KR20190106770A - Quantum dot device and electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
양자점 소자 및 전자 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a quantum dot device and an electronic device.
나노 입자는 벌크 물질과 달리 물질의 고유 특성이라 알려져 있는 물리적 특성(에너지 밴드갭, 녹는점 등)을 입자 크기에 따라 조절할 수 있다. 예를 들어, 양자점(quantum dot)이라고도 불리는 반도체 나노 결정은 광 에너지 또는 전기 에너지를 공급받아 양자점 크기에 대응하는 파장의 빛을 낼 수 있다. 이에 따라 양자점은 소정 파장의 빛을 내는 발광체로 사용될 수 있다.Unlike bulk materials, nanoparticles can control physical properties (energy bandgap, melting point, etc.), which are known as intrinsic properties of materials, according to particle size. For example, semiconductor nanocrystals, also called quantum dots, may receive light energy or electrical energy to emit light having a wavelength corresponding to the size of the quantum dots. Accordingly, the quantum dot may be used as a light emitting device that emits light of a predetermined wavelength.
근래, 양자점을 발광체로 사용하는 양자점 소자에 대한 연구가 진행되고 있다. 그러나 양자점은 기존 발광체와 다르므로 양자점 소자의 성능을 개선할 수 있는 새로운 방안이 요구되고 있다.Recently, researches on quantum dot devices using quantum dots as light emitters have been conducted. However, since the quantum dot is different from the existing light emitter, a new method for improving the performance of the quantum dot device is required.
일 구현예는 개선된 성능을 구현할 수 있는 양자점 소자를 제공한다.One embodiment provides a quantum dot device capable of implementing improved performance.
다른 구현예는 상기 양자점 소자를 포함하는 전자 장치를 제공한다.Another embodiment provides an electronic device including the quantum dot device.
일 구현예에 따르면, 애노드, 상기 애노드 위에 위치하는 정공 주입층, 상기 정공 주입층 위에 위치하는 정공수송층, 상기 정공수송층 위에 위치하고 양자점을 포함하는 양자점 층, 그리고 상기 양자점 층 위에 위치하는 캐소드를 포함하고, 상기 정공수송층은 정공수송물질과 전자수송물질을 포함하며, 상기 전자수송물질과 상기 양자점 층의 LUMO 에너지 준위의 차이는 약 0.5eV 이하인 양자점 소자를 제공한다.According to one embodiment, an anode, a hole injection layer positioned on the anode, a hole transport layer located on the hole injection layer, a quantum dot layer disposed on the hole transport layer and a quantum dot including a quantum dot, and a cathode located on the quantum dot layer The hole transport layer includes a hole transport material and an electron transport material, and a difference between LUMO energy levels of the electron transport material and the quantum dot layer is about 0.5 eV or less.
상기 전자수송물질의 LUMO 에너지 준위는 약 2.7eV 내지 3.5eV 일 수 있다.LUMO energy level of the electron transport material may be about 2.7eV to 3.5eV.
상기 정공수송물질의 HOMO 에너지 준위는 약 5.4eV 이상일 수 있다.The HOMO energy level of the hole transport material may be about 5.4 eV or more.
상기 정공수송물질의 HOMO 에너지 준위는 약 5.4eV 내지 7.0eV 일 수 있다.HOMO energy level of the hole transport material may be about 5.4eV to 7.0eV.
상기 정공수송물질은 고분자를 포함할 수 있고, 상기 전자수송물질은 저분자 화합물을 포함할 수 있다.The hole transport material may include a polymer, and the electron transport material may include a low molecular weight compound.
상기 정공수송물질은 제1 정공수송물질과 제2 정공수송물질을 포함할 수 있고, 상기 제2 정공수송물질은 상기 제1 정공수송물질보다 높은 HOMO 에너지 준위를 가질 수 있다.The hole transport material may include a first hole transport material and a second hole transport material, and the second hole transport material may have a higher HOMO energy level than the first hole transport material.
상기 제2 정공수송물질의 HOMO 에너지 준위는 약 5.4eV 내지 7.0eV 일 수 있다.HOMO energy level of the second hole transport material may be about 5.4eV to 7.0eV.
상기 정공수송물질과 상기 전자수송물질은 혼합되어 있을 수 있다.The hole transport material and the electron transport material may be mixed.
상기 전자수송물질은 상기 정공수송물질과 같거나 그보다 적게 포함되어 있을 수 있다.The electron transport material may contain the same or less than the hole transport material.
상기 양자점 층과 상기 정공수송물질의 HOMO 에너지 준위의 차이는 약 0.7eV 이하일 수 있다.The difference between the HOMO energy level of the quantum dot layer and the hole transport material may be about 0.7 eV or less.
상기 양자점 층의 HOMO 에너지 준위는 약 5.6eV 이상일 수 있다.The HOMO energy level of the quantum dot layer may be about 5.6 eV or more.
상기 정공수송층과 상기 양자점 층은 맞닿아 있을 수 있다.The hole transport layer and the quantum dot layer may be in contact with each other.
상기 정공 주입층은 도전성 고분자를 포함할 수 있다.The hole injection layer may include a conductive polymer.
상기 양자점은 비카드뮴계 양자점을 포함할 수 있다.The quantum dot may include a cadmium-based quantum dot.
상기 양자점은 아연(Zn), 텔루리움(Te) 및 셀레늄(Se)을 포함하는 제1 반도체 화합물을 포함하는 코어와 상기 코어의 적어도 일부 위에 위치하고 상기 제1 반도체 화합물과 다른 제2 반도체 화합물을 포함하는 쉘을 포함할 수 있다.The quantum dot includes a core including a first semiconductor compound including zinc (Zn), tellurium (Te), and selenium (Se), and a second semiconductor compound positioned on at least a portion of the core and different from the first semiconductor compound. It may include a shell.
상기 쉘은 ZnSeS, ZnS 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The shell may comprise ZnSeS, ZnS or a combination thereof.
다른 구현예에 따르면, 상기 양자점 소자를 포함하는 전자 장치를 제공한다.According to another embodiment, an electronic device including the quantum dot device is provided.
양자점 소자의 성능을 개선할 수 있다.The performance of the quantum dot device can be improved.
도 1은 일 구현예에 따른 양자점 소자를 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 2는 도 1의 양자점 소자의 에너지 준위를 예시적으로 보여주는 다이아그램이다.1 is a schematic cross-sectional view of a quantum dot device according to an embodiment;
FIG. 2 is a diagram illustrating an energy level of the quantum dot device of FIG. 1.
이하, 구현예들에 대하여 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 권리 범위는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the embodiments. However, the scope of rights may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.
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 경우 뿐만 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. In the drawings, the thickness of layers, films, panels, regions, etc., are exaggerated for clarity. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification. When a portion of a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on top" of another part, this includes not only when the other part is "right over" but also when there is another part in the middle. On the contrary, when a part is "just above" another part, there is no other part in the middle.
이하, 일 함수(workfunction), HOMO 에너지 준위 및 LUMO 에너지 준위의 값은 진공 레벨(vacuum level)로부터의 절대값으로 표시된다. 또한, 일 함수, HOMO 에너지 준위 또는 LUMO 에너지 준위가 깊다, 높다 또는 크다는 것은 진공 레벨을 '0eV'로 하여 절대값이 큰 것을 의미하고 일 함수, HOMO 에너지 준위 또는 LUMO 에너지 준위가 얕다, 낮다 또는 작다는 것은 진공 레벨을 '0eV'로 하여 절대값이 작은 것을 의미한다.Hereinafter, the values of the work function, the HOMO energy level and the LUMO energy level are expressed as absolute values from the vacuum level. In addition, the work function, HOMO energy level or LUMO energy level is deep, high or large means that the absolute value is large with the vacuum level '0eV' and the work function, HOMO energy level or LUMO energy level is shallow, low or small. Means that the absolute value is small with the vacuum level '0eV'.
이하 도면을 참고하여 일 구현예에 따른 양자점 소자를 설명한다.Hereinafter, a quantum dot device according to an embodiment is described with reference to the drawings.
도 1은 일 구현예에 따른 양자점 소자를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 양자점 소자의 에너지 준위를 예시적으로 보여주는 다이아그램이다.1 is a cross-sectional view schematically illustrating a quantum dot device according to an embodiment, and FIG. 2 is a diagram illustrating an energy level of the quantum dot device of FIG. 1.
도 1을 참고하면, 일 구현예에 따른 양자점 소자(10)는 서로 마주하는 애노드(11)와 캐소드(16), 애노드(11)와 캐소드(16) 사이에 위치하는 양자점 층(14), 애노드(11)와 양자점 층(14) 사이에 위치하는 정공 주입층(12)과 정공 수송층(13), 그리고 캐소드(16)와 양자점 층(14) 사이에 위치하는 전자 보조층(15)을 포함한다. 일 예로, 양자점 소자(10)는 애노드(11), 애노드(11) 위에 위치하는 정공 주입층(12), 정공 주입층(12) 위에 위치하는 정공수송층(13), 정공수송층(13) 위에 위치하는 양자점 층(14) 및 양자점 층(14) 위에 위치하는 캐소드(16)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a
기판(도시하지 않음)은 애노드(11) 측에 배치될 수도 있고 캐소드(16) 측에 배치될 수 있다. 기판은 예컨대 유리와 같은 무기 물질; 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리아미드, 폴리에테르술폰 또는 이들의 조합과 같은 유기 물질; 또는 실리콘웨이퍼 등으로 만들어질 수 있다.The substrate (not shown) may be disposed on the
애노드(11)는 정공 주입이 원활하도록 일 함수가 비교적 높은 도전체로 만들어질 수 있으며, 예컨대 금속, 도전성 금속 산화물 또는 이들의 조합으로 만들어질 수 있다. 애노드(11)는 예컨대 니켈, 백금, 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연산화물, 인듐산화물, 주석산화물, 인듐주석산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO) 또는 불소 도핑된 주석 산화물과 같은 도전성 금속 산화물; 또는 ZnO와 Al 또는 SnO2와 Sb와 같은 금속과 산화물의 조합 등으로 만들어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The
캐소드(16)는 예컨대 전자 주입이 원활하도록 일 함수가 비교적 낮은 도전체로 만들어질 수 있으며, 예컨대 금속, 도전성 금속 산화물 및/또는 도전성 고분자로 만들어질 수 있다. 캐소드(16)는 예컨대 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 타이타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석, 납, 세슘, 바륨 등과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al, LiO2/Al, LiF/Ca, Liq/Al 및 BaF2/Ca과 같은 다층 구조 물질을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The
애노드(11)와 캐소드(16) 중 적어도 하나는 투광 전극일 수 있으며, 투광 전극은 예컨대 아연산화물, 인듐산화물, 주석산화물, 인듐주석산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO) 또는 불소 도핑된 주석 산화물과 같은 도전성 금속 산화물, 또는 얇은 두께의 단일층 또는 복수층의 금속 박막으로 만들어질 수 있다. 애노드(11)와 캐소드(16) 중 하나가 불투광 전극인 경우 예컨대 알루미늄(Al), 은(Ag) 또는 금(Au)과 같은 불투명 도전체로 만들어질 수 있다.At least one of the
양자점 층(14)은 양자점을 포함한다. 양자점은 넓은 의미의 반도체 나노결정을 의미하며, 예컨대 등방성 반도체 나노결정, 퀀텀 로드 및 퀀텀 플레이트 등 다양한 모양을 가질 수 있다. 여기서 퀀텀 로드는 종횡비가 1보다 큰, 예컨대 종횡비가 약 2 이상, 약 3 이상 또는 약 5 이상인 양자점을 의미할 수 있다. 일 예로, 퀀텀 로드의 종횡비는 약 50 이하, 약 30 이하 또는 약 20 이하일 수 있다. 일 예로, 퀀텀 로드의 종횡비는 예컨대 2 내지 50, 예컨대 3 내지 30 또는 예컨대 5 내지 20일 수 있다.
양자점은 예컨대 약 1nm 내지 약 100nm의 입경(구형이 아닌 경우 가장 긴 부분의 크기)을 가질 수 있고, 예컨대 약 1nm 내지 80nm의 입경을 가질 수 있고, 예컨대 약 1nm 내지 50nm의 입경을 가질 수 있고, 예컨대 약 1nm 내지 20nm의 입경을 가질 수 있다.The quantum dots can, for example, have a particle size (size of the longest part if not spherical) of about 1 nm to about 100 nm, can have a particle size of about 1 nm to 80 nm, for example, have a particle size of about 1 nm to 50 nm, For example, it may have a particle diameter of about 1 nm to 20 nm.
양자점은 크기 및/또는 조성에 따라 에너지 밴드갭을 조절할 수 있으며, 이에 따라 발광 파장 또한 조절할 수 있다. 예컨대 양자점의 크기가 클수록 좁은 에너지 밴드갭을 가질 수 있으며 이에 따라 비교적 장파장 영역의 빛을 낼 수 있고, 양자점의 크기가 작을수록 넓은 에너지 밴드갭을 가지며 이에 따라 비교적 단파장 영역의 빛을 낼 수 있다.The quantum dot may adjust the energy band gap according to the size and / or composition, and thus the emission wavelength may also be adjusted. For example, a larger quantum dot may have a narrow energy bandgap and thus may emit light in a relatively long wavelength region, and a smaller quantum dot may have a wider energy bandgap and thus may emit a relatively short wavelength region.
일 예로, 양자점은 크기 및/또는 조성에 따라 예컨대 가시광선 영역 중 소정 파장 영역의 빛을 낼 수 있다. 예컨대 양자점은 청색 광, 적색 광 또는 녹색 광을 낼 수 있으며, 청색 광은 예컨대 약 430nm 내지 470nm에서 피크 발광 파장을 가질 수 있고 적색 광은 약 620nm 내지 660nm에서 피크 발광 파장을 가질 수 있고 녹색 광은 예컨대 약 510nm 내지 550nm에서 피크 발광 파장을 가질 수 있다.For example, the quantum dot may emit light in a predetermined wavelength region of, for example, the visible light region according to size and / or composition. For example, the quantum dots may emit blue light, red light or green light, the blue light may have a peak emission wavelength at, for example, about 430 nm to 470 nm, and the red light may have a peak emission wavelength at about 620 nm to 660 nm, and the green light may For example, it may have a peak emission wavelength from about 510nm to 550nm.
양자점은 예컨대 약 10% 이상의 양자 수율(quantum yield)을 가질 수 있으며, 상기 범위 내에서 예컨대 약 30% 이상, 약 50% 이상, 약 60% 이상, 약 70% 이상 또는 약 90% 이상의 양자 수율을 가질 수 있다.The quantum dots can have a quantum yield of at least about 10%, for example, and within the above range, for example, at least about 30%, at least about 50%, at least about 60%, at least about 70% or at least about 90%. Can have
양자점은 비교적 좁은 반치폭(full width at half maximum, FWHM)을 가질 수 있다. 여기서 반치폭은 피크 발광 지점의 반(half)에 대응하는 파장의 폭(width)으로, 반치폭이 작으면 좁은 파장 영역의 빛을 내어 높은 색 순도를 나타낼 수 있는 것을 의미한다. 양자점은 예컨대 약 50nm 이하의 반치폭을 가질 수 있으며, 상기 범위 내에서 예컨대 약 49nm 이하, 약 48nm 이하, 약 47nm 이하, 약 46nm 이하, 약 45nm 이하, 약 44nm 이하, 약 43nm 이하, 약 42nm 이하, 약 41nm 이하, 약 40nm 이하, 약 39nm 이하, 약 38nm 이하, 약 37nm 이하, 약 36nm 이하, 약 35nm 이하, 약 34nm 이하, 약 33nm 이하, 약 32nm 이하, 약 31nm 이하, 약 30nm 이하, 약 29nm 이하 또는 약 28nm 이하의 반치폭을 가질 수 있다.Quantum dots can have a relatively narrow full width at half maximum (FWHM). Here, the half value width is a width of a wavelength corresponding to a half of a peak emission point, and when the half value width is small, it means that light of a narrow wavelength range can be emitted to exhibit high color purity. The quantum dots can have a half width of about 50 nm or less, for example, within the range of about 49 nm or less, about 48 nm or less, about 47 nm or less, about 46 nm or less, about 45 nm or less, about 44 nm or less, about 43 nm or less, about 42 nm or less, About 41 nm or less, about 40 nm or less, about 39 nm or less, about 38 nm or less, about 37 nm or less, about 36 nm or less, about 35 nm or less, about 34 nm or less, about 33 nm or less, about 32 nm or less, about 31 nm or less, about 30 nm or less, about 29 nm It may have a half width of less than or about 28 nm.
일 예로, 양자점은 II족-VI족 반도체 화합물, III족-V족 반도체 화합물, IV족- VI족 반도체 화합물, IV족 반도체 화합물, I-III-VI족 반도체 화합물, I-II-IV-VI족 반도체 화합물, II-III-V족 반도체 화합물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. II-VI족 반도체 화합물은 예컨대 CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, MgSe, MgS 및 이들의 혼합물에서 선택되는 이원소 반도체 화합물; CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, MgZnSe, MgZnS 및 이들의 혼합물에서 선택되는 삼원소 반도체 화합물; 및 HgZnTeS, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe 및 이들의 혼합물에서 선택되는 사원소 반도체 화합물에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. III-V족 반도체 화합물은 예컨대 GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb 및 이들의 혼합물에서 선택되는 이원소 반도체 화합물; GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, 및 이들의 혼합물에서 선택되는 삼원소 반도체 화합물; 및 GaAlNP, GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb 및 이들의 혼합물에서 선택되는 사원소 반도체 화합물에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. IV-VI족 반도체 화합물은 예컨대 SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe 및 이들의 혼합물에서 선택되는 이원소 반도체 화합물; SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe 및 이들의 혼합물에서 선택되는 삼원소 반도체 화합물; 및 SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe 및 이들의 혼합물에서 선택되는 사원소 반도체 화합물에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. IV족 반도체 화합물은 예컨대 Si, Ge 및 이들의 혼합물에서 선택되는 단원소 반도체 화합물; 및 SiC, SiGe 및 이들의 혼합물에서 선택되는 이원소 반도체 화합물에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. I-III-VI족 반도체 화합물은 예컨대 CuInSe2, CuInS2, CuInGaSe, CuInGaS 및 이들의 혼합물에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. I-II-IV-VI족 반도체 화합물은 예컨대 CuZnSnSe 및 CuZnSnS에서 선택될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. II-III-V족 반도체 화합물은 예컨대 InZnP를 들 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the quantum dot may be a Group II-VI semiconductor compound, a Group III-V semiconductor compound, a Group IV-VI semiconductor compound, a Group IV semiconductor compound, a Group I-III-VI semiconductor compound, or an I-II-IV-VI Group semiconductor compounds, group II-III-V semiconductor compounds, or combinations thereof. Group II-VI semiconductor compounds include, for example, binary element semiconductor compounds selected from CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, MgSe, MgS and mixtures thereof; CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnSe, HgZnSe ; And an elemental semiconductor compound selected from HgZnTeS, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe, and mixtures thereof. Group III-V semiconductor compounds include, for example, binary element semiconductor compounds selected from GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb and mixtures thereof; Three-element semiconductor compounds selected from GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, and mixtures thereof; And an isotropic semiconductor compound selected from GaAlNP, GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb, and mixtures thereof. It is not. Group IV-VI semiconductor compounds include, for example, binary element semiconductor compounds selected from SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe and mixtures thereof; Three-element semiconductor compounds selected from SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe, and mixtures thereof; And an elementary semiconductor compound selected from SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe, and mixtures thereof, but is not limited thereto. Group IV semiconductor compounds include, for example, unsubstituted semiconductor compounds selected from Si, Ge and mixtures thereof; And a two-element semiconductor compound selected from SiC, SiGe, and mixtures thereof, but is not limited thereto. The group I-III-VI semiconductor compound may be selected from, for example, CuInSe 2 , CuInS 2 , CuInGaSe, CuInGaS, and mixtures thereof, but is not limited thereto. The I-II-IV-VI semiconductor compound may be selected from, for example, CuZnSnSe and CuZnSnS, but is not limited thereto. The II-III-V semiconductor compound may include, but is not limited to, InZnP.
