KR20230031175A - 전계발광소자 및 반도체 나노입자 - Google Patents
전계발광소자 및 반도체 나노입자 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230031175A KR20230031175A KR1020220107922A KR20220107922A KR20230031175A KR 20230031175 A KR20230031175 A KR 20230031175A KR 1020220107922 A KR1020220107922 A KR 1020220107922A KR 20220107922 A KR20220107922 A KR 20220107922A KR 20230031175 A KR20230031175 A KR 20230031175A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- less
- semiconductor
- zinc
- semiconductor nanoparticles
- nanoparticles
- Prior art date
Links
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 title claims abstract description 214
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 189
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 120
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 88
- 239000011669 selenium Substances 0.000 claims abstract description 72
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 67
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 55
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 53
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 45
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 44
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 43
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 43
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000004054 semiconductor nanocrystal Substances 0.000 claims description 66
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 53
- -1 zinc magnesium metal oxide Chemical class 0.000 claims description 53
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 52
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 28
- 238000006862 quantum yield reaction Methods 0.000 claims description 18
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 13
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 12
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 claims description 10
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims description 9
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 claims description 8
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910005540 GaP Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 5
- HZXMRANICFIONG-UHFFFAOYSA-N gallium phosphide Chemical compound [Ga]#P HZXMRANICFIONG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N Indium phosphide Chemical compound [In]#P GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000004770 chalcogenides Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 191
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 22
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 21
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 21
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 description 19
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 description 16
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 15
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 15
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 15
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 15
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 14
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 description 13
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 11
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 10
- RMZAYIKUYWXQPB-UHFFFAOYSA-N trioctylphosphane Chemical compound CCCCCCCCP(CCCCCCCC)CCCCCCCC RMZAYIKUYWXQPB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 9
- 239000013110 organic ligand Substances 0.000 description 9
- PFNQVRZLDWYSCW-UHFFFAOYSA-N (fluoren-9-ylideneamino) n-naphthalen-1-ylcarbamate Chemical compound C12=CC=CC=C2C2=CC=CC=C2C1=NOC(=O)NC1=CC=CC2=CC=CC=C12 PFNQVRZLDWYSCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 8
- 238000002354 inductively-coupled plasma atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 description 8
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 7
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 7
- 239000010408 film Substances 0.000 description 7
- 150000002430 hydrocarbons Chemical group 0.000 description 7
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 7
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 7
- 238000000628 photoluminescence spectroscopy Methods 0.000 description 7
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 6
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 6
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 6
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 6
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 6
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229920001609 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Polymers 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 5
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 5
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- XTAZYLNFDRKIHJ-UHFFFAOYSA-N n,n-dioctyloctan-1-amine Chemical compound CCCCCCCCN(CCCCCCCC)CCCCCCCC XTAZYLNFDRKIHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229920003227 poly(N-vinyl carbazole) Polymers 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- PMBXCGGQNSVESQ-UHFFFAOYSA-N 1-Hexanethiol Chemical group CCCCCCS PMBXCGGQNSVESQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920000144 PEDOT:PSS Polymers 0.000 description 4
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZOIORXHNWRGPMV-UHFFFAOYSA-N acetic acid;zinc Chemical compound [Zn].CC(O)=O.CC(O)=O ZOIORXHNWRGPMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 description 4
- 125000000304 alkynyl group Chemical group 0.000 description 4
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 4
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N hexadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004770 highest occupied molecular orbital Methods 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 4
- SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N selenium;zinc Chemical compound [Se]=[Zn] SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004246 zinc acetate Substances 0.000 description 4
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 4
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N Caprylic acid Natural products CCCCCCCC(O)=O WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 description 3
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000005083 Zinc sulfide Substances 0.000 description 3
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 3
- 150000001767 cationic compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000000619 electron energy-loss spectrum Methods 0.000 description 3
- 238000001493 electron microscopy Methods 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- DLINORNFHVEIFE-UHFFFAOYSA-N hydrogen peroxide;zinc Chemical compound [Zn].OO DLINORNFHVEIFE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 3
- 229910001411 inorganic cation Inorganic materials 0.000 description 3
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 3
- 238000004768 lowest unoccupied molecular orbital Methods 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 3
- YTVNOVQHSGMMOV-UHFFFAOYSA-N naphthalenetetracarboxylic dianhydride Chemical compound C1=CC(C(=O)OC2=O)=C3C2=CC=C2C(=O)OC(=O)C1=C32 YTVNOVQHSGMMOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 3
- 150000002892 organic cations Chemical class 0.000 description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 3
- 150000003003 phosphines Chemical group 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 229940105296 zinc peroxide Drugs 0.000 description 3
- DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N zinc;sulfide Chemical compound [S-2].[Zn+2] DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000004169 (C1-C6) alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- FJLUATLTXUNBOT-UHFFFAOYSA-N 1-Hexadecylamine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCN FJLUATLTXUNBOT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- STTGYIUESPWXOW-UHFFFAOYSA-N 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline Chemical compound C=12C=CC3=C(C=4C=CC=CC=4)C=C(C)N=C3C2=NC(C)=CC=1C1=CC=CC=C1 STTGYIUESPWXOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WPUSEOSICYGUEW-UHFFFAOYSA-N 4-[4-(4-methoxy-n-(4-methoxyphenyl)anilino)phenyl]-n,n-bis(4-methoxyphenyl)aniline Chemical compound C1=CC(OC)=CC=C1N(C=1C=CC(=CC=1)C=1C=CC(=CC=1)N(C=1C=CC(OC)=CC=1)C=1C=CC(OC)=CC=1)C1=CC=C(OC)C=C1 WPUSEOSICYGUEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N Butyric acid Chemical compound CCCC(O)=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ROSDSFDQCJNGOL-UHFFFAOYSA-N Dimethylamine Chemical compound CNC ROSDSFDQCJNGOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LSDPWZHWYPCBBB-UHFFFAOYSA-N Methanethiol Chemical compound SC LSDPWZHWYPCBBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000021314 Palmitic acid Nutrition 0.000 description 2
- FMRLDPWIRHBCCC-UHFFFAOYSA-L Zinc carbonate Chemical compound [Zn+2].[O-]C([O-])=O FMRLDPWIRHBCCC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910007709 ZnTe Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011000 absolute method Methods 0.000 description 2
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 2
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 2
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 2
- MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N anthracene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3C=C21 MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 2
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- HQWPLXHWEZZGKY-UHFFFAOYSA-N diethylzinc Chemical compound CC[Zn]CC HQWPLXHWEZZGKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N diphenyl Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WNAHIZMDSQCWRP-UHFFFAOYSA-N dodecane-1-thiol Chemical compound CCCCCCCCCCCCS WNAHIZMDSQCWRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N dodecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCC(O)=O POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 2
- 238000005430 electron energy loss spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 238000000635 electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 2
- DNJIEGIFACGWOD-UHFFFAOYSA-N ethanethiol Chemical compound CCS DNJIEGIFACGWOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 2
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 2
- DCAYPVUWAIABOU-UHFFFAOYSA-N hexadecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC DCAYPVUWAIABOU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ORTRWBYBJVGVQC-UHFFFAOYSA-N hexadecane-1-thiol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCS ORTRWBYBJVGVQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M lithium fluoride Chemical compound [Li+].[F-] PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- PNHVEGMHOXTHMW-UHFFFAOYSA-N magnesium;zinc;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Mg+2].[Zn+2] PNHVEGMHOXTHMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 2
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N molybdenum trioxide Chemical compound O=[Mo](=O)=O JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IBHBKWKFFTZAHE-UHFFFAOYSA-N n-[4-[4-(n-naphthalen-1-ylanilino)phenyl]phenyl]-n-phenylnaphthalen-1-amine Chemical group C1=CC=CC=C1N(C=1C2=CC=CC=C2C=CC=1)C1=CC=C(C=2C=CC(=CC=2)N(C=2C=CC=CC=2)C=2C3=CC=CC=C3C=CC=2)C=C1 IBHBKWKFFTZAHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- RZJRJXONCZWCBN-UHFFFAOYSA-N octadecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC RZJRJXONCZWCBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KZCOBXFFBQJQHH-UHFFFAOYSA-N octane-1-thiol Chemical compound CCCCCCCCS KZCOBXFFBQJQHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- SUVIGLJNEAMWEG-UHFFFAOYSA-N propane-1-thiol Chemical compound CCCS SUVIGLJNEAMWEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 2
- PRAKJMSDJKAYCZ-UHFFFAOYSA-N squalane Chemical compound CC(C)CCCC(C)CCCC(C)CCCCC(C)CCCC(C)CCCC(C)C PRAKJMSDJKAYCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZMBHCYHQLYEYDV-UHFFFAOYSA-N trioctylphosphine oxide Chemical group CCCCCCCCP(=O)(CCCCCCCC)CCCCCCCC ZMBHCYHQLYEYDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RIOQSEWOXXDEQQ-UHFFFAOYSA-N triphenylphosphine Substances C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 RIOQSEWOXXDEQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZMKRXXDBXFWSQZ-UHFFFAOYSA-N tris(2,4,6-trimethyl-6-pyridin-3-ylcyclohexa-2,4-dien-1-yl)borane Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C)(C=2C=NC=CC=2)C1B(C1C(C=C(C)C=C1C)(C)C=1C=NC=CC=1)C1C(C)=CC(C)=CC1(C)C1=CC=CN=C1 ZMKRXXDBXFWSQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N valeric acid Chemical compound CCCCC(O)=O NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011667 zinc carbonate Substances 0.000 description 2
- 235000004416 zinc carbonate Nutrition 0.000 description 2
- 229910000010 zinc carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 description 2
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 description 2
- BHHYHSUAOQUXJK-UHFFFAOYSA-L zinc fluoride Chemical compound F[Zn]F BHHYHSUAOQUXJK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- UAYWVJHJZHQCIE-UHFFFAOYSA-L zinc iodide Chemical compound I[Zn]I UAYWVJHJZHQCIE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- ONDPHDOFVYQSGI-UHFFFAOYSA-N zinc nitrate Chemical compound [Zn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ONDPHDOFVYQSGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004400 (C1-C12) alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- POILWHVDKZOXJZ-ARJAWSKDSA-M (z)-4-oxopent-2-en-2-olate Chemical compound C\C([O-])=C\C(C)=O POILWHVDKZOXJZ-ARJAWSKDSA-M 0.000 description 1
- QGLWBTPVKHMVHM-KTKRTIGZSA-N (z)-octadec-9-en-1-amine Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCCN QGLWBTPVKHMVHM-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- ZRKMQKLGEQPLNS-UHFFFAOYSA-N 1-Pentanethiol Chemical compound CCCCCS ZRKMQKLGEQPLNS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NDDIKKNFARRUNI-UHFFFAOYSA-N 1-phosphorosopropane Chemical compound CCCP=O NDDIKKNFARRUNI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YMMGRPLNZPTZBS-UHFFFAOYSA-N 2,3-dihydrothieno[2,3-b][1,4]dioxine Chemical compound O1CCOC2=C1C=CS2 YMMGRPLNZPTZBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AWXGSYPUMWKTBR-UHFFFAOYSA-N 4-carbazol-9-yl-n,n-bis(4-carbazol-9-ylphenyl)aniline Chemical compound C12=CC=CC=C2C2=CC=CC=C2N1C1=CC=C(N(C=2C=CC(=CC=2)N2C3=CC=CC=C3C3=CC=CC=C32)C=2C=CC(=CC=2)N2C3=CC=CC=C3C3=CC=CC=C32)C=C1 AWXGSYPUMWKTBR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKIJILZFXPFTO-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-n-[4-[1-[4-(4-methyl-n-(4-methylphenyl)anilino)phenyl]cyclohexyl]phenyl]-n-(4-methylphenyl)aniline Chemical compound C1=CC(C)=CC=C1N(C=1C=CC(=CC=1)C1(CCCCC1)C=1C=CC(=CC=1)N(C=1C=CC(C)=CC=1)C=1C=CC(C)=CC=1)C1=CC=C(C)C=C1 ZOKIJILZFXPFTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DIVZFUBWFAOMCW-UHFFFAOYSA-N 4-n-(3-methylphenyl)-1-n,1-n-bis[4-(n-(3-methylphenyl)anilino)phenyl]-4-n-phenylbenzene-1,4-diamine Chemical compound CC1=CC=CC(N(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(=CC=2)N(C=2C=CC(=CC=2)N(C=2C=CC=CC=2)C=2C=C(C)C=CC=2)C=2C=CC(=CC=2)N(C=2C=CC=CC=2)C=2C=C(C)C=CC=2)=C1 DIVZFUBWFAOMCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AWQSAIIDOMEEOD-UHFFFAOYSA-N 5,5-Dimethyl-4-(3-oxobutyl)dihydro-2(3H)-furanone Chemical compound CC(=O)CCC1CC(=O)OC1(C)C AWQSAIIDOMEEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001316 Ag alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005711 Benzoic acid Substances 0.000 description 1
- MYPDMHWBPRKWAK-UHFFFAOYSA-N C(CCC)P(CCCC)CCCC.[S] Chemical compound C(CCC)P(CCCC)CCCC.[S] MYPDMHWBPRKWAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OZDFLNAUZUHNQL-UHFFFAOYSA-N C(CCCCCCC)N(CCCCCCCC)CCCCCCCC.[S] Chemical compound C(CCCCCCC)N(CCCCCCCC)CCCCCCCC.[S] OZDFLNAUZUHNQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FVDHOWZVGXODEB-UHFFFAOYSA-N C1(=CC=CC=C1)P(C1=CC=CC=C1)C1=CC=CC=C1.[S] Chemical compound C1(=CC=CC=C1)P(C1=CC=CC=C1)C1=CC=CC=C1.[S] FVDHOWZVGXODEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VRVKAVGMBQDZIN-UHFFFAOYSA-N C1=C(C=CC2=CC=CC=C12)C1=NC(=NC(=N1)C1=CC2=CC=CC=C2C=C1)C1=CC=C(C=C1)C=1C=CC=C2C=CC(NC=12)=O Chemical compound C1=C(C=CC2=CC=CC=C12)C1=NC(=NC(=N1)C1=CC2=CC=CC=C2C=C1)C1=CC=C(C=C1)C=1C=CC=C2C=CC(NC=12)=O VRVKAVGMBQDZIN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WYZWJLZUSHFFOR-UHFFFAOYSA-N C1=CC=C2SC(C3=CC=4C=C5CCCN6CCCC(=C56)C=4OC3=O)=NC2=C1 Chemical compound C1=CC=C2SC(C3=CC=4C=C5CCCN6CCCC(=C56)C=4OC3=O)=NC2=C1 WYZWJLZUSHFFOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N Cyanide Chemical compound N#[C-] XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N Dodecane Natural products CCCCCCCCCCCC SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QUSNBJAOOMFDIB-UHFFFAOYSA-N Ethylamine Chemical compound CCN QUSNBJAOOMFDIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101000837344 Homo sapiens T-cell leukemia translocation-altered gene protein Proteins 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-N Methylamine Chemical compound NC BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NMNFDTCOWIDEAV-UHFFFAOYSA-N OP(O)=O.OP(O)=O Chemical compound OP(O)=O.OP(O)=O NMNFDTCOWIDEAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- REYJJPSVUYRZGE-UHFFFAOYSA-N Octadecylamine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCN REYJJPSVUYRZGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical group OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 102100028692 T-cell leukemia translocation-altered gene protein Human genes 0.000 description 1
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 1
- 229910003363 ZnMgO Inorganic materials 0.000 description 1
- JFBZPFYRPYOZCQ-UHFFFAOYSA-N [Li].[Al] Chemical compound [Li].[Al] JFBZPFYRPYOZCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RHKQUGZIMGIIEA-UHFFFAOYSA-N [S].CCCCCCCCP(CCCCCCCC)CCCCCCCC Chemical compound [S].CCCCCCCCP(CCCCCCCC)CCCCCCCC RHKQUGZIMGIIEA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GIKNWQHOINULKX-UHFFFAOYSA-N [Se].C1(=CC=CC=C1)PC1=CC=CC=C1 Chemical compound [Se].C1(=CC=CC=C1)PC1=CC=CC=C1 GIKNWQHOINULKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N acetaldehyde Chemical compound [14CH]([14CH3])=O IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N 0.000 description 1
- 235000011054 acetic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229960000583 acetic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 125000003172 aldehyde group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001345 alkine derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 description 1
- 125000002877 alkyl aryl group Chemical group 0.000 description 1
- OBETXYAYXDNJHR-UHFFFAOYSA-N alpha-ethylcaproic acid Natural products CCCCC(CC)C(O)=O OBETXYAYXDNJHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- UYJXRRSPUVSSMN-UHFFFAOYSA-P ammonium sulfide Chemical compound [NH4+].[NH4+].[S-2] UYJXRRSPUVSSMN-UHFFFAOYSA-P 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000852 azido group Chemical group *N=[N+]=[N-] 0.000 description 1
- 235000010233 benzoic acid Nutrition 0.000 description 1
- UENWRTRMUIOCKN-UHFFFAOYSA-N benzyl thiol Chemical compound SCC1=CC=CC=C1 UENWRTRMUIOCKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GONOPSZTUGRENK-UHFFFAOYSA-N benzyl(trichloro)silane Chemical compound Cl[Si](Cl)(Cl)CC1=CC=CC=C1 GONOPSZTUGRENK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000010290 biphenyl Nutrition 0.000 description 1
- 239000004305 biphenyl Substances 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RMRJXGBAOAMLHD-CTAPUXPBSA-N buprenorphine Chemical compound C([C@]12[C@H]3OC=4C(O)=CC=C(C2=4)C[C@@H]2[C@]11CC[C@@]3([C@H](C1)[C@](C)(O)C(C)(C)C)OC)CN2CC1CC1 RMRJXGBAOAMLHD-CTAPUXPBSA-N 0.000 description 1
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 1
- WQAQPCDUOCURKW-UHFFFAOYSA-N butanethiol Chemical compound CCCCS WQAQPCDUOCURKW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FEYBQJQBTXMRPU-UHFFFAOYSA-N butyl(oxido)phosphanium Chemical compound CCCC[PH2]=O FEYBQJQBTXMRPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DLIJPAHLBJIQHE-UHFFFAOYSA-N butylphosphane Chemical compound CCCCP DLIJPAHLBJIQHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003739 carbamimidoyl group Chemical group C(N)(=N)* 0.000 description 1
- 125000003917 carbamoyl group Chemical group [H]N([H])C(*)=O 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 150000007942 carboxylates Chemical class 0.000 description 1
- 229910052798 chalcogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001787 chalcogens Chemical class 0.000 description 1
- VYXSBFYARXAAKO-WTKGSRSZSA-N chembl402140 Chemical compound Cl.C1=2C=C(C)C(NCC)=CC=2OC2=C\C(=N/CC)C(C)=CC2=C1C1=CC=CC=C1C(=O)OCC VYXSBFYARXAAKO-WTKGSRSZSA-N 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007771 core particle Substances 0.000 description 1
- VSSSHNJONFTXHS-UHFFFAOYSA-N coumarin 153 Chemical compound C12=C3CCCN2CCCC1=CC1=C3OC(=O)C=C1C(F)(F)F VSSSHNJONFTXHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000392 cycloalkenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- IGARGHRYKHJQSM-UHFFFAOYSA-N cyclohexylbenzene Chemical compound C1CCCCC1C1=CC=CC=C1 IGARGHRYKHJQSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VTXVGVNLYGSIAR-UHFFFAOYSA-N decane-1-thiol Chemical compound CCCCCCCCCCS VTXVGVNLYGSIAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- MHDVGSVTJDSBDK-UHFFFAOYSA-N dibenzyl ether Chemical compound C=1C=CC=CC=1COCC1=CC=CC=C1 MHDVGSVTJDSBDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960004132 diethyl ether Drugs 0.000 description 1
- HPNMFZURTQLUMO-UHFFFAOYSA-N diethylamine Chemical compound CCNCC HPNMFZURTQLUMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N dimethylmethane Natural products CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N dimethylselenoniopropionate Natural products CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXAZMDOAUQTMOW-UHFFFAOYSA-N dimethylzinc Chemical compound C[Zn]C AXAZMDOAUQTMOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LAWOZCWGWDVVSG-UHFFFAOYSA-N dioctylamine Chemical compound CCCCCCCCNCCCCCCCC LAWOZCWGWDVVSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- USIUVYZYUHIAEV-UHFFFAOYSA-N diphenyl ether Chemical compound C=1C=CC=CC=1OC1=CC=CC=C1 USIUVYZYUHIAEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GPAYUJZHTULNBE-UHFFFAOYSA-N diphenylphosphine Chemical compound C=1C=CC=CC=1PC1=CC=CC=C1 GPAYUJZHTULNBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WEHWNAOGRSTTBQ-UHFFFAOYSA-N dipropylamine Chemical compound CCCNCCC WEHWNAOGRSTTBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- KWKXNDCHNDYVRT-UHFFFAOYSA-N dodecylbenzene Chemical group CCCCCCCCCCCCC1=CC=CC=C1 KWKXNDCHNDYVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 229940093495 ethanethiol Drugs 0.000 description 1
- RWZKAROCZDFJEI-UHFFFAOYSA-N ethanol;zinc Chemical compound [Zn].CCO.CCO RWZKAROCZDFJEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AZHPCFQBBJISDG-UHFFFAOYSA-N ethyl(oxido)phosphanium Chemical compound CC[PH2]=O AZHPCFQBBJISDG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JLHMVTORNNQCRM-UHFFFAOYSA-N ethylphosphine Chemical compound CCP JLHMVTORNNQCRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 125000004404 heteroalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000592 heterocycloalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- DEQLTFPCJRGSHW-UHFFFAOYSA-N hexadecylbenzene Chemical group CCCCCCCCCCCCCCCCC1=CC=CC=C1 DEQLTFPCJRGSHW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000717 hydrazino group Chemical group [H]N([*])N([H])[H] 0.000 description 1
- 125000005638 hydrazono group Chemical group 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HRHKULZDDYWVBE-UHFFFAOYSA-N indium;oxozinc;tin Chemical compound [In].[Sn].[Zn]=O HRHKULZDDYWVBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 229910052809 inorganic oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- SJCKRGFTWFGHGZ-UHFFFAOYSA-N magnesium silver Chemical compound [Mg].[Ag] SJCKRGFTWFGHGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- HXZSFRJGDPGVNY-UHFFFAOYSA-N methyl(oxido)phosphanium Chemical compound C[PH2]=O HXZSFRJGDPGVNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000325 methylidene group Chemical group [H]C([H])=* 0.000 description 1
- SAWKFRBJGLMMES-UHFFFAOYSA-N methylphosphine Chemical compound PC SAWKFRBJGLMMES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- DUWWHGPELOTTOE-UHFFFAOYSA-N n-(5-chloro-2,4-dimethoxyphenyl)-3-oxobutanamide Chemical compound COC1=CC(OC)=C(NC(=O)CC(C)=O)C=C1Cl DUWWHGPELOTTOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N n-Pentadecanoic acid Natural products CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JXTPJDDICSTXJX-UHFFFAOYSA-N n-Triacontane Natural products CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC JXTPJDDICSTXJX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N n-hexanoic acid Natural products CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002073 nanorod Substances 0.000 description 1
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 1
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 description 1
- 125000001624 naphthyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 description 1
- 229940038384 octadecane Drugs 0.000 description 1
- QJAOYSPHSNGHNC-UHFFFAOYSA-N octadecane-1-thiol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCS QJAOYSPHSNGHNC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RQFLGKYCYMMRMC-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O RQFLGKYCYMMRMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CCCMONHAUSKTEQ-UHFFFAOYSA-N octadecene Natural products CCCCCCCCCCCCCCCCC=C CCCMONHAUSKTEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021313 oleic acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- AUONHKJOIZSQGR-UHFFFAOYSA-N oxophosphane Chemical group P=O AUONHKJOIZSQGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- WEYHWRWGAACKIL-UHFFFAOYSA-N pentylphosphane Chemical compound CCCCCP WEYHWRWGAACKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 230000001443 photoexcitation Effects 0.000 description 1
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002798 polar solvent Substances 0.000 description 1
- 229920001467 poly(styrenesulfonates) Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920000128 polypyrrole Polymers 0.000 description 1
- 239000011970 polystyrene sulfonate Substances 0.000 description 1
- 229960002796 polystyrene sulfonate Drugs 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 235000019260 propionic acid Nutrition 0.000 description 1
- DWUCCPNOMFYDOL-UHFFFAOYSA-N propyl(sulfanyl)silicon Chemical compound CCC[Si]S DWUCCPNOMFYDOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NNOBHPBYUHDMQF-UHFFFAOYSA-N propylphosphine Chemical compound CCCP NNOBHPBYUHDMQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N pyridine Substances C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- MUSLHCJRTRQOSP-UHFFFAOYSA-N rhodamine 101 Chemical compound [O-]C(=O)C1=CC=CC=C1C(C1=CC=2CCCN3CCCC(C=23)=C1O1)=C2C1=C(CCC1)C3=[N+]1CCCC3=C2 MUSLHCJRTRQOSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000001350 scanning transmission electron microscopy Methods 0.000 description 1
- GOBNDSNLXZYUHQ-UHFFFAOYSA-N selenium;tributylphosphane Chemical compound [Se].CCCCP(CCCC)CCCC GOBNDSNLXZYUHQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MJNSMKHQBIVKHV-UHFFFAOYSA-N selenium;trioctylphosphane Chemical group [Se].CCCCCCCCP(CCCCCCCC)CCCCCCCC MJNSMKHQBIVKHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SCTHSTKLCPJKPF-UHFFFAOYSA-N selenium;triphenylphosphane Chemical compound [Se].C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 SCTHSTKLCPJKPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052979 sodium sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N sodium sulfide (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].[S-2] GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 229940032094 squalane Drugs 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 description 1
- JZALLXAUNPOCEU-UHFFFAOYSA-N tetradecylbenzene Chemical group CCCCCCCCCCCCCCC1=CC=CC=C1 JZALLXAUNPOCEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- TUQOTMZNTHZOKS-UHFFFAOYSA-N tributylphosphine Chemical compound CCCCP(CCCC)CCCC TUQOTMZNTHZOKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ODHXBMXNKOYIBV-UHFFFAOYSA-N triphenylamine Chemical compound C1=CC=CC=C1N(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 ODHXBMXNKOYIBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VNDYJBBGRKZCSX-UHFFFAOYSA-L zinc bromide Chemical compound Br[Zn]Br VNDYJBBGRKZCSX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- GTLDTDOJJJZVBW-UHFFFAOYSA-N zinc cyanide Chemical compound [Zn+2].N#[C-].N#[C-] GTLDTDOJJJZVBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L zinc sulfate Chemical compound [Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229960001763 zinc sulfate Drugs 0.000 description 1
- 229910000368 zinc sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- RXBXBWBHKPGHIB-UHFFFAOYSA-L zinc;diperchlorate Chemical compound [Zn+2].[O-]Cl(=O)(=O)=O.[O-]Cl(=O)(=O)=O RXBXBWBHKPGHIB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- NHXVNEDMKGDNPR-UHFFFAOYSA-N zinc;pentane-2,4-dione Chemical compound [Zn+2].CC(=O)[CH-]C(C)=O.CC(=O)[CH-]C(C)=O NHXVNEDMKGDNPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
-
- 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
-
- 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
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/14—Carrier transporting layers
- H10K50/15—Hole transporting layers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/14—Carrier transporting layers
- H10K50/16—Electron transporting layers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/17—Carrier injection layers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/18—Carrier blocking layers
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H10K50/805—Electrodes
- H10K50/81—Anodes
-
- 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
- H10K50/805—Electrodes
- H10K50/82—Cathodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/30—Coordination compounds
- H10K85/381—Metal complexes comprising a group IIB metal element, e.g. comprising cadmium, mercury or zinc
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- H10K2102/351—Thickness
Abstract
서로 이격된 제1 전극와 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되고 반도체 나노입자들을 포함하는 발광층을 포함하는 전계발광 소자에 대한 것이다. 상기 반도체 나노 입자들은 카드뮴을 포함하지 않고,
상기 반도체 나노입자들은, 코어쉘 구조를 가지며,
상기 반도체 나노입자들은 아연, 셀레늄, 텔루리움, 및 황을 포함하며,상기 반도체 나노입자들은, 전자 현미경에 의해 얻어지는 2차원 이미지에서 확인하였을 때에, 하기 식에 의해 정의되는 원형도 (circularity)의 평균값이 0.8 이상 및 1 이하이다:
Area: 개별 반도체 나노입자의 2차원 이미지의 면적
Perimeter: 반도체 나노입자의 2차원 이미지의 둘레.
상기 반도체 나노입자들은, 코어쉘 구조를 가지며,
상기 반도체 나노입자들은 아연, 셀레늄, 텔루리움, 및 황을 포함하며,상기 반도체 나노입자들은, 전자 현미경에 의해 얻어지는 2차원 이미지에서 확인하였을 때에, 하기 식에 의해 정의되는 원형도 (circularity)의 평균값이 0.8 이상 및 1 이하이다:
Area: 개별 반도체 나노입자의 2차원 이미지의 면적
Perimeter: 반도체 나노입자의 2차원 이미지의 둘레.
Description
본 개시는 반도체 나노입자들 및 이를 포함하는 소자에 관한 것이다.
나노규모의 크기를 가지는 반도체 입자 (예컨대, 반도채 나노결정 입자)는 발광성을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 반도체 나노결정을 포함하는 양자점은 양자제한(quantum confinement) 효과를 나타낼 수 있으며 발광물성을 나타낼 수 있다. 반도체 나노입자의 발광은, 예컨대, 광 여기 또는 전압 인가에 의해 들뜬 상태의 전자가 전도대에서 가전자대로 전이하면서 발생될 수 있다. 반도체 나노입자는 크기 및/또는 조성을 제어하여 소망하는 파장 영역의 광을 방출하도록 제어할 수 있다. 나노입자들은, 발광소자 (예컨대, 전계 발광 소자) 및 이를 포함하는 표시 장치들에 이용될 수 있다.
실시예들은 나노 구조체 (예컨대, 양자점 등 반도체 나노입자)에 전압을 인가하여 스스로 빛을 내는 발광소자에 대한 것이다.
실시예들은, 적/녹/청색 화소에 나노입자 (예컨대, 양자점)을 발광 재료로 포함하는 표시 장치 (예컨대, QD-LED 디스플레이)에 대한 것이다.
실시예들은 반도체 나노입자들의 집단에 대한 것이다.
일구현예에서, 전계발광소자는,
서로 이격된 (예컨대, 서로 마주보는) 제1 전극와 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되고 반도체 나노입자들을 포함하는 발광층을 포함하고,
상기 반도체 나노 입자들은 카드뮴을 포함하지 않고,
상기 반도체 나노입자들은, 코어쉘 구조를 가지며,
상기 반도체 나노입자들은 아연, 셀레늄, 텔루리움, 및 황을 포함하며,
상기 반도체 나노입자들은, 전자 현미경에 의해 얻어지는 2차원 이미지에서 확인하였을 때에, 하기 식에 의해 정의되는 원형도 (circularity)의 평균값이 0.8 이상 및 1 이하이다:
여기서, Area: 개별반도체 나노입자(들)의 2차원 이미지의 면적이고
Perimeter: 반도체 나노입자(들)의 2차원 이미지의 둘레이다.
상기 전계발광소자는, 상기 발광층과 상기 제1 전극 사이, 상기 발광층과 상기 제2 전극 사이, 또는 이들 모두에 전하 보조층을 더 포함할 수 있다.
상기 전하 보조층은, 상기 발광층과 상기 제1 전극 사이에 정공 보조층을 더 포함할 수 있다.
상기 전하 보조층은 상기 발광층과 상기 제2 전극 사이에 전자 보조층을 더 포함할 수 있다.
상기 전하 보조층은, 상기 발광층과 상기 제1 전극 사이에 정공 보조층을 더 포함할 수 있고 상기 발광층과 상기 제2 전극 사이에 전자 보조층을 더 포함할 수 있다.
상기 전하 보조층은, 유기 화합물을 포함하는 정공 보조층, 금속산화물 나노입자들을 포함하는 전자 보조층, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 반도체 나노입자들은 아연, 셀레늄, 및 텔루리움을 포함하는 (제1 아연 칼코겐화물을 포함하는) 제1 반도체 나노결정 (혹은 이를 포함하는 코어) 및 (제2) 아연 칼코겐화물을 포함하고 상기 제1 반도체 나노결정과 다른 제2 반도체 나노결정 (또는 이를 포함하는 쉘)을 포함할 수 있다.
상기 반도체 나노입자들의 평균 크기는 5 nm 이상일 수 있다.
상기 반도체 나노입자들의 평균 크기는 50 nm 이하일 수 있다.
상기 반도체 나노결정 입자들은 상기 원형도의 표준 편차가 그의 평균값의 0 % 이상, 예컨대, 0.5% 이상일 수 있다. 상기 반도체 나노결정 입자들은 상기 원형도의 표준 편차가 그의 평균값의 7 % 이하, 예컨대, 6% 이하일 수 있다.
상기 코어쉘 구조는, 제1 반도체 나노결정을 포함하는 코어 및 상기 코어 상에 배치되는 반도체 나노결정 쉘을 포함할 수 있다.
상기 제1 반도체 나노결정은 아연, 셀레늄, 및 텔루리움을 포함(하는 제1 아연칼코겐화물)할 수 있다.
상기 반도체 나노결정쉘은 아연 및 황을 포함(하는 제2 칼코겐화물을 포함)할 수 있다. 상기 반도체 나노결정 쉘은 아연 셀렌화물, 아연 셀렌화물 황화물, 또는 이들의 조합(을 포함하는 제3 아연 칼코겐화물)을 포함할 수 있다. 상기 제3 아연 칼코겐화물은 상기 제1 반도체 나노결정 및 상기 제2 아연 칼코겐화물 사이에 배치될 수 있다.
상기 반도체 나노입자들의 투과전자 현미경 에너지 분산형 X선 분석(TEM-EDX)에서 혹은 Electron energy loss spectroscopy (전자 에너지 손실 분광분석, 이하 TEM-EELS) 에서 확인하였을 때에 하기 식에 의해 정의되는 상기 반도체 나노결정 쉘의 두께 불균등도(thickness inequality) 가 (혹은 이들의 평균값이) 0.3 이하일 수 있다:
(Tmax - Tmin)/(Tmax)
Tmax: 주어진 반도체 나노입자에서의 반도체 나노결정 쉘의 최대 두께
Tmin: 주어진 반도체 나노입자에서의 반도체 나노결정 쉘의 최소 두께.
상기 반도체 나노입자들에서, 셀레늄에 대한 텔루리움의 몰 비는 0 초과, 예컨대, 0.0001 이상 또는 0.0005 이상일 수 있다.
상기 반도체 나노입자들에서, 셀레늄에 대한 텔루리움의 몰 비는 0.1 이하, 또는 0.09 이하일 수 있다.
상기 반도체 나노입자들에서, 아연에 대한 황과 셀레늄의 총 합의 몰 비는 1.1 이하일 수 있다.
상기 반도체 나노입자들에서, 아연에 대한 황과 셀레늄의 총 합의 몰 비는 0.88 이상, 0.9 이상일 수 있다.
상기 반도체 나노결정들은, (예를 들어, 인듐, 갈륨, 또는 이들의 조합을 포함하는) III-V족 화합물, 망간, 구리, 또는 이들의 조합을 포함하지 않을 수 있다.
상기 발광층은, 광 조사 시 양자 수율이 75% 초과 내지 100% 이하일 수 있다.
상기 발광층은, 80도씨에서 30분간 열처리 후 양자 수율 유지율이 80% 이상, 예컨대, 85% 이상, 또는 90% 이상일 수 있다. 상기 발광층은, 80도씨에서 30분간 열처리 후 양자 수율의 유지율이 100% 이하일 수 있다.
상기 발광막은, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 전압 인가 시 청색광을 방출하도록 구성되고, 상기 청색광은 최대 발광 피크 파장이 400 nm 이상 및 500 nm 이하에 존재할 수 있다.
상기 전계발광 소자는, 최대 외부 양자효율 (Max EQE)가 7.5 % 이상, 또는 8% 이상, 및 40 % 이하, 또는 30% 이하일 수 있다.
상기 전계발광 소자는, 최대 휘도 (Max. Lum) 가 1만 cd/m2 이상 및 20만 cd/m2 이하일 수 있다.
상기 최대 휘도는, 3만9천 (또는 39256) cd/m2 이상일 수 있다. 상기 최대 휘도는 5만7천 (또는 57456) cd/m2 이상일 수 있다.
다른 구현예에서, 반도체 나노입자들은, 카드뮴을 포함하지 않고 아연, 셀레늄, 텔루리움, 및 황을 포함하며,
상기 반도체 나노입자들은 청색광을 방출하도록 구성되고,
상기 반도체 나노입자들은, 전자 현미경에 의해 얻어지는 2차원 이미지에서 확인하였을 때에, 하기 식에 의해 정의되는 원형도 (circularity)의 평균값이 0.8 이상 및 1 이하이다:
Area: 반도체 나노입자의 2차원 이미지의 면적
Perimeter: 반도체 나노입자의 2차원 이미지의 둘레.
상기 반도체 나노입자들은 평균 입자 크기가 8 nm 이상일 수 있다.
상기 반도체 나노입자들은 평균 크기가 30 nm 이하일 수 있다.
상기 반도체 나노입자들은, 평균 크기가 9 nm 이상 및 12 nm 이하일 수 있다.
상기 반도체 나노결정 입자들은 입자 크기의 표준 편차가 상기 평균 입자 크기의 3% 이상, 5% 이상 및 15% 이하일 수 있다.
상기 원형도의 표준 편차가 0% 이상, 0.5% 이상 및 7% 이하, 6.5% 이하, 6% 이하, 또는 5.5% 이하일 수 있다.
상기 반도체 나노입자들은 제1 반도체 나노결정을 포함하는 코어 및 상기 코어 상에 배치되는 반도체 나노결정 쉘을 가질 수 있다.
상기 제1 반도체 나노결정은 아연, 셀레늄, 및 텔루리움 (혹은 아연, 셀레늄, 텔루리움을 포함하는 제1 아연 칼코겐화물)을 포함할 수 있다.
상기 반도체 나노결정쉘은 아연 및 황 (을 포함하는 제2 아연 칼코겐화물, 예컨대, 아연 설파이드)을 포함할 수 있다. 상기 반도체 나노결정 쉘은 아연 셀렌화물, 아연 셀렌화물 황화물, 또는 이들의 조합을 더 포함할 수 있다.
상기 반도체 나노입자들은, 투과전자 현미경 (에너지 분산형 X선 분석 또는 전자 에너지 손실 스펙트럼) 맵핑에서 확인하였을 때에 하기 식에 의해 정의되는 상기 반도체 나노결정 쉘의 두께 불균등도(thickness inequality) (혹은 이들의 평균값)가 0.3 이하일 수 있다:
(Tmax - Tmin)/(Tmax)
Tmax: 주어진 반도체 나노입자에서의 반도체 나노결정 쉘의 최대 두께
Tmin: 주어진 반도체 나노입자에서의 반도체 나노결정 쉘의 최소 두께.
상기 반도체 나노입자들에서, 셀레늄에 대한 텔루리움의 몰 비는 0 초과 및 0.1 이하일 수 있다.
상기 반도체 나노입자들에서, 아연에 대한 황과 셀레늄의 총 합의 몰 비는 0.88 이상, 0.9 이상 및 3 이하, 또는 1.1 이하일 수 있다.
상기 반도체 나노결정들은, 인듐 포스파이드, 갈륨 포스파이드, (예를 들어, 인듐, 갈륨, 또는 이들의 조합을 포함하는 III-V족 화합물), 망간, 구리, 또는 이들의 조합을 포함하지 않을 수 있다.
일구현예에서, 상기 반도체 나노입자들을 제조하는 방법은, 아연, 셀레늄, 및 텔루리움을 포함하는 제1 반도체 나노결정을 포함하는 입자의 존재 하에 아연 전구체와 황 전구체를 반응시켜 아연 및 황을 포함하는 반도체 나노결정 쉘을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 반응에서, 상기 아연 전구체에 대한 상기 황 전구체의 몰 비는 2.4 이상, 또는 2.5 이상 및 50 이하, 또는 10 이하일 수 있다.
다른 구현예에서, 반도체 나노입자는 아연, 셀레늄, 및 텔루리움을 포함하는 제1 아연 칼코겐화물을 포함하는 제1 반도체 나노결정을 포함하는 코어와 상기 코어 상에 배치되는 쉘을 포함한다. 상기 쉘은 아연 및 황을 포함하는 제2 아연 칼코겐화물 (예컨대, 아연 황화물) 및 선택에 따라 아연 및 셀레늄을 포함하는 제3 아연 칼코겐화물 (예컨대, 아연 셀렌화물, 아연 셀렌화물 황화물, 또는 이들의 조합)을 포함한다. 상기 반도체 나노입자들은, 430 nm 이상 및 480 nm 이하의 최대 발광피크 파장을 가지는 청색광을 방출하도록 구성되며, TEM 분석 (예컨대, TEM-EDX 또는 TEM-EELS) 맵핑에서 확인하였을 때에 하기 식에 의해 정의되는 상기 반도체 나노결정 쉘의 두께 불균등도(thickness inequality) (혹은 이들의 평균값)가 0.3 이하일 수 있다:
(Tmax - Tmin)/(Tmax)
Tmax: 주어진 반도체 나노입자에서의 반도체 나노결정 쉘의 최대 두께
Tmin: 주어진 반도체 나노입자에서의 반도체 나노결정 쉘의 최소 두께.
일구현예에서, 표시장치 또는 전자장치는 상기 전계발광소자 또는 상기 반도체 나노입자들을 포함할 수 있다.
상기 표시장치 또는 상기 전자장치는, 휴대 단말장치, 모니터, 노트북, 텔레비전, 전광판, 카메라, 또는 전장 부품을 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 발광막에 포함되는 반도체 나노입자들은 향상된 형상 인자를 가질 수 있으며. 일구현예의 전계발광소자들은, 반도체 나노입자들을 포함하는 발광막이 향상된 안정성 (예컨대, 산화 안정성, 열안정성, 및/또는 공정 안정성)을 나타낼 수 있다.
도 1은, 비제한적인 일구현예에 따른 QD LED 소자의 모식적 단면도를 나타낸 것이다.
도 2는 비제한적인 다른 일구현예에 따른 QD LED 소자의 모식적 단면도를 나타낸 것이다.
도 3은 비제한적인 또 다른 일구현예에 따른 QD LED 소자의 모식적 단면도를 나타낸 것이다.
도 4a는 실시예 4에서 합성된 반도체 나노입자들의 전자 현미경 사진을 나타낸 것이다.
도 4b는 실시예 4에서 합성된 반도체 나노입자들의 투과전자현미경-전자 에너지 손실 분광분석 (TEM-EELS) 사진을 나타낸 것이다.
도 5a는 비교예 1에서 합성된 반도체 나노입자들의 전자 현미경 사진을 나타낸 것이다.
도 5b는 비교예 1에서 합성된 반도체 나노입자들의 TEM-EELS 사진을 나타낸 것이다.
도 2는 비제한적인 다른 일구현예에 따른 QD LED 소자의 모식적 단면도를 나타낸 것이다.
도 3은 비제한적인 또 다른 일구현예에 따른 QD LED 소자의 모식적 단면도를 나타낸 것이다.
도 4a는 실시예 4에서 합성된 반도체 나노입자들의 전자 현미경 사진을 나타낸 것이다.
도 4b는 실시예 4에서 합성된 반도체 나노입자들의 투과전자현미경-전자 에너지 손실 분광분석 (TEM-EELS) 사진을 나타낸 것이다.
도 5a는 비교예 1에서 합성된 반도체 나노입자들의 전자 현미경 사진을 나타낸 것이다.
도 5b는 비교예 1에서 합성된 반도체 나노입자들의 TEM-EELS 사진을 나타낸 것이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향 쪽으로 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
이하, 일함수(workfunction) 또는 (HOMO 또는 LUMO) 에너지 준위의 값은 진공 레벨(vacuum level)로부터의 절대값으로 표시된다. 또한 일 함수 또는 에너지 준위가 깊다, 높다 또는 크다는 것은 진공 레벨을 '0eV' 로 하여 절대값이 큰 것을 의미하고 일 함수 또는 에너지 준위가 얕다, 낮다 또는 작다는 것은 진공 레벨을 '0eV'로 하여 절대값이 작은 것을 의미한다.
본 명세서에서, "족(Group) "은 원소 주기율표의 족을 말한다.
"III 족"은 IIIA족 및 IIIB 족을 포함할 수 있으며, III족 금속의 예들은 Al, In, Ga, 및 Tl을 포함하나 이에 제한되지 않는다.
"V족"은 VA 족을 포함하며 질소, 인, 비소, 안티몬, 및 비스무스를 포함하나 이에 제한되지 않는다.
여기서, 평균(값)은 mean 또는 median 일 수 있다. 일구현예에서, 평균(값)은 mean 평균일 수 있다.
이하에서 별도의 정의가 없는 한, "치환" 이란, 화합물 또는 해당 잔기가, 수소 대신, C1 내지 C30의 알킬기, C1 내지 C30의 알케닐기, C2 내지 C30의 알키닐기, C6 내지 C30의 아릴기, C7 내지 C30의 알킬아릴기, C1 내지 C30의 알콕시기, C1 내지 C30의 헤테로알킬기, C3 내지 C30의 헤테로알킬아릴기, C3 내지 C30의 사이클로알킬기, C3 내지 C15의 사이클로알케닐기, C6 내지 C30의 사이클로알키닐기, C2 내지 C30의 헤테로사이클로알킬기, 할로겐(-F, -Cl, -Br 또는 -I), 히드록시기(-OH), 니트로기(-NO2), 시아노기(-CN), 아미노기(-NRR' 여기서 R과 R'은 서로 독립적으로 수소 또는 C1 내지 C6 알킬기임), 아지도기(-N3), 아미디노기(-C(=NH)NH2)), 히드라지노기(-NHNH2), 히드라조노기(=N(NH2)), 알데히드기(-C(=O)H), 카르바모일기(carbamoyl group, -C(O)NH2), 티올기(-SH), 에스테르기(-C(=O)OR, 여기서 R은 C1 내지 C6 알킬기 또는 C6 내지 C12 아릴기임), 카르복실기(-COOH) 또는 그것의 염(-C(=O)OM, 여기서 M은 유기 또는 무기 양이온임), 술폰산기(-SO3H) 또는 그것의 염(-SO3M, 여기서 M은 유기 또는 무기 양이온임), 인산기(-PO3H2) 또는 그것의 염(-PO3MH 또는 -PO3M2, 여기서 M은 유기 또는 무기 양이온임) 및 이들의 조합에서 선택된 치환기로 치환된 것을 의미한다.
여기서 탄화수소기라 함은, 탄소와 수소를 포함하는 기 (예컨대, 알킬, 알케닐, 알키닐와 같은 지방족, 또는 아릴기 등과 같은 방향족)을 말한다. 탄화수소기는, 알칸, 알켄, 알킨, 또는 아렌으로부터 1개 이상의 수소원자의 제거에 의해 형성되는 1가 이상의 기일 수 있다. 탄화 수소기에서 하나 이상의 메틸렌은 옥사이드 잔기, 카르보닐 잔기, 에스테르 잔기, -NH-, 또는 이들의 조합으로 대체될 수 있다. 달리 반대기재가 없는 경우, 탄화수소 (알킬, 알케닐, 알키닐, 또는 아릴)기의 탄소수는 1-60, 2-32, 3-24, 또는 4-12 일 수 있다.
여기서 알킬이라 함은, 선형 또는 측쇄형의 포화 1가 탄화수소기 (메틸, 에틸 헥실 등) 이다.
여기서 알케닐이라 함은, 1개 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 가지는 선형 또는 측쇄형의 1가의 탄화수소기를 말한다.
여기서 알키닐이라 함은, 1개 이상의 탄소-탄소 3중결합을 가지는 선형 또는 측쇄형의 1가의 탄화수소기를 말한다.
여기서, 아릴이라 함은, 방향족기로부터 하나 이상의 수소가 제거됨에 의해 형성되는 기 (예컨대, 페닐 또는 나프틸기)를 말한다.
여기서 헤테로라 함은, N, O, S, Si, P, 또는 이들의 조합일 수 있는 1 내지3개의 헤테로원자를 포함하는 것을 말한다.
알콕시는 산소를 경유하여 연결되는 알킬기 (i.e., alkyl-O-), 예컨대, methoxy, ethoxy, 또는 sec-butyloxy 기를 의미한다.
아민기는 -NRR, (R 은 각각 독립적으로 수소, C1-C12 알킬기, C7-C20 alkylarylene 기, C7-C20 arylalkylene 기, 또는 C6-C18 aryl 기)를 말할 수 있다.
여기서, 카드뮴 (또는 그 외 독성 중금속)을 포함하지 않는다는 기재는, 카드뮴 (또는 해당 중금속)의 농도가 100 ppm 이하, 50 ppm 이하, 10 ppm 이하, 또는 거의 0 인 것를 지칭할 수 있다. 일 구현예에서, 실질적으로 카드뮴 (또는 해당 중금속)이 존재하지 않거나, 혹시 존재하는 경우에도, 주어진 검출 수단의 검출 한계 이하의 양으로 또는 불순물 수준으로 있다.
여기서 "실질적으로" 또는 "대략" 또는 "약"이라 함은, stated value(표시된 값) 뿐만 아니라, 해당 측정 및 측정량의 측정과 관련된 error (오차)를 고려하여 허용 가능한 범위의 편차 내에서의 평균을 포함한다. 예를 들어, "실질적으로" 또는 "대략" 은 stated value 의 ± 10%, 5%, 3%, 또는 1% 내 또는 표준편차 내를 의미할 수 있다,
여기서, 나노입자 (nanostructure) 는 나노규모의 치수를 가지는 적어도 하나의 영역 또는 특성 치수를 가지는 구조체를 말한다. 일구현예에서, 나노입자의 치수는 약 300 nm 미만, 약 250 nm 미만, 약 150 nm 미만, 약 100 nm 미만, 약 50 nm 미만, 또는 약 30 nm 미만일 수 있다. 이러한 구조체들은 임의의 형상을 가질 수 있다. 본 명세서에서 달리 명시가 없는 한, 상기 나노입자들 또는 반도체 나노입자들은 나노와이어, 나노막대, 나노튜브, 2 이상의 포드를 가진 멀티 포드 타입 형상, 나노도트 (또는 양자 도트) 등 임의의 형상을 가질 수 있으며 특별히 제한되지 않는다. 나노입자들은, 예를 들면, 실질적으로 결정질, 실질적으로 단결정질, 다결정질, 비정질 또는 이들의 조합일 수 있다.
예를 들어, 양자점 등 반도체 나노입자는 양자 구속 (quantum confinement) 또는 엑시톤 구속 (exciton confinement) 을 나타낼 수 있다. 본 명세서에서, 반도체 나노입자 또는 양자점이라는 용어는, 특별히 정의되어 있지 않는 한, 그 형상이 제한되지 않는다. 양자점 등 반도체 나노입자는, 동일한 재료의 벌크 결정에서의 보어 여기의 직경 보다 작은 크기를 가질 수 있으며, 양자제한효과를 나타낼 수 있다. 양자점은 나노 결정의 발광중심 크기를 제어하여 그의 밴드갭 에너지에 해당하는 광을 방출할 수 있다.
여기서, T50 이라 함은, 주어진 소자를 소정의 휘도로 구동하였을 때, 소자의 휘도가 초기 휘도(100%) 대비 50%로 감소하는 데에 소요되는 시간을 말한다.
여기서, T90 이라 함은, 주어진 소자를 소정의 휘도로 구동하였을 때, 소자의 휘도가 초기 휘도(100%) 대비 90%로 감소하는 데에 소요되는 시간을 말한다.
여기서, 외부 양자효율이라 함은, 주어진 발광소자를 통해 지나가는 전자의 개수에 대하여 상기 발광소자로부터 방출되는 포톤의 개수의 비(ratio of the number of photons emitted from a light emitting diode (LED) to the number of electrons passing through the device)를 말한다. EQE는 발광소자가 얼마나 효율적으로 전자를 포톤으로 전환하고 이들이 탈출하도록 하는지에 대한 척도가 될 수 있다. 일구현예에서, EQE 는 아래의 식에 기초하여 정해질 수 있다:
EQE = [주입효율]Υ[양자수율]Υ[추출효율]
주입효율 = 활성영역으로 주입되는 디바이스통과 전자의 비율(proportion of electrons passing through the device that are injected into the active region);
양자수율 = 활성영역에서 방사성(radiative)이고 포톤을 생성하는 모든 전자-정공 재결합의 비율 (proportion of all electron-hole recombinations in the active region that are radiative and thus, produce photons);
추출효율 = 활성영역에서 생성되어 디바이스를 탈출하는 포톤들의 비율 (proportion of photons generated in the active region that escape from the device).
여기서 최대외부양자효율이라 함은, 외부양자효율의 최대값을 말한다.
여기서 최대 휘도는, 해당 소자가 달성할 수 있는 휘도의 최대값을 말한다.
여기서, 양자 효율은, 양자 수율과 호환 가능하도록 사용되는 용어이다. 양자효율 (또는 양자수율)은 용액 상태 또는 (복합체 내에서) 고체 상태로 측정될 수 있다. 일구현예에서, 양자효율 (또는 양자수율)은, 나노구조물 또는 이들의 집단에 의해, 흡수된 광자(photon)대비 방출된 광자의 비율이다. 일구현예에서, 양자 효율은 임의의 방법으로 측정될 수 있다. 예를 들어, 형광 양자 수율 또는 효율을 위해서는, 절대법과 상대법 2가지의 방법이 있을 수 있다.
절대법에서는, 적분구를 통해 모든 샘플의 형광을 검출하여 양자효율을 얻는다. 상대법에서는, 표준 염료 (표준 시료)의 형광 강도를 미지의 샘플의 형광 강도와 비교하여 미지 샘플의 양자 효율을 계산한다. Coumarin 153, Coumarin 545, Rhodamine 101 inner salt, Anthracene and Rhodamine 6G 등이 이들의 PL파장에 따라 표준 염료로 사용될 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
달리 언급되지 않는 한, 여기에 명시된 수치 범위는 inclusive 이다.
양자점의 에너지 밴드갭은 나노 결정의 크기, 구조, 및 조성에 따라 변화할 수 있다. 예컨대, 양자점은 크기가 증가할수록 좁은 에너지 밴드갭을 가질 수 있으며 발광 파장이 증가할 수 있다. 반도체 나노결정은 디스플레이 소자, 에너지 소자 또는 생체 발광 소자 등 다양한 분야에서 발광 소재로서 주목을 받고 있다. 실제 응용 가능한 수준의 전계 발광 물성을 가지는 반도체 나노입자들은 카드뮴(Cd), 납, 수은, 또는 이들의 조합 등 유해 중금속을 포함할 수 있다. 상기 유해 중금속을 실질적으로 포함하지 않는 발광층을 가지는 발광소자 또는 표시 장치의 제공은 바람직하다.
일구현예에 따른 전계발광 소자는, 별도의 광원 없이 전압인가에 의해 소망하는 광을 방출하도록 구성되는 자발광 타입의 발광 소자이다. 일구현예의 발광소자와 표시 장치는 환경적인 관점에서 바람직하다.
일구현예에서, 전계발광 소자는, 이격된 (e.g., 서로 마주보는) 제1 전극(1)과 제2 전극(5); 그리고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되고, 카드뮴을 포함하지 않을 수 있는 발광층(3)을 포함한다 (참조: 도 1). 제1 전극은 애노드를 포함할 수 있고, 상기 제2 전극은 캐소드를 포함할 수 있다. 대안적으로 상기 제1 전극은 캐소드를 포함할 수 있고 상기 제2 전극은 애노드를 포함할 수 있다. 상기 전계 발광소자는, 상기 발광층과 상기 제1 전극 사이에 정공 보조층(2)을 더 포함할 수 있다. 상기 전계 발광소자는 상기 발광층과 상기 제2 전극 사이에 전자 보조층(4)을 더 포함할 수 있다.
상기 전계발광 소자에서 상기 제1 전극(10) 또는 상기 제2 전극(20)은 (투명) 기판 (100) 상에 배치될 수 있다. 상기 투명기판은 광추출면일 수 있다. (참조: 도 2 및 도 3)
도 2와 도 3을 참조하면, 제1 전극 (예컨대, 애노드)(10) 및 제2 전극 (예컨대, 캐소드) (50) 사이에 발광층 (30)이 배치될 수 있다. 상기 제2 전극 또는 캐소드(50)는 전자 주입 도체를 포함할 수 있다. 상기 제1 전극 또는 애노드(10)는 정공 주입 도체를 포함할 수 있다. 상기 제2 전극과 상기 제1 전극에 포함되는 전자/정공 주입도체의 일함수는 적절히 조절할 수 있으며 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 제2 전극은 작은 일함수를 가질 수 있고, 상기 제1 전극은 비교적 큰 일함수를 가질 수 있거나 그 반대일 수 있다.
전자/정공 주입 도체는, (알루미늄, 마그네슘, 텅스텐, 니켈, 코발트, 백금, 팔라듐, 칼슘, LiF, 등의) 금속 기반의 재료 (e.g., 금속, 금속 화합물, 합금, 이들의 조합), 갈륨인듐 산화물, 인듐주석 산화물(indium tin oxide, ITO) 등의 금속 산화물, 또는 폴리에틸렌디옥시티오펜 등 (예컨대, 비교적 높은 일함수의) 전도성 폴리머 등을 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
제1 전극과 제2 전극 중 적어도 하나는 투광 전극 또는 투명 전극일 수 있다. 일구현예에서, 제1 전극 및 제2 전극 모두 투광전극일 수 있다. 상기 전극(들)은 패턴화될 수 있다. 상기 제1 전극 및/또는 상기 제2 전극은 (예컨대, 절연성의) 기판 (100) 상에 배치될 수 있다. 상기 기판 (100) 은 (예컨대, 광투과율 50% 이상, 60% 이상, 70% 이상, 80% 이상, 85% 이상, 또는 90% 이상 및 예컨대, 99% 이하, 또는 95% 이하의 광투과율을 가질 수 있는 등) 광학적으로 투명할 수 있다. 상기 기판은 청색 화소를 위한 영역, 적색 화소를 위한 영역, 녹색 화소를 위한 영역, 또는 이들의 조합을 더 포함할 수 있다. 상기 기판의 상기 각 영역에는 박막 트랜지스터가 배치될 수 있고, 상기 박막 트랜지스터의 소스 전극 및 드레인 전극 중 하나와 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극이 전기적으로 연결될 수 있다.
투광전극은 (예컨대, 절연성의) 투명 기판 상에 배치될 수 있다. 기판은 단단하거나 유연할 수 있다. 상기 기판은 폴리머 등 유기재료 혹은 플라스틱, 유리 등 무기재료, 또는 금속일 수 있다.
상기 투광 전극은 예컨대 인듐 주석 산화물(ITO) 또는 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide, IZO), 갈륨인듐 주석 산화물, 아연인듐주석 산화물, 티타늄 질화물, 폴리아닐린, LiF/Mg:Ag 등와 같은 투명 도전체, 또는 얇은 두께의 단일층 또는 복수층의 금속 박막으로 만들어질 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 제1 전극 및 제2 전극 중 하나가 불투광 전극인 경우 예컨대 알루미늄(Al), 리튬알루미늄(Li:Al) 합금, 마그네슘-은 합금(Mg;Ag), 리튬플루오라이드-알루미늄 (LiF:Al) 과 같은 불투명 도전체로 만들어질 수 있다.
전극 (제1 전극 및/또는 제2 전극)의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 소자 효율을 고려하여 적절히 선택할 수 있다. 예를 들어, 전극의 두께는, 5 nm 이상, 예컨대, 10 nm 이상, 20 nm 이상, 30 nm 이상, 40 nm 이상, 또는 50 nm 이상일 수 있다. 예를 들어, 전극의 두께는 100㎛ 이하, 예컨대, 90 um 이하, 80 um 이하, 70 um 이하, 60 um 이하, 50 um 이하, 40 um 이하, 30 um 이하, 20 um 이하, 10 um 이하, 1 um 이하, 900 nm 이하, 500 nm 이하, 또는 100 nm 이하일 수 있다.
상기 제1 전극(1)과 상기 제2 전극(5) (예컨대, 애노드(10) 및 캐소드(50)) 사이에 발광층 (3 또는 30)이 배치된다. 상기 발광층은 (예를 들어 비카드뮴의) 반도체 나노입자(들) (예컨대, 청색발광 나노입자들, 적색발광 나노입자들, 또는 녹색발광 나노입자들)을 포함한다. 상기 발광층은 복수개의 나노입자들의 1개 또는 그 이상 (예컨대, 2개 이상 또는 3개 이상 및 10 이하의) 모노레이어를 포함할 수 있다.
상기 발광층은, 패턴화되어 있을 수 있다. 일구현예에서, 상기 패턴화된 발광층은, (예컨대, 후술하는 표시장치에서 청색 화소 내에 배치되는) 청색 발광층, (예컨대, 후술하는 표시장치에서 적색 화소 내에 배치되는) 적색 발광층, (예컨대, 후술하는 표시장치에서 녹색 화소 내에 배치되는) 녹색 발광층, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 각각의 발광층들은 인접하는 발광층과 격벽에 의해 (예를 들어, 광학적으로) 분리되어 있을 수 있다. 일구현예에서, 적색 발광층(들), 녹색 발광층(들), 및 청색 발광층(들) 사이에는 블랙 매트릭스 등의 격벽이 배치될 수 있다. 적색 발광층, 녹색 발광층, 및 청색 발광층은 각각 광학적으로 고립되어 있을 수 있다.
상기 발광층 또는 반도체나노입자(들)은 카드뮴을 포함하지 않을 수 있다. 상기 발광층 또는 반도체나노입자(들)은, 수은, 납, 또는 이들의 조합을 포함하지 않을 수 있다.
상기 발광층 (3 또는 30)에 포함되는 반도체 나노입자들은, 코어쉘 구조를 가지며, 상기 반도체 나노입자들은 아연, 셀레늄, 텔루리움, 및 황을 포함한다. 따라서, 일구현예는 상기 반도체 나노입자들 또는 이들의 집단에 대한 것이다.
상기 반도체 나노입자들은, 아연, 셀레늄, 및 텔루리움을 포함하는 제1 반도체 나노결정 및 아연 칼코겐화물을 포함하고 상기 제1 반도체 나노결정과 상이한 조성을 가지는 제2 반도체 나노결정을 포함할 수 있다. 일구현예에서, 상기 코어쉘 구조는, 상기 제1 반도체 나노결정을 포함하는 코어 및 상기 코어 상에 배치되고 상기 제2 반도체 나노결정을 포함하는 쉘 (예컨대, 반도체 나노결정 쉘)을 포함할 수 있다.
상기 반도체 나노입자들은 평균 입자 크기가 (예컨대, 전자 현미경에 의해 확인될 수 있는 입자들의 직경 또는 평균 등가직경의 평균이) 3 nm 이상, 4 nm 이상, 5 nm 이상, 6 nm 이상, 7 nm 이상, 8 nm 이상일, 9 nm 이상, 10 nm 이상, 10.5 nm 이상, 11 nm 이상, 또는 12 nm 이상일 수 있다. 상기 나노입자(들)의 (평균)크기는, 50 nm 이하, 예를 들어, 40 nm 이하, 35 nm 이하, 29 nm 이하, 28 nm 이하, 27 nm 이하, 26 nm 이하, 25 nm 이하, 24 nm 이하, 23 nm 이하, 22 nm 이하, 21 nm 이하, 20 nm 이하, 19 nm 이하, 18 nm 이하, 17 nm 이하, 16 nm 이하, 15 nm 이하, 14 nm 이하, 13 nm 이하, 12 nm 이하, 11 nm 이하, 10.8 nm 이하, 또는 10.7 nm 이하일 수 있다. 일구현예에서, 상기 나노입자들의 평균 크기는 5-12 nm, 6-11 nm, 7-10 nm, 8-9 nm, 또는 이들의 조합의 범위일 수 있다. 여기서, 평균은 mean 평균일 수 있다. 여기서 평균은 median 일 수 있다. 본 명세서에 기재된 수치값들은 대략적인 값을 포함할 수 있다.
일구현예의 반도체 나노입자들은, 입자크기의 표준편차가 평균크기의 1%-20%, 2%-19%, 3-18%, 4-17%, 5-16%, 6-14%, 7-13%, 8-12%, 9-11%, 또는 이들의 조합의 범위일 수 있다. 일구현예의 반도체 나노입자들은, 입자크기의 표준편차가 10% 이하, 9% 이하, 8% 이하, 7% 이하, 6% 이하, 또는 5% 이하일 수 있다.
입자들의 크기 (또는 원형도 등 형상 인자)는, 전자현미경 (예컨대, 주사 전자 현미경 또는 투과 전자 현미경) 분석에 의해 얻어지는 입자들의 사진으로부터 공지된 또는 상업적으로 입수 가능한 이미지 분석 tool (예를 들어 이미지 J)을 사용하여 (제조자가 제공하는 매뉴얼 등에 따라) 쉽고 재현성 있게 구해질 수 있다. 이미지 분석 tool 및 측정 조건 (e.g., smoothing 회수) 은 특별히 제한되지 않는다.
상기 나노입자들은, (또는 상기 코어 및/또는 상기 쉘)는, 인듐 포스파이드, 갈륨 포스파이드, 인듐 갈륨 포스파이드 (예컨대, 인듐, 갈륨, 또는 이들의 조합을 포함하는 III-V족 화합물), 망간, 구리, 또는 이들의 조합을 포함하거나, 혹은 포함하지 않을 수 있다.
일구현예에서, 상기 제1 반도체 나노결정 또는 상기 코어는, 아연, 셀레늄 및, 텔루리움을 (포함하는 아연칼코겐화물을) 포함할 수 있다. 상기 코어의 평균 크기는 2 nm 이상, 3 nm 이상, 또는 4 nm 이상일 수 있다. 상기 코어의 평균 크기는 6 nm 이하, 예컨대, 5 nm 이하일 수 있다. 상기 제1 반도체 나노결정은, ZnTexSe1-x (여기서, x는 0 초과, 0.001 이상, 0.003 이상, 0.005 이상, 0.007 이상, 0.009 이상, 0.01 이상, 0.03 이상, 0.05 이상, 0.09 이상 및 0.1 이하, 0.04 이하임) 를 포함할 수 있다.
상기 반도체 나노입자에서, 반도체 나노결정 쉘 또는 그에 포함되는 아연 칼코겐화물은 아연, 셀레늄, 및 황을 포함할 수 있다. 상기 쉘은, 복수개의 층을 포함하는 다층쉘일 수 있다. 다층쉘에서, 인접하는 층들은 조성이 상이한 반도체 물질을 포함할 수 있다. 상기 다층쉘은, 상기 코어 바로 위에 배치되는 제1층 및 상기 제1층 위에 배치되는 외층 (예컨대, 제2층)을 포함할 수 있다. 상기 제1층의 반도체 나노결정은, (상기 제1 반도체 나노결정과 다른 조성을 가질 수 있으며) 아연, 셀레늄, 및 선택에 따라 황을 포함할 수 있다. 상기 제1층의 반도체 나노결정은 황을 포함할 수 있거나 포함하지 않을 수 있다. 상기 제2층의 반도체 나노결정은 (상기 제1층의 반도체 나노결정과 다른 조성을 가질 수 있으며) 아연 및 황을 포함할 수 있다. 상기 제2층의 반도체 나노결정은 셀레늄을 포함하지 않을 수 있다. 상기 외층 (예컨대, 제2층)은 양자점의 최외각층일 수 있다. 상기 다층쉘은 ZnSe, ZnSeS, 또는 이들의 조합을 포함하는 제1층 및 상기 제1층 상에 배치되고, 아연 황화물을 포함하는 외층을 포함할 수 있다.
상기 제2 반도체 나노결정은 상기 쉘 또는 다층쉘에서 각 층은 반경 방향으로 변화하는 조성을 가지는 그래디언트 얼로이일수 있다. 일구현예에서, 상기 반도체 나노결정 쉘 내 상기 황의 함량은 상기 반도체 나노입자의 표면을 향해 증가할 수 있다. 예를 들어 상기 쉘에서, 황의 함량은 코어에서 멀어질수록 높아지는 농도 구배를 가질 수 있다.
상기 반도체 나노입자에서, (예컨대, 유도 결합 플라즈마 원자 방출 분광분석 (ICP-AES)에 의해 확인하였을 때에) 셀레늄에 대한 텔루리움의 몰비는 0.1 이하, 0.08 이하, 0.07 이하, 0.06 이하, 0.05 이하, 0.045 이하, 0.04 이하, 0.035 이하, 0.03 이하, 0.025 이하, 0.02 이하, 0.015 이하, 0.01 이하, 0.009 이하, 0.008 이하, 0.007 이하, 0.006 이하, 또는 0.005 이하일 수 있다.
셀레늄에 대한 텔루리움의 몰비는 0.0001 이상, 0.00015 이상, 0.0002 이상, 0.00025 이상, 0.0003 이상, 0.00035 이상, 0.0004 이상, 0.00045 이상, 0.0005 이상, 0.00055 이상, 0.006 이상, 0.00065 이상, 0.0007 이상, 0.00075 이상, 0.0008 이상, 0.00085 이상, 0.0009 이상, 0.00095 이상, 0.001 이상, 0.0015 이상, 0.002 이상, 0.0025 이상, 0.003 이상, 0.0035 이상, 0.004 이상, 또는 0.0045 이상일 수 있다.
셀레늄에 대한 텔루리움의 몰비는 0.004 내지 0.01 일 수 있다. 셀레늄에 대한 텔루리움의 몰비는 0.0002 내지 0.02 일 수 있다. 셀레늄에 대한 텔루리움의 몰비는 0.0003 내지 0.03 일 수 있다.
상기 반도체 나노입자에서, (예컨대, 유도 결합 플라즈마 원자 방출 분광분석 (ICP-AES)에 의해 확인하였을 때에) 아연에 대한 텔루리움 몰 비는 0.02 이하, 0.019 이하, 0.018 이하, 0.017 이하, 0.016 이하, 0.015 이하, 0.014 이하, 0.013 이하, 0.012 이하, 0.011 이하, 0.01 이하, 0.009 이하, 0.008 이하, 0.007 이하, 0.006 이하, 또는 0.005 이하일 수 있다. 상기 아연에 대한 상기 텔루리움 몰 비는 0.0001 이상, 0.0002 이상, 0.0003 이상, 0.0004 이상, 0.0005 이상, 0.0006 이상, 0.0007 이상, 0.0008 이상, 0.0009 이상, 0.001 이상, 0.0011 이상, 0.0012 이상, 0.0013 이상, 0.0014 이상, 0.0015 이상, 0.0018 이상, 0.0019 이상, 또는 0.002 이상일 수 있다.
상기 반도체 나노입자의 ICP-AES 분석에 의해 확인하였을 때, Zn 에 대한 Se 의 몰 비는 1 이하, 1 미만, 예컨대, 0.95 이하, 0.90 이하, 0.85 이하, 0.8 이하, 0.7 이하, 0.6 이하, 0.5 이하, 0.45 이하, 또는 0.4 이하일 수 있다.
(예를 들어, ICP-AES 분석에서,) Zn 에 대한 Se 의 몰 비는 0.1 이상, 예컨대, 0.2 이상, 0.3 이상, 0.4 이상, 0.45 이상, 0.46 이상, 0.48 이상, 0.5 이상, 0.52 이상, 0.53 이상, 0.54 이상, 0.55 이상, 0.56 이상, 0.57 이상, 0.58 이상, 0.59 이상, 또는 0.6 이상일 수 있다.
상기 반도체 나노입자에서, 아연에 대한 Se + S [(S+Se)/Zn]의 몰 비는 0.88 이상, 0.89 이상, 0.9 이상, 0.91 이상, 0.92 이상, 0.93 이상, 0.94 이상, 0.95 이상, 0.96 이상, 0.97 이상, 0.98 이상, 0.99 이상, 또는 1 이상일 수 있다.
상기 반도체 나노입자에서, 아연에 대한 Se + S [(S+Se)/Zn]의 몰 비는 3 이하, 2.5 이하, 2 이하, 1.5 이하, 또는 1.2 이하일 수 있다.
상기 반도체 나노입자에서, 셀레늄에 대한 황의 몰 비율 (S/Se) 이 2.4 이하일 수 있다. 상기 양자점은, 셀레늄에 대한 황의 몰 비율이 2 이하, 1.95 이하, 1.9 이하, 1.85 이하, 1.80 이하, 1.40 이하, 1.25 이하, 1.19 이하, 0.95 이하, 0.8 이하, 0.75 이하, 0.7 이하, 또는 0.69 이하일 수 있다. 일구현예에서, 상기 양자점은, 셀레늄에 대한 황의 몰 비율이 0.4 이상, 0.5 이상, 0.6 이상, 0.7 이상, 0.95 이상, 1 이상, 1.1 이상, 1.23 이상, 1.25 이상, 1.3 이상, 1.4 이상 또는 1.95 이상일 수 있다.
상기 반도체 나노입자들은, 청색광을 방출하도록 구성될 수 있다. 일구현예에서, 상기 반도체 나노입자들은 광여기 또는 전압 인가 시 청색광을 방출할 수 있고, 최대 발광 피크 파장은 430 nm 이상 (예컨대, 435 nm 이상, 440 nm 이상, 446 nm 이상, 449 nm 이상, 또는 450 nm 이상) 및 480 nm 이하 (예컨대, 470 nm 이하, 465 nm 이하, 460 nm 이하, 또는 455 nm 이하)의 범위에 있을 수 있다.
카드뮴이 없고 청색광을 방출할 수 있는 반도체 나노입자들을 위한 조성으로서 인듐 포스파이드 화합물 및 선택에 따라 텔루리움을 포함할 수 있는 아연 셀렌화물 화합물에 대한 연구가 지속되고 있다. 그러나, 인듐 포스파이드 화합물의 경우는 소망하는 범위의 파장을 가지는 청색광을 방출하기 위해서는 core size가 2 nm 이하로 감소되어야 하는데, 이는 합성 및 취급에 매우 어려운 단점을 제공할 수 있다. 아연 셀렌화물의 경우, band gap 에너지가 크기 때문에 소망하는 파장의 청색광을 얻기 어려울 수 있다. 아연 셀렌화물에 텔루리움을 포함시킬 경우 파장을 소망하는 범위로 제어하는 것이 가능할 수 있으나, 본 발명자들이 확인한 바에 따르면, 아연 셀레늄 및 텔루리움 기반의 반도체 나노입자들의 경우, 소망하는 파장과 함께 높은 효율을 구현을 위해서 입자 형상이 멀티포드, tetrahedron, cubic, 또는 이들의 조합의 형상을 가진다. 멀티포드, 테트라히드론 또는 큐빅의 형상을 나타내는 나노입자들 집단은 입자 형상 파라미터의 측면에서, 이하 설명하는 바와 같이, 낮은 수준의 원형도를 나타낼 수 있다.
원형도는, 주어진 입자의 단면이, perimeter 의 smoothness를 고려하였을 때에 원(circle)에 가까운 정도에 대한 형상 인자(shape factor) 이다. 원형도는 입자들에 대한 전자 현미경 분석에 의해 얻어지는 2차원 이미지에서 아래와 같이 정의된다:
Area: 개별 반도체 나노입자의 2차원 이미지의 면적
Perimeter: 반도체 나노입자의 2차원 이미지의 둘레.
원형도는 구형도(sphericity)의 flat projection 일 수 있으며 구형도를 대표하는 형상 인자일 수 있다. 따라서, 일구현예에 따른 반도체 나노입자들은, 종래 기술에 따른 아연, 텔루리움, 및 셀레늄 기반의 무카드뮴 반도체 나노입자들에 비해 더 높은 구형도를 가질 수 있다. 일구현예의 반도체 나노입자들이 가지는 상기 원형도는, 솔리디티 또는 roundness 와는 다른 측면의 특징을 대표하는 것일 수 있다.
솔리디티는, 아래의 식에 의해 정의되며 이미지 면적을 convex hull 면적으로 나눈 값이다.
A: 개별 반도체 나노입자의 2차원 이미지의 면적
Ac: 개별 반도체 나노입자의 2차원 이미지의 convex hull 면적
Roundness 는 아래 식에 의해 정의된다.
Area: 개별 반도체 나노입자의 2차원 이미지의 면적
Major Axis: 반도체 나노입자의 최장 직경.
이들 입자의 형상 인자는, 전자 현미경에 의해 얻어진 입자들의 2차원 이미지로부터, 범용의 이미지 분석 프로그램 (예컨대, 이미지 J developed by NIH) 및 그의 제조사로부터 제공되는 매뉴얼 (e.g., Image J User Guide IJ 1.46r) 또는 Metalab 등 상업적으로 입수 가능한 코딩언어를 이용하여 자체 제작 (in-house)의 이미지 프로그램들을 사용하여 재현성 있고 쉽게 구해질 수 있다.
원형도는 솔리디티 또는 roundness 와 다른 입자 형상 인자이다. 예컨대, 주어진 입자가 구형을 가지면 projected 형상이 완전 원형인데, 이 경우 solidity, roundness 및 원형도가 모두 1이다. 그러나, 주어진 입자가 cubic 형상을 가지는 경우, projected 형상이 정사각형이며, 솔리디티와 roundness 값은 각각 1 및 0.897 정도이나, circularity 값은 0.785 로서 낮은 수준이다. 또한 주어진 입자가 테트라히드론일 경우, projected 형상이 삼각형에 가까우며, 이 경우, solidity 는 최대 1 을 나타낼 수 있으나, roundness 값과 circularity 는 각각 0.552 및 0.605 로 매우 낮은 수준이다. 반면 멀티포드형과 같이 거친 perimeter 를 가진 입자는, flat projection 이 star 형상을 가질 수 있는 바, 이 경우, roundness 는 0.9 로 비교적 높은 수준을 나타낼 수 있으나, solidity 와 circularity 는 각각 0.6 미만 및 0.4 정도로 낮은 값을 나타낸다.
본 발명자들이 확인한 바에 따르면, 종래 기술에 따른 Zn, Se, Te 기반의 반도체 나노입자들의 집단은, 멀티포드, tetrahedron, cubic, 또는 이들의 조합의 형상을 가지며, 이들 집단에 대하여 형상 인자를 구한 경우, 낮은 수준의 circularity 를 나타낸다. 특정 이론에 의해 구속되려 함은 아니지만, 이처럼 낮은 circularity 값은 코어 입자 상에 배치되는 쉘의 불균일 성장에 기인한 것으로 생각된다.
아연, 셀레늄, 텔루리움을 포함하고 코어쉘 구조를 가지는 반도체 나노입자들은, 소망하는 효율로 청색광을 방출하기 위해 최외각 shell 로서 비교적 높은 밴드갭을 가지는 ZnS shell을 소정의 두께 이상으로 형성하는 것이 필요할 수 있다. 이렇게 성장시킨 ZnS 쉘은, e- 및 h+의 confine을 위해 바람직할 수 있다. 그러나, 본 발명자들이 확인한 바에 따르면, 종래 기술에 따른 반도체 나노입자에서는 ZnS 쉘의 균일 코팅이 달성되기 어렵고 이에 따라 최종 입자들이 소망하는 수준의 입자 형상 인자 (예컨대, 비교적 높은 circularity)를 가지기 어렵다. 특정 이론에 의해 구속되려 함은 아니지만, ZnS 쉘은 주로 정해진 결정 방향 (예컨대 <111> 방향)으로 성장하는 경향이 있으므로 Zn, Se, Te 를 포함하는 코어의 모서리에서 주로 코팅이 되며 이에 따라 최종 입자들의 지배적 형상은 멀티포드, tetrahedron, cubic, 또는 이들의 조합이 되며, 낮은 circularity 를 나타내는 것으로 생각된다.
이처럼 불균일한 ZnS 쉘의 성장과 이에 따른 멀티포드, tetrahedron, cubic, 또는 이들의 조합의 입자 형상들은, 주어진 나노입자들의 안정성, 특히 공정 안정성에 부정적인 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 불균일하게 성장된 ZnS 쉘을 가지는 나노입자들은 산화 (예컨대, 열에 의한 산화)에 매우 취약할 수 있는데, 이는 전계발광 소자에 비교적 심각한 결함의 원인이 될 수 있다.
본 발명자들은 이러한 입자 형상 인자가 쉘 코팅 시의 전구체 비율, 예를 들어, 아연에 대한 황의 전구체 비율에 의해 달라질 수 있음을 확인하였고, 이를 조절함에 의해 전술한 바의 원형도를 가지는 반도체 나노입자들의 집단을 제조하였다.
일구현예의 반도체 나노입자들은, 전자 현미경에 의해 얻어지는 2차원 이미지에서 확인하였을 때에, 전술한 식에 의해 정의되는 원형도 (circularity)의 평균값이 0.76 이상, 0.77 이상, 0.78 이상, 0.79 이상, 0.8 이상, 0.81 이상, 0.82 이상, 0.83 이상, 0.84 이상, 또는 0.85 이상일 수 있다. 일구현예의 반도체 나노입자들은, 전자 현미경에 의해 얻어지는 2차원 이미지에서 확인하였을 때에, 전술한 식에 의해 정의되는 원형도 (circularity)의 평균값이 1 이하, 0.99 이하, 0.98 이하, 0.97 이하, 0.96 이하, 0.95 이하, 0.94 이하, 0.93 이하, 0.92 이하, 0.91 이하, 0.9 이하, 0.89 이하, 0.88 이하, 또는 0.87 이하일 수 있다.
상기 반도체 나노결정 입자들은 상기 원형도의 표준 편차가 그의 평균값의 0 % 이상, 예컨대, 0.1% 이상, 0.5% 이상, 또는 0.7% 이상일 수 있다.
상기 반도체 나노결정 입자들은 상기 원형도의 표준 편차가 그의 평균값의 7 % 이하, 예컨대, 6% 이하, 5% 이하, 4% 이하, 3% 이하, 또는 2.5% 이하, 2% 이하, 1.5% 이하, 또는 1% 이하일 수 있다.
상기 반도체 나노결정 입자들은, 전술한 범위의 원형도와 함께 높은 솔리디티, roundness, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 반도체 나노결정 입자들의 집단에서, 솔리디티는, 0.9 이상, 0.91 이상, 0.92 이상, 0.93 이상, 0.94 이상, 또는 0.95 이상 및 1 이하, 0.99 이하, 0.98 이하, 0.97 이하, 0.96 이하, 또는 0.95 이하일 수 있다.
상기 반도체 나노결정 입자들의 집단에서, roundness 는, 0.85 이상, 0.86 이상, 0.87 이상, 0.88 이상, 0.89 이상, 0.9 이상, 0.91 이상, 0.92 이상, 0.93 이상, 0.94 이상, 또는 0.95 이상 및 1 이하, 0.99 이하, 0.98 이하, 0.97 이하, 0.96 이하, 0.95 이하, 0.94 이하, 0.93 이하, 0.92 이하, 또는 0.91 이하일 수 있다.
상기 반도체 나노결정 입자들은, 균일한 쉘코팅에 의해 향상된 입자크기 분포를 나타낼 수 있다.
일구현예에서, 상기 반도체 나노입자들은, 균일한 쉘코팅을 가질 수 있으며, 이에 따라 투과전자 현미경 에너지 분산형 X선 분석 또는 투과전자 현미경 전자 에너지 손실 스펙트럼에서 확인하였을 때에 하기 식에 의해 정의되는 상기 반도체 나노결정 쉘 (예컨대, ZnS 쉘)의 두께 불균등도(thickness inequality) (혹은 입자 집단에서의 두께 불균등도 평균값)가 0.5 이하, 0.4 이하, 0.3 이하, 0.28 이하, 0.25 이하, 0.23 이하, 0.21 이하, 0.19 이하, 0.17 이하, 0.15 이하, 0.13 이하, 0.11 이하, 또는 0.1 이하일 수 있다:
(Tmax - Tmin)/(Tmax)
여기사, Tmax는 주어진 반도체 나노입자에서의 반도체 나노결정 쉘, 예컨대, ZnS 쉘의 최대 두께이고, Tmin 는 주어진 반도체 나노입자에서의 반도체 나노결정 쉘의 최소 두께이다.
상기 두께 불균등도 (또는 그 평균값)는, 0 이상, 0.01 이상, 0.05 이상, 0.09 이상, 0.1 이상, 0.2 이상, 0.3 이상, 0.4 이상, 또는 0.45 이상일 수 있다.
ZnS 쉘은, ZnSe 쉘에 비해 향상된 안정성 (예컨대 산화/공정 안정성)을 부여할 수 있으며, 균일한 ZnS 코팅은 개선된 산화/ 공정 안정성을 제공할 수 있다. 일구현예의 반도체 나노입자들에서 비교적 높은 circularity 는 종래 기술에 의해 제조된 입자들보다 더 균일한 ZnS 쉘코팅을 가짐을 시사할 수 있으며, 일구현예의 반도체 입자들은, 향상된 산화 및 공정 안정성을 나타낼 수 있다. 일구현예의 반도체 입자들은, 화학적 charging 에 대하여 개선된 안정성을 나타낼 수 있다.
일구현예에서, 상기 반도체 나노입자들은, C6-20 의 알칸 용매 (예컨대, 헥산) 내에 분산시키고 소정의 도펀트 (예컨대, 리튬트리에틸보로하이드라이드 등 환원제)를 소정의 농도 (예컨대, 1.3 mM)로 부가하는 용액 전자 doping 실험에서, 도펀트 부가 후의 양자 효율이 환원제 부가 전 양자 효율의 20% 이상, 예를 들어, 25% 이상, 30% 이상, 35% 이상, 또는 40% 이상일 수 있다.
일구현예에서 도펀트 부가 후의 양자 효율은 초기 양자 효율의 100% 이하, 95% 이하, 90% 이하, 80% 이하, 70% 이하, 60% 이하, 또는 50% 이하일 수 있다. 일구현예의 상기 반도체 나노입자들은, 예를 들어, 용액 상태에서 혹은 발광막으로 제조되어 광을 조사하였을 때에, 양자 수율이 75% 초과, 예를 들어, 76% 이상, 77% 이상, 78% 이상, 79% 이상, 80% 이상, 81% 이상, 82% 이상, 83% 이상, 84% 이상, 또는 85% 이상의 양자 수율을 나타낼 수 있다. 상기 반도체 나노입자들을 포함하는 발광막은, 76% 내지 100%, 80% 내지 95%, 82% 내지 92%, 또는 이들의 조합의 범위의 양자 수율을 나타낼 수 있다. 양자 수율은 절대 양자 수율 또는 상대 양자수율일 수 있다.
일구현예의 상기 반도체 나노입자들을 포함하는 발광막은, 80도씨에서 30분간 열처리 후 양자 수율의 유지율 (다시 말해, 열처리 전 초기 양자 효율에 대한 열처리 후 양자 효율)이 78% 이상, 79% 이상, 80% 이상, 81% 이상, 82% 이상, 83% 이상, 84% 이상, 85% 이상, 86% 이상, 87% 이상, 88% 이상, 89% 이상, 또는 90 이상일 수 있다. 상기 유지율은, 80-100%, 85-98%, 86-97%, 또는 87-97%, 또는 이들의 조합의 범위일 수 있다.
일구현예의 상기 반도체 나노입자들은, 반치폭이 10-40 nm, 15-35 nm, 20-30nm, 25-28 nm, 또는 이들의 조합의 범위일 수 있다.
일구현예에서 상기 반도체 나노입자들은, 불소, 염소, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 일구현예에서, 상기 반도체 나노입자들은, 불소, 염소, 또는 이들의 조합을 포함하지 않을 수 있다.
일구현예에서 상기 반도체 나노입자들은 여기에 기재되어 있는 방법에 따라 제조될 수 있다. 일구현예에서 상기 반도체 나노입자들을 제조하는 방법은, 아연, 셀레늄, 및 텔루리움을 포함하는 제1 반도체 나노결정을 포함하는 제1 입자의 존재 하에 아연 전구체와 황 전구체를 반응시켜 아연 및 황을 포함하는 Zn 및 S 포함 반도체 나노결정층 (이하, ZnS 쉘이라 함)을 형성하는 단계를 포함하며, 이 때, ZnS 쉘 코팅을 위한 상기 반응에서, 반응계로 공급되는 아연 대비 황 의 비율 (이하, S/Zn 비율이라함)을 2.4 이상으로 조절할 수 있다.
상기 제1 반도체 나노결정 (또는 코어)는 아연 전구체, 셀레늄 전구체, 및 텔루리움 전구체를 유기 용매 내에서 유기 리간드 존재하에 반응시켜 제조할 수 있다. 상기 코어는, 아연 전구체 및 유기 리간드를 포함하는 아연 전구체 용액을 준비하고; 셀레늄 전구체 및 텔루리움 전구체를 준비하고; 상기 아연 전구체 용액을 제1 반응 온도로 가열하고, 상기 셀레늄 전구체 및 상기 텔루리움 전구체를 선택에 따라 유기 리간드와 함께 부가하고 반응을 진행하여 얻을 수 있다. 제1 반도체 나노결정 (코어)에서 셀레늄에 대한 텔루리움의 몰 비는 반도체 나노입자에서 소망하는 성분비를 감안하여 적절히 선택할 수 있다. 제조된 코어는 반응계로부터 분리되어 쉘 형성 반응에 투입될 수 있다.
상기 방법은, 아연 전구체와 황 전구체의 반응 전에, 아연 전구체와 칼코겐 원소 (예컨대, 셀레늄 전구체, 텔루리움 전구체, 또는 이들의 조합 및 선택에 따라 황 전구체)를 반응시켜 상기 코어와 상기 ZnS 쉘 사이에 추가의 나노결정층 (예컨대, ZnSe층, ZnTeSe 층, ZnTe층, ZnSeS층, ZnTeS층, ZnTeSeS층, 또는 이들의 조합)을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 반도체 나노결정 쉘을 형성하는 단계는, 아연 전구체와 셀레늄 전구체를 반응시킨 다음, 아연 전구체와 상기 황 전구체 반응시키는 것을 포함할 수 있다.
상기 아연 전구체는, Zn 금속 분말, ZnO, 알킬화 Zn 화합물 (예컨대, 디에틸아연 등 C2 내지 C30의 디알킬아연), Zn 알콕시드(예컨대, 아연에톡시드), Zn 카르복실레이트 (예컨대, 아연 아세테이트), Zn 니트레이트, Zn 퍼콜레이트, Zn 설페이트, Zn 아세틸아세토네이트, Zn 할로겐화물 (예컨대, 염화아연등), Zn 시안화물, Zn 히드록시드, 아연카보네이트, 아연 퍼옥사이드, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 아연 전구체의 예는, 디메틸아연(dimethyl zinc), 디에틸아연(diethyl zinc), 아연아세테이트(zinc acetate), 아연아세틸아세토네이트(zinc acetylacetonate), 아연아이오다이드(zinc iodide), 아연브로마이드(zinc bromide), 아연클로라이드(zinc chloride), 아연플루오라이드(zinc fluoride), 아연카보네이트(zinccarbonate), 아연시아나이드(zinc cyanide), 아연나이트레이트(zinc nitrate), 아연옥사이드(zinc oxide), 아연퍼옥사이드(zinc peroxide), 아연퍼클로레이트(zinc perchlorate), 아연설페이트(zinc sulfate), 및 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 셀레늄 전구체는, 셀렌-트리옥틸포스핀(Se-TOP), 셀렌-트리부틸포스핀(Se-TBP), 셀렌-트리페닐포스핀(Se-TPP), 셀렌-다이페닐포스핀 (Se-DPP), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
상기 텔루리움 전구체는 tellurium-trioctylphosphine (Te-TOP), 텔루르-트리부틸포스핀(Te-TBP), 텔루르-트리페닐포스핀(Te-TPP), 텔루르-다이페닐포스핀 (Te-DPP), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
상기 황 전구체는, 헥산 싸이올, 옥탄 싸이올, 데칸 싸이올, 도데칸 싸이올, 헥사데칸 싸이올, 머캡토 프로필 실란, 설퍼-트리옥틸포스핀(S-TOP), 설퍼-트리부틸포스핀(S-TBP), 설퍼-트리페닐포스핀(S-TPP), 설퍼-트리옥틸아민(S-TOA), 비스트리알킬실릴설파이드(e.g., bistrimethylsilyl sulfide), 비스트리알킬실릴알킬설파이드(e.g., bistrimethylsilylmethyl sulfide), 황화 암모늄, 황화 나트륨, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 유기 용매는, 헥사데실아민 등의 C6 내지 C22의 1차아민, 다이옥틸아민 등의 C6 내지 C22의 2차아민, 트리옥틸아민 등의 C6 내지 C40의 3차아민, 피리딘 등의 질소함유 헤테로고리 화합물, 옥타데센 등의 C6 내지 C40의 올레핀, 헥사데칸, 옥타데칸, 스쿠알란(squalane) 등의 C6 내지 C40의 지방족 탄화수소, 페닐도데칸, 페닐테트라데칸, 페닐 헥사데칸 등 C6 내지 C30의 알킬기로 치환된 방향족 탄화수소, 적어도 하나 (예컨대, 1개, 2개, 또는 3개)의 C6 내지 C22의 알킬기로 치환된 1차, 2차, 또는 3차 포스핀 (예컨대, 트리옥틸아민), (예컨대, 1개, 2개, 또는 3개)의 C6 내지 C22의 알킬기로 치환된 1차, 2차, 또는 3차 포스핀옥사이드(e.g. 트리옥틸포스핀옥사이드), 페닐 에테르, 벤질 에테르 등 C12 내지 C22의 방향족 에테르, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 유기 리간드는 제조된 나노 결정의 표면을 배위하며, 나노 결정이 용액 상에 잘 분산되어 있도록 할 뿐 아니라 발광 및 전기적 특성에 영향을 줄 수 있다. 상기 유기 리간드는, RCOOH, RNH2, R2NH, R3N, RSH, RH2PO, R2HPO, R3PO, RH2P, R2HP, R3P, ROH, RCOOR', RPO(OH)2, R2POOH, 또는 이들의 조합 (여기서, R, R'는 각각 독립적으로 C1 내지 C40 (또는 C3 내지 C24)의 치환 또는 비치환의 지방족 탄화수소, 또는 C6 내지 C40 (또는 C6 내지 C24)의 치환 또는 비치환의 방향족 탄화수소, 또는 이들의 조합을 포함) 을 포함할 수 있다. 상기 리간드는 단독으로 또는 2 이상의 화합물의 혼합물로 사용될 수 있다.
상기 유기 리간드 화합물의 구체적인 예로서는, 메탄 티올, 에탄 티올, 프로판 티올, 부탄 티올, 펜탄 티올, 헥산 티올, 옥탄 티올, 도데칸 티올, 헥사데칸 티올, 옥타데칸 티올, 벤질 티올; 메탄 아민, 에탄 아민, 프로판 아민, 부탄 아민, 펜탄 아민, 헥산 아민, 옥탄 아민, 도데칸 아민, 헥사데실 아민, 올레일 아민, 옥타데실 아민, 디메틸 아민, 디에틸 아민, 디프로필 아민; 메탄산, 에탄산, 프로판산, 부탄산, 펜탄산, 헥산산, 헵탄산, 옥탄산, 도데칸산, 헥사데칸산, 옥타데칸산, 올레인산, 벤조산, 팔미트산(palmitic acid), 스테아르산(stearic acid); 메틸 포스핀, 에틸 포스핀, 프로필 포스핀, 부틸 포스핀, 펜틸 포스핀, 트리부틸포스핀, 트리옥틸포스핀 등의 포스핀; 메틸 포스핀 옥사이드, 에틸 포스핀 옥사이드, 프로필 포스핀 옥사이드, 부틸 포스핀 옥사이드, 트리옥틸포스핀 옥사이드 등의 포스핀 화합물 또는 그의 옥사이드 화합물; 다이 페닐 포스핀, 트리 페닐 포스핀 화합물 또는 그의 옥사이드 화합물; 포스폰산(phosphonic acid) 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 유기 리간드 화합물은, 단독으로 또는 2종 이상의 혼합물로 사용할 수 있다. 일구현예에서, 상기 유기 리간드 화합물은 RCOOH 와 아민 (e.g., RNH2, R2NH, 및/또는 R3N)의 조합일 수 있다.
코어형성을 위한 반응 온도는 280도씨-340도씨, 예컨대, 290도씨-330도씨, 300도씨-320도씨의 범위일 수 있다. 코어 형성을 위한 반응 시간은 특별히 제한되지 않으며 적절히 선택할 수 있다. 예를 들어, 반응시간은 5분 이상, 10분 이상, 15분 이상, 20분 이상, 25분 이상, 30분 이상, 35분 이상, 40분 이상, 45분 이상, 또는 50분 이상일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 반응시간은 2시간 이하일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 반응 시간을 조절하여 코어의 크기를 조절할 수 있다.
쉘 형성을 위한 반응 온도, 시간 등의 반응 조건은 소망하는 쉘 조성을 고려하여 적절히 선택할 수 있다. 비제한적인 일 실시예에서, 진공 하에 용매 및 선택에 따라 유기 리간드를 소정의 온도 (예컨대, 100도씨 이상)로 가열 (또는 진공처리)하고, 소정의 시간 경과 후, 불활성 기체 분위기로 바꾸어 다시 소정의 온도 (예컨대, 100 도씨 이상)으로 가열한다. 이어서, 코어를 투입하고, 쉘 전구체들을 순차적으로 또는 동시에 투입하고, 소정의 반응온도로 가열하여 소망하는 반응을 수행한다.
쉘 전구체들은 상이한 비율의 혼합물을 반응시간 동안 순차적으로 투입하여, 소망하는 조성 (예컨대, 그래디언트를 가지거나 혹은 다층)의 쉘을 형성할 수 있다. 일구현예에서, 아연 전구체 및 셀레늄 전구체를 반응시켜 제1층을 형성하고, 이어서, 아연 전구체 및 황 전구체를 반응시켜 제2층을 형성할 수 있다. 쉘 형성을 위한 반응 온도는, 320도씨 이상, 330 도씨 이상, 또는 340도씨 이상일 수 있다. 쉘 형성을 위한 반응 온도는, 380도씨 이하, 370 도씨 이하, 360도씨 이하, 또는 350도씨 이하일 수 있다.
반응계 내에서 각 전구체의 함량 및 농도는 소망하는 코어 및 쉘 조성과 전구체 들간의 반응성을 고려하여 선택할 수 있되, ZnS 쉘 코팅을 위한 상기 반응에서, 반응계로 공급되는 아연 전구체 대비 황 전구체의 비율 (이하, S/Zn 비율이라함)을 2.4 이상으로 조절한다.
상기 S/Zn 비율은, 2.4-10, 2.5-9, 2.6-8, 2.7-7, 2.8-6, 2.9-5, 3-4.5, 또는 이들의 조합의 범위일 수 있다. 특정이론에 의해 구속되려 함은 아니지만, ZnS 코팅시 전구체 비율을 전술한 범위로 조절하는 것은, 쉘 코팅 속도에 실질적인 영향을 줄 수 있으며 (예컨대, 제어할 수 있으며) 쉘 성장이 특정한 결정방향 으로만 이루어지는 것을 억제할 수 있고/거나 쉘 성장이 예를 들어 실질적으로 모든 방향으로 균일하게 성장하는 것에 기여할 수 있는 것으로 생각된다. 합성된 반도체 나노입자들 또는 이들의 집단은, 높은 구형도 (다시 말해, 높은 원형도)를 가질 수 있다. 또한 제조된 나노입자들은, 에너지 분산형 분광분석 (EDS) 및/또는 전자 에너지 손실 스펙트럼 (EELS) 분석으로 확인하였을 때에, 균일한 쉘 코팅을 가질 수 있다.
반응 종료 후, 반응 생성물에 비용매(nonsolvent)를 부가하면 상기 리간드 화합물이 배위된 나노 결정입자들이 분리될 수 있다. 비용매는, 코어 형성 및/또는 쉘 형성 반응에 사용된 상기 용매와 혼화되지만 제조된 나노 결정을 분산시킬 수 없는 극성 용매일 수 있다. 비용매는, 반응에 사용한 용매에 따라 결정할 수 있으며, 예컨대, 아세톤, 에탄올, 부탄올, 이소프로판올, 에탄다이올, 물, 테트라히드로퓨란(THF), 디메틸술폭시드(DMSO), 디에틸에테르(diethylether), 포름 알데하이드, 아세트 알데하이드, 에틸렌 글라이콜, 상기 나열된 용매들과 유사한 용해도 파라미터(solubility parameter)를 갖는 용매, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 분리는, 원심 분리, 침전, 크로마토 그래피, 또는 증류를 이용할 수 있다. 분리된 나노 결정은 필요에 따라 세정 용매에 부가되어 세정될 수 있다. 세정 용매는 특별히 제한되지 않으며, 상기 리간드와 유사한 용해도 파라미터를 갖는 용매를 사용할 수 있으며, 그 예로는 헥산, 헵탄, 옥탄, 클로로포름, 톨루엔, 벤젠 등을 들 수 있다.
일구현예의 반도체 나노입자들은 물, 전술한 비용매, 또는 이들의 조합에 대하여 비분산성 또는 비수용성일 수 있다.
일구현예의 반도체 나노입자들은, 전술한 유기 용매 내에 분산될 수 있다. 일구현예에서, 전술한 반도체 나노입자들은, C6 내지 C40의 지방족 탄화수소, C6 내지 C40의 치환 또는 미치환의 방향족 탄화수소, 또는 이들의 조합에 분산될 수 있다.
상기 발광소자에서, 발광층의 두께는 적절히 선택할 수 있다. 일구현예에서, 발광층은 나노입자들의 모노레이어(들)를 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 발광층은 나노입자들의 모노레이어를 1층 이상, 예컨대, 2층 이상, 3층 이상, 또는 4층 이상 및 20층 이하, 10층 이하, 9층 이하, 8층 이하, 7층 이하, 또는 6층 이하로 포함할 수 있다. 발광층은 5nm 이상, 예컨대, 10 nm 이상, 20 nm 이상, 또는 30 nm 이상 및 200nm 이하, 예컨대, 150 nm 이하, 100 nm 이하, 90 nm 이하, 80 nm 이하, 70 nm 이하, 60 nm 이하, 또는 50 nm 이하의 두께를 가질 수 있다, 발광층은, 예컨대 약 10nm 내지 150nm, 예컨대 약 20nm 내지 100nm, 예컨대 약 30nm 내지 50nm의 두께를 가질 수 있다.
발광층을 형성하는 단계는, (소망하는 광을 방출하도록 구성된) 나노입자들을 포함하는 조성물을 얻고 이를 적절한 방법으로 (예컨대, 스핀 코팅, 잉크젯 인쇄 등에 의해) 기판 또는 전하 보조층 상에 도포(apply) 또는 퇴적(deposit)함에 의해 수행될 수 있다.
상기 전계 발광소자는, 제1 전극 및 제2 전극 (예컨대, 제1 전극과 제2 전극) 사이에 전하 (정공 또는 전자) 보조층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 전계 발광 표시 장치는, 상기 제1 전극 (10)와 상기 발광층(30) 사이에 및/또는 상기 제2 전극(50) 와 상기 발광층(30) 사이에 정공 보조층(20) 또는 전자 보조층(40)을 포함할 수 있다. (참조: 도 2 및 도 3)
일구현예에 따른 발광 소자는, 정공 보조층을 더 포함할 수 있다. 상기 정공 보조층(20)은 제1 전극(10)과 발광층(30) 사이에 위치한다. 정공 보조층(20)은 정공 주입층, 정공 수송층 및/또는 전자 (또는 정공) 차단층을 포함할 수 있다. 정공 보조층(20)은, 단일 성분의 층이거나 혹은 인접하는 층들이 상이한 성분을 포함하는 다층 구조일 수 있다.
정공 보조층(20)의 HOMO 에너지 준위는 정공 보조층(20)으로부터 발광층(30)으로 전달되는 정공의 이동성이 강화하기 위해 발광층(30) 의 HOMO 에너지 준위와 매칭될 수 있는 HOMO 에너지 준위를 가질 수 있다. 일구현예에서, 정공 보조층(20)은 제1 전극(10)에 가깝게 위치하는 정공 주입층과 발광층(30) 에 가깝게 위치하는 정공 수송층을 포함할 수 있다.
정공 보조층(20) (예컨대, 정공 수송층, 정공 주입층, 또는 전자 차단층)에 포함되는 재료는 특별히 한정되지 않으며, 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), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜(poly(3,4-ethylenedioxythiophene), PEDOT), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)폴리스티렌 설포네이트(poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate, PEDOT:PSS), 폴리아닐린(polyaniline), 폴리피롤(polypyrrole), 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), 그래핀옥사이드 등 탄소 기반의 재료 및 이들의 조합에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
정공 보조층(들)에서, 각 층의 두께는 적절히 선택할 수 있다. 예컨대, 각 층의 두께는 5 nm 이상, 10 nm 이상, 15 nm 이상, 또는 20 nm 이상 및 100nm 이하, 90nm 이하, 80nm 이하, 70nm 이하, 60nm 이하, 50nm 이하, 예컨대, 40 nm 이하, 35 nm 이하, 또는 30 nm 이하일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
전자 보조층(40)은 발광층(30) 과 제2 전극(50) 사이에 위치한다. 전자 보조층(40)은 예컨대 전자 주입층, 전자 수송층 및/또는 정공 (또는 전자) 차단층을 포함할 수 있다. 상기 전자 보조층은, 예를 들어, 전자의 주입을 용이하게 하는 전자 주입층(EIL), 전자의 수송을 용이하게 하는 전자 수송층(ETL), 정공의 이동을 저지하는 정공 차단층 (HBL) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
일구현예에서, 전자 수송층과 제2 전극 사이에 전자 주입층이 배치될 수 있다. 예컨대 정공 차단층은 발광층과 전자 수송(주입)층 사이에 배치될 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 각 층의 두께는 적절히 선택할 수 있다. 예컨대, 각층의 두께는 1 nm 이상 및 500 nm 이하일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 전자 주입층은 증착에 의해 형성되는 유기층일 수 있다. 전자 수송층은 무기 산화물 나노입자를 포함하거나 혹은 증착에 의해 형성되는 유기층일 수 있다.
상기 전자 수송층(ETL) 및/또는 전자 주입층, 및/또는 정공 차단층은 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) 및 이들의 조합에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
전자 보조층(40)은 전자 수송층을 포함할 수 있다 전자 수송층은 복수개의 나노입자들을 포함할 수 있다. 상기 복수개의 나노입자들은, 아연을 포함하는 금속 산화물을 포함할 수 있다.
상기 금속 산화물은, 아연 산화물, 아연 마그네슘 산화물, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 금속 산화물은 Zn1-x MxO (여기서, M은 Mg, Ca, Zr, W, Li, Ti, Y, Al 또는 이들의 조합이고 0 
x 
0.5) 를 포함할 수 있다. 일구현예에서, 화학식 1에서 M은 마그네슘(Mg)일 수 있다. 일구현예에서, 화학식 1에서 x는 0.01 이상 및 0.3 이하, 예컨대, 0.25 이하, 0.2 이하, 또는 0.15 이하일 수 있다.
발광층에 포함되어 있는 전술한 나노입자들의 LUMO의 절대값은 상기 금속 산화물의 LUMO의 절대값보다 크거나 작을 수 있다. 상기 나노입자의 평균크기는, 1 nm 이상, 예컨대, 1.5 nm 이상, 2 nm 이상, 2.5 nm 이상, 또는 3 nm 이상 및 10 nm 이하, 9 nm 이하, 8 nm 이하, 7 nm 이하, 6 nm 이하, 또는 5 nm 이하일 수 있다.
일구현예에서, 전자 보조층(40) (예컨대, 전자 주입층, 전자 수송층 또는 정공 차단층) 각각의 두께는, 5 nm 이상, 6 nm 이상, 7 nm 이상, 8 nm 이상, 9 nm 이상, 10 nm 이상, 11 nm 이상, 12 nm 이상, 13 nm 이상, 14 nm 이상, 15 nm 이상, 16 nm 이상, 17 nm 이상, 18 nm 이상, 19 nm 이상, 또는 20 nm 이상, 및 120 nm 이하, 110 nm 이하, 100 nm 이하, 90 nm 이하, 80 nm 이하, 70 nm 이하, 60 nm 이하, 50 nm 이하, 40 nm 이하, 30 nm 이하, 또는 25 nm 이하일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
일구현예에 따른 소자는, 노멀 구조를 가질 수 있다. 일구현예에서, 상기 소자는, 투명기판 (100) 위에 배치된 제1 전극 (10)는 금속 산화물 기반의 투명 전극 (예컨대, ITO 전극)을 포함할 수 있고, 상기 제1 전극과 마주보는 제2 전극 (50)는 (예컨대, 비교적 낮은 일함수의) 도전성 금속 (Mg, Al 등)을 포함할 수 있다. 정공 보조층(20) (예컨대, PEDOT:PSS 및/또는 p형 금속 산화물 등의 정공 주입층 그리고/혹은 TFB 및/또는 PVK가 정공 수송층)이 상기 투명 전극 (10) 과 발광층 (30) 사이에 배치될 수 있다. 정공 주입층은 투명전극에 가까이 정공 수송층은 발광층에 가깝게 배치될 수 있다. 발광층 (30)과 제2 전극 (50) 사이에는, 전자 주입층/수송층 등 전자 보조층 (40)이 배치될 수 있다. (참조: 도 2)
다른 구현예의 소자는 Inverted 구조를 가질 수 있다. 여기에서는 투명기판 (100) 위에 배치된 제2 전극 (50)가 금속 산화물 기반의 투명 전극 (예컨대, ITO) 을 포함할 수 있고, 상기 제2 전극과 마주보는 제1 전극 (10)는 (예컨대, 비교적 높은 일함수의) 금속 (Au, Ag 등)을 포함할 수 있다. 예를 들어, (선택에 따라 도핑된) n형 금속 산화물 (결정성 Zn 금속 산화물) 등이 전자 보조층 (예컨대, 전자 수송층) (40)으로서 상기 투명 전극 (50)과 발광층(30) 사이에 배치될 수 있다. 금속 제1 전극 (10) 와 발광층 (30) 사이에는 MoO3 또는 다른 p 형 금속 산화물이 정공 보조층 (예컨대, TFB 및/또는 PVK를 포함한 정공 수송층 그리고/혹은 MoO3 또는 다른 p 형 금속 산화물을 포함한 정공 주입층) (20)으로 배치될 수 있다. (참조: 도 3)
전술한 소자는, 적절한 방법에 의해 제조할 수 있다. 예컨대, 상기 전계발광 소자는, 전극이 형성된 기판 상에 선택에 따라 정공 보조층을 (예컨대, 증착 또는 코팅에 의해) 형성하고, 나노입자들을 포함하는 발광층 (예컨대, 전술한 나노입자들의 패턴)을 형성하고, 상기 발광층 상에 (선택에 따라 전자 보조층 및) 및 전극을 (예컨대, 증착 또는 코팅에 의해) 형성하여 제조할 수 있다. 전극/정공 보조층/전자 보조층의 형성 방법은 적절히 선택할 수 있으며 특별히 제한되지 않는다.
상기 전계발광 소자는, 적색광, 녹색광, 또는 청색광을 방출하도록 구성될 수 있다. 적색광, 녹색광, 및 청색광의 파장범위는 전술한 바와 같다.
상기 전계발광소자는, 최대 외부 양자 효율이 4% 이상, 5% 이상, 6% 이상, 7% 이상, 7.5%, 8% 이상, 8.5% 이상, 9% 이상, 9.5% 이상, 또는 10% 이상일 수 있다. 상기 전계발광소자는 최대 외부 양자 효율이 40% 이하, 30% 이하, 또는 20% 이하일 수 있다.
상기 전계발광소자는, 향상된 수명을 나타낼 수 있다. 일구현예에서, 상기 전계발광 소자는, 소정의 휘도 (예컨대, 100 nit 내지 3000 nit, 200 nit 내지 2800 nit, 400 nit 내지 2600 nit, 600 nit 내지 2500 nit, 650 nit 내지 2000 nit, 또는 이들의 조합의 범위에 속하는 휘도)로 구동하면서 측정하였을 때에 T50 이 17 시간 이상일 수 있다. 상기 T50은, 20 시간 이상, 25시간 이상, 30시간 이상, 35 시간 이상, 40시간 이상, 또는 45 시간 이상일 수 있다. 상기 T50은 2000 시간 이하, 1500 시간 이하, 1000 시간 이하, 500 시간 이하, 300시간 이하, 또는 100 시간 이하일 수 있다.
상기 전계발광소자의 최대 휘도는, 1만 cd/m2 (nit) 이상, 5만 nit 이상, 7만 nit 이상, 9만 nit 이상, 10만 nit 이상 및 50만 nit 이하, 40만 nit 이하, 30만 nit 이하, 25만 nit 이하, 또는 20만 nit 이하일 수 있다. 상기 최대 휘도는 39000 cd/m2 (또는 39256 cd/m2) 이상 혹은 57000 cd/m2 (or 57456 cd/m2) 이상일 수 있다.
다른 구현예에서, 표시 장치는 전술한 전계발광 소자를 포함할 수 있다.
상기 표시 장치는, 제1 화소 및 상기 제1 화소와 상이한 색의 광을 방출하도록 구성되는 제2 화소를 포함할 수 있다. 상기 제1 화소, 상기 제2 화소, 또는 이들의 조합 내에 일구현예에 따른 전계발광소자가 배치될 수 있다.
상기 표시장치는, 휴대 단말장치, 모니터, 노트북, 텔레비전, 전광판, 카메라, 또는 전장 부품을 포함할 수 있다.
이하에서는 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로써 발명의 범위가 제한되어서는 아니된다.
[실시예]
분석 방법
[1] 광발광 (Photoluminescence) 분석 및 절대 QY 측정
Hitachi F-7000 스펙트로미터 및 Hamamatsu 장비(Quantaurus-QY Absolute PL quantum yield spectrophotometer C11347-11)를 이용하여 실온에서 조사 파장 400 nm으로 나노입자 및 박막의 광발광 분광분석을 수행한다.
[2] 투과 전자 현미경 분석 및 TEM EDX/EESL 분석
UT F30 Tecnai electron microscope를 사용하여 제조된 나노입자들의 투과전자 현미경 분석 및 EESL 분석을 수행한다.
얻어진 TEM 사진에 대하여 이미지 J 프로그램 (smoothing 2회)을 사용하여, 입자들의 형상 인자를 측정한다.
[3] ICP 분석
Shimadzu ICPS-8100를 사용하여 유도결합 플라즈마 원자 발광 분광분석(ICP-AES)을 수행한다.
[4] 전계발광 분광 분석
전압을 인가하면서 전압에 따른 전류를 Keithley 2635B source meter로 측정하고 CS2000 분광기를 사용해 EL 물성(e.g., 발광 휘도)를 측정한다.
[5] 수명 특성
T50(h): 소정의 휘도로 구동하였을 때, 소자의 휘도가 초기 휘도 100% 대비 50%로 감소하는 데에 걸리는 시간 (hr)을 측정한다.
합성은 특별히 언급하지 않는 한 불활성 기체 분위기 (질소 flowing 조건 하) 에서 수행한다. 전구체 함량은 특별한 언급이 없으면 몰 함량이다.
실시예 1:
[1] 셀레늄, 황, 및 텔루리움을 트리옥틸포스핀 (TOP)에 분산시켜 2 molar (M) Se/TOP stock solution, 1M S/TOP, 및 0.1 M Te/TOP stock solution 을 얻는다.
트리옥틸아민이 들어있는 300 mL 의 반응 플라스크 내에, 아연 아세테이트 4.5 mmol을 올레익산과 함께 넣고 진공 하에 120도씨로 가열한다. 1시간 후 반응기 내 분위기를 불활성 기체로 전환한다.
300도씨로 가열한 후 위에서 준비한 Se/TOP stock solution 및 Te/TOP stock solution을 Te/Se 비율 = 1/20 로 신속히 주입한다. 반응 완료 후, 상온으로 신속하게 식힌 반응 용액에 에탄올을 넣고 원심 분리하여 얻은 침전을 헥산에 분산시켜 ZnSeTe 코어를 얻는다. 코어의 평균 크기는 대략 3 nm 정도이다.
[2] TOA가 들어있는 300mL 의 반응 플라스크에 아연 아세테이트를 올레산과 함께 넣고 120도씨에서 진공 처리한다. 질소(N2)로 상기 플라스크 내를 치환한다. 상기 반응 플라스크를 340도씨까지 가열하면서 ZnSeTe 코어의 헥산 분산액을 신속히 넣고, Se/TOP stock solution 을 넣은 후 아연 전구체와 Se 전구체 간의 반응을 진행한다. 이어서, 상기 반응기에 S/TOP stock solution 와 함께 아연 전구체를 주입하되, S/Zn 비율을 아래의 표 1과 같이 조절한다.
총 반응시간은 180 분으로 한다.
반응 완료 후, 반응기를 상온으로 냉각하고 반응액에 에탄올을 부가하여 제조된 나노입자들을 침전시킨다. 침전물을 원심분리하여 회수하고, 얻어진 나노입자들은 옥탄에 분산시킨다.
[3] 제조된 나노입자들에 대하여 광발광 분광분석을 수행하고 그 결과를 표 1에 정리한다.
제조된 나노입자들에 대하여 투과전자 현미경 분석TEM-EELS및 ICP 분석을 수행하고 그 결과를 표 2 에 정리한다.
실시예 2
S/Zn 비를 표 1과 같이 수정한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 반도체 나노입자들을 제조한다.
제조된 나노입자들에 대하여 광발광 분광분석을 수행하고 그 결과를 표 1에 정리한다.
제조된 나노입자들에 대하여 투과전자 현미경 분석 및 ICP 분석을 수행하고 그 결과를 표 2에 정리한다.
실시예 3
S/Zn 비를 표 1과 같이 수정한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 반도체 나노입자들을 제조한다.
제조된 나노입자들에 대하여 광발광 분광분석을 수행하고 그 결과를 표 1에 정리한다.
제조된 나노입자들에 대하여 투과전자 현미경 분석 및 ICP 분석을 수행하고 그 결과를 표 2에 정리한다.
실시예 4
S/Zn 비를 표 1과 같이 수정한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 반도체 나노입자들을 제조한다.
제조된 나노입자들에 대하여 광발광 분광분석을 수행하고 그 결과를 표 1에 정리한다.
제조된 나노입자들에 대하여 투과전자 현미경 분석, TEM-EELS 분석, 및 ICP 분석을 수행하고 그 결과를 표 2와 도 4a와 도 4b에 정리한다. 황을 포함한 쉘이 표시된다.
실시예 5
S/Zn 비를 표 1과 같이 수정한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 반도체 나노입자들을 제조한다.
제조된 나노입자들에 대하여 광발광 분광분석을 수행하고 그 결과를 표 1에 정리한다.
제조된 나노입자들에 대하여 투과전자 현미경 분석 및 ICP 분석을 수행하고 그 결과를 표 2에 정리한다.
비교예 1
S/Zn 비를 표 1과 같이 수정한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 반도체 나노입자들을 제조한다.
제조된 나노입자들에 대하여 광발광 분광분석을 수행하고 그 결과를 표 1에 정리한다.
제조된 나노입자들에 대하여 투과전자 현미경 분석, TEM-EELS 분석, 및 ICP 분석을 수행하고 그 결과를 표 2 및 도 5a 와 도 5b에 정리한다.
| S/Zn | PL 피크파장(nm) | |
| 비교예 1 | 0.9 | 454 |
| 실시예 1 | 2.9 | 456 |
| 실시예 2 | 3.8 | 450 |
| 실시예 3 | 4.5 | 452 |
| 실시예 4 | 5.5 | 451 |
| 실시예 5 | 6.4 | 451 |
| 입자들의 평균크기 (nm) | 입자크기 표준편차 | Circularity (표준편차) | Zn/(Se+S) | (Se+S)/Zn | |
| 비교예 1 | 11.5 | 10% | 0.75±0.05 (6%) | 1.16 | 0.86 |
| 실시예 1 | 10.7 | 6% | 0.83±0.02 (3%) | 1.09 | 0.91 |
| 실시예 2 | 10.6 | 5% | 0.85±0.02 (2%) | 1.07 | 0.93 |
| 실시예 3 | 10.5 | 8% | 0.86±0.02 (2%) | 1.06 | 0.95 |
| 실시예 4 | 10.7 | 7% | 0.87±0.01 (2%) | 1.05 | 0.95 |
| 실시예 5 | 10.4 | 7% | 0.87 (2%) | 1.09 | 0.92 |
상기 표 2 및 도 4a, 4b, 도 5a, 5b의 결과로부터 실시예들의 반도체나노입자들을 비교예에 비해 현저히 향상된 circularity 를 나타낼 수 있으며, 매우 균일한 쉘 코팅을 가짐을 확인한다. 실험예 1: 박막의 열안정성 평가
실시예 1의 반도체 나노입자들과 비교예 1의 반도체 나노입자들을 각각 옥탄에 분산시키고, quartz 기판에 나노입자들의 박막 (30 nm) 을 형성하고, 이를 80도씨에서 30분간 열처리한다. 열처리 전과 열처리 후 박막의 양자 효율을 측정하고 그 유지율을 평가하고 그 결과를 하기 표 3에 정리한다.
| Coating | 박막 QY | 박막QY (80도씨 열처리 30분 후) | 유지율 |
| 비교예 1 | 75% | 58% | 77% |
| 실시예 1 | 82% | 75% | 91% |
상기 표 3의 결과로부터 실시예 1의 반도체나노입자들을 포함하는 박막의 QY 및 그의 유지율은 비교예 1의 반도체 나노입자들을 포함하는 박막의 QY 및 유지율에 비해 현저히 향상됨을 확인한다.
실험예 2 : 반도체 나노입자의 용액 상태 electron doping 실험
실시예 1에서 제조된 반도체 나노입자들과 비교계 1에서 제조된 반도체 나노입자들을 각각 헥산에 분산시켜 용액을 얻는다. 얻어진 각각의 용액에 환원제로서 LiEt3BH 0.004mmol = 1.3 mM 추가하기 전과 후 PL 측정한다.
그 결과 비교예 1의 반도체 나노입자들은 환원제 부가에 의해 초기 PL의 20% 이하로 감소하는 반면, 실시예 1의 반도체 나노입자들은 환원제 부가에 의해 초기 PL 의 40% 이상을 유지함을 확인한다.
이러한 결과는 실시예의 반도체 나노입자들이 화학적인 charging 에 더 안정함을 시사할 수 있다.
소자 실시예:
실시예 6
실시예 1에서 제조된 반도체 나노입자들을 사용하여 아래의 방식으로 ITO/ PEDOT/TFB(250 옹스트롱)/반도체나노입자 발광층 (360옹스트롱)/ ZnMgO (240 옹스트롱)/Al 구조의 발광소자를 제조하고, 전계발광물성을 측정한다. 측정 결과를 표 4에 정리한다.
ITO 전극(제1 전극)이 증착된 유리 기판 상에 PEDOT:PSS 및 TFB (또는 PVK)층을 정공 주입층 및 정공 수송층으로서 스핀 코팅 방법으로 형성한다. 형성된 TFB층 (25 nm) 위에 실시예 1에서 준비한 반도체 나노입자 용액을 스핀 코팅하여 발광층을 형성한다. 상기 발광층 상에 상기 전자 보조층으로서, 아연 마그네슘 산화물 나노입자층을 형성하고, 이 후에 Al 전극을 증착으로 형성하여 발광소자를 제조하였다.
비교예 2
비교예 1에서 제조된 반도체 나노입자들을 사용하여 아래의 방식으로 소자를 제조하고, 전계발광물성을 측정한다. 측정 결과를 표 4에 정리한다.
| Efficiency | Lifetime | |||
| Max. EQE | Max. Lum. | V@5mA | T50(h)@650nt | |
| 비교예 2 | 7.3 | 39256 | 3.1 | 16.9 |
| 실시예 6 | 10.5 | 57456 | 3.0 | 30 |
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
Claims (21)
- 서로 이격된 제1 전극와 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되고 반도체 나노입자들을 포함하는 발광층을 포함하는 전계발광 소자로서,
상기 반도체 나노 입자들은 카드뮴을 포함하지 않고,
상기 반도체 나노입자들은, 코어쉘 구조를 가지며,
상기 반도체 나노입자들은 아연, 셀레늄, 텔루리움, 및 황을 포함하며,
상기 반도체 나노입자들은, 전자 현미경에 의해 얻어지는 2차원 이미지에서 확인하였을 때에, 하기 식에 의해 정의되는 원형도 (circularity)의 평균값이 0.8 이상 및 1 이하인 전계발광 소자:
Area: 개별 반도체 나노입자의 2차원 이미지의 면적
Perimeter: 반도체 나노입자의 2차원 이미지의 둘레. - 제1항에 있어서,
상기 발광소자는, 상기 발광층과 상기 제1 전극 사이에 정공 보조층을 더 포함하거나,
상기 발광소자는 상기 발광층과 상기 제2 전극 사이에 전자 보조층을 더 포함하거나, 혹은
상기 발광소자는, 상기 발광층과 상기 제1 전극 사이에 정공 보조층을 더 포함하고 상기 발광층과 상기 제2 전극 사이에 전자 보조층을 더 포함하는 전계 발광 소자. - 제2항에 있어서,
상기 정공 보조층은 유기 고분자 화합물을 포함하는 정공 수송층을 포함하고, 상기 전자 보조층은 아연 마그네슘 금속 산화물 나노입자들을 포함하는 전계 발광 소자. - 제1항에 있어서,
상기 반도체 나노결정 입자들은 평균 입자 크기가 5 nm 이상 및 50 nm 이하인 전계 발광 소자: - 제1항에 있어서,
상기 코어쉘 구조는, 제1 반도체 나노결정을 포함하는 코어 및 상기 코어 상에 배치되는 반도체 나노결정 쉘을 포함하고,
상기 제1 반도체 나노결정은 아연, 셀레늄, 및 텔루리움을 포함하는 제1아연칼코겐화물을 포함하고,
상기 반도체 나노결정쉘은 아연 및 황을 포함하는 제2아연칼코겐화물 및 선택에 따라 아연 및 셀레늄을 포함하는 제3 아연 칼코겐화물을 포함하는 전계발광 소자. - 제5항에 있어서,
상기 반도체 나노입자들은, 투과전자 현미경분석에서 확인하였을 때에 하기 식에 의해 정의되는 상기 반도체 나노결정 쉘의 두께 불균등도(thickness inequality)가 0.3 이하인 전계발광소자:
(Tmax - Tmin)/(Tmax)
Tmax: 주어진 반도체 나노입자에서의 반도체 나노결정 쉘의 최대 두께
Tmin: 주어진 반도체 나노입자에서의 반도체 나노결정 쉘의 최소 두께 - 제1항에 있어서,
상기 반도체 나노입자들에서, 셀레늄에 대한 텔루리움의 몰 비는 0 초과 및 0.1 이하인 전계 발광 소자. - 제1항에 있어서,
상기 반도체 나노입자들에서, 아연에 대한 황과 셀레늄의 총 합의 몰 비 ([(S+Se)/Zn])는 0.88 이상 및 3 이하인 전계 발광 소자. - 제1항에 있어서,
상기 반도체 나노결정들은, 인듐 포스파이드, 갈륨포스파이드, 망간, 구리, 또는 이들의 조합을 포함하지 않는 발광 소자. - 제1항에 있어서,
상기 발광층은, 광 조사 시 양자 수율이 75% 초과이고, 80도씨에서 30분간 열처리 후 양자 수율의 유지율이 80% 이상인 전계 발광 소자. - 제1항에 있어서,
상기 발광층은, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 전압 인가 시 청색광을 방출하도록 구성되고, 상기 청색광은 최대 발광 피크 파장이 400 nm 이상 및 500 nm 이하에 존재하며,
상기 전계발광 소자는, 최대 외부 양자효율 (Max EQE)가 7.5 % 이상 및 40 % 이하이거나,
최대 휘도가 1만 cd/m2 이상 및 20만 cd/m2 이하이거나, 혹은
상기 전계발광 소자는, 최대 외부 양자효율 (Max EQE)가 7.5% 이상 및 40% 이하이고, 최대 휘도가 1만 cd/m2 이상 및 20 만 cd/m2 이하인 전계발광 소자, - 반도체 나노 입자들로서,
상기 반도체 나노입자들은 카드뮴을 포함하지 않고
상기 반도체 나노입자들은 아연, 셀레늄, 텔루리움, 및 황을 포함하고,
상기 반도체 나노입자들은 청색광을 방출하도록 구성되고,
상기 반도체 나노입자들은, 전자 현미경에 의해 얻어지는 2차원 이미지에서 확인하였을 때에, 하기 식에 의해 정의되는 원형도 (circularity)의 평균값이 0.8 이상 및 1 이하인 반도체 나노입자들:
Area: 반도체 나노입자의 2차원 이미지의 면적
Perimeter: 반도체 나노입자의 2차원 이미지의 둘레. - 제1항에 있어서,
상기 반도체 나노결정 입자들은 평균 입자 크기가 9 nm 이상 및 12 nm 이하이고,
입자 크기의 표준 편차가 상기 평균 입자 크기의 3% 이상 및 15% 이하인 반도체 나노입자들: - 제12항에 있어서,
상기 반도체 나노입자들은 제1 반도체 나노결정을 포함하는 코어 및 상기 코어 상에 배치되는 반도체 나노결정 쉘을 포함하고,
상기 제1 반도체 나노결정은 아연, 셀레늄, 및 텔루리움을 포함하는 제1 아연칼코겐화물을 포함하고,
상기 반도체 나노결정쉘은 아연 및 황을 포함하는 제2 칼코겐화물 및 선택에 따라 아연, 셀레늄을 포함하는 제3 칼코겐화물을 포함하는 반도체 나노입자들. - 제14항에 있어서,
상기 반도체 나노입자들은, 투과전자 현미경 분석에서 확인하였을 때에 하기 식에 의해 정의되는 상기 반도체 나노결정 쉘의 두께 불균일도가 0.3 이하인 반도체 나노입자들:
(Tmax - Tmin)/(Tmax)
Tmax: 주어진 반도체 나노입자에서의 반도체 나노결정 쉘의 최대 두께
Tmin: 주어진 반도체 나노입자에서의 반도체 나노결정 쉘의 최소 두께 - 제12항에 있어서,
상기 반도체 나노입자들에서, 셀레늄에 대한 텔루리움의 몰 비는 0 초과 및 0.1 이하인 반도체 나노입자들. - 제12항에 있어서,
상기 반도체 나노입자들에서, 아연에 대한 황과 셀레늄의 총 합의 몰 비 ([(S+Se)/Zn])는 0.88 이상 및 3 이하인 반도체 나노입자들. - 제12항에 있어서,
상기 반도체 나노결정들은, 인듐 포스파이드, 갈륨 포스파이드, 망간, 구리, 또는 이들의 조합을 포함하지 않는 반도체 나노입자들. - 제12항의 반도체 나노입자들을 제조하는 방법으로서,
아연, 셀레늄, 및 텔루리움을 포함하는 제1 반도체 나노결정을 포함하는 입자의 존재 하에 아연 전구체와 황 전구체를 반응시켜 아연 및 황을 포함하는 반도체 나노결정 쉘을 형성하여 반도체 나노입자들을 만드는 단계를 포함하고,
상기 반응에서, 상기 아연 전구체에 대한 상기 황 전구체의 몰 비는 2.4 이상인 제조 방법. - 제12항의 반도체 나노입자들을 포함하는 표시장치.
- 제20항에 있어서,
상기 표시장치는, 휴대 단말장치, 모니터, 노트북, 텔레비전, 전광판, 카메라, 또는 전장 부품을 포함하는 표시 장치.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210113263 | 2021-08-26 | ||
| KR20210113263 | 2021-08-26 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230031175A true KR20230031175A (ko) | 2023-03-07 |
Family
ID=85384886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220107922A KR20230031175A (ko) | 2021-08-26 | 2022-08-26 | 전계발광소자 및 반도체 나노입자 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20230074734A1 (ko) |
| KR (1) | KR20230031175A (ko) |
-
2022
- 2022-08-25 US US17/895,253 patent/US20230074734A1/en active Pending
- 2022-08-26 KR KR1020220107922A patent/KR20230031175A/ko unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20230074734A1 (en) | 2023-03-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11591518B2 (en) | Quantum dots and devices including the same | |
| US11566345B2 (en) | Cadmium-free semiconductor nanocrystal particles having high quantum efficiency, production methods thereof, and devices including the same | |
| KR102649299B1 (ko) | 전계발광 표시 장치 | |
| KR102424444B1 (ko) | 반도체 나노결정 입자 및 이를 포함하는 소자 | |
| US20220348824A1 (en) | Core shell quantum dot and electronic device including the same | |
| EP3536761B1 (en) | Quantum dots | |
| KR20210027211A (ko) | 양자점 및 이를 포함하는 소자 | |
| US11512254B2 (en) | Quantum dots, and an electronic device including the same | |
| KR20230031175A (ko) | 전계발광소자 및 반도체 나노입자 | |
| US20220302402A1 (en) | Electroluminescent display device | |
| US11982018B2 (en) | Semiconductor nanocrystal particles of core-shell structure having specific bandgap relationship between the core and the shells, production methods thereof, and devices including the same | |
| US11981850B2 (en) | Quantum dots, and an electronic device including the same | |
| US11981852B2 (en) | Quantum dots and devices including the same | |
| KR20230044850A (ko) | 전계발광소자 및 반도체 나노입자 | |
| KR20230032348A (ko) | 반도체 나노입자의 제조방법 | |
| KR20220094166A (ko) | 발광막과 이를 포함하는 소자 | |
| KR20230001556A (ko) | 표시 장치 및 발광소자 | |
| KR20230029556A (ko) | 전계발광소자 및 표시장치 | |
| KR20240035371A (ko) | 전계발광소자와 그 제조방법, 및 이를 포함하는 표시장치 | |
| KR20210045716A (ko) | 양자점, 및 이를 포함하는 전자 소자 |