量子点以及包括其的电致发光器件和电子器件制造技术

本发明专利技术涉及量子点以及包括其的电致发光器件和电子器件。量子点包括：包括包含锌、碲和硒的第一半导体纳米晶体材料的芯；以及设置在所述芯上的半导体纳米晶体壳，所述半导体纳米晶体壳包括锌、硒和硫，其中所述量子点不包括镉，并且在所述量子点中，硫相对于硒的摩尔比小于或等于约2.4:1。还公开了制造所述量子点的方法和包括其的电子器件。

Quantum dots and electroluminescent devices and electronic devices including them

【技术实现步骤摘要】
量子点以及包括其的电致发光器件和电子器件相关申请的交叉引用本申请要求于2018年3月9日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2018-0028321的优先权和权益以及由其产生的所有权益，将其全部内容通过引用引入本文中。
公开了量子点以及包括其的器件。
技术介绍
与块状(本体)材料不同，纳米颗粒的物理特性(例如，能带隙和熔点)可通过改变纳米颗粒尺寸而控制。例如，半导体纳米晶体颗粒(也称为量子点)是具有几纳米的尺寸的结晶材料。半导体纳米晶体颗粒具有相对小的尺寸和大的每单位体积的表面积并且呈现量子限制(限域)效应，并因此可具有与拥有相同组成的块状材料不同的性质。量子点可吸收来自激发源的光以被激发，并且可发射对应于量子点的能带隙的能量。量子点可使用如下合成：气相沉积方法如金属有机化学气相沉积(MOCVD)、分子束外延(MBE)等，包括将前体材料添加到有机溶剂以生长晶体的湿化学方法，等等。在所述湿化学方法中，有机化合物如配体/配位溶剂可配位于(例如键合至)纳米晶体的表面上以控制晶体生长。为了改善量子点的光致发光性质，可使用芯-壳结构，但具有改善的性质的芯-壳量子点可为基于镉的材料。因此，仍然需要开发具有合乎期望的光致发光性质的无镉半导体纳米晶体颗粒。
技术实现思路
实施方式提供能够以改善的效率发射蓝光的无镉半导体纳米晶体颗粒。实施方式提供制造所述半导体纳米晶体颗粒的方法。实施方式提供包括所述半导体纳米晶体颗粒的电子器件。在实施方式中，量子点包括：包括包含锌、碲和硒的第一半导体纳米晶体材料的芯；以及设置在所述芯的至少一部分上的半导体纳米晶体壳，所述半导体纳米晶体壳包括包含锌、硒和任选地硫的第二半导体纳米晶体材料，其中所述量子点不包括镉，并且硫相对于硒的摩尔比小于或等于约2.4:1。所述量子点的最大光致发光峰值波长可为大于或等于约430纳米(nm)且小于或等于约480nm。所述量子点可具有大于或等于约10nm的尺寸。在所述量子点中，碲相对于硒的摩尔比可小于或等于约0.05:1。在所述量子点中，硫相对于硒的摩尔比可小于或等于约2:1。在所述量子点中，硫相对于硒的摩尔比可小于或等于约1.85:1。在所述量子点中，硫相对于硒的摩尔比可小于约1.85:1。在所述量子点中，硫相对于硒的摩尔比可小于或等于约1.8:1。所述芯的尺寸可为大于或等于约2nm。所述芯可包括ZnTexSe1-x，其中x大于0且小于或等于约0.05。半导体纳米晶体壳可具有在从所述芯朝向所述量子点的最外表面的径向上变化的梯度组成。在所述半导体纳米晶体壳中，硫的量可在从所述芯朝向所述量子点的最外表面的径向上增加。所述半导体纳米晶体壳可包括直接设置在所述芯上的第一层、以及设置在所述第一层上的第二层。所述第一层可包括第二半导体纳米晶体。所述第二层可包括具有与所述第二半导体纳米晶体的组成不同的组成的第三半导体纳米晶体。所述第二半导体纳米晶体可包括锌、硒和任选地硫。所述第三半导体纳米晶体可包括锌和硫。所述第二层可为最外层且所述第三半导体纳米晶体可不包括硒。所述量子点的最大光致发光峰值波长可大于或等于约445nm。所述量子点的最大光致发光峰值波长可小于或等于约470nm。所述量子点可具有大于或等于约70％的量子效率。所述量子点的最大光致发光峰的半宽度(FWHM)可为小于约30nm。所述量子点可具有大于或等于约12nm的尺寸。在实施方式中，电致发光器件包括：彼此面对的第一电极和第二电极、以及设置在所述第一电极和所述第二电极之间的发光层，所述发光层包括量子点(例如，多个量子点)，其中所述量子点包括前述量子点。所述电致发光器件可进一步包括在所述第一电极和所述发光层之间、在所述第二电极和所述发光层之间、或在所述第一电极和所述发光层之间以及在所述第二电极和所述发光层之间的电荷辅助层。所述电荷辅助层可包括电荷注入层、电荷传输层或其组合。所述电致发光器件的峰值外量子效率可为大于或等于约4％。所述电致发光器件可发射具有小于或等于约0.2的CIE色空间色度图的x值的光。在实施方式中，电子器件包括前述量子点。所述电子器件可为显示器件、发光二极管(LED)、量子点发光二极管(QLED)、有机发光二极管(OLED)、传感器、图像传感器、或太阳能电池。可提供能够发射蓝光的无镉量子点。所述量子点可应用于，例如可用于，多种显示器件、生物标记(生物传感器、生物成像)、光(电)检测器、太阳能电池、混杂复合物等。当将实施方式的量子点应用于，例如用于，电致发光器件中时，它们可呈现改善的外量子效率(EQE)和增加的最大亮度。实施方式的量子点可呈现降低的FWHM和增加的量子效率。附图说明本公开内容的以上和其它优点和特征将通过参照附图进一步详细地描述其示例性实施方式而变得更明晰，其中：图1是根据实施方式的半导体纳米晶体的示意性横截面图。图2是根据实施方式的量子点(QD)LED器件的示意性横截面图。图3是根据实施方式的QDLED器件的示意性横截面图。图4是根据实施方式的QDLED器件的示意性横截面图。具体实施方式参照以下实例实施方式连同附于此的图，本公开内容的优点和特性、以及用于实现其的方法将变得清晰。然而，实施方式不应解释为限于本文中阐明的实施方式。除非另外定义，否则说明书中使用的所有术语(包括技术和科学术语)可以具有本领域普通知识的技术人员通常理解的含义使用。在常用词典中定义的术语不可理想化地或夸大地进行解释，除非清楚地定义。另外，除非明确地相反描述，否则词语“包括(包含)”将理解为意味着包括所述的要素，但不排除任何其它的要素。此外，单数包括复数，除非另外提及。在图中，为了清楚，放大层、膜、面板、区域等的厚度。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。将理解，当一个元件如层、膜、区域或基板被称作“在”另外的元件“上”时，其可直接在所述另外的元件上或者还可存在中间元件。相反，当一个元件被称作“直接在”另外的元件“上”时，则不存在中间元件。将理解，尽管术语“第一”、“第二”、“第三”等可在本文中用来描述各种元件、组分、区域、层和/或部分，但这些元件、组分、区域、层和/或部分不应被这些术语限制。这些术语仅用来使一个元件、组分、区域、层或部分区别于另外的元件、组分、区域、层或部分。因此，在不背离本文中的教导的情况下，下面讨论的“第一元件”、“组分”、“区域”、“层”或“部分”可称为第二元件、组分、区域、层或部分。如本文中使用的“约”包括所陈述的值且意味着在如由本领域普通技术人员考虑到所讨论的测量和与具体量的测量有关的误差(即，测量系统的限制)而确定的对于具体值的可接受的偏差范围内。例如，“约”可意味着在所陈述的值的一种或多种标准偏差内，或在所陈述的值的±10％或5％内。本文中参照横截面图描述示例性实施方式，所述横截面图是理想化实施方式的示意图。因而，将预期作为例如制造技术和/或公差的结果的与图示的形状的偏差。因此，本文中描述的实施方式不应解释为限于如本文中所图示的区域的具体形状，而是包括由例如制造引起的形状上的偏差。例如，图示或描述为平坦的区域可典型地具有粗糙和/或非线性特征。而且，所图示的尖锐的角可为圆形的。因此，在图中图示的区域在本质上是示意性的，且它们的形状不意图说明区域的精确形状且不意本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.量子点，包括：包括包含锌、碲和硒的第一半导体纳米晶体材料的芯；以及设置在所述芯上的半导体纳米晶体壳，所述半导体纳米晶体壳包括锌、硒和硫，其中所述量子点不包括镉，并且在所述量子点中，硫相对于硒的摩尔比小于或等于2.4:1。

【技术特征摘要】
2018.03.09 KR 10-2018-00283211.量子点，包括：包括包含锌、碲和硒的第一半导体纳米晶体材料的芯；以及设置在所述芯上的半导体纳米晶体壳，所述半导体纳米晶体壳包括锌、硒和硫，其中所述量子点不包括镉，并且在所述量子点中，硫相对于硒的摩尔比小于或等于2.4:1。2.如权利要求1所述的量子点，其中所述量子点的最大光致发光峰值波长大于或等于430纳米且小于或等于480纳米。3.如权利要求1所述的量子点，其中所述量子点具有大于或等于10纳米的尺寸。4.如权利要求1所述的量子点，其中在所述量子点中，碲相对于硒的摩尔比小于或等于0.05:1。5.如权利要求1所述的量子点，其中在所述量子点中，硫相对于硒的摩尔比小于或等于2.0:1。6.如权利要求1所述的量子点，其中在所述量子点中，硫相对于硒的摩尔比小于或等于1.85:1。7.如权利要求1所述的量子点，其中所述芯的尺寸为大于或等于2纳米。8.如权利要求1所述的量子点，其中所述芯包括ZnTexSe1-x，其中x大于0且小于或等于0.05。9.如权利要求1所述的量子点，其中所述半导体纳米晶体壳具有在从所述芯朝向所述量子点的最外表面的径向上变化的梯度组成。10.如权利要求9所述的量子点，其中在所述半导体纳米晶体壳中，硫的量在从所述芯朝向所述量子点的最外表面的径向上增加。11.如权利要求1所述的量子点，其中所述半导体纳米晶体壳包括直接设置在所述芯上的第一层、以及设置在所述第一层上的第二层，并且所述第一层包括第二半导体纳米晶体且所述第二层包括具有与所述第二半导体纳米晶体的组成不同的...

【专利技术属性】
技术研发人员：元裕镐，金星祐，JA金，李晶姬，金泰亨，张银珠，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR