KR101888427B1 - Quantum dot for display device and method for fabricating the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 양자점의 안정성을 향상시킬 수 있는 표시 장치용 양자점 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 일 실시예에 따른 표시 장치용 양자점은, 빛을 내는 코어와, 코어를 감싸는 불소계 리간드와, 불소계 리간드의 표면을 감싸는 마이셀 구조의 불소계 유기막을 포함하고, 불소계 유기막은 불소계 리간드의 표면을 감싸는 불소계 단위체들과, 불소계 단위체들과 각각 결합되어 최외곽에서 불소계 리간드를 감싸는 탄화수소계 단위체들을 포함한다. 코어와 불소계 리간드 사이는 코어를 감싸는 쉘을 더 포함할 수 있다.Disclosed is a quantum dot for a display device capable of improving the stability of a quantum dot and a method of manufacturing the same. The quantum dot for a display device according to an embodiment includes a light emitting core, a fluorine-based ligand surrounding the core, The fluorine-based organic film includes fluorine-based units surrounding the surface of the fluorine-based ligand and hydrocarbon-based units bonded to the fluorine-based unit units to surround the fluorine-based ligand at the outermost periphery. Between the core and the fluorine-based ligand may further comprise a shell surrounding the core.

Description

표시 장치용 양자점 및 이의 제조 방법{QUANTUM DOT FOR DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a quantum dot for a display device,

본 발명은 표시 장치용 양자점에 관한 것으로, 특히, 안정성을 향상시킬 수 있는 표시 장치용 양자점 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a quantum dot for a display device, and more particularly to a quantum dot for a display device capable of improving stability and a method of manufacturing the same.

양자점(Quantum Dot; QD)은 반도체 나노 입자이다. 직경이 나노미터 크기의 양자점은 불안정한 상태의 전자가 전도대에서 가전자대로 내려오면서 발광하는데, 양자점의 입자가 작을수록 짧은 파장의 빛이 발생하고, 입자가 클수록 긴 파장의 빛이 발생한다. 이는 기존의 반도체 물질과 다른 독특한 전기적이며 광학적인 특성이다.Quantum dots (QDs) are semiconductor nanoparticles. Quantum dots with a diameter of nanometer size emit electrons in an unstable state from a conduction band to a valence band. The smaller the quantum dots, the shorter wavelength light is generated. The larger the particle, the longer wavelength light is generated. This is a unique electrical and optical property that is different from conventional semiconductor materials.

따라서, 양자점의 크기를 조절하면 원하는 파장의 가시광선을 표현하고, 여러 크기의 양자점을 이용하거나 양자점 성분을 달리하여 다양한 색을 동시에 구현할 수 있다. 최근, 상기와 같은 양자점은 조명용 발광 소자, 액정 표시 장치의 광원 및 표시 소자로 주목을 받고 있다.Therefore, by regulating the size of the quantum dots, various colors can be realized simultaneously by using a quantum dot having various sizes or by expressing visible light of a desired wavelength. In recent years, such quantum dots have attracted attention as light emitting devices for illumination, light sources for liquid crystal display devices, and display devices.

도시하지는 않았으나, 일반적인 양자점은 코어(Core), 쉘(Shell) 및 리간드(Ligand)로 이루어지며, 빛을 내는 역할을 하는 코어를 감싸며 코어의 표면에 형성되는 쉘은 코어를 보호하는 역할을 한다. 그리고, 양자점을 용매에 분산시켜 발광 소자, 표시 장치 등에 이용하기 위해 양자점이 유기 용매에 잘 분산되도록 쉘을 감싸는 리간드를 형성한다. 일반적으로, 리간드는 트리옥틸 포스핀(Trioctylphosphine; TOP), 트리옥틸 포스핀 산화물(Trioctylphosphine Oxide; TOPO), 올레산(Oleic Acid), 아민(Amine) 등에서 선택된 유기 물질로 형성된다.Although not shown, general quantum dots consist of a core, a shell, and a ligand. A shell formed on the surface of the core surrounds a core serving as a light, and protects the core. The quantum dots are dispersed in a solvent to form a ligand for wrapping the shell so that the quantum dots are well dispersed in the organic solvent for use in light emitting devices, display devices and the like. Generally, the ligand is formed of an organic material selected from trioctylphosphine (TOP), trioctylphosphine oxide (TOPO), oleic acid, amine and the like.

그런데, 상기와 같이 유기 물질로 형성된 리간드를 통해 산소, 수분 등이 침투할 수 있으며, 코어와 쉘간 격자상수의 차이로 쉘 표면에 형성된 균열을 통해 산소, 수분 등이 코어로 침투한다. 코어는 산소와 수분에 취약하므로, 코어가 산화되어 발광 효율이 저하된다. 그리고, 이로 인해, 양자점의 수명 및 색 재현율이 감소되는 문제점이 발생한다.However, oxygen, moisture, etc. can penetrate through the ligand formed of the organic material as described above, and oxygen, moisture, etc. penetrate into the core through the cracks formed on the shell surface due to the difference between the core and shell lattice constant. Since the core is vulnerable to oxygen and moisture, the core is oxidized to lower the luminous efficiency. As a result, the lifetime and the color gamut of the quantum dot are reduced.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 불소계 물질로 리간드를 형성하고 리간드 표면에 불소계 유기막을 포함하는 양자점을 형성하여, 양자점의 안정성을 향상시킬 수 있는 표시 장치용 양자점 및 이의 제조 방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a quantum dot for a display device which can form a quantum dot including a fluorine- Method, which has its purpose.

