KR20220022010A - 반도체 나노입자, 이를 포함한 색변환 부재 및 이를 포함한 표시 장치 - Google Patents

반도체 나노입자, 이를 포함한 색변환 부재 및 이를 포함한 표시 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20220022010A
KR20220022010A KR1020200102702A KR20200102702A KR20220022010A KR 20220022010 A KR20220022010 A KR 20220022010A KR 1020200102702 A KR1020200102702 A KR 1020200102702A KR 20200102702 A KR20200102702 A KR 20200102702A KR 20220022010 A KR20220022010 A KR 20220022010A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
semiconductor nanoparticles
znse
color conversion
display device
compound
Prior art date
Application number
KR1020200102702A
Other languages
English (en)
Inventor
권선영
배완기
오근찬
이혁진
장준혁
이학준
Original Assignee
삼성디스플레이 주식회사
성균관대학교산학협력단
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, 성균관대학교산학협력단 filed Critical 삼성디스플레이 주식회사
Priority to KR1020200102702A priority Critical patent/KR20220022010A/ko
Priority to US17/444,892 priority patent/US20220052285A1/en
Priority to CN202110929857.1A priority patent/CN114075436A/zh
Publication of KR20220022010A publication Critical patent/KR20220022010A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/02—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
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/56—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing sulfur
    • C09K11/562—Chalcogenides
    • C09K11/565—Chalcogenides with zinc cadmium
    • 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
    • C09K11/881—Chalcogenides
    • C09K11/883—Chalcogenides with zinc or cadmium
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/15—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission
    • H01L27/153—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars
    • H01L27/156—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars two-dimensional arrays
    • H01L27/322—
    • 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
    • H01L51/52—
    • 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
    • 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
    • H10K50/125—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers specially adapted for multicolour light emission, e.g. for emitting white light
    • 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
    • H10K50/80—Constructional details
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/30—Devices specially adapted for multicolour light emission
    • H10K59/38—Devices specially adapted for multicolour light emission comprising colour filters or colour changing media [CCM]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133614—Illuminating devices using photoluminescence, e.g. phosphors illuminated by UV or blue light
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2202/00—Materials and properties
    • G02F2202/36—Micro- or nanomaterials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
    • H10K2102/301—Details of OLEDs
    • H10K2102/331—Nanoparticles used in non-emissive layers, e.g. in packaging layer

Landscapes

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

Abstract

ZnSe1-xTex를 함유한 코어(core), 상기 코어를 덮고, ZnSe 및 ZnSeyS1-y 중 적어도 하나를 함유한 중간 쉘(middle shell) 및 상기 중간 쉘을 덮고, II-VI족 화합물을 함유한 외부 쉘(outer shell)을 포함하고, 상기 x는 0.2 < x ≤ 0.5를 만족하고, 상기 y는 0 < y < 1을 만족하고, 청색 이외의 가시광을 방출하는, 반도체 나노입자, 이를 포함한 색변환 부재 및 이를 포함한 전자 장치가 제공된다.