양자점은 상기 이원소 반도체 화합물, 삼원소 반도체 화합물 또는 사원소 반도체 화합물을 실질적으로 균일한 농도로 포함하거나, 농도 분포가 부분적으로 다른 상태로 나누어 포함할 수 있다. The quantum dot may include the two-element semiconductor compound, the three-element semiconductor compound, or the quaternary semiconductor compound in a substantially uniform concentration, or may be divided in a state where the concentration distribution is partially different.
일 예로, 양자점은 비카드뮴계 양자점을 포함할 수 있다. 카드뮴(Cd)은 심각한 환경/보건 문제를 야기할 수 있으며 다수의 국가들에서 유해물질 제한 지침(RoHS) 상 규제 대상 원소이므로, 비카드뮴계 양자점이 효과적으로 사용될 수 있다.As an example, the quantum dots may include non-cadmium-based quantum dots. Cadmium (Cd) can cause serious environmental / health problems and, in many countries, non-cadmium-based quantum dots can be used effectively because it is a regulated element under the Restriction of Hazardous Substances Directive (RoHS).
일 예로, 양자점은 예컨대 아연(Zn), 텔루리움(Te) 및 셀레늄(Se)을 포함하는 반도체 화합물일 수 있다. 예컨대 반도체 화합물에서 텔루리움(Te)의 함량은 셀레늄(Se)의 함량보다 작을 수 있다. 반도체 화합물은 약 470nm 이하의 파장 영역, 예컨대 약 430nm 내지 470nm 파장 영역에서 피크 발광 파장(peak emission wavelength)을 가지는 청색 광을 낼 수 있다.For example, the quantum dot may be a semiconductor compound including, for example, zinc (Zn), tellurium (Te), and selenium (Se). For example, the content of tellurium (Te) in the semiconductor compound may be smaller than the content of selenium (Se). The semiconductor compound may emit blue light having a peak emission wavelength in a wavelength region of about 470 nm or less, such as about 430 nm to 470 nm.
일 예로, 양자점은 예컨대 인듐(In), 아연(Zn) 및 인(P)을 포함하는 반도체 화합물일 수 있다. 예컨대 상기 반도체 화합물에서 인듐(In)에 대한 아연의 몰 비(mole ratio)는 약 25 이상일 수 있다. 상기 반도체 화합물은 청색 광, 녹색 광 또는 적색 광을 낼 수 있다. 녹색 광은 예컨대 약 470nm 이하의 파장 영역, 예컨대 약 430nm 내지 470nm의 파장 영역에서 피크 발광 파장을 가질 수 있다.For example, the quantum dot may be a semiconductor compound including, for example, indium (In), zinc (Zn), and phosphorus (P). For example, the mole ratio of zinc to indium (In) in the semiconductor compound may be about 25 or more. The semiconductor compound may emit blue light, green light, or red light. The green light may have a peak emission wavelength, for example in a wavelength region of about 470 nm or less, such as in the wavelength region of about 430 nm to 470 nm.
양자점은 하나의 양자점을 다른 양자점이 둘러싸는 코어-쉘(core-shell) 구조를 가질 수도 있다. 예컨대 양자점의 코어와 쉘의 계면은 쉘에 존재하는 원소의 농도가 중심으로 갈수록 낮아지는 농도 구배(gradient)를 가질 수 있다. 예컨대 양자점의 쉘을 구성하는 물질 조성이 양자점의 코어를 이루는 물질 조성보다 높은 에너지 밴드갭을 가질 수 있으며, 이에 따라 양자 구속 효과(quantum confinement effect)를 가질 수 있다. The quantum dot may have a core-shell structure in which one quantum dot surrounds another quantum dot. For example, the interface between the core and the shell of the quantum dot may have a concentration gradient that decreases toward the center of the element present in the shell. For example, the material composition constituting the shell of the quantum dots may have a higher energy band gap than the material composition constituting the core of the quantum dots, and thus may have a quantum confinement effect.
양자점은 하나의 양자점 코어와 이를 둘러싸는 다층의 양자점 쉘을 포함할 수 있다. 이때 다층의 쉘은 2층 이상의 쉘을 가지는 것으로 각각의 층은 독립적으로 단일 조성, 합금 및/또는 농도 구배를 가질 수 있다. 예컨대 다층의 쉘 중, 코어에서 먼 쪽에 위치하는 쉘이 코어에서 가깝게 위치하는 쉘보다 높은 에너지 밴드갭을 가질 수 있으며, 이에 따라 양자 구속 효과를 가질 수 있다.The quantum dot may include one quantum dot core and a multilayer quantum dot shell surrounding the quantum dot core. The multilayer shell may have two or more shells, and each layer may independently have a single composition, alloy and / or concentration gradient. For example, among multilayered shells, a shell located far from the core may have a higher energy bandgap than a shell located closer to the core, and thus may have a quantum confinement effect.
일 예로, 코어-쉘 구조를 가지는 양자점은 예컨대 아연(Zn), 텔루리움(Te) 및 셀레늄(Se)을 포함하는 제1 반도체 화합물을 포함하는 코어와 상기 코어의 적어도 일부 위에 위치하고 상기 코어와 다른 조성을 가지는 제2 반도체 화합물을 포함하는 쉘(shell)을 포함할 수 있다.For example, a quantum dot having a core-shell structure may be disposed on at least a portion of the core and different from the core, including, for example, a core including a first semiconductor compound including zinc (Zn), tellurium (Te), and selenium (Se). It may include a shell including a second semiconductor compound having a composition.
Zn-Te-Se계의 제1 반도체 화합물은 예컨대 소량의 텔루리움(Te)을 포함하는 Zn-Se 기반의 반도체 화합물일 수 있으며, 예컨대 ZnTexSe1 - x (여기서, x는 0 보다 크고 0.05 이하임)로 표현되는 반도체 화합물일 수 있다.The first semiconductor compound based on Zn-Te-Se may be a Zn-Se based semiconductor compound including, for example, a small amount of tellurium (Te), such as ZnTe x Se 1 - x , where x is greater than 0 and 0.05 Or a semiconductor compound represented by the following).
예컨대 Zn-Te-Se계의 제1 반도체 화합물에서, 아연(Zn)의 몰 함량은 셀레늄(Se)의 몰 함량보다 많을 수 있고, 셀레늄(Se)의 몰 함량은 텔루리움(Te)의 몰 함량보다 많을 수 있다. 예컨대 제1 반도체 화합물에서, 셀레늄(Se)에 대한 텔루리움(Te)의 몰비는 약 0.05 이하, 약 0.049 이하, 약 0.048 이하, 약 0.047 이하, 약 0.045 이하, 약 0.044 이하, 약 0.043 이하, 약 0.042 이하, 약 0.041 이하, 약 0.04 이하, 약 0.039 이하, 약 0.035 이하, 약 0.03 이하, 약 0.029 이하, 약 0.025 이하, 약 0.024 이하, 약 0.023 이하, 약 0.022 이하, 약 0.021 이하, 약 0.02 이하, 약 0.019 이하, 약 0.018 이하, 약 0.017 이하, 약 0.016 이하, 약 0.015 이하, 약 0.014 이하, 약 0.013 이하, 약 0.012 이하, 약 0.011 이하 또는 약 0.01 이하일 수 있다. 예컨대 제1 반도체 화합물에서, 아연(Zn)에 대한 텔루리움(Te)의 몰비는 약 0.02 이하, 약 0.019 이하, 약 0.018 이하, 약 0.017 이하, 약 0.016 이하, 약 0.015 이하, 약 0.014 이하, 약 0.013 이하, 약 0.012 이하, 약 0.011 이하 또는 약 0.011 이하일 수 있다. For example, in a Zn-Te-Se based first semiconductor compound, the molar content of zinc (Zn) may be higher than that of selenium (Se), and the molar content of selenium (Se) is molar content of tellurium (Te). Can be more. For example, in the first semiconductor compound, the molar ratio of tellurium (Te) to selenium (Se) is about 0.05 or less, about 0.049 or less, about 0.048 or less, about 0.047 or less, about 0.045 or less, about 0.044 or less, about 0.043 or less, about 0.042 or less, about 0.041 or less, about 0.04 or less, about 0.039 or less, about 0.035 or less, about 0.03 or less, about 0.029 or less, about 0.025 or less, about 0.024 or less, about 0.023 or less, about 0.022 or less, about 0.021 or less, about 0.02 or less , About 0.019 or less, about 0.018 or less, about 0.017 or less, about 0.016 or less, about 0.015 or less, about 0.014 or less, about 0.013 or less, about 0.012 or less, about 0.011 or less, or about 0.01 or less. For example, in the first semiconductor compound, the molar ratio of tellurium (Te) to zinc (Zn) is about 0.02 or less, about 0.019 or less, about 0.018 or less, about 0.017 or less, about 0.016 or less, about 0.015 or less, about 0.014 or less, about 0.013 or less, about 0.012 or less, about 0.011 or less, or about 0.011 or less.
