KR102485510B1 - A quantum dot arrangement method for photoluminescence system using electrophoresis - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광발광계용 양자점의 배열방법에 있어서, (a) 무극성을 띄는 양자점 및 무극성을 띄는 부도체 입자를 준비하는 단계, (b) 무극성을 띄는 양자점 및 무극성을 띄는 부도체 입자를 극성을 띄는 양자점 및 극성을 띄는 부도체 입자로 변환시키는 단계, (c) 극성을 띄는 양자점과 극성을 띄는 부도체 입자를 극성용매에 혼합하여 분산하는 단계 및 (d) 전기영동법을 이용하여 극성을 띄는 양자점과 극성을 띄는 부도체 입자를 패터닝하는 단계를 포함하고, 다수로 형성되는 극성을 띄는 양자점은 다수로 형성되는 극성을 띄는 부도체 입자에 의해 서로 이격되도록 위치하는 것을 특징으로 하는 전기영동을 이용한 광발광계용 양자점 배열방법을 제공한다.The present invention relates to a method for arranging quantum dots for a photoluminescent system, (a) preparing non-polar quantum dots and non-polar non-conductor particles, (b) using non-polar quantum dots and non-polar non-conductor particles as polar quantum dots and Converting polar insulator particles into polar insulator particles, (c) mixing and dispersing polar quantum dots and polar insulator particles in a polar solvent, and (d) polar insulator quantum dots and polar insulators by electrophoresis Provides a method for arranging quantum dots for a photoluminescence system using electrophoresis, comprising patterning particles, wherein a plurality of polarized quantum dots are positioned to be spaced apart from each other by a plurality of polar non-conductive particles formed in plurality. do.

Description

전기영동을 이용한 광발광계용 양자점 배열방법{A quantum dot arrangement method for photoluminescence system using electrophoresis}A quantum dot arrangement method for photoluminescence system using electrophoresis}

본 발명은 전기영동을 이용한 광발광계용 양자점 배열방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 극성용매에 극성을 가진 양자점과 부도체 입자를 분산시키고 전기영동법을 이용하여 극성을 가진 양자점과 부도체 입자를 원하는 패턴대로 패터닝하여 배열하는 전기영동을 이용한 광발광계용 양자점 배열방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for arranging quantum dots for a photoluminescence system using electrophoresis, and more particularly, by dispersing polarized quantum dots and insulator particles in a polar solvent and dispersing polarized quantum dots and insulator particles in a desired pattern using electrophoresis. It relates to a method for arranging quantum dots for a photoluminescence system using electrophoresis, which is patterned and arranged.

양자점을 이용한 발광다이오드는 우수한 색재현성, 높은 발광효율 등의 장점이 있어 차세대 디스플레이 기술로 주목 받고 있다.Light-emitting diodes using quantum dots are attracting attention as a next-generation display technology because of their advantages such as excellent color reproducibility and high luminous efficiency.

그럼에도 불구하고, 양자점을 이용한 발광다이오드 관련 기술은 고해상도 배열 기술의 부재로 인하여 상용화에 어려움이 있다.Nevertheless, light emitting diode-related technology using quantum dots has difficulties in commercialization due to the absence of high-resolution array technology.

보다 상세하게 디스플레이 장치를 구현하기 위한 광원은 발광의 원리현상에 따라 몰체가 높은 온도로 가열되어 발광하는 열복사 및 열과 온도에 관계없이 원자나 분자에너지상태의 변환에 의해 발광하는 루미네선스(luminescence: 냉광)로 나뉜다.In more detail, the light source for realizing the display device is heat radiation that emits light when the polymer body is heated to a high temperature according to the principle of light emission, and luminescence that emits light by conversion of atomic or molecular energy state regardless of heat and temperature. cold light).

이중 루미네선스는 세부 에너지 전달 매체의 형태에 따라 전계발광(electroluminescence, EL), 광발광(photo-luminescence, PL), 방전형 발광 및 화학발광 등으로 구분할 수 있다.Among them, luminescence can be classified into electroluminescence (EL), photo-luminescence (PL), discharge-type luminescence, and chemiluminescence according to the shape of a detailed energy delivery medium.