Description

반도체 나노입자, 이를 포함한 색변환 부재 및 이를 포함한 표시 장치{SEMICONDUCTOR NANOPARTICLES, COLOR CONVERSION MEMBER INCLUDING THE SAME, AND LIGHTING APPARATUS INCLUDING THE SAME}
반도체 나노입자, 이를 포함한 색변환 부재 및 이를 포함한 표시 장치에 관한 것이다.
반도체 나노입자는 반도체 물질의 나노 결정으로서, 양자 구속 효과(quantum confinement effect)를 나타내는 물질이고, 양자점(quantum dot)이라고도 일컬어진다. 상기 양자점은 여기원(excitation source)으로부터 빛을 받아 에너지 여기 상태에 이르면, 자체적으로 해당하는 에너지 밴드 갭(band gap)에 따른 에너지를 방출하게 된다. 이 때, 같은 물질의 경우라도 입자 크기에 따라 파장이 달라지는 특성을 나타내므로, 양자점의 크기를 조절하여 원하는 파장 영역의 빛을 얻을 수 있고, 우수한 색 순도 및 높은 발광 효율 등의 특성을 나타낼 수 있기 때문에 다양한 소자 또는 장치에 응용할 수 있다.
조명 장치는 다양한 용도에 사용될 수 있다. 예를 들면, 조명 장치는 실내 또는 실외 조명, 무대 조명, 장식 조명 및 휴대용 전자제품(휴대폰, 캠코더, 디지털 카메라 및 개인 휴대 정보 단말기(PDA) 등)에 사용되는 액정 표시 장치(liquid crystal display: LCD)의 백라이트 유닛(backlight unit: BLU)에 사용될 수 있다.
대표적인 조명 장치의 용도로는, 예를 들면 액정 표시 장치의 백라이트 유닛 등으로 사용되는 것이 있다. 액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 들어 있는 액정층으로 이루어진다. 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
액정 표시 장치는 컬러 형성을 위해, 색변환 부재를 사용하는데, 백라이트 광원으로부터 출사된 광이 적색, 녹색, 청색 색변환 부재를 통과할 때, 각각의 색변환 부재에 의해 광량이 약 1/3로 감소되어 광효율이 낮다.
이러한 광효율 저하를 보완하고 높은 색재현성을 위해 제안되는 포토루미네선트 액정 표시 장치(Photo-Luminescent Liquid Crystal Display Apparatus; PL-LCD)는 기존의 액정 표시 장치에 사용되는 색변환 부재를 QD-CCL(quantum dot color conversion layer)로 대체한 액정 표시 장치이다. PL-LCD는 광원으로부터 발생되어 액정층에 의해 제어된 자외선 또는 청색광 등 저파장대역의 광이 색변환층(Color Conversion Layer; CCL)에 조사될 때 발생하는 가시광을 이용하여 컬러 영상을 표시한다.
유기 발광 소자 및 이를 포함한 장치를 제공하는 것이다.
일 측면에 따르면,
ZnSe1-xTex를 함유한 코어(core),
상기 코어를 덮고, ZnSe 및 ZnSeyS1-y 중 적어도 하나를 함유한 중간 쉘(middle shell) 및
상기 중간 쉘을 덮고, II-VI족 화합물을 함유한 외부 쉘(outer shell)을 포함하고,
상기 x는 0.2 < x ≤ 0.5를 만족하고,
상기 y는 0 < y < 1을 만족하고,
청색 이외의 가시광을 방출하는, 반도체 나노입자가 제공된다.
다른 측면에 따르면, 상기 반도체 나노입자를 포함한 색변환 부재가 제공된다.
다른 측면에 따르면, 상기 색변환 부재 및 표시 장치를 포함한, 전자 장치가 제공된다.
상기 반도체 나노입자는 청색광 흡수율이 높고, 코어와 쉘 사이의 결정비결합에 따른 구조적 결함이 감소되어 광효율이 우수하다. 따라서, 상기 반도체 나노입자를 포함한 색변환 부재는 광전환 효율이 우수하고, 고색순도를 구현할 수 있다.
도 1은 일 구현예를 따르는 반도체 나노입자의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
본 명세서 중 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
본 명세서 중 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서 중 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. 예를 들어, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 달리 한정되지 않는 한 명세서상에 기재된 특징 또는 구성요소만으로 이루어지는(consist of) 경우 및 다른 구성요소를 더 포함하는 경우를 모두 의미할 수 있다.
이하 도 1을 참조하여 본 발명의 일 구현예를 따르는 반도체 나노입자(10)를 설명한다.
상기 반도체 나노입자(10)는 ZnSe1-xTex를 함유한 코어(core)(100), 상기 코어를 덮고, ZnSe 및 ZnSeyS1-y 중 적어도 하나를 함유한 중간 쉘(middle shell)(200) 및 상기 중간 쉘을 덮고, II-VI족 화합물을 함유한 외부 쉘(outer shell)(300)을 포함한다.
상기 코어(100)은 ZnSe1-xTex를 함유한다.
상기 ZnSe1-xTex 중 x는 0.2 < x ≤ 0.5를 만족한다.
상기 x는 상기 반도체 나노입자의 코어에 포함된 ZnSe1-xTex 중 Zn에 대한 Te의 조성비를 나타낸다. 상기 x가 0.2 초과 0.5 이하의 범위를 만족하는 경우에, 상기 반도체 나노입자는 최대 발광 파장이 500 nm 내지 650 nm인 광을 방출할 수 있다. 상기 x가 0.2 이하인 경우에는 상기 반도체 나노입자의 코어 내 Te 비율이 증가함에 따라 상기 반도체 나노입자의 발광 파장이 짧아져 청색광을 방출하게 되며, 이를 색변환 부재에 적용하면 청색광에 대한 흡수도가 낮아 광발광 효율이 떨어지게 된다.
일 구현예를 따르면, 상기 코어가 x가 서로 상이한 2종 이상의 ZnSe1-xTex를 함유할 수 있다.
