KR101324256B1 - Quantum dot complex and fabricating method of the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 양자점을 포함하는 제1비극성 용액을 형성하는 단계; 상기 제1비극성 용액에 고분자 물질을 혼합하여 제2비극성 용액을 형성하는 단계; 상기 제2비극성 용액과 제1극성 용액을 유화하여, 상기 양자점과 상기 고분자 물질을 포함하는 액적을 형성하는 단계; 상기 액적에 포함된 비극성 용매를 제거하는 단계를 포함하는 양자점 복합체의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 양자점 복합체에 관한 것으로, 양자점 복합체 형성시 양자점의 성능 저하 없이 물리적인 자기 조립(self-assembly)과정에 의해 제조된 양자점 복합체를 제공받을 수 있다. The present invention comprises the steps of forming a first nonpolar solution comprising a quantum dot; Mixing a high molecular material with the first nonpolar solution to form a second nonpolar solution; Emulsifying the second nonpolar solution and the first polar solution to form droplets including the quantum dots and the polymer material; The present invention relates to a method for manufacturing a quantum dot composite including a step of removing a non-polar solvent contained in the droplets, and to a quantum dot composite prepared by the same. It can be provided a quantum dot composite prepared by.

Description

양자점 복합체 및 이의 제조 방법 {Quantum dot complex and fabricating method of the same}Quantum dot complex and fabrication method therefor {Quantum dot complex and fabricating method of the same}

본 발명은 양자점 복합체 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 양자점 복합체 형성시 양자점의 성능 저하 없이 물리적인 자기 조립(self-assembly)과정에 의해 제조되는 양자점 복합체에 관한 것이다.The present invention relates to a quantum dot composite and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a quantum dot composite manufactured by a physical self-assembly process without degrading the performance of the quantum dot when forming the quantum dot composite.

양자점을 포함하는 고분자 혹은 무기질 복합체의 경우 양자점의 발광 특성을 활용한 복합체로써, 양자점이 함침된 재질(matrix)이 주위 환경으로부터 양자점의 변성을 방지할 수 있는 등의 장점에 의하여, 이를 활용한 LED 등의 발광 소자나 레이져 등의 응용에 대한 연구 개발이 활발히 이루어지고 있다.In the case of a polymer or inorganic composite including quantum dots, a composite utilizing luminescent properties of the quantum dots, and the LED using the quantum dots can be prevented from being denatured from the surrounding environment. Research and development on the application of light-emitting elements such as such as lasers and lasers are being actively made.

종래에는 고분자나 금속 산화물 재질의 무기질에 양자점을 함침시키기 위하여 양자점 표면에 고분자 중합 반응 혹은 졸-겔(sol-gel) 반응 등을 유발할 수 있는 특정한 기능기(functional group)를 지닌 화학 물질을 흡착시켜서 화학적인 반응에 의해 양자점 복합체를 제조하여 왔다.Conventionally, in order to impregnate a quantum dot in a polymer or a metal oxide inorganic material, a chemical substance having a specific functional group capable of causing a polymer polymerization reaction or a sol-gel reaction may be adsorbed on the surface of the quantum dot. Quantum dot complexes have been prepared by chemical reactions.

특히 양자점을 포함하는 반응 용액에 고분자 단량체(monomer)를 투입하여 고분자 중합을 유도하거나, 양자점이 포함된 반응 용액에 금속 산화물의 반응 전구체(reaction precursors)를 주입하여 졸-겔 반응을 유발시키는 연구 노력이 활발히 진행 중에 있다. 이러한 방식으로 제조된 양자점과 고분자 물질, 혹은 양자점과 금속 산화물의 복합체를 얻기 위한 노력은 주로 화학적인 반응을 통해 다양하게 시도되고 있다.In particular, research efforts have been made to induce polymer polymerization by injecting a polymer monomer into a reaction solution containing a quantum dot or to induce a sol-gel reaction by injecting reaction precursors of metal oxides into the reaction solution containing a quantum dot. This is actively underway. Efforts to obtain quantum dots and polymer materials or complexes of quantum dots and metal oxides prepared in this manner have been variously attempted through chemical reactions.

즉, 양자점 나노 입자는 콜로이드 용액 상태로 합성되고 있으므로, 이러한 양자점을 보다 손쉽고 광범위하게 응용할 수 있도록 양자점 나노 입자를 포함하는 유무기 복합체를 고체 형태로 제조하는 데 많은 연구가 이루어지고 있다[J. Mater. Sci. vol. 44, pp. 816-820].That is, since the quantum dot nanoparticles are synthesized in a colloidal solution state, much research has been made to prepare an organic-inorganic composite including the quantum dot nanoparticles in a solid form so that the quantum dots can be easily and widely applied [J. Mater. Sci. vol. 44, pp. 816-820].

반면, 양자점 나노 입자를 용액 상태로부터 고분자 혹은 금속 산화물의 매질(matrix)에 함침시켜 유용한 고체 형태로 제조하는 기존의 방식들은 양자점의 고유 발광 세기를 유지하는데 어려움이 있는데, 이는 양자점의 발광 강도가 기질 형성을 위한 고분자 중합 및 졸-겔 반응 등을 거치면서 화학 반응에 의해 필연적으로 영향을 받게 되기 때문이다[Adv. Mater. vol. 20, pp. 4068-4073].On the other hand, conventional methods of impregnating quantum dot nanoparticles in solution into a polymer or metal oxide matrix into a useful solid form have difficulty maintaining the intrinsic luminescence intensity of the quantum dots. This is because it is inevitably affected by the chemical reaction through the polymer polymerization and the sol-gel reaction for forming [Adv. Mater. vol. 20, pp. 4068-4073].

그러나 최근에는 양자점 나노 입자를 열경화성 수지와 직접적으로 혼합한 뒤, 가열에 의해 수지를 경화시켜 양자점-고분자 복합체를 제조하여 이를 LED 광원에 적용하는 연구 개발이 진행된 바 있다[Adv. Mater. vol. 20, pp. 2696-2702].Recently, however, research and development have been carried out in which quantum dot nanoparticles are directly mixed with a thermosetting resin, and the resin is cured by heating to prepare a quantum dot-polymer composite and apply it to an LED light source [Adv. Mater. vol. 20, pp. 2696-2702].

그러나 이와 같이 양자점과 열경화성 수지를 혼합하는 과정에서, 양자점 표면에 흡착된 분산 안정화제인 리간드(ligand)의 종류에 따라 상기 양자점과 열경화성 수지 간의 상용성이 항상 보장되는 것은 아니므로, 이러한 기술을 적용하는 데 어려움이 따르게 된다.However, in the process of mixing the quantum dot and the thermosetting resin, compatibility between the quantum dot and the thermosetting resin is not always guaranteed according to the type of ligand, which is a dispersion stabilizer adsorbed on the surface of the quantum dot. Difficulties will follow.

더불어 양자점 나노 입자에 졸-겔 반응을 유도할 수 있는 리간드를 흡착시킨 뒤 금속 산화물의 전구체를 혼합하여 양자점 복합체를 제조하는 방법은, 후속 공정인 가열 온도가 섭씨 수 백도에 이르며, 가열 과정에서 양자점이 변성되기 쉽다는 취약점을 내포하고 있다.In addition, a method of preparing a quantum dot composite by adsorbing a ligand capable of inducing a sol-gel reaction to the quantum dot nanoparticles and then mixing a precursor of a metal oxide has a heating temperature of several hundred degrees Celsius, which is a subsequent process, and during the heating process It contains a vulnerability that is prone to denaturation.

한편, 양자점 나노 입자와 고분자 중합 반응을 유도할 수 있는 단량체를 혼합하여 중합을 유도하는 방식의 경우, 중합 반응의 개시제(initiator)가 요구되는데, 개시제의 투입에 의해 양자점의 발광 강도가 약해진다는 문제점이 제시되고 있다[Macromolecules, vol. 30, pp. 417-426].On the other hand, in the case of a method of inducing polymerization by mixing a quantum dot nanoparticles and a monomer capable of inducing a polymer polymerization reaction, an initiator of a polymerization reaction is required, and the emission intensity of the quantum dots is weakened by the addition of the initiator. Is presented [Macromolecules, vol. 30, pp. 417-426].

본 발명은 상기와 같은 기술적 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 양자점 복합체 형성시 양자점의 성능 저하 없이 물리적인 자기 조립(self-assembly)과정에 의해 제조되는 양자점 복합체를 제공한다. The present invention is to solve the above technical problems, the present invention provides a quantum dot composite produced by a physical self-assembly process without deteriorating the performance of the quantum dot when forming a quantum dot composite.

본 발명이 해결하려는 다른 과제는, 양자점 복합체 형성시 양자점의 성능 저하 없이 물리적인 자기 조립(self-assembly)과정에 의해 제조되는 양자점 복합체의 제조 방법을 제공한다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a quantum dot composite, which is manufactured by a physical self-assembly process without degrading the performance of a quantum dot when forming a quantum dot composite.

본 발명의 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems which are not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 지적된 문제점을 해결하기 위해서 본 발명은 양자점을 포함하는 제1비극성 용액을 형성하는 단계; 상기 제1비극성 용액에 고분자 물질을 혼합하여 제2비극성 용액을 형성하는 단계; 상기 제2비극성 용액과 제1극성 용액을 유화하여, 상기 양자점과 상기 고분자 물질을 포함하는 액적을 형성하는 단계; 상기 액적에 포함된 비극성 용매를 제거하는 단계를 포함하는 양자점 복합체의 제조 방법을 제공한다.In order to solve the above-mentioned problems, the present invention comprises the steps of forming a first nonpolar solution comprising a quantum dot; Mixing a high molecular material with the first nonpolar solution to form a second nonpolar solution; Emulsifying the second nonpolar solution and the first polar solution to form droplets including the quantum dots and the polymer material; It provides a method for producing a quantum dot composite comprising the step of removing the non-polar solvent contained in the droplet.

또한, 본 발명은 상기 양자점을 포함하는 제1비극성 용액을 형성하는 단계는, 반도체 물질을 이용하여 리간드를 포함하는 프리(pre) 양자점을 형성하고, 상기 리간드를 포함하는 양자점을 비극성 용매에 분산시키는 것인 양자점 복합체의 제조 방법을 제공한다.In addition, the step of forming the first non-polar solution containing the quantum dots, by using a semiconductor material to form a (pre) quantum dot containing a ligand, and dispersing the quantum dot containing the ligand in a nonpolar solvent It provides a method for producing a quantum dot composite.

또한, 본 발명은 상기 제조 방법에 의해 제조된 양자점 복합체를 제공한다.The present invention also provides a quantum dot composite prepared by the above production method.

상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 양자점 복합체 형성시 양자점의 성능 저하 없이 물리적인 자기 조립(self-assembly)과정에 의해 제조된 양자점 복합체를 제공받을 수 있다. According to the present invention as described above, the quantum dot composite can be provided by a physical self-assembly process without deteriorating the performance of the quantum dot when forming the quantum dot composite.

또한, 양자점 복합체 형성시 양자점의 성능 저하 없이 물리적인 자기 조립(self-assembly)과정에 의해 제조되는 양자점 복합체의 제조 방법을 제공받을 수 있다. In addition, a method of manufacturing a quantum dot composite may be provided by a physical self-assembly process without degrading the performance of the quantum dot when forming the quantum dot composite.

이에 따라, LED 등 정보전자 소재의 광원 및 생물학적 바코드(bar code) 등 다양한 분야에 응용이 가능하다. 또한, 양자점과 혼합되는 고분자 기질을 형성하는 고분자 물질의 종류를 다양하게 변화시켜, 양자점 복합체의 기질을 다양화할 수 있다.Accordingly, the present invention can be applied to various fields such as light sources and biological bar codes of information electronic materials such as LEDs. In addition, it is possible to vary the substrate of the quantum dot composite by varying the type of the polymer material forming the polymer matrix mixed with the quantum dots.

