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KR102535149B1 - Organic inorganic hybrid light emitting partilce, light emitting flim, led package, light emitting diode and display device having the same - Google Patents

Organic inorganic hybrid light emitting partilce, light emitting flim, led package, light emitting diode and display device having the same Download PDF

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KR102535149B1
KR102535149B1 KR1020160152157A KR20160152157A KR102535149B1 KR 102535149 B1 KR102535149 B1 KR 102535149B1 KR 1020160152157 A KR1020160152157 A KR 1020160152157A KR 20160152157 A KR20160152157 A KR 20160152157A KR 102535149 B1 KR102535149 B1 KR 102535149B1
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KR
South Korea
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light
light emitting
quantum dot
electrode
dot core
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KR1020160152157A
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Korean (ko)
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Inventor
김소망
김병걸
박재근
고윤혁
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
한양대학교 산학협력단
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Publication date
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Abstract

본 발명은 페로브스카이트 성분과 금속 할라이드 성분이 혼합된 얼로이(alloy) 구조를 가지는 양자점 코어와, 상기 양자점 코어를 에워싸는 실리콘계 쉘로 이루어지는 발광 입자에 관한 것이다. 본 발명의 발광 입자는 친환경적인 소재로 이루어지며, 발광 특성 및 구조적 안정성이 우수하다. 따라서 본 발명에 따른 발광 입자는 우수한 발광 특성이 요구되는 발광 필름, 엘이디 패키지, 양자점 발광다이오드 및 표시장치에 적용될 수 있다. The present invention relates to light emitting particles composed of a quantum dot core having an alloy structure in which a perovskite component and a metal halide component are mixed, and a silicon-based shell surrounding the quantum dot core. The light-emitting particles of the present invention are made of environmentally friendly materials and have excellent light-emitting properties and structural stability. Therefore, the light-emitting particles according to the present invention can be applied to light-emitting films, LED packages, quantum dot light-emitting diodes, and display devices requiring excellent light-emitting properties.

Description

발광 입자, 발광 필름, 이를 포함하는 엘이디 패키지, 발광다이오드 및 및 표시장치{ORGANIC INORGANIC HYBRID LIGHT EMITTING PARTILCE, LIGHT EMITTING FLIM, LED PACKAGE, LIGHT EMITTING DIODE AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}Light emitting particles, light emitting film, LED package including the same, light emitting diode and display device

본 발명은 발광 물질에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발광 효율이 향상된 발광 입자, 상기 발광 입자를 포함하는 발광 필름, 엘이디 패키지, 발광다이오드 및 표시장치에 관한 것이다. The present invention relates to a light emitting material, and more particularly, to light emitting particles having improved light emitting efficiency, a light emitting film including the light emitting particles, an LED package, a light emitting diode, and a display device.

정보화 시대가 진행되면서 대량의 정보를 처리하여 이를 표시하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전하고 있다. 이에 부응하여, 액정표시장치(Liquid Crystal Display device; LCD), 플라즈마 표시장치(Plasma Display Panel device; PDP), 전계방출 표시장치(Field Emission Display device; FED), 유기발광다이오드 표시장치(organic light emitting diode display device; OLED) 등과 같은 다양한 평판표시장치가 개발되어 각광받고 있다. As the information age progresses, a display field that processes and displays a large amount of information is rapidly developing. In response to this, a liquid crystal display device (LCD), a plasma display panel device (PDP), a field emission display device (FED), and an organic light emitting diode display device Various flat panel display devices such as a diode display device (OLED) have been developed and are in the spotlight.

평판표시장치 중에서도 유기발광다이오드 표시장치는 박형 구조가 가능하고 소비 전력이 적어 액정표시장치를 대체하는 차세대 표시장치로서 사용되고 있다. 하지만, 유기발광다이오드 표시장치에서 발광 휘도를 높이기 위하여 발광다이오드의 전류 밀도를 증가시키거나 구동 전압을 높이는 경우, 유기 발광다이오드에 사용된 유기 발광물질이 분해되는 등의 열화로 인하여 발광다이오드의 수명이 짧아지는 문제가 있다. Among flat panel display devices, the organic light emitting diode display device is used as a next-generation display device that can replace a liquid crystal display device because of its thin structure and low power consumption. However, when the current density of the light emitting diode is increased or the driving voltage is increased in order to increase the light emitting luminance in the organic light emitting diode display device, the lifetime of the light emitting diode is shortened due to deterioration such as decomposition of the organic light emitting material used in the organic light emitting diode. There is a problem with shortening.

최근에는 양자점(quantum dot; QD)을 표시장치에 이용하고자 하는 노력이 진행되고 있다. 양자점은 불안정한 상태의 전자가 전도대(conduction band)에서 가전자대(valence band)로 내려오면서 발광한다. 양자점은 흡광 계수(extinction coefficient)가 매우 크고 양자 효율(quantum yield)도 우수하므로 강한 형광을 발생시킨다. 또한, 양자점의 크기에 따라 발광 파장이 변경되므로, 양자점의 크기를 조절하면 가시광선 전 영역대의 빛을 얻을 수 있으므로 다양한 컬러를 구현할 수 있다. Recently, efforts have been made to use quantum dots (QDs) in display devices. Quantum dots emit light as electrons in an unstable state descend from the conduction band to the valence band. Quantum dots generate strong fluorescence because they have a very large extinction coefficient and excellent quantum yield. In addition, since the emission wavelength is changed according to the size of the quantum dots, by adjusting the size of the quantum dots, light in the entire visible light range can be obtained, so that various colors can be implemented.

종래 양자점 소재로 사용된 무기물질은 인체에 유해하고 환경에 좋지 않은 납(Pb) 등을 포함하고 있어서 사용에 많은 제한이 있다. 한편, 코어-쉘 구조를 가지는 양자점의 코어로 사용되는 카드뮴셀레나이드(CdSe)는 필름 형태로 사용하였을 경우에 양자 효율 및/또는 휘도와 같은 발광 특성이 급격하게 저하되고, 카드뮴(Cd) 역시 독성이 있기 때문에 사용에 있어서 많은 규제가 있을 것으로 예상된다. 따라서 우수한 발광 특성과 안정적인 결정 구조를 가지면서 환경 친화적인 발광 소재에 대하여 지속적인 연구가 필요하다. Inorganic materials conventionally used as quantum dot materials contain lead (Pb), which is harmful to the human body and is not good for the environment, so there are many restrictions on their use. On the other hand, when cadmium selenide (CdSe) used as the core of quantum dots having a core-shell structure is used in the form of a film, its luminous properties such as quantum efficiency and/or luminance are rapidly lowered, and cadmium (Cd) is also toxic. Because of this, it is expected that there will be many restrictions on its use. Therefore, continuous research is required on an environmentally friendly light emitting material having excellent light emitting properties and a stable crystal structure.

본 발명의 목적은 발광 효율이 우수하고 구조적 안정성이 개선된 발광 입자, 상기 발광 입자를 포함하는 발광 필름, 엘이디 패키지, 발광다이오드 및 표시장치를 제공하고자 하는 것이다. An object of the present invention is to provide light emitting particles having excellent light emitting efficiency and improved structural stability, a light emitting film including the light emitting particles, an LED package, a light emitting diode, and a display device.

본 발명의 다른 목적은 인체 및 환경에 무해한 친환경적인 발광 입자, 상기 발광 입자를 포함하는 발광 필름, 엘이디 패키지, 발광다이오드 및 표시장치를 제공하고자 하는 것이다. Another object of the present invention is to provide environmentally friendly light emitting particles that are harmless to the human body and the environment, a light emitting film including the light emitting particles, an LED package, a light emitting diode, and a display device.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 페로브스카이트 성분과 금속 할라이드 성분이 혼재된 얼로이 구조를 가지는 양자점 코어와, 상기 양자점 코어를 에워싸며 실리콘계, 일례로 비정질 실리콘계 소재로 이루어지는 쉘을 포함하는 발광 입자를 제공한다. According to one aspect of the present invention, the present invention includes a quantum dot core having an alloy structure in which a perovskite component and a metal halide component are mixed, and a shell surrounding the quantum dot core and made of a silicon-based, for example, amorphous silicon-based material It provides light-emitting particles that do.

예를 들어, 상기 양자점 코어는 하기 화학식 1로 표시될 수 있다. For example, the quantum dot core may be represented by Chemical Formula 1 below.

화학식 1Formula 1

[ABX3]a[BX2]1-a [ABX 3 ] a [BX 2 ] 1-a

(화학식 1에서 A는 유기암모늄 또는 알칼리 금속이고, B는 주석(Sn) 또는 게르마늄(Ge)인 4A족 금속, 2가의 전이금속, 알칼리토 금속 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되고, X는 Cl, Br, I 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택됨, a는 [ABX3] 성분의 몰분율을 나타내며, 0 < a < 1임)(In Formula 1, A is organoammonium or alkali metal, B is selected from the group consisting of tin (Sn) or germanium (Ge) group 4A metal, divalent transition metal, alkaline earth metal, and combinations thereof, X Is selected from the group consisting of Cl, Br, I and combinations thereof, a represents the mole fraction of [ABX 3 ] component, 0 < a < 1)

본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명은 상기 발광 입자를 포함하는 발광 필름, 엘이디 패키지와, 상기 발광 필름 및/또는 엘이디 패키지를 포함하는 액정표시장치를 제공한다. According to another aspect of the present invention, the present invention provides a light emitting film including the light emitting particles, an LED package, and a liquid crystal display device including the light emitting film and/or the LED package.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 본 발명은 상기 발광 입자가 발광물질층에 포함되어 있는 양자점 발광다이오드 및 상기 양자점 발광다이오드를 포함하는 양자점 발광 표시장치를 제공한다. According to another aspect of the present invention, the present invention provides a quantum dot light emitting diode in which the light emitting particles are included in a light emitting material layer and a quantum dot light emitting display device including the quantum dot light emitting diode.

본 발명은 페로브스카이트 성분 및 금속 할라이드 성분이 얼로이(alloy) 구조를 가지는 양자점 코어(core)와, 상기 양자점 코어를 에워싸며 상기 양자점 코어보다 에너지 밴드갭이 넓은 실리콘계 쉘(shell)을 포함하는 발광 입자를 제안한다. The present invention includes a quantum dot core having a perovskite component and a metal halide component having an alloy structure, and a silicon-based shell surrounding the quantum dot core and having a wider energy band gap than the quantum dot core We propose a luminescent particle that

본 발명의 발광 입자는 납과 같은 인체에 유해한 성분을 함유하고 있지 않아 환경 친화적이며, 코어를 구성하는 성분들 사이의 배합 비율을 조정하여 코어의 에너지 밴드갭을 조절할 수 있다. The light-emitting particles of the present invention are environmentally friendly because they do not contain components harmful to the human body such as lead, and the energy band gap of the core can be adjusted by adjusting the mixing ratio between components constituting the core.

또한, 코어보다 에너지 밴드 갭이 넓은 실리콘계 쉘을 사용하여 발광 효율을 극대화할 수 있다. 특히, 쉘은 비정질(amorphous) 소재로 제조될 수 있는데, 이 경우에 양자점 코어보다 크기가 증가한 발광 입자를 형성할 수 있게 된다. 쉘의 두께를 조절하여 발광 입자의 크기를 변화시킴으로써, 다양한 색상을 효율적으로 구현할 수 있는 이점이 있다. In addition, luminous efficiency can be maximized by using a silicon-based shell having a wider energy band gap than the core. In particular, the shell may be made of an amorphous material, and in this case, it is possible to form light-emitting particles having a size larger than that of the quantum dot core. By adjusting the thickness of the shell and changing the size of the light emitting particles, there is an advantage in efficiently implementing various colors.

또한, 쉘을 사용하여 주 발광체로 기능하는 얼로이 구조를 가지는 양자점 코어 간 거리가 증가하기 때문에, 인접한 양자점 간 거리 감소에 의해 발생되는 형광 공명 에너지 전달(FRET) 현상이 방지되어 양자 효율 저하의 문제가 없다. In addition, since the distance between quantum dot cores having an alloy structure that functions as a main light emitting body using a shell increases, the fluorescence resonance energy transfer (FRET) phenomenon caused by the decrease in distance between adjacent quantum dots is prevented, thereby reducing quantum efficiency. there is no

뿐만 아니라, 양자점 코어에는 인체 및 환경에 유해한 납(Pb)이나 카드뮴(Cd) 성분을 포함하고 있지 않으므로, 본 발명의 발광 입자는 환경 친화적인 소재이다. In addition, since the quantum dot core does not contain lead (Pb) or cadmium (Cd) components harmful to the human body and the environment, the light emitting particle of the present invention is an environmentally friendly material.

발광 효율이 향상되고 다양한 색상을 구현할 수 있는 본 발명의 발광 입자를 사용하여, 표시장치의 발광 필름, 엘이디 패키지, 발광다이오드 등에 응용할 수 있다. The light-emitting particles of the present invention, which have improved light-emitting efficiency and can implement various colors, can be applied to a light-emitting film of a display device, an LED package, a light-emitting diode, and the like.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 발광 입자의 일 형태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 예시적인 실시형태에 따른 발광 입자의 일 형태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 발광 입자가 포함된 발광 필름의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라 발광 입자가 적용된 발광 필름을 포함하는 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 표시장치를 구성하는 표시패널을 개략적으로 도시한 단면도이다. '
도 6은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라 발광 입자가 적용된 엘이디 패키지를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라 발광 입자를 발광물질층에 적용한 양자점 발광다이오드를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 양자점 발광다이오드를 적용한 양자점 발광 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 합성된 발광 입자의 코어 및 쉘에 대한 에너지밴드 다이어그램을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 합성된 발광 입자가 발광하는 상태를 촬영한 사진이다.
도 12는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 합성된 발광 입자의 코어 및 쉘에 대한 에너지밴드 다이어그램을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 합성된 발광 입자가 발광하는 상태를 촬영한 사진이다.
도 14는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 합성된 발광 입자에 대한 TEM(transmission electron microscopy) 사진이다.
도 15는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 합성된 발광 입자에 대한 XRD(X-ray diffraction) 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 16a는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 합성된 발광 입자에 대한 흡수 스펙트럼 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 16b와 도 16c는 각각 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 합성된 발광 입자에 대한 발광 스펙트럼 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
1 is a diagram schematically illustrating one form of light-emitting particles according to an exemplary embodiment of the present invention.
2 is a diagram schematically illustrating one form of light-emitting particles according to another exemplary embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a light-emitting film including light-emitting particles according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 is a schematic cross-sectional view of a display device including a light-emitting film to which light-emitting particles are applied according to an exemplary embodiment of the present invention.
5 is a schematic cross-sectional view of a display panel constituting a display device according to an exemplary embodiment of the present invention. '
6 is a schematic cross-sectional view of an LED package to which light-emitting particles are applied according to an exemplary embodiment of the present invention.
7 and 8 are cross-sectional views schematically illustrating a quantum dot light emitting diode in which light emitting particles are applied to a light emitting material layer according to an exemplary embodiment of the present invention.
9 is a cross-sectional view schematically illustrating a quantum dot light emitting display device to which a quantum dot light emitting diode according to an exemplary embodiment of the present invention is applied.
10 is a diagram schematically illustrating an energy band diagram of a core and a shell of a light emitting particle synthesized according to an exemplary embodiment of the present invention.
11 is a photograph of a state in which light emitting particles synthesized according to an exemplary embodiment of the present invention emit light.
12 is a diagram schematically showing energy band diagrams of cores and shells of light-emitting particles synthesized according to an exemplary embodiment of the present invention.
13 is a photograph of a state in which light emitting particles synthesized according to an exemplary embodiment of the present invention emit light.
14 is a TEM (transmission electron microscopy) picture of light-emitting particles synthesized according to an exemplary embodiment of the present invention.
15 is a graph showing X-ray diffraction (XRD) analysis results for light-emitting particles synthesized according to an exemplary embodiment of the present invention.
16A is a graph showing absorption spectrum analysis results for light-emitting particles synthesized according to an exemplary embodiment of the present invention.
16B and 16C are graphs showing emission spectrum analysis results of light-emitting particles synthesized according to an exemplary embodiment of the present invention, respectively.

이하, 필요한 경우에 첨부하는 도면을 참조하면서 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings when necessary.

[발광 입자][luminescent particles]

본 발명의 발광 입자는 페로브스카이트(perovskite) 구조를 가지는 성분과 금속 할라이드 성분으로 이루어지는 얼로이 구조의 양자점 코어(core)와, 상기 양자점 코어를 에워싸며 실리콘계 소재로 이루어지는 쉘(shell)로 이루어진다. The light emitting particle of the present invention consists of a quantum dot core of an alloy structure composed of a component having a perovskite structure and a metal halide component, and a shell made of a silicon-based material surrounding the quantum dot core .

얼로이(alloy) 구조를 가지는 양자점 코어는 균일 얼로이(homogeneous alloy) 구조와 경도 얼로이(gradient alloy) 구조로 구분될 수 있는데, 도 1은 균질 얼로이 구조를 가지는 양자점 코어와 쉘로 이루어진 발광 입자를 개략적으로 도시하고 있다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 예시적인 제 1 실시형태에 따른 발광 입자(100A)는 균질 얼로이 구조를 가지는 양자점 코어(110a)와, 양자점 코어(110a)를 에워싸는 실리콘계 소재의 쉘(shell)로 이루어진다. The quantum dot core having an alloy structure can be divided into a homogeneous alloy structure and a gradient alloy structure. FIG. 1 is a light emitting particle composed of a quantum dot core and a shell having a homogeneous alloy structure is shown schematically. As shown in FIG. 1, the light emitting particle 100A according to the first exemplary embodiment of the present invention includes a quantum dot core 110a having a homogeneous alloy structure and a shell of a silicon-based material surrounding the quantum dot core 110a ( shell).

양자점 코어(110a)는 [ABX3]로 표시되는 페로브스카이트 구조를 가지는 양자점 소재와, [BX]로 표시되는 금속 할라이드 성분이 전 영역에 걸쳐서 균일하게 혼재되어 있다. 따라서, 양자점 코어(110a)는 전 영역에 걸쳐서 하기 화학식 1로 표시될 수 있다. In the quantum dot core 110a, a quantum dot material having a perovskite structure represented by [ABX 3 ] and a metal halide component represented by [BX] are uniformly mixed over the entire region. Accordingly, the quantum dot core 110a may be represented by Chemical Formula 1 throughout the entire region.

