KR20210119643A - 비점멸 양자점 및 그 제조 방법과 양자점 발광다이오드 - Google Patents

비점멸 양자점 및 그 제조 방법과 양자점 발광다이오드 Download PDF

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KR20210119643A
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줄리앙 두
린송 리
슈지에 왕
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Abstract

본 발명은 비점멸 양자점을 제공하는 것으로서, 상기 비점멸 양자점을 적용하여 제조된 발광다이오드의 적색의 최대 휘도는 180000 cd/m2 보다 크고, 녹색의 휘도 범위는 200000 cd/m2 보다 크며, 청색의 휘도 범위는 10000만 cd/m2 보다 크고, 적색의 전류 효율은 15~40 cd/A이며, 녹색의 전류 효율은 90~150 cd/A이고, 청색의 전류 효율은 1~20 cd/A이며; 적색의 외부 양자 효율은 18~30 %이고, 녹색의 외부 양자 효율은 18~30 %이며, 청색의 외부 양자 효율은 6~22 %이고, 최대 전류 효율 또는 외부 양자 효율에 대응될 경우, 적색, 녹색 및 청색 발광다이오드에 대응되는 휘도는 각각 7000~100000 cd/m2, 7000~200000 cd/m2, 3000~40000 cd/m2 이다.

Description

비점멸 양자점 및 그 제조 방법과 양자점 발광다이오드{Non-scintillation quantum dot and the production method thereof, and quantum dot light emitting diode}
본 발명은 전계 양자점 기술분야에 관한 것으로, 특히 비점멸 양자점 및 그 제조 방법과 양자점 발광다이오드에 관한 것이다.
최근 형광 양자점, 특히 II-VI족 반도체 나노입자가 연구 초점으로 되고 있다. 양자점의 크기를 조절하여 상이한 파장의 형광을 생성할 수 있어, 생체 분자 표지자 및 면역 검출, 발광다이오드, 레이저 및 태양 전지 등 분야에서 잠재적으로 적용되는 것이 많은 주목을 받고 있다. 단일 양자점은 연속적으로 여기된 경우 점멸 동작이 나타나는데, 즉 연속적인 여기 및 조사하에 형광이 라이트 상태와 다크 상태 사이에서 임의로 전환(깜빡임)되어 실제 적용시 양자점의 효과에 심각한 영향을 미친다. 예를 들어 생물학적 검출 과정에서 형광 양자점의 점멸은 추적 대상의 유실을 유발할 수 있고, 전계 발광 소자의 적용에서 점멸되는 양자점은 소자 효율의 감소 및 발광 불안정성을 유발할 수 있다. 이에, 코어-쉘 구조의 재료로 단일 양자점을 제조함으로써 쉘층을 이용하여 양자점의 안정성을 향상시킬 수 있다.
형광 양자점에 기반한 발광다이오드(QLEDs)는 우수한 발광 강도, 색 순도 및 저렴한 비용 등 장점을 구비하여 조명 분야에서 양호한 응용 전망을 갖는다. 비록 현재 적색, 녹색, 청색 양자점 발광 소자의 효율이 모두 약 20 %에 도달하고, 적색과 녹색의 최대 휘도 역시 100000 cd/m2 이상에 도달하나, 상기 적색, 녹색, 청색 양자점 발광 소자는 조명 적용 과정에서 청색 휘도가 낮고 또한 청색, 녹색, 적색은 높은 효율하에서휘도가 낮은 핵심 문제에 직면한다. 예를 들어, 청색의 최대 휘도는 20000 cd/m2 보다 작고, 청색, 녹색, 적색의 효율이 최대에 도달시 그 휘도는 2000 cd/m2 이나, 조명에 적용시 고효율에서 휘도가 수천 cd/m2 에 도달할 것을 요구한다. 따라서 현재 양자점 발광다이오드는 조명 분야에서의 응용 조건을 만족시키지 못한다.
본 발명의 목적은 조명 분야에서의 응용 조건을 만족시킬 수 있는 비점멸 양자점 및 그 제조 방법과 양자점 발광다이오드를 제공하는데에 있다.
상기 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명은 하기와 같은 기술적 해결수단을 제공한다.
본 발명은 비점멸 양자점을 제공하는 것으로서, 코어체, 상기 코어체의 표면에 피복되는 내부 쉘층 및 상기 내부 쉘층의 표면에 피복되는 외부 쉘층을 포함하고; 상기 코어체는 CdSe 또는 CdmZn1-mSe로 이루어지되, 여기서, 0<m<1이며;
상기 내부 쉘층은 ZnSe로 이루어지고, 상기 외부 쉘층은 ZnS 또는 ZnO로 이루어진다.
바람직하게는, 상기 코어체의 입경은 2.5~6.0 nm이고; 상기 내부 쉘층의 두께는 0.32~4.8 nm이며; 상기 외부 쉘층의 두께는 0.31~1.24 nm이다.
바람직하게는, 상기 비점멸 양자점은 CdSe@xZnSe-yZnS, CdSe@xZnSe-yZnO, CdmZn1-mSe@xZnSe-yZnS 또는 CdmZn1-mSe@xZnSe-yZnO이고;
상기 x는 층수이고, 이 값의 범위는 1<x<15이며; 상기 y는 층수이고, 이 값의 범위는 0<y<4이다.
본 발명은 상기 비점멸 양자점의 제조 방법을 더 제공하는 것으로서,
코어체 재료의 분산액, 내부 쉘층 재료원의 분산액과 외부 쉘층 재료원의 분산액을 제공하는 단계로서, 상기 코어체 재료는 CdSe 또는 CdmZn1-mSe을 포함하되, 여기서, 0<m<1이고; 상기 내부 쉘층 재료원은 아연원과 셀레늄원의 혼합물이며; 상기 외부 쉘층 재료원은 아연원과 유황원의 혼합물이거나 아연 산소원인 단계;
무산소 조건에서, 상기 내부 쉘층 재료원의 분산액을 1~20 mL/h의 속도로 상기 코어체 재료의 분산액에 적가하고, 상기 코어체 재료의 표면에 내부 쉘층 재료를 인시투(in situ) 성장시켜 중간체의 분산액을 얻는 단계로서, 상기 중간체는 코어체와 상기 코어체의 표면에 피복되는 내부 쉘층을 포함하는 단계; 및
무산소 조건에서, 상기 외부 쉘층 재료원의 분산액을 1~20 mL/h의 속도로 상기 중간체의 분산액에 적가하고, 상기 중간체의 표면에 외부 쉘층 재료를 인시투 성장시켜 비점멸 양자점을 얻는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 내부 쉘층 재료와 외부 쉘층 재료의 성장 온도는 각각 240~350 ℃이고, 상기 내부 쉘층 재료와 외부 쉘층 재료의 성장 시간은 각각 1~5h이다.
본 발명은 양자점 발광다이오드를 제공하는 것으로서, 순차적으로 적층 설치된 베이스, 하부 전극, 정공 주입층, 정공 수송층, 비점멸 양자점 발광층, 전자 수송층 및 상부 전극을 포함하거나;
또는 순차적으로 적층 설치된 베이스, 하부 전극, 전자 수송층, 비점멸 양자점 발광층, 정공 수송층, 정공 주입층 및 상부 전극을 포함하고;
상기 비점멸 양자점 발광층은 비점멸 양자점으로 이루어지며, 상기 비점멸 양자점은 상기 비점멸 양자점이거나 또는 상기 제조 방법을 이용하여 제조된 비점멸 양자점이다.
바람직하게는, 상기 정공 주입층의 제조 원료는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜): 폴리스티렌설포네이트, 디메틸술폭시드가 도핑된 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜): 폴리스티렌설포네이트, 그래핀이 도핑된 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜): 폴리스티렌설포네이트 또는 소르비톨이 도핑된 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜): 폴리스티렌설포네이트이다.
바람직하게는, 상기 정공 수송층의 제조 원료는 폴리(N,N'-비스(4-부틸페닐)-N,N'-비스(페닐)벤지딘), 폴리[(9,9-디옥틸플루오렌-2,7-디일)-co-(4,4'-(N-(4-sec-부틸페닐)디페닐아민], 폴리(9-비닐카르바졸), 트리스(4-카르바졸-9-일페닐)아민, 4,4'-비스(9-카르바졸)비페닐, N,N'-비스-(1-나프틸)-N,N'-디페닐-1,1'-비페닐-4,4'-디아민, M-벤젠디카르바졸, MoO3 , NiO, V2O5 및 WO3 중의 하나 또는 하나 이상이다.
바람직하게는, 상기 전자 수송층의 제조 원료는 ZnO, SnO, TiO2, ZrO2 , Li, Al, Mg, Cs, In, Ga, Zr 및 8-하이드록시퀴놀린알루미늄 중의 하나 또는 하나 이상이다.
바람직하게는, 상기 상부 전극의 제조 원료는 Al, Ag 또는 Au이다.
본 발명은 비점멸 양자점을 제공하는 것으로서, 코어체, 상기 코어체의 표면에 피복되는 내부 쉘층 및 상기 내부 쉘층의 표면에 피복되는 외부 쉘층을 포함하고; 상기 코어체는 CdSe 또는 CdmZn1-mSe로 이루어지되, 여기서, 0<m<1이며; 상기 내부 쉘층은 ZnSe로 이루어지고, 상기 외부 쉘층은 ZnS 또는 ZnO로 이루어진다. 본 발명에 따른 비점멸 양자점은 이중층 여기자 구속층을 구비하고, ZnSe는 쉘층으로서 비점멸 코어-쉘 구조의 양자점을 얻을 수 있으나, 이는 정공 구속 능력이 좋지 않아 강한 여기광이 조사될 경우 여전히 점멸 현상이 발생되기에, 이 기초 상에 외부 쉘층을 추가함으로써 강한 여기광에서 코어-쉘 구조 양자점의 비점멸 특성을 향상시킬뿐만 아니라 양자점의 안정성도 향상시킬 수 있고, 외부 쉘층은 전자 및 정공을 잘 구속할 수 있어 여기자를 양자점 내부에서 발광하도록 구속시켜, 양자 수율을 증가시키고, 외부 쉘층은 환경에 대한 내성이 ZnSe보다 훨씬 높으므로 적용 과정에서 표면이 더욱 안정적이며 쉽게 손상되지 않는다.
본 발명은 상기 비점멸 양자점의 제조 방법을 더 제공하는 것으로서, 상기 제조 방법은 무산소 조건에서 쉘층 재료를 코어체 재료 용액에 적가시킴으로써 결정체 사이의 내부 흠결을 감소시킬 수 있고, 쉘층을 단차적으로 제조하여 이중층 여기자 구속층을 얻을 수 있으므로 비점멸 양자점을 제조하기 위해 필요한 기초를 마련한다.
본 발명은 발광다이오드를 더 제공하는 것으로서, 상기 비점멸 양자점층은 다이오드 중 기타 소자 구조의 캐리어 수송층과 에너지 준위가 잘 매칭되어 캐리어의 주입이 매우 균일하며 또한 캐리어의 주입 효율이 증가되었다. 실시예의 기재에 따르면, 상기 발광다이오드의 적색의 최대 휘도는 180000 cd/m2 보다 크고, 녹색의 휘도 범위는 200000 cd/m2 보다 크며, 청색의 휘도 범위는 10000만 cd/m2 보다 크고, 적색의 전류 효율은 15~40 cd/A이며, 녹색의 전류 효율은 90~150 cd/A이고, 청색의 전류 효율은 1~20 cd/A이며; 적색의 외부 양자 효율은 18~30 %이고, 녹색의 외부 양자 효율은 18~30 %이며, 청색의 외부 양자 효율은 6~22 %이고, 최대 전류 효율 또는 외부 양자 효율에 대응될 경우, 적색, 녹색 및 청색 발광다이오드에 대응되는 휘도는 각각 7000~100000 cd/m2, 7000~200000 cd/m2, 3000~40000 cd/m2 이다.
본 발명에 따라 조명 분야에서의 응용 조건을 만족시킬 수 있는 비점멸 양자점 및 그 제조 방법과 양자점 발광다이오드가 제공된다.
도 1은 실시예 1에 따라 제조된 양자점 발광다이오드의 형광 시험 결과도이고;
도 2는 실시예 1에 따라 제조된 양자점 발광다이오드의 적색 형광 성능도이며;
도 3은 실시예 2에 따라 제조된 양자점 발광다이오드의 형광 시험 결과도이고;
도 4는 실시예 2에 따라 제조된 양자점 발광다이오드의 녹색 형광 성능도이다.
본 발명은 비점멸 양자점을 제공하는 것으로서, 이는 코어체, 상기 코어체의 표면에 피복되는 내부 쉘층 및 상기 내부 쉘층의 표면에 피복되는 외부 쉘층을 포함하고; 상기 코어체는 CdSe 또는 CdmZn1-mSe로 이루어지되, 여기서, 0<m<1이며;
상기 내부 쉘층은 ZnSe로 이루어지고, 상기 외부 쉘층은 ZnS 또는 ZnO로 이루어진다.
본 발명에서, 상기 비점멸 양자점은 코어체를 포함하고; 상기 코어체는 CdSe 또는 CdmZn1-mSe로 이루어지되, 여기서, 0<m<1이고, 바람직하게는 0.2<m<0.8이며, 보다 바람직하게는 0.4<m<0.6이고; 본 발명에서, 상기 코어체의 입경은 바람직하게는 2.5~6 nm이고, 보다 바람직하게는 2.7~5.5 nm이며, 보다 더 바람직하게는 3.0~5.0 nm이다.
