JP6731954B2 - 量子ドット、これを含む組成物および量子ドットの製造方法 - Google Patents

量子ドット、これを含む組成物および量子ドットの製造方法 Download PDF

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Description

量子ドット、これを含む組成物およびその製造方法に関するものである。
量子ドット（ｑｕａｎｔｕｍ ｄｏｔ）は数ナノサイズの結晶構造を有する半導体物質であって、数百から数千個程度の原子から構成されている。
量子ドットは大きさが非常に小さいので単位体積当たりの表面積が広くて、量子拘束（ｑｕａｎｔｕｍ ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ）効果などが現れる。したがって、半導体物質の自ら固有の特性とは異なる独特な物理化学的特性を示す。
特に、量子ドットの大きさを調節する方法などを通して量子ドットの光電子としての特性を調節でき、ディスプレイ素子または生体発光標識素子などへの応用開発が行われている。
一般に、量子ドットをディスプレイ素子などに適用時に量子ドットを分散させることができるマトリックス樹脂にシリコン（ｓｉｌｉｃｏｎｅ）樹脂を使っている。しかし、このようなシリコン樹脂は量子ドットの表面に存在する有機リガンドと相溶性（ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）が良くなくて量子ドットの凝集（ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）が発生し、この時、量子ドットの表面に存在する有機リガンドの損失が発生し、これによって素子の効率が減少する。
一具現例は、量子ドットの表面を効率的にパッシベーション（ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ）して酸素と水分に対する安定性に優れて、熱安定性と光安定性に優れ、フィルム製造時に使用される溶媒やマトリックス樹脂に対する分散性に優れた量子ドットを提供する。
他の具現例は、前記量子ドットを含む組成物を提供する。
また他の具現例は、前記量子ドットの製造方法を提供する。
一具現例によれば、末端に３つ以上のチオール基（−ＳＨ）を有する第１モノマーおよび末端に前記チオール基と反応できる２つ以上の作用基（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｇｒｏｕｐ）と前記２つ以上の作用基の間に位置するスペーサ基（ｓｐａｃｅｒ ｇｒｏｕｐ）を含む第２モノマーを反応させて形成されたオリゴマーまたはポリマーでパッシベーション（ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ）された量子ドットを提供する。
前記オリゴマーまたはポリマーは末端にチオール基を含む多座（ｍｕｌｔｉｄｅｎｔａｔｅ）リガンドでありうる。
前記オリゴマーまたはポリマーは量子ドットの表面に３次元（ｔｈｒｅｅ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ）ネットワークを形成して量子ドットをパッシベーションすることができる。
前記量子ドットはＩｎＰ量子ドット；ＩｎＰコアおよびＺｎＳ、ＺｎＳｅまたはこれらの組み合わせを含むシェルを含む量子ドット；およびこれらの組み合わせから選択される。
前記第１モノマーは下記の化学式１で表現される。
前記化学式１において、
Ｘ１およびＸ２はそれぞれ独立的に炭素、置換または非置換されたＣ６ないしＣ３０のアリーレン基、置換または非置換されたＣ６ないしＣ３０のヘテロアリーレン基、置換または非置換されたＣ３ないしＣ３０のシクロアルキレン基および置換または非置換されたＣ３ないしＣ３０のヘテロシクロアルキレン基から選択され、
Ｌ１ないしＬ７はそれぞれ独立的に単一結合；置換または非置換されたＣ１ないしＣ３０のアルキレン基；置換または非置換されたＣ２ないしＣ３０のアルケニレン基；および少なくとも一つのメチレン（−ＣＨ２−）がスルホニル（−Ｓ（＝Ｏ）２−）、カルボニル（−Ｃ（＝Ｏ）−）、エーテル（−Ｏ−）、スルフィド（−Ｓ−）、スルホキシド（−Ｓ（＝Ｏ）−）、エステル（−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−）、アミド（−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲａ−）（ここで、Ｒａは水素またはＣ１ないしＣ１０のアルキル基である）、イミン（−ＮＲｂ−）（ここで、Ｒｂは水素またはＣ１ないしＣ１０のアルキル基である）およびこれらの組み合わせから選択された置換基で置換されたＣ１ないしＣ３０のアルキレン基およびＣ２ないしＣ３０のアルケニレン基から選択され、
Ｒ１ないしＲ７はそれぞれ独立的に水素、チオール基、置換または非置換されたＣ１ないしＣ３０のアルキル基、置換または非置換されたＣ６ないしＣ３０のアリール基、置換または非置換されたＣ３ないしＣ３０のヘテロアリール基、置換または非置換されたＣ３ないしＣ３０のシクロアルキル基、置換または非置換されたＣ３ないしＣ３０のヘテロシクロアルキル基、置換または非置換されたＣ２ないしＣ３０のアルケニル基および置換または非置換されたＣ２ないしＣ３０のアルキニル基から選択され、
ｎは０、１または２の整数であり、ｎが０である場合Ｒ１ないしＲ４のうち少なくとも３つはチオール基であり、ｎが１または２の場合Ｒ１ないしＲ７のうち少なくとも３つはチオール基である。
前記第１モノマーとしては、ジペンタエリスリトールヘキサキス（３−メルカプトプロピオン酸塩）（ｄｉｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｒｉｔｏｌ ｈｅｘａｋｉｓ（３−ｍｅｒｃａｐｔｏｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ）、ＤＨＭ）、ペンタエリスリトールテトラキス（３−メルカプトプロピオン酸塩）（ｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｒｉｔｏｌ ｔｅｔｒａｋｉｓ（３−ｍｅｒｃａｐｔｏｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ））、トリメチロールプロパントリス（３−メルカプトプロピオン酸塩）（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｏｌｐｒｏｐａｎｅ ｔｒｉｓ（３−ｍｅｒｃａｐｔｏｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ））、ペンタエリスリトールテトラキス（３−メルカプトアセテート）（ｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｒｉｔｏｌ ｔｅｔｒａｋｉｓ（３−ｍｅｒｃａｐｔｏａｃｅｔａｔｅ））、トリメチロールプロパントリス（３−メルカプトアセテート）（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｏｌｐｒｏｐａｎｅ ｔｒｉｓ（３−ｍｅｒｃａｐｔｏａｃｅｔａｔｅ））、トリス［２−（３−メルカプトプロピオニルオキシ）エチル］イソシアヌレート（ｔｒｉｓ［２−（３−ｍｅｒｃａｐｔｏｐｒｏｐｉｏｎｙｌｏｘｙ）ｅｔｈｙｌ］ｉｓｏｃｙａｎｕｒａｔｅ）、トリチオシアヌル酸（ｔｒｉｔｈｉｏｃｙａｎｕｒｉｃ ａｃｉｄ）およびこれらの組み合わせから選択される。
前記第２モノマーは、下記の化学式２で表現される。
前記化学式２において、
Ｌはスペーサ基であり、
Ｒ１２は水素、チオール基、置換または非置換されたＣ１ないしＣ３０のアルキル基、置換または非置換されたＣ６ないしＣ３０のアリール基、置換または非置換されたＣ３ないしＣ３０のヘテロアリール基、置換または非置換されたＣ３ないしＣ３０のシクロアルキル基、置換または非置換されたＣ３ないしＣ３０のヘテロシクロアルキル基、置換または非置換されたＣ２ないしＣ３０のアルケニル基および置換または非置換されたＣ２ないしＣ３０のアルキニル基から選択され、
Ｒ１１は単一結合、置換または非置換されたＣ１ないしＣ３０のアルキレン基、互いに隣接しない少なくとも一つのメチレン基（−ＣＨ２−）がエーテル（−Ｏ−）、スルホニル（−Ｓ（＝Ｏ）２−）、カルボニル（−Ｃ（＝Ｏ）−）、スルフィド（−Ｓ−）、スルホキシド（−Ｓ（＝Ｏ）−）、エステル（−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−）、アミド（−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲａ−）（ここで、Ｒａは水素またはＣ１ないしＣ１０のアルキル基である）、イミン（−ＮＲｂ−）（ここで、Ｒｂは水素またはＣ１ないしＣ１０のアルキル基である）およびこれらの組み合わせから選択される置換基で置換されたＣ１ないしＣ３０のアルキレン基、置換または非置換されたＣ６ないしＣ３０のアリーレン基およびこれらの組み合わせから選択され、
Ｙ１は炭素−炭素不飽和結合を有する作用基、チオール基およびこれらの組み合わせから選択され、ｐは０以上の整数であり、ｑは２以上の整数であり、ｐ＋ｑはＬの結合価数を超過しない。
前記スペーサ基は４つ以上の炭素数を有する置換または非置換されたアルキレン基；２つ以上のモノサイクリック環が一つ以上のリンカーによって連結されたり融合された置換または非置換されたシクロアルキレン基またはヘテロシクロアルキレン基；２つ以上の芳香族環が一つ以上のリンカーによって連結されたり融合された置換または非置換されたアリーレン基またはヘテロアリーレン基；およびこれらの組み合わせから選択される。
前記第２モノマーは、トリシクロデカンジメタノールジ（メタ）アクリレート（ｔｒｉｃｙｃｌｏｄｅｃａｎｅ ｄｉｍｅｔｈａｎｏｌ ｄｉ（ｍｅｔｈ）ａｃｒｙｌａｔｅ）などのシクロアルカンジオールジ（メタ）アクリレート；ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート（ｈｅｘａｎｅｄｉｏｌ ｄｉ（ｍｅｔｈ）ａｃｒｙｌａｔｅ）、１，８−オクタンジオールジ（メタ）アクリレート（１，８−ｏｃｔａｎｅｄｉｏｌ ｄｉ（ｍｅｔｈ）ａｃｒｙｌａｔｅ）、１，９−ノナンジオールジ（メタ）アクリレート（１，９−ｎｏｎａｎｅｄｉｏｌ ｄｉ（ｍｅｔｈ）ａｃｒｙｌａｔｅ）、１，１０−デカンジオールジ（メタ）アクリレート（１，１０−ｄｅｃａｎｅｄｉｏｌ ｄｉ（ｍｅｔｈ）ａｃｒｙｌａｔｅ）などのアルカンジオールジ（メタ）アクリレート；２，２’−（エチレンジオキシジエタン）ジチオール（２，２’−（ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｄｉｅｔｈａｎｅ）ｄｉｔｈｉｏｌ）；９，９−ビス［４−（２−（メタ）アクリロイルオキシエトキシ）フェニル］フルオレン（９，９−ｂｉｓ［４−（２−ａｃｒｙｌｏｙｌｏｘｙ ｅｔｈｏｘｙ）ｐｈｅｎｙ］ｆｌｕｏｒｅｎｅ）；２，２−ビス［４−（（メタ）アクリロイルオキシポリプロポキシ］フェニル］プロパン（２，２−ｂｉｓ［４−（ａｃｒｙｌｏｘｙ ｐｏｌｙｐｒｏｐｏｘｙ］ｐｈｅｎｙｌ］ｐｒｏｐａｎｅ）；ジプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート（ｄｉｐｒｏｐｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ ｄｉ（ｍｅｔｈ）ａｃｒｙｌａｔｅ）などのアルキレングリコールジ（メタ）アクリレート；トリス（２−（メタ）アクリロイルオキシエチル）イソシアヌレート（ｔｒｉｓ（２−ａｃｒｙｌｏｘｙｅｔｈｙｌ）ｉｓｏｃｙａｎｕｒａｔｅ）；トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｏｌ ｐｒｏｐａｎｅ ｔｒｉ（ｍｅｔｈ）ａｃｒｙｌａｔｅ）、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート（ｄｉｔｒｉｍｅｔｈｙｌｏｌ ｐｒｏｐａｎｅ ｔｅｔｒａ（ｍｅｔｈ）ａｃｒｙｌａｔｅ）；２，２−ビス［４−（（メタ）アクリロイルオキシエトキシ］フェニル］プロパン（２，２−ｂｉｓ［４−（（ｍｅｔｈ）ａｃｒｙｌｏｘｙ ｅｔｈｏｘｙ］ｐｈｅｎｙｌ］ｐｒｏｐａｎｅ）；ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート（ｎｅｏｐｅｎｔｙｌ ｇｌｙｃｏｌ ｄｉ（ｍｅｔｈ）ａｃｒｙｌａｔｅ）およびこれらの組み合わせから選択されることができる。前記オリゴマーまたはポリマーはパッシベーションされた量子ドット１００重量部に対して約８０ないし約１００重量部の量で存在していてもよい。
他の具現例によれば、末端に３つ以上のチオール基（−ＳＨ）を有する第１モノマーおよび末端に前記チオール基と反応できる２つ以上の作用基（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｇｒｏｕｐ）と前記２つ以上の作用基の間に位置するスペーサ基（ｓｐａｃｅｒ ｇｒｏｕｐ）を含む第２モノマーを反応させて形成されたオリゴマーまたはポリマーでパッシベーションされた量子ドット；マトリックスポリマーのモノマーおよび溶媒を含む組成物を提供する。
前記第１モノマー、第２モノマーおよび量子ドットは、前記と同様である。
前記マトリックスポリマーのモノマーとしては、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、シリコン樹脂、チオール−エン樹脂およびこれらの組み合わせから選択されるポリマーを提供するモノマーでありうる。
前記溶媒はトルエン、ベンゼン、クロロホルム、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン、トリオクチルアミン、キシレン、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミドおよびこれらの組み合わせから選択される。
前記パッシベーションされた量子ドットは組成物全体中、約０．１ないし約２０重量％含まれる。
また他の実施形態によれば、３つ以上のチオール基（−ＳＨ）を有する第１モノマーおよび末端に前記チオール基と反応できる２つ以上の作用基（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｇｒｏｕｐ）と前記２つ以上の作用基の間に位置するスペーサ基（ｓｐａｃｅｒ ｇｒｏｕｐ）を含む第２モノマーを反応させて形成された多座（ｍｕｌｔｉｄｅｎｔａｔｅ）オリゴマーを含む溶液を製造し、前記溶液に量子ドットを混合して前記多座オリゴマーのチオール基を量子ドットの表面に付着させる段階を含む、
パッシベーションされた量子ドットの製造方法を提供する。
また他の具現例は、前記パッシベーションされた量子ドットを含むフィルムを提供する。
また他の具現例は、前記フィルムを含む素子を提供する。
前記オリゴマーまたはポリマーでパッシベーションされた量子ドットは、酸素や水分に安定で、熱安定性と光安定性に優れて、フィルム製造時に使用される溶媒やマトリックス樹脂によく分散できる。
一具現例によるパッシベーションされた量子ドットを概略的に示した図である。 実施例１によるオリゴマー溶液を溶媒を除去した後、得られたマトリックスの１Ｈ ＮＭＲの測定結果を示した図である。 実施例１の量子ドット溶液を塗布して溶媒を除去した後、得られたフィルムの透過電子顕微鏡写真である。 実施例２の量子ドット溶液を塗布して溶媒を除去した後、得られたフィルムの透過電子顕微鏡写真である。 パッシベーションされない赤色の量子ドット溶液から得られたフィルムの透過電子顕微鏡写真である。 実施例１および実施例２によるパッシベーションされた量子ドットとパッシベーションされない量子ドット（比較例１）を利用して製造されたサンプルの１２０度の温度で空気条件で時間に応じたＰＬ強度を測定した結果を示した図である。 実施例１のパッシベーションされた量子ドットのＵＶ露出環境における時間に応じたＰＬ強度を測定した結果を示した図である。 実施例１のパッシベーションされない量子ドット（比較例１）のＵＶ露出環境における時間に応じたＰＬ強度を測定した結果を示した図である。
以下、添付した図面を参照して本発明の実施形態について本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。しかし、本発明は様々な相異な形態に実現でき、ここで説明する実施形態に限定されない。
図面において、様々な層および領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。
層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上に」あるとするとき、これは、他の部分の「直上に」ある場合だけではなく、その中間にさらに他の部分がある場合も含む。反対に、ある部分が他の部分の「直上に」あるとするときには、中間に他の部分がないことを意味する。
以下、別途の定義がない限り、「置換」とは、Ｃ１ないしＣ３０のアルキル基、Ｃ２ないしＣ３０のアルキニル基、Ｃ６ないしＣ３０のアリール基、Ｃ７ないしＣ３０のアルキルアリール基、Ｃ１ないしＣ３０のアルコキシ基、Ｃ１ないしＣ３０のヘテロアルキル基、Ｃ３ないしＣ３０のヘテロアルキルアリール基、Ｃ３ないしＣ３０のシクロアルキル基、Ｃ３ないしＣ１５のシクロアルケニル基、Ｃ６ないしＣ３０のシクロアルキニル基、Ｃ２ないしＣ３０のヘテロシクロアルキル基、ハロゲン（−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、または−Ｉ）、ヒドロキシ基（−ＯＨ）、ニトロ基（−ＮＯ２）、シアノ基（−ＣＮ）、アミノ基（ＮＲＲ’、ここで、ＲとＲ’は互いに独立的に水素またはＣ１ないしＣ６のアルキル基である）、アジド基（−Ｎ３）、アミジノ基（−Ｃ（＝ＮＨ）ＮＨ２）、ヒドラジノ基（−ＮＨＮＨ２）、ヒドラゾノ基（＝Ｎ（ＮＨ２）、アルデヒド基（−Ｃ（＝Ｏ）Ｈ）、カルバモイル基、チオール基（−ＳＨ）、エステル基（−Ｃ（＝Ｏ）ＯＲ、ここで、ＲはＣ１ないしＣ６のアルキル基またはＣ６ないしＣ１２のアリール基である）、カルボキシル基またはその塩、スルホン酸基（−ＳＯ３Ｈ）またはその塩（−ＳＯ３Ｍ、ここで、Ｍは有機または無機陽イオンである）、燐酸基（−ＰＯ３Ｈ２）またはその塩（−ＰＯ３ＭＨまたは−ＰＯ３Ｍ２、ここで、Ｍは有機または無機陽イオンである）、アクリロイルオキシ基（ａｃｒｙｌｏｙｌｏｘｙ ｇｒｏｕｐ）、メタクリロイルオキシ基（ｍｅｔｈａｃｒｙｌｏｙｌｏｘｙ ｇｒｏｕｐ）およびこれらの組み合わせから選択された置換基で置換されたことを意味する。
また、以下で別途の定義がない限り、「ヘテロ」とは、環（ｒｉｎｇ）内においてＮ、Ｏ、Ｓ、Ｓｉ、Ｐ、Ｃ（＝０）、Ｓ（＝０）およびＳ（＝０）２から選択されたヘテロ元素またはヘテロ元素−含有作用基を１つないし４つ含むことを意味する。環の全体メンバーは３ないし１０でありうる。
本明細書において、アルカンはＣ６ないしＣ３０のアルカンを意味し、アルキレンはＣ６ないしＣ３０のアルキレンを意味する。
本明細書において、「これらの組み合わせ」とは、構成物の混合物、積層物、複合体、合金、ブレンド、相互置換体、反応生成物などを意味する。
一具現例によれば、末端に３つ以上のチオール基（−ＳＨ）を有する第１モノマーおよび末端に前記チオール基と反応できる２つ以上の作用基（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｇｒｏｕｐ）と前記２つ以上の作用基の間に位置するスペーサ基（ｓｐａｃｅｒ ｇｒｏｕｐ）を含む第２モノマーを反応させて形成されたオリゴマーまたはポリマーでパッシベーションされた量子ドットを提供する。
以下、図１を参照して一具現例による量子ドットについて詳しく説明する。
図１は、一具現例によるパッシベーションされた量子ドットを概略的に示した図である。
図１を参照すれば、一具現例によるパッシベーションされた量子ドット１は、量子ドット（ｂａｒｅ ＱＤ）１０の表面を囲むオリゴマーまたはポリマーを含む。前記オリゴマーまたはポリマーは、量子ドットのリガンドを置換して量子ドットの表面に付着するキレーティングドメイン（ｃｈｅｌａｔｉｎｇ ｄｏｍａｉｎ）１２とスペーサ基１４を含む。前記オリゴマーまたはポリマーの末端に存在するチオール基が、量子ドットの表面に結合するアンカー基（ａｎｃｈｏｒ ｇｒｏｕｐ）の役割をする。
前記オリゴマーまたはポリマーは、末端にチオール基を含む多座（ｍｕｌｔｉｄｅｎｔａｔｅ）リガンドでありうる。前記チオール基は、量子ドット１０の表面と結合して量子ドット１０をパッシベーションしながら多座リガンドも他の多座リガンドと互いに結合して３次元（ｔｈｒｅｅ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ）のネットワークを形成することによって、量子ドット１０を安定化することができる。
また、前記オリゴマーまたはポリマーは、２つ以上の量子ドットをパッシベーションするために使われることもある。スペーサ基によって量子ドット間に一定の距離が維持されるので、量子ドットの凝集現象は発生しないため、分散性を向上させることができる。
前記量子ドット１０は、赤色、緑色、黄色、青色などを発光する量子ドットでありうる。前記前記量子ドットとしては、ＩＩ−ＶＩ族化合物、ＩＩＩ−Ｖ族化合物、ＩＶ−ＶＩ族化合物、ＩＶ族元素、ＩＶ族化合物またはこれらの組み合わせが挙げられる。
前記ＩＩ−ＶＩ族化合物としては、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＺｎＯ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＭｇＳｅ、ＭｇＳおよびこれらの混合物からなる群より選択される二元素化合物；ＣｄＳｅＳ、ＣｄＳｅＴｅ、ＣｄＳＴｅ、ＺｎＳｅＳ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＳＴｅ、ＨｇＳｅＳ、ＨｇＳｅＴｅ、ＨｇＳＴｅ、ＣｄＺｎＳ、ＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＣｄＨｇＳ、ＣｄＨｇＳｅ、ＣｄＨｇＴｅ、ＨｇＺｎＳ、ＨｇＺｎＳｅ、ＨｇＺｎＴｅ、ＭｇＺｎＳｅ、ＭｇＺｎＳおよびこれらの混合物からなる群より選択される三元素化合物；およびＨｇＺｎＴｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＴｅ、ＣｄＺｎＳＴｅ、ＣｄＨｇＳｅＳ、ＣｄＨｇＳｅＴｅ、ＣｄＨｇＳＴｅ、ＨｇＺｎＳｅＳ、ＨｇＺｎＳｅＴｅ、ＨｇＺｎＳＴｅおよびこれらの混合物からなる群より選択される四元素化合物からなる群より選択される。