제2 반도체 화합물은 예컨대 II족-VI족 반도체 화합물, III족-V족 반도체 화합물, IV족- VI족 반도체 화합물, IV족 반도체 화합물, I족-III-VI족 반도체 화합물, I-II-IV-VI 족 반도체 화합물, II-III-V족 반도체 화합물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. II족-VI족 반도체 화합물, III족-V족 반도체 화합물, IV족- VI족 반도체 화합물, IV족 반도체 화합물, I족-III-VI족 반도체 화합물, I-II-IV-VI족 반도체 화합물 및 II-III-V족 반도체 화합물의 예는 전술한 바와 같다.The second semiconductor compound is, for example, a Group II-VI semiconductor compound, a Group III-V semiconductor compound, a Group IV-VI semiconductor compound, a Group IV semiconductor compound, a Group I-III-VI semiconductor compound, I-II-IV Group-VI semiconductor compounds, group II-III-V semiconductor compounds, or combinations thereof. Group II-VI semiconductor compounds, Group III-V semiconductor compounds, Group IV-VI semiconductor compounds, Group IV semiconductor compounds, Group I-III-VI semiconductor compounds, Group I-II-IV-VI semiconductor compounds, and Examples of the II-III-V semiconductor compound are as described above.
예컨대, 제2 반도체 화합물은 아연(Zn), 셀레늄(Se) 및/또는 황(S)을 포함할 수 있다. 예컨대 쉘은 코어에 가깝게 위치하는 하나 이상의 내부 쉘과 양자점의 최외각에 위치하는 최외각 쉘을 포함할 수 있으며, 내부 쉘은 ZnSeS를 포함할 수 있고 최외각 쉘은 SnS를 포함할 수 있다. 예컨대 쉘은 일 성분에 대하여 농도 구배를 가질 수 있으며 예컨대 코어에서 멀어질수록 황(S)의 함량이 많아지는 농도 구배를 가질 수 있다.For example, the second semiconductor compound may include zinc (Zn), selenium (Se), and / or sulfur (S). For example, the shell may include one or more inner shells located close to the core and an outermost shell located at the outermost portion of the quantum dots, wherein the inner shell may comprise ZnSeS and the outermost shell may comprise SnS. For example, the shell may have a concentration gradient with respect to one component and, for example, a concentration gradient in which the content of sulfur (S) increases as the distance from the core increases.
일 예로, 코어-쉘 구조를 가지는 양자점은 예컨대 인듐(In), 아연(Zn) 및 인(P)을 포함하는 제3 반도체 화합물을 포함하는 코어와 상기 코어의 적어도 일부 위에 위치하고 상기 코어와 다른 조성을 가지는 제4 반도체 화합물을 포함하는 쉘을 포함할 수 있다.As an example, a quantum dot having a core-shell structure may be disposed on at least a portion of the core and a core including a third semiconductor compound including, for example, indium (In), zinc (Zn), and phosphorus (P). The branch may comprise a shell comprising a fourth semiconductor compound.
In-Zn-P계의 제3 반도체 화합물에서 인듐(In)에 대한 아연(Zn)의 몰 비는 약 25 이상일 수 있다. 예컨대 In-Zn-P계의 제1 반도체 화합물에서 인듐(In)에 대한 아연(Zn)의 몰 비는 약 28 이상, 29 이상 또는 30 이상일 수 있다. 예컨대 In-Zn-P계의 제1 반도체 화합물에서 인듐(In)에 대한 아연(Zn)의 몰 비는 약 55 이하일 수 있으며, 예컨대 50 이하, 45 이하, 40 이하, 35 이하, 34 이하, 33 이하 또는 32 이하일 수 있다.The molar ratio of zinc (Zn) to indium (In) in the In—Zn—P based third semiconductor compound may be about 25 or more. For example, the molar ratio of zinc (Zn) to indium (In) in the first semiconductor compound of In—Zn—P may be about 28 or more, 29 or more, or 30 or more. For example, the molar ratio of zinc (Zn) to indium (In) in the In-Zn-P based first semiconductor compound may be about 55 or less, for example, 50 or less, 45 or less, 40 or less, 35 or less, 34 or less, 33 Or 32 or less.
제4 반도체 화합물은 예컨대 II족-VI족 반도체 화합물, III족-V족 반도체 화합물, IV족- VI족 반도체 화합물, IV족 반도체 화합물, I족-III-VI족 반도체 화합물, I-II-IV-VI 족 반도체 화합물, II-III-V족 반도체 화합물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. II족-VI족 반도체 화합물, III족-V족 반도체 화합물, IV족- VI족 반도체 화합물, IV족 반도체 화합물, I족-III-VI족 반도체 화합물, I-II-IV-VI족 반도체 화합물 및 II-III-V족 반도체 화합물의 예는 전술한 바와 같다.The fourth semiconductor compound is, for example, group II-VI semiconductor compound, group III-V semiconductor compound, group IV-VI semiconductor compound, group IV semiconductor compound, group I-III-VI semiconductor compound, I-II-IV Group-VI semiconductor compounds, group II-III-V semiconductor compounds, or combinations thereof. Group II-VI semiconductor compounds, Group III-V semiconductor compounds, Group IV-VI semiconductor compounds, Group IV semiconductor compounds, Group I-III-VI semiconductor compounds, Group I-II-IV-VI semiconductor compounds, and Examples of the II-III-V semiconductor compound are as described above.
예컨대 제4 반도체 화합물은 아연(Zn) 및 황(S)과 선택적으로 셀레늄(Se)을 포함할 수 있다. 예컨대 쉘은 코어에 가깝게 위치하는 하나 이상의 내부 쉘과 양자점의 최외각에 위치하는 최외각 쉘을 포함할 수 있으며, 내부 쉘 및 최외각 쉘 중 적어도 하나는 ZnS 또는 ZnSeS의 제4 반도체 화합물을 포함할 수 있다.For example, the fourth semiconductor compound may include zinc (Zn) and sulfur (S) and optionally selenium (Se). For example, the shell may include one or more inner shells located close to the core and an outermost shell located at the outermost side of the quantum dots, and at least one of the inner shell and the outermost shell may include a fourth semiconductor compound of ZnS or ZnSeS. Can be.
양자점 층(14)은 예컨대 약 5nm 내지 200nm의 두께를 가질 수 있으며, 상기 범위 내에서 예컨대 약 10nm 내지 100nm의 두께를 가질 수 있고, 상기 범위 내에서 예컨대 약 10nm 내지 80nm의 두께를 가질 수 있고, 상기 범위 내에서 예컨대 약 10nm 내지 50nm의 두께를 가질 수 있고, 상기 범위 내에서 예컨대 약 25nm 내지 40nm의 두께를 가질 수 있다.The
양자점 층(14)은 비교적 높은 HOMO 에너지 준위(HOMOQD)를 가질 수 있으며, 예컨대 약 5.4eV 이상의 HOMO 에너지 준위(HOMOQD)를 가질 수 있고, 상기 범위 내에서 예컨대 약 5.5eV 이상, 약 5.6eV 이상, 약 5.7eV 이상, 약 5.8eV 이상, 예컨대 약 5.9eV 이상, 예컨대 약 6.0eV 이상의 HOMO 에너지 준위(HOMOQD)를 가질 수 있다. 양자점 층(14)의 HOMO 에너지 준위(HOMOQD)는 상기 범위 내에서 예컨대 약 5.4eV 내지 7.0eV, 예컨대 약 5.6eV 내지 7.0eV, 예컨대 약 5.6eV 내지 6.8eV, 예컨대 약 5.6eV 내지 6.7eV, 예컨대 약 5.6eV 내지 6.5eV, 예컨대 약 5.6eV 내지 6.3eV, 예컨대 약 5.6eV 내지 6.2eV, 예컨대 약 5.6eV 내지 6.1eV, 예컨대 약 5.8eV 내지 7.0eV, 예컨대 약 5.8eV 내지 6.8eV, 예컨대 약 5.8eV 내지 6.7eV, 예컨대 약 5.8eV 내지 6.5eV, 예컨대 약 5.8eV 내지 6.3eV, 예컨대 약 5.8eV 내지 6.2eV, 예컨대 약 5.8eV 내지 6.1eV, 예컨대 약 6.0eV 내지 7.0eV, 예컨대 약 6.0eV 내지 6.8eV, 예컨대 약 6.0eV 내지 6.7eV, 예컨대 약 6.0eV 내지 6.5eV, 예컨대 약 6.0eV 내지 6.3eV, 예컨대 약 6.0eV 내지 6.2eV일 수 있다. A
정공 주입층(12)과 정공 수송층(13)은 애노드(11)와 양자점 층(14) 사이에 위치될 수 있으며, 정공 주입층(12)은 애노드(11) 측에, 정공 수송층(13)은 양자점 층(14) 측에 위치되어 애노드(11)로부터 공급된 정공이 정공 주입층(12) 및 정공 수송층(13)을 통하여 양자점 층(14)에 전달될 수 있다. 일 예로, 정공 주입층(12)은 애노드(11)와 맞닿아 있을 수 있으며 정공수송층(13)은 양자점 층(14)에 맞닿아 있을 수 있다.The