화학식 1Formula 1

[ABX3]a[BX2]1-a [ABX 3 ] a [BX 2 ] 1-a

(화학식 1에서 A는 유기암모늄 또는 알칼리 금속이고, B는 주석(Sn) 또는 게르마늄(Ge)인 4A족 금속, 2가의 전이금속, 알칼리토 금속 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되고, X는 Cl, Br, I 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되고, a는 [ABX3] 성분의 몰분율을 나타내며, 0 < a < 1임)(In Formula 1, A is organoammonium or alkali metal, B is selected from the group consisting of tin (Sn) or germanium (Ge) group 4A metal, divalent transition metal, alkaline earth metal, and combinations thereof, X is selected from the group consisting of Cl, Br, I and combinations thereof, and a represents the mole fraction of the [ABX 3 ] component, 0 < a < 1)

양자점 코어(110a)를 구성하는 페로브스카이트 성분을 구성하는 할로겐(X) 원자의 구성 및 배합 비율을 조절하여 다양한 색상을 용이하게 표현할 수 있는 이점이 있다. 또한, 다른 양자점 코어와 달리, 페로브스카이트 구조는 안정적인 격자 구조를 이루고 있기 때문에, 페로브스카이트 성분을 함유하는 본 발명의 양자점 코어(110a)는 매우 안정적인 결정 구조를 갖게 되고, 발광 효율이 향상될 수 있다. There is an advantage in that various colors can be easily expressed by adjusting the composition and mixing ratio of halogen (X) atoms constituting the perovskite component constituting the quantum dot core 110a. In addition, unlike other quantum dot cores, since the perovskite structure has a stable lattice structure, the quantum dot core 110a of the present invention containing the perovskite component has a very stable crystal structure and has high luminous efficiency. can be improved

양자점 코어(110a)를 구성하는 페로브스카이트 성분 중에서 A가 나트륨(Na), 칼륨(K), 루비듐(Rb), 세슘(Cs) 또는 프랑슘(Fr)과 같은 알칼리 금속인 경우에 무기금속 할라이드 페로브스카이트를 구성하고, A가 알킬암모늄 성분인 경우에는 유무기 하이브라이드 페로브스카이트를 구성한다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 양자점 코어(100a)를 구성하는 A는 치환되지 않거나 불소로 치환된 C1~C10 알킬암모늄 성분일 수 있다. 보다 구체적으로, A는 메틸암모늄(methyl ammonium; MA) 또는 에틸암모늄(ethyl ammonium; EA)일 수 있다. 이 경우 양자점 코어(100a)는 유무기 하이브리드 페로브스카이트를 함유하는 유무기 하이브리드 양자점 코어를 형성할 수 있다. Among the perovskite components constituting the quantum dot core 110a, when A is an alkali metal such as sodium (Na), potassium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs) or francium (Fr), an inorganic metal halide It constitutes a perovskite, and when A is an alkylammonium component, it constitutes an organic-inorganic hybrid perovskite. In one exemplary embodiment, A constituting the quantum dot core 100a may be an unsubstituted or fluorine-substituted C1-C10 alkylammonium component. More specifically, A may be methyl ammonium (MA) or ethyl ammonium (EA). In this case, the quantum dot core 100a may form an organic-inorganic hybrid quantum dot core containing organic-inorganic hybrid perovskite.

예를 들어, 양자점 코어(110a)가 유무기 하이브리드 페로브스카이트를 포함하는 경우, 유무기 하이브리드 페로브스카이트는 유기 양이온이 위치하는 유기평면 사이에 금속양이온이 위치하는 무기평면이 끼어 있는 층상 구조를 갖는다. 이때, 유기물과 무기물의 유전율 차이가 크기 때문에, 엑시톤은 유무기 하이브리드 페로브스카이트 격자 구조를 구성하는 무기평면 내에 속박되어, 높은 색순도를 가지는 빛을 발광할 수 있는 이점을 갖는다. For example, when the quantum dot core 110a includes organic-inorganic hybrid perovskite, the organic-inorganic hybrid perovskite has a layered structure in which inorganic planes on which metal cations are located are sandwiched between organic planes on which organic cations are located. have At this time, since the difference in permittivity between the organic material and the inorganic material is large, the excitons are confined within the inorganic plane constituting the organic-inorganic hybrid perovskite lattice structure, and thus have the advantage of emitting light having high color purity.

한편, B는 금속 양이온 성분으로서, 바람직하게는 납(Pb)이나 카드뮴(Cd)과 같은 인체 및/또는 환경에 유해한 성분이 아닌 금속 성분이다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 상기 B는 Sn 또는 Ge와 같은 4A족 금속 성분일 수 있다. X는 음이온 성분으로서, Cl, Br, I 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 할로겐 원소이다. On the other hand, B is a metal cation component, preferably a metal component that is not a component harmful to the human body and/or environment such as lead (Pb) or cadmium (Cd). In one exemplary embodiment, B may be a Group 4A metal component such as Sn or Ge. X is an anionic component and is a halogen element selected from the group consisting of Cl, Br, I and combinations thereof.

화학식 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 양자점 코어(100a)는 페로브스카이트 성분 [ABX3] 이외에도, 금속 할라이드 성분 [BX2]를 포함한다. 즉, 본 발명의 양자점 코어(100a)는 페로브스카이트 성분과 금속 할라이드 성분이 혼합된 얼로이 구조의 양자점 코어이다. 이때, 할로겐 성분의 조성이나 배합 비율을 조절하여, 양자점 코어(100a)의 발광 파장을 용이하게 변화시킬 수 있다. As shown in Formula 1, the quantum dot core 100a according to the present invention includes a metal halide component [BX 2 ] in addition to the perovskite component [ABX 3 ]. That is, the quantum dot core 100a of the present invention is a quantum dot core having an alloy structure in which a perovskite component and a metal halide component are mixed. At this time, the emission wavelength of the quantum dot core 100a can be easily changed by adjusting the composition or mixing ratio of the halogen component.

도핑(doping) 양자점에서 주 물질의 밴드갭이 바뀌지 않고 도핑된 불순물에 따른 에너지 준위가 주 물질의 밴드갭 사이에 형성된다. 이와 달리, 본 발명에 따라 얼로이 구조를 가지는 양자점 코어(110a)의 경우, 양자점 코어(110a)를 구성하는 페로브스카이트 [ABX3]와 금속 할라이드 [BX2]의 조성을 변화시킴으로써, 전체 양자점 코어(110a)의 에너지 밴드갭을 조절할 수 있다. 즉, 상대적으로 밴드갭이 큰 물질이 많은 양으로 포함되면, 얼로이 구조를 가지는 양자점 코어(110a)의 밴드갭도 증가할 수 있고, 반대로 상대적으로 밴드갭이 적은 물질이 많은 양으로 포함되면, 얼로이 구조를 가지는 양자점 코어(110a)의 밴드갭이 감소할 수 있다. In doped quantum dots, the band gap of the main material does not change and an energy level according to the doped impurity is formed between the band gaps of the main material. In contrast, in the case of the quantum dot core 110a having an alloy structure according to the present invention, by changing the composition of perovskite [ABX 3 ] and metal halide [BX 2 ] constituting the quantum dot core 110a, the entire quantum dot The energy band gap of the core 110a may be adjusted. That is, if a material with a relatively large band gap is included in a large amount, the band gap of the quantum dot core 110a having an alloy structure may also increase, and conversely, if a material with a relatively small band gap is included in a large amount, A band gap of the quantum dot core 110a having an alloy structure may decrease.

다시 말하면, 통상적인 양자점의 경우, 양자점의 크기에 따라 에너지 밴드갭이 변화되어 다른 파장의 빛을 발광한다. 하지만, 본 발명의 양자점 코어(110a)는 페로브스카이트를 구성하는 할로겐 성분의 조성이나, 페로브스카이트와 금속할라이드 성분의 조성 비율, 할로겐 성분의 조성이나 배합을 조정함으로써, 다양한 파장대로 발광하는 양자점 코어(110a)를 합성할 수 있다. In other words, in the case of conventional quantum dots, the energy bandgap is changed according to the size of the quantum dots to emit light of different wavelengths. However, the quantum dot core 110a of the present invention emits light in various wavelengths by adjusting the composition of the halogen component constituting the perovskite, the composition ratio of the perovskite and the metal halide component, and the composition or combination of the halogen component. It is possible to synthesize a quantum dot core 110a.

이하, 본 명세서에서, 양자점 코어(110a)를 구성하는 성분을 나타날 때, 주 성분으로 사용된 페로브스카이트 성분인 [ABX3]로 약칭하는 경우가 있다. 예를 들어, 본 발명의 예시적인 실시예에서 합성된 양자점 코어를 CH3NH3SnBr3 등으로 표시하는 경우가 있지만, 실제 양자점 코어는 페로브스카이트 성분과 금속 할라이드 성분이 혼재된 얼로이 구조를 가지는 양자점 코어를 의미한다. Hereinafter, in the present specification, when referring to a component constituting the quantum dot core 110a, it may be abbreviated as [ABX 3 ], which is a perovskite component used as a main component. For example, although the quantum dot core synthesized in an exemplary embodiment of the present invention is sometimes expressed as CH 3 NH 3 SnBr 3 , etc., the actual quantum dot core has an alloy structure in which a perovskite component and a metal halide component are mixed. It means a quantum dot core having

하나의 예시적인 실시형태에서, 페로브스카이트 성분과 금속 할라이드 성분이 혼재되어 있는 얼로이 구조를 가지는 양자점 코어(110a)는 10 내지 1000 nm, 바람직하게는 100 내지 500 nm의 크기를 가질 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. 또한, 양자점 코어(110a)를 구성하는 페로브스카이트 성분인 [ABX3]와 금속 할라이드 성분인 [BX2] 성분은 1:1 내지 5:1의 몰비로 혼재될 수 있다. In one exemplary embodiment, the quantum dot core 110a having an alloy structure in which a perovskite component and a metal halide component are mixed may have a size of 10 to 1000 nm, preferably 100 to 500 nm, , the present invention is not limited thereto. In addition, [ABX 3 ], a perovskite component constituting the quantum dot core 110a, and [BX 2 ], a metal halide component, may be mixed in a molar ratio of 1:1 to 5:1.

페로브스카이트 성분과 금속 할라이드 성분이 혼재되어 얼로이 구조를 가지는 양자점 코어(110a)의 외측으로 실리콘계 소재로 이루어지는 쉘(120)이 에워싸고 있다. 예시적인 실시형태에서, 쉘(120)은 양자점 코어(110a)보다 큰 밴드갭을 가지는 타입 Ⅰ(type Ⅰ)의 코어-쉘을 형성한다. 타입 Ⅰ 구조의 경우, 양자점 코어(110a)의 밴드갭이 쉘(120)의 밴드갭 사이에 위치하게 되며, 양자점 코어(110a)와 쉘(120)에 존재하는 전자와 정공이 양자점 코어(110a)의 내부에 갇히게 된다. 이에 따라 양자점 코어(110a)만 존재하는 경우와 비교해서 전자와 정공의 재결합(recombination)이 발생하는 비율이 증가하여 양자 효율이 증가할 수 있다. A shell 120 made of a silicon-based material surrounds the outer side of the quantum dot core 110a having an alloy structure in which a perovskite component and a metal halide component are mixed. In an exemplary embodiment, the shell 120 forms a type I core-shell having a larger bandgap than the quantum dot core 110a. In the case of the type I structure, the band gap of the quantum dot core 110a is located between the band gap of the shell 120, and the electrons and holes present in the quantum dot core 110a and the shell 120 form the quantum dot core 110a. get trapped inside Accordingly, compared to the case where only the quantum dot core 110a exists, the rate at which recombination of electrons and holes occurs increases, thereby increasing quantum efficiency.

또한, 쉘(120)은 주 발광 소재인 양자점 코어(110a)의 표면을 보호한다. 쉘(120)을 형성함으로써, 물이나 산소와 같은 물질의 침투에 의하여 야기될 수 있는 광퇴화 현상을 줄이고 외부 환경에 대한 민감성을 줄일 수 있게 된다. 또한 쉘(120)을 적용하면 양자점 코어(110a) 표면에서의 트랩(trap) 에너지 준위를 줄여서 트랩에 의한 영향이 줄어들 수 있다. 일례로, 쉘(120)은 실리카(SiO2) 또는 질화 실리콘(SiNx)과 같은 절연 소재로 이루어질 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. In addition, the shell 120 protects the surface of the quantum dot core 110a, which is the main light emitting material. By forming the shell 120, it is possible to reduce photodegradation caused by penetration of materials such as water or oxygen and reduce sensitivity to external environments. In addition, when the shell 120 is applied, the trap energy level on the surface of the quantum dot core 110a is reduced, thereby reducing the effect of the trap. For example, the shell 120 may be made of an insulating material such as silica (SiO 2 ) or silicon nitride (SiNx), but the present invention is not limited thereto.

한편, 하나의 예시적인 실시형태에서, 쉘(120)을 구성하는 실리콘계 소재는 비정질(amorphous) 소재로 이루어질 수 있다. 본 발명에 따라 비정질 소재를 이용하여 쉘(120)을 형성하는 경우, 쉘(120)을 포함한 발광 입자(100A)의 크기를 양자점 코어(110a)보다 크게 형성할 수 있다. 쉘(120)의 두께를 조절하여 양자점 코어(110a)를 포함하는 발광 입자(100A)에서 다양한 파장대의 발광이 가능하고, 다양한 색상을 구현할 수 있는 이점이 있다.Meanwhile, in one exemplary embodiment, the silicon-based material constituting the shell 120 may be made of an amorphous material. In the case of forming the shell 120 using an amorphous material according to the present invention, the size of the light-emitting particles 100A including the shell 120 may be larger than that of the quantum dot core 110a. By adjusting the thickness of the shell 120, there is an advantage in that the light emitting particles 100A including the quantum dot core 110a can emit light in various wavelength bands and implement various colors.

또한, 쉘(120)을 형성하여 발광 입자(100A)의 크기를 양자점 코어(120a)의 크기보다 크게 하는 경우, 인접한 발광 입자의 양자점 코어(120a) 간 거리가 증가한다. 따라서, 다수의 발광 입자(100A)를 이용하여 발광 필름 등으로 활용할 때, 인접한 발광 입자(100A)를 구성하는 양자점 코어(110a) 간 거리 감소에 의하여 발생되는 형광 공명 에너지 전달(Fluorescence Resonance Energy Transfer; FRET) 현상이 방지되어 양자 효율 저하의 문제를 해결할 수 있다. In addition, when the size of the light emitting particle 100A is larger than the size of the quantum dot core 120a by forming the shell 120, the distance between the quantum dot cores 120a of adjacent light emitting particles increases. Therefore, when using a plurality of light emitting particles 100A as a light emitting film, etc., fluorescence resonance energy transfer generated by a decrease in the distance between quantum dot cores 110a constituting adjacent light emitting particles 100A (Fluorescence Resonance Energy Transfer; FRET) phenomenon can be prevented to solve the problem of quantum efficiency deterioration.

한편, 도 2는 본 발명의 다른 예시적인 실시형태에 따라, 경도 얼로이 구조를 가지는 양자점 코어(110b)와 상기 양자점 코어(110b)를 에워싸는 실리콘계 쉘(120)로 이루어지는 발광 물질(100B)을 보여준다. 도 1에 도시된 균일 양자점 코어(110a)에서 페로브스카이트 성분인 [ABX3]와 금속 할라이드 성분인 [BX2]가 양자점 코어(110a)의 전 영역에 균일하게 혼재되어 있다. 이와 달리, 경도 얼로이 구조를 가지는 양자점 코어(110b)에서 페로브스카이트 성분인 [ABX3]가 풍부한 영역과, 금속 할라이드 성분인 [BX2]가 풍분한 영역이 구분되어 있다. 일례로, 도 2에서는 페로브스카이트 성분인 [ABX3] 성분이 양자점 코어(110b)의 중앙 영역에 집중적으로 배치되고, 금속 할라이드 성분인 [BX2] 성분이 양자점 코어(110b)의 주변 영역에 집중적으로 배치된 상태를 도시하고 있으나, 본 발명에 따른 경도 얼로이 구조를 가지는 양자점 코어의 형태가 이에 한정되는 것은 아니다. Meanwhile, FIG. 2 shows a light emitting material 100B composed of a quantum dot core 110b having a hardness alloy structure and a silicon-based shell 120 surrounding the quantum dot core 110b according to another exemplary embodiment of the present invention. . In the uniform quantum dot core 110a shown in FIG. 1 , the perovskite component [ABX 3 ] and the metal halide component [BX 2 ] are uniformly mixed over the entire area of the quantum dot core 110a. Unlike this, in the quantum dot core 110b having a hardness alloy structure, a region rich in [ABX 3 ], a perovskite component, and a region rich in [BX 2 ], a metal halide component, are separated. As an example, in FIG. 2, the [ABX 3 ] component, which is a perovskite component, is intensively disposed in the central region of the quantum dot core 110b, and the [BX 2 ] component, which is a metal halide component, is intensively disposed in the peripheral region of the quantum dot core 110b. However, the shape of the quantum dot core having a hardness alloy structure according to the present invention is not limited thereto.

한편, 도 1과 도 2에서는 하나의 얼로이 구조를 가지는 하나의 양자점 코어(110a, 110b)에 쉘(120)이 에워싸고 있는 구조를 예시하였으나, 1개의 쉘(120) 내에 2개 이상, 일례로 2 내지 10개 가량의 양자점 코어(110a, 110b)가 함께 혼재될 수도 있다. On the other hand, in FIGS. 1 and 2, a structure in which the shell 120 is surrounded by one quantum dot core 110a, 110b having one alloy structure is illustrated, but two or more in one shell 120, one example As a result, about 2 to 10 quantum dot cores 110a and 110b may be mixed together.

이처럼, 본 발명에 따른 발광 입자는 안정적인 결정 구조가 가능한 양자점 코어를 구성하는 성분들의 조성비를 달리하거나 쉘의 두께를 조절하여 다양한 파장대의 발광을 구현할 수 있다. 또한, 양자점 코어를 에워싸는 쉘을 형성하여 양자 효율을 배가할 수 있고, 산소나 수분의 영향으로 인한 광퇴화 현상을 방지할 수 있으며, 쉘의 두께를 크게하여 FRET 현상을 방지할 수 있다. As such, the light emitting particles according to the present invention can implement light emission in various wavelength bands by changing the composition ratio of components constituting the quantum dot core capable of a stable crystal structure or by adjusting the thickness of the shell. In addition, the quantum efficiency can be doubled by forming a shell surrounding the quantum dot core, the photodegradation phenomenon caused by the influence of oxygen or moisture can be prevented, and the FRET phenomenon can be prevented by increasing the thickness of the shell.