도 1은 본 발명에 따른 양자점 복합체의 복합 미세 분말을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 양자점 복합체의 제조방법을 나타내는 순서도이다.
도 3a 및 도 3b는 미세한 액적과 양자점 복합체의 형성을 설명하기 위한 모식도이다.
도 4는 실험예 1에서 양자점 복합체를 합성하기 위한 CdSSe 양자점 나노입자의 투과전자 현미경(TEM) 사진이다.
도 5a는 실험예 1에 의해 제조된 양자점 복합체의 주사전자 현미경(SEM) 사진이고, 도 5b는 실험예 1에 의해 제조된 양자점 복합체의 투과전자 현미경(TEM) 사진이다.
도 6은 실험예 1에 따른 양자점 복합체의 PL 스펙트럼을 도시한 그래프이다.
도 7은 실험예 1에 따른 양자점 복합체의 광학현미경 사진이다.
도 8a는 실험예 2에 의해 제조된 양자점 복합체의 주사전자 현미경(SEM) 사진이고, 도 8b는 실험예 2에 의해 제조된 양자점 복합체의 광학 현미경 사진이다.
도 9은 실험예 2에 의해 제조된 양자점 복합체의 EDS 분석결과를 나타낸 도면이다.
도 10은 실험예 2에 의해 제조된 양자점 복합체의 PL 스펙트럼을 도시한 그래프이다.
도 11은 실험예 3에 의해 제조된 양자점 복합체의 주사전자 현미경(SEM) 사진이다.1 schematically shows a composite fine powder of a quantum dot composite according to the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a quantum dot composite according to a first embodiment of the present invention.
3A and 3B are schematic diagrams for explaining formation of fine droplets and a quantum dot composite.
4 is a transmission electron microscope (TEM) photograph of CdSSe quantum dot nanoparticles for synthesizing a quantum dot composite in Experimental Example 1. FIG.
5A is a scanning electron microscope (SEM) photograph of the quantum dot composite prepared by Experimental Example 1, and FIG. 5B is a transmission electron microscope (TEM) photograph of the quantum dot composite prepared by Experimental Example 1. FIG.
6 is a graph showing a PL spectrum of the quantum dot composite according to Experimental Example 1. FIG.
7 is an optical micrograph of a quantum dot composite according to Experimental Example 1.
8A is a scanning electron microscope (SEM) photograph of the quantum dot composite prepared by Experimental Example 2, and FIG. 8B is an optical micrograph of the quantum dot composite prepared by Experimental Example 2. FIG.
9 is a view showing the EDS analysis of the quantum dot composite prepared by Experimental Example 2.
10 is a graph showing a PL spectrum of the quantum dot composite prepared by Experimental Example 2. FIG.
11 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of the quantum dot composite prepared by Experimental Example 3.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.

아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. &Quot; and / or "include each and every combination of one or more of the mentioned items. ≪ RTI ID = 0.0 >

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.Although the first, second, etc. are used to describe various components, it goes without saying that these components are not limited by these terms. These terms are used only to distinguish one component from another. Therefore, it goes without saying that the first component mentioned below may be the second component within the technical scope of the present invention.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. The terms " comprises "and / or" comprising "used in the specification do not exclude the presence or addition of one or more other elements in addition to the stated element.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in the present specification may be used in a sense that can be commonly understood by those skilled in the art. Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소와 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다. The terms spatially relative, "below", "beneath", "lower", "above", "upper" And can be used to easily describe a correlation between an element and other elements. Spatially relative terms should be understood in terms of the directions shown in the drawings, including the different directions of components at the time of use or operation. For example, when inverting an element shown in the figures, an element described as "below" or "beneath" of another element may be placed "above" another element . Thus, the exemplary term "below" can include both downward and upward directions. The components can also be oriented in different directions, so that spatially relative terms can be interpreted according to orientation.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 양자점 복합체의 복합 미세 분말을 개략적으로 나타낸 것이다. 1 schematically shows a composite fine powder of a quantum dot composite according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따라 제조된 양자점 복합체(100)는 가시광선, 자외선 또는 적외선 영역의 빛에 대해 발광이 가능한 반도체성 나노 입자인 양자점(110)과 고분자 기질(matrix, 120)을 포함할 수 있다. 이때, 양자점 복합체(100)는 고분자 기질(120) 내에 양자점(110)이 포함된 형태일 수 있다. Referring to FIG. 1, the quantum dot composite 100 manufactured according to the present invention includes a quantum dot 110 and a polymer matrix 120 that are semiconducting nanoparticles capable of emitting light in the visible, ultraviolet, or infrared region. It may include. In this case, the quantum dot composite 100 may have a form in which the quantum dot 110 is included in the polymer substrate 120.

상기 양자점(110)은 나노 사이즈의 크기를 가지며, 구형 또는 비구형의 형상을 가질 수 있다. 양자점(110)은 예를 들어, 카드뮴 계열의 CdS, CdTe, CdSSe 또는 비카드뮴 계열의 CuInS, InP일 수 있다.The quantum dot 110 may have a nano size and have a spherical or non-spherical shape. The quantum dot 110 may be, for example, cadmium-based CdS, CdTe, CdSSe, or non-cadmium-based CuInS or InP.

상기 고분자 기질(120)은 단량체가 중합되어 형성된 것일 수 있으며, 이러한 나노 입자는 예를 들어, 폴리스티렌, 폴리이미드, 폴리아크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리이미다졸, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에틸렌글리콜 및 이들의 유도체와 블록공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 고분자일 수 있다.The polymer substrate 120 may be formed by polymerizing monomers, and the nanoparticles may be, for example, polystyrene, polyimide, polyacrylate, polycarbonate, polyimidazole, polyethylene oxide, polyvinylidene fluoride, or polyethylene. It may be at least one polymer selected from the group consisting of glycols and derivatives thereof and block copolymers.

이때, 본 발명에서 상기 양자점 복합체(100)는 나노 사이즈의 크기를 갖는 것을 특징으로 하며, 이에 대해서는 후술하기로 한다.At this time, the quantum dot composite 100 in the present invention is characterized in that it has a size of a nano size, which will be described later.

이하에서는 본 발명에 따른 양자점 복합체의 제조방법을 설명하기로 한다.Hereinafter will be described a method of manufacturing a quantum dot composite according to the present invention.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 양자점 복합체의 제조방법을 나타내는 순서도이고, 도 3a 및 도 3b는 미세한 액적과 양자점 복합체의 형성을 설명하기 위한 모식도이다.2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a quantum dot composite according to a first embodiment of the present invention, Figures 3a and 3b is a schematic diagram for explaining the formation of fine droplets and quantum dot composite.

먼저, 도 2 및 도 3a를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 양자점 복합체의 제조 방법은 양자점 복합체를 형성하기 위한 양자점을 제공한다(S110).First, referring to FIGS. 2 and 3A, a method of manufacturing a quantum dot composite according to a first embodiment of the present invention provides a quantum dot for forming a quantum dot composite (S110).

보다 구체적으로, 반도체 물질을 이용하여 리간드를 포함하는 프리(pre) 양자점을 형성한다. 이때, 프리(pre) 양자점의 형성은 예를 들어, 열 주입 방법(hot injection method)에 의해 수행될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니고, 다양한 화학적 합성 방식에 의해 구형 또는 비구형의 형상으로 형성될 수 있다.More specifically, the semiconductor material is used to form a pre quantum dot including a ligand. In this case, the formation of the pre-quantum dot may be performed by, for example, a hot injection method, but is not limited thereto. The spherical or non-spherical shape may be formed by various chemical synthesis methods. have.

한편, 상기 반도체 물질은 카드뮴 계열의 CdS, CdTe, CdSSe, Cdse 또는 비카드뮴 계열의 CuInS, InP, ZnSe, ZnS, ZnTe, HgTe일 수 있으며, 다만, 본 발명에서는 상기 반도체 물질의 종류를 한정하는 것은 아니며, 가시광선, 자외선 또는 적외선 영역의 빛에 대해 발광이 가능한 반도체성 물질이면 어느 것이라도 사용될 수 있다.On the other hand, the semiconductor material may be cadmium-based CdS, CdTe, CdSSe, Cdse or non-cadmium-based CuInS, InP, ZnSe, ZnS, ZnTe, HgTe, in the present invention, to limit the type of the semiconductor material In addition, any semiconductor material capable of emitting light with respect to visible light, ultraviolet light, or infrared light may be used.