前記ＩＩＩ−Ｖ族化合物としては、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂおよびこれらの混合物からなる群より選択される二元素化合物；ＧａＮＰ、ＧａＮＡｓ、ＧａＮＳｂ、ＧａＰＡｓ、ＧａＰＳｂ、ＡｌＮＰ、ＡｌＮＡｓ、ＡｌＮＳｂ、ＡｌＰＡｓ、ＡｌＰＳｂ、ＩｎＮＰ、ＩｎＮＡｓ、ＩｎＮＳｂ、ＩｎＰＡｓ、ＩｎＰＳｂ、ＧａＡｌＮＰおよびこれらの混合物からなる群より選択される三元素化合物；およびＧａＡｌＮＡｓ、ＧａＡｌＮＳｂ、ＧａＡｌＰＡｓ、ＧａＡｌＰＳｂ、ＧａＩｎＮＰ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＮＳｂ、ＧａＩｎＰＡｓ、ＧａＩｎＰＳｂ、ＩｎＡｌＮＰ、ＩｎＡｌＮＡｓ、ＩｎＡｌＮＳｂ、ＩｎＡｌＰＡｓ、ＩｎＡｌＰＳｂおよびこれらの混合物からなる群より選択される四元素化合物からなる群より選択される。前記ＩＶ−ＶＩ族化合物としては、ＳｎＳ、ＳｎＳｅ、ＳｎＴｅ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅおよびこれらの混合物からなる群より選択される二元素化合物；ＳｎＳｅＳ、ＳｎＳｅＴｅ、ＳｎＳＴｅ、ＰｂＳｅＳ、ＰｂＳｅＴｅ、ＰｂＳＴｅ、ＳｎＰｂＳ、ＳｎＰｂＳｅ、ＳｎＰｂＴｅおよびこれらの混合物からなる群より選択される三元素化合物；およびＳｎＰｂＳＳｅ、ＳｎＰｂＳｅＴｅ、ＳｎＰｂＳＴｅおよびこれらの混合物からなる群より選択される四元素化合物からなる群より選択される。前記ＩＶ族元素としては、Ｓｉ、Ｇｅおよびこれらの混合物からなる群より選択される。前記ＩＶ族化合物としては、ＳｉＣ、ＳｉＧｅおよびこれらの混合物からなる群より選択される二元素化合物からなる群より選択される。
一具現例で、前記量子ドット１０は、ＩｎＰ量子ドット；ＩｎＰコアおよびＺｎＳ、ＺｎＳｅシェルを含む量子ドットおよびこれらの組み合わせから選択される。
前記オリゴマーまたはポリマーは末端に３つ以上のチオール基（−ＳＨ）を有する第１モノマーおよび末端に前記チオール基と反応できる２つ以上の作用基（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｇｒｏｕｐ）と前記２つ以上の作用基の間に位置するスペーサ基（ｓｐａｃｅｒ ｇｒｏｕｐ）を含む第２モノマーを反応させて製造される。
前記第１モノマーは、下記の化学式１で表現される。
前記化学式１において、
Ｘ１およびＸ２は、それぞれ独立的に炭素、置換または非置換されたＣ６ないしＣ３０のアリーレン基（例えば、置換または非置換されたフェニレン基）、置換または非置換されたＣ６ないしＣ３０のヘテロアリーレン基（例えば、イソシアヌレート基（ｉｓｏｃｙａｎｕｒａｔｅ ｇｒｏｕｐ）、トリアジン基（ｔｒｉａｚｉｎｅ ｇｒｏｕｐ）など）、置換または非置換されたＣ３ないしＣ３０のシクロアルキレン基および置換または非置換されたＣ３ないしＣ３０のヘテロシクロアルキレン基から選択され、
Ｌ１ないしＬ７は、それぞれ独立的に単一結合；置換または非置換されたＣ１ないしＣ３０のアルキレン基；置換または非置換されたＣ２ないしＣ３０のアルケニレン基；および互いに隣接しない少なくとも一つのメチレン基（−ＣＨ２−）がスルホニル（−Ｓ（＝Ｏ）２−）、カルボニル（−Ｃ（＝Ｏ）−）、エーテル（−Ｏ−）、スルフィド（−Ｓ−）、スルホキシド（−Ｓ（＝Ｏ）−）、エステル（−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−）、アミド（−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲａ−）（ここで、Ｒａは水素またはＣ１ないしＣ１０のアルキル基である）、イミン（−ＮＲｂ−）（ここで、Ｒｂは水素またはＣ１ないしＣ１０のアルキル基である）およびこれらの組み合わせから選択された置換基で置換されたＣ１ないしＣ３０のアルキレン基またはＣ２ないしＣ３０のアルケニレン基から選択され、
Ｒ１ないしＲ７は、それぞれ独立的に水素、チオール基、置換または非置換されたＣ１ないしＣ３０のアルキル基、置換または非置換されたＣ６ないしＣ３０のアリール基、置換または非置換されたＣ３ないしＣ３０のヘテロアリール基、置換または非置換されたＣ３ないしＣ３０のシクロアルキル基、置換または非置換されたＣ３ないしＣ３０のヘテロシクロアルキル基、置換または非置換されたＣ２ないしＣ３０のアルケニル基および置換または非置換されたＣ２ないしＣ３０のアルキニル基から選択され、
ｎは０、１または２の整数であり、ｎが０である場合、Ｒ１ないしＲ４のうち少なくとも３つはチオール基であり、ｎが１または２である場合、Ｒ１ないしＲ７のうち少なくとも３つはチオール基である。
前記第１モノマーは、その構造によりチオール基を３ないし１０個含んでもよい。前記第１モノマーの具体的な例としては、下記の化学式１ａのジペンタエリスリトールヘキサキス（３−メルカプトプロピオン酸塩）（ｄｉｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｒｉｔｏｌ ｈｅｘａｋｉｓ（３−ｍｅｒｃａｐｔｏｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ）、ＤＨＭ）、下記の化学式１ｂのペンタエリスリトールテトラキス（３−メルカプトプロピオン酸塩）（ｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｒｉｔｏｌ ｔｅｔｒａｋｉｓ（３−ｍｅｒｃａｐｔｏｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ））、下記の化学式１ｃのトリメチロールプロパントリス（３−メルカプトプロピオン酸塩）（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｏｌｐｒｏｐａｎｅ ｔｒｉｓ（３−ｍｅｒｃａｐｔｏｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ））、下記の化学式１ｄのペンタエリスリトールテトラキス（３−メルカプトアセテート）（ｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｒｉｔｏｌ ｔｅｔｒａｋｉｓ（３−ｍｅｒｃａｐｔｏａｃｅｔａｔｅ））、下記の化学式１ｅのトリメチロールプロパントリス（３−メルカプトアセテート）（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｏｌｐｒｏｐａｎｅ ｔｒｉｓ（３−ｍｅｒｃａｐｔｏａｃｅｔａｔｅ））、下記の化学式１ｆのトリス［２−（３−メルカプトプロピオニルオキシ）エチル］イソシアヌレート（ｔｒｉｓ［２−（３−ｍｅｒｃａｐｔｏｐｒｏｐｉｏｎｙｌｏｘｙ）ｅｔｈｙｌ］ｉｓｏｃｙａｎｕｒａｔｅ）、下記の化学式１ｇのトリチオシアヌル酸（ｔｒｉｔｈｉｏｃｙａｎｕｒｉｃ ａｃｉｄ）およびこれらの組み合わせから選択される。
前記第２モノマーは、下記の化学式２で表現される。
前記化学式２において、
Ｌはスペーサ基であり、
Ｒ１２は水素、チオール基、置換または非置換されたＣ１ないしＣ３０のアルキル基、置換または非置換されたＣ６ないしＣ３０のアリール基、置換または非置換されたＣ３ないしＣ３０のヘテロアリール基、置換または非置換されたＣ３ないしＣ３０のシクロアルキル基、置換または非置換されたＣ３ないしＣ３０のヘテロシクロアルキル基、置換または非置換されたＣ２ないしＣ３０のアルケニル基および置換または非置換されたＣ２ないしＣ３０のアルキニル基から選択され、