예를 들어, 상기 코어는 ZnSe0.75Te0.25, ZnSe0.66Te0.33 및 ZnSe0.50Te0.50 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 코어(100)는 반지름(r)이 0.5nm 내지 2.5nm, 예를 들어 0.6nm 내지 2.4nm, 또는 0.75nm 내지 2.25nm, 또는 1nm 내지 2nm일 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 x는 0.25 ≤ x ≤ 0.5를 만족할 수 있다.
상기 ZnSeyS1-y 중 y는 0 < y < 1을 만족한다.
상기 x는 상기 반도체 나노입자의 중간 쉘에 포함된 ZnSeyS1-y 중 Zn에 대한 S의 조성비를 나타낸다.
상기 중간 쉘(200)은 ZnSe 및 ZnSeyS1-y 중 적어도 하나를 함유한다.
상기 중간 쉘이 ZnSe 및 ZnSeyS1-y 중 적어도 하나를 함유함으로써, 상기 중간 쉘의 상기 ZnSe1-xTex를 함유한 코어에 대한 결정비결합에 따른 구조적 결함이 감소되고, 따라서 중간 쉘의 두께를 충분히 형성하여 내부 코어를 보호할 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 중간 쉘은 ZnSe를 함유할 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 중간 쉘은 ZnSeyS1-y를 함유할 수 있다. 또한, 일 구현예를 따르면, 상기 중간 쉘이 y가 서로 상이한 2종 이상의 ZnSeyS1-y를 함유할 수 있다.
예를 들어, 상기 중간 쉘은 ZnSe, ZnSe0.75S0.25, ZnSe0.66S0.33, ZnSe0.50Te0.50 및 ZnSe0.33Te0.66 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 코어(100)와 상기 중간 쉘(200)의 계면은 상기 중간 쉘(200)에 존재하는 원소의 농도가 중심으로 갈수록 낮아지는 농도 구배(gradient)를 가질 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 중간 쉘(200)은 두께(l)가 0.5nm 내지 2nm, 예를 들어 0.6nm 내지 1.9nm, 또는 0.7nm 내지 1.8nm, 또는 1.0nm 내지 1.7nm, 또는 1.2nm 내지 1.5nm일 수 있다.
상기 외부 쉘(300)은 II-VI족 화합물을 함유한다.
일 구현예를 따르면, 상기 II-VI족 화합물은 Zn을 함유할 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 II-VI족 화합물은 이원소 화합물 또는 삼원소 화합물일 수 있다.
예를 들어, 상기 II-VI족 화합물은 ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, ZnSeS, ZnSeTe 및 ZnSTe 중에서 선택된 1종 이상의 화합물일 수 있다.
예를 들어, 상기 II-VI족 화합물은 ZnS일 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 중간 쉘(200)과 상기 외부 쉘(300)의 계면은 상기 외부 쉘(300)에 존재하는 원소의 농도가 중심으로 갈수록 낮아지는 농도 구배(gradient)를 가질 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 외부 쉘(300)은 두께(h)가 0.5nm 내지 2nm, 예를 들어 0.6nm 내지 1.9nm, 또는 0.7nm 내지 1.8nm, 또는 1.0nm 내지 1.7nm, 또는 1.2nm 내지 1.5nm일 수 있다.
상기 반도체 나노입자(10)의 중간 쉘(200) 및 외부 쉘(300)은 상기 코어(100) 화학적 변성을 방지하고 반도체 특성을 유지하기 위한 보호층 역할을 및/또는 상기 반도체 나노 입자에 전기 영동 특성을 부여하기 위한 차징층(charging layer)의 역할을 수행할 수 있다.
상기 반도체 나노입자는 청색 이외의 가시광을 방출한다. 예를 들어, 상기 반도체 나노입자는 최대 발광 파장이 500 nm 내지 650m인 광을 방출한다. 이에 따라, 상기 반도체 나노입자를 색변환 부재에 적용할 경우에 청색광을 흡수하여 다양한 색상 범위의 파장을 방출하도록 설계할 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 반도체 나노입자(10)는 최대 발광 파장이 500 nm 내지 600 nm인 녹색광을 방출할 수 있다. 이에 따라, 상기 반도체 나노입자를 색변환 부재에 적용할 경우에 고휘도 및 고색순도의 녹색을 구현할 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 반도체 나노입자는 직경(2R)이 3nm 내지 13nm일 수 있다. 예를 들어, 상기 반도체 나노입자의 직경이 4nm 내지 12nm, 예를 들어 5nm 내지 11nm, 또는 6nm 내지 10nm, 또는 7 nm 내지 9nm일 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 반도체 나노입자는 450 nm의 청색광에 대한 흡광도가 0.1 이상, 예를 들어 0.15 이상일 수 있다. 이에 따라, 상기 반도체 나노입자를 조명 장치의 광변환층에 적용할 경우에 광원으로부터의 청색광에 대한 흡수도가 높아 고효율의 광변환이 가능하고, 고색순도의 녹색을 구현할 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 반도체 나노입자는 발광 파장 스펙트럼의 반치폭(full width of half maximum, FWHM)이 60 nm 이하, 예를 들어 55 nm 이하일 수 있다. 상기 반도체 나노입자의 반치폭이 전술한 범위를 만족할 때, 색순도와 색재현성이 우수하고 광 시야각이 향상될 수 있다.
종래의 InP/ZnSe1-aSa(a는 0 내지 1의 정수) 조성의 코어-쉘 양자점은 lnP 코어층에서만 450 nm 청색 여기광이 효율적으로 흡수되고, ZnSe 중에서는 일부만이 청색 여기광을 흡수하는 현상이 나타난다. 따라서, lnP의 크기가 작은 녹색 양자점의 경우에는 ZnSe 쉘의 두께가 두껍게 형성되어야 청색광에 대한 흡수도를 충분히 높일 수 있었고, 이 경우에는 InP 코어와 ZnSe 쉘 사이에 결정비결합에 따른 구조적 결함이 발생하는 문제가 있었다.