전계발광(electroluminescence, EL)은 양쪽 전극에서 전자와 정공의 형태로 전기적 에너지가 주입되어 양자점이 빛을 낸다.In electroluminescence (EL), quantum dots emit light by injecting electrical energy in the form of electrons and holes from both electrodes.

특히, VR 장치에서는 초고해상도(1200ppi 이상)가 구현되어야 모기장 현상 (screen door effect)이 발생하지 않고 실감나는 영상 구현이 가능하기 때문에 고해상도의 구현이 필수적이다.In particular, in VR devices, it is essential to implement high resolution because ultra-high resolution (1200 ppi or more) must be implemented so that a screen door effect does not occur and realistic images can be implemented.

상기한 문제점을 해소하기 위하여 본 출원인은 분산된 용매 내에 형성된 전기장에서 전위차를 이용하여 양자점을 일측의 전극으로 이동/부착시키는 EPD(electricphoresis deposition), 교류(AC)를 이용하여 일측 및 타측의 전극으로 양자점을 부착시키는 DEPD(dielectricphoresis deposition) 기술을 이용하여 전기발광계 양자점을 배열함으로써 고해상도를 구현하는 제 10-2020-0088910 호(전기영동법을 이용한 극성을 가지는 양자점의 배열방법)를 출원한 바 있다.In order to solve the above problems, the present applicant uses EPD (electrophoresis deposition) to move/attach quantum dots to one electrode using a potential difference in an electric field formed in a dispersed solvent, and to one and the other electrode using alternating current (AC). We have applied for No. 10-2020-0088910 (A method for arranging polarized quantum dots using electrophoresis) that implements high resolution by arranging electroluminescent quantum dots using DEPD (dielectricphoresis deposition) technology for attaching quantum dots.

한편, 광발광계(photo-luminescence, PL)는 외부로부터 빛(photon, 광자)의 형태로 특정 파장의 에너지가 주입되어 양자점이 빛을 낸다.On the other hand, in the photo-luminescence (PL) system, quantum dots emit light by injecting energy of a specific wavelength in the form of photons (photons) from the outside.

이때, 광발광계용 양자점을 배열하기 위한 방법으로는 진공증착방식, 잉크젯 프린팅 방식, 포토리소그래피 방식 등이 있다.At this time, as a method for arranging the quantum dots for the photoluminescent system, there are a vacuum deposition method, an inkjet printing method, a photolithography method, and the like.

그러나, 진공증착방식은 재료 사용효율이 낮고 잉크젯 프린팅 방식은 대면적에서의 필름의 두께 및 균일성 제어가 어렵고 초고해상도의 디스플레이를 구현하는 것이 불가능하며, 포토리소그래피 방식은 고농도의 양자점이 분산되어 있는 밀베이스(millbase)제작의 한계 및 베이킹(baking) 및 에칭(ehching)공정에서의 양자점의 신뢰도가 감소하는 문제가 있다.However, the vacuum deposition method has low material usage efficiency, the inkjet printing method is difficult to control the thickness and uniformity of the film in a large area, and it is impossible to implement a super-high resolution display, and the photolithography method has a high density of quantum dots dispersed. There is a problem in that the reliability of the quantum dots decreases in the limitations of millbase fabrication and baking and etching processes.

따라서, 광발광계용으로 사용 가능하고 초고해상도를 구현하면서 소광 현상을 최소화시키는 양자점의 배열과 관련된 연구개발이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need for research and development related to an array of quantum dots that can be used for photoluminescence and minimizes extinction while realizing ultra-high resolution.

(특허문헌 1) 등록특허공보 제10-0219836호(1999.06.16.)(Patent Document 1) Registered Patent Publication No. 10-0219836 (1999.06.16.)

(특허문헌 2) 공개특허공보 제10-2002-0094479호(2002.12.18.)(Patent Document 2) Patent Publication No. 10-2002-0094479 (2002.12.18.)