Ｒ１１は単一結合、置換または非置換されたＣ１ないしＣ３０のアルキレン基、互いに隣接しない少なくとも一つのメチレン基（−ＣＨ２−）がエーテル（−Ｏ−）、スルホニル（−Ｓ（＝Ｏ）２−）、カルボニル（−Ｃ（＝Ｏ）−）、スルフィド（−Ｓ−）、スルホキシド（−Ｓ（＝Ｏ）−）、エステル（−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−）、アミド（−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲａ−）（ここで、Ｒａは水素またはＣ１ないしＣ１０のアルキル基である）、イミン（−ＮＲｂ−）（ここで、Ｒｂは水素またはＣ１ないしＣ１０のアルキル基である）およびこれらの組み合わせから選択される置換基で置換されたＣ１ないしＣ３０のアルキレン基、置換または非置換されたＣ６ないしＣ３０のアリーレン基およびこれらの組み合わせから選択され、
Ｙ１は炭素−炭素不飽和結合を有する作用基、チオール基およびこれらの組み合わせから選択され、ｐは２以上の整数であり、ｑは０以上の整数であり、ｐ＋ｑはＬの結合価数を超過しない。
前記スペーサ基は４つ以上、例えば６または８つ以上の炭素数を有する置換または非置換されたアルキレン基；２つ以上がモノサイクリック環が一つ以上のリンカーによって連結されたり融合された置換または非置換されたシクロアルキレン基またはヘテロシクロアルキレン基；２つ以上の芳香族環が一つ以上のリンカーによって連結されたり融合された置換または非置換されたアリーレン基またはヘテロアリーレン基；およびこれらの組み合わせから選択される。
前記炭素−炭素不飽和結合を有する作用基は置換または非置換されたＣ２ないしＣ３０のアルケニル基、置換または非置換されたＣ２ないしＣ３０のアルキニル基、アクリロイルオキシ基（ａｃｒｙｌｏｙｌｏｘｙ ｇｒｏｕｐ）、メタクリロイルオキシ基（ｍｅｔｈａｃｒｙｌｏｙｌｏｘｙ ｇｒｏｕｐ）、環内に炭素−炭素不飽和結合を有する置換または非置換されたＣ３ないしＣ３０のシクロアルキル基および環内に炭素−炭素不飽和結合を有する置換または非置換されたＣ３ないしＣ３０のヘテロシクロアルキル基から選択される。
前記アルケニル基またはアルキニル基のより具体的な例としては、ビニル基、アリル基、エチニル基（ｅｔｈｙｎｙｌ ｇｒｏｕｐ）などがあり、環内に炭素−炭素不飽和結合を有する置換または非置換されたＣ３ないしＣ３０のシクロアルキル基または環内に炭素−炭素不飽和結合を有する置換または非置換されたＣ３ないしＣ３０のヘテロシクロアルキル基の具体的な例としては、ノルボルネン（ｎｏｒｂｏｒｎｅｎｅ）基、マレイミド基、ナジミド（ｎａｄｉｍｉｄｅ）基、テトラヒドロフタルイミド基およびこれらの組み合わせから選択される。
前記スペーサ基としてアルキレン基の互いに隣接しないメチレン基はエーテル（−Ｏ−）、スルホニル（−Ｓ（＝Ｏ）２−）、カルボニル（−Ｃ（＝Ｏ）−）、スルフィド（−Ｓ−）、スルホキシド（−Ｓ（＝Ｏ）−）、エステル（−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−）、アミド（−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲａ−）（ここで、Ｒａは水素またはＣ１ないしＣ１０のアルキル基である）、イミン（−ＮＲｂ−）（ここで、Ｒｂは水素またはＣ１ないしＣ１０のアルキル基である）およびこれらの組み合わせから選択される置換基で置換（ｒｅｐｌａｃｅ）されることができる。
前記スペーサ基に含まれるリンカーは単一結合またはＣ１ないしＣ１０の置換または非置換されたアルキレン基でありうる。ここで、前記アルキレン基の互いに隣接しないメチレン基はエーテル（−Ｏ−）、スルホニル（−Ｓ（＝Ｏ）２−）、カルボニル（−Ｃ（＝Ｏ）−）、スルフィド（−Ｓ−）、スルホキシド（−Ｓ（＝Ｏ）−）、エステル（−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−）、アミド（−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲａ−）（ここで、Ｒａは水素またはＣ１ないしＣ１０のアルキル基である）、イミン（−ＮＲｂ−）（ここで、Ｒｂは水素またはＣ１ないしＣ１０のアルキル基である）およびこれらの組み合わせから選択される置換基で置換される。
前記第１モノマーは、その構造により炭素−炭素不飽和結合を有する作用基、チオール基およびこれらの組み合わせから選択される作用基Ｙ１を３ないし１０個含んでもよい。前記第２モノマーの具体的な例としては、トリシクロデカンジメタノールジ（メタ）アクリレート（ｔｒｉｃｙｃｌｏｄｅｃａｎｅ ｄｉｍｅｔｈａｎｏｌ ｄｉ（ｍｅｔｈ）ａｃｒｙｌａｔｅ、Ａ−ＤＣＰ）などのようなシクロアルカンジオールジ（メタ）アクリレート；ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート（ｈｅｘａｎｅｄｉｏｌ ｄｉ（ｍｅｔｈ）ａｃｒｙｌａｔｅ）、１，８−オクタンジオールジ（メタ）アクリレート（１，８−ｏｃｔａｎｅｄｉｏｌ ｄｉ（ｍｅｔｈ）ａｃｒｙｌａｔｅ）、１，９−ノナンジオールジ（メタ）アクリレート（１，９−ｎｏｎａｎｅｄｉｏｌ ｄｉ（ｍｅｔｈ）ａｃｒｙｌａｔｅ）、１，１０−デカンジオールジ（メタ）アクリレート（１，１０−ｄｅｃａｎｅｄｉｏｌ ｄｉ（ｍｅｔｈ）ａｃｒｙｌａｔｅ）などのアルカンジオールジ（メタ）アクリレート；２，２’−（エチレンジオキシジエタン）ジチオール（２，２’−（ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｄｉｅｔｈａｎｅ）ｄｉｔｈｉｏｌ）；９，９−ビス［４−（２−（メタ）アクリロイルオキシエトキシ）フェニル］フルオレン（９，９−ｂｉｓ［４−（２−ａｃｒｙｌｏｙｌｏｘｙ ｅｔｈｏｘｙ）ｐｈｅｎｙ］ｆｌｕｏｒｅｎｅ）；２，２−ビス［４−（（メタ）アクリロイルオキシプロポキシ］フェニル］プロパン（２，２−ｂｉｓ［４−（ａｃｒｙｌｏｘｙ ｐｏｌｙｐｒｏｐｏｘｙ］ｐｈｅｎｙｌ］ｐｒｏｐａｎｅ）；ジプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート（ｄｉｐｒｏｐｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ ｄｉ（ｍｅｔｈ）ａｃｒｙｌａｔｅ）などのアルキレングリコールジ（メタ）アクリレート；トリス（２−（メタ）アクリロイルオキシエチル）イソシアヌレート（ｔｒｉｓ（２−ａｃｒｙｌｏｘｙｅｔｈｙｌ）ｉｓｏｃｙａｎｕｒａｔｅ）；トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｏｌ ｐｒｏｐａｎｅ ｔｒｉ（ｍｅｔｈ）ａｃｒｙｌａｔｅ）、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート（ｄｉｔｒｉｍｅｔｈｙｌｏｌ ｐｒｏｐａｎｅ ｔｅｔｒａ（ｍｅｔｈ）ａｃｒｙｌａｔｅ）；２，２−ビス［４−（（メタ）アクリロイルオキシエトキシ］フェニル］プロパン（２，２−ｂｉｓ［４−（（ｍｅｔｈ）ａｃｒｙｌｏｘｙ ｅｔｈｏｘｙ］ｐｈｅｎｙｌ］ｐｒｏｐａｎｅ）；ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート（ｎｅｏｐｅｎｔｙｌ ｇｌｙｃｏｌ ｄｉ（ｍｅｔｈ）ａｃｒｙｌａｔｅ）およびこれらの組み合わせから選択される。
前記オリゴマーまたはポリマーはパッシベーションされた量子ドット１００重量部に対して約８０ないし約１００重量部の量で存在していてもよい。前記範囲で量子ドットを安定的にパッシベーションすることができる。
他の具現例によれば、末端に３つ以上のチオール基（−ＳＨ）を有する第１モノマーおよび末端に前記チオール基と反応できる２つ以上の作用基（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｇｒｏｕｐ）と前記２つ以上の作用基の間に位置するスペーサ基（ｓｐａｃｅｒ ｇｒｏｕｐ）を含む第２モノマーを反応させて形成されたオリゴマーまたはポリマーでパッシベーションされた量子ドット；マトリックスポリマーのモノマーおよび溶媒を含む組成物を提供する。
前記１モノマー、第２モノマーおよび量子ドットは、前記と同様である。
前記マトリックスポリマーのモノマーはアクリル樹脂、メタクリル樹脂、シリコン樹脂およびチオール−エン樹脂から選択されるポリマーを提供するモノマーでありうる。
前記溶媒はトルエン、ベンゼン、クロロホルム、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン、トリオクチルアミン、キシレン、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミドおよびこれらの組み合わせから選択される。
前記パッシベーションされた量子ドットは組成物全体中、約０．１ないし約２０重量％含まれる。前記範囲で組成物が塗布に適した粘度を有することができる。
また他の実施形態によれば、３つ以上のチオール基（−ＳＨ）を有する第１モノマーおよび末端に前記チオール基と反応できる２つ以上の作用基（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｇｒｏｕｐ）と前記２つ以上の作用基の間に位置するスペーサ基（ｓｐａｃｅｒ ｇｒｏｕｐ）を含む第２モノマーを反応させて形成された多座（ｍｕｌｔｉｄｅｎｔａｔｅ）オリゴマーを含む溶液を製造し、
前記溶液に量子ドットを混合した後、前記多座オリゴマーのチオール基を量子ドットの表面に付着させる段階を含む、パッシベーションされた量子ドットの製造方法を提供する。
前記第１モノマーと第２モノマーの反応は触媒を使って行ってもよい。量子ドットが存在しない状態で触媒を使うので、量子ドットの量子効率には影響を与えない。また、前記反応は量子ドット溶液に主に使用される溶媒を使うので、量子ドットの量子効率を減少させない。
前記多座オリゴマーは末端に存在する作用基が互いに反応してポリマーを形成してもよい。
また、オリゴマーまたはポリマーでパッシベーションされた量子ドットの精製なしに直ちに基材に塗布するための量子ドット組成物に用いることができるので、最終生成物の収率を向上させることができる。
前記パッシベーションされた量子ドットは、表面が安定的にオリゴマーまたはポリマーに囲まれて（ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅ）、空気中の水分や酸素に露出した時に劣化するのを防止することができる。これによって、高い水準の量子効率をあらわすことができ、耐酸化性と耐化学性も改善することができる。
前記組成物は知られた方法で基材に塗布されてフィルムに製造されることができる。前記塗布はスクリーン印刷、インプリンティング（ｉｍｐｒｉｎｔｉｎｇ）、スピンコーティング、ディッピング、インクジェッティング、ロールコーティング、フローコーティング（ｆｌｏｗ ｃｏａｔｉｎｇ）、ドロップキャスティング、スプレーコーティング、ロールプリンティングなどの方法で行うことができ、これに限定されるものではない。
前記量子ドットは多様な分野の素子に適用され、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、太陽電池、バイオセンサー（ｂｉｏｓｅｎｓｏｒ）、イメージセンサー（ｉｍａｇｅ ｓｅｎｓｏｒ）、バックライトユニット、照明などに有用に用いることができる。
以下、本発明の具体的な実施例を提示する。ただし、以下に記載された実施例は発明を具体的に例示したり説明するためのものに過ぎず、これによって発明の範囲が制限されてはいけない。
実施例１
前記化学式１ａのジペンタエリスリトールヘキサキス（３−メルカプトプロピオン酸塩）１．６ｇ（Ｍｗ＝７８５．０５、２．０４ｍｍｏｌ、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）とトリシクロデカンジメタノールジアクリレート（ｔｒｉｃｙｃｌｏｄｅｃａｎｅ ｄｉｍｅｔｈａｎｏｌ ｄｉａｃｒｙｌａｔｅ、Ａ−ＤＣＰ）（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）９３３ｍｇ（Ｍｗ＝３０４、３．２６ｍｍｏｌ）をトルエン１２ｍＬに攪拌しながら溶かした。トリエチルアミン（Ｅｔ３Ｎ）０．１ｍＬを添加した後、常温で４時間攪拌してオリゴマー溶液を製造した。
Ｊ．Ｎａｎｏｐａｒｔ．Ｒｅｓ．２０１３、１７５０に紹介された合成法によりＩｎＰコア／ＺｎＳシェルの赤色の量子ドットを合成し、溶媒としてクロロホルム（大井化金（株）製）を精製なしに使った。赤色の量子ドット（ｃａ．１６ｕＭ、３０ｍＬ）溶液を前記オリゴマー溶液に添加した後、３時間常温（２４度）で攪拌して量子ドット溶液を得た。この量子ドット溶液は精製なしに直ちに量子ドット組成物として使用される。
実施例２
前記化学式１ａのジペンタエリスリトールヘキサキス（３−メルカプトプロピオン酸塩）（Ｍｗ＝７８３．０５、９８６ｍｇ、０．９２ｍｍｏｌ）と２，２’−（エチレンジオキシジエタン）ジチオール（Ｍｗ＝１８２．３、１．５５ｇ、６．４４ｍｍｏｌ）を２５０ｍＬ三角フラスコに添加する。ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）２０ｍＬ、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）２０ｍＬおよび脱イオン水（ＤＩ ｗａｔｅｒ）５５ｍＬを三角フラスコに添加後、反応物の温度を３５度に維持したまま、２４時間強く攪拌した。得られた懸濁（ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ）混合液にエチルアセテート（ＥｔＯＡｃ）１５０ｍＬを利用して薄めた後、分別漏斗（ｓｅｐａｒａｔｏｒｙ ｆｕｎｎｅｌ）に移した後、層分離した。水層を除去した後、有機層を脱イオン水２００ｍＬを利用して洗った後、層分離した。この過程を５回繰り返した後、塩水（ｂｒｉｎｅ）１００ｍＬでもう一度有機層を洗った後、層分離した有機層をＭｇＳＯ４で乾燥した。真空フィルターしてＭｇＳＯ４を除去した後、有機層を減圧蒸留して濃縮した。分離した化学式１ａと２，２’−（エチレンジオキシジエタン）ジチオールの反応物マトリックスをＴＨＦ１０ｍＬに溶かしてオリゴマー溶液を得た後、１００ｍＬ丸底フラスコに移した。
Ｊ．Ｎａｎｏｐａｒｔ．Ｒｅｓ．２０１３、１７５０に紹介された合成法によりＩｎＰコア／ＺｎＳシェルの赤色の量子ドットを合成し、溶媒としてクロロホルム（大井化金（株）製）を精製なしに使った。赤色の量子ドット（ｃａ．１６ｕＭ）溶液１０ｍＬを前記丸底フラスコに添加した後、４時間常温（２４度）で強く攪拌して量子ドット溶液を得た。この量子ドット溶液は精製なしに直ちに量子ドット組成物として使用される。
量子ドットのパッシベーション確認
実施例１によるオリゴマー溶液を溶媒を除去した後、得られたマトリックスの１Ｈ ＮＭＲを図２に示す。
図２は、実施例１によるオリゴマー溶液で溶媒を除去した後、得られたマトリックスの１Ｈ ＮＭＲの測定結果を示した図である。図２から化学式１ａのジペンタエリスリトールヘキサキス（３−メルカプトプロピオン酸塩）とＡ−ＤＣＰ（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）が反応したオリゴマーが得られることが分かる。
前記実施例１と実施例２の量子ドット溶液を利用して、それぞれ塗布して溶媒を除去した後、得られたフィルムの透過電子顕微鏡写真をそれぞれ図３および図４に示す。比較のため、パッシベーションされない赤色の量子ドット溶液から得られたフィルムの透過電子顕微鏡写真を図５に示す。図３および図４は、それぞれ実施例１と実施例２の量子ドット溶液をそれぞれ塗布して溶媒を除去した後、得られたフィルムの透過電子顕微鏡写真であり、図５は、パッシベーションされない赤色の量子ドット溶液から得られたフィルムの透過電子顕微鏡写真である。図３および図４のフィルムには量子ドットが互いに一定の間隔をおいて均一に分布するが、図５のフィルムには量子ドットが互いに凝集して存在することを確認できる。
パッシベーションされた量子ドットの熱安定性
実施例１および実施例２で得られた量子ドット溶液それぞれ５００μＬとクロロホルム３ｍＬを混合して薄めた。薄められた量子ドット溶液２ｇにＡ−ＤＣＰ（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）２０ｇを混合した後、１０分間攪拌して量子ドット組成物を製造した。溶媒を蒸発させた後、得られたサンプルの１２０度の温度で空気条件で時間に応じたＰＬ強度を測定して図６に示す。サンプルは、図６に示された時間間隔で得た。図６は、実施例１および実施例２で得られたパッシベーションされた量子ドットおよびパッシベーションされない量子ドット（比較例１）の時間に応じたＰＬ強度を示した図である。図６を参考にすれば、実施例１と実施例２による時間に応じた量子ドットのＰＬ強度の偏差が少ないことに比べて、比較例１は、３時間後に急激にＰＬ強度が減少し、２９時間後にはほとんどＰＬ強度が測定されないことが分かる。これから実施例１と実施例２の量子ドットがパッシベーションされない量子ドット（比較例）に比べて熱安定性が優れていることが分かる。
パッシベーションされた量子ドットの光安定性
実施例１および実施例２で得られた量子ドット溶液それぞれ５００μＬとＡ−ＤＣＰ（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）２０ｇを混合した後、１０分間攪拌して量子ドット組成物を製造した。評価時間別にサンプルを採取し、ＵＶ装備（１４．７Ｗ Ｌａｍｐ、Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ２８０ないし３６０ｎｍ ｐｅａｋｅｄ ａｔ ３０６ｎｍ）に投入した後、ＰＬを測定した。パッシベーションされない量子ドット溶液（比較例１）も同様の方法でサンプルを得て、ＰＬを測定した。実施例１と比較例のＰＬ強度の測定結果を、それぞれ図７および図８に示した。図７および図８は、それぞれ実施例１のパッシベーションされた量子ドットとパッシベーションされない量子ドット（比較例１）のＵＶ露出環境に時間に応じたＰＬ強度を測定した結果を示した図である。図７および図８を見れば、実施例１の量子ドットのＰＬ強度は時間に応じた変化が少ないが、比較例の量子ドットのＰＬ強度は１日経過後、ＰＬ強度が顕著に減少した。これから実施例１の量子ドットの光安定性がパッシベーションされない量子ドット（比較例１）に比べて優れていることが分かる。
以上で本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、次の請求範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の様々な変形および改良形態も本発明の権利範囲に属するということができる。
１ パッシベーションされた量子ドット
１０ 量子ドット
１２ キレーティングドメイン
１４ スペーサ基

Claims (13)

  1. 末端に３つ以上のチオール基（−ＳＨ）を有する第１モノマーおよび末端に前記チオール基と反応できる２つ以上の作用基（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｇｒｏｕｐ）と前記２つ以上の作用基の間に位置するスペーサ基（ｓｐａｃｅｒ ｇｒｏｕｐ）を含む第２モノマーを反応させて形成されたオリゴマーまたはポリマーでパッシベーション（ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ）された、量子ドットであって、
    前記第１モノマーは、下記の化学式１で表現される化合物であり、
    前記第２モノマーは、シクロアルカンジオールジ（メタ）アクリレート、アルカンジオールジ（メタ）アクリレート、２，２’−（エチレンジオキシジエタン）ジチオール（２，２’−（ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｄｉｅｔｈａｎｅ）ｄｉｔｈｉｏｌ）、９，９−ビス［４−（２−（メタ）アクリロイルオキシエトキシ）フェニル］フルオレン（９，９−ｂｉｓ［４−（２−ａｃｒｙｌｏｙｌｏｘｙ ｅｔｈｏｘｙ）ｐｈｅｎｙ］ｆｌｕｏｒｅｎｅ）、２，２−ビス［４−（（メタ）アクリロイルオキシプロポキシ］フェニル］プロパン（２，２−ｂｉｓ［４−（ａｃｒｙｌｏｘｙ ｐｏｌｙｐｒｏｐｏｘｙ］ｐｈｅｎｙｌ］ｐｒｏｐａｎｅ）、アルキレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリス（２−（メタ）アクリロイルオキシエチル）イソシアヌレート（ｔｒｉｓ（２−ａｃｒｙｌｏｘｙｅｔｈｙｌ）ｉｓｏｃｙａｎｕｒａｔｅ）、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｏｌ ｐｒｏｐａｎｅ ｔｒｉ（ｍｅｔｈ）ａｃｒｙｌａｔｅ）、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート（ｄｉｔｒｉｍｅｔｈｙｌｏｌ ｐｒｏｐａｎｅ ｔｅｔｒａ（ｍｅｔｈ）ａｃｒｙｌａｔｅ）、２，２−ビス［４−（（メタ）アクリロイルオキシエトキシ］フェニル］プロパン（２，２−ｂｉｓ［４−（（ｍｅｔｈ）ａｃｒｙｌｏｘｙ ｅｔｈｏｘｙ］ｐｈｅｎｙｌ］ｐｒｏｐａｎｅ）、およびこれらの組み合わせから選択される、量子ドット。
    前記化学式１において、
    Ｘ１およびＸ２はそれぞれ独立的に炭素、置換または非置換されたＣ６ないしＣ３０のアリーレン基、及び置換または非置換されたＣ６ないしＣ３０のヘテロアリーレン基から選択され、
    Ｌ１ないしＬ７はそれぞれ独立的に単一結合；置換または非置換されたＣ１ないしＣ３０のアルキレン基；および少なくとも一つのメチレン（−ＣＨ２−）がカルボニル（−Ｃ（＝Ｏ）−）、エーテル（−Ｏ−）、エステル（−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−）およびこれらの組み合わせから選択された置換基で置換されたＣ１ないしＣ３０のアルキレン基から選択され、
    Ｒ１ないしＲ７はそれぞれ独立的に水素、チオール基、及びＣ１ないしＣ３０のアルキル基から選択され、
    ｎは０、１または２の整数であり、ｎが０である場合Ｒ１ないしＲ４のうち少なくとも３つはチオール基であり、ｎが１または２である場合Ｒ１ないしＲ７のうち少なくとも３つはチオール基である。
  2. 前記オリゴマーまたはポリマーは末端にチオール基を含む多座（ｍｕｌｔｉｄｅｎｔａｔｅ）リガンドである、請求項１に記載の量子ドット。
  3. 前記オリゴマーまたはポリマーは量子ドットの表面に３次元（ｔｈｒｅｅ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ）のネットワークを形成する、請求項１に記載の量子ドット。
  4. 前記量子ドットはＩｎＰ量子ドット；ＩｎＰコアおよびＺｎＳ、ＺｎＳｅシェルを含む量子ドット；およびこれらの組み合わせから選択される、請求項１に記載の量子ドット。
  5. 前記第１モノマーは、ジペンタエリスリトールヘキサキス（３−メルカプトプロピオン酸塩）（ｄｉｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｒｉｔｏｌ ｈｅｘａｋｉｓ（３−ｍｅｒｃａｐｔｏｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ）、ＤＨＭ）、ペンタエリスリトールテトラキス（３−メルカプトプロピオン酸塩）（ｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｒｉｔｏｌ ｔｅｔｒａｋｉｓ（３−ｍｅｒｃａｐｔｏｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ））、トリメチロールプロパントリス（３−メルカプトプロピオン酸塩）（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｏｌｐｒｏｐａｎｅ ｔｒｉｓ（３−ｍｅｒｃａｐｔｏｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ））、ペンタエリスリトールテトラキス（３−メルカプトアセテート）（ｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｒｉｔｏｌ ｔｅｔｒａｋｉｓ（３−ｍｅｒｃａｐｔｏａｃｅｔａｔｅ））、トリメチロールプロパントリス（３−メルカプトアセテート）（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｏｌｐｒｏｐａｎｅ ｔｒｉｓ（３−ｍｅｒｃａｐｔｏａｃｅｔａｔｅ））、トリス［２−（３−メルカプトプロピオニルオキシ）エチル］イソシアヌレート（ｔｒｉｓ［２−（３−ｍｅｒｃａｐｔｏｐｒｏｐｉｏｎｙｌｏｘｙ）ｅｔｈｙｌ］ｉｓｏｃｙａｎｕｒａｔｅ）、トリチオシアヌル酸（ｔｒｉｔｈｉｏｃｙａｎｕｒｉｃ ａｃｉｄ）およびこれらの組み合わせから選択される、請求項１に記載の量子ドット。
  6. 前記オリゴマーまたはポリマーは、パッシベーションされた量子ドット１００重量部に対して約８０ないし約１００重量部の量で存在する、請求項１に記載の量子ドット。
  7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の量子ドット；
    マトリックスポリマーを提供するモノマー；および
    溶媒を含む、組成物。
  8. 前記マトリックスポリマーのモノマーはアクリル樹脂、メタクリル樹脂、シリコン樹脂、チオール−エン樹脂およびこれらの組み合わせから選択されるポリマーを提供するモノマーである、請求項７に記載の組成物。
  9. 前記溶媒はトルエン、ベンゼン、クロロホルム、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン、トリオクチルアミン、キシレン、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミドおよびこれらの組み合わせから選択される、請求項７に記載の組成物。
  10. 前記パッシベーションされた量子ドットは組成物全体中、約０．１ないし約２０重量％含まれる、請求項７に記載の組成物。
  11. ３つ以上のチオール基（−ＳＨ）を有する第１モノマーおよび末端に前記チオール基と反応できる２つ以上の作用基（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｇｒｏｕｐ）と前記２つ以上の作用基の間に位置するスペーサ基（ｓｐａｃｅｒ ｇｒｏｕｐ）を含む第２モノマーを反応させて形成された多座（ｍｕｌｔｉｄｅｎｔａｔｅ）オリゴマーを含む溶液を製造し、
    前記溶液に量子ドットを混合して前記多座オリゴマーのチオール基を量子ドットの表面に付着させる段階を含む、
    パッシベーションされた量子ドットの製造方法であって、
    前記第１モノマーは、下記の化学式１で表現される化合物であり、
    前記第２モノマーは、シクロアルカンジオールジ（メタ）アクリレート、アルカンジオールジ（メタ）アクリレート、２，２’−（エチレンジオキシジエタン）ジチオール（２，２’−（ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｄｉｅｔｈａｎｅ）ｄｉｔｈｉｏｌ）、９，９−ビス［４−（２−（メタ）アクリロイルオキシエトキシ）フェニル］フルオレン（９，９−ｂｉｓ［４−（２−ａｃｒｙｌｏｙｌｏｘｙ ｅｔｈｏｘｙ）ｐｈｅｎｙ］ｆｌｕｏｒｅｎｅ）、２，２−ビス［４−（（メタ）アクリロイルオキシプロポキシ］フェニル］プロパン（２，２−ｂｉｓ［４−（ａｃｒｙｌｏｘｙ ｐｏｌｙｐｒｏｐｏｘｙ］ｐｈｅｎｙｌ］ｐｒｏｐａｎｅ）、アルキレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリス（２−（メタ）アクリロイルオキシエチル）イソシアヌレート（ｔｒｉｓ（２−ａｃｒｙｌｏｘｙｅｔｈｙｌ）ｉｓｏｃｙａｎｕｒａｔｅ）、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｏｌ ｐｒｏｐａｎｅ ｔｒｉ（ｍｅｔｈ）ａｃｒｙｌａｔｅ）、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート（ｄｉｔｒｉｍｅｔｈｙｌｏｌ ｐｒｏｐａｎｅ ｔｅｔｒａ（ｍｅｔｈ）ａｃｒｙｌａｔｅ）、２，２−ビス［４−（（メタ）アクリロイルオキシエトキシ］フェニル］プロパン（２，２−ｂｉｓ［４−（（ｍｅｔｈ）ａｃｒｙｌｏｘｙ ｅｔｈｏｘｙ］ｐｈｅｎｙｌ］ｐｒｏｐａｎｅ）、およびこれらの組み合わせから選択される、量子ドットの製造方法。
    前記化学式１において、
    Ｘ １ およびＸ ２ はそれぞれ独立的に炭素、置換または非置換されたＣ６ないしＣ３０のアリーレン基、及び置換または非置換されたＣ６ないしＣ３０のヘテロアリーレン基から選択され、
    Ｌ １ ないしＬ ７ はそれぞれ独立的に単一結合；置換または非置換されたＣ１ないしＣ３０のアルキレン基；および少なくとも一つのメチレン（−ＣＨ ２ −）がカルボニル（−Ｃ（＝Ｏ）−）、エーテル（−Ｏ−）、エステル（−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−）およびこれらの組み合わせから選択された置換基で置換されたＣ１ないしＣ３０のアルキレン基から選択され、
    Ｒ １ ないしＲ ７ はそれぞれ独立的に水素、チオール基、及びＣ１ないしＣ３０のアルキル基から選択され、
    ｎは０、１または２の整数であり、ｎが０である場合Ｒ １ ないしＲ ４ のうち少なくとも３つはチオール基であり、ｎが１または２である場合Ｒ １ ないしＲ ７ のうち少なくとも３つはチオール基である。
  12. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の量子ドットを含む、フィルム。
  13. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の量子ドットを含む、素子。
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