본 발명에서, 상기 비점멸 양자점은 상기 코어체의 표면에 피복되는 내부 쉘층을 더 포함하고, 상기 내부 쉘층은 ZnSe로 이루어진다. 본 발명에서, 상기 내부 쉘층의 두께는 바람직하게는 0.32~4.8 nm이고, 보다 바람직하게는 1.0~4.0 nm이며, 가장 바람직하게는 2.0~3.0 nm이다.
본 발명에서, 상기 비점멸 양자점은 상기 내부 쉘층의 표면에 피복되는 외부 쉘층을 더 포함하고, 상기 외부 쉘층은 ZnS 또는 ZnO로 이루어진다. 본 발명에서, 상기 외부 쉘층의 두께는 바람직하게는 0.31~1.24 nm이고, 보다 바람직하게는 0.4~1.1 nm이며, 가장 바람직하게는 0.6~0.8 nm이다.
본 발명에서, 상기 비점멸 양자점은 CdSe@xZnSe-yZnS, CdSe@xZnSe-yZnO, CdmZn1-mSe@xZnSe-yZnS 또는 CdmZn1-mSe@xZnSe-yZnO인 것이 바람직하고; 본 발명에서, 상기 x는 층수이고, 이 값의 범위는 바람직하게는 1<x<15이며, 보다 바람직하게는 3<x<12이고, 가장 바람직하게는 6<x<8이며; 상기 y는 층수이고, 이 값의 범위는 바람직하게는 0<y<4이고, 보다 바람직하게는 1<y<3이다.
본 발명에서, 상기 층수 중의 하나의 층은 하나의 Zn-S 이온쌍의 결합 길이, 하나의 Zn-O 이온쌍의 결합 길이 또는 하나의 Zn-Se 이온쌍의 결합 길이이다.
본 발명은 상기 비점멸 양자점의 제조 방법을 더 제공하는 것으로서,
코어체 재료의 분산액, 내부 쉘층 재료원의 분산액과 외부 쉘층 재료원의 분산액을 제공하는 단계로서, 상기 코어체 재료는 CdSe 또는 CdmZn1-mSe을 포함하되, 여기서, 0<m<1이고; 상기 내부 쉘층 재료원은 아연원과 셀레늄원의 혼합물이며; 상기 외부 쉘층 재료원은 아연원과 유황원의 혼합물이거나 아연 산소원인 단계;
무산소 조건에서, 상기 내부 쉘층 재료원의 분산액을 1~20 mL/h의 속도로 상기 코어체 재료의 분산액에 적가하고, 상기 코어체 재료의 표면에 내부 쉘층 재료를 인시투(in situ) 성장시켜 중간체의 분산액을 얻는 단계로서, 상기 중간체는 코어체와 상기 코어체의 표면에 피복되는 내부 쉘층을 포함하는 단계;
무산소 조건에서, 상기 외부 쉘층 재료원의 분산액을 1~20 mL/h의 속도로 상기 중간체의 분산액에 적가하고, 상기 중간체의 표면에 외부 쉘층 재료를 인시투 성장시켜 비점멸 양자점을 얻는 단계를 포함한다.
본 발명은 코어체 재료의 분산액, 내부 쉘층 재료원의 분산액과 외부 쉘층 재료원의 분산액을 제공하고; 상기 코어체 재료는 CdSe 또는 CdmZn1-mSe을 포함하되, 여기서, 0<m<1이고; 상기 내부 쉘층 재료원은 아연원과 셀레늄원의 혼합물이며; 상기 외부 쉘층 재료원은 아연원과 유황원의 혼합물이거나 아연 산소원이다.
본 발명에서, 상기 코어체 재료는 CdSe 또는 CdmZn1-mSe을 포함하되, 여기서, 0<m<1이며; 본 발명에서, 상기 코어체 재료의 입경은 바람직하게는 2.5~6 nm이고, 보다 바람직하게는 2.7~5.5 nm이며, 보다 더 바람직하게는 3.0~5.0 nm이다. 본 발명에서, 상기 코어체 재료는 구체적으로 CdSe, CdS, Cd0.5Zn0.5Se 또는 CdSe0.2S0.8 일 수 있다. 본 발명에서 상기 코어체 재료의 내원는 특별히 제한되지 않으며, 본 기술분야의 당업자가 숙지하고 있는 시중에 판매되는 제품을 사용하면 된다.
본 발명에서, 상기 코어체 재료의 분산액 중의 코어체 재료의 농도는 바람직하게는 1.5~3.0×10-4 mmol/L이고, 보다 바람직하게는 1.6~1.8×10-4 mmol/L이다.
본 발명에서, 상기 내부 쉘층 재료원은 아연원과 셀레늄원의 혼합물이다. 본 발명에서, 상기 아연원은 바람직하게는 염화아연, 질산아연, 올레산아연, 스테아린산아연, 데칸산아연, 라우르산아연, 미리스트산아연, 아라키딘산아연 및 리그노세린산아연 중의 하나 또는 하나 이상이고; 상기 아연원이 상기 구체적인 물질 중의 2종 이상일 경우, 본 발명은 상기 구체적인 물질의 배합 비율에 대해 어떠한 한정도 하지 않는다. 본 발명에서, 상기 셀레늄원은 바람직하게는 셀레늄 단체이며, 보다 바람직하게는 셀레늄 분말이고; 본 발명은 상기 셀레늄 분말의 입경에 대해 특별히 제한하지 않으며, 본 기술분야의 당업자가 숙지하는 제품을 사용하면 된다.
본 발명에서, 상기 아연원을 아연 이온으로 계산하고, 상기 셀레늄원을 셀레늄 원자로 계산하면, 상기 아연원과 셀레늄원의 몰비는 바람직하게는 (1~5):1이고, 보다 바람직하게는 (2~4):1이다. 본 발명에서, 상기 아연원을 아연 이온으로 계산하고, 상기 셀레늄원을 셀레늄 원자로 계산하면, 상기 내부 쉘층 재료원의 분산액 중의 아연원과 셀레늄원의 농도는 바람직하게는 각각 0.01~0.5 mmol/mL이고, 보다 바람직하게는 0.1~0.4 mmol/mL이며, 가장 바람직하게는 0.2~0.3 mmol/mL이다.