일 구현예에 따른 반도체 나노입자는 청색광에 대한 흡광도가 뛰어나고, 코어와 쉘 사이의 계면의 결함 생성이 감소되어, 충분한 두께의 쉘을 이용하여 반도체 나노입자의 코어를 보호하면서도 동시에 높은 광효율 및 고색순도를 구현할 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 반도체 나노입자의 형태는 특별히 제한되지 않으며, 당 분야에서 일반적으로 사용하는 형태일 수 있다. 예를 들어, 상기 반도체 나노입자는 구형, 피라미드형, 다중 가지형(multi-arm), 또는 입방체(cubic)의 나노 입자, 나노 튜브, 나노와이어, 나노 섬유, 나노 판상 입자 등의 형태를 가질 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 반도체 나노입자는 전술한 조성 외에도 다른 화합물을 더 함유할 수 있다.
예를 들어, 상기 반도체 나노입자(10)는 상기 코어(100), 상기 중간 쉘(200) 또는 상기 외부 쉘(300)에, II-VI족 화합물, III-VI족 화합물, III-V족 화합물, IV-VI족 화합물, IV족 원소 또는 화합물, I-III-VI족 화합물 또는 이들의 조합을 더 포함할 수 있다.
II-VI족 화합물은 CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, MgSe, MgS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, MgZnSe, MgZnS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
III-VI족 화합물은 In2S3, In2Se3 등과 같은 이원소 화합물; InGaS 3 , InGaSe3 등과 같은 삼원소 화합물; 또는 이의 임의의 조합;을 포함할 수 있다.
III-V족 화합물은 GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InGaP, InAlP, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, GaAlNP 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 상기 III-V족 반도체 화합물은 II족 금속을 더 포함할 수 있다(예를 들어, InZnP 등)
IV-VI족 화합물은 SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. IV족 원소로는 Si, Ge 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. IV족 화합물로는 SiC, SiGe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물일 수 있다.
상기 I-III-VI족 반도체 화합물 AgInS, AgInS2, CuInS, CuInS2, CuGaO2, AgGaO2, AgAlO2 등과 같은 삼원소 화합물; 또는 이의 임의의 조합;을 포함할 수 있다.
이때, 이원소 화합물, 삼원소 화합물 또는 사원소 화합물은 균일한 농도로 입자 내에 존재하거나, 농도 분포가 부분적으로 다른 상태로 나누어져 동일 입자 내에 존재하는 것일 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 중간 쉘(200) 및/또는 상기 외부 쉘(300)은 금속 또는 비금속의 산화물, 반도체 화합물 또는 이들의 조합 등을 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 금속 또는 비금속의 산화물은 SiO2, Al2O3, TiO2, ZnO, MnO, Mn2O3, Mn3O4, CuO, FeO, Fe2O3, Fe3O4, CoO, Co3O4, NiO 등의 이원소 화합물, 또는 MgAl2O4, CoFe2O4, NiFe2O4, CoMn2O4등의 삼원소 화합물일 수 있다.
또한, 예를 들어, 상기 반도체 화합물은 CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnSeS, ZnTeS, GaAs, GaP, GaSb, HgS, HgSe, HgTe, InAs, InP, InGaP, InSb, AlAs, AlP, AlSb 등일 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 반도체 나노입자의 제조방법이 제공된다.
상기 반도체 나노입자의 제조방법은,
Zn 전구체 및 용매의 혼합물을 준비하는 단계;
상기 혼합물에 Se 전구체 및 Te 전구체를 첨가하여 ZnSe1-xTex를 함유한 코어를 형성하는 단계;
상기 코어를 덮고, ZnSe 및 ZnSeyS1-y 중 적어도 하나를 함유한 중간 쉘을 형성하는 단계; 및
상기 중간 쉘을 덮고, II-VI족 화합물을 함유한 외부 쉘을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 Zn 전구체 및 용매의 혼합물을 준비하는 단계는 상기 혼합물을 승온하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 혼합물을 80℃ 내지 140℃의 온도로 승온할 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 코어를 형성하는 단계는 상기 혼합물에 Se 전구체 및 Te 전구체를 첨가하고 반응 온도로 승온하는 단계를 포함할 수 있다. 일 구현예를 따르면, 상기 코어를 형성하는 반응 온도는 100℃ 내지 320℃, 예를 들어 130℃ 내지 300℃, 또는 170℃ 내지 270℃의 온도 범위일 수 있다.
일 구현예예 따르면, 상기 용매는 유기 용매일 수 있다. 예를 들어, 상기 용매는 트리옥틸아민(trioctylamine) 올레일아민(oleylamine), 1-옥타데센(1-octadecene) 등을 사용할 수 있다.
상기 반도체 나노입자의 제조방법에 대한 상세한 내용은 후술하는 실시예를 참조하여 당업자가 인식할 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 반도체 나노입자를 포함하는 색변환 부재가 제공된다.
일 구현예를 따르면, 상기 색변환 부재의 적어도 일 영역이 상기 반도체 나노입자를 포함하고, 상기 반도체 나노입자는 청색광을 흡수하여 청색 이외의 가시광, 예를 들어 최대 발광 파장이 500 nm 내지 650 nm인 가시광을 방출할 수 있다. 이에 따라, 상기 반도체 나노입자를 포함한 색변환 부재가 청색광을 흡수하여 다양한 색상 범위의 파장을 방출하도록 설계할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 색변환 부재의 적어도 일 영역이 상기 반도체 나노입자를 포함하고, 상기 반도체 나노입자는 청색광을 흡수하여 최대 발광 파장이 500 nm 내지 600 nm인 녹색광을 방출할 수 있다. 이에 따라, 상기 반도체 나노입자를 포함한 색변환 부재가 고휘도 및 고색순도의 녹색을 구현할 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 색변환 부재 및 표시 장치를 포함한 전자 장치가 제공된다.
일 구현예를 따르면, 상기 표시 장치가 최대 발광 파장이 400 nm 내지 490 nm인 청색광을 방출하는 것일 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 전자 장치 중 색변환 부재의 적어도 일 영역이 상기 반도체 나노입자를 포함하고, 상기 영역이 상기 표시 장치로부터 방출된 청색광을 흡수하고 청색 이외의 가시광, 예를 들어 최대 발광 파장이 500 nm 내지 650 nm인 가시광을 방출할 수 있다. 이에 따라, 상기 반도체 나노입자를 포함한 색변환 부재가 표시 장치로부터 방출된 청색광을 흡수하여 다양한 색상 범위의 파장을 방출하도록 설계할 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 전자 장치 중 색변환 부재의 적어도 일 영역이 상기 반도체 나노입자를 포함하고, 상기 영역이 상기 표시 장치로부터 방출된 청색광을 흡수하고 최대 발광 파장이 500 nm 내지 600 nm인 녹색광을 방출할 수 있다. 이에 따라, 상기 반도체 나노입자를 포함한 색변환 부재가 표시 장치로부터 방출된 청색광을 흡수하여 고휘도 및 고색순도의 녹색을 구현할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 표시 장치는 액정 표시 장치, 유기 발광 표시 장치 또는 무기 발광 표시 장치를 포함할 수 있다.
이하에서, 실시예를 들어, 본 발명의 일 구현예를 따르는 반도체 나노입자에 대해 보다 상세히 설명한다.
[실시예]
실시예 1: ZeSe 0.66 Te 0.33 /ZnSe/ZnS 반도체 나노입자의 합성
삼구 플라스크에 Zinc Oleate 0.6 mmol 와 1-octadecene 10 mL 를 넣고 110℃에서 1시간 동안 진공 상태를 유지하였다. 이후 진공을 풀고 비활성 기체로 채운 후 온도를 230℃로 승온하였다. 230℃에서 diphenylphosphine selenide을 0.2 mmol을 넣은 후 trioctylphosphine telluride을 0.1 mmol 넣고, 30분간 반응시킨 뒤, 300℃로 온도를 높여서 15분간 반응시켰다.
다음으로, Zinc Oleate 1 mmol, trioctylphosphine selenide 1mmol을 넣어준 후 1시간 동안 반응시켜 Zinc selenide 쉘을 형성하였다.
이후 Zinc Oleate 2 mmol, trioctylphosphine sulfide 2mmol을 넣어준 후 1시간 동안 반응시켜 Zinc Sulfide 쉘을 형성하여 실시예 1의 반도체 나노입자를 얻었다.
실시예 2: ZeSe 0.75 Te 0.25 /ZnSe/ZnS 반도체 나노입자의 합성
삼구 플라스크에 Zinc Oleate 0.6 mmol 와 1-octadecene 10 mL 를 넣고 110℃에서 1시간 동안 진공 상태를 유지하였다. 이후 진공을 풀고 비활성 기체로 채운 후 온도를 230℃로 승온하였다. 230℃에서 diphenylphosphine selenide 0.225 mmol을 넣은 후 trioctylphosphine telluride 0.075 mmol을 넣고, 30분간 반응시킨 뒤, 300℃로 온도를 높여서 15분간 반응시켰다. 이후의 과정은 실시예 1에서와 동일한 방법으로 Zinc selenide 쉘 및 Zinc Sulfide 쉘을 순차적으로 형성하여 실시예 2의 반도체 나노입자를 얻었다.
실시예 3: ZeSe 0.5 Te 0.5 /ZnSe/ZnS 반도체 나노입자의 합성
삼구 플라스크에 Zinc Oleate 0.6 mmol와 1-octadecene 10 mL를 넣고 110℃에서 1시간 동안 진공 상태를 유지하였다. 이후 진공을 풀고 비활성 기체로 채운 후 온도를 230℃로 승온하였다. 230℃에서 diphenylphosphine selenide 0.15 mmol을 넣은 후 trioctylphosphine telluride 0.15 mmol을 넣고, 30분간 반응시킨 뒤, 300℃로 온도를 높여서 15분간 반응시켰다. 이후의 과정은 실시예 1에서와 동일한 방법으로 Zinc selenide 쉘 및 Zinc Sulfide 쉘을 순차적으로 형성하여 실시예 3의 반도체 나노입자를 얻었다.
실시예 4: ZeSe 0.66 Te 0.33 /ZnSe 0.66 S 0.33 /ZnS 반도체 나노입자의 합성
삼구 플라스크에 Zinc Oleate 0.6 mmol 와 1-octadecene 10 mL 를 넣고 110℃에서 1시간 동안 진공 상태를 유지하였다. 이후 진공을 풀고 비활성 기체로 채운 후 온도를 230℃로 승온하였다. 230℃에서 diphenylphosphine selenide을 0.2 mmol을 넣은 후 trioctylphosphine telluride을 0.1 mmol 넣고, 30분간 반응시킨 뒤, 300℃로 온도를 높여서 15분간 반응시켰다.
다음으로, Zinc Oleate 1 mmol, trioctylphosphine selenide 0.66 mmol, trioctylphosphine sulfide 0.33 mmol 을 넣어준 후 1시간 동안 반응시켜 Zinc Selenide Sulfide alloy 쉘을 형성하였다.