상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 극성용매에 극성을 띄는 양자점 및 부도체 입자를 넣어 분산시키고 양극을 띄는 양전극기판 및 음극을 띄는 음전극기판에 기설정된 패턴에 양자점 및 부도체 입자를 패터닝하여 배열하는 전기영동을 이용한 광발광계용 양자점 배열방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention to solve the above problem is to put quantum dots and insulator particles having polarity in a polar solvent to disperse them, and to pattern the quantum dots and insulator particles in a predetermined pattern on a positive electrode substrate having an anode and a negative electrode substrate having a negative electrode. It is to provide a method of arranging quantum dots for a photoluminescence system using electrophoresis to arrange them.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the above-mentioned technical problem, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. There will be.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 (a) 무극성을 띄는 양자점 및 무극성을 띄는 부도체 입자를 준비하는 단계; (b) 상기 무극성을 띄는 양자점 및 상기 무극성을 띄는 부도체 입자를 극성을 띄는 양자점 및 극성을 띄는 부도체 입자로 변환시키는 단계; (c) 상기 극성을 띄는 양자점과 상기 극성을 띄는 부도체 입자를 극성용매에 혼합하여 분산하는 단계; 및 (d) 전기영동법을 이용하여 상기 극성을 띄는 양자점과 상기 극성을 띄는 부도체 입자를 패터닝하는 단계;를 포함하고, 다수로 형성되는 상기 극성을 띄는 양자점은 다수로 형성되는 상기 극성을 띄는 부도체 입자에 의해 서로 이격되도록 위치하는 것을 특징으로 하는 전기영동을 이용한 광발광계용 양자점 배열방법을 제공한다.The configuration of the present invention for achieving the above object is (a) preparing non-polar quantum dots and non-polar non-conductor particles; (b) converting the non-polar quantum dots and non-polar insulator particles into polar quantum dots and polar insulator particles; (c) mixing and dispersing the polarized quantum dots and the non-conductive particles having polarity in a polar solvent; and (d) patterning the polar quantum dots and the polar insulator particles using an electrophoresis method, wherein the plurality of polar quantum dots are formed in plurality of the polar insulator particles. It provides a method for arranging quantum dots for a photoluminescent system using electrophoresis, characterized in that they are positioned to be spaced apart from each other by.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 극성을 띄는 부도체 입자는 상기 극성을 띄는 양자점보다 상대적으로 큰 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the polar non-conductive particles may be characterized in that they are relatively larger than the polar quantum dots.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 (a) 단계는, (a1) 분산 용액과 머르캅토 관능기를 구비한 산 화합물 또는 염기 화합물이 수용된 수용 용기를 준비하는 단계; (a2) 상기 수용 용기에 상기 무극성을 띄는 양자점 및 상기 무극성을 띄는 부도체 입자를 투입한 후 가열하는 단계; 및 (a3) 상기 분산 용액, 상기 머르캅토 관능기를 구비한 산 화합물 또는 염기 화합물 및 상기 무극성을 띄는 양자점 및 상기 무극성을 띄는 부도체 입자를 기설정된 온도에 맞춰 기설정된 시간 동안 반응시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, step (a) may include: (a1) preparing a container containing a dispersion solution and an acid compound or base compound having a mercapto functional group; (a2) injecting the non-polar quantum dots and the non-polar non-conductor particles into the container and then heating them; and (a3) reacting the dispersion solution, the acid compound or base compound having the mercapto functional group, the non-polar quantum dots, and the non-polar non-conductor particles at a predetermined temperature for a predetermined time. that can be characterized.