KR102306678B1 - Quantum dot and the method for preparing the same - Google Patents
Quantum dot and the method for preparing the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR102306678B1 KR102306678B1 KR1020150187796A KR20150187796A KR102306678B1 KR 102306678 B1 KR102306678 B1 KR 102306678B1 KR 1020150187796 A KR1020150187796 A KR 1020150187796A KR 20150187796 A KR20150187796 A KR 20150187796A KR 102306678 B1 KR102306678 B1 KR 102306678B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- cadmium
- zinc
- selenium
- quantum dot
- acid
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G11/00—Compounds of cadmium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/02—Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/0883—Arsenides; Nitrides; Phosphides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/80—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases
- C01P2004/82—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases two phases having the same anion, e.g. both oxidic phases
- C01P2004/84—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases two phases having the same anion, e.g. both oxidic phases one phase coated with the other
- C01P2004/86—Thin layer coatings, i.e. the coating thickness being less than 0.1 time the particle radius
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/60—Optical properties, e.g. expressed in CIELAB-values
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
본 발명의 양자점은 하나 이상의 안정층을 갖는 코어-쉘 구조를 포함하는 양자점이고, 상기 양자점은 최외곽의 지용성 리간드를 수용성 리간드로 치환하는 경우, 식 1에 의한 변환효율이 100% 이상이다.The quantum dot of the present invention is a quantum dot having a core-shell structure having one or more stable layers, and the quantum dot has a conversion efficiency of 100% or more according to Formula 1 when the outermost lipid-soluble ligand is substituted with a water-soluble ligand.
Description
본 발명은 양자점 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a quantum dot and a method for manufacturing the same.
양자점(Quantum Dot)은 반도체 나노입자로써, 양자고립효과에 의하여 입자의 크기에 따라 다른 빛을 발광하는 특성을 가진다. 이러한 특성 태문에 양자점은 광소자 분야뿐만 아니라, 바이오 분야에까지 폭넓게 이용되고 있다.Quantum dots are semiconductor nanoparticles and have a characteristic of emitting different light depending on the size of the particle due to the quantum isolation effect. Due to these characteristics, quantum dots are widely used not only in the optical device field but also in the bio field.
이러한 양자점의 양자효율을 증가시키기 위해, 많은 연구가 진행되고 있으며, 특히 양자점의 안정성이 양자효율에 큰 영향을 미친다. 따라서, 안정성이 증가된 양자점이 필요하다.In order to increase the quantum efficiency of these quantum dots, many studies are being conducted, and in particular, the stability of the quantum dots has a great effect on the quantum efficiency. Therefore, there is a need for quantum dots with increased stability.
이와 관련한 선행기술은 미국등록특허 US6322901에 개시되어 있다.Prior art in this regard is disclosed in US Patent No. 6322901.
본 발명의 목적은 양자효율 및 변환효율이 우수한 양자점 및 이의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.It is an object of the present invention to provide a quantum dot having excellent quantum efficiency and conversion efficiency and a method for manufacturing the same.
본 발명의 다른 목적은 안정성이 우수한 양자점 및 이의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a quantum dot having excellent stability and a method for manufacturing the same.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.All of the above and other objects of the present invention can be achieved by the present invention described below.
본 발명의 하나의 관점은 양자점에 관한 것이다.One aspect of the invention relates to quantum dots.
일 구체예에서, 상기 양자점은 하나 이상의 안정층을 갖는 코어-쉘 구조를 포함하는 양자점이고, 상기 양자점은 최외곽의 지용성 리간드를 수용성 리간드로 치환하는 경우, 하기 식 1에 의한 변환효율이 100% 이상이다.In one embodiment, the quantum dot is a quantum dot having a core-shell structure having one or more stable layers, and when the quantum dot replaces the outermost fat-soluble ligand with a water-soluble ligand, the conversion efficiency according to the following formula 1 is 100% More than that.
[식 1][Equation 1]
변환효율(%) = (Cw/Cf) x 100Conversion efficiency (%) = (Cw/Cf) x 100
(상기 식 1에서, Cw는 최외곽에 수용성 리간드를 포함하는 양자점의 양자효율이고, Cf는 최외곽에 지용성 리간드를 포함하는 양자점의 양자효율임).(In Equation 1, Cw is the quantum efficiency of the quantum dot containing the water-soluble ligand in the outermost, Cf is the quantum efficiency of the quantum dot containing the fat-soluble ligand in the outermost).
다른 구체예에서, 상기 코어와 쉘 사이에 제1 안정층 및 상기 쉘 상에 제2 안정층을 더 포함할 수 있다.In another embodiment, a first stabilizing layer between the core and the shell and a second stabilizing layer on the shell may be further included.
또 다른 구체예에서, 상기 양자점은 최외곽에 리간드층을 더 포함할 수 있다.In another embodiment, the quantum dot may further include a ligand layer on the outermost side.
상기 쉘 및 안정층은 3 성분 이상을 포함할 수 있다.The shell and the stabilizing layer may include three or more components.
상기 제1 안정층은, 상기 코어와 함량 차이가 15 몰% 이하인 성분을 하나 이상 포함하고, 상기 쉘과 함량 차이가 15 몰% 이하인 성분을 하나 이상을 포함할 수 있다.The first stable layer may include one or more components having a content difference of 15 mol% or less from the core, and may include one or more components having a content difference of 15 mol% or less from the shell.
상기 제2 안정층은, 상기 쉘과 함량 차이가 10 몰% 이하인 성분을 하나 이상 포함할 수 있다.The second stable layer may include one or more components having a content difference of 10 mol% or less from the shell.
상기 제2 안정층은 12족 원소와 16족 원소의 몰비가 4 : 6 내지 6 : 4일 수 있다.In the second stable layer, a molar ratio of the group 12 element to the group 16 element may be 4:6 to 6:4.
상기 코어의 직경은 1 nm 내지 6 nm일 수 있다.The diameter of the core may be 1 nm to 6 nm.
상기 쉘의 두께는 0.5 nm 내지 10 nm일 수 있다.The thickness of the shell may be 0.5 nm to 10 nm.
상기 제1 안정층 또는 제2 안정층의 두께는 0.3 nm 내지 2 nm일 수 있다.The thickness of the first stabilizing layer or the second stabilizing layer may be 0.3 nm to 2 nm.
상기 양자점은 평균직경이 6 nm 내지 30 nm일 수 있다.The quantum dots may have an average diameter of 6 nm to 30 nm.
상기 양자점은 양자효율이 80% 이상일 수 있다.The quantum dot may have a quantum efficiency of 80% or more.
상기 양자점은 안정지수가 90% 이상일 수 있다.The quantum dots may have a stability index of 90% or more.
상기 양자점의 반치폭은 40 nm 이하일 수 있다.The half width of the quantum dots may be less than or equal to 40 nm.
상기 코어, 상기 쉘, 상기 제1 안정층 또는 상기 제2 안정층은 12족-16족계 화합물, 13족-15족계 화합물 및 14족-16족계 화합물 중 하나 이상을 포함할 수 있다.The core, the shell, the first stable layer, or the second stable layer may include at least one of a Group 12-16 compound, a Group 13-15 compound, and a Group 14-16 compound.
상기 12족-16족계 화합물은 카드뮴설파이드(CdS), 카드뮴셀레나이드(CdSe), 카드뮴텔레나이드(CdTe), 징크설파이드(ZnS), 징크셀레나이드(ZnSe), 징크텔레나이드(ZnTe), 머큐리설파이드(HgS), 머큐리셀레나이드(HgSe), 머큐리텔레나이드(HgTe), 징크옥사이드(ZnO), 카드뮴옥사이드(CdO), 머큐리옥사이드(HgO), 카드뮴셀레늄설파이드(CdSeS), 카드뮴셀레늄텔레나이드(CdSeTe), 카드뮴설파이드텔레나이드(CdSTe), 카드뮴징크설파이드(CdZnS), 카드뮴징크셀레나이드(CdZnSe), 카드뮴설파이드셀레나이드(CdSSe), 카드뮴징크텔레나이드(CdZnTe), 카드뮴머큐리설파이드(CdHgS), 카드뮴머큐리셀레나이드(CdHgSe), 카드뮴머큐리텔레나이드(CdHgTe), 징크셀레늄설파이드(ZnSeS), 징크셀레늄텔레나이드(ZnSeTe), 징크설파이드텔레나이드(ZnSTe), 머큐리셀레늄설파이드(HgSeS), 머큐리셀레늄텔레나이드(HgSeTe), 머큐리설파이드텔레나이드(HgSTe), 머큐리징크설파이드(HgZnS), 머큐리징크셀레나이드(HgZnSe), 카드뮴징크옥사이드(CdZnO), 카드뮴머큐리옥사이드(CdHgO), 징크머큐리옥사이드(ZnHgO), 징크셀레늄옥사이드(ZnSeO), 징크텔레늄옥사이드(ZnTeO), 징크설파이드옥사이드(ZnSO), 카드뮴셀레늄옥사이드(CdSeO), 카드뮴텔레늄옥사이드(CdTeO), 카드뮴설파이드옥사이드(CdSO), 머큐리셀레늄옥사이드(HgSeO), 머큐리텔레늄옥사이드(HgTeO), 머큐리설파이드옥사이드(HgSO), 카드뮴징크셀레늄설파이드(CdZnSeS), 카드뮴징크셀레늄텔레나이드(CdZnSeTe), 카드뮴징크설파이드텔레나이드(CdZnSTe), 카드뮴머큐리셀레늄설파이드(CdHgSeS), 카드뮴머큐리셀레늄텔레나이드(CdHgSeTe), 카드뮴머큐리설파이드텔레나이드(CdHgSTe), 머큐리징크셀레늄설파이드(HgZnSeS), 머큐리징크셀레늄텔레나이드(HgZnSeTe), 머큐리징크설파이드텔레나이드(HgZnSTe), 카드뮴징크셀레늄옥사이드(CdZnSeO), 카드뮴징크텔레늄옥사이드(CdZnTeO), 카드뮴징크설파이드옥사이드(CdZnSO), 카드뮴머큐리셀레늄옥사이드(CdHgSeO), 카드뮴머큐리텔레늄옥사이드(CdHgTeO), 카드뮴머큐리설파이드옥사이드(CdHgSO), 징크머큐리셀레늄옥사이드(ZnHgSeO), 징크머큐리텔레늄옥사이드(ZnHgTeO) 및 징크머큐리설파이드옥사이드(ZnHgSO) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.The group 12-16 compound is cadmium sulfide (CdS), cadmium selenide (CdSe), cadmium thelenide (CdTe), zinc sulfide (ZnS), zinc selenide (ZnSe), zinc thelenide (ZnTe), mercury sulfide (HgS), Mercury Selenide (HgSe), Mercury Telenide (HgTe), Zinc Oxide (ZnO), Cadmium Oxide (CdO), Mercury Oxide (HgO), Cadmium Selenium Sulfide (CdSeS), Cadmium Selenium Telenide (CdSeTe) , Cadmium Sulfide Telenide (CdSTe), Cadmium Zinc Sulfide (CdZnS), Cadmium Zinc Selenide (CdZnSe), Cadmium Sulfide Selenide (CdSSe), Cadmium Zinc Telenide (CdZnTe), Cadmium Mercury Sulfide (CdHgS), Cadmium Mercury Cell Nide (CdHgSe), Cadmium Mercury Telenide (CdHgTe), Zinc Selenium Sulfide (ZnSeS), Zinc Selenium Telenide (ZnSeTe), Zinc Sulfide Telenide (ZnSTe), Mercury Selenium Sulfide (HgSeS), Mercury Selenium Telenide (HgSeTe) , Mercury Sulfide Telenide (HgSTe), Mercury Zinc Sulfide (HgZnS), Mercury Zinc Selenide (HgZnSe), Cadmium Zinc Oxide (CdZnO), Cadmium Mercury Oxide (CdHgO), Zinc Mercury Oxide (ZnHgO), Zinc Selenium Oxide ( ), Zinc Telenium Oxide (ZnTeO), Zinc Sulfide Oxide (ZnSO), Cadmium Selenium Oxide (CdSeO), Cadmium Telenium Oxide (CdTeO), Cadmium Sulfide Oxide (CdSO), Mercury Selenium Oxide (HgSeO), Mercury Telenium Oxide (HgTeO), Mercurysulfide Oxide (HgSO), Cadmium Zinc Selenium Sulfide (CdZnSeS), Cadmium Zinc Selenium Telenide (CdZnSeTe), Cadmium Zinc Sulfide Telenide (CdZnSTe), Cadmium Mercury Selenium Sulfide (CdHgSeS), (CdHgSeTe), Cadmium Mercury Sulfide Telenide (CdHgSTe), Mercury Zinc Selenium Sulfide (HgZnSeS), Mercury Zinc Selenium Telenide (HgZnSeTe), Mercury Zinc Sulfide Telenide (HgZnSTe), Cadmium Zinc Xelenium Oxide (CdZnSeO), Cadmium Zinc Telenium Oxide (CdZnTeO), Cadmium Zinc Sulfide Oxide (CdZnSO), Cadmium Mercury Selenium Oxide (CdHgSeO), Cadmium Mercury Telenium Oxide (CdHgTeO), Cadmium Mercury Sulfide Oxide (CdHgSO) Mercury selenium oxide (ZnHgSeO), zinc mercury terenium oxide (ZnHgTeO), and may include at least one of zinc mercury sulfide oxide (ZnHgSO).
상기 13족-15족계 화합물은 갈륨포스포러스(GaP), 갈륨아세나이드(GaAs), 갈륨안티모니(GaSb), 갈륨나이트라이드(GaN), 알루미늄포스포러스(AlP), 알루미늄아세나이드(AlAs), 알루미늄안티모니(AlSb), 알루미늄나이트라이드(AlN), 인듐포스포러스(InP), 인듐아세나이드(InAs), 인듐안티모니(InSb), 인듐나이트라이드(InN), 갈륨포스포러스아세나이드(GaPAs), 갈륨포스포러스안티모니(GaPSb), 갈륨포스포러스나이트라이드(GaPN), 갈륨아세나이드나이트라이드(GaAsN), 갈륨안티모니나이트라이드(GaSbN), 알루미늄포스포러스아세나이드(AlPAs), 알루미늄포스포러스안티모니(AlPSb), 알루미늄포스포러스나이트라이드(AlPN), 알루미늄아세나이드나이트라이드(AlAsN), 알루미늄안티모니나이트라이드(AlSbN), 인듐포스포러스아세나이드(InPAs), 인듐포스포러스안티모니(InPSb), 인듐포스포러스나이트라이드(InPN), 인듐아세나이드나이트라이드(InAsN), 인듐안티모니나이트라이드(InSbN), 알루미늄갈륨포스포러스(AlGaP), 알루미늄갈륨아세나이드(AlGaAs), 알루미늄갈륨안티모니(AlGaSb), 알루미늄갈륨나이트라이드(AlGaN), 알루미늄아세나이드나이트라이드(AlAsN), 알루미늄안티모니나이트라이드(AlSbN), 인듐갈륨포스포러스(InGaP), 인듐갈륨아세나이드(InGaAs), 인듐갈륨안티모니(InGaSb), 인듐갈륨나이트라이드(InGaN), 인듐아세나이드나이트라이드(InAsN), 인듐안티모니나이트라이드(InSbN), 알루미늄인듐포스포러스(AlInP), 알루미늄인듐아세나이드(AlInAs), 알루미늄인듐안티모니(AlInSb), 알루미늄인듐나이트라이드(AlInN), 알루미늄아세나이드나이트라이드(AlAsN), 알루미늄안티모니나이트라이드(AlSbN), 알루미늄포스포러스나이트라이드(AlPN), 갈륨알루미늄포스포러스아세나이드(GaAlPAs), 갈륨알루미늄포스포러스안티모니(GaAlPSb), 갈륨인듐포스포러스아세나이드(GaInPAs), 갈륨인듐알루미늄아세나이드(GaInAlAs), 갈륨알루미늄포스포러스나이트라이드(GaAlPN), 륨알루미늄아세나이드나이트라이드(GaAlAsN), 갈륨알루미늄안티모니나이트라이드(GaAlSbN), 갈륨인듐포스포러스나이트라이드(GaInPN), 갈륨인듐아세나이드나이트라이드(GaInAsN), 갈륨인듐알루미늄나이트라이드(GaInAlN), 갈륨안티모니포스포러스나이트라이드(GaSbPN), 갈륨아세나이드포스포러스나이트라이드(GaAsPN), 갈륨아세나이드안티모니나이트라이드(GaAsSbN), 갈륨인듐포스포러스안티모니(GaInPSb), 갈륨인듐포스포러스나이트라이드(GaInPN), 갈륨인듐안티모니나이트라이드(GaInSbN), 갈륨포스포러스안티모니나이트라이드(GaPSbN), 인듐알루미늄포스포러스아세나이드(InAlPAs), 인듐알루미늄포스포러스나이트라이드(InAlPN), 인듐포스포러스아세나이드나이트라이드(InPAsN), 인듐알루미늄안티모니나이트라이드(InAlSbN), 인듐포스포러스안티모니나이트라이드(InPSbN), 인듐아세나이드안티모니나이트라이드(InAsSbN) 및 인듐알루미늄포스포러스안티모니(InAlPSb) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.The group 13-15 compound is gallium phosphorus (GaP), gallium arsenide (GaAs), gallium antimony (GaSb), gallium nitride (GaN), aluminum phosphorus (AlP), aluminum arsenide (AlAs), Aluminum antimony (AlSb), aluminum nitride (AlN), indium phosphorus (InP), indium arsenide (InAs), indium antimony (InSb), indium nitride (InN), gallium phosphorous arsenide (GaPAs) , Gallium phosphorus antimony (GaPSb), gallium phosphorus nitride (GaPN), gallium arsenide nitride (GaAsN), gallium antimony nitride (GaSbN), aluminum phosphorous arsenide (AlPAs), aluminum phosphorous anti Mono (AlPSb), aluminum phosphorus nitride (AlPN), aluminum arsenide nitride (AlAsN), aluminum antimony nitride (AlSbN), indium phosphorous arsenide (InPAs), indium phosphorus antimony (InPSb), Indium phosphorus nitride (InPN), indium arsenide nitride (InAsN), indium antimony nitride (InSbN), aluminum gallium phosphorus (AlGaP), aluminum gallium arsenide (AlGaAs), aluminum gallium antimony (AlGaSb) , aluminum gallium nitride (AlGaN), aluminum arsenide nitride (AlAsN), aluminum antimony nitride (AlSbN), indium gallium phosphorus (InGaP), indium gallium arsenide (InGaAs), indium gallium antimony (InGaSb) , indium gallium nitride (InGaN), indium arsenide nitride (InAsN), indium antimony nitride (InSbN), aluminum indium phosphorus (AlInP), aluminum indium arsenide (AlInAs), aluminum indium antimony (AlInSb) , aluminum indium nitride (AlInN), aluminum arsenide nitride (AlAsN), aluminum antimony nitride (AlSbN), aluminum phosphorus nitride (AlPN), gallium aluminum phosphorous arsenide (GaAlPAs), gallium aluminum phosphorus Antimony (GaAlPSb), gallium indium phosphorous arsenide (GaInPAs), Gallium indium aluminum arsenide (GaInAlAs), gallium aluminum phosphorus nitride (GaAlPN), lithium aluminum arsenide nitride (GaAlAsN), gallium aluminum antimony nitride (GaAlSbN), gallium indium phosphorus nitride (GaInPN), gallium Indium arsenide nitride (GaInAsN), gallium indium aluminum nitride (GaInAlN), gallium antimony phosphorus nitride (GaSbPN), gallium arsenide phosphorus nitride (GaAsPN), gallium arsenide antimony nitride (GaAsSbN) , gallium indium phosphorus antimony (GaInPSb), gallium indium phosphorus nitride (GaInPN), gallium indium antimony nitride (GaInSbN), gallium phosphorus antimony nitride (GaPSbN), indium aluminum phosphorous arsenide (InAlPAs) ), indium aluminum phosphorus nitride (InAlPN), indium phosphorus arsenide nitride (InPAsN), indium aluminum antimony nitride (InAlSbN), indium phosphorous antimony nitride (InPSbN), indium arsenide antimonite It may include at least one of lide (InAsSbN) and indium aluminum phosphorus antimony (InAlPSb).
상기 14족-16족계 화합물은 틴옥사이드(SnO), 틴설파이드(SnS), 틴셀레나이드(SnSe), 틴텔레나이드(SnTe), 리드설파이드(PbS), 리드셀레나이드(PbSe), 리드텔레나이드(PbTe), 저마늄옥사이드(GeO), 저마늄설파이드(GeS), 저마늄셀레나이드(GeSe), 저마늄텔레나이드(GeTe), 틴셀레늄설파이드(SnSeS), 틴셀레늄텔레나이드(SnSeTe), 틴설파이드텔레나이드(SnSTe), 리드셀레늄설파이드(PbSeS), 리드셀레늄텔레나이드(PbSeTe), 리드설파이드텔레나이드(PbSTe), 틴리드설파이드(SnPbS), 틴리드셀레나이드(SnPbSe), 틴리드텔레나이드(SnPbTe), 틴옥사이드설파이드(SnOS), 틴옥사이드셀레나이드(SnOSe), 틴옥사이드텔레나이드(SnOTe), 저마늄옥사이드설파이드(GeOS), 저마늄옥사이드셀레나이드(GeOSe), 저마늄옥사이드텔레나이드(GeOTe), 틴리드설파이드셀레나이드(SnPbSSe), 틴리드셀레늄텔레나이드(SnPbSeTe) 및 틴리드설파이드텔레나이드(SnPbSTe) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.The group 14-16 compound is tin oxide (SnO), tin sulfide (SnS), tin selenide (SnSe), tintelenide (SnTe), lead sulfide (PbS), lead selenide (PbSe), lead thelenide (PbTe), germanium oxide (GeO), germanium sulfide (GeS), germanium selenide (GeSe), germanium telenide (GeTe), tin selenium sulfide (SnSeS), tin selenium telenide (SnSeTe), tin Sulphide teleenide (SnSTe), lead selenium sulfide (PbSeS), lead selenium thelenide (PbSeTe), lead sulfide teleenide (PbSTe), tin lead sulfide (SnPbS), tin lead selenide (SnPbSe), tin lead thelenide ( SnPbTe), tin oxide sulfide (SnOS), tin oxide selenide (SnOSe), tin oxide thelenide (SnOTe), germanium oxide sulfide (GeOS), germanium oxide selenide (GeOSe), germanium oxide selenide (GeOTe) ), tin-lead sulfide-selenide (SnPbSSe), tin-lead-selenium-tellenide (SnPbSeTe), and tin-lead sulfide- selenide (SnPbSTe).
상기 리간드층은 지용성 리간드를 포함하고, 상기 지용성 리간드는 트리-n-옥틸포스핀옥사이드(tri-n-octylphosphine oxide), 데실아민(decylamine), 디데실아민(didecylamine), 트리데실아민(tridecylamine), 테트라데실아민(tetradecylamine), 펜타데실아민(pentadecylamine), 헥사데실아민(hexadecylamine), 옥타데실아민(octadecylamine), 운데실아민(undecylamin), 디옥타데실아민(dioctadecylamine), N,N-디메틸데실아민(N,N-dimethyldecylamine), N,N-디메틸도데실아민(N,N-dimethyldodecylamine), N,N-디메틸헥사데실아민(N,N-dimethylhexadecylamine), N,N-디메틸테트라데실아민(N,N-dimethyltetradecylamine), N,N-디메틸트리데실아민(N,N-dimethyltridecylamine), N,N-디메틸운데실아민(N,N-dimethylundecylamine), N-데실아민(N-decylamine), N-메틸옥타데실아민(N-methyloctadecylamine), 디도데실아민(didodecylamine), 트리도데실아민(tridodecylamine), 사이클로도데실아민(cyclododecylamine), N-메틸도데실아민(N-methyldodecylamine), 트리옥틸아민(trioctylamine), 라우르산(lauric acid), 팔미트산(palmiticacid), 올레산(oleic acid), 스테아르산(stearic acid), 미리스트산(myristicacid), 엘라이드산(elaidic acid), 아라킨산(eicosanoic acid), 헨에이코산산(heneicosanoic acid), 트리코산산(tricosanoic acid), 도코사노산(docosanoic acid), 테트라코사논산(tetracosanoic acid), 헥사코사논산(hexacosanoic acid), 헵타코사논산(heptacosanoic acid), 옥타코사논산(octacosanoic acid) 및 시스-13-도코세논산(cis-13-docosenoic acid) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.The ligand layer includes a fat-soluble ligand, and the fat-soluble ligand is tri-n-octylphosphine oxide, decylamine, didecylamine, tridecylamine. , tetradecylamine, pentadecylamine, hexadecylamine, octadecylamine, undecylamine, dioctadecylamine, N,N-dimethyldecyl Amine (N,N-dimethyldecylamine), N,N-dimethyldodecylamine (N,N-dimethyldodecylamine), N,N-dimethylhexadecylamine (N,N-dimethylhexadecylamine), N,N-dimethyltetradecylamine ( N,N-dimethyltetradecylamine), N,N-dimethyltridecylamine (N,N-dimethyltridecylamine), N,N-dimethylundecylamine (N,N-dimethylundecylamine), N-decylamine (N-decylamine), N -Methyloctadecylamine (N-methyloctadecylamine), didodecylamine (didodecylamine), tridodecylamine (tridodecylamine), cyclododecylamine (cyclododecylamine), N-methyldodecylamine (N-methyldodecylamine), trioctylamine ( trioctylamine, lauric acid, palmitic acid, oleic acid, stearic acid, myristicacid, elaidic acid, arachinic acid ( eicosanoic acid, heneicosanoic acid, tricosanoic acid, docosanoic acid, tetracosanoic acid, hexacosanoic aci d), heptacosanoic acid, octacosanoic acid, and cis-13-docosenoic acid.
상기 리간드층은 수용성 리간드를 포함하고, 상기 수용성 리간드는 실리카, PEG(polyethylene glycol), 머캡토 프로피온산(MPA), 시스테아민(cysteamine), 메르캡토 아세트산(mercapto-acetic acid), 머캡토 운데카놀(mercapto-undecanol), 2-머캡토 에탄올(2-mercapto-ethanol), 1-티오-글리세롤(1-thio glycerol), 데옥시리보뉴클레익 에시드 (DNA), 머캡토 아세트산(mercapto acetic acid), 머캡토 운데카노산(mercapto-undecanoic acid), 1-머캡토-6-페닐 헥산 (1-mercapto-6-phenyl-hexane), 1,16-디머캡토-헥사데칸(1,16-dimecapto-hexadecane), 18-머캡토-옥타데실아민(18-mercapto-octadecyl amine), 트리옥틸포스핀(tri-octyl phosphine), 6-머캡토-헥산(6-mercapto-hexane), 6-머캡토-헥사노익 산(6-mercapto-hexanoic acid), 16-머캡토-헥사데카노익 산(16-mercapto-hexadecanoic acid), 18-머캡토-옥타데실아민(18-mercapto-octadecyl amine), 6-머캡토-헥실아민(6-mercapto-hexyl amine) 또는 8-히드록시-옥틸티올(8-hydroxy-octylthiol), 1-싸이오-글리세롤(1-thio-glycerol), 머캡토 아세트산(mercapto-acetic acid), 머캡토운데카노산(mercapto-undecanoic acid), 하이드록사메이트(hydroxamate), 하이드록사믹 산의 유도체 및 에틸렌디아민(ethylene diaminie) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.The ligand layer includes a water-soluble ligand, and the water-soluble ligand includes silica, polyethylene glycol (PEG), mercaptopropionic acid (MPA), cysteamine, mercapto-acetic acid, and mercapto-undecanol. (mercapto-undecanol), 2-mercapto-ethanol, 1-thio-glycerol, deoxyribonucleic acid (DNA), mercapto acetic acid , mercapto undecanoic acid (mercapto-undecanoic acid), 1-mercapto-6-phenyl hexane (1-mercapto-6-phenyl-hexane), 1,16- dimercapto-hexadecane (1,16-dimecapto- hexadecane), 18-mercapto-octadecylamine (18-mercapto-octadecyl amine), tri-octyl phosphine, 6-mercapto-hexane (6-mercapto-hexane), 6-mercapto- Hexanoic acid (6-mercapto-hexanoic acid), 16-mercapto-hexadecanoic acid (16-mercapto-hexadecanoic acid), 18-mercapto-octadecylamine (18-mercapto-octadecyl amine), 6- Mercapto-hexyl amine or 8-hydroxy-octylthiol, 1-thio-glycerol, mercapto-acetic acid acid), mercapto-undecanoic acid, hydroxamate, a derivative of hydroxamic acid, and ethylene diamine.
상기 코어, 쉘, 제1 안정층 및 제2 안정층은 카드뮴(Cd)를 포함할 수 있다.The core, the shell, the first stabilizing layer and the second stabilizing layer may include cadmium (Cd).
상기 양자점은 중심으로 갈수록 카드뮴(Cd) 또는 셀레늄(Se)의 몰%가 증가할 수 있다.The mole % of cadmium (Cd) or selenium (Se) may increase toward the center of the quantum dot.
일 구체예에서, 상기 코어는 카드뮴(Cd) 및 셀레늄(Se) 중 하나 이상을 포함하고, 상기 제1 안정층은 카드뮴(Cd), 셀레늄(Se) 및 아연(Zn) 중 하나 이상을 포함하고, 상기 쉘은 카드뮴(Cd), 셀레늄(Se), 아연(Zn) 및 황(S) 중 하나 이상을 포함하고, 상기 제2 안정층은 카드뮴(Cd), 아연(Zn) 및 황(S) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.In one embodiment, the core comprises at least one of cadmium (Cd) and selenium (Se), and the first stabilizing layer comprises at least one of cadmium (Cd), selenium (Se) and zinc (Zn), , wherein the shell includes at least one of cadmium (Cd), selenium (Se), zinc (Zn) and sulfur (S), and the second stable layer includes cadmium (Cd), zinc (Zn) and sulfur (S). may include one or more of
다른 구체예에서, 상기 코어는 카드뮴(Cd) 및 셀레늄(Se) 중 하나 이상을 포함하고, 상기 제1 안정층은 카드뮴(Cd), 셀레늄(Se), 아연(Zn) 및 황(S) 중 하나 이상을 포함하고, 상기 쉘은 카드뮴(Cd), 셀레늄(Se), 아연(Zn) 및 황(S) 중 하나 이상을 포함하고, 상기 제2 안정층은 카드뮴(Cd), 셀레늄(Se), 아연(Zn) 및 황(S) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. In another embodiment, the core comprises at least one of cadmium (Cd) and selenium (Se), and the first stabilizing layer comprises at least one of cadmium (Cd), selenium (Se), zinc (Zn) and sulfur (S). one or more, wherein the shell includes one or more of cadmium (Cd), selenium (Se), zinc (Zn) and sulfur (S), and the second stable layer includes cadmium (Cd), selenium (Se) , zinc (Zn) and sulfur (S).
상기 제1 안정층은, 상기 코어와 카드뮴(Cd) 또는 셀레늄(Se)의 함량 차이가 15 몰% 이하이고, 상기 쉘과 아연(Zn)의 함량 차이가 15 몰% 이하일 수 있다.In the first stable layer, a content difference between the core and cadmium (Cd) or selenium (Se) may be 15 mol% or less, and a content difference between the shell and zinc (Zn) may be 15 mol% or less.
상기 제2 안정층은, 상기 쉘과 황(S) 또는 아연(Zn)의 함량 차이가 10 몰% 이하일 수 있다. In the second stable layer, a difference in content between the shell and sulfur (S) or zinc (Zn) may be 10 mol% or less.
상기 제2 안정층은, 황(S)의 함량이 40 몰% 내지 50 몰%일 수 있다. The second stable layer may have a sulfur (S) content of 40 mol% to 50 mol%.
상기 쉘은 1 이상의 층을 포함할 수 있다.The shell may include one or more layers.
본 발명의 다른 관점은 양자점 제조방법에 관한 것이다.Another aspect of the present invention relates to a method for manufacturing quantum dots.
일 구체예에 따르면, 상기 양자점 제조방법은 코어를 형성하는 단계, 제1 안정층을 형성하는 단계, 쉘을 형성하는 단계, 제2 안정층을 형성하는 단계를 포함하는 하기 식 1에 의한 변환효율이 100% 이상인 양자점을 제조하는 양자점 제조방법일 수 있다.According to one embodiment, the quantum dot manufacturing method includes the steps of forming a core, forming a first stable layer, forming a shell, forming a second stable layer conversion efficiency according to the following formula 1 This may be a quantum dot manufacturing method for producing 100% or more quantum dots.
[식 1][Equation 1]
변환효율(%) = (Cw/Cf) x 100Conversion efficiency (%) = (Cw/Cf) x 100
(상기 식 1에서, Cw 및 Cf는 최외곽의 지용성 리간드를 수용성 리간드로 치환하는 경우, 최외곽에 수용성 리간드를 포함하는 양자점의 양자효율(Cw) 및 최외곽에 지용성 리간드를 포함하는 양자점의 양자효율(Cf)임).(In Equation 1, Cw and Cf are the quantum efficiency (Cw) of the quantum dot containing the water-soluble ligand in the outermost portion when the outermost fat-soluble ligand is substituted with the water-soluble ligand, and the quantum dot containing the fat-soluble ligand in the outermost portion. Efficiency (Cf)).
상기 양자점 제조방법은 상기 코어 형성단계 후, 상기 제1 안정층 형성하는 단계 후, 및 상기 쉘을 형성하는 단계 후에 정제 공정이 없는 것일 수 있다.The quantum dot manufacturing method may be one without a purification process after the core forming step, after the first stable layer forming step, and after the shell forming step.
상기 양자점 제조방법은 상기 제1 안정층을 형성하는 단계, 상기 쉘을 형성하는 단계, 및 상기 제2 안정층을 형성하는 단계는, 각 단계의 반응물이 포함된 반응조에 이전 단계에서 생성된 생성물을 투입하는 방식일 수 있다.The quantum dot manufacturing method includes the steps of forming the first stable layer, forming the shell, and forming the second stable layer, the product generated in the previous step in a reactor containing the reactants of each step. It may be a method of input.
상기 양자점 제조방법은 상기 양자점의 지용성 리간드를 수용성 리간드로 치환하는 단계를 더 포함할 수 있다.The quantum dot manufacturing method may further include substituting a water-soluble ligand for the fat-soluble ligand of the quantum dot.
상기 양자점 제조방법은 상기 양자점의 안정지수가 90% 이상인 양자점을 제조하는 제조방법일 수 있다.The quantum dot manufacturing method may be a manufacturing method for manufacturing a quantum dot having a stability index of 90% or more of the quantum dot.
본 발명은 양자효율, 변환효율 및 안정성이 우수한 양자점 및 이의 제조방법을 제공하는 효과를 갖는다.The present invention has the effect of providing a quantum dot excellent in quantum efficiency, conversion efficiency and stability, and a method for manufacturing the same.
도 1은 본 발명의 구체예에 따른 양자점의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1 및 비교예 1의 지용성 리간드를 포함하는 양자점의 시간에 따른 상대양자효율의 변화를 도시한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1 및 비교예 1의 수용성 리간드를 포함하는 양자점의 시간에 따른 상대양자효율의 변화를 도시한 그래프이다.1 is a cross-sectional view of a quantum dot according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a graph showing the change in relative quantum efficiency with time of the quantum dots containing the fat-soluble ligand of Example 1 and Comparative Example 1 of the present invention.
3 is a graph showing changes in relative quantum efficiency with time of quantum dots including water-soluble ligands of Example 1 and Comparative Example 1 of the present invention.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 출원의 구체예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 본 출원에 개시된 기술은 여기서 설명되는 구체예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.Hereinafter, specific embodiments of the present application will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, the technology disclosed in the present application is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms.
단지, 여기서 소개되는 구체예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해 질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 출원의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 각 장치의 구성요소를 명확하게 표현하기 위하여 상기 구성요소의 폭이나 두께 등의 크기를 다소 확대하여 나타내었다. 또한, 설명의 편의를 위하여 구성요소의 일부만을 도시하기도 하였으나, 당업자라면 구성요소의 나머지 부분에 대하여도 용이하게 파악할 수 있을 것이다.However, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content may be thorough and complete, and the spirit of the present application may be sufficiently conveyed to those skilled in the art. In the drawings, in order to clearly express the components of each device, the sizes such as width and thickness of the components are slightly enlarged. In addition, although only some of the components are illustrated for convenience of description, those skilled in the art will be able to easily grasp the remaining parts of the components.
본 명세서에서 "상부"와 "하부"는 도면을 기준으로 정의한 것으로서, 시관점에 따라 "상부"가 "하부"로, "하부"가 "상부"로 변경될 수 있고, "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 구조를 개재한 경우도 포함할 수 있다. 반면, "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 구조를 개재하지 않은 것을 의미한다.In this specification, "upper" and "lower" are defined based on the drawings, and "upper" may be changed to "lower" and "lower" to "upper" depending on the viewpoint, and "on" Alternatively, what is referred to as “on” may include a case in which other structures are interposed in the middle as well as directly above. On the other hand, "directly on" or "directly on" means that other structures are not interposed therebetween.
또한, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 출원의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원의 사상을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 그리고, 복수의 도면들 상에서 동일 부호는 실질적으로 서로 동일한 요소를 지칭한다. In addition, those skilled in the art will be able to implement the idea of the present application in various other forms without departing from the technical spirit of the present application. And, in the plurality of drawings, the same reference numerals refer to elements that are substantially the same as each other.
본 명세서에서 "안정지수"는 일정 시간 이상 양자점 표면 또는 내부에 결점(defect) 또는 크랙(crack)의 발생 정도를 나타내는 지수를 의미한다. 구체적으로, 지용성 리간드를 포함하는 양자점과 수용성 리간드를 포함하는 양자점에 대해 각각 다른 방법으로 측정할 수 있다. 예를 들어, 지용성 리간드를 포함하는 양자점에 대해서는 양자점을 용매(핵산:톨루엔=1:1)와 섞은 다음 원심분리하여 침전시키고, 상기 침전된 양자점에 아세톤을 첨가하여 원심분리하는 정제를 3회 반복한 후, 최종 정제된 양자점 파우더를 0.1mg/ml 농도로 톨루엔 용액에 녹이고, 형광등과 실온상태에서 보관하며, 양자효율을 50일간 측정하고, 하기 식 2에 의해 산출한 값을 의미한다.In the present specification, "stability index" refers to an index indicating the degree of occurrence of defects or cracks on the surface or inside of the quantum dot for a certain period of time or longer. Specifically, the quantum dots containing the fat-soluble ligand and the quantum dots containing the water-soluble ligand can be measured in different ways. For example, for quantum dots containing a lipid-soluble ligand, the quantum dots are mixed with a solvent (nucleic acid: toluene = 1:1) and then precipitated by centrifugation. Purification is repeated three times by adding acetone to the precipitated quantum dots and centrifugation. After that, the final purified quantum dot powder is dissolved in a toluene solution at a concentration of 0.1 mg/ml, stored under a fluorescent lamp and at room temperature, the quantum efficiency is measured for 50 days, and the value calculated by the following Equation 2 means.
[식 2][Equation 2]
안정지수(%)=(50일 양자효율)/(0일 양자효율) × 100Stability index (%) = (50-day quantum efficiency)/(0-day quantum efficiency) × 100
(상기 식 2에서 0일 양자효율은 정제 직후 양자효율을 의미하고, 50일 양자효율은 정제 후 톨루엔 용액에 50일 간 실온 보관 후의 양자효율을 의미한다)(In Equation 2, the 0-day quantum efficiency means the quantum efficiency immediately after purification, and the 50-day quantum efficiency means the quantum efficiency after purification and storage at room temperature for 50 days in a toluene solution)
또한, 수용성 리간드를 포함하는 양자점에 대해서는 클로로포름으로 3회 원심분리하고, 필터를 통하여 프리 리간드를 제거하는 방법으로 정제한 후, 상기 양자점을 95 ℃ 물에서 2시간 동안 중탕시킨 후, 하기 식 3에 의해 산출한 값을 의미한다.In addition, the quantum dots containing the water-soluble ligand were centrifuged three times with chloroform, purified by a method of removing the free ligand through a filter, and then the quantum dots were bathed in water at 95 ° C. for 2 hours, and then the following formula 3 It means the value calculated by
[식 3][Equation 3]
안정지수(%)=(2시간 중탕 후 양자효율)/(중탕 전 양자효율) × 100Stability index (%) = (quantum efficiency after 2 hours of bathing) / (quantum efficiency before bathing) × 100
본 명세서에서 "코어-쉘 구조"는 통상의 코어-쉘 구조를 의미할 수도 있고, 상기 코어 또는 상기 쉘이 여러 층인 구조도 포함하며, "최외곽" 또는 "최외층"은 상기 여러 층 중 가장 바깥 쪽의 층을 의미한다.As used herein, the term "core-shell structure" may refer to a conventional core-shell structure, and includes a structure in which the core or the shell is multi-layered, and "outermost" or "outermost layer" is the most means the outer layer.
본 명세서에서 "성분"은 코어, 쉘, 제1 안정층 및 제2 안정층에 포함되는 원소를 의미한다.As used herein, "component" means an element included in the core, the shell, the first stable layer and the second stable layer.
본 명세서에서 "리간드층"은 리간드가 차지하는 공간이 형성하는 층을 의미할 수 있다.As used herein, the term “ligand layer” may refer to a layer formed by a space occupied by a ligand.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다. '제1'또는 '제2' 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.On the other hand, the meaning of the terms described in the present application should be understood as follows. Terms such as 'first' or 'second' are for distinguishing one component from other components, and the scope of rights should not be limited by these terms.
한편, 본 출원에서 서술되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, '포함하다' 또는 '가지다'등의 용어는 기술되는 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.On the other hand, the expression in the singular described in the present application should be understood to include a plural expression unless the context clearly indicates otherwise, and terms such as 'comprise' or 'have' are used to describe features, numbers, steps, It is intended to designate the existence of an action, component, part, or combination thereof, but does not preclude the possibility of the existence or addition of one or more other features or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof. should be understood as
또한, 방법 또는 제조방법을 수행함에 있어서, 상기 방법을 이루는 각 과정들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 과정들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.In addition, in performing the method or the manufacturing method, each process constituting the method may occur differently from the specified order unless a specific order is clearly described in context. That is, each process may occur in the same order as specified, may be performed substantially simultaneously, or may be performed in the reverse order.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
양자점quantum dots
도 1을 참고하면, 본 발명의 양자점(100)은 하나 이상의 안정층을 갖는 코어(10)-쉘(20) 구조를 포함하고, 상기 양자점은 최외곽의 지용성 리간드를 수용성 리간드로 치환하는 경우, 하기 식 1에 의한 변환효율이 100% 이상이다.Referring to FIG. 1, the
[식 1][Equation 1]
변환효율(%) = (Cw/Cf) x 100Conversion efficiency (%) = (Cw/Cf) x 100
(상기 식 1에서, Cw는 최외곽에 수용성 리간드를 포함하는 양자점의 양자효율이고, Cf는 최외곽에 지용성 리간드를 포함하는 양자점의 양자효율임).(In Equation 1, Cw is the quantum efficiency of the quantum dot containing the water-soluble ligand in the outermost, Cf is the quantum efficiency of the quantum dot containing the fat-soluble ligand in the outermost).
예를 들어, 양자점(100)은 최외곽의 지용성 리간드를 수용성 리간드로 치환하는 경우, 하기 식 1에 의한 변환효율이 100% 이상, 구체적으로 105% 이상, 더욱 구체적으로 110% 이상일 수 있다. 상기의 범위에서, 양자점은 수용성 용매에서도 양자효율이 우수하다. 따라서, 본 발명의 양자점은 지용성 리간드를 포함하는 경우, 수용성 리간드를 포함하는 경우 모두 양자효율이 우수하고, 리간드를 치환해도 양자효율이 저하되지 않는다.For example, the
상기 코어(10)의 직경은 1 nm 내지 6 nm, 구체적으로 1.2 nm 내지 5 nm, 더욱 구체적으로 2 nm 내지 5 nm일 수 있다. 상기의 범위에서 안정층을 2 이상 포함할 수 있고, 양자점의 광학적 효율이 우수한 장점이 있다.The diameter of the core 10 may be 1 nm to 6 nm, specifically 1.2 nm to 5 nm, and more specifically 2 nm to 5 nm. In the above range, two or more stable layers may be included, and the optical efficiency of quantum dots is excellent.
상기 쉘(20)의 두께는 0.5 nm 내지 10 nm, 구체적으로 0.5 nm 내지 8 nm, 더욱 구체적으로 0.5 nm 내지 6 nm일 수 있다. 상기의 범위에서 양자점의 안정성이 높아지는 있다. 상기 쉘은 2 이상의 쉘을 포함할 수 있다.The thickness of the
본 발명의 양자점(100)은 하나 이상의 안정층을 포함한다. 안정층은 코어-쉘 구조의 층과 층 사이에 형성되거나 표면에 형성 될 수 있고, 코어-쉘 구조의 내부 또는 표면의 안정성 및 신뢰성을 증가시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 안정층은 코어와 쉘 사이 및/또는 쉘 상에 형성될 수 있다. 안정층의 성분은 코어 및 쉘에 적용되는 성분을 적용할 수 있으며, 그 함량을 적절히 조절하여 층과 층 사이의 결합력을 향상 시킴으로써, 코어-쉘 구조의 안정성 및 신뢰성을 증가시킨다.The
구체적으로, 양자점(100)은 상기 코어(10)와 쉘(20) 사이에 제1 안정층(30) 및 상기 쉘(20) 상에 제2 안정층(40)을 더 포함할 수 있다. 상기 양자점(100)은 최외곽에 리간드층(리간드)(50)을 더 포함할 수 있다.Specifically, the
양자점(100)은 제1 안정층(30) 및 제2 안정층(40)을 포함함으써, 양자점의 안정성 또는 신뢰성을 더욱 증가시킬 수 있다. The
제1 안정층(30)은 코어(10)와 쉘(20)을 매개하는 층으로써, 코어(10)와 쉘(20)의 결합력을 향상시키고, 코어-쉘 내부의 결점(defect) 또는 크랙(crack)의 발생을 방지하여 양자점의 안정성 또는 신뢰성을 증가시킬 수 있다.The first stabilizing
예를 들어, 상기 제1 안정층(30)은, 상기 코어(10)와 함량 차이가 15 몰% 이하, 구체적으로 13 몰% 이하, 더욱 구체적으로 11 몰% 이하인 성분을 하나 이상 포함하고, 상기 쉘(20)과 함량 차이가 15 몰% 이하, 구체적으로 13 몰% 이하, 더욱 구체적으로 11 몰% 이하인 성분을 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기의 범위에서 코어(10), 제1 안정층(30) 및 쉘(20)의 안정성이 증가한다.For example, the first
또한, 제2 안정층(40)은 쉘(20)과 리간드층(50)을 매개하는 층으로써, 쉘(20)과 리간드층(50)의 결합력을 향상시키고, 코어-쉘 표면의 결점(defect) 또는 크랙(crack)의 발생을 방지하여 양자점의 안정성 또는 신뢰성을 증가시킬 수 있다. 특히, 상기 제2 안정층은 쉘과 수용성 리간드와의 결합력을 향상시키는 것일 수 있다. 이 경우, 양자점은 리간드를 지용성에서 수용성으로 치환시 안정성이 더욱 증가하는 장점이 있다.In addition, the second stabilizing
예를 들어, 상기 제2 안정층(40)은, 상기 쉘과 함량 차이가 10 몰% 이하, 구체적으로 9 몰% 이하인 성분을 하나 이상 포함할 수 있다. 상기의 범위에서 쉘(20), 제2 안정층(40) 및 리간드층의 안정성이 증가한다.For example, the second
상기 제2 안정층(40)은 12족 원소와 16족 원소의 몰비가 4 : 6 내지 6 : 4, 구체적으로 5 : 5 내지 6 : 4일 수 있다. 상기의 범위에서, 양자점은 리간드를 지용성에서 수용성으로 치환시 안정성이 더욱 증가하는 장점이 있다.The molar ratio of the group 12 element to the group 16 element in the second
상기 제1 안정층(30) 또는 제2 안정층(40)의 두께는 0.3 nm 내지 2 nm, 구체적으로 0.3 nm 내지 1.5 nm, 더욱 구체적으로 0.3 nm 내지 1.0 nm일 수 있다. 상기의 범위에서, 양자점은 안정성 및 변환효율이 우수한 장점이 있다.The thickness of the first stabilizing
상기 제1 안정층(30)과 제2 안정층(40)은 두께의 비가 0.5 : 1 내지 2 : 1일 수 있다. 상기의 범위에서 양자점은 안정성이 우수하다.The thickness ratio of the first stabilizing
상기 양자점은 평균직경이 6 nm 내지 30 nm 구체적으로 6 nm 내지 20 nm, 더욱 구체적으로 6 nm 내지 12 nm일 수 있다. 상기의 범위에서 양자점은 안정층을 2 이상 포함할 수 있고, 광학특성이 우수한 장점이 있다.The quantum dots may have an average diameter of 6 nm to 30 nm, specifically 6 nm to 20 nm, and more specifically 6 nm to 12 nm. In the above range, the quantum dot may include two or more stable layers, and has the advantage of excellent optical properties.
상기 제1 안정층(30) 또는 제2 안정층(40)은 쉘과 두께의 비가 1 : 0.5 내지 1 : 10, 구체적으로 1 : 0.5 내지 1 : 9가 될 수 있다. 상기의 범위에서, 양자점은 안정성, 양자효율 및 변환효율과 광학특성의 밸런스가 우수하다. The first stabilizing
상기 코어, 상기 쉘, 상기 제1 안정층 또는 상기 제2 안정층은 12족-16족계 화합물, 13족-15족계 화합물 및 14족-16족계 화합물 중 하나 이상을 포함할 수 있다.The core, the shell, the first stable layer, or the second stable layer may include at least one of a Group 12-16 compound, a Group 13-15 compound, and a Group 14-16 compound.
상기 12족-16족계 화합물은 카드뮴설파이드(CdS), 카드뮴셀레나이드(CdSe), 카드뮴텔레나이드(CdTe), 징크설파이드(ZnS), 징크셀레나이드(ZnSe), 징크텔레나이드(ZnTe), 머큐리설파이드(HgS), 머큐리셀레나이드(HgSe), 머큐리텔레나이드(HgTe), 징크옥사이드(ZnO), 카드뮴옥사이드(CdO), 머큐리옥사이드(HgO), 카드뮴셀레늄설파이드(CdSeS), 카드뮴셀레늄텔레나이드(CdSeTe), 카드뮴설파이드텔레나이드(CdSTe), 카드뮴징크설파이드(CdZnS), 카드뮴징크셀레나이드(CdZnSe), 카드뮴설파이드셀레나이드(CdSSe), 카드뮴징크텔레나이드(CdZnTe), 카드뮴머큐리설파이드(CdHgS), 카드뮴머큐리셀레나이드(CdHgSe), 카드뮴머큐리텔레나이드(CdHgTe), 징크셀레늄설파이드(ZnSeS), 징크셀레늄텔레나이드(ZnSeTe), 징크설파이드텔레나이드(ZnSTe), 머큐리셀레늄설파이드(HgSeS), 머큐리셀레늄텔레나이드(HgSeTe), 머큐리설파이드텔레나이드(HgSTe), 머큐리징크설파이드(HgZnS), 머큐리징크셀레나이드(HgZnSe), 카드뮴징크옥사이드(CdZnO), 카드뮴머큐리옥사이드(CdHgO), 징크머큐리옥사이드(ZnHgO), 징크셀레늄옥사이드(ZnSeO), 징크텔레늄옥사이드(ZnTeO), 징크설파이드옥사이드(ZnSO), 카드뮴셀레늄옥사이드(CdSeO), 카드뮴텔레늄옥사이드(CdTeO), 카드뮴설파이드옥사이드(CdSO), 머큐리셀레늄옥사이드(HgSeO), 머큐리텔레늄옥사이드(HgTeO), 머큐리설파이드옥사이드(HgSO), 카드뮴징크셀레늄설파이드(CdZnSeS), 카드뮴징크셀레늄텔레나이드(CdZnSeTe), 카드뮴징크설파이드텔레나이드(CdZnSTe), 카드뮴머큐리셀레늄설파이드(CdHgSeS), 카드뮴머큐리셀레늄텔레나이드(CdHgSeTe), 카드뮴머큐리설파이드텔레나이드(CdHgSTe), 머큐리징크셀레늄설파이드(HgZnSeS), 머큐리징크셀레늄텔레나이드(HgZnSeTe), 머큐리징크설파이드텔레나이드(HgZnSTe), 카드뮴징크셀레늄옥사이드(CdZnSeO), 카드뮴징크텔레늄옥사이드(CdZnTeO), 카드뮴징크설파이드옥사이드(CdZnSO), 카드뮴머큐리셀레늄옥사이드(CdHgSeO), 카드뮴머큐리텔레늄옥사이드(CdHgTeO), 카드뮴머큐리설파이드옥사이드(CdHgSO), 징크머큐리셀레늄옥사이드(ZnHgSeO), 징크머큐리텔레늄옥사이드(ZnHgTeO) 및 징크머큐리설파이드옥사이드(ZnHgSO) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.The group 12-16 compound is cadmium sulfide (CdS), cadmium selenide (CdSe), cadmium thelenide (CdTe), zinc sulfide (ZnS), zinc selenide (ZnSe), zinc thelenide (ZnTe), mercury sulfide (HgS), Mercury Selenide (HgSe), Mercury Telenide (HgTe), Zinc Oxide (ZnO), Cadmium Oxide (CdO), Mercury Oxide (HgO), Cadmium Selenium Sulfide (CdSeS), Cadmium Selenium Telenide (CdSeTe) , Cadmium Sulfide Telenide (CdSTe), Cadmium Zinc Sulfide (CdZnS), Cadmium Zinc Selenide (CdZnSe), Cadmium Sulfide Selenide (CdSSe), Cadmium Zinc Telenide (CdZnTe), Cadmium Mercury Sulfide (CdHgS), Cadmium Mercury Cell Nide (CdHgSe), Cadmium Mercury Telenide (CdHgTe), Zinc Selenium Sulfide (ZnSeS), Zinc Selenium Telenide (ZnSeTe), Zinc Sulfide Telenide (ZnSTe), Mercury Selenium Sulfide (HgSeS), Mercury Selenium Telenide (HgSeTe) , Mercury Sulfide Telenide (HgSTe), Mercury Zinc Sulfide (HgZnS), Mercury Zinc Selenide (HgZnSe), Cadmium Zinc Oxide (CdZnO), Cadmium Mercury Oxide (CdHgO), Zinc Mercury Oxide (ZnHgO), Zinc Selenium Oxide ( ), Zinc Telenium Oxide (ZnTeO), Zinc Sulfide Oxide (ZnSO), Cadmium Selenium Oxide (CdSeO), Cadmium Telenium Oxide (CdTeO), Cadmium Sulfide Oxide (CdSO), Mercury Selenium Oxide (HgSeO), Mercury Telenium Oxide (HgTeO), Mercurysulfide Oxide (HgSO), Cadmium Zinc Selenium Sulfide (CdZnSeS), Cadmium Zinc Selenium Telenide (CdZnSeTe), Cadmium Zinc Sulfide Telenide (CdZnSTe), Cadmium Mercury Selenium Sulfide (CdHgSeS), (CdHgSeTe), Cadmium Mercury Sulfide Telenide (CdHgSTe), Mercury Zinc Selenium Sulfide (HgZnSeS), Mercury Zinc Selenium Telenide (HgZnSeTe), Mercury Zinc Sulfide Telenide (HgZnSTe), Cadmium Zinc Xelenium Oxide (CdZnSeO), Cadmium Zinc Telenium Oxide (CdZnTeO), Cadmium Zinc Sulfide Oxide (CdZnSO), Cadmium Mercury Selenium Oxide (CdHgSeO), Cadmium Mercury Telenium Oxide (CdHgTeO), Cadmium Mercury Sulfide Oxide (CdHgSO) Mercury selenium oxide (ZnHgSeO), zinc mercury terenium oxide (ZnHgTeO), and may include at least one of zinc mercury sulfide oxide (ZnHgSO).
상기 13족-15족계 화합물은 갈륨포스포러스(GaP), 갈륨아세나이드(GaAs), 갈륨안티모니(GaSb), 갈륨나이트라이드(GaN), 알루미늄포스포러스(AlP), 알루미늄아세나이드(AlAs), 알루미늄안티모니(AlSb), 알루미늄나이트라이드(AlN), 인듐포스포러스(InP), 인듐아세나이드(InAs), 인듐안티모니(InSb), 인듐나이트라이드(InN), 갈륨포스포러스아세나이드(GaPAs), 갈륨포스포러스안티모니(GaPSb), 갈륨포스포러스나이트라이드(GaPN), 갈륨아세나이드나이트라이드(GaAsN), 갈륨안티모니나이트라이드(GaSbN), 알루미늄포스포러스아세나이드(AlPAs), 알루미늄포스포러스안티모니(AlPSb), 알루미늄포스포러스나이트라이드(AlPN), 알루미늄아세나이드나이트라이드(AlAsN), 알루미늄안티모니나이트라이드(AlSbN), 인듐포스포러스아세나이드(InPAs), 인듐포스포러스안티모니(InPSb), 인듐포스포러스나이트라이드(InPN), 인듐아세나이드나이트라이드(InAsN), 인듐안티모니나이트라이드(InSbN), 알루미늄갈륨포스포러스(AlGaP), 알루미늄갈륨아세나이드(AlGaAs), 알루미늄갈륨안티모니(AlGaSb), 알루미늄갈륨나이트라이드(AlGaN), 알루미늄아세나이드나이트라이드(AlAsN), 알루미늄안티모니나이트라이드(AlSbN), 인듐갈륨포스포러스(InGaP), 인듐갈륨아세나이드(InGaAs), 인듐갈륨안티모니(InGaSb), 인듐갈륨나이트라이드(InGaN), 인듐아세나이드나이트라이드(InAsN), 인듐안티모니나이트라이드(InSbN), 알루미늄인듐포스포러스(AlInP), 알루미늄인듐아세나이드(AlInAs), 알루미늄인듐안티모니(AlInSb), 알루미늄인듐나이트라이드(AlInN), 알루미늄아세나이드나이트라이드(AlAsN), 알루미늄안티모니나이트라이드(AlSbN), 알루미늄포스포러스나이트라이드(AlPN), 갈륨알루미늄포스포러스아세나이드(GaAlPAs), 갈륨알루미늄포스포러스안티모니(GaAlPSb), 갈륨인듐포스포러스아세나이드(GaInPAs), 갈륨인듐알루미늄아세나이드(GaInAlAs), 갈륨알루미늄포스포러스나이트라이드(GaAlPN), 륨알루미늄아세나이드나이트라이드(GaAlAsN), 갈륨알루미늄안티모니나이트라이드(GaAlSbN), 갈륨인듐포스포러스나이트라이드(GaInPN), 갈륨인듐아세나이드나이트라이드(GaInAsN), 갈륨인듐알루미늄나이트라이드(GaInAlN), 갈륨안티모니포스포러스나이트라이드(GaSbPN), 갈륨아세나이드포스포러스나이트라이드(GaAsPN), 갈륨아세나이드안티모니나이트라이드(GaAsSbN), 갈륨인듐포스포러스안티모니(GaInPSb), 갈륨인듐포스포러스나이트라이드(GaInPN), 갈륨인듐안티모니나이트라이드(GaInSbN), 갈륨포스포러스안티모니나이트라이드(GaPSbN), 인듐알루미늄포스포러스아세나이드(InAlPAs), 인듐알루미늄포스포러스나이트라이드(InAlPN), 인듐포스포러스아세나이드나이트라이드(InPAsN), 인듐알루미늄안티모니나이트라이드(InAlSbN), 인듐포스포러스안티모니나이트라이드(InPSbN), 인듐아세나이드안티모니나이트라이드(InAsSbN) 및 인듐알루미늄포스포러스안티모니(InAlPSb) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.The group 13-15 compound is gallium phosphorus (GaP), gallium arsenide (GaAs), gallium antimony (GaSb), gallium nitride (GaN), aluminum phosphorus (AlP), aluminum arsenide (AlAs), Aluminum antimony (AlSb), aluminum nitride (AlN), indium phosphorus (InP), indium arsenide (InAs), indium antimony (InSb), indium nitride (InN), gallium phosphorous arsenide (GaPAs) , Gallium phosphorus antimony (GaPSb), gallium phosphorus nitride (GaPN), gallium arsenide nitride (GaAsN), gallium antimony nitride (GaSbN), aluminum phosphorous arsenide (AlPAs), aluminum phosphorous anti Mono (AlPSb), aluminum phosphorus nitride (AlPN), aluminum arsenide nitride (AlAsN), aluminum antimony nitride (AlSbN), indium phosphorous arsenide (InPAs), indium phosphorus antimony (InPSb), Indium phosphorus nitride (InPN), indium arsenide nitride (InAsN), indium antimony nitride (InSbN), aluminum gallium phosphorus (AlGaP), aluminum gallium arsenide (AlGaAs), aluminum gallium antimony (AlGaSb) , aluminum gallium nitride (AlGaN), aluminum arsenide nitride (AlAsN), aluminum antimony nitride (AlSbN), indium gallium phosphorus (InGaP), indium gallium arsenide (InGaAs), indium gallium antimony (InGaSb) , indium gallium nitride (InGaN), indium arsenide nitride (InAsN), indium antimony nitride (InSbN), aluminum indium phosphorus (AlInP), aluminum indium arsenide (AlInAs), aluminum indium antimony (AlInSb) , aluminum indium nitride (AlInN), aluminum arsenide nitride (AlAsN), aluminum antimony nitride (AlSbN), aluminum phosphorus nitride (AlPN), gallium aluminum phosphorous arsenide (GaAlPAs), gallium aluminum phosphorus Antimony (GaAlPSb), gallium indium phosphorous arsenide (GaInPAs), Gallium indium aluminum arsenide (GaInAlAs), gallium aluminum phosphorus nitride (GaAlPN), lithium aluminum arsenide nitride (GaAlAsN), gallium aluminum antimony nitride (GaAlSbN), gallium indium phosphorus nitride (GaInPN), gallium Indium arsenide nitride (GaInAsN), gallium indium aluminum nitride (GaInAlN), gallium antimony phosphorus nitride (GaSbPN), gallium arsenide phosphorus nitride (GaAsPN), gallium arsenide antimony nitride (GaAsSbN) , gallium indium phosphorus antimony (GaInPSb), gallium indium phosphorus nitride (GaInPN), gallium indium antimony nitride (GaInSbN), gallium phosphorus antimony nitride (GaPSbN), indium aluminum phosphorous arsenide (InAlPAs) ), indium aluminum phosphorus nitride (InAlPN), indium phosphorus arsenide nitride (InPAsN), indium aluminum antimony nitride (InAlSbN), indium phosphorous antimony nitride (InPSbN), indium arsenide antimonite It may include at least one of lide (InAsSbN) and indium aluminum phosphorus antimony (InAlPSb).
상기 14족-16족계 화합물은 틴옥사이드(SnO), 틴설파이드(SnS), 틴셀레나이드(SnSe), 틴텔레나이드(SnTe), 리드설파이드(PbS), 리드셀레나이드(PbSe), 리드텔레나이드(PbTe), 저마늄옥사이드(GeO), 저마늄설파이드(GeS), 저마늄셀레나이드(GeSe), 저마늄텔레나이드(GeTe), 틴셀레늄설파이드(SnSeS), 틴셀레늄텔레나이드(SnSeTe), 틴설파이드텔레나이드(SnSTe), 리드셀레늄설파이드(PbSeS), 리드셀레늄텔레나이드(PbSeTe), 리드설파이드텔레나이드(PbSTe), 틴리드설파이드(SnPbS), 틴리드셀레나이드(SnPbSe), 틴리드텔레나이드(SnPbTe), 틴옥사이드설파이드(SnOS), 틴옥사이드셀레나이드(SnOSe), 틴옥사이드텔레나이드(SnOTe), 저마늄옥사이드설파이드(GeOS), 저마늄옥사이드셀레나이드(GeOSe), 저마늄옥사이드텔레나이드(GeOTe), 틴리드설파이드셀레나이드(SnPbSSe), 틴리드셀레늄텔레나이드(SnPbSeTe) 및 틴리드설파이드텔레나이드(SnPbSTe) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.The group 14-16 compound is tin oxide (SnO), tin sulfide (SnS), tin selenide (SnSe), tintelenide (SnTe), lead sulfide (PbS), lead selenide (PbSe), lead thelenide (PbTe), germanium oxide (GeO), germanium sulfide (GeS), germanium selenide (GeSe), germanium telenide (GeTe), tin selenium sulfide (SnSeS), tin selenium telenide (SnSeTe), tin Sulphide teleenide (SnSTe), lead selenium sulfide (PbSeS), lead selenium thelenide (PbSeTe), lead sulfide teleenide (PbSTe), tin lead sulfide (SnPbS), tin lead selenide (SnPbSe), tin lead thelenide ( SnPbTe), tin oxide sulfide (SnOS), tin oxide selenide (SnOSe), tin oxide thelenide (SnOTe), germanium oxide sulfide (GeOS), germanium oxide selenide (GeOSe), germanium oxide selenide (GeOTe) ), tin-lead sulfide-selenide (SnPbSSe), tin-lead-selenium-tellenide (SnPbSeTe), and tin-lead sulfide- selenide (SnPbSTe).
상기 코어(10), 쉘(20), 제1 안정층(30) 또는 제2 안정층(40)은 3 성분 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 쉘(20), 제1 안정층(30) 및 제2 안정층(40)은 3 성분 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The
구체적으로, 상기 코어(10)는 카드뮴(Cd) 및 셀레늄(Se)를 포함할 수 있다. 상기 쉘(20), 제1 안정층(30) 또는 제2 안정층(40)은 카드뮴(Cd), 셀레늄(Se), 아연(Zn) 및 황(S) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.Specifically, the
상기 코어, 쉘 및 안정층은 카드뮴(Cd)를 포함할 수 있다.The core, the shell, and the stabilizing layer may include cadmium (Cd).
상기 양자점은 중심으로 갈수록 카드뮴(Cd) 또는 셀레늄(Se) 함량(몰%)이 증가할 수 있다.Cadmium (Cd) or selenium (Se) content (mol%) may increase toward the center of the quantum dot.
일 구체예에서, 상기 양자점은 상기 코어가 카드뮴(Cd) 및 셀레늄(Se) 중 하나 이상을 포함하고, 상기 제1 안정층이 카드뮴(Cd), 셀레늄(Se) 및 아연(Zn) 중 하나 이상을 포함하고, 상기 쉘이 카드뮴(Cd), 셀레늄(Se), 아연(Zn) 및 황(S) 중 하나 이상을 포함하고, 상기 제2 안정층이 카드뮴(Cd), 아연(Zn) 및 황(S) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.In one embodiment, in the quantum dot, the core includes at least one of cadmium (Cd) and selenium (Se), and the first stable layer includes at least one of cadmium (Cd), selenium (Se) and zinc (Zn). Including, wherein the shell includes at least one of cadmium (Cd), selenium (Se), zinc (Zn) and sulfur (S), and the second stable layer includes cadmium (Cd), zinc (Zn) and sulfur (S) may include one or more of.
다른 구체예에서, 상기 코어는 카드뮴(Cd) 및 셀레늄(Se) 중 하나 이상을 포함하고, 상기 제1 안정층은 카드뮴(Cd), 셀레늄(Se), 아연(Zn) 및 황(S) 중 하나 이상을 포함하고, 상기 쉘은 카드뮴(Cd), 셀레늄(Se), 아연(Zn) 및 황(S) 중 하나 이상을 포함하고, 상기 제2 안정층은 카드뮴(Cd), 셀레늄(Se), 아연(Zn) 및 황(S) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.In another embodiment, the core comprises at least one of cadmium (Cd) and selenium (Se), and the first stabilizing layer comprises at least one of cadmium (Cd), selenium (Se), zinc (Zn) and sulfur (S). one or more, wherein the shell includes one or more of cadmium (Cd), selenium (Se), zinc (Zn) and sulfur (S), and the second stable layer includes cadmium (Cd), selenium (Se) , zinc (Zn) and sulfur (S).
상기 제1 안정층은, 상기 코어와 카드뮴(Cd) 또는 셀레늄(Se)의 함량 차이가 15 몰% 이하, 구체적으로 13 몰% 이하, 더욱 구체적으로 11 몰% 이하이고, 상기 쉘과 아연(Zn)의 함량 차이가 15 몰% 이하, 구체적으로 13 몰% 이하, 더욱 구체적으로 11 몰% 이하일 수 있다. 또한, 상기 제2 안정층은 상기 쉘과 황(S) 또는 아연(Zn)의 함량 차이가 10 몰% 이하, 구체적으로 9 몰% 이하일 수 있다.In the first stable layer, the difference in content between the core and cadmium (Cd) or selenium (Se) is 15 mol% or less, specifically 13 mol% or less, more specifically 11 mol% or less, and the shell and zinc (Zn) ) may be 15 mol% or less, specifically 13 mol% or less, and more specifically 11 mol% or less. In addition, in the second stable layer, a difference in content between the shell and sulfur (S) or zinc (Zn) may be 10 mol% or less, specifically, 9 mol% or less.
상기 제2 안정층은, 황(S)의 함량이 40 몰% 내지 50 몰%, 구체적으로 40 몰% 내지 48 몰%, 더욱 구체적으로 41 몰% 내지 46 몰%일 수 있다. 상기의 범위에서, 양자점은 변환효율이 우수하다.The second stable layer may have a sulfur (S) content of 40 mol% to 50 mol%, specifically 40 mol% to 48 mol%, and more specifically 41 mol% to 46 mol%. Within the above range, quantum dots have excellent conversion efficiency.
일 구체예에서 상기 양자점은 예를 들어, 양자점(100)의 코어(10)는 카드뮴(Cd) 50 내지 60 몰%, 구체적으로 53 내지 57 몰%, 셀레늄(Se) 40 내지 50 몰%, 구체적으로 53 내지 57 몰%를 포함할 수 있다. 상기의 범위에서, 양자점은 양자효율 및 500 nm 내지 560nm 파장에서의 광학특성이 우수하다.In one embodiment, the quantum dot is, for example, the
다른 구체예에서 상기 양자점은 예를 들어, 양자점(100)의 코어(10)는 카드뮴(Cd) 75 내지 85 몰%, 구체적으로 78 내지 82 몰%, 셀레늄(Se) 15 내지 25 몰%, 구체적으로 18 내지 22 몰%를 포함할 수 있다. 상기의 범위에서, 양자점은 양자효율 및 560 nm 내지 630nm 파장에서의 광학특성이 우수하다.In another embodiment, the quantum dot is, for example, the
일 구체예에서 제1 안정층(30)은 카드뮴(Cd) 45 내지 55 몰%, 구체적으로 48 내지 52 몰%, 셀레늄(Se) 18 내지 28 몰%, 구체적으로 21 내지 25 몰%, 아연(Zn) 22 내지 32 몰%, 구체적으로 25 내지 29 몰%를 포함할 수 있다. 상기의 범위에서, 양자점은 변환효율 및 500 nm 내지 560nm 파장에서의 광학특성이 우수하다.In one embodiment, the first
다른 구체예에서 제1 안정층(30)은 카드뮴(Cd) 21 내지 31 몰%, 구체적으로 24 내지 28 몰%, 셀레늄(Se) 2 내지 12 몰%, 구체적으로 5 내지 10 몰%, 아연(Zn) 7 내지 17 몰%, 구체적으로 10 내지 14 몰%, 황(S) 49 내지 59 몰%, 구체적으로 52 내지 56 몰%를 포함할 수 있다. 상기의 범위에서, 양자점은 변환효율 및 560 nm 내지 630nm 파장에서의 광학특성이 우수하다.In another embodiment, the first
일 구체예에서, 쉘(20)은 카드뮴(Cd) 9 내지 19 몰%, 구체적으로 12 내지 17 몰%, 셀레늄(Se) 0.5 내지 10 몰%, 구체적으로 2 내지 6 몰%, 아연(Zn) 32 내지 42 몰%, 구체적으로 35 내지 39 몰%, 황(S) 39 내지 49 몰%, 구체적으로 42 내지 46 몰%를 포함할 수 있다. 상기의 범위에서 양자점은 변환효율 및 500 nm 내지 560nm 파장에서의 광학특성이 우수하다.In one embodiment, the
다른 구체예에서, 쉘(20)은 카드뮴(Cd) 21 내지 31 몰%, 구체적으로 24 내지 28 몰%, 셀레늄(Se) 0.5 내지 8 몰%, 구체적으로 0.5 내지 4 몰%, 아연(Zn) 11 내지 21 몰%, 구체적으로 14 내지 19 몰%, 황(S) 51 내지 61 몰%, 구체적으로 53 내지 58 몰%를 포함할 수 있다. 상기의 범위에서 양자점은 변환효율 및 560 nm 내지 630nm 파장에서의 광학특성이 우수하다.In another embodiment, the
일 구체예에서, 제2 안정층(40)은 카드뮴(Cd) 7 내지 17 몰%, 구체적으로 10 내지 14 몰%, 아연(Zn) 39 내지 49 몰%, 구체적으로 42 내지 46 몰%, 황(S) 39 내지 49 몰%, 구체적으로 42 내지 46 몰%를 포함할 수 있다. 상기의 범위에서, 양자점은 안정지수, 양자효율, 변환효율 및 500 nm 내지 560nm 파장에서의 광학특성이 우수하다.In one embodiment, the second
다른 구체예에서, 제2 안정층(40)은 카드뮴(Cd) 26 내지 36 몰%, 구체적으로 29 내지 33 몰%, 셀레늄(Se) 0.1 내지 5 몰%, 구체적으로 0.1 내지 3 몰%, 아연(Zn) 20 내지 30 몰%, 구체적으로 23 내지 27 몰%, 황(S) 38 내지 48 몰%, 구체적으로 41 내지 45 몰%를 포함할 수 있다. 상기의 범위에서, 양자점은 안정지수, 양자효율, 변환효율 및 560 nm 내지 630nm 파장에서의 광학특성이 우수하다.In another embodiment, the second stabilizing
양자점(100)은 최외곽에 리간드층(50)을 더 포함할 수 있다. 도 1에서 리간드층(50)은 리간드가 제2 안정층에 결합된 형태로 도시하였으나, 상기 리간드층(50)은 리간드가 차지하는 공간이 형성하는 층을 의미할 수 있다.The
일 구체예에서, 상기 리간드층(50)은 지용성 리간드를 포함하고, 상기 지용성 리간드는 트리-n-옥틸포스핀옥사이드(tri-n-octylphosphine oxide), 데실아민(decylamine), 디데실아민(didecylamine), 트리데실아민(tridecylamine), 테트라데실아민(tetradecylamine), 펜타데실아민(pentadecylamine), 헥사데실아민(hexadecylamine), 옥타데실아민(octadecylamine), 운데실아민(undecylamin), 디옥타데실아민(dioctadecylamine), N,N-디메틸데실아민(N,N-dimethyldecylamine), N,N-디메틸도데실아민(N,N-dimethyldodecylamine), N,N-디메틸헥사데실아민(N,N-dimethylhexadecylamine), N,N-디메틸테트라데실아민(N,N-dimethyltetradecylamine), N,N-디메틸트리데실아민(N,N-dimethyltridecylamine), N,N-디메틸운데실아민(N,N-dimethylundecylamine), N-데실아민(N-decylamine), N-메틸옥타데실아민(N-methyloctadecylamine), 디도데실아민(didodecylamine), 트리도데실아민(tridodecylamine), 사이클로도데실아민(cyclododecylamine), N-메틸도데실아민(N-methyldodecylamine), 트리옥틸아민(trioctylamine), 라우르산(lauric acid), 팔미트산(palmiticacid), 올레산(oleic acid), 스테아르산(stearic acid), 미리스트산(myristicacid), 엘라이드산(elaidic acid), 아라킨산(eicosanoic acid), 헨에이코산산(heneicosanoic acid), 트리코산산(tricosanoic acid), 도코사노산(docosanoic acid), 테트라코사논산(tetracosanoic acid), 헥사코사논산(hexacosanoic acid), 헵타코사논산(heptacosanoic acid), 옥타코사논산(octacosanoic acid) 및 시스-13-도코세논산(cis-13-docosenoic acid) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.In one embodiment, the
예를 들어, 양자점은 지용성 리간드로 트리-n-옥틸포스핀(tri-n-octylphosphine)을 포함할 수 있다. 양자점(100)이 지용성 리간드를 포함하는 경우, 유기용매에서 안정한 효과가 있다.For example, quantum dots may include tri-n-octylphosphine as a fat-soluble ligand. When the
다른 구체예에서, 상기 리간드층(50)은 수용성 리간드를 포함하고, 상기 수용성 리간드는 실리카, PEG(polyethylene glycol), 머캡토 프로피온산(MPA), 시스테아민(cysteamine), 메르캡토 아세트산(mercapto-acetic acid), 머캡토 운데카놀(mercapto-undecanol), 2-머캡토 에탄올(2-mercapto-ethanol), 1-티오-글리세롤(1-thio glycerol), 데옥시리보뉴클레익 에시드 (DNA), 머캡토 아세트산(mercapto acetic acid), 머캡토 운데카노산(mercapto-undecanoic acid), 1-머캡토-6-페닐 헥산 (1-mercapto-6-phenyl-hexane), 1,16-디머캡토-헥사데칸(1,16-dimecapto-hexadecane), 18-머캡토-옥타데실아민(18-mercapto-octadecyl amine), 트리옥틸포스핀(tri-octyl phosphine), 6-머캡토-헥산(6-mercapto-hexane), 6-머캡토-헥사노익 산(6-mercapto-hexanoic acid), 16-머캡토-헥사데카노익 산(16-mercapto-hexadecanoic acid), 18-머캡토-옥타데실아민(18-mercapto-octadecyl amine), 6-머캡토-헥실아민(6-mercapto-hexyl amine) 또는 8-히드록시-옥틸티올(8-hydroxy-octylthiol), 1-싸이오-글리세롤(1-thio-glycerol), 머캡토 아세트산(mercapto-acetic acid), 머캡토운데카노산(mercapto-undecanoic acid), 하이드록사메이트(hydroxamate), 하이드록사믹 산의 유도체 및 에틸렌디아민(ethylene diaminie) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.In another embodiment, the
예를 들어, 양자점은 수용성 리간드로 머캡토 프로피온산(MPA)을 포함할 수 있다. 양자점(100)이 수용성 리간드를 포함하는 경우, 양자점을 수용성 용매에 분산시키기 유리한 장점이 있다. For example, quantum dots may include mercaptopropionic acid (MPA) as a water-soluble ligand. When the
상기 리간드층(50)은 두께가 0.1 nm 내지 50 nm, 구체적으로 0.1 nm 내지 20 nm, 더욱 구체적으로 0.1 nm 내지 10 nm가 될 수 있다. 상기의 범위에서, 양자점은 리간드에 따른 물성이 발현되고, 분산력이 우수한 장점이 있다.The
양자점(100)은 양자효율이 80% 이상, 구체적으로 85% 이상, 더욱 구체적으로 90% 이상일 수 있다. 상기의 범위에서, 상기 양자점은 광학특성이 우수하다. 본 발명의 양자점은 합성 직후의 양자효율이 높을 뿐만 아니라, 상기한 바와 같이 안정지수가 높아 합성 후, 일정 시간 경과 후에도 양자효율이 감소하지 않아, 상기 양자효율을 오랜 시간 유지할 수 있다.The
상기 양자점은 안정지수가 90% 이상, 구체적으로 95% 이상, 더욱 구체적으로 98% 이상이 될 수 있다. 상기의 범위에서, 양자점은 신뢰성이 우수하고, 양자효율이 지속적으로 우수한 장점이 있다.The quantum dots may have a stability index of 90% or more, specifically 95% or more, and more specifically 98% or more. Within the above range, quantum dots have excellent reliability and consistently excellent quantum efficiency.
상기 안정지수는 일정 시간 이상 양자점 표면 또는 내부에 결점(defect) 또는 크랙(crack)의 발생 정도를 나타내는 지수이며, 안정지수가 높을수록 양자점은 결점(defect) 또는 크랙(crack)의 발생 없이 안정적으로 존재한다. 양자점에서 결점(defect) 또는 크랙(crack)의 발생하면 양자효율이 급격히 저하된다. 따라서, 안정지수가 높은 양자점은 신뢰성이 우수할 뿐만 아니라, 지속적으로 양자효율이 높다는 것을 의미한다.The stability index is an index indicating the degree of occurrence of defects or cracks on the surface or inside of the quantum dots for more than a certain time, and the higher the stability index, the more stable the quantum dots without the occurrence of defects or cracks exist. When a defect or a crack occurs in a quantum dot, the quantum efficiency is rapidly reduced. Therefore, a quantum dot with a high stability index means not only excellent reliability but also consistently high quantum efficiency.
여기서 안정지수는 지용성 리간드를 포함하는 양자점과 수용성 리간드를 포함하는 양자점에 대해 각각 다른 방법으로 측정할 수 있다. Here, the stability index can be measured by different methods for the quantum dots including the lipid-soluble ligand and the quantum dots including the water-soluble ligand.
예를 들어, 지용성 리간드를 포함하는 양자점에 대해서는 양자점 합성 후, 양자점을 용매(핵산:톨루엔 1:1)와 섞은 다음 원심분리하여 침전시키고, 상기 침전된 양자점에 아세톤을 첨가하여 원심분리하는 정제를 3회 반복한 후, 최종 정제된 양자점 파우더를 0.1mg/ml 농도로 톨루엔 용액에 녹이고, 형광등과 실온상태에서 보관하며, 양자효율을 50일간 측정하고, 하기 식 2에 의해 산출한 값이다.For example, for quantum dots containing a fat-soluble ligand, after quantum dot synthesis, the quantum dots are mixed with a solvent (nucleic acid: toluene 1:1) and then precipitated by centrifugation. Purification is performed by adding acetone to the precipitated quantum dots and centrifuging. After repeating 3 times, the final purified quantum dot powder is dissolved in a toluene solution at a concentration of 0.1 mg/ml, stored under a fluorescent lamp and at room temperature, and quantum efficiency is measured for 50 days, which is a value calculated by Equation 2 below.
[식 2][Equation 2]
안정지수(%)=(50일 양자효율)/(0일 양자효율) × 100Stability index (%) = (50-day quantum efficiency)/(0-day quantum efficiency) × 100
상기 식 2에서 0일 양자효율은 정제 직후 양자효율을 의미하고, 50일 양자효율은 정제 후 톨루엔 용액에 50일 간 실온 보관 후의 양자효율을 의미한다.In Equation 2, the 0-day quantum efficiency means the quantum efficiency immediately after purification, and the 50-day quantum efficiency means the quantum efficiency after purification and storage at room temperature for 50 days in a toluene solution.
또한, 수용성 리간드를 포함하는 양자점에 대해서는 클로로포름으로 3회 원심분리하고, 필터를 통하여 프리 리간드를 제거하는 방법으로 정제한 후, 상기 양자점을 95 ℃ 물에서 2시간 동안 중탕시킨 후, 하기 식 3에 의해 산출한 값을 의미한다.In addition, the quantum dots containing the water-soluble ligand were centrifuged three times with chloroform, purified by a method of removing the free ligand through a filter, and then the quantum dots were bathed in water at 95 ° C. for 2 hours, and then the following formula 3 It means the value calculated by
[식 3][Equation 3]
안정지수(%)=(2시간 중탕 후 양자효율)/(중탕 전 양자효율) × 100Stability index (%) = (quantum efficiency after 2 hours of bathing) / (quantum efficiency before bathing) × 100
상기 양자점의 반치폭은 40 nm 이하, 구체적으로 38 nm 이하, 더욱 구체적으로 35 nm 이하일 수 있다. 상기의 범위에서 양자점은 색구현이 양호한 장점이 있다.The half width of the quantum dots may be 40 nm or less, specifically 38 nm or less, and more specifically 35 nm or less. In the above range, quantum dots have an advantage in color realization.
양자점quantum dots 제조방법 Manufacturing method
본 발명의 다른 관점은 양자점 제조방법에 관한 것이다.Another aspect of the present invention relates to a method for manufacturing quantum dots.
하나의 구체예에 따르면, 상기 양자점 제조방법은 코어를 형성하는 단계, 제1 안정층을 형성하는 단계, 쉘을 형성하는 단계, 제2 안정층을 형성하는 단계를 포함하는 하기 식 1에 의한 변환효율이 100% 이상, 구체적으로 105% 이상, 더욱 구체적으로 110% 이상일 수 있다.According to one embodiment, the quantum dot manufacturing method is converted by the following formula 1 comprising the step of forming a core, forming a first stable layer, forming a shell, forming a second stable layer The efficiency may be 100% or more, specifically 105% or more, and more specifically 110% or more.
[식 1][Equation 1]
변환효율(%) = (Cw/Cf) x 100Conversion efficiency (%) = (Cw/Cf) x 100
(상기 식 1에서, Cw 및 Cf는 최외곽의 지용성 리간드를 수용성 리간드로 치환하는 경우, 최외곽에 수용성 리간드를 포함하는 양자점의 양자효율(Cw) 및 최외곽에 지용성 리간드를 포함하는 양자점의 양자효율(Cf)임).(In Equation 1, Cw and Cf are the quantum efficiency (Cw) of the quantum dot containing the water-soluble ligand in the outermost portion when the outermost fat-soluble ligand is substituted with the water-soluble ligand, and the quantum dot containing the fat-soluble ligand in the outermost portion. Efficiency (Cf)).
상기 수용성 리간드는 실리카, PEG(polyethylene glycol), 머캡토 프로피온산(MPA), 시스테아민(cysteamine), 메르캡토 아세트산(mercapto-acetic acid), 머캡토 운데카놀(mercapto-undecanol), 2-머캡토 에탄올(2-mercapto-ethanol), 1-티오-글리세롤(1-thio glycerol), 데옥시리보뉴클레익 에시드 (DNA), 머캡토 아세트산(mercapto acetic acid), 머캡토 운데카노산(mercapto-undecanoic acid), 1-머캡토-6-페닐 헥산 (1-mercapto-6-phenyl-hexane), 1,16-디머캡토-헥사데칸(1,16-dimecapto-hexadecane), 18-머캡토-옥타데실아민(18-mercapto-octadecyl amine), 트리옥틸포스핀(tri-octyl phosphine), 6-머캡토-헥산(6-mercapto-hexane), 6-머캡토-헥사노익 산(6-mercapto-hexanoic acid), 16-머캡토-헥사데카노익 산(16-mercapto-hexadecanoic acid), 18-머캡토-옥타데실아민(18-mercapto-octadecyl amine), 6-머캡토-헥실아민(6-mercapto-hexyl amine) 또는 8-히드록시-옥틸티올(8-hydroxy-octylthiol), 1-싸이오-글리세롤(1-thio-glycerol), 머캡토 아세트산(mercapto-acetic acid), 머캡토운데카노산(mercapto-undecanoic acid), 하이드록사메이트(hydroxamate), 하이드록사믹 산의 유도체 및 에틸렌디아민(ethylene diaminie) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 수용성 리간드는 머캡토 프로피온산(MPA)을 포함할 수 있다. The water-soluble ligand is silica, polyethylene glycol (PEG), mercaptopropionic acid (MPA), cysteamine, mercapto-acetic acid, mercapto-undecanol, 2-mercapto. Ethanol (2-mercapto-ethanol), 1-thio-glycerol (1-thio glycerol), deoxyribonucleic acid (DNA), mercapto acetic acid, mercapto-undecanoic acid (mercapto-undecanoic) acid), 1-mercapto-6-phenyl hexane (1-mercapto-6-phenyl-hexane), 1,16-dimercapto-hexadecane (1,16-dimecapto-hexadecane), 18-mercapto-octadecyl 18-mercapto-octadecyl amine, tri-octyl phosphine, 6-mercapto-hexane, 6-mercapto-hexanoic acid ), 16-mercapto-hexadecanoic acid (16-mercapto-hexadecanoic acid), 18-mercapto-octadecylamine (18-mercapto-octadecyl amine), 6-mercapto-hexylamine (6-mercapto- hexyl amine) or 8-hydroxy-octylthiol, 1-thio-glycerol, mercapto-acetic acid, mercaptoundecanoic acid (mercapto- undecanoic acid), hydroxamate, a derivative of hydroxamic acid, and ethylene diamine. For example, the water-soluble ligand may include mercaptopropionic acid (MPA).
상기 양자점 제조방법은 상기 코어 형성단계 후, 상기 제1 안정층 형성하는 단계 후, 및 상기 쉘을 형성하는 단계 후에 정제 공정이 없을 수 있다.In the quantum dot manufacturing method, there may be no purification process after the core forming step, after the first stable layer forming step, and after the shell forming step.
상기 양자점 제조방법은 상기 제1 안정층을 형성하는 단계, 상기 쉘을 형성하는 단계, 및 상기 제2 안정층을 형성하는 단계가, 각 단계의 반응물이 포함된 반응조에 이전 단계에서 생성된 생성물을 투입하는 방식일 수 있다.In the quantum dot manufacturing method, the step of forming the first stable layer, the step of forming the shell, and the step of forming the second stable layer, the product generated in the previous step in a reaction tank containing the reactants of each step It may be a method of input.
이하 양자점 제조방법의 각 단계를 구체적으로 설명한다.Hereinafter, each step of the quantum dot manufacturing method will be described in detail.
상기 코어를 형성하는 단계는 코어 전구체, 코어용 리간드 및 완충제를 포함하는 제1 혼합물을 1 분 내지 10 분, 구체적으로 1 분 내지 5 분 동안 가열하여 코어-리간드 입자를 형성하는 단계일 수 있다.The forming of the core may be a step of forming core-ligand particles by heating the first mixture including the core precursor, the ligand for the core and the buffer for 1 minute to 10 minutes, specifically, 1 minute to 5 minutes.
상기 코어 전구체는 양이온 코어 전구체 및 음이온 코어 전구체를 포함할 수 있다. 상기 양이온 코어 전구체는 12족 원소 및 13족 원소 중 하나 이상을 포함할 수 있고, 상기 음이온 코어 전구체는 15족 원소 및 16족 원소 중 하나 이상을 포함할 수 있다.The core precursor may include a cation core precursor and an anion core precursor. The cation core precursor may include at least one of a group 12 element and a group 13 element, and the anion core precursor may include at least one of a
예를 들어, 상기 양이온 코어 전구체는 아연(Zn), 카드뮴(Cd) 및 인듐(In) 중 하나 이상을 포함하고, 상기 음이온 코어 전구체는 황(S), 셀레늄(Se), 텔루륨(Te) 및 인(P) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 코어 전구체는 카드뮴(Cd) 및 셀레늄(Se) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.For example, the cation core precursor includes at least one of zinc (Zn), cadmium (Cd) and indium (In), and the anion core precursor includes sulfur (S), selenium (Se), and tellurium (Te). and phosphorus (P). For example, the core precursor may include at least one of cadmium (Cd) and selenium (Se).
상기 가열은 250℃ 내지 350℃, 구체적으로 270℃ 내지 340℃, 더욱 구체적으로 300℃ 내지 340℃로 가열하는 것일 수 있다. 상기의 범위에서 코어 수율이 증가하고, 반응되지 않는 전구체의 양이 감소한다.The heating may be 250°C to 350°C, specifically 270°C to 340°C, more specifically 300°C to 340°C. In the above range, the core yield increases, and the amount of unreacted precursor decreases.
상기 코어용 리간드는 옥탄티올(octanethiol), 데칸티올(decanethiol), 도데칸티올(dodecanethiol), 라우르산(lauric acid), 팔미트산(palmiticacid), 올레산(oleic acid), 트리-n-옥틸포스핀옥사이드(tri-n-octylphosphine oxide), 트리-n-옥틸포스핀(tri-n-octylphosphine), 옥틸아민(octylamine), 데실아민(decylamine), 디데실아민(didecylamine), 트리데실아민(tridecylamine), 테트라데실아민(tetradecylamine), 펜타데실아민(pentadecylamine), 헥사데실아민(hexadecylamine), 옥타데실아민(octadecylamine) 및 도데실아민(dodecylamine) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 코어용 리간드는 올레산(oleic acid) 또는 트리-n-옥틸포스핀(tri-n-octylphosphine)을 사용할 수 있다.The ligand for the core is octanethiol, decanethiol, dodecanethiol, lauric acid, palmitic acid, oleic acid, tri-n-octyl Phosphine oxide (tri-n-octylphosphine oxide), tri-n-octylphosphine (tri-n-octylphosphine), octylamine, decylamine, didecylamine, tridecylamine ( tridecylamine), tetradecylamine, pentadecylamine, hexadecylamine, octadecylamine, and dodecylamine. For example, the ligand for the core may use oleic acid or tri-n-octylphosphine.
상기 완충제는 1-옥타데센(1-octadecene), 1-노나데센(1-nonadecene), 시스-2-메틸-7-옥타데센(cis-2-methyl-7-octadecene), 1-헵타데센(1-heptadecene), 1-헥사데센(1-hexadecene), 1-펜타데센(1-pentadecene), 1-테트라데센(1-tetradecene), 1-트리데센(1-tridecene), 1-운데센(1-undecene), 1-도데센(1-dodecene) 및 1-데센(1-decene) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 완충제로 1-옥타데센(1-octadecene)를 사용할 수 있다.The buffer is 1-octadecene (1-octadecene), 1-nonadecene (1-nonadecene), cis-2-methyl-7-octadecene (cis-2-methyl-7-octadecene), 1-heptadecene ( 1-heptadecene), 1-hexadecene (1-hexadecene), 1-pentadecene (1-pentadecene), 1-tetradecene (1-tetradecene), 1-tridecene (1-tridecene), 1-undecene ( 1-undecene), 1-dodecene, and 1-decene. For example, 1-octadecene can be used as a buffer.
상기 제1 안정층을 형성하는 단계는 제1 안정층 전구체, 제1 안정층용 리간드를 포함하는 반응조를 1 분 내지 20 분, 구체적으로 5 분 내지 15 분 동안 가열하면서, 상기에서 제조된 코어-리간드 입자를 투입하여 코어-제1 안정층-리간드 입자를 형성할 수 있다. The forming of the first stable layer includes heating the reactor including the first stable layer precursor and the ligand for the first stable layer for 1 minute to 20 minutes, specifically 5 minutes to 15 minutes, while the core-ligand prepared above The particles may be added to form the core-first stable layer-ligand particles.
상기 제1 안정층 전구체는 12족 원소, 13족 원소, 15족 원소 및 16족 원소 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 구체적으로 제1 안정층 전구체는 아연(Zn), 카드뮴(Cd), 인듐(In), 황(S), 셀레늄(Se), 텔루륨(Te) 및 인(P) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 안정층 전구체는 카드뮴(Cd), 셀레늄(Se) 및 황(S) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.The first stable layer precursor may include at least one of a group 12 element, a group 13 element, a
상기 가열은 250℃ 내지 350℃, 구체적으로 270℃ 내지 330℃, 더욱 구체적으로 270℃ 내지 310℃로 가열하는 것일 수 있다. 상기의 범위에서 제1 안정층의 수율이 증가하고, 반응되지 않는 전구체의 양이 감소한다.The heating may be 250°C to 350°C, specifically, 270°C to 330°C, more specifically, 270°C to 310°C. In the above range, the yield of the first stable layer increases, and the amount of unreacted precursor decreases.
상기 제1 안정층용 리간드는 옥탄티올(octanethiol), 데칸티올(decanethiol), 도데칸티올(dodecanethiol), 라우르산(lauric acid), 팔미트산(palmiticacid), 올레산(oleic acid), 트리-n-옥틸포스핀옥사이드(tri-n-octylphosphine oxide), 트리-n-옥틸포스핀(tri-n-octylphosphine), 옥틸아민(octylamine), 데실아민(decylamine), 디데실아민(didecylamine), 트리데실아민(tridecylamine), 테트라데실아민(tetradecylamine), 펜타데실아민(pentadecylamine), 헥사데실아민(hexadecylamine), 옥타데실아민(octadecylamine) 및 도데실아민(dodecylamine) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 안정층용 리간드는 도데칸티올(dodecanethiol)을 사용할 수 있다.The ligand for the first stable layer is octanethiol, decanethiol, dodecanethiol, lauric acid, palmitic acid, oleic acid, tri-n -Octylphosphine oxide (tri-n-octylphosphine oxide), tri-n-octylphosphine (tri-n-octylphosphine), octylamine, decylamine, didecylamine, tridecyl It may include one or more of amine (tridecylamine), tetradecylamine (tetradecylamine), pentadecylamine (pentadecylamine), hexadecylamine (hexadecylamine), octadecylamine (octadecylamine), and dodecylamine (dodecylamine). For example, dodecanethiol may be used as the ligand for the first stable layer.
상기 쉘을 형성하는 단계는 쉘 전구체, 쉘용 리간드를 포함하는 반응조를 5 분 내지 40 분, 구체적으로 15 분 내지 30 분 동안 가열하면서, 상기에서 제조된 코어-제1 안정층-리간드 입자를 투입하여, 코어-제1 안정층-쉘-리간드 입자를 형성할 수 있다. The step of forming the shell includes heating the reactor including the shell precursor and the ligand for the shell for 5 to 40 minutes, specifically 15 to 30 minutes, and adding the prepared core-first stable layer-ligand particles to , core-first stable layer-shell-ligand particles can be formed.
상기 쉘 전구체는 12족 원소, 13족 원소, 15족 원소 및 16족 원소 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 구체적으로 쉘 전구체는 아연(Zn), 카드뮴(Cd), 인듐(In), 황(S), 셀레늄(Se), 텔루륨(Te) 및 인(P) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 쉘 전구체는 카드뮴(Cd), 셀레늄(Se), 아연(Zn) 및 황(S) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.The shell precursor may include at least one of a group 12 element, a group 13 element, a
상기 가열은 250℃ 내지 350℃, 구체적으로 270℃ 내지 330℃, 더욱 구체적으로 270℃ 내지 310℃로 가열하는 것일 수 있다. 상기의 범위에서 쉘의 수율이 증가하고, 반응되지 않는 전구체의 양이 감소한다.The heating may be 250°C to 350°C, specifically, 270°C to 330°C, more specifically, 270°C to 310°C. In the above range, the yield of the shell increases, and the amount of unreacted precursor decreases.
상기 쉘용 리간드는 옥탄티올(octanethiol), 데칸티올(decanethiol), 도데칸티올(dodecanethiol), 라우르산(lauric acid), 팔미트산(palmiticacid), 올레산(oleic acid), 트리-n-옥틸포스핀옥사이드(tri-n-octylphosphine oxide), 트리-n-옥틸포스핀(tri-n-octylphosphine), 옥틸아민(octylamine), 데실아민(decylamine), 디데실아민(didecylamine), 트리데실아민(tridecylamine), 테트라데실아민(tetradecylamine), 펜타데실아민(pentadecylamine), 헥사데실아민(hexadecylamine), 옥타데실아민(octadecylamine) 및 도데실아민(dodecylamine) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 쉘용 리간드는 트리-n-옥틸포스핀(tri-n-octylphosphine)을 사용할 수 있다.The ligand for the shell is octanethiol, decanethiol, dodecanethiol, lauric acid, palmitic acid, oleic acid, tri-n-octylphos tri-n-octylphosphine oxide, tri-n-octylphosphine, octylamine, decylamine, didecylamine, tridecylamine ), tetradecylamine, pentadecylamine, hexadecylamine, octadecylamine, and dodecylamine. For example, the ligand for the shell may use tri-n-octylphosphine.
상기 제2 안정층을 형성하는 단계는 제2 안정층 전구체, 제2 안정층용 리간드를 포함하는 반응조를 10 분 내지 60 분, 구체적으로 20 분 내지 40 분 동안 가열하면서, 상기에서 제조된 코어-제1 안정층-쉘-리간드 입자를 투입하여 코어-제1 안정층-쉘-제2 안정층-리간드 입자를 형성할 수 있다. The forming of the second stable layer includes heating the reactor including the second stable layer precursor and the ligand for the second stable layer for 10 minutes to 60 minutes, specifically 20 minutes to 40 minutes, while the core-agent prepared above 1 stable layer-shell-ligand particles may be added to form core-first stable layer-shell-second stable layer-ligand particles.
상기 제2 안정층 전구체는 12족 원소, 13족 원소, 15족 원소 및 16족 원소 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 구체적으로 제2 안정층 전구체는 아연(Zn), 카드뮴(Cd), 인듐(In), 황(S), 셀레늄(Se), 텔루륨(Te) 및 인(P) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 안정층 전구체는 카드뮴(Cd), 셀레늄(Se) 및 황(S) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.The second stable layer precursor may include at least one of a group 12 element, a group 13 element, a
상기 가열은 250℃ 내지 350℃, 구체적으로 270℃ 내지 330℃, 더욱 구체적으로 270℃ 내지 310℃로 가열하는 것일 수 있다. 상기의 범위에서 제2 안정층의 수율이 증가하고, 반응되지 않는 전구체의 양이 감소한다.The heating may be 250°C to 350°C, specifically, 270°C to 330°C, more specifically, 270°C to 310°C. In the above range, the yield of the second stable layer increases, and the amount of unreacted precursor decreases.
상기 제2 안정층용 리간드는 옥탄티올(octanethiol), 데칸티올(decanethiol), 도데칸티올(dodecanethiol), 라우르산(lauric acid), 팔미트산(palmiticacid), 올레산(oleic acid), 트리-n-옥틸포스핀옥사이드(tri-n-octylphosphine oxide), 트리-n-옥틸포스핀(tri-n-octylphosphine), 옥틸아민(octylamine), 데실아민(decylamine), 디데실아민(didecylamine), 트리데실아민(tridecylamine), 테트라데실아민(tetradecylamine), 펜타데실아민(pentadecylamine), 헥사데실아민(hexadecylamine), 옥타데실아민(octadecylamine) 및 도데실아민(dodecylamine) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 2 안정층용 리간드는 도데칸티올(dodecanethiol)을 사용할 수 있다.The ligand for the second stable layer is octanethiol, decanethiol, dodecanethiol, lauric acid, palmitic acid, oleic acid, tri-n -Octylphosphine oxide (tri-n-octylphosphine oxide), tri-n-octylphosphine (tri-n-octylphosphine), octylamine, decylamine, didecylamine, tridecyl It may include one or more of amine (tridecylamine), tetradecylamine (tetradecylamine), pentadecylamine (pentadecylamine), hexadecylamine (hexadecylamine), octadecylamine (octadecylamine), and dodecylamine (dodecylamine). For example, dodecanethiol may be used as the ligand for the second stable layer.
다른 구체예에 따르면, 상기 양자점 제조방법은 상기 양자점의 지용성 리간드를 수용성 리간드로 치환하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to another embodiment, the quantum dot manufacturing method may further include substituting a water-soluble ligand for the fat-soluble ligand of the quantum dot.
상기 양자점의 지용성 리간드를 수용성 리간드로 치환하는 단계는 수용성 리간드 전구체를 포함하는 반응조에 상기에서 제조된 코어-제1 안정층-쉘-제2 안정층-리간드(지용성) 입자를 투입할 수 있다.In the step of substituting the oil-soluble ligand of the quantum dot with the water-soluble ligand, the prepared core-first stable layer-shell-second stable layer-ligand (oil-soluble) particles may be introduced into a reaction vessel containing a water-soluble ligand precursor.
상기 양자점 제조방법은 상기 양자점의 안정지수가 90% 이상, 구체적으로 95% 이상, 더욱 구체적으로 98% 이상인 양자점을 제조하는 양자점 제조방법일 수 있다.The quantum dot manufacturing method may be a quantum dot manufacturing method for producing a quantum dot having a stability index of 90% or more, specifically 95% or more, and more specifically 98% or more of the quantum dot.
상기 안정지수는 상기 본 발명의 하나의 관점인 양자점에서 설명한 바와 실질적으로 동일하다.The stability index is substantially the same as described in the quantum dot, one aspect of the present invention.
상기 양자점 제조방법은 정제 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 정제 단계는 비극성 용매 내에 상기 양자점을 침전시키고, 상기 양자점을 원심분리하는 단계를 포함하는 것일 수 있다. 본 발명은 양자점이 형성이 완료된 후 최종적으로 정제 단계를 포함할 뿐, 양자점 합성 중에는 정제 단계를 포함하지 않는 것을 특징으로 한다. 정제 단계를 최소로 적용함으로써, 양자점 합성 수율이 높고, 양자점의 안정성 저하를 막을 수 있는 장점이 있다.The quantum dot manufacturing method may further include a purification step. The purification step may include precipitating the quantum dots in a non-polar solvent and centrifuging the quantum dots. The present invention is characterized in that only the final purification step is included after the formation of the quantum dot is completed, and the purification step is not included during the quantum dot synthesis. By applying the minimum purification step, the quantum dot synthesis yield is high, and there is an advantage in that the stability of the quantum dot can be prevented from being deteriorated.
상기 양자점 제조방법의 각 단계는 비활성 기체 분위기에서 수행될 수 있다. 상기 비활성 기체는 18족에 속하는 기체이면 제한되지 않는다. 상기 비활성 기체는 예를 들어, 아르곤, 네온, 헬륨, 크립톤, 제논 및 라돈 중 하나 이상을 포함할 수 있다.Each step of the quantum dot manufacturing method may be performed in an inert gas atmosphere. The inert gas is not limited as long as it belongs to group 18. The inert gas may include, for example, one or more of argon, neon, helium, krypton, xenon, and radon.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail through preferred embodiments of the present invention. However, this is presented as a preferred example of the present invention and cannot be construed as limiting the present invention in any sense.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.Content not described here will be omitted because it can be technically inferred sufficiently by a person skilled in the art.
실시예Example
실시예Example 1 One
3구 플라스크에, Zn(Ac) 1g, CdO 0.441g, Oleic Acid 20mL, Octadecene 75mL를 혼합하고, 150℃에서 1시간 동안 질소 분위기 하에서 수분을 제거한 다음 300℃로 승온한 후, TOP 1ml과 Se 0.045g을 주입하여 3분간 가열하여 코어를 형성하였다.In a three-necked flask, 1 g of Zn(Ac), 0.441 g of CdO, 20 mL of Oleic Acid, and 75 mL of Octadecene were mixed, moisture was removed at 150 ° C for 1 hour under a nitrogen atmosphere, and the temperature was raised to 300 ° C. Then, TOP 1 ml and Se 0.045 g was injected and heated for 3 minutes to form a core.
이후, 도데칸티올(dodecanethiol) 0.5ml을 첨가하고, 10분간 반응시켜 3종 이상의 alloy형태의 제1 안정층을 형성시키고, TOP 1ml과 Se 0.025g 포함되어 있는 용액을 상기 3구 플라스크의 반응구에 투입하여 20분 반응을 시켜 쉘(shell)을 형성하였다.After that, 0.5 ml of dodecanethiol is added and reacted for 10 minutes to form a first stable layer in the form of three or more alloys, and a solution containing 1 ml of TOP and 0.025 g of Se is added to the reaction port of the three-necked flask. was added to the reaction mixture for 20 minutes to form a shell.
쉘(shell) 형성 후 다른 반응구에 Zn(Ac) 1g, CdO 0.21g, Oleic Acid(10mL), Octadecene (35mL)를 300℃에서 반응시켜 제2안정층 재료를 준비하고, 이 중 5ml을 주입하여 30분간 반응 시키고, 도데칸티올(dodecanethiol) 0.5ml을 주입 후 20분 반응시켜 최종적으로 제2 안정층을 형성하고, 에탄올과 톨루엔 혼합 용액으로(mixture) 정제 후 유기용매에 녹여 분산시켜 코어-제1 안정층-쉘-제2 안정층-리간드(지용성) 양자점을 형성하였다. After the shell is formed, 1g of Zn(Ac), 0.21g of CdO, Oleic Acid (10mL), and Octadecene (35mL) are reacted at 300℃ in another reaction port to prepare the second stable layer material, and 5ml of this is injected and reacted for 30 minutes, and 0.5 ml of dodecanethiol was injected and reacted for 20 minutes to finally form a second stable layer. A first stable layer-shell-second stable layer-ligand (oil-soluble) quantum dots were formed.
상기 코어-제1 안정층-쉘-제2 안정층-리간드(지용성) 양자점의 안정지수 및 양자효율을 측정하고, 하기 표 1에 나타내었다.The stability index and quantum efficiency of the core-first stable layer-shell-second stable layer-ligand (oil-soluble) quantum dots were measured, and are shown in Table 1 below.
그 후, 메르캅토 프로피온산(MPA) 가 포함되어 있는 반응조에 상기 제조된 코어-제1 안정층-쉘-제2 안정층 입자를 투입하여, 60℃에서 60 분 동안 반응하여 코어-제1 안정층-쉘-제2 안정층-수용성리간드 양자점을 형성하였다.Thereafter, the prepared core-first stable layer-shell-second stable layer particles were added to a reaction tank containing mercaptopropionic acid (MPA), and reacted at 60° C. for 60 minutes to react with the core-first stable layer. -Shell-Second stable layer-Water-soluble ligand quantum dots were formed.
상기 코어-제1 안정층-쉘-제2 안정층-수용성리간드 양자점의 안정지수 및 양자효율을 측정하고, 변환효율을 계산하여 하기 표 1에 나타내었다.The stability index and quantum efficiency of the core-first stable layer-shell-second stable layer-water-soluble ligand quantum dots were measured, and the conversion efficiency was calculated and shown in Table 1 below.
상기 양자점의 코어의 함량은 카드뮴(Cd) 55 몰%, 셀레늄 45 몰%이고, 상기 제1 안정층의 함량은 카드뮴(Cd) 50 몰%, 셀레늄 23 몰%, 아연 27 몰%이고, 상기 쉘의 함량은 카드뮴(Cd) 14.5 몰%, 셀레늄 4 몰%, 아연 37 몰%, 황 44.5 몰%이고, 상기 제2 안정층의 함량은 카드뮴(Cd) 12 몰%, 아연 44 몰%, 황 44 몰%이었다. 상기 코어는 입경이 2.5nm이고, 제1 안정층, 쉘 및 제2 안정층 각각의 두께는 0.45nm, 2.9nm, 0.4nm였다. 수용성 리간드층의 두께는 0.4 nm였다. The content of the core of the quantum dot is cadmium (Cd) 55 mol%,
상기 양자점 각 층의 함량(몰%) 및 두께는 Time Of Flight- Medium Energy Ion Scattering Spectroscopy: MEIS-K120 SURFACE ANALYSIS SYSTEM(제조사: K-MAC), 양자효율 특성은 QE-SERIES QUANTUM EFFICIENCY MEASUREMENT SYSTEM (제조사 Otsuka Electronics), 사이즈 측정은 OXFORD Instruments사의 TEM으로 측정하였다.The content (mol%) and thickness of each quantum dot layer is Time Of Flight- Medium Energy Ion Scattering Spectroscopy: MEIS-K120 SURFACE ANALYSIS SYSTEM (manufacturer: K-MAC), and quantum efficiency characteristics are QE-SERIES QUANTUM EFFICIENCY MEASUREMENT SYSTEM (manufacturer) Otsuka Electronics), the size was measured with a TEM of OXFORD Instruments.
실시예Example 2 2
3구 플라스크에, Zn(Ac) 2g, CdO 0.2g, Oleic Acid 20mL, Octadecene 75mL를 혼합하고, 150℃에서 1시간 동안 질소 분위기에서 수분을 제거한 다음 310℃ 로 승온한 후, TOP 1ml과 Se 0.045g, 도데칸티올(dodecanethiol) 0.5ml 을 주입하여 10분간 가열하여 코어를 형성하였다.In a three-necked flask, 2 g of Zn(Ac), 0.2 g of CdO, 20 mL of Oleic Acid, and 75 mL of Octadecene were mixed, water was removed in a nitrogen atmosphere at 150 ° C. for 1 hour, and then the temperature was raised to 310 ° C., TOP 1 ml and Se 0.045 g, 0.5 ml of dodecanethiol was injected and heated for 10 minutes to form a core.
이후, TOP 1ml, S 0.2g을 주입하여 5분간 반응시켜, 3종 이상의 alloy형태의 제1 안정층을 형성시키고, 도데칸티올(dodecanethiol) 0.5ml 포함되어 있는 용액을 상기 3구 플라스크에 투입하여 20분 동안 반응시켜 쉘(shell)을 형성하였다.After that, TOP 1ml, S 0.2g were injected and reacted for 5 minutes to form a first stable layer in the form of three or more alloys, and a solution containing 0.5ml of dodecanethiol was put into the three-necked flask, The reaction was carried out for 20 minutes to form a shell.
쉘(shell) 형성 후 다른 반응구에 Zn(Ac) 1g, CdO 0.21g, Oleic Acid 10mL, Octadecene 35mL를 300℃에서 반응시켜, 제2안정층 재료를 준비하고, 이 중 5ml을 주입하여 30분간 반응 시키고, 도데칸티올(dodecanethiol)0.5ml을 주입 후 20분 반응시켜, 최종적으로 제2 안정층을 형성하고, 에탄올과 톨루엔 혼합용액(mixture)으로 정제 후 유기용매에 녹여 분산시켜 코어-제1 안정층-쉘-제2 안정층-리간드(지용성) 양자점을 형성하였다. After the shell is formed, 1 g of Zn(Ac), 0.21 g of CdO, 10 mL of Oleic Acid, and 35 mL of Octadecene are reacted at 300°C in another reaction zone to prepare a second stable layer material, 5 ml of which is injected for 30 minutes After reacting, 0.5 ml of dodecanethiol was injected and reacted for 20 minutes to finally form a second stable layer, purified with an ethanol and toluene mixture, dissolved in an organic solvent, and dispersed to disperse the core-first Stable layer-shell-second stable layer-ligand (oil-soluble) quantum dots were formed.
상기 코어-제1 안정층-쉘-제2 안정층-리간드(지용성) 양자점의 안정지수 및 양자효율을 측정하고, 하기 표 1에 나타내었다.The stability index and quantum efficiency of the core-first stable layer-shell-second stable layer-ligand (oil-soluble) quantum dots were measured, and are shown in Table 1 below.
그 후, 메르캅토 프로피온산(MPA) 가 포함되어 있는 반응조에 상기 제조된 코어-제1 안정층-쉘-제2 안정층 입자를 투입하여, 60℃에서 60 분 동안 반응하여 코어-제1 안정층-쉘-제2 안정층-수용성리간드 양자점을 형성하였다.Thereafter, the prepared core-first stable layer-shell-second stable layer particles were added to a reaction tank containing mercaptopropionic acid (MPA), and reacted at 60° C. for 60 minutes to react with the core-first stable layer. -Shell-Second stable layer-Water-soluble ligand quantum dots were formed.
상기 코어-제1 안정층-쉘-제2 안정층-수용성리간드 양자점의 안정지수 및 양자효율을 측정하고, 변환효율을 계산하여 하기 표 1에 나타내었다The stability index and quantum efficiency of the core-first stable layer-shell-second stable layer-water-soluble ligand quantum dots were measured, and the conversion efficiency was calculated and shown in Table 1 below.
양자점의 코어의 함량(몰%)는 카드뮴(Cd) 80 몰%, 셀레늄 20 몰%이고, 제1 안정층의 함량은 카드뮴(Cd) 26.5 몰%, 셀레늄(Se) 7.5 몰%, 아연(Zn) 12 몰%, 황(S) 54 몰%이고, 쉘의 함량은 카드뮴(Cd) 26 몰%, 셀레늄(Se) 2몰%, 아연(Zn) 16.3 몰%, 황(S) 55.7 몰%이고, 제2 안정층의 함량은 카드뮴(Cd) 31 몰%, 셀레늄(Se) 1 몰%, 아연(Zn) 25 몰%, 황(S) 43 몰%이고, 상기 코어는 입경이 4nm이고, 제1 안정층, 쉘 및 제2 안정층 각각의 두께는 0.5nm, 0.75nm, 0.75nm이고, 수용성 리간드층의 두께는 0.4 nm였다. 안정지수, 양자효율 및 변환효율 등은 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.The content (mol%) of the quantum dot core is cadmium (Cd) 80 mol%,
비교예comparative example 1 One
제1 안정층 및 제2 안정층을 형성하지 않고, 코어와 쉘의 함량을 하기와 같이 조절한 것 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 양자점을 합성하고, 코어-쉘-리간드(지용성) 양자점 및 코어-쉘-수용성리간드 양자점의 안정지수, 양자효율 및 변환효율을 측정하고, 하기 표 1에 나타내었다.Quantum dots were synthesized in the same manner as in Example 1, except that the first and second stable layers were not formed and the contents of the core and shell were adjusted as follows, and core-shell-ligand (oil-soluble) quantum dots And the stability index, quantum efficiency and conversion efficiency of the core-shell-water-soluble ligand quantum dots were measured, and are shown in Table 1 below.
상기 양자점의 코어의 함량은 카드뮴(Cd) 20 몰%, 셀레늄 13 몰%, 아연 50 몰%, 황 17 몰%이고, 상기 쉘의 함량은 셀레늄 5 몰%, 아연 41 몰%, 황 54 몰%이었다. 상기 코어는 입경이 5.8nm이고, 쉘의 두께는 2.4nm였다. 수용성 리간드층의 두께는 0.4 nm였다.The content of the core of the quantum dot is cadmium (Cd) 20 mol%, selenium 13 mol%,
비교예comparative example 2 2
제1 안정층을 형성하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 양자점을 합성하고, 코어-쉘-제2 안정층-리간드(지용성) 양자점 및 코어-쉘-제2 안정층-수용성리간드 양자점의 안정지수, 양자효율 및 변환효율을 측정하고, 하기 표 1에 나타내었다.Quantum dots were synthesized in the same manner as in Example 1 except that the first stable layer was not formed, and core-shell-second stable layer-ligand (oil-soluble) quantum dots and core-shell-second stable layer-water-soluble ligand The stability index, quantum efficiency and conversion efficiency of the quantum dots were measured, and are shown in Table 1 below.
상기 양자점의 코어의 함량은 카드뮴(Cd) 42 몰%, 셀레늄 34 몰%이고, 아연 12 몰%, 황 12 몰%이고, 상기 쉘의 함량은 카드뮴(Cd) 13 몰%, 셀레늄 7.5 몰%, 아연 41 몰%, 황 38.5 몰%이고, 상기 제2 안정층의 함량은 카드뮴(Cd) 47 몰%, 아연 46 몰%, 황 7 몰%이었다. 상기 코어는 입경이 1.8nm이고, 쉘 및 제2 안정층 각각의 두께는 2.1nm, 0.55nm였다. 수용성 리간드층의 두께는 0.4 nm였다.The content of the core of the quantum dot is cadmium (Cd) 42 mol%, selenium 34 mol%, zinc 12 mol%, sulfur 12 mol%, and the content of the shell is cadmium (Cd) 13 mol%, selenium 7.5 mol%, 41 mol% of zinc and 38.5 mol% of sulfur, and the content of the second stable layer was 47 mol% of cadmium (Cd), 46 mol% of zinc, and 7 mol% of sulfur. The core had a particle diameter of 1.8 nm, and the thickness of the shell and the second stabilizing layer were 2.1 nm and 0.55 nm, respectively. The thickness of the water-soluble ligand layer was 0.4 nm.
비교예comparative example 3 3
제1 안정층을 형성하지 않은 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 양자점을 합성하고, 코어-제1 안정층-쉘-리간드(지용성) 양자점 및 코어-제1 안정층-쉘-수용성리간드 양자점의 안정지수, 양자효율 및 변환효율을 측정하고, 하기 표 1에 나타내었다.Quantum dots were synthesized in the same manner as in Example 2 except that the first stable layer was not formed, and core-first stable layer-shell-ligand (oil-soluble) quantum dots and core-first stable layer-shell-water-soluble ligand The stability index, quantum efficiency and conversion efficiency of the quantum dots were measured, and are shown in Table 1 below.
상기 양자점의 코어의 함량은 카드뮴(Cd) 62 몰%, 셀레늄 38 몰%이고, 상기 쉘의 함량은 카드뮴(Cd) 48 몰%, 셀레늄 12 몰%, 아연 12 몰%, 황 28 몰%이고, 상기 제2 안정층의 함량은 카드뮴(Cd) 10 몰%, 셀레늄 10 몰%, 아연 33 몰%, 황 47 몰%이었다. 상기 코어는 입경이 2.3nm이고, 쉘 및 제2 안정층 각각의 두께는 2.5nm, 0.5nm였다. 수용성 리간드층의 두께는 0.4 nm였다.The content of the core of the quantum dot is cadmium (Cd) 62 mol%, selenium 38 mol%, the content of the shell is cadmium (Cd) 48 mol%, selenium 12 mol%, zinc 12 mol%, sulfur 28 mol%, The content of the second stable layer was 10 mol% of cadmium (Cd), 10 mol% of selenium, 33 mol% of zinc, and 47 mol% of sulfur. The core had a particle diameter of 2.3 nm, and the thickness of the shell and the second stabilizing layer was 2.5 nm and 0.5 nm, respectively. The thickness of the water-soluble ligand layer was 0.4 nm.
상기 표 1에서 나타난 바와 같이, 코어, 쉘에, 제1 안정층 및 제2 안정층을 포함하는 본원발명의 양자점은 양자효율이 우수할 뿐만 아니라, 안정지수 및 변환효율 역시 우수하다. 반면, 제1 안정층 및 제2 안정층 중 하나라도 포함하지 않는 비교예 1 내지 3은 모두 양자효율, 안정지수 및 변환효율이 현저히 저하되는 것을 알 수 있다.As shown in Table 1, the quantum dots of the present invention including a first stable layer and a second stable layer in the core, the shell, as well as the quantum efficiency is excellent, the stability index and conversion efficiency is also excellent. On the other hand, it can be seen that in Comparative Examples 1 to 3, which do not include any one of the first and second stable layers, quantum efficiency, stability index, and conversion efficiency are significantly reduced.
물성 평가방법Property evaluation method
(1) 코어, 쉘, 안정층 및 리간드층의 성분 및 함량 분석: QE-SERIES QUANTUM EFFICIENCY MEASUREMENT SYSTEM (Otsuka Electronics)를 사용하여 양자효율측정하였고, MEIS-K120 SURFACE ANALYSIS SYSTEM(TOF-MEIS:K-MAC)으로 리간드 성분비 분석 TEM으로 SIZE분석하였다.(1) Analysis of components and contents of core, shell, stabilizing layer and ligand layer: Quantum efficiency was measured using QE-SERIES QUANTUM EFFICIENCY MEASUREMENT SYSTEM (Otsuka Electronics), and MEIS-K120 SURFACE ANALYSIS SYSTEM (TOF-MEIS:K- MAC) was analyzed for ligand composition ratio, and TEM was analyzed for SIZE.
(2) 양자효율: QE-SERIES QUANTUM EFFICIENCY MEASUREMENT SYSTEM (Otsuka Electronics): Rate of the numberof fluorescence photons to the number of absorbed photons를 사용하여 양자효율을 측정하였다.(2) Quantum efficiency: QE-SERIES QUANTUM EFFICIENCY MEASUREMENT SYSTEM (Otsuka Electronics): Rate of the number of fluorescence photons to the number of absorbed photons was used to measure quantum efficiency.
(3) 변환효율: 최외곽의 지용성 리간드를 수용성 리간드로 치환하는 경우, 하기 식 1에 의해 변환효율을 산출하였다.(3) Conversion Efficiency: When the outermost lipid-soluble ligand is substituted with a water-soluble ligand, the conversion efficiency is calculated by the following formula (1).
[식 1][Equation 1]
변환효율(%) = (Cw/Cf) x 100Conversion efficiency (%) = (Cw/Cf) x 100
(상기 식 1에서, Cw는 최외곽에 수용성 리간드를 포함하는 양자점의 양자효율이고, Cf는 최외곽에 지용성 리간드를 포함하는 양자점의 양자효율임).(In Equation 1, Cw is the quantum efficiency of the quantum dot containing the water-soluble ligand in the outermost, Cf is the quantum efficiency of the quantum dot containing the fat-soluble ligand in the outermost).
(4) 안정지수(4) Stability index
1) 지용성 리간드를 포함하는 양자점: 양자점 합성 후, 양자점을 용매(핵산:톨루엔=1:1)와 섞은 다음 원심분리하여 침전시키고, 상기 침전된 양자점에 아세톤을 첨가하여 원심분리하는 정제를 3회 반복한 후, 최종 정제된 양자점 파우더를 0.1mg/ml 농도로 톨루엔 용액에 녹이고, 형광등과 실온상태에서 보관하며, 양자효율을 50일간 측정하고, 하기 식 2에 의해 산출하여, 상기 표 1에 기재하였다. 실시예 1 및 비교예 1의 지용성 리간드를 포함하는 양자점의 시간에 따른 상대양자효율(0일 상대양자효율 100% 기준)의 변화에 대해서는 도 2에 그래프로 도시하였다.1) Quantum dots containing fat-soluble ligand: After synthesizing quantum dots, the quantum dots are mixed with a solvent (nucleic acid: toluene = 1:1) and then precipitated by centrifugation, purified by centrifugation by adding acetone to the precipitated quantum dots 3 times After repeating, the final purified quantum dot powder is dissolved in a toluene solution at a concentration of 0.1 mg/ml, stored under a fluorescent lamp and at room temperature, and quantum efficiency is measured for 50 days, calculated by the following formula 2, and is described in Table 1 did. The change in the relative quantum efficiency (based on the 0-day relative quantum efficiency of 100%) with time of the quantum dots containing the fat-soluble ligand of Example 1 and Comparative Example 1 is graphically shown in FIG. 2 .
[식 2][Equation 2]
안정지수(%)=(50일 양자효율)/(0일 양자효율) × 100Stability index (%) = (50-day quantum efficiency)/(0-day quantum efficiency) × 100
(상기 식 2에서 0일 양자효율은 정제 직후 양자효율을 의미하고, 50일 양자효율은 정제 후 톨루엔 용액에 50일 간 실온 보관 후 0일 양자효율에 대한 양자효율을 의미한다)(In Equation 2, the 0-day quantum efficiency means the quantum efficiency immediately after purification, and the 50-day quantum efficiency means the quantum efficiency relative to the 0-day quantum efficiency after purification and storage at room temperature for 50 days in a toluene solution)
2) 수용성 리간드를 포함하는 양자점: 양자점 합성 후, 클로로포름으로 3회 원심분리하고, 필터를 통하여 프리 리간드를 제거하는 방법으로 정제한 후, 상기 양자점을 95 ℃ 물에서 2시간 동안 중탕시킨 후, 하기 식 3에 의해 산출하여, 상기 표 1에 기재하였다. 실시예 1 및 비교예 1의 수용성 리간드를 포함하는 양자점의 시간에 따른 양자효율의 변화(중탕 전 양자효율 100% 기준)에 대해서는 도 3에 그래프로 도시하였다.2) Quantum dots containing water-soluble ligand: After synthesizing quantum dots, centrifugation with chloroform three times, and purification by removing free ligands through a filter, and then bathing the quantum dots in water at 95 ° C. for 2 hours, followed by the following It was calculated by Equation 3, and is shown in Table 1 above. The change in quantum efficiency with time (based on 100% quantum efficiency before bathing) of the quantum dots including the water-soluble ligand of Example 1 and Comparative Example 1 is graphically illustrated in FIG. 3 .
[식 3][Equation 3]
안정지수(%)=(2시간 중탕 후 양자효율)/(중탕 전 양자효율) × 100Stability index (%) = (quantum efficiency after 2 hours of bathing) / (quantum efficiency before bathing) × 100
Claims (32)
상기 양자점은 상기 코어와 상기 쉘 사이에 제1 안정층, 상기 쉘 상에 제2 안정층, 및 최외곽에 지용성 리간드 함유 리간드층을 포함하고,
상기 코어, 상기 쉘, 상기 제1 안정층, 상기 제2 안정층은 각각 12족-16족계 화합물을 포함하고,
상기 제2 안정층은 12족 원소와 16족 원소의 몰비가 4 : 6 내지 6 : 4이고,
상기 양자점은 상기 지용성 리간드를 수용성 리간드로 치환하는 경우, 하기 식 1에 의한 변환효율이 100% 이상인 양자점:
[식 1]
변환효율(%) = (Cw/Cf) x 100
(상기 식 1에서, Cw는 최외곽에 수용성 리간드를 포함하는 양자점의 양자효율이고, Cf는 최외곽에 지용성 리간드를 포함하는 양자점의 양자효율임).
It is a quantum dot comprising a core-shell structure,
The quantum dots include a first stable layer between the core and the shell, a second stable layer on the shell, and a ligand layer containing a lipid-soluble ligand at the outermost portion,
The core, the shell, the first stabilizing layer, and the second stabilizing layer each include a group 12-16 compound,
In the second stable layer, the molar ratio of the group 12 element and the group 16 element is 4: 6 to 6: 4,
When the quantum dot is substituted for the fat-soluble ligand with a water-soluble ligand, the quantum dot has a conversion efficiency of 100% or more by the following formula 1:
[Equation 1]
Conversion efficiency (%) = (Cw/Cf) x 100
(In Equation 1, Cw is the quantum efficiency of the quantum dot containing the water-soluble ligand in the outermost, Cf is the quantum efficiency of the quantum dot containing the fat-soluble ligand in the outermost).
The quantum dot according to claim 1, wherein each of the shell, the first stabilizing layer, and the second stabilizing layer comprises three or more components.
The quantum dot according to claim 1, wherein the core has a diameter of 1 nm to 6 nm.
The quantum dot according to claim 1, wherein the shell has a thickness of 0.5 nm to 10 nm.
The quantum dot according to claim 1, wherein the thickness of the first or second stabilizing layer is 0.3 nm to 2 nm.
The quantum dot of claim 1, wherein the quantum dot has an average diameter of 6 nm to 30 nm.
The quantum dot of claim 1, wherein the quantum dot has a quantum efficiency of 80% or more.
[식 2]
안정지수(%)=(50일 양자효율)/(0일 양자효율) × 100
(상기 식 2에서 0일 양자효율은 정제 직후 양자효율을 의미하고, 50일 양자효율은 정제 후 톨루엔 용액에 50일 간 실온 보관 후의 양자효율을 의미한다).
The quantum dot according to claim 1, wherein the quantum dot has a stability index of 90% or more of Formula 2:
[Equation 2]
Stability index (%) = (50-day quantum efficiency)/(0-day quantum efficiency) × 100
(In Equation 2, the 0-day quantum efficiency means the quantum efficiency immediately after purification, and the 50-day quantum efficiency means the quantum efficiency after purification and storage at room temperature for 50 days in a toluene solution).
The quantum dot according to claim 1, wherein the half width at half maximum of the quantum dot is 40 nm or less.
According to claim 1, wherein the Group 12-16 compound is cadmium sulfide (CdS), cadmium selenide (CdSe), cadmium thelenide (CdTe), zinc sulfide (ZnS), zinc selenide (ZnSe), zinc thelenide (ZnTe), Mercurysulfide (HgS), Mercury Selenide (HgSe), Mercury Telenide (HgTe), Zinc Oxide (ZnO), Cadmium Oxide (CdO), Mercury Oxide (HgO), Cadmium Selenium Sulfide (CdSeS), Cadmium Selenium Telenide (CdSeTe), Cadmium Sulfide Telenide (CdSTe), Cadmium Zinc Sulfide (CdZnS), Cadmium Zinc Selenide (CdZnSe), Cadmium Sulfide Selenide (CdSSe), Cadmium Zinc Telenide (CdZnTe), Cadmium Mercury Sulfide ( CdHgS), Cadmium Mercury Selenide (CdHgSe), Cadmium Mercury Selenide (CdHgTe), Zinc Selenium Sulfide (ZnSeS), Zinc Selenium Telenide (ZnSeTe), Zinc Sulfide Telenide (ZnSTe), Mercury Selenium Sulfide (HgSeS), Mercury Selenium Sulfide (HgSeS) Selenium Telenide (HgSeTe), Mercurysulfide Thelenide (HgSTe), Mercury Zinc Sulfide (HgZnS), Mercury Zinc Selenide (HgZnSe), Cadmium Zinc Oxide (CdZnO), Cadmium Mercury Oxide (CdHgO), Zinc Mercury Oxide (ZnHgO) , zinc selenium oxide (ZnSeO), zinc telen oxide (ZnTeO), zinc sulfide oxide (ZnSO), cadmium selenium oxide (CdSeO), cadmium selenium oxide (CdTeO), cadmium sulfide oxide (CdSO), mercury selenium oxide (HgSeO) ), Mercury Telenium Oxide (HgTeO), Mercury Sulfide Oxide (HgSO), Cadmium Zinc Selenium Sulfide (CdZnSeS), Cadmium Zinc Selenium Telenide (CdZnSeTe), Cadmium Zinc Sulfide Telenide (CdZnSTe), Cadmium Mercury Selenium Sulfide (CdHSgSeS) , Cadmium Mercury Selenium Telenide (CdHgSeTe), Cadmium Mercury Sulfide Telenide (CdHgSTe), Mercury Zinc Selenium Sulfide (HgZnSeS), Mercury Zinc Selenium Telenide (HgZnSeTe), Mercury Zinc Sulfide Telenide (HgZnSeTe) STe), Cadmium Zinc Selenium Oxide (CdZnSeO), Cadmium Zinc Telenium Oxide (CdZnTeO), Cadmium Zinc Sulfide Oxide (CdZnSO), Cadmium Mercury Selenium Oxide (CdHgSeO), Cadmium Mercury Telenium Oxide (CdHgTeO), Cadmium Mercury Sulfide Oxide (CdHgTeO) Quantum dots comprising at least one of CdHgSO), zinc mercury selenium oxide (ZnHgSeO), zinc mercury terenium oxide (ZnHgTeO), and zinc mercury sulfide oxide (ZnHgSO).
The method of claim 1, wherein the fat-soluble ligand is tri-n-octylphosphine oxide, decylamine, didecylamine, tridecylamine, tetradecylamine (tetradecylamine), pentadecylamine, hexadecylamine, octadecylamine, undecylamine, dioctadecylamine, N,N-dimethyldecylamine (N, N-dimethyldecylamine), N,N-dimethyldodecylamine (N,N-dimethyldodecylamine), N,N-dimethylhexadecylamine (N,N-dimethylhexadecylamine), N,N-dimethyltetradecylamine (N,N- dimethyltetradecylamine), N,N-dimethyltridecylamine (N,N-dimethyltridecylamine), N,N-dimethylundecylamine (N,N-dimethylundecylamine), N-decylamine (N-decylamine), N-methyloctadecyl Amine (N-methyloctadecylamine), didodecylamine (didodecylamine), tridodecylamine (tridodecylamine), cyclododecylamine (cyclododecylamine), N-methyldodecylamine (N-methyldodecylamine), trioctylamine (trioctylamine), lauric acid, palmitic acid, oleic acid, stearic acid, myristicacid, elaidic acid, eicosanoic acid, heneicosanoic acid, tricosanoic acid, docosanoic acid, tetracosanoic acid, hexacosanoic acid, heptacosanoic acid Quantum dots comprising at least one of tacosanoic acid, octacosanoic acid, and cis-13-docosenoic acid.
According to claim 1, wherein the water-soluble ligand is silica, PEG (polyethylene glycol), mercaptopropionic acid (MPA), cysteamine (cysteamine), mercaptoacetic acid (mercapto-acetic acid), mercapto-undecanol (mercapto-undecanol) ), 2-mercapto-ethanol, 1-thio-glycerol, deoxyribonucleic acid (DNA), mercapto acetic acid, mercapto unde Cano acid (mercapto-undecanoic acid), 1-mercapto-6-phenyl hexane (1-mercapto-6-phenyl-hexane), 1,16-dimercapto-hexadecane (1,16-dimecapto-hexadecane), 18 -mercapto-octadecylamine (18-mercapto-octadecyl amine), tri-octyl phosphine, 6-mercapto-hexane (6-mercapto-hexane), 6-mercapto-hexanoic acid ( 6-mercapto-hexanoic acid), 16-mercapto-hexadecanoic acid (16-mercapto-hexadecanoic acid), 18-mercapto-octadecyl amine (18-mercapto-octadecyl amine), 6-mercapto-hexyl 6-mercapto-hexyl amine or 8-hydroxy-octylthiol, 1-thio-glycerol, mercapto-acetic acid, mercap Quantum dots comprising at least one of mercapto-undecanoic acid, hydroxamate, a derivative of hydroxamic acid, and ethylene diamine.
The quantum dot of claim 1 , wherein the core, the shell, the first stabilizing layer and the second stabilizing layer include cadmium (Cd).
상기 양자점은 중심으로 갈수록 카드뮴(Cd) 또는 셀레늄(Se)의 몰%가 증가하는 양자점.
22. The method of claim 21,
The quantum dot is a quantum dot in which the mole % of cadmium (Cd) or selenium (Se) increases toward the center.
상기 코어는 카드뮴(Cd) 및 셀레늄(Se) 중 하나 이상을 포함하고,
상기 제1 안정층은 카드뮴(Cd), 셀레늄(Se) 및 아연(Zn) 중 하나 이상을 포함하고,
상기 쉘은 카드뮴(Cd), 셀레늄(Se), 아연(Zn) 및 황(S) 중 하나 이상을 포함하고,
상기 제2 안정층은 카드뮴(Cd), 아연(Zn) 및 황(S) 중 하나 이상을 포함하는 양자점.
According to claim 1,
The core includes at least one of cadmium (Cd) and selenium (Se),
The first stabilizing layer includes at least one of cadmium (Cd), selenium (Se), and zinc (Zn),
The shell includes at least one of cadmium (Cd), selenium (Se), zinc (Zn) and sulfur (S),
The second stable layer is a quantum dot comprising at least one of cadmium (Cd), zinc (Zn) and sulfur (S).
상기 코어는 카드뮴(Cd) 및 셀레늄(Se) 중 하나 이상을 포함하고,
상기 제1 안정층은 카드뮴(Cd), 셀레늄(Se), 아연(Zn) 및 황(S) 중 하나 이상을 포함하고,
상기 쉘은 카드뮴(Cd), 셀레늄(Se), 아연(Zn) 및 황(S) 중 하나 이상을 포함하고,
상기 제2 안정층은 카드뮴(Cd), 셀레늄(Se), 아연(Zn) 및 황(S) 중 하나 이상을 포함하는 양자점.
According to claim 1,
The core includes at least one of cadmium (Cd) and selenium (Se),
The first stable layer includes at least one of cadmium (Cd), selenium (Se), zinc (Zn) and sulfur (S),
The shell includes at least one of cadmium (Cd), selenium (Se), zinc (Zn) and sulfur (S),
The second stable layer is quantum dots comprising at least one of cadmium (Cd), selenium (Se), zinc (Zn), and sulfur (S).
상기 코어와 카드뮴(Cd) 또는 셀레늄(Se)의 함량 차이가 15 몰% 이하이고,
상기 쉘과 아연(Zn)의 함량 차이가 15 몰% 이하인 양자점.
According to claim 1, wherein the first stabilizing layer,
The difference in the content of the core and cadmium (Cd) or selenium (Se) is 15 mol% or less,
A quantum dot having a content difference between the shell and zinc (Zn) of 15 mol% or less.
상기 쉘과 황(S) 또는 아연(Zn)의 함량 차이가 10 몰% 이하인 양자점.
According to claim 1, wherein the second stabilizing layer,
A quantum dot having a content difference of 10 mol% or less between the shell and sulfur (S) or zinc (Zn).
황(S)의 함량이 40 몰% 내지 50 몰%인 양자점.
According to claim 1, wherein the second stabilizing layer,
Quantum dots having a sulfur (S) content of 40 mol% to 50 mol%.
제1 안정층을 형성하는 단계;
쉘을 형성하는 단계;
제2 안정층을 형성하는 단계;
를 포함하는 하기 식 1에 의한 변환효율이 100% 이상인, 제1항의 양자점을 제조하는 양자점 제조방법:
[식 1]
변환효율(%) = (Cw/Cf) x 100
(상기 식 1에서, Cw 및 Cf는 최외곽의 지용성 리간드를 수용성 리간드로 치환하는 경우, 최외곽에 수용성 리간드를 포함하는 양자점의 양자효율(Cw) 및 최외곽에 지용성 리간드를 포함하는 양자점의 양자효율(Cf)임).
forming a core;
forming a first stabilizing layer;
forming a shell;
forming a second stabilizing layer;
A quantum dot manufacturing method for producing the quantum dot of claim 1, wherein the conversion efficiency is 100% or more by the following formula 1 comprising:
[Equation 1]
Conversion efficiency (%) = (Cw/Cf) x 100
(In Equation 1, Cw and Cf are the quantum efficiency (Cw) of the quantum dot containing the water-soluble ligand in the outermost portion when the outermost fat-soluble ligand is substituted with the water-soluble ligand, and the quantum dot containing the fat-soluble ligand in the outermost portion. Efficiency (Cf)).
The method of claim 28, wherein after the core forming step, after the forming the first stable layer, and after the forming the shell, there is no purification process.
각 단계의 반응물이 포함된 반응조에 이전 단계에서 생성된 생성물을 투입하는 방식인 양자점 제조방법.
29. The method of claim 28, wherein forming the first stabilizing layer, forming the shell, and forming the second stabilizing layer comprises:
A quantum dot manufacturing method in which the product generated in the previous step is added to a reaction tank containing the reactants of each step.
The method of claim 28, further comprising substituting a water-soluble ligand for the fat-soluble ligand of the quantum dot.
[식 2]
안정지수(%)=(50일 양자효율)/(0일 양자효율) × 100
(상기 식 2에서 0일 양자효율은 정제 직후 양자효율을 의미하고, 50일 양자효율은 정제 후 톨루엔 용액에 50일 간 실온 보관 후의 양자효율을 의미한다).
The method of claim 31, wherein the quantum dot has a stability index of 90% or more of the following formula 2:
[Equation 2]
Stability index (%) = (50-day quantum efficiency)/(0-day quantum efficiency) × 100
(In Equation 2, the 0-day quantum efficiency means the quantum efficiency immediately after purification, and the 50-day quantum efficiency means the quantum efficiency after purification and storage at room temperature for 50 days in a toluene solution).
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020150187796A KR102306678B1 (en) | 2015-12-28 | 2015-12-28 | Quantum dot and the method for preparing the same |
TW105136253A TWI626294B (en) | 2015-12-28 | 2016-11-08 | Quantum dot and the method for preparing the same |
PCT/KR2016/013869 WO2017116014A1 (en) | 2015-12-28 | 2016-11-29 | Quantum dot and method for producing same |
CN201680051632.8A CN107949618B (en) | 2015-12-28 | 2016-11-29 | Quantum dot and preparation method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020150187796A KR102306678B1 (en) | 2015-12-28 | 2015-12-28 | Quantum dot and the method for preparing the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20170077945A KR20170077945A (en) | 2017-07-07 |
KR102306678B1 true KR102306678B1 (en) | 2021-10-01 |
Family
ID=59224901
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020150187796A KR102306678B1 (en) | 2015-12-28 | 2015-12-28 | Quantum dot and the method for preparing the same |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102306678B1 (en) |
CN (1) | CN107949618B (en) |
TW (1) | TWI626294B (en) |
WO (1) | WO2017116014A1 (en) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102374223B1 (en) * | 2017-09-19 | 2022-03-14 | 엘지디스플레이 주식회사 | Quantum dot and Quantum dot film, LED package, Light Emitting diode and Display device including the same |
KR101965241B1 (en) * | 2017-10-25 | 2019-04-03 | 한국세라믹기술원 | Manufacturing method of nanoparticle with amine group |
KR102498792B1 (en) * | 2018-05-30 | 2023-02-13 | 주식회사 제우스 | Method for detecting targent antigen and biological diagnosis device by using quantom-dot and quantom-dot bead comprising multifunctional ligand |
KR20200000742A (en) | 2018-06-25 | 2020-01-03 | 삼성전자주식회사 | Semiconductor nanocrystal-lignad composite and device including composite |
WO2020127188A1 (en) * | 2018-12-20 | 2020-06-25 | Merck Patent Gmbh | Surface modified semiconducting light emitting nanoparticles and process for preparing such |
KR102121055B1 (en) * | 2019-06-07 | 2020-06-11 | 주식회사 신아티앤씨 | Compounds for quantum dot ligand comprising a (meth)acrylate structure having carboxyl group, quantum dot particles comprising quantum dot ligands formed by the compounds, and composition comprising the quantum dot particles, and preparation method of the compounds |
KR102071688B1 (en) * | 2019-06-07 | 2020-04-01 | 주식회사 신아티앤씨 | Quantum dot particles comprising quantum dot ligands having thiol group and, hydroxy group or carboxyl group, and composition comprising the quantum dot particles, and preparation method of the quantum dot ligands |
KR102207329B1 (en) * | 2020-01-06 | 2021-01-25 | 주식회사 신아티앤씨 | Quantum dot particles comprising quantum dot ligands having thiol group and, hydroxy group or carboxyl group, and composition comprising the quantum dot particles, and preparation method of the quantum dot ligands |
KR102174457B1 (en) * | 2020-06-03 | 2020-11-04 | 주식회사 신아티앤씨 | Compounds for quantum dot ligand comprising a (meth)acrylate structure having carboxyl group, quantum dot particles comprising quantum dot ligands formed by the compounds, and composition comprising the quantum dot particles, and preparation method of the compounds |
KR102207330B1 (en) * | 2020-06-03 | 2021-01-28 | 주식회사 신아티앤씨 | Compounds for quantum dot ligand comprising a (meth)acrylate structure having carboxyl group, quantum dot particles comprising quantum dot ligands formed by the compounds, and composition comprising the quantum dot particles, and preparation method of the compounds |
KR102207331B1 (en) * | 2020-06-03 | 2021-01-28 | 주식회사 신아티앤씨 | Compounds for quantum dot ligand comprising a (meth)acrylate structure having carboxyl group, quantum dot particles comprising quantum dot ligands formed by the compounds, and composition comprising the quantum dot particles, and preparation method of the compounds |
CN111875896B (en) * | 2020-07-29 | 2021-12-28 | 武汉珈源同创科技有限公司 | Quantum dot polymer compound and preparation method thereof |
CN115651638B (en) * | 2022-12-10 | 2024-06-14 | 福州大学 | PN junction CdSe/PbS/CdS quantum well material with one-dimensional core-shell heterostructure and preparation method thereof |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100657639B1 (en) * | 2004-12-13 | 2006-12-14 | 재단법인서울대학교산학협력재단 | Large scale one-pot synthesis of semiconductor quantum dots |
GB0820101D0 (en) * | 2008-11-04 | 2008-12-10 | Nanoco Technologies Ltd | Surface functionalised nanoparticles |
CN101805613A (en) * | 2010-05-07 | 2010-08-18 | 天津大学 | Surface functionalization silicon dioxide water-soluble modified quantum dot and preparation method thereof |
KR20120053325A (en) * | 2010-11-17 | 2012-05-25 | 한국과학기술원 | Synthesis and post-synthesis method for quantum dots using a novel ligand-exchange method |
KR20150072888A (en) * | 2013-12-20 | 2015-06-30 | 한국과학기술연구원 | Quantum dot sensitized metal oxide phototransistor and manufacturing process thereof |
-
2015
- 2015-12-28 KR KR1020150187796A patent/KR102306678B1/en active IP Right Grant
-
2016
- 2016-11-08 TW TW105136253A patent/TWI626294B/en not_active IP Right Cessation
- 2016-11-29 WO PCT/KR2016/013869 patent/WO2017116014A1/en active Application Filing
- 2016-11-29 CN CN201680051632.8A patent/CN107949618B/en active Active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
‘Synthesis and Characterization of Highly Luminescent CdSe-Core CdS/Zn0.5Cd0.5S/ZnS Multishell Nanocrystals’, Renguo Xie 외, J. Am. Chem. Soc., Vol.127, pp.7480-7488 (2005) 1부.* |
‘White-Light-Emitting Diodes with Quantum Dot Color Converters for Display Backlights’, Eunjoo Jang 외, Adv. Mater., Vol.22, pp.3076-3080 (2010) 1부.* |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20170077945A (en) | 2017-07-07 |
TWI626294B (en) | 2018-06-11 |
CN107949618B (en) | 2020-06-12 |
CN107949618A (en) | 2018-04-20 |
WO2017116014A1 (en) | 2017-07-06 |
TW201734176A (en) | 2017-10-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102306679B1 (en) | Quantum dot and the method for preparing the same | |
KR102306678B1 (en) | Quantum dot and the method for preparing the same | |
EP3102647B1 (en) | Oxo- and hydroxo-based composite inorganic ligands for quantum dots | |
EP3102648B1 (en) | Quantum dots with inorganic ligands in an inorganic matrix | |
KR101874413B1 (en) | Method for producing quantum dot | |
JP6325556B2 (en) | PDMS-based ligands for quantum dots in silicone | |
US10562770B2 (en) | Nanoparticles passivated with cationic metal-chalcogenide compound | |
US20130146834A1 (en) | Quantum dot-matrix thin film and method of producing the same | |
US9902900B2 (en) | Nanoparticle polymer and method of preparing a nanoparticle polymer | |
EP2034002A2 (en) | Nanoncrystal-metal oxide composites and preparation method thereof | |
KR101668480B1 (en) | Surface treatment method for giving chemical resistance to quantum dot and quantum dot manufactured by the same | |
KR102309848B1 (en) | Quantum dot nanoparticle and manufacturing method thereof | |
KR20220022010A (en) | Semiconductor nanoparticles, color conversion member including the same, and lighting apparatus including the same | |
US20240026222A1 (en) | Semiconductor nanoparticles and electronic device including the same | |
KR102193724B1 (en) | A surface-treated inorganic nanoemitter and preparation method thereof | |
KR20230081111A (en) | Quantum dot and manufacturing method thereof | |
CN114854417A (en) | Preparation method of nanocrystal, nanocrystal and application thereof | |
WO2020075116A1 (en) | Polymer rail with moisture and oxygen stable quantum dots |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right |