일 실시예에 따른 표시 장치용 양자점은, 빛을 내는 코어와, 코어를 감싸는 불소계 리간드와, 불소계 리간드의 표면을 감싸는 마이셀 구조의 불소계 유기막을 포함한다. 불소계 유기막은 불소계 리간드의 표면을 감싸는 불소계 단위체들과, 불소계 단위체들과 각각 결합되어 최외곽에서 불소계 리간드를 감싸는 탄화수소계 단위체들을 포함한다. 코어와 불소계 리간드 사이는 코어를 감싸는 쉘을 더 포함할 수 있다.A quantum dot for a display device according to an embodiment includes a core emitting light, a fluorine-based ligand surrounding the core, and a micelle-structured fluorine-based organic film surrounding the surface of the fluorine-based ligand. The fluorine-based organic film includes fluorine-based units surrounding the surface of the fluorine-based ligand and hydrocarbon-based units bonded to the fluorine-based units and surrounding the fluorine-based ligand at the outermost periphery. Between the core and the fluorine-based ligand may further comprise a shell surrounding the core.

불소계 리간드는 후술하는 화학식 1 또는 화학식 2로 표현되는 물질을 포함할 수 있다. 불소계 단위체는 후술하는 화화식 3의 물질을 포함할 수 있다. 탄화수소계 단위체는 후술하는 화학식 4 내지 9 중 어느 하나의 물질을 포함할 수 있다. The fluorine-based ligand may include a substance represented by the following formula (1) or (2). The fluorine-based monomer may include a substance of the following formula (3). The hydrocarbon-based monomer may include any one of the following chemical formulas (4) to (9).

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일 실시예에 따른 표시 장치용 양자점의 제조 방법은, 코어를 감싸도록 불소계 리간드를 형성하는 단계와, 코어를 감싸는 불소계 리간드와, 불소계 유기 물질을 유기 용매에 혼합하여, 불소계 리간드의 표면을 감싸는 마이셀 구조의 불소계 유기막을 형성하는 단계를 포함하고, 마이셀 구조의 불소계 유기막은 불소계 리간드의 표면을 감싸는 불소계 단위체들과, 불소계 단위체들과 각각 결합되어 최외곽에서 불소계 리간드를 감싸는 탄화수소계 단위체들을 포함한다.A method of manufacturing a quantum dot for a display according to an embodiment includes the steps of forming a fluorine-based ligand to surround the core, a fluorine-based ligand surrounding the core, and a micelle surrounding the surface of the fluorine-based ligand by mixing the fluorine- The fluorine-based organic film having a micelle structure includes fluorine-based units surrounding the surface of the fluorine-based ligand and hydrocarbon-based units bonded to the fluorine-based unit units to surround the fluorine-based ligand at the outermost periphery.

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코어를 감싸도록 불소계 리간드를 형성하는 단계는 코어를 감싸도록 쉘을 형성하는 단계와, 쉘을 감싸도록 불소계 리간드를 형성하는 단계를 포함한다.The step of forming the fluorine-based ligand to surround the core includes forming a shell to surround the core, and forming a fluorine-based ligand to surround the shell.

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상기와 같은 본 발명의 표시 장치용 양자점 및 이의 제조 방법은 다음과 같은 효과가 있다.The above-described quantum dot for a display device of the present invention and its manufacturing method have the following effects.

첫째, 빛을 내는 코어를 감싸도록 불소계 물질로 리간드를 형성하여 코어로 산소, 수분 등이 유입되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 코어가 산화되어 발광 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있으며, 이로써, 양자점의 수명, 색 재현율, 안정성 등을 향상시킬 수 있다.First, a ligand is formed of a fluorine material so as to surround a light emitting core, thereby preventing oxygen, moisture, and the like from entering the core. Therefore, it is possible to prevent the core from being oxidized to lower the luminous efficiency, thereby improving the lifetime, color reproducibility and stability of the quantum dot.

둘째, 불소계 물질로 형성된 리간드 표면에 불소계 단위체와 탄화수소계 단위체를 포함하는 마이셀 구조의 불소계 유기막을 형성하여, 용매에 대한 양자점의 분산력을 향상시킬 수 있다.Second, a fluorine-based organic film having a micelle structure including a fluorine-based monomer unit and a hydrocarbon-based monomer unit is formed on the surface of a ligand formed of a fluorine-based material, thereby improving the dispersibility of the quantum dot with respect to the solvent.

도 1a는 본 발명의 제 1 실시 예의 표시 장치용 양자점의 단면도.
도 1b는 본 발명의 제 2 실시 예의 표시 장치용 양자점의 단면도.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 제 1 실시 예의 표시 장치용 양자점의 제조 방법을 나타낸 공정 단면도.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 제 2 실시 예의 표시 장치용 양자점의 제조 방법을 나타낸 공정 단면도.1A is a sectional view of a quantum dot for a display device according to a first embodiment of the present invention.
1B is a cross-sectional view of a quantum dot for a display device according to a second embodiment of the present invention.
2A to 2C are process sectional views showing a method of manufacturing a quantum dot for a display device according to a first embodiment of the present invention.
3A to 3C are process cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a quantum dot for a display device according to a second embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 표시 장치용 양자점 및 이의 제조 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a quantum dot for a display apparatus and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1a는 본 발명의 제 1 실시 예의 표시 장치용 양자점의 단면도이며, 도 1b는 본 발명의 제 2 실시 예의 표시 장치용 양자점의 단면도이다.1A is a cross-sectional view of a quantum dot for a display device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view of a quantum dot for a display device according to a second embodiment of the present invention.

도 1a과 같이, 본 발명의 제 1 실시 예의 표시 장치용 양자점(100)은 코어(100a), 코어(100a)를 감싸도록 형성된 쉘(100b) 및 쉘(100b)을 감싸도록 형성된 리간드(100c)를 포함하며, 리간드(100c)를 감싸도록 형성된 마이셀(Micelle) 구조의 불소계 유기막(20)을 더 포함하여 이루어진다.1A, a quantum dot 100 for a display device according to the first embodiment of the present invention includes a core 100a, a shell 100b formed to surround the core 100a, and a ligand 100c formed to surround the shell 100b. And a fluorine-based organic film 20 of a micelle structure formed to surround the ligand 100c.

양자점(100)은 10㎚ ~ 100㎚의 직경을 갖는 나노 크기의 반도체 입자로, 불안정한 상태의 전자가 전도대에서 가전자대로 내려오면서 발광한다. 양자점(100)의 입자가 작을수록 짧은 파장의 빛이 발생하고, 입자가 클수록 긴 파장의 빛을 발생하므로, 양자점(100)의 크기를 조절하여 다양한 색을 구현할 수 있다. 또한, 양자점(100)은 발광 효율이 높고 색 순도가 높아 조명용 발광 소자, 액정 표시 장치의 광원, 표시 소자 등의 다양한 분야에 적용 가능하다.The quantum dot 100 is a nano-sized semiconductor particle having a diameter of 10 nm to 100 nm, and emits electrons in an unstable state from a conduction band to a valence band. As the particle size of the quantum dot 100 is smaller, light of a shorter wavelength is generated. As the particle size is larger, light of a longer wavelength is generated, so that various colors can be realized by controlling the size of the quantum dot 100. In addition, the quantum dot 100 has high light emitting efficiency and high color purity, and can be applied to various fields such as light emitting devices for illumination, light sources for liquid crystal display devices, and display devices.

구체적으로, 코어(100a)는 빛을 방출하며, 코어(100a)를 감싸며 코어(100a)의 표면에 형성되는 쉘(100b)은 코어(100a)를 보호하는 역할을 한다. 그리고, 쉘(100b)을 감싸도록 쉘(100b)의 표면에 형성된 리간드(100c)는 양자점(100)이 용매에 잘 분산될 수 있도록 도와주는 역할을 한다.Specifically, the core 100a emits light and surrounds the core 100a, and the shell 100b formed on the surface of the core 100a serves to protect the core 100a. The ligand 100c formed on the surface of the shell 100b to surround the shell 100b helps the quantum dot 100 to be well dispersed in the solvent.

코어(100a)는 주기율표 상의 Ⅱ-Ⅵ족 또는 Ⅲ-Ⅴ족으로 구성되며, 예를 들어, 카드뮴 셀레나이드(CdSe), 카드뮴 설파이드(CdS), 카드뮴 텔레라이드(CdTe), 징크 셀레나이드(ZnSe), 징크 텔레라이드(ZsTe), 징크 설파이드(ZnS), 머큐리 텔레라이드(HgTe) 등으로부터 선택되는 화합물로 이루어진다. 그리고, 쉘(100b)은 산화 실리콘(SiO), 산화 티타늄(TiO), 산화 아연(ZnO), 실리카(Silica), 산화 마그네슘(MgO) 등과 같이 산소를 포함한 무기 화합물(Inorganic Compound)에서 선택된 물질로 형성된다.The core 100a is made of a group II-VI or III-V on the periodic table and includes, for example, CdSe, CdS, CdTe, ZnSe, , Zinc telluride (ZsTe), zinc sulfide (ZnS), mercury teleride (HgTe), and the like. The shell 100b is made of a material selected from an inorganic compound containing oxygen such as silicon oxide (SiO 2), titanium oxide (TiO 2), zinc oxide (ZnO), silica (Silica), magnesium oxide .

그런데, 상술한 바와 같이 유기 물질로 형성된 리간드를 통해 산소, 수분 등이 침투할 수 있으며, 코어와 쉘간 격자상수의 차이로 쉘 표면에 형성된 균열을 통해 산소, 수분 등이 코어로 침투한다. 특히, 코어는 산소와 수분에 취약하므로 코어가 산화되어 발광 효율이 저하되며, 이로 인해 양자점의 수명 및 색 재현율이 감소되는 문제점이 발생한다.However, as described above, oxygen, moisture, and the like can permeate through the ligand formed of the organic material, and oxygen, moisture, and the like penetrate into the core through cracks formed on the shell surface due to the difference between the core and shell lattice constant. Particularly, since the core is vulnerable to oxygen and moisture, the core is oxidized and the luminous efficiency is lowered. As a result, the lifetime of the quantum dot and the color reproduction rate are reduced.