이후 Zinc Oleate 2 mmol, trioctylphosphine sulfide 2 mmol을 넣어준 후 1시간 동안 반응시켜 Zinc Sulfide 쉘을 형성하여 실시예 4의 반도체 나노입자를 얻었다.
실시예 5: ZeSe 0.66 Te 0.33 /ZnSe 0.33 S 0.66 /ZnS 반도체 나노입자의 합성
삼구 플라스크에 Zinc Oleate 0.6 mmol 와 1-octadecene 10 mL 를 넣고 110℃에서 1시간 동안 진공 상태를 유지하였다. 이후 진공을 풀고 비활성 기체로 채운 후 온도를 230℃로 승온하였다. 230℃에서 diphenylphosphine selenide을 0.2 mmol을 넣은 후 trioctylphosphine telluride을 0.1 mmol 넣고, 30분간 반응시킨 뒤, 300℃로 온도를 높여서 15분간 반응시켰다.
다음으로, Zinc Oleate 1 mmol, trioctylphosphine selenide 0.33 mmol, trioctylphosphine sulfide 0.66 mmol 을 넣어준 후 1시간 동안 반응시켜 Zinc Selenide Sulfide alloy 쉘을 형성하였다.
이후 Zinc Oleate 2 mmol, trioctylphosphine sulfide 2 mmol을 넣어준 후 1시간 동안 반응시켜 Zinc Sulfide 쉘을 형성하여 실시예 5의 반도체 나노입자를 얻었다.
비교예 1: ZeSe 0.95 Te 0.05 /ZnSe/ZnS 반도체 나노입자의 합성
삼구 플라스크에 Zinc Oleate 0.6 mmol 와 1-octadecene 10 mL 를 넣고 110℃에서 1시간 동안 진공 상태를 유지하였다. 이후 진공을 풀고 비활성 기체로 채운 후 온도를 230℃로 승온하였다. 230℃에서 diphenylphosphine selenide 0.285 mmol을 넣은 후 trioctylphosphine telluride 0.015 mmol을 넣고, 30분간 반응시킨 뒤, 300℃로 온도를 높여서 15분간 반응시켰다.이후의 과정은 실시예 1에서와 동일한 방법으로 Zinc selenide 쉘 및 Zinc Sulfide 쉘을 순차적으로 형성하여 비교예 1의 반도체 나노입자를 얻었다.
비교예 2: ZeSe 0.92 Te 0.08 /ZnSe/ZnS 반도체 나노입자의 합성
삼구 플라스크에 Zinc Oleate 0.6 mmol 와 1-octadecene 10 mL 를 넣고 110℃에서 1시간 동안 진공 상태를 유지하였다. 이후 진공을 풀고 비활성 기체로 채운 후 온도를 230℃로 승온하였다. 230℃에서 diphenylphosphine selenide 0.276 mmol을 넣은 후 trioctylphosphine telluride 0.024 mmol을 넣고, 30분간 반응시킨 뒤, 300℃로 온도를 높여서 15분간 반응시켰다.이후의 과정은 실시예 1에서와 동일한 방법으로 Zinc selenide 쉘 및 Zinc Sulfide 쉘을 순차적으로 형성하여 비교예 2의 반도체 나노입자를 얻었다.
비교예 3: ZeSe 0.84 Te 0.16 /ZnSe/ZnS 반도체 나노입자의 합성
삼구 플라스크에 Zinc Oleate 0.6 mmol 와 1-octadecene 10 mL 를 넣고 110℃에서 1시간 동안 진공 상태를 유지하였다. 이후 진공을 풀고 비활성 기체로 채운 후 온도를 230℃로 승온하였다. 230℃에서 diphenylphosphine selenide 0.252 mmol을 넣은 후 trioctylphosphine telluride 0.048 mmol을 넣고, 30분간 반응시킨 뒤, 300℃로 온도를 높여서 15분간 반응시켰다.이후의 과정은 실시예 1에서와 동일한 방법으로 Zinc selenide 쉘 및 Zinc Sulfide 쉘을 순차적으로 형성하여 비교예 3의 반도체 나노입자를 얻었다.
0
평가예 1
상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3에서 제작한 반도체 나노입자 각각에 대하여 최대 발광 파장, 반치폭(FWHM), 발광 양자 수율 및 450 nm 파장의 청색광에 대한 흡광도를 평가하여, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
측정 방법은 하기와 같다: 반도체 나노입자 1mg/ml 용액에 대하여, 최대 발광 파장, 반치폭 및 청색광에 대한 흡광도는 PL spectrometer 및 UV-vis spectrometer를 이용하여 측정한 PL 스펙트럼과 흡광도를 분석하여 평가하였다. 발광 양자 수율은 절대 양자 효율 측정 장비를 이용하여 평가하였다.
반도체 나노입자 최대 발광 파장
(nm)		 반치폭
(nm)		 발광 양자 수율
(%)		 흡광도
@450nm
실시예 1 ZeSe0.66Te0.33/ZnSe/ZnS 515 49 86 0.21
실시예 2 ZeSe0.75Te0.25/ZnSe/ZnS 525 45 83 0.15
실시예 3 ZeSe0.50Te0.50/ZnSe/ZnS 553 40 47 0.31
실시예 4 ZeSe0.66Te0.33/ZnSe0.66S0.33/ZnS 518 44 62 0.20
실시예 5 ZeSe0.66Te0.33/ZnSe0.33S0.66/ZnS 511 49 16 0.19
비교예 1 ZeSe0.95Te0.05/ZnSe/ZnS 433 47 80 0
비교예 2 ZeSe0.92Te0.08/ZnSe/ZnS 450 53 82 0
비교예 3 ZeSe0.84Te0.16/ZnSe/ZnS 473 48 81 0.08
상기 표 1로부터, 실시예 1 내지 5의 반도체 나노입자는 반치폭이 좁고, 발광 양자 수율 및 청색광에 대한 흡광도가 우수한 것을 확인하였다. 또한, 실시예 1 내지 5의 반도체 나노입자는 비교예 1 내지 3의 반도체 나노입자에 비해 청색광에 대한 흡광도가 높은 것을 확인하였다. 또한, 비교예 1 내지 3의 반도체 나노입자는 청색광을 방출하는 것과 달리, 실시예 1 내지 5의 반도체 나노입자는 최대 발광 파장이 500 nm 이상인 가시광을 방출하는 것을 확인하였다.
10: 반도체 나노입자
100: 코어
200: 중간 쉘
300: 외부 쉘

Claims (20)

  1. ZnSe1-xTex를 함유한 코어(core),
    상기 코어를 덮고, ZnSe 및 ZnSeyS1-y 중 적어도 하나를 함유한 중간 쉘(middle shell) 및
    상기 중간 쉘을 덮고, II-VI족 화합물을 함유한 외부 쉘(outer shell)을 포함하고,
    상기 x는 0.2 < x ≤ 0.5를 만족하고,
    상기 y는 0 < y < 1을 만족하고,
    청색 이외의 가시광을 방출하는, 반도체 나노입자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 x는 0.25 ≤ x ≤ 0.5를 만족하는, 반도체 나노입자.
  3. 제1항에 있어서,
    최대 발광 파장이 500 nm 내지 650 nm인 광을 방출하는, 반도체 나노입자.
  4. 제1항에 있어서,
    최대 발광 파장이 500 nm 내지 600 nm인 녹색광을 방출하는, 반도체 나노입자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 II-VI족 화합물은 Zn을 함유하고, 이원소 화합물 또는 삼원소 화합물인, 반도체 나노입자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 II-VI족 화합물은 ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, ZnSeS, ZnSeTe 및 ZnSTe 중에서 선택된 1종 이상의 화합물인, 반도체 나노입자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 II-VI족 화합물은 ZnS인, 반도체 나노입자.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 코어의 반지름이 0.5nm 내지 2.5nm인, 반도체 나노입자.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 중간 쉘의 두께가 0.5nm 내지 2nm인, 반도체 나노입자.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 외부 쉘의 두께가 0.5nm 내지 2nm인, 반도체 나노입자.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 나노입자의 직경이 3 nm 내지 13 nm인, 반도체 나노입자.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 나노입자는 450 nm 파장의 청색광에 대한 흡광도가 0.1 이상인, 반도체 나노입자.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 나노입자의 발광 파장 스펙트럼의 반치폭(full width of half maximum, FWHM)이 60 nm 이하인, 반도체 나노입자.
  14. 반도체 나노입자를 포함한 색변환 부재로서, 상기 반도체 나노입자는
    ZnSe1-xTex를 함유한 코어,
    상기 코어를 덮고, ZnSe 및 ZnSeyS1-y 중 적어도 하나를 함유한 중간 쉘 및
    상기 중간 쉘을 덮고, II-VI족 화합물을 함유한 외부 쉘(outer shell)을 포함하고,
    상기 x는 0.2 < x ≤ 0.5를 만족하고,
    상기 y는 0 < y < 1을 만족하고,
    청색 이외의 가시광을 방출하는, 색변환 부재.
  15. 제14항에 따른 색변환 부재 및 표시 장치를 포함한, 전자 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 표시 장치가 최대 발광 파장이 400 nm 내지 490 nm인 청색광을 방출하는, 전자 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 색변환 부재의 적어도 일 영역이 상기 반도체 나노입자를 포함하고, 상기 영역이 상기 표시 장치로부터 방출된 청색광을 흡수하고 청색 이외의 가시광을 방출하는, 전자 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 색변환 부재의 적어도 일 영역이 상기 반도체 나노입자를 포함하고, 상기 영역이 상기 표시 장치로부터 방출된 청색광을 흡수하고 최대 발광 파장이 500 nm 내지 650 nm인 광을 방출하는, 전자 장치.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 색변환 부재의 적어도 일 영역이 상기 반도체 나노입자를 포함하고, 상기 영역이 상기 표시 장치로부터 방출된 청색광을 흡수하고 최대 발광 파장이 500 nm 내지 600 nm인 녹색광을 방출하는, 전자 장치.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 표시 장치는 액정 표시 장치, 유기 발광 표시 장치 또는 무기 발광 표시 장치를 포함한, 전자 장치.
KR1020200102702A 2020-08-14 2020-08-14 반도체 나노입자, 이를 포함한 색변환 부재 및 이를 포함한 표시 장치 KR20220022010A (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200102702A KR20220022010A (ko) 2020-08-14 2020-08-14 반도체 나노입자, 이를 포함한 색변환 부재 및 이를 포함한 표시 장치
US17/444,892 US20220052285A1 (en) 2020-08-14 2021-08-11 Semiconductor nanoparticle, color conversion member including the semiconductor nanoparticle, and electronic apparatus including the color conversion member
CN202110929857.1A CN114075436A (zh) 2020-08-14 2021-08-13 半导体纳米颗粒、包括此的颜色转换部件以及电子装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200102702A KR20220022010A (ko) 2020-08-14 2020-08-14 반도체 나노입자, 이를 포함한 색변환 부재 및 이를 포함한 표시 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220022010A true KR20220022010A (ko) 2022-02-23