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 (b) 단계는, (b1) 상기 무극성을 띄는 양자점 및 상기 무극성을 띄는 부도체 입자를 표면개질하는 단계; (b2) 상기 표면개질된 양자점 및 부도체 입자를 세척하는 단계; 및 (b3) 상기 세척된 양자점 및 부도체 입자를 수분산하여 극성을 띄는 양자점 및 극성을 띄는 부도체 입자를 생성시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the step (b) may include (b1) surface-reforming the non-polar quantum dots and the non-polar non-conductor particles; (b2) washing the surface-modified quantum dots and non-conductive particles; and (b3) water-dispersing the washed quantum dots and insulator particles to produce polar quantum dots and polar insulator particles.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 (b2) 단계는, 유기용매가 수용된 세척 용기를 준비하는 단계; 상기 유기용매에 상기 표면 개질된 양자점 및 부도체 입자를 분산하고 침전시키는 과정을 교번적으로 수행하여 세척하는 단계; 및 상기 세척된 양자점 및 부도체 입자를 자연건조 및 진공건조 중 적어도 어느 하나로 건조시켜 잔류용매를 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, step (b2) may include preparing a washing container containing an organic solvent; washing by alternately dispersing and precipitating the surface-modified quantum dots and non-conductive particles in the organic solvent; and drying the washed quantum dots and non-conductive particles by at least one of natural drying and vacuum drying to remove residual solvents.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 (b3) 단계는, 상기 잔류용매가 제거된 양자점 및 부도체 입자를 완충용액에 분산시킨 양자점 분산용액을 형성하는 단계; 원심분리법으로 상기 양자점 및 부도체 입자 분산용액에 존재하는 양자점 및 부도체 입자의 응집체 및 불순물을 제거하는 단계; 상기 양자점 및 부도체 입자 분산용액에 pH 조절된 완충용액을 혼합하는 단계; 및 상기 pH를 조절하여 상기 표면 개질된 양자점 및 부도체 입자에 전하를 부여하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the step (b3) may include forming a quantum dot dispersion solution in which the residual solvent is removed and the non-conductive particles are dispersed in a buffer solution; removing agglomerates and impurities of quantum dots and non-conducting particles present in the dispersion solution of quantum dots and non-conducting particles by centrifugation; mixing a pH-adjusted buffer solution with the dispersion solution of quantum dots and non-conductive particles; and imparting charge to the surface-modified quantum dots and non-conductive particles by adjusting the pH.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 (d) 단계는, (d1) 수용부에 수용되는 극성용매, 상기 극성용매에 분산된 상기 극성을 띄는 양자점 및 상기 극성을 띄는 부도체 입자를 준비하는 단계; (d2) 기설정된 패턴이 형성되는 양전극기판 및 음전극기판을 상기 극성용매에 담그는 단계; 및 (d3) 전원공급부가 상기 양전극기판 및 상기 음전극기판과 전기적으로 연결되고 상기 양전극기판 및 상기 음전극기판에 전원을 인가하여 상기 기설정된 패턴에 전기장을 형성시키는 단계;를 포함하고, 상기 전기장의 형태는 직류(DC) 및 교류(AC)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the step (d) may include (d1) preparing a polar solvent accommodated in the accommodating unit, the polarized quantum dots dispersed in the polar solvent, and the non-conductive particles having the polarity; (d2) immersing the positive electrode substrate and the negative electrode substrate on which a predetermined pattern is formed into the polar solvent; and (d3) a power supply unit electrically connected to the positive electrode substrate and the negative electrode substrate, and applying power to the positive electrode substrate and the negative electrode substrate to form an electric field in the predetermined pattern. may be characterized by including direct current (DC) and alternating current (AC).

