KR101447238B1 - 양자점 박막 형성 방법 - Google Patents

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정소희
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Abstract

개시된 양자점 박막 형성 방법은, 기판에 인장력을 제공하여, 상기 기판을 신장하는 단계, 상기 기판 위에 양자점 입자를 코팅하여 양자점 박막을 형성하는 단계, 상기 양자점 입자의 리간드를 교환하는 단계 및 상기 기판의 인장력을 제거하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 양자점 박막의 크랙을 감소시킬 수 있다.

Description

양자점 박막 형성 방법{ETHOD FOR FORMING QUANTUM DOT THIN FILM}
본 발명은 양자점 박막에 관한 것이며, 보다 자세하게는 박막 내부의 크랙 발생을 방지할 수 있는 양자점 박막 형성 방법에 관한 것이다.
양자점은 반도체 특성을 가지고 있는 수십 나노미터 이하의 크기를 갖는 나노 입자로서, 양자 제한 효과에 의해 벌크 입자와는 다른 특성을 갖는다. 구체적으로, 양자점의 크기에 따라 밴드갭이 달라지게 되어 흡수하는 파장을 변화시킬 수 있고, 작은 크기로 인한 양자 제한 효과는 벌크 물질에서 볼 수 없는 새로운 광학적, 전기적, 물리적 특성을 보인다. 따라서 이러한 양자점을 이용하여 솔라셀(태양전지), 발광 다이오드와 같은 광전 변환 소자를 제조하는 기술에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
상기 양자점을 소자에 적용하기 위하여, 양자점을 박막 형태로 형성할 필요가 있다. 그런데, 상기 양자점은 안정성을 위하여, 리간드와 결합된 상태로 형성되며, 상기 양자점을 (도전성을 갖는) 박막 형태로 형성하기 위하여, 양자점 입자를 기판 위에 코팅한 후에, 상대적으로 길이가 짧은 리간드로 교환하는 과정을 거치는데, 이 과정에서, 박막 부피 수축으로 인해 내부에 크랙이 쉽게 발생하는 문제점이 있다.
본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 크랙 발생을 방지/감소할 수 있는 양자점 박막 형성 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예의 양자점 박막 형성 방법은, 기판에 인장력을 제공하여, 상기 기판을 신장하는 단계, 상기 기판 위에 양자점 입자를 코팅하여 양자점 박막을 형성하는 단계, 상기 양자점 입자의 리간드를 교환하는 단계 및 상기 기판의 인장력을 제거하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 기판은 고분자를 포함하며, 예를 들어, 폴리에스테르 테레프탈레이트, 폴리 디메틸 실록산, 폴리에스터, 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리이미드 또는 폴리우레탄을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 양자점 입자는, 13족-15족계 화합물, 12족-16족계 화합물 또는 14족-16족계 화합물을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 양자점 입자는, 상기 리간드를 교환하기 전에, 제1 리간드를 가지며, 상기 리간드를 교환한 후에, 상기 제1 리간드보다 작은 탄소수를 갖는 제2 리간드를 갖는다. 상기 양자점 입자의 리간드를 교환하기 위하여, 상기 양자점 입자에 알칸티올, 히드라진 또는 하이드록실 아민이 제공된다.
일 실시예에서, 상기 기판의 신장률은 0.1% 내지 10%이다.
일 실시예에서, 상기 양자점 입자의 리간드를 교환한 후에, 상기 기판을 40 내지 100℃에서 열처리한다.
본 발명에 따르면, 기판에 사전 인장력 인가 또는 제거를 통한 간단한 방법으로 양자점 박막의 크랙이 방지/감소되어, 양자점 박막의 전기적 특성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 양자점 박막 형성 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2 내지 도 4 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 양자점 박막 형성 방법을 설명하기 위한 사시도들이다.
도 5, 도 6 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조되는 양자점 박막의 양자점 입자를 확대 도시한 단면도들이다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 양자점 박막 형성 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 2 내지 도 4 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 양자점 박막 형성 방법을 설명하기 위한 사시도들이다. 도 5, 도 6 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조되는 양자점 박막의 양자점 입자를 확대 도시한 단면도들이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 기판(10)에 인장력을 가한다(S10). 상기 기판은 바람하게 고분자를 포함한다. 상기 고분자를 포함하는 기판은 유리, 실리콘 등에 비하여 높은 회복 탄력성(resilience)을 갖는다. 따라서, 이하에서 설명할 복원 단계에서 유리할 수 있다. 상기 고분자로는 폴리에스테르 테레프탈레이트, 폴리아미드, 폴리 디메틸 실록산, 에코플렉스TM, 와 같은 폴리에스터, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리이미드, 폴리우레탄 등이 사용될 수 있으며, 신축성, 내화학성, 내열성 등을 고려하였을 때, 폴리이미드, 폴리우레탄, 폴리에스터 등이 바람직할 수 있다.
상기 기판에는, 상기 기판과 평행한 방향으로 인장력이 가해진다. 예를 들어, 상기 기판에는 신장율이 0.1% 내지 10%이 되도록 인장력이 가해질 수 있다. 상기 기판의 신장율이 과도하게 클 경우, 기판에 가해지는 인장력을 제거한 후, 표면적 변화가 커서 상기 기판 위에 형성되는 양자점 박막이 손상될 염려가 있으며, 상기 기판의 신장율이 과도하게 작을 경우, 양자점 입자들 사이의 갭을 매우지 못해, 크랙 방지 효과가 작을 수 있다. 이하의 단계에서, 상기 인장력을 제거하는 단계 전까지, 상기 기판에는 상기 인장력이 가해진 상태가 유지된다.
상기 기판에 인장력을 가하기 위하여, 인장 장치가 이용될 수 있다. 예를 들어, 상기 인장 장치는 상기 기판의 양단을 고정하는 고정부(20)들을 포함할 수 있으며, 상기 고정부들은 서로 멀어지는 방향으로 이동하여, 상기 기판을 신장시킬 수 있다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 양자점 입자를 상기 인장된 기판에 코팅한다(S20). 이에 따라, 양자점 박막(30)이 형성된다.
상기 양자점 입자는 약 1 내지 100nm의 직경을 가질 수 있으며, 바람직하게는 약 1 내지 20nm의 직경을 가질 수 있다.
상기 양자점은 14족-16족계 화합물을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 양자점은 주석 옥사이드(SnO), 주석 설파이드(SnS), 주석 셀레나이드(SnSe), 주석 텔레나이드(SnTe), 리드 설파이드(PbS), 리드 셀레나이드(PbSe), 리드 텔레나이드(PbTe), 게르마늄 옥사이드(GeO), 게르마늄 설파이드(GeS), 게르마늄 셀레나이드(GeSe), 게르마늄 텔레나이드(GeTe), 주석 셀레늄 설파이드(SnSeS), 주석 셀레늄 텔레나이드(SnSeTe), 주석 설파이드텔레나이드(SnSTe), 리드 셀레늄 설파이드(PbSeS), 리드 셀레늄 텔레나이드(PbSeTe), 리드 설파이드 텔레나이드(PbSTe), 주석 리드 설파이드(SnPbS), 주석 리드 셀레나이드(SnPbSe), 주석 리드 텔레나이드(SnPbTe), 주석 옥사이드설파이드(SnOS), 주석 옥사이드 셀레나이드(SnOSe), 주석 옥사이드텔레나이드(SnOTe), 게르마늄 옥사이드설파이드(GeOS), 게르마늄 옥사이드셀레나이드(GeOSe), 게르마늄 옥사이드 텔레나이드(GeOTe), 주석 리드 설파이드 셀레나이드(SnPbSSe), 주석 리드 셀레늄 텔레나이드(SnPbSeTe), 주석 리드 설파이드 텔레나이드(SnPbSTe) 등을 포함할 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 혼합되어 사용될 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 양자점은 12족-16족계 화합물을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 양자점은 카드뮴 설파이드(CdS), 카드뮴 셀레나이드(CdSe), 카드뮴 텔레나이드(CdTe), 아연 설파이드(ZnS), 아연 셀레나이드(ZnSe), 아연 텔레나이드(ZnTe), 수은 설파이드(HgS), 수은 셀레나이드(HgSe), 수은 텔레나이드(HgTe), 아연 옥사이드(ZnO), 카드뮴 옥사이드(CdO), 수은 옥사이드(HgO), 카드뮴 셀레늄 설파이드(CdSeS), 카드뮴 셀레늄 텔레나이드(CdSeTe), 카드뮴 설파이드텔레나이드(CdSTe), 카드뮴 아연 설파이드(CdZnS), 카드뮴 아연 셀레나이드(CdZnSe), 카드뮴 설파이드셀레나이드(CdSSe), 카드뮴 아연 텔레나이드(CdZnTe), 카드뮴 수은 설파이드(CdHgS), 카드뮴 수은 셀레나이드(CdHgSe), 카드뮴 수은 텔레나이드(CdHgTe), 아연 셀레늄 설파이드(ZnSeS), 아연 셀레늄 텔레나이드(ZnSeTe), 아연 설파이드텔레나이드(ZnSTe), 수은 셀레늄 설파이드(HgSeS), 수은 셀레늄 텔레나이드(HgSeTe), 수은 설파이드 텔레나이드(HgSTe), 수은 아연 설파이드(HgZnS), 수은 아연 셀레나이드(HgZnSe), 카드뮴 아연 옥사이드(CdZnO), 카드뮴 수은 옥사이드(CdHgO), 아연 수은 옥사이드(ZnHgO), 아연 셀레늄 옥사이드(ZnSeO), 아연 텔레늄 옥사이드(ZnTeO), 아연 설파이드옥사이드(ZnSO), 카드뮴 셀레늄 옥사이드(CdSeO), 카드뮴 텔레늄옥사이드(CdTeO), 카드뮴 설파이드옥사이드(CdSO), 수은 셀레늄 옥사이드(HgSeO), 수은 텔레늄 옥사이드(HgTeO), 수은 설파이드옥사이드(HgSO), 카드뮴 아연 셀레늄 설파이드(CdZnSeS), 카드뮴 아연 셀레늄 텔레나이드(CdZnSeTe), 카드뮴 아연 설파이드텔레나이드(CdZnSTe), 카드뮴 수은 셀레늄 설파이드(CdHgSeS), 카드뮴 수은 셀레늄 텔레나이드(CdHgSeTe), 카드뮴 수은 설파이드텔레나이드(CdHgSTe), 수은 아연 셀레늄 설파이드(HgZnSeS), 수은 아연 셀레늄 텔레나이드(HgZnSeTe), 수은 아연 설파이드 텔레나이드(HgZnSTe), 카드뮴 아연 셀레늄 옥사이드(CdZnSeO), 카드뮴 아연 텔레늄 옥사이드(CdZnTeO), 카드뮴 아연 설파이드옥사이드(CdZnSO), 카드뮴 수은 셀레늄 옥사이드(CdHgSeO), 카드뮴 수은 텔레늄옥사이드(CdHgTeO), 카드뮴 수은 설파이드옥사이드(CdHgSO), 아연 수은 셀레늄 옥사이드(ZnHgSeO), 아연 수은 텔레늄 옥사이드(ZnHgTeO), 아연 수은 설파이드 옥사이드(ZnHgSO) 등을 포함할 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 혼합되어 사용될 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 양자점은 13족-15족계 화합물을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 양자점은 갈륨 포스포러스 (GaP), 갈륨 아세나이드(GaAs), 갈륨 안티모니(GaSb), 갈륨 니트라이드(GaN), 알루미늄 포스포러스 (AlP), 