한편, 프리 양자점은 리간드를 표면에 포함하는데, 상기 리간드는 비극성일 수 있으며, 예를 들어, 상기 리간드는 올레산(oleic acid)일 수 있다.Meanwhile, the free quantum dot includes a ligand on the surface, and the ligand may be nonpolar, for example, the ligand may be oleic acid.

이때, 상기 리간드는 양자점의 표면에 흡착되거나, 양자점 표면의 외부로 노출되어, 이후의 공정에 사용되는 비극성 용매에 양자점이 분산될 수 있도록 비극성인 것이 바람직하다.In this case, the ligand is preferably non-polar so as to be adsorbed on the surface of the quantum dots or exposed to the outside of the surface of the quantum dots, so that the quantum dots can be dispersed in the non-polar solvent used in the subsequent process.

계속해서, 도 2를 참조하면, 상기 리간드를 포함하는 양자점(110)을 비극성 용매에 분산시켜, 상기 양자점(110)을 포함하는 제1비극성 용액을 형성한다(S120).Subsequently, referring to FIG. 2, the quantum dot 110 including the ligand is dispersed in a nonpolar solvent to form a first nonpolar solution including the quantum dot 110 (S120).

상기 비극성 용매로는 톨루엔, 벤젠, 헥산, 자일렌, 프로필렌글리콜 메틸아세테이트(PGMA) 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있고, 바람직하게는 톨루엔일 수 있으며, 다만, 본 발명에서 상기 비극성 용매의 종류를 한정하는 것은 아니다.As the nonpolar solvent, toluene, benzene, hexane, xylene, propylene glycol methyl acetate (PGMA), or the like may be used alone or in combination, preferably toluene, but the type of the nonpolar solvent in the present invention It is not limited.

이때, 상술한 바와 같이, 상기 리간드는 양자점의 표면에 흡착되거나, 양자점 표면의 외부로 노출되고, 또한, 상기 리간드는 비극성이기 때문에, 비극성 용매에 양자점이 분산되는 것을 용이하게 할 수 있다.At this time, as described above, since the ligand is adsorbed on the surface of the quantum dot or exposed to the outside of the surface of the quantum dot, and the ligand is nonpolar, it is easy to disperse the quantum dot in the nonpolar solvent.

계속해서, 도 2를 참조하면, 상기 제1비극성 용액에 고분자 물질을 혼합하여 제2비극성 용액을 형성한다(S130).Subsequently, referring to FIG. 2, a second nonpolar solution is formed by mixing a polymer material with the first nonpolar solution (S130).

이때, 상기 고분자 물질은 폴리스티렌, 폴리이미드, 폴리아크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리이미다졸, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에틸렌글리콜 및 이들의 유도체로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 고분자 및 블록공중합체일 수 있고, 바람직하게는 poly-(styrene-co-methymethacrylate)(이하, poly-St-co-MMA라고 함)일 수 있으며, 다만 본 발명에서 상기 고분자 물질의 종류를 한정하는 것은 아니다.At this time, the polymer material is at least one polymer and block air selected from the group consisting of polystyrene, polyimide, polyacrylate, polycarbonate, polyimidazole, polyethylene oxide, polyvinylidene fluoride, polyethylene glycol and derivatives thereof It may be a copolymer, preferably poly- (styrene-co-methymethacrylate) (hereinafter referred to as poly-St-co-MMA), but does not limit the type of the polymer material in the present invention.

한편, 상술한 바와 같이, 상기 제1비극성 용액은 리간드를 포함하는 양자점을 포함하며, 상기 제1비극성 용액에 고분자 물질을 혼합함으로써, 상기 제2비극성 용액은 양자점 및 고분자 물질을 포함할 수 있다. On the other hand, as described above, the first non-polar solution includes a quantum dot containing a ligand, by mixing a polymer material in the first non-polar solution, the second non-polar solution may include a quantum dot and a polymer material.

상기 고분자 물질은 단량체의 중합체로써, 이후의 공정에서 고분자 기질(도 1의 120)로 형성된다. The polymeric material is a polymer of monomers, which is formed into a polymeric substrate (120 in FIG. 1) in a subsequent process.

이때, 상기 제1비극성 용액과 고분자 물질의 혼합은 예를 들어, 마그네틱바(magnetic bar)를 사용한 교반 공정을 통해 수행될 수 있다.In this case, the mixing of the first non-polar solution and the polymer material may be performed through, for example, a stirring process using a magnetic bar.

계속해서, 도 2를 참조하면, 제1극성 용액에 상기 제1비극성 용액을 유화(emulsification)하여 양자점과 고분자 물질을 포함하는 액적(droplet)을 형성한다(S140).Subsequently, referring to FIG. 2, the first nonpolar solution is emulsified in the first polar solution to form droplets including quantum dots and a polymer material (S140).

상기 제1극성 용액은 물(water), 아세톤(Acetone), 디메틸 포름아마이드(dimethylformamide, DMF), 알코올(Alcohol) 등과 같은 극성 용매를 포함할 수 있고, 바람직하게는 상기 극성 용매는 물(water)일 수 있으며, 다만, 본 발명에서 상기 극성 용매의 종류를 한정하는 것은 아니다.The first polar solution may include a polar solvent such as water, acetone, dimethylformamide (DMF), alcohol, and the like. Preferably, the polar solvent is water. It may be, but is not limited to the type of the polar solvent in the present invention.

한편, 도 3a를 참조하면, 상기 액적(droplet)은 양자점(110)과 고분자 물질(122)이 비극성 용매(130)내에 분산된 상태로 친수성 물(water)의 연속상(continuous phase, water phase)에 유화(emulsification)되어 있는 형태일 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 3A, the droplet is a continuous phase of water of hydrophilic water in a state in which the quantum dot 110 and the polymer material 122 are dispersed in the nonpolar solvent 130. It may be in an emulsified form.