정공 주입층(12)의 HOMO 에너지 준위(HOMOHIL)는 애노드(11)의 일 함수와 양자점 층(14)의 HOMO 에너지 준위 사이일 수 있으며, 예컨대 약 5.0eV 내지 5.5eV 일 수 있다.The HOMO energy level HOMO HIL of the
정공 주입층(12)은 도전성 화합물을 포함할 수 있고, 예컨대 도전성 금속 산화물, 도전성 모노머, 도전성 올리고머, 도전성 고분자 및/또는 도전성 이온 화합물을 포함할 수 있고, 예컨대 약 1x10-7 S/cm 이상의 전도도를 가진 도전성 금속 산화물, 도전성 모노머, 도전성 올리고머, 도전성 고분자 및/또는 도전성 이온 화합물을 포함할 수 있고, 예컨대 약 1x10-7 S/cm 내지 1000 S/cm의 전도도를 가진 도전성 산화물, 도전성 모노머, 도전성 올리고머, 도전성 고분자 및/또는 도전성 이온 화합물을 포함할 수 있다. 도전성 화합물은 예컨대 폴리티오펜, 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리(파라-페닐렌), 폴리플루오렌, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 폴리스티렌설포네이트(PEDOT:PSS), 이들의 유도체 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The
정공 수송층(13)의 HOMO 에너지 준위(HOMOHTL)는 정공 주입층(12)의 HOMO 에너지 준위(HOMOHIL)와 양자점 층(14)의 HOMO 에너지 준위(HOMOQD) 사이일 수 있다. 이에 따라 정공 주입층(12)으로부터 양자점 층(14)까지 계단형 에너지 준위를 형성할 수 있어서 정공의 이동성을 효과적으로 높일 수 있다.HOMO energy level (HOMO HTL), a
정공 수송층(13)의 HOMO 에너지 준위(HOMOHTL)는 양자점 층(14)의 HOMO 에너지 준위(HOMOQD)와 매칭될 수 있도록 양자점 층(14)과 마찬가지로 비교적 높은 HOMO 에너지 준위를 가질 수 있다. The HOMO energy level HOMO HTL of the
정공 수송층(13)은 이와 같은 비교적 높은 HOMO 에너지 준위를 가진 적어도 하나의 정공수송물질을 포함할 수 있다. 여기서 정공수송물질은 전기장(electric field)을 가했을 때 HOMO 에너지 준위를 따라 전도 특성을 가지는 물질일 수 있다. 정공 수송층(13)의 HOMO 에너지 준위(HOMOHTL)는 정공수송물질의 HOMO 에너지 준위에 따라 결정될 수 있으며, 정공 수송층(13)의 HOMO 에너지 준위(HOMOHTL)는 정공수송물질의 HOMO 에너지 준위와 실질적으로 같을 수 있다.The
일 예로, 정공 수송층(13)의 정공수송물질의 HOMO 에너지 준위(HOMOHTL)와 양자점 층(14)의 HOMO 에너지 준위(HOMOQD)의 차이는 약 0.7eV 이하일 수 있으며, 상기 범위 내에서 예컨대 약 0eV 내지 0.7eV, 약 0eV 내지 0.6eV, 약 0eV 내지 0.5eV, 약 0.01eV 내지 0.7eV, 약 0.01eV 내지 0.6eV, 약 0.01eV 내지 0.5eV, 약 0.01eV 내지 0.4eV, 예컨대 약 0.01eV 내지 0.3eV, 예컨대 약 0.01eV 내지 0.2eV, 예컨대 약 0.01eV 내지 0.1eV 일 수 있다.For example, the difference between the HOMO energy level HOMO HTL of the hole transport material of the
일 예로, 정공 수송층(13)의 정공수송물질의 HOMO 에너지 준위(HOMOHTL)는 양자점 층(14)의 HOMO 에너지 준위(HOMOQD)와 같거나 그보다 약 0.7eV 이하 범위 내에서 작을 수 있다.For example, the HOMO energy level HOMO HTL of the hole transport material of the
정공 수송층(13)의 정공수송물질의 HOMO 에너지 준위(HOMOHTL)는 예컨대 약 5.4eV 이상일 수 있고, 상기 범위 내에서 예컨대 약 5.4eV 이상일 수 있고, 상기 범위 내에서 예컨대 약 5.6eV 이상 또는 예컨대 약 5.8eV 이상일 수 있다. 예컨대 정공 수송층(13)의 정공수송물질의 HOMO 에너지 준위(HOMOHTL)는 약 5.4eV 내지 7.0eV일 수 있고, 상기 범위 내에서 예컨대 약 5.4eV 내지 6.8eV, 예컨대 약 5.4eV 내지 6.7eV, 예컨대 약 5.4eV 내지 6.5eV, 예컨대 약 5.4eV 내지 6.3eV, 예컨대 약 5.4eV 내지 6.2eV, 예컨대 약 5.4eV 내지 6.1eV, 예컨대 약 5.6eV 내지 7.0eV, 예컨대 약 5.6eV 내지 6.8eV, 예컨대 약 5.6eV 내지 6.7eV, 예컨대 약 5.6eV 내지 6.5eV, 예컨대 약 5.6eV 내지 6.3eV, 예컨대 약 5.6eV 내지 6.2eV, 예컨대 약 5.6eV 내지 6.1eV, 예컨대 약 5.8eV 내지 7.0eV, 예컨대 약 5.8eV 내지 6.8eV, 예컨대 약 5.8eV 내지 6.7eV, 예컨대 약 5.8eV 내지 6.5eV, 예컨대 약 5.8eV 내지 6.3eV, 예컨대 약 5.8eV 내지 6.2eV, 예컨대 약 5.8eV 내지 6.1eV일 수 있다. The HOMO energy level (HOMO HTL ) of the hole transport material of the
일 예로, 정공 수송층(13)의 정공수송물질은 서로 다른 HOMO 에너지 준위를 가진 제1 정공수송물질과 제2 정공수송물질을 포함할 수 있다. 제1 정공수송물질과 제2 정공수송물질 중 적어도 하나는 전술한 HOMO 에너지 준위를 만족하는 물질 중에 선택될 수 있으며, 예컨대 제2 정공수송물질은 제1 정공수송물질보다 높은 HOMO 에너지 준위를 가질 수 있다. 예컨대 제1 정공수송물질의 HOMO 에너지 준위는 약 5.4eV 미만일 수 있고, 제2 정공수송물질의 HOMO 에너지 준위는 약 5.4eV 이상일 수 있다. 예컨대 제1 정공수송물질의 HOMO 에너지 준위는 약 4.5eV 이상 5.4eV 미만일 수 있고, 제2 정공수송물질의 HOMO 에너지 준위는 약 5.4eV 내지 7.0eV일 수 있고, 제2 정공수송물질의 HOMO 에너지 준위는 상기 범위 내에서 예컨대 약 5.4eV 내지 6.8eV, 예컨대 약 5.4eV 내지 6.7eV, 예컨대 약 5.4eV 내지 6.5eV, 예컨대 약 5.4eV 내지 6.3eV, 예컨대 약 5.4eV 내지 6.2eV, 예컨대 약 5.4eV 내지 6.1eV, 예컨대 약 5.6eV 내지 7.0eV, 예컨대 약 5.6eV 내지 6.8eV, 예컨대 약 5.6eV 내지 6.7eV, 예컨대 약 5.6eV 내지 6.5eV, 예컨대 약 5.6eV 내지 6.3eV, 예컨대 약 5.6eV 내지 6.2eV, 예컨대 약 5.6eV 내지 6.1eV, 예컨대 약 5.8eV 내지 7.0eV, 예컨대 약 5.8eV 내지 6.8eV, 예컨대 약 5.8eV 내지 6.7eV, 예컨대 약 5.8eV 내지 6.5eV, 예컨대 약 5.8eV 내지 6.3eV, 예컨대 약 5.8eV 내지 6.2eV, 예컨대 약 5.8eV 내지 6.1eV일 수 있다.For example, the hole transport material of the
정공 수송층(13)의 정공수송물질은 상기 에너지 준위 및/또는 정공 이동도를 만족하는 재료이면 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 고분자일 수 있으며, 예컨대 폴리(9,9-디옥틸-플루오렌-코-N-(4-부틸페닐)-디페닐아민) (Poly(9,9-dioctyl-fluorene-co-N-(4-butylphenyl)-diphenylamine), TFB), 폴리아릴아민, 폴리(N-비닐카바졸)(poly(N-vinylcarbazole), 폴리아닐린(polyaniline), 폴리피롤(polypyrrole), 또는 그 공중합체, N,N,N',N'-테트라키스(4-메톡시페닐)-벤지딘(N,N,N',N'-tetrakis(4-methoxyphenyl)-benzidine, TPD), 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐-아미노]비페닐(4-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenyl-amino]biphenyl, α-NPD), m-MTDATA (4,4',4"-Tris[phenyl(m-tolyl)amino]triphenylamine), 4,4',4"-트리스(N-카바졸릴)-트리페닐아민(4,4',4"-tris(N-carbazolyl)-triphenylamine, TCTA), 1,1-비스[(디-4-토일아미노)페닐시클로헥산 (TAPC), p형 금속 산화물 (예를 들어, NiO, WO3, MoO3 등), 플루오렌 또는 그 유도체, 그래핀옥사이드 등 탄소 기반의 재료 및 이들의 조합에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The hole transport material of the hole transport layer 13 is not particularly limited as long as it is a material that satisfies the energy level and / or hole mobility, and may be, for example, a polymer, for example, poly (9,9-dioctyl-fluorene-co- N- (4-butylphenyl) -diphenylamine) (Poly (9,9-dioctyl-fluorene-co-N- (4-butylphenyl) -diphenylamine), TFB), polyarylamine, poly (N-vinylcarba Sol) (poly (N-vinylcarbazole), polyaniline, polypyrrole, or a copolymer thereof, N, N, N ', N'-tetrakis (4-methoxyphenyl) -benzidine (N, N , N ', N'-tetrakis (4-methoxyphenyl) -benzidine, TPD), 4,4'-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenyl-amino] biphenyl (4-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenyl-amino] biphenyl, α-NPD), m-MTDATA (4,4 ', 4 "-Tris [phenyl (m-tolyl) amino] triphenylamine), 4,4', 4 "-Tris (N-carbazolyl) -triphenylamine (4,4 ', 4" -tris (N-carbazolyl) -triphenylamine, TCTA), 1,1-bis [(di-4-toylamino) phenylcyclo Hexane (TAPC), p-type metal oxides (eg NiO, WO 3 , MoO 3, etc.), fluorene or derivatives thereof, graphene oxide, and the like, and may include at least one selected from carbon-based materials, and combinations thereof.