알루미늄 아세나이드(AlAs), 알루미늄 안티모니(AlSb), 알루미늄 니트라이드(AlN), 인듐 포스포러스 (InP), 인듐 아세나이드(InAs), 인듐 안티모니(InSb), 인듐 니트라이드(InN), 갈륨 포스포러스 아세나이드(GaPAs), 갈륨 포스포러스 안티모니(GaPSb), 갈륨 포스포러스 니트라이드(GaPN), 갈륨 아세나이드니트라이드(GaAsN), 갈륨 안티모니니트라이드(GaSbN), 알루미늄 포스포러스 아세나이드(AlPAs), 알루미늄 포스포러스 안티모니(AlPSb), 알루미늄 포스포러스 니트라이드(AlPN), 알루미늄 아세나이드니트라이드(AlAsN), 알루미늄 안티모니니트라이드(AlSbN), 인듐 포스포러스 아세나이드(InPAs), 인듐 포스포러스 안티모니(InPSb), 인듐 포스포러스 니트라이드(InPN), 인듐 아세나이드니트라이드(InAsN), 인듐 안티모니 니트라이드(InSbN), 알루미늄 갈륨 포스포러스 (AlGaP), 알루미늄 갈륨 아세나이드(AlGaAs), 알루미늄 갈륨 안티모니(AlGaSb), 알루미늄 갈륨 니트라이드(AlGaN), 알루미늄 아세나이드 니트라이드(AlAsN), 알루미늄 안티모니 니트라이드(AlSbN), 인듐 갈륨 포스포러스 (InGaP), 인듐 갈륨 아세나이드(InGaAs), 인듐 갈륨 안티모니(InGaSb), 인듐 갈륨 니트라이드(InGaN), 인듐 아세나이드니트라이드(InAsN), 인듐 안티모니 니트라이드(InSbN), 알루미늄 인듐 포스포러스 (AlInP), 알루미늄 인듐 아세나이드(AlInAs), 알루미늄 인듐 안티모니(AlInSb), 알루미늄 인듐 니트라이드(AlInN), 알루미늄 아세나이드 니트라이드(AlAsN), 알루미늄 안티모니 니트라이드(AlSbN), 알루미늄 포스포러스 니트라이드(AlPN), 갈륨 알루미늄 포스포러스 아세나이드(GaAlPAs), 갈륨 알루미늄 포스포러스 안티모니(GaAlPSb), 갈륨 인듐 포스포러스 아세나이드(GaInPAs), 갈륨 인듐 알루미늄 아세나이드(GaInAlAs), 갈륨 알루미늄 포스포러스 니트라이드(GaAlPN), 갈륨 알루미늄 아세나이드 니트라이드(GaAlAsN), 갈륨 알루미늄 안티모니 니트라이드(GaAlSbN), 갈륨 인듐 포스포러스 니트라이드(GaInPN), 갈륨 인듐 아세나이드 니트라이드(GaInAsN), 갈륨 인듐 알루미늄 니트라이드(GaInAlN), 갈륨 안티모니포스포러스 니트라이드(GaSbPN), 갈륨 아세나이드포스포러스 니트라이드(GaAsPN), 갈륨 아세나이드안티모니니트라이드(GaAsSbN), 갈륨 인듐 포스포러스 안티모니(GaInPSb), 갈륨 인듐 포스포러스 니트라이드(GaInPN), 갈륨 인듐 안티모니 니트라이드(GaInSbN), 갈륨 포스포러스 안티모니 니트라이드(GaPSbN), 인듐 알루미늄 포스포러스 아세나이드(InAlPAs), 인듐 알루미늄 포스포러스 니트라이드(InAlPN), 인듐 포스포러스 아세나이드 니트라이드(InPAsN), 인듐 알루미늄 안티모니 니트라이드(InAlSbN), 인듐 포스포러스 안티모니 니트라이드(InPSbN), 인듐 아세나이드 안티모니 니트라이드(InAsSbN) 및 인듐 알루미늄 포스포러스 안티모니(InAlPSb) 등을 포함할 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 양자점 입자는 종래에 알려진 양자점 입자 제조 방법을 통해 준비될 수 있으며, 예를 들어, 납 설파이드 양자점 입자는, 옥타데켄(octadecene, ODE)에 아세트산납삼수화물(Pb(C2H3O2)2ㅇ3H2O)과 올레익산을 혼합하고 진공상태에서 가열하고, 옥타데켄을 혼합 후 비스트리메틸실리설파이드(bis(trimethylsily)sulfide)를 주입하고, 냉각된 톨루엔으로 상기 용액을 냉각하고, 상기 냉각된 용액을 부탄올과 메탄올의 혼합용액에 주입하여 결정화 반응을 유도하여 얻어질 수 있다.
또한, 납 셀레나이드 양자점 입자는, 옥타데켄에 아세트산납삼수화물(Pb(C2H3O2)2ㅇ3H2O)과 올레익산을 혼합하고 진공상태에서 가열하고, 1M TOP-Se(Trioctylphosphine-Se)을 실온에서 혼합하고, 1,2-헥사데칸디올(1, 2-hexadecanediol)과 옥타데켄을 혼합 후, 상기 용액과 혼합하고, 냉각된 톨루엔으로 상기 용액을 냉각하고, 상기 냉각된 용액을 부탄올과 메탄올의 혼합용액에 주입하여 결정화 반응을 유도하여 얻어질 수 있다.
상기 과정을 통해 형성된 양자점 입자(35)는, 도 5에 도시된 것과 같이, 제1 리간드(37)와 결합된 상태이다. 상기 제1 리간드는 유기 분자다. 예를 들어, 상기 양자점 입자(35)는, 리간드로서 올레익 산과 결합할 수 있다. 상기 양자점 입자는 부탄올, 메탄올, 헥산 또는 이들의 혼합물에 의해 분산된 상태일 수 있다.
상기 양자점 입자의 코팅은 딥핑, 스프레이, 드롭캐스팅, 자기조립, 스핀코팅, 닥터블레이드, 프린팅 등을 통해 이루어질 수 있으며, 본 실시예에서는 딥핑 방법이 바람직하게 사용된다. 딥핑은 추가적인 장비가 필요하지 않으면서 간단하다는 장점이 있으며 단일 양자점 층 또는 여러층의 양자점 층을 형성할 때, 양자점 농도 조절을 통하여 성막이 유리하게 되는 장점이 있다. 딥핑 이외의 방법은 양자점 필름 제조단계 중 리간드 치환단계에서 고농도/장시간 노출이 필요하므로 딥핑 방법이 가장 바람직하다. 딥핑을 수행할 경우 LbL(Layer-by-Layer) 조립에 의한 양자점 필름이 형성되어 양자점간의 결정임계 문제 등을 해결할 수 있어 전하들의 이동시 양자점에서 발생하는 손실이나 왜곡을 방지할 수 있다. 예를 들어, 상기 양자점 입자와 알콜의 혼합 용액에 상기 기판을 수초 내지 수십초 담근 후 꺼낼 수 있다.
다음으로, 상기 양자점 입자의 리간드를 교환한다(S30). 상기 교환되는 리간드 물질은 양자점에 강하게 결합될 수 있고, 원래 결합되어 있던 리간드보다 작은 크기를 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 리간드 물질은 유기 물질로서, 탄소수가 3개 이하인 것이 바람직하며, 탄소수가 1개 또는 2개인 것이 더욱 바람직하다. 구체적으로는 상기 교환되는 리간드 물질은 에탄티올, 에탄디티올과 같은 알칸디티올, 히드라진, 하이드록실아민 등일 수 있다. 이 때 상기 리간드 물질은 사용되는 양자점에 따라 선택될 수 있다. 구체적으로는 예를 들어, 납 설파이드, 납 셀레나이드, 납의 경우 티올(thiol)을 포함하는 리간드를 사용하는 것이 바람직하고, 인듐 포스파이드는 하이드록실(hydroxyl)을 포함하는 리간드를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 물질들은 길이가 짧고, 양자점에 강하게 결합할 수 있다는 장점이 있다.
이에 따라, 도 6에 도시된 것과 같이, 상기 양자점 입자는 제1 리간드(37)보다 작은 제2 리간드(39)와 결합하게 되며, 이 과정에서 양자점 입자들 사이에 갭이 발생할 수 있다.
상기 양자점의 리간드를 교환하는 단계는, 딥핑, 스프레이, 드롭캐스팅, 자기조립, 스핀코팅, 닥터블레이드, 프린팅 등을 통해 이루어질 수 있으며, 본 실시예에서는 딥핑 방법이 바람직하게 사용될 수 있다.
다음으로, 상기 양자점 입자의 리간드가 교환된 기판을 열처리한다(S40). 상기 열처리는 약 40 내지 100℃에서 이루어질 수 있다. 상기 열처리를 통해, 양자점 박막의 전기적 특성이 향상될 수 있다. 상기 열처리를 하는 동안 양자점 입자끼리 부착되어, 양자점 입자의 전자결합에너지는 증가하고, 박막의 부피는 감소한다. 또한, 부분적으로 도 5에 도시된 것과 같이, 양자점 입자들 사이의 거리가 증가할 수 있다.
다음으로, 도 7에 도시된 것과 같이, 기판(10)으로부터, 인장 장치를 분리하여, 기판에 가해진 인장력을 제거한다(S50). 상기 인장력이 제거됨에 따라, 상기 기판(10)은 수축한다. 따라서, 도 8에 도시된 것과 같이, 양자점 입자(35)들 사이의 간격이 줄어들게 된다.
설명한 것과 같이, 상기 리간드 교환 단계(S30)와 열처리 단계(S40)에서 양자점 입자들의 간격이 줄어듬에 따라, 상대적으로, 양자점 입자들이 군집을 이루게 되어, 군집 간의 간극이 크랙으로 작용할 수 있다. 그러나, 본 발명에 따르면, 기판에 인장력을 가한 상태에서 양자점 박막(30)을 형성하고, 리간드 교환 및 열처리를 진행한 후, 기판의 인장력을 제거함으로써, 양자점 군집들 사이의 간극을 제거할 수 있다. 따라서, 양자점 박막의 전기적 특성을 향상시킬 수 있다.
본 실시예에서는 상기 기판의 인장력을 제거하기 전에, 저온 열처리를 진행하였으나, 다른 실시예에서, 상기 열처리 단계는 생략될 수도 있다.
또한, 다른 실시예에서, 상기 기판의 인장력을 제거한 후, 또는 상기 기판의 인장력을 제거하기 전에, 리간드 복원 단계를 더 거칠 수도 있다. 상기 열처리 단계(S40)가 진행됨에 따라, 상기 양자점 입자의 리간드(제2 리간드)가 제거될 가능성이 있다. 상기 리간드가 제거될 경우, 양자점 입자의 손상이 쉽게 발생할 수 있으므로, 리간드 복원 단계를 통해, 기판을 재봉지할 수 있다. 상기 리간드 복원 단계는, 상기 기판(10)에 리간드 물질(제2 리간드)을 제공하여 이루어질 수 있으며, 상기 리간드 물질의 제공은, 리간드 교환 단계와 유사하게, 디핑 방법 등에 의해 수행될 수 있다.
상기 양자점 박막(30)을 갖는 기판(10)은, 양자점 박막을 이용하는 각종 전자 소자, 예를 들어, 태양 전지 등에 제공될 수 있다. 다른 방법으로, 상기 양자점 박막(30)은 상기 기판(10)으로부터 분리되어, 다른 물질로 이루어진 기판, 예를 들어, 유리 기판 등에 부착되어 이용될 수도 있다.
본 발명은 양자점을 이용하는 트랜지스터를 포함한 각종 전자 소자, 광기전 센서 또는 발전 소자, 표시 장치, 광원 등의 제조에 이용될 수 있다.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (8)

  1. 기판에 인장력을 제공하여, 상기 기판을 신장하는 단계;
    상기 기판 위에 양자점 입자를 코팅하여 양자점 박막을 형성하는 단계;
    상기 양자점 입자의 리간드를 교환하는 단계; 및
    상기 기판의 인장력을 제거하는 단계를 포함하는 양자점 박막의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기판은 고분자를 포함하는 것을 특징으로 하는 양자점 박막의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 기판은, 폴리에스테르 테레프탈레이트, 폴리아미드, 폴리 디메틸 실록산, 폴리에스터, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리이미드 또는 폴리우레탄을 포함하는 것을 특징으로 하는 양자점 박막의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 양자점 입자는, 13족-15족계 화합물, 12족-16족계 화합물 또는 14족-16족계 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 양자점 박막의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 양자점 입자는, 상기 리간드를 교환하기 전에, 제1 리간드를 가지며, 상기 리간드를 교환한 후에, 상기 제1 리간드보다 작은 탄소수를 갖는 제2 리간드를 갖는 것을 특징으로 하는 양자점 박막의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 양자점 입자의 리간드를 교환하는 단계는, 상기 양자점 입자에 알칸티올, 히드라진 또는 하이드록실 아민을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 양자점 박막의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 기판의 신장률은 0.1% 내지 10%인 것을 특징으로 하는 양자점 박막의 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 양자점 입자의 리간드를 교환한 후에, 상기 기판을 40 내지 100℃에서 열처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양자점 박막의 제조 방법.
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