이러한 액적을 형성하는 것은 양자점과 고분자 물질의 혼합 수용액인 제2비극성 용액을 미세한 액적의 형태로 친수성 물(water)의 연속상에 유화시키는 것으로, 양자점과 고분자 물질의 혼합 수용액인 제2비극성 용액을 제1극성 용액, 예를 들면, 물(water)에 혼합한 뒤, 유화를 위한 장비를 적용하여 유화시킴으로써 형성할 수 있다. 상기 유화를 위한 장비는 유화기(homogenizer) 또는 초음파 발생기(sonicator)일 수 있고, 바람직하게는 초음파 발생기(sonicator)일 수 있으며, 다만, 본 발명에서 상기 유화를 위한 장비의 종류를 한정하는 것은 아니다.Forming such droplets is emulsifying the second nonpolar solution, which is a mixed aqueous solution of quantum dots and a polymer material, in the form of fine droplets in a continuous phase of hydrophilic water, and the second nonpolar solution, which is a mixed aqueous solution of quantum dots and a polymeric material, It may be formed by mixing in a first polar solution, for example water, and then emulsifying by applying equipment for emulsification. The equipment for the emulsification may be an emulsifier (homogenizer) or an ultrasonic generator (sonicator), preferably an ultrasonic generator (sonicator), but is not limited to the type of equipment for the emulsification in the present invention. .

이때, 상기 제1극성 용액은 에멀션화제(emulsifying agent)를 포함할 수 있는데, 에멀션화제(emulsifying agent)는 소수성과 친수성을 갖는 양친성의 블록 공중합체일 수 있다. 에멀션화제(emulsifying agent)는 양자점과 고분자 물질의 혼합 수용액의 액적 표면에 흡착하여 액적 상호간의 유착(drop coalescence)을 방지하는 역할을 수행하게 된다.In this case, the first polar solution may include an emulsifying agent, and the emulsifying agent may be an amphiphilic block copolymer having hydrophobicity and hydrophilicity. An emulsifying agent serves to prevent drop coalescence between the droplets by adsorbing onto the droplet surface of the mixed aqueous solution of quantum dots and a polymer material.

본 발명에서는 에멀션화제(emulsifying agent)는 상용화된 블록공중합체인 Pluronic F108을 사용할 수 있으며, 다만, 본 발명에서 상기 에멀션화제의 종류를 한정하는 것은 아니다. 한편, 에멀션화제(emulsifying agent)는 상기 극성 용매 100 wt% 대비 0.5wt% 내지 3wt%로 포함될 수 있다.In the present invention, the emulsifying agent may use Pluronic F108, which is a commercially available block copolymer, but the present invention is not limited to the type of the emulsifying agent. Meanwhile, an emulsifying agent may be included in an amount of 0.5 wt% to 3 wt% with respect to 100 wt% of the polar solvent.

계속해서 도 2 및 도 3b를 참조하면, 액적에 포함된 비극성 용매(130)를 제거(S150)하여, 양자점(110)과 고분자 물질(122)을 포함하는 양자점 복합체(100)를 형성한다(S160). Subsequently, referring to FIGS. 2 and 3B, the non-polar solvent 130 included in the droplet is removed (S150) to form a quantum dot composite 100 including the quantum dot 110 and the polymer material 122 (S160). ).

즉, 상기 양자점 복합체(100)는 양자점(110)과 고분자 물질(122)의 액적에서 비극성 용매를 제거하여 형성될 수 있다. 만약 비극성 용매가 톨루엔이고, 극성 용매가 물이라고 가정한다면, 상기 액적은 유중수 에멀젼 액적(oil-in-water emulsion droplets)의 형태가 될 수 있다.That is, the quantum dot composite 100 may be formed by removing a nonpolar solvent from droplets of the quantum dot 110 and the polymer material 122. If the nonpolar solvent is toluene and the polar solvent is water, the droplets may be in the form of oil-in-water emulsion droplets.

이때, 인위적인 가열에 의해 액적에 포함된 톨루엔을 서서히 증발키면, 자기 조립(self-assembly) 과정에 의해 양자점(110)과 고분자 물질(122)을 포함하는 양자점 복합체가 제조될 수 있다. At this time, by gradually evaporating toluene contained in the droplet by artificial heating, a quantum dot composite including the quantum dot 110 and the polymer material 122 may be manufactured by a self-assembly process.

보다 구체적으로 톨루엔이 증발하게 되면서, 상기 고분자 물질(122)은 반데르 발스 힘 등에 의해 서로 응집되어 나노 미터 크기의 고분자 기질(120)로 형성된다. 이때, 모세관 힘(capillary force)에 의해 에멀젼 액적은 구형의 형상을 유지할 수 있고, 따라서, 고분자 기질(120)도 구형으로 형성될 수 있으나, 이러한 형상에 한정되는 것은 아니다. More specifically, while toluene is evaporated, the polymer material 122 aggregates with each other by van der Waals forces or the like to form a nanometer-sized polymer substrate 120. At this time, the emulsion droplets may maintain a spherical shape by capillary force, and thus, the polymer substrate 120 may also be spherical, but is not limited thereto.

한편, 고분자 기질(122)을 포함하는 고분자 기질(120) 내에는 양자점(110)이 함침되고, 이로써 양자점 복합체(100)가 형성된다. Meanwhile, the polymer substrate 120 including the polymer substrate 122 is impregnated with the quantum dots 110, thereby forming the quantum dot composite 100.

계속해서, 양자점 복합체를 형성한 후, 고분자 기질(122) 또는 양자점(110)에 잔류하는 에멀션화제를 제거하는 공정을 추가할 수 있다. 에멀션화제는 미세한 액적간의 유착을 방지하기 위하여 사용된 것으로, 유기 용매로 상기 양자점 복합체를 세척하여 제거할 수 있다. Subsequently, after the quantum dot composite is formed, a step of removing the emulsifier remaining in the polymer substrate 122 or the quantum dots 110 may be added. The emulsifier is used to prevent adhesion between fine droplets, and can be removed by washing the quantum dot complex with an organic solvent.

예를 들어, 양자점을 포함하는 양자점 복합체를 분산매인 극성 용매 내에 침강시키고, 상기 침강된 양자점 복합체에 에멀젼화제를 포함하지 않는 순수한 극성 용매를 첨가한 뒤 교반하는 과정을 거쳐, 상기 양자점 복합체를 극성 용매 내에서 다시 침강시킴으로써, 에멀션화제가 극성 용매에 용해되도록 하여, 잔류하는 에멀션화제가 제거될 수 있다. For example, the quantum dot composite including the quantum dots is precipitated in a polar solvent as a dispersion medium, and a pure polar solvent containing no emulsifier is added to the precipitated quantum dot composite, followed by stirring. By again settling in, the emulsifier is dissolved in the polar solvent, so that the remaining emulsifier can be removed.

계속해서, 양자점 복합체를 고분자 수지와 혼합하여 경화시키는 공정을 추가로 수행할 수 있다. 이는 양자점 복합체를 고분자 수지를 기지로 활용하여 기판 상에 고정하기 위함이다. 이때, 고분자 수지로는 열경화성 수지가 사용될 수 있다. 열경화성 수지로는 예를 들어, 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane; PDMS)이 사용될 수 있다. Subsequently, a step of curing the quantum dot composite by mixing with the polymer resin may be further performed. This is to fix the quantum dot composite on the substrate using a polymer resin as a base. In this case, a thermosetting resin may be used as the polymer resin. As the thermosetting resin, for example, polydimethylsiloxane (PDMS) may be used.

다음에서는, 본 발명의 실시예에 의해 제조된 양자점 복합체의 실험예를 설명하기로 한다. 한편, 본 실험예는 다음과 같다.Next, an experimental example of the quantum dot composite prepared by the embodiment of the present invention will be described. On the other hand, this experimental example is as follows.

[실험예 1][Experimental Example 1]

본 실험예 1에서는 양자점을 포함하는 고분자 복합 분말(이하, 양자점 복합체라 함)을 제조하기 위하여 미세 액적을 제한 공한(confining geometry)으로 활용한 자기조립(self-assembly) 공정을 적용하였다.In Experimental Example 1, a self-assembly process using a microdroplet as a confining geometry was applied to prepare a polymer composite powder including quantum dots (hereinafter, referred to as a quantum dot composite).

비극성 용매인 톨루엔에 분산된 CdSSe 양자점 나노 입자와 고분자 물질로써 poly-(styrene-co-methylmethacrylate)(poly-St-co-MMA)를 혼합한 뒤, 양자점과 고분자 물질이 혼재된 톨루엔 용액을 물을 연속상(continuous phase)으로 한 에멀젼 액적(emulsion droplet)으로 유화(emulsification)하는 공정을 취하였다. 액적 상호간의 유착(droplet coalescence)을 방지하기 위하여 에멀젼화제로써 상용화된 블록공중합체인 Pluronic F108을 연속상에 1 wt%의 농도로 용해시켰으며, 유화를 위한 장비로는 유화기(homogenizer)를 사용하였다. 이때, 양자점과 고분자 물질인 poly-St-co-MMA의 함량이 1:4의 무게비로 혼합된 톨루엔 용액을 활용하였다.After mixing CdSSe quantum dot nanoparticles dispersed in non-polar solvent toluene and poly- (styrene-co-methylmethacrylate) (poly-St-co-MMA) as a polymer material, the mixture of quantum dots and polymer material The process of emulsification was taken with emulsion droplets in a continuous phase. In order to prevent droplet coalescence between droplets, Pluronic F108, a block copolymer commercialized as an emulsifier, was dissolved at a concentration of 1 wt% in a continuous phase, and an emulsifier was used as an equipment for emulsification. . At this time, the toluene solution mixed with a quantum dot and a polymer material of poly-St-co-MMA in a weight ratio of 1: 4 was used.

도 4는 실험예 1에서 양자점 복합체를 제조하기 위해 사용된 CdSSe 양자점 나노입자의 투과전자 현미경(TEM) 사진이다.4 is a transmission electron microscope (TEM) photograph of CdSSe quantum dot nanoparticles used to prepare a quantum dot composite in Experimental Example 1. FIG.

도 4를 참조하면, 본 실험예 1에서 사용된 양자점의 크기는 5 nm 미만으로 비교적 균일하며, 고배율 이미지로부터 입자 내부의 격자구조를 관찰 할 수 있다. CdSSe의 양자점은 자외선에 의해 여기 되었을 때, 녹색 파장 영역의 빛을 발광하는 발색 입자이며, 본 발명은 녹색 파장 영역의 발색 입자에만 해당하지는 않는다.Referring to FIG. 4, the size of the quantum dots used in Experimental Example 1 is less than 5 nm and relatively uniform, and the lattice structure inside the particle can be observed from a high magnification image. The quantum dots of CdSSe are colored particles which emit light in the green wavelength region when excited by ultraviolet rays, and the present invention is not limited to the colored particles in the green wavelength region.

도 5a는 실험예 1에 의해 제조된 양자점 복합체의 주사전자 현미경(SEM) 사진이고, 도 5b는 실험예 1에 의해 제조된 양자점 복합체의 투과전자 현미경(TEM) 사진이다.5A is a scanning electron microscope (SEM) photograph of the quantum dot composite prepared by Experimental Example 1, and FIG. 5B is a transmission electron microscope (TEM) photograph of the quantum dot composite prepared by Experimental Example 1. FIG.

먼저, 도 5a를 참조하면, 유화기를 활용하여 얻어진 톨루엔 액적의 경우 그 크기가 불균일한 특성이 나타났으며, 이러한 톨루엔 액적을 제한 공간으로 하여 제조된 양자점 복합체 분말의 경우 그 크기 분포가 불균일하였고, 형성된 양자점 복합체 분말의 크기는 수백 nm에서 수μm 까지 분포됨을 알 수 있다.First, referring to FIG. 5A, in the case of toluene droplets obtained by using an emulsifier, the size of the toluene droplets appeared to be nonuniform. In the case of the quantum dot composite powder prepared using the toluene droplets as the limited space, the size distribution was uneven. It can be seen that the size of the formed quantum dot composite powder is distributed from several hundred nm to several μm.

다음으로, 도 5b를 참조하면, 일반적으로 양자점 복합체 입자의 크기가 클 경우 내부의 나노 입자들이 TEM을 통해 관찰하기 어렵지만, 도 6b에 도시된 바와 같이, 양자점 복합체 입자의 크기가 수십 nm 급으로 작은 경우 내부에 포함된 미세 입자들의 형상이 어느 정도 관찰됨을 알 수 있다.Next, referring to FIG. 5B, in general, when the size of the quantum dot composite particles is large, nanoparticles inside are difficult to observe through the TEM. However, as shown in FIG. In this case, it can be seen that the shape of the fine particles included therein is observed to some extent.

도 6은 실험예 1에 따른 양자점 복합체의 PL 스펙트럼을 도시한 그래프이다. 도 6에서 X는 CdSSe 양자점 분말의 PL 피크를 도시하고 있으며, Y는 CdSSe 양자점 분말을 포함하는 양자점 복합체 분말의 PL 피크를 도시하고 있다.6 is a graph showing a PL spectrum of the quantum dot composite according to Experimental Example 1. FIG. In FIG. 6, X shows the PL peak of the CdSSe quantum dot powder, and Y shows the PL peak of the quantum dot composite powder including the CdSSe quantum dot powder.

도 6에 도시된 바와 같이, 실험예 1에 따른 양자점 복합체 분말은 CdSSe 양자점 분말이 갖는 PL 피크와 거의 유사한 파장에서 발광을 보임을 알 수 있으며, 약 550 nm 근방의 파장에서 녹색 발광을 보임을 알 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 양자점 복합체 분말도 CdSSe 양자점 분말과 동일하게 녹색 파장의 빛을 발광함을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 6, it can be seen that the quantum dot composite powder according to Experimental Example 1 showed light emission at a wavelength substantially similar to the PL peak of the CdSSe quantum dot powder, and showed green light emission at a wavelength around 550 nm. Can be. That is, it can be seen that the quantum dot composite powder according to the present invention emits light of the green wavelength similarly to the CdSSe quantum dot powder.

도 7은 실험예 1에 따른 양자점 복합체의 광학현미경 사진이다. 즉, 도 7에서는 상술한 도 6의 PL 스펙트럼 측정과 더불어 양자점 복합체의 발광을 육안으로 확인하기 위하여 광학 현미경의 광원을 자외선으로 조절하여 복합 입자의 발광 및 형상을 관찰하였다.7 is an optical micrograph of a quantum dot composite according to Experimental Example 1. That is, in FIG. 7, in order to visually confirm light emission of the quantum dot composite in addition to the PL spectrum measurement of FIG. 6 described above, light emission and shape of the composite particle were observed by adjusting the light source of the optical microscope with ultraviolet rays.

도 7에 도시된 바와 같이, 실험예 1에 따른 양자점 복합체는 녹색 발광의 구형 복합 입자가 형성되었음을 알 수 있으며, 입자 외부에는 발광 이미지가 존재하지 않는 것으로 미루어 CdSSe 양자점 입자는 양자점 복합체 입자 내부에만 혼재함을 추론할 수 있다.As shown in FIG. 7, it can be seen that the quantum dot composite according to Experimental Example 1 was formed with spherical composite particles of green luminescence, and the CdSSe quantum dot particles were mixed only inside the quantum dot composite particles because no luminescent image existed outside the particles. Can be inferred.

[실험예 2][Experimental Example 2]

본 실험예 2에서는 실험예 1과 동일하게 양자점을 포함하는 고분자 복합 분말(이하, 양자점 복합체라 함)을 제조하기 위하여 미세 액적을 제한 공한(confining geometry)으로 활용한 자기조립(self-assembly) 공정을 적용하였다.In Experimental Example 2, a self-assembly process using microdroplets as a confining geometry to prepare polymer composite powder containing quantum dots (hereinafter referred to as quantum dot composite) in the same manner as Experimental Example 1 Was applied.

다만, 본 실험예 2에서는 실험예 1과 달리, 양자점 복합체의 발색을 다변화하기 위하여 적색 발광을 갖는 양자점인 CdSSe@ZnS을 활용하였다.However, in Experimental Example 2, unlike Experimental Example 1, CdSSe @ ZnS, which is a quantum dot having red light emission, was used to diversify the color development of the quantum dot composite.

즉, 실험예 2에서는 비극성 용매인 톨루엔에 분산된 CdSSe@ZnS 양자점 나노 입자와 고분자 물질로써 poly-(styrene-co-methylmethacrylate)(poly-St-co-MMA)를 혼합한 뒤, 양자점과 고분자 물질이 혼재된 톨루엔 용액을 물을 연속상(continuous phase)으로 한 에멀젼 액적(emulsion droplet)으로 유화(emulsification)하는 공정을 취하였다.That is, in Experimental Example 2, after mixing CdSSe @ ZnS quantum dot nanoparticles dispersed in toluene, a nonpolar solvent, and poly- (styrene-co-methylmethacrylate) (poly-St-co-MMA) as a polymer material, the quantum dots and the polymer material were mixed. The mixed toluene solution was emulsified into an emulsion droplet in which water was a continuous phase.

도 8a는 실험예 2에 의해 제조된 양자점 복합체의 주사전자 현미경(SEM) 사진이고, 도 8b는 실험예 2에 의해 제조된 양자점 복합체의 광학 현미경 사진이다.8A is a scanning electron microscope (SEM) photograph of the quantum dot composite prepared by Experimental Example 2, and FIG. 8B is an optical micrograph of the quantum dot composite prepared by Experimental Example 2. FIG.

먼저, 도 8a를 참조하면, 유화기를 활용한 에멀젼 자기조립법이 적용되는 실험예 2에서도, SEM 이미지와 같이, 양자점 복합체의 입도 분포는 불균일하였으며, 다만, 이는 양자점 복합체 입자의 발광 특성에는 큰 영향을 미치지 않을 것으로 판단된다.First, referring to FIG. 8A, in Experimental Example 2 to which an emulsion self-assembly using an emulsifier is applied, the particle size distribution of the quantum dot composite was uneven, as in the SEM image, but this had a great effect on the light emission characteristics of the quantum dot composite particles. We do not think it will reach.

또한, 도 8b를 참조하면, 적색광을 내는 양자점 복합체 입자가 구형으로 잘 형성되었음을 알 수 있으며, 양자점 복합체 입자 외부에는 적색 발광이 존재하지 않는 것으로 미루어 양자점이 입자 내부에만 함침되었음을 추론할 수 있다. In addition, referring to FIG. 8B, it can be seen that the red quantum dot composite particles are well formed in a spherical shape, and it can be inferred that the quantum dots are impregnated only inside the particles due to the absence of red light emission outside the quantum dot composite particles.

도 9는 실험예 2에 의해 제조된 양자점 복합체의 EDS 분석결과를 나타낸 도면이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 8.9 %의 Cd이 검출된 점으로 미루어, 양자점 복합체 분말 내부에 CdSSe@ZnS 나노 입자가 혼재함을 알 수 있다.9 is a view showing the EDS analysis of the quantum dot composite prepared by Experimental Example 2. As shown in FIG. 9, it can be seen that CdSSe @ ZnS nanoparticles are mixed inside the quantum dot composite powder based on the fact that 8.9% of Cd is detected.

도 10은 실험예 2에 따른 양자점 복합체의 PL 스펙트럼(Z)을 도시한 그래프이다. 10 is a graph showing the PL spectrum (Z) of the quantum dot composite according to Experimental Example 2. FIG.

도 10에 도시된 바와 같이, 실험예 2에 따른 양자점 복합체 분말은 약 600 nm 근방의 파장에서 적색 발광을 보임을 알 수 있다.As shown in FIG. 10, it can be seen that the quantum dot composite powder according to Experimental Example 2 exhibits red light emission at a wavelength of about 600 nm.

[실험예 3] [Experimental Example 3]

본 실험예 3에서는 실험예 1과 동일하게 양자점을 포함하는 고분자 복합 분말(이하, 양자점 복합체라 함)을 제조하기 위하여 미세 액적을 제한 공한(confining geometry)으로 활용한 자기조립(self-assembly) 공정을 적용하였다.In Experimental Example 3, a self-assembly process using microdroplets as a confining geometry to prepare a polymer composite powder containing quantum dots (hereinafter, referred to as a quantum dot composite) as in Experimental Example 1 Was applied.