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 (d) 단계는, (d4) 상기 극성용매에 분산된 극성을 띄는 양자점 및 상기 극성을 띄는 부도체 입자가 상기 양전극기판의 기설정된 패턴 및 상기 음전극기판의 기설정된 패턴 중 적어도 어느 하나에 배열되어 상기 전기영동법에 의해 패터닝되는 단계; 및 (d5) 상기 양전극기판 및 상기 음전극기판을 상기 극성용매로부터 꺼내어 건조시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, in the step (d), (d4) the polar quantum dots dispersed in the polar solvent and the polar non-conductor particles are set in a predetermined pattern of the positive electrode substrate and a predetermined pattern of the negative electrode substrate. Arranged in at least one of the patterns and patterned by the electrophoresis method; and (d5) taking the positive electrode substrate and the negative electrode substrate out of the polar solvent and drying them.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 극성용매는 상기 전기장이 형성 가능한 물질로서 물, 탈이온수(DIW: delonized water), 아세톤, 에테르, 클로로포름, 에틸 아세테이트, 이소프로필알콜(IPA: Iso Propyl Alcohol), 헥산, 벤젠, 톨루엔 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the polar solvent is a material capable of forming the electric field and includes water, deionized water (DIW), acetone, ether, chloroform, ethyl acetate, isopropyl alcohol (IPA), It may be characterized in that it includes at least one of hexane, benzene, and toluene.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 극성을 띄는 양자점 및 상기 극성을 띄는 부도체 입자는 제타 포텐셜(zeta potential)에 의해 분산됨에 따라 양극 및 음극 중 어느 하나의 극성을 띄는 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the polarized quantum dots and the non-conductive particles having polarity may be characterized in that they exhibit either positive or negative polarity as they are dispersed by zeta potential.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 극성을 띄는 양자점 및 상기 극성을 띄는 부도체 입자는 리간드 치환에 의해 분산됨에 따라 양극 및 음극 중 어느 하나의 극성을 띄는 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the polar quantum dots and the non-conductive particles having polarity may be characterized in that they exhibit either positive or negative polarity as they are dispersed by ligand substitution.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 극성을 띄는 부도체 입자는 폴리머 입자 및 세라믹 입자 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the polar non-conductive particles may include at least one of polymer particles and ceramic particles.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 전술한 바에 따른 전기영동을 이용한 광발광계용 양자점 배열방법을 적용하여 제조된 전기발광소자를 제공한다.The configuration of the present invention for achieving the above object provides an electroluminescent device manufactured by applying the method of arranging quantum dots for a photoluminescence system using electrophoresis according to the above.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 전술한 바에 따른 전기영동을 이용한 광발광계용 양자점 배열방법을 적용하여 제조된 디스플레이용 QD패널을 제공한다.The configuration of the present invention for achieving the above object provides a QD panel for a display manufactured by applying the method of arranging quantum dots for a photoluminescence system using electrophoresis according to the above.