[발광 필름, 엘이디 패키지 및 표시장치][Light emitting film, LED package and display device]

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 발광 입자는 우수한 발광 효율, 다양한 색상 구현, 광퇴화 현상이나 FRET 현상을 방지할 수 있다. 본 발명에 따른 발광 입자는 발광이 요구되는 표시장치에 적용될 수 있는데, 본 실시형태에서는 발광 입자가 발광 필름, 엘이디 패키지 및 이들을 포함하는 표시장치에 적용되는 경우를 설명한다. As described above, the light-emitting particles according to the present invention can exhibit excellent light-emitting efficiency, implement various colors, and prevent photodegradation or FRET. The light-emitting particles according to the present invention can be applied to a display device requiring light emission. In this embodiment, a case in which the light-emitting particles are applied to a light-emitting film, an LED package, and a display device including them will be described.

도 3은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 발광 필름을 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 발광 필름(200)은 양자점 코어(110)와, 양자점 코어(110)를 에워싸는 실리콘계 소재로 이루어지는 쉘(120)로 이루어지는 발광 입자(100)가 층을 이룬다. 양자점 코어(110)는 페로브스카이트 성분과 금속 할라이드 성분이 혼재되어 있는 얼로이 구조를 가지며, 쉘(120)은 양자점 코어(110)의 밴드갭보다 큰 밴드갭을 가지는 비정질 실리콘계 소재로 이루어진다. 3 is a schematic cross-sectional view of a light emitting film according to an exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3 , the light emitting film 200 is composed of a quantum dot core 110 and a shell 120 made of a silicon-based material surrounding the quantum dot core 110, and the light emitting particles 100 are layered. The quantum dot core 110 has an alloy structure in which a perovskite component and a metal halide component are mixed, and the shell 120 is made of an amorphous silicon-based material having a band gap greater than that of the quantum dot core 110.

양자점 코어(110)를 구성하는 페로브스카이트 성분과 금속 할라이드 성분의 함량을 조절하거나, 페로브스카이트를 구성하는 음이온 성분인 할로겐의 종류 등을 조절하는 방법으로 다양한 색상을 용이하게 구현할 수 있다. 특히 양자점 코어(110)가 유무기 하이브리드 페로브스카이트를 포함하는 경우, 안정적인 결정 구조를 가질 수 있으며, 색순도가 우수한 발광 입자를 제조할 수 있다. 또한 쉘(120)을 사용하여 양자점 코어(110)를 보호하여 트랩 에너지 준위를 줄일 수 있다. 특히, 비정질 실리콘계 소재로 이루어지는 쉘(120)을 사용하여 쉘(120)의 두께를 자유롭게 조절하여 다양한 파장대의 빛을 발광하는 동시에, 양자점 코어(110) 간 거리 감소에 의하여 야기될 수 있는 FRET 현상을 최소화할 수 있어서 발광 효율을 극대화할 수 있다. Various colors can be easily implemented by adjusting the content of the perovskite component and the metal halide component constituting the quantum dot core 110 or by adjusting the type of halogen, which is an anion component constituting the perovskite. . In particular, when the quantum dot core 110 includes organic-inorganic hybrid perovskite, it may have a stable crystal structure and produce light-emitting particles having excellent color purity. In addition, a trap energy level may be reduced by protecting the quantum dot core 110 using the shell 120 . In particular, by using the shell 120 made of amorphous silicon-based material, the thickness of the shell 120 is freely adjusted to emit light in various wavelength bands, and at the same time, the FRET phenomenon that can be caused by the decrease in the distance between the quantum dot cores 110 It can be minimized to maximize the luminous efficiency.

한편, 도면으로 도시하지는 않았으나, 발광 필름(200)은 발광 입자(100) 이외에도 나노 막대를 포함할 수 있다. 이때, 나노 막대는 반도체 화합물로 이루어질 수 있으며, 양자점 코어(110)의 에너지 밴드갭보다 크며, 쉘(120)의 에너지 밴드갭보다 작은 에너지 밴드갭을 가질 수 있다. 나노 막대(미도시)는 광원으로부터 광을 흡수하여 발광 입자(100)에 에너지를 전달하여, 발광 입자(100)의 양자 효율을 증가시키고, 발광 필름(200)의 휘도를 향상시킬 수 있다. Meanwhile, although not illustrated, the light emitting film 200 may include nanorods in addition to the light emitting particles 100 . In this case, the nanorods may be made of a semiconductor compound and may have an energy bandgap larger than the energy bandgap of the quantum dot core 110 and smaller than the energy bandgap of the shell 120 . The nanorods (not shown) may absorb light from a light source and transfer energy to the light emitting particles 100 to increase quantum efficiency of the light emitting particles 100 and improve luminance of the light emitting film 200 .

이때, 나노 막대(미도시)의 에너지 밴드갭이 양자점 코어(110)의 에너지 밴드갭보다 작은 경우에, 나노 막대(미도시)에서 흡수한 에너지가 양자점 코어(110)로 전달되지 못할 수 있고, 나노 막대의 에너지 밴드갭이 쉘(120)의 에너지 밴드갭보다 큰 경우에 나노 막대에서 흡수한 에너지가 양자점 코어(110)와 쉘(120)로 동시에 전달될 수 있다. At this time, when the energy bandgap of the nanorods (not shown) is smaller than the energy bandgap of the quantum dot core 110, the energy absorbed by the nanorods (not shown) may not be transmitted to the quantum dot core 110, When the energy bandgap of the nanorods is greater than the energy bandgap of the shell 120 , energy absorbed by the nanorods may be simultaneously transferred to the quantum dot core 110 and the shell 120 .

나노 막대(미도시)는 ZnSe, SnSeS, ZnO, GaP, GaN 중 어느 하나로 이루어 질 수 있으며, 발광 필름(200) 중에 대략 5 내지 30 중량%의 비율로 포함될 수 있다. 일례로, 나노 막대(미도시)는 단파장(일례로 430 내지 470 nm)의 빛을 흡수할 수 있다. The nanorods (not shown) may be made of any one of ZnSe, SnSeS, ZnO, GaP, and GaN, and may be included in the light emitting film 200 in an amount of about 5 to 30% by weight. For example, nanorods (not shown) may absorb light of a short wavelength (eg, 430 to 470 nm).

계속해서, 본 발명에 따른 발광 필름이 적용된 표시장치에 대해서 설명한다. 도 4는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 발광 필름이 포함된 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 5는 도 4의 액정패널을 개략적으로 도시한 단면도이다. Subsequently, a display device to which the light emitting film according to the present invention is applied will be described. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device including a light emitting film according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the liquid crystal panel of FIG. 4 .

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 액정표시장치(400)는, 액정패널(410)과, 액정패널(410) 하부에 위치하는 백라이트 유닛(470)과, 액정패널(410)과 백라이트 유닛(460) 사이에 위치하는 발광 필름(300)을 포함한다.As shown in FIG. 4 , a liquid crystal display device 400 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a liquid crystal panel 410, a backlight unit 470 positioned under the liquid crystal panel 410, and a liquid crystal panel 410 and the light emitting film 300 positioned between the backlight unit 460 .

도 5를 참조하면, 액정패널(410)은, 서로 마주하는 제 1 및 제 2 기판(420, 450)과, 제 1 및 제 2 기판(420, 450) 사이에 개재되며 액정분자(462)를 포함하는 액정층(460)을 포함한다.Referring to FIG. 5 , the liquid crystal panel 410 is interposed between the first and second substrates 420 and 450 and the first and second substrates 420 and 450 facing each other and contains liquid crystal molecules 462. A liquid crystal layer 460 including

제 1 기판(420) 상에는 게이트 전극(422)이 형성되고, 게이트 전극(422)을 덮으며 게이트 절연막(424)이 형성된다. 또한, 제 1 기판(420) 상에는 게이트 전극(422)과 연결되는 게이트 배선(미도시)이 형성된다.A gate electrode 422 is formed on the first substrate 420 , and a gate insulating layer 424 is formed covering the gate electrode 422 . In addition, a gate line (not shown) connected to the gate electrode 422 is formed on the first substrate 420 .

게이트 절연막(424) 상에는 반도체층(426)이 게이트 전극(422)에 대응하여 형성된다. 반도체층(426)은 산화물 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 한편, 반도체층(426)은 비정질 실리콘으로 이루어지는 액티브층과 불순물 비정질 실리콘으로 이루어지는 오믹 콘택층을 포함할 수 있다.A semiconductor layer 426 is formed on the gate insulating film 424 to correspond to the gate electrode 422 . The semiconductor layer 426 may be made of an oxide semiconductor material. Meanwhile, the semiconductor layer 426 may include an active layer made of amorphous silicon and an ohmic contact layer made of impurity amorphous silicon.

반도체층(426) 상에는 서로 이격하는 소스 전극(430)과 드레인 전극(432)이 형성된다. 또한, 소스 전극(430)과 연결되는 데이터 배선(미도시)이 게이트 배선과 교차하여 화소영역을 정의하며 형성된다. 게이트 전극(422), 반도체층(426), 소스 전극(430) 및 드레인 전극(432)은 박막트랜지스터(Tr)를 구성한다. A source electrode 430 and a drain electrode 432 spaced apart from each other are formed on the semiconductor layer 426 . In addition, a data line (not shown) connected to the source electrode 430 intersects the gate line to define a pixel area. The gate electrode 422, the semiconductor layer 426, the source electrode 430, and the drain electrode 432 constitute a thin film transistor Tr.

박막트랜지스터(Tr) 상에는, 드레인 전극(432)을 노출하는 드레인 콘택홀(436)을 갖는 보호층(434)이 형성된다. 보호층(434) 상에는, 드레인 콘택홀(436)을 통해 드레인 전극(432)에 연결되는 제 1 전극인 화소 전극(440)과, 화소 전극(440)과 교대로 배열되는 제 2 전극인 공통 전극(442)이 형성된다.A protective layer 434 having a drain contact hole 436 exposing the drain electrode 432 is formed on the thin film transistor Tr. On the protective layer 434, a pixel electrode 440 as a first electrode connected to the drain electrode 432 through a drain contact hole 436 and a common electrode as a second electrode alternately arranged with the pixel electrode 440 (442) is formed.

한편, 제 2 기판(450) 상에는 박막트랜지스터(Tr), 게이트 배선, 데이터 배선 등 비표시영역을 가리는 블랙매트릭스(454)가 형성된다. 또한, 화소영역에 대응하여 컬러필터층(456)이 형성된다. Meanwhile, a black matrix 454 is formed on the second substrate 450 to cover non-display areas such as the thin film transistors Tr, gate wires, and data wires. In addition, a color filter layer 456 is formed corresponding to the pixel area.

제 1 및 제 2 기판(420, 450)은 액정층(460)을 사이에 두고 합착되며, 화소 전극(440)과 공통 전극(442) 사이에서 발생되는 전계에 의해 액정층(460)의 액정분자(462)가 구동된다. 도시하지 않았으나, 액정층(460)과 접하여 제 1 및 제 2 기판(412, 450) 각각의 상부에는 배향막이 형성될 수 있으며, 상기 제 1 및 제 2 기판(412, 450) 각각의 외측에는 서로 수직한 투과축을 갖는 편광판이 부착될 수 있다.The first and second substrates 420 and 450 are bonded with the liquid crystal layer 460 interposed therebetween, and the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 460 are moved by an electric field generated between the pixel electrode 440 and the common electrode 442. 462 is driven. Although not shown, an alignment film may be formed on each of the first and second substrates 412 and 450 in contact with the liquid crystal layer 460, and an alignment film may be formed on the outer side of each of the first and second substrates 412 and 450, respectively. A polarizing plate having a vertical transmission axis may be attached.

다시 도 4로 돌아가면, 백라이트 유닛(470)은 광원(미도시)을 포함하며 액정패널(410)로 빛을 공급한다. 백라이트 유닛(470)은 광원의 위치에 따라 직하형(direct type)과 측면형(side type)으로 분류될 수 있다.Referring back to FIG. 4 , the backlight unit 470 includes a light source (not shown) and supplies light to the liquid crystal panel 410 . The backlight unit 470 may be classified into a direct type and a side type according to the position of the light source.

백라이트 유닛(470)이 직하형인 경우, 백라이트 유닛은 상기 액정패널(410)의 하부를 감싸는 바텀 프레임(미도시)을 포함하고, 광원은 바텀 프레임의 수평면에 다수개가 배열될 수 있다. 한편, 백라이트 유닛(470)이 측면형인 경우, 백라이트 유닛(470)은 액정패널(410)의 하부를 감싸는 바텀 프레임(미도시)을 포함하고, 바텀 프레임의 수평면에 도광판(light guide plate, 미도시)이 배치되며, 광원은 도광판의 적어도 일측에 배치될 수 있다. 이때, 광원은 청색 파장, 일례로 약 430 내지 470 nm 파장대역의 빛을 발광할 수 있다. When the backlight unit 470 is a direct type, the backlight unit includes a bottom frame (not shown) surrounding the lower portion of the liquid crystal panel 410, and a plurality of light sources may be arranged on a horizontal surface of the bottom frame. Meanwhile, when the backlight unit 470 is a side type, the backlight unit 470 includes a bottom frame (not shown) surrounding the lower part of the liquid crystal panel 410, and a light guide plate (not shown) on a horizontal surface of the bottom frame. ) is disposed, and the light source may be disposed on at least one side of the light guide plate. At this time, the light source may emit light of a blue wavelength, for example, a wavelength range of about 430 to 470 nm.

발광 필름(300)은, 액정패널(410)과 백라이트 유닛(470) 사이에 위치하며 백라이트 유닛(470)으로부터의 제공되는 빛의 색순도를 향상시킨다. 예를 들어, 발광 필름(300)은 페로브스카이트 성분과 금속 할라이드 성분이 혼재된 얼로이 구조를 가지는 양자점 코어(110)와, 양자점 코어(110)를 에워싸며, 일례로 비정질 실리콘계 소재로 이루어지는 쉘(120)을 포함한다. 일례로, 양자점 코어(110)는 적색 파장대 또는 녹색 파장대의 빛을 발광할 수 있다. The light emitting film 300 is positioned between the liquid crystal panel 410 and the backlight unit 470 and improves color purity of light provided from the backlight unit 470 . For example, the light emitting film 300 surrounds the quantum dot core 110 having an alloy structure in which a perovskite component and a metal halide component are mixed, and surrounds the quantum dot core 110, for example, made of an amorphous silicon-based material shell 120. For example, the quantum dot core 110 may emit light of a red wavelength band or a green wavelength band.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 발광 입자(100)는 안정적인 결정 구조가 가능한 양자점 코어를 구성하는 성분들의 조성비를 달리하거나 쉘의 두께를 조절하여 다양한 파장대의 발광을 구현할 수 있다. 또한, 양자점 코어를 에워싸는 쉘을 형성하여 양자 효율을 배가할 수 있고, 산소나 수분의 영향으로 인한 광퇴화 현상을 방지할 수 있으며, 쉘의 두께를 크게하여 FRET 현상을 방지할 수 있다. 이에 따라, 발광 필름(300)을 포함하는 액정표시장치(400)의 발광 휘도가 증가한다. As described above, the light-emitting particle 100 according to the present invention can implement light emission in various wavelength bands by changing the composition ratio of components constituting the quantum dot core capable of a stable crystal structure or by adjusting the thickness of the shell. In addition, the quantum efficiency can be doubled by forming a shell surrounding the quantum dot core, the photodegradation phenomenon caused by the influence of oxygen or moisture can be prevented, and the FRET phenomenon can be prevented by increasing the thickness of the shell. Accordingly, the light emission luminance of the liquid crystal display device 400 including the light emitting film 300 increases.

계속해서, 본 발명에 따른 발광 입자가 적용될 수 있는 엘이디 패키지(light emitting diode package; LED package)에 대해서 설명한다. 도 6은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 엘이디 패키지를 개략적으로 도시한 단면도이다. Subsequently, an LED package to which the light emitting particles according to the present invention can be applied will be described. 6 is a schematic cross-sectional view of an LED package according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 6에 도시한 바와 같이, 엘이디 패키지(500)는 엘이디 칩(510)과, 엘이디 칩(510)을 덮는 봉지부(encapsulation part, 520)를 포함한다. 봉지부(520) 내에 페로브스카이트 성분과 금속 할라이드 성분이 조합된 양자점 코어(110, 도 3 참조)와, 양자점 코어를 에워싸며, 일례로 비정질 실리콘계 소재로 이루어지는 쉘(120, 도 3 참조)로 이루어지는 발광 입자(100)가 형광체로 포함된다. 봉지부(520)는 또한 발광 입자(100)를 분산시킬 수 있는 봉지용 수지(미도시)를 포함할 수 있다. 일례로, 발광 입자(100)는 실리콘계 수지 및/또는 에폭시계 수지와 같은 방열 특성이 양호한 봉지용 수지(미도시)에 의하여 분산될 수 있다. As shown in FIG. 6 , the LED package 500 includes an LED chip 510 and an encapsulation part 520 covering the LED chip 510 . A quantum dot core (110, see FIG. 3) in which a perovskite component and a metal halide component are combined in the encapsulation 520, and a shell (120, see FIG. 3) surrounding the quantum dot core and made of, for example, an amorphous silicon-based material The light emitting particles 100 made of are included as phosphors. The encapsulation part 520 may also include an encapsulation resin (not shown) capable of dispersing the light emitting particles 100 . For example, the light emitting particles 100 may be dispersed by an encapsulating resin (not shown) having good heat dissipation characteristics such as a silicon-based resin and/or an epoxy-based resin.

하나의 예시적인 실시형태에서, 엘이디 패키지(500)는 백색 발광을 구현할 수 있는 백색 엘이디 패키지일 수 있다. 백색광을 구현하기 위한 하나의 방법은 자외선 발광이 가능한 엘이디 칩(510)을 광원으로 이용하고, 봉지부(520) 내에 적색(R), 녹색(G), 청색(B)으로 발광할 수 있는 본 발명의 발광 입자(100)를 조합할 수 있다. 백색광을 구현하기 위한 다른 방법은 예를 들어, 청색을 발광하는 엘이디 칩(510)을 사용하고, 청색 빛을 흡수할 수 있는 황색, 녹색 및/또는 적색 발광 입자(100)를 조합하는 방법이 이용될 수 있다. In one exemplary embodiment, the LED package 500 may be a white LED package that can emit white light. One method for realizing white light is to use an LED chip 510 capable of emitting ultraviolet light as a light source, and to emit red (R), green (G), and blue (B) light within the encapsulation portion 520. The light-emitting particles 100 of the invention can be combined. Another method for implementing white light is, for example, a method of using an LED chip 510 emitting blue light and combining yellow, green, and/or red light emitting particles 100 capable of absorbing blue light. It can be.