다만, 본 실험예 3에서는 실험예 1과 달리, 유화를 위한 장비로는 초음파 발생기(sonicator)를 사용하였다. However, in Experimental Example 3, unlike Experimental Example 1, an ultrasonic generator was used as an equipment for emulsification.

즉, 실험예 3에서는 비극성 용매인 톨루엔에 분산된 CdSSe 양자점 나노 입자와 고분자 물질로써 poly-(styrene-co-methylmethacrylate)(poly-St-co-MMA)를 혼합한 뒤, 양자점과 고분자 물질이 혼재된 톨루엔 용액을 물을 연속상(continuous phase)으로 한 에멀젼 액적(emulsion droplet)으로 유화(emulsification)하는 공정을 취하고, 유화를 위한 장비로는 초음파 발생기(sonicator)를 사용하였다. That is, in Experiment 3, after mixing CdSSe quantum dot nanoparticles dispersed in toluene, which is a nonpolar solvent, and poly- (styrene-co-methylmethacrylate) (poly-St-co-MMA) as a polymer material, the quantum dots and the polymer material were mixed. The toluene solution was emulsified in an emulsion droplet having water in a continuous phase, and an ultrasonic generator was used as an equipment for emulsification.

도 11은 실험예 3에 의해 제조된 양자점 복합체의 주사전자 현미경(SEM) 사진이다.11 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of the quantum dot composite prepared by Experimental Example 3.

도 11을 참조하면, 유화기 대신 초음파 발생기를 활용하여 양자점 및 고분자 물질이 분산된 톨루엔 액적을 제조하는 경우, 양자점 복합체 입자의 크기를 서브마이크론 영역에서 제조하는 것이 가능하였으며, 이러한 방식으로 얻어진 액적은 그 크기 분포가 상대적으로 균일하며 형성되는 액적의 크기가 매우 작으므로, 액적을 제한공간으로 활용한 자기조립 방식에 의해 도 11에 도시된 바와 같이 입도가 수백 nm 단위의 복합체 분말을 합성할 수 있었다.Referring to FIG. 11, when toluene droplets in which quantum dots and a polymer material were dispersed using an ultrasonic generator instead of an emulsifier, it was possible to prepare the size of the quantum dot composite particles in the submicron region. Since the size distribution is relatively uniform and the size of the formed droplets is very small, as shown in FIG. 11, a composite powder having a particle size of several hundred nm can be synthesized by the self-assembly method using the droplet as a confined space. .

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.

100: 복합 미세 분말 110: 양자점
120: 고분자 기질100: composite fine powder 110: quantum dot
120: polymer substrate

Claims (8)

양자점을 비극성 용매에 분산시켜, 상기 양자점을 포함하는 제1비극성 용액을 형성하는 단계;
상기 제1비극성 용액에 고분자 물질을 혼합하여 제2비극성 용액을 형성하는 단계;
상기 제2비극성 용액과 제1극성 용액을 유화하여, 상기 양자점과 상기 고분자 물질을 포함하는 액적을 형성하는 단계;
상기 액적에 포함된 상기 비극성 용매를 제거하여 양자점 복합체를 제조하는 단계를 포함하고,
상기 액적에 포함된 상기 비극성 용매를 제거하여 양자점 복합체를 제조하는 단계는,
가열에 의해 상기 액적에 포함된 상기 비극성 용매를 증발시켜, 미세 액적을 제한 공정으로 활용한 자기조립(self-assembly) 과정에 의해 상기 양자점과 상기 고분자 물질을 포함하는 양자점 복합체를 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 양자점 복합체의 제조 방법.Dispersing the quantum dots in a nonpolar solvent to form a first nonpolar solution comprising the quantum dots;
Mixing a high molecular material with the first nonpolar solution to form a second nonpolar solution;
Emulsifying the second nonpolar solution and the first polar solution to form droplets including the quantum dots and the polymer material;
Removing the non-polar solvent contained in the droplet to prepare a quantum dot composite,
Removing the non-polar solvent included in the droplet to prepare a quantum dot composite,
Evaporating the non-polar solvent contained in the droplet by heating to form a quantum dot composite including the quantum dot and the polymer material by a self-assembly process using a fine droplet as a limiting process. Method for producing a quantum dot composite characterized in that. 제 1 항에 있어서,
상기 양자점을 비극성 용매에 분산시켜, 상기 양자점을 포함하는 제1비극성 용액을 형성하는 단계는,
반도체 물질을 이용하여 리간드를 포함하는 프리(pre) 양자점을 형성하고,
상기 리간드를 포함하는 프리 양자점을 상기 비극성 용매에 분산시키는 것인 양자점 복합체의 제조 방법.The method of claim 1,
Dispersing the quantum dots in a nonpolar solvent to form a first nonpolar solution including the quantum dots,
Using a semiconductor material to form a pre-quantum dot containing a ligand,
A method for producing a quantum dot composite, wherein the free quantum dot containing the ligand is dispersed in the nonpolar solvent. 제 2 항에 있어서,
상기 리간드는 비극성인 것을 특징으로 하는 양자점 복합체의 제조 방법.3. The method of claim 2,
The ligand is a method of producing a quantum dot complex, characterized in that the non-polar. 제 2 항에 있어서,
상기 비극성 용매는 톨루엔, 벤젠, 헥산, 자일렌, 프로필렌글리콜 메틸아세테이트(PGMA) 중 적어도 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 양자점 복합체의 제조 방법.3. The method of claim 2,
The non-polar solvent is at least one of toluene, benzene, hexane, xylene, propylene glycol methyl acetate (PGMA) method for producing a quantum dot composite. 제 1 항에 있어서,
상기 제1극성 용액은 물(water), 아세톤(Acetone), 디메틸 포름아마이드(dimethylformamide, DMF), 알코올(Alcohol) 중 적어도 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 양자점 복합체의 제조 방법.The method of claim 1,
The first polar solution is water (Acetone), dimethyl formamide (dimethylformamide, DMF), alcohol (Alcohol) at least any one or more methods for producing a quantum dot composite. 제 1 항에 있어서,
상기 유화를 위한 장비는 유화기(homogenizer) 또는 초음파 발생기(sonicator)인 양자점 복합체의 제조 방법.The method of claim 1,
The equipment for the emulsification is a method for producing a quantum dot composite is an emulsifier (homogenizer) or ultrasonic generator (sonicator). 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 극성 용액은 에멀션화제(emulsifying agent)를 더 포함하는 양자점 복합체의 제조 방법.The method of claim 1,
The first polar solution further comprises an emulsifying agent. 삭제delete
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