본 발명에서, 상기 외부 쉘층 재료원은 아연원과 유황원의 혼합물이거나 아연 산소원이다. 본 발명에서, 상기 아연원은 바람직하게는 염화아연, 질산아연, 올레산아연, 스테아린산아연, 데칸산아연, 라우르산아연, 미리스트산아연, 아라키딘산아연 및 리그노세린산아연 중의 하나 또는 하나 이상이고; 상기 아연원이 상기 구체적인 물질 중의 2종 이상일 경우, 본 발명은 상기 구체적인 물질의 배합 비율에 대해 어떠한 한정도 하지 않는다. 본 발명에서, 상기 유황원은 바람직하게는 옥틸메르캅탄이고, 본 발명은 상기 옥틸메르캅탄의 내원에 대해 어떠한 한정도 하지 않으며, 본 기술분야의 당업자가 숙지하는 내원을 사용하면 된다. 본 발명에서, 상기 아연 산소원은 바람직하게는 아연아세틸아세토네이트이고, 본 발명은 상기 아연아세틸아세토네이트의 내원에 대해 어떠한 한정도 하지 않으며, 본 기술분야의 당업자가 숙지하는 내원을 사용하면 된다.
본 발명에서, 상기 외부 쉘층 재료원이 아연원과 유황원의 혼합물일 경우, 상기 아연원을 아연 이온으로 계산하면, 상기 외부 쉘층 재료원의 분산액 중의 아연원의 농도는 바람직하게는 0.01~0.5 mmol/mL이고, 보다 바람직하게는 0.1~0.4 mmol/mL이며, 가장 바람직하게는 0.2~0.3 mmol/mL이고; 본 발명에서, 상기 아연원과 유황원의 부피비는 바람직하게는 (0.5~50):1이며, 보다 바람직하게는 (10~40):1이고, 가장 바람직하게는 (20~30):1이다.
본 발명에서, 상기 외부 쉘층 재료원이 아연 산소원일 경우, 상기 외부 쉘층 재료원의 분산액 중의 아연 산소원의 농도는 바람직하게는 0.01-0.6 mmol/mL이고, 보다 바람직하게는 0.1-0.3 mmol/mL이다.
본 발명에서, 상기 코어체 재료의 분산액, 내부 쉘층 재료원의 분산액 및 외부 쉘층 재료원의 분산액 중의 용매는 바람직하게는 각각 올레일아민, 액체 파라핀, 옥타데센, 아이코산, 테트라코산 및 미네랄오일 중의 하나 또는 하나 이상이고; 상기 용매가 여러 성분의 혼합물일 경우, 본 발명은 바람직하게는 각 성분들의등 부피비에 따라 조제된다.
본 발명은 무산소 조건에서, 상기 내부 쉘층 재료원의 분산액을 1~20 mL/h의 속도로 상기 코어체 재료의 분산액에 적가하고, 상기 코어체 재료의 표면에 내부 쉘층 재료를 인시투 성장시켜 중간체의 분산액을 얻으며; 상기 중간체는 코어체 및 상기 코어체의 표면에 피복되는 내부 쉘층을 포함한다.
본 발명에서, 상기 내부 쉘층 재료원의 분산액을 상기 코어체 재료의 분산액에 적가시키는 적가 속도는 1~20 mL/h이고, 바람직하게는 5~15 mL/h이며, 보다 바람직하게는 8~12 mL/h이다. 본 발명에서, 상기 적가시 반응 시스템의 온도는 바람직하게는 240~350 ℃이고, 보다 바람직하게는 280~324 ℃이며, 가장 바람직하게는 300~320 ℃이고; 본 발명에서, 상기 코어체 재료의 표면에 내부 쉘층 재료를 인시투 성장시키는 온도는 상기 적가시 반응 시스템의 온도와 동일하다.
본 발명에서, 상기 반응 시스템의 온도는 균일한 속도로 승온시켜 도달되는 것이 바람직하고, 상기 승온 속도는 바람직하게는 10~25 ℃/min이며, 보다 바람직하게는 12~22 ℃/min이고, 가장 바람직하게는 15~18 ℃/min이다. 본 발명은 상기와 같이 상기 승온 속도를 제한함으로써 코어체 재료의 분산액의 가열 분균일 및 비등으로 인한 성분 손실을 방지하며, 원료 첨가량의 정확도를 향상시킬 수 있다. 상기 온도 조건을 제어할 수 있는 한 본 발명은 상기 승온의 구체적인 과정에 대해 어떠한 한정도 하지 않는다. 본 발명은 내부 쉘층 재료원의 분산액을 코어체 재료의 분산액에 적가함으로써 내부 쉘층 재료가 별도로 코어를 이루지 못하도록 방지할 수 있다.
본 발명에서, 상기 내부 쉘층 재료의 성장 시간은 내부 쉘층 재료원의 분산액이 첨가 완료된 시점으로부터 반응이 정지된 시점까지의 시간대이다. 본 발명에서, 상기 내부 쉘층 재료의 성장 시간은 1~5h이고, 바람직하게는 2~4h이다.
본 발명에서, 상기 무산소 조건은 바람직하게는 질소 보호 조건이다.
중간체의 분산액을 얻은 후, 본 발명은 무산소 조건에서, 상기 외부 쉘층 재료원의 분산액을 1~20 mL/h의 속도로 상기 중간체의 분산액에 적가하고, 상기 중간체의 표면에 외부 쉘층 재료를 인시투 성장시켜 비점멸 양자점을 얻는다. 본 발명에서, 상기 외부 쉘층 재료원의 분산액을 상기 중간체의 분산액에 적가시키는 적가 속도는 1~20 mL/h이고, 바람직하게는 5~15 mL/h이며, 보다 바람직하게는 8~12 mL/h이다.
본 발명에서, 상기 적가시 반응 시스템의 온도는 바람직하게는 240~350 ℃이고, 보다 바람직하게는 280~324 ℃이며, 가장 바람직하게는 300~320 ℃이고; 본 발명에서, 상기 중간체의 표면에 외부 쉘층 재료를 인시투 성장시키는 온도는 상기 적가시 반응 시스템의 온도와 동일하다.
본 발명에서, 상기 반응 시스템의 온도는 균일한 속도로 승온시켜 도달되는 것이 바람직하고, 상기 승온 속도는 바람직하게는 10~25 ℃/min이고, 보다 바람직하게는 12~22 ℃/min이며, 가장 바람직하게는 15~18 ℃/min이다. 본 발명은 상기와 같이 상기 승온 속도를 제한함으로써 중간체 분산액의 가열 분균일 및 비등으로 인한 성분 손실을 방지하며 원료 첨가량의 정확도를 향상시킬 수 있다. 상기 온도 조건을 제어할 수 있는 한 본 발명은 상기 승온의 구체적인 과정에 대해 어떠한 한정도 하지 않는다. 본 발명은 외부 쉘층 재료원의 분산액을 중간체의 분산액에 적가함으로써 외부 쉘층 재료가 별도로 코어를 이루지 못하도록 방지할 수 있다.