예를 들어, 엘이디 칩(510)은 약 430 내지 470 nm 파장의 빛을 발광하는 청색 엘이디 칩일 수 있으며, 발광 입자(100)는 녹색 파장대 및/또는 적색 파장대의 빛을 발광하는 형광체일 수 있다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 청색 엘이디 칩(510)은 사파이어(Sapphire)를 기재(substrate)로 사용하며 청색 피크 파장을 가지는 소재를 여기용 광원으로 적용할 수 있다. 일례로, 청색 발광다이오드 칩을 구성하는 소재는 GaN, InGaN, InGaN/GaN, BaMgAl10O7:Eu2 +, CaMgSi2O6:Eu2 + 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 결코 아니다. For example, the LED chip 510 may be a blue LED chip emitting light of about 430 to 470 nm wavelength, and the light emitting particles 100 may be a phosphor emitting light of a green wavelength band and/or a red wavelength band. In one exemplary embodiment, the blue LED chip 510 uses sapphire as a substrate, and a material having a blue peak wavelength may be applied as a light source for excitation. For example, the material constituting the blue light emitting diode chip may be selected from the group consisting of GaN, InGaN, InGaN/GaN, BaMgAl 10 O 7 :Eu 2+ , CaMgSi 2 O 6 :Eu 2+ and combinations thereof. , the present invention is by no means limited thereto.

또한, 엘이디 패키지(500)는, 케이스(530)와, 엘이디 칩(510)에 제 1 및 제 2 와이어(552, 554)를 통해 각각 연결되며 케이스(530) 외부로 노출되는 제 1 및 제 2 전극리드(542, 544)를 더욱 포함할 수 있다. In addition, the LED package 500 has a case 530 and first and second wires connected to the LED chip 510 through first and second wires 552 and 554 and exposed to the outside of the case 530. Electrode leads 542 and 544 may be further included.

케이스(530)는, 바디(532)와 바디(532)의 상부면으로부터 돌출되어 반사면의 역할을 하는 측벽(534)을 포함하며, 엘이디 칩(510)은 바디(532) 상에 배치되어 측벽(534)에 의해 둘러싸인다.The case 530 includes a body 532 and a side wall 534 protruding from the upper surface of the body 532 and serving as a reflective surface, and the LED chip 510 is disposed on the body 532 and is disposed on the side wall. surrounded by (534).

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 발광 입자(100)는 안정적인 결정 구조가 가능한 양자점 코어를 구성하는 성분들의 조성비를 달리하거나 쉘의 두께를 조절하여 다양한 파장대의 발광을 구현할 수 있다. 또한, 양자점 코어를 에워싸는 쉘을 형성하여 양자 효율을 배가할 수 있고, 산소나 수분의 영향으로 인한 광퇴화 현상을 방지할 수 있으며, 쉘의 두께를 크게하여 FRET 현상을 방지할 수 있다. 이에 따라, 발광 입자(100)를 포함하는 엘이디 패키지(500)의 휘도가 증가할 수 있으며, 엘이디 패키지(500)를 포함하는 액정표시장치의 휘도가 크게 향상된다. As described above, the light-emitting particle 100 according to the present invention can implement light emission in various wavelength bands by changing the composition ratio of components constituting the quantum dot core capable of a stable crystal structure or by adjusting the thickness of the shell. In addition, the quantum efficiency can be doubled by forming a shell surrounding the quantum dot core, the photodegradation phenomenon caused by the influence of oxygen or moisture can be prevented, and the FRET phenomenon can be prevented by increasing the thickness of the shell. Accordingly, the luminance of the LED package 500 including the light-emitting particles 100 can be increased, and the luminance of the liquid crystal display device including the LED package 500 is greatly improved.

[양자점 발광다이오드 및 표시장치][Quantum dot light emitting diode and display device]

본 발명에 따라 합성된 발광 입자는 발광 효율이 우수하고, 다양한 파장대의 발광이 가능한 이점을 가지기 때문에, 양자점 발광다이오드(quantum-dot light emitting diode; QD-LED 또는 QLED)의 발광물질층으로 사용될 수 있다. 도 7은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 발광 입자가 발광물질층에 적용된 정상(normal) 구조를 가지는 양자점 발광다이오드를 개략적으로 도시한 단면도이다. Since the light emitting particles synthesized according to the present invention have excellent light emitting efficiency and can emit light in various wavelength ranges, they can be used as a light emitting material layer of a quantum-dot light emitting diode (QD-LED or QLED). there is. 7 is a cross-sectional view schematically illustrating a quantum dot light emitting diode having a normal structure in which light emitting particles are applied to a light emitting material layer according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 양자점 발광다이오드(600)는 제 1 전극(610)과, 제 1 전극과 마주하는 제 2 전극(620)과, 제 1 전극(610)과 제 2 전극(620) 사이에 위치하며, 발광물질층(Emitting material layer; EML, 650)을 포함하는 발광층(630)을 포함한다. 일례로, 발광층(630)은 제 1 전극(610)과 발광물질층(650) 사이에 위치하는 제 1 전하 이동층(640)과, 발광물질층(650)과 제 2 전극(620) 사이에 위치하는 제 2 전하 이동층(660)을 더욱 포함할 수 있다.As shown in FIG. 7, a quantum dot light emitting diode 600 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a first electrode 610, a second electrode 620 facing the first electrode, and a first electrode ( 610) and the second electrode 620, and includes a light emitting layer 630 including an emitting material layer (EML, 650). For example, the light emitting layer 630 is formed between the first charge transfer layer 640 positioned between the first electrode 610 and the light emitting material layer 650 and between the light emitting material layer 650 and the second electrode 620. A second charge transfer layer 660 may be further included.

본 실시형태에서, 제 1 전극(610)은 정공 주입 전극과 같은 양극(anode)일 수 있다. 제 1 전극(610)은 유리 또는 고분자일 수 있는 기판(도 7에 미도시) 상에 형성될 수 있다. 일례로, 제 1 전극(610)은 인듐-주석-산화물(indium-tin-oxide; ITO), 인듐-아연-산화물(indium-zinc-oxide; IZO), 인듐-주석-아연-산화물(indium-tin-zinc oxide; ITZO), 인듐-구리-산화물(indium-copper-oxide; ICO), 주석산화물(SnO2), 인듐산화물(In2O3), 카드뮴:산화아연(Cd:ZnO), 불소:산화주석(F:SnO2), 인듐:산화주석(In:SnO2), 갈륨:산화주석(Ga:SnO2) 및 알루미늄:산화아연(Al:ZnO; AZO)을 포함하는 도핑되거나 도핑되지 않은 금속 산화물일 수 있다. 선택적으로, 제 1 전극(610)은 전술한 금속 산화물 이외에도 니켈(Ni), 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 이리듐(Ir) 또는 탄소나노튜브를 포함하는 금속 소재로 이루어질 수 있다. In this embodiment, the first electrode 610 may be an anode such as a hole injection electrode. The first electrode 610 may be formed on a substrate (not shown in FIG. 7) which may be glass or polymer. For example, the first electrode 610 may be indium-tin-oxide (ITO), indium-zinc-oxide (IZO), or indium-tin-zinc-oxide (indium-tin-oxide). tin-zinc oxide (ITZO), indium-copper-oxide (ICO), tin oxide (SnO 2 ), indium oxide (In 2 O 3 ), cadmium:zinc oxide (Cd:ZnO), fluorine Doped or undoped, including: tin oxide (F:SnO 2 ), indium:tin oxide (In:SnO 2 ), gallium:tin oxide (Ga:SnO 2 ) and aluminum:zinc oxide (Al:ZnO; AZO). It may be a non-metal oxide. Optionally, the first electrode 610 is made of a metal material including nickel (Ni), platinum (Pt), gold (Au), silver (Ag), iridium (Ir), or carbon nanotubes in addition to the aforementioned metal oxide. can

본 실시형태에서, 제 2 전극(620)은 전자 주입 전극과 같은 음극(cathode)일 수 있다. 일례로 제 2 전극(620)은 a, Ba, Ca/Al, LiF/Ca, LiF/Al, BaF2/Al, CsF/Al, CaCO3/Al, BaF2/Ca/Al, Al, Mg, Au:Mg 또는 Ag:Mg일 수 있다. 예를 들어, 제 1 전극(610)과 제 2 전극(620)은 50 내지 300 nm의 두께로 적층될 수 있다. In this embodiment, the second electrode 620 may be a cathode such as an electron injection electrode. For example, the second electrode 620 may include a, Ba, Ca/Al, LiF/Ca, LiF/Al, BaF 2 /Al, CsF/Al, CaCO 3 /Al, BaF 2 /Ca/Al, Al, Mg, It may be Au:Mg or Ag:Mg. For example, the first electrode 610 and the second electrode 620 may be stacked to a thickness of 50 to 300 nm.

하나의 예시적인 실시형태에서, 하부 발광 타입의 발광다이오드인 경우에, 제 1 전극(610)은 ITO, IZO, ITZO, AZO와 같은 투명 도전성 금속으로 이루어질 수 있으며, 제 2 전극(620)은 Ca, Ba, Ca/Al, LiF/Ca, LiF/Al, BaF2/Al, Al, Mg, Ag:Mg 합금 등을 사용할 수 있다. In one exemplary embodiment, in the case of a bottom emission type light emitting diode, the first electrode 610 may be made of a transparent conductive metal such as ITO, IZO, ITZO, or AZO, and the second electrode 620 may be Ca. , Ba, Ca/Al, LiF/Ca, LiF/Al, BaF 2 /Al, Al, Mg, Ag:Mg alloy, etc. may be used.

제 1 전하 이동층(640)은 제 1 전극(610)과 발광물질층(650) 사이에 위치한다. 본 실시형태에서, 제 1 전하 이동층(640)은 발광물질층(650)으로 정공을 공급하는 정공 이동층일 수 있다. 일례로, 제 1 전하 이동층(640)은 제 1 전극(610)과 발광물질층(650) 사이에서 제 1 전극(610)에 인접하게 위치하는 정공 주입층(hole injection layer; HIL, 642)과, 제 1 전극(610)과 발광물질층(650) 사이에서 발광물질층(650)에 인접하게 위치하는 정공 수송층(hole transport layer; HTL, 644)을 포함한다. The first charge transfer layer 640 is positioned between the first electrode 610 and the light emitting material layer 650 . In this embodiment, the first charge transfer layer 640 may be a hole transfer layer supplying holes to the light emitting material layer 650 . For example, the first charge transfer layer 640 is a hole injection layer (HIL, 642) positioned adjacent to the first electrode 610 between the first electrode 610 and the light emitting material layer 650. and a hole transport layer (HTL, 644) positioned adjacent to the light emitting material layer 650 between the first electrode 610 and the light emitting material layer 650.

정공 주입층(642)은 제 1 전극(610)에서 발광물질층(650)으로 정공의 주입을 용이하게 한다. 일례로, 정공 주입층(642)은 폴리(에틸렌디옥시티오펜):폴리스티렌 술포네이트(poly(ethylene dioxythiophene):polystyrene sulfonate; PEDOT:PSS), 테트라플루오로-테트라시아노-퀴노디메탄(tetrafluoro-tetracyano-quinodimethane; F4-TCNQ)이 도핑된 4,4',4"-트리스(디페닐아미노)트리페닐아민(4,4',4"-tris(diphenylamino)triphenylamine; TDATA); 예를 들어 F4-TCNQ가 도핑된 아연 프탈로시아닌(zinc phthalocyanine; ZnPc)와 같은 p-도핑된 프탈로시아닌, F4-TCNQ가 도핑된 N,N'-디페닐-N,N'-비스(1-나프틸)-1,1'-바이페닐-4,4"-디아민(N,N'-diphenyl-N,N'-bis(1-naphtyl)-1,1'-biphenyl-4,4''-diamine; α-NPD), 헥사아자트리페닐렌-헥사니트릴(hexaazatriphenylene-hexanitrile; HAT-CN) 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 유기물로 이루어질 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. 일례로 F4-TCNQ와 같은 도펀트는 호스트에 대하여 1 내지 20 중량%의 비율로 도핑될 수 있다. The hole injection layer 642 facilitates hole injection from the first electrode 610 into the light emitting material layer 650 . For example, the hole injection layer 642 may include poly(ethylene dioxythiophene):polystyrene sulfonate (PEDOT:PSS), tetrafluoro-tetracyano-quinodimethane (tetrafluoro- 4,4',4"-tris(diphenylamino)triphenylamine (4,4',4"-tris(diphenylamino)triphenylamine; TDATA) doped with tetracyano-quinodimethane; F4-TCNQ); For example, p-doped phthalocyanine such as F4-TCNQ doped zinc phthalocyanine (ZnPc), F4-TCNQ doped N,N'-diphenyl-N,N'-bis(1-naphthyl )-1,1'-biphenyl-4,4"-diamine (N,N'-diphenyl-N,N'-bis(1-naphtyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine α-NPD), hexaazatriphenylene-hexanitrile (HAT-CN), and combinations thereof, but the present invention is not limited thereto. A dopant such as F4-TCNQ may be doped in an amount of 1 to 20% by weight relative to the host.

정공 수송층(644)은 제 1 전극(610)에서 발광물질층(650)으로 정공을 전달한다. 정공 수송층(644)은 무기물 또는 유기물로 이루어질 수 있다. 일례로, 정공 수송층(644)이 유기물로 이루어지는 경우, 정공 수송층(644)은 4,4'-N,N'-디카바졸릴-바이페닐(4,4'-N,N'-dicarbazolyl-biphenyl; CBP), N,N'-디페닐-N,N'-비스(1-나프틸)-1,1'-바이페닐-4,4"-디아민(N,N'-diphenyl-N,N'-bis(1-naphtyl)-1,1'-biphenyl-4,4''-diamine; α-NPD), N,N'디페닐-N,N'-비스(3-메틸페닐)-(1,1'-비페닐)-4,4'-디아민(N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine; TPD), N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-비스(페닐)-스파이로(N,N'-bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-spiro; spiro-TPD), N,N'-디(4-(N,N'-디페닐-아미노)페닐-N,N'-디페닐벤지딘(N,N'-di(4-(N,N'-diphenyl-amino)phenyl)- N,N'-diphenylbenzidine; DNTPD), 4,4',4"-트리스(N-카바졸릴-트리페닐아민(4,4',4''-tris(N-carbazolyl)-triphenylamine; TCTA)와 같은 아릴 아민류, 폴리아닐린(polyaniline), 폴리피롤(polypyrrole), 폴리(페닐렌 비닐렌)(poly(phenylene vinylene)), 구리 프탈로시아닌(copper phthalocyanine), 방향족 3차 아민(aromatic tertiary amine) 또는 다핵 방향족 3차 아민(polynuclear aromatic tertiary amine), 4,4'-비스(p-카바졸릴)-1,1'-비페닐 화합물(4,4'-bis(p-carbazolyl)-1,1'-biphenyl compound), N,N,N',N'-테트라아릴벤지딘(N,N,N',N'-tetraarylbenzidine), PEDOT:PSS 및 그 유도체, 폴리-N-비닐카바졸 유도체(poly-N-vinylcarbazole derivatives), 폴리[2-메톡시-5-(2-에틸헥실록시)-1,4-페닐렌비닐렌](poly[2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylene]; MEH-PPV)이나 폴리[2-메톡시-5-(3',7'-디메틸옥틸록시)1,4-페닐렌비닐렌](poly[2-methoxy-5-(3',7′'-dimethyloctyloxy)-1,4-phenylenevinylene]; MOMO-PPV)와 같은 폴리(파라)페닐렌비닐렌 유도체(polyphenylenevinylene derivatives), 폴리메타크릴레이트 유도체(polymethacrylate derivatives), 폴리(9,9-옥틸플루오렌) (poly(9,9-octylfluorene)) 및 그 유도체, 폴리(스파이로-플루오렌)(poly(spiro-fluorene)) 및 그 유도체, N,N'-디(나프탈렌-l-yl)-N,N'-디페닐-벤지딘(N,N'-di(naphthalene-l-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine; NPB), 트리스(3-메틸페닐페닐아미노)-트리페닐아민 (tris(3-methylphenylphenylamino)-triphenylamine; m-MTDATA), 폴리(9,9'-디옥틸플루오렌-코-N-(4-부틸페닐)디페닐아민(poly(9,9'-dioctylfluorene-co-N-(4-butylphenyl)diphenylamine; TFB), 스파이로-NPB(spiro-NPB), 폴리(9-비닐카바졸)(poly(9-vinylcarbazole); PVK) 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 유기물로 이루어질 수 있다. The hole transport layer 644 transfers holes from the first electrode 610 to the light emitting material layer 650 . The hole transport layer 644 may be made of an inorganic or organic material. For example, when the hole transport layer 644 is made of an organic material, the hole transport layer 644 is 4,4'-N, N'-dicarbazolyl-biphenyl (4,4'-N, N'-dicarbazolyl-biphenyl ; CBP), N,N'-diphenyl-N,N'-bis(1-naphthyl)-1,1'-biphenyl-4,4"-diamine (N,N'-diphenyl-N,N '-bis(1-naphtyl)-1,1'-biphenyl-4,4''-diamine; α-NPD), N,N'diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-(1 ,1'-biphenyl)-4,4'-diamine (N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine; TPD), N, N'-bis (3-methylphenyl) -N, N'-bis (phenyl) -spiro (N, N'-bis (3-methylphenyl) -N, N'-bis (phenyl) - spiro; spiro-TPD), N,N'-di(4-(N,N'-diphenyl-amino)phenyl-N,N'-diphenylbenzidine (N,N'-di(4-(N, N'-diphenyl-amino)phenyl)-N,N'-diphenylbenzidine; DNTPD), 4,4',4 "-tris (N-carbazolyl-triphenylamine (4,4',4''-tris( Arylamines such as N-carbazolyl)-triphenylamine; TCTA), polyaniline, polypyrrole, poly(phenylene vinylene), copper phthalocyanine, aromatic tertiary amines (aromatic tertiary amine) or polynuclear aromatic tertiary amine, 4,4'-bis(p-carbazolyl)-1,1'-biphenyl compound (4,4'-bis(p-carbazolyl )-1,1'-biphenyl compound), N,N,N',N'-tetraarylbenzidine (N,N,N',N'-tetraarylbenzidine), PEDOT:PSS and its derivatives, poly-N-vinyl Carbazole derivatives (poly-N-vinylcarbazole derivatives), poly[2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylene](poly[2-methoxy-5-(2 -ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylene]; MEH-PPV) or poly[2-methoxy-5-(3',7'-dimethyloctyloxy)1,4-phenylenevinylene](poly[2-methoxy-5-(3',7'' -dimethyloctyloxy)-1,4-phenylenevinylene]; poly(para)phenylenevinylene derivatives such as MOMO-PPV), polymethacrylate derivatives, poly(9,9-octylfluorene) ) (poly(9,9-octylfluorene)) and its derivatives, poly(spiro-fluorene) and its derivatives, N,N'-di(naphthalene-l-yl)-N , N'-diphenyl-benzidine (N, N'-di (naphthalene-l-yl) -N, N'-diphenyl-benzidine; NPB), tris (3-methylphenylphenylamino) -triphenylamine (tris( 3-methylphenylphenylamino)-triphenylamine; m-MTDATA), poly(9,9'-dioctylfluorene-co-N-(4-butylphenyl)diphenylamine (poly(9,9'-dioctylfluorene-co-N -(4-butylphenyl)diphenylamine; TFB), spiro-NPB (spiro-NPB), poly (9-vinylcarbazole) (poly (9-vinylcarbazole); PVK), and selected from the group consisting of combinations thereof It can be made of organic matter.

정공 수송층(644)이 무기물로 이루어지는 경우, 정공 수송층(644)은 NiO, MoO3, Cr2O3, Bi2O3 또는 p-형 ZnO,와 같은 금속 산화물이나 티오시안구리(CuSCN), Mo2S, p-형 GaN과 같은 비-산화 등가물 또는 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 무기물로 이루어질 수 있다. When the hole transport layer 644 is made of an inorganic material, the hole transport layer 644 is a metal oxide such as NiO, MoO 3 , Cr 2 O 3 , Bi 2 O 3 or p-type ZnO, copper thiocyanate (CuSCN), Mo 2 S, non-oxidizing equivalents such as p-type GaN, or combinations thereof.

도면에서는 제 1 전하 이동층(640)으로서 정공 주입층(642)과 정공 수송층(644)을 구분하였으나, 제 1 전하 이동층(640)은 단일층으로 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 정공 주입층(642)이 생략되고 제 1 전하 이동층(640)은 정공 수송층(644)만으로 이루어질 수도 있고, 전술한 정공 수송 유기물에 정공 주입 물질(일례로 PEDOT:PSS)가 도핑되어 이루어질 수도 있다. In the drawing, the hole injection layer 642 and the hole transport layer 644 are divided as the first charge transfer layer 640, but the first charge transfer layer 640 may be formed of a single layer. For example, the hole injection layer 642 may be omitted and the first charge transfer layer 640 may be formed of only the hole transport layer 644, and the hole injection material (for example, PEDOT:PSS) may be doped with the hole transport organic material. may be done.

정공 주입층(642) 및 정공 수송층(644)을 포함하는 제 1 전하 이동층(640)은 진공 기상 증착법, 스퍼터링법을 포함하는 진공 증착 공정이나, 스핀 코팅(spin coating), 드롭 코팅(drop coating), 딥 코팅(dip coating), 스프레이 코팅(spray coating), 롤 코팅(roll coating), 플로 코팅(flow coating)은 물론이고, 캐스팅 공정, 스크린 인쇄 또는 잉크젯 프린팅 방식과 같은 용액 공정을 단독 또는 조합하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 정공 주입층(642)과 정공 수송층(644)의 두께는 10 nm 내지 200 nm, 바람직하게는 10 nm 내지 100 nm일 수 있지만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. The first charge transfer layer 640 including the hole injection layer 642 and the hole transport layer 644 may be formed by a vacuum deposition process including vacuum vapor deposition or sputtering, spin coating, or drop coating. ), dip coating, spray coating, roll coating, flow coating, as well as solution processes such as casting, screen printing, or inkjet printing, alone or in combination. and can be used. For example, the thickness of the hole injection layer 642 and the hole transport layer 644 may be 10 nm to 200 nm, preferably 10 nm to 100 nm, but the present invention is not limited thereto.

발광물질층(650)은 본 발명에 따른 발광 입자(100)들이 채워진 층일 수 있다. 발광 입자(100)는 페로브스카이트 성분과 금속 할라이드 성분이 혼재되어 있는 양자점 코어(110)와, 상기 양자점 코어(110)를 에워싸며, 일례로 비정질 실리콘계 소재로 이루어지는 쉘(120)으로 이루어진다. The light emitting material layer 650 may be a layer filled with the light emitting particles 100 according to the present invention. The light-emitting particle 100 is composed of a quantum dot core 110 in which a perovskite component and a metal halide component are mixed, and a shell 120 surrounding the quantum dot core 110 and made of, for example, an amorphous silicon-based material.

예를 들어, 발광물질층(650)은 용매에 발광 입자(100)가 포함된 분산액을 코팅하는 용액 공정을 통하여 제 1 전하 이동층(640) 상에 코팅하고, 용매를 휘발시켜 형성할 수 있다. 발광물질층(650)을 형성하는 방법으로서 스핀 코팅(spin coating), 드롭 코팅(drop coating), 딥 코팅(dip coating), 스프레이 코팅(spray coating), 롤 코팅(roll coating), 플로 코팅(flow coating)은 물론이고, 캐스팅 공정, 스크린 인쇄 또는 잉크젯 프린팅 방식과 같은 용액 공정을 단독 또는 조합하여 적층될 수 있다. For example, the light emitting material layer 650 may be formed by coating the first charge transfer layer 640 through a solution process of coating a dispersion containing the light emitting particles 100 in a solvent and volatilizing the solvent. . Methods of forming the light emitting material layer 650 include spin coating, drop coating, dip coating, spray coating, roll coating, and flow coating. coating) as well as a solution process such as a casting process, screen printing or inkjet printing method, alone or in combination.

하나의 예시적인 실시형태에서, 발광물질층(650)은 440 nm, 530 nm, 620 nm의 PL 발광 특성을 가지는 발광 입자(100)를 포함하여 백색 발광다이오드를 제작할 수 있다. 선택적으로, 발광물질층(650)은 적색, 녹색, 청색 중 어느 하나의 색을 가지는 발광 입자(100)를 포함하고 있으며 그 중 어느 하나의 색으로 개별적으로 발광하도록 구현될 수 있다. In one exemplary embodiment, the light emitting material layer 650 may include the light emitting particles 100 having PL light emission characteristics of 440 nm, 530 nm, and 620 nm to manufacture a white light emitting diode. Optionally, the light-emitting material layer 650 includes the light-emitting particles 100 having any one color among red, green, and blue, and may be implemented to individually emit light with any one of them.

제 2 전하 이동층(660)은 발광물질층(650)과 제 2 전극(620) 사이에 위치한다. 본 실시형태에서, 제 2 전하 이동층(660)은 발광물질층(650)으로 전자를 공급하는 전자 이동층일 수 있다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 제 2 전하 이동층(660)은 제 2 전극(620)과 발광물질층(650) 사이에서 제 2 전극(620)에 인접하게 위치하는 전자 주입층(electron injection layer; EIL, 662)과, 제 2 전극(620)과 발광물질층(650) 사이에서 발광물질층(650)에 인접하게 위치하는 전자 수송층(electron transport layer; ETL, 664)을 포함한다. The second charge transfer layer 660 is positioned between the light emitting material layer 650 and the second electrode 620 . In this embodiment, the second charge transfer layer 660 may be an electron transfer layer supplying electrons to the light emitting material layer 650 . In one exemplary embodiment, the second charge transfer layer 660 is an electron injection layer positioned adjacent to the second electrode 620 between the second electrode 620 and the light emitting material layer 650. ;

전자 주입층(662)은 제 2 전극(620)에서 발광물질층(650)으로의 전자 주입을 용이하게 한다. 예를 들어 전자 주입층(662)은 Al, Cd, Cs, Cu, Ga, Ge, In, Li과 같은 금속에 불소가 도핑되거나 결합된 소재로 이루어지거나, Al, Mg, In, Li, Ga, Cd, Cs, Cu 등으로 도핑되거나 도핑되지 않은 이산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO), 산화지르코늄(ZrO), 산화주석(SnO2), 산화텅스텐(WO3), 산화탄탈륨(Ta2O3)와 같은 금속 산화물로 이루어질 수 있다. The electron injection layer 662 facilitates electron injection from the second electrode 620 into the light emitting material layer 650 . For example, the electron injection layer 662 is made of a material in which fluorine is doped or bonded to a metal such as Al, Cd, Cs, Cu, Ga, Ge, In, Li, Al, Mg, In, Li, Ga, Titanium dioxide (TiO 2 ) doped or undoped with Cd, Cs, Cu, etc., zinc oxide (ZnO), zirconium oxide (ZrO), tin oxide (SnO 2 ), tungsten oxide (WO 3 ), tantalum oxide (Ta 2 O 3 ) may be made of a metal oxide such as.

전자 수송층(664)은 발광물질층(650)으로 전자를 전달한다. 전자 수송층(664)은 무기물 및/또는 유기물로 이루어질 수 있다. 전자 수송층(664)이 무기물로 이루어지는 경우, 전자 수송층(664)은 Al, Mg, In, Li, Ga, Cd, Cs, Cu 등으로 도핑되거나 도핑되지 않은 이산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO), 산화지르코늄(ZrO), 산화주석(SnO2), 산화텅스텐(WO3), 산화탄탈륨(Ta2O3), 산화하프늄(HfO3), 산화알루미늄(Al2O3), 산화지르코늄실리콘(ZrSiO4), 산화바륨티타늄(BaTiO3), 산화바륨지르코늄(BaZrO3)와 같은 금속/비금속 산화물 및/또는 Al, Mg, In, Li, Ga, Cd, Cs, Cu 등으로 도핑되거나 도핑되지 않은 CdS, ZnSe, ZnS와 같은 반도체 입자, Si3N4와 같은 질화물 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 무기물로 이루어질 수 있다. The electron transport layer 664 transfers electrons to the light emitting material layer 650 . The electron transport layer 664 may be made of an inorganic material and/or an organic material. When the electron transport layer 664 is made of an inorganic material, the electron transport layer 664 is titanium dioxide (TiO 2 ) doped or undoped with Al, Mg, In, Li, Ga, Cd, Cs, Cu, or the like, or zinc oxide (ZnO). ), zirconium oxide (ZrO), tin oxide (SnO 2 ), tungsten oxide (WO 3 ), tantalum oxide (Ta 2 O 3 ), hafnium oxide (HfO 3 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), zirconium silicon oxide (ZrSiO 4 ), barium titanium oxide (BaTiO 3 ), barium zirconium oxide (BaZrO 3 ) doped or not doped with metal/non-metal oxides such as and/or Al, Mg, In, Li, Ga, Cd, Cs, Cu, etc. It may be made of an inorganic material selected from the group consisting of semiconductor particles such as CdS, ZnSe, and ZnS, nitrides such as Si 3 N 4 , and combinations thereof.

전자 수송층(664)이 유기물로 이루어지는 경우, 전자 수송층(664)은 옥사졸계 화합물, 이소옥사졸계 화합물, 트리아졸계 화합물, 이소티아졸계 화합물, 옥시디아졸계 화합물, 티아디자올계 화합물, 페릴렌(perylene)계 화합물이나 알루미늄 착물과 같은 유기물을 사용할 수 있다. 구체적으로, 전자 수송층(664)을 구성할 수 있는 유기 물질은 3-(바이페닐-4-일)-5-(4-테트라부틸페닐)-4-페닐-4H-1,2,4-트리아졸(3-(biphenyl-4-yl)-5-(4-tertbutylphenyl)-4-phenyl-4H-1,2,4-triazole; TAZ), 바소큐프로인(bathocuproine, 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline; BCP), 2,2',2"-(1,3,5-벤자인트리일)-트리스(1-페닐-1-H-벤즈이미아졸)(2,2',2"-(1,3,5-Benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole); TPBi), 트리스(8-하이드록시퀴놀린)알루미늄(Tris(8-hydroxyquinoline)aluminum; Alq3), 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)-4-페닐페놀레이트 알루미늄(Ⅲ) (bis(2-methyl-8-quninolinato)-4-phenylphenolate aluminum (Ⅲ); Balq), 비스(2-메틸-퀴놀리나토)(트리페닐실록시) 알루미늄 (Ⅲ)(bis(2-methyl-quinolinato)(tripnehylsiloxy) aluminum (Ⅲ); Salq) 및 이들의 조합으로 구성되는 소재에서 선택될 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. When the electron transport layer 664 is made of an organic material, the electron transport layer 664 may include an oxazole-based compound, an isoxazole-based compound, a triazole-based compound, an isothiazole-based compound, an oxidiazole-based compound, a thiadizaol-based compound, or perylene. An organic substance such as a base compound or an aluminum complex can be used. Specifically, an organic material capable of constituting the electron transport layer 664 is 3-(biphenyl-4-yl)-5-(4-tetrabutylphenyl)-4-phenyl-4H-1,2,4-tria. Sol (3-(biphenyl-4-yl)-5-(4-tertbutylphenyl)-4-phenyl-4H-1,2,4-triazole; TAZ), bathocuproine (2,9-dimethyl- 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline; BCP), 2,2',2"-(1,3,5-benzyntriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimiazole) (2,2',2"-(1,3,5-Benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole); TPBi), Tris(8-hydroxyquinoline) aluminum (Tris(8-hydroxyquinoline) )aluminum; Alq 3 ), bis(2-methyl-8-quinolinato)-4-phenylphenolate aluminum (III) (bis(2-methyl-8-quninolinato)-4-phenylphenolate aluminum (Ⅲ); ), bis(2-methyl-quinolinato)(triphenylsiloxy) aluminum (III) (bis(2-methyl-quinolinato)(tripnehylsiloxy) aluminum (III); Salq) and combinations thereof may be selected, but the present invention is not limited thereto.

제 1 전하 이동층(630)과 유사하게, 도면에서 제 2 전하 이동층(660)은 전자 주입층(662)과 전자 수송층(664)의 2층으로 도시하였으나, 제 2 전하 이동층(660)은 전자 수송층(664)의 1층으로만 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 전술한 무기물로 이루어지는 전자 수송 재료에 세슘카보네이트를 블렌딩한 전자 수송층(664)의 1층으로 제 2 전하 이동층(660)을 형성할 수도 있다. Similar to the first charge transfer layer 630, the second charge transfer layer 660 is shown as two layers of an electron injection layer 662 and an electron transport layer 664 in the figure, but the second charge transfer layer 660 The silver electron transport layer 664 may be formed of only one layer. For example, the second charge transfer layer 660 may be formed with one layer of the electron transport layer 664 obtained by blending cesium carbonate with the aforementioned inorganic electron transport material.

전자 주입층(662) 및 전자 수송층(664)을 포함하는 제 2 전하 이동층(660)은 스핀 코팅(spin coating), 드롭 코팅(drop coating), 딥 코팅(dip coating), 스프레이 코팅(spray coating), 롤 코팅(roll coating), 플로 코팅(flow coating)은 물론이고, 캐스팅 공정, 스크린 인쇄 또는 잉크젯 프린팅 방식과 같은 용액 공정을 단독 또는 조합하여 사용할 수 있다. 일례로, 전자 주입층(662) 및 전자 수송층(664)은 10 내지 200 nm, 바람직하게는 10 내지 100 nm의 두께로 적층될 수 있다. The second charge transfer layer 660 including the electron injection layer 662 and the electron transport layer 664 may be formed by spin coating, drop coating, dip coating, or spray coating. ), roll coating, and flow coating, as well as solution processes such as a casting process, screen printing, or inkjet printing, may be used alone or in combination. For example, the electron injection layer 662 and the electron transport layer 664 may be stacked to a thickness of 10 to 200 nm, preferably 10 to 100 nm.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 발광 입자(100)는 안정적인 결정 구조가 가능한 양자점 코어를 구성하는 성분들의 조성비를 달리하거나 쉘의 두께를 조절하여 다양한 파장대의 발광을 구현할 수 있다. 또한, 양자점 코어를 에워싸는 쉘을 형성하여 양자 효율을 배가할 수 있고, 산소나 수분의 영향으로 인한 광퇴화 현상을 방지할 수 있으며, 쉘의 두께를 크게하여 FRET 현상을 방지할 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 발광 입자(100)가 적용된 양자점 발광다이오드(700)의 발광 효율 및 휘도를 향상시킬 수 있다. As described above, the light-emitting particle 100 according to the present invention can implement light emission in various wavelength bands by changing the composition ratio of components constituting the quantum dot core capable of a stable crystal structure or by adjusting the thickness of the shell. In addition, the quantum efficiency can be doubled by forming a shell surrounding the quantum dot core, the photodegradation phenomenon caused by the influence of oxygen or moisture can be prevented, and the FRET phenomenon can be prevented by increasing the thickness of the shell. Accordingly, the light emitting efficiency and luminance of the quantum dot light emitting diode 700 to which the light emitting particles 100 according to the present invention are applied can be improved.

도 7에서는 일함수(work function)이 상대적으로 낮은 제 1 전극과 발광물질층 사이에 정공 이동층이 위치하고, 일함수가 상대적으로 높은 제 2 전극과 발광물질층 사이에 전자 이동층이 위치하는 정상 구조를 가지는 양자점 발광다이오드에 대해서 설명하였다. 양자점 발광다이오드는 정상 구조가 아닌 역(inverted) 구조를 가질 수 있는데, 이에 대해서 설명한다. In FIG. 7, a hole transfer layer is positioned between a first electrode having a relatively low work function and the light emitting material layer, and an electron transfer layer is positioned between a second electrode having a relatively high work function and the light emitting material layer. A quantum dot light emitting diode having a structure has been described. A quantum dot light emitting diode may have an inverted structure rather than a normal structure, which will be described.

도 8은 본 발명의 다른 예시적인 실시형태에 따라 발광물질층과 제 1 전하 이동층 사이에 계면 제어층이 위치하고 있는 역(inverted) 구조를 가지는 양자점 발광다이오드를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 양자점 발광다이오드(700)는 제 1 전극(710), 제 1 전극(710)과 마주하는 제 2 전극(720), 제 1 전극(710)과 제 2 전극(720) 사이에 위치하는 발광물질층(750)을 포함하는 발광층(730)을 포함한다. 발광층(730)은, 제 1 전극(710)과 발광물질층(750) 사이에 위치하는 제 1 전하 이동층(740)과, 제 2 전극(720)과 발광물질층(750) 사이에 위치하는 제 2 전하 이동층(760)을 더욱 포함할 수 있다. 8 is a cross-sectional view schematically illustrating a quantum dot light emitting diode having an inverted structure in which an interface control layer is positioned between a light emitting material layer and a first charge transfer layer according to another exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, a quantum dot light emitting diode 700 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a first electrode 710, a second electrode 720 facing the first electrode 710, and a first electrode The light emitting layer 730 including the light emitting material layer 750 positioned between the 710 and the second electrode 720 is included. The light emitting layer 730 includes a first charge transfer layer 740 positioned between the first electrode 710 and the light emitting material layer 750, and positioned between the second electrode 720 and the light emitting material layer 750. A second charge transfer layer 760 may be further included.

제 1 전극(710)은 전자 주입 전극과 같은 음극(cathode)일 수 있다. 일례로, 제 1 전극(710)은 ITO, IZO, ITZO, ICO, SnO2, In2O3, Cd:ZnO, F:SnO2, In:SnO2, Ga:SnO2 및 AZO와 같은 도핑되거나 도핑되지 않은 금속 산화물이거나, 전술한 금속 산화물 이외에도 니켈(Ni), 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 이리듐(Ir) 또는 탄소나노튜브를 포함하는 금속 소재로 이루어질 수 있다. The first electrode 710 may be a cathode such as an electron injection electrode. For example, the first electrode 710 is ITO, IZO, ITZO, ICO, SnO 2 , In 2 O 3 , Cd:ZnO, F:SnO 2 , In:SnO 2 , Ga:SnO 2 , and doped with AZO. It may be an undoped metal oxide or a metal material including nickel (Ni), platinum (Pt), gold (Au), silver (Ag), iridium (Ir), or carbon nanotubes in addition to the above-mentioned metal oxide.

제 2 전극(720)은 정공 주입 전극과 같은 양극(anode)일 수 있다. 일례로 제 2 전극(720)은 Ca, Ba, Ca/Al, LiF/Ca, LiF/Al, BaF2/Al, CsF/Al, CaCO3/Al, BaF2/Ca/Al, Al, Mg, Au:Mg 또는 Ag:Mg일 수 있다. 예를 들어, 제 1 전극(710)과 제 2 전극(720)은 50 내지 300 nm의 두께로 적층될 수 있다. The second electrode 720 may be an anode such as a hole injection electrode. For example, the second electrode 720 is Ca, Ba, Ca/Al, LiF/Ca, LiF/Al, BaF 2 /Al, CsF/Al, CaCO 3 /Al, BaF 2 /Ca/Al, Al, Mg, It may be Au:Mg or Ag:Mg. For example, the first electrode 710 and the second electrode 720 may be stacked to a thickness of 50 to 300 nm.

제 1 전하 이동층(740)은 발광물질층(750)으로 전자를 공급하는 전자 이동층일 수 있다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 제 1 전하 이동층(740)은 제 1 전극(710)과 발광물질층(750) 사이에서 제 1 전극(710)에 인접하게 위치하는 전자 주입층(742)과, 제 1 전극(710)과 발광물질층(750) 사이에서 발광물질층(750)에 인접하게 위치하는 전자 수송층(744)을 포함한다. The first charge transfer layer 740 may be an electron transfer layer supplying electrons to the light emitting material layer 750 . In one exemplary embodiment, the first charge transfer layer 740 includes an electron injection layer 742 positioned adjacent to the first electrode 710 between the first electrode 710 and the light emitting material layer 750 and , An electron transport layer 744 positioned adjacent to the light emitting material layer 750 between the first electrode 710 and the light emitting material layer 750 .

전자 주입층(742)은 Al, Cd, Cs, Cu, Ga, Ge, In, Li과 같은 금속에 불소가 도핑되거나 결합된 소재로 이루어지거나, Al, Mg, In, Li, Ga, Cd, Cs, Cu 등으로 도핑되거나 도핑되지 않은 이산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO), 산화지르코늄(ZrO), 산화주석(SnO2), 산화텅스텐(WO3), 산화탄탈륨(Ta2O3)와 같은 금속 산화물로 이루어질 수 있다. The electron injection layer 742 is made of a material in which fluorine is doped or bonded to a metal such as Al, Cd, Cs, Cu, Ga, Ge, In, or Li, or Al, Mg, In, Li, Ga, Cd, or Cs. Titanium dioxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), zirconium oxide (ZrO), tin oxide (SnO 2 ), tungsten oxide (WO 3 ), tantalum oxide (Ta 2 O 3 ), doped or undoped with Cu, etc. It may be made of a metal oxide such as.

전자 수송층(744)은 무기물 및/또는 유기물로 이루어질 수 있다. 전자 수송층(744)이 무기물로 이루어지는 경우, 전자 수송층(744)은 Al, Mg, In, Li, Ga, Cd, Cs, Cu 등으로 도핑되거나 도핑되지 않은 TiO2, ZnO, ZrO, SnO2, WO3, Ta2O3, HfO3, Al2O3, ZrSiO4, BaTiO3, BaZrO3와 같은 금속/비금속 산화물 및/또는 Al, Mg, In, Li, Ga, Cd, Cs, Cu 등으로 도핑되거나 도핑되지 않은 CdS, ZnSe, ZnS와 같은 반도체 입자, Si3N4와 같은 질화물 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 무기물로 이루어질 수 있다. The electron transport layer 744 may be made of an inorganic material and/or an organic material. When the electron transport layer 744 is made of an inorganic material, the electron transport layer 744 is TiO 2 , ZnO, ZrO, SnO 2 , WO that is doped or undoped with Al, Mg, In, Li, Ga, Cd, Cs, Cu, or the like. 3 , Ta 2 O 3 , HfO 3 , Al 2 O 3 , ZrSiO 4 , BaTiO 3 , BaZrO 3 and/or doped with metal/non-metal oxides such as Al, Mg, In, Li, Ga, Cd, Cs, Cu, etc. It may be made of an inorganic material selected from the group consisting of semiconductor particles such as undoped or undoped CdS, ZnSe, and ZnS, nitrides such as Si 3 N 4 , and combinations thereof.

전자 수송층(744)이 유기물로 이루어지는 경우, 전자 수송층(744)은 옥사졸계 화합물, 이소옥사졸계 화합물, 트리아졸계 화합물, 이소티아졸계 화합물, 옥시디아졸계 화합물, 티아디자올계 화합물, 페릴렌(perylene)계 화합물이나 알루미늄 착물을 사용할 수 있다. 구체적으로, 전자 수송층(744)을 구성할 수 있는 유기 물질은 TAZ, BCP, TPBi, Alq3, Balq, Salq 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 유기물로 이루어질 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. When the electron transport layer 744 is made of an organic material, the electron transport layer 744 may include an oxazole-based compound, an isoxazole-based compound, a triazole-based compound, an isothiazole-based compound, an oxidiazole-based compound, a thiadizaol-based compound, or perylene. A base compound or an aluminum complex can be used. Specifically, organic materials that may constitute the electron transport layer 744 include TAZ, BCP, TPBi, It may be made of an organic material selected from the group consisting of Alq 3 , Balq, Salq, and combinations thereof, but the present invention is not limited thereto.

제 1 전하 이동층(740)은 전자 수송층(744)의 1층으로만 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 전술한 무기물로 이루어지는 전자 수송 재료에 세슘카보네이트를 블렌딩한 전자 수송층(744)의 1층으로 제 1 전하 이동층(744)을 형성할 수도 있다. 일례로, 전자 주입층(742) 및 전자 수송층(744)은 10 내지 200 nm, 바람직하게는 10 내지 100 nm의 두께로 적층될 수 있다.The first charge transfer layer 740 may be formed of only one layer of the electron transport layer 744 . For example, the first charge transfer layer 744 may be formed with one layer of the electron transport layer 744 obtained by blending cesium carbonate with the aforementioned inorganic electron transport material. For example, the electron injection layer 742 and the electron transport layer 744 may be stacked to a thickness of 10 to 200 nm, preferably 10 to 100 nm.

발광물질층(750)은 본 발명에 따라 양자점 코어(110)와 쉘(120)로 이루어지는 발광 입자(100)를 포함한다. The light-emitting material layer 750 includes light-emitting particles 100 composed of a quantum dot core 110 and a shell 120 according to the present invention.

본 실시형태에서, 제 2 전하 이동층(760)은 발광물질층(750)으로 정공을 공급하는 정공 이동층일 수 있다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 제 2 전하 이동층(760)은 제 2 전극(720)과 발광물질층(750) 사이에서 제 2 전극(720)에 인접하게 위치하는 정공 주입층(762)과, 제 2 전극(720)과 발광물질층(750) 사이에서 발광물질층(750)에 인접하게 위치하는 정공 수송층(764)을 포함한다. In this embodiment, the second charge transfer layer 760 may be a hole transfer layer supplying holes to the light emitting material layer 750 . In one exemplary embodiment, the second charge transfer layer 760 includes a hole injection layer 762 positioned adjacent to the second electrode 720 between the second electrode 720 and the light emitting material layer 750 and , and a hole transport layer 764 positioned adjacent to the light emitting material layer 750 between the second electrode 720 and the light emitting material layer 750 .

정공 주입층(762)은 PEDOT:PSS, F4-TCNQ이 도핑된 TDATA, 예를 들어 F4-TCNQ가 도핑된 ZnPc)와 같은 p-도핑된 프탈로시아닌, F4-TCNQ가 도핑된 α-NPD), HAT-CN 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 물질로 이루어질 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. 일례로 F4-TCNQ와 같은 도펀트는 호스트에 대하여 1 내지 20 중량%의 비율로 도핑될 수 있다. The hole injection layer 762 is PEDOT:PSS, TDATA doped with F4-TCNQ, eg p-doped phthalocyanine such as ZnPc doped with F4-TCNQ, α-NPD doped with F4-TCNQ), HAT It may be made of a material selected from the group consisting of -CN and combinations thereof, but the present invention is not limited thereto. For example, a dopant such as F4-TCNQ may be doped in an amount of 1 to 20% by weight with respect to the host.

정공 수송층(764)은 무기물 또는 유기물로 이루어질 수 있다. 일례로, 정공 수송층(464)이 유기물로 이루어지는 경우, 정공 수송층(464)은 CBP, α-NPD, TPD, spiro-TPD, DNTPD, TCTA와 같은 아릴 아민류, 폴리아닐린(polyaniline), 폴리피롤(polypyrrole), 폴리(페닐렌 비닐렌)(poly(phenylene vinylene)), 구리 프탈로시아닌(copper phthalocyanine), 방향족 3차 아민(aromatic tertiary amine) 또는 다핵 방향족 3차 아민(polynuclear aromatic tertiary amine), 4,4'-비스(p-카바졸릴)-1,1'-비페닐 화합물(4,4'-bis(p-carbazolyl)-1,1'-biphenyl compound), N,N,N',N'-테트라아릴벤지딘(N,N,N',N'-tetraarylbenzidine), PEDOT:PSS 및 그 유도체, 폴리-N-비닐카바졸 유도체(poly-N-vinylcarbazole derivatives), MEH-PPV나 MOMO-PPV와 같은 폴리(파라)페닐렌비닐렌 유도체(polyphenylenevinylene derivatives), 폴리메타크릴레이트 유도체(polymethacrylate derivatives), 폴리(9,9-옥틸플루오렌) (poly(9,9-octylfluorene)) 및 그 유도체, 폴리(스파이로-플루오렌)(poly(spiro-fluorene)) 및 그 유도체, NPB, m-MTDATA, TFB, (spiro-NPB, PVK 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 유기물로 이루어질 수 있다. The hole transport layer 764 may be made of an inorganic or organic material. For example, when the hole transport layer 464 is made of an organic material, the hole transport layer 464 may include aryl amines such as CBP, α-NPD, TPD, spiro-TPD, DNTPD, and TCTA, polyaniline, polypyrrole, poly(phenylene vinylene), copper phthalocyanine, aromatic tertiary amine or polynuclear aromatic tertiary amine, 4,4'-bis (p-carbazolyl)-1,1'-biphenyl compound (4,4'-bis(p-carbazolyl)-1,1'-biphenyl compound), N,N,N',N'-tetraarylbenzidine (N,N,N',N'-tetraarylbenzidine), PEDOT:PSS and its derivatives, poly-N-vinylcarbazole derivatives, and poly(para-methylamines) such as MEH-PPV or MOMO-PPV. ) phenylenevinylene derivatives, polymethacrylate derivatives, poly(9,9-octylfluorene) and its derivatives, poly(spiro- It may be made of an organic material selected from the group consisting of fluorene) (poly(spiro-fluorene)) and its derivatives, NPB, m-MTDATA, TFB, (spiro-NPB, PVK, and combinations thereof.

정공 수송층(764)이 무기물로 이루어지는 경우, 정공 수송층(764)은 NiO, MoO3, Cr2O3, Bi2O3 또는 p-형 ZnO,와 같은 금속 산화물이나 티오시안구리(CuSCN), Mo2S, p-형 GaN과 같은 비-산화 등가물 또는 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 무기물로 이루어질 수 있다. When the hole transport layer 764 is made of an inorganic material, the hole transport layer 764 is a metal oxide such as NiO, MoO 3 , Cr 2 O 3 , Bi 2 O 3 or p-type ZnO, copper thiocyanate (CuSCN), Mo 2 S, non-oxidizing equivalents such as p-type GaN, or combinations thereof.

제 2 전하 이동층(760)은 단일층으로 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 정공 주입층(762)이 생략되고 제 2 전하 이동층(760)은 정공 수송층(764)만으로 이루어질 수도 있고, 전술한 정공 수송 유기물에 정공 주입 물질(일례로 PEDOT:PSS)가 도핑되어 이루어질 수도 있다. 정공 주입층(762)과 정공 수송층(764)의 두께는 10 nm 내지 200 nm, 바람직하게는 10 nm 내지 100 nm일 수 있지만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.The second charge transfer layer 760 may be formed of a single layer. For example, the hole injection layer 762 may be omitted and the second charge transfer layer 760 may consist of only the hole transport layer 764, and the hole injection material (for example, PEDOT:PSS) may be doped with the hole transport organic material. may be done. The hole injection layer 762 and the hole transport layer 764 may have a thickness of 10 nm to 200 nm, preferably 10 nm to 100 nm, but the present invention is not limited thereto.

본 발명에 따라 다양한 파장대의 발광을 구현할 수 있으며, 발광 효율이 우수한 발광 입자(100)가 적용된 양자점 발광다이오드(700)의 발광 효율 및 휘도를 향상시킬 수 있다. According to the present invention, it is possible to implement light emission in various wavelength bands, and it is possible to improve the light-emitting efficiency and luminance of the quantum dot light-emitting diode 700 to which the light-emitting particles 100 having excellent light-emitting efficiency are applied.

계속해서, 본 발명에 따른 발광 입자가 발광층에 적용된 양자점 발광다이오드를 가지는 양자점 발광 표시장치에 대해서 설명한다. 도 9는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 양자점 발광 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다. Subsequently, a quantum dot light emitting display device having a quantum dot light emitting diode in which light emitting particles according to the present invention are applied to a light emitting layer will be described. 9 is a schematic cross-sectional view of a quantum dot light emitting display device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 9에 도시한 바와 같이, 양자점 발광 표시장치(800)는, 기판(810)과, 기판(810) 상에 위치하는 구동 소자인 박막트랜지스터(Tr)와, 박막트랜지스터(Tr)에 연결되는 발광다이오드(D)를 포함한다. As shown in FIG. 9, the quantum dot light emitting display device 800 includes a substrate 810, a thin film transistor (Tr) as a driving element positioned on the substrate 810, and light emitting connected to the thin film transistor (Tr). Diode (D) is included.

기판(810) 상에는 산화물 반도체 물질 또는 다결정 실리콘으로 이루어지는 반도체층(822)이 형성된다. 반도체층(822)이 산화물 반도체 물질로 이루어질 경우, 반도체층(822) 하부에는 차광패턴(도시하지 않음)이 형성될 수 있으며, 차광패턴은 반도체층(822)으로 빛이 입사되는 것을 방지하여 반도체층(822)이 빛에 의해 열화되는 것을 방지한다. 이와 달리, 반도체층(822)은 다결정 실리콘으로 이루어질 수도 있으며, 이 경우 반도체층(822)의 양 가장자리에 불순물이 도핑되어 있을 수 있다.A semiconductor layer 822 made of an oxide semiconductor material or polycrystalline silicon is formed on the substrate 810 . When the semiconductor layer 822 is made of an oxide semiconductor material, a light-shielding pattern (not shown) may be formed under the semiconductor layer 822, and the light-shielding pattern prevents light from entering the semiconductor layer 822 to prevent light from entering the semiconductor layer 822. Layer 822 is prevented from being degraded by light. Alternatively, the semiconductor layer 822 may be made of polycrystalline silicon, and in this case, both edges of the semiconductor layer 822 may be doped with impurities.

반도체층(822) 상부에는 절연물질로 이루어진 게이트 절연막(824)이 형성된다. 게이트 절연막(824)은 산화 실리콘(SiO2) 또는 질화 실리콘(SiNx)과 같은 무기절연물질로 이루어질 수 있다. 게이트 절연막(824) 상부에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어진 게이트 전극(830)이 반도체층(822)의 중앙에 대응하여 형성된다. A gate insulating layer 824 made of an insulating material is formed on the semiconductor layer 822 . The gate insulating layer 824 may be formed of an inorganic insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiNx). A gate electrode 830 made of a conductive material such as metal is formed on the gate insulating layer 824 to correspond to the center of the semiconductor layer 822 .

게이트 전극(830) 상부에는 절연물질로 이루어진 층간 절연막(832)이 형성된다. 층간 절연막(832)은 산화 실리콘(SiO2)이나 질화 실리콘(SiNx)과 같은 무기절연물질로 형성되거나, 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene)이나 포토 아크릴(photo-acryl)과 같은 유기절연물질로 형성될 수 있다. An interlayer insulating layer 832 made of an insulating material is formed on the gate electrode 830 . The interlayer insulating film 832 may be formed of an inorganic insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiNx), or an organic insulating material such as benzocyclobutene or photo-acryl. there is.

층간 절연막(832)은 반도체층(822)의 양측을 노출하는 제 1 및 제 2 콘택홀(834, 836)을 갖는다. 제 1 및 제 2 콘택홀(834, 836)은 게이트 전극(830)의 양측에서 게이트 전극(830)과 이격되어 위치한다. 층간 절연막(832) 상에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어지는 소스 전극(840)과 드레인 전극(842)이 형성된다. The interlayer insulating film 832 has first and second contact holes 834 and 836 exposing both sides of the semiconductor layer 822 . The first and second contact holes 834 and 836 are spaced apart from the gate electrode 830 on both sides of the gate electrode 830 . A source electrode 840 and a drain electrode 842 made of a conductive material such as metal are formed on the interlayer insulating film 832 .

소스 전극(840)과 드레인 전극(842)은 게이트 전극(830)을 중심으로 이격되어 위치하며, 각각 상기 제 1 및 제 2 콘택홀(834, 836)을 통해 상기 반도체층(822)의 양측과 접촉한다. The source electrode 840 and the drain electrode 842 are spaced apart from each other around the gate electrode 830, and both sides of the semiconductor layer 822 through the first and second contact holes 834 and 836, respectively. make contact

반도체층(822), 게이트 전극(830), 소스 전극(840), 드레인 전극(842)은 구동 소자인 박막트랜지스터(Tr)를 이룬다. The semiconductor layer 822, the gate electrode 830, the source electrode 840, and the drain electrode 842 form a thin film transistor Tr as a driving element.

도 9에서, 박막트랜지스터(Tr)는 반도체층(822)의 상부에 게이트 전극(830), 소스 전극(840) 및 드레인 전극(842)이 위치하는 코플라나(coplanar) 구조를 가진다.이와 달리, 박막트랜지스터(Tr)는 반도체층의 하부에 게이트 전극이 위치하고 반도체층의 상부에 소스 전극과 드레인 전극이 위치하는 역 스태거드(inverted staggered) 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 반도체층은 비정질 실리콘으로 이루어질 수 있다. In FIG. 9 , the thin film transistor Tr has a coplanar structure in which a gate electrode 830, a source electrode 840, and a drain electrode 842 are positioned on top of a semiconductor layer 822. Unlike this, The thin film transistor Tr may have an inverted staggered structure in which a gate electrode is positioned below the semiconductor layer and a source electrode and a drain electrode are positioned above the semiconductor layer. In this case, the semiconductor layer may be made of amorphous silicon.

도시하지 않았으나, 게이트 배선과 데이터 배선이 서로 교차하여 화소영역을 정의하며, 게이트 배선과 데이터 배선에 연결되는 스위칭 소자가 더 형성된다. 스위칭 소자는 구동 소자인 박막트랜지스터(Tr)에 연결된다. 또한, 파워 배선이 게이트 배선 또는 데이터 배선과 평행하게 이격되어 형성되며, 일 프레임(frame) 동안 구동소자인 박막트랜지스터(Tr)의 게이트 전극의 전압을 일정하게 유지되도록 하기 위한 스토리지 캐패시터가 더 구성될 수 있다.Although not shown, a gate line and a data line cross each other to define a pixel area, and a switching element connected to the gate line and the data line is further formed. The switching element is connected to the thin film transistor Tr, which is a driving element. In addition, the power line is formed parallel to and spaced apart from the gate line or the data line, and a storage capacitor is further configured to maintain the voltage of the gate electrode of the thin film transistor (Tr), which is a driving element, constant during one frame. can

한편, 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(842)을 노출하는 드레인 콘택홀(852)을 가지는 보호층(850)이 박막트랜지스터(Tr)를 덮으며 형성된다. Meanwhile, a protective layer 850 having a drain contact hole 852 exposing the drain electrode 842 of the thin film transistor Tr is formed to cover the thin film transistor Tr.

보호층(850) 상에는 드레인 콘택홀(852)을 통해 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(842)에 연결되는 제 1 전극(910)이 각 화소 영역 별로 분리되어 형성된다. 제 1 전극(910)은 양극(anode) 또는 음극(cathode)일 수 있으며, 일함수 값이 비교적 큰 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제 1 전극(910)은 ITO, IZO, ITZO, ICO, SnO2, In2O3, Cd:ZnO, F:SnO2, In:SnO2, Ga:SnO2 및 AZO와 같은 도핑되거나 도핑되지 않은 금속 산화물이거나, 전술한 금속 산화물 이외에도 니켈(Ni), 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 이리듐(Ir) 또는 탄소나노튜브를 포함하는 금속 소재로 이루어질 수 있다.On the protective layer 850, a first electrode 910 connected to the drain electrode 842 of the thin film transistor Tr through the drain contact hole 852 is formed separately for each pixel area. The first electrode 910 may be an anode or a cathode, and may be made of a conductive material having a relatively high work function value. For example, the first electrode 910 is doped with ITO, IZO, ITZO, ICO, SnO 2 , In 2 O 3 , Cd:ZnO, F:SnO 2 , In:SnO 2 , Ga:SnO 2 and AZO. It may be an undoped or undoped metal oxide, or may be made of a metal material including nickel (Ni), platinum (Pt), gold (Au), silver (Ag), iridium (Ir), or carbon nanotubes in addition to the above-mentioned metal oxides. .

한편, 본 발명의 양자점 발광 표시장치(800)가 상부 발광 방식(top-emission type)인 경우, 제 1 전극(910) 하부에는 반사전극 또는 반사층이 더욱 형성될 수 있다. 예를 들어, 반사전극 또는 반사층은 알루미늄-팔라듐-구리(aluminum-paladium-copper: APC) 합금으로 이루어질 수 있다.Meanwhile, when the quantum dot light emitting display device 800 of the present invention is a top-emission type, a reflective electrode or a reflective layer may be further formed below the first electrode 910 . For example, the reflective electrode or reflective layer may be made of an aluminum-palladium-copper (APC) alloy.

또한, 보호층(850) 상에는 제 1 전극(910)의 가장자리를 덮는 뱅크층(868)이 형성된다. 뱅크층(868)은 화소영역에 대응하여 제 1 전극(910)의 중앙을 노출한다.In addition, a bank layer 868 covering an edge of the first electrode 910 is formed on the passivation layer 850 . The bank layer 868 exposes the center of the first electrode 910 corresponding to the pixel area.

제 1 전극(910) 상에는 본 발명에 따른 발광 입자(100)를 포함하는 발광층(930)이 형성된다. 발광층(930)은 발광물질층으로만 이루어질 수도 있으나, 발광 효율을 높이기 위하여 다수의 전하 이동층을 가질 수 있다. 일례로, 제 1 전극(910)과 발광층(930) 사이에 제 1 전하 이동층(640, 740, 도 7 및 8 참조)가 형성되고, 발광층(930)과 제 2 전극(920) 사이에 제 2 전하 이동층(660, 760, 도 7 및 8 참조)가 더욱 형성될 수 있다. A light emitting layer 930 including the light emitting particles 100 according to the present invention is formed on the first electrode 910 . The light emitting layer 930 may be formed of only a light emitting material layer, but may include a plurality of charge transfer layers to increase light emitting efficiency. For example, a first charge transfer layer (640, 740, see FIGS. 7 and 8) is formed between the first electrode 910 and the light emitting layer 930, and between the light emitting layer 930 and the second electrode 920. 2 charge transfer layers 660 and 760 (see FIGS. 7 and 8) may be further formed.

발광층(930)이 형성된 기판(810) 상부로 제 2 전극(920)이 형성된다. 제 2 전극(920)은 표시영역의 전면에 위치하며 일함수 값이 비교적 작은 도전성 물질로 이루어질 수 있으며, 음극 또는 양극일 수 있다. 예를 들어, 제 2 전극(920)은 Ca, Ba, Ca/Al, LiF/Ca, LiF/Al, BaF2/Al, CsF/Al, CaCO3/Al, BaF2/Ca/Al, Al, Mg, Au:Mg 또는 Ag:Mg일 수 있다.A second electrode 920 is formed on the substrate 810 on which the light emitting layer 930 is formed. The second electrode 920 is positioned on the entire surface of the display area and may be made of a conductive material having a relatively low work function value, and may be a cathode or an anode. For example, the second electrode 920 may be Ca, Ba, Ca/Al, LiF/Ca, LiF/Al, BaF 2 /Al, CsF/Al, CaCO 3 /Al, BaF 2 /Ca/Al, Al, Mg, Au:Mg or Ag:Mg.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 발광 입자(100)는 안정적인 결정 구조가 가능한 양자점 코어를 구성하는 성분들의 조성비를 달리하거나 쉘의 두께를 조절하여 다양한 파장대의 발광을 구현할 수 있다. 또한, 양자점 코어를 에워싸는 쉘을 형성하여 양자 효율을 배가할 수 있고, 산소나 수분의 영향으로 인한 광퇴화 현상을 방지할 수 있으며, 쉘의 두께를 크게하여 FRET 현상을 방지할 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 발광 입자(100)가 적용된 양자점 발광다이오드(D)의 발광 효율이 증가하여, 양자점 발광 표시장치(800)의 휘도를 향상시킬 수 있다. As described above, the light-emitting particle 100 according to the present invention can implement light emission in various wavelength bands by changing the composition ratio of components constituting the quantum dot core capable of a stable crystal structure or by adjusting the thickness of the shell. In addition, the quantum efficiency can be doubled by forming a shell surrounding the quantum dot core, the photodegradation phenomenon caused by the influence of oxygen or moisture can be prevented, and the FRET phenomenon can be prevented by increasing the thickness of the shell. Accordingly, the luminance of the quantum dot light emitting display device 800 can be improved by increasing the light emitting efficiency of the quantum dot light emitting diode D to which the light emitting particles 100 according to the present invention are applied.

이하, 예시적인 실시예를 통하여 본 발명을 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예에 기재된 기술사상으로 한정되지 않는다. Hereinafter, the present invention will be described through exemplary examples, but the present invention is not limited to the technical idea described in the following examples.

실시예 1: CHExample 1: CH 33 NHNH 33 SnBrSnBr 33 -SnBr-SnBr 22 /SiO/SiO 22 합성 synthesis

1몰의 메틸아민(CH3NH2)과 1몰의 브롬화수소(HBr, 48%, Aldrich 사)를 반응시켜 CH3NH3Br 전구체를 다음과 같이 합성하였다. 3구 라운드 플라스크에 30 mL의 메틸아민(메틸알코올에 용해된 33%, Aldrich 사) 용액의 온도를 0℃로 낮추기 위하여 얼음물 조건에서 교반시켰다. 그리고 30 mL (0.68 mol)의 메틸아민 용액에 36.7 mL(0.68 mol)의 브롬화수소(HBr, 48%, Aldrich)를 천천히 적가하였다. 2시간 후 반응을 종료하고, 반응 원액을 50℃에서 감압 여과하여 반응 결과물인 침전물을 얻었다. 반응 결과물을 디에틸에테르로 원심분리기를 통해 3회 정제하여 흰색의 반응 결과물인 CH3NH3Br을 24시간 동안 상온에서 진공 오븐을 통해 건조하였다. CH3NH3SnBr3와 SnBr2(99%, Aldrich 사)가 혼재된 발광 입자 코어(이하, CH3NH3SnBr3 코어)는 다음과 같이 합성하였다. 진공 글러브 박스의 질소 기류 하에서 3구 라운드 플라스크에 0.072 g (0.64 mmol)의 CH3NH3Br과 0.178 g (0.64 mmol) SnBr2을 첨가하였다. 반응 플라스크는 질소 기류 조건 하에서 100 ㎕의 n-octylamine(≥ 99.5%, Aldrich), 2 mL의 oleic acid(acid (OA, 90%, Aldrich) 그리고 20 mL 의 ), N-dimethylformamide (DMF, analytical grade, Aldrich 사) 3구 라운드 반응 플라스크 주입하고 투명한 용액이 될 때까지 교반하였다. 반응 용액의 10 mL을 채취하여 또 다른 1구 삼각 플라스크에 있는 100 mL의 toluene(analytical grade, H2O 함량 0.018% , 대정화금, korea)에 0.1 mL/min로 천천히 적가하였다. 반응 용액을 질소 기류 하에서 24시간 동안 교반하고 반응을 종료하였다. 반응 용액을 10,000 rpm에서 10분 동안 원심 분리기를 통해 정제하여 CH3NH3SnBr3을 주재로 함유하는 침전물을 얻었다. A CH 3 NH 3 Br precursor was synthesized by reacting 1 mole of methylamine (CH 3 NH 2 ) with 1 mole of hydrogen bromide (HBr, 48 %, Aldrich Co.) as follows. In order to lower the temperature of 30 mL of methylamine (33% dissolved in methyl alcohol, Aldrich Co.) solution in a three-necked round flask, it was stirred in ice water conditions. Then, 36.7 mL (0.68 mol) of hydrogen bromide (HBr, 48%, Aldrich) was slowly added dropwise to 30 mL (0.68 mol) of methylamine solution. The reaction was terminated after 2 hours, and the reaction stock solution was filtered under reduced pressure at 50° C. to obtain a precipitate as a reaction product. The reaction product was purified three times with diethyl ether using a centrifuge, and the white reaction product, CH 3 NH 3 Br, was dried in a vacuum oven at room temperature for 24 hours. A light-emitting particle core (hereinafter referred to as CH 3 NH 3 SnBr 3 core) in which CH 3 NH 3 SnBr 3 and SnBr 2 (99%, Aldrich) were mixed was synthesized as follows. 0.072 g (0.64 mmol) of CH 3 NH 3 Br and 0.178 g (0.64 mmol) SnBr 2 were added to a three-necked round flask under a nitrogen stream in a vacuum glove box. The reaction flask contained 100 μl of n-octylamine (≥ 99.5%, Aldrich), 2 mL of oleic acid (acid (OA, 90%, Aldrich) and 20 mL of ), N-dimethylformamide (DMF, analytical grade) under a nitrogen atmosphere. , Aldrich) into a three-necked round reaction flask and stirred until a clear solution. 10 mL of the reaction solution was collected and slowly added dropwise at 0.1 mL/min to 100 mL of toluene (analytical grade, H 2 O content 0.018%, Daejeong Chemical & Gold, Korea) in another one-neck Erlenmeyer flask. The reaction solution was stirred for 24 hours under a nitrogen stream to complete the reaction. The reaction solution was purified by centrifugation at 10,000 rpm for 10 minutes to obtain a precipitate mainly containing CH 3 NH 3 SnBr 3 .

계속해서, 코어에 실리카 쉘을 다음과 같은 방법으로 형성하였다. 50 mL 3구 라운드 플라스크에 1.2 mg CH3NH3SnBr3를 주요 성분으로 하는 양자점 코어에, 20 mL의 toluene (0.0623%의 H2O 포함)을 넣고 100 ㎕의 TMOS(tetra methyl orthosilicate, Aldrich 사)를 질소 기류 하에서 주입하고 교반하였다. 반응 온도는 25℃, 습도는 60%로 유지하면서 36시간 동안 교반하고 반응을 종료하였다. 반응 용액을 10,000 rpm에서 10분 동안 원심 분리기를 통해 정제하여 CH3NH3SnBr3/SiO2 침전물을 얻었다(이하, CH3NH3SnBr3/SiO2 또는 MASnBr3/SiO2로 표시함). 합성된 CH3NH3SnBr3/SiO2에 대한 에너지 밴드 다이어그램을 도 10에, CH3NH3SnBr3/SiO2의 발광 형태를 도 11에 나타낸다. 합성된 CH3NH3SnBr3/SiO2 발광 입자는 녹색으로 발광하는 것을 확인하였다. Subsequently, a silica shell was formed on the core in the following manner. In a 50 mL three-neck round flask, 20 mL of toluene (including 0.0623% H 2 O) was added to a quantum dot core containing 1.2 mg CH 3 NH 3 SnBr 3 as a main component, and 100 μl of TMOS (tetra methyl orthosilicate, manufactured by Aldrich) was added. ) was injected under a nitrogen stream and stirred. While maintaining the reaction temperature at 25° C. and humidity at 60%, the mixture was stirred for 36 hours and the reaction was terminated. The reaction solution was purified by centrifugation at 10,000 rpm for 10 minutes to obtain CH 3 NH 3 SnBr 3 /SiO 2 precipitate (hereafter referred to as CH 3 NH 3 SnBr 3 /SiO 2 or MASnBr 3 /SiO 2 ). FIG. 10 shows an energy band diagram of the synthesized CH 3 NH 3 SnBr 3 /SiO 2 , and FIG. 11 shows an emission form of CH 3 NH 3 SnBr 3 /SiO 2 . It was confirmed that the synthesized CH 3 NH 3 SnBr 3 /SiO 2 light-emitting particles emit green light.

실시예 2: CHExample 2: CH 33 NHNH 33 SnISnI 33 -SnI-SnI 22 /SiO/SiO 22 합성 synthesis

다음과 같은 방법으로 전구체인 CH3NH3I를 합성하였다. 3구 라운드 플라스크에 30 mL의 메틸아민 용액의 반응온도를 0℃로 만들어 주기 위해 얼음물 조건에서 교반하였다. 30 mL (0.68 mol)의 메틸아민 용액에 51 mL(0.68 mol) 요오드화 수소(HI, 47%, Aldrich 사)을 천천히 적가하였다. 2 시간 후 반응을 종료하고 반응 원액을 50℃에서 감압 여과 장치로 반응 결과물인 침전물을 얻었다. 반응 결과물을 디에틸 에테르로 원심 분리기를 통해 3회 정제하여 하얀색의 반응 결과물인 CH3NH3I 을 24시간 동안 상온의 온도에서 진공 오븐을 통해 건조하였다. The precursor CH 3 NH 3 I was synthesized in the following manner. The reaction temperature of 30 mL of methylamine solution in a three-necked round flask was stirred in ice water conditions to make it 0 ° C. 51 mL (0.68 mol) hydrogen iodide (HI, 47%, Aldrich Co.) was slowly added dropwise to 30 mL (0.68 mol) of methylamine solution. After 2 hours, the reaction was terminated, and the reaction stock solution was filtered under reduced pressure at 50° C. to obtain a precipitate as a result of the reaction. The reaction product was purified three times with diethyl ether through a centrifuge, and the white reaction product, CH 3 NH 3 I, was dried in a vacuum oven at room temperature for 24 hours.

CH3NH3SnI3와 SnI2(99%, Aldrich 사)가 혼재된 발광 입자 코어(이하, CH3NH3SnBr3 코어)는 다음과 같이 합성하였다. 진공 글러브 박스의 질소 기류 하에서 3구 라운드 플라스크에 0.119 g (0.64 mmol)의 CH3NH3I와, 0.238 g (0.64 mmol) SnI2을 첨가하였다. 반응 플라스크는 질소 기류 조건 하에서 40 ㎕의 n-옥틸아민, 2 mL의 올레산, 10 mL 의 THF(tetrahydrofuran, 99.5%, Aldrich 사)을 3구 라운드 반응 플라스크 주입하고 투명한 용액이 될 때까지 교반하였다. 반응 용액의 2 mL을 채취하여 또 다른 1구 삼각 플라스크에 있는 50 mL의 toluene에 0.1 mL/min로 천천히 적가하였다. 반응 용액을 질소 기류 하에서 24시간 동안 교반하고 반응을 종료하였다. 반응 용액을 10,000 rpm에서 10분 동안 원심 분리기를 통해 정제하여 CH3NH3SnI3 을 주재로 하는 침전물을 얻었다. A light emitting particle core (hereinafter referred to as CH 3 NH 3 SnBr 3 core) in which CH 3 NH 3 SnI 3 and SnI 2 (99%, Aldrich) were mixed was synthesized as follows. 0.119 g (0.64 mmol) of CH 3 NH 3 I and 0.238 g (0.64 mmol) SnI 2 were added to a three-necked round flask under a nitrogen atmosphere in a vacuum glove box. In the reaction flask, 40 μl of n-octylamine, 2 mL of oleic acid, and 10 mL of THF (tetrahydrofuran, 99.5%, Aldrich) were injected into a three-necked round reaction flask under a nitrogen stream, and the mixture was stirred until a clear solution. 2 mL of the reaction solution was collected and slowly added dropwise at 0.1 mL/min to 50 mL of toluene in another one-neck Erlenmeyer flask. The reaction solution was stirred for 24 hours under a nitrogen stream to complete the reaction. The reaction solution was purified by centrifugation at 10,000 rpm for 10 minutes to obtain a precipitate mainly composed of CH 3 NH 3 SnI 3 .

이어서, 50 mL 3구 라운드 플라스크에 1.2 mg CH3NH3SnI3를 주재로 하는 양자점 코어와 20 mL의 toluene (0.0623% 의 H2O 포함)을 넣고 100 ㎕ TMOS를 질소 기류 하에서 주입하고 교반하였다. 반응 온도는 25℃, 습도는 60%를 유지하면서 36시간 동안 교반하고 반응을 종료하였다. 반응 용액을 10,000 rpm에서 10분 동안 원심 분리기를 통해 정제하여 CH3NH3SnI3/SiO2 침전물을 얻었다(이하, CH3NH3SnI3/SiO2 또는 MASnI3/SiO2로 표시함). 합성된 CH3NH3SnI3/SiO2에 대한 에너지 밴드 다이어그램을 도 12에, 합성된 CH3NH3SnI3/SiO2의 발광 형태를 도 13에 나타낸다. 합성된 CH3NH3SnI3/SiO2 발광 입자는 적색으로 발광하는 것을 확인하였다. Subsequently, 1.2 mg of CH 3 NH 3 SnI 3- based quantum dot core and 20 mL of toluene (including 0.0623% H 2 O) were placed in a 50 mL three-necked round flask, and 100 μl TMOS was injected under a nitrogen stream and stirred. . While maintaining the reaction temperature at 25° C. and the humidity at 60%, the mixture was stirred for 36 hours and the reaction was terminated. The reaction solution was purified by centrifugation at 10,000 rpm for 10 minutes to obtain CH 3 NH 3 SnI 3 /SiO 2 precipitate (hereafter referred to as CH 3 NH 3 SnI 3 /SiO 2 or MASnI 3 /SiO 2 ). FIG. 12 shows an energy band diagram for the synthesized CH 3 NH 3 SnI 3 /SiO 2 , and FIG. 13 shows an emission form of the synthesized CH 3 NH 3 SnI 3 /SiO 2 . It was confirmed that the synthesized CH 3 NH 3 SnI 3 /SiO 2 light-emitting particles emit red light.

비교예 1: CHComparative Example 1: CH 33 NHNH 33 SnBrSnBr 33 -SnBr-SnBr 22

실시예 1에서 쉘인 SiO2를 형성하지 않은 양자점 코어를 합성하였다(이하, CH3NH3SnBr3 또는 MASnBr3로 표시함). In Example 1, a quantum dot core without forming SiO 2 as a shell was synthesized (hereinafter referred to as CH 3 NH 3 SnBr 3 or MASnBr 3 ).

비교예 2: CHComparative Example 2: CH 33 NHNH 33 SnIrSnIr 33 -SnI-SnI 22

실시예 1에서 쉘인 SiO2를 형성하지 않은 양자점 코어를 합성하였다(이하, CH3NH3SnI3/SiO2 또는 MASnI3/SiO2로 표시함). In Example 1, a quantum dot core without SiO 2 as a shell was synthesized (hereinafter referred to as CH 3 NH 3 SnI 3 /SiO 2 or MASnI 3 /SiO 2 ).

비교예 3: CHComparative Example 3: CH 33 NHNH 33 SnBrSnBr 33 -SnBr-SnBr 22 /TiO/TiO 22 합성 synthesis

실시예 1에서 쉘로 사용된 SiO2를 대신하여 TiO2를 사용한 것을 제외하고 실시예 1의 절차를 반복하였다(이하, CH3NH3SnIBr3/TiO2 또는 MASnBr3/TiO2로 표시함). The procedure of Example 1 was repeated except that TiO 2 was used instead of SiO 2 used as the shell in Example 1 (hereafter referred to as CH 3 NH 3 SnIBr 3 /TiO 2 or MASnBr 3 /TiO 2 ).

실험예 1: 코어 및 쉘 확인Experimental Example 1: Confirmation of core and shell

실시예 1에서 합성된 발광 입자에 대하여 TEM을 이용하여 분석하였고, 실시예 1 내지 2와, 비교예 1 내지 2에서 각각 합성된 발광 입자에 대하여 XRD 분석을 수행하였다. TEM 분석 결과를 도 14에, XRD 분석 결과를 도 15에 나타낸다. 도 14에 도시한 바와 같이, 양자점 코어(하단 우측에서 진하게 표시된 부분)에 실리카 쉘이 에워싼 형태를 가지는 발광 입자를 확인하였다. 또한, 도 15에 도시한 바와 같이(도 15에서 (001)로 표시된 부분), 양자점 코어만으로 구성된 발광 입자와 비교해서, 쉘이 포함된 발광 입자는 피크 강도가 증가하거나(실시예 1의 MASnBr3/SiO2와 비교예 1의 MASnBr3 비교), 피크의 폭이 좁아졌다(실시예 1의 MASnBr3/SiO2와 비교예 1의 MASnBr3 비교, 실시예 2의 MASnI3/SiO2와 비교예 2의 MASnI3 비교). 이러한 결과는 실리카 쉘을 포함하는 경우, 양자점 코어만으로 구성된 발광 입자에 비하여 보다 안정적인 결정 구조가 얻어진 것을 의미한다. The light-emitting particles synthesized in Example 1 were analyzed using TEM, and XRD analysis was performed on the light-emitting particles synthesized in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, respectively. TEM analysis results are shown in FIG. 14 and XRD analysis results are shown in FIG. 15 . As shown in FIG. 14, light-emitting particles having a form in which a silica shell is surrounded by a quantum dot core (a portion indicated in bold on the lower right) were confirmed. In addition, as shown in FIG. 15 (the part indicated by (001) in FIG. 15), compared to the light emitting particle composed of only the quantum dot core, the peak intensity of the light emitting particle including the shell is increased (MASnBr 3 of Example 1). /SiO 2 compared with MASnBr 3 in Comparative Example 1), and the width of the peak narrowed (Comparison between MASnBr 3 /SiO 2 in Example 1 and MASnBr 3 in Comparative Example 1, MASnI 3 /SiO 2 in Example 2 and Comparative Example) Compare MASnI 3 of 2). This result means that a more stable crystal structure was obtained when the silica shell was included, compared to the light emitting particle composed only of the quantum dot core.

실험예 2: 발광 특성 평가Experimental Example 2: Evaluation of luminescence characteristics

실시예 1 내지 2에서 합성된 실리카 쉘이 에워싸고 있는 발광 입자와, 비교예 1 내지 비교예 2의 양자점 코어만으로 이루어지는 발광 입자와 비교예 3의 이산화티타늄 쉘이 에워싸고 있는 발광 입자 각각에 대한 발광 특성을 평가하였다. 흡광 측정 결과를 도 16a에, 발광 특성 결과를 도 16b 및 도 16c에 도시하였다. 한편, 표 1은 실시예와 비교예에서 각각 합성된 발광 입자의 발광 특성으로서, 발광 피크, 반치폭(full width at half maximum; FWHM), 양자 효율(quantum yield; QY)을 나타낸다. Luminescent particles surrounded by silica shells synthesized in Examples 1 and 2, light emitting particles consisting only of quantum dot cores in Comparative Examples 1 and 2, and titanium dioxide shells in Comparative Example 3 properties were evaluated. The absorbance measurement results are shown in FIG. 16A, and the emission characteristics are shown in FIGS. 16B and 16C. Meanwhile, Table 1 shows emission characteristics of the light-emitting particles synthesized in Examples and Comparative Examples, including emission peak, full width at half maximum (FWHM), and quantum yield (QY).

발광 특성 평가Evaluation of luminescence properties 실시예Example 발광 입자luminescent particles 발광 피크luminescence peak FWHM
(nm)
FWHM
(nm)
QY(%)QY(%)
실시예 1Example 1 MASnBr3/SiO2 MASnBr 3 /SiO 2 522522 2525 6060 실시예 2Example 2 MASnI3/SiO2 MASnI 3 /SiO 2 615615 2727 4444 비교예 1Comparative Example 1 MASnBr3 MASnBr 3 525525 1919 2020 비교예 2Comparative Example 2 MASnI3 MASnI 3 615615 3535 2222 비교예 3Comparative Example 3 MASnBr3/TiO2 MASnBr 3 /TiO 2 529529 2525 2727

이들 측정 결과에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따라 실리콘계 비정질 소재의 쉘이 형성된 발광 입자는 쉘이 형성되지 않고 양자점 코어만으로 구성되는 입자 또는 이산화티타늄 쉘이 형성된 발광 입자와 비교해서 발광 피크의 강도가 증가하였으며, 양자 효율이 크게 향상되었다. 구체적으로, 쉘이 형성되지 않은 양자점 코어에 비하여 양자 효율은 최고 200% 향상되었으며, 이산화티타늄 코어가 형성된 발광 입자와 비교해서 양자 효율은 122% 증가하였다. 이러한 결과는 실리콘계 쉘을 형성함으로써, 양자점 코어의 발광 효율을 증가시킬 수 있으며, 양자점 코어의 열화를 방지할 수 있다는 것을 알 수 있다. 따라서 본 발명에 따라 얼로이 구조를 가지는 양자점 코어에 실리콘계 쉘을 형성한 발광 입자는 발광 필름이나 엘이디 패키지의 발광 소재로서는 물론이고, 양자점 발광다이오드의 발광 소재로도 활용될 수 있다는 것을 확인하였다. As shown in these measurement results, the emission peak intensity of the light-emitting particles having a shell of silicon-based amorphous material according to the present invention is increased compared to the light-emitting particles having a titanium dioxide shell or particles composed of only a quantum dot core without a shell. and the quantum efficiency was greatly improved. Specifically, the quantum efficiency was improved by up to 200% compared to the quantum dot core in which the shell was not formed, and the quantum efficiency was increased by 122% compared to the light emitting particle in which the titanium dioxide core was formed. From these results, it can be seen that by forming the silicon-based shell, the luminous efficiency of the quantum dot core can be increased and deterioration of the quantum dot core can be prevented. Therefore, it was confirmed that the light emitting particles having a silicon-based shell formed on the quantum dot core having an alloy structure according to the present invention can be used as a light emitting material for a light emitting film or an LED package as well as a light emitting material for a quantum dot light emitting diode.

상기에서는 본 발명의 예시적인 실시형태 및 실시예에 기초하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명이 상기 실시형태 및 실시예에 기재된 기술사상으로 한정되지 않는다. 오히려, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 전술한 실시형태 및 실시예에 기초하여 다양한 변형과 변경을 용이하게 추고할 수 있다. 하지만, 이러한 변형과 변경은 모두 본 발명의 권리범위에 속한다는 사실은 첨부하는 청구범위에서 분명해질 것이다. In the above, the present invention has been described based on exemplary embodiments and examples of the present invention, but the present invention is not limited to the technical idea described in the above embodiments and examples. Rather, those skilled in the art to which the present invention pertains can easily make various modifications and changes based on the above-described embodiments and examples. However, it will be clear from the appended claims that all of these variations and modifications fall within the scope of the present invention.

100, 100A, 100B: 발광 입자
110, 110a, 110b: 코어(core) 120: 쉘(shell)
200, 300: 발광 필름 400, 800: 표시장치
500: 엘이디 패키지
600, 700, D: 양자점 발광다이오드
100, 100A, 100B: luminescent particles
110, 110a, 110b: core 120: shell
200, 300: light emitting film 400, 800: display device
500: LED package
600, 700, D: quantum dot light emitting diode

Claims (15)

페로브스카이트 성분과, 금속 할라이드 성분이 혼합된 얼로이(Alloy) 구조를 가지는 양자점 코어(core); 및
상기 양자점 코어를 둘러싸며 실리콘계 소재로 이루어지는 쉘(shell)
을 포함하고,
상기 양자점 코어는 하기 화학식 1로 표시되는 발광 입자.
화학식 1
[ABX3]a[BX2]1-a
(화학식 1에서 [ABX3]는 페로브스카이트 성분을 나타내고, [BX2]는 금속 할라이드 성분을 나타냄; A는 유기암모늄 또는 알칼리 금속이고, B는 주석(Sn) 또는 게르마늄(Ge)인 4A족 금속, 2가의 전이금속, 알칼리토 금속 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되고, X는 Cl, Br, I 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택됨; a는 [ABX3] 성분의 몰분율을 나타내며, 0 < a < 1임)
A quantum dot core having a perovskite component and a mixed alloy structure of a metal halide component; and
A shell surrounding the quantum dot core and made of a silicon-based material
including,
The quantum dot core is a light-emitting particle represented by Formula 1 below.
Formula 1
[ABX 3 ] a [BX 2 ] 1-a
(In Formula 1, [ABX 3 ] represents a perovskite component, and [BX 2 ] represents a metal halide component; A is an organic ammonium or alkali metal, and B is tin (Sn) or germanium (Ge) 4A is selected from the group consisting of group metals, divalent transition metals, alkaline earth metals, and combinations thereof, X is selected from the group consisting of Cl, Br, I, and combinations thereof; a is the mole fraction of the [ABX 3 ] component , where 0 < a < 1)
제 1항에 있어서,
상기 양자점 코어는 상기 양자점 코어를 구성하는 상기 페로브스카이트 성분인 [ABX3]와 상기 금속 할라이드 성분인 [BX2]가 1:1 내지 5:1의 몰비로 혼재되어 있는 발광 입자.
According to claim 1,
The quantum dot core is a light-emitting particle in which the perovskite component [ABX 3 ] and the metal halide component [BX 2 ] constituting the quantum dot core are mixed in a molar ratio of 1:1 to 5:1.
제 1항에 있어서,
상기 A는 치환되지 않거나 불소로 치환된 C1~C10 알킬암모늄이고, 상기 B는 Sn 또는 Ge인 발광 입자.
According to claim 1,
Wherein A is an unsubstituted or fluorine-substituted C1-C10 alkylammonium, and B is Sn or Ge.
제 1항에 있어서,
상기 쉘(shell)은 실리카(SiO2) 또는 질화 실리콘(SiNx)인 발광 입자.
According to claim 1,
The shell is a light emitting particle of silica (SiO 2 ) or silicon nitride (SiNx).
제 1항에 있어서,
상기 쉘(shell)은 비정질(amorphous) 소재인 발광 입자.
According to claim 1,
The shell is a light-emitting particle of an amorphous material.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 하나의 항에 기재된 발광 입자를 포함하는 발광 필름.
A light-emitting film comprising the light-emitting particles according to any one of claims 1 to 5.
액정 패널;
상기 액정 패널 하부에 위치하며 광원을 포함하는 백라이트 유닛;
상기 액정 패널과 상기 백라이트 유닛 사이에 위치하는 제 6항에 기재된 발광 필름
을 포함하는 액정표시장치.
liquid crystal panel;
a backlight unit located below the liquid crystal panel and including a light source;
The light-emitting film according to claim 6 located between the liquid crystal panel and the backlight unit.
A liquid crystal display device comprising a.
엘이디 칩; 및
상기 엘이디 칩을 덮고 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 하나의 항에 기재된 발광 입자를 포함하는 봉지부
를 포함하는 엘이디 패키지.
LED chips; and
An encapsulation portion covering the LED chip and including the light-emitting particles according to any one of claims 1 to 5
LED package containing a.
제 8 항에 기재된 엘이디 패키지를 포함하는 백라이트 유닛; 및
상기 백라이트 유닛 상부에 위치하는 액정 패널
을 포함하는 액정표시장치.
A backlight unit including the LED package according to claim 8; and
Liquid crystal panel positioned above the backlight unit
A liquid crystal display device comprising a.
제 1 전극;
상기 제 1 전극과 마주하는 제 2 전극; 및
상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 위치하며, 제 1 항 내지 제 5항에 중 어느 하나의 항에 기재된 발광 입자를 포함하는 발광층
을 포함하는 양자점 발광다이오드.
first electrode;
a second electrode facing the first electrode; and
A light-emitting layer disposed between the first electrode and the second electrode and comprising the light-emitting particles according to any one of claims 1 to 5
A quantum dot light emitting diode comprising a.
기판;
상기 기판 상부에 위치하고, 제 10항에 기재된 양자점 발광다이오드; 및
상기 기판과 상기 발광다이오드 사이에 위치하며 상기 발광다이오드에 연결되는 구동 소자
를 포함하는 양자점 발광 표시장치.
Board;
Located on the substrate, the quantum dot light emitting diode according to claim 10; and
A driving element positioned between the substrate and the light emitting diode and connected to the light emitting diode
Quantum dot light emitting display device comprising a.
제 1항에 있어서,
상기 양자점 코어는 균일 얼로이 구조를 가지는 발광 입자.
According to claim 1,
The quantum dot core is a light-emitting particle having a uniform alloy structure.
제 1항에 있어서,
상기 양자점 코어는 경도 얼로이(gradient alloy) 구조를 가지는 발광 입자.
According to claim 1,
The quantum dot core is a light-emitting particle having a hardness alloy (gradient alloy) structure.
제 1항에 있어서,
상기 쉘(shell)은 질화 실리콘(SiNx)으로 이루어지는 발광 입자.
According to claim 1,
The shell is a light-emitting particle made of silicon nitride (SiNx).
제 1항에 있어서,
상기 양자점 코어는 하나의 얼로이 구조를 가지는 발광 입자.
According to claim 1,
The quantum dot core is a light-emitting particle having a single alloy structure.
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