KR20240046437A - 코어-쉘 구조의 양자점, 그 제조방법 및 전자 장치 - Google Patents
코어-쉘 구조의 양자점, 그 제조방법 및 전자 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 코어 및 적어도 두 개의 쉘을 포함하는 코어 쉘 구조를 가진 양자점에 관한 것이며, 여기에서 상기 두 개의 쉘중 적어도 하나는 In-Zn-P-Se 반도체 재료를 포함하거나 이로 구성된다.
Description
본 발명은 코어와 적어도 두 개의 쉘을 포함하는 코어-쉘 구조를 갖는 양자점(quantum dot: QD)에 관한 것으로, 두 개의 쉘 중 적어도 하나는 In-Zn-P-Se 반도체 재료를 포함하거나 이로 구성된다.
최근 인화 인듐(InP) 양자점(quantum dot, QD) 재료는 밴드갭 공학적 특성, 이론적으로 얻을 수 있는 좁은 반치 전폭(Full Width at Half Maximum), 및 카드늄 셀레나이드(CdSe)유형의 양자점에 비해 상대적으로 친환경적인 특성으로 인해 디스플레이 분야에서 많은 주목을 받고 있다 (Chemistry of Materials 28(8): 2491-2506).
기술적으로 중요하고 환경 친화적인 InP 양자점은 일반적으로 디스플레이 장치에서 녹색 및 적색 발광체로 사용되며, ZnSe 내부 쉘/ZnS 외부 쉘의 최첨단 코어/쉘 이중구조가 정교하게 적용될 때 거의 1에 가까운(95~100%) 뛰어난 광 발광(photoluminescence: PL) 양자 수율(quantum yield: QY)을 가질 수 있다 (ACS. Appl. Nano. Mater. 2019, 2, 1496-1504, Nature 575(7784): 634-638).
또한 양자점 표면의 리간드 엔지니어링, 그리고 가열 및 원 팟(one-pot) 합성과 같은 대량 생산의 합성 경로는 안정성과 수지 호환성에 기여하여 InP 양자점의 신속한 상업화를 강력하게 촉진했다 (Nanotechnol. 2012, 7, 577-82, Chem. Mater. 2016, 28, 2491-2506).
양자점 디스플레이에서 청색을 흡수하는 정도는 광 발광 소자의 효율이 높은 지 여부를 결정하는 매우 중요한 요소이다. (도 1: 양자점-액정 표시 장치(LCD)와 양자점-컬러필터(CF) 디스플레이 모두 녹색 및 적색 양자점 발광체의 여기(excitation) 소스로서 450nm 청색 LED를 사용한다). 디스플레이 산업에 적용되는 InP/ZnSe/ZnS 양자점의 흡수 특성은 원래 다운 컨버팅(down-converting) 발광 특징이 있는데, 이는 InP 녹색 양자점이 본질적으로 CdSe 양자점에 비해 밴드갭 구조에서의 에너지 분리로 인해 450nm 청색 영역에서 흡수 특성이 약하기 때문이다 (도 2: (a) InP/ZnSe/ZnS 양자점의 UV 흡수 스펙트럼 및 광 발광 (PL)강도, (b) CdSe 양자점에 비해 청색 흡수가 적은 InP 양자점, 여기서 InP 양자점은 주로 청색 광(파란색 선)보다 UV 광 (보라색 선)을 더 잘 흡수한다.
CdSe 양자점은 디스플레이 산업에 적용할 수 있는 재료 중 하나로 연구되어 왔지만, 인간과 환경에 극히 유해한 원소로 잘 알려진 카드늄(Cd) 함량이 RoHS 국제 규정을 충족시키지 못하고 있다. 결과적으로 녹색 발광체의 청색 광(450nm) 흡수율이 자외선(UV)광에 비해 낮으므로, 휴대폰과 TV와 같은 디스플레이 패널의 휘도(luminance)를 만족하려면 양자점-LCD 필름에 더 많은 양자점을 채워야 하기 때문에 디스플레이 업계에서 가격 경쟁력이 저하된다.
도 3에서 (a)는 양자점-컬러필터 디스플레이(b)의 InP 녹색 양자점 필름 층을 도시하며, (c)는 필름 두께에 따른 양자점-컬러 필터 필름 층의 예상 청색 흡수율 및 외부 양자 효율(EQE)에 대한 시뮬레이션 결과를 보여준다. InP 녹색의 농도는 3wt%까지 동일하게 적용된다.
양자점-컬러 필터 디스플레이에서 InP 녹색 양자점 층의 청색 흡수를 증가시키기 위해, 예를 들어, (1) 필름 두께 증가, (2) InP 녹색 입자 수 증가, (3) 셀렌화 아연(ZnSe) 쉘(shell) 두께의 증가와 같은 많은 노력이 있었다. 청색 흡수를 개선하기 위한 다양한 시도에도 불구하고 상기의 언급된 세 가지 방법을 포함한 모든 시나리오는 효율성 면에서 부정적인 상충 관계를 갖는다.
(1) InP 녹색 필름 두께 증가는 제조 가격 상승을 동반한다. 그리고 양자점-컬러필터의 전체 구조를 고려할 때, 10um 이상의 두꺼운 층은 전체 패널 두께 때문에 적용하기가 어렵다.
(2) 양자점-컬러 필터 필름에 다량의 InP 녹색 입자를 적용하면 양자점 간의 자기 흡수 (self-absorption) 및 역방향 발광이 유도되어 고농도 양자점-컬러 필터 필름에서도 최대 EQE가 저하될 수 있다.
(3) InP 코어 상에 ZnSe 쉘 두께를 증가시키는 것은 ZnSe의 밴드 갭이 거의 400nm 영역 근처에서 일치하는 특성 상 450nm 청색 영역에서는 효과적이지 않다.
이전 연구에 따르면, 두꺼운 ZnSe 쉘은 ZnSe가 ZnS와 합금되는지 여부에 관계없이 400nm 파장의 흡수와 관련된다.
도 4에서 (a)는 그라디언트 쉘(gradient shell, GS) 양자점 및 이산 쉘(discrete shell, DS) 양자점의 전체적인 Se/(Se+S) 비율(점선) 및 광 발광 양자 수율 (실선)과 GS 및 DS 양자점의 단계적 쉘 성장의 개략도를 나타낸다. (b) 및 (c)는 톨루엔에서 각 성장 단계별 GS-QD(파란색) 및 DS-QD(녹색)의 정상 상태(steady state) 흡수(점선) 및 광 발광 (실선) 스펙트럼을 나타낸다 (Nanoscale, 2019, 11, 23251-23258).
결과적으로, 현재까지 적절한 해결방안이 마련되지 않았는데, 이는 양자점-컬러필터 디스플레이 상용화에 있어서 큰 장애 중 하나이다. InP에 비해 조성이 다른 페로브스카이트(Perovskite, 아연텔루라이드셀레늄 (ZnTeSe), 은인화합물(AgInS) 등, InP 이후의 대안(post-InP)을 찾으려는 노력도 있지만 광학적 특성과 소자 내 안정성이 상용화 수준에는 미치지 못한다.
따라서, 본 발명의 기술적 목적은 향상 또는 개선된 청색 흡수율 및 개선된 광학 특성을 구비하여 충분한 안정성을 제공함으로써 상용화가 가능한 양자점을 제공하는 것이다.
이러한 기술적 목적에 대한 해결책은 청구항 1항에 따른 양자점, 청구항 11항에 따른 양자점의 제조 방법 및 청구항 12항에 따른 전자 장치에 의해 달성된다. 종속항은 유리한 실시예를 기술한다.
따라서, 본 발명은 코어(core)와 상기 코어를 둘러싸며 인접한 적어도 두 개의 쉘(shell)을 포함하는 코어-쉘 구조를 갖는 양자점에 있어서, 상기 코어와 상기 적어도 두 개의 쉘은 반도체 재료를 포함하거나 반도체 재료로 구성되며, 상기 적어도 두 개의 쉘 중 적어도 하나의 쉘은 In-Zn-P-Se 반도체 재료를 포함하거나 In-Zn-P-Se 반도체 재료로 구성되는, 양자점을 제공한다.
놀랍게도, 본 발명에 따른 양자점이 광학 스펙트럼의 450nm 청색 영역을 흡수할 수 있다는 것이 발명자들에 의해 확인되었다. 1.487 부근에서 관찰되는 높은 감마 값(γ)(코어의 1s 피크의 광학 밀도에 대한 450nm 영역의 광학 밀도 비율)이 확인됨에 따라 기술적으로 중요한 QD-LCD를 높은 비용 효율로 제조할 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 양자점은 상기 코어에 인접한 In-Zn-P-Se 반도체 재료를 포함하거나 상기 코어에 인접한 In-Zn-P-Se 반도체 재료로 이루어지는 하나의 쉘을 포함한다. 따라서, 상기 코어에 인접한 쉘은 상기 코어를 둘러싸는 내부 쉘인 반면, 적어도 하나의 다른 쉘은 상기 코어에 인접한 쉘 상에 정렬되어 적어도 하나의 외부 쉘로 간주될 수 있다.
더욱 개선된 실시예에 따르면, 상기 코어에 인접한 쉘은 In-Zn-P-Se 반도체 재료를 포함하거나 In-Zn-P-Se 반도체 재료로 이루어지며, 상기 적어도 하나의 다른 쉘은 ZnS, ZnSe, ZnTeSe, ZnMgSe, CdS 및 ZnCdS로 이루어진 그룹에서 선택된 반도체 재료를 포함하거나 ZnS, ZnSe, ZnTeSe, ZnMgSe, CdS 및 ZnCdS로 이루어진 그룹에서 선택된 반도체 재료로 구성된다.
또한, 상기 코어는 InP, In(Zn)P 및 InGaP로 이루어진 그룹에서 선택된 반도체 재료를 포함하거나 InP, In(Zn)P 및 InGaP로 이루어진 그룹에서 선택된 반도체 재료로 구성되는 게 바람직하다.
특히, 바람직하게는, 상기 코어는 InP로 이루어진다.
바람직하게는, 상기 양자점은 직경이 1.00nm 내지 15.00nm, 바람직하게는 1.50nm 내지 7.50nm, 특히 바람직하게는 2.50nm 내지 5.00 nm이다.
상기 직경은 투과전자현미경(TEM) 이미지 분석으로 양자점의 크기 분포를 평가하여 얻을 수 있는데, 여기서는 충분히 많은 수의 양자점(예: 150개 이상의 양자점)이 각각 크기 또는 직경에 대해 분석되고, 크기 분포의 평균값을 직경으로 간주한다.
또한, 상기 코어는 직경이 0.1nm 내지 10.0nm, 바람직하게는 1.0nm 내지 7.5 nm, 특히 바람직하게는 1.75nm 내지 3.0nm일 수 있다.
또한, 상기 코어에 인접한 쉘의 두께가 0.1nm 내지 12nm, 바람직하게는 1.0nm 내지 10nm, 특히 바람직하게는 3.0nm 내지 8.0nm일 수 있다.
더욱 구체적인 실시예에 따르면, 바람직하게는, 상기 In-Zn-P-Se 반도체 재료를 포함하거나 In-Zn-P-Se 반도체 재료로 구성된 쉘에 인접한 쉘은 두께가 0.01nm 내지 6.0nm, 바람직하게는 0.1nm 내지 3.0nm, 특히 바람직하게는 1.0nm 내지 1.5 nm이다.
구체적인 실시예에 따르면, 상기 코어는 In-P 반도체 재료로 형성되고, 쉘은 상기 코어에 인접하며 In-Zn-P-Se 반도체 재료로 이루어지고, 외부 쉘은 Zn-Se 반도체 재료 또는 Zn-S 반도체 재료로 이루어진다.
바람직하게는, 상기 양자점은 InP 1s 피크의 광학 밀도에 대한 450nm 파장에서의 광학 밀도의 비율인 450nm 청색 흡수율(Gamma, γ)이 1.0을 초과한다.
추가적인 측면에 따르면, 본 발명은 본 발명에 따른 양자점을 제조하는 방법에 관한 것으로서,
상기 코어의 반도체 나노 입자를 포함하는 분산액을 형성하기 위해, 상기 코어의 반도체의 전구 물질을 포함하는 제1 용액을 제공하고, 상기 전구 물질을 반응시키는 단계;
상기 코어에 인접한 In-Zn-P-Se 반도체 쉘을 형성하기 위해, 상기 In-Zn-P-Se 반도체의 전구 물질을 포함하는 제3용액을 제공하고, 상기 제2용액을 상기 코어의 나노 입자를 포함하는 상기 분산액에 첨가하여 상기 전구 물질을 반응시키는 단계; 및
상기 코어에 인접한 In-Zn-P-Se 반도체 쉘 상에 반도체 물질을 포함하거나 반도체 물질로 이루어진 쉘을 형성하기 위해, 상기 In-Zn-P-Se 반도체의 전구 물질을 포함하는 제2용액을 제공하고, 상기 제3용액을 이전 단계에서 얻어진 상기 분산액에 첨가하여 상기 전구 물질을 반응시키는 단계를 포함한다.
추가적인 측면에 따르면, 본 발명은 전술한 양자점을 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
구체적으로, 상기 전자 장치는 디스플레이, 특히 텔레비전 또는 컴퓨터 디스플레이로 이루어진 그룹에서 선택될 수 있다.
본 발명은 설명된 특정 실시예에 국한되지 않고 이하에서 더 자세히 설명될 것이다.
본 발명에 따른
양자점의
제조
실시예
실시예
1
450nm 파장 흡수율을 나타내는 지표로서 γ값이 0 61인 InP/ZnSe 양자점을 다음과 같이 제조하였다.
단계 1-1: 480nm InP
단계 1-2: 517nm P/ZnSe
실시예
2
450nm 파장 흡수율을 나타내는 지표로서 γ값이 1.963인 InP/InZnPSe/ZnSe 양자점을 다음과 같이 제조하였다.
단계 2-1: 480nm InP
단계 2-2: 529nm InP/InZn PSe
단계2-3: 534nm InP/InZnPSe/ZnSe
실시예
3
450nm 파장 흡수율을 나타내는 지표로서 γ값이 1.963인 InP/InZnPSe/ZnSe/ZnS 양자점을 다음과 같이 제조하였다.
단계 2-1: 480nm InP
단계 2-2: 529nm InP/InZnPSe
단계2-3: 534nm InP/InZnPSe/ZnSe
단계2-4: 529nm InP/InZnPSe/ZnSe/ZnS
실시예 1 내지 실시예 3에 따른 양자점을 제조하는 단계를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
실시예
1.
먼저, 단계1-1에 따른 480nm InP의 코어(core)재료를 다음과 같이 준비한다.
1. 1000ml 3목 (neck) 라운드 플라스크 반응기에 인듐 아세테이트 2밀리몰(mmol), 스테아르산 아연 4mmol, 올레산 1ml를 넣고 진공 하에서 130℃로 세 시간 동안 가열한다. 진공처리(evacuation) 후 온도를 60°C로 낮추고 옥타데센 10ml를 in-situ 주입한 후 반응기에 질소를 백필(backfill)하고 온도를 60°C로 유지한다.
2. 다음으로 트리스(트리메틸실릴)포스핀(TMS3P, 2mmol)과 1-옥타데센 5ml의 혼합용액을 60°C의 반응기에 주입하고 20°C/min의 속도로 300°C까지 급속 가열하여 단계 1-1에 따른 480nm InP 코어재료를 합성한다.
3. 아연 아세테이트 6mmol, 올레산 12mmol, 1-옥타데센 12ml를 100ml 환저(round bottom) 플라스크에서 혼합하고 진공 하에서 세 시간 동안 130°C로 가열한다. 그리고 셀레늄 6mmol과 트리옥틸포스핀 6ml를 50ml 환저 플라스크에서 혼합하고 진공 하에 두 시간 동안 120℃로 가열한다. 그 후 반응기를 실온으로 냉각하여 0.5M 아연 올레이트 주석 용액(stock solution)과 1M TOPSe 주석 용액을 준비한다.
4. ZnSe 쉘을 위해, 반응기를 300°C까지 가열하고 동시에 0.5M 아연 올레이트 주석용액12ml와 1M TOPSe 주석 용액 6ml를 도입한다. 쉘 성장을 위해, 반응기 온도를 300°C에서 한시간 동안 유지하여 단계1-2에 따른 517nm InP/ZnSe 물질을 합성한다.
실시예
2.
먼저, 단계2-1에 따른 480nm InP의 코어재료를 다음과 같이 준비한다.
1. 100ml 3목(neck) 라운드 플라스크 반응기에 인듐 아세테이트 2밀리몰(mmol), 스테아르산 아연4mmol, 올레산1mI을 넣고 진공 하에서 130℃로 세 시간 동안 가열한다. 진공처리(evacuation) 후 온도를 60°C로 낮추고 옥타데센 10ml를 in-situ 주입한 후 반응기에 질소를 백필하고 온도를 60°C로 유지한다.
2. 다음으로 트리스(트리메틸실릴)포스핀(TMS3P, 2mmol)과 1-옥타데센 5ml의 혼합용액을 60°C의 반응기에 주입하고 20°C/min의 속도로 300°C까지 급속 가열하여 단계2-1에 따른 480nm InP 코어재료를 합성한다.
3. 아연 아세테이트 6mmol, 올레산 12mmol, 1-옥타데센 12ml를 100ml 환저 플라스크에서 혼합하고 진공 하에서 세시간 동안 130°C로 가열한다. 그리고 셀레늄 6mmol과 트리옥틸포스핀 6ml를 50ml 환저 플라스크에서 혼합하고 진공 하에서 두시간 동안 120℃로 가열한다. 그 후 반응기를 실온으로 냉각하여 2M 아연 올레이트 주석 용액과 1M TOPSe 주석 용액을 준비한다.
4. InP 코어에 합금화된 InZnPSe 쉘을 위해, 반응기를 150°C로 가열하고 2M 아연 올레이트 주석용액 12ml 와 1M TOPSe 주석 용액 6ml를 도입한다. 그 후, 반응기를 1°C/min의 속도로 210°C까지 서서히(gradually) 가열하고 두 시간 동안 210°C를 유지한다. 그런 다음 반응기를 1°C/min의 속도로 280°C까지 천천히 가열하고 두 시간 동안 280°C를 유지하여, 단계 2-2에 따른 InP 코어 상에 합금화된 InZnPSe 다중 쉘 층을 합성한다.
5. InP/InZnPSe 양자점 표면 상의 ZnSe 오버코팅을 위해, 반응기를 1°C/min의 속도로 서서히 300°C까지 가열하고 한 시간 동안 300°C를 유지하여 ZnSe 오버코팅을 통해 단계2-3에 따른 534nm InP/InZnPSe를 합성한다.
실시예
3.
먼저, 단계3-1에 따른 480nm InP의 코어재료를 다음과 같이 준비한다.
1. 100ml 3목(neck)라운드 플라스크 반응기에 인듐 아세테이트 2밀리몰(mmol), 스테아르산 아연 4mmol, 올레산 1mI을 넣고 진공 하에서 130℃로 세 시간 동안 가열한다. 진공처리(evacuation) 후 온도를 60°C로 낮추고 옥타데센 10ml를 in-situ 주입한 후 반응기에 질소를 백필하고 온도를 60°C로 유지한다.
2. 다음으로 트리스(트리메틸실릴)포스핀(TMS3P, 2mmol)과 1-옥타데센 5ml의 혼합용액을 60°C의 반응기에 주입하고 20°C/min의 속도로 300°C까지 급속 가열하여 단계3-1에 따른 480nm InP 코어재료를 합성한다.
3. 아연 아세테이트 6mmol, 올레산 12mmol 및 1-옥타데센 12ml를 100ml 환저 플라스크에서 혼합하고 진공 하에서 세 시간 동안 130°C로 가열한다. 그리고 셀레늄 6mmol과 트리옥틸포스핀 6ml를 50ml 환저 플라스크에서 혼합하고 진공 하에서 두 시간 동안 120℃로 가열한다. 그런 후 반응기를 실온으로 냉각하여 2M 아연 올레이트 주석 용액과 1M TOPSe 주석 용액을 준비한다.
4. InP 코어에 합금화된 InZnPSe 쉘을 위해, 반응기를 150°C로 가열하고 2M 아연 올레이트 주석 용액 12ml와 1M TOPSe 주석 용액 6ml을 도입한다. 그 후, 반응기를 1°C/min의 속도로 210°C까지 서서히 가열하고 두 시간 동안 210°C를 유지한다. 그런 다음 반응기를 1°C/min의 속도로 280°C까지 천천히 가열하고 두 시간 동안 280°C를 유지하여, 단계3-2에 따른 InP 코어 상에 합금화된 InZnPSe 다중 쉘 층을 합성한다.
5. InP/InZnPSe 양자점 표면에 ZnSe 오버코팅을 위해, 반응기를 1°C/min의 속도로 300°C까지 서서히 가열하고 한 시간 동안 300°C를 유지하여 ZnSe 오버코팅을 통해 단계3-3에 따른 534nm InP/InZnPSe /ZnSe 재료를 합성한다.
6. InP/InZnPSe/ZnSe에 대한 ZnS 쉘 형성(shelling)을 위해, 황 6mmol과 트리옥틸포스핀 6ml를 혼합하고 120°C에서 두시간 동안 진공상태에서 가열하여 미리 준비된 0.5M 아연 올리에이트 주석 용액 12ml와 1M TOPS 주석 용액 6ml을 300°C의 반응기에 천천히 도입하고 한 시간 동안 유지하여 단계3-4에 따른 529nm InP/InZnPSe/ZnSe/ZnS 재료를 합성한다.
| 구조 | 파장(nm) | FWHM (nm) | QY(%) | γ(청색 흡수) |
|
| 실시예 1 | InP/ZnSe | 517 | 40 | 35 | 0.61 |
| 실시예 2 | InP/InZnPSe/ZnSe | 534 | 43 | 60 | 1.963 |
| 실시예 3 | InP/InZnPSe/ZnSe/ZnS | 529 | 41 | 78 | 1.896 |
감마값(γ) 분석감마 값(γ)은 InP 1s 피크에 대한 450nm 청색 영역의 광학 밀도 비율을 의미하며, 이를 통해 InP 양자점이 얼마나 많은 청색광을 흡수하는지 계산할 수 있다.
도 5에서 (a)는 InP/ZnSe/ZnS 양자점의 UV 흡수 스펙트럼 및 PL 강도와 감마 값 설명을 나타내며, (b)는 감마 값에 따른 외부 양자 효율(EQE) 시뮬레이션을 나타내며, (c)는 InP, CdSe 및 페로브스카이트에 대한 EQE 시뮬레이션을 나타낸다.
위에서 언급한 바와 같이 InP 양자점은 원래 밴드갭 구조의 에너지 분리로 인해 CdSe 및 CsPbBr3(페로브스카이트)에 비해 청색광을 흡수하는 데 미흡하다. 청색 흡수에 대한 이러한 고유한 약점에도 불구하고, 1.5 이상의 γ 값을 갖는 높은 청색 흡수율 InP 양자점이 제조되는 경우, 도 5의 (b)에서 알 수 있듯이 동일한 QY에서 0.5 γ 값에 비해 두 배 이상 높은 EQE 성능을 나타낸다.
이는 높은 γ 값을 갖는 InP 양자점이 생산 비용을 절반 이상 줄일 수 있다는 것을 나타내는데, EQE는 여기 광자에 대한 방출 광자의 비율을 의미하는 것으로서, 흡수된 청색 광자의 총 개수에 크게 의존한다.
도 6에서 (a) 및 (b)는 InP/ZnSe 양자점(실시예 1) 및 InP/InZnPSe/ZnSe 양자점(실시예 2)의 UV 흡수 스펙트럼과 PL 강도를 보여준다.
도 6의 (b)에서 알 수 있듯이 InP와 ZnSe 사이에 합금화된 InZnPSe 다중 쉘 층은 InP/ZnSe 양자점보다 450nm 청색 파장을 더 잘 흡수한다. 이는 InZnPSe 다중 쉘 층의 밴드 갭 위치가 InP와 ZnSe 사이에 위치하기 때문이다.
도 7은 실시예 1-1, 2-1, 및3-1에 따른 InP 코어의 청색 흡수(γ) 값을 나타낸다.
도 8은 양자점의 직경을 구하기 위해 사용된 TEM 사진을 나타낸다.
Claims (13)
- 코어(core)와 상기 코어를 둘러싸며 인접한 적어도 두 개의 쉘(shell)을 포함하는 코어-쉘 구조를 갖는 양자점에 있어서, 상기 코어와 상기 적어도 두 개의 쉘은 반도체 재료를 포함하거나 반도체 재료로 구성되며, 상기 적어도 두 개의 쉘 중 적어도 하나의 쉘은 In-Zn-P-Se 반도체 재료를 포함하거나 In-Zn-P-Se 반도체 재료로 구성되는, 양자점.
- 제1항에 있어서,
상기 양자점은 상기 코어에 인접한 In-Zn-P-Se 반도체 재료를 포함하거나 상기 코어에 인접한 In-Zn-P-Se 반도체 재료로 이루어지는 하나의 쉘을 포함하는, 양자점. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 양자점은 적어도 두 개의 쉘을 포함하고, 상기 코어에 인접한 쉘은 In-Zn-P-Se 반도체 재료를 포함하거나 In-Zn-P-Se 반도체 재료로 이루어지며, 적어도 하나의 다른 쉘은 ZnS, ZnSe, ZnTeSe, ZnMgSe, CdS 및 ZnCdS로 이루어진 그룹에서 선택된 반도체 재료를 포함하거나 ZnS, ZnSe, ZnTeSe, ZnMgSe, CdS 및 ZnCdS로 이루어진 그룹에서 선택된 반도체 재료로 구성되는, 양자점. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 코어는 InP, In(Zn)P 및 InGaP로 이루어진 그룹에서 선택된 반도체 재료를 포함하거나 InP, In(Zn)P 및 InGaP로 이루어진 그룹에서 선택된 반도체 재료로 구성되는, 양자점. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 양자점은 직경이 1.00nm 내지 15.00nm, 바람직하게는 1.50nm 내지 7.50 nm, 특히 바람직하게는 2.50nm 내지 5.00nm인, 양자점. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 코어는 직경이 0.1nm 내지 10.0nm, 바람직하게는 1.0nm 내지 7.5nm, 특히 바람직하게는 1.75nm 내지 3.0nm인, 양자점. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 코어에 인접한 쉘의 두께가 0.1nm 내지 12nm, 바람직하게는 1.0nm 내지 10nm, 특히 바람직하게는 3.0nm 내지 8.0nm인, 양자점. - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 In-Zn-P-Se 반도체 재료를 포함하거나 In-Zn-P-Se 반도체 재료로 구성된 쉘에 인접한 쉘은 두께가 0.01nm 내지 6.0nm, 바람직하게는 0.1nm 내지 3.0 nm, 특히 바람직하게는 1.0nm 내지 1.5nm인, 양자점. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
In-P 반도체 재료로 형성된 코어;
상기 코어에 인접하며 In-Zn-P-Se 반도체 재료로 이루어진 쉘; 및
Zn-Se 반도체 재료 또는 Zn-S 반도체 재료로 이루어진 외부 쉘을 포함하는, 양자점. - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
InP 1s 피크의 광학 밀도에 대한 450nm 파장에서의 광학 밀도의 비율인 450nm 청색 흡수율(Gamma, γ)가 1.0을 초과하는, 양자점. - 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 양자점을 제조하는 방법에 있어서,
상기 코어의 반도체 나노 입자를 포함하는 분산액을 형성하기 위해, 상기 코어의 반도체의 전구 물질을 포함하는 제1 용액을 제공하고, 상기 전구 물질을 반응시키는 단계;
상기 코어에 인접한 In-Zn-P-Se 반도체 쉘을 형성하기 위해, 상기 In-Zn-P-Se 반도체의 전구 물질을 포함하는 제2 용액을 제공하고, 상기 제2용액을 상기 코어의 나노 입자를 포함하는 상기 분산액에 첨가하여 상기 전구 물질을 반응시키는 단계; 및
상기 코어에 인접한 In-Zn-P-Se 반도체 쉘 상에 반도체 물질을 포함하거나 반도체 물질로 이루어진 쉘을 형성하기 위해, 상기 In-Zn-P-Se 반도체의 전구 물질을 포함하는 제3용액을 제공하고, 상기 제3용액을 이전 단계에서 얻어진 상기 분산액에 첨가하여 상기 전구 물질을 반응시키는 단계를 포함하는, 양자점을 제조하는 방법. - 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 양자점을 포함하는 전자 장치.
- 제12항에 있어서,
디스플레이, 특히 텔레비전 또는 컴퓨터 디스플레이로 이루어진 그룹에서 선택된, 전자 장치.
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