정공 수송층(13)은 전자수송물질을 더 포함할 수 있다. 전자수송물질은 전기장을 가했을 때 LUMO 에너지 준위를 따라 전도 특성을 가지는 물질일 수 있다. 정공 수송층(13)의 전자수송물질은 양자점 층(14)을 통과한 전자들 및/또는 정공 수송층(13)과 양자점 층(14)의 계면에 축적되어 있는 전자들을 효과적으로 이동시킬 수 있다. The
일반적으로 양자점 소자에서는 정공과 전자의 이동성이 다를 수 있으며, 예컨대 전자의 이동성이 정공의 이동성보다 높을 수 있다. 따라서 애노드(11)로부터 양자점 층(14)으로 이동하는 정공들과 캐소드(16)로부터 양자점 층(14)으로 이동하는 전자들 사이의 이동도 불균형이 야기될 수 있고, 이에 따라 상대적으로 빠른 전자들이 양자점 층(14)의 내부에서 정공과 결합되지 못하고 양자점 층(14)과 정공 수송층(13)의 계면에 축적될 수 있다. 이와 같이 양자점 층(14)과 정공 수송층(13)의 계면에 축적된 전자들은 양자점 소자를 열화시켜 양자점 소자의 수명을 단축시킬 수 있다.In general, in the quantum dot device, the mobility of holes and electrons may be different, for example, the mobility of electrons may be higher than the mobility of holes. Thus, there may be a mobility imbalance between the holes moving from the
본 구현예에서는 정공 수송층(13)에 전자수송물질을 포함함으로써 양자점 층(14)을 통과한 전자들이 정공 수송층(13)의 LUMO 에너지 준위를 따라 정공 주입층(12)으로 빠져 나감으로써 양자점 층(14)과 정공 수송층(13)의 계면에서 전자들이 축적되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 양자점 소자의 열화를 방지하고 수명 특성을 개선할 수 있다.In this embodiment, the electron transport material is included in the
정공 수송층(13)의 전자수송물질은 양자점 층(14)의 LUMO 에너지 준위(LUMOQD)와 같거나 유사한 범위의 LUMO 에너지 준위(LUMOHTL2)를 가진 물질 중에서 선택될 수 있으며, 예컨대 정공 수송층(13)의 전자수송물질과 양자점 층(14)의 LUMO 에너지 준위의 차이는 약 0.5eV 이하일 수 있다. 상기 범위 내에서 정공 수송층(13)의 전자수송물질과 양자점 층(14)의 LUMO 에너지 준위의 차이는 예컨대 약 0eV 내지 0.5eV, 약 0.01eV 내지 0.4eV, 예컨대 약 0.01eV 내지 0.38eV, 예컨대 약 0.01eV 내지 0.35eV, 예컨대 약 0.01eV 내지 0.30eV 일 수 있다.The electron transport material of the
예컨대 정공 수송층(13)의 전자수송물질의 LUMO 에너지 준위(LUMOHTL2)는 약 2.7eV 내지 3.5eV일 수 있고, 상기 범위 내에서 예컨대 약 2.7eV 내지 3.4eV, 약 2.8eV 내지 3.3eV, 약 2.9eV 내지 3.2eV 또는 약 2.9eV 내지 3.1eV 일 수 있다. For example, the LUMO energy level (LUMO HTL2 ) of the electron transporting material of the
정공 수송층(13)의 전자수송물질은 유기물, 무기물 및/또는 유무기물을 포함할 수 있으며, 예컨대 저분자 화합물일 수 있으며, 예컨대 1,4,5,8-나프탈렌-테트라카르복실릭 디안하이드라이드(1,4,5,8-naphthalene-tetracarboxylic dianhydride, NTCDA), 바소쿠프로인(bathocuproine, BCP), 트리스[3-(3-피리딜)-메시틸]보레인(3TPYMB), LiF, Alq3, Gaq3, Inq3, Znq2, Zn(BTZ)2, BeBq2, ET204(8-(4-(4,6-di(naphthalen-2-yl)-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl)quinolone), 8-hydroxyquinolinato lithium (Liq), n형 금속 산화물 (예를 들어, ZnO, HfO2 등), 포스핀 옥사이드 모이어티를 포함하는 화합물, 피라졸 모이어티를 포함하는 화합물, 이들의 공중합체 또는 이들의 조합일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 여기서 저분자 화합물은 10000 g/mol 이하의 분자량을 가지는 화합물일 수 있으며, 예컨대 약 5000g/mol 이하, 예컨대 약 3000g/mol 이하, 예컨대 약 1000g/mol 이하 또는 예컨대 약 500g/mol 이하의 분자량을 가지는 화합물일 수 있다.The electron transport material of the
정공 수송층(13)은 전술한 정공수송물질과 전자수송물질을 함께 포함할 수 있으며, 예컨대 정공수송물질과 전자수송물질의 혼합물을 포함할 수 있다. 이때 전자수송물질은 정공수송물질과 같거나 그보다 적게 포함될 수 있으며, 예컨대 정공수송물질과 전자수송물질은 약 5:5 내지 9:1의 중량비로 포함될 수 있다.The
전자 보조층(15)은 캐소드(16)와 양자점 층(14) 사이에 위치하며 1층 또는 2층 이상을 포함할 수 있다. 전자 보조층(15)은 전자 수송층, 전자 주입층, 정공 차단층 또는 이들의 조합일 수 있고, 경우에 따라 생략될 수 있다.The
전자 수송층은 예컨대 1,4,5,8-나프탈렌-테트라카르복실릭 디안하이드라이드(1,4,5,8-naphthalene-tetracarboxylic dianhydride, NTCDA), 바소쿠프로인(bathocuproine, BCP), 트리스[3-(3-피리딜)-메시틸]보레인(3TPYMB), LiF, Alq3, Gaq3, Inq3, Znq2, Zn(BTZ)2, BeBq2, ET204(8-(4-(4,6-di(naphthalen-2-yl)-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl)quinolone), 8-hydroxyquinolinato lithium (Liq), n형 금속 산화물 (예를 들어, ZnO, HfO2 등), 피리졸 모이어티를 가진 화합물, 포스핀 산화물 화합물 및 이들의 조합에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The electron transport layer is, for example, 1,4,5,8-naphthalene-tetracarboxylic dianhydride (1,4,5,8-naphthalene-tetracarboxylic dianhydride (NTCDA), bathocuproine (BCP), tris [ 3- (3-pyridyl) -mesityl] borane (3TPYMB), LiF, Alq3, Gaq3, Inq3, Znq2, Zn (BTZ) 2, BeBq2, ET204 (8- (4- (4,6-di ( naphthalen-2-yl) -1,3,5-triazin-2-yl) phenyl) quinolone), 8-hydroxyquinolinato lithium (Liq), n-type metal oxides (e.g., ZnO, HfO2, etc.), pyrisol moieers At least one selected from a compound having a tee, a phosphine oxide compound, and a combination thereof, but is not limited thereto.
정공 차단층은 예컨대 1,4,5,8-나프탈렌-테트라카르복실릭 디안하이드라이드(1,4,5,8-naphthalene-tetracarboxylic dianhydride, NTCDA), 바소쿠프로인(BCP), 트리스[3-(3-피리딜)-메시틸]보레인(3TPYMB), LiF, Alq3, Gaq3, Inq3, Znq2, Zn(BTZ)2, BeBq2 및 이들의 조합에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The hole blocking layer is, for example, 1,4,5,8-naphthalene-tetracarboxylic dianhydride (1,4,5,8-naphthalene-tetracarboxylic dianhydride (NTCDA), vasocuproin (BCP), tris [3 -(3-pyridyl) -mesityl] borane (3TPYMB), LiF, Alq3, Gaq3, Inq3, Znq2, Zn (BTZ) 2, BeBq2, and combinations thereof, but may include at least one selected from It is not limited.
전술한 정공 주입층(12), 정공 수송층(13), 양자점 층(14) 및 전자 보조층(15)은 예컨대 용액 공정 또는 증착 공정으로 형성될 수 있으며, 용액 공정은 예컨대 스핀 코팅, 슬릿 코팅, 잉크젯 인쇄, 노즐 인쇄, 분사 및/또는 닥터 블레이드 코팅에 의해 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The above-described
양자점 소자는 예컨대 표시 장치 또는 조명 장치 등의 다양한 전자 장치에 적용될 수 있다. The quantum dot device may be applied to various electronic devices such as a display device or an illumination device.
이하 실시예를 통하여 상술한 구현예를 보다 상세하게 설명한다. 다만, 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 권리범위를 제한하는 것은 아니다.The embodiments described above will be described in more detail with reference to the following examples. However, the following examples are for illustrative purposes only and do not limit the scope of the rights.
양자점의Quantum dots 합성 synthesis
합성예Synthesis Example 1: One: ZnTeSeZnTeSe 코어의 합성 Synthesis of core
셀레늄(Se) 및 텔루리움(Te)을 트리옥틸포스핀(trioctylphosphine, TOP)에 분산시켜 2M의 Se/TOP stock solution 및 0.1 M 의 Te/TOP stock solution을 얻는다. 아연 아세테이트(zinc acetate) 0.125 mmol을 팔미트산 (palmitic acid) 0.25 mmol 및 헥사데실아민 0.25 mmol과 함께 트리옥틸아민 10mL를 반응기에 넣고 진공 하에 120도로 가열한다. 1시간 후 반응기 내 분위기를 질소로 전환한다. 300도로 가열한 후 위에서 준비한 Se/TOP stock solution 및 Te/TOP stock solution을 Te/Se 몰 비율을 1/25으로 신속히 주입한다. 30분 후, 상온으로 신속하게 식힌 반응 용액에 아세톤을 넣고 원심 분리하여 얻은 침전을 톨루엔에 분산시켜 ZnTeSe 양자점을 얻는다.Selenium (Se) and tellurium (Te) are dispersed in trioctylphosphine (TOP) to obtain 2M Se / TOP stock solution and 0.1M Te / TOP stock solution. 0.125 mmol of zinc acetate, 0.25 mmol of palmitic acid and 0.25 mmol of hexadecylamine were added to 10 mL of trioctylamine into the reactor and heated to 120 degrees under vacuum. After 1 hour the atmosphere in the reactor is switched to nitrogen. After heating to 300 degrees, the Se / TOP stock solution and Te / TOP stock solution prepared above are rapidly injected with a Te / Se molar ratio of 1/25. After 30 minutes, acetone was added to a rapidly cooled reaction solution at room temperature, and the precipitate obtained by centrifugation was dispersed in toluene to obtain a ZnTeSe quantum dot.
합성예Synthesis Example 2: 2: ZnTeSeZnTeSe 코어/ core/ ZnSeSZnSeS 쉘의Shell 양자점Quantum dots 합성 synthesis
Zinc acetate 1.8mmol (0.336g), oleic acid 3.6mmol (1.134g) 및 trioctylamine 10mL를 플라스크에 넣고 120℃에서 10분간 진공처리한다. 질소(N2)로 상기 플라스크 내를 치환한 후 180℃로 승온한다. 여기에, 합성예 1에서 얻은 ZnTeSe 코어를 10초 내에 넣고, 이어서 Se/TOP 0.04 mmol을 천천히 주입한 다음 280℃로 승온한다. 그 후 S/TOP 0.01mmol를 넣고 320℃로 승온하여 10분 반응한다. 연속하여, Se/TOP 0.02mmol 및 S/TOP 0.04 mmol 혼합용액을 천천히 주입하고 다시 20분 반응한다. 이후 Se과 S의 혼합비율을 바꾸어 주입하고 20분 반응시키는 단계를 반복하는데, 이때 사용하는 Se 및 S의 혼합용액은 Se/TOP 0.01mmol + S/TOP 0.05mmol의 혼합용액, Se/TOP 0.005mmol + S/TOP 0.1mmol의 혼합용액(B), S/TOP 0.5mmol 용액이며, 이들을 순서대로 사용한다. 상기 반응이 모두 끝난 후 반응기를 냉각하고, 제조된 나노결정을 ethanol로 원심 분리하여 톨루엔에 분산시켜 ZnTeSe/ZnSeS 코어쉘 양자점을 포함하는 분산액 (이하 "ZnTeSe/ZnSeS 코어쉘 양자점 분산액"이라 한다)을 얻는다. 1.8 mmol (0.336 g) of zinc acetate, 3.6 mmol (1.134 g) of oleic acid and 10 mL of trioctylamine are added to the flask and vacuumed at 120 ° C. for 10 min. The flask was replaced with nitrogen (N 2) and then heated to 180 ° C. Here, the ZnTeSe core obtained in Synthesis Example 1 was added within 10 seconds, and then 0.04 mmol of Se / TOP was slowly injected, followed by heating to 280 ° C. Thereafter, 0.01 mmol of S / TOP was added, and the reaction mixture was heated to 320 ° C. for 10 minutes. Successively, 0.02 mmol of Se / TOP and 0.04 mmol of S / TOP mixed solution were slowly injected and reacted again for 20 minutes. After changing the mixing ratio of Se and S and repeat the step of reacting for 20 minutes, the mixed solution of Se and S used is a mixed solution of Se / TOP 0.01mmol + S / TOP 0.05mmol, Se / TOP 0.005mmol + S / TOP 0.1mmol mixed solution (B), S / TOP 0.5mmol solution. These are used in this order. After completion of the reaction, the reactor was cooled, and the prepared nanocrystals were centrifuged with ethanol to be dispersed in toluene to disperse a dispersion containing ZnTeSe / ZnSeS coreshell quantum dots (hereinafter referred to as "ZnTeSe / ZnSeS coreshell quantum dot dispersion"). Get
양자점Quantum dots 소자의 제작 Fabrication of the device
실시예Example 1 One
150nm 두께의 ITO (WF: 4.8eV)가 증착된 유리기판에 UV-오존으로 표면 처리를 15분간 수행한 후, PEDOT:PSS 용액(H.C. Starks)을 스핀 코팅하고 Air 분위기에서 150도에서 10분간 열처리하고, 다시 N2 분위기에서 150도에서 10분간 열처리하여 25nm 두께의 정공 주입층(HOMO: 5.3eV, LUMO: 2.7eV)을 형성한다. 이어서 정공 주입층 위에 디옥틸 플루오렌 모이어티와 트리페닐아민 모이어티를 포함하는 중합체(정공수송물질)(HOMO: 5.4eV, LUMO: 2.4eV)와 포스핀 옥사이드 화합물(전자수송물질, ABH113, Sun Chem)(HOMO: 6.0 eV, LUMO: 3.0eV)을 1:1(wt/wt)로 포함한 혼합물을 스핀 코팅하고 150도에서 30분간 열처리하여 25nm 두께의 정공수송층을 형성한다. 이어서, 정공수송층 위에 합성예 2에서 얻은 ZnTeSe/ZnSeS 코어쉘 양자점 분산액 (피크 발광 파장: 453nm)을 스핀 코팅하고 150도에서 30분간 열처리하여 양자점 층(HOMO: 6.0eV, LUMO: 3.3eV)을 형성한다. 이어서 양자점 층 위에 피라졸 모이어티를 포함하는 도펀트와 포스핀 옥사이드 화합물(1:3(wt/wt))을 진공 증착하여 36nm 두께의 전자수송층을 형성하고 그 위에 Liq 5nm 및 알루미늄(Al) 90nm를 진공 증착하여 캐소드를 형성하여, 양자점 소자를 제조한다.After 15 minutes of surface treatment with UV-ozone on 150 nm thick ITO (WF: 4.8 eV) deposited glass, spin coating PEDOT: PSS solution (HC Starks) and heat treatment at 150 ° C for 10 minutes Then, heat treatment at 150 ° C. for 10 minutes in N 2 atmosphere to form a hole injection layer (HOMO: 5.3 eV, LUMO: 2.7 eV) having a thickness of 25 nm. Next, a polymer (hole transport material) (HOMO: 5.4 eV, LUMO: 2.4 eV) and a phosphine oxide compound (electron transport material, ABH113, Sun) including a dioctyl fluorene moiety and a triphenylamine moiety on the hole injection layer Spin coating a mixture containing Chem) (HOMO: 6.0 eV, LUMO: 3.0 eV) at 1: 1 (wt / wt) and heat-treating at 150 degrees for 30 minutes to form a hole transport layer having a thickness of 25 nm. Subsequently, the ZnTeSe / ZnSeS coreshell quantum dot dispersion liquid (peak emission wavelength: 453 nm) obtained in Synthesis Example 2 was spin coated on the hole transport layer and heat-treated at 150 ° C. for 30 minutes to form a quantum dot layer (HOMO: 6.0 eV, LUMO: 3.3 eV). do. Subsequently, a dopant containing a pyrazole moiety and a phosphine oxide compound (1: 3 (wt / wt)) were vacuum deposited on the quantum dot layer to form an electron transport layer having a thickness of 36 nm, and Liq 5 nm and 90 nm of aluminum (Al) were deposited thereon. A vacuum is formed to form a cathode to manufacture a quantum dot device.
비교예Comparative example 1 One
정공수송층에 정공수송물질과 전자수송물질의 혼합물 대신 정공수송물질만 포함한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 양자점 소자를 제조한다.A quantum dot device is manufactured in the same manner as in Example 1, except that the hole transport layer includes only the hole transport material instead of the mixture of the hole transport material and the electron transport material.
실시예Example 2 2
150nm 두께의 ITO (WF: 4.8eV)가 증착된 유리기판에 UV-오존으로 표면 처리를 15분간 수행한 후, PEDOT:PSS 용액(H.C. Starks)을 스핀 코팅하고 Air 분위기에서 150도에서 10분간 열처리하고, 다시 N2 분위기에서 150도에서 10분간 열처리하여 25nm 두께의 정공 주입층(HOMO: 5.3eV, LUMO: 2.7eV)을 형성한다. 이어서 정공 주입층 위에 정공수송물질(폴리[(9,9-디옥틸플루오레닐-2,7-디일-코(4,4'-(N-4-부틸페닐)디페닐아민] 용액 (TFB)(정공수송물질)(HOMO: 5.6 eV, LUMO: 2.7eV)과 포스핀 옥사이드 화합물(전자수송물질, ABH113, Sun Chem)(HOMO: 6.0 eV, LUMO: 3.0eV)을 1:1(wt/wt)로 포함한 혼합물을 스핀 코팅하고 150도에서 30분간 열처리하여 25nm 두께의 정공수송층을 형성한다. 이어서, 정공수송층 위에 합성예 2에서 얻은 ZnTeSe/ZnSeS 코어쉘 양자점 분산액 (피크 발광 파장: 453nm)을 스핀 코팅하고 150도에서 30분간 열처리하여 양자점 층(HOMO: 6.0eV, LUMO: 3.3 eV)을 형성한다. 이어서 양자점 층 위에 피라졸 모이어티를 포함하는 도펀트와 포스핀 옥사이드 화합물(1:3(wt/wt))을 진공 증착하여 36nm 두께의 전자수송층을 형성하고 그 위에 Liq 5nm 및 알루미늄(Al) 90nm 를 진공 증착하여 캐소드를 형성하여, 양자점 소자를 제조한다.After 15 minutes of surface treatment with UV-ozone on 150 nm thick ITO (WF: 4.8 eV) deposited glass, spin coating PEDOT: PSS solution (HC Starks) and heat treatment at 150 ° C for 10 minutes Then, heat treatment at 150 ° C. for 10 minutes in N 2 atmosphere to form a hole injection layer (HOMO: 5.3 eV, LUMO: 2.7 eV) having a thickness of 25 nm. A hole transport material (poly [(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl-co (4,4 '-(N-4-butylphenyl) diphenylamine]] solution (TFB) was then placed on the hole injection layer. (Hole: 5.6 eV, LUMO: 2.7 eV) and phosphine oxide compounds (electron transport, ABH113, Sun Chem) (HOMO: 6.0 eV, LUMO: 3.0 eV) wt) was spin-coated and heat-treated at 150 ° C. for 30 minutes to form a hole transport layer having a thickness of 25 nm. Spin coating and heat treatment at 150 ° C. for 30 minutes to form a quantum dot layer (HOMO: 6.0 eV, LUMO: 3.3 eV), followed by a dopant containing a pyrazole moiety and a phosphine oxide compound (1: 3 (wt) / wt)) by vacuum deposition to form an electron transport layer having a thickness of 36nm and vacuum deposition of Liq 5nm and aluminum (Al) 90nm thereon to form a cathode, A magnetic point element is manufactured.
비교예Comparative example 2 2
정공수송층에 정공수송물질과 전자수송물질의 혼합물 대신 정공수송물질만 포함한 것을 제외하고 실시예 2와 동일한 방법으로 양자점 소자를 제조한다.A quantum dot device is manufactured in the same manner as in Example 2, except that the hole transport layer includes only the hole transport material instead of the mixture of the hole transport material and the electron transport material.
평가evaluation
실시예 1, 2와 비교예 1, 2에 따른 양자점 소자의 전류-전압-휘도 특성을 평가한다.The current-voltage-luminance characteristics of the quantum dot elements according to Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 were evaluated.
전류-전압-휘도 특성은 Keithley 220 current source 및 Minolta CS200 spectroradiometer를 사용하여 평가한다.Current-voltage-luminance characteristics are evaluated using a Keithley 220 current source and a Minolta CS200 spectroradiometer.
그 결과는 표 1 및 2와 같다.The results are shown in Tables 1 and 2.
* EQEmax: 최대 외부양자효율* EQE max : Maximum external quantum efficiency
* EQE100nit, EQE500nit, EQE1000nit: 100nit, 500nit, 1000nit에서의 외부양자효율 * EQE 100nit , EQE 500nit , EQE 1000nit : External quantum efficiency at 100nit, 500nit, 1000nit
* Cd/A max: 최대 전류 효율* Cd / A max : maximum current efficiency
* Cd/㎡ @ 5mA: 5mA에서의 휘도* Cd / ㎡ @ 5mA: luminance at 5mA
* λmax: 최대 발광 파장* λ max : maximum emission wavelength
* Lummax: 최대휘도 * Lum max : Maximum luminance
* T95(h): 초기 휘도 100% 대비 95%의 휘도가 되는데 걸리는 시간(hr)* T95 (h): Time taken to reach 95% of luminance compared to 100% of initial luminance (hr)
* T50(h): 초기 휘도 100% 대비 50%의 휘도가 되는데 걸리는 시간(hr)* T50 (h): Time taken to reach 50% of luminance compared to 100% of initial luminance (hr)
표 1 및 2를 참고하면, 실시예 1, 2에 따른 양자점 소자는 비교예 1, 2에 따른 양자점 소자와 비교하여 전류 특성 및 수명이 개선되는 것을 확인할 수 있다.Referring to Tables 1 and 2, it can be seen that the quantum dot device according to Examples 1 and 2 has improved current characteristics and lifespan compared to the quantum dot devices according to Comparative Examples 1 and 2.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다. Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of the invention.
10: 양자점 소자
11: 애노드
12: 정공주입층
13: 정공수송층
14: 양자점층
15: 전자보조층
16: 캐소드 10: quantum dot element
11: anode
12: hole injection layer
13: hole transport layer
14: quantum dot layer
15: electronic auxiliary layer
16: cathode
Claims (17)
상기 애노드 위에 위치하는 정공 주입층,
상기 정공 주입층 위에 위치하는 정공 수송층,
상기 정공수송층 위에 위치하고 양자점을 포함하는 양자점 층, 그리고
상기 양자점 층 위에 위치하는 캐소드
를 포함하고,
상기 정공수송층은 정공수송물질과 전자수송물질을 포함하며,
상기 전자수송물질과 상기 양자점 층의 LUMO 에너지 준위의 차이는 약 0.5eV 이하인 양자점 소자.
Anode,
A hole injection layer positioned on the anode,
A hole transport layer on the hole injection layer,
A quantum dot layer disposed on the hole transport layer and including a quantum dot, and
A cathode located above the quantum dot layer
Including,
The hole transport layer includes a hole transport material and an electron transport material,
The difference between the LUMO energy level of the electron transport material and the quantum dot layer is about 0.5eV or less.
상기 전자수송물질의 LUMO 에너지 준위는 2.7eV 내지 3.5eV인 양자점 소자.
In claim 1,
LUMO energy level of the electron transport material is a quantum dot device of 2.7eV to 3.5eV.
상기 정공수송물질의 HOMO 에너지 준위는 5.4eV 이상인 양자점 소자.
In claim 1,
The HOMO energy level of the hole transport material is 5.4eV or more.
상기 정공수송물질의 HOMO 에너지 준위는 5.4eV 내지 7.0eV인 양자점 소자.
In claim 3,
HOMO energy level of the hole transport material is 5.4eV to 7.0eV quantum dot device.
상기 정공수송물질은 고분자를 포함하고,
상기 전자수송물질은 저분자 화합물을 포함하는
양자점 소자.
In claim 1,
The hole transport material comprises a polymer,
The electron transport material comprises a low molecular weight compound
Quantum dot device.
상기 정공수송물질은 제1 정공수송물질과 제2 정공수송물질을 포함하고,
상기 제2 정공수송물질은 상기 제1 정공수송물질보다 높은 HOMO 에너지 준위를 가진 양자점 소자.
In claim 1,
The hole transport material includes a first hole transport material and a second hole transport material,
The second hole transport material is a quantum dot device having a higher HOMO energy level than the first hole transport material.
상기 제2 정공수송물질의 HOMO 에너지 준위는 5.4eV 내지 7.0eV인 양자점 소자.
In claim 6,
The HOMO energy level of the second hole transport material is 5.4eV to 7.0eV quantum dot device.
상기 정공수송물질과 상기 전자수송물질은 혼합되어 있는 양자점 소자.
In claim 1,
The hole transport material and the electron transport material is mixed quantum dot device.
상기 전자수송물질은 상기 정공수송물질과 같거나 그보다 적게 포함되어 있는 양자점 소자.
In claim 8,
The electron transport material is a quantum dot device that is less than or equal to the hole transport material.
상기 양자점 층과 상기 정공수송물질의 HOMO 에너지 준위의 차이는 0.7eV 이하인 양자점 소자.
In claim 1,
The difference between the HOMO energy level of the quantum dot layer and the hole transport material is 0.7eV or less.
상기 양자점 층의 HOMO 에너지 준위는 약 5.6eV 이상인 양자점 소자.
In claim 1,
The HOMO energy level of the quantum dot layer is about 5.6eV or more.
상기 정공수송층과 상기 양자점 층은 맞닿아 있는 양자점 소자.
In claim 1,
And the hole transport layer and the quantum dot layer are in contact with each other.
상기 정공 주입층은 도전성 고분자를 포함하는 양자점 소자.
In claim 1,
The hole injection layer is a quantum dot device containing a conductive polymer.
상기 양자점은 비카드뮴계 양자점을 포함하는 양자점 소자.
In claim 1,
The quantum dot is a quantum dot device comprising a non-cadmium-based quantum dot.
상기 양자점은
아연(Zn), 텔루리움(Te) 및 셀레늄(Se)을 포함하는 제1 반도체 화합물을 포함하는 코어, 그리고
상기 코어의 적어도 일부 위에 위치하고 상기 제1 반도체 화합물과 다른 제2 반도체 화합물을 포함하는 쉘
을 포함하는 양자점 소자.
In claim 1,
The quantum dot is
A core comprising a first semiconductor compound comprising zinc (Zn), tellurium (Te), and selenium (Se), and
A shell located on at least a portion of the core and comprising a second semiconductor compound different from the first semiconductor compound
Quantum dot device comprising a.
상기 쉘은 ZnSeS, ZnS 또는 이들의 조합을 포함하는 양자점 소자.
The method of claim 15,
Wherein said shell comprises ZnSeS, ZnS, or a combination thereof.
An electronic device comprising the quantum dot element according to any one of claims 1 to 16.
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| US16/296,505 US11171299B2 (en) | 2018-03-09 | 2019-03-08 | Quantum dot device and electronic device |
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Publications (1)
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN111341926A (en) * | 2020-03-09 | 2020-06-26 | 京东方科技集团股份有限公司 | QLED device, manufacturing method thereof, display panel and display device |
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| CN111341926B (en) * | 2020-03-09 | 2022-12-27 | 京东方科技集团股份有限公司 | QLED device, manufacturing method thereof, display panel and display device |
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