본 발명에서, 상기 외부 쉘층 재료의 성장 시간은 상기 쉘층 재료원의 분산액이 첨가 완료된 시점으로부터 반응이 정지된 시점까지의 시간대이다. 본 발명에서, 상기 외부 쉘층 재료의 성장 시간은 1~5h이고, 바람직하게는 2~4h이다.
본 발명은 양자점 발광다이오드를 더 제공하는 것으로서, 순차적으로 적층 설치된 베이스, 하부 전극, 정공 주입층, 정공 수송층, 비점멸 양자점 발광층, 전자 수송층 및 상부 전극을 포함하거나;
또는 순차적으로 적층 설치된 베이스, 하부 전극, 전자 수송층, 비점멸 양자점 발광층, 정공 수송층, 정공 주입층 및 상부 전극을 포함하고;
본 발명에서, 상기 비점멸 양자점 발광층은 비점멸 양자점으로 이루어지고, 상기 비점멸 양자점은 상기 기술적 해결수단에 따른 비점멸 양자점이다.
본 발명에서, 상기 베이스는 바람직하게는 투명한 유리 또는 투명한 플라스틱이다. 본 발명은 상기 베이스의 두께에 대해 어떠한 한정도 하지 않으며, 본 기술분야의 당업자가 숙지하는 베이스 두께를 사용하면 된다.
본 발명에서, 상기 하부 전극은 바람직하게는 인듐 주석 산화물(ITO, Indium Tin Oxide) 하부 전극이고, 상기 하부 전극의 두께는 바람직하게는 50~150 nm이며, 보다 바람직하게는 80~120 nm이고, 가장 바람직하게는 90~110 nm이다.
본 발명에서, 상기 정공 주입층의 제조 원료는 바람직하게는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜): 폴리스티렌설포네이트, 디메틸술폭시드가 도핑된 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜): 폴리스티렌설포네이트, 그래핀이 도핑된 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜): 폴리스티렌설포네이트 또는 소르비톨이 도핑된 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜): 폴리스티렌설포네이트이다. 본 발명에서, 상기 정공 주입층의 두께는 바람직하게는 20~60 nm이고, 보다 바람직하게는 30~50 nm이며, 가장 바람직하게는 35~45 nm이다.
본 발명에서, 상기 정공 주입층은 정공을 제공하며, 정공은 광 여기하에 양자점 발광층으로 주입된다.
본 발명에서, 상기 정공 수송층의 제조 원료는 바람직하게는 폴리(N,N'-비스(4-부틸페닐)-N,N'-비스(페닐)벤지딘), 폴리[(9,9-디옥틸플루오렌-2,7-디일)-co-(4,4'-(N-(4-sec-부틸페닐)디페닐아민], 폴리(9-비닐카르바졸), 트리스(4-카르바졸-9-일페닐)아민, 4,4'-비스(9-카르바졸)비페닐, N,N'-비스-(1-나프틸)-N,N'-디페닐-1,1'-비페닐-4,4'-디아민, M-벤젠디카르바졸, MoO3, NiO, V2O5 및 WO3 중의 하나 또는 하나 이상이고; 상기 정공 수송층의 제조 원료가 상기 구체적인 선택 중의 2종 이상일 경우, 본 발명은 상기 구체적인 정공 수송층의 제조 원료의 배합 비율에 대해 어떠한 한정도 하지 않으며, 임의의 배합 비율을 모두 사용할 수 있다. 본 발명에서, 상기 정공 수송층의 두께는 바람직하게는 10~50 nm이고, 보다 바람직하게는 20~40 nm이며, 가장 바람직하게는 25~35 nm이다.
본 발명에서, 상기 정공 수송층은 정공 주입층의 에너지 준위를 양자점 발광층의 에너지 준위와 매칭시키는데, 이는 정공 주입층의 정공이 양자 발광층으로 주입되는데 유리하다.
본 발명에서, 상기 비점멸 양자점 발광층은 비점멸 양자점으로 이루어지고, 상기 비점멸 양자점은 상기 기술적 해결수단에 따른 비점멸 양자점 중의 하나 또는 하나 이상인 것이 바람직하며; 상기 비점멸 양자점 발광층의 재료가 상기 구체적인 선택 중의 2종 이상일 경우, 본 발명은 상기 구체적인 비점멸 양자점 발광층 재료의 배합 비율에 대해 어떠한 한정도 하지 않으며, 임의의 배합 비율을 모두 사용할 수 있다. 본 발명에서, 상기 비점멸 양자점 발광층의 두께는 바람직하게는 5~50 nm이고, 보다 바람직하게는 10~40 nm이며, 가장 바람직하게는 20~30 nm이다.
본 발명에서, 상기 전자 수송층의 제조 원료는 바람직하게는 ZnO, SnO, TiO2, ZrO2, Li, Al, Mg, Cs, In, Ga, Zr 및 8-하이드록시퀴놀린알루미늄 중의 하나 또는 하나 이상이고; 상기 전자 수송층의 제조 원료가 상기 구체적인 선택 중의 2종 이상일 경우, 본 발명은 상기 구체적인 전자 수송층의 제조 원료의 배합 비율에 대해 어떠한 한정도 하지 않으며, 임의의 배합 비율을 모두 사용할 수 있다. 본 발명에서, 상기 전자 수송층의 두께는 바람직하게는 20~100 nm이고, 보다 바람직하게는 40~80 nm이며, 가장 바람직하게는 50~60 nm이다.
본 발명에서, 상기 전자 수송층은 양자점 발광층에 전자를 제공하고, 최종적으로 전자 및 정공은 양자점 발광층에서 만나 복합적으로 발광된다.
본 발명에서, 상기 상부 전극의 제조 원료는 바람직하게는 Al, Ag 또는 Au이고; 본 발명에서, 상기 상부 전극의 두께는 바람직하게는 50~150 nm이며, 보다 바람직하게는 80~120 nm이고, 가장 바람직하게는 90~110 nm이다.
본 발명은 상기 양자점 발광다이오드의 제조 방법을 더 제공하는 것으로서,
상기 양자점 발광다이오드의 구조에 따라, 하부 전극층을 포함하는 베이스에 정공 주입층의 제조 원료, 정공 수송층의 제조 원료, 비점멸 양자점 발광층의 제조 원료, 전자 수송층의 제조 원료를 순차적으로 스핀 코팅하거나, 또는 전자 수송층의 제조 원료, 비점멸 양자점 발광층의 제조 원료, 정공 수송층의 제조 원료, 정공 주입층의 제조 원료를 순차적으로 스핀 코팅한 후, 상부 전극의 제조 원료를 증착시켜 양자점 발광다이오드를 얻는 단계를 포함한다.
본 발명에서, 상기 하부 전극층을 포함하는 베이스는 바람직하게는 사용전에 전처리되며, 상기 전처리는 바람직하게는 세척 및 자외선-오존 처리를 포함하고; 본 기술분야의 당업자가 숙지하는 세척 과정을 사용하여 깨끗이 세척되는 한, 본 발명은 상기 세척에 대해 어떠한 한정도 하지 않는다. 본 발명에서, 상기 자외선-오존 처리의 시간은 바람직하게는 10~20 분간이고, 보다 바람직하게는 12~18 분간이며, 가장 바람직하게는 14~16 분간이고; 본 발명은 상기 자외선-오존 처리의 구체적인 과정에 대해 어떠한 한정도 하지 않으며, 본 기술분야의 당업자가 숙지하는 자외선-오존 처리 과정을 사용하면 된다.
본 발명에서, 각 층의 제조 원료를 스핀 코팅시 회전 속도는 바람직하게는 각각 200~400 R/M이고, 보다 바람직하게는 250~350 R/M이며, 가장 바람직하게는 280~320 R/M이다. 본 발명에서, 각 층은 스핀 코팅이 완료된 후 건조 처리가 수행되는 것이 바람직하고; 본 발명에서, 상기 건조 온도는 바람직하게는 140~160 ℃이며, 보다 바람직하게는 145~155 ℃이고, 가장 바람직하게는 148~152 ℃이며; 본 발명에서, 상기 건조 시간은 바람직하게는 10~20 min이고, 보다 바람직하게는 12~18 min이며, 가장 바람직하게는 14~16 min이다.
본 발명에서, 상기 증착은 바람직하게는 진공 증착이고; 본 발명에서, 상기 진공 증착 속도는 바람직하게는 1~3 Å/s이고, 보다 바람직하게는 2 Å/s이다.
이하, 실시예를 결부시켜 본 발명에서 제공되는 비점멸 양자점, 및 그 제조 방법과 양자점 발광다이오드를 상세히 설명하나 이는 본 발명의 보호 범위를 한정하는 것으로 이해해서는 아니된다.
실시예 1
CdSe@8ZnSe-2ZnS의 제조:
입경이 2.7 nm인 CdSe 양자점 2×10-7 mmol을 취하여 옥타데센 6 mL와 올레일아민 6 mL의 혼합 용액에 첨가하여 CdSe 양자점 용액을 획득하고;
질소 보호하에 18 ℃/min의 속도로 310 ℃로 승온시켜, 올레산아연(0.1 mmol/mL 농도)과 셀레늄 분말의 액체 파라핀 용액(올레산아연 중 아연과 셀레늄 분말의 몰비는 1:1임) 8 mL을 상기 CdSe 양자점 용액에 적가시키되, 적가 속도는 4 mL/h이고; 적가 완료 후, 1h 동안 반응시켜 중간체 용액을 획득하며;
농도가 0.1 mmol/mL인 올레산아연의 옥타데센 용액 5 mL와 옥틸메르캅탄의 옥타데센 용액 2 mL을 중간체 용액에 적가시키되; 적가 속도는 3 mL/h이고; 적가 완료 후, 2h 동안 반응시켜 비점멸 양자점 용액을 획득하였다.
양자점 발광다이오드의 제조:
깨끗이 세척된 ITO 유리 베이스를 자외선-오존 처리기로 15 분간 처리한 후, 정공 주입층으로서 두께가 40 nm인 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜):폴리스티렌설포네이트를 상기 ITO 유리 베이스의 상면에 300 R/M의 속도로 스핀 코팅하고, 150 ℃에서 15 min 동안 건조시켰으며; 정공 수송층으로서 두께가 30 nm인 폴리[(9,9-디옥틸플루오렌-2,7-디일)-co-(4,4'-(N-(4-sec-부틸페닐)디페닐아민]을 상기 정공 주입층의 상면에 300 R/M의 속도로 스핀 코팅하고, 150 ℃에서 15 min 동안 건조시켰으며; 비점멸 양자점 발광층으로서 두께가 40 nm인 CdSe@8ZnSe/2ZnS 비점멸 양자점을 상기 정공 수송층의 상면에 2000 R/M의 속도로 스핀 코팅하고 150 ℃에서 15 min 동안 건조시켰으며; 전자 수송층으로서 두께가 55 nm인 산화아연을 상기 비점멸 양자점 발광층의 상면에 3000 R/M의 속도로 스핀 코팅하고; 상부 전극으로서 두께가 100 nm인 Al을 상기 전자 수송층의 상면에 3 Å/s의 속도로 진공 증착하여 양자점 발광다이오드를 획득하였다.
도 1은 상기 양자점 발광다이오드의 형광 시험 결과도로서, 도면에서 중간 점선은 형광 점멸 라이트 상태 라인과 베이스의 임계선이고, 형광 점멸선은 기본적으로 임계선 이상에 위치함을 보아낼 수 있는데, 이는 본 실시예에서 획득한 양자점 발광다이오드가 안정적인 형광 성능을 구비함을 나타낸다.
도 2는 상기 양자점 발광다이오드의 형광 성능도로서, 도면에서 상기 양자점 발광다이오드의 적색의 최대 휘도는 180000 cd/m2 이고, 최대 외부 양자 효율은 21 %이며, 외부 양자 효율이 19 % 이상일 경우, 대응되는 휘도 범위는 40~90000 cd/m2 임을 알 수 있다.
실시예 2
CdSe@7ZnSe-1ZnO의 제조:
입경이 2.7 nm인 CdSe 양자점 2×10-7 mmol을 취하여 옥타데센 6 mL와 올레일아민 6 mL의 혼합 용액에 첨가하여 CdSe 양자점 용액을 획득하고; 질소 보호하에 18 ℃/min의 속도로 310 ℃로 승온시키고, 농도가 0.1인 올레산아연과 셀레늄 분말의 용액(올레산아연 중 아연과 셀레늄 분말의 몰비는 1:1임) 7 mL을 상기 CdSe 양자점 용액에 적가시키되, 적가 속도는 4 mL/h이고; 적가 완료 후, 1h 동안 반응시켜 중간체 용액을 획득하며;
농도가 0.2 mmol/mL인 올레산아연의 액체 파라핀 용액 2 mL와 옥틸메르캅탄의 옥타데센 용액 1 mL을 중간체 용액에 적가시키되; 적가 속도는 3 mL/h이고; 적가 완료 후, 1h 동안 반응시켜 비점멸 양자점 용액을 획득하였다.
양자점 발광다이오드의 제조:
깨끗이 세척된 ITO 유리 베이스를 자외선-오존 처리기로 15 분간 처리한 후, 정공 주입층으로서 두께가 40 nm인 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜): 폴리스티렌설포네이트를 상기 ITO 유리 베이스의 상면에 3000 R/M의 속도로 스핀 코팅하고, 150 ℃에서 15 min 동안 건조시켰으며; 정공 수송층으로서 두께가 30 nm인 폴리[(9,9-디옥틸플루오렌-2,7-디일)-co-(4,4'-(N-(4-sec-부틸페닐)디페닐아민]을 상기 정공 주입층의 상면에 300 R/M의 속도로 스핀 코팅하고, 150 ℃에서 15 min 동안 건조시켰으며; 비점멸 양자점 발광층으로서 두께가 38 nm인 CdSe@7ZnSe/1ZnO 비점멸 양자점을 상기 정공 수송층의 상면에 2000 R/M의 속도로 스핀 코팅하고 150 ℃에서 15 min 동안 건조시켰으며; 전자 수송층으로서 두께가 50 nm인 산화아연을 상기 비점멸 양자점 발광층의 상면에 300 R/M의 속도로 스핀 코팅하고; 상부 전극으로서 두께가 100 nm인 Al을 상기 전자 수송층의 상면에 3 Å/s의 속도로 진공 증착하여 양자점 발광다이오드를 획득하였다.
도 3은 상기 양자점 발광다이오드의 형광 시험 결과로서, 도면에서 중간 점선은 형광 점멸 라이트 상태 라인과 베이스의 임계선이고, 형광 점멸선은 기본적으로 임계선 이상에 위치함을 보아낼 수 있는데, 이는 본 실시예에서 획득한 양자점 발광다이오드가 안정적인 형광 성능을 구비함을 나타낸다.
도 4는 상기 양자점 발광다이오드의 형광 성능도로서, 도면에서 상기 양자점 발광다이오드의 녹색의 최대 휘도는 100000 cd/m2 이고, 최대 외부 양자 효율은 19 %이며, 외부 양자 효율이 17 % 이상일 경우, 대응되는 휘도 범위는 700~18000 cd/m2 임을 알 수 있다.
실시예 3
Cd0.5Zn0.5Se@6ZnSe-1ZnS의 제조:
입경이 3.5 nm인 Cd0.5Zn0.5Se 양자점 2×10-7 mmol을 취하여 옥타데센 6 mL와 올레일아민 6 mL의 혼합 용액에 첨가하여 Cd0.5Zn0.5Se 양자점 용액을 획득하고;
질소 보호하에 18 ℃/min의 속도로 310 ℃로 승온시켜, 올레산아연(0.1 mmol/mL 농도)과 셀레늄 분말의 액체 파라핀 용액(올레산아연 중 아연과 셀레늄 분말의 몰비는 1:1임) 6 mL을 상기 Cd0.5Zn0.5Se 양자점 용액에 적가시키되, 적가 속도는 4 mL/h고; 적가 완료 후, 1h 동안 반응시켜 중간체 용액을 획득하며;
농도가 0.1 mmol/mL인 올레산아연의 옥타데센 용액 2 mL와 옥틸메르캅탄의 옥타데센 용액 1 mL을 중간체 용액에 적가시키되; 적가 속도는 3 mL/h이고; 적가 완료 후, 2h 동안 반응시켜 비점멸 양자점 용액을 획득하였다.
양자점 발광다이오드의 제조:
깨끗이 세척된 ITO 유리 베이스를 자외선-오존 처리기로 15 분간 처리한 후, 정공 주입층으로서 두께가 40 nm인 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜): 폴리스티렌설포네이트를 상기 ITO 유리 베이스의 상면에 300 R/M의 속도로 스핀 코팅하고, 150 ℃에서 15 min 동안 건조시켰으며; 정공 수송층으로서 두께가 30 nm인 폴리[(9,9-디옥틸플루오렌-2,7-디일)-co-(4,4'-(N-(4-sec-부틸페닐)디페닐아민]을 상기 정공 주입층의 상면에 300 R/M의 속도로 스핀 코팅하고, 150 ℃에서 15 min 동안 건조시켰으며; 비점멸 양자점 발광층으로서 두께가 36 nm인 Cd0.5Zn0.5Se@6ZnSe-1ZnS(0<m<1) 비점멸 양자점을 상기 정공 수송층의 상면에 2000 R/M의 속도로 스핀 코팅하고 150 ℃에서 15 min 동안 건조시켰으며; 전자 수송층으로서 두께가 55 nm인 산화아연을 상기 비점멸 양자점 발광층의 상면에 3000 R/M의 속도로 스핀 코팅하고; 상부 전극으로서 두께가 100 nm인 Al을 상기 전자 수송층의 상면에 3 Å/s의 속도로 진공 증착하여 양자점 발광다이오드를 획득하였다.
상기 양자점 발광다이오드에 대해 형광 시험을 실시한 결과, 본 실시예에서 획득한 양자점 발광다이오드는 안정적인 형광 성능을 구비하고; 상기 양자점 발광다이오드의 적색의 최대 휘도는 320000 cd/m2 이며, 최대 외부 양자 효율은 20.6 %이고, 외부 양자 효율이 18 % 이상일 경우, 대응되는 휘도 범위는 3000-80000 cd/m2 임을 알 수 있다.
실시예 4
Cd0.2Zn0.8Se@6ZnSe-1ZnS의 제조:
입경이 3.5 nm인 Cd0.2Zn0.8Se 비점멸 양자점 2×10-7 mmol을 취하여 옥타데센 6 mL와 올레일아민 6 mL의 혼합 용액에 첨가하여 Cd0.2Zn0.8Se 양자점 용액을 획득하고;
질소 보호하에 18 ℃/min의 속도로 310 ℃로 승온시켜, 올레산아연(0.1 mmol/mL농도)과 셀레늄 분말의 액체 파라핀 용액(올레산아연 중 아연과 셀레늄 분말의 몰비는 1:1임) 6 mL을 상기 Cd0.2Zn0.8Se 양자점 용액에 적가시키되, 적가 속도는 4 mL/h이고; 적가 완료 후, 1h 동안 반응시켜 중간체 용액을 획득하며;
농도가 0.1 mmol/mL인 올레산아연의 옥타데센 용액 2 mL와 옥틸메르캅탄의 옥타데센 용액 1 mL을 중간체 용액에 적가시키되; 적가 속도는 3 mL/h이고; 적가 완료 후, 2h 동안 반응시켜 비점멸 양자점 용액을 획득하였다.
양자점 발광다이오드의 제조:
깨끗이 세척된 ITO 유리 베이스를 자외선-오존 처리기로 15 분간 처리한 후, 정공 주입층으로서 두께가 40 nm인 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜): 폴리스티렌설포네이트를 상기 ITO 유리 베이스의 상면에 300 R/M의 속도로 스핀 코팅하고, 150 ℃에서 15 min 동안 건조시켰으며; 정공 수송층으로서 두께가 30 nm인 폴리[(9,9-디옥틸플루오렌-2,7-디일)-co-(4,4'-(N-(4-sec-부틸페닐)디페닐아민]을 상기 정공 주입층의 상면에 300 R/M의 속도로 스핀 코팅하고, 150 ℃에서 15 min 동안 건조시켰으며; 비점멸 양자점 발광층으로서 두께가 36 nm인 Cd0.2Zn0.8Se@6ZnSe-1ZnS(0<m<1) 비점멸 양자점을 상기 정공 수송층의 상면에 2000 R/M의 속도로 스핀 코팅하고 150 ℃에서 15 min 동안 건조시켰으며; 전자 수송층으로서 두께가 55 nm인 산화아연을 상기 비점멸 양자점 발광층의 상면에 3000 R/M의 속도로 스핀 코팅하고; 상부 전극으로서 두께가 100 nm인 Al을 상기 전자 수송층의 상면에 3 Å/s의 속도로 진공 증착하여 양자점 발광다이오드를 획득하였다.
상기 양자점 발광다이오드에 대해 형광 시험을 실시한 결과, 본 실시예에서 획득한 양자점 발광다이오드는 안정적인 형광 성능을 구비하고; 상기 양자점 발광다이오드의 녹색의 최대 휘도는 530000 cd/m2 이며, 최대 외부 양자 효율은 22.6 %이고, 외부 양자 효율이 20 % 이상일 경우, 대응되는 휘도 범위는 5000-110000 cd/m2 임을 알 수 있다.
상기 실시예로부터 상기 발광다이오드는 안정적인 형광 성능을 구비함을 알 수 있다.
상기는 본 발명의 바람직한 실시형태일 뿐 본 기술분야의 당업자는 본 발명의 원리를 벗어나지 않은 전제하에서 다양한 개선 및 수정이 가능한 바, 이러한 개선 및 수정 역시 본 발명의 보호 범위로 간주해야 한다.

Claims (10)

  1. 코어체, 상기 코어체의 표면에 피복되는 내부 쉘층 및 상기 내부 쉘층의 표면에 피복되는 외부 쉘층을 포함하고; 상기 코어체는 CdSe 또는 CdmZn1-mSe로 이루어지되, 여기서, 0<m<1이며;
    상기 내부 쉘층은 ZnSe로 이루어지고, 상기 외부 쉘층은 ZnO로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비점멸 양자점.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 코어체의 입경은 2.5~6.0 nm이고; 상기 내부 쉘층의 두께는 0.32~4.8 nm이며; 상기 외부 쉘층의 두께는 0.31~1.24 nm인 것을 특징으로 하는 비점멸 양자점.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 비점멸 양자점은 CdSe@xZnSe-yZnO 또는 CdmZn1-mSe@xZnSe-yZnO이고;
    상기 x는 층수이고, 이 값의 범위는 1<x<15이며; 상기 y는 층수이고, 이 값의 범위는 0<y<4인 것을 특징으로 하는 비점멸 양자점.
  4. 코어체 재료의 분산액, 내부 쉘층 재료원의 분산액과 외부 쉘층 재료원의 분산액을 제공하는 단계로서, 상기 코어체 재료는 CdSe 또는 CdmZn1-mSe을 포함하되, 여기서, 0<m<1이고; 상기 내부 쉘층 재료원은 아연원과 셀레늄원의 혼합물이며; 상기 외부 쉘층 재료원은 아연원과 유황원의 혼합물이거나 아연 산소원인 단계; 무산소 조건에서, 상기 내부 쉘층 재료원의 분산액을 1~20 mL/h의 속도로 상기 코어체 재료의 분산액에 적가하고, 상기 코어체 재료의 표면에 내부 쉘층 재료를 인시투(in situ) 성장시켜 중간체의 분산액을 얻는 단계로서, 상기 중간체는 코어체와 상기 코어체의 표면에 피복되는 내부 쉘층을 포함하는 단계;
    무산소 조건에서, 상기 외부 쉘층 재료원의 분산액을 1~20 mL/h의 속도로 상기 중간체의 분산액에 적가하고, 상기 중간체의 표면에 외부 쉘층 재료를 인시투 성장시켜 비점멸 양자점을 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 따른 비점멸 양자점의 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 내부 쉘층 재료와 외부 쉘층 재료의 성장 온도는 각각 240~350 ℃이고, 상기 내부 쉘층 재료와 외부 쉘층 재료의 성장 시간은 각각 1~5h인 것을 특징으로 하는 비점멸 양자점의 제조 방법.
  6. 순차적으로 적층 설치된 베이스, 하부 전극, 정공 주입층, 정공 수송층, 비점멸 양자점 발광층, 전자 수송층 및 상부 전극을 포함하거나;
    또는 순차적으로 적층 설치된 베이스, 하부 전극, 전자 수송층, 비점멸 양자점 발광층, 정공 수송층, 정공 주입층 및 상부 전극을 포함하고;
    상기 비점멸 양자점 발광층은 비점멸 양자점으로 이루어지고, 상기 비점멸 양자점은 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 따른 비점멸 양자점이거나 또는 제 4 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 따른 비점멸 양자점의 제조 방법을 이용하여 제조된 비점멸 양자점인 것을 특징으로 하는 양자점 발광다이오드.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 정공 주입층의 제조 원료는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜): 폴리스티렌설포네이트, 디메틸술폭시드가 도핑된 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜): 폴리스티렌설포네이트, 그래핀이 도핑된 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜): 폴리스티렌설포네이트 또는 소르비톨이 도핑된 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜): 폴리스티렌설포네이트인 것을 특징으로 하는 양자점 발광다이오드.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 정공 수송층의 제조 원료는 폴리(N,N'-비스(4-부틸페닐)-N,N'-비스(페닐)벤지딘), 폴리[(9,9-디옥틸플루오렌-2,7-디일)-co-(4,4'-(N-(4-sec-부틸페닐)디페닐아민], 폴리(9-비닐카르바졸), 트리스(4-카르바졸-9-일페닐)아민, 4,4'-비스(9-카르바졸)비페닐, N,N'-비스-(1-나프틸)-N,N'-디페닐-1,1'-비페닐-4,4'-디아민, M-벤젠디카르바졸, MoO3, NiO, V2O5 및 WO3 중의 하나 또는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 양자점 발광다이오드.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 전자 수송층의 제조 원료는 ZnO, SnO, TiO2, ZrO2, Li, Al, Mg, Cs, In, Ga, Zr 및 8-하이드록시퀴놀린알루미늄 중의 하나 또는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 양자점 발광다이오드.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 상부 전극의 제조 원료는 Al, Ag 또는 Au인 것을 특징으로 하는 양자점 발광다이오드.
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WO2024111895A1 (ko) * 2022-11-21 2024-05-30 덕산네오룩스 주식회사 양자점, 양자점의 제조방법 및 전자장치

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