따라서, 본 발명의 표시 장치용 양자점(100)은 외부로부터 수분, 산소 등에 의해 코어(100a)가 산화되는 것을 방지하기 위해, 쉘(100b)을 감싸도록 형성되는 리간드(100c)를 산소, 수분 등을 차단하는 능력이 우수한 불소계 물질로 형성한다. 상기와 같은 본 발명의 리간드(100c)는 하기 화학식 1, 2 등과 같은 물질을 포함한다.Therefore, in order to prevent the core 100a from being oxidized by moisture, oxygen, or the like from the outside, the quantum dot 100 for a display device of the present invention is formed by laminating a ligand 100c, which surrounds the shell 100b, A fluorine-based material having an excellent ability to block the fluorine-based material. The ligand 100c of the present invention includes a material such as the following chemical formula 1, 2, or the like.

그리고, CF2의 개수에 따라 리간드(100c)의 두께가 결정되는데, 리간드(100c)의 두께가 두꺼워질수록, 코어(100a)에서 발생하는 빛이 리간드(100c)를 통과할 때, 산란이 발생하여 발광 효율이 저하되는 스캐터링(Scattering)이 발생한다. 따라서, 화학식 1, 2의 n은 3 이상 30 이하의 정수인 것이 바람직하며, 화학식 2의 A는 HS, HOOC, NH2 등인 것이 바람직하다.And, when based on the number of CF 2 is determined the thickness of the ligand (100c), the thickness of the ligand (100c) The thickening quality, through the ligand (100c) light generated by the core (100a), the scattering occurs, Scattering occurs in which the luminous efficiency is lowered. Therefore, n in formulas (1) and (2) is preferably an integer of 3 or more and 30 or less, and A in formula (2) is preferably HS, HOOC, NH 2 or the like.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112011084563057-pat00005
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[화학식 2](2)

Figure 112011084563057-pat00006
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또한, 불소계 물질로 형성된 리간드(100c)는 용매에 잘 분산되지 않으므로, 양자점(100)의 분산력을 향상시키기 위해 리간드(100c) 표면에 불소계 유기막(20)을 형성한다. 이 때, 불소계 유기막(20)은 마이셀(Micelle) 구조로 형성된다.Since the ligand 100c formed of the fluorine-based substance is not well dispersed in the solvent, the fluorine-based organic film 20 is formed on the surface of the ligand 100c in order to improve the dispersibility of the quantum dot 100. [ At this time, the fluorine-based organic film 20 is formed in a micelle structure.

구체적으로, 불소계 유기막(20)은 불소계 단위체(20a)와 탄화수소계 단위체(20b)를 포함하여 이루어진다. 이 때, 쉘(100b)의 표면에는 불소계 물질로 리간드(100c)가 형성되므로, 불소계 단위체(20a)는 리간드(100c)와 인접하도록 마이셀 내부를 향하여, 불소계 물질로 형성된 리간드(100c)와 강한 상호작용을 가진다. 그리고, 탄화수소계 단위체(20b)는 마이셀 외부를 향하여, 양자점(100)을 유기 용매에 분산시킨 경우, 탄화수소계 단위체(20b)를 통해 양자점(100)의 분산력을 향상시킬 수 있다.Specifically, the fluorine-based organic film 20 comprises a fluorine-based unit 20a and a hydrocarbon-based unit 20b. Since the ligand 100c is formed on the surface of the shell 100b at the surface of the shell 100b, the fluorine-based unit 20a is directed toward the inside of the micelle so as to be adjacent to the ligand 100c and has a strong mutual relationship with the ligand 100c formed of a fluorine- Lt; / RTI > When the quantum dot 100 is dispersed in an organic solvent toward the outside of the micelle, the hydrocarbon-based unit 20b can improve the dispersibility of the quantum dot 100 through the hydrocarbon-based unit 20b.

불소계 단위체(20a)는 하기 화학식 3 등과 같은 물질을 포함하며, 탄화수소계 단위체(20b)는 하기 화학식 4, 5, 6, 7, 8, 9 등과 같은 물질을 포함한다.The fluorine-based unit 20a includes a material such as the following chemical formula 3 and the hydrocarbon-based unit 20b includes a material such as Chemical Formula 4, 5, 6, 7, 8, 9 and the like.

[화학식 3](3)

Figure 112011084563057-pat00007
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[화학식 4][Chemical Formula 4]

Figure 112011084563057-pat00008
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[화학식 5][Chemical Formula 5]

Figure 112011084563057-pat00009
Figure 112011084563057-pat00009

[화학식 6][Chemical Formula 6]

Figure 112011084563057-pat00010
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[화학식 7](7)

Figure 112011084563057-pat00011
Figure 112011084563057-pat00011

[화학식 8][Chemical Formula 8]

Figure 112011084563057-pat00012
Figure 112011084563057-pat00012

[화학식 9][Chemical Formula 9]

Figure 112011084563057-pat00013
Figure 112011084563057-pat00013

그런데, 상술한 바와 같이, 화학식 3의 m, 화학식 4의 k 및 화학식 5, 6, 7, 8, 9의 j의 개수가 많아질수록 불소계 유기막(20)의 두께가 두꺼워져, 코어(100a)에서 발생하는 불소계 유기막(20)을 통과하여 빛이 외부로 방출될 때 산란이 발생하여 발광 효율이 저하되는 스캐터링(Scattering)이 발생한다. 또한, 불소계 유기막(20)의 두께가 너무 두꺼우면 유기 용매에 대한 양자점(100)의 분산력이 저하된다. 따라서, m과 j는 3 이상 30 이하의 정수이며, k는 2 이상 15 이하의 정수인 것이 바람직하다. As described above, as the number m of the chemical formula 3, k of the chemical formula 4, and chemical formulas 5, 6, 7, 8, 9 increases, the thickness of the fluorinated organic film 20 becomes thicker, Scattering occurs when light is emitted to the outside through the fluorine-based organic film 20 generated in the organic EL device 20, resulting in scattering in which the luminous efficiency is lowered. If the thickness of the fluorine-based organic film 20 is too thick, the dispersibility of the quantum dot 100 with respect to the organic solvent is lowered. Therefore, m and j are integers of 3 or more and 30 or less, and k is preferably an integer of 2 or more and 15 or less.

불소계 단위체와 탄화수소계 즉, 불소계 단위체(20a)는 리간드(100c) 표면에 불소계 유기막(20)을 잘 형성시키기 위한 것이며, 탄화수소계 단위체(20b)는 양자점(100)이 용매에 잘 분산되도록 양자점(100)의 분산 능력을 향상시키기 위한 것이다.The fluorine-based monomer unit 20a and the fluorine-based monomer unit 20a are used to form the fluorine-based organic layer 20 on the surface of the ligand 100c well. The hydrocarbon- (100).

특히, 본 발명의 표시 장치용 양자점은 리간드가 코어를 보호하는 기능을 가지므로, 쉘을 제거하여도 무방하다. 도 1b와 같이, 본 발명의 제 2 실시 예의 표시 장치용 양자점(200)은 코어(200a), 코어(200a)를 감싸도록 형성된 리간드(200c) 및 리간드(200c)를 감싸도록 형성된 마이셀 구조의 불소계 유기막(20)을 포함한다. 즉, 도 1b에서 개시하는 양자점(200)은 쉘을 제거하여 리간드(200c)가 바로 코어(200a)를 감싸는 구조이다.In particular, since the ligand has a function of protecting the core, the quantum dot for a display device of the present invention may be removed. 1B, the quantum dot 200 for a display device according to the second embodiment of the present invention includes a core 200a, a ligand 200c formed so as to surround the core 200a, and a fluorine- And an organic film 20. That is, the quantum dot 200 shown in FIG. 1B has a structure in which the shell is removed so that the ligand 200c directly surrounds the core 200a.

리간드(200c)는 산소, 수분 등을 차단하는 능력이 우수한 불소계 물질로 형성하며, 불소계 유기막(20)은 마이셀 구조로 형성된다. 그리고, 불소계 유기막(20)은 상술한 바와 같이, 불소계 단위체(20a)와 탄화수소계 단위체(20b)를 포함한다. 이 때, 양자점(200)의 표면에는 불소계 물질로 리간드(200c)가 형성되므로, 불소계 단위체(20a)는 불소계 물질로 형성된 리간드(200c)와 인접하도록 마이셀 내부를 향하며 탄화수소계 단위체(20b)는 마이셀 외부를 향한다.The ligand 200c is formed of a fluorine-based material having excellent ability to block oxygen, moisture, etc., and the fluorine-based organic film 20 is formed of a micelle structure. The fluorine-based organic film 20 includes the fluorine-based unit 20a and the hydrocarbon-based unit 20b, as described above. Since the ligand 200c is formed on the surface of the quantum dot 200 at the surface of the quantum dots 200, the fluorine-based unit 20a is directed to the inside of the micelle adjacent to the ligand 200c formed of a fluorine-based substance, Facing outward.

상기와 같은 본 발명의 표시 장치용 양자점(100, 200)은 불소계 물질로 리간드(100c, 200c)를 형성하여, 외부의 수분, 산소 등의 침투를 방지함으로써 양자점(100, 200)의 안정성을 향상시킬 수 있다. 또한, 불소계 물질로 형성된 리간드(100c, 200c) 표면에 불소계 단위체(20a)와 탄화수소계 단위체(20b)로 이루어진 불소계 유기막(20)을 포함하여 이루어져 탄화수소계 단위체(20b)를 통해 양자점(100, 200)이 용매에 잘 분산되며, 불소계 단위체(20a)를 통해 불소계 물질로 형성된 리간드(100c, 200c)표면에 마이셀 구조의 불소계 유기막(20)이 형성된다.The quantum dots 100 and 200 for a display of the present invention as described above form ligands 100c and 200c with a fluorine-based material to prevent penetration of moisture, oxygen and the like from the outside to improve the stability of the quantum dots 100 and 200 . The fluorine-based organic material 20 includes a fluorine-based unit 20a and a hydrocarbon-based unit 20b on the surfaces of the ligands 100c and 200c formed of a fluorine-based material. The quantum dots 100, 200 are well dispersed in a solvent and a fluorine-based organic film 20 having a micelle structure is formed on the surface of the ligands 100c, 200c formed of a fluorine-based substance through the fluorine-based unit 20a.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 표시 장치용 양자점을 제조하는 공정을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a process for manufacturing a quantum dot for a display device of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 제 1 실시 예의 표시 장치용 양자점의 제조 방법을 나타낸 공정 단면도이다.2A to 2C are process sectional views showing a manufacturing method of a quantum dot for a display device according to a first embodiment of the present invention.

먼저, 본 발명의 제 1 실시 예의 표시 장치용 양자점의 제조 방법은, 도 2a와 같이, 코어(100a)를 감싸도록 쉘(100b)을 형성하고, 쉘(100b)을 감싸도록 리간드(100c)를 형성한다. 이는, MOCVD(metal organic chemical vapor deposition)나 MBE(molecular beamepitaxy)와 같은 기상 증착법 또는 유기 용매에 전구체 물질을 넣어 결정을 성장시키는 화학적 습식 방법으로 형성할 수 있으며, 이는 일반적인 방법으로 구체적인 설명은 생략한다.2A, a shell 100b is formed so as to surround the core 100a, and a ligand 100c is formed to surround the shell 100b. The quantum dot for a display device according to the first embodiment of the present invention is formed as follows. . This can be formed by a vapor deposition method such as MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) or MBE (molecular beam epitaxy), or a chemical wet method in which a precursor material is added to an organic solvent to grow crystals. .

특히, 리간드(100c)는 수분, 산소 등에 의해 코어(100a)가 산화되는 것을 방지하기 위해, 산소, 수분 등을 차단하는 능력이 우수한 불소계 물질로 형성한다. 이어, 도 2b와 같이, 지용성(hydrophobic), 수용성(hydrophilic), 실리콘계(silicon) 등의 유기 용매에 코어(100a)를 감싸도록 쉘(100b)을 형성하고, 쉘(100b)을 감싸도록 형성된 리간드(100c)와 불소계 유기 물질을 혼합한다. 이 때, 불소계 유기 물질은 불소계 단위체(20a)와 탄화수소계 단위체(20b)를 포함한다. 특히, 탄화수소계 단위체(20b)는 유기 용매의 종류에 따라 변경될 수 있다. 예를 들어, 유기 용매가 지용성 유기 용매인 경우에는 탄화수소계 단위체(20b) 역시 지용성 탄화수소계 단위체인 것이 바람직하다.Particularly, the ligand 100c is formed of a fluorine-based material having excellent ability to block oxygen, moisture, etc., in order to prevent the core 100a from being oxidized by moisture, oxygen, or the like. Next, as shown in FIG. 2B, a shell 100b is formed so as to surround the core 100a in an organic solvent such as hydrophobic, hydrophilic, or silicon, and a ligand (not shown) (100c) and the fluorine-based organic material are mixed. At this time, the fluorine-based organic material includes the fluorine-based unit 20a and the hydrocarbon-based unit 20b. In particular, the hydrocarbon-based unit 20b may be changed depending on the kind of the organic solvent. For example, when the organic solvent is a lipid-soluble organic solvent, the hydrocarbon-based unit 20b is preferably a liposoluble hydrocarbon-based unit.

그리고, 도 2c와 같이, 불소계 유기 물질은 리간드(100c)를 감싸 마이셀 구조의 불소계 유기막(20)이 형성된다. 이 때, 불소계 단위체(20a)는 불소계 물질로 형성된 리간드(100c)와 인접하도록 마이셀 내부를 향하며 탄화수소계 단위체(20b)는 마이셀 외부를 향한다. As shown in FIG. 2C, the fluorine-based organic material surrounds the ligand 100c to form a micelle-structured fluorine-based organic film 20. At this time, the fluorine-based unit 20a is directed to the inside of the micelle so as to be adjacent to the ligand 100c formed of a fluorine-based substance, and the hydrocarbon-based unit 20b is directed to the outside of the micelle.

상기와 같이 형성된 양자점(100)은, 쉘(100b)을 감싸도록 불소계 물질로 리간드(100c)를 형성하여 빛을 내는 코어(100a)로 산소, 수분 등이 유입되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 코어(100a)가 산화되어 발광 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있으며, 이로써, 양자점(100)의 수명, 색 재현율, 안정성 등을 향상시킬 수 있다.The quantum dot 100 formed as described above can prevent the introduction of oxygen, moisture, etc. into the light emitting core 100a by forming a ligand 100c with a fluorine-based material so as to surround the shell 100b. Accordingly, it is possible to prevent the core 100a from being oxidized and deteriorate in luminous efficiency, thereby improving the lifetime, color reproduction rate, stability, and the like of the quantum dot 100.

또한, 불소계 물질로 형성된 리간드(100c) 표면에 불소계 단위체(20a)와 탄화수소계 단위체(20b)를 포함하는 마이셀 구조의 불소계 유기막(20)을 형성하여, 유기 용매에 대한 양자점(100)의 분산력을 향상시킬 수 있다.The fluorine-based organic film 20 having a micelle structure including the fluorine-based unit body 20a and the hydrocarbon-based unit body 20b is formed on the surface of the ligand 100c formed of a fluorine-based substance to form a fluorine- Can be improved.

한편, 본 발명의 표시 장치용 양자점은 불소계 물질로 형성된 리간드가 코어를 보호하는 기능을 가지므로, 코어를 감싸도록 형성되는 쉘을 제거하여도 무방하다. 이 경우, 공정을 단순화하여 제조 수율을 향상시킬 수 있다.On the other hand, since the ligand formed of a fluorine-based substance has a function of protecting the core, the quantum dot for a display device of the present invention may remove the shell formed to surround the core. In this case, the manufacturing process can be improved by simplifying the process.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 제 2 실시 예의 표시 장치용 양자점의 제조 방법을 나타낸 공정 단면도이다.3A to 3C are process cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a quantum dot for a display device according to a second embodiment of the present invention.

도 3a와 같이, 코어(200a), 코어(200a)를 감싸도록 불소계 물질로 리간드(200c)를 형성하고, 도 3b와 같이, 유기 용매에 코어(200a)를 감싸도록 형성된 리간드(200c)와 불소계 유기 물질을 혼합한다. 이 때, 불소계 유기 물질은 상술한 바와 같이, 불소계 단위체(20a)와 탄화수소계 단위체(20b)를 포함하며, 탄화수소계 단위체(20b)는 유기 용매의 종류에 따라 변경될 수 있다. 3A, a ligand 200c is formed of a fluorine-based material so as to surround the core 200a and the core 200a, and a ligand 200c and a fluorine-based ligand 200c, which are formed to surround the core 200a, Organic materials are mixed. At this time, the fluorine-based organic material includes the fluorine-based unit 20a and the hydrocarbon-based unit 20b, and the hydrocarbon-based unit 20b can be changed depending on the type of the organic solvent.

그리고, 도 3c와 같이, 불소계 유기 물질은 리간드(200c)를 감싸 마이셀 구조의 불소계 유기막(20)이 형성된다. 이 때, 불소계 단위체(20a)는 불소계 물질로 형성된 리간드(200c)와 인접하도록 마이셀 내부를 향하며 탄화수소계 단위체(20b)는 마이셀 외부를 향한다.As shown in FIG. 3C, the fluorine-based organic material surrounds the ligand 200c to form a fluorine-based organic film 20 having a micelle structure. At this time, the fluorine-based unit 20a is directed to the inside of the micelle so as to be adjacent to the ligand 200c formed of a fluorine-based substance, and the hydrocarbon-based unit 20b is directed to the outside of the micelle.

한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Will be apparent to those of ordinary skill in the art.

20: 불소계 유기막 20a: 불소계 단위체
20b: 탄화수소계 단위체 100, 200: 양자점
100a, 200a: 코어 100b: 쉘
100c, 200c: 리간드20: Fluorine-based organic film 20a: Fluorine-based monomer
20b: hydrocarbon-based monomer unit 100, 200: quantum dot
100a, 200a: core 100b: shell
100c, 200c: ligand

Claims (10)

빛을 내는 코어;
상기 코어를 감싸는 불소계 리간드; 및
상기 불소계 리간드의 표면을 감싸는 마이셀 구조의 불소계 유기막을 포함하고,
상기 불소계 유기막은
상기 불소계 리간드의 표면을 감싸는 불소계 단위체들과,
상기 불소계 단위체들과 각각 결합되어 최외곽에서 상기 불소계 리간드를 감싸는 탄화수소계 단위체들을 포함하는 표시 장치용 양자점.A light emitting core;
A fluorine-based ligand surrounding the core; And
And a fluorine-based organic film of a micelle structure surrounding the surface of the fluorine-based ligand,
The fluorine-
Fluorine-based monomer units surrounding the surface of the fluorine-based ligand,
And a plurality of hydrocarbon-based units bonded to the fluorine-based unit units to surround the fluorine-based ligand at an outermost periphery thereof. 제 1 항에 있어서,
상기 불소계 리간드는 아래 화학식 1 또는 화학식 2로 표현되는 물질을 포함하고,
상기 불소계 단위체는 아래 화학식 3의 물질을 포함하고,
상기 탄화수소계 단위체는 아래 화학식 4 내지 9 중 어느 하나의 물질을 포함하며,
[화학식 1]
Figure 112018008177512-pat00026

[화학식 2]
Figure 112018008177512-pat00027

[화학식 3]
Figure 112018008177512-pat00028

[화학식 4]
Figure 112018008177512-pat00029

[화학식 5]
Figure 112018008177512-pat00030

[화학식 6]
Figure 112018008177512-pat00031

[화학식 7]
Figure 112018008177512-pat00032

[화학식 8]
Figure 112018008177512-pat00033

[화학식 9]
Figure 112018008177512-pat00034

상기 화학식 1, 2에서 n은 3 이상 30 이하의 정수이고,
상기 화학식 4의 k는 2 이상 15 이하의 정수이고,
상기 화학식 3의 m과 상기 화학식 5 내지 9의 j는 3 이상 30 이하의 정수이고,
상기 화학식 2의 A는 HS, HOOC, NH2 중 어느 하나인 표시 장치용 양자점.The method according to claim 1,
The fluorine-based ligand includes a substance represented by the following Chemical Formula 1 or Chemical Formula 2,
Wherein the fluorine-based monomer comprises a material of the following formula (3)
The hydrocarbon-based monomer unit may include any one of the following chemical formulas (4) to (9)
[Chemical Formula 1]
Figure 112018008177512-pat00026

(2)
Figure 112018008177512-pat00027

(3)
Figure 112018008177512-pat00028

[Chemical Formula 4]
Figure 112018008177512-pat00029

[Chemical Formula 5]
Figure 112018008177512-pat00030

[Chemical Formula 6]
Figure 112018008177512-pat00031

(7)
Figure 112018008177512-pat00032

[Chemical Formula 8]
Figure 112018008177512-pat00033

[Chemical Formula 9]
Figure 112018008177512-pat00034

In the general formulas (1) and (2), n is an integer of 3 or more and 30 or less,
K in Formula 4 is an integer of 2 or more and 15 or less,
M in Formula 3 and j in Formula 5 to 9 are integers of 3 or more and 30 or less,
Wherein A in Formula 2 is any one of HS, HOOC, and NH2. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 코어와 불소계 리간드 사이에 위치하여 상기 코어를 감싸는 쉘을 더 포함하는 표시 장치용 양자점.3. The method according to claim 1 or 2,
And a shell disposed between the core and the fluorine-based ligand to surround the core. 삭제delete 삭제delete 코어를 감싸도록 불소계 리간드를 형성하는 단계;
상기 코어를 감싸는 불소계 리간드와, 불소계 유기 물질을 유기 용매에 혼합하여, 상기 불소계 리간드의 표면을 감싸는 마이셀 구조의 불소계 유기막을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 마이셀 구조의 불소계 유기막은
상기 불소계 리간드의 표면을 감싸는 불소계 단위체들과,
상기 불소계 단위체들과 각각 결합되어 최외곽에서 상기 불소계 리간드를 감싸는 탄화수소계 단위체들을 포함하는 표시 장치용 양자점의 제조 방법.Forming a fluorine-based ligand to surround the core;
And a step of mixing a fluorine-based ligand surrounding the core and a fluorine-based organic material in an organic solvent to form a micelle-structured fluorine-based organic film surrounding the surface of the fluorine-based ligand,
The fluorine-based organic film of the micelle structure
Fluorine-based monomer units surrounding the surface of the fluorine-based ligand,
Based monomer units bonded to the fluorine-based monomer units and surrounding the fluorine-based ligand at the outermost periphery thereof. 제 6 항에 있어서,
상기 불소계 리간드는 아래 화학식 1 또는 화학식 2로 표현되는 물질을 포함하고,
상기 불소계 단위체는 아래 화학식 3의 물질을 포함하고,
상기 탄화수소계 단위체는 아래 화학식 4 내지 9 중 어느 하나의 물질을 포함하며,
[화학식 1]
Figure 112018008177512-pat00035

[화학식 2]
Figure 112018008177512-pat00036

[화학식 3]
Figure 112018008177512-pat00037

[화학식 4]
Figure 112018008177512-pat00038

[화학식 5]
Figure 112018008177512-pat00039

[화학식 6]
Figure 112018008177512-pat00040

[화학식 7]
Figure 112018008177512-pat00041

[화학식 8]
Figure 112018008177512-pat00042

[화학식 9]
Figure 112018008177512-pat00043

상기 화학식 1, 2에서 n은 3 이상 30 이하의 정수이고,
상기 화학식 4의 k는 2 이상 15 이하의 정수이고,
상기 화학식 3의 m과 상기 화학식 5 내지 9의 j는 3 이상 30 이하의 정수이고,
상기 화학식 2의 A는 HS, HOOC, NH2 중 어느 하나인 표시 장치용 양자점의 제조 방법.The method according to claim 6,
The fluorine-based ligand includes a substance represented by the following Chemical Formula 1 or Chemical Formula 2,
Wherein the fluorine-based monomer comprises a material of the following formula (3)
The hydrocarbon-based monomer unit may include any one of the following chemical formulas (4) to (9)
[Chemical Formula 1]
Figure 112018008177512-pat00035

(2)
Figure 112018008177512-pat00036

(3)
Figure 112018008177512-pat00037

[Chemical Formula 4]
Figure 112018008177512-pat00038

[Chemical Formula 5]
Figure 112018008177512-pat00039

[Chemical Formula 6]
Figure 112018008177512-pat00040

(7)
Figure 112018008177512-pat00041

[Chemical Formula 8]
Figure 112018008177512-pat00042

[Chemical Formula 9]
Figure 112018008177512-pat00043

In the general formulas (1) and (2), n is an integer of 3 or more and 30 or less,
K in Formula 4 is an integer of 2 or more and 15 or less,
M in Formula 3 and j in Formula 5 to 9 are integers of 3 or more and 30 or less,
Wherein A in Formula 2 is any one of HS, HOOC, and NH2. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 코어를 감싸도록 불소계 리간드를 형성하는 단계는 상기 코어를 감싸도록 쉘을 형성하는 단계; 및
상기 쉘을 감싸도록 상기 불소계 리간드를 형성하는 단계를 포함하는 표시 장치용 양자점의 제조 방법.8. The method according to claim 6 or 7,
The step of forming the fluorine-based ligand to surround the core includes: forming a shell to surround the core; And
And forming the fluorine-based ligand so as to surround the shell. 삭제delete 삭제delete
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