Family

ID=80223053

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200102702A KR20220022010A (ko) 2020-08-14 2020-08-14 반도체 나노입자, 이를 포함한 색변환 부재 및 이를 포함한 표시 장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20220052285A1 (ko)
KR (1) KR20220022010A (ko)
CN (1) CN114075436A (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115125539B (zh) * 2022-05-31 2023-08-22 中国科学院海洋研究所 一种用于光致阴极保护的多相复合光电材料及其制备与应用

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109312228B (zh) * 2016-05-19 2022-02-25 纳米系统公司 改善高度发光的纳米结构的核/壳量子点形态的方法
JP7277146B2 (ja) * 2018-01-11 2023-05-18 三星電子株式会社 カドミウムフリー系量子ドット、その製造方法、これを含む組成物と複合体、及び表示素子
WO2019231828A1 (en) * 2018-05-30 2019-12-05 Christian Ippen METHOD FOR SYNTHESIS OF BLUE-EMITTING ZnSe1-xTex ALLOY NANOCRYSTALS

Also Published As

Publication number Publication date
US20220052285A1 (en) 2022-02-17
CN114075436A (zh) 2022-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11567360B2 (en) Backlight unit and liquid crystal display including the same
KR100901947B1 (ko) 반도체 나노결정을 이용하는 백색 발광 다이오드 및 그의제조방법
US8237154B2 (en) Composite light-emitting material and light-emitting device comprising the same
US20090127576A1 (en) Nanocrystal light-emitting diode
KR102200111B1 (ko) 양자점을 포함하는 유기 발광 표시 장치
CN113105896B (zh) 制备量子点的方法以及包括量子点的光学构件和设备
US20220052285A1 (en) Semiconductor nanoparticle, color conversion member including the semiconductor nanoparticle, and electronic apparatus including the color conversion member
CN215496785U (zh) 显示面板及显示装置
US11574964B2 (en) Display panel
KR102303927B1 (ko) 블록 공중합체로 형성되는 마이셀 고분자 보호막의 제조방법 및 이에 의해 제조된 마이셀 고분자 보호막으로 둘러싸인 양자점
KR20220105244A (ko) 색변환 패널 및 이를 포함하는 표시 장치
CN113725264A (zh) 显示面板及其制造方法
US20220146724A1 (en) Semiconductor nanoparticles, a color conversion member for a display device including the same, an electronic apparatus including the semiconductor nanoparticles, and a method of manufacturing the semiconductor nanoparticles
US20240026222A1 (en) Semiconductor nanoparticles and electronic device including the same
KR102689042B1 (ko) 기판 처리 장치 및 방법
CN210224072U (zh) 微型显示单元、像素单元及显示面板
EP4443200A1 (en) Electronic device
US20220229214A1 (en) Color conversion panel and display device including the same
US20230028670A1 (en) Method of manufacturing multi-component semiconductor nanocrystal, multi-component semiconductor nanocrystal, and quantum dot including the same
US20220291551A1 (en) Wavelength conversion material, light-emitting device and display device
KR20230123058A (ko) 양자점의 제조 방법, 양자점 및 이를 포함한 전자 장치
US20220149223A1 (en) Semiconductor nanoparticles, electronic device including the same, and method for manufacturing semiconductor nanoparticles
KR20230146700A (ko) 양자점, 상기 양자점의 제조 방법, 상기 양자점을 포함한 광학 부재 및 전자 장치
CN113241419A (zh) 显示面板及显示装置
CN116769462A (zh) 量子点、其形成方法及包括其的发光装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination