금속 또는 할로겐 원소로 도핑한 p-형 화합물을 포함하고,
    상기 전자 수송층은 상기 코어에 포함된 화합물에 금속, 비금속, 할로겐 원소로 도핑된 n-형 화합물을 포함하는 발광 소자.
  14. 제12항에서,
    상기 발광 소자는 차단층을 더 포함하고,
    상기 차단층은 정공 수송층과 상기 발광층 사이 및/또는 상기 발광층과 상기 전자 수송층 사이에 위치하는 발광 소자.
  15. 제14항에서,
    상기 차단층은 제1족 금속 기반의 할라이드(halide) 화합물 또는 제2족 금속 기반의 할라이드(halide) 화합물을 포함하는 발광 소자.
  16. 제15항에서,
    상기 차단층의 두께는 0.5nm 내지 5nm 인 발광 소자.
KR1020150188392A 2015-12-29 2015-12-29 양자점 및 이를 이용한 발광 소자 KR102415248B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150188392A KR102415248B1 (ko) 2015-12-29 2015-12-29 양자점 및 이를 이용한 발광 소자
US15/380,157 US10147844B2 (en) 2015-12-29 2016-12-15 Quantum dot and light emitting diode including the same
CN201611243337.0A CN106935717B (zh) 2015-12-29 2016-12-29 包括量子点的发光设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150188392A KR102415248B1 (ko) 2015-12-29 2015-12-29 양자점 및 이를 이용한 발광 소자

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170078928A true KR20170078928A (ko) 2017-07-10
KR102415248B1 KR102415248B1 (ko) 2022-06-30

Family

ID=59088017

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150188392A KR102415248B1 (ko) 2015-12-29 2015-12-29 양자점 및 이를 이용한 발광 소자

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10147844B2 (ko)
KR (1) KR102415248B1 (ko)
CN (1) CN106935717B (ko)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190046248A (ko) * 2017-10-25 2019-05-07 삼성전자주식회사 반도체 나노결정 입자 및 그의 제조 방법과 이를 포함하는 소자
KR20190123694A (ko) * 2018-04-24 2019-11-01 삼성전자주식회사 발광막, 그 제조 방법, 및 이를 포함하는 발광 소자
KR20200015433A (ko) * 2018-08-03 2020-02-12 삼성전자주식회사 발광 소자와 표시 장치
CN111384259A (zh) * 2018-12-28 2020-07-07 Tcl集团股份有限公司 一种量子点发光二极管及其制备方法
KR20200088695A (ko) * 2019-01-15 2020-07-23 삼성전자주식회사 양자점 소자와 표시 장치
US11063231B2 (en) 2018-10-05 2021-07-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Light emitting device and display device including the same
US11767472B2 (en) 2017-05-11 2023-09-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor nanocrystal particles and devices including the same
WO2023243936A1 (ko) * 2022-06-13 2023-12-21 삼성에스디아이 주식회사 Ⅰ-ⅲ-ⅵ계 양자점 및 그 제조 방법
US11982018B2 (en) 2018-02-21 2024-05-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor nanocrystal particles of core-shell structure having specific bandgap relationship between the core and the shells, production methods thereof, and devices including the same

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102447310B1 (ko) * 2015-12-28 2022-09-26 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자 및 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치
KR102254581B1 (ko) 2017-09-12 2021-05-21 삼성디스플레이 주식회사 발광 소자 및 이를 포함하는 표시 장치
JP2020537338A (ja) * 2017-10-13 2020-12-17 １０６４４１３７ カナダ インコーポレイテッド 複層量子ドットｌｅｄとその製造方法
JP7307046B2 (ja) * 2018-02-15 2023-07-11 国立大学法人大阪大学 コアシェル型半導体ナノ粒子、その製造方法および発光デバイス
KR101977347B1 (ko) * 2018-10-01 2019-05-10 주식회사 앰트 근적외선 차단용 코팅 조성물에 포함되는 코어-쉘 구조의 황화구리 나노입자 및 이의 제조 방법
CN113196880B (zh) * 2018-12-10 2024-09-17 夏普株式会社 发光元件、发光设备
CN110048008B (zh) * 2019-04-26 2021-06-25 纳晶科技股份有限公司 一种发光二极管结构与光电器件
WO2020245924A1 (ja) * 2019-06-04 2020-12-10 シャープ株式会社 発光素子、発光デバイス
CN110364636B (zh) * 2019-07-22 2022-02-22 云谷（固安）科技有限公司 有机电致发光器件以及显示装置
CN112320838B (zh) * 2019-08-05 2022-09-06 Tcl科技集团股份有限公司 纳米材料及其制备方法和应用
WO2021250773A1 (ja) * 2020-06-09 2021-12-16 シャープ株式会社 発光素子及び表示装置
US20230320115A1 (en) * 2022-03-29 2023-10-05 Huawei Technologies Canada Co., Ltd. Process for the halogen treatment of metal oxide layers
US20240282741A1 (en) * 2023-02-15 2024-08-22 Wolfspeed, Inc. Metal Nitride Core-Shell Particle Die-Attach Material

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110227036A1 (en) * 2010-03-16 2011-09-22 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives High Efficiency Hybrid Light-Emitting Diode
KR20140121346A (ko) * 2013-04-05 2014-10-15 삼성디스플레이 주식회사 양자점, 양자점의 제조 방법 및 이를 이용한 유기 발광 표시 장치의 제조 방법
WO2015056749A1 (ja) * 2013-10-17 2015-04-23 株式会社村田製作所 ナノ粒子材料、及び発光デバイス

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2002342236A1 (en) * 2001-10-31 2003-05-12 The Regents Of The University Of California Semiconductor nanocrystal-based cellular imaging
US7880377B2 (en) * 2004-01-23 2011-02-01 Hoya Corporation Quantum dot-dispersed light emitting device, and manufacturing method thereof
US7615800B2 (en) 2005-09-14 2009-11-10 Eastman Kodak Company Quantum dot light emitting layer
US8361823B2 (en) * 2007-06-29 2013-01-29 Eastman Kodak Company Light-emitting nanocomposite particles
EP2452372B1 (en) * 2009-07-07 2018-12-26 University of Florida Research Foundation, Inc. Stable and all solution processable quantum dot light-emitting diodes
DK2483926T3 (en) 2009-09-29 2019-03-25 Res Triangle Inst Optoelectronic devices with quantum dot-fullerene transition
KR101274068B1 (ko) 2010-05-25 2013-06-12 서울대학교산학협력단 양자점 발광 소자 및 이를 이용한 디스플레이
KR101791937B1 (ko) 2011-07-14 2017-11-02 삼성전자 주식회사 광전자소자
DE102013206077A1 (de) 2013-04-05 2014-10-09 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Blau-emittierende Leuchtdioden auf Basis von Zinkselenid-Quantenpunkten
CN104934549A (zh) * 2014-03-21 2015-09-23 海洋王照明科技股份有限公司 一种有机电致发光器件及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110227036A1 (en) * 2010-03-16 2011-09-22 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives High Efficiency Hybrid Light-Emitting Diode
KR20140121346A (ko) * 2013-04-05 2014-10-15 삼성디스플레이 주식회사 양자점, 양자점의 제조 방법 및 이를 이용한 유기 발광 표시 장치의 제조 방법
WO2015056749A1 (ja) * 2013-10-17 2015-04-23 株式会社村田製作所 ナノ粒子材料、及び発光デバイス

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11767472B2 (en) 2017-05-11 2023-09-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor nanocrystal particles and devices including the same
KR20190046248A (ko) * 2017-10-25 2019-05-07 삼성전자주식회사 반도체 나노결정 입자 및 그의 제조 방법과 이를 포함하는 소자
US11834597B2 (en) 2017-10-25 2023-12-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor nanocrystal particles, production methods thereof, and devices including the same
US11982018B2 (en) 2018-02-21 2024-05-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor nanocrystal particles of core-shell structure having specific bandgap relationship between the core and the shells, production methods thereof, and devices including the same
KR20190123694A (ko) * 2018-04-24 2019-11-01 삼성전자주식회사 발광막, 그 제조 방법, 및 이를 포함하는 발광 소자
KR20200015433A (ko) * 2018-08-03 2020-02-12 삼성전자주식회사 발광 소자와 표시 장치
US11063231B2 (en) 2018-10-05 2021-07-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Light emitting device and display device including the same
CN111384259A (zh) * 2018-12-28 2020-07-07 Tcl集团股份有限公司 一种量子点发光二极管及其制备方法
CN111384259B (zh) * 2018-12-28 2021-09-14 Tcl科技集团股份有限公司 一种量子点发光二极管及其制备方法
KR20200088695A (ko) * 2019-01-15 2020-07-23 삼성전자주식회사 양자점 소자와 표시 장치
WO2023243936A1 (ko) * 2022-06-13 2023-12-21 삼성에스디아이 주식회사 Ⅰ-ⅲ-ⅵ계 양자점 및 그 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
CN106935717A (zh) 2017-07-07
US10147844B2 (en) 2018-12-04
CN106935717B (zh) 2020-05-29
US20170186909A1 (en) 2017-06-29
KR102415248B1 (ko) 2022-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102415248B1 (ko) 양자점 및 이를 이용한 발광 소자
JP7265893B2 (ja) 電界発光素子及び表示装置
JP4318689B2 (ja) ｎ型無機半導体、ｎ型無機半導体薄膜及びその製造方法
US20140264269A1 (en) Tunable light emitting diode using graphene conjugated metal oxide semiconductor-graphene core-shell quantum dots and its fabrication process thereof
KR102607451B1 (ko) 발광 소자 및 이를 포함하는 표시 장치
JP4470237B2 (ja) 発光素子，発光装置および表示装置並びに発光素子の製造方法
WO2019224546A1 (en) Stacked perovskite light emitting device
KR102516591B1 (ko) 발광 소자 및 이를 포함하는 표시 장치
CN106856205B (zh) 有机发光显示器件及其制造方法、以及有机发光显示装置
JP5200596B2 (ja) 発光素子
CN112331790A (zh) 发光器件及其制备方法和显示装置
CN110649170B (zh) 量子点发光二极管与其制造方法
WO2022137475A1 (ja) 発光素子
CN114631200A (zh) 发光元件
KR102706471B1 (ko) 전자 수송층, 이를 포함하는 양자점 발광 소자, 이러한 전자 수송층 평가를 위한 단일 전하 소자 및 그 제조 방법
CN113130794B (zh) 一种量子点发光二极管及其制备方法
WO2022153384A1 (ja) 発光素子
WO2023021543A1 (ja) 発光素子、発光装置、及び表示装置
US20240099048A1 (en) Light-emitting element, light-emitting device, and display device
CN113036043B (zh) 量子点发光二极管及其制备方法
JP5130996B2 (ja) 発光素子
WO2020261446A1 (ja) 電界発光素子及び表示装置
KR100696353B1 (ko) 발광 소자 및 그 제조 방법
KR101717623B1 (ko) 초박막 다성분계 이종접합 소재를 이용한 초고속 led 소자
KR20240133643A (ko) 2d 발광 박막, 이의 제조방법, 이를 포함하는 발광 소자 및 디스플레이 패널

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant