KR20230136124A - Films containing bright silver-based quaternary nanostructures - Google Patents

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Abstract

Ag, In, Ga 및 S(AIGS) 나노구조체들 및 상기 나노구조체들에 결합된 적어도 하나의 리간드를 포함하는 필름이 개시된다. 일부 실시형태에서, AIGS 나노구조체들은 32% 초과의 광자 변환 효율 및 480-545 nm의 피크 파장 방출을 갖는다. 일부 실시형태들에서, 나노구조들은 24-38 nm 의 FWHM 을 갖는 방출 스펙트럼을 갖는다.A film comprising Ag, In, Ga, and S (AIGS) nanostructures and at least one ligand bound to the nanostructures is disclosed. In some embodiments, AIGS nanostructures have a photon conversion efficiency greater than 32% and a peak wavelength emission of 480-545 nm. In some embodiments, the nanostructures have an emission spectrum with a FWHM of 24-38 nm.

Description

밝은 은 기반 4원 나노구조를 포함하는 필름Films containing bright silver-based quaternary nanostructures

본 발명은 나노기술의 분야에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 약 450 nm의 파장을 갖는 청색 광원을 사용하여 여기될 때, 480-545 nm의 피크 방출 파장에서 32% 초과의 높은 광자 변환 효율(PCE)을 갖는 박형, 중금속 무함유 나노구조 색 변환 필름을 제공한다.The present invention relates to the field of nanotechnology. More specifically, the present invention provides a thin, heavy metal-free photon conversion efficiency (PCE) of greater than 32% at a peak emission wavelength of 480-545 nm when excited using a blue light source with a wavelength of about 450 nm. Provides a nanostructured color conversion film.

색의 효율적인 변환은 조명 및 디스플레이 응용에서 중요하다. 디스플레이 응용에서, 백라이트로는 파장 450nm 부근의 청색 광원이 가장 일반적으로 사용된다. 대부분의 응용에는 Cd 및 Pb와 같은 중금속이 없는 재료를 필요로 한다. Efficient conversion of color is important in lighting and display applications. In display applications, blue light sources with a wavelength of around 450 nm are most commonly used as backlights. Most applications require materials free of heavy metals such as Cd and Pb.

효율이 증가하면 낭비되는 전력이 줄어들 뿐만 아니라 방출이 증가한다. 색 변환 박형 필름은 방출된 광자의 수를 소스 광자의 수로 나눈 것으로 정의되는 광자 변환 효율(PCE)을 특징으로 한다. 디스플레이에 사용되는 녹색(green) 중금속 무함유 QD 색 변환 필름은 통상적으로 여기되는 청색광에서의 제한적 흡수 때문에 성능이 좋지 않다. 청색 흡수는 사용되는 재료 시스템에 의해 종종 본질적으로 제한되며, 그 결과로 충분한 450nm 광을 흡수하기 위해 훨씬 더 두꺼운 필름이 필요하다.Increasing efficiency not only reduces wasted power but also increases emissions. Color converting thin films are characterized by photon conversion efficiency (PCE), which is defined as the number of photons emitted divided by the number of source photons. Green heavy metal-free QD color conversion films used in displays perform poorly due to limited absorption in blue light, which is commonly excited. Blue absorption is often inherently limited by the material system used, resulting in the need for much thicker films to absorb sufficient 450 nm light.

QD 잉크의 성막에 의해 형성된 박형 필름은 일반적으로 UV 조사에 의해 경화된다. 대부분의 경우에, 이것 다음으로 공기가 있는 상태에서 최대 1시간 동안 180 ℃ 에서 열 처리가 이어진다. 이들 필름의 광자 변환 효율은 이들 처리 단계를 통한 불안정성으로 인해 불량한 흡수 및 불량한 광 변환의 조합에 의해 제한된다. Thin films formed by deposition of QD ink are generally cured by UV irradiation. In most cases, this is followed by heat treatment at 180°C for up to 1 hour in the presence of air. The photon conversion efficiency of these films is limited by a combination of poor absorption and poor light conversion due to instability through these processing steps.

높은 대역 에지 방출(BE), 좁은 반치전폭(FWHM), 높은 양자 수율(QY) 및 감소된 적색 편이를 갖고, 약 450 nm의 여기 파장을 사용하여 480 과 545 nm 사이의 피크 방출 파장에서 높은(32% 초과) 광자 변환 효율(PCE)을 갖는 필름을 제조하는 데 유용한 Ag/In/Ga/S(AIGS) 나노구조체에 대한 필요성이 업계에 남아 있다.It has high band edge emission (BE), narrow full width at half maximum (FWHM), high quantum yield (QY) and reduced red shift, and has high ( There remains a need in the industry for Ag/In/Ga/S (AIGS) nanostructures useful for fabricating films with photon conversion efficiency (PCE) (>32%).

발명의 간략한 요약BRIEF SUMMARY OF THE INVENTION

본 발명은 약 450 nm의 파장을 갖는 청색 광원을 사용하여 여기될 때, 480-545 nm의 피크 방출 파장에서 32% 초과의 높은 광자 변환 효율(PCE)을 갖는 박형, 중금속 무함유 나노구조 색 변환 필름을 제공한다. 이는 하나 이상의 리간드를 포함하는 잉크 포뮬레이션(ink formulation)에서 Ag/In/Ga/S(AIGS) 나노구조체들을 사용하며, 잉크의 모든 핸들링, 다음으로, 필름의 성막, 처리 및 측정이 청색 또는 자외 광에 노출되기 전에 무산소 환경에서 수행됨으로써 달성된다. 일부 실시형태에서, AIGS 나노구조체들은 28-38 nm 의 FWHM 을 갖는다. 일부 실시형태에서, AIGS 나노구조체들은 32 nm 미만의 FWHM 을 갖는다. 이 좁은 FWHM은, AIGS 나노구조체들에 적어도 하나의 폴리아미노-리간드를 첨가하고 필름 층을 제조하며, 나노구조체 잉크의 모든 핸들링, 잉크의 성막, 필름의 처리 및 측정이 무산소 환경에서 수행됨으로써 달성된다. The present invention provides thin, heavy metal-free nanostructured color conversion with a high photon conversion efficiency (PCE) of greater than 32% at a peak emission wavelength of 480-545 nm when excited using a blue light source with a wavelength of about 450 nm. Provides film. It uses Ag/In/Ga/S (AIGS) nanostructures in an ink formulation containing one or more ligands, and all handling of the ink, followed by deposition, processing and measurement of the film, is performed under blue or ultraviolet light. This is achieved by being performed in an oxygen-free environment before exposure to light. In some embodiments, AIGS nanostructures have a FWHM of 28-38 nm. In some embodiments, AIGS nanostructures have a FWHM of less than 32 nm. This narrow FWHM is achieved by adding at least one polyamino-ligand to the AIGS nanostructures, preparing the film layer, and performing all handling of the nanostructure ink, deposition of the ink, processing and measurement of the film in an oxygen-free environment. .

QD 잉크의 성막에 의해 형성된 박형 필름은 통상적으로 UV 조사에 의해 경화된다. 대부분의 경우에, 이것 다음으로 공기가 있는 상태에서 최대 1시간 동안 180 ℃ 에서 열 처리가 이어진다. 이들 처리 단계를 통한 불안정성으로 인해 불량한 흡수 및 불량한 광 변환에 의해 광자 변환 효율이 감소하는 것으로 밝혀졌다. Thin films formed by deposition of QD ink are typically cured by UV irradiation. In most cases, this is followed by heat treatment at 180°C for up to 1 hour in the presence of air. It has been found that photon conversion efficiency is reduced by poor absorption and poor light conversion due to instability through these processing steps.

열처리 후 PCE가 32% 초과(>)인 것을 달성하는, 적어도 하나의 리간드를 포함하는 잉크 포뮬레이션에서 AIGS 나노구조체들을 포함하는 필름이 본 명세서에 개시된다. 일부 실시형태에서, AIGS 나노구조체들, 적어도 하나의 리간드를 포함하고, 450 nm의 파장을 갖는 청색 광원을 사용하여 여기될 때 480-545 nm의 피크 방출 파장에서 32% 초과의 PCE을 나타내는 필름이 제공된다. PCE는 484nm에서 700nm까지의 방출 스펙트럼을 적분하여 계산되며 녹색 부분(green portion)은 484-588nm로 정의된다. 일부 실시형태에서, 필름은 박형(5-15㎛) 색 변환 필름이다.Disclosed herein are films comprising AIGS nanostructures in an ink formulation comprising at least one ligand that achieve a PCE of >32% after heat treatment. In some embodiments, a film comprising AIGS nanostructures, at least one ligand, and exhibiting a PCE of greater than 32% at a peak emission wavelength of 480-545 nm when excited using a blue light source with a wavelength of 450 nm. provided. PCE is calculated by integrating the emission spectrum from 484nm to 700nm, with the green portion defined as 484-588nm. In some embodiments, the film is a thin (5-15 μm) color conversion film.

제조된 대로의, 이 필름은 약 450nm에서의 흡수부근 양호한 청색광 흡수(>95%)를 갖지만 중간 정도의 방출 특성을 가진다. 그러나, 산소 및/또는 빛이 없는 상태에서 처리되거나 및/또는 필름을 UV 또는 청색광에 노출하기 전에 캡슐화하면, 이들 필름의 방출 특성이 크게 향상된다.As manufactured, this film has good blue light absorption (>95%) near the absorption at about 450 nm, but has moderate emission properties. However, if processed in the absence of oxygen and/or light and/or encapsulated before exposing the films to UV or blue light, the release properties of these films are greatly improved.

일부 실시형태에서, 필름은 AIGS 표면을 코팅하는 리간드에 혼입된 적어도 하나의 단량체를 추가로 포함한다. 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 단량체는 아크릴레이트이다. 일부 실시형태에서, 단량체는 에틸 아크릴레이트, 헥사메틸렌 디아크릴레이트(HDDA), 테트라히드로푸르푸릴 아크릴레이트, 트리(프로필렌 글리콜) 디아크릴레이트, 1,4-비스(아크릴로일옥시)부탄 또는 이소보르닐 아크릴레이트 중 적어도 하나이다. In some embodiments, the film further comprises at least one monomer incorporated into the ligand that coats the AIGS surface. In some embodiments, at least one monomer is an acrylate. In some embodiments, the monomer is ethyl acrylate, hexamethylene diacrylate (HDDA), tetrahydrofurfuryl acrylate, tri(propylene glycol) diacrylate, 1,4-bis(acryloyloxy)butane, or iso At least one of bornyl acrylate.

AIGS 필름의 제조 방법으로서, As a method for manufacturing AIGS film,

(a) AIGS 나노구조체들 및 나노구조체들을 코팅하는 적어도 하나의 리간드를 제공하는 단계; (a) providing AIGS nanostructures and at least one ligand that coats the nanostructures;

(b) (a) 의 AIGS 나노구조체들과 적어도 하나의 유기 수지를 혼합하는 단계; 및(b) mixing the AIGS nanostructures of (a) with at least one organic resin; and

(c) 혼합된 상기 AIGS 나노구조체들, 상기 나노구조체들을 코팅하는 상기 적어도 하나의 리간드, 및 적어도 하나의 유기 수지를 포함하는 제 1 필름을 제 1 배리어 층 상에 준비하는 단계; (c) preparing a first film comprising the mixed AIGS nanostructures, the at least one ligand coating the nanostructures, and at least one organic resin on a first barrier layer;

(d) UV 조사 및/또는 베이킹에 의해 필름을 경화시키는 단계;(d) curing the film by UV irradiation and/or baking;

(e) 상기 제 1 배리어 층과 제 2 배리어 층 사이에 상기 제 1 필름을 캡슐화하는 단계를 포함하고; (e) encapsulating the first film between the first and second barrier layers;

상기 캡슐화된 필름은 약 450 nm의 파장을 갖는 청색 광원을 사용하여 여기될 때, 480-545 nm의 피크 방출 파장에서 32% 초과의 변환 효율(PCE)을 나타내는, AIGS 필름의 제조 방법이 제공된다A method of making an AIGS film is provided, wherein the encapsulated film exhibits a conversion efficiency (PCE) of greater than 32% at a peak emission wavelength of 480-545 nm when excited using a blue light source with a wavelength of about 450 nm.

일부 실시형태에서, AIGS 나노구조들은 AIGS 표면을 코팅하는 적어도 하나의 리간드에 혼입된 적어도 하나의 단량체를 추가로 포함한다.In some embodiments, the AIGS nanostructures further include at least one monomer incorporated into at least one ligand that coats the AIGS surface.

또한 also

(f) (a)의 AIGS 나노구조체들과 리간드의 혼합물에 적어도 하나의 산소 반응성 재료의 첨가, (b)의 혼합물에 적어도 하나의 산소 반응성 재료의 첨가, 및/또는 (c)에서 제조된 상기 제 1 필름의 상단에 적어도 하나의 산소 반응성 재료를 포함하는 제 2 필름을 형성하는 것; 및/또는(f) addition of at least one oxygen-reactive material to the mixture of AIGS nanostructures and ligands in (a), addition of at least one oxygen-reactive material to the mixture of (b), and/or the above prepared in (c). forming a second film comprising at least one oxygen-reactive material on top of the first film; and/or

(g) (c)에서 제조된 상기 제 1 필름 상에 일시적으로 산소 및/또는 물을 차단하는 희생 배리어 층을 형성하는 것, 및 상기 필름의 PCE를 측정하는 것, 다음으로 상기 희생 배리어 층을 제거하는 것(g) forming a sacrificial barrier layer that temporarily blocks oxygen and/or water on the first film prepared in (c), and measuring the PCE of the film, then forming the sacrificial barrier layer removing

을 더 포함하는 방법이 제공된다. A method further including is provided.

또한 also

(a) 열처리 및/또는 측정 전에 필름을 캡슐화하는 것;(a) encapsulating the film prior to heat treatment and/or measurement;

(b) 열처리 또는 광 노출 동안 포뮬레이션의 일부로서 산소 반응성 재료의 사용; 및/또는(b) use of oxygen-reactive materials as part of the formulation during heat treatment or light exposure; and/or

(c) 희생 배리어 층의 사용을 통해 산소의 일시적 차단(c) Temporary blocking of oxygen through the use of a sacrificial barrier layer

을 포함하는 방법이 제공된다. A method including is provided.

일부 실시형태에서, 나노구조체들은 40 nm 미만의 FWHM 을 갖는 방출 스펙트럼을 갖는다. 일부 실시형태에서, 나노구조체들은 24-38 nm 의 FWHM 을 갖는 방출 스펙트럼을 갖는다. 일부 실시형태에서, 나노구조체들은 27-32 nm 의 FWHM 을 갖는 방출 스펙트럼을 갖는다. 일부 실시형태에서, 나노구조체들은 29-31 nm 의 FWHM 을 갖는 방출 스펙트럼을 갖는다. In some embodiments, the nanostructures have an emission spectrum with a FWHM of less than 40 nm. In some embodiments, the nanostructures have an emission spectrum with a FWHM of 24-38 nm. In some embodiments, the nanostructures have an emission spectrum with a FWHM of 27-32 nm. In some embodiments, the nanostructures have an emission spectrum with a FWHM of 29-31 nm.

일부 실시형태에서, 나노구조체들은 80-99.9% 의 QY 를 갖는다. 일부 실시형태에서, 나노구조체들은 85-95% 의 QY 를 갖는다. 일부 실시형태에서, 나노구조체들은 약 86-94% 의 QY 를 갖는다. 일부 실시형태에서, 나노구조체들은 0.8 이상의 OD450/mass (mL.mg-1.cm-1) 를 갖고, 여기서 OD 는 광학 밀도이다. 일부 실시형태에서, 나노구조체들은 0.8-2.5 포함 범위의 OD450/mass (mL.mg-1.cm-1) 를 갖는다. 일부 실시형태에서, 나노구조체들은 0.87-1.9 포함 범위의 OD450/mass (mL.mg-1.cm-1) 를 갖는다. 일부 실시형태에서, 나노구조체들의 평균 직경은 투과 전자 현미경(TEM)에 의해 10 nm 미만이다. 일부 실시형태들에서, 평균 직경은 약 5 nm 이다.In some embodiments, nanostructures have a QY of 80-99.9%. In some embodiments, nanostructures have a QY of 85-95%. In some embodiments, nanostructures have a QY of about 86-94%. In some embodiments, the nanostructures have an OD 450 /mass (mL . mg −1. cm −1 ) greater than 0.8, where OD is the optical density. In some embodiments, the nanostructures have an OD 450 /mass (mL . mg -1. cm -1 ) ranging from 0.8-2.5. In some embodiments, the nanostructures have an OD 450 /mass (mL . mg -1. cm -1 ) ranging from 0.87-1.9. In some embodiments, the average diameter of the nanostructures is less than 10 nm by transmission electron microscopy (TEM). In some embodiments, the average diameter is about 5 nm.

일부 실시형태들에서, 방출의 적어도 약 80% 는 밴드-에지 방출이다. 일부 실시형태들에서, 방출의 적어도 약 90% 는 밴드-에지 방출이다. 일부 실시형태들에서, 방출의 92-98% 는 밴드-에지 방출이다. 일부 실시형태들에서, 방출의 93-96% 는 밴드-에지 방출이다.In some embodiments, at least about 80% of the emission is band-edge emission. In some embodiments, at least about 90% of the emission is band-edge emission. In some embodiments, 92-98% of the emission is band-edge emission. In some embodiments, 93-96% of the emission is band-edge emission.

일부 실시형태에서, AIGS 나노구조체들은 약 450 nm 의 피크 방출 파장 (PWL) 을 갖는다. In some embodiments, AIGS nanostructures have a peak emission wavelength (PWL) of about 450 nm.

일부 실시형태에서, 상기 AIGS 나노구조체들은 상기 나노구조체들의 표면으로부터 증가된 갈륨에서 상기 나노구조체들의 중심에서 감소된 갈륨으로의 구배를 포함한다.In some embodiments, the AIGS nanostructures include a gradient from increased gallium at the surface of the nanostructures to decreased gallium at the center of the nanostructures.

일부 실시형태에서, 적어도 하나의 리간드는 아미노 리간드, 폴리아미노 리간드, 메르캅토기를 포함하는 리간드, 또는 실란기를 포함하는 리간드이다. 폴리아미노 리간드를 사용하면 FWHM이 32 nm보다 큰 AIGS 함유 필름이 생성된다는 것이 예기치 않게 발견되었다. In some embodiments, the at least one ligand is an amino ligand, a polyamino ligand, a ligand comprising a mercapto group, or a ligand comprising a silane group. It was unexpectedly discovered that using polyamino ligands results in AIGS-containing films with FWHMs greater than 32 nm.

일부 실시형태에서, 적어도 하나의 폴리아미노-리간드는 폴리아미노 알칸, 폴리아미노-시클로알칸, 폴리아미노 헤테로시클릭 화합물, 폴리아미노 작용화 실리콘, 또는 폴리아미노 치환된 에틸렌 글리콜이다. 일부 실시형태에서, 폴리아미노-리간드는 2개 또는 3개의 아미노기로 치환되고 임의적으로 탄소기 대신에 1개 또는 2개의 아미노기를 함유하는 C2-20 알칸 또는 C2-20 시클로알칸이다. 일부 실시형태에서, 폴리아미노-리간드는 1,3-시클로헥산비스(메틸아민), 2,2-디메틸-1,3-프로판디아민, 또는 트리스(2-아미노에틸)아민이다. In some embodiments, the at least one polyamino-ligand is a polyamino alkane, polyamino-cycloalkane, polyamino heterocyclic compound, polyamino functionalized silicone, or polyamino substituted ethylene glycol. In some embodiments, the polyamino-ligand is a C 2-20 alkane or C 2-20 cycloalkane substituted with 2 or 3 amino groups and optionally containing 1 or 2 amino groups in place of a carbon group. In some embodiments, the polyamino-ligand is 1,3-cyclohexanebis(methylamine), 2,2-dimethyl-1,3-propanediamine, or tris(2-aminoethyl)amine.

일부 실시형태에서, 리간드는 식 I 의 화합물이다:In some embodiments, the ligand is a compound of Formula I:

식 중:During the ceremony:

x 는 1 내지 100 이고; x is 1 to 100;

y 는 0 내지 100 이고;y is 0 to 100;

R2 는 C1-20 알킬이다.R 2 is C 1-20 alkyl.

일부 실시형태에서, x = 19, y = 3, 및 R2 = -CH3 이다. In some embodiments, x = 19, y = 3, and R 2 = -CH 3 .

일부 실시형태에서, 적어도 하나의 리간드는 (3-아미노프로필) 트리메톡시-실란); (3-메르캅토프로필)트리에톡시실란; DL-α-리포산; 3,6-디옥사-1,8-옥탄디티올; 6-메르캅토-1-헥산올; 메톡시폴리에틸렌 글리콜 아민(약 m.w. 500); 폴리(에틸렌글리콜) 메틸 에테르 티올(약 m.w. 800); 디에틸 페닐포스포나이트; 디벤질 N,N-디이소프로필포스포르아미다이트; 디-tert-부틸 N,N-디이소프로필포스포르아미다이트; 트리스(2-카르복시에틸)포스핀 하이드로클로라이드; 폴리(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 티올(약 m.w. 2000); 메톡시폴리에틸렌 글리콜 아민(약 m.w.750); 아크릴아마이드; 또는 폴리에틸렌이민이다. 중합체의 m.w.는 질량 분석법(mass spectrometry)으로 결정된다.In some embodiments, the at least one ligand is (3-aminopropyl)trimethoxy-silane); (3-mercaptopropyl)triethoxysilane; DL-α-lipoic acid; 3,6-dioxa-1,8-octanedithiol; 6-mercapto-1-hexanol; Methoxypolyethylene glycol amine (about m.w. 500); poly(ethylene glycol) methyl ether thiol (about m.w. 800); diethyl phenylphosphonite; Dibenzyl N,N-diisopropylphosphoramidite; di-tert-butyl N,N-diisopropylphosphoramidite; tris(2-carboxyethyl)phosphine hydrochloride; poly(ethylene glycol) methyl ether thiol (ca. m.w. 2000); Methoxypolyethylene glycol amine (about m.w.750); acrylamide; Or polyethyleneimine. The m.w. of the polymer is determined by mass spectrometry.

일부 실시형태에서, 적어도 하나의 리간드는 아미노-폴리알킬렌 옥사이드(약 m.w. 1000) 및 메톡시폴리에틸렌 글리콜 아민(약 m.w. 500); 아미노-폴리알킬렌 옥사이드(약 m.w. 1000) 및 6-메르캅토-1-헥산올; 아미노-폴리알킬렌 옥사이드(약 m.w. 1000) 및 (3-메르캅토프로필)트리에톡시실란; 및 6-메르캅토-1-헥산올 및 메톡시폴리에틸렌 글리콜 아민(약 m.w. 500)의 조합이다.In some embodiments, the at least one ligand is selected from amino-polyalkylene oxide (about m.w. 1000) and methoxypolyethylene glycol amine (about m.w. 500); Amino-polyalkylene oxide (about m.w. 1000) and 6-mercapto-1-hexanol; Amino-polyalkylene oxide (about m.w. 1000) and (3-mercaptopropyl)triethoxysilane; and a combination of 6-mercapto-1-hexanol and methoxypolyethylene glycol amine (about m.w. 500).

일부 실시형태에서, AIGS 나노구조들은 AIGS 표면을 코팅하는 적어도 하나의 리간드에 혼입된 적어도 하나의 단량체를 추가로 포함한다.In some embodiments, the AIGS nanostructures further include at least one monomer incorporated into at least one ligand that coats the AIGS surface.

또한 also

(a) 32% 초과의 PCE를 나타내는 AIGS 나노구조체들, 및(a) AIGS nanostructures exhibiting a PCE greater than 32%, and

(b) 적어도 하나의 유기 수지(b) at least one organic resin

를 포함하는 나노구조체 조성물이 제공된다.A nanostructure composition comprising a is provided.

일부 실시형태에서, 적어도 하나의 유기 수지는 경화된다.In some embodiments, the at least one organic resin is cured.

본 명세서에 기재된 나노구조체 조성물을 조제하는 방법이 제공되며, 방법은: Methods for preparing nanostructure compositions described herein are provided, comprising:

(a) AIGS 나노구조체들 및 나노구조체들을 코팅하는 적어도 하나의 리간드를 제공하는 단계; (a) providing AIGS nanostructures and at least one ligand that coats the nanostructures;

(b) (a)의 나노구조체들과 적어도 하나의 유기 수지를 혼합하는 단계;(b) mixing the nanostructures of (a) with at least one organic resin;

(c) 혼합된 상기 AIGS 나노구조체들, 상기 나노구조체들을 코팅하는 상기 적어도 하나의 리간드, 및 적어도 하나의 유기 수지를 포함하는 제 1 필름을 제 1 배리어 층 상에 준비하는 단계; (c) preparing a first film comprising the mixed AIGS nanostructures, the at least one ligand coating the nanostructures, and at least one organic resin on a first barrier layer;

(d) UV 조사 및/또는 베이킹에 의해 필름을 경화시키는 단계; 및(d) curing the film by UV irradiation and/or baking; and

(e) 상기 제 1 배리어 층과 제 2 배리어 층 사이에 상기 제 1 필름을 캡슐화하는 단계, (e) encapsulating the first film between the first and second barrier layers,

캡슐화된 필름은 약 450 nm의 파장을 갖는 청색 광원을 사용하여 여기될 때, 480-545 nm의 피크 방출 파장에서 32% 초과의 변환 효율(PCE)을 나타낸다.The encapsulated film exhibits a conversion efficiency (PCE) of greater than 32% at a peak emission wavelength of 480-545 nm when excited using a blue light source with a wavelength of about 450 nm.

일부 실시형태에서, (a)의 나노구조체들은 AIGS 표면을 코팅하는 리간드에 혼입된 적어도 하나의 단량체를 추가로 포함한다. 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 단량체는 아크릴레이트이다. 일부 실시형태에서, 단량체는 에틸 아크릴레이트, HDDA, 테트라히드로푸르푸릴 아크릴레이트, 트리(프로필렌 글리콜) 디아크릴레이트, 1,4-비스(아크릴로일옥시)부탄 또는 이소보르닐 아크릴레이트 중 적어도 하나이다. In some embodiments, the nanostructures of (a) further comprise at least one monomer incorporated into a ligand that coats the AIGS surface. In some embodiments, at least one monomer is an acrylate. In some embodiments, the monomer is at least one of ethyl acrylate, HDDA, tetrahydrofurfuryl acrylate, tri(propylene glycol) diacrylate, 1,4-bis(acryloyloxy)butane, or isobornyl acrylate. .

일부 실시형태에서, 방법은 캡슐화된 필름이 AIGS 나노구조체들의 방출 스펙트럼의 측정으로 공기 중에 노출되기 전에 수행된다. 일부 실시형태에서, 방법은 불활성 분위기 하에서 수행된다.In some embodiments, the method is performed before the encapsulated film is exposed to air with measurement of the emission spectrum of the AIGS nanostructures. In some embodiments, the method is performed under an inert atmosphere.

일부 실시형태에서, 방법은 In some embodiments, the method

(f)(a)의 AIGS 나노구조체들과 리간드의 혼합물에 적어도 하나의 산소 반응성 재료의 첨가, (f) addition of at least one oxygen-reactive material to the mixture of AIGS nanostructures and ligand of (a),

(g) (b)의 혼합물에 적어도 하나의 산소 반응성 재료의 첨가, 및/또는 (g) addition of at least one oxygen-reactive material to the mixture of (b), and/or

(h) (c)에서 제조된 상기 제 1 필름의 상단에 적어도 하나의 산소 반응성 재료를 포함하는 제 2 필름을 형성하는 것; 및/또는(h) forming a second film comprising at least one oxygen-reactive material on top of the first film prepared in (c); and/or

(i) (c)에서 제조된 상기 제 1 필름 상에 일시적으로 산소 및/또는 물을 차단하는 희생 배리어 층을 형성하는 것, 및 필름의 PCE를 측정하는 것, 다음으로 희생 배리어 층을 제거하는 것(i) forming a sacrificial barrier layer that temporarily blocks oxygen and/or water on the first film prepared in (c), and measuring the PCE of the film, then removing the sacrificial barrier layer. thing

을 더 포함한다. It further includes.

일부 실시형태에서, 2개의 배리어 층은 산소 및/또는 물을 배제한다.In some embodiments, the two barrier layers exclude oxygen and/or water.

일부 실시형태들에서, 방출의 92-98% 는 밴드-에지 방출이다. 일부 실시형태들에서, 방출의 93-96% 는 밴드-에지 방출이다.In some embodiments, 92-98% of the emission is band-edge emission. In some embodiments, 93-96% of the emission is band-edge emission.

또한 also

(a) AIGS 나노구조체들 및 나노구조체 표면을 코팅하는 적어도 하나의 리간드를 제공하는 단계; 및(a) providing AIGS nanostructures and at least one ligand that coats the nanostructure surface; and

(b) (a)에서 얻어진 조성물을 적어도 하나의 제 2 리간드와 혼합하는 단계(b) mixing the composition obtained in (a) with at least one second ligand.

를 포함하는 조성물을 조제하는 방법이 제공된다.A method of preparing a composition comprising a is provided.

일부 실시형태에서, (a)에서의 조성물은 유기 수지를 더 포함한다. 일부 실시형태에서, (a)에서의 조성물을 AIGS 표면을 코팅하는 리간드에 혼입된 적어도 하나의 단량체를 추가로 포함한다. 일부 실시형태에서, 방법은 조성물을 잉크젯 인쇄하는 단계를 추가로 포함한다.In some embodiments, the composition in (a) further comprises an organic resin. In some embodiments, the composition in (a) further comprises at least one monomer incorporated into a ligand that coats the AIGS surface. In some embodiments, the method further includes inkjet printing the composition.

일부 실시형태에서, 방법은 (b)에서 얻어진 조성물을 포함하는 필름을 제조하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 실시형태에서, 방법은 필름을 경화하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 실시형태에서, 필름은 가열에 의해 경화된다. 일부 실시형태에서, 필름은 전자기 방사선에의 노출에 의해 경화된다.In some embodiments, the method further comprises preparing a film comprising the composition obtained in (b). In some embodiments, the method further includes curing the film. In some embodiments, the film is cured by heating. In some embodiments, the film is cured by exposure to electromagnetic radiation.

또한 전술된 필름을 포함하는 디바이스가 제공된다.Also provided is a device comprising the film described above.

또한, 나노구조체 몰딩된 물품으로서,Additionally, as a nanostructure molded article,

(a) 제 1 전도성 층;(a) first conductive layer;

(b) 제 2 전도성 층; 및 (b) a second conductive layer; and

(c) 제 1 전도성 층과 제 2 전도성 층 사이의 AIGS 나노구조 층을 포함하는 필름(c) a film comprising an AIGS nanostructured layer between the first conductive layer and the second conductive layer.

을 포함하고, Including,

여기서 나노구조 층은 32% 초과의 PCE를 갖는 AIGS 나노구조체들을 포함하는, 나노구조체 몰딩된 물품이 제공된다.A nanostructured molded article is provided wherein the nanostructured layer includes AIGS nanostructures having a PCE of greater than 32%.

또한 also

백 플레인;back plane;

백 플레인 상에 배치된 디스플레이 패널; 및a display panel disposed on the backplane; and

32% 초과의 PCE를 갖는 AIGS 나노구조체들을 포함하는 AIGS 나노구조 층을 포함하는 필름으로서, 상기 나노구조 층이 디스플레이 패널 상에 배치된, 상기 필름A film comprising an AIGS nanostructured layer comprising AIGS nanostructures having a PCE greater than 32%, wherein the nanostructured layer is disposed on a display panel.

을 포함하는 나노구조 색 변환기가 제공된다.A nanostructured color converter comprising a is provided.

일부 실시형태에서, 나노구조 층은 패턴화된 나노구조 층을 포함한다. 일부 실시형태들에서, 백 플레인은 LED, LCD, OLED 또는 마이크로LED 를 포함한다.In some embodiments, the nanostructured layer includes a patterned nanostructured layer. In some embodiments, the backplane includes an LED, LCD, OLED, or microLED.

발명의 추가적인 특징들 및 이점들 뿐만 아니라 발명의 다양한 실시형태들의 구조 및 동작은 첨부 도면들을 참조하여 하기에서 상세히 설명된다. 발명은 본 명세서에서 설명된 특정 실시형태들에 제한되지 않음을 유의한다. 그러한 실시형태들은 본 명세서에서 오직 예시적인 목적으로 제시된다. 부가적인 실시형태들은 본 명세서에 포함된 교시들에 기초하여 당업자에게 자명할 것이다.The structure and operation of various embodiments of the invention, as well as additional features and advantages of the invention, are described in detail below with reference to the accompanying drawings. Note that the invention is not limited to the specific embodiments described herein. Such embodiments are presented herein for illustrative purposes only. Additional embodiments will be apparent to those skilled in the art based on the teachings contained herein.

본 명세서에 통합되고 명세서의 부분을 형성하는 첨부 도면들은, 본 실시형태들을 예시하고, 그리고, 상세한 설명과 함께, 추가로, 본 실시형태들의 원리들을 설명하도록 그리고 당업자로 하여금 본 실시형태들을 제조 및 이용할 수 있게 하는 역할을 한다.
도 1은, 왼쪽에서 오른쪽으로, 폴리아미노 리간드를 함유하지 않았고 연장 주름(extension wrinkling)을 나타낸 제 1 및 제 3 필름의 사진이다. 폴리아미노 리간드를 함유하는 제 2 및 제 4 필름은 주름이 보이지 않았다.
도 2a-2c 및 TEM 이미지는 이온 교환 처리 전(도 2a), 한번의 이온 교환 처리 후(도 2b) 및 두번의 이온 교환 처리 후(도 2c)의 AIGS 나노구조체들을 보여준다.
도 3a 및 3b는 캡슐화되지 않은(도 3a) 및 캡슐화된(도 3b) 필름에 대한 개략도이다.
도 4는 다양한 리간드의 혼합물에 의해 나타나는 QY%를 보여주는 산포 그래프(scatter graph)이다.
도 5는 향상된 QY%를 제공하는 리간드 조합(양호한 조합) 및 감소된 QY%를 제공하는 조합(불량한 조합)을 나타내는 산포 그래프이다.
도 6은 리간드 교환 전(NG), 리간드 교환 후(LE), 및 30분 동안 열 테스트 후 다양한 리간드 조합의 QY%를 보여주는 그래프이다.
도 7은 다양한 리간드 비에서 다양한 리간드 조합의 QY%를 보여주는 그래프이다.
도 8은 정상 포스트 베이크(PoB) 측정(왼쪽 그래프)과 PCE 측정 전 캡슐화(오른쪽 그래프)가 있는 AIGS 필름의 PCE를 보여주는 두 개의 산포 그래프이다.
도 9는 180 ℃에서 베이크된, PCE 측정 전 캡슐화가 없는(왼쪽 그래프) 그리고 캡슐화가 있는 (오른쪽 그래프) AIGS 필름의 PCE를 보여주는 두 개의 산포 그래프이다.
도 10은 실온 및 80 ℃ 에서 다양한 용매에서 리간드 교환된 AIGS 나노구조체들의 광발광 양자 수율(PLQY)을 보여주는 막대 그래프이다.
도 11은 다양한 단량체의 존재 하에 리간드 교환된 AIGS 나노구조체들의 QY를 보여주는 막대 그래프이다.
도 12는 UV 경화 후 리간드 교환되었고 다양한 단량체로 처리된 AIGS 나노구조체들의 필름 외부 양자 효율(EQE)을 보여주는 선 그래프이다.
도 13은 리간드 교환되었고, 다양한 단량체로 처리되었고, 800rpm에서 스펀 코팅(spun coat)된 AIGS 나노구조체 잉크의 청색광 흡수를 보여주는 막대 그래프이다.
도 14는 UV 및 30분 동안 180 ℃ 에서 포스트 베이크(POB) 후 필름 EQE에 대한 디아민((1,3-비스(아미노메틸)시클로헥산)의 효과를 보여주는 선 그래프이다.
도 15는 800 RPM에서 스핀 코팅(spin coating) 후 필름에서 청색광 흡수로서 간접적으로 측정된 점도에 대한 첨가된 디아민의 효과를 보여주는 선 그래프이다.
도 16은 용액 QY에 대한 디아민(DA)과 리간드 교환(LE)의 효과를 보여주는 막대 그래프이다. 그래프는 180 o C에서 가열한 후 QY 강하가 디아민의 양이 증가함에 따라 작아짐을 보여준다.
도 17은 UV 경화 후 필름 PCE에 대한 DA 양 증가의 효과를 보여주는 선 그래프이다.
도 18은 필름에서 DA의 양을 증가시킴으로써 필름 청색광 흡광도에 대한 효과를 보여주는 선 그래프이다.
도 19는 단량체 분산액 중, LE 중, 및 단량체 분산액과 LE 모두 중에서 첨가된 DA의 PCE 필름 청색광 흡광도에 대한 효과를 보여주는 선 그래프이다.
도 20은 단량체 분산액 중, LE 중, 및 단량체 분산액과 LE 모두 중에서 첨가된 DA의 PCE 필름 청색광 흡광도 및 필름 점도에 대한 효과를 보여주는 선 그래프이다.
도 21은 초기 필름 EQE에 대한 다양한 첨가제의 효과를 보여주는 선 그래프이다.
도 22은 POB 후 필름 EQE에 대한 다양한 첨가제의 효과를 보여주는 선 그래프이다.
도 23은 추가적인 첨가제와 필름 EQE 및 청색광 흡수의 효과를 보여주는 선 그래프이다.
본 발명의 특징 및 이점들은 도면들과 함께 취해질 때 하기에 기술된 상세한 설명으로부터 더 명백해질 것이며, 도면들에서 같은 참조 문자들은 전체에 걸쳐 대응하는 엘리먼트들을 식별한다. 도면들에 있어서, 동일한 참조 번호들은 일반적으로 동일한, 기능적으로 유사한, 및/또는 구조적으로 유사한 엘리먼트들을 표시한다. 엘리먼트가 처음 나타나는 도면은 대응하는 참조 번호에서 맨왼쪽 자리(들)에 의해 표시된다. 달리 표시되지 않는 한, 본 개시 전반에 걸쳐 제공된 도면들은 축척대로의(to-scale) 도면들로서 해석되어서는 안 된다.
The accompanying drawings, which are incorporated in and form a part of this specification, illustrate the present embodiments and, together with the detailed description, further explain the principles of the present embodiments and enable those skilled in the art to make and use the present embodiments. It plays a role in making it usable.
Figure 1 is a photograph, from left to right, of first and third films that did not contain polyamino ligands and showed extension wrinkling. The second and fourth films containing polyamino ligand showed no wrinkles.
Figures 2a-2c and TEM images show AIGS nanostructures before ion exchange treatment (Figure 2a), after one ion exchange treatment (Figure 2b), and after two ion exchange treatments (Figure 2c).
Figures 3a and 3b are schematic diagrams for unencapsulated (Figure 3a) and encapsulated (Figure 3b) films.
Figure 4 is a scatter graph showing QY% exhibited by mixtures of various ligands.
Figure 5 is a scatter graph showing ligand combinations that provide improved QY% (good combinations) and combinations that provide reduced QY% (poor combinations).
Figure 6 is a graph showing the QY% of various ligand combinations before (NG), after ligand exchange (LE), and after thermal testing for 30 minutes.
Figure 7 is a graph showing the QY% of various ligand combinations at various ligand ratios.
Figure 8 is two scatter graphs showing the PCE of AIGS film with normal post bake (PoB) measurement (left graph) and encapsulation before PCE measurement (right graph).
Figure 9 is two scatter graphs showing the PCE of AIGS films without (left graph) and with (right graph) encapsulation before PCE measurement, baked at 180 °C.
Figure 10 is a bar graph showing the photoluminescence quantum yield (PLQY) of ligand exchanged AIGS nanostructures in various solvents at room temperature and 80°C.
Figure 11 is a bar graph showing the QY of ligand exchanged AIGS nanostructures in the presence of various monomers.
Figure 12 is a line graph showing the film external quantum efficiency (EQE) of AIGS nanostructures that were ligand exchanged after UV curing and treated with various monomers.
Figure 13 is a bar graph showing blue light absorption of AIGS nanostructure ink that was ligand exchanged, treated with various monomers, and spun coated at 800 rpm.
Figure 14 is a line graph showing the effect of diamine ((1,3-bis(aminomethyl)cyclohexane) on film EQE after UV and post bake (POB) at 180° C. for 30 minutes.
Figure 15 is a line graph showing the effect of added diamine on viscosity measured indirectly as blue light absorption in the film after spin coating at 800 RPM.
Figure 16 is a bar graph showing the effect of diamine (DA) and ligand exchange (LE) on solution QY. The graph shows that the QY drop after heating at 180 o C becomes smaller with increasing amount of diamine.
Figure 17 is a line graph showing the effect of increasing DA amount on film PCE after UV curing.
Figure 18 is a line graph showing the effect on film blue light absorbance by increasing the amount of DA in the film.
Figure 19 is a line graph showing the effect of DA added in monomer dispersion, in LE, and in both monomer dispersion and LE on PCE film blue light absorbance.
Figure 20 is a line graph showing the effect of DA added in monomer dispersion, in LE, and in both monomer dispersion and LE on PCE film blue light absorbance and film viscosity.
Figure 21 is a line graph showing the effect of various additives on initial film EQE.
Figure 22 is a line graph showing the effect of various additives on film EQE after POB.
Figure 23 is a line graph showing the effect of additional additives on film EQE and blue light absorption.
The features and advantages of the invention will become more apparent from the detailed description set forth below when taken in conjunction with the drawings, in which like reference characters identify corresponding elements throughout. In the drawings, like reference numbers generally indicate identical, functionally similar, and/or structurally similar elements. The drawing in which an element first appears is indicated by the leftmost digit(s) in the corresponding reference number. Unless otherwise indicated, the drawings provided throughout this disclosure should not be construed as to-scale drawings.

정의들definitions

달리 정의되지 않으면, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 그 발명이 속하는 당업계에서의 통상의 기술자에 의해 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 다음의 정의들은 당업계에서의 정의들을 보충하고, 본 출원에 관한 것이며, 임의의 관련된 또는 관련되지 않은 경우에, 예컨대, 임의의 공동으로 소유된 특허 또는 출원에 귀속되지 않는다. 본 명세서에서 설명된 것들과 유사하거나 균등한 임의의 방법들 및 재료들이 본 발명의 테스팅을 위한 실시에서 사용될 수 있지만, 바람직한 재료들 및 방법들이 본 명세서에서 설명된다. 이에 따라, 본 명세서에서 사용된 용어는 오직 특정 실시형태들을 설명하기 위한 것이며, 한정하는 것으로 의도되지 않는다.Unless otherwise defined, all technical and scientific terms used in this specification have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the art to which the invention pertains. The following definitions supplement definitions in the art, relate to this application, and are not attributable to any related or unrelated instances, e.g., any commonly owned patents or applications. Although any methods and materials similar or equivalent to those described herein can be used in the practice of testing the present invention, the preferred materials and methods are described herein. Accordingly, the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting.

본 명세서 및 첨부된 청구항들에서 사용된 바와 같이, 단수 형태들 ("a", "an" 및 "the") 은, 문맥이 달리 명확하게 진술하지 않는 한, 복수의 지시대상들을 포함한다. 따라서, 예를 들어, "나노구조체" 에 대한 언급은 복수의 그러한 나노구조체들을 포함하는 등이다.As used in this specification and the appended claims, the singular forms “a”, “an” and “the” include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. Thus, for example, reference to a “nanostructure” includes a plurality of such nanostructures, etc.

본 명세서에서 사용되는 바와 같은, 용어 "약" 은 주어진 양의 값이 그 값의 +/-10% 만큼 변함을 나타낸다. 예를 들어, "약 100 nm" 는 90 nm 로부터 110 nm 까지를 포함한 크기들의 범위를 포괄한다.As used herein, the term “about” indicates that the value of a given quantity varies by +/-10% of that value. For example, “about 100 nm” encompasses a range of sizes including from 90 nm to 110 nm.

"나노구조체" 는 약 500 ㎚ 미만의 치수를 갖는, 적어도 하나의 영역 또는 특성 치수를 가지는 구조체이다. 일부 실시형태들에 있어서, 나노구조체는 약 200 ㎚ 미만, 약 100 ㎚ 미만, 약 50 ㎚ 미만, 약 20 ㎚ 미만, 또는 약 10 ㎚ 미만의 치수를 갖는다. 통상적으로, 영역 또는 특성 치수는 구조체의 최소 축을 따라 있을 것이다. 그러한 구조체들의 예들은, 나노와이어들, 나노막대들, 나노튜브들, 분지형 나노구조체들, 나노테트라포드들, 트리포드들, 바이포드들, 나노결정들, 나노점들, 양자점들, 나노입자들 등을 포함한다. 나노구조체들은, 예를 들어, 실질적으로 결정질, 실질적으로 단결정질, 다결정질, 비정질, 또는 이들의 조합일 수 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 나노구조체의 3개 치수들의 각각은 약 500 nm 미만, 약 200 nm 미만, 약 100 nm 미만, 약 50 nm 미만, 약 20 nm 미만, 또는 약 10 nm 미만의 치수를 갖는다.A “nanostructure” is a structure that has at least one area or characteristic dimension that has a dimension of less than about 500 nm. In some embodiments, the nanostructure has a dimension of less than about 200 nm, less than about 100 nm, less than about 50 nm, less than about 20 nm, or less than about 10 nm. Typically, the area or characteristic dimension will be along the minimum axis of the structure. Examples of such structures include nanowires, nanorods, nanotubes, branched nanostructures, nanotetrapods, tripods, bipods, nanocrystals, nanodots, quantum dots, nanoparticles. Includes etc. Nanostructures can be, for example, substantially crystalline, substantially monocrystalline, polycrystalline, amorphous, or combinations thereof. In some embodiments, each of the three dimensions of the nanostructure has a dimension of less than about 500 nm, less than about 200 nm, less than about 100 nm, less than about 50 nm, less than about 20 nm, or less than about 10 nm. .

나노구조체들을 참조하여 사용될 경우 용어 "헤테로구조체" 는 적어도 2개의 상이한 및/또는 구별가능한 재료 타입들을 특징으로 하는 나노구조체들을 지칭한다. 통상적으로, 나노구조체의 하나의 영역은 제 1 재료 타입을 포함하는 한편, 나노구조체의 제 2 영역은 제 2 재료 타입을 포함한다. 특정 실시형태들에 있어서, 나노구조체는 제 1 재료의 코어 및 제 2 (또는 제 3 등등) 재료의 적어도 하나의 쉘을 포함하며, 여기서, 상이한 재료 타입들은, 예를 들어, 나노와이어의 장축, 분지형 나노와이어의 아암 (arm) 의 장축, 또는 나노결정의 중심에 관하여 방사상으로 분포된다. 쉘은, 헤테로구조체로 고려될 나노구조체에 대해 또는 쉘로 고려될 인접한 재료들을 완전히 커버할 수 있지만 그럴 필요는 없으며; 예를 들어, 제 2 재료의 소도들 (small islands) 로 커버된 하나의 재료의 코어를 특징으로 하는 나노결정은 헤테로구조체이다. 다른 실시형태들에 있어서, 상이한 재료 타입들이 나노구조체 내의 상이한 위치들에; 예컨대, 나노와이어의 주축 (장축) 을 따라 또는 분지형 나노와이어의 아암의 장축을 따라 분포된다. 헤테로구조체 내의 상이한 영역들은 전적으로 상이한 재료들을 포함할 수 있거나, 또는 상이한 영역들은, 상이한 도펀트들, 또는 동일한 도펀트의 상이한 농도들을 갖는 베이스 재료 (예컨대, 실리콘) 를 포함할 수 있다.The term “heterostructure” when used with reference to nanostructures refers to nanostructures characterized by at least two different and/or distinguishable material types. Typically, one region of the nanostructure includes a first material type, while a second region of the nanostructure includes a second material type. In certain embodiments, the nanostructure includes a core of a first material and at least one shell of a second (or third, etc.) material, where different material types are formed along, for example, the long axis of the nanowire, It is distributed radially about the long axis of the arm of the branched nanowire or the center of the nanocrystal. The shell may, but need not, completely cover the nanostructure to be considered a heterostructure or adjacent materials to be considered a shell; For example, a nanocrystal featuring a core of one material covered by small islands of a second material is a heterostructure. In other embodiments, different material types are placed at different locations within the nanostructure; For example, it is distributed along the main axis (long axis) of the nanowire or along the long axis of the arms of a branched nanowire. Different regions within the heterostructure may include entirely different materials, or different regions may include different dopants, or a base material (eg, silicon) with different concentrations of the same dopant.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 나노구조체의 "직경" 은 나노구조체의 제 1 축에 수직인 단면의 직경을 지칭하며, 여기서, 제 1 축은 제 2 축 및 제 3 축에 대해 길이에 있어서 가장 큰 차이를 갖는다 (제 2 축 및 제 3 축은, 길이들이 서로 거의 가장 동일한 2개의 축들임). 제 1 축은 반드시 나노구조체의 최장축일 필요는 없으며; 예컨대, 디스크 형상 나노구조체에 대해, 단면은 디스크의 짧은 종축에 수직인 실질적으로 원형의 단면일 것이다. 단면이 원형이 아닌 경우에, 직경은 그 단면의 장축 및 단축의 평균이다. 나노와이어와 같은, 세장형 또는 고 종횡 비 나노구조체에 대해, 직경은 나노와이어의 최장축에 수직인 단면에 걸쳐 측정된다. 구형 나노구조체에 대해, 직경은, 구체 (sphere) 의 중심을 통해 일측으로부터 타측으로 측정된다.As used herein, “diameter” of a nanostructure refers to the diameter of the cross-section perpendicular to the first axis of the nanostructure, where the first axis is the largest in length with respect to the second and third axes. There is a difference (the second and third axes are the two axes whose lengths are most nearly equal to each other). The first axis does not necessarily have to be the longest axis of the nanostructure; For example, for a disk-shaped nanostructure, the cross-section would be a substantially circular cross-section perpendicular to the short longitudinal axis of the disk. If the cross section is not circular, the diameter is the average of the major and minor axes of the cross section. For elongated or high aspect ratio nanostructures, such as nanowires, the diameter is measured across a cross-section perpendicular to the longest axis of the nanowire. For spherical nanostructures, the diameter is measured from one side to the other through the center of the sphere.

용어들 "결정질" 또는 "실질적으로 결정질" 은, 나노구조체들에 대해 사용될 경우, 나노구조체들이 통상적으로 그 구조체의 하나 이상의 치수들에 걸친 장범위 규칙성 (long-range ordering) 을 나타낸다는 사실을 지칭한다. 용어 "장범위 규칙성" 은, 단결정에 대한 규칙성이 결정의 경계들을 넘어 확장될 수 없으므로, 특정 나노구조체들의 절대 크기에 의존할 것이라는 것이 당업자에 의해 이해될 것이다. 이 경우, "장범위 규칙성" 은 나노구조체의 치수의 적어도 대부분에 걸친 실질적인 규칙성을 의미할 것이다. 일부의 사례들에 있어서, 나노구조체는 산화물 또는 다른 코팅을 지닐 수 있거나, 또는 코어 및 적어도 하나의 쉘로 구성될 수 있다. 그러한 사례들에 있어서, 산화물, 쉘(들), 또는 다른 코팅은 그러한 규칙성을 나타낼 수 있지만 반드시 그럴 필요는 없음이 인식될 것이다 (예컨대, 그것은 비정질, 다결정질, 또는 다른 것일 수 있음). 그러한 사례들에 있어서, 어구 "결정질", 실질적으로 결정질", "실질적으로 단결정질", 또는 "단결정질" 은 (코팅 층들 또는 쉘들을 제외한) 나노구조체의 중심 코어를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어들 "결정질" 또는 "실질적으로 결정질" 은, 또한, 구조체가 실질적인 장범위 규칙성 (예컨대, 나노구조체 또는 그의 코어의 적어도 하나의 축의 길이의 적어도 약 80% 에 걸친 규칙성) 을 나타내는 한, 다양한 결점들, 적층 결함들 (stacking faults), 원자 치환들 (atomic substitutions) 등을 포함하는 구조체들을 포괄하도록 의도된다. 부가적으로, 나노구조체의 코어와 외부 사이, 또는 코어와 인접 쉘 사이, 또는 쉘과 제 2 인접 쉘 사이의 계면은 비-결정질 영역들을 포함할 수도 있으며, 심지어 비정질일 수도 있음이 인식될 것이다. 이것은 나노구조체가 본 명세서에서 정의된 바와 같이 결정질이거나 또는 실질적으로 결정질인 것을 막지 못한다.The terms “crystalline” or “substantially crystalline,” when used in reference to nanostructures, refer to the fact that nanostructures typically exhibit long-range ordering over one or more dimensions of the structure. refers to It will be understood by those skilled in the art that the term "long-range regularity" will depend on the absolute size of the specific nanostructures, since the regularity for a single crystal cannot extend beyond the boundaries of the crystal. In this case, “long-range regularity” will mean substantial regularity over at least most of the dimensions of the nanostructure. In some cases, the nanostructure may have an oxide or other coating, or may be composed of a core and at least one shell. It will be appreciated that in such cases, the oxide, shell(s), or other coating may, but need not, exhibit such regularity (eg, it may be amorphous, polycrystalline, or otherwise). In such instances, the phrases “crystalline,” “substantially crystalline,” “substantially single crystalline,” or “single crystalline” refer to the central core of the nanostructure (excluding coating layers or shells). As used herein The terms “crystalline” or “substantially crystalline,” as used, also mean that the structure exhibits substantial long-range regularity (e.g., regularity over at least about 80% of the length of at least one axis of the nanostructure or its core). In so far as it is indicated, it is intended to encompass structures containing various defects, stacking faults, atomic substitutions, etc. Additionally, between the core and the exterior of the nanostructure, or the core and the adjacent shell. It will be appreciated that the interface between, or between a shell and a second adjacent shell, may comprise non-crystalline regions, or may even be amorphous, whether the nanostructure is crystalline or substantially crystalline as defined herein. can't stop it from happening.

나노구조체에 대해 사용될 경우, 용어 "단결정질" 은, 나노구조체가 실질적으로 결정질이고 실질적으로 단결정을 포함한다는 것을 나타낸다. 코어 및 하나 이상의 쉘들을 포함하는 나노구조 헤테로구조체에 관하여 사용될 경우, "단결정질"은, 코어가 실질적으로 결정질이고 실질적으로 단결정을 포함한다는 것을 나타낸다.When used in reference to a nanostructure, the term “single crystalline” indicates that the nanostructure is substantially crystalline and comprises substantially a single crystal. When used in reference to a nanostructured heterostructure comprising a core and one or more shells, “single crystalline” indicates that the core is substantially crystalline and comprises substantially a single crystal.

"나노결정"은, 실질적으로 단결정질인 나노구조체이다. 따라서, 나노결정은 약 500 ㎚ 미만의 치수를 갖는 적어도 하나의 영역 또는 특성 치수를 갖는다. 일부 실시형태들에 있어서, 나노결정은, 약 200 nm 미만, 약 100 nm 미만, 약 50 nm 미만, 약 20 nm 미만, 또는 약 10 nm 미만의 치수를 갖는다. 용어 "나노결정" 은, 다양한 결점들, 적층 결함들, 원자 치환들 등을 포함하는 실질적으로 단결정질 나노구조체, 그리고 그러한 결점들, 결함들, 또는 치환들을 갖지 않는 실질적으로 단결정질 나노구조체를 포괄하도록 의도된다. 코어 및 하나 이상의 쉘들을 포함하는 나노결정 헤테로구조체들의 경우에 있어서, 나노결정의 코어는 통상적으로, 실질적으로 단결정질이지만, 쉘(들)은 그럴 필요가 없다. 일부 실시형태들에 있어서, 나노결정의 3개 치수들의 각각은 약 500 nm 미만, 약 200 nm 미만, 약 100 nm 미만, 약 50 nm 미만, 약 20 nm 미만, 또는 약 10 nm 미만의 치수를 갖는다.A “nanocrystal” is a nanostructure that is substantially single crystalline. Accordingly, a nanocrystal has at least one region or characteristic dimension having a dimension of less than about 500 nm. In some embodiments, the nanocrystals have dimensions of less than about 200 nm, less than about 100 nm, less than about 50 nm, less than about 20 nm, or less than about 10 nm. The term “nanocrystal” encompasses substantially single crystalline nanostructures that contain various defects, stacking faults, atomic substitutions, etc., and substantially single crystalline nanostructures that do not have such defects, defects, or substitutions. It is intended to. In the case of nanocrystal heterostructures comprising a core and one or more shells, the core of the nanocrystal is typically substantially monocrystalline, but the shell(s) need not be. In some embodiments, each of the three dimensions of the nanocrystal has a dimension of less than about 500 nm, less than about 200 nm, less than about 100 nm, less than about 50 nm, less than about 20 nm, or less than about 10 nm. .

용어 "양자점 (quantum dot)" (또는 "도트") 은 양자 구속 또는 엑시톤 구속 (exciton confinement) 을 나타내는 나노결정을 지칭한다. 양자점들은 재료 특성들에 있어서 실질적으로 동질적일 수 있으며, 또는 특정 실시형태에서는, 예컨대, 코어 및 적어도 하나의 쉘을 포함하여 이질적 (heterogeneous) 일 수 있다. 양자점들의 광학 특성들은 그의 입자 크기, 화학적 조성, 및/또는 표면 조성에 의해 영향을 받을 수 있으며, 당업계에서 이용 가능한 적합한 광학 테스팅에 의해 결정될 수 있다. 나노결정 크기를, 예컨대, 약 1 nm 와 약 15 nm 사이의 범위로 맞추는 능력은 전체 광학 스펙트럼에서의 광방출 커버리지가 컬러 렌더링에서 큰 다재성 (versatility) 을 제공하는 것을 가능하게 한다.The term “quantum dot” (or “dot”) refers to nanocrystals that exhibit quantum confinement or exciton confinement. Quantum dots may be substantially homogeneous in material properties or, in certain embodiments, heterogeneous, including, for example, a core and at least one shell. The optical properties of quantum dots can be influenced by their particle size, chemical composition, and/or surface composition, and can be determined by suitable optical testing available in the art. The ability to tailor nanocrystal sizes, for example, to a range between about 1 nm and about 15 nm makes it possible for light emission coverage over the entire optical spectrum to provide great versatility in color rendering.

용어 "무산소 리간드" 는 본 명세서에 사용된 금속 이온들에 배위하거나 이와 반응할 수 있는 산소 원자들을 함유하지 않는 배위 분자들을 지칭한다.The term “oxygen-free ligand” as used herein refers to coordinating molecules that do not contain oxygen atoms that can coordinate or react with metal ions.

"리간드" 는, 예컨대, 나노구조체의 표면과 공유, 이온, 반 데르 발스, 또는 다른 분자 상호작용들을 통해, 나노구조체의 하나 이상의 면들과 (약하게든 또는 강하게든) 상호작용할 수 있는 분자이다.A “ligand” is a molecule that can interact (weakly or strongly) with one or more sides of a nanostructure, such as through covalent, ionic, van der Waals, or other molecular interactions with the surface of the nanostructure.

"광발광 양자 수율 (photoluminescence quantum yield)" (QY) 은, 예컨대, 나노구조체 또는 나노구조체들의 집단에 의해, 흡수된 광자들에 대한 방출된 광자들의 비이다. 당업계에 알려진 바와 같이, 양자 수율은 통상적으로 적분구 (integrating sphere) 내부의 샘플의 조명시 광자 카운트 (photon count) 의 절대 변화, 또는 알려진 양자 수율값들로 잘 특징화된 표준 샘플들을 사용하는 비교 방법에 의해 결정된다.“Photoluminescence quantum yield” (QY) is the ratio of photons emitted to photons absorbed, eg, by a nanostructure or group of nanostructures. As known in the art, quantum yield is typically measured as the absolute change in photon count upon illumination of a sample inside an integrating sphere, or using well-characterized standard samples with known quantum yield values. It is determined by comparative method.

"피크 방출 파장" (PWL) 은 광 소스의 방사측정 방출 스펙트럼이 그 최대치에 도달하는 파장이다.“Peak emission wavelength” (PWL) is the wavelength at which the radiometric emission spectrum of a light source reaches its maximum.

본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "반치전폭" (FWHM) 은 나노구조체들의 크기 분포의 척도이다. 나노구조체들의 방출 스펙트럼들은 일반적으로 가우시안 곡선 (Gaussian curve) 의 형상을 갖는다. 가우시안 곡선의 폭은 FWHM 으로서 정의되고, 입자들의 크기 분포에 대한 아이디어를 제공한다. 더 작은 FWHM 은 더 좁은 나노구조체 나노결정 크기 분포에 대응한다. FWHM 은 또한, 방출 파장 최대치에 의존한다.As used herein, the term “full width at half maximum” (FWHM) is a measure of the size distribution of nanostructures. Emission spectra of nanostructures generally have the shape of a Gaussian curve. The width of the Gaussian curve is defined as FWHM and gives an idea about the size distribution of particles. Smaller FWHM corresponds to a narrower nanostructure nanocrystal size distribution. FWHM also depends on the emission wavelength maximum.

밴드-에지 방출은 대응하는 결함 방출과 비교하여 흡수 개시 에너지로부터의 더 작은 오프셋으로 더 높은 에너지 (더 낮은 파장) 에 중심을 둔다. 부가적으로, 밴드-에지 방출은 결함 방출과 비교하여 더 좁은 파장 분포를 갖는다. 밴드-에지 및 결함 방출 양자 모두는 정상 (대략 가우시안) 파장 분포를 따른다.Band-edge emission is centered at higher energy (lower wavelength) with a smaller offset from the absorption onset energy compared to the corresponding defect emission. Additionally, band-edge emission has a narrower wavelength distribution compared to defect emission. Both band-edge and defect emissions follow a normal (approximately Gaussian) wavelength distribution.

광학 밀도 (OD) 는 용질 또는 나노입자의 농도를 정량화하는데 일반적으로 사용되는 방법이다. Beer-Lambert 의 법칙에 따라, 특정 샘플의 흡광도 ("소광"(extinction)으로도 알려짐) 는 특정 파장의 광을 흡수하는 용질의 농도에 비례한다.Optical density (OD) is a commonly used method to quantify the concentration of solutes or nanoparticles. According to Beer-Lambert's law, the absorbance (also known as "extinction") of a particular sample is proportional to the concentration of solutes that absorb light of a particular wavelength.

광학 밀도는 통상적으로 1cm 경로 길이로 특정된, 표준 분광계를 사용하여 측정된 바와 같은 재료의 센티미터 당 광학 감쇠이다. 나노구조체 용액들은 종종, 질량 또는 몰 농도 대신에 그들의 광학 밀도에 의해 측정되는데, 이는 그것이 농도에 정비례하고 관심 파장에서 나노구조체 용액에서 발생하는 광학 흡수량을 표현하는데 더 편리한 방식이기 때문이다. OD 가 100 인 나노구조체 용액은 OD 가 1 인 제품보다 100 배 더 농축된다 (mL 당 입자가 100 배 더 많음).Optical density is the optical attenuation per centimeter of material as measured using a standard spectrometer, typically specified for 1 cm path length. Nanostructure solutions are often measured by their optical density instead of mass or molar concentration because it is directly proportional to concentration and is a more convenient way to express the amount of optical absorption occurring in the nanostructure solution at the wavelength of interest. A nanostructure solution with an OD of 100 is 100 times more concentrated (100 times more particles per mL) than a product with an OD of 1.

광학 밀도는 형광 나노구조체를 여기시키기 위해 선정된 파장에서와 같은, 임의의 관심 파장에서 측정될 수 있다. 광학 밀도는 광이 특정 파장에서 나노구조체 용액을 통과할 때 손실되는 강도의 척도이며 다음의 공식을 사용하여 계산된다:Optical density can be measured at any wavelength of interest, such as the wavelength chosen to excite the fluorescent nanostructure. Optical density is a measure of the intensity lost when light passes through a nanostructure solution at a specific wavelength and is calculated using the formula:

OD = log10*(IOUT/IIN)OD = log 10 *(I OUT /I IN )

식중During the meal

IOUT = 셀로 진입하는 방사선의 강도; 그리고I OUT = intensity of radiation entering the cell; and

IIN = 셀을 투과하는 방사선의 강도.I IN = intensity of radiation penetrating the cell.

나노구조체 용액의 광학 밀도는 UV-VIS 분광계를 사용하여 측정될 수 있다. 따라서, UV-VIS 분광계의 사용을 통해, 광학 밀도를 계산하여 샘플에 존재하는 나노구조체들의 양을 결정하는 것이 가능하다.The optical density of nanostructure solutions can be measured using a UV-VIS spectrometer. Therefore, through the use of a UV-VIS spectrometer, it is possible to determine the amount of nanostructures present in a sample by calculating the optical density.

달리 명확하게 나타내지 않으면, 본 명세서에서 나열된 범위들은 포함적 (inclusive) 이다.Unless explicitly stated otherwise, ranges recited herein are inclusive.

다양한 추가적인 용어들이 본 명세서에서 정의되거나 그렇지 않으면 특징지어 진다.Various additional terms are defined or otherwise characterized herein.

AIGS 나노구조체들AIGS nanostructures

Ag, In, Ga 및 S 를 포함하는 나노구조체들이 제공되며, 여기서, 나노구조체들은 480-545 nm 사이의 피크 방출 파장 (PWL) 을 갖는다. 일부 실시형태들에서, 방출의 적어도 약 80% 는 밴드-에지 방출이다. 밴드-에지 방출의 백분율은 나노구조체 방출 스펙트럼의 가우시안 피크 (통상으로 2 이상) 를 피팅하는 것 및 에너지가 나노구조체 밴드갭 (밴드-에지 방출을 나타냄) 에 더 가까운 피크의 면적을 모든 피크 면적들의 합 (밴드-에지 + 결함 방출) 과 비교하는 것에 의해 계산된다.Nanostructures comprising Ag, In, Ga and S are provided, where the nanostructures have a peak emission wavelength (PWL) between 480-545 nm. In some embodiments, at least about 80% of the emission is band-edge emission. The percentage of band-edge emission is calculated by fitting the Gaussian peaks (usually greater than 2) of the nanostructure emission spectrum and dividing the area of the peak whose energy is closer to the nanostructure bandgap (indicating band-edge emission) of all peak areas. It is calculated by comparing with the sum (band-edge + defect emission).

일 실시형태에서, 나노구조체들은 40 nm 미만의 FWHM 방출 스펙트럼을 갖는다. 다른 실시형태에서, 나노구조체들은 36-38 nm 의 FWHM 을 갖는다. 일부 실시형태들에서, 나노구조체는 27-32 nm 의 FWHM 을 갖는 방출 스펙트럼을 갖는다. 일부 실시형태들에서, 나노구조체는 29-31 nm 의 FWHM 을 갖는 방출 스펙트럼을 갖는다.In one embodiment, the nanostructures have a FWHM emission spectrum of less than 40 nm. In another embodiment, the nanostructures have a FWHM of 36-38 nm. In some embodiments, the nanostructure has an emission spectrum with a FWHM of 27-32 nm. In some embodiments, the nanostructure has an emission spectrum with a FWHM of 29-31 nm.

다른 실시형태에서, 나노구조체들은 약 80% 내지 99.9% 의 QY 를 갖는다. 다른 실시형태에서, 나노구조체들은 85-95% 의 QY 를 갖는다. 다른 실시형태에서, 나노구조체들은 약 86% 내지 약 94% 의 QY 를 갖는다. 일부 실시형태들에서, 방출의 적어도 80% 는 밴드-에지 방출이다. 다른 실시형태들에서, 방출의 적어도 90% 는 밴드-에지 방출이다. 다른 실시형태들에서, 방출의 적어도 95% 는 밴드-에지 방출이다. 일부 실시형태들에서, 방출의 92-98% 는 밴드-에지 방출이다. 일부 실시형태들에서, 방출의 93-96% 는 밴드-에지 방출이다.In other embodiments, the nanostructures have a QY of about 80% to 99.9%. In other embodiments, the nanostructures have a QY of 85-95%. In other embodiments, the nanostructures have a QY of about 86% to about 94%. In some embodiments, at least 80% of the emission is band-edge emission. In other embodiments, at least 90% of the emission is band-edge emission. In other embodiments, at least 95% of the emission is band-edge emission. In some embodiments, 92-98% of the emission is band-edge emission. In some embodiments, 93-96% of the emission is band-edge emission.

AIGS 나노구조체들은 높은 청색 광 흡수를 제공한다. 청색 광 흡수 효율에 대한 예측 값으로서, 질량 기반으로 450nm 에서의 광학 밀도 (OD450/mass) 는 1cm 경로 길이 큐벳에서 나노구조체 용액의 광학 밀도를 측정하는 것 및 진공 하 (<200mTorr) 에서 모든 휘발성을 제거한 후 동일한 용액의 mL 당 건조 질량 (mg/mL) 으로 제산하는 것에 의해 계산된다. 일 실시형태에서, 본 명세서에 제공된 나노구조체들은 적어도 0.8 의 OD450/mass (mL.mg-1.cm-1) 를 갖는다. 다른 실시형태에서, 나노구조체들은 0.8-2.5 의 OD450/mass (mL.mg-1.cm-1) 를 갖는다. 다른 실시형태에서, 나노구조체들은 0.87-1.9 의 OD450/mass (mL.mg-1.cm-1) 를 갖는다.AIGS nanostructures provide high blue light absorption. As a predicted value for blue light absorption efficiency, the optical density at 450 nm (OD 450 /mass) on a mass basis is calculated by measuring the optical density of the nanostructure solution in a 1 cm path length cuvette and all volatiles under vacuum (<200 mTorr). It is calculated by removing and dividing by dry mass per mL (mg/mL) of the same solution. In one embodiment, the nanostructures provided herein have an OD 450 /mass (mL . mg -1. cm -1 ) of at least 0.8. In another embodiment, the nanostructures have an OD 450 /mass (mL . mg -1. cm -1 ) of 0.8-2.5. In another embodiment, the nanostructures have an OD 450 /mass (mL . mg -1. cm -1 ) of 0.87-1.9.

일 실시형태에서, 나노구조체들은, AIGS 나노구조체 전반에 걸쳐 인듐에 대한 갈륨의 이온 교환이 발생하도록, 갈륨 이온들로 처리되었다. 다른 실시형태에서, 나노구조체들은, 코어에 Ag, In, Ga, 및 S 를 갖고 갈륨 이온들 및 S 와의 이온 교환에 의해 처리된다. 다른 실시형태에서, 나노구조체들은, 코어에 Ag, In, Ga, 및 S 를 갖고 은 이온들, 갈륨 이온들 및 S 와의 이온 교환에 의해 처리된다. 일부 실시형태들에서, 이온 교환 처리는 나노구조체들 전반에 걸쳐 갈륨, 은 및/또는 황의 구배를 초래한다.In one embodiment, the nanostructures were treated with gallium ions such that ion exchange of gallium for indium occurs throughout the AIGS nanostructure. In another embodiment, the nanostructures have Ag, In, Ga, and S in the core and are processed by ion exchange with gallium ions and S. In another embodiment, the nanostructures have Ag, In, Ga, and S in the core and are processed by ion exchange with silver ions, gallium ions, and S. In some embodiments, the ion exchange treatment results in a gradient of gallium, silver, and/or sulfur throughout the nanostructures.

일 실시형태들에서, 나노구조체들의 평균 직경은 TEM 에 의해 측정될 때 10 nm 미만이다. 다른 실시형태에서, 평균 직경은 약 5 nm 이다.In one embodiments, the average diameter of the nanostructures is less than 10 nm as measured by TEM. In another embodiment, the average diameter is about 5 nm.

GaX3 (X = F, Cl, 또는 Br) 전구체 및 무산소 리간드를 사용하여 조제된 AIGS 나노구조체들AIGS nanostructures prepared using GaX 3 (X = F, Cl, or Br) precursor and oxygen-free ligand

문헌에서 AIGS 조제의 보고들은 산소 함유 리간드를 배제하려는 시도가 없었다. 갈륨으로의 AIGS 의 코팅에서, 산소 함유 리간드는 종종 Ga 전구체를 안정화하는데 사용된다. 일반적으로 갈륨(III) 아세틸아세토네이트는 쉽게 에어 핸들링된 전구체로서 사용되는 반면, Ga(III) 염화물은 수분 민감도로 인해 주의깊는 핸들링을 요구한다. 예를 들어, Kameyama 등의 ACS Appl. Mater. Interfaces 10:42844-42855 (2018) 에서, 갈륨 (III) 아세틸아세토네이트가 코어 및 코어/쉘 구조체들에 대한 전구체로서 사용되었다. 갈륨은 산소에 대해 높은 친화성을 갖기 때문에, 산소 함유 리간드 및 무산소 조건 하에서 조제되지 않았던 갈륨 전구체를 사용하면, 상당한 갈륨 함량을 함유하는 나노구조체들을 생성하는데 Ga 및 S 전구체들이 사용될 때, 갈륨 산화물과 같은, 원치 않는 부반응물들을 생성할 수도 있다. 이들 부반응물들은 나노구조체들에서 결함을 유발하고 더 낮은 양자 수율을 초래할 수도 있다.Reports of AIGS preparations in the literature have not attempted to exclude oxygen-containing ligands. In the coating of AIGS with gallium, oxygen-containing ligands are often used to stabilize the Ga precursor. Gallium(III) acetylacetonate is generally used as an easily air-handled precursor, whereas Ga(III) chloride requires careful handling due to its moisture sensitivity. For example, Kameyama et al., ACS Appl. Mater. Interfaces 10:42844-42855 (2018), gallium (III) acetylacetonate was used as a precursor for core and core/shell structures. Because gallium has a high affinity for oxygen, the use of oxygen-containing ligands and gallium precursors that were not prepared under oxygen-free conditions, when Ga and S precursors are used to generate nanostructures containing significant gallium content, causes gallium oxide and Likewise, unwanted side reactants may be generated. These side reactants may cause defects in nanostructures and result in lower quantum yields.

일부 실시형태들에서, AIGS 나노구조체들은 AIGS 코어의 제조에서 전구체로서 무산소 GaX3 (X = F, Cl, 또는 Br) 를 사용하여 제조된다. 일부 실시형태들에서, AIGS 나노구조체들은 Ga 농축 AIGS 나노구조체들의 제조에서 무산소 리간드 및 전구체로서 GaX3 (X = F, Cl, 또는 Br) 를 사용하여 제조된다. 일부 실시형태들에서, AIGS 나노구조체들은 AIGS 코어의 제조에서 무산소 리간드 및 전구체로서 GaX3 (X = F, Cl, 또는 Br) 를 사용하여 제조된다. 일부 실시형태들에서, AIGS 나노구조체들은 AIGS 코어들의 이온 교환 처리에서 그리고 AIGS 코어의 제조에서 무산소 리간드 및 전구체로서 GaX3 (X = F, Cl, 또는 Br) 를 사용하여 제조된다.In some embodiments, AIGS nanostructures are prepared using oxygen-free GaX 3 (X = F, Cl, or Br) as a precursor in the preparation of AIGS cores. In some embodiments, AIGS nanostructures are prepared using GaX 3 (X = F, Cl, or Br) as an oxygen-free ligand and precursor in the preparation of Ga-enriched AIGS nanostructures. In some embodiments, AIGS nanostructures are prepared using GaX 3 (X = F, Cl, or Br) as an oxygen-free ligand and precursor in the preparation of the AIGS core. In some embodiments, AIGS nanostructures are prepared using GaX 3 (X = F, Cl, or Br) as an oxygen-free ligand and precursor in the ion exchange processing of AIGS cores and in the preparation of AIGS cores.

Ag, In, Ga 및 S 를 포함하는 나노구조체들이 제공되며, 여기서, 나노구조체들은 480-545 nm 사이의 피크 방출 파장 (PWL) 을 가지며, 나노구조체들은 GaX3 (X = F, Cl, 또는 Br) 전구체 및 무산소 리간드를 사용하여 제조되었다.Nanostructures comprising Ag, In, Ga and S are provided, wherein the nanostructures have a peak emission wavelength (PWL) between 480-545 nm and the nanostructures have GaX 3 (X = F, Cl, or Br ) were prepared using precursors and oxygen-free ligands.

일부 실시형태들에서, GaX3 (X = F, Cl, 또는 Br) 전구체 및 무산소 리간드를 사용하여 제조된 나노구조체들은 35 nm 이하의 FWHM 방출 스펙트럼을 표시한다. 일부 실시형태들에서, GaX3 (X = F, Cl, 또는 Br) 전구체 및 무산소 리간드를 사용하여 제조된 나노구조체들은 30-38 nm 의 FWHM 을 표시한다. 일부 실시형태들에서, GaX3 (X = F, Cl, 또는 Br) 전구체 및 무산소 리간드를 사용하여 제조된 나노구조체들은 적어도 75% 의 QY 를 갖는다. 일부 실시형태들에서, GaX3 (X = F, Cl, 또는 Br) 전구체 및 무산소 리간드를 사용하여 제조된 나노구조체들은 75-90% 의 QY 를 갖는다. 일부 실시형태들에서, GaX3 (X = F, Cl, 또는 Br) 전구체 및 무산소 리간드를 사용하여 제조된 나노구조체들은 약 80% 의 QY 를 갖는다.In some embodiments, nanostructures prepared using a GaX 3 (X = F, Cl, or Br) precursor and oxygen-free ligand display a FWHM emission spectrum of 35 nm or less. In some embodiments, nanostructures prepared using GaX 3 (X = F, Cl, or Br) precursor and oxygen-free ligand display a FWHM of 30-38 nm. In some embodiments, nanostructures prepared using a GaX 3 (X = F, Cl, or Br) precursor and oxygen-free ligand have a QY of at least 75%. In some embodiments, nanostructures prepared using a GaX 3 (X = F, Cl, or Br) precursor and oxygen-free ligand have a QY of 75-90%. In some embodiments, nanostructures prepared using a GaX 3 (X = F, Cl, or Br) precursor and an oxygen-free ligand have a QY of about 80%.

본 명세서에서 조제된 AIGS 나노구조체들은 높은 청색 광 흡수를 제공한다. 일부 실시형태들에서, 나노구조체들은 적어도 0.8 의 OD450/mass (mL·mg-1·cm-1) 를 갖는다. 일부 실시형태들에서, 나노구조체들은 0.8-2.5 의 OD450/mass (mL.mg-1.cm-1) 를 갖는다. 다른 실시형태에서, 나노구조체들은 0.87-1.9 의 OD450/mass (mL.mg-1.cm-1) 를 갖는다.The AIGS nanostructures prepared herein provide high blue light absorption. In some embodiments, the nanostructures have an OD 450 /mass (mL·mg -1 ·cm -1 ) of at least 0.8. In some embodiments, the nanostructures have an OD 450 /mass (mL . mg -1. cm -1 ) of 0.8-2.5. In another embodiment, the nanostructures have an OD 450 /mass (mL . mg -1. cm -1 ) of 0.87-1.9.

일부 실시형태들에서, 나노구조체들은, AIGS 나노구조체 전반에 걸쳐 인듐에 대한 갈륨의 이온 교환이 발생하도록, 갈륨 이온들로 처리된다. 일부 실시형태들에서, 나노구조체들은 나노구조체의 표면과 중심 사이에 갈륨의 구배를 갖는 코어에 Ag, In, Ga 및 S 를 포함한다. 일부 실시형태들에서, 나노구조체들은 AGS 로 처리된 AIGS 코어들이고, 코어에서 GaX3 (X = F, Cl, 또는 Br) 전구체 및 무산소 리간드를 사용하여 제조된다. 일부 실시형태들에서, 나노구조체들은 AIGS 나노구조체들이고 GaX3 (X = F, Cl, 또는 Br) 전구체 및 무산소 리간드를 사용하여 제조된다. 일부 실시형태들에서, AIGS 나노구조체들은 미리 형성된 In-Ga 시약을 Ag2S 나노구조체들과 반응시켜 AIGS 나노구조체들을 제공한 다음, 무산소 Ga 염과 반응시킴으로써 갈륨과 이온 교환하여 AIGS 나노구조체들을 형성함으로써 제조된다.In some embodiments, the nanostructures are treated with gallium ions such that ion exchange of gallium for indium occurs throughout the AIGS nanostructure. In some embodiments, the nanostructures include Ag, In, Ga, and S in a core with a gradient of gallium between the surface and the center of the nanostructure. In some embodiments, the nanostructures are AIGS cores treated with AGS and fabricated using a GaX 3 (X = F, Cl, or Br) precursor and an oxygen-free ligand in the core. In some embodiments, the nanostructures are AIGS nanostructures and are prepared using a GaX 3 (X = F, Cl, or Br) precursor and an oxygen-free ligand. In some embodiments, AIGS nanostructures are formed by reacting a preformed In-Ga reagent with Ag 2 S nanostructures to provide AIGS nanostructures, which are then ion exchanged with gallium by reacting with an oxygen-free Ga salt to form AIGS nanostructures. It is manufactured by doing.

AIGS 나노구조체들을 제조하는 방법들Methods for manufacturing AIGS nanostructures

(a) AIGS 코어들, 황 소스, 및 리간드를 포함하는 혼합물을 조제하는 단계;(a) preparing a mixture comprising AIGS cores, sulfur source, and ligand;

(b) 나노구조체들의 표면으로부터 중심까지 갈륨의 구배를 갖는 이온 교환된 나노구조체들을 제공하기 위해 180-300 ℃ 의 온도로, (a) 에서 수득한 혼합물을 갈륨 카르복실레이트와 리간드의 혼합물에 첨가하는 단계; 및(b) Adding the mixture obtained in (a) to a mixture of gallium carboxylate and ligand, at a temperature of 180-300 °C, to provide ion exchanged nanostructures with a gradient of gallium from the surface to the center of the nanostructures. steps; and

(c) 나노구조체들을 단리(isolating)시키는 단계(c) isolating the nanostructures

를 포함하는, AIGS 나노구조체들을 제조하는 방법들이 제공된다.Methods for manufacturing AIGS nanostructures are provided, including.

일부 실시형태들에서, 나노구조체들은 480-545 nm 의 PWL 을 가지며, 여기서, 방출의 적어도 약 60% 는 밴드-에지 방출이다.In some embodiments, the nanostructures have a PWL of 480-545 nm, where at least about 60% of the emission is band-edge emission.

또한also

(a) Ga(아세틸아세토네이트)3, InCl3, 및 리간드를 임의적으로 용매 중에서 In-Ga 시약을 제공하기에 충분한 온도로 반응시키는 단계, 및(a) reacting Ga(acetylacetonate) 3 , InCl 3 , and a ligand, optionally in a solvent, at a temperature sufficient to provide an In-Ga reagent, and

(b) In-Ga 시약과 Ag2S 나노구조체들을 AIGS 나노구조체들을 제조하기에 충분한 온도로 반응시키는 단계,(b) reacting the In-Ga reagent and Ag 2 S nanostructures at a temperature sufficient to produce AIGS nanostructures,

(c) 나노구조체들의 표면으로부터 중심까지 갈륨의 구배를 갖는 이온-교환된 나노구조체들을 제공하기에 충분한 온도로 리간드를 함유하는 용매 중에서 AIGS 나노구조체들을 무산소 Ga 염과 반응시키는 단계(c) reacting the AIGS nanostructures with an oxygen-free Ga salt in a solvent containing the ligand at a temperature sufficient to provide ion-exchanged nanostructures with a gradient of gallium from the surface to the center of the nanostructures.

를 포함하는 AIGS 나노구조체들을 제조하는 방법들이 제공된다.Methods for manufacturing AIGS nanostructures containing are provided.

일부 실시형태들에서, 나노구조체들은 480-545 nm 의 PWL 을 가지며, 여기서, 방출의 적어도 약 60% 는 밴드-에지 방출이다.In some embodiments, the nanostructures have a PWL of 480-545 nm, where at least about 60% of the emission is band-edge emission.

일부 실시형태들에서, 리간드는 알킬아민이다. 일부 실시형태들에서, 알킬아민 리간드는 올레일아민이다. 일부 실시형태에서, 리간드는 과량으로 사용되며 용매로서 작용하고 언급된 용매는 반응에서 부재한다. 일부 실시형태들에서, 용매는 반응에 존재한다. 일부 실시형태에서, 용매는 고 비등점 용매이다. 일부 실시형태들에서, 용매는 옥타데센, 스쿠알란, 디벤질 에테르 또는 크실렌이다. 일부 실시형태들에서, (a) 에서 충분한 온도는 100 내지 280 ℃ 이고; (b) 에 충분한 온도는 150 내지 260 ℃ 이며; 그리고 (c) 에서 충분한 온도는 170 내지 280 ℃ 이다. 일부 실시형태들에서, (a) 에서 충분한 온도는 약 210 ℃ 이고; (b) 에서 충분한 온도는 약 210 ℃ 이며; 그리고 (c) 에서 충분한 온도는 약 240 ℃ 이다.In some embodiments, the ligand is an alkylamine. In some embodiments, the alkylamine ligand is oleylamine. In some embodiments, the ligand is used in excess and acts as a solvent and the stated solvent is absent from the reaction. In some embodiments, a solvent is present in the reaction. In some embodiments, the solvent is a high boiling point solvent. In some embodiments, the solvent is octadecene, squalane, dibenzyl ether, or xylene. In some embodiments, the sufficient temperature in (a) is 100 to 280° C.; The temperature sufficient for (b) is 150 to 260° C.; And in (c), the sufficient temperature is 170 to 280°C. In some embodiments, the sufficient temperature in (a) is about 210° C.; The sufficient temperature in (b) is about 210° C.; And in (c), the sufficient temperature is about 240°C.

일부 실시형태들에서, 방출의 적어도 80% 는 밴드-에지 방출이다. 다른 실시형태들에서, 방출의 적어도 90% 는 밴드-에지 방출이다. 다른 실시형태들에서, 방출의 적어도 95% 는 밴드-에지 방출이다. 일부 실시형태들에서, 방출의 92-98% 는 밴드-에지 방출이다. 일부 실시형태들에서, 방출의 93-96% 는 밴드-에지 방출이다.In some embodiments, at least 80% of the emission is band-edge emission. In other embodiments, at least 90% of the emission is band-edge emission. In other embodiments, at least 95% of the emission is band-edge emission. In some embodiments, 92-98% of the emission is band-edge emission. In some embodiments, 93-96% of the emission is band-edge emission.

리간드들의 예들은 미국 특허 번호들 7,572,395, 8,143,703, 8,425,803, 8,563,133, 8,916,064, 9,005,480, 9,139,770, 및 9,169,435 에, 그리고 미국 특허출원 공개번호 2008/0118755 에 개시되어 있다. 일부 실시형들에서, 리간드는 알킬아민이다. 일부 실시형태들에서, 리간드는 도데실아민, 올레일아민, 헥사데실아민, 디옥틸아민 및 옥타데실아민으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 알킬아민이다.Examples of ligands are in U.S. Pat. It is disclosed in In some embodiments, the ligand is an alkylamine. In some embodiments, the ligand is an alkylamine selected from the group consisting of dodecylamine, oleylamine, hexadecylamine, dioctylamine, and octadecylamine.

일부 실시형태들에서, (a) 에서의 황 소스는 트리옥틸포스핀 설파이드, 원소 황, 옥탄티올, 도데칸티올, 옥타데칸티올, 트리부틸포스핀 설파이드, 시클로헥실 이소티오시아네이트, α-톨루엔티올, 에틸렌 트리티오카보네이트, 알릴 메르캅탄, 비스(트리메틸실릴) 설파이드, 트리옥틸포스핀 설파이드, 또는 이들의 조합들을 포함한다. 일부 실시형태들에서, (a) 에서의 황 소스는 S8 로부터 유도된다.In some embodiments, the sulfur source in (a) is trioctylphosphine sulfide, elemental sulfur, octanethiol, dodecanethiol, octadecanethiol, tributylphosphine sulfide, cyclohexyl isothiocyanate, α-toluene. thiol, ethylene trithiocarbonate, allyl mercaptan, bis(trimethylsilyl) sulfide, trioctylphosphine sulfide, or combinations thereof. In some embodiments, the sulfur source in (a) is derived from S 8 .

일 실시형태에서, 황 소스는 S8 로부터 유도된다.In one embodiment, the sulfur source is derived from S 8 .

일 실시형태에서, (a) 및 (b) 에서의 온도는 약 270 ℃ 이다.In one embodiment, the temperature in (a) and (b) is about 270°C.

일부 실시형태들에서, (b) 에서의 혼합물은 용매를 더 포함한다. 일부 실시형태들에서, 용매는 트리옥틸포스핀, 디벤질 에테르, 또는 스쿠알란이다.In some embodiments, the mixture in (b) further comprises a solvent. In some embodiments, the solvent is trioctylphosphine, dibenzyl ether, or squalane.

일부 실시형태들에서, 갈륨 카르복실레이트는 갈륨 C2-24 카르복실레이트이다. C2-24 카르복실레이트의 예들은 아세테이트, 프로피오네이트, 부타노에이트, 펜타노에이트, 헥사노에이트, 헵타노에이트, 옥타노에이트, 노나노에이트, 데카노에이트, 운데카노에이트, 트리데카노에이트, 테트라데카노에이트, 펜타데카노에이트, 헥사데카노에이트, 옥타데카노에이트 (올레에이트), 노나데카노에이트 및 이코사노에이트를 포함한다. 일 실시형태에서, 갈륨 카르복실레이트는 갈륨 올레에이트이다.In some embodiments, the gallium carboxylate is gallium C 2-24 carboxylate. Examples of C 2-24 carboxylates are acetate, propionate, butanoate, pentanoate, hexanoate, heptanoate, octanoate, nonanoate, decanoate, undecanoate, tride. Includes decanoate, tetradecanoate, pentadecanoate, hexadecanoate, octadecanoate (oleate), nonadecanoate and icosanoate. In one embodiment, the gallium carboxylate is gallium oleate.

일부 실시형태들에서, AIGS 코어들에 대한 갈륨 카르복실레이트의 비는 mg AIGS 당 0.008-0.2 mmol 갈륨 카르복실레이트이다. 일 실시형태에서, AIGS 코어들에 대한 갈륨 카르복실레이트의 비는 mg AIGS 당 0.04 mmol 갈륨 카르복실레이트이다.In some embodiments, the ratio of gallium carboxylate for AIGS cores is 0.008-0.2 mmol gallium carboxylate per mg AIGS. In one embodiment, the ratio of gallium carboxylate for AIGS cores is 0.04 mmol gallium carboxylate per mg AIGS.

추가 실시형태에서, AIGS 나노구조체들은 예를 들어, 침전에 의해 단리된다. 일부 실시형태들에서, AIGS 나노구조체들은 AIGS 나노구조체들에 대한 비-용매의 첨가에 의해 침전된다. 일부 실시형태들에서, 비-용매는 톨루엔/에탄올 혼합물이다. 침전된 나노구조체들은 추가로 원심분리 및 나노구조체들에 대한 비-용매로 세척에 의해 단리될 수도 있다.In a further embodiment, AIGS nanostructures are isolated, for example by precipitation. In some embodiments, AIGS nanostructures are precipitated by addition of a non-solvent to the AIGS nanostructures. In some embodiments, the non-solvent is a toluene/ethanol mixture. Precipitated nanostructures may be further isolated by centrifugation and washing with a non-solvent for nanostructures.

(a) 용매에 갈륨 할로겐화물 및 AIGS 코어들을 포함하는 혼합물을 조제하고, 그 혼합물을, 나노구조체들의 표면으로부터 중심까지 갈륨의 구배를 갖는 이온-교환된 나노구조체들을 제공하기에 충분한 시간 동안 유지하는 단계; 및(a) preparing a mixture comprising gallium halide and AIGS cores in a solvent and maintaining the mixture for a time sufficient to provide ion-exchanged nanostructures with a gradient of gallium from the surface to the center of the nanostructures. step; and

(b) 나노구조체들을 단리시키는 단계(b) isolating nanostructures

를 포함하는, 나노구조체들을 제조하는 방법이 또한 제공된다.A method of manufacturing nanostructures is also provided, including.

일부 실시형태들에서, 나노구조체들은 480-545 nm 의 PWL 을 가지며, 여기서, 방출의 적어도 약 60% 는 밴드-에지 방출이다.In some embodiments, the nanostructures have a PWL of 480-545 nm, where at least about 60% of the emission is band-edge emission.

일부 실시형태들에서, 방출의 적어도 80% 는 밴드-에지 방출이다. 다른 실시형태들에서, 방출의 적어도 90% 는 밴드-에지 방출이다. 다른 실시형태들에서, 방출의 적어도 95% 는 밴드-에지 방출이다.In some embodiments, at least 80% of the emission is band-edge emission. In other embodiments, at least 90% of the emission is band-edge emission. In other embodiments, at least 95% of the emission is band-edge emission.

일부 실시형태들에서, 갈륨 할로겐화물은 갈륨 염화물, 브롬화물, 또는 요오드화물이다. 일 실시형태에서, 갈륨 할로겐화물은 갈륨 요오드화물이다.In some embodiments, the gallium halide is gallium chloride, bromide, or iodide. In one embodiment, the gallium halide is gallium iodide.

일부 실시형태들에서, 용매는 트리옥틸포스핀을 포함한다. 일부 실시형태들에서, 용매는 톨루엔을 포함한다.In some embodiments, the solvent includes trioctylphosphine. In some embodiments, the solvent includes toluene.

일부 실시형태들에서, (a) 에서 충분한 시간은 0.1-200 시간이다. 일부 실시형태들에서, (a) 에서 충분한 시간은 약 20 시간이다.In some embodiments, the sufficient time in (a) is 0.1-200 hours. In some embodiments, the sufficient time in (a) is about 20 hours.

일부 실시형태들에서, 혼합물은 20 내지 100 ℃ 에서 유지된다. 일 실시형태에서, 혼합물은 약 실온 (20 ℃ 내지 25 ℃) 에서 유지된다.In some embodiments, the mixture is maintained between 20 and 100 °C. In one embodiment, the mixture is maintained at about room temperature (20° C. to 25° C.).

일부 실시형태들에서, AIGS 코어들에 대한 갈륨 할로겐화물의 몰비는 약 0.1 로부터 약 30 까지이다.In some embodiments, the molar ratio of gallium halide to AIGS cores ranges from about 0.1 to about 30.

추가 실시형태에서, AIGS 나노구조체들은 예를 들어, 침전에 의해 단리된다. 일부 실시형태들에서, AIGS 나노구조체들은 AIGS 나노구조체들에 대한 비-용매의 첨가에 의해 침전된다. 일부 실시형태들에서, 비-용매는 톨루엔/에탄올 혼합물이다. 침전된 나노구조체들은 추가로 원심분리 및/또는 나노구조체들에 대한 비-용매로 세척에 의해 단리될 수도 있다.In a further embodiment, AIGS nanostructures are isolated, for example by precipitation. In some embodiments, AIGS nanostructures are precipitated by addition of a non-solvent to the AIGS nanostructures. In some embodiments, the non-solvent is a toluene/ethanol mixture. Precipitated nanostructures may be further isolated by centrifugation and/or washing with a non-solvent for nanostructures.

(a) AIGS 나노구조체들, 황 소스, 및 리간드를 포함하는 혼합물을 조제하는 단계;(a) preparing a mixture comprising AIGS nanostructures, a sulfur source, and a ligand;

(b) 나노구조체들의 표면으로부터 중심까지 갈륨의 구배를 갖는 이온 교환된 나노구조체들을 제공하기 위해 180-300 ℃ 의 온도로, (a) 에서 수득한 혼합물을 GaX3 (X = F, Cl, 또는 Br) 과 무산소 리간드의 혼합물에 첨가하는 단계; 및(b) the mixture obtained in (a) was mixed with GaX 3 (X = F, Cl, or Adding to the mixture of Br) and oxygen-free ligand; and

(d) 나노구조체들을 단리시키는 단계(d) isolating nanostructures

를 포함하는, 나노구조체들을 제조하는 방법들이 또한 제공된다.Methods for manufacturing nanostructures, including, are also provided.

일부 실시형태들에서, 나노구조체들은 480-545 nm 의 PWL 을 갖는다.In some embodiments, the nanostructures have a PWL of 480-545 nm.

일부 실시형태들에서, (a) 에서의 조제는 무산소 조건들 하에서 이루어진다. 일부 실시형태들에서, (a) 에서의 조제는 글로브박스에서 이루어진다.In some embodiments, the preparation in (a) occurs under anaerobic conditions. In some embodiments, preparation in (a) takes place in the glovebox.

일부 실시형태들에서, (b) 에서의 첨가는 무산소 조건들 하에서 이루어진다. 일부 실시형태들에서, (b) 에서의 첨가는 글로브박스에서 이우러진다.In some embodiments, the addition in (b) occurs under anoxic conditions. In some embodiments, the addition in (b) takes place in the glovebox.

일부 실시형태들에서, 방출의 적어도 80% 는 밴드-에지 방출이다. 다른 실시형태들에서, 방출의 적어도 90% 는 밴드-에지 방출이다. 다른 실시형태들에서, 방출의 적어도 95% 는 밴드-에지 방출이다.In some embodiments, at least 80% of the emission is band-edge emission. In other embodiments, at least 90% of the emission is band-edge emission. In other embodiments, at least 95% of the emission is band-edge emission.

리간드들의 예들은 미국 특허 번호들 7,572,395, 8,143,703, 8,425,803, 8,563,133, 8,916,064, 9,005,480, 9,139,770, 및 9,169,435 에, 그리고 미국 특허출원 공개번호 2008/0118755 에 개시되어 있다. 일부 실시형태들에서, (a) 에서의 리간드는 무산소 리간드이다. 일부 실시형태들에서, (b) 에서의 리간드는 무산소 리간드이다. 일부 실시형태들에서, (a) 및 (b) 에서의 리간드는 알킬아민이다. 일부 실시형태들에서, 리간드는 도데실아민, 올레일아민, 헥사데실아민, 디옥틸아민 및 옥타데실아민으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 알킬아민이다. 일부 실시형태들에서, (a) 에서의 리간드는 올레일아민이다. 일부 실시형태들에서, (b) 에서의 리간드는 올레일아민이다. 일부 실시형태들에서, (a) 및 (b) 에서의 리간드는 올레일아민이다.Examples of ligands are in U.S. Pat. It is disclosed in In some embodiments, the ligand in (a) is an oxygen-free ligand. In some embodiments, the ligand in (b) is an oxygen-free ligand. In some embodiments, the ligand in (a) and (b) is an alkylamine. In some embodiments, the ligand is an alkylamine selected from the group consisting of dodecylamine, oleylamine, hexadecylamine, dioctylamine, and octadecylamine. In some embodiments, the ligand in (a) is oleylamine. In some embodiments, the ligand in (b) is oleylamine. In some embodiments, the ligand in (a) and (b) is oleylamine.

일 실시형태에서, 황 소스는 S8 로부터 유도된다.In one embodiment, the sulfur source is derived from S 8 .

일 실시형태에서, (a) 및 (b) 에서의 온도는 약 270 ℃ 이다.In one embodiment, the temperature in (a) and (b) is about 270°C.

일부 실시형태들에서, (b) 에서의 혼합물은 용매를 더 포함한다. 일부 실시형태들에서, 용매는 트리옥틸포스핀, 디벤질 에테르, 또는 스쿠알란이다.In some embodiments, the mixture in (b) further comprises a solvent. In some embodiments, the solvent is trioctylphosphine, dibenzyl ether, or squalane.

일부 실시형태들에서, GaX3 는 갈륨 염화물, 갈륨 불화물, 또는 갈륨 요오드화물이다. 일부 실시형태들에서, GaX3 는 갈륨 염화물이다. 일부 실시형태들에서, GaX3 는 Ga(III) 염화물이다.In some embodiments, GaX 3 is gallium chloride, gallium fluoride, or gallium iodide. In some embodiments, GaX 3 is gallium chloride. In some embodiments, GaX 3 is Ga(III) chloride.

일부 실시형태들에서, AIGS 코어들에 대한 GaX3 의 비는 mg AIGS 당 0.008-0.2 mmol GaX3 이다. 일부 실시형태들에서, AIGS 코어들에 대한 GaX3 의 몰비는 약 0.1 로부터 약 30 까지이다. 일부 실시형태들에서, AIGS 코어들에 대한 GaX3 의 비는 mg AIGS 당 약 0.04 mmol GaX3 이다.In some embodiments, the ratio of GaX 3 for AIGS cores is 0.008-0.2 mmol GaX 3 per mg AIGS. In some embodiments, the molar ratio of GaX 3 to AIGS cores ranges from about 0.1 to about 30. In some embodiments, the ratio of GaX 3 to AIGS cores is about 0.04 mmol GaX 3 per mg AIGS.

일부 실시형태들에서, AIGS 나노구조체들은 예를 들어, 침전에 의해 분리된다. 일부 실시형태들에서, AIGS 나노구조체들은 AIGS 나노구조체들에 대한 비-용매의 첨가에 의해 침전된다. 일부 실시형태들에서, 비-용매는 톨루엔/에탄올 혼합물이다. 침전된 나노구조체들은 추가로 원심분리 및/또는 나노구조체들에 대한 비-용매로 세척에 의해 단리될 수도 있다.In some embodiments, AIGS nanostructures are separated, for example by precipitation. In some embodiments, AIGS nanostructures are precipitated by addition of a non-solvent to the AIGS nanostructures. In some embodiments, the non-solvent is a toluene/ethanol mixture. Precipitated nanostructures may be further isolated by centrifugation and/or washing with a non-solvent for nanostructures.

일부 실시형태들에서, (a) 에서의 혼합물은 20 ℃ 내지 100 ℃ 에서 유지된다. 일부 실시형태들에서, (a) 에서의 혼합물은 약 실온 (20 ℃ 내지 25 ℃) 에서 유지된다.In some embodiments, the mixture in (a) is maintained between 20°C and 100°C. In some embodiments, the mixture in (a) is maintained at about room temperature (20° C. to 25° C.).

일부 실시형태들에서, (b) 에서의 혼합물은 0.1 시간 내지 200 시간 동안 200 ℃ 내지 300 ℃ 에서 유지된다. 일부 실시형태들에서, (b) 에서의 혼합물은 약 20 시간 동안 200 ℃ 내지 300 ℃ 에서 유지된다.In some embodiments, the mixture in (b) is maintained at 200° C. to 300° C. for 0.1 hour to 200 hours. In some embodiments, the mixture in (b) is maintained at 200° C. to 300° C. for about 20 hours.

도핑된 AIGS 나노구조체들Doped AIGS nanostructures

일부 실시형태들에서, AIGS 나노구조체들이 도핑된다. 일부 실시형태들에서, 나노결정 코어의 도펀트는, 하나 이상의 전이 금속들을 포함한, 금속을 포함한다. 일부 실시형태들에서, 도펀트는 Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Tc, Re, Fe, Ru, Os, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, 및 이들의 조합들로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 전이 금속이다. 일부 실시형태들에서, 도펀트는 비금속을 포함한다. 일부 실시형태들에서, 도펀트는 ZnS, ZnSe, ZnTe, CdSe, CdS, CdTe, HgS, HgSe, HgTe, CuInS2, CuInSe2, AlN, AlP, AlAs, GaN, GaP, 또는 GaAs 이다.In some embodiments, AIGS nanostructures are doped. In some embodiments, the dopant of the nanocrystal core includes a metal, including one or more transition metals. In some embodiments, the dopant is Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Tc, Re, Fe, Ru, Os, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, It is a transition metal selected from the group consisting of Cu, Ag, Au, and combinations thereof. In some embodiments, the dopant includes a non-metal. In some embodiments, the dopant is ZnS, ZnSe, ZnTe, CdSe, CdS, CdTe, HgS, HgSe, HgTe, CuInS 2 , CuInSe 2 , AlN, AlP, AlAs, GaN, GaP, or GaAs.

일부 실시형태들에서, 코어는 비-용매로부터의 침전에 의해 정제된다. 일부 실시형태들에서, AIGS 나노구조체들은 코어 용액으로부터 침전물을 제거하기 위해 필터링된다.In some embodiments, the core is purified by precipitation from a non-solvent. In some embodiments, AIGS nanostructures are filtered to remove sediment from the core solution.

나노구조체 조성물들Nanostructure compositions

일부 실시형태들에서, 본 개시는 In some embodiments, the present disclosure

(a) AIGS 나노구조체들의 적어도 하나의 집단 (population); 및(a) at least one population of AIGS nanostructures; and

(b) 적어도 하나의 유기 수지(b) at least one organic resin

를 포함하는 나노구조체 조성물을 제공한다.It provides a nanostructure composition comprising a.

일부 실시형태들에서, 나노구조체들은 480-545 nm 의 PWL 을 갖는다.In some embodiments, the nanostructures have a PWL of 480-545 nm.

일부 실시형태들에서, 나노구조체 방출의 적어도 80% 는 밴드-에지 방출이다. 다른 실시형태들에서, 방출의 적어도 90% 는 밴드-에지 방출이다. 다른 실시형태들에서, 방출의 적어도 95% 는 밴드-에지 방출이다. 일부 실시형태들에서, 방출의 92-98% 는 밴드-에지 방출이다. 일부 실시형태들에서, 방출의 93-96% 는 밴드-에지 방출이다.In some embodiments, at least 80% of the nanostructure emission is band-edge emission. In other embodiments, at least 90% of the emission is band-edge emission. In other embodiments, at least 95% of the emission is band-edge emission. In some embodiments, 92-98% of the emission is band-edge emission. In some embodiments, 93-96% of the emission is band-edge emission.

일부 실시형태들에서, 나노구조체 조성물은 나노구조체들의 적어도 하나의 제2 집단을 더 포함한다. 480-545 nm 사이의 PWL 을 갖는 나노구조체들은 녹색 광을 방출한다. 스펙트럼의 녹색, 황색, 주황색 및/또는 적색 영역들에서 방출하는 부가적인 나노구조체들의 집단이 부가될 수도 있다. 이러한 나노구조체들은 545 nm 보다 큰 PWL 을 갖는다. 일부 실시형태들에서, 나노구조체들은 550-750 nm 의 PWL 을 갖는다. 나노구조체들의 크기는 방출 파장을 결정한다. 나노구조체들의 적어도 하나의 제2 집단은 BN, BP, BAs, BSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InN, InP, InAs, 및 InSb 로 이루어진 그룹에서 선택된 III-V 족 나노결정을 포함할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 나노구조체들의 제2 집단의 코어는 InP 나노결정이다. In some embodiments, the nanostructure composition further includes at least one second population of nanostructures. Nanostructures with a PWL between 480-545 nm emit green light. Additional populations of nanostructures that emit in the green, yellow, orange and/or red regions of the spectrum may be added. These nanostructures have a PWL greater than 545 nm. In some embodiments, the nanostructures have a PWL of 550-750 nm. The size of the nanostructures determines the emission wavelength. At least one second group of nanostructures is selected from the group consisting of BN, BP, BAs, BSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InN, InP, InAs, and InSb. It may also include nanocrystals. In some embodiments, the core of the second population of nanostructures is InP nanocrystals.

유기 수지organic resin

일부 실시형태들에서, 유기 수지는 열경화성 수지 또는 자외선 (UV) 경화성 수지이다. 일부 실시형태들에서, 유기 수지는 롤 투 롤 처리를 용이하게 하는 방법에 의해 경화된다. In some embodiments, the organic resin is a thermoset resin or an ultraviolet (UV) curable resin. In some embodiments, the organic resin is cured by a method that facilitates roll-to-roll processing.

열경화성 수지는 수지를 불용해성으로 만드는 비가역적 분자 가교 공정을 거친 경화를 필요로 한다. 일부 실시형태들에서, 열경화성 수지는 에폭시 수지, 페놀 수지, 비닐 수지, 멜라민 수지, 우레아 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 알릴 수지, 아크릴 수지, 폴리아미드 수지, 폴리아미드-이미드 수지, 페놀아민 축합 중합 수지, 우레아 멜라민 축합 중합 수지, 또는 이들의 조합들이다.Thermosetting resins require curing through an irreversible molecular crosslinking process that renders the resin insoluble. In some embodiments, the thermoset resin is an epoxy resin, phenolic resin, vinyl resin, melamine resin, urea resin, unsaturated polyester resin, polyurethane resin, allyl resin, acrylic resin, polyamide resin, polyamide-imide resin, Phenolamine condensation polymerization resin, urea melamine condensation polymerization resin, or combinations thereof.

일부 실시형태들에서, 열경화성 수지는 에폭시 수지이다. 에폭시 수지는 광범위한 화학물질들에 의해 부산물 또는 휘발성 물질들의 발생 없이 쉽게 경화된다. 에폭시 수지는 또한 대부분의 기판과 상용되고 표면을 쉽게 적시는 경향이 있다. Boyle, M.A. 등의 "Epoxy Resins," Composites, 제 21 권, ASM 핸드북, 페이지 78-89 (2001) 를 참조한다. In some embodiments, the thermoset resin is an epoxy resin. Epoxy resins are easily cured by a wide range of chemicals without generating by-products or volatile substances. Epoxy resins are also compatible with most substrates and tend to wet surfaces easily. Boyle, M.A. See “Epoxy Resins,” Composites, Volume 21, ASM Handbook, pages 78-89 (2001).

일부 실시형태들에서, 유기 수지는 실리콘 (silicone) 열경화성 수지이다. 일부 실시형태들에서, 실리콘 열경화성 수지는 OE6630A 또는 OE6630B (Dow Corning Corporation, Auburn, MI) 이다. In some embodiments, the organic resin is a silicone thermoset resin. In some embodiments, the silicone thermoset is OE6630A or OE6630B (Dow Corning Corporation, Auburn, MI).

일부 실시형태들에서, 열 개시제가 사용된다. 일부 실시형태들에서, 열 개시제는 AIBN [2,2'-아조비스(2-메틸프로피오니트릴)] 또는 벤조일 퍼옥사이드이다.In some embodiments, a thermal initiator is used. In some embodiments, the thermal initiator is AIBN [2,2'-azobis(2-methylpropionitrile)] or benzoyl peroxide.

UV 경화성 수지들은 특정 광파장에 노출될 때 경화하며 빠르게 굳는 중합체들이다. 일부 실시형태들에서, UV 경화성 수지는 작용 기로서 라디칼 중합 기, 예컨대 (메트)아크릴릴옥시 기, 비닐옥시 기, 스티릴 기, 또는 비닐 기; 카티온-중합성 기, 예컨대 에폭시 기, 티오에폭시 기, 비닐옥시 기, 또는 옥세타닐 기를 갖는 수지이다. 일부 실시형태들에서, UV 경화성 수지는 폴리에스테르 수지, 폴리에테르 수지, (메트)아크릴 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 알키드 수지, 스피로아세탈 수지, 폴리부타디엔 수지 또는 폴리티올폴리엔 수지이다. UV-curable resins are polymers that harden and harden quickly when exposed to specific light wavelengths. In some embodiments, the UV curable resin has a radical polymerization group as a functional group, such as a (meth)acrylyloxy group, vinyloxy group, styryl group, or vinyl group; It is a resin having cation-polymerizable groups, such as epoxy groups, thioepoxy groups, vinyloxy groups, or oxetanyl groups. In some embodiments, the UV curable resin is a polyester resin, polyether resin, (meth)acrylic resin, epoxy resin, urethane resin, alkyd resin, spiroacetal resin, polybutadiene resin, or polythiolpolyene resin.

일부 실시형태들에서, UV 경화성 수지는 이소보르닐 아크릴레이트, 이소보르닐 메타크릴레이트, 페녹시에틸 아크릴레이트, 페녹시에틸 메타크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트, 알릴옥실레이티드 시클로헥실 디아크릴레이트, 비스(아크릴옥시 에틸)히드록실 이소시아누레이트, 비스(아크릴옥시 네오펜틸글리콜)아디페이트, 비스페놀 A 디아크릴레이트, 비스페놀 A 디메타크릴레이트, 1,4-부탄디올 디아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디메타크릴레이트, 1,3-부틸렌글리콜 디아크릴레이트, 1,3-부틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 디시클로펜타닐 디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 모노히드록시 펜타아크릴레이트, 디(트리메틸올프로판) 테트라아크릴레이트, 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 글리세롤 메타크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디메타크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디메타크릴레이트, 네오펜틸글리콜 히드록시피발레이트 디아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 인산 디메타크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 디아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 테트라브로모비스페놀 A 디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디비닐에테르, 트리글리세롤 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트, 트리스(아크릴옥시에틸)이소시아누레이트, 인산 트리아크릴레이트, 인산 디아크릴레이트, 아크릴산 프로파르길일 에스테르, 비닐 말단의 폴리디메틸실록산, 비닐 말단의 디페닐실록산-디메틸실록산 공중합체, 비닐 말단의 폴리페닐메틸실록산, 비닐 말단의 트리플루오로메틸실록산-디메틸실록산 공중합체, 비닐 말단의 디에틸실록산-디메틸실록산 공중합체, 비닐메틸실록산, 모노메타아크릴로일옥시프로필 말단의 폴리디메틸실록산, 모노비닐 말단의 폴리디메틸 실록산, 모노알릴-모노 트리메틸실록시 말단의 폴리에틸렌 옥사이드, 및 이들의 조합들로 이루어지는 군으로부터 선택된다.In some embodiments, the UV curable resin is isobornyl acrylate, isobornyl methacrylate, phenoxyethyl acrylate, phenoxyethyl methacrylate, urethane acrylate, allyloxylated cyclohexyl diacrylate, Bis(acryloxy ethyl)hydroxyl isocyanurate, bis(acryloxy neopentyl glycol) adipate, bisphenol A diacrylate, bisphenol A dimethacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1,4- Butanediol dimethacrylate, 1,3-butylene glycol diacrylate, 1,3-butylene glycol dimethacrylate, dicyclofentanyl diacrylate, diethylene glycol diacrylate, diethylene glycol dimethacrylate , dipentaerythritol hexaacrylate, dipentaerythritol monohydroxy pentaacrylate, di(trimethylolpropane) tetraacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, glycerol methacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate. 1,6-hexanediol dimethacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, neopentyl glycol hydroxypivalate diacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, dimethacrylate phosphate Latex, polyethylene glycol diacrylate, polypropylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, tetrabromobisphenol A diacrylate, triethylene glycol divinyl ether, triglycerol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate , tripropylene glycol diacrylate, tris(acryloxyethyl)isocyanurate, phosphoric acid triacrylate, phosphoric acid diacrylate, acrylic acid propargyl ester, vinyl-terminated polydimethylsiloxane, vinyl-terminated diphenylsiloxane-dimethyl. Siloxane copolymer, vinyl-terminated polyphenylmethylsiloxane, vinyl-terminated trifluoromethylsiloxane-dimethylsiloxane copolymer, vinyl-terminated diethylsiloxane-dimethylsiloxane copolymer, vinylmethylsiloxane, monomethacryloyloxypropyl terminated It is selected from the group consisting of polydimethylsiloxane, monovinyl terminated polydimethyl siloxane, monoallyl-mono trimethylsiloxy terminated polyethylene oxide, and combinations thereof.

일부 실시형태들에서, UV 경화성 수지는 UV 경화 조건들 하에서 이소시아네이트, 에폭시 또는 불포화 화합물과 가교될 수 있는 메르캅토-작용성 화합물이다. 일부 실시형태들에서, 폴리티올은 펜타에리트리톨 테트라(3-메르캅토-프로피오네이트) (PETMP); 트리메틸올-프로판 트리(3-메르캅토-프로피오네이트)(TMPMP); 글리콜 디(3-메르캅토-프로피오네이트)(GDMP); 트리스[25-(3-메르캅토-프로피오닐옥시)에틸]이소시아누레이트(TEMPIC); 디-펜타에리트리톨 헥사(3-메르캅토-프로피오네이트)(Di-PETMP); 에톡실레이티드 트리메틸올프로판 트리(3-메르캅토-프로피오네이트)(ETTMP 1300 및 ETTMP 700); 폴리카프롤아세톤 테트라(3-메르캅토-프로피오네이트)(PCL4MP 1350); 펜타에리트리톨 테트라메르캅토아세테이트 (PETMA); 트리메틸올-프로판 트리메르캅토아세테이트 (TMPMA); 또는 글리콜 디메르캅토아세테이트 (GDMA) 이다. 이들 화합물은 Bruno Bock (Marschacht, Germany) 에 의해 상품명 THIOCURE® 하에서 판매된다.In some embodiments, the UV curable resin is a mercapto-functional compound that can be crosslinked with an isocyanate, epoxy, or unsaturated compound under UV curing conditions. In some embodiments, the polythiol is pentaerythritol tetra(3-mercapto-propionate) (PETMP); trimethylol-propane tri(3-mercapto-propionate) (TMPMP); glycol di(3-mercapto-propionate) (GDMP); Tris[25-(3-mercapto-propionyloxy)ethyl]isocyanurate (TEMPIC); di-pentaerythritol hexa(3-mercapto-propionate) (Di-PETMP); Ethoxylated trimethylolpropane tri(3-mercapto-propionate) (ETTMP 1300 and ETTMP 700); polycaprolacetone tetra(3-mercapto-propionate) (PCL4MP 1350); pentaerythritol tetramercaptoacetate (PETMA); trimethylol-propane trimercaptoacetate (TMPMA); or glycol dimercaptoacetate (GDMA). These compounds are sold under the trade name THIOCURE ® by Bruno Bock (Marschacht, Germany).

일부 실시형태들에서, UV 경화성 수지는 폴리티올이다. 일부 실시형태들에서, UV 경화성 수지는 에틸렌 글리콜 비스(티오글리콜레이트), 에틸렌 글리콜 비스(3-메르캅토프로피오네이트), 트리메틸올 프로판 트리스(티오글리콜레이트), 트리메틸올 프로판 트리스(3-메르캅토프로피오네이트), 펜타에리트리톨 테트라키스(티오글리콜레이트), 펜타에리트리톨 테트라키스(3-메르캅토프로피오네이트)(PETMP), 및 이들의 조합들로 이루어지는 군으로부터 선택된 폴리티올이다. 일부 실시형태들에서, UV 경화성 수지는 PETMP 이다. In some embodiments, the UV curable resin is a polythiol. In some embodiments, the UV curable resin is ethylene glycol bis(thioglycolate), ethylene glycol bis(3-mercaptopropionate), trimethylol propane tris(thioglycolate), trimethylol propane tris(3-mer captopropionate), pentaerythritol tetrakis(thioglycolate), pentaerythritol tetrakis(3-mercaptopropionate) (PETMP), and combinations thereof. In some embodiments, the UV curable resin is PETMP.

일부 실시형태들에서, UV 경화성 수지는 폴리티올 및 1,3,5-트리알릴-1,3,5-트리아진-2,4,6 (1H,3H,5H)-트리온 (TTT) 을 포함하는 티올-엔 포뮬레이션이다. 일부 실시형태들에서, UV 경화성 수지는 PETMP 및 TTT 을 포함하는 티올-엔 포뮬레이션이다.In some embodiments, the UV curable resin is composed of polythiol and 1,3,5-triallyl-1,3,5-triazine-2,4,6 (1H,3H,5H)-trione (TTT). It is a thiol-ene formulation comprising: In some embodiments, the UV curable resin is a thiol-ene formulation comprising PETMP and TTT.

일부 실시형태들에서, UV 경화성 수지는 광개시제를 더 포함한다. 광개시제는 광에 대한 노출 동안 감광성 재료의 가교 및/또는 경화 반응을 개시한다. 일부 실시형태들에서, 광개시제는 아세토페논계, 벤조인계, 또는 티옥사테논계이다. In some embodiments, the UV curable resin further includes a photoinitiator. Photoinitiators initiate crosslinking and/or curing reactions of the photosensitive material during exposure to light. In some embodiments, the photoinitiator is acetophenone-based, benzoin-based, or thioxatenone-based.

일부 실시형태들에서, 광개시제는 비닐 아크릴레이트계 수지이다. 일부 실시형태들에서, 광개시제는 MINS-311RM (Minuta Technology Co., Ltd, Korea) 이다. In some embodiments, the photoinitiator is a vinyl acrylate-based resin. In some embodiments, the photoinitiator is MINS-311RM (Minuta Technology Co., Ltd, Korea).

일부 실시형태들에서, 광개시제는 IRGACURE® 127, IRGACURE® 184, IRGACURE® 184D, IRGACURE® 2022, IRGACURE® 2100, IRGACURE® 250, IRGACURE® 270, IRGACURE® 2959, IRGACURE® 369, IRGACURE® 369 EG, IRGACURE® 379, IRGACURE® 500, IRGACURE® 651, IRGACURE® 754, IRGACURE® 784, IRGACURE® 819, IRGACURE® 819Dw, IRGACURE® 907, IRGACURE® 907 FF, IRGACURE® Oxe01, IRGACURE® TPO-L, IRGACURE® 1173, IRGACURE® 1173D, IRGACURE® 4265, IRGACURE® BP, 또는 IRGACURE®MBF (BASF Corporation, Wyandotte, MI) 이다. 일부 실시형태들에서, 광개시제는 TPO (2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐-포스핀 산화물) 또는 MBF (메틸 벤조일포르메이트) 이다. In some embodiments, the photoinitiator is IRGACURE ® 127, IRGACURE ® 184, IRGACURE ® 184D, IRGACURE ® 2022, IRGACURE ® 2100, IRGACURE ® 250, IRGACURE ® 270, IRGACURE ® 2959, IRGACURE ® 369, IRGACURE ® 3 69 EG, IRGACURE ® 379, IRGACURE ® 500, IRGACURE ® 651, IRGACURE ® 754, IRGACURE ® 784, IRGACURE ® 819, IRGACURE ® 819Dw, IRGACURE ® 907, IRGACURE ® 907 FF, IRGACURE ® Oxe01, IRGACURE ® TPO-L, I RGACURE® 1173, IRGACURE ® 1173D, IRGACURE ® 4265, IRGACURE ® BP, or IRGACURE ® MBF (BASF Corporation, Wyandotte, MI). In some embodiments, the photoinitiator is TPO (2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide) or MBF (methyl benzoylformate).

일부 실시형태에서, 나노구조체 조성물 중 적어도 하나의 유기 수지의 중량 백분율은 약 5% 내지 약 99%, 약 5% 내지 약 95%, 약 5% 내지 약 90%, 약 5% 내지 약 80%, 약 5% 내지 약 70%, 약 5% 내지 약 60%, 약 5% 내지 약 50%, 약 5% 내지 약 40%, 약 5% 내지 약 30%, 약 5% 내지 약 20%, 약 5% 내지 약 10%, 약 10% 내지 약 99%, 약 10%, 내지 약 95%, 약 10% 내지 약 90%, 약 10% 내지 약 80%, 약 10% 내지 약 70%, 약 10% 내지 약 60%, 약 10% 내지 약 50%, 약 10% 내지 약 40%, 약 10% 내지 약 30%, 약 10% 내지 약 20%, 약 20% 내지 약 99%, 약 20% 내지 약 95%, 약 20% 내지 약 90%, 약 20% 내지 약 80%, 약 20% 내지 약 70%, 약 20% 내지 약 60%, 약 20% 내지 약 50%, 약 20% 내지 약 40%, 약 20% 내지 약 30%, 약 30% 내지 약 99%, 약 30% 내지 약 95%, 약 30% 내지 약 90%, 약 30% 내지 약 80%, 약 30% 내지 약 70%, 약 30% 내지 약 60%, 약 30% 내지 약 50%, 약 30% 내지 약 40%, 약 40% 내지 약 99%, 약 40% 내지 약 95%, 약 40% 내지 약 90%, 약 40% 내지 약 80%, 약 40% 내지 약 70%, 약 40% 내지 약 60%, 약 40% 내지 약 50%, 약 50% 내지 약 99%, 약 50% 내지 약 95%, 약 50% 내지 약 90%, 약 50% 내지 약 80%, 약 50% 내지 약 70%, 약 50% 내지 약 60%, 약 60% 내지 약 99%, 약 60% 내지 약 95%, 약 60% 내지 약 90%, 약 60% 내지 약 80%, 약 60% 내지 약 70%, 약 70% 내지 약 99%, 약 70% 내지 약 95%, 약 70% 내지 약 90%, 약 70% 내지 약 80%, 약 80% 내지 약 99%, 약 80% 내지 약 95%, 약 80% 내지 약 90%, 약 90% 내지 약 99%, 약 90% 내지 약 95%, 또는 약 95% 내지 약 99% 이다. In some embodiments, the weight percentage of at least one organic resin in the nanostructure composition is about 5% to about 99%, about 5% to about 95%, about 5% to about 90%, about 5% to about 80%, About 5% to about 70%, about 5% to about 60%, about 5% to about 50%, about 5% to about 40%, about 5% to about 30%, about 5% to about 20%, about 5% % to about 10%, about 10% to about 99%, about 10%, about 95%, about 10% to about 90%, about 10% to about 80%, about 10% to about 70%, about 10% to about 60%, about 10% to about 50%, about 10% to about 40%, about 10% to about 30%, about 10% to about 20%, about 20% to about 99%, about 20% to about 95%, about 20% to about 90%, about 20% to about 80%, about 20% to about 70%, about 20% to about 60%, about 20% to about 50%, about 20% to about 40% , about 20% to about 30%, about 30% to about 99%, about 30% to about 95%, about 30% to about 90%, about 30% to about 80%, about 30% to about 70%, about 30% to about 60%, about 30% to about 50%, about 30% to about 40%, about 40% to about 99%, about 40% to about 95%, about 40% to about 90%, about 40% to about 80%, about 40% to about 70%, about 40% to about 60%, about 40% to about 50%, about 50% to about 99%, about 50% to about 95%, about 50% to about 90%, about 50% to about 80%, about 50% to about 70%, about 50% to about 60%, about 60% to about 99%, about 60% to about 95%, about 60% to about 90% , about 60% to about 80%, about 60% to about 70%, about 70% to about 99%, about 70% to about 95%, about 70% to about 90%, about 70% to about 80%, about 80% to about 99%, about 80% to about 95%, about 80% to about 90%, about 90% to about 99%, about 90% to about 95%, or about 95% to about 99%.

일부 실시형태들에서, 나노구조체 조성물은 AIGS 표면을 코팅하는 리간드에 혼입된 적어도 하나의 단량체를 추가로 포함한다. AIGS 표면을 코팅하는 리간드에 혼입된 적어도 하나의 단량체를 포함하는 AIGS 나노구조체들은 높은 QY, 잉크젯 인쇄용 잉크에 사용되는 일반적인 단량체인 HDDA와의 우수한 상용성 및 우수한 청색광 흡수를 갖는 것으로 밝혀졌다. In some embodiments, the nanostructure composition further comprises at least one monomer incorporated into a ligand that coats the AIGS surface. AIGS nanostructures containing at least one monomer incorporated into a ligand coating the AIGS surface were found to have high QY, excellent compatibility with HDDA, a common monomer used in inkjet printing inks, and excellent blue light absorption.

일부 실시형태들에서, 적어도 하나의 단량체는 아크릴레이트이다. 아크릴레이트 단량체의 예는 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 이소프로필 메타크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, tert-부틸 메타크릴레이트, n-아밀 메타크릴레이트, 이소아밀 메타크릴레이트, n-헥실 메타크릴레이트, 트리데실 메타크릴레이트, 스테아릴 메타크릴레이트, 데실 메타크릴레이트, 도데실 메타크릴레이트, 메톡시디에틸렌 글리콜 메타크릴레이트, 폴리프로필렌 글리콜 모노메타크릴레이트, 페닐메타크릴레이트, 페녹시에틸 메타크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴 메타크릴레이트, tert-부틸시클로헥실 메타크릴레이트, 베헤닐 메타크릴레이트, 디시클로펜타닐 메타크릴레이트, 디시클로펜테닐옥시에틸 메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 옥틸 메타크릴레이트, 이소옥틸메타크릴레이트, n-데실 메타크릴레이트 , 이소데실 메타크릴레이트, 라우릴 메타크릴레이트, 헥사데실 메타크릴레이트, 옥타데실 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 2-페닐에틸메타크릴레이트, 2-페녹시에틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 2-히드록시에틸 아크릴레이트, 2-카르복시에틸 아크릴레이트, 아크릴산, 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 1,3-프로판디올 디아크릴레이트, 1,4-비스(아크릴로일옥시)부탄, 이소보르닐 아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴 아크릴레이트, 사이클릭 트리메틸올프로판 포르말 아크릴레이트, 시클로헥실 메타크릴레이트 및 4-tert-부틸시클로헥실아크릴레이트를 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. In some embodiments, at least one monomer is an acrylate. Examples of acrylate monomers are methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, tert-butyl methacrylate, n-amyl methacrylate, iso Amyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, tridecyl methacrylate, stearyl methacrylate, decyl methacrylate, dodecyl methacrylate, methoxydiethylene glycol methacrylate, polypropylene glycol monomethacrylate , phenyl methacrylate, phenoxyethyl methacrylate, tetrahydrofurfuryl methacrylate, tert-butylcyclohexyl methacrylate, behenyl methacrylate, dicyclopentanyl methacrylate, dicyclopentenyloxyethyl methacrylate. Crylate, 2-ethylhexyl methacrylate, octyl methacrylate, isooctyl methacrylate, n-decyl methacrylate, isodecyl methacrylate, lauryl methacrylate, hexadecyl methacrylate, octadecyl methacrylate Crylate, benzyl methacrylate, 2-phenylethyl methacrylate, 2-phenoxyethyl acrylate, ethyl acrylate, methyl acrylate, n-butyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-carboxyethyl Acrylate, acrylic acid, ethylene glycol diacrylate, 1,3-propanediol diacrylate, 1,4-bis(acryloyloxy)butane, isobornyl acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, cyclic trimethyl Including, but not limited to, allpropane formal acrylate, cyclohexyl methacrylate, and 4-tert-butylcyclohexyl acrylate.

일부 실시 형태에서, 단량체는 에틸 아크릴레이트, HDDA, 테트라히드로푸르푸릴 아크릴레이트, 트리(프로필렌 글리콜) 디아크릴레이트, 1,4-비스(아크릴로일옥시)부탄 또는 이소보르닐 아크릴레이트 중 적어도 하나이다. In some embodiments, the monomer is at least one of ethyl acrylate, HDDA, tetrahydrofurfuryl acrylate, tri(propylene glycol) diacrylate, 1,4-bis(acryloyloxy)butane, or isobornyl acrylate. .

AIGS 나노구조체 조성물을 조제하는 방법Method for preparing AIGS nanostructure composition

본 개시는 This disclosure

(a) AIGS 나노구조체들의 적어도 하나의 집단을 제공하는 단계; 및(a) providing at least one population of AIGS nanostructures; and

(b) (a) 의 조성물과 적어도 1 종의 유기 수지를 혼합하는 단계(b) mixing the composition of (a) with at least one organic resin.

를 포함하는 나노구조체 조성물을 조제하는 방법을 제공한다.It provides a method of preparing a nanostructure composition containing a.

일부 실시형태들에서, 나노구조체들은 480-545 nm 의 PWL 을 갖고, 방출의 적어도 약 80% 는 밴드-에지 방출이다. 일부 실시형태들에서, 방출의 적어도 80% 는 밴드-에지 방출이다. 다른 실시형태들에서, 방출의 적어도 90% 는 밴드-에지 방출이다. 다른 실시형태들에서, 방출의 적어도 95% 는 밴드-에지 방출이다. 일부 실시형태들에서, 방출의 92-98% 는 밴드-에지 방출이다. 일부 실시형태들에서, 방출의 93-96% 는 밴드-에지 방출이다. In some embodiments, the nanostructures have a PWL of 480-545 nm, and at least about 80% of the emission is band-edge emission. In some embodiments, at least 80% of the emission is band-edge emission. In other embodiments, at least 90% of the emission is band-edge emission. In other embodiments, at least 95% of the emission is band-edge emission. In some embodiments, 92-98% of the emission is band-edge emission. In some embodiments, 93-96% of the emission is band-edge emission.

본 개시는 또한 : This disclosure also:

(a) AIGS 나노구조체들의 적어도 하나의 집단을 제공하는 단계, 여기서 나노구조체들은 GaX3 (X = F, Cl 또는 Br) 전구체 및 무산소 리간드를 사용하여 제조되었다; 그리고(a) providing at least one population of AIGS nanostructures, wherein the nanostructures were prepared using a GaX 3 (X = F, Cl or Br) precursor and an oxygen-free ligand; and

(b) (a) 의 조성물과 적어도 1 종의 유기 수지를 혼합하는 단계(b) mixing the composition of (a) with at least one organic resin.

를 포함하는 나노구조체 조성물을 조제하는 방법을 제공한다.It provides a method of preparing a nanostructure composition containing a.

일부 실시형태들에서, 나노구조체들은 480-545 nm 의 PWL 을 갖고, 방출의 적어도 약 60% 는 밴드-에지 방출이다.In some embodiments, the nanostructures have a PWL of 480-545 nm, and at least about 60% of the emission is band-edge emission.

본 개시는 또한This disclosure also

(a) AIGS 나노구조체들의 적어도 하나의 집단을 제공하는 단계, 나노구조체들은 480-545 nm 사이의 PWL 을 가지며, 방출의 적어도 약 80% 는 밴드-에지 방출이며, 나노구조체들은 80-99% 의 QY 를 나타냄; 및(a) providing at least one population of AIGS nanostructures, wherein the nanostructures have a PWL between 480-545 nm, at least about 80% of the emission is band-edge emission, and the nanostructures have a PWL of 80-99% of the nanostructures. stands for QY; and

(b) (a) 의 조성물과 적어도 하나의 유기 수지를 혼합하는 단계(b) mixing the composition of (a) with at least one organic resin.

를 포함하는, 나노구조체 조성물을 조제하는 방법을 제공한다.It provides a method of preparing a nanostructure composition comprising.

일부 실시형태들에서, 나노구조체들의 적어도 하나의 집단은 약 100 rpm 내지 약 10,000 rpm, 약 100 rpm 내지 약 5,000 rpm, 약 100 rpm 내지 약 3,000 rpm, 약 100 rpm 내지 약 1,000 rpm, 약 100 rpm 내지 약 500 rpm, 약 500 rpm 내지 약 10,000 rpm, 약 500 rpm 내지 약 5,000 rpm, 약 500 rpm 내지 약 3,000 rpm, 약 500 rpm 내지 약 1,000 rpm, 약 1,000 rpm 내지 약 10,000 rpm, 약 1,000 rpm 내지 약 5,000 rpm, 약 1,000 rpm 내지 약 3,000 rpm, 약 3,000 rpm 내지 약 10,000 rpm, 약 3,000 rpm 내지 약 10,000 rpm, 또는 약 5,000 rpm 내지 약 10,000 rpm 의교반 레이트로 적어도 하나의 유기 수지와 혼합된다. In some embodiments, at least one population of nanostructures rotates between about 100 rpm and about 10,000 rpm, between about 100 rpm and about 5,000 rpm, between about 100 rpm and about 3,000 rpm, between about 100 rpm and about 1,000 rpm, between about 100 rpm and About 500 rpm, about 500 rpm to about 10,000 rpm, about 500 rpm to about 5,000 rpm, about 500 rpm to about 3,000 rpm, about 500 rpm to about 1,000 rpm, about 1,000 rpm to about 10,000 rpm, about 1,000 rpm to about 5,000 rpm, about 1,000 rpm to about 3,000 rpm, about 3,000 rpm to about 10,000 rpm, about 3,000 rpm to about 10,000 rpm, or about 5,000 rpm to about 10,000 rpm.

일부 실시형태들에서, 나노구조체들의 적어도 하나의 집단은 약 10 분 내지 약 24 시간, 약 10 분 내지 약 20 시간, 약 10 분 내지 약 15 시간, 약 10 분 내지 약 10 시간, 약 10 분 내지 약 5 시간, 약 10 분 내지 약 1 시간, 약 10 분 내지 약 30 분, 약 30 분 내지 약 24 시간, 약 30 분 내지 약 20 시간, 약 30 분 내지 약 15 시간, 약 30 분 내지 약 10 시간, 약 30 분 내지 약 5 시간, 약 30 분 내지 약 1 시간, 약 1 시간 내지 약 24 시간, 약 1 시간 내지 약 20 시간, 약 1 시간 내지 약 15 시간, 약 1 시간 내지 약 10 시간, 약 1 시간 내지 약 5 시간, 약 5 시간 내지 약 24 시간, 약 5 시간 내지 약 20 시간, 약 5 시간 내지 약 15 시간, 약 5 시간 내지 약 10 시간, 약 10 시간 내지 약 24 시간, 약 10 시간 내지 약 20 시간, 약 10 시간 내지 약 15 시간, 약 15 시간 내지 약 24 시간, 약 15 시간 내지 약 20 시간, 또는 약 20 시간 내지 약 24 시간의 시간 동안 적어도 하나의 유기 수지와 혼합된다.In some embodiments, at least one population of nanostructures is exposed from about 10 minutes to about 24 hours, from about 10 minutes to about 20 hours, from about 10 minutes to about 15 hours, from about 10 minutes to about 10 hours, from about 10 minutes to about 15 hours. About 5 hours, about 10 minutes to about 1 hour, about 10 minutes to about 30 minutes, about 30 minutes to about 24 hours, about 30 minutes to about 20 hours, about 30 minutes to about 15 hours, about 30 minutes to about 10 time, about 30 minutes to about 5 hours, about 30 minutes to about 1 hour, about 1 hour to about 24 hours, about 1 hour to about 20 hours, about 1 hour to about 15 hours, about 1 hour to about 10 hours, About 1 hour to about 5 hours, About 5 hours to about 24 hours, About 5 hours to about 20 hours, About 5 hours to about 15 hours, About 5 hours to about 10 hours, About 10 hours to about 24 hours, About 10 and is mixed with at least one organic resin for a period of time from about 20 hours to about 20 hours, from about 10 hours to about 15 hours, from about 15 hours to about 24 hours, from about 15 hours to about 20 hours, or from about 20 hours to about 24 hours.

일부 실시형태들에서, 나노구조체들의 적어도 하나의 집단은 약 -5℃ 내지 약 100℃, 약 -5℃ 내지 약 75℃, 약 -5℃ 내지 약 50℃, 약 -5℃ 내지 약 23℃, 약 23℃ 내지 약 100℃, 약 23℃ 내지 약 75℃, 약 23℃ 내지 약 50℃, 약 50℃ 내지 약 100℃, 약 50℃ 내지 약 75℃, 또는 약 75℃ 내지 약 100℃ 의 온도에서 적어도 하나의 유기 수지와 혼합된다. 일부 실시형태들에서, 적어도 하나의 유기 수지는 약 23℃ 내지 약 50℃ 의 온도에서 나노구조체들의 적어도 하나의 집단과 혼합된다. In some embodiments, at least one population of nanostructures has a temperature range of about -5°C to about 100°C, about -5°C to about 75°C, about -5°C to about 50°C, about -5°C to about 23°C, a temperature of about 23°C to about 100°C, about 23°C to about 75°C, about 23°C to about 50°C, about 50°C to about 100°C, about 50°C to about 75°C, or about 75°C to about 100°C. mixed with at least one organic resin. In some embodiments, at least one organic resin is mixed with at least one population of nanostructures at a temperature of about 23°C to about 50°C.

일부 실시형태들에서, 하나보다 많은 유기 수지가 사용되는 경우, 유기 수지는 함께 첨가되고 혼합된다. 일부 실시형태들에서, 제1 유기 수지는 약 100 rpm 내지 약 10,000 rpm, 약 100 rpm 내지 약 5,000 rpm, 약 100 rpm 내지 약 3,000 rpm, 약 100 rpm 내지 약 1,000 rpm, 약 100 rpm 내지 약 500 rpm, 약 500 rpm 내지 약 10,000 rpm, 약 500 rpm 내지 약 5,000 rpm, 약 500 rpm 내지 약 3,000 rpm, 약 500 rpm 내지 약 1,000 rpm, 약 1,000 rpm 내지 약 10,000 rpm, 약 1,000 rpm 내지 약 5,000 rpm, 약 1,000 rpm 내지 약 3,000 rpm, 약 3,000 rpm 내지 약 10,000 rpm, 약 3,000 rpm 내지 약 10,000 rpm, 또는 약 5,000 rpm 내지 약 10,000 rpm 의 교반 레이트로 제2 유기 수지와 혼합된다. In some embodiments, when more than one organic resin is used, the organic resins are added and mixed together. In some embodiments, the first organic resin is heated between about 100 rpm and about 10,000 rpm, between about 100 rpm and about 5,000 rpm, between about 100 rpm and about 3,000 rpm, between about 100 rpm and about 1,000 rpm, and between about 100 rpm and about 500 rpm. , about 500 rpm to about 10,000 rpm, about 500 rpm to about 5,000 rpm, about 500 rpm to about 3,000 rpm, about 500 rpm to about 1,000 rpm, about 1,000 rpm to about 10,000 rpm, about 1,000 rpm to about 5,000 rpm, about It is mixed with the second organic resin at a stirring rate of 1,000 rpm to about 3,000 rpm, about 3,000 rpm to about 10,000 rpm, about 3,000 rpm to about 10,000 rpm, or about 5,000 rpm to about 10,000 rpm.

일부 실시형태들에서, 제1 유기 수지는 약 10 분 내지 약 24 시간, 약 10 분 내지 약 20 시간, 약 10 분 내지 약 15 시간, 약 10 분 내지 약 10 시간, 약 10 분 내지 약 5 시간, 약 10 분 내지 약 1 시간, 약 10 분 내지 약 30 분, 약 30 분 내지 약 24 시간, 약 30 분 내지 약 20 시간, 약 30 분 내지 약 15 시간, 약 30 분 내지 약 10 시간, 약 30 분 내지 약 5 시간, 약 30 분 내지 약 1 시간, 약 1 시간 내지 약 24 시간, 약 1 시간 내지 약 20 시간, 약 1 시간 내지 약 15 시간, 약 1 시간 내지 약 10 시간, 약 1 시간 내지 약 5 시간, 약 5 시간 내지 약 24 시간, 약 5 시간 내지 약 20 시간, 약 5 시간 내지 약 15 시간, 약 5 시간 내지 약 10 시간, 약 10 시간 내지 약 24 시간, 약 10 시간 내지 약 20 시간, 약 10 시간 내지 약 15 시간, 약 15 시간 내지 약 24 시간, 약 15 시간 내지 약 20 시간, 또는 약 20 시간 내지 약 24 시간 동안 제2 유기 수지와 혼합된다. In some embodiments, the first organic resin is cured for about 10 minutes to about 24 hours, about 10 minutes to about 20 hours, about 10 minutes to about 15 hours, about 10 minutes to about 10 hours, about 10 minutes to about 5 hours. , about 10 minutes to about 1 hour, about 10 minutes to about 30 minutes, about 30 minutes to about 24 hours, about 30 minutes to about 20 hours, about 30 minutes to about 15 hours, about 30 minutes to about 10 hours, about 30 minutes to about 5 hours, about 30 minutes to about 1 hour, about 1 hour to about 24 hours, about 1 hour to about 20 hours, about 1 hour to about 15 hours, about 1 hour to about 10 hours, about 1 hour to about 5 hours, from about 5 hours to about 24 hours, from about 5 hours to about 20 hours, from about 5 hours to about 15 hours, from about 5 hours to about 10 hours, from about 10 hours to about 24 hours, from about 10 hours to about and is mixed with the second organic resin for 20 hours, about 10 hours to about 15 hours, about 15 hours to about 24 hours, about 15 hours to about 20 hours, or about 20 hours to about 24 hours.

일부 실시형태들에서, AIGS 나노구조체들은 수지와 결합되기 전에 AIGS 표면을 코팅하는 리간드에 혼입된 적어도 하나의 단량체와 결합된다. 일부 실시형태에서, 단량체는 아크릴레이트이다. 일부 실시 형태에서, 단량체는 에틸 아크릴레이트, HDDA, 테트라히드로푸르푸릴 아크릴레이트, 트리(프로필렌 글리콜) 디아크릴레이트, 1,4-비스(아크릴로일옥시)부탄 또는 이소보르닐 아크릴레이트 중 적어도 하나이다.In some embodiments, the AIGS nanostructures are combined with at least one monomer incorporated into a ligand that coats the AIGS surface prior to binding to the resin. In some embodiments, the monomer is an acrylate. In some embodiments, the monomer is at least one of ethyl acrylate, HDDA, tetrahydrofurfuryl acrylate, tri(propylene glycol) diacrylate, 1,4-bis(acryloyloxy)butane, or isobornyl acrylate. .

AIGS 나노구조체들의 특성들Characteristics of AIGS nanostructures

일부 실시형태들에서, AIGS 나노구조체들은 높은 광발광 양자 수율을 나타낸다. 일부 실시형태들에서, 나노구조체들은 약 50% 내지 약 99%, 약 50% 내지 약 95%, 약 50% 내지 약 90%, 약 50% 내지 약 85%, 약 50% 내지 약 80%, 약 50% 내지 약 70%, 약 50% 내지 약 60%, 60% 내지 약 99%, 약 60% 내지 약 95%, 약 60% 내지 약 90%, 약 60% 내지 약 85%, 약 60% 내지 약 80%, 약 60% 내지 약 70%, 약 70% 내지 약 99%, 약 70% 내지 약 95%, 약 70% 내지 약 90%, 약 70% 내지 약 85%, 약 70% 내지 약 80%, 약 80% 내지 약 99%, 약 80% 내지 약 95%, 약 80% 내지 약 90%, 약 80% 내지 약 85%, 약 85% 내지 약 99%, 약 85% 내지 약 95%, 약 80% 내지 약 85%, 약 85% 내지 약 99%, 약 85% 내지 약 90%, 약 90% 내지 약 99%, 약 90% 내지 약 95%, 또는 약 95% 내지 약 99% 의 광발광 양자 수율을 나타낸다. 일부 실시형태들에서, 나노구조체들은 약 82% 내지 약 96%, 약 85% 내지 약 96% 및 약 93% 내지 약 94% 의 광발광 양자 수율을 나타낸다.In some embodiments, AIGS nanostructures exhibit high photoluminescence quantum yield. In some embodiments, the nanostructures have about 50% to about 99%, about 50% to about 95%, about 50% to about 90%, about 50% to about 85%, about 50% to about 80%, about 50% to about 70%, about 50% to about 60%, 60% to about 99%, about 60% to about 95%, about 60% to about 90%, about 60% to about 85%, about 60% to About 80%, about 60% to about 70%, about 70% to about 99%, about 70% to about 95%, about 70% to about 90%, about 70% to about 85%, about 70% to about 80% %, about 80% to about 99%, about 80% to about 95%, about 80% to about 90%, about 80% to about 85%, about 85% to about 99%, about 85% to about 95%, About 80% to about 85%, about 85% to about 99%, about 85% to about 90%, about 90% to about 99%, about 90% to about 95%, or about 95% to about 99% of the light. Indicates the luminescence quantum yield. In some embodiments, the nanostructures exhibit a photoluminescence quantum yield of about 82% to about 96%, about 85% to about 96%, and about 93% to about 94%.

나노구조체들의 광발광 스펙트럼은 스펙트럼의 넓은 원하는 부분을 커버할 수 있다. 일부 실시형태들에서, 나노구조체들에 대한 광발광 스펙트럼은 300 nm 내지 750 nm, 300 nm 내지 650 nm, 300 nm 내지 550 nm, 300 nm 내지 450 nm, 450 nm 내지 750 nm, 450 nm 내지 650 nm, 450 nm 내지 550 nm, 450 nm 내지 750 nm, 450 nm 내지 650 nm, 450 nm 내지 550 nm, 550 nm 내지 750 nm, 550 nm 내지 650 nm, 또는 650 nm 내지 750 nm 의 방출 최대치를 갖는다. 일부 실시형태들에서, 나노구조체들에 대한 광발광 스펙트럼은 450 nm 내지 550 nm 의 방출 최대치를 갖는다 The photoluminescence spectrum of nanostructures can cover a wide desired portion of the spectrum. In some embodiments, the photoluminescence spectrum for the nanostructures is 300 nm to 750 nm, 300 nm to 650 nm, 300 nm to 550 nm, 300 nm to 450 nm, 450 nm to 750 nm, 450 nm to 650 nm. , has an emission maximum of 450 nm to 550 nm, 450 nm to 750 nm, 450 nm to 650 nm, 450 nm to 550 nm, 550 nm to 750 nm, 550 nm to 650 nm, or 650 nm to 750 nm. In some embodiments, the photoluminescence spectrum for the nanostructures has an emission maximum between 450 nm and 550 nm.

나노구조체들의 크기 분포는 비교적 좁을 수 있다. 일부 실시형태들에서, 나노구조체들의 집단의 광발광 스펙트럼은, 10 nm 내지 60 nm, 10 nm 내지 40 nm, 10 nm 내지 30 nm, 10 nm 내지 20 nm, 20 nm 내지 60 nm, 20 nm 내지 40 nm, 20 nm 내지 30 nm, 25 nm 내지 60 nm, 25 nm 내지 40 nm, 25 nm 내지 30 nm, 30 nm 내지 60 nm, 30 nm 내지 40 nm, 또는 40 nm 내지 60 nm 의 반치전폭을 가질 수 있다. 일부 실시형태들에서, 나노구조체들의 집단의 광발광 스펙트럼은 24 nm 내지 50 nm 의 반치전폭을 가질 수 있다. The size distribution of nanostructures can be relatively narrow. In some embodiments, the photoluminescence spectrum of the population of nanostructures is 10 nm to 60 nm, 10 nm to 40 nm, 10 nm to 30 nm, 10 nm to 20 nm, 20 nm to 60 nm, 20 nm to 40 nm. nm, 20 nm to 30 nm, 25 nm to 60 nm, 25 nm to 40 nm, 25 nm to 30 nm, 30 nm to 60 nm, 30 nm to 40 nm, or 40 nm to 60 nm. there is. In some embodiments, the photoluminescence spectrum of the population of nanostructures can have a full width at half maximum between 24 nm and 50 nm.

일부 실시형태들에서, 나노구조체들은 약 400 nm 내지 약 650 nm, 약 400 nm 내지 약 600 nm, 약 400 nm 내지 약 550 nm, 약 400 nm 내지 약 500 nm, 약 400 nm 내지 약 450 nm, 약 450 nm 내지 약 650 nm, 약 450 nm 내지 약 600 nm, 약 450 nm 내지 약 550 nm, 약 450 nm 내지 약 500 nm, 약 500 nm 내지 약 650 nm, 약 500 nm 내지 약 600 nm, 약 500 nm 내지 약 550 nm, 약 550 nm 내지 약 650 nm, 약 550 nm 내지 약 600 nm, 또는 약 600 nm 내지 약 650 nm 의 피크 방출 파장 (PWL) 을 갖는 광을 방출한다. 일부 실시형태들에서, 나노구조체들은 약 500 nm 내지 약 550 nm 의 PWL 을 갖는 광을 방출한다. In some embodiments, the nanostructures have a size of about 400 nm to about 650 nm, about 400 nm to about 600 nm, about 400 nm to about 550 nm, about 400 nm to about 500 nm, about 400 nm to about 450 nm, about 450 nm to about 650 nm, about 450 nm to about 600 nm, about 450 nm to about 550 nm, about 450 nm to about 500 nm, about 500 nm to about 650 nm, about 500 nm to about 600 nm, about 500 nm emits light having a peak emission wavelength (PWL) of from about 550 nm to about 550 nm, from about 550 nm to about 600 nm, or from about 600 nm to about 650 nm. In some embodiments, the nanostructures emit light with a PWL of about 500 nm to about 550 nm.

청색 광흡수 효율에 대한 예측 값으로서, 질량 기반으로 450 nm 에서의 광학 밀도 (OD450/mass) 는 1cm 경로 길이 큐벳에서 나노구조체 용액의 광학 밀도를 측정하고 진공 하에서 (< 200mTorr) 모든 휘발성들을 제거한 후 동일한 용액의 mL 당 건조 질량으로 나눔으로써 계산될 수 있다. 일부 실시형태들에서, 나노구조체들은 질량 기반으로 450 nm 에서의 광학 밀도 (OD450/ mass) 가 약 0.28/mg 과 약 0.5/mg 사이, 약 0.28/mg 과 약 0.4/mg 사이, 약 0.28/mg 과 약 0.35/mg 사이, 약 0.28/mg 과 약 0.32/mg 사이, 약 0.32/mg 와 약 0.5/mg 사이, 약 0.32/mg 와 약 0.4/mg 사이, 약 0.32/mg 와 약 0.35/mg 사이, 약 0.35 mg/m 와 약 0.5/mg 사이, 약 0.35/mg 와 약 0.4/mg 사이, 또는 약 0.4/mg 와 약 0.5/mg 사이이다. As a predicted value for blue light absorption efficiency, the optical density at 450 nm on a mass basis (OD 450 /mass) was calculated by measuring the optical density of the nanostructure solution in a 1 cm path length cuvette and removing all volatiles under vacuum (<200 mTorr). It can then be calculated by dividing by the dry mass per mL of the same solution. In some embodiments, the nanostructures have an optical density at 450 nm (OD 450 / mass) on a mass basis of between about 0.28/mg and about 0.5/mg, between about 0.28/mg and about 0.4/mg, about 0.28/mg. Between about 0.35/mg, between about 0.28/mg and about 0.32/mg, between about 0.32/mg and about 0.5/mg, between about 0.32/mg and about 0.4/mg, between about 0.32/mg and about 0.35/mg between about 0.35 mg/m and about 0.5/mg, between about 0.35/mg and about 0.4/mg, or between about 0.4/mg and about 0.5/mg.

필름들films

본 발명의 나노구조체들은 임의의 적합한 방법을 사용하여 중합체성 매트릭스에 임베딩될 수 있다. 본명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "임베딩된 (embedded)" 은 나노구조체들이 매트릭스의 컴포넌트의 대부분을 구성하는 중합체로 인클로징되거나 인케이싱되는 것을 나타내는데 사용된다. 일부 실시형태들에서, 적어도 하나의 나노구조체 집단은 매트릭스 전체에 걸쳐 적절히 균일하게 분포된다. 일부 실시형태들에서, 적어도 하나의 나노구조체 집단은 애플리케이션-특정적 분포에 따라 분포된다. 일부 실시형태들에서, 나노구조체들은 중합체에서 혼합되고 기판의 표면에 도포된다. Nanostructures of the invention can be embedded in a polymeric matrix using any suitable method. As used herein, the term “embedded” is used to indicate that the nanostructures are enclosed or encased in a polymer that makes up the majority of the components of the matrix. In some embodiments, the population of at least one nanostructure is appropriately uniformly distributed throughout the matrix. In some embodiments, the population of at least one nanostructure is distributed according to an application-specific distribution. In some embodiments, nanostructures are mixed in a polymer and applied to the surface of a substrate.

일부 실시형태들에서, 본 개시는 In some embodiments, the present disclosure

(a) AIGS 나노구조체들의 적어도 하나의 집단 및 그 나노구조체들에 결합된 적어도 하나의 리간드를 포함하는 조성물; 및(a) a composition comprising at least one population of AIGS nanostructures and at least one ligand bound to the nanostructures; and

(b) 적어도 하나의 유기 수지(b) at least one organic resin

를 포함하는 나노구조체 필름 층을 제공한다.It provides a nanostructure film layer containing.

일부 실시형태들에서, 리간드들의 프랙션 (fraction) 은 나노구조체들에 결합된다. 다른 실시예에서, 나노구조체 표면은 리간드로 포화된다.In some embodiments, a fraction of the ligands is bound to the nanostructures. In another example, the nanostructure surface is saturated with a ligand.

일부 실시형태들에서, 나노구조체들은 480 내지 545 nm 의 PWL 을 갖는다.In some embodiments, the nanostructures have a PWL between 480 and 545 nm.

일부 실시형태들에서, AIGS 나노구조체들의 적어도 하나의 집단을 포함하는 조성물은 AIGS 표면을 코팅하는 리간드에 혼입된 적어도 하나의 단량체를 추가로 포함한다. 일부 실시형태들에서, 적어도 하나의 단량체는 아크릴레이트이다. 일부 실시 형태에서, 단량체는 에틸 아크릴레이트, HDDA, 테트라히드로푸르푸릴 아크릴레이트, 트리(프로필렌 글리콜) 디아크릴레이트, 1,4-비스(아크릴로일옥시)부탄 또는 이소보르닐 아크릴레이트 중 적어도 하나이다.In some embodiments, the composition comprising at least one population of AIGS nanostructures further comprises at least one monomer incorporated into a ligand that coats the AIGS surface. In some embodiments, at least one monomer is an acrylate. In some embodiments, the monomer is at least one of ethyl acrylate, HDDA, tetrahydrofurfuryl acrylate, tri(propylene glycol) diacrylate, 1,4-bis(acryloyloxy)butane, or isobornyl acrylate. .

본 개시는 또한 This disclosure also

(a) AIGS 나노구조체들의 적어도 하나의 집단을 제공하는 단계; 및(a) providing at least one population of AIGS nanostructures; and

(b) (a) 의 조성물과 적어도 1 종의 유기 수지를 혼합하는 단계(b) mixing the composition of (a) with at least one organic resin.

를 포함하는 나노구조체 필름 층을 조제하는 방법을 제공한다.It provides a method of preparing a nanostructure film layer containing a.

일부 실시형태들에서, 나노구조체들은 480-545 nm 사이의 PWL 을 갖는다.In some embodiments, nanostructures have a PWL between 480-545 nm.

일부 실시형태들에서, 방출의 적어도 80% 는 밴드-에지 방출이다. 다른 실시형태들에서, 방출의 적어도 약 90% 는 밴드-에지 방출이다. 다른 실시형태들에서, 방출의 적어도 95% 는 밴드-에지 방출이다. 일부 실시형태들에서, 방출의 92-98% 는 밴드-에지 방출이다. 일부 실시형태들에서, 방출의 93-96% 는 밴드-에지 방출이다. In some embodiments, at least 80% of the emission is band-edge emission. In other embodiments, at least about 90% of the emission is band-edge emission. In other embodiments, at least 95% of the emission is band-edge emission. In some embodiments, 92-98% of the emission is band-edge emission. In some embodiments, 93-96% of the emission is band-edge emission.

일부 실시형태들에서, 나노구조체 조성물은 추가로 식 I 을 갖는 아미노 리간드를 포함한다: In some embodiments, the nanostructure composition further comprises an amino ligand having Formula I:

여기서,here,

x 는 1 내지 100 이고; x is 1 to 100;

y 는 0 내지 100 이고;y is 0 to 100;

R2 는 C1-20 알킬이다.R 2 is C 1-20 alkyl.

일부 실시형태들에서, x 는 1 내지 100, 1 내지 50, 1 내지 20, 1 내지 10, 1 내지 5, 내지 100, 5 내지 50, 5 내지 20, 5 내지 10, 10 내지 100, 10 내지 50, 10 내지 20, 20 내지 100, 20 내지 50, 또는 50 내지 100 이다. 일부 실시형태들에서, x 는 10 내지 50 이다. 일부 실시형태에서, x 는 10 내지 20 이다. 일부 실시형태들에서, x 는 1 이다. 일부 실시형태들에서, x 는 19 이다. 일부 실시형태들에서, x 는 6 이다. 일부 실시형태들에서, x 는 10 이다. In some embodiments, x is 1 to 100, 1 to 50, 1 to 20, 1 to 10, 1 to 5, 1 to 100, 5 to 50, 5 to 20, 5 to 10, 10 to 100, 10 to 50. , 10 to 20, 20 to 100, 20 to 50, or 50 to 100. In some embodiments, x is from 10 to 50. In some embodiments, x is 10 to 20. In some embodiments, x is 1. In some embodiments, x is 19. In some embodiments, x is 6. In some embodiments, x is 10.

일부 실시형태들에서, R2 는 C1-20 알킬이다. 일부 실시형태에서, R2 는 C1-10 알킬이다. 일부 실시형태에서, R2 는 C1-5 알킬이다. 일부 실시형태들에서, R2 는 -CH2CH3 이다.In some embodiments, R 2 is C 1-20 alkyl. In some embodiments, R 2 is C 1-10 alkyl. In some embodiments, R 2 is C 1-5 alkyl. In some embodiments, R 2 is -CH 2 CH 3 .

일부 실시형태들에서, 식 I 의 화합물은 Huntsman Petrochemical Corporation 으로부터 상업적으로 입수가능한 아민 말단 중합체이다. 일부 실시형태들에서, 식 (VI) 의 아민 말단 중합체는 x = 1, y = 9, 및 R2 = -CH3 을 갖고 JEFFAMINE M-600 (Huntsman Petrochemical Corporation, 텍사스) 이다. JEFFAMINE M-600 의 분자량은 대략 600 이다. 일부 실시형태들에서, 식 (III) 의 아민 말단 중합체는 x = 19, y = 3, 및 R2 = -CH3 을 갖고 JEFFAMINE M-1000 (Huntsman Petrochemical Corporation, 텍사스) 이다. JEFFAMINE M-1000 의 분자량은 대략 1,000 이다. 일부 실시형태들에서, 식 (III) 의 아민 말단 중합체는 x = 6, y = 29, 및 R2 = -CH3 을 갖고 JEFFAMINE M-2005 (Huntsman Petrochemical Corporation, 텍사스) 이다. JEFFAMINE M-2005 의 분자량은 대략 2,000 이다. 일부 실시형태들에서, 식 (III) 의 아민 말단 중합체는 x = 31, y = 10, 및 R2 = -CH3 을 갖고 JEFFAMINE M-2070 (Huntsman Petrochemical Corporation, 텍사스) 이다. JEFFAMINE M-2070 의 분자량은 대략 2,000 이다. 또 다른 실시형태에서, 리간드는 PEG550-아민 및 PEG350-아민과 같은 CreativePEGWorks 로부터 입수가능한 폴리에틸렌 글리콜 아민이다.In some embodiments, the compound of Formula I is an amine terminated polymer commercially available from Huntsman Petrochemical Corporation. In some embodiments, the amine terminated polymer of formula (VI) has x = 1, y = 9, and R 2 = -CH 3 and is JEFFAMINE M-600 (Huntsman Petrochemical Corporation, Texas). The molecular weight of JEFFAMINE M-600 is approximately 600. In some embodiments, the amine terminated polymer of formula (III) has x = 19, y = 3, and R 2 = -CH 3 and is JEFFAMINE M-1000 (Huntsman Petrochemical Corporation, Texas). The molecular weight of JEFFAMINE M-1000 is approximately 1,000. In some embodiments, the amine terminated polymer of formula (III) has x = 6, y = 29, and R 2 = -CH 3 and is JEFFAMINE M-2005 (Huntsman Petrochemical Corporation, Texas). The molecular weight of JEFFAMINE M-2005 is approximately 2,000. In some embodiments, the amine terminated polymer of formula (III) has x = 31, y = 10, and R 2 = -CH 3 and is JEFFAMINE M-2070 (Huntsman Petrochemical Corporation, Texas). The molecular weight of JEFFAMINE M-2070 is approximately 2,000. In another embodiment, the ligand is a polyethylene glycol amine available from CreativePEGWorks, such as PEG550-amine and PEG350-amine.

일부 실시형태들에서, 나노구조체 필름 층은 색 변환 층이다.In some embodiments, the nanostructured film layer is a color conversion layer.

나노구조체 조성물은, 페인팅, 스프레이 코팅, 용매 분사, 습식 코팅, 접착제 코팅, 스핀 코팅, 테이프-코팅, 롤코팅, 플로우 코팅, 잉크젯 증기 제팅, 드롭 캐스팅, 블레이드 코팅, 미스트 성막, 또는 이들의 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는, 당업계에 공지된 임의의 적합한 방법에 의해 성막될 수 있다. 일부 실시형태에서, 나노구조체 조성물은 성막 후에 경화된다. 적합한 경화 방법들은 광경화, 예컨대 UV 경화, 및 열 경화를 포함한다. 전통적인 라미네이트 필름 가공 방법, 테이프-코팅 방법 및/또는 롤 투 롤 제작 방법이 본 발명의 나노구조체 필름을 형성하는데 사용될 수 있다. 나노구조체 조성물은 기판의 원하는 층상에 직접 코팅될 수 있다. 대안적으로, 나노구조체 조성물은 독립적 엘리먼트로서 솔리드 층으로 형성되고 후속하여 기판 상에 적용될 수 있다. 일부 실시형태들에서, 나노구조체 조성물은 하나 이상의 배리어 층들 상에 성막될 수 있다.The nanostructure composition can be applied by painting, spray coating, solvent jetting, wet coating, adhesive coating, spin coating, tape-coating, roll coating, flow coating, inkjet vapor jetting, drop casting, blade coating, mist deposition, or a combination thereof. The film may be deposited by any suitable method known in the art, including but not limited to. In some embodiments, the nanostructure composition is cured after deposition. Suitable curing methods include photocuring, such as UV curing, and thermal curing. Traditional laminated film processing methods, tape-coating methods, and/or roll-to-roll fabrication methods can be used to form the nanostructured films of the present invention. The nanostructure composition can be coated directly onto the desired layer of the substrate. Alternatively, the nanostructure composition can be formed as a solid layer as an independent element and subsequently applied onto the substrate. In some embodiments, the nanostructure composition can be deposited on one or more barrier layers.

스핀 코팅spin coating

일부 실시형태들에서, 나노구조체 조성물은 스핀 코팅을 사용하여 기판 상에 성막된다. 스핀 코팅에서, 소량의 재료는 전형적으로 진공에 의해 고정되는 스피너 (spinner) 라 불리는 기계에 로딩된 기판의 중앙에 성막된다. 재료를 기판의 중앙으로부터 에지로 펼쳐지게 하기 위해 원심력을 야기하는 스피너를 통해 기판에 대해 고속의 회전이 적용된다. 대부분의 재료가 스피닝 오프되는 동안, 소정 량이 기판 상에 남아서, 회전이 계속됨에 따라 표면에 재료의 박형 필름을 형성한다. 최종 필름 두께는 스핀 속도, 가속도, 및 스핀 시간과 같은 스핀 프로세스에 대해 선정된 파라미터들에 부가하여 기판 및 성막된 재료의 성질에 의해 결정된다. 통상적인 필름들에 대해, 1500 내지 6000 rpm 의 스핀 속도가 10 내지 60 초의 스핀 시간으로 사용된다. 일부 실시형태들에서, 필름은 매우 낮은 속도, 예를 들어 1000 rpm 미만으로 성막된다. 일부 실시형태들에서, 필름들은 약 300, 약 400, 약 500, 약 600, 약 700, 약 800, 또는 약 900 rpm 에서 캐스팅된다. In some embodiments, the nanostructure composition is deposited on a substrate using spin coating. In spin coating, a small amount of material is deposited on the center of a substrate loaded into a machine called a spinner, which is typically held in place by a vacuum. High-speed rotation is applied to the substrate through a spinner, which causes centrifugal force to spread the material from the center of the substrate to the edges. While most of the material is spinning off, a small amount remains on the substrate, forming a thin film of material on the surface as spinning continues. The final film thickness is determined by the properties of the substrate and deposited material in addition to parameters selected for the spin process such as spin speed, acceleration, and spin time. For conventional films, spin speeds of 1500 to 6000 rpm are used with spin times of 10 to 60 seconds. In some embodiments, the film is deposited at very low speeds, such as less than 1000 rpm. In some embodiments, films are cast at about 300, about 400, about 500, about 600, about 700, about 800, or about 900 rpm.

미스트 디포지션Mist Deposition

일부 실시형태들에서, 나노구조체 조성물은 미스트 성막을 사용하여 기판 상에 디포짓된다. 미스트 성막은 실온 및 대기압에서 발생하고, 프로세스 조건들을 변경함으로써 필름 두께에 걸쳐 정밀한 제어를 허용한다. 미스트 성막 동안, 액체 소스 재료는 매우 미세한 미스트가 되고, 질소 가스에 의해 성막 챔버로 운반된다. 미스트는 그 후 필드 스크린과 웨이퍼 홀더 사이의 높은 전압 포텐셜에 의해 웨이퍼 표면으로 이끌려진다. 액적들이 웨이퍼 표면 상에서 합쳐지면, 웨이퍼는 챔버로부터 제거되고 열적으로 경화되어 용매가 증발될 수 있게 한다. 액체 전구체는 성막될 재료와 용매의 혼합물이다. 이것은 가압된 질소 가스에 의해 아토마이저로 운반된다. Price, S.C. 등의, "Formation of Ultra-Thin Quantum Dot Films by Mist Deposition," ESC Transactions 11:89-94 (2007).In some embodiments, the nanostructure composition is deposited on a substrate using mist deposition. Mist deposition occurs at room temperature and atmospheric pressure and allows precise control over film thickness by varying process conditions. During mist deposition, the liquid source material becomes a very fine mist and is transported to the deposition chamber by nitrogen gas. The mist is then drawn to the wafer surface by the high voltage potential between the field screen and the wafer holder. Once the droplets coalesce on the wafer surface, the wafer is removed from the chamber and thermally cured to allow the solvent to evaporate. The liquid precursor is a mixture of the material to be deposited and a solvent. This is transported to the atomizer by pressurized nitrogen gas. Price, S.C. et al., “Formation of Ultra-Thin Quantum Dot Films by Mist Deposition,” ESC Transactions 11:89-94 (2007).

스프레이 코팅spray coating

일부 실시형태들에서, 나노구조체 조성물은 스프레이 코팅을 사용하여 기판 상에 성막된다. 스프레이 코팅을 위한 통상적인 장비는 스프레이 노즐, 아토마이저, 전구체 용액 및 캐리어 가스를 포함한다. 스프레이 성막 프로세스에서, 전구체 용액은 캐리어 가스에 의해 또는 무화 (atomization) (예를 들어, 초음파, 에어 블래스트, 또는 정전기) 에 의해 마이크로 사이즈의 액적들로 분무된다. 아토마이저로부터 나오는 액적들은, 원하는 바에 따라 제어되고 조절되는 캐리어 가스의 도움으로 노즐을 통해 기판 표면에 의해 가속화된다. 스프레이 노즐과 기판 사이의 상대적인 운동은 기판 상의 전체 커버리지의 목적을 위해 설계에 의해 정의된다.In some embodiments, the nanostructure composition is deposited on a substrate using spray coating. Typical equipment for spray coating includes spray nozzles, atomizers, precursor solutions, and carrier gases. In a spray deposition process, the precursor solution is atomized into micro-sized droplets by a carrier gas or by atomization (e.g., ultrasound, air blast, or electrostatic). The droplets emerging from the atomizer are accelerated by the substrate surface through the nozzle with the help of a carrier gas that is controlled and adjusted as desired. The relative motion between the spray nozzle and the substrate is defined by the design for the purpose of total coverage on the substrate.

일부 실시형태들에서, 나노구조체 조성물의 인가는 용매를 더 포함한다. 일부 실시형태들에서, 나노구조체 조성물의 도포를 위한 용매는 물, 유기 용매, 무기 용매, 할로겐화 유기 용매, 또는 이들의 혼합물들이다. 예시적인 용매는, 물, D2O, 아세톤, 에탄올, 디옥산, 에틸아세테이트, 메틸에틸케톤, 이소프로판올, 아니솔, γ-부티롤아세톤, 디메틸포름아미드, N-메틸피롤리디논, 디메틸아세트아미드, 헥사메틸포스포아미드, 톨루엔, 디메틸술폭사이드, 시클로펜타논, 테트라메틸렌 술폭사이드, 크실렌, ε-카프로락톤, 테트라히드로푸란, 테트라클로로에틸렌, 클로로포름, 클로로벤젠, 디클로로메탄, 1,2-디클로로에탄, 1,1,2,2-테트라클로로에탄, 또는 이들의 혼합물을 포함하지만, 이들에 제한되지 않는다.In some embodiments, application of the nanostructure composition further includes a solvent. In some embodiments, the solvent for application of the nanostructure composition is water, an organic solvent, an inorganic solvent, a halogenated organic solvent, or mixtures thereof. Exemplary solvents include water, D 2 O, acetone, ethanol, dioxane, ethyl acetate, methyl ethyl ketone, isopropanol, anisole, γ-butyrolacetone, dimethylformamide, N-methylpyrrolidinone, dimethylacetamide. , hexamethylphosphoramide, toluene, dimethyl sulfoxide, cyclopentanone, tetramethylene sulfoxide, xylene, ε-caprolactone, tetrahydrofuran, tetrachloroethylene, chloroform, chlorobenzene, dichloromethane, 1,2-dichloro. Including, but not limited to, ethane, 1,1,2,2-tetrachloroethane, or mixtures thereof.

잉크젯 인쇄inkjet printing

나노구조체의 잉크젯 인쇄에 적합한 용매는 당해 기술 분야의 당업자에 알려져 있다. 일부 실시형태들에서, 유기 용매는 그 전체 내용이 참조로서 본원에 포함되는 미국 특허 공개 번호 제 2018/0230321 호에 설명되어 있는 치환형 방향족 또는 헤테로방향족 용매이다.Solvents suitable for inkjet printing of nanostructures are known to those skilled in the art. In some embodiments, the organic solvent is a substituted aromatic or heteroaromatic solvent described in U.S. Patent Publication No. 2018/0230321, which is incorporated herein by reference in its entirety.

일부 실시형태들에서, 잉크젯 인쇄 포뮬레이션으로서 사용되는 나노구조체 조성물에 사용되는 유기 용매는 그의 비등점, 점도, 및 표면 장력에 의해 정의된다. 잉크젯 인쇄 포뮬레이션에 적합한 유기 용매의 특성을 표 1 에 나타낸다.In some embodiments, the organic solvent used in the nanostructure composition used as an inkjet printing formulation is defined by its boiling point, viscosity, and surface tension. The properties of organic solvents suitable for inkjet printing formulations are shown in Table 1.

일부 실시형태들에서, 유기 용매는 1 기압에서 약 150 ℃ 내지 약 350 ℃ 의 비등점을 갖는다. 일부 실시형태들에서, 유기 용매는 1 기압에서 약 150 ℃ 내지 약 350 ℃, 약 150 ℃ 내지 약 300 ℃, 약 150 ℃ 내지 약 250 ℃, 약 150 ℃ 내지 약 200 ℃, 약 200 ℃ 내지 약 350 ℃, 약 200 ℃ 내지 약 300 ℃, 약 200 ℃ 내지 약 250 ℃, 약 250 ℃ 내지 약 350 ℃, 약 250 ℃ 내지 약 300 ℃, 또는 약 300 ℃ 내지 약 350 ℃ 의 비등점을 갖는다.일부 실시형태들에서, 유기 용매는 약 1 mPa.s 내지 약 15 mPa.s 의 점도를 갖는다. 일부 실시형태들에서, 유기 용매는 약 1 mPa.s 내지 약 15 mPa.s, 약 1 mPa.s 내지 약 10 mPa.s, 약 1 mPa.s 내지 약 8 mPa.s, 약 1 mPa.s 내지 약 6 mPa.s, 약 1 mPa.s 내지 약 4 mPa.s, 약 1 mPa.s 내지 약 2 mPa.s, 약 2 mPa.s 내지 약 15 mPa.s, 약 2 mPa.s 내지 약 10 mPa.s, 약 2 mPa.s 내지 약 8 mPa.s, 약 2 mPa.s 내지 약 6 mPa.s, 약 2 mPa.s 내지 약 4 mPa.s, 약 4 mPa.s 내지 약 15 mPa.s, 약 4 mPa.s 내지 약 10 mPa.s, 약 4 mPa.s 내지 약 8 mPa.s, 약 4 mPa.s 내지 약 6 mPa.s, 약 6 mPa.s 내지 약 15 mPa.s, 약 6 mPa.s 내지 약 10 mPa.s, 약 6 mPa.s 내지 약 8 mPa.s, 약 8 mPa.s 내지 약 15 mPa.s, 약 8 mPa.s 내지 약 10 mPa.s, 또는 약 10 mPa.s 내지 약 15 mPa.s 의 점도를 갖는다.In some embodiments, the organic solvent has a boiling point of about 150°C to about 350°C at 1 atmosphere. In some embodiments, the organic solvent has a temperature of about 150°C to about 350°C, about 150°C to about 300°C, about 150°C to about 250°C, about 150°C to about 200°C, about 200°C to about 350°C at 1 atmosphere. °C, about 200°C to about 300°C, about 200°C to about 250°C, about 250°C to about 350°C, about 250°C to about 300°C, or about 300°C to about 350°C. Some embodiments In fields, organic solvents have a pressure of about 1 mPa . s to about 15 mPa . It has a viscosity of s. In some embodiments, the organic solvent has a temperature of about 1 mPa . s to about 15 mPa . s, approximately 1 mPa . s to about 10 mPa . s, approximately 1 mPa . s to about 8 mPa . s, approximately 1 mPa . s to about 6 mPa . s, approximately 1 mPa . s to about 4 mPa . s, approximately 1 mPa . s to about 2 mPa . s, approximately 2 mPa . s to about 15 mPa . s, approximately 2 mPa . s to about 10 mPa . s, approximately 2 mPa . s to about 8 mPa . s, approximately 2 mPa . s to about 6 mPa . s, approximately 2 mPa . s to about 4 mPa . s, approximately 4 mPa . s to about 15 mPa . s, approximately 4 mPa . s to about 10 mPa . s, approximately 4 mPa . s to about 8 mPa . s, approximately 4 mPa . s to about 6 mPa . s, approximately 6 mPa . s to about 15 mPa . s, approximately 6 mPa . s to about 10 mPa . s, approximately 6 mPa . s to about 8 mPa . s, approximately 8 mPa . s to about 15 mPa . s, approximately 8 mPa . s to about 10 mPa . s, or about 10 mPa . s to about 15 mPa . It has a viscosity of s.

일부 실시형태들에서, 유기 용매는 약 20 dyne/cm 내지 약 50 dyne/cm 의 표면 장력을 갖는다. 일부 실시형태들에서, 유기 용매는 약 20 dyne/cm 내지 약 50 dyne/cm, 약 20 dyne/cm 내지 약 40 dyne/cm, 약 20 dyne/cm 내지 약 35 dyne/cm, 약 20 dyne/cm 내지 약 30 dyne/cm, 약 20 dyne/cm 내지 약 25 dyne/cm, 약 25 dyne/cm 내지 약 50 dyne/cm, 약 25 dyne/cm 내지 약 40 dyne/cm, 약 25 dyne/cm 내지 약 35 dyne/cm, 약 25 dyne/cm 내지 약 30 dyne/cm, 약 30 dyne/cm 내지 약 50 dyne/cm, 약 30 dyne/cm 내지 약 40 dyne/cm, 약 30 dyne/cm 내지 약 35 dyne/cm, 약 35 dyne/cm 내지 약 50 dyne/cm, 약 35 dyne/cm 내지 약 40 dyne/cm, 또는 약 40 dyne/cm 내지 약 50 dyne/cm 의 표면 장력을 갖는다.In some embodiments, the organic solvent has a surface tension of about 20 dyne/cm to about 50 dyne/cm. In some embodiments, the organic solvent has a density of about 20 dyne/cm to about 50 dyne/cm, about 20 dyne/cm to about 40 dyne/cm, about 20 dyne/cm to about 35 dyne/cm, about 20 dyne/cm. to about 30 dyne/cm, from about 20 dyne/cm to about 25 dyne/cm, from about 25 dyne/cm to about 50 dyne/cm, from about 25 dyne/cm to about 40 dyne/cm, from about 25 dyne/cm to about 35 dyne/cm, about 25 dyne/cm to about 30 dyne/cm, about 30 dyne/cm to about 50 dyne/cm, about 30 dyne/cm to about 40 dyne/cm, about 30 dyne/cm to about 35 dyne /cm, from about 35 dyne/cm to about 50 dyne/cm, from about 35 dyne/cm to about 40 dyne/cm, or from about 40 dyne/cm to about 50 dyne/cm.

일부 실시형태들에서, 나노구조체 조성물에 사용된 유기 용매는 알킬나프탈렌, 알콕시나프탈렌, 알킬벤젠, 아릴, 알킬-치환된 벤젠, 시클로알킬벤젠, C9-C20 알칸, 디아릴에테르, 알킬 벤조에이트, 아릴 벤조에이트, 또는 알콕시-치환된 벤젠이다.In some embodiments, the organic solvent used in the nanostructure composition is an alkylnaphthalene, alkoxynaphthalene, alkylbenzene, aryl, alkyl-substituted benzene, cycloalkylbenzene, C 9 -C 20 alkane, diarylether, alkyl benzoate. , aryl benzoate, or alkoxy-substituted benzene.

일부 실시형태들에서, 나노구조체 조성물에 사용된 유기 용매는 1-테트랄론, 3-페녹시톨루엔, 아세토페논, 1-메톡시나프탈렌, n-옥틸벤젠, n-노닐벤젠, 4-메틸아니솔, n-데실벤젠, p-디이소프로필벤젠, 펜틸벤젠, 테트랄린, 시클로헥실벤젠, 클로로나프탈렌, 1,4-디메틸나프탈렌, 3-이소프로필비페닐, p-메틸쿠멘, 디펜틸벤젠, o-디에틸벤젠, m-디에틸벤젠, p-디에틸벤젠, 1,2,3,4-테트라메틸벤젠, 1,2,3,5-테트라메틸벤젠, 1,2,4,5-테트라메틸벤젠, 부틸벤젠, 도데실벤젠, 1-메틸나프탈렌, 1,2,4-트리클로로벤젠, 디페닐 에테르, 디페닐메탄, 4-이소프로필비페닐, 벤질 벤조에이트, 1,2-비(3,4-디메틸페닐)에탄, 2-이소프로필나프탈렌, 디벤질 에테르, 또는 이들의 조합이다. 일부 실시형태들에서, 나노구조체 조성물에 사용된 유기 용매는 1-메틸나프탈렌, n-옥틸벤젠, 1-메톡시나프탈렌, 3-페녹시톨루엔, 시클로헥실벤젠, 4-메틸아니솔, n-데실벤젠, 또는 이들의 조합이다.In some embodiments, the organic solvent used in the nanostructure composition is 1-tetralone, 3-phenoxytoluene, acetophenone, 1-methoxynaphthalene, n-octylbenzene, n-nonylbenzene, 4-methylaniline. Sol, n-decylbenzene, p-diisopropylbenzene, pentylbenzene, tetralin, cyclohexylbenzene, chloronaphthalene, 1,4-dimethylnaphthalene, 3-isopropylbiphenyl, p-methylcumene, dipentylbenzene , o-diethylbenzene, m-diethylbenzene, p-diethylbenzene, 1,2,3,4-tetramethylbenzene, 1,2,3,5-tetramethylbenzene, 1,2,4,5 -Tetramethylbenzene, butylbenzene, dodecylbenzene, 1-methylnaphthalene, 1,2,4-trichlorobenzene, diphenyl ether, diphenylmethane, 4-isopropylbiphenyl, benzyl benzoate, 1,2- Non-(3,4-dimethylphenyl)ethane, 2-isopropylnaphthalene, dibenzyl ether, or a combination thereof. In some embodiments, the organic solvent used in the nanostructure composition is 1-methylnaphthalene, n-octylbenzene, 1-methoxynaphthalene, 3-phenoxytoluene, cyclohexylbenzene, 4-methylanisole, n-decyl Benzene, or a combination thereof.

일부 실시형태들에서, 유기 용매는 무수 유기 용매이다. 일부 실시형태들에서, 유기 용매는 실질적으로 무수 유기 용매이다.In some embodiments, the organic solvent is an anhydrous organic solvent. In some embodiments, the organic solvent is a substantially anhydrous organic solvent.

일부 실시형태들에서, 유기 용매는 위에 제시된 목록으로부터 선택된 비휘발성 단량체 또는 단량체들의 조합이다. In some embodiments, the organic solvent is a non-volatile monomer or combination of monomers selected from the list provided above.

일부 실시형태들에서, 나노구조체 조성물에서의 유기 용매의 중량 백분율은 약 70% 내지 약 99% 이다. 일부 실시형태들에서, 나노구조체 조성물에서의 유기 용매의 중량 백분율은 약 70% 내지 약 99%, 약 70% 내지 약 98%, 약 70% 내지 약 95%, 약 70% 내지 약 90%, 약 70% 내지 약 85%, 약 70% 내지 약 80%, 약 70% 내지 약 75%, 약 75% 내지 약 99%, 약 75% 내지 약 98%, 약 75% 내지 약 95%, 약 75% 내지 약 90%, 약 75% 내지 약 85%, 약 75% 내지 약 80%, 약 80% 내지 약 99%, 약 80% 내지 약 98%, 약 80% 내지 약 95%, 약 80% 내지 약 90%, 약 80% 내지 약 85%, 약 85% 내지 약 99%, 약 85% 내지 약 98%, 약 85% 내지 약 95%, 약 85% 내지 약 90%, 약 90% 내지 약 99%, 약 90% 내지 약 98%, 약 90% 내지 약 95%, 약 95% 내지 약 99%, 약 95% 내지 약 98%, 또는 약 98% 내지 약 99% 이다. 일부 실시형태들에서, 나노구조체 조성물에서의 유기 용매의 중량 백분율은 약 95% 내지 약 99% 이다.In some embodiments, the weight percentage of organic solvent in the nanostructure composition is from about 70% to about 99%. In some embodiments, the weight percentage of organic solvent in the nanostructure composition is about 70% to about 99%, about 70% to about 98%, about 70% to about 95%, about 70% to about 90%, about 70% to about 85%, about 70% to about 80%, about 70% to about 75%, about 75% to about 99%, about 75% to about 98%, about 75% to about 95%, about 75% to about 90%, about 75% to about 85%, about 75% to about 80%, about 80% to about 99%, about 80% to about 98%, about 80% to about 95%, about 80% to about 90%, about 80% to about 85%, about 85% to about 99%, about 85% to about 98%, about 85% to about 95%, about 85% to about 90%, about 90% to about 99% , about 90% to about 98%, about 90% to about 95%, about 95% to about 99%, about 95% to about 98%, or about 98% to about 99%. In some embodiments, the weight percentage of organic solvent in the nanostructure composition is about 95% to about 99%.

일부 실시형태들에서, 잉크젯 인쇄용 조성물은 AIGS 표면을 코팅하는 리간드에 혼입된 단량체를 더 포함한다. 일부 실시형태들에서, 단량체는 아크릴레이트이다. 일부 실시형태들에서, 단량체는 에틸 아크릴레이트, HDDA, 테트라히드로푸르푸릴 아크릴레이트, 트리(프로필렌 글리콜) 디아크릴레이트, 1,4-비스(AIGS 표면 릴로일옥시를 코팅하는 리간드에 혼입된 것)부탄 또는 이소보르닐 아크릴레이트 중 적어도 하나이다. 잉크젯 조성물에서 단량체의 사용은 잉크젯 조성물에서 AIGS 나노구조체의 보다 양호한 상용성을 제공하고, QY를 개선하며, 청색광 흡수를 개선한다는 것이 발견되었다. In some embodiments, the composition for inkjet printing further includes a monomer incorporated into the ligand that coats the AIGS surface. In some embodiments, the monomer is an acrylate. In some embodiments, the monomer is ethyl acrylate, HDDA, tetrahydrofurfuryl acrylate, tri(propylene glycol) diacrylate, 1,4-bis (incorporated into the ligand coating the AIGS surface liloyloxy). At least one of butane or isobornyl acrylate. It has been discovered that the use of monomers in inkjet compositions provides better compatibility of AIGS nanostructures in inkjet compositions, improves QY, and improves blue light absorption.

필름 경화film curing

일부 실시형태들에서, 조성물들은 열 경화되어 나노구조체 층을 형성한다. 일부 실시형태들에서, 조성물들은 UV 광을 사용하여 경화된다. 일부 실시형태들에서, 나노구조체 조성물은 나노구조체 필름의 배리어 층 상으로 직접 코팅되고, 추가 배리어 층이 후속하여 나노구조체 층 상에 성막되어 나노구조체 필름을 형성한다. 추가 강도, 안정성, 및 코팅 균일성을 위해, 그리고, 재료 불일치, 에어 버블 형성, 및 배리어 층 재료 또는 다른 재료들의 주름 또는 접힘을 방지하기 위해, 배리어 필름 아래에 지지 기판이 채용될 수 있다. 추가적으로, 상단 및 하단 배리어 층들 사이에 재료를 밀봉하기 위해 나노구조체 층 상에 하나 이상의 배리어 층들이 성막된다. 적합하게, 배리어 층들은 라미네이트 필름으로서 성막되고, 임의적으로 밀봉되거나 추가로 처리된 다음, 특정 조명 디바이스 내로의 나노구조체 필름의 통합이 뒤이어질 수 있다. 당업자에 의해 이해될 바와 같이, 나노구조체 조성물 성막 프로세스는 추가적인 또는 변경된 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 그러한 실시형태들은 나노구조체 필름 두께 및 다른 특징들 뿐만 아니라 (예를 들어, 양자 필름 백색 포인트를 조정하기 위해) 밝기 및 컬러와 같은 나노구조체 방출 특성들의 인-라인 프로세스 조정을 허용할 것이다. 추가적으로, 이들 실시형태는 제조 동안의 나노구조체 필름 특성들의 주기적 테스팅, 및 정밀한 나노구조체 필름 특성들을 달성하기 위한 임의의 필요한 토글링을 허용할 것이다. 이러한 테스팅 및 조정은 또한, 나노구조체 필름을 형성함에서 사용될 혼합물들의 각각의 양들을 전자적으로 변화시키기 위해 컴퓨터 프로그램이 채용될 수 있으므로, 프로세스 라인의 기계적 구성을 변경시키지 않고 달성될 수 있다.In some embodiments, the compositions are heat cured to form a nanostructure layer. In some embodiments, the compositions are cured using UV light. In some embodiments, the nanostructure composition is coated directly onto the barrier layer of the nanostructure film, and an additional barrier layer is subsequently deposited on the nanostructure layer to form the nanostructure film. A support substrate may be employed beneath the barrier film for additional strength, stability, and coating uniformity, and to prevent material inconsistency, air bubble formation, and wrinkling or folding of the barrier layer material or other materials. Additionally, one or more barrier layers are deposited on the nanostructure layer to seal the material between the top and bottom barrier layers. Suitably, the barrier layers can be deposited as a laminate film, optionally sealed or further processed, followed by incorporation of the nanostructured film into the particular lighting device. As will be appreciated by those skilled in the art, the nanostructure composition deposition process may include additional or altered components. Such embodiments would allow in-line process tuning of nanostructure emission properties such as brightness and color (e.g., to tune quantum film white point) as well as nanostructure film thickness and other characteristics. Additionally, these embodiments will allow periodic testing of nanostructured film properties during fabrication, and any necessary toggling to achieve precise nanostructured film properties. This testing and adjustment can also be accomplished without changing the mechanical configuration of the process line, as a computer program can be employed to electronically vary the respective amounts of mixtures to be used in forming the nanostructured film.

나노구조체에 무산소 환경을 제공하기 전에 청색 또는 UV 광에 대한 AIGS 나노결정의 노출 없이 필름이 처리될 때 높은 PCE 를 갖는 나노구조체 필름이 얻어질 수 있다는 것이 발견되었다. 무산소 환경은 It was discovered that nanostructure films with high PCE can be obtained when the films are processed without exposure of the AIGS nanocrystals to blue or UV light before providing an oxygen-free environment for the nanostructures. The oxygen-free environment is

(a) PCE 측정을 위한 열 처리 및/또는 청색광에 노출 전에 필름을 산소 배리어로 캡슐화하는 것;(a) Encapsulating the film with an oxygen barrier prior to heat treatment and/or exposure to blue light for PCE measurements;

(b) 열 처리 또는 광 노출 동안 포뮬레이션의 일부로서 산소 반응성 재료의 사용; 및/또는(b) use of oxygen-reactive materials as part of the formulation during heat treatment or light exposure; and/or

(c) 희생 배리어 층의 사용을 통한 산소를 일시적으로 차단하는 것(c) Temporarily blocking oxygen through the use of a sacrificial barrier layer.

에 의해 제공될 수 있다.It can be provided by .

일부 실시형태들에서, PCE 의 개선은 AIGS 층 상에 산소 배리어를 형성할 수 있는 임의의 방법에 의해 달성될 수 있다. 이러한 AIGS-CC 층들을 포함하는 디바이스들의 대량 생산에서, 캡슐화는 증착 프로세스들을 사용하여 수행될 수 있다. 이 경우의 전형적인 프로세스 플로우는 AIGS 층의 잉크젯 인쇄, 이어서 UV 조사에 의한 경화, 휘발성 물질을 제거하기 위해 180 ℃ 에서 베이킹, 유기 평탄화 층의 성막, 이어서 무기 배리어 층의 성막을 포함한다. 무기 층의 성막을 위해 사용되는 기법들은 원자 층 증착 (ALD), 분자 층 증착 (MLD), 화학 기상 증착 (CVD)(플라즈마 인핸스먼트를 사용하거나 사용하지 않음), 펄스 기상 증착 (PVD), 스퍼터링, 또는 금속 증발을 포함할 수 있다. 다른 잠재적인 캡슐화 방법은 용액 처리되거나 인쇄된 유기 층, UV 또는 열 경화성 접착제, 배리어 필름을 사용한 라미네이션 등을 포함한다.In some embodiments, improvement in PCE can be achieved by any method that can form an oxygen barrier on the AIGS layer. In mass production of devices containing these AIGS-CC layers, encapsulation can be performed using deposition processes. A typical process flow in this case includes inkjet printing of the AIGS layer, followed by curing by UV irradiation, baking at 180° C. to remove volatiles, deposition of an organic planarization layer, followed by deposition of an inorganic barrier layer. Techniques used for the deposition of inorganic layers include atomic layer deposition (ALD), molecular layer deposition (MLD), chemical vapor deposition (CVD) (with or without plasma enhancement), pulsed vapor deposition (PVD), and sputtering. , or may involve metal evaporation. Other potential encapsulation methods include solution processed or printed organic layers, UV or heat curable adhesives, lamination with barrier films, etc.

일부 실시형태들에서, 필름은 불활성 분위기에서 캡슐화된다. 일부 실시형태들에서, 필름은 질소 또는 아르곤 분위기에서 캡슐화된다.In some embodiments, the film is encapsulated in an inert atmosphere. In some embodiments, the film is encapsulated in a nitrogen or argon atmosphere.

산소 반응성 재료는 AIGS 나노구조체보다 산소에 더 반응성인 임의의 재료를 포함한다. 산소 반응성 재료는 포스핀 (phosphine), 포스파이트 (phosphite), 금속-유기 전구체, 질화 티타늄 (titanium nitride), 질화 탄탈륨 (tantalum nitride) 등을 포함한다. 일부 실시양태에서, 포스핀은 C1-20 트리알킬포스핀 중 임의의 하나일 수도 있다. 일 실시형태에서, 포스핀은 트리옥틸포스핀이다. 일부 실시형태들에서, 포스파이트는 트리알킬포스파이트, 알킬아릴포스파이트 또는 트리아릴포스파이트일 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 금속-유기 전구체들은 트리알킬알루미늄, 트리알킬갈륨, 트리알킬인듐, 디알킬아연 등일 수 있다.Oxygen-reactive materials include any material that is more reactive to oxygen than the AIGS nanostructure. Oxygen-reactive materials include phosphine, phosphite, metal-organic precursors, titanium nitride, tantalum nitride, etc. In some embodiments, the phosphine may be any one of C 1-20 trialkylphosphines. In one embodiment, the phosphine is trioctylphosphine. In some embodiments, the phosphite may be trialkylphosphite, alkylarylphosphite, or trialylphosphite. In some embodiments, the metal-organic precursors can be trialkylaluminum, trialkylgallium, trialkylindium, dialkylzinc, etc.

희생 배리어 층들의 예는 용매에 용해되고 용매에서 유실될 수 있는 중합체 층을 포함한다. 이러한 중합체들의 예들은 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 아세테이트 및 폴리에틸렌 글리콜을 포함하지만 이들에 제한되지 않는다. 희생 배리어 층들의 다른 예들은 무기 화합물들 또는 염들, 이를 테면, 리튬 실리케이트, 리튬 플루오라이드 등을 포함한다. 희생층을 유실되게 하는 데 사용될 수 있는 용매의 예들은 물, 및 유기 용매, 이를 테면, 알코올 (예를 들어, 에탄올, 메탄올), 할로카본 (예를 들어, 메틸렌 클로라이드 및 에틸렌 클로라이드), 방향족 탄화수소 (예를 들어, 톨루엔 자일렌), 지방족 탄화수소 (예를 들어, 헥산, 옥탄, 옥타데신) 테트라하이드로푸란, C4-20 에테르, 이를 테면, 디에틸 에테르, 및 C2-20 에스테르, 이를 테면, 에틸 아세테이트를 포함한다.Examples of sacrificial barrier layers include polymer layers that dissolve in and can be lost in the solvent. Examples of such polymers include, but are not limited to, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, and polyethylene glycol. Other examples of sacrificial barrier layers include inorganic compounds or salts such as lithium silicate, lithium fluoride, etc. Examples of solvents that can be used to cause the sacrificial layer to wash out are water, and organic solvents such as alcohols (e.g., ethanol, methanol), halocarbons (e.g., methylene chloride and ethylene chloride), aromatic hydrocarbons. (e.g. toluene xylene), aliphatic hydrocarbons (e.g. hexane, octane, octadecine) tetrahydrofuran, C 4-20 ethers such as diethyl ether, and C 2-20 esters such as , contains ethyl acetate.

나노구조체 필름 피처(feature)들 및 실시형태들 Nanostructured Film Features and Embodiments

일부 실시형태들에서, 본 발명의 나노구조체 필름들은 디스플레이 디바이스들을 형성하는데 사용된다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 디스플레이 디바이스는 조명 디스플레이를 갖는 임의의 시스템을 지칭한다. 그러한 디바이스들은, 액정 디스플레이 (LCD) 를 포함하는 디바이스들, 텔레비전들, 컴퓨터들, 모바일 폰들, 스마트 폰들, 개인용 디지털 보조기들 (PDA들), 게이밍 디바이스들, 전자 리딩(reading) 디바이스들, 디지털 카메라들, 증강 현실/가상 현실 (AR/VR) 안경, 광 투사 시스템들, 헤드업 디스플레이들 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.In some embodiments, nanostructured films of the present invention are used to form display devices. As used herein, display device refers to any system with an illuminated display. Such devices include devices containing liquid crystal displays (LCDs), televisions, computers, mobile phones, smart phones, personal digital assistants (PDAs), gaming devices, electronic reading devices, and digital cameras. including, but not limited to, augmented reality/virtual reality (AR/VR) glasses, light projection systems, head-up displays, etc.

일부 실시형태들에서, 나노구조체 필름들은 나노구조체 색 변환층의 부분이다.In some embodiments, nanostructured films are part of a nanostructured color conversion layer.

일부 실시형태들에서, 디스플레이 디바이스는 나노구조 색 변환기를 포함한다. 일부 실시형태들에서, 디스플레이 디바이스는 백 플레인; 백 플레인 상에 배치된 디스플레이 패널; 및 나노구조체 층을 포함한다. 일부 실시형태들에서, 나노구조체 층은 디스플레이 패널 상에 배치된다. 일부 실시형태들에서, 나노구조체 층은 패턴화된 나노구조체 층을 포함한다.In some embodiments, the display device includes a nanostructured color converter. In some embodiments, the display device includes a backplane; a display panel disposed on the backplane; and a nanostructure layer. In some embodiments, the nanostructure layer is disposed on the display panel. In some embodiments, the nanostructure layer includes a patterned nanostructure layer.

일부 실시형태들에서, 백플레인은 청색 LED, LCD, OLED 또는 마이크로LED 를 포함한다.In some embodiments, the backplane includes a blue LED, LCD, OLED, or microLED.

일부 실시형태들에서, 나노구조체 층은 광원 엘리먼트 상에 배치된다. 일부 실시형태들에서, 나노구조체 층은 패턴화된 나노구조체 층을 포함한다. 패턴화된 나노구조체 층은 당업계에 알려진 임의의 방법에 의해 제조될 수도 있다. 일 실시형태에서, 패턴화된 나노구조체 층은 나노구조체들의 용액의 잉크-젯 인쇄에 의해 제조된다. 용액을 위한 적합한 용매는, 제한 없이, 디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 (DPMA), 폴리글리시딜 메타크릴레이트 (PGMA), 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트 (EDGAC), 및 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트 (PGMEA) 를 포함한다. 휘발성 용매는 또한 빠른 건조를 허용하기 때문에 잉크젯 인쇄에 사용될 수도 있다. 휘발성 용매는 에탄올, 메탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 에틸 아세테이트 및 테트라하이드로푸란을 포함한다. 대안적으로, AIGS 나노구조체들이 잉크 단량체에 분산된 "무용매" 잉크가 잉크젯 인쇄를 위해 사용될 수 있다.In some embodiments, the nanostructure layer is disposed on the light source element. In some embodiments, the nanostructure layer includes a patterned nanostructure layer. The patterned nanostructure layer may be prepared by any method known in the art. In one embodiment, the patterned nanostructure layer is prepared by ink-jet printing of a solution of nanostructures. Suitable solvents for the solution include, without limitation, dipropylene glycol monomethyl ether acetate (DPMA), polyglycidyl methacrylate (PGMA), diethylene glycol monoethyl ether acetate (EDGAC), and propylene glycol methyl ether acetate ( PGMEA). Volatile solvents can also be used in inkjet printing because they allow for rapid drying. Volatile solvents include ethanol, methanol, 1-propanol, 2-propanol, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, ethyl acetate, and tetrahydrofuran. Alternatively, “solventless” inks in which AIGS nanostructures are dispersed in the ink monomers can be used for inkjet printing.

일부 실시형태들에서, AIGS 나노구조체들은 AIGS 표면을 코팅하는 리간드에 혼입된 적어도 하나의 단량체를 또한 포함하는 조성물로 잉크젯 인쇄된다. 일부 실시형태들에서, 적어도 하나의 단량체는 아크릴레이트이다. 일부 실시형태들에서, 아크릴레이트는 에틸 아크릴레이트, 테트라하이드로푸르푸릴 아크릴레이트, 트리(프로필렌 글리콜) 디아크릴레이트, 1,4-비스(아크릴로일옥시)부탄 또는 이소보르닐 아크릴레이트 중 적어도 하나이다. 리간드 교환 동안 적어도 하나의 단량체로 처리된 AIGS 나노구조체들은 잉크젯 인쇄용 잉크에 사용되는 일반적인 단량체인 HDDA 와의 더 우수한 양립성을 제공하고, QY 및 청색광 흡수를 개선한다는 것이 발견되었다.In some embodiments, AIGS nanostructures are inkjet printed with a composition that also includes at least one monomer incorporated into a ligand that coats the AIGS surface. In some embodiments, at least one monomer is an acrylate. In some embodiments, the acrylate is at least one of ethyl acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, tri(propylene glycol) diacrylate, 1,4-bis(acryloyloxy)butane, or isobornyl acrylate. . It was discovered that AIGS nanostructures treated with at least one monomer during ligand exchange provide better compatibility with HDDA, a common monomer used in inkjet printing inks, and improve QY and blue light absorption.

일부 실시형태들에서, 나노구조체 층은 약 1 ㎛ 내지 약 25 ㎛ 의 두께를 갖는다. 일부 실시형태들에서, 나노구조체 층은 약 5 ㎛ 내지 약 25 ㎛ 의 두께를 갖는다. 일부 실시형태들에서, 나노구조체 층은 약 10 ㎛ 내지 약 12 ㎛ 의 두께를 갖는다.In some embodiments, the nanostructure layer has a thickness of about 1 μm to about 25 μm. In some embodiments, the nanostructure layer has a thickness of about 5 μm to about 25 μm. In some embodiments, the nanostructure layer has a thickness of about 10 μm to about 12 μm.

일부 실시형태들에서, 나노구조체 디스플레이 디바이스는 적어도 32% 의 PCE 를 나타낸다. 일부 실시형태들에서, 나노구조체 몰딩된 물품은 32-40% 의 PCE 를 나타낸다. 일부 실시형태들에서, 나노구조체 몰딩된 물품은 33-40%, 34-40%, 35-40%, 36-40%, 37-40%, 38-40%, 39-40%, 33-39%, 34-39%, 35-39%, 36-39%, 37-39%, 38-39%, 33-38%, 34-38%, 35-38%, 36-38%, 37-38%, 33-37%, 34-37%, 35-37%, 36-37%, 33-36%, 34-36%, 35-36%, 33-35 %, 또는 34-35% 의 PCE 를 나타낸다.In some embodiments, the nanostructure display device exhibits a PCE of at least 32%. In some embodiments, the nanostructure molded article exhibits a PCE of 32-40%. In some embodiments, the nanostructure molded article has 33-40%, 34-40%, 35-40%, 36-40%, 37-40%, 38-40%, 39-40%, 33-39%. %, 34-39%, 35-39%, 36-39%, 37-39%, 38-39%, 33-38%, 34-38%, 35-38%, 36-38%, 37-38 %, 33-37%, 34-37%, 35-37%, 36-37%, 33-36%, 34-36%, 35-36%, 33-35%, or 34-35% of PCE indicates.

일부 실시형태들에서, 나노구조체 층을 포함하는 광학 필름은 카드뮴이 실질적으로 없다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "카드뮴이 실질적으로 없음" 은 나노구조체 조성물들이 100 중량 ppm 미만의 카드뮴을 함유하는 것으로 의도된다. RoHS 준수 정의는 원료 균질성 전구체 재료에서 카드뮴의 중량 기준으로 0.01% (100 ppm) 이하이어야 한다는 것을 요구한다. 카드뮴 농도는 유도 결합형 플라즈마 질량 분광학 (ICP-MS) 분석에 의해 측정될 수 있으며, ppb (parts per billion) 수준이다. 일부 실시형태들에서, "카드뮴이 실질적으로 없는" 광학 필름들은 10 내지 90 ppm 의 카드뮴을 함유한다. 다른 실시형태에서, 카드뮴이 실질적으로 없는 광학 필름들은 약 50 ppm 미만, 약 20 ppm 미만, 약 10 ppm 미만 또는 약 1 ppm 미만의 카드뮴을 함유한다.In some embodiments, the optical film comprising the nanostructure layer is substantially free of cadmium. As used herein, the term “substantially free of cadmium” is intended to mean that nanostructure compositions contain less than 100 ppm by weight of cadmium. The RoHS compliance definition requires that the raw homogeneous precursor material contain no more than 0.01% (100 ppm) by weight of cadmium. Cadmium concentration can be measured by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) analysis and is at the parts per billion (ppb) level. In some embodiments, “substantially cadmium-free” optical films contain 10 to 90 ppm of cadmium. In other embodiments, the substantially cadmium-free optical films contain less than about 50 ppm, less than about 20 ppm, less than about 10 ppm, or less than about 1 ppm.

나노구조체 몰딩된 물품 Nanostructure molded articles

일부 실시형태들에서, 본 개시는 In some embodiments, the present disclosure

(a) 제 1 배리어 층;(a) first barrier layer;

(b) 제 2 배리어 층; 및 (b) a second barrier layer; and

(c) 제 1 배리어 층과 제 2 배리어 층 사이의 나노구조체 층으로서, 나노구조체 층은 AIGS 나노구조체들을 포함하는 나노구조체들의 집단; 및 적어도 하나의 유기 수지를 포함하는, 상기 나노구조체 층(c) a nanostructure layer between the first barrier layer and the second barrier layer, wherein the nanostructure layer is a population of nanostructures comprising AIGS nanostructures; and the nanostructure layer comprising at least one organic resin.

을 포함하는 나노구조체 몰딩된 물품을 제공한다.It provides a nanostructure molded article containing a.

일부 실시형태들에서, 나노구조체들은 480-545 nm 사이의 PWL 을 갖는다.In some embodiments, nanostructures have a PWL between 480-545 nm.

일부 실시형태들에서, 방출의 적어도 80% 는 밴드-에지 방출이다. 다른 실시형태들에서, 방출의 적어도 90% 는 밴드-에지 방출이다. 다른 실시형태들에서, 방출의 적어도 95% 는 밴드-에지 방출이다. 일부 실시형태들에서, 방출의 92-98% 는 밴드-에지 방출이다. 일부 실시형태들에서, 방출의 93-96% 는 밴드-에지 방출이다. 일부 실시형태들에서, 나노구조체 몰딩된 물품은 적어도 32% 의 PCE 를 나타낸다. 일부 실시형태들에서, 나노구조체 몰딩된 물품은 32-40% 의 PCE 를 나타낸다. 일부 실시형태들에서, 나노구조체 몰딩된 물품은 33-40%, 34-40%, 35-40%, 36-40%, 37-40%, 38-40%, 39-40%, 33-39%, 34-39%, 35-39%, 36-39%, 37-39%, 38-39%, 33-38%, 34-38%, 35-38%, 36-38%, 37-38%, 33-37%, 34-37%, 35-37%, 36-37%, 33-36%, 34-36%, 35-36%, 33-35 %, 또는 34-35% 의 PCE 를 나타낸다.In some embodiments, at least 80% of the emission is band-edge emission. In other embodiments, at least 90% of the emission is band-edge emission. In other embodiments, at least 95% of the emission is band-edge emission. In some embodiments, 92-98% of the emission is band-edge emission. In some embodiments, 93-96% of the emission is band-edge emission. In some embodiments, the nanostructure molded article exhibits a PCE of at least 32%. In some embodiments, the nanostructure molded article exhibits a PCE of 32-40%. In some embodiments, the nanostructure molded article has 33-40%, 34-40%, 35-40%, 36-40%, 37-40%, 38-40%, 39-40%, 33-39%. %, 34-39%, 35-39%, 36-39%, 37-39%, 38-39%, 33-38%, 34-38%, 35-38%, 36-38%, 37-38 %, 33-37%, 34-37%, 35-37%, 36-37%, 33-36%, 34-36%, 35-36%, 33-35%, or 34-35% of PCE indicates.

배리어 층들 barrier layers

일부 실시형태들에서, 나노구조체 몰딩된 물품은 나노구조체 층의 일측 또는 양측에 배치된 하나 이상의 배리어 층들을 포함한다. 적합한 배리어 층은 고온, 산소 및 습기과 같은 환경 조건으로부터 나노구조체 층 및 나노구조체 몰딩된 물품을 보호한다. 적합한 배리어 재료는, 소수성이고, 나노구조체 몰딩된 물품과 화학적으로 그리고 기계적으로 상용성이며, 광- 및 화학적-안정성을 나타내고, 고온에 견딜 수 있는, 비-황변, 투명 광학 재료를 포함한다. 일부 실시형태들에서, 하나 이상의 배리어 층들은 나노구조체 몰딩된 물품에 인덱스-매칭(index-matching)된다. 일부 실시형태들에서, 나노구조체 몰딩된 물품의 매트릭스 재료 및 하나 이상의 인접하는 배리어 층들은 유사한 굴절률들을 갖도록 인덱스-매칭되어, 배리어 층을 통해 나노구조체 몰딩된 물품을 향해 투과하는 광의 대부분이 배리어 층으로부터 나노구조체 층으로 투과되도록 한다. 이 인덱스-매칭은 배리어와 매트릭스 재료들 사이의 계면에서의 광학적 손실들을 감소시킨다.In some embodiments, the nanostructure molded article includes one or more barrier layers disposed on one or both sides of the nanostructure layer. A suitable barrier layer protects the nanostructure layer and the nanostructure molded article from environmental conditions such as high temperature, oxygen and moisture. Suitable barrier materials include non-yellowing, transparent optical materials that are hydrophobic, chemically and mechanically compatible with the nanostructure molded article, exhibit photo- and chemical-stability, and can withstand high temperatures. In some embodiments, one or more barrier layers are index-matched to the nanostructure molded article. In some embodiments, the matrix material and one or more adjacent barrier layers of the nanostructure molded article are index-matched to have similar refractive indices such that a majority of the light that transmits through the barrier layer toward the nanostructure molded article is directed from the barrier layer. Allow to penetrate through the nanostructure layer. This index-matching reduces optical losses at the interface between the barrier and matrix materials.

배리어 층들은 적합하게는 고체 재료들이고, 경화된 액체, 겔, 또는 중합체일 수 있다. 배리어 층들은 특정 응용에 의존하여 가요성 또는 비-가요성 재료들을 포함할 수 있다. 배리어 층들은 일반적으로 평면형 층들이고, 특정 조명 응용에 의존하여, 임의의 적합한 형상 및 표면 영역 구성을 포함할 수 있다. 일부 실시형태들에서, 하나 이상의 배리어 층들은 라미네이트 필름 처리 기법들과 상용성이 있을 것이고, 이에 의해 나노구조체 층은 적어도 제 1 배리어 층 상에 배치되고, 적어도 제 2 배리어 층은 나노구조체 층 반대 측의 나노구조체 층 상에 배치되어 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 나노구조체 몰딩된 물품을 형성한다. 적합한 배리어 재료들은 당업계에 공지된 임의의 적합한 배리어 재료들을 포함한다. 예를 들어, 적합한 배리어 재료들은 유리, 중합체, 및 산화물을 포함한다. 적합한 배리어 층 재료들은, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 와 같은 중합체들; 실리콘 산화물, 티타늄 산화물, 또는 알루미늄 산화물과 같은 산화물들 (예를 들어, SiO2, Si2O3, TiO2, 또는 Al2O3); 및 이들의 적합한 조합들을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 일부 실시형태들에서, 나노구조체 몰딩된 물품의 각각의 배리어 층은 다층 배리어가 배리어 층에서의 핀홀 결함 정렬을 제거하거나 감소시켜 나노구조체 층 내로의 산소 및 수분 침투에 대한 효과적인 배리어를 제공하도록, 상이한 재료 또는 조성물을 포함하는 적어도 2 개의 층들을 포함한다. 나노구조체 층은, 나노구조체 층의 일측 또는 양측 중 어느 일방에 임의의 적합한 재료 또는 재료들의 조합 및 임의의 적합한 수의 배리어 층들을 포함할 수 있다. 배리어 층들의 재료, 두께, 및 수는 특정 응용에 의존할 것이고, 나노구조체 몰딩된 물품의 두께를 최소화하면서 나노구조체 층의 밝기 및 배리어 보호를 최대화하기 위해 적합하게 선택될 것이다. 일부 실시형태들에서, 각각의 배리어 층은 라미네이트 필름, 일부 실시형태들에서 듀얼 라미네이트 필름을 포함하고, 여기서, 각각의 배리어 층의 두께는 롤 투 롤 또는 라미네이트 제조 프로세스들에서의 주름을 제거하기 위해 충분히 두껍다. 배리어들의 수 또는 두께는 나노구조체들이 중금속들 또는 다른 독성 재료들을 포함하는 실시형태들에서 법적 독성 가이드라인들에 추가로 의존할 수도 있고, 이 가이드라인들은 더 많거나 더 두꺼운 배리어 층들을 필요로 할 수도 있다. 배리어들에 대한 부가적인 고려사항들은 비용, 가용성, 및 기계적 강도를 포함한다.Barrier layers are suitably solid materials and may be cured liquids, gels, or polymers. Barrier layers may include flexible or non-flexible materials depending on the specific application. Barrier layers are generally planar layers and, depending on the particular lighting application, may include any suitable shape and surface area configuration. In some embodiments, one or more barrier layers will be compatible with laminate film processing techniques, whereby the nanostructure layer is disposed on at least the first barrier layer and at least the second barrier layer on the side opposite the nanostructure layer. is disposed on the nanostructure layer of to form a nanostructure molded article according to one embodiment of the present invention. Suitable barrier materials include any suitable barrier materials known in the art. For example, suitable barrier materials include glasses, polymers, and oxides. Suitable barrier layer materials include polymers such as polyethylene terephthalate (PET); oxides such as silicon oxide, titanium oxide, or aluminum oxide (eg, SiO 2 , Si 2 O 3 , TiO 2 , or Al 2 O 3 ); and suitable combinations thereof. In some embodiments, each barrier layer of the nanostructure molded article has a different layer such that the multilayer barrier eliminates or reduces pinhole defect alignment in the barrier layer to provide an effective barrier to oxygen and moisture penetration into the nanostructure layer. It includes at least two layers comprising the material or composition. The nanostructure layer may include any suitable material or combination of materials and any suitable number of barrier layers on either one or both sides of the nanostructure layer. The material, thickness, and number of barrier layers will depend on the particular application and will be appropriately selected to maximize the brightness and barrier protection of the nanostructure layer while minimizing the thickness of the nanostructure molded article. In some embodiments, each barrier layer comprises a laminate film, and in some embodiments a dual laminate film, wherein the thickness of each barrier layer is adjusted to eliminate wrinkling in roll-to-roll or laminate manufacturing processes. Thick enough. The number or thickness of barriers may further depend on legal toxicity guidelines in embodiments where the nanostructures contain heavy metals or other toxic materials, which may require more or thicker barrier layers. It may be possible. Additional considerations for barriers include cost, availability, and mechanical strength.

일부 실시형태들에서, 나노구조체 필름은 나노구조체 층의 각 측에 인접한 2 이상의 배리어 층들, 예를 들어, 나노구조체 층의 각 측 상의 2 개 또는 3 개의 층 또는 각 층 상의 2 개의 배리어 층들을 포함한다. 일부 실시형태들에서, 각각의 배리어 층은 얇은 유리 시트, 예를 들어 약 100 ㎛, 100 ㎛ 이하, 또는 50 ㎛ 이하의 두께를 갖는 유리 시트들을 포함한다.In some embodiments, the nanostructured film comprises two or more barrier layers adjacent to each side of the nanostructured layer, e.g., two or three layers on each side of the nanostructured layer or two barrier layers on each layer. do. In some embodiments, each barrier layer comprises a thin glass sheet, for example, glass sheets having a thickness of about 100 μm, less than or equal to 100 μm, or less than or equal to 50 μm.

본 발명의 나노구조체 필름의 각 배리어 층은 임의의 적합한 두께를 가질 수 있고, 이 두께는 당업자에 의해 이해될 바와 같이, 조명 디바이스 및 응용의 특정 요건들 및 특징들 뿐만 아니라, 배리어 층 및 나노구조체 층과 같은 개별 필름 컴포넌트들에 의존할 것이다. 일부 실시형태들에서, 각각의 배리어 층은 50 ㎛ 이하, 40 ㎛ 이하, 30 ㎛ 이하, 25 ㎛ 이하, 20 ㎛ 이하, 또는 15 ㎛ 이하의 두께를 가질 수 있다. 특정 실시형태들에서, 배리어 층은 실리콘 산화물, 티타늄 산화물, 및 알루미늄 산화물과 같은 재료 (예를 들어, SiO2, Si2O3, TiO2, 또는 Al2O3) 를 포함할 수 있는 산화물 코팅을 포함한다. 산화물 코팅은, 약 10 ㎛ 이하, 5 ㎛ 이하, 1 ㎛ 이하, 또는 100 nm 이하의 두께를 가질 수 있다. 특정 실시형태들에서, 배리어는 약 100 nm 이하, 10 nm 이하, 5 nm 이하, 또는 3 nm 이하의 두께를 갖는 박형 산화물 코팅을 포함한다. 상부 및/또는 하부 배리어는 박형 산화물 코팅으로 이루어질 수 있거나, 또는 박형 산화물 코팅 및 하나 이상의 추가 재료 층들을 포함할 수도 있다.Each barrier layer of the nanostructured film of the present invention can have any suitable thickness, which thickness will vary depending on the specific requirements and characteristics of the lighting device and application, as well as the barrier layer and nanostructure, as will be understood by those skilled in the art. It will depend on the individual film components such as layers. In some embodiments, each barrier layer can have a thickness of 50 μm or less, 40 μm or less, 30 μm or less, 25 μm or less, 20 μm or less, or 15 μm or less. In certain embodiments, the barrier layer is an oxide coating that can include materials such as silicon oxide, titanium oxide, and aluminum oxide (e.g., SiO 2 , Si 2 O 3 , TiO 2 , or Al 2 O 3 ). Includes. The oxide coating may have a thickness of about 10 μm or less, 5 μm or less, 1 μm or less, or 100 nm or less. In certain embodiments, the barrier includes a thin oxide coating having a thickness of about 100 nm or less, 10 nm or less, 5 nm or less, or 3 nm or less. The top and/or bottom barrier may consist of a thin oxide coating, or may include a thin oxide coating and one or more additional material layers.

나노구조체 색 변환 층을 갖는 디스플레이 디바이스Display device with nanostructure color conversion layer

일부 실시형태들에서, 본 발명은 In some embodiments, the invention

(a) 제 1 광을 방출하는 디스플레이 패널;(a) a display panel emitting first light;

(b) 디스플레이 패널에 제 1 광을 제공하도록 구성된 백라이트 유닛; 및 (b) a backlight unit configured to provide first light to the display panel; and

(c) 색 변환 층을 포함하는 적어도 하나의 픽셀 영역을 포함하는 컬러 필터(c) a color filter comprising at least one pixel region comprising a color conversion layer.

를 포함하는 디스플레이 디바이스를 제공한다.A display device including a is provided.

일부 실시형태들에서, 컬러 필터는 적어도 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10 개의 픽셀 영역들을 포함한다. 일부 실시형태들에서, 청색 광이 컬러 필터 상에 입사될 때, 적색 광, 백색 광, 녹색 광 및/또는 청색 광이 각각 픽셀 영역들을 통해 방출될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 컬러 필터는 U.S. 특허 제 9,971,076 호에 기재되어 있으며, 이 특허는 그 전부가 본 명세서에 참조로 통합된다.In some embodiments, the color filter includes at least 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, or 10 pixel areas. In some embodiments, when blue light is incident on the color filter, red light, white light, green light, and/or blue light may be emitted through the pixel regions, respectively. In some embodiments, the color filter is a U.S. color filter. No. 9,971,076, which is incorporated herein by reference in its entirety.

일부 실시형태들에서, 각각의 픽셀 영역은 색 변환 층을 포함한다. 일부 실시형태들에서, 색 변환 층은 입사 광을 제 1 컬러의 광으로 변환하도록 구성된 본 명세서에 기재된 나노구조체들을 포함한다. 일부 실시형태들에서, 색 변환 층은 입사 광을 청색 광으로 변환하도록 구성되는 본 명세서에서 설명된 나노구조체들을 포함한다.In some embodiments, each pixel area includes a color conversion layer. In some embodiments, the color conversion layer includes nanostructures described herein configured to convert incident light to light of a first color. In some embodiments, the color conversion layer includes nanostructures described herein that are configured to convert incident light to blue light.

일부 실시형태들에서, 디스플레이 디바이스는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10개의 색 변환 층들을 포함한다. 일부 실시형태들에서, 디스플레이 디바이스는 본 명세서에서 설명된 나노구조체들을 포함하는 1개의 색 변환 층을 포함한다. 일부 실시형태들에서, 디스플레이 디바이스는 본 명세서에서 설명된 나노구조체들을 포함하는 2개의 색 변환 층들을 포함한다. 일부 실시형태들에서, 디스플레이 디바이스는 본 명세서에서 설명된 나노구조체들을 포함하는 3개의 색 변환 층들을 포함한다. 일부 실시형태들에서, 디스플레이 디바이스는 본 명세서에서 설명된 나노구조체들을 포함하는 4개의 색 변환 층들을 포함한다. 일부 실시형태들에서, 디스플레이 디바이스는 적어도 하나의 적색 색 변환 층, 적어도 하나의 녹색 색 변환 층, 및 적어도 하나의 청색 색 변환 층을 포함한다.In some embodiments, the display device includes 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, or 10 color conversion layers. In some embodiments, the display device includes one color conversion layer comprising the nanostructures described herein. In some embodiments, the display device includes two color conversion layers comprising the nanostructures described herein. In some embodiments, the display device includes three color conversion layers comprising nanostructures described herein. In some embodiments, the display device includes four color conversion layers comprising nanostructures described herein. In some embodiments, the display device includes at least one red color conversion layer, at least one green color conversion layer, and at least one blue color conversion layer.

일부 실시형태들에서, 색 변환 층은 약 3 ㎛ 내지 약 10 ㎛, 약 3 ㎛ 내지 약 8 ㎛, 약 3 ㎛ 내지 약 6 ㎛, 약 6 ㎛ 내지 약 10 ㎛, 약 6 ㎛ 내지 약 8 ㎛, 또는 약 8 ㎛ 내지 약 10 ㎛ 의 두께를 갖는다. 일부 실시형태들에서, 색 변환 층은 약 3 ㎛ 내지 약 10 ㎛ 의 두께를 갖는다.In some embodiments, the color conversion layer has a thickness of about 3 μm to about 10 μm, about 3 μm to about 8 μm, about 3 μm to about 6 μm, about 6 μm to about 10 μm, about 6 μm to about 8 μm, or has a thickness of about 8 μm to about 10 μm. In some embodiments, the color conversion layer has a thickness of about 3 μm to about 10 μm.

나노구조체 색 변환 층은 페인팅, 스프레이 코팅, 용매 분사, 습식 코팅, 접착제 코팅, 스핀 코팅, 테이프-코팅, 롤 코팅, 플로우 코팅, 잉크젯 인쇄, 포토레지스트 패터닝, 드롭 캐스팅, 블레이드 코팅, 미스트 성막, 또는 이들의 조합을 포함하지만 이에 한정되지 않는, 당업계에 공지된 임의의 적합한 방법에 의해 성막될 수 있다. 일부 실시형태들에서, 나노구조체 색 변환 층은 포토레지스트 패터닝에 의해 성막된다. 일부 실시형태들에서, 나노구조체 색 변환 층은 잉크젯 인쇄에 의해 성막된다.The nanostructure color conversion layer can be applied to painting, spray coating, solvent jetting, wet coating, adhesive coating, spin coating, tape-coating, roll coating, flow coating, inkjet printing, photoresist patterning, drop casting, blade coating, mist deposition, or The film may be deposited by any suitable method known in the art, including but not limited to combinations thereof. In some embodiments, the nanostructure color conversion layer is deposited by photoresist patterning. In some embodiments, the nanostructure color conversion layer is deposited by inkjet printing.

AIGS 나노구조체 및 리간드를 포함하는 조성물Compositions Comprising AIGS Nanostructures and Ligands

일부 실시형태들에서, AIGS 나노구조체 조성물은 하나 이상의 리간드를 더 포함한다. 리간드는 아미노-리간드, 폴리 아미노-리간드, 메르캅토-리간드, 포스피노-리간드, 실란 리간드뿐만 아니라 아민 및 실란 기를 갖는 폴리에틸렌 글리콜과 같은 중합체성 또는 올리고머성 사슬을 포함한다.In some embodiments, the AIGS nanostructure composition further includes one or more ligands. Ligands include amino-ligands, poly amino-ligands, mercapto-ligands, phosphino-ligands, silane ligands as well as polymeric or oligomeric chains such as polyethylene glycol with amine and silane groups.

일부 실시형태들에서, 아미노-리간드는 하기 식 I 을 갖는다: In some embodiments, the amino-ligand has formula I:

식 중:During the ceremony:

x 는 1 내지 100 이고; x is 1 to 100;

y 는 0 내지 100 이고;y is 0 to 100;

R2 는 C1-20 알킬이다.R 2 is C 1-20 alkyl.

일부 실시형태들에서, 폴리아미노-리간드는 폴리아미노 알칸, 폴리아민-시클로알칸, 폴리아미노 헤테로시클릭 화합물, 폴리아미노 작용화된 실리콘, 또는 폴리아미노 치환된 에틸렌 글리콜이다. 일부 실시형태들에서, 폴리아미노-리간드는 2개 또는 3개의 아미노기로 치환되고 임의적으로 탄소기 대신에 1개 또는 2개의 아미노기를 함유하는 C2-20 알칸 또는 C2-20 시클로알칸이다. 일부 실시형태들에서, 폴리아미노-리간드는 에틸렌디아민, 1,2-디아미노프로판, 1,2-디아미노-2-메틸프로판, N-메틸-에틸렌디아민, N-에틸-에틸렌디아민, N-이소프로필-에틸렌디아민, N-시클로헥실-에틸렌디아민, N-시클로헥실-에틸렌디아민, N-옥틸-에틸렌디아민, N-데실-에틸렌디아민, N-도데실-에틸렌디아민, N,N-디메틸-에틸렌디아민, N,N-디에틸-에틸렌디아민, N,N'-디에틸-에틸렌디아민, N,N'-디이소프로필 에틸렌디아민, N,N,N'-트리메틸-에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, N-이소프로필-디에틸렌트리아민, N-(2-아미노에틸)-1,3-프로판디아민, 트리에틸렌테트라민, N,N'-비스(3-아미노프로필)에틸렌디아민, N,N'-비스(2-아미노에틸)-1,3-프로판디아민, 트리스(2-아미노에틸)아민, 테트라에틸렌펜타민, 펜타에틸렌 헥사민, 2-(2-아미노-에틸아미노)에탄올, N,N-비스(히드록시에틸)에틸렌디아민, N-(히드록시에틸)디에틸렌트리아민, N-(히드록시에틸)트리에틸렌테트라민, 피페라진, 1-(2-아미노에틸)피페라진, 4-(2-아미노에틸)모르폴린, 폴리에틸렌이민, 1,3-디아미노프로판, 1,4-디아미노부탄, 1,3-디아미노펜탄, 1,5-디미노페만, 2,2-디메틸-1,3-프로판디아민, 헥사메틸렌디아민, 2-메틸-1,5-디아미노프로판, 1,7-디아미노헵탄, 1,8-디아미노옥탄, 2,2,4-트리메틸-1,6-헥산디아민, 2,4,4-트리메틸-1,6-헥산디아민, 1,9-디아미노노난, 1,10-디아미노데칸, 1,12-디아미노도데칸, N-메틸-1,3-프로판디아민, N-에틸-1,3-프로판디아민, N-이소프로필-1,3-프로판디아민,N,N-디메틸-1,3-프로판디아민, N,N'-디메틸-1,3-프로판디아민, N,N'-디에틸-1,3-프로판디아민, N,N'-디이소프로필-1,3-프로판디아민, N,N,N'-트리메틸-1,3-프로판디아민, 2-부틸-2-에틸-1,5-펜탄디아민, N,N'-디메틸-1,6-헥산디아민, 3,3'-디아미노-N-메틸-디프로필아민, N-(3-아미노프로필)-1,3-프로판디아민, 스페르미딘, 비스(헥사메틸렌)트리아민, N,N',N"-트리메틸-비스(헥사메틸렌)트리아민, 4-아미노-1,8-옥탄디아민, N,N'-비스(3-아미노프로필)-1,3-프로피디아민, 스페르민, 4,4'-메틸렌비스(시클로헥실아민), 1,2-디아미노시클로헥산,1,4-디아미노시클로헥산, 1,3-시클로헥산 비스(메틸아민), 1,4-시클로헥산비스(메틸아민), 1,2-비스(아미노에톡시)에탄, 4,9-디옥사-1,12-도데칸디아민, 4,7,10-트리옥사-1,13-트리데칸디아민, 1,3-디아미노-히드록시-프로판, 4,4-메틸렌 디피페리딘, 4-(아미노메틸)피페리딘, 3-(4-아미노부틸)피페리딘, 또는 폴리알릴아민이다. 일부 실시형태들에서, 폴리아미노-리간드는 1,3-시클로헥산비스(메틸아민), 2,2-디메틸-1,3-프로판디아민, 또는 트리스(2-아미노에틸)아민이다.In some embodiments, the polyamino-ligand is a polyamino alkane, polyamine-cycloalkane, polyamino heterocyclic compound, polyamino functionalized silicone, or polyamino substituted ethylene glycol. In some embodiments, the polyamino-ligand is a C 2-20 alkane or C 2-20 cycloalkane substituted with 2 or 3 amino groups and optionally containing 1 or 2 amino groups in place of a carbon group. In some embodiments, the polyamino-ligand is ethylenediamine, 1,2-diaminopropane, 1,2-diamino-2-methylpropane, N-methyl-ethylenediamine, N-ethyl-ethylenediamine, N- Isopropyl-ethylenediamine, N-cyclohexyl-ethylenediamine, N-cyclohexyl-ethylenediamine, N-octyl-ethylenediamine, N-decyl-ethylenediamine, N-dodecyl-ethylenediamine, N,N-dimethyl- Ethylenediamine, N,N-diethyl-ethylenediamine, N,N'-diethyl-ethylenediamine, N,N'-diisopropyl ethylenediamine, N,N,N'-trimethyl-ethylenediamine, diethylenetri Amine, N-isopropyl-diethylenetriamine, N-(2-aminoethyl)-1,3-propanediamine, triethylenetetramine, N,N'-bis(3-aminopropyl)ethylenediamine, N, N'-bis(2-aminoethyl)-1,3-propanediamine, tris(2-aminoethyl)amine, tetraethylenepentamine, pentaethylene hexamine, 2-(2-amino-ethylamino)ethanol, N ,N-bis(hydroxyethyl)ethylenediamine, N-(hydroxyethyl)diethylenetriamine, N-(hydroxyethyl)triethylenetetramine, piperazine, 1-(2-aminoethyl)piperazine, 4-(2-aminoethyl)morpholine, polyethyleneimine, 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, 1,3-diaminopentane, 1,5-diminopeman, 2,2 -Dimethyl-1,3-propanediamine, hexamethylenediamine, 2-methyl-1,5-diaminopropane, 1,7-diaminoheptane, 1,8-diaminoctane, 2,2,4-trimethyl- 1,6-hexanediamine, 2,4,4-trimethyl-1,6-hexanediamine, 1,9-diaminononane, 1,10-diaminodecane, 1,12-diaminododecane, N- Methyl-1,3-propanediamine, N-ethyl-1,3-propanediamine, N-isopropyl-1,3-propanediamine, N,N-dimethyl-1,3-propanediamine, N,N'- Dimethyl-1,3-propanediamine, N,N'-diethyl-1,3-propanediamine, N,N'-diisopropyl-1,3-propanediamine, N,N,N'-trimethyl-1 ,3-propanediamine, 2-butyl-2-ethyl-1,5-pentanediamine, N,N'-dimethyl-1,6-hexanediamine, 3,3'-diamino-N-methyl-dipropylamine , N-(3-aminopropyl)-1,3-propanediamine, spermidine, bis(hexamethylene)triamine, N,N',N"-trimethyl-bis(hexamethylene)triamine, 4-amino -1,8-octanediamine, N,N'-bis(3-aminopropyl)-1,3-propydiamine, spermine, 4,4'-methylenebis(cyclohexylamine), 1,2-dia Minocyclohexane, 1,4-diaminocyclohexane, 1,3-cyclohexane bis(methylamine), 1,4-cyclohexanebis(methylamine), 1,2-bis(aminoethoxy)ethane, 4 ,9-dioxa-1,12-dodecanediamine, 4,7,10-trioxa-1,13-tridecanediamine, 1,3-diamino-hydroxy-propane, 4,4-methylene dipiperi dine, 4-(aminomethyl)piperidine, 3-(4-aminobutyl)piperidine, or polyallylamine. In some embodiments, the polyamino-ligand is 1,3-cyclohexanebis(methylamine), 2,2-dimethyl-1,3-propanediamine, or tris(2-aminoethyl)amine.

일부 실시형태들에서, 폴리아미노-리간드는 폴리아미노 헤테로시클릭 화합물이다. 일부 실시형태들에서, 폴리아미노 헤테로시클릭 화합물은 2,4-디아미노-6-페닐-1,3,5-트리아진, 6-메틸-1,3,5-트리아진-2,4-디아민, 2,4-디아미노-6-디에틸아미노-1,3,5-트리아진, 2-N,4-N,6-N-트리프로필-1,3,5-트리아진-2,4,6-트리아민, 2,4-디아미노피리미딘, 2,4,6-트리아미노피리미딘, 2,5-디아미노피리딘, 2,4,5,6-테트라아미노피리미딘, 피리딘-2,4,5-트리아민, 1-(3-아미노프로필)이미다졸, 4-페닐-1H-이미다졸-1,2-디아민, 1H-이미다졸-2,5-디아민, 4-페닐-N(1)-[(E)-페닐메틸리덴]-1H-이미다졸-1,2-디아민, 2-페닐-1H-이미다졸-4,5-디아민, 1H-이미다졸-2,4,5-트리아민, 1H-피롤-2,5-디아민, 1,2,4,5-테트라진-3,6-디아민, N,N'-디시클로헥실-1,2,4,5-테트라진-3,6-디아민, N3-프로필-1H-1,2,4-트리아졸-3,5-디아민, 또는 N,N'-비스(2-메톡시벤질)-1H-1,2,4- 트리아졸-3,5-디아민이다.In some embodiments, the polyamino-ligand is a polyamino heterocyclic compound. In some embodiments, the polyamino heterocyclic compound is 2,4-diamino-6-phenyl-1,3,5-triazine, 6-methyl-1,3,5-triazine-2,4- Diamine, 2,4-diamino-6-diethylamino-1,3,5-triazine, 2-N,4-N,6-N-tripropyl-1,3,5-triazine-2, 4,6-triamine, 2,4-diaminopyrimidine, 2,4,6-triaminopyrimidine, 2,5-diaminopyridine, 2,4,5,6-tetraaminopyrimidine, pyridine- 2,4,5-triamine, 1-(3-aminopropyl)imidazole, 4-phenyl-1H-imidazole-1,2-diamine, 1H-imidazole-2,5-diamine, 4-phenyl- N(1)-[(E)-phenylmethylidene]-1H-imidazole-1,2-diamine, 2-phenyl-1H-imidazole-4,5-diamine, 1H-imidazole-2,4, 5-triamine, 1H-pyrrole-2,5-diamine, 1,2,4,5-tetrazine-3,6-diamine, N,N'-dicyclohexyl-1,2,4,5-tetra gin-3,6-diamine, N3-propyl-1H-1,2,4-triazole-3,5-diamine, or N,N'-bis(2-methoxybenzyl)-1H-1,2, 4-Triazole-3,5-diamine.

일부 실시형태들에서, 폴리아미노-리간드는 폴리아미노 작용화된 실리콘이다. 일부 실시형태들에서, 폴리아미노 작용화된 실리콘은 다음 중 하나이다:In some embodiments, the polyamino-ligand is a polyamino functionalized silicone. In some embodiments, the polyamino functionalized silicone is one of the following:

일부 실시형태들에서, 폴리아미노-리간드는 폴리아미노-치환된 에틸렌 글리콜이다. 일부 실시형태들에서, 폴리아미노 치환된 에틸렌 글리콜은 2-[3-아미노-4-[2-[2-아미노-4-(2-히드록시에틸)페녹시]에톡시]페닐]에탄올, 1,5-디아미노-3-옥사펜탄, 1,8-디아미노-3,6-디옥사옥탄, 비스[5-클로로-1H-인돌-2-YL-카르보닐-아미노에틸]-에틸렌 글리콜, 아미노-PEG8-t-Boc-히드라지드, 또는 2-(2-(2-에톡시에톡시)에톡시)에탄아민이다.In some embodiments, the polyamino-ligand is polyamino-substituted ethylene glycol. In some embodiments, the polyamino substituted ethylene glycol is 2-[3-amino-4-[2-[2-amino-4-(2-hydroxyethyl)phenoxy]ethoxy]phenyl]ethanol, 1 ,5-diamino-3-oxapentane, 1,8-diamino-3,6-dioxaoctane, bis[5-chloro-1H-indole-2-YL-carbonyl-aminoethyl]-ethylene glycol, Amino-PEG8-t-Boc-hydrazide, or 2-(2-(2-ethoxyethoxy)ethoxy)ethanamine.

일부 실시형태들에서, 메르캅토-리간드는 (3-메르캅토프로필)트리에톡시실란, 3,6-디옥사-1,8-옥탄디티올; 6-메르캅토-1-헥산올; 메르캅토 숙신산, 메르캅토 운데칸산, 메르캅토 헥산산, 메르캅토 프로피오닌산, 메르캅토 아세트산, 시스테인, 메티오닌 및 메르캅토 폴리(에틸렌 글리콜)이다.In some embodiments, the mercapto-ligand is (3-mercaptopropyl)triethoxysilane, 3,6-dioxa-1,8-octanedithiol; 6-mercapto-1-hexanol; They are mercapto succinic acid, mercapto undecanoic acid, mercapto hexanoic acid, mercapto propionic acid, mercapto acetic acid, cysteine, methionine and mercapto poly(ethylene glycol).

일부 실시형태들에서, 실란-리간드는 아미노알킬트리알콕시실란 또는 티오알킬트리알콕시실란이다. 일부 실시형태들에서, 아미노알킬트리알콕시실란은 3-아미노프로필)트리에톡시실란 또는 3-메르카포프로필)트리에톡시실란이다.In some embodiments, the silane-ligand is an aminoalkyltrialkoxysilane or a thioalkyltrialkoxysilane. In some embodiments, the aminoalkyltrialkoxysilane is 3-aminopropyl)triethoxysilane or 3-mercappropyl)triethoxysilane.

일부 실시형태들에서, 리간드는 아미노-폴리알킬렌 옥사이드(예를 들어, 약 m.w. 1000); (3-아미노프로필)트리메톡시실란); (3-메르캅토프로필)트리에톡시실란; DL-α-리포산; 3,6-디옥사-1,8-옥탄디티올; 6-메르캅토-1-헥산올; 메톡시폴리에틸렌 글리콜 아민(약 m.w. 500); 폴리(에틸렌글리콜) 메틸 에테르 티올(약 m.w. 800); 디에틸 페닐포스포나이트; 디벤질 N,N-디이소프로필포스포르아미다이트; 디-tert-부틸 N,N-디이소프로필포스포르아미다이트; 트리스(2-카르복시에틸)포스핀 하이드로클로라이드; 폴리(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 티올(약 m.w. 2000); 메톡시폴리에틸렌 글리콜 아민(약 m.w. 750); 아크릴아미드; 및 폴리에틸렌이민을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.In some embodiments, the ligand is an amino-polyalkylene oxide (e.g., about m.w. 1000); (3-aminopropyl)trimethoxysilane); (3-mercaptopropyl)triethoxysilane; DL-α-lipoic acid; 3,6-dioxa-1,8-octanedithiol; 6-mercapto-1-hexanol; Methoxypolyethylene glycol amine (about m.w. 500); poly(ethylene glycol) methyl ether thiol (about m.w. 800); diethyl phenylphosphonite; Dibenzyl N,N-diisopropylphosphoramidite; di-tert-butyl N,N-diisopropylphosphoramidite; tris(2-carboxyethyl)phosphine hydrochloride; poly(ethylene glycol) methyl ether thiol (ca. m.w. 2000); Methoxypolyethylene glycol amine (about m.w. 750); acrylamide; and polyethyleneimine.

리간드의 특정 조합은 아미노-폴리알킬렌 옥사이드(약 m.w. 1000) 및 메톡시폴리에틸렌 글리콜 아민(약 m.w. 500); 아미노-폴리알킬렌 옥사이드(약 m.w. 1000) 및 6-메르캅토-1-헥산올; 아미노-폴리알킬렌 옥사이드(약 m.w. 1000) 및 (3-메르캅토프로필)트리에톡시실란; 및 6-메르캅토-1-헥산올 및 메톡시폴리에틸렌 글리콜 아민(약 m.w. 500); 을 포함하고, 이는 우수한 분산성과 열적 안정성을 제공한다. 실시예 9 참조.Particular combinations of ligands include amino-polyalkylene oxide (about m.w. 1000) and methoxypolyethylene glycol amine (about m.w. 500); Amino-polyalkylene oxide (about m.w. 1000) and 6-mercapto-1-hexanol; Amino-polyalkylene oxide (about m.w. 1000) and (3-mercaptopropyl)triethoxysilane; and 6-mercapto-1-hexanol and methoxypolyethylene glycol amine (about m.w. 500); It includes, and provides excellent dispersibility and thermal stability. See Example 9.

AIGS 나노구조체 및 폴리아미노 리간드를 포함하는 필름은 폴리아미노 리간드가 없는 AIGS 함유 필름에 비해 그리고 모노-아미노 리간드에 비해 더 높은 필름 광 변환 효율(photo conversion efficiency; PCE)을 나타내고, 더 적은 주름을 나타내고, 더 적은 필름의 박리를 나타낸다. 따라서, AIGS-폴리아미노-리간드를 포함하는 조성물은 나노구조체 색 변환 층에 사용하기에 특별히 적합하다.Films comprising AIGS nanostructures and polyamino ligands exhibit higher film photo conversion efficiency (PCE) and less wrinkling compared to AIGS containing films without polyamino ligands and compared to mono-amino ligands. , indicating less peeling of the film. Accordingly, compositions comprising AIGS-polyamino-ligand are particularly suitable for use in nanostructured color conversion layers.

하기 예들은 본원에 기술된 생성물들 및 방법들을 예시하고 제한하지 않는다. 필드에서 통상적으로 부딪히게 되고 본 개시를 고려할 때 당업자에게 명백한 다양한 조건들, 포뮬레이션들, 및 다른 파라미터들에 대한 적절한 변형들 및 개조들은 본 발명의 사상 및 범위 내에 있다.The following examples illustrate and do not limit the products and methods described herein. Appropriate variations and modifications to various conditions, formulations, and other parameters commonly encountered in the field and apparent to those skilled in the art upon consideration of this disclosure are within the spirit and scope of the present invention.

실시예들Examples

실시예 1: AIGS 코어 합성Example 1: AIGS Core Synthesis

샘플 ID 1 은 AIGS 코어의 하기 전형적인 합성을 사용하여 제조하였다: 올레일아민 중 0.06 M CH3CO₂Ag 4 mL, 에탄올 중 0.2 M InCl3 1 mL, 올레일아민 중 0.95 M 황 1 mL, 및 0.5 mL 도데칸티올을 5 mL의 탈기된 옥타데센, 300 mg의 트리옥틸포스핀 옥사이드, 및 170 mg의 갈륨 아세틸아세토네이트를 함유하는 플라스크에 주입하였다. 혼합물은 40 ℃ 로 5 분 동안 가열된 후, 온도가 210 ℃ 로 상승되고 100 분 동안 유지되었다. 180 ℃ 로 냉각 후, 5 mL 트리옥틸포스핀이 첨가되었다. 반응 혼합물은 글로브박스로 전달되고 5 mL 톨루엔으로 희석되었다. 75 mL 에탄올을 첨가하여 최종 AIGS 생성물이 침전되고, 원심분리된 후, 톨루엔에 재분산되었다. 샘플 ID들 2 및 3 이 또한 이 방법을 사용하여 제조되었다. AIGS 코어의 광학 특성을 측정하고 하기 표 2에 요약하였다. AIGS 코어 크기 및 형태는 투과 전자 현미경(TEM)에 의해 특성화되었다.Sample ID 1 was prepared using the following typical synthesis of an AIGS core: 4 mL of 0.06 M CH 3 CO₂Ag in oleylamine, 1 mL of 0.2 M InCl 3 in ethanol, 1 mL of 0.95 M sulfur in oleylamine, and 0.5 mL. Dodecanethiol was injected into a flask containing 5 mL of degassed octadecene, 300 mg of trioctylphosphine oxide, and 170 mg of gallium acetylacetonate. The mixture was heated to 40° C. for 5 minutes, then the temperature was raised to 210° C. and held for 100 minutes. After cooling to 180° C., 5 mL trioctylphosphine was added. The reaction mixture was transferred to the glovebox and diluted with 5 mL toluene. The final AIGS product was precipitated by adding 75 mL ethanol, centrifuged, and redispersed in toluene. Sample IDs 2 and 3 were also prepared using this method. The optical properties of the AIGS core were measured and summarized in Table 2 below. AIGS core size and morphology were characterized by transmission electron microscopy (TEM).

실시예 2: 이온 교환 처리를 갖는 AIGS 나노구조체Example 2: AIGS nanostructures with ion exchange treatment

하기 전형적인 이온 교환 처리를 사용하여 샘플 ID 4를 제조하였다: 옥타데센 중 0.3 M 갈륨 올레에이트 용액 2 mL 및 12 mL 올레일아민을 플라스크에 도입하고 탈기시켰다. 혼합물이 270 ℃ 로 가열되었다. 올레일아민에서 1 mL 의 0.95 M 황 용액과 1 mL 의 분리된 AIGS 코어들 (15mg/mL) 의 미리혼합된 용액이 공동주입되었다. 30분 후 반응을 중단하였다. 최종 생성물을 글로브박스로 옮기고, 톨루엔/에탄올로 세척하고, 원심분리하고, 톨루엔에 재분산시켰다. 샘플 ID들 4-8 이 또한 이 방법을 사용하여 조제되었다. 이렇게 제조된 AIGS 나노구조체의 광학적 특성은 표 3에 요약되어 있다. 갈륨 이온과의 이온 교환은 거의 완전한 밴드-에지 방출을 초래하였다. TEM에 의해 평균 입자 크기의 증가가 관찰되었다.Sample ID 4 was prepared using the following typical ion exchange treatment: 2 mL of 0.3 M gallium oleate solution in octadecene and 12 mL oleylamine were introduced to the flask and degassed. The mixture was heated to 270 °C. A premixed solution of 1 mL of 0.95 M sulfur solution in oleylamine and 1 mL of isolated AIGS cores (15 mg/mL) was co-injected. The reaction was stopped after 30 minutes. The final product was transferred to a glovebox, washed with toluene/ethanol, centrifuged, and redispersed in toluene. Sample IDs 4-8 were also prepared using this method. The optical properties of the AIGS nanostructures prepared in this way are summarized in Table 3. Ion exchange with gallium ions resulted in almost complete band-edge emission. An increase in average particle size was observed by TEM.

실시예 3: 할로겐화갈륨 및 트리옥틸포스핀 이온 교환 처리Example 3: Gallium halide and trioctylphosphine ion exchange treatment

트리옥틸포스핀 (0.01 내지 0.25 M) 중 GaI3 용액을 AIGS QD들에 첨가하고, 실온에서 20시간 동안 유지함으로써 AIGS 나노구조체와의 실온 이온 교환 반응을 수행하였다. 이러한 처리는 실질적으로 피크 파장(PWL)을 유지하면서, 표 4에 요약된 대역-에지 방출의 상당한 향상을 가져왔다.A room temperature ion exchange reaction with AIGS nanostructures was performed by adding a solution of GaI 3 in trioctylphosphine (0.01 to 0.25 M) to the AIGS QDs and keeping them at room temperature for 20 hours. This treatment resulted in significant enhancement of band-edge emission, summarized in Table 4, while substantially maintaining peak wavelength (PWL).

GaI3 첨가 전후의 조성 변화들은 표 4 에 요약된 바와 같이 유도 결합형 플라즈마 원자 방출 분광법 (ICP-AES) 및 에너지 분산 X-레이 분광법 (EDS) 에 의해 모니터링되었다. GaI3/TOP 처리 전후의 In 및 Ga 원소 분포의 복합 이미지들은 In 대 Ga의 방사상 분포를 나타냈고, 따라서 이온 교환 처리가 표면 근처에서 더 많은 양의 갈륨 및 나노구조체의 중심에서 더 적은 양의 갈륨의 구배를 야기하였음을 나타낸다.Composition changes before and after GaI 3 addition were monitored by inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP-AES) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), as summarized in Table 4. Composite images of the distribution of In and Ga elements before and after GaI 3 /TOP treatment showed a radial distribution of In versus Ga, such that ion exchange treatment resulted in a larger amount of gallium near the surface and a smaller amount of gallium in the center of the nanostructure. This indicates that a gradient of .

실시예 4: 무산소 Ga 소스를 이용한 AIGS 이온 교환 처리Example 4: AIGS ion exchange treatment using an oxygen-free Ga source

샘플 ID 14 및 15 는 무산소 Ga 소스를 사용하여 AIGS 나노입자의 하기 전형적인 처리를 이용하여 제조하였다: 8 mL의 탈기된 올레일아민에, 400 μL 톨루엔에 용해된 400 mg의 GaCl3을 첨가한 후, 40 mg 의 AIGS 코어를 첨가하고, 이어서 올레일아민 중 0.95 M 황 1.7 mL를 첨가하였다. 240 ℃ 로 가열한 후, 반응이 2 시간 동안 유지된 후 냉각되었다. 최종 생성물을 글로브박스로 옮기고, 톨루엔/에탄올로 세척하고, 원심분리하고, 톨루엔에 분산시켰다. 샘플 ID들 15 및 16 이 또한 이 방법을 사용하여 제조되었다. 샘플 ID들 11-13 은 실시예 2 의 방법을 사용하여 조제되었다. 처리된 AIGS 재료의 광학 특성을 표 5에 나타내었다.Samples IDs 14 and 15 were prepared using the following typical treatment of AIGS nanoparticles using an oxygen-free Ga source: to 8 mL of degassed oleylamine, 400 mg of GaCl 3 dissolved in 400 μL toluene was added. , 40 mg of AIGS core was added, followed by 1.7 mL of 0.95 M sulfur in oleylamine. After heating to 240° C., the reaction was maintained for 2 hours and then cooled. The final product was transferred to a glovebox, washed with toluene/ethanol, centrifuged, and dispersed in toluene. Sample IDs 15 and 16 were also prepared using this method. Sample IDs 11-13 were prepared using the method of Example 2. The optical properties of the treated AIGS materials are shown in Table 5.

표 5에 나타낸 바와 같이, 올레일아민을 용매로서 사용하는 경우, Ga(III) 아세틸아세토네이트 또는 갈륨 올레에이트 대신 Ga(III) 염화물을 사용함으로써, 처리된 AIGS 나노구조체의 양자 수율이 개선될 수 있다. Ga(III) 염화물을 사용하여 이온 교환된 최종 재료는 출발 나노구조체로서 방출 특성을 포획하기 위해 유사한 크기 및 유사한 밴드-에지를 제공하였다. 따라서, 양자 수율 (QY) 의 증가는 단순히 트랩 방출 컴포넌트의 증가에 기인하지는 않는다. 또한, 예상치 못하게 Ga(III) 염화물 대신 Ga(III) 요오드화물을 사용하는 경우, AIGS 나노구조체가 반응 혼합물에 용해되는 것으로 나타났고 이온 교환이 일어나지 않았다.As shown in Table 5, when using oleylamine as a solvent, the quantum yield of the processed AIGS nanostructures can be improved by using Ga(III) chloride instead of Ga(III) acetylacetonate or gallium oleate. there is. The final material ion exchanged using Ga(III) chloride provided similar size and similar band-edges to capture the emission properties as the starting nanostructure. Therefore, the increase in quantum yield (QY) is not simply due to an increase in the trap emission component. Additionally, unexpectedly, when Ga(III) iodide was used instead of Ga(III) chloride, the AIGS nanostructures appeared to dissolve in the reaction mixture and no ion exchange occurred.

샘플 14의 에너지 분산 X-선 분광법(EDS)을 이용한 고해상도 TEM은 나노구조체들이 AIGS 나노구조체 중심들로부터 표면으로 In을 낮추기 위한 약간의 구배를 포함할 가능성이 있음을 보여주었는데, 이는 이들 조건 하에서의 처리가 In 이 AIGS 구조체로부터 교환되고 Ga로 대체되는 공정으로부터 초래되는 반면, Ag 는 GS 의 별개의 층을 성장시키기보다는 전체 구조에 걸쳐 존재한다는 것을 나타낸다. 이는 또한 더 적은 변형으로 인해 나노구조체의 개선된 양자 수율에 기여할 수도 있다.High-resolution TEM using energy-dispersive This indicates that while A results from the process where In is exchanged from the AIGS structure and replaced by Ga, Ag is present throughout the entire structure rather than growing a separate layer of GS. This may also contribute to the improved quantum yield of the nanostructures due to less strain.

실시예 5: 사전 형성된 In-Ga 시약과 혼합된 사전 형성된 Ag2S 나노구조체의 고온 주입으로부터의 AIGS 코어Example 5: AIGS core from hot injection of preformed Ag 2 S nanostructures mixed with preformed In-Ga reagent

Ag2S 나노구조체들을 제조하기 위해, N2 분위기 하에서, 0.5 g 의 AgI 및 2 mL 의 올레일아민이 20 mL 바이알에 첨가되고 클리어 용액이 획득될 때까지 58 ℃ 에서 교반된다. 별도의 20 mL 바이알에서, 올레일아민 중 9 mL 의 0.95 M 황 및 5 mL DDT 가 혼합되었다. DDT + S-OYA 혼합물이 AgI 용액에 첨가되고 58 ℃ 에서 10 분 동안 교반된다. 획득된 Ag2S 나노입자가 세척없이 사용되었다.To prepare Ag 2 S nanostructures, under N 2 atmosphere, 0.5 g of AgI and 2 mL of oleylamine are added to a 20 mL vial and stirred at 58 °C until a clear solution is obtained. In a separate 20 mL vial, 9 mL of 0.95 M sulfur in oleylamine and 5 mL DDT were mixed. The DDT + S-OYA mixture is added to the AgI solution and stirred at 58 °C for 10 min. The obtained Ag 2 S nanoparticles were used without washing.

In-Ga 시약 혼합물을 제조하기 위해, 1.2g Ga (아세틸아세토네이트)3, 0.35g InCl3, 2.5 mL 올레일아민 및 2.5 mL ODE 가 100 mL 플라스크에 채워졌다. N2 분위기 하에서, 210 ℃ 로 가열되고 10 분동안 유지하였다. 주황색 및 점성 생성물이 획득되었다.To prepare the In-Ga reagent mixture, 1.2 g Ga (acetylacetonate) 3 , 0.35 g InCl 3 , 2.5 mL oleylamine, and 2.5 mL ODE were charged to a 100 mL flask. Under N 2 atmosphere, it was heated to 210°C and maintained for 10 minutes. An orange and viscous product was obtained.

AIGS 나노입자들을 형성하기 위해, N2 하에서, 1.75 g 의 TOPO, 23 mL 의 올레일아민 및 25 mL 의 ODE 가 250 mL 플라스크에 첨가되었다. 진공 하에서 탈기시킨 후, 이 용매 혼합물을 40분에 걸쳐 210 ℃ 로 가열한다. 40 mL 바이알에서, Ag2S 및 상기로부터의 In-Ga 시약 혼합물을 58 ℃ 에서 혼합하고 시린지(syringe)로 옮겼다. Ag-In-Ga 혼합물은 그 후 210 ℃ 에서 용매 혼합물에 주입되고 3 시간 유지된다. 180 ℃ 로 냉각 후, 5 mL 트리옥틸포스핀이 첨가되었다. 반응 혼합물은 글로브박스로 전달되고 50 mL 톨루엔으로 희석되었다. 150 mL 에탄올을 첨가하여 최종 생성물이 침전되고, 원심분리된 후, 톨루엔에 재분산되었다. 이어서, AIGS 나노구조체를 실시예 4에 기재된 방법에 의해 이온 교환하였다. 상기 설명된 24x 까지의 스케일업에서 이러한 방법에 의해 제조된 재료의 광학 특성을 표 6에 나타내었다.To form AIGS nanoparticles, 1.75 g of TOPO, 23 mL of oleylamine and 25 mL of ODE were added to a 250 mL flask under N 2 . After degassing under vacuum, this solvent mixture is heated to 210° C. over 40 minutes. In a 40 mL vial, Ag 2 S and the In-Ga reagent mixture from above were mixed at 58° C. and transferred to a syringe. The Ag-In-Ga mixture was then injected into the solvent mixture at 210° C. and kept for 3 hours. After cooling to 180° C., 5 mL trioctylphosphine was added. The reaction mixture was transferred to the glovebox and diluted with 50 mL toluene. The final product was precipitated by adding 150 mL ethanol, centrifuged, and redispersed in toluene. The AIGS nanostructure was then ion exchanged by the method described in Example 4. The optical properties of materials prepared by this method at the scale-up up to 24x described above are shown in Table 6.

실시예 7 반복된 갈륨 이온 교환은 AIGS 나노구조체의 광발광 안정성을 개선한다Example 7 Repeated gallium ion exchange improves the photoluminescence stability of AIGS nanostructures

7.1 제 1 이온 교환 공정7.1 First ion exchange process

올레일아민(OYA, 2.5L)을 40 ℃ 에서 40분 동안 진공하에 탈기시킨다. AIGS 나노구조체(톨루엔 중 25.4g)를 첨가하고, 이어서 GaCl3(최소 톨루엔 중 127g) 및 OYA에 용해된 황(0.95M, 570mL)을 첨가한다. 혼합물을 40분에 걸쳐 240 ℃ 로 가열하고 4시간 동안 유지시켰다. 냉각 후, 혼합물을 1 부피의 톨루엔으로 희석한다. 일부 부산물을 제거하기 위해 원심분리한 후, 재료를 2 부피의 에탄올로 세척하고, 원심분리에 의해 수집하고, 톨루엔에 재용해시켰다. 2차 세척 후, 나노구조체는 저장을 위해 헵탄에 용해된다.Oleylamine (OYA, 2.5 L) was degassed under vacuum at 40° C. for 40 minutes. AIGS nanostructures (25.4 g in toluene) are added, followed by GaCl 3 (minimum 127 g in toluene) and sulfur dissolved in OYA (0.95 M, 570 mL). The mixture was heated to 240° C. over 40 minutes and held for 4 hours. After cooling, the mixture is diluted with 1 volume of toluene. After centrifugation to remove some by-products, the material was washed with 2 volumes of ethanol, collected by centrifugation, and redissolved in toluene. After secondary washing, the nanostructures are dissolved in heptane for storage.

7.2 제 2 이온교환 공정7.2 Second ion exchange process

올레일아민(OYA, 960 mL)을 40 ℃ 에서 20분 동안 진공 하에 탈기시킨다. 예컨대 실시예 7.1 로부터의 AIGS 이온 교환된 나노구조체(헵탄 중 12 g)를 OYA에 첨가하고, 이어서 GaCl3(최소 부피의 톨루엔 중 22.5 g)을 첨가한 다음, OYA(0.95 M, 100 mL)에 용해된 황을 첨가한다. 혼합물을 40분에 걸쳐 240 ℃ 로 가열하고 3시간 동안 유지시켰다. 냉각 후, 혼합물을 1 vol 톨루엔으로 희석한 다음, 세척(1.6 vol 에탄올로 침전시키고, 원심분리)하고, 필요에 따라 톨루엔 또는 헵탄에 재분산시킨다. 잉크 포뮬레이션을 위한 리간드 교환을 수행할 때, 추가의 에탄올 세척이 적용되고 QD들이 헵탄에 재분산된다.Oleylamine (OYA, 960 mL) is degassed under vacuum at 40° C. for 20 minutes. For example, AIGS ion exchanged nanostructures from Example 7.1 (12 g in heptane) were added to OYA, followed by GaCl 3 (22.5 g in minimal volume of toluene), then added to OYA (0.95 M, 100 mL). Add dissolved sulfur. The mixture was heated to 240° C. over 40 minutes and held for 3 hours. After cooling, the mixture is diluted with 1 vol toluene, then washed (precipitated with 1.6 vol ethanol, centrifuged) and redispersed in toluene or heptane as required. When performing ligand exchange for the ink formulation, an additional ethanol wash is applied and the QDs are redispersed in heptane.

7.3 대안적인 제 2 이온 교환 공정7.3 Alternative Second Ion Exchange Process

올레일아민(15 mL)을 진공 하에 60 ℃ 에서 20분 동안 탈기시켰다. GaCl3 (최소 부피의 톨루엔 중 360 mg) 을 OYA에 첨가하고, 이어서 예컨대 실시예 7.1로부터의 AIGS (헵탄 중 200 mg) 을 첨가하고, 이어서 OYA에 용해된 황 (0.95 M, 1.6 mL) 을 첨가한다. 혼합물을 40분에 걸쳐 240 ℃ 로 가열하고 3시간 동안 유지시켰다. 냉각시킨 후, 실시예 7.1 에서 설명된 바처럼 혼합물을 세척한다.Oleylamine (15 mL) was degassed under vacuum at 60° C. for 20 minutes. GaCl 3 (360 mg in minimal volume of toluene) is added to OYA, followed by AIGS (200 mg in heptane), e.g. from Example 7.1, followed by sulfur (0.95 M, 1.6 mL) dissolved in OYA. do. The mixture was heated to 240° C. over 40 minutes and held for 3 hours. After cooling, the mixture is washed as described in Example 7.1.

7.4 대안적인 제 2 이온 교환 공정7.4 Alternative second ion exchange process

이 실시예는 실시예 7.3 에 대해 설명된 바와 같이 하지만 3x 스케일에서 수행하였다.This example was performed as described for Example 7.3 but at 3x scale.

7.5 대안적인 제 2 이온 교환 공정7.5 Alternative second ion exchange process

올레일아민 (10 mL) 및 올레산 (5 mL) 을 진공 하에 90 ℃ 에서 20분 동안 탈기시켰다. (Ga(NMe3)3)2 (206 mg) 및 GaCl3 (최소 부피의 톨루엔 중 180 mg)을 첨가하고, 이어서 예컨대 실시예 7.1 로부터의 AIGS (헵탄 중 200 mg) 를 첨가하였다. 130 ℃ 로 가열한 후, TMS2S (ODE 중 50% 용액 0.65mL) 를 20분에 걸쳐 첨가하고, 혼합물을 2.5시간 동안 유지시켰다. 냉각시킨 후, 혼합물을 세척하는 것은 실시예 7.1 에서 설명되었다.Oleylamine (10 mL) and oleic acid (5 mL) were degassed under vacuum at 90° C. for 20 minutes. (Ga(NMe 3 ) 3 ) 2 (206 mg) and GaCl 3 (minimum volume of 180 mg in toluene) were added, followed by AIGS (200 mg in heptane), e.g. from Example 7.1. After heating to 130° C., TMS 2 S (0.65 mL of 50% solution in ODE) was added over 20 minutes and the mixture was maintained for 2.5 hours. After cooling, washing the mixture was described in Example 7.1.

7.6 결과들7.6 Results

AIGS 나노구조체는 In 이 Ga 에 대해 교환되는 이온 교환 공정을 거쳤다. 코어 성장과 비교하여 이 공정에 사용된 더 높은 온도(240 ℃ v. 210 ℃)는 숙성을 유도하여 평균 크기가 미처리 나노구조체보다 더 크다. 나노구조체는 잘 차별화된 쉘 구조를 갖지 않는다. 이는 단면 TEM 원소 맵핑에서 관찰될 수 있다. 더 높은 밴드 갭 쉘의 결여는 필름 처리 동안 이들 재료의 광발광의 유지를 제한할 것으로 예상된다.The AIGS nanostructure underwent an ion exchange process in which In was exchanged for Ga. The higher temperature (240 °C v. 210 °C) used in this process compared to core growth induces ripening, so that the average size is larger than that of the unprocessed nanostructures. Nanostructures do not have well-differentiated shell structures. This can be observed in cross-sectional TEM elemental mapping. The lack of a higher band gap shell is expected to limit the maintenance of photoluminescence of these materials during film processing.

제 2 이온 교환 공정 후에, 평균 TEM 크기는 증가하지 않았지만(도 2A-2C), TEM 원소 맵핑은 QD에서 Ga-풍부(더 높은 밴드 갭) 영역에 대해 더 뚜렷한 구배가 발달되었음을 보여주었다.After the second ion exchange process, the average TEM size did not increase (Figures 2A-2C), but TEM elemental mapping showed that a more pronounced gradient developed for the Ga-rich (higher band gap) region in the QDs.

단일 및 다중 이온 교환 프로세스들에 대한 원소 조성은 표 7에 나타나 있다. 값들은 실시예 7.1 및 7.2 로부터의 10-20개의 샘플들의 평균이다.Elemental compositions for single and multiple ion exchange processes are shown in Table 7. Values are the average of 10-20 samples from Examples 7.1 and 7.2.

이온 교환된 AIGS 나노구조체의 특성이 표 8에 제시되었다. 금속비는 ICP에 의해 결정된 몰비이다.The properties of the ion exchanged AIGS nanostructures are presented in Table 8. Metal ratios are molar ratios determined by ICP.

UV 경화 및 180 ℃ 베이크 후에 유지된 필름 PCE 는 표 9에 나타낸 바와 같이 제 2 이온 교환 공정에 의해 상당히 개선되었다. 이는 나노구조체의 외부 층에서의 Ga 농도를 증가시켜 이온 교환에 의해 도입되는 더 높은 밴드갭 영역으로의 구배를 유도하는 공정에 기인하는 것으로 여겨진다.The film PCE maintained after UV curing and 180° C. bake was significantly improved by the second ion exchange process as shown in Table 9. This is believed to be due to a process that increases the Ga concentration in the outer layer of the nanostructure, leading to a gradient toward a higher bandgap region introduced by ion exchange.

실시예 8 - AIGS 나노구조체 및 폴리아미노-리간드를 포함하는 조성물Example 8 - Compositions Comprising AIGS Nanostructures and Polyamino-Ligands

약어abbreviation

· 제파민 - 제파민 M-1000· Jeffamine - Jeffamine M-1000

· HDDA - 1-6 헥산디올 디아크릴레이트· HDDA - 1-6 hexanediol diacrylate

· 비스메틸아민 - 1,3 시클로헥산 비스메틸아민· Bismethylamine - 1,3 cyclohexane bismethylamine

· PCE - 광자 변환 효과· PCE - Photon Conversion Effect

조(crude) AIGS QD 성장 용액을 에탄올로 세척하고 헵탄 (용액 1)에 재분산시킴으로써 정제하였다. 용액 1에 6-메르캅토-1-헥산올을 첨가하고, 50 ℃에서 30분 동안 가열하고, 에탄올로 세척하고, 헵탄 (용액 2) 중에 재분산시켰다. 100 mg의 QD 무기 고체당 2 μL의 6-메르캅토-1-헥산올을 첨가하였다. 용액 2에 리간드 교환 스테이지를 위해 제파민 및 HDDA를 첨가하고, 80 ℃에서 1시간 동안 가열하고, 헵탄으로 침전시키고, HDDA (용액 3) 내로 재분산시켰다. 100 mg의 QD 무기 고체당 83 mg의 제파민을 첨가하였다. 100mg의 QD 무기 고체당 0.42g의 HDDA를 첨가하였다. 10 중량% TiO2 및 90 중량%의 단량체를 포함하는 잉크젯 잉크 조성물에 용액 3 및 HDDA를 첨가하였다. 잉크 젯 포뮬레이션은 10 중량% QD 무기 질량, 4 중량% TiO2, 및 나머지 86 중량%의 조성을 가지며, 상기 나머지 86 중량%는 리간드(결합 및 비결합), HDDA, 단량체, 광개시제, 및 QD 용액으로부터 남은 다른 잡다한 유기물들의 조합이다. 이 잉크 포뮬레이션은 용액 4였다.The crude AIGS QD growth solution was purified by washing with ethanol and redispersing in heptane (solution 1). 6-Mercapto-1-hexanol was added to solution 1, heated at 50° C. for 30 min, washed with ethanol and redispersed in heptane (solution 2). 2 μL of 6-mercapto-1-hexanol was added per 100 mg of QD inorganic solid. Jeffamine and HDDA were added to Solution 2 for the ligand exchange stage, heated at 80° C. for 1 hour, precipitated with heptane, and redispersed into HDDA (Solution 3). 83 mg of Jeffamine was added per 100 mg of QD inorganic solid. 0.42 g of HDDA was added per 100 mg of QD inorganic solid. Solution 3 and HDDA were added to an inkjet ink composition containing 10% by weight TiO 2 and 90% by weight of monomer. The ink jet formulation has a composition of 10 wt% QD inorganic mass, 4 wt% TiO 2 , and the remaining 86 wt% comprising ligands (bound and unbound), HDDA, monomers, photoinitiators, and QD solution. It is a combination of other miscellaneous organic matter left over from This ink formulation was Solution 4.

용액 4에 폴리아미노 리간드 비스메틸아민(100mg의 QD 무기 고체당 50mg의 비스메틸아민)을 첨가한 뒤, 조성물을 필름으로서 캐스팅하였다.The polyamino ligand bismethylamine (50 mg of bismethylamine per 100 mg of QD inorganic solid) was added to Solution 4, and the composition was then cast as a film.

필름 캐스팅film casting

용액 4를 2" x 2" 유리 기판 상에 스핀코팅하였다. 필름을 UV LED 경화 램프로 경화시켰다. 그 후, 휘도의 척도인 필름 광 변환 효율(PCE)을 테스트하였다. 이어서, 필름을 180℃로 설정된 핫플레이트로 30분 동안 핫플레이트 위로 약간 상승시켜 베이크하였다. 대안적으로, 필름을 180℃로 설정된 핫플레이트로 10분 동안 핫 플레이스 표면과 직접 접촉하여 베이크하였다.Solution 4 was spin coated onto a 2" x 2" glass substrate. The film was cured with a UV LED curing lamp. Afterwards, the film light conversion efficiency (PCE), a measure of brightness, was tested. The film was then baked with a hot plate set at 180°C for 30 minutes, slightly elevated above the hot plate. Alternatively, the films were baked with a hot plate set at 180°C for 10 minutes in direct contact with the hot place surface.

이어서, 필름 PCE를 테스트하였다. 청색 448 nm LED들의 1" x 1" 마스킹된 어레이가 필름을 위한 여기원(excitation source)을 제공하였다. 적분 구(integration sphere)를 필름의 위에 위치시키고 형광측정기에 연결하였다. 도 3a 및 도 3b를 참조한다. 수집된 스펙트럼들을 분석하여 PCE를 수득하였다.The film PCE was then tested. A 1" x 1" masked array of blue 448 nm LEDs provided the excitation source for the film. An integration sphere was placed on top of the film and connected to a fluorometer. See Figures 3A and 3B. PCE was obtained by analyzing the collected spectra.

PCE는 테스트 플랫폼에 의해 생성된 청색 광자의 수에 대한 포워드 방출(forward emission)의 녹색 광자의 수의 비이다. 484 nm부터 700 nm까지의 방출 스펙트럼이 PCE를 계산하기 위해 사용되지만, 녹색 방출은 484와 545 nm 사이의 피크 파장을 가지며 방출의 대부분은 588 nm 아래인 것으로 예상된다. PCE, LRR 및 필름 모폴로지를 표 10에 나타내었다. 예상외로, 리간드들 1,3-시클로헥산비스(메틸아민), 트리스(2-아미노에틸)아민 및 2,2-디메틸-1,3-프로판디아민의 존재는, 리간드가 없는 필름에 비해 180 ℃ 베이크 후 PCE의 높은 유지, 높은 LRR 및 주름 없음을 낳았다.PCE is the ratio of the number of green photons in forward emission to the number of blue photons generated by the test platform. Although the emission spectrum from 484 nm to 700 nm is used to calculate PCE, green emission is expected to have a peak wavelength between 484 and 545 nm, with the majority of the emission below 588 nm. PCE, LRR and film morphology are shown in Table 10. Unexpectedly, the presence of the ligands 1,3-cyclohexanebis(methylamine), tris(2-aminoethyl)amine and 2,2-dimethyl-1,3-propanediamine improved the 180 °C bake rate compared to films without ligands. It resulted in high retention of post-PCE, high LRR, and no wrinkles.

도 1은 필름 모폴로지에 대한 디아민 첨가의 영향을 도시한다. 도 1의 좌측에서 우측으로의 필름들은 다음을 포함하였다: 첨가제 없음 (주름형성); 2,2-디메틸-1,3-프로판디아민 (디아민, 주름형성 없음); 시클로헥산메틸아민 (모노아민, 주름형성); 및 트리스 (2-아미노에틸) 아민 (트리아민, 주름형성 없음). 좌측에서 우측으로, 디아민을 포함하지 않는 첫 번째와 세 번째 필름들은 광범위한 주름형성을 보였다. 반면에, 두 번째와 네 번째 필름들은 주름형성이 없었다. 예상외로, AIGS 필름에서 디아미노 리간드의 사용은 필름 주름형성의 큰 감소를 초래하였다.Figure 1 shows the effect of diamine addition on film morphology. The films from left to right in Figure 1 included: no additives (no wrinkling); 2,2-dimethyl-1,3-propanediamine (diamine, non-wrinkling); Cyclohexanemethylamine (monoamine, wrinkle forming); and tris (2-aminoethyl) amine (triamine, non-wrinkling). From left to right, the first and third films without diamine showed extensive wrinkling. On the other hand, the second and fourth films showed no wrinkling. Unexpectedly, the use of diamino ligands in AIGS films resulted in a significant reduction in film wrinkling.

실시예 9 - AIGS 나노구조체를 위한 추가적인 리간드의 테스팅Example 9 - Testing of additional ligands for AIGS nanostructures

이 실험에서, 향상된 QY, 높은 호환성 및 우수한 열 안정성에 대해 AIGS 나노입자를 위한 추가적인 리간드를 테스트하였다. 추가로, 이들 리간드는 AIGS 나노구조체를 열화 및 산화로부터 보호하는 것에 대해 평가되었다. 또한, AIGS 잉크 조성물로 포뮬레이팅될 수도 있는 리간드의 조합이 테스트되었다.In this experiment, additional ligands for AIGS nanoparticles were tested for improved QY, high compatibility, and excellent thermal stability. Additionally, these ligands were evaluated for protecting AIGS nanostructures from degradation and oxidation. Additionally, combinations of ligands that could be formulated into AIGS ink compositions were tested.

이들 리간드와의 리간드 교환은, 에틸 아세테이트, PGMEA, 아세톤, 크실렌, 1,2-디클로로벤젠(ODCB), 부틸 아세테이트, 및 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르(DGMEE)와 같은 유기 용매에서 수행되었다.Ligand exchange with these ligands was performed in organic solvents such as ethyl acetate, PGMEA, acetone, xylene, 1,2-dichlorobenzene (ODCB), butyl acetate, and diethylene glycol monoethyl ether (DGMEE).

AIGS 나노구조체는 코-패시베이션(co-passivation)을 위해 아민기 및 실란기를 갖는 폴리에틸렌 글리콜과 같은 중합체성 또는 올리고머성 사슬, 및 포스피노-, 메르캅토- 및 이들의 조합과 같은 연질 염기(soft base)를 포함하는 리간드로 리간드 교환되었다.AIGS nanostructures are composed of polymeric or oligomeric chains such as polyethylene glycol with amine and silane groups for co-passivation, and soft bases such as phosphino-, mercapto-, and combinations thereof. ) was Ligand exchanged with a Ligand containing.

도 4는 본 명세서에서 기재된 바와 같이 단일 이온 교환 처리된 다수의 개별 리간드 및 AIGS 나노구조체의 양자 수율 값을 도시한다. 이 그래프에서, NG: 네이티브 AIGS; NG-NL1: 아미노-폴리알킬렌 옥사이드 대략 분자량(m.w.) 1000; NG-NL2: (3-아미노프로필)트리메톡시실란); NG-NL3: (3-메르캅토프로필)에톡시실란; NG-NL4: DL-α-리포산; NG-NL5: 3,6-디옥사-1,8-옥탄디티올; NG-NL6: 6-메르캅토-1-헥산올; NG-NL7: 메톡시폴리에틸렌 글리콜 아민 500; NG-NL8: 폴리(에틸렌글리콜) 메틸 에테르 티올 Mn 800; NG-NL9: 디에틸 페닐포스포나이트; NG-NL10: 디벤질 N,N-디이소프로필포스포르아미다이트; NG-NL11: 디-터트-부틸 N,N-디이소프로필포스포르아미다이트; NG-NL12: 트리스(2-카르복시에틸)포스핀 하이드로클로라이드; NG-NL13: 폴리(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 티올 Mn 2000; NG-NL14: 메톡시폴리에틸렌 글리콜 아민 750; NG-NL15: 아크릴아마이드; 및 NG-NL16: 폴리에틸렌이민).Figure 4 shows quantum yield values for a number of individual ligands and AIGS nanostructures subjected to single ion exchange as described herein. In this graph, NG : Native AIGS; NG-NL1: amino-polyalkylene oxide approximately molecular weight (mw) 1000; NG-NL2: (3-aminopropyl)trimethoxysilane); NG-NL3: (3-mercaptopropyl)ethoxysilane; NG-NL4: DL-α-lipoic acid; NG-NL5: 3,6-dioxa-1,8-octanedithiol; NG-NL6: 6-mercapto-1-hexanol; NG-NL7: Methoxypolyethylene glycol amine 500; NG-NL8: poly(ethylene glycol) methyl ether thiol Mn 800; NG-NL9: diethyl phenylphosphonite; NG-NL10: Dibenzyl N,N-diisopropylphosphoramidite; NG-NL11: di-tert-butyl N,N-diisopropylphosphoramidite; NG-NL12: Tris(2-carboxyethyl)phosphine hydrochloride; NG-NL13: poly(ethylene glycol) methyl ether thiol Mn 2000; NG-NL14: Methoxypolyethylene glycol amine 750; NG-NL15: acrylamide; and NG-NL16: polyethyleneimine).

도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 3-메르캅토프로필)트리에톡시실란 (NL3), 3,6-디옥사-1,8-옥탄디티올 (NL5), 및 6-메르캅토-1-헥산올 (NL6)로의 AIGS 나노구조체의 처리는 높은 QY(각각 73.7%, 72.9% 및 76.1%)를 초래하였다. 따라서, 본 발명은 개선된 QY를 제공하는 적어도 하나의 메르캅토-치환된 리간드를 포함하는 AIGS 나노구조체 조성물을 제공한다. 메르캅토-치환된 리간드는 AIGS 나노구조체의 표면을 패시베이팅(passivating)하고 결함 방출을 감소시킴으로써 높은 QY를 제공하는 것으로 여겨진다. 아미노-치환된 리간드는 또한 QY를 개선시켰다.As can be seen in Figure 4, 3-mercaptopropyl)triethoxysilane (NL3), 3,6-dioxa-1,8-octanedithiol (NL5), and 6-mercapto-1-hexane Treatment of AIGS nanostructures with all(NL6) resulted in high QY (73.7%, 72.9% and 76.1%, respectively). Accordingly, the present invention provides AIGS nanostructure compositions comprising at least one mercapto-substituted ligand that provides improved QY. Mercapto-substituted ligands are believed to provide high QY by passivating the surface of AIGS nanostructures and reducing defect emission. Amino-substituted ligands also improved QY.

이러한 단일 리간드 테스트에서, 폴리에틸렌 글리콜 아민-치환된 리간드들(L1, L7, L8 및 L13), 티올-치환된 리간드들(L3, L5 및 L6), 및 실란 리간드(L2)는 네이티브 AIGS 나노구조체들에 비해 우수한 QY를 보였다. 그리고, 리간드들 L1, L7 및 L8은 HDDA에 분산될 때 단량체와의 더 우수한 호환성을 제공하였다.In this single ligand test, the polyethylene glycol amine-substituted ligands (L1, L7, L8, and L13), the thiol-substituted ligands (L3, L5, and L6), and the silane ligand (L2) were similar to the native AIGS nanostructures. It showed excellent QY compared to . And, ligands L1, L7 and L8 provided better compatibility with the monomer when dispersed in HDDA.

도 5는 개선된 QY% (우수한 조합) 및 감소된 QY% (불량한 조합)를 제공한 다양한 2-리간드 조합들의 QY%를 나타내는 그래프이다. 표면 결함은 티올 리간드를 첨가함으로써 감소될 수 있다. L6과 L7의 조합은 다른 것들보다도 우수한 안정성을 제공하였다. 하지만 비교적 친수성인 잉크 조성물의 경우, 더 우수한 리간드는 메톡시폴리에틸렌 글리콜 아민 및 폴리(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 티올과 같은 비교적 친수성인 리간드이다. 이러한 티올은 또한, 표면 결함을 패시베이팅함으로써 QY를 개선한다.Figure 5 is a graph showing the QY% of various two-ligand combinations that gave improved QY% (good combination) and reduced QY% (poor combination). Surface defects can be reduced by adding thiol ligands. The combination of L6 and L7 provided better stability than the others. However, for relatively hydrophilic ink compositions, better ligands are relatively hydrophilic ligands such as methoxypolyethylene glycol amine and poly(ethylene glycol) methyl ether thiol. These thiols also improve QY by passivating surface defects.

리간드 교환에 적합한 온도는 실온 내지 120 ℃이다. 조성물 내 리간드의 총량은 AIGS 질량의 60% 내지 150%일 수 있다.Suitable temperatures for ligand exchange are room temperature to 120°C. The total amount of ligand in the composition may be 60% to 150% of the mass of the AIGS.

표 11은 다수의 리간드와의 리간드 교환 전과 후의 QY, PWL, 및 FWHM의 상대적인 변화를 나타낸다. 표 11은, L6 및 L7이 특히 아크릴레이트 단량체와 조합될 때 잉크 포뮬레이션에 대해 가장 효과적인 리간드 조합이었음을 나타낸다. 조합들 L2 및 L7, L2 및 L6, 및 L2 및 L3, L6 및 L7은 우수한 분산성 및 열 안정성을 제공하였다. 도 6을 참조한다.Table 11 shows the relative changes in QY, PWL, and FWHM before and after ligand exchange with multiple ligands. Table 11 shows that L6 and L7 were the most effective ligand combinations for ink formulations, especially when combined with acrylate monomers. Combinations L2 and L7, L2 and L6, and L2 and L3, L6 and L7 provided excellent dispersibility and thermal stability. See Figure 6.

글러브 박스에서 180 ℃로 30분 동안 가열될 때 우수한 열 안정성을 제공하는 리간드 조합이 추가로 연구되었다. 리간드 조합들 L6 및 L7, L2 및 L6, 및 L2 및 L3은 단일 리간드 L1보다 우수한 안정성을 제공하였다. 도 6을 참조한다.Ligand combinations that provided excellent thermal stability when heated at 180 °C for 30 min in a glove box were further studied. Ligand combinations L6 and L7, L2 and L6, and L2 and L3 provided better stability than single ligand L1. See Figure 6.

또한, QY에 대한 리간드 조합들의 상이한 비의 효과가 연구되었다. 리간드의 총량을 고정한 상태에서 리간드의 중량비를 변화시켰다. 가장 좋은 QY는 L6 대 L7 의 비 7:3 으로 달성되었다. 도 7을 참조한다. L6 및 L7의 모든 조합은 9:1의 비를 제외하고는 네이티브 AIGS 나노구조체와 비교하여 향상된 QY를 나타냈다. 비록 그 혼합물이 높은 QY를 보였더라도, 침전이 발생하지 않아 정제하기가 어려웠다. L6 및 L2, L3 및 L7, 및 L5 및 L7의 혼합물들은 AIGS 나노구조체를 위한 우수한 리간드 혼합물들이다. 이들 리간드 조합은, 테트라하이드로푸르푸릴 아크릴레이트, 트리(프로필렌 글리콜) 디아크릴레이트, 1,4-비스(아크릴로일옥시)부탄, 디에틸렌 글리콜 에틸 에테르 아크릴레이트, 이소보르닐 아크릴레이트, 하이드록시프로필 아크릴레이트, 2-(아크릴로일옥시)에틸 수소 숙시네이트, 및 1,6-헥산디올 디아크릴레이트와 같은 다양한 단량체와 조합하여 사용될 수 있다.Additionally, the effect of different ratios of ligand combinations on QY was studied. While the total amount of ligand was fixed, the weight ratio of the ligand was changed. The best QY was achieved with an L6 to L7 ratio of 7:3. See Figure 7. All combinations of L6 and L7 showed improved QY compared to native AIGS nanostructures except for the ratio of 9:1. Although the mixture showed a high QY, no precipitation occurred and it was difficult to purify. Mixtures of L6 and L2, L3 and L7, and L5 and L7 are excellent ligand mixtures for AIGS nanostructures. These ligand combinations include tetrahydrofurfuryl acrylate, tri(propylene glycol) diacrylate, 1,4-bis(acryloyloxy)butane, diethylene glycol ethyl ether acrylate, isobornyl acrylate, and hydroxyl acrylate. It can be used in combination with various monomers such as propyl acrylate, 2-(acryloyloxy)ethyl hydrogen succinate, and 1,6-hexanediol diacrylate.

실시예 10 - AIGS 필름에서의 PCE의 개선Example 10 - Improvement of PCE in AIGS Film

N2-충전된 글러브박스에서, 적절한 리간드로 코팅된 AIGS QD를 하나 이상의 단량체, TiO2 산란 입자 및 광개시제를 포함하는 잉크에 혼합하였다. 이들 잉크를 스핀-코팅함으로써 필름을 캐스팅한 후, UV 조사를 사용하여 경화시켰다. 이어서, 필름을 180 ℃에서 30분 동안 핫플레이트 상에서 베이크하여 잔류하는 휘발성 성분을 제거하였다. 이들 공정들 모두는, 불활성 분위기에서 - N2-충전된 글러브박스 내에서 - 수행되었다.In an N 2 -filled glovebox, AIGS QDs coated with appropriate ligands were mixed into an ink containing one or more monomers, TiO 2 scattering particles, and a photoinitiator. Films were cast by spin-coating these inks and then cured using UV irradiation. The film was then baked on a hot plate at 180°C for 30 minutes to remove any remaining volatile components. All of these processes were carried out in an inert atmosphere - in an N 2 -filled glovebox.

보통 이 스테이지에서, 필름은, 필름 측면은 위로 향한 채로, 청색 LED 광원 상에 위치시킴으로써 공기 중에서 측정된다. 분광광도계에 연결된 적분 구를 QD 필름의 상단에 위치시키고(도 3a 및 도 3b 참조), 필름의 방출 스펙트럼을 캡처한다. 블랭크(blank) 유리 기판(QD 없음)으로 측정이 반복된다. QD 필름의 청색광 흡수 및 광자 변환 효율(PCE)은 다음의 식들을 사용하여 측정된다:Typically at this stage, the film is measured in air by placing it, with the film side up, over a blue LED light source. An integrating sphere connected to a spectrophotometer is placed on top of the QD film (see Figures 3A and 3B) and the emission spectrum of the film is captured. The measurement is repeated with a blank glass substrate (no QDs). The blue light absorption and photon conversion efficiency (PCE) of the QD film are measured using the following equations:

청색 흡수 = QD 필름을 통해 투과된 청색 광자의 수 / 입사 청색 광자의 수Blue absorption = number of blue photons transmitted through the QD film / number of incident blue photons

PCE = 포워드 방출의 녹색 광자 (484 내지 588 nm)의 수 / 입사 청색 광자의 수PCE = number of green photons (484 to 588 nm) of forward emission / number of incident blue photons

측정 동안 공기 및 수분의 효과를 연구하기 위해, 베이크된 QD 필름은 N2-글러브박스에서 꺼내기 전에 캡슐화되었다. 이는, 몇 방울의 UV-경화성 투명 접착제를 QD층 상에 도포하고, 그 다음 유리 커버 슬립을 놓고, UV 조사에 의해 접착제를 경화시킴으로써 이루어졌다. 이렇게 유리 및 접착제를 사용하여 밀봉된 QD 필름을 상기 방법을 사용하여 공기 중에서 측정하였다.To study the effect of air and moisture during the measurements, the baked QD films were encapsulated before being removed from the N 2 -glovebox. This was accomplished by applying a few drops of UV-curable clear adhesive onto the QD layer, then placing a glass cover slip, and curing the adhesive by UV irradiation. The QD film sealed using glass and adhesive was measured in air using the above method.

결과는, 공기 중에서 측정하기 전에 QD 필름을 캡슐화하는 것이 높은 광자 변환 효율(PCE)을 달성하는 데 중요하다는 것을 보여준다. 표 12는 캡슐화와 함께 그리고 캡슐화 없이 측정된 한 세트의 필름들로부터의 결과를 보여준다. 비교를 위해, InP QD를 포함하는 전형적인 QDCC 필름으로부터의 PCE 값이 또한 보여진다. 캡슐화되고 측정될 때, AIGS 나노구조체를 포함하는 필름은 훨씬 낮은 QD 로딩에서, InP보다 높은 포스트 베이크 PCE 값을 가졌다. PCE의 추가 개선은 1시간의 기간 동안 청색 광원(~6mW/cm2) 상에 배치하여 필름을 조사함으로써 달성되었다. 추가적으로, AIGS QD로 제조된 QDCC 필름은 InP QD로 제조된 필름(FWHM 36 nm)에 비해 훨씬 더 좁은 방출(FWHM ~30 nm)을 나타낸다. 이는, 잉크 수지에서의 양호한 분산을 가능하게 하는 모노- 및 폴리-아미노 리간드의 사용과 결합된, 용액 내 AIGS QD에 대한 더 낮은 FWHM(34 nm 대 39 nm)의 결과이다.The results show that encapsulating the QD film before measurements in air is important to achieve high photon conversion efficiency (PCE). Table 12 shows results from a set of films measured with and without encapsulation. For comparison, PCE values from a typical QDCC film containing InP QDs are also shown. When encapsulated and measured, films containing AIGS nanostructures had higher post-bake PCE values than InP, at much lower QD loadings. Further improvement in PCE was achieved by irradiating the film by placing it on a blue light source (~6 mW/cm 2 ) for a period of 1 hour. Additionally, QDCC films made with AIGS QDs exhibit much narrower emission (FWHM ~30 nm) compared to films made with InP QDs (FWHM 36 nm). This is the result of a lower FWHM (34 nm vs. 39 nm) for AIGS QDs in solution, combined with the use of mono- and poly-amino ligands that enable good dispersion in the ink resin.

도 8은 훨씬 더 광범위한 샘플에 대한 캡슐화 및 청색광 처리의 영향을 도시한다. 예상외로, 캡슐화를 통해 달성된 PCE 값은 캡슐화가 없는 경우보다 현저히 더 높았다 (32% 초과).Figure 8 shows the impact of encapsulation and blue light treatment on a much broader sample. Unexpectedly, the PCE values achieved with encapsulation were significantly higher (>32%) than without encapsulation.

도 9는 180℃ 베이크 단계 및 후속 캡슐화 후의 필름에 대한 방출 선폭(FWHM)을 도시한다. 180 ℃에서 베이크된 필름을 위한 중간 FWHM은 30.5 nm이고, 이는 캡슐화 시에 30.1 nm로 추가로 좁아진다. 이러한 협소화는 캡슐화 시에 필름이 밝아진 것의 결과일 수도 있다.Figure 9 shows the emission linewidth (FWHM) for the film after a 180°C bake step and subsequent encapsulation. The median FWHM for films baked at 180 °C is 30.5 nm, which further narrows to 30.1 nm upon encapsulation. This narrowing may be a result of the film brightening upon encapsulation.

본 연구에서의 샘플들이 유리 및 접착제를 사용하여 캡슐화되었지만, PCE에서의 이러한 개선은 QD층 상에 산소 배리어를 형성할 수 있는 임의의 방법에 의해 달성될 수 있다. 이들 QDCC층들을 포함하는 디바이스들의 대량 생산에서, 캡슐화는 기상 증착 프로세스를 사용하여 수행될 가능성이 있다. 이 경우의 전형적인 프로세스 흐름은 QD층의 잉크젯 인쇄, 이어서 UV 조사로 경화, 휘발성 물질을 제거하기 위해 180 ℃에서 베이킹, 유기 평탄화 층의 성막, 그 후 무기 배리어 층의 성막을 포함할 것이다. 무기층의 성막을 위해 사용되는 기법들은 원자층 증착(ALD), 분자층 증착(MLD), 화학 기상 증착(CVD)(플라즈마 강화를 이용하거나 이용하지 않음), 펄스 기상 증착(PVD), 스퍼터링, 또는 금속 증발을 포함할 수 있다. 다른 잠재적인 캡슐화 방법은 용액 프로세싱되거나 인쇄된 유기층, UV 또는 열 경화성 접착제, 배리어 필름을 사용한 라미네이션 등을 포함한다.Although the samples in this study were encapsulated using glass and adhesive, this improvement in PCE can be achieved by any method that can form an oxygen barrier on the QD layer. In mass production of devices containing these QDCC layers, encapsulation is likely to be performed using a vapor deposition process. A typical process flow in this case would include inkjet printing of the QD layer, followed by curing with UV irradiation, baking at 180 °C to remove volatiles, deposition of an organic planarization layer, and then deposition of an inorganic barrier layer. Techniques used for the deposition of inorganic layers include atomic layer deposition (ALD), molecular layer deposition (MLD), chemical vapor deposition (CVD) (with or without plasma enhancement), pulsed vapor deposition (PVD), sputtering, or may involve metal evaporation. Other potential encapsulation methods include solution processed or printed organic layers, UV or heat curable adhesives, lamination with barrier films, etc.

실시예 11 - AIGS 표면을 코팅하는 리간드에 혼입된 단량체를 포함하는 AIGS 잉크Example 11 - AIGS Ink Comprising Monomers Incorporated into Ligands Coating the AIGS Surface

단량체의 존재하에서의 AIGS 나노구조체의 리간드 교환(LE)은 순수하게 용매에서 수행된 LE에 비해 더 높은 용액 QY, 더 우수한 상용성 잉크 및 더 우수한 필름 성능으로 이어진다는 것이 발견되었다. 이는 16개의 상이한 매질을 이용하여 LE와 필름 평가를 통해 입증되었다.It was found that ligand exchange (LE) of AIGS nanostructures in the presence of monomers leads to higher solution QY, better compatible ink, and better film performance compared to LE performed purely in solvent. This was proven through LE and film evaluation using 16 different media.

CdSe 및 InP와 같은 양자점(QD)의 LE는, 네이티브 리간드를 원하는 리간드로 대체하기 위해 유기 용매에서 수행될 수도 있다. 결과의 QD는 그 후, QD를 단량체에 분산시키고, 원래의 용매를 제거하고, 산란 매질 및 광개시제와 같은 다른 잉크 성분을 첨가함으로써 용매프리 잉크에 포뮬레이팅될 수 있다.LE of quantum dots (QDs), such as CdSe and InP, can also be performed in organic solvents to replace native ligands with desired ligands. The resulting QDs can then be formulated into solvent-free inks by dispersing the QDs in monomers, removing the original solvent, and adding other ink components such as scattering media and photoinitiators.

이 절차는, QY의 높은 유지와 함께, AIGS 나노구조체의 LE에 또한 사용될 수 있다. 그러나, 이러한 접근법은 전형적으로는 용매를 제거할 때 단량체 중의 나노구조체의 불량한 분산성을 초래한다. UV 조사, 고온 베이킹 등과 같은 가혹한 프로세싱 조건을 통해 필름 성능을 유지하는 데 잉크 중 AIGS 나노구조체의 우수한 분산성, 및 리간드를 갖는 나노구조체 표면의 효율적인 패시베이션이 필요하다. 따라서, 종래의 프로세스를 사용하여 리간드-교환되는 AIGS 나노구조체는 QDCC 응용에 적합하지 않다.This procedure can also be used for LE of AIGS nanostructures, with high maintenance of QY. However, this approach typically results in poor dispersibility of the nanostructures in the monomer when the solvent is removed. Excellent dispersibility of AIGS nanostructures in ink and efficient passivation of the nanostructure surface with ligands are required to maintain film performance through harsh processing conditions such as UV irradiation, high temperature baking, etc. Therefore, AIGS nanostructures that are ligand-exchanged using conventional processes are not suitable for QDCC applications.

도 10은 두 온도 - 실온(25℃) 및 80℃ 에서, 아세톤, PGMEA, 에틸 아세테이트, 톨루엔, 디클로로메탄(DCM), 클로로포름, 디메틸포름아미드(DMF) 및 에탄올과 같은 다양한 유기 용매에서 리간드-교환된 AIGS 나노구조체에 대한 PLQY를 도시한다. 제파민 M1000을 리간드로서, AIGS 나노구조체에 대해 0.8:1 질량비로 사용하였다.Figure 10 shows ligand-exchange in various organic solvents such as acetone, PGMEA, ethyl acetate, toluene, dichloromethane (DCM), chloroform, dimethylformamide (DMF) and ethanol at two temperatures - room temperature (25°C) and 80°C. The PLQY for the prepared AIGS nanostructure is shown. Jeffamine M1000 was used as a ligand at a mass ratio of 0.8:1 to the AIGS nanostructure.

여러 용매, PGMEA, 에틸 아세테이트, 톨루엔 및 DCM은 LE 후 QY를 유지하는데 매우 효과적이었다. 특히, 실온에서 LE는 80℃에서의 LE보다 더 높은 QY로 이어졌다. 아세톤, 클로로포름, DMF 및 에탄올과 같은 테스트된 다른 용매는 더 낮은 QY를 초래하였다.Several solvents, PGMEA, ethyl acetate, toluene and DCM were very effective in maintaining QY after LE. In particular, LE at room temperature led to a higher QY than LE at 80°C. Other solvents tested such as acetone, chloroform, DMF and ethanol resulted in lower QY.

그러나, 표 13에 나타낸 바와 같이(o = 투명한 분산; Δ = 혼탁한 분산), 실온에서 용매 중에서 리간드 교환된 AIGS 나노구조체는 잉크젯 인쇄가능한 잉크에 사용되는 일반적인 단량체인 HDDA와의 상용성이 불량하였다. 80 ℃에서 교환된 AIGS 나노구조체 리간드는 HDDA와의 더 우수한 상용성을 가졌지만, QY는 더 낮았다. 따라서, 높은 QY 및 HDDA와의 우수한 상용성으로 이어지는 효과적인 LE 조건은 찾기 어려웠다.However, as shown in Table 13 (o = transparent dispersion; Δ = cloudy dispersion), AIGS nanostructures ligand exchanged in solvent at room temperature had poor compatibility with HDDA, a common monomer used in inkjet printable inks. The AIGS nanostructured ligand exchanged at 80 °C had better compatibility with HDDA, but had lower QY. Therefore, effective LE conditions leading to high QY and good compatibility with HDDA have been difficult to find.

유기 용매 대신에 매질로서 일련의 일반적인 단량체(표 14에 나타냄)를 사용하여 LE 연구가 반복되었다. (헵탄에서) 출발 AIGS 나노구조체를 단량체와 혼합한 다음, 제파민 M1000을 첨가하고, 80℃에서 가열함으로써 LE를 수행하였다.The LE study was repeated using a series of common monomers (shown in Table 14) as medium instead of organic solvents. LE was performed by mixing the starting AIGS nanostructures with monomers (in heptane), then adding Jeffamine M1000 and heating at 80°C.

도 11은 단량체의 존재 하에서의 LE 후 QY를 도시한다. 16개의 경우들 모두에서, QY는 LE 시 증가하였고, 또한 유기 용매에서의 LE를 통해 달성된 QY보다 높았다.Figure 11 shows QY after LE in the presence of monomer. In all 16 cases, QY increased upon LE and was also higher than the QY achieved through LE in organic solvent.

LE 후, AIGS 나노구조체를 단리하고 헵탄 중에 침전시켜 정제하고, 출발 및 최종 QD 질량을 기록함으로써 수율을 계산하였다. 질량의 작은 변화만이 관찰되는 용매에서의 LE와 달리, 단량체에서 교환된 QD 리간드의 질량은 단량체에 따라 30 내지 100% 만큼 증가하였다. 테스트된 단량체들 대부분이 헵탄과 혼화성이고, QD 침전 시에 제거될 것이었기 때문에, 이는 일부 양의 단량체가 QD 표면을 코팅하는 리간드에 혼입되었음을 나타내었다.After LE, AIGS nanostructures were isolated and purified by precipitation in heptane, and the yield was calculated by recording the starting and final QD masses. Unlike LE in solvent, where only small changes in mass are observed, the mass of the QD ligand exchanged from the monomer increased by 30 to 100% depending on the monomer. Since most of the monomers tested were miscible with heptane and would be removed upon QD precipitation, this indicated that some amount of monomer was incorporated into the ligand coating the QD surface.

모든 16개의 AIGS 샘플을 HDDA에 분산시킨 다음, 산란 매질 및 광-개시제를 포함하는 잉크에 혼합하였다. 용매에서 리간드-교환된 나노구조체와는 달리, 여기서 테스트된 16개의 샘플 모두는 HDDA에서 양호한 상용성을 보였다. 3개의 필름을 700, 800 및 900 rpm에서 스핀-코팅에 의해 각각의 잉크로부터 캐스팅한 후, UV 조사로 경화시켰다.All 16 AIGS samples were dispersed in HDDA and then mixed in ink containing scattering medium and photo-initiator. Unlike the ligand-exchanged nanostructures in solvent, all 16 samples tested here showed good compatibility in HDDA. Three films were cast from each ink by spin-coating at 700, 800 and 900 rpm and then cured with UV irradiation.

도 12에 도시된 바와 같이, 일부 단량체들 M2, M3, M4, M5, M6 및 M8은 높은 필름 EQE를 나타냈고, AIGS QD에 대해 우수한 LE 매질일 수 있다.As shown in Figure 12, some monomers M2, M3, M4, M5, M6, and M8 showed high film EQE and may be good LE media for AIGS QDs.

도 13은 800 RPM에서 스피닝된-AIGS 나노구조체 필름의 청색 흡수를 도시한다. M7, M10, M13, M15 및 M16은 매우 높은 청색 흡수를 제공했다.Figure 13 shows blue absorption of spun-AIGS nanostructure film at 800 RPM. M7, M10, M13, M15 and M16 provided very high blue absorption.

실시예 12 폴리아미노 리간드로 청색 흡수 증가Example 12 Increased blue absorption with polyamino ligands

전형적인 필름 성막 프로세스들은 임의의 잔류 용매 및 휘발성 성분을 완전히 제거하기 위해 매우 고온, 보통 200℃ 정도에서의 하드 베이크(hard bake)를 포함한다. 이러한 하드 베이크는 QDCC 층의 상단의 다른 층들의 성막 동안 가스 방출을 방지한다. 이러한 가혹한 베이크는 때때로 매우 낮은 EQE를 초래한다. 그리고, 고온에 의해 나노 구조체가 손상되거나 혹은 리간드가 나노 구조체로부터 분리되어 응집(aggregation)을 초래한다. 표 15는 UV 경화 후 및 180℃ 하드 베이크 후의 전형적인 AIGS 필름 EQE를 도시한다. EQE는 UV 경화 후 33%보다 높아 양호했지만, 하드 베이크 후 30분 동안 180℃에서 19% 아래로 떨어졌다. 베이크 후의 EQE와 베이크 전의 EQE의 비인 광 유지 비(light retention ratio, LRR)은 60% 아래로 매우 낮았으며, 이는 필름 성능이 베이크 후 40% 넘게 더 감소하였음을 의미한다.Typical film deposition processes involve a hard bake at very high temperatures, usually around 200°C, to completely remove any residual solvents and volatile components. This hard bake prevents outgassing during deposition of other layers on top of the QDCC layer. These harsh bakes sometimes result in very low EQE. Additionally, the nanostructure is damaged by high temperature or the ligand is separated from the nanostructure, resulting in aggregation. Table 15 shows typical AIGS film EQE after UV curing and after 180°C hard bake. The EQE was good, above 33% after UV curing, but dropped below 19% at 180°C for 30 minutes after hard bake. The light retention ratio (LRR), which is the ratio of the EQE after baking and the EQE before baking, was very low below 60%, which means that the film performance was further reduced by more than 40% after baking.

하드 베이크 동안 이러한 높은 EQE 손실 및 그 결과의 낮은 LRR을 극복하기 위해, LRR을 개선하기 위한 2 가지 접근법을 테스트하였다.To overcome this high EQE loss during hard bake and the resulting low LRR, two approaches to improve LRR were tested.

AIGS 나노구조체를 전체 필름에 균일하게 분산되도록 유지하고 응집을 방지하기 위해, 잉크 포뮬레이션 전에 AIGS 단량체 분산액에 디아민 (1,3-비스(아미노메틸)시클로헥산)이 첨가되었다. 대안적으로, 이는 AIGS 단량체 분산액 중에 산란 매질 및 광개시제와 같은 다른 잉크 성분들을 혼합한 후에 잉크 포뮬레이션에 첨가될 수 있다. 도 14에서 알 수 있는 바와 같이, 잉크 포뮬레이션 전에 AIGS- 단량체 분산액에 디아민을 첨가하는 것은 UV 경화 및 POB 후에 EQE를 증가시켰다. UV 경화 후의 EQE는, 디아민을 AIGS 무기 질량의 5% w/w의 양으로 첨가하였을 때 3% 증가했다. 디아민의 더 많은 첨가는 EQE를 더 개선하지 않았다. EQE를 개선하는 것에 대한 디아민의 효과는 POB 후에 훨씬 높았다. 단량체에 디아민이 없는 것과 비교하여, EQE는 5%의 디아민의 첨가와 함께 5% 만큼 개선되었다. 30%의 디아민 첨가로, EQE는 25%에서 32%로 증가했고, LRR은 92%였으며, 이는 InP 녹색 QD 필름에서 보이는 결과와 유사하다. 디아민의 부작용은 도 15에서 보이는 바와 같이 점도의 증가였다. 그러나, 에틸 아크릴레이트와 같은 단량체의 경우, 잉크 점도가 실온에서 20cP 아래의 수준으로 급격히 감소하였다.To keep the AIGS nanostructures uniformly dispersed throughout the entire film and prevent agglomeration, diamine (1,3-bis(aminomethyl)cyclohexane) was added to the AIGS monomer dispersion before ink formulation. Alternatively, it can be added to the ink formulation after mixing other ink components such as scattering medium and photoinitiator in the AIGS monomer dispersion. As can be seen in Figure 14, adding diamine to the AIGS-monomer dispersion before ink formulation increased the EQE after UV curing and POB. The EQE after UV curing increased by 3% when diamine was added in an amount of 5% w/w of the AIGS inorganic mass. Adding more diamine did not further improve the EQE. The effect of diamine on improving EQE was much higher after POB. Compared to no diamine in the monomer, the EQE was improved by 5% with the addition of 5% diamine. With the addition of 30% diamine, the EQE increased from 25% to 32% and the LRR was 92%, similar to the results seen for the InP green QD film. A side effect of diamine was an increase in viscosity, as shown in Figure 15. However, for monomers such as ethyl acrylate, the ink viscosity decreased rapidly to levels below 20 cP at room temperature.

EQE를 증가시키기 위한 대안적인 접근법으로서, 디아민을 사용한 더 우수한 AIGS 표면 패시베이션이 시도되었다. 도 16에 나타낸 바와 같이, 디아민의 존재 하에 리간드 교환된 AIGS 나노구조체의 QY는 LE 직후에 12% 넘게 향상되었다. AIGS 나노구조체의 QY는 또한, 단량체의 존재 하에 180℃에서 30분 동안, 하드 베이크를 시뮬레이션하는, 열 처리 후에 향상되었음을 주목해야 한다. 180℃에서 30분 후의 QY 강하(drop)는 LE를 위한 디아민의 첨가가 클수록 더 작아졌다. LE에서 50% w/w의 디아민으로, 열처리 전과 후의 QY는 거의 동일하였고, 70% 디아민을 LE에 사용한 경우 열처리 후의 QY가 더 높아졌다.As an alternative approach to increase EQE, better AIGS surface passivation using diamines was attempted. As shown in Figure 16, the QY of the AIGS nanostructures ligand exchanged in the presence of diamine was improved by over 12% immediately after LE. It should be noted that the QY of the AIGS nanostructures was also improved after heat treatment, simulating a hard bake, at 180°C for 30 min in the presence of monomers. The QY drop after 30 minutes at 180°C became smaller as the addition of diamine for LE increased. With 50% w/w diamine in LE, the QY before and after heat treatment was almost the same, and when 70% diamine was used in LE, the QY after heat treatment was higher.

이들 AIGS 나노구조체를 사용한 QDCC 필름의 성능을 도 17에 플롯팅하였다. LE에서 디아민이 없는 것에 비해 디아민이 LE를 위해 사용될 때 필름 EQE가 더 우수했고, 항샹은 50%까지 더 많은 디아민 첨가로 훨씬 더 높았다. 70% 디아민 첨가 및 LE로 수득된 EQE는 30% 및 50% 미만이었다. 더 많은 양의 디아민이 LE에 사용될 때, AIGS 표면 상에 혼입된 디아민의 양이 증가하지만, 이는 AIGS 표면 상의 리간드 및/또는 단량체의 양을 감소시키는 것으로 의심된다. 디아민을 사용한 LE 후 QD 질량에서의 관찰된 감소는 QD 표면 상의 더 적은 리간드들 및/또는 단량체의 결과일 가능성이 있다. 이것은 디아민이 LE를 위한 단량체에 첨가될 때에 또한 발생하고, 이는 증가된 잉크 점도를 초래한다.The performance of QDCC films using these AIGS nanostructures was plotted in Figure 17. Film EQE was better when diamine was used for LE compared to no diamine, and the resistance was much higher with up to 50% more diamine added. The EQE obtained with 70% diamine addition and LE was less than 30% and 50%. When higher amounts of diamine are used in LE, the amount of diamine incorporated on the AIGS surface increases, but this is suspected to reduce the amount of ligands and/or monomers on the AIGS surface. The observed decrease in QD mass after LE with diamine is likely a result of fewer ligands and/or monomers on the QD surface. This also occurs when diamines are added to the monomer for LE, which results in increased ink viscosity.

도 19에 도시된 바와 같이, 필름 EQE를 개선하기 위해 이들 두 접근법들이 사용될 때, 필름 EQE에 대한 디아민의 효과는 리간드 교환 및 단량체 분산 양자 모두에서 디아민이 첨가될 때 가장 높았다. 점도는 잉크 중의 총 디아민 양에 반드시 의존하는 것은 아니다. 디아민이 LE 및 단량체 분산액 양자 모두에 사용되는 가장 높은 디아민량 샘플은 중간 점도를 가졌다. 이 점도는 LE에서만 동일량의 디아민을 사용할 때보다 더 낮았다.As shown in Figure 19, when these two approaches were used to improve film EQE, the effect of diamine on film EQE was highest when diamine was added in both ligand exchange and monomer dispersion. Viscosity does not necessarily depend on the total amount of diamine in the ink. The highest diamine amount sample, where diamine was used in both LE and monomer dispersions, had a medium viscosity. This viscosity was lower than when using the same amount of diamine only in LE.

LE 및/또는 단량체 분산액에서 디아민을 사용한 EQE 향상을 1,3-비스(아미노메틸)시클로헥산, 및 표 16에 열거된 추가적인 5개의 다른 첨가제로 테스트하였다. 모든 첨가제는 초기 EQE에 대해 유사한 효과를 가졌고, A1, A5 및 A6은 단량체와 함께 직접 첨가될 때 다른 것들보다 약간 더 우수했다. 그러나 하드 베이크 후, A1 및 A6은 최종 필름 EQE에서 2개의 가장 우수한 첨가제였다. 추가로, 열거된 아민들 중에 LE 및 단량체 첨가에서 동일한 첨가제를 사용하지 않고서 우수한 EQE가 획득되었다. 동일한 디아민을 LE와 단량체 첨가에서 사용하는 경우에도, EQE를 개선하는 것에 있어서의 그 효과는 상이할 수 있다. 예를 들어, 도 23에서 알 수 있는 바와 같이, A6은 단량체 첨가에서 사용될 때의 A1과 같이 EQE를 유지하는데 효과적이었지만, A1이 LE에서 사용될 때만큼 효과적이지 않았다.EQE improvement using diamines in LE and/or monomer dispersions was tested with 1,3-bis(aminomethyl)cyclohexane, and an additional five other additives listed in Table 16. All additives had similar effects on initial EQE, with A1, A5 and A6 being slightly better than the others when added directly with monomers. However, after hard bake, A1 and A6 were the two best additives in final film EQE. Additionally, excellent EQE was obtained without using the same additives in the LE and monomer additions among the listed amines. Even when the same diamine is used in LE and monomer addition, its effect in improving EQE may be different. For example, as can be seen in Figure 23, A6 was as effective in maintaining EQE as A1 when used in monomer addition, but was not as effective as A1 when used in LE.

다양한 실시형태들이 위에서 설명되었지만, 그들은 제한이 아닌 예시로만 제시되었다는 것이 이해되어야 한다. 본 발명의 사상 및 범위로부터 일탈함없이 형태 및 상세에 있어서의 다양한 변경들이 본 명세서에서 행해질 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 그 넓이 및 범위는 상기 설명된 예시적인 실시형태들 중 임의의 실시형태에 의해 제한되지 않아야 하며, 오직 다음의 청구항들 및 이들의 균등물들에 따라서만 정의되어야 한다.Although various embodiments have been described above, it should be understood that they have been presented by way of example only and not by way of limitation. It will be apparent to those skilled in the art that various changes in form and detail may be made herein without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, its breadth and scope should not be limited by any of the exemplary embodiments described above, but should be defined only in accordance with the following claims and their equivalents.

본 명세서에 언급된 모든 간행물들, 특허들 및 특허 출원들은 본 발명이 관련되는 당업자의 기술 수준을 나타내고, 각각의 개별 간행물, 특허 또는 특허 출원이 참조로 통합되는 것으로 구체적이고 개별적으로 표시되었던 경우와 동일한 정도로 본 명세서에 참조로 통합된다.All publications, patents, and patent applications mentioned in this specification are indicative of the level of skill of those skilled in the art to which this invention pertains, unless and until each individual publication, patent, or patent application is specifically and individually indicated to be incorporated by reference. To the same extent, they are incorporated herein by reference.

Claims (46)

Ag, In, Ga, 및 S (AIGS) 나노구조체들, 적어도 하나의 리간드를 포함하고, 약 450 nm의 파장을 갖는 청색 광원을 사용하여 여기될 때 480-545 nm의 피크 방출 파장에서 32% 초과의 변환 효율(PCE)을 나타내는, 필름.Ag, In, Ga, and S (AIGS) nanostructures, containing at least one ligand, exceed 32% at a peak emission wavelength of 480-545 nm when excited using a blue light source with a wavelength of about 450 nm. film, showing a conversion efficiency (PCE) of 제 1 항에 있어서,
상기 나노구조체들은 40 nm 미만의 반치전폭(FWHM)을 갖는 방출 스펙트럼을 갖는, 필름.
According to claim 1,
The nanostructures have an emission spectrum with a full width at half maximum (FWHM) of less than 40 nm.
제 1 항에 있어서,
상기 나노구조체들은 24-38 nm 의 FWHM 을 갖는 방출 스펙트럼을 갖는, 필름.
According to claim 1,
The nanostructures have an emission spectrum with a FWHM of 24-38 nm.
제 1 항에 있어서,
상기 나노구조체들은 27-32 nm 의 FWHM 을 갖는 방출 스펙트럼을 갖는, 필름.
According to claim 1,
The nanostructures have an emission spectrum with a FWHM of 27-32 nm.
제 1 항에 있어서,
상기 나노구조체들은 29-38 nm 의 FWHM 을 갖는 방출 스펙트럼을 갖는, 필름.
According to claim 1,
The nanostructures have an emission spectrum with a FWHM of 29-38 nm.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 나노구조체들은 80-99.9%의 양자 수율(QY)을 갖는, 필름.
The method according to any one of claims 1 to 5,
The nanostructures have a quantum yield (QY) of 80-99.9%.
제 6 항에 있어서,
상기 나노구조체들은 85-95%의 QY을 갖는, 필름.
According to claim 6,
The nanostructures have a QY of 85-95%.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 나노구조체들은 약 86-94%의 QY을 갖는, 필름.
The method according to any one of claims 1 to 5,
The nanostructures have a QY of about 86-94%.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 나노구조체들은 0.8 이상의 OD450/mass (mL.mg­1.cm-1) 를 갖는, 필름.
The method according to any one of claims 1 to 8,
The nanostructures have an OD 450 /mass (mL . mg 1. cm -1 ) of 0.8 or more.
제 9 항에 있어서,
상기 나노구조체들은 0.8-2.5 포함 범위(inclusive range)의 OD450/mass (mL.mg-1.cm-1) 를 갖는, 필름.
According to clause 9,
The nanostructures have an OD 450 /mass (mL . mg -1. cm -1 ) in the inclusive range of 0.8-2.5.
제 10 항에 있어서,
상기 나노구조체들은 0.87-1.9 포함 범위의 OD450/mass (mL.mg-1.cm-1) 를 갖는, 필름.
According to claim 10,
The nanostructures have an OD 450 /mass (mL . mg -1. cm -1 ) in the range of 0.87-1.9.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 나노구조체들의 평균 직경은 TEM 에 의해 10 nm 미만인, 필름.
The method according to any one of claims 1 to 11,
The film wherein the average diameter of the nanostructures is less than 10 nm by TEM.
제 12 항에 있어서,
평균 직경은 약 5nm인, 필름.
According to claim 12,
Films with an average diameter of approximately 5 nm.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방출의 적어도 약 80% 는 밴드-에지 방출인, 필름.
The method according to any one of claims 1 to 13,
At least about 80% of the emissions are band-edge emissions.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방출의 적어도 약 90% 는 밴드-에지 방출인, 필름.
The method according to any one of claims 1 to 13,
At least about 90% of the emission is band-edge emission.
제 15 항에 있어서,
상기 방출의 92-98% 는 밴드-에지 방출인, 필름.
According to claim 15,
92-98% of the emission is band-edge emission.
제 15 항에 있어서,
상기 방출의 93-96% 는 밴드-에지 방출인, 필름.
According to claim 15,
93-96% of the emission is band-edge emission.
제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 리간드는 폴리아미노 리간드인, 필름.
The method according to any one of claims 1 to 17,
The film of claim 1, wherein the at least one ligand is a polyamino ligand.
제 18 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 폴리아미노 리간드는 폴리아미노 알칸, 폴리아미노-시클로알칸, 폴리아미노 헤테로시클릭 화합물, 폴리아미노 작용화 실리콘, 또는 폴리아미노 치환된 에틸렌 글리콜인, 필름.
According to claim 18,
Wherein the at least one polyamino ligand is a polyamino alkane, polyamino-cycloalkane, polyamino heterocyclic compound, polyamino functionalized silicone, or polyamino substituted ethylene glycol.
제 18 항에 있어서,
상기 폴리아미노 리간드는 2개 또는 3개의 아미노기로 치환되고 임의적으로 탄소기 대신에 1개 또는 2개의 아미노기를 함유하는 C2-20 알칸 또는 C2-20 시클로알칸인, 필름.
According to claim 18,
The polyamino ligand is a C 2-20 alkane or C 2-20 cycloalkane substituted with 2 or 3 amino groups and optionally containing 1 or 2 amino groups in place of a carbon group.
제 20 항에 있어서,
상기 폴리아미노 리간드는 1,3-시클로헥산비스(메틸아민), 2,2-디메틸-1,3-프로페디아민, 트리스(2-아미노에틸)아민, 또는 2-메틸-1,5-디아미노펜탄인, 필름.
According to claim 20,
The polyamino ligand is 1,3-cyclohexanebis(methylamine), 2,2-dimethyl-1,3-propediamine, tris(2-aminoethyl)amine, or 2-methyl-1,5-diamine. Aminopentane, film.
제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 리간드는 하기 식 I 의 화합물인, 필름.

식 중:
x 는 1 내지 100 이고;
y 는 0 내지 100 이고;
R2 는 C1-20 알킬이다.
The method according to any one of claims 1 to 17,
The film according to claim 1, wherein the at least one ligand is a compound of formula I:

During the ceremony:
x is 1 to 100;
y is 0 to 100;
R 2 is C 1-20 alkyl.
제 22 항에 있어서,
x = 19, y = 3, 및 R2 = -CH3 인, 필름.
According to claim 22,
A film with x = 19, y = 3, and R 2 = -CH 3 .
제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 리간드는 (3-아미노프로필)트리메톡시실란); (3-메르캅토프로필)트리에톡시실란; DL-α-리포산; 3,6-디옥사-1,8-옥탄디티올; 6-메르캅토-1-헥산올; 메톡시폴리에틸렌 글리콜 아민(약 m.w. 500); 폴리(에틸렌글리콜) 메틸 에테르 티올(약 m.w. 800); 디에틸 페닐포스포나이트; 디벤질 N,N-디이소프로필포스포르아미다이트; 디-tert-부틸 N,N-디이소프로필포스포르아미다이트; 트리스(2-카르복시에틸)포스핀 하이드로클로라이드; 폴리(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 티올(약 m.w. 2000); 메톡시폴리에틸렌 글리콜 아민(약 m.w.750); 아크릴아마이드; 또는 폴리에틸렌이민인, 필름.
The method according to any one of claims 1 to 17,
The at least one ligand is (3-aminopropyl)trimethoxysilane); (3-mercaptopropyl)triethoxysilane; DL-α-lipoic acid; 3,6-dioxa-1,8-octanedithiol; 6-mercapto-1-hexanol; Methoxypolyethylene glycol amine (about mw 500); poly(ethylene glycol) methyl ether thiol (about mw 800); diethyl phenylphosphonite; Dibenzyl N,N-diisopropylphosphoramidite; di-tert-butyl N,N-diisopropylphosphoramidite; tris(2-carboxyethyl)phosphine hydrochloride; poly(ethylene glycol) methyl ether thiol (about mw 2000); Methoxypolyethylene glycol amine (about mw750); acrylamide; or a film that is polyethyleneimine.
제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 리간드는 아미노-폴리알킬렌 옥사이드(약 m.w. 1000) 및 메톡시폴리에틸렌 글리콜 아민(약 m.w. 500); 아미노-폴리알킬렌 옥사이드(약 m.w. 1000) 및 6-메르캅토-1-헥산올; 아미노-폴리알킬렌 옥사이드(약 m.w. 1000) 및 (3-메르캅토프로필)트리에톡시실란; 및 6-메르캅토-1-헥산올 및 메톡시폴리에틸렌 글리콜 아민(약 m.w. 500)의 조합인, 필름.
The method according to any one of claims 1 to 17,
The at least one ligand may be amino-polyalkylene oxide (about mw 1000) and methoxypolyethylene glycol amine (about mw 500); Amino-polyalkylene oxide (about mw 1000) and 6-mercapto-1-hexanol; Amino-polyalkylene oxide (about mw 1000) and (3-mercaptopropyl)triethoxysilane; and 6-mercapto-1-hexanol and methoxypolyethylene glycol amine (about mw 500).
제 1 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 하나의 유기 수지를 더 포함하는, 필름.
The method according to any one of claims 1 to 25,
A film further comprising at least one organic resin.
제 26 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 유기 수지는 경화되는, 필름.
According to claim 26,
A film, wherein the at least one organic resin is cured.
제 1 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 필름은 5-15㎛ 두께인, 필름.
The method according to any one of claims 1 to 27,
The film is 5-15 μm thick.
제 1 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서,
AIGS 표면을 코팅하는 상기 적어도 하나의 리간드에 혼입된 적어도 하나의 단량체를 더 포함하는, 필름.
The method according to any one of claims 1 to 28,
The film further comprising at least one monomer incorporated into the at least one ligand coating the AIGS surface.
제 29 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 단량체는 아크릴레이트인, 필름.
According to clause 29,
The film of claim 1, wherein the at least one monomer is an acrylate.
제 29 항에 있어서,
상기 단량체는 에틸 아크릴레이트, HDDA, 테트라히드로푸르푸릴 아크릴레이트, 트리(프로필렌 글리콜) 디아크릴레이트, 1,4-비스(아크릴로일옥시)부탄 또는 이소보르닐 아크릴레이트 중 적어도 하나인, 필름.
According to clause 29,
The monomer is at least one of ethyl acrylate, HDDA, tetrahydrofurfuryl acrylate, tri(propylene glycol) diacrylate, 1,4-bis(acryloyloxy)butane, or isobornyl acrylate.
제 1 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서,
95% 초과의 450nm에서의 청색광 흡수를 나타내는, 필름.
The method according to any one of claims 1 to 31,
A film exhibiting blue light absorption at 450 nm of greater than 95%.
제 1 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 AIGS 나노구조체들은 상기 나노구조체들의 표면으로부터 증가된 갈륨에서 상기 나노구조체들의 중심에서 감소된 갈륨으로의 구배를 포함하는, 필름.
The method according to any one of claims 1 to 32,
The film of claim 1, wherein the AIGS nanostructures comprise a gradient from increased gallium at the surface of the nanostructures to decreased gallium at the center of the nanostructures.
제 26 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 기재된 필름을 제조하는 방법으로서,
(a) AIGS 나노구조체들 및 상기 AIGS 나노구조체들 표면을 코팅하는 적어도 하나의 리간드를 제공하는 단계;
(b) (a)의 AIGS 나노구조체들과 적어도 하나의 유기 수지를 혼합하는 단계;
(c) 혼합된 상기 AIGS 나노구조체들, 상기 표면을 코팅하는 상기 적어도 하나의 리간드, 및 상기 적어도 하나의 유기 수지를 포함하는 제 1 필름을 제 1 배리어 층 상에 준비하는 단계;
(d) 상기 필름을 경화시키는 단계; 및
(e) 상기 제 1 배리어 층과 제 2 배리어 층 사이에 상기 제 1 필름을 캡슐화하는 단계
를 포함하고,
캡슐화된 필름은 약 450 nm의 파장을 갖는 청색 광원을 사용하여 여기될 때, 480-545 nm의 피크 방출 파장에서 32% 초과의 광자 변환 효율(PCE)을 나타내는, 필름을 제조하는 방법.
A method for producing the film according to any one of claims 26 to 33, comprising:
(a) providing AIGS nanostructures and at least one ligand that coats the surface of the AIGS nanostructures;
(b) mixing the AIGS nanostructures of (a) with at least one organic resin;
(c) preparing a first film comprising the mixed AIGS nanostructures, the at least one ligand coating the surface, and the at least one organic resin on a first barrier layer;
(d) curing the film; and
(e) encapsulating the first film between the first and second barrier layers.
Including,
A method of making a film, wherein the encapsulated film exhibits a photon conversion efficiency (PCE) of greater than 32% at a peak emission wavelength of 480-545 nm when excited using a blue light source with a wavelength of about 450 nm.
제 34 항에 있어서,
상기 방법은 상기 캡슐화된 필름이 청색 LED 광원에 공기 중에서 노출되기 전에 수행되는, 필름을 제조하는 방법.
According to claim 34,
Wherein the method is performed before the encapsulated film is exposed in air to a blue LED light source.
제 34 항에 있어서,
상기 방법은 불활성 분위기 하에서 수행되는, 필름을 제조하는 방법.
According to claim 34,
A method of producing a film, wherein the method is carried out under an inert atmosphere.
제 34 항에 있어서,
상기 방법은
(a)의 AIGS 나노구조체들과 리간드의 혼합물에 적어도 하나의 산소 반응성 재료의 첨가, (b)의 혼합물에 적어도 하나의 산소 반응성 재료의 첨가, 및/또는 (c)에서 제조된 상기 제 1 필름의 상단에 적어도 하나의 산소 반응성 재료를 포함하는 제 2 필름을 형성하는 것, 및/또는 (c)에서 제조된 상기 제 1 필름 상에 일시적으로 산소 및/또는 물을 차단하는 희생 배리어 층을 형성하는 것, 및 상기 필름의 PCE를 측정하는 것, 다음으로 상기 희생 배리어 층을 제거하는 것
을 더 포함하는, 필름을 제조하는 방법.
According to claim 34,
The above method is
Adding at least one oxygen-reactive material to the mixture of AIGS nanostructures and ligands in (a), adding at least one oxygen-reactive material to the mixture in (b), and/or the first film prepared in (c) forming a second film comprising at least one oxygen-reactive material on top of and/or forming a sacrificial barrier layer that temporarily blocks oxygen and/or water on the first film prepared in (c). and measuring the PCE of the film, then removing the sacrificial barrier layer.
A method of producing a film further comprising.
제 34 항에 있어서,
상기 2개의 배리어 층은 산소 및/또는 물을 배제하는, 필름을 제조하는 방법.
According to claim 34,
Wherein the two barrier layers exclude oxygen and/or water.
제 34 항 내지 제 38 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 리간드는 폴리아미노 리간드인, 필름을 제조하는 방법.
The method according to any one of claims 34 to 38,
A method of making a film, wherein the at least one ligand is a polyamino ligand.
제 34 항 내지 제 39 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 AIGS 표면을 코팅하는 상기 적어도 하나의 리간드에 적어도 하나의 단량체를 혼입하는 단계를 더 포함하는, 필름을 제조하는 방법.
The method according to any one of claims 34 to 39,
A method of making a film, further comprising incorporating at least one monomer into the at least one ligand coating the AIGS surface.
제 1 항 내지 33 항 중 어느 한 항의 필름을 포함하는 디바이스.A device comprising the film of any one of claims 1 to 33. 나노구조체 몰딩된 물품으로서,
(a) 제 1 전도성 층;
(b) 제 2 전도성 층; 및
(c) 상기 제 1 전도성 층과 상기 제 2 전도성 층 사이의 제 1 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항의 필름
을 포함하는, 나노구조체 몰딩된 물품.
A nanostructure molded article, comprising:
(a) first conductive layer;
(b) a second conductive layer; and
(c) the film of any one of claims 1 to 33 between the first conductive layer and the second conductive layer.
A nanostructure molded article comprising:
나노구조 색 변환기로서.
백 플레인;
상기 백 프레인 상에 배치된 디스플레이 패널; 및
상기 디스플레이 패널 상에 배치된 제 1 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항의 필름
을 포함하는, 나노구조 색 변환기.
As a nanostructured color converter.
back plane;
a display panel disposed on the back plane; and
The film of any one of claims 1 to 33 disposed on the display panel.
A nanostructured color converter comprising:
제 43 항에 있어서,
상기 필름은 패턴화된 AIGS 나노구조체들을 포함하는, 나노구조 색 변환기.
According to claim 43,
A nanostructured color converter, wherein the film comprises patterned AIGS nanostructures.
제 43 항에 있어서,
상기 필름은 AIGS 나노구조체들 및 상기 AIGS 표면을 코팅하는 상기 적어도 하나의 리간드에 혼입된 적어도 하나의 단량체를 포함하는, 나노구조 색 변환기.
According to claim 43,
The nanostructured color converter of claim 1, wherein the film includes AIGS nanostructures and at least one monomer incorporated into the at least one ligand coating the AIGS surface.
제 43 항에 있어서,
상기 백 플레인은 LED, LCD, OLED 또는 마이크로LED 를 포함하는, 나노구조 색 변환기.
According to claim 43,
A nanostructured color converter, wherein the backplane includes an LED, LCD, OLED or microLED.
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