KR101897254B1 - I-Ⅲ-VI type blue light-emitting quantum dots and method for synthesizing the same - Google Patents

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홍익대학교 산학협력단
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Abstract

Provided are a I-III-VI-based quantum dot emitting blue light and having high quantum efficiency, and a manufacturing method thereof. According to the present invention, the quantum dot is a blue light-emitting quantum dot having I-III-VI-based quaternary Zn-Cu-Ga-S or Cu-Ga-Al-S core quantum dot and a ZnS shell, wherein Cu:(Zn+Ga) is 1:10 to 1:1 in the Zn-Cu-Ga-S and Cu:(Ga+Al) is 1:10 to 1:1 in the Cu-Ga-Al-S. The manufacturing method of a blue light emitting quantum dot comprises the steps of: forming a I-III-VI-based ternary Cu-Ga-S core quantum dot; alloying the Cu-Ga-S core quantum dot with Zn to form a I-III-VI-based quaternary Zn-Cu-Ga-S core quantum dot or alloying the same with Al to form a Cu-Ga-Al-S core quantum dot; and forming a ZnS shell on the Zn-Cu-Ga-S or the Cu-Ga-Al-S core quantum dot.

Description

I-Ⅲ-VI계 청색 발광 양자점 및 그 제조 방법{I-Ⅲ-VI type blue light-emitting quantum dots and method for synthesizing the same} I-III-VI blue light-emitting quantum dots and method for producing the same [

본 발명은 비 Cd 조성의 양자점 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, I-Ⅲ-VI계 청색 발광 양자점 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a quantum dot having a non-Cd composition and a method for producing the quantum dot, and more particularly, to an I-III-VI blue light emitting quantum dot and a method of manufacturing the same.

고품질 형광 콜로이달 반도체 양자점(QD)의 합성이 가능해짐에 따라 색변환 QD-발광 다이오드(LED)와 QD-전기발광(EL) 소자도 발전해 오고 있다. 색변환 QD-LED의 경우, 사용처에 따라 녹색-적색 범위의 발광을 가지는 다양한 QD를 여기시키는 데에 청색 InGaN LED 칩이 가장 흔히 사용된다. 높은 색 재현성을 가진 디스플레이 장치를 구현하기 위하여, 적색 발광을 가진 QD와 녹색 발광을 가진 QD, 이렇게 두 종류만 사용한다. 반면에, 조명 소자에서는 고연색지수를 달성하기 위해 가능한 한 넓은 범위의 스펙트럼을 가져야 하므로, 넓은 발광 스펙트럼을 가지는 QD를 사용하거나 다양한 색 조합의 QD들을 사용하는 것이 선호되고 있다. 색변환 QD-LED에서는 청색 QD가 불필요하다는 것이 이점으로 작용하여 상업화가 쉬웠던 반면, EL 소자에서는 총천연색 디스플레이 구현을 위해서나 백색 조명을 위해서나 청색 QD를 반드시 필요로 한다.Color conversion QD-light emitting diodes (LEDs) and QD-electroluminescent (EL) devices have also been developed as the synthesis of high-quality fluorescent collimated semiconductor quantum dots (QDs) becomes possible. For color conversion QD-LEDs, blue InGaN LED chips are most commonly used to excite various QDs with emission in the green-red range depending on the application. In order to realize a display device having a high color reproducibility, only two types are used, that is, QD having red light emission and QD having green light emission. On the other hand, in an illumination device, it is preferable to use a QD having a wide emission spectrum or a QD of various colors because it has a broad spectrum as wide as possible in order to achieve a high color rendering index. In color conversion QD-LEDs, blue QD is unnecessary, which is easy to commercialize, while EL devices require blue QD for full-color display or white illumination.

청색 QD는 CdZnS, CdZnSe, 및 CdZnSeS와 같이 Cd 함유 Ⅱ-VI 조성으로 합성이 되어 단색 혹은 다색 EL-QD-LED의 활성 발광요소로 활용이 되어 왔다. 그러나 청색 QD 안의 유해한 Cd 물질은 환경 파괴없이 지속가능한 차세대 제품 제조에 바람직하지 않다. Blue QD has been synthesized with Cd-containing II-VI composition such as CdZnS, CdZnSe, and CdZnSeS, and has been utilized as an active light emitting element of monochromatic or multicolor EL-QD-LED. However, harmful Cd materials in blue QDs are not desirable for the next generation of sustainable products without environmental degradation.

가시광 발광을 할 수 있는 비 Cd 조성 후보 중 Ⅲ-V InP는 Cd QD에 필적하는 포토루미네선스(PL), 양자효율(QY)과 발광 밴드너비를 가진다. 그러나, InP QD 합성은 주로 녹색-적색 발광에 비중을 두어 연구되었고 청색은 거의 연구되지 않았다. InP는 비교적 낮은 에너지의 벌크 밴드갭(실온에서 1.35 eV)을 가지므로, 높은 에너지의 청색 발광을 하기 위해서는, InP QD가 매우 작은 크기가 되거나 매우 강한 양자 감금 영역에 위치하여야 하는데, 이를 위한 제어된 합성이 매우 까다로워진다. 방출 피크 파장이 <480 nm인 청색 InP QD 몇 종류가 제안되었지만, 이 경우 코어/쉘 구조에 따라 QD의 양자효율이 5-40%에 그쳐 만족스럽지 못하다.Of the non-Cd composition candidates capable of visible light emission, III-V InP has photoluminescence (PL), quantum efficiency (QY) and emission band width comparable to Cd QD. However, the synthesis of InP QD was mainly studied with a focus on green-red luminescence, and blue was rarely studied. Since InP has a relatively low energy bulk band gap (1.35 eV at room temperature), in order to achieve high energy blue luminescence, the InP QD must be of very small size or located in a very strong quantum confinement region, The synthesis becomes very tricky. Several blue InP QDs with an emission peak wavelength of <480 nm have been proposed, but in this case the quantum efficiency of QD is only 5-40%, depending on the core / shell structure.

비 Cd 조성 후보의 다른 것은 Ⅱ-VI ZnSe이다. ZnSe의 밴드갭(2.69 eV)은 InP의 밴드갭보다 크다. 따라서, 적절한 청색 파장을 내려면 ZnSe QD의 크기가 상대적으로 커져야 하는데, 이 또한 실제 QD 합성에 있어서는 까다로운 일이다. 이 때문에, 현재까지 개발된 ZnSe QD 대부분은 보라색과 청색 사이의 중간 파장을 나타내고 있다. The other candidate for the non-Cd composition is II-VI ZnSe. The bandgap of ZnSe (2.69 eV) is larger than that of InP. Therefore, in order to obtain a proper blue wavelength, the size of the ZnSe QD must be relatively large, which is also difficult for practical QD synthesis. For this reason, most of the ZnSe QDs developed so far show intermediate wavelengths between purple and blue.

I-Ⅲ-VI 칼코게나이드도 가시광 발광을 할 수 있는 비 Cd 조성 후보 중 하나이다. 조성, 크기 및 양이온 비화학양론(off-stoichiometry) 조절을 통해 QD의 밴드갭을 변경함으로써, 녹색-적색에 걸치는 넓은 발광 대역을 달성할 수 있었다. 하지만, 약 500nm(청록색에 해당)보다 짧은 파장을 방출하는 고형광 I-Ⅲ-VI QD는 아직까지 개발되지 못하고 있다. I-III-VI chalcogenide is also one of the non-Cd composition candidates capable of emitting visible light. By varying the bandgap of QD through composition, size and off-stoichiometry control, a broad emission band spanning green-red could be achieved. However, solid-state I-III-VI QDs that emit shorter wavelengths than about 500 nm (corresponding to cyan) have not yet been developed.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 청색 발광을 하면서 높은 양자효율을 갖는 I-Ⅲ-VI계 양자점 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다. A problem to be solved by the present invention is to provide an I-III-VI series quantum dot having high quantum efficiency while emitting blue light, and a method for producing the same.

상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 양자점은 I-Ⅲ-VI계 사성분계 Zn-Cu-Ga-S 또는 Cu-Ga-Al-S 코어 양자점 및 ZnS 쉘을 가지는 청색 발광 양자점으로서, 상기 Zn-Cu-Ga-S에서 Cu : (Zn + Ga)은 1:10 ~ 1:1이고 상기 Cu-Ga-Al-S에서 Cu : (Ga + Al)은 1:10 ~ 1:1인 것을 특징으로 하는 청색 발광 양자점이다.In order to solve the above problems, the quantum dot according to the present invention is a blue light emitting quantum dot having a Zn-Cu-Ga-S or Cu-Ga-Al-S core quantum dot of I-III-VI system component ZnS shell, Cu: (Zn + Ga) is 1:10 to 1: 1 in Cu-Ga-S and Cu: (Ga + Al) is 1:10 to 1: 1 in Cu-Ga-Al-S Is a blue light emitting quantum dot.

본 발명에 따른 청색 발광 양자점에 있어서, 상기 Zn-Cu-Ga-S에서 Zn : Ga = (1-x) : x이고 상기 Cu-Ga-Al-S에서 Al : Ga = (1-x) : x라 할 경우, 0.5 < x < 1임이 바람직하다. 그리고, 상기 ZnS 쉘은 다중 쉘인 것이 바람직하다.(1-x): x in the Zn-Cu-Ga-S and Al: Ga = (1-x): x in the Cu-Ga- x, it is preferable that 0.5 < x < 1. The ZnS shell is preferably a multi-shell.

상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 양자점 제조 방법은, I-Ⅲ-VI계 삼성분계 Cu-Ga-S 코어 양자점을 형성하는 단계; 상기 Cu-Ga-S 코어 양자점에 Zn을 합금화하여 I-Ⅲ-VI계 사성분계 Zn-Cu-Ga-S 코어 양자점을 형성하거나 Al을 합금화하여 Cu-Ga-Al-S 코어 양자점을 형성하는 단계; 및 상기 Zn-Cu-Ga-S 또는 Cu-Ga-Al-S 코어 양자점 상에 ZnS 쉘을 형성하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of fabricating a quantum dot comprising: forming an I-III-VI system ternary Cu-Ga-S core quantum dot; Forming a Cu-Ga-Al-S core quantum dot by alloying Zn with the Cu-Ga-S core quantum dots to form an I-III-VI quaternary Zn-Cu-Ga- ; And forming a ZnS shell on the Zn-Cu-Ga-S or Cu-Ga-Al-S core quantum dots.

본 발명에 따른 청색 발광 양자점 제조 방법에 있어서, 상기 Cu-Ga-S 코어 양자점을 형성하는 단계는 Cu, Ga 및 S의 전구체, 황 및 용매를 혼합한 혼합 용액을 가열하여 수행하는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 Zn-Cu-Ga-S 코어 양자점을 형성하는 단계는 상기 Cu-Ga-S 코어 양자점이 형성되어 있는 상기 혼합 용액 안에 Zn 전구체를 첨가하여 수행할 수 있고, 상기 Cu-Ga-Al-S 코어 양자점을 형성하는 단계는 상기 Cu-Ga-S 코어 양자점이 형성되어 있는 상기 혼합 용액 안에 Al 전구체를 첨가하여 수행할 수 있다. In the blue light emitting quantum dot manufacturing method according to the present invention, the step of forming the Cu-Ga-S core quantum dots is preferably performed by heating a mixed solution obtained by mixing Cu, Ga and S precursors, sulfur and a solvent. At this time, the step of forming the Zn-Cu-Ga-S core quantum dots may be performed by adding a Zn precursor to the mixed solution in which the Cu-Ga-S core quantum dots are formed, -S core quantum dot can be performed by adding an Al precursor to the mixed solution in which the Cu-Ga-S core quantum dots are formed.

본 발명에 따른 청색 발광 양자점 제조 방법에 있어서, 상기 ZnS 쉘을 형성하는 단계는 ZnS 스톡 용액을 적용하여 수행할 수 있다. In the blue light emitting quantum dot manufacturing method according to the present invention, the step of forming the ZnS shell may be performed by applying a ZnS stock solution.

상기 ZnS 쉘을 형성하는 단계는 두 번 이상 연속하여 수행할 수 있고, 상기 두 번 이상 연속하여 수행할 때에 각 ZnS 스톡 용액의 농도 및 반응 온도를 달리하는 것일 수 있다.The step of forming the ZnS shell may be performed two or more times in succession, and the concentration and the reaction temperature of each ZnS stock solution may be different when the ZnS shell is continuously performed more than twice.

바람직한 실시예에서, 상기 Cu-Ga-S 코어 양자점을 형성하는 단계는 요오드화 구리(CuI), 요오드화 갈륨(GaI), 1-도데칸티올(Dodecanethiol), 황(sulfur), 및 올레일아민(oleylamine)을 혼합한 혼합 용액을 가열하여 수행하고, 상기 Zn-Cu-Ga-S 코어 양자점을 형성하는 단계는 상기 Cu-Ga-S 코어 양자점이 형성되어 있는 상기 혼합 용액 안에 ZnCl2를 첨가하여 수행하며, 상기 ZnS 쉘을 형성하는 단계는 아세트산 아연, 옥타데센과 올레산을 포함하는 ZnS 스톡 용액을 적용하는 단계와, 스테아르산 아연, 옥타데센과 1-도데칸티올을 포함하는 다른 ZnS 스톡 용액을 적용하는 단계를 수행한다.In a preferred embodiment, the step of forming the Cu-Ga-S core quantum dots comprises forming a Cu-Ga-S core quantum dot comprising at least one of CuI, GaI, Dodecanethiol, ) Is carried out by heating a mixed solution in which the Cu-Ga-S core quantum dots are formed, and the step of forming the Zn-Cu-Ga-S core quantum dots is performed by adding ZnCl 2 to the mixed solution in which the Cu- , The step of forming the ZnS shell comprises the steps of applying a ZnS stock solution containing zinc acetate, octadecene and oleic acid, and applying another ZnS stock solution containing zinc stearate, octadecene and 1-dodecanethiol .

특히, 본 발명에 따른 청색 발광 양자점 제조 방법에 있어서, 상기 Cu-Ga-S 코어 양자점에서 Cu : Ga는 1:10 ~ 1:1이고, 상기 Zn-Cu-Ga-S 코어 양자점에서 Cu : (Zn + Ga)은 1:10 ~ 1:1이며 상기 Cu-Ga-Al-S에서 Cu : (Ga + Al)은 1:10 ~ 1:1인 것이 바람직하다. In particular, in the method of manufacturing blue light emitting quantum dots according to the present invention, Cu: Ga is 1:10 to 1: 1 in the Cu-Ga-S core quantum dots and Cu: Zn + Ga) is 1:10 to 1: 1, and Cu: (Ga + Al) is preferably 1:10 to 1: 1 in the Cu-Ga-Al-S.

본 발명에 따르면 I-Ⅲ-VI계 사성분계 Zn-Cu-Ga-S 또는 Cu-Ga-Al-S 코어 양자점 및 ZnS 쉘을 가지는 양자점을 사용하여 매우 높은 PL과 양자효율의 청색 발광 스펙트럼을 구현할 수 있다. 비 Cd계에서 이와 같은 정도의 양자효율을 가진 청색 발광 양자점을 구현한 예는 아직까지 알려져 있지 않다. According to the present invention, a very high PL and a blue emission spectrum of quantum efficiency can be realized by using quantum dots having an I-III-VI system Zn-Cu-Ga-S or Cu-Ga-Al-S core quantum dots and a ZnS shell . An example of implementing a blue light emitting quantum dot having such a quantum efficiency in a non-Cd system is not yet known.

특히 본 발명에 따른 방법으로 제조되는 Zn-Cu-Ga-S 코어 양자점 및 ZnS 쉘을 가지는 청색 발광 양자점은 486 nm(하늘색)에서 471 nm(청색)으로 변조 가능한 발광 파장을 보일 뿐 아니라 광소자 제작에 실제 적용할 수 있을 정도로 높은 78-83% 수준의 높은 양자효율을 가진다. In particular, the blue light emitting quantum dots having Zn-Cu-Ga-S core quantum dots and ZnS shells manufactured by the method according to the present invention not only show emission wavelengths capable of modulating from 486 nm (sky blue) to 471 nm (blue) And a high quantum efficiency of 78-83%, which is high enough to be practically applicable to the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 양자점의 개략적인 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 양자점 제조 방법의 일 실시예를 도시한 순서도이다.
도 3은 1/4, 1/5, 및 1/8 몰비의 Cu/Ga 전구체를 가지고 합성한 Cu 부족 CGS/ZnS 코어/쉘 QD의 (a) 흡수 및 (b) 정규화된 청록-하늘색 발광 PL 스펙트럼이다.
도 4는 Cu/Ga=1/8인 CGS/ZnS QD 대표 샘플의 측정 PL과 모사 PL을 나타낸 것이다.
도 5는 0, 0.25, 0.5, 1.0, 및 1.5 mmol로 서로 다른 Zn 전구체를 가지고 합성한 ZCGS 코어 QD의 (a) 흡수 및 (b) PL 스펙트럼이다.
도 6은 0, 0.25, 0.5, 1.0, 및 1.5 mmol로 서로 다른 Zn 전구체를 가지고 합성한 ZCGS 코어 QD의 흡수 스펙트럼을 타우 그래프(Tauc plot)로 변환한 결과이다.
도 7은 Zn 전구체 양을 달리 하여 합성한 ZCGS 코어 QD의 (a) XRD 패턴, (b) ICP 결과로부터 얻은 실제 vs. 공칭 Zn/Cu 몰비이다. (a) 안에 비교를 위하여 1.5 mmol Zn을 가진 대표 ZCGS/ZnS 코어/쉘 QD의 XRD 패턴도 포함시켰다. (c)는 (a)에 나타낸 코어/쉘 QD의 TEM 사진이다(스케일 바: 10 nm).
도 8의 (a)는 1.5 mmol Zn계 ZCGS/ZnS 코어/쉘 QD의 저배율 TEM 사진이고(스케일 바: 50 nm) (b)는 고배율 TEM 사진이다(스케일 바: 5 nm).
도 9의 (a)는 Zn 전구체 양을 달리 하여 합성한 ZCGS/ZnS QD의 (Ahν)2- 그래프이고, (b)는 ZCGS vs. ZCGS/ZnS QD 사이의 밴드갭 변화를 보여주는 그래프이다.
도 10은 Zn 전구체 양을 달리 하여 합성한 하늘색-청색 발광 ZCGS/ZnS QD의 (a) 흡수, (b) 정규화된 PL 스펙트럼, 및 (c) 피크 파장-PL QY이다. (d)는 UV 램프 여기 하에서의 고형광 QD 분산액의 사진이다.
1 is a schematic view of a quantum dot according to the present invention.
2 is a flowchart showing an embodiment of a method of manufacturing a quantum dot according to the present invention.
FIG. 3 shows (a) absorption of Cu-insufficient CGS / ZnS core / shell QD synthesized with Cu / Ga precursors at 1/4, 1/5 and 1/8 molar ratio and (b) normalized cyan- Lt; / RTI &gt;
Fig. 4 shows measured PL and simulated PL of representative CGS / ZnS QD samples with Cu / Ga = 1/8.
FIG. 5 is (a) absorption and (b) PL spectra of ZCGS core QD synthesized with different Zn precursors at 0, 0.25, 0.5, 1.0, and 1.5 mmol.
6 shows the results of conversion of the absorption spectrum of ZCGS core QD synthesized with different Zn precursors to 0, 0.25, 0.5, 1.0, and 1.5 mmol into a Tauc plot.
Fig. 7 shows (a) the XRD pattern of the ZCGS core QD synthesized with different amounts of Zn precursor, (b) the actual results obtained from the ICP results, and Nominal Zn / Cu molar ratio. (a) XRD patterns of representative ZCGS / ZnS core / shell QD with 1.5 mmol Zn for comparison are also included. (c) is a TEM photograph of the core / shell QD shown in (a) (scale bar: 10 nm).
8A is a low magnification TEM image (scale bar: 50 nm) of a 1.5 mmol Zn-based ZCGS / ZnS core / shell QD and FIG. 8B is a high magnification TEM photograph (scale bar: 5 nm).
FIG. 9 (a) is a ( Ahν ) 2 - graph of ZCGS / ZnS QD synthesized with different amounts of Zn precursor, and FIG . ZCGS / ZnS &lt; RTI ID = 0.0 &gt; QD. &Lt; / RTI &gt;
10 is (a) absorption of (c) blue-blue luminescent ZCGS / ZnS QD prepared by varying the amount of Zn precursor, (b) normalized PL spectrum, and (c) peak wavelength-PL QY. (d) is a photograph of a solid-state light QD dispersion under UV lamp excitation.

이하에서 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as 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. It is provided to let you know.

도 1은 본 발명에 따른 양자점의 개략적인 도면이다. 1 is a schematic view of a quantum dot according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에서는 청색 발광을 할 수 있는 비 Cd계 양자점(10)을 제안한다. 이 양자점(10)은 I-Ⅲ-VI계 사성분계 Zn-Cu-Ga-S(이하, ZCGS) 또는 Cu-Ga-Al-S 코어 QD(20) 및 ZnS 쉘(30)을 가지는 것이다. Referring to FIG. 1, the present invention proposes a non-Cd-based quantum dot 10 capable of emitting blue light. The quantum dot 10 has an I-III-VI system Zn-Cu-Ga-S (hereinafter referred to as ZCGS) or a Cu-Ga-Al-S core QD 20 and a ZnS shell 30.

일 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 코어 QD(20)는 ZCGS 조성이다. 이러한 코어 QD(20)에 ZnS 코팅을 하여 ZnS 쉘(30)을 형성하면 PL과 QY가 모두 향상된다.In one embodiment, the core QD 20 according to the present invention is a ZCGS composition. When the ZnS shell 30 is formed by applying ZnS coating to the core QD 20, PL and QY are improved.

본 발명자들은 I-Ⅲ-VI계 양자점이 청색 발광을 하려면 Cu, Ga와 S를 반드시 포함하여야 하고, 즉 Cu-Ga-S(이하 CGS)가 기본이 되어야 하고, 특히 Cu와 Ga의 비가 1:10 ~ 1:1로서 Cu가 Ga와 같은 양이거나 약간 부족한 쪽으로 화학적 조성이 맞추어져야 한다는 것을 발견하였다(비화학양론 off-stoichiometry). 그리고 이러한 CGS 조성에 Zn를 합금화(alloying)하여 ZCGS 조성을 만들거나 Al을 합금화하여 Cu-Ga-Al-S 조성을 만들면 청색 발광을 하는 것을 발견하였다. Cu와 Ga의 비율이 1/10 이상이면 Zn 또는 Al 첨가를 통해 청색 발광을 할 수 있고 비율이 1보다 큰 경우에는 청색 발광이 되지 않는다. The inventors of the present invention have found that Cu-Ga-S (hereinafter referred to as CGS) must be a base for an I-III-VI-based quantum dot to emit blue light, 10 ~ 1: 1, indicating that the chemical composition should be adjusted to the same or slightly deficient amount of Cu (non-stoichiometry). We have found that ZnS is alloyed with CGS composition to make ZCGS composition, or Al is alloyed to make Cu-Ga-Al-S composition to emit blue light. When the ratio of Cu to Ga is 1/10 or more, blue light emission can be achieved by addition of Zn or Al. When the ratio is more than 1, blue light emission does not occur.

그리고, ZCGS 조성에서 Cu : (Zn + Ga)은 1:10 ~ 1:1임이 바람직하고, Cu-Ga-Al-S 조성에서 Cu : (Ga + Al)은 1:10 ~ 1:1임이 바람직하다. 특히, 각 조성에서 Zn : Ga = (1-x) : x이고 Al : Ga = (1-x) : x라 할 경우, 0.5 < x < 1일 수 있다. 이와 같이 Ga과 그를 일부 치환할 수 있는 Zn 또는 Al간의 구성비를 조절하는 것은 파장의 특성을 조절하기 위하여 수행하는 것이지만 Cu와 Ga의 비율이 조정되는 가운데에 Ga과 Zn 또는 Al의 조성비 조절이 이루어지는 것은 본 발명의 특유한 사항이다. 이러한 조성 조건 하에서 사성분계 코어 양자점은 청색 발광을 구현할 수 있다. In the ZCGS composition, the ratio of Cu: (Zn + Ga) is preferably 1:10 to 1: 1, and the ratio of Cu: (Ga + Al) in the composition of Cu-Ga-Al-S is preferably 1:10 to 1: Do. Particularly, when the composition is Zn: Ga = (1-x): x and Al: Ga = (1-x): x, 0.5 <x <1. The adjustment of the composition ratio between Ga and Zn or Al which can partially substitute Ga is performed to control the wavelength characteristics, but the adjustment of the composition ratio of Ga and Zn or Al is performed while the ratio of Cu and Ga is adjusted Is a peculiar matter of the present invention. Under these composition conditions, the quaternary core quantum dot can realize blue light emission.

ZnS 쉘(30)은 다중으로, 예를 들어 이중 혹은 삼중으로 형성될 수 있다. 즉 도시한 바와 같이 점선으로 표시한 부분까지 먼저 ZnS 쉘을 형성한 후 실선으로 표시한 부분까지 나머지 ZnS 쉘을 형성할 수 있다. 특히 아래 설명하는 바와 같이 ZnS 쉘 형성 공정은 연속적으로 수행하기 때문에 ZnS 쉘(30) 안의 층 구별은 사실상 없을 수 있다. 각 층은 조성이 다를 수 있다. 이 때의 조성은 점선을 기준으로 불연속적으로 변할 수도 있고 ZnS 쉘(30) 전체에 걸쳐 연속적으로 변할 수도 있다. 이러한 다중 ZnS 쉘(30)은 패시베이션 효과가 탁월하다. 이에 따라 양자점(10)의 양자효율이 개선될 수 있다. The ZnS shell 30 can be formed in multiple, for example double or triple. That is, as shown in the figure, the ZnS shell may be formed up to the portion indicated by the dotted line, and then the remaining ZnS shell may be formed to the portion indicated by the solid line. In particular, since the ZnS shell forming process is performed continuously as described below, the layer discrimination in the ZnS shell 30 may be virtually absent. Each layer may have a different composition. The composition at this time may be discontinuously changed on the basis of a dotted line or may continuously change over the entire ZnS shell 30. This multi-ZnS shell 30 has excellent passivation effect. The quantum efficiency of the quantum dot 10 can be improved.

이와 같이 본 발명에 따르면, ZCGS 또는 Cu-Ga-Al-S 코어 QD(20) 및 ZnS 쉘(30)을 가지는 양자점(10)을 사용하여 청색 발광을 구현할 수 있다. 또한 높은 양자효율을 가질 수 있다. As described above, according to the present invention, blue light emission can be realized using the quantum dot 10 having ZCGS or Cu-Ga-Al-S core QD 20 and ZnS shell 30. And can also have a high quantum efficiency.

코어 QD(20)는 핫 콜로이드(hot colloid) 방법, 용매열(solvothermal) 방법, 또는 가열(heating-up)이나 핫-인젝션(hot-injection)을 통하여 제조할 수 있고, ZnS 쉘(30)은 양이온 교환 공정(cation exchange process), 용매열 방법 등으로도 수행될 수 있는데, 아래에서 바람직한 제조 방법의 실시예를 설명한다. The core QD 20 may be manufactured by a hot colloid method, a solvothermal method or by heating-up or hot-injection, and the ZnS shell 30 A cation exchange process, a solvent heating method, and the like. Hereinafter, preferred embodiments of the production method will be described.

도 2는 본 발명에 따른 양자점 제조 방법의 일 실시예를 도시한 순서도이다. Cu-Ga-Al-S 코어 QD를 형성하는 경우에는 ZCGS 코어 QD를 형성하는 경우와 비교시 Al을 합금화한다는 것을 제외하고는 동일하므로 아래 실시예는 ZCGS 코어 QD를 형성하는 경우를 예로 들어 설명한다. 2 is a flowchart showing an embodiment of a method of manufacturing a quantum dot according to the present invention. In the case of forming the Cu-Ga-Al-S core QD, since it is the same except that Al is alloyed in comparison with the case of forming the ZCGS core QD, the following embodiment will exemplify the case of forming the ZCGS core QD .

우선 Cu, Ga 및 S의 전구체, 황 및 용매를 혼합하여 제조한 혼합 용액을 가열하여 CGS 코어 QD를 먼저 성장시킨다(단계 S5). First, a mixed solution prepared by mixing precursors of Cu, Ga and S, sulfur and a solvent is heated to grow the CGS core QD first (step S5).

일반적으로 A-In-X (A=Cu, Ag, X=S, Se)는 가시광 QD 합성에 가장 많이 연구된 I-Ⅲ-VI 삼성분계 조성이며 전형적으로는 녹색보다 낮은 에너지 발광을 보인다. 본 발명에서는, 상기 조성보다 높은 벌크 밴드갭인 2.43 eV 밴드갭을 가지는 CGS 조성을 선택하고, Cu/Ga 화학량론 제어(stoichiometric control)를 통해 500nm 미만의 짧은 발광 파장을 일단 달성하여 청록-하늘색으로 발광하는 삼성분계 CGS 코어 QD를 먼저 합성하도록 한다. In general, A-In-X (A = Cu, Ag, X = S, Se) is the most studied I-III-VI ternary composition in visible light QD synthesis. In the present invention, a CGS composition having a band gap of 2.43 eV, which is higher than the above-mentioned composition, is selected and Cu / Ga stoichiometric control is used to achieve a short emission wavelength shorter than 500 nm for a long time, The CGS core QD of the ternary CGS is synthesized first.

CGS 코어 QD를 성장시키기 위한 출발 물질은 구리 전구체인 요오드화 구리(CuI), 갈륨 전구체인 요오드화 갈륨(GaI), 황 전구체인 1-도데칸티올(Dodecanethiol), 황(sulfur), 그리고 용매인 올레일아민(oleylamine)을 기본 조합으로 할 수 있다.Starting materials for growing CGS core QD include copper iodide (CuI) which is a copper precursor, gallium iodide (GaI) which is a gallium precursor, 1-dodecanethiol which is a sulfur precursor, sulfur, Oleylamine may be used as a basic combination.

출발 물질의 비율은 앞서 언급한 바와 같이 Cu : Ga = 1 : 10 ~ 1 : 1의 범위로 한다. 구리 전구체의 경우 CuI 이외에 아세트산 구리, 브롬화 구리, 염화 구리 등을 사용할 수도 있다. 갈륨 전구체의 경우 GaI 이외에 아세트산 갈륨, 염화 갈륨, 갈륨 아세틸아세토네이트(acetylacetonate) 등을 사용할 수도 있다. 황 전구체의 경우 1-도데칸티올 이외에 옥탄티올(octanethiol), 헥사데칸티올(hexadecanethiol), 데칸티올(decanethiol) 등과 같은 다양한 알킬티올(alkyl thiol)계를 사용할 수 있다. 용매의 경우 올레일아민 이외에 도데실아민(dodecylamine), 트리옥틸아민(trioctylamine) 등과 같은 다양한 지방 아민(fatty amine)계를 사용할 수 있다. The ratio of the starting materials is set in the range of Cu: Ga = 1: 10 to 1: 1 as mentioned above. In the case of the copper precursor, in addition to CuI, copper acetate, copper bromide, copper chloride and the like may also be used. In the case of the gallium precursor, in addition to GaI, gallium acetate, gallium chloride, gallium acetylacetonate and the like may be used. In the case of the sulfur precursor, various alkylthiol-based compounds such as octanethiol, hexadecanethiol, decanethiol, etc. may be used in addition to 1-dodecanethiol. In the case of a solvent, various fatty amines such as dodecylamine, trioctylamine and the like may be used in addition to oleylamine.

혼합 용액의 가열은 여러 단계로 이루어질 수 있다. 먼저 120℃로 가열해 디가스(degas)를 수행할 수 있다. 이후 성장 온도인 240℃까지 승온할 수 있다. 이 때, N2 퍼징(purging)을 수행할 수 있다. Heating of the mixed solution can be done in several steps. Degassing can be performed by first heating to 120 ° C. Thereafter, the temperature can be raised to a growth temperature of 240 ° C. At this time, N 2 purging can be performed.

그런 다음, Zn 전구체를 첨가하여 CGS 코어 QD에 Zn을 합금화해 사성분계 ZCGS 코어 QD(20)를 형성한다(단계 S10). Then, a Zn precursor is added to alloy Zn with the CGS core QD to form a ZCGS core QD 20 (Step S10).

앞 단계에서 만든 CGS 코어 QD(호스트) 안으로 Zn을 합금화하여 ZCGS 코어 QD(20)를 합성하면 하늘색-청색 범위 안의 고에너지 또는 단파장 발광을 구현할 수 있다. When Zn is alloyed into the CGS core QD (host) made in the previous step to synthesize the ZCGS core QD (20), high energy or short wavelength luminescence within the sky blue-blue range can be realized.

여기서 사용하는 Zn 전구체는 ZnCl2, 아세테이트산 아연 등일 수 있다.Zn precursor used here may be a ZnCl 2, zinc acetate acid.

Cu-Ga-Al-S 코어 QD를 형성하는 경우에는 ZCGS 코어 QD를 형성하는 경우와 거의 동일한 합성 조건(반응온도, 반응용매, 반응시간 등)으로 진행하며, Zn 전구체 대신 Al 전구체를 사용하는 점이 다르다. Al 전구체는 요오드화 알루미늄, 염화 알루미늄, 아세테이트산 알루미늄 등일 수 있다. In the case of forming the Cu-Ga-Al-S core QD, it proceeds in almost the same synthesis conditions (reaction temperature, reaction solvent, reaction time, and the like) as in the case of forming the ZCGS core QD and uses an Al precursor instead of the Zn precursor different. The Al precursor may be aluminum iodide, aluminum chloride, aluminum acetate or the like.

코어 QD(20)를 형성한 다음에는, 코어 QD(20) 상에 ZnS 스톡 용액을 적용하여 ZnS 쉘(30)을 형성한다(단계 S20, S30). After the core QD 20 is formed, a ZnS stock solution is applied on the core QD 20 to form a ZnS shell 30 (steps S 20 and S 30).

ZnS 쉘을 형성하는 단계는 S20, S30을 수행함으로써 두 번 이상 연속하여 수행할 수 있다. 이 때, 각 단계의 ZnS 스톡 용액의 농도 및 반응 온도와 시간을 달리할 수 있다. 두 번째 반응시 온도가 더 높거나 시간이 더 길 수 있다. The step of forming the ZnS shell may be performed two or more times successively by performing steps S20 and S30. At this time, the concentration and the reaction temperature and time of the ZnS stock solution in each step may be different. The temperature of the second reaction may be higher or longer.

예를 들어, 코어 QD(20)가 형성된 결과물에 일차적으로 ZnS 스톡 용액을 적용하여 ZnS 쉘을 형성하여 단계 S20을 수행한 후, 그 결과물에 다른 ZnS 스톡 용액을 적용하여 ZnS 쉘을 추가 형성함으로써 단계 S30을 단계 S20에 연속하여 수행한다. For example, a ZnS stock solution is first applied to the resultant product formed with the core QD 20 to form a ZnS shell, followed by step S20, and another ZnS stock solution is applied to the resultant to form a ZnS shell, S30 are successively performed in step S20.

S20, S30 각 단계도 세분화하여 두 번 이상의 쉘 공정으로 진행할 수 있다. S20, and S30 can be divided into two or more shell processes.

예를 들어, 단계 S20의 첫 번째 ZnS 스톡 용액은 Zn 전구체인 아세트산 아연, 용매인 옥타데센과 올레산을 기본 조합으로 하여 제조할 수 있다. 이 때, 아연 전구체의 경우, 아세트산 아연 이외에 스테아르산 아연, 아연산화물, 아연질화물, 아연 아세틸아세토네이트 등이 사용될 수 있고, 올레산의 경우 스테아르산, 미리스트산(myristic acid) 등이 사용될 수 있다. 단계 S20의 첫 번째 ZnS 쉘 반응 온도는 200~280℃ 범위이며, 반응 시간은 1분~2시간 범위로 할 수 있다. 바람직하게는 240℃의 온도에서 1시간 15분간 반응을 유지한다. For example, the first ZnS stock solution in step S20 can be prepared by using zinc acetate as a Zn precursor, octadecene as a solvent, and oleic acid as a basic combination. At this time, zinc stearate, zinc oxide, zinc nitride, zinc acetylacetonate and the like can be used in addition to zinc acetate in the case of zinc precursor, and stearic acid, myristic acid and the like can be used in the case of oleic acid. The first ZnS shell reaction temperature in step S20 is in the range of 200 to 280 ° C, and the reaction time can be in the range of 1 minute to 2 hours. The reaction is preferably maintained at a temperature of 240 DEG C for 1 hour and 15 minutes.

단계 S20의 두 번째 ZnS 스톡 용액도 Zn 전구체인 아세트산 아연, 용매인 옥타데센과 올레산을 기본 조합으로 하되, 첫 번째 ZnS 스톡 용액과 농도가 다른 것을 이용할 수 있다. 단계 S20의 두 번째 ZnS 쉘 반응 온도는 첫 번째 ZnS 반응 온도와 동일한 상태일 수 있으며, 반응 시간은 첫 번째 ZnS 반응 시간보다 짧게 할 수 있다. 바람직하게는 240℃의 온도에서 30분간 반응을 유지한다. The second ZnS stock solution in step S20 may be a zinc precursor, zinc acetate, octadecene and oleic acid, which are different in concentration from the first ZnS stock solution. The second ZnS shell reaction temperature in step S20 may be the same as the first ZnS reaction temperature, and the reaction time may be shorter than the first ZnS reaction time. The reaction is preferably maintained at a temperature of 240 DEG C for 30 minutes.

단계 S30의 다른 ZnS 스톡 용액은 단계 S20의 첫 번째, 두 번째 ZnS 스톡 용액과 다른 종류의 것으로 한다. 예를 들어, Zn 전구체인 스테아르산 아연, 황 전구체인 1-도데칸티올, 용매인 옥타데센을 기본 조합으로 하여 제조할 수 있다. 이 때, 아연 전구체의 경우, 스테아르산 아연 이외에 아세트산 아연, 아연산화물, 아연질화물, 아연 아세틸아세토네이트 등이 사용될 수 있고, 황 전구체의 경우도 다른 종류의 알킬티올계 등이 사용될 수 있다. The other ZnS stock solutions in step S30 are different from the first and second ZnS stock solutions in step S20. For example, zinc stearate as a Zn precursor, 1-dodecanethiol as a sulfur precursor, and octadecene as a solvent can be produced as a basic combination. In this case, in the case of the zinc precursor, zinc acetate, zinc oxide, zinc nitride, zinc acetylacetonate and the like may be used in addition to zinc stearate. In the case of the sulfur precursor, other types of alkyl thiol may also be used.

단계 S30의 ZnS 쉘 반응 온도는 180~300℃ 범위이며, 반응 시간은 1분~24시간 범위로 할 수 있다. 단계 S30의 반응시 단계 S20보다 온도가 더 높거나 시간이 더 길 수 있다. 바람직하게, 추가의 ZnS 쉘 형성을 위한 최종적인 반응은 250℃에서 1시간 동안 진행할 수 있다. The reaction temperature of the ZnS shell in step S30 is in the range of 180 to 300 ° C, and the reaction time may be in the range of 1 minute to 24 hours. The temperature may be higher or longer than the step S20 in the reaction of step S30. Preferably, the final reaction for further ZnS shell formation can proceed for 1 hour at 250 &lt; 0 &gt; C.

아래 후술하는 실험 방법에 따라 ZnS 쉘까지 형성한 후 QD의 양자효율은 78-83%에 달하여, 유사한 발광 대역을 갖는 InP QD에서는 달성할 수 없는 결과를 얻을 수 있었다. 이하, 구체적인 실험예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. The quantum efficiency of QD reached 78-83% after formation of the ZnS shell according to the experiment described below, and the InP QD having a similar emission band could not achieve the result. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific experimental examples.

Cu-In-S 조성에서 두 양이온(Cu, In)간의 의도적인 비화학양론은 밴드갭에 상당한 영향을 미친다고 알려져 있다. 구체적으로, In에 대해 Cu 부족 정도가 커질수록 밴드갭이 커지는데, 이것은 Cu d 오비탈과 S p 오비탈간의 약화된 반발을 통해 valence band maximum을 낮출 수 있어 밴드갭을 넓히기 때문이다. 본 발명에서는 Cu/Ga 비화학양론 비를 1/4, 1/5, 및 1/8로 달리하여 아래 실험들을 수행한 결과, 이러한 Cu 부족 정도가 CGS 조성의 밴드갭에 미치는 영향도 관찰할 수 있었다.The intentional stoichiometry between the two cations (Cu, In) in the Cu-In-S composition is known to have a significant effect on the bandgap. Specifically, the larger the amount of Cu deficiency is, the larger the band gap becomes. This is because the valence band maximum can be lowered by weakened repulsion between Cu d orbitals and S p orbits, thereby widening the band gap. In the present invention, the following experiments were carried out with different Cu / Ga stoichiometric ratios of 1/4, 1/5, and 1/8. As a result, the effect of Cu deficiency on the band gap of CGS composition there was.

실험 방법:Experimental Method:

1/4, 1/5, 또는 1/8 몰비의 Cu/Ga 전구체를 가진 삼성분계 구리 부족 CGS 코어 QD를 합성하기 위하여, 0.125, 0.1, 또는 0.0625 mmol의 CuI(99.999%), 0.5 mmol의 GaI(99.99%) 및 1 mmol의 황(99.998%)을 1-도데칸티올(DDT≥98%) 1.5 mL 및 올레일 아민(OLA, 70%) 5 mL와 함께 플라스크(three-neck flask)에 넣어 혼합 용액을 제조하고, 혼합 용액을 120℃로 가열해 디가스한 후 N2 퍼징을 하며 성장 온도인 240℃까지 승온하였다. 이 온도에서 5분간 유지하여 코어 QD를 성장시켰다.0.1, or 0.0625 mmol of CuI (99.999%), 0.5 mmol of GaI (99.999%), and 0.5 mmol of CuI were prepared in order to synthesize ternary copper-deficient CGS core QD having Cu / Ga precursor at 1/4, 1/5, (99.99%) and 1 mmol of sulfur (99.998%) were placed in a three-neck flask with 1.5 mL of 1-dodecanethiol (DDT ≥98%) and 5 mL of oleylamine (OLA, 70% The mixed solution was heated to 120 캜 and degassed. The mixture was purged with N 2 and the temperature was raised to 240 캜 at the growth temperature. The core QD was grown at this temperature for 5 minutes.

이 합성 단계에 이어, 사성분계 ZCGS 코어 QD를 합성하였다. Cu/Ga 비가 1/8인 조성을 선택하여 ZnCl2(≥98%)를 0, 0.25, 0.5, 1.0, 및 1.5 mmol 양으로 첨가하여, Zn/Cu 전구체 몰비가 각각 0, 4, 8, 16, 및 24가 되도록 하였다. 모든 삼성분계 및 사성분계 코어 QD는 다음의 다중-쉘 형성 공정에 동일하게 투입하였다.Following this synthesis step, a four component ZCGS core QD was synthesized. Zn / Cu precursor molar ratios of 0, 4, 8, 16, and 15% were obtained by adding ZnCl 2 (≥98%) in amounts of 0, 0.25, 0.5, 1.0, And 24, respectively. All ternary and quaternary core QDs were equally injected into the following multi-shell forming process.

먼저 8mmol의 아세트산 아연(reagent grade), 8mL 올레산(OA, 90%) 및 4mL 1-옥타데센(ODE, 90%)을 포함하는 첫 번째 ZnS 쉘 스톡 용액을 240℃의 코어 QD 성장 용액에 천천히 첨가하여 1시간 15분간 반응을 시켰다. First, a first ZnS shell stock solution containing 8 mmol of reagent grade, 8 mL of oleic acid (OA, 90%) and 4 mL of 1-octadecene (ODE, 90%) was added slowly to the core QD growth solution at 240 & And allowed to react for 1 hour and 15 minutes.

4mmol의 아세트산 아연, 4 mL의 OA, 2mL의 DDT와 2mL의 ODE를 포함하는 두 번째 ZnS 쉘 스톡 용액을 천천히 주입하고 같은 온도에서 30분간 반응을 시켰다. 이후, 4mmol의 스테아르산 아연(10-12% Zn basis), 4mL ODE와 2mL DDT를 포함하는 다른 ZnS 용액을 주입하여 최종 쉘 반응을 250℃에서 1시간 동안 진행하였다. 합성된 양자점들은 과량 에탄올을 첨가하여 침전시키고 원심분리기(9000 rpm, 10분)를 이용하여 헥산/에탄올 조합 용매로 정화시켰다. 마지막으로 양자점들을 헥산에 재분산하여 스펙트럼 측정 등 분석하였다. A second ZnS shell stock solution containing 4 mmol of zinc acetate, 4 mL of OA, 2 mL of DDT and 2 mL of ODE was slowly added and reacted at the same temperature for 30 minutes. Then, another ZnS solution containing 4 mmol of zinc stearate (10-12% Zn basis), 4 mL of ODE and 2 mL of DDT was injected and the final shell reaction was conducted at 250 ° C for 1 hour. The synthesized quantum dots were precipitated by adding excess ethanol and purified by hexane / ethanol combination solvent using a centrifuge (9000 rpm, 10 minutes). Finally, the quantum dots were re-dispersed in hexane to analyze the spectrum.

평가 툴:Evaluation tools:

양자점의 UV-Vis 흡수 및 PL 스펙트럼은 각각 흡수 분광장치(Shimadzu, UV-2450) 및 500 W 크세논 램프-장착된 분광광도계(PSI Inc., Darsa Pro-5200)를 가지고 기록하였다. 희석된 양자점 분산액의 PL 양자효율 절대값은 PL QY 측정 시스템(C9920-02, Hamamatsu)을 가지고 평가하였다. Cu Kα 복사를 사용하는 분말 X-선 회절(XRD)(Rigaku, Ultima IV)를 이용해 양자점의 구조 및 합금 특징을 해석하였다. QD의 실제 화학 조성은 유도 결합 플라즈마 광학 발광 분광기(ICP-OES, OPTIMA 8300, PerkinElmer)를 가지고 분석하였다. 양자점 이미지를 얻기 위하여, 200kV에서 작동하는 Tecnai G2 F20를 이용해 TEM 작업을 수행하였다. UV-Vis absorption and PL spectra of the quantum dots were recorded with an absorption spectrometer (Shimadzu, UV-2450) and a 500 W xenon lamp-mounted spectrophotometer (PSI Inc., Darsa Pro-5200). The PL quantum efficiency absolute value of the diluted quantum dot dispersion was evaluated with a PL QY measuring system (C9920-02, Hamamatsu). Cu K α Structure and alloy characteristics of quantum dots were analyzed using powder X-ray diffraction (XRD) (Rigaku, Ultima IV) using radiation. The actual chemical composition of QD was analyzed with an inductively coupled plasma optical emission spectrometer (ICP-OES, OPTIMA 8300, PerkinElmer). To obtain the quantum dot image, a TEM operation was performed using a Tecnai G2 F20 operating at 200 kV.

결과:result:

도 3은 1/4, 1/5, 및 1/8 몰비의 Cu/Ga 전구체를 가지고 합성한 Cu 부족 CGS/ZnS 코어/쉘 QD의 (a) 흡수 및 (b) 정규화된 청록-하늘색 발광 PL 스펙트럼이다. 3, (A) absorption of Cu-insufficient CGS / ZnS core / shell QD synthesized with Cu / Ga precursors at 1/4, 1/5, and 1/8 molar ratio and (b) normalized green-blue emission PL spectra.

도 3(a)를 참조하면, 동일한 ZnS 쉘 조건 하에서 Cu 부족 CGS/ZnS 코어/쉘 QD의 UV-vis 흡수 스펙트럼 비교시, Cu/Ga 비화학양론 비가 커질수록, 즉 1/4, 1/5, 및 1/8 몰비순으로 갈수록, 스펙트럼은 청색편이한다. 엑시톤 전이를 가지는 Ⅱ-VI 및 Ⅲ-V QD와는 달리, I-Ⅲ-VI QD에서의 광여기 전하의 방사성 재결합은 결함에 관련된 내부 갭 상태에 의해 지배되며, 전형적으로 100± 20 nm에 이르는 넓은 방출 밴드너비를 가지게 된다.Referring to Fig. 3 (a), the UV-vis absorption spectrum of the Cu-insufficient CGS / ZnS core / shell QD under the same ZnS shell condition shows that the larger the Cu / Ga stoichiometry ratio, , And 1/8 molar ratio, the spectrum is blue-shifted. Unlike II-VI and III-V QDs with exciton transitions, the radioactive recombination of photoexcited charges in I-III-VI QDs is governed by the internal gap state associated with the defect and is typically broad And has an emission band width.

도 3(b)는 CGS/ZnS 코어/쉘 QD의 정규화된 PL 스펙트럼에서 Cu/Ga 비에 따른 변화를 보여주며, Cu 부족 정도가 커질수록, 즉 1/4, 1/5, 및 1/8 몰비순으로 갈수록, 발광은 청록에서 하늘색으로 변한다. 모든 PL 스펙트럼은 우세한 고에너지 발광 부분과 미미한 저에너지 꼬리 부분을 포함한다. FIG. 3 (b) shows changes in the normalized PL spectra of the CGS / ZnS core / shell QD according to the Cu / Ga ratio. As the degree of Cu deficiency increases, ie, 1/4, 1/5, and 1/8 As the mole ratio increases, the emission changes from teal to sky blue. All PL spectra include a predominantly high energy emission portion and a negligible low energy tail portion.

도 4는 Cu/Ga=1/8인 CGS/ZnS QD 대표 샘플의 측정 PL과 모사 PL을 나타낸 것이다. Cu/Ga=1/8인 CGS/ZnS QD 대표 샘플은 하늘색 발광을 하며 도 4에 나타낸 바와 같이 두 가지 발광 요소로 분해할 수 있다. (486 nm에서 피크를 보이는)고에너지 발광성분은 Cu 베이컨시(VCu) 억셉터-유도 준위 안에 갇힌 홀과 전도대(CB) 안의 전자와의 방사성 재결합으로부터 나온 것이다. 그리고 (605 nm에서 피크를 보이는)저에너지 꼬리 발광성분은 도너-억셉터 쌍(DAP) 재결합에 의한 것이다. 여기서 Cu 자리에 치환된 Ga 및/ 또는 Zn, 즉 GaCu 및/또는 ZnCu(ZnS 쉘링 동안에 발생되어 코어 표면이나 그 근처에 위치함) 결함이 도너 준위로 작용할 수 있다. Cu/Ga 비에 상관없이, 모든 CGS/ZnS QD는 80% 이상의 절대 QY를 보였으며, 특히 비가 1/4, 1/5, 및 1/8인 경우 각각 86, 82 및 81%를 보였다. Fig. 4 shows measured PL and simulated PL of representative CGS / ZnS QD samples with Cu / Ga = 1/8. The CGS / ZnS QD representative sample of Cu / Ga = 1/8 emits blue light and can be decomposed into two light emitting elements as shown in Fig. The high energy emission component (which shows a peak at 486 nm) results from the radioactive recombination of holes trapped within the Cu vacancy (V Cu ) acceptor-induction level and electrons in the conduction band (CB). And the low-energy tail emission component (which peaks at 605 nm) is due to donor-acceptor pair (DAP) recombination. Where Ga and / or Zn substituted for Cu sites, i.e. Ga Cu and / or Zn Cu (located during or near the core surface, generated during ZnS shelling) defects can act as donor levels. Regardless of the Cu / Ga ratio, all CGS / ZnS QDs showed an absolute QY of more than 80%, especially 86, 82 and 81% at 1/4, 1/5, and 1/8, respectively.

발광을 고에너지 쪽으로 이동시키기 위하여, 코어 반응 단계에서 단순히 다른 Zn 전구체를 0-1.5 mmol 첨가하는 방법을 통해, 가장 짧은 발광 파장을 보인 Cu/Ga=1/8계 CGS 호스트 안으로 Zn 이온을 합금하였다.Zn ions were alloyed into a Cu / Ga = 1/8 CGS host with the shortest emission wavelength by simply adding 0-1.5 mmol of another Zn precursor in the core reaction step to transfer the light to the high energy side .

CGS와 ZnS는 결정 구조가 황동석 정방정(chalcopyrite tetragonal)과 징크블렌드(zinc blende)로서 서로 유사하고, 격자 상수도 5.35Å과 5.40Å으로 유사하므로 CGS-ZnS 합금이 일어난다. 특히, 이온 반경들이 9.1Å(Cu+), 7.6Å(Ga3 +), 그리고 8.8Å(Zn2 +)인 점을 고려하면, 합금되어지는 Zn2 + 이온은 Ga3 +보다는 Cu+를 치환할 것이다. CGS and ZnS are similar to each other in crystal structure of chalcopyrite tetragonal and zinc blende, and CGS-ZnS alloy occurs because the lattice constants are similar to 5.35 Å and 5.40 Å. In particular, the ionic radii are 9.1Å (Cu +), 7.6Å (Ga + 3), and in consideration of the point of 8.8Å (Zn + 2), which is an alloy Zn 2 + ions are replaced with Cu + + 3 rather than Ga something to do.

도 5는 0, 0.25, 0.5, 1.0, 및 1.5 mmol로 서로 다른 Zn 전구체를 가지고 합성한 ZCGS 코어 QD의 (a) 흡수 및 (b) PL 스펙트럼이다. FIG. 5 is (a) absorption and (b) PL spectra of ZCGS core QD synthesized with different Zn precursors at 0, 0.25, 0.5, 1.0, and 1.5 mmol.

도 5(a)에 비교되어 있는 바와 같이, ZCGS 코어 QD의 흡수 스펙트럼은 Zn 증가에 따라, 즉 no Zn에서 1.5 Zn으로 갈수록 청색편이하는데, 이것은 Zn 합금이 실제 일어났다는 것을 가리킨다. 각 ZCGS 코어 QD의 광학적 밴드갭을 측정하기 위하여, (Ahν)2- 관계식(A=흡수, h=플랑크 상수, ν= 광 주파수)을 이용해 흡수 스펙트럼을 타우 그래프(Tauc plot)로 변환한 결과, 도 6과 같은 결과를 얻을 수 있었다.As can be seen in FIG. 5 (a), the absorption spectrum of the ZCGS core QD is blue-shifted with increasing Zn, i.e., from no Zn to 1.5 Zn, indicating that the Zn alloy actually occurred. In order to measure the optical band gap of each ZCGS core QD, (Ahν) 2 - relational expression (A = absorption, h = Planck's constant, ν = optical frequency) using the result of converting an absorption spectrum into tau graph (Tauc plot) , And the results shown in Fig. 6 were obtained.

도 6을 참조하면, 첨가되는 Zn 양의 증가에 따라 2.95에서 3.14eV로까지 밴드갭이 증가한 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 6, it can be seen that the bandgap increases from 2.95 to 3.14 eV as the amount of added Zn increases.

도 5(b)를 참조하면, 문헌상에 보고된 거의 비형광인 CGS QD와 달리, 본 발명에 따른 CGS QD는 ZnS 쉘을 형성하기 전에도 측정 가능한 PL을 나타내었다. 이러한 저에너지 및 상당히 넓은 PL은 앞서 언급한 DAP 재결합에 기인하는 것이다. 370 nm에서 동일한 광학 밀도 0.05를 가지는 일련의 ZCGS QD 분산액의 측정 상태의 PL 스펙트럼인 도 5(b)에서 보여지는 바와 같이, PL 세기는 첨가된 Zn 양에 일차 비례하여, QY에 있어서 CGS 2%에서부터 1.5 mmol Zn계 ZCGS QD 7%까지 증가한다. Referring to FIG. 5 (b), CGS QD according to the present invention showed a measurable PL before formation of a ZnS shell, unlike the almost non-fluorescent CGS QD reported in the literature. This low energy and fairly wide PL are due to the DAP recombination mentioned above. As shown in FIG. 5 (b), which is the PL spectrum of the measured state of a series of ZCGS QD dispersions having the same optical density of 0.05 at 370 nm, the PL intensity is in proportion to the amount of Zn added, To 1.5 mmol Zn-based ZCGS QD up to 7%.

위의 도 5에서의 흡수 및 PL 결과에 근거하여, 코어 QD로 도입되어 합금화된 ZCGS 상을 형성하는 데에 참여하는 Zn의 양은 소량이며 나머지는 매우 부분적인 ZnS 쉘을 형성하면서 코어 표면을 패시베이션하는 쉘 전구체로서 작용한다는 것으로 예측할 수 있다. Based on the absorption and PL results in FIG. 5 above, the amount of Zn participating in forming the alloyed ZCGS phase introduced into the core QD is small and the remainder is passivating the core surface while forming a very partial ZnS shell It can be predicted that it acts as a shell precursor.

도 7(a)는 Zn 전구체 양을 달리 하여 합성한 ZCGS 코어 QD의 XRD 패턴으로서, 비교를 위하여 1.5 mmol Zn을 가진 대표 ZCGS/ZnS 코어/쉘 QD의 XRD 패턴도 포함시켰다. 코어 QD의 크기가 작아 넓은 반사 피크가 생겨 정확한 결정 구조 평가를 하는 것이 다소 어렵지만, 모든 ZCGS QD는 동일하게 전형적인 정방정 황동석 상이라고 할 수 있다. Zn 양이 증가하면서 ZCGS QD 반사 피크가 더 작은 2θ 측으로 미세하게 움직인 것은 CGS 호스트 안으로 Zn을 합금화한 것과 코어 표면에 부분적으로 ZnS 쉘이 형성됨에 따른 것이며, 도 5에서 본 흡수 및 PL 스펙트럼에서의 결과와 일치한다. 한편, ZCGS/ZnS QD의 경우, 반사 피크는 징크 블렌드 ZnS 상과 동일한데, 수 단층 두께의 ZnS 층이 제대로 증착되었음을 나타내는, 눈에 띄는 좁은 반치폭(FWHM)을 나타낸다. FIG. 7 (a) is an XRD pattern of a ZCGS core QD synthesized by varying the amount of Zn precursor. For comparison, an XRD pattern of a representative ZCGS / ZnS core / shell QD with 1.5 mmol Zn was also included. It is somewhat difficult to evaluate the exact crystal structure due to the small size of core QD due to the large reflection peak, but all ZCGS QDs are equally typical tetragonal. As the amount of Zn increases, the ZCGS QD reflection peak moves finer to the smaller 2 &amp;thetas; side, as Zn is alloyed into the CGS host and the ZnS shell is partially formed on the core surface. The results are consistent. On the other hand, in the case of ZCGS / ZnS QD, the reflection peak is the same as the zinc blended ZnS phase, which shows a noticeable narrow half width (FWHM) indicating that a thin layer of ZnS is properly deposited.

도 7(b)는 ICP 결과로부터 얻은 실제 vs. 공칭 Zn/Cu 몰비이다. ZCGS 코어 QD의 실제 Zn/Cu 몰비를 ICP 분석한 결과 공칭 값보다 작게 나왔다. 그리고 이러한 Zn 종은 내부(즉, Zn-합금화된 CGS 코어 QD) 및 외부(즉, 부분적으로 형성된 ZnS 쉘)로부터 검출되었다. Fig. 7 (b) shows the results obtained from the ICP results. Nominal Zn / Cu molar ratio. The actual Zn / Cu molar ratio of the ZCGS core QD was lower than the nominal value by ICP analysis. These Zn species were detected from internal (ie, Zn-alloyed CGS core QD) and external (ie, partially formed ZnS shell).

모든 코어/쉘 QD에 대해 TEM 작업을 실시한 결과, 크기 및 형태는 실제적으로 동일하게 측정이 되었다. 도 7(c)는 도 7(a)에 나타낸 1.5 mmol Zn계 ZCGS/ZnS 코어/쉘 QD의 고배율 TEM 사진으로서(스케일 바: 10 nm), 4.8 nm 평균 크기를 가진 거의 구형 입자를 보여준다. As a result of TEM operation for all core / shell QDs, the size and shape were measured to be practically the same. FIG. 7 (c) is a high magnification TEM image (scale bar: 10 nm) of 1.5 mmol Zn-based ZCGS / ZnS core / shell QD shown in FIG. 7 (a), showing nearly spherical particles having an average size of 4.8 nm.

도 8의 (a)는 1.5 mmol Zn계 ZCGS/ZnS 코어/쉘 QD의 저배율 TEM 사진이고(스케일 바: 50 nm) (b)는 고배율 TEM 사진이다(스케일 바: 5 nm). 도 8(a)를 참조하여 저배율 TEM 사진을 보면, 높은 정도로 단분산성을 가지는 콤팩트한 QD 어레이를 관찰할 수 있으며, 도 8(b)의 고배율 TEM 사진을 보면 각 QD의 분명한 격자 프린지를 볼 수 있다. 이는 높은 정도의 결정성을 가리킨다. 8A is a low magnification TEM image (scale bar: 50 nm) of a 1.5 mmol Zn-based ZCGS / ZnS core / shell QD and FIG. 8B is a high magnification TEM photograph (scale bar: 5 nm). Referring to FIG. 8 (a), a low-magnification TEM photograph shows a compact QD array having a high degree of monodispersibility, and a high magnification TEM photograph of FIG. 8 (b) shows a clear lattice fringe of each QD have. Indicating a high degree of crystallinity.

앞선 도 5(a)의 결과에서 기대할 수 있는 바와 같이, Zn 양이 증가함에 따라 ZCGS/ZnS 코어/쉘 QD의 흡수 스펙트럼은 청색편이한다. (Ahν)2- 관계식을 통해 흡수 스펙트럼을 변환하여 ZCGS/ZnS QD의 광학적 밴드갭을 측정한 결과는 도 9(a)에 나타나 있다. 도 6과의 비교를 통해, 각 코어 부분에 대하여 0.1 eV 정도씩 약간 증가한 것을 알 수 있다. 이러한 밴드갭 증가는 쉘을 형성하는 동안에 ZCGS 코어 QD에 ZnS가 추가 합금화되었기 때문이다. As can be expected from the result of FIG. 5 (a), the absorption spectrum of the ZCGS / ZnS core / shell QD changes blue as the amount of Zn increases. The result of measuring the optical bandgap of the ZCGS / ZnS QD by converting the absorption spectrum through the ( Ahν ) 2 - relationship is shown in FIG. 9 (a). By comparison with FIG. 6, it can be seen that the amount of each core portion is slightly increased by about 0.1 eV. This increase in bandgap is due to the addition of ZnS to the ZCGS core QD during shell formation.

도 9(b)를 참조하면, 코어 합성 Zn 양이 증가함에 따라, 쉘 형성 이후 밴드 갭 증가 마진이 작아지고, 이것으로부터 코어 합성 동안에 같이 형성된 초기의 ZnS 쉘이 어느 정도 Zn 종의 쉘 전구체가 코어 호스트 안으로 확산하는 것을 방지하였음을 알 수 있다. Referring to FIG. 9 (b), as the amount of core-synthesized Zn increases, the bandgap increase margin after shell formation becomes small, and from this, the initial ZnS shell formed during the core synthesis, to some extent, It can be seen that it is prevented from diffusing into the host.

도 10은 Zn 전구체 양을 달리 하여 합성한 하늘색-청색 발광 ZCGS/ZnS QD의 (a) 흡수, (b) 정규화된 PL 스펙트럼, 및 (c) 피크 파장-PL QY이다. (d)는 UV 램프 여기 하에서의 고형광 QD 분산액의 사진이다. 10 is (a) absorption of (c) blue-blue luminescent ZCGS / ZnS QD prepared by varying the amount of Zn precursor, (b) normalized PL spectrum, and (c) peak wavelength-PL QY. (d) is a photograph of a solid-state light QD dispersion under UV lamp excitation.

도 10(b)를 참조하면, 모든 ZCGS/ZnS QD의 정규화된 PL은 도 3(b)에서 보는 바와 같은 모든 CGS/ZnS에서와 거의 동일한 스펙트럼 모양을 가지며, 모두 CB-to-억셉터의 메이저 발광과 DAP 재결합 마이너 발광을 포함한다. 도 10(c)를 참조하면, 코어 합성에 첨가되는 Zn 양 증가에 따라 PL의 피크 파장은 486에서 471 nm로 청색편이하였으며 이것은 하늘색-청색 범위에 해당한다. ZnS 쉘을 형성한 후에는 PL QY이 78-83%로 극적으로 향상되고, 이러한 수치는 표준편차 ± 3% 범위 안에서 반복적으로 달성가능하였다.Referring to FIG. 10 (b), the normalized PL of all ZCGS / ZnS QDs has almost the same spectral shape as that of all the CGS / ZnS as shown in FIG. 3 (b) Includes luminescence and DAP recombination minor luminescence. Referring to FIG. 10 (c), as the amount of Zn added to the core synthesis increases, the peak wavelength of PL shifts from 486 to 471 nm, which corresponds to the sky blue-blue range. After formation of the ZnS shell, PL QY dramatically improved to 78-83%, and these values were achievable repeatedly within the standard deviation ± 3% range.

도 10(d)를 참조하면, UV 조사 하에서 ZCGS/ZnS QD 분산액이 밝게 빛나는 것을 볼 수 있다. InP나 ZnSe와 같은 다른 비 Cd계 청색 QD 에미터에서 본 발명과 같이 높은 QY를 갖는 것이 여태까지 달성되지 못한 것을 고려한다면, 본 발명에 따라 470nm에 가까운 발광 파장을 갖고 고효율인 청색 ZCGS/ZnS QD는 독특한 것이다.Referring to Figure 10 (d), it can be seen that the ZCGS / ZnS QD dispersion brightens under UV irradiation. In view of the fact that the non-Cd blue QD emitters such as InP and ZnSe have not yet achieved a high QY as in the present invention, it has been found that a blue ZCGS / ZnS QD having a high emission wavelength close to 470 nm and high efficiency, Is unique.

이상 설명한 바와 같이, 구리 부족이 되도록 하는 비화학양론 Cu/Ga 비를 이용해 청록-하늘색 범위의 변조 가능 PL을 가지는 삼성분계 CGS/ZnS QD를 먼저 합성한다. 후속적으로 발광을 청색 측으로 이동시키기 위하여 코어 합성에 사용된 Zn 종과 다른 양을 단순히 첨가함으로써 Cu/Ga=1/8인 CGS QD 호스트에 Zn을 합금화하였다. 첨가된 Zn 종의 일부는 CGS 호스트의 합금화에 참여하여 사성분계 ZCGS QD가 제조되었으며, 이것은 광학, 결정구조, 및 조성 분석을 통해 입증하였다. 적절한 쉘을 형성하면, 높은 정도로 코어 QD가 합금화되어 486 nm(하늘색)에서 471 nm(청색)으로 변조 가능한 발광 파장을 보일 뿐 아니라 광소자 제작에 실제 적용할 수 있을 정도로 높은 78-83% 수준의 높은 QY를 가지는 ZCGS/ZnS QD를 제조할 수 있다. As described above, a ternary CGS / ZnS QD having a modulatable PL in the cyan-blue range is first synthesized using a nonstoichiometric Cu / Ga ratio to be copper deficient. Zn was alloyed to a CGS QD host of Cu / Ga = 1/8 by simply adding an amount different from the Zn species used in the core synthesis to subsequently move the light emission to the blue side. Some of the added Zn species participated in the alloying of the CGS host to produce a four component ZCGS QD, which was verified by optical, crystal structure, and compositional analysis. When a suitable shell is formed, the core QD is alloyed to a high degree and not only shows a modulated emission wavelength from 486 nm (sky blue) to 471 nm (blue), but also a level of 78-83% ZCGS / ZnS QD having high QY can be manufactured.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation in the embodiment in which said invention is directed. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and detail may be made therein without departing from the scope of the appended claims.

10 : 양자점
20 : Zn-Cu-Ga-S 또는 Cu-Ga-Al-S 코어 QD
30 : ZnS 쉘
10: Quantum dot
20: Zn-Cu-Ga-S or Cu-Ga-Al-S core QD
30: ZnS shell

Claims (11)

삭제delete 삭제delete 삭제delete I-Ⅲ-VI계 삼성분계 Cu-Ga-S 코어 양자점을 형성하는 단계;
상기 Cu-Ga-S 코어 양자점에 Zn을 합금화하여 I-Ⅲ-VI계 사성분계 Zn-Cu-Ga-S 코어 양자점을 형성하거나 Al을 합금화하여 Cu-Ga-Al-S 코어 양자점을 형성하는 단계; 및
상기 Zn-Cu-Ga-S 또는 Cu-Ga-Al-S 코어 양자점 상에 ZnS 쉘을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 Cu-Ga-S 코어 양자점을 형성하는 단계는 Cu, Ga 및 S의 전구체, 황 및 용매를 혼합한 혼합 용액을 가열하여 수행하며,
상기 Zn-Cu-Ga-S 코어 양자점을 형성하는 단계는 상기 Cu-Ga-S 코어 양자점이 형성되어 있는 상기 혼합 용액 안에 Zn 전구체를 첨가하여 수행하고, 상기 Cu-Ga-Al-S 코어 양자점을 형성하는 단계는 상기 Cu-Ga-S 코어 양자점이 형성되어 있는 상기 혼합 용액 안에 Al 전구체를 첨가하여 수행하며,
상기 Zn이나 Al 합금화시 상기 Zn 전구체 또는 Al 전구체의 일부는 상기 Cu-Ga-S 코어 양자점으로 도입되어 합금화되고 나머지는 상기 Cu-Ga-S 코어 양자점 표면을 패시베이션하는 것을 특징으로 하는 청색 발광 양자점 제조 방법.
Forming a III-VI-based ternary Cu-Ga-S core quantum dot;
Forming a Cu-Ga-Al-S core quantum dot by alloying Zn with the Cu-Ga-S core quantum dots to form an I-III-VI quaternary Zn-Cu-Ga- ; And
And forming a ZnS shell on the Zn-Cu-Ga-S or Cu-Ga-Al-S core quantum dots,
The step of forming the Cu-Ga-S core quantum dots is performed by heating a mixed solution of a precursor of Cu, Ga and S, sulfur and a solvent,
The step of forming the Zn-Cu-Ga-S core quantum dots is performed by adding a Zn precursor to the mixed solution in which the Cu-Ga-S core quantum dots are formed, Forming an Al precursor in the mixed solution in which the Cu-Ga-S core quantum dots are formed,
Wherein the Zn precursor or Al precursor is introduced into the Cu-Ga-S core quantum dots to alloys and the remaining passivates the surface of the Cu-Ga-S core quantum dots when Zn or Al is alloyed. Way.
제4항에 있어서, 상기 Cu-Ga-S 코어 양자점을 형성하는 단계에서 Cu 전구체와 Ga 전구체의 몰비인 Cu/Ga는 1/8이고,
상기 Zn-Cu-Ga-S 코어 양자점을 형성하는 단계에서 Zn 전구체와 상기 Cu 전구체의 몰비인 Zn/Cu는 4 내지 24인 것을 특징으로 하는 청색 발광 양자점 제조 방법.
5. The method of claim 4, wherein in the step of forming the Cu-Ga-S core quantum dots, Cu / Ga, which is the molar ratio of the Cu precursor to the Ga precursor, is 1/8,
Wherein the Zn / Cu mole ratio between the Zn precursor and the Cu precursor in the step of forming the Zn-Cu-Ga-S core quantum dots is 4 to 24.
제5항에 있어서, 상기 Zn-Cu-Ga-S 코어 양자점 상에 ZnS 쉘을 형성하는 단계 동안에 상기 Zn-Cu-Ga-S 코어 양자점에 Zn이 추가 합금화되는 것을 특징으로 하는 청색 발광 양자점 제조 방법. 6. The method of claim 5, wherein Zn is further alloyed to the Zn-Cu-Ga-S core quantum dots during the step of forming a ZnS shell on the Zn-Cu-Ga-S core quantum dots . 제4항에 있어서, 상기 ZnS 쉘을 형성하는 단계는 ZnS 스톡 용액을 적용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 청색 발광 양자점 제조 방법. 5. The method of claim 4, wherein the step of forming the ZnS shell is performed by applying a ZnS stock solution. 제7항에 있어서, 상기 ZnS 쉘을 형성하는 단계는 두 번 이상 연속하여 수행하는 것을 특징으로 하는 청색 발광 양자점 제조 방법. 8. The method of claim 7, wherein the step of forming the ZnS shell is performed two or more times continuously. 제8항에 있어서, 상기 두 번 이상 연속하여 수행할 때에 각 ZnS 스톡 용액의 농도 및 반응 온도를 달리하는 것을 특징으로 하는 청색 발광 양자점 제조 방법. 9. The method of claim 8, wherein the concentration and the reaction temperature of each ZnS stock solution are different from each other when the ZnS stock solution is continuously conducted twice or more. 제4항에 있어서, 상기 Cu-Ga-S 코어 양자점을 형성하는 단계는 요오드화 구리(CuI), 요오드화 갈륨(GaI), 1-도데칸티올(Dodecanethiol), 황(sulfur), 및 올레일아민(oleylamine)을 혼합한 혼합 용액을 가열하여 수행하고,
상기 Zn-Cu-Ga-S 코어 양자점을 형성하는 단계는
상기 Cu-Ga-S 코어 양자점이 형성되어 있는 상기 혼합 용액 안에 ZnCl2를 첨가하여 수행하며,
상기 ZnS 쉘을 형성하는 단계는 아세트산 아연, 옥타데센과 올레산을 포함하는 ZnS 스톡 용액을 적용하는 단계와, 스테아르산 아연, 옥타데센과 1-도데칸티올을 포함하는 다른 ZnS 스톡 용액을 적용하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 청색 발광 양자점 제조 방법.
5. The method of claim 4, wherein the step of forming the Cu-Ga-S core quantum dots comprises forming a Cu-Ga-S core quantum dots on a substrate using CuI, GaI, Dodecanethiol, Sulfur, oleylamine) is heated,
The step of forming the Zn-Cu-Ga-S core quantum dots includes
ZnCl 2 is added to the mixed solution in which the Cu-Ga-S core quantum dots are formed,
The step of forming the ZnS shell comprises the steps of applying a ZnS stock solution containing zinc acetate, octadecene and oleic acid, and applying another ZnS stock solution containing zinc stearate, octadecene and 1-dodecanethiol Emitting quantum dot.
제4항에 있어서, 상기 Cu-Ga-S 코어 양자점에서 몰비로 Cu : Ga는 1:10 ~ 1:1이고, 상기 Zn-Cu-Ga-S 코어 양자점에서 몰비로 Cu : (Zn + Ga)은 1:10 ~ 1:1이며 상기 Cu-Ga-Al-S 코어 양자점에서 몰비로 Cu : (Ga + Al)은 1:10 ~ 1:1인 것을 특징으로 하는 청색 발광 양자점 제조 방법. 5. The method of claim 4, wherein the ratio of Cu: Ga is 1:10 to 1: 1 at a molar ratio of the Cu-Ga-S core quantum dots, Is 1:10 to 1: 1, and Cu: (Ga + Al) is 1:10 to 1: 1 at a mole ratio of the Cu-Ga-Al-S core quantum dots.
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