상기와 같은 구성에 따르는 본 발명의 효과는, 극성용매에 극성을 띄는 양자점 및 부도체 입자를 넣어 분산시키고 양극을 띄는 양전극기판 및 음극을 띄는 음전극기판에 기설정된 패턴에 양자점 및 부도체 입자를 패터닝하여 배열함에 따라 퀀칭 현상을 최소화시키고 화소 1200ppi 이상의 구현이 가능하다.The effect of the present invention according to the configuration as described above is obtained by dispersing polarized quantum dots and insulator particles in a polar solvent, patterning the quantum dots and insulator particles in a predetermined pattern on a positive electrode substrate having an anode and a negative electrode substrate having a negative electrode, and then arranging them. Accordingly, it is possible to minimize the quenching phenomenon and implement a pixel resolution of 1200ppi or higher.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the above effects, and should be understood to include all effects that can be inferred from the detailed description of the present invention or the configuration of the invention described in the claims.

도 1의 (a), (b)는 본 발명의 일실시예에 따른 전기영동을 이용한 광발광계용 양자점 배열방법에 사용되는 양자점을 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전기영동을 이용한 광발광계용 양자점 배열방법에 사용되는 양자점을 나타낸 단면사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전기영동을 이용한 광발광계용 양자점 배열방법에서 사용되는 광발광계용 양자점 배열장치를 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전기영동을 이용한 광발광계용 양자점 배열방법을 나타낸 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 전기영동을 이용한 광발광계용 양자점 배열방법에서 양자점이 리간드 치환되는 과정을 나타낸 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전기영동을 이용한 광발광계용 양자점 배열방법에 사용되는 양자점을 수분산하여 리간드 치환 및 제타 포텐셜 조절과 관련된 파장에 따른 형광(PL: Photoluminescence) 강도를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 전기영동을 이용한 광발광계용 양자점 배열방법에서 극성을 띄는 양자점 및 부도체 입자를 시뮬레이션 및 패터닝하는 과정을 나타낸 개념도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 전기영동을 이용한 광발광계용 양자점 배열방법에 의해 배열된 양자점 및 부도체 입자 패턴을 특성 파악 및 분석, 디바이스 엔지니어링하여 최종적인 양자점 및 부도체 입자 패턴을 구현하는 과정을 나타낸 개념도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 전기영동을 이용한 광발광계용 양자점 배열방법에 의해 배열된 양자점 및 부도체 입자 패턴을 실제로 측정한 도면이다.
도 10은 전기영동법을 이용한 본 발명의 일실시예에 따른 전기영동을 이용한 광발광계용 양자점 배열방법에 의해 배열된 양자점 및 부도체 입자 패턴의 기술적 난이도를 종래기술과 비교한 그래프이다.
1 (a) and (b) are conceptual diagrams illustrating quantum dots used in a method for arranging quantum dots for a photoluminescence system using electrophoresis according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional perspective view showing quantum dots used in a method for arranging quantum dots for a photoluminescence system using electrophoresis according to an embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram showing a quantum dot arrangement device for a photoluminescence system used in a method for arranging quantum dots for a photoluminescence system using electrophoresis according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method of arranging quantum dots for a photoluminescence system using electrophoresis according to an embodiment of the present invention.
5 is a conceptual diagram illustrating a process of ligand substitution of quantum dots in a method for arranging quantum dots for a photoluminescence system using electrophoresis according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph showing photoluminescence (PL) intensity according to wavelength related to ligand substitution and zeta potential control by dispersing quantum dots used in a method for arranging quantum dots for a photoluminescence system according to an embodiment of the present invention. to be.
7 is a conceptual diagram illustrating a process of simulating and patterning polarized quantum dots and non-conductive particles in a method for arranging quantum dots for a photoluminescence system using electrophoresis according to an embodiment of the present invention.
8 is a process of realizing the final quantum dot and non-conductive particle pattern by characterizing, analyzing, and device engineering the quantum dot and non-conductive particle patterns arranged by the method of arranging quantum dots for photoluminescence using electrophoresis according to an embodiment of the present invention. It is a conceptual diagram showing
9 is a view of actually measuring quantum dots and non-conductive particle patterns arranged by the method of arranging quantum dots for a photoluminescence system using electrophoresis according to an embodiment of the present invention.
10 is a graph comparing the technical difficulty of quantum dots and non-conductive particle patterns arranged by the method of arranging quantum dots for a photoluminescence system using electrophoresis according to an embodiment of the present invention using electrophoresis with those of the prior art.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be embodied in many different forms and, therefore, is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected (connected, contacted, combined)" with another part, this is not only "directly connected", but also "indirectly connected" with another member in between. "Including cases where In addition, when a part "includes" a certain component, it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in this specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "include" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

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

1. 극성을 띄는 양자점(100)1. Polarized quantum dots (100)

이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 전기영동법을 이용한 광발광계용 양자점 배열방법에 사용되는 양자점을 설명하도록 한다.Hereinafter, quantum dots used in the method of arranging quantum dots for a photoluminescent system using electrophoresis according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 .

도 1의 (a), (b)는 본 발명의 일실시예에 따른 전기영동을 이용한 광발광계용 양자점 배열방법에 사용되는 양자점을 나타낸 개념도이다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전기영동을 이용한 광발광계용 양자점 배열방법에 사용되는 양자점을 나타낸 단면사시도이다.1 (a) and (b) are conceptual diagrams illustrating quantum dots used in a method for arranging quantum dots for a photoluminescence system using electrophoresis according to an embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional perspective view showing quantum dots used in a method for arranging quantum dots for a photoluminescence system using electrophoresis according to an embodiment of the present invention.

도 1의 (a), (b) 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 전기영동법을 이용한 광발광계용 양자점(100)은 전기영동법을 이용한 패터닝을 통하여 양자점 패턴을 제조하기 위해 사용된다.Referring to (a), (b) and FIG. 2 of FIG. 1 , the quantum dot 100 for photoluminescence using electrophoresis according to an embodiment of the present invention is to manufacture a quantum dot pattern through patterning using electrophoresis. used

종래의 양자점은 카드뮴을 주로 사용하고 있었으나, 근래에는 친환경 카드뮴 프리 양자점(카드뮴이 없는 녹색 양자점) 소재를 개발하여 사용한다.Conventional quantum dots mainly used cadmium, but in recent years, eco-friendly cadmium-free quantum dots (cadmium-free green quantum dots) materials have been developed and used.

양자점(12)은 양자제한효과를 갖는 반도체 나노결정을 의미하며, 평균 직경이 약 1 내지 20 nm 정도를 가질 수 있다. 본 명세서에 개시된 기술에 사용되는 양자점(12)의 종류는 특별히 제한되지 않으며, II-VI, III-V족 및 IV족 물질을 예로 들 수 있다. 구체적으로 양자점(12)은 ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InP, InAs, InSb, AlS, AlP, AlAs, AlSb, PbS, PbSe, Ge 및 Si로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 양자점(12)은 단일 구조 또는 코어-쉘 구조를 가질 수 있다.The quantum dot 12 means a semiconductor nanocrystal having a quantum confinement effect, and may have an average diameter of about 1 to 20 nm. The type of quantum dot 12 used in the technology disclosed herein is not particularly limited, and examples thereof include II-VI, III-V, and IV materials. Specifically, the quantum dots 12 are made of ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InP, InAs, InSb, AlS, AlP, AlAs, AlSb, PbS, PbSe, Ge and Si. It may be one or more selected from the group. The quantum dots 12 may have a single structure or a core-shell structure.

또한, 양자점(100)은 유기 용매 중에 전구체 물질을 넣고 나노 입자들을 성장시키는 습식 공정에 의해 주로 합성될 수 있다. 나노 입자의 성장 정도에 따라 에너지 밴드갭의 조절에 따른 다양한 파장대의 광을 얻을 수 있다.In addition, the quantum dot 100 may be mainly synthesized by a wet process in which a precursor material is placed in an organic solvent and nanoparticles are grown. Depending on the degree of growth of the nanoparticles, light of various wavelengths can be obtained according to the control of the energy bandgap.

상기한 양자점(100)은 퀀텀닷(QD: Quantum Dot)으로도 통용되며, 이러한 양자점(100)은 코어부(110), 쉘부(120), 리간드부(130) 및 극성부(140)를 포함한다.The quantum dot 100 described above is also commonly used as a quantum dot (QD), and this quantum dot 100 includes a core part 110, a shell part 120, a ligand part 130 and a polar part 140 do.

도 2를 참조하면, 코어부(110)는 구형의 중심체로서, 양자점(100)의 중심부에 위치한다. 코어부(110)는 양자점(100)의 높은 양자효율과 구조적 안정성을 높이기 위해 구성된다.Referring to FIG. 2 , the core part 110 is a spherical central body and is located at the center of the quantum dot 100 . The core part 110 is configured to increase high quantum efficiency and structural stability of the quantum dots 100 .

도 1의 (a), (b) 및 도 2를 참조하면, 쉘부(120)는 코어부(110)를 둘러싸는 소정의 두께를 가지는 구형상일 수 있다. 또한, 쉘부(120)은 전자 및 전공과 같은 전하 캐리어의 구속 및 표면 상태의 효과적인 제거를 달성하는 데 도움을 주며, 이로 인해 양자 수율과 안정성을 향상시킬 수 있다.Referring to (a), (b) and 2 of FIG. 1 , the shell part 120 may have a spherical shape surrounding the core part 110 and having a predetermined thickness. In addition, the shell portion 120 helps achieve confinement of charge carriers such as electrons and holes and effective removal of surface states, thereby improving quantum yield and stability.

또한, 쉘부(120)은 환경 변화 및 광 산화 분해로부터 보호하는 역할을 한다.In addition, the shell part 120 serves to protect from environmental changes and photo-oxidative decomposition.

아울러, 쉘부(120)의 표면에는 도 1의 (a), (b) 및 도 2에 도시된 바와 같이 분산과 제어가 용이하도록 고분자 리간드인 리간드부(130)가 부착되어 있는 구조를 갖고 있다.In addition, the surface of the shell part 120 has a structure in which a ligand part 130, which is a polymer ligand, is attached to facilitate dispersion and control, as shown in (a), (b) and FIG. 1 of FIG. 1 .

리간드부(130)는 쉘부(120)에 결합되며, 도 1의 (a), (b) 및 도 2에 도시된 바와 같이 적어도 하나가 형성될 수 있다.The ligand portion 130 is coupled to the shell portion 120, and at least one may be formed as shown in (a), (b) and FIG. 2 of FIG. 1 .

또한, 적어도 하나의 리간드부(130)는 탄화수소 체인일 수 있다.In addition, at least one ligand portion 130 may be a hydrocarbon chain.

구체적으로 리간드부(130)의 일측은 쉘부(120)의 표면에 결합된 바인딩 그룹(Binding group, 예를 들어 -SH, -COOH)과 연결되고 리간드부(130)의 타측은 -NH3 +, -COO-, -SO3 - 등의 극성부(140)와 결합한다.Specifically, one side of the ligand portion 130 is connected to a binding group (eg, -SH, -COOH) bonded to the surface of the shell portion 120, and the other side of the ligand portion 130 is -NH 3 + , -COO-, -SO 3 - coupled with the polarity portion 140 , such as.

리간드(130)는 주변 환경으로부터 나노 결정을 물리적으로 보호할 뿐만 아니라 전자 트랩의 효과적인 부동화로 인해 광 발광 양자 수율을 향상시킴으로써 오제 재결합 효과를 방지하는 데 도움을 준다.The ligand 130 not only physically protects the nanocrystal from the surrounding environment, but also helps prevent the Auger recombination effect by enhancing the photoluminescence quantum yield due to effective passivation of electron traps.

극성부(140)는 도 1의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 리간드부(130)에 결합되어 양극 및 음극 중 어느 하나의 극성을 띈다.As shown in (a) and (b) of FIG. 1 , the polarity portion 140 is bonded to the ligand portion 130 and has either a positive polarity or a negative polarity.

구체적으로 극성부(140)는 적어도 하나의 리간드부(140)와 리간드 치환에 의해 양극 및 음극 중 어느 하나의 극성을 띄게 된다.Specifically, the polarity portion 140 has one polarity of an anode or a cathode by ligand substitution with at least one ligand portion 140 .

상기한 바에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 양자점(100)은 양극 및 음극 중 어느 하나의 극성을 가짐에 따라 전기영동법을 이용한 패터닝을 통하여 양자점 및 부도체 입자 패턴을 제조하는데 사용될 수 있다.As the quantum dots 100 according to an embodiment of the present invention according to the above have either a positive or negative polarity, they can be used to manufacture quantum dots and non-conductive particle patterns through patterning using electrophoresis.

2. 광발광계용 양자점의 제조방법2. Manufacturing method of quantum dots for photoluminescence

이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 광발광계용 양자점의 제조방법을 설명하도록 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a quantum dot for a photoluminescent system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6 .

특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 광발광계용 양자점의 제조방법은 도 4에 도시된 순서도에서 S100단계 내지 S200단계까지를 나타낸다.In particular, the method of manufacturing a quantum dot for a photoluminescence system according to an embodiment of the present invention shows steps S100 to S200 in the flow chart shown in FIG. 4 .

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전기영동을 이용한 광발광계용 양자점 배열방법을 나타낸 순서도이다. 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 전기영동을 이용한 광발광계용 양자점 배열방법에서 양자점이 리간드 치환되는 과정을 나타낸 개념도이다.4 is a flowchart illustrating a method of arranging quantum dots for a photoluminescence system using electrophoresis according to an embodiment of the present invention. 5 is a conceptual diagram illustrating a process of ligand substitution of quantum dots in a method for arranging quantum dots for a photoluminescence system using electrophoresis according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광발광계용 양자점의 제조방법은 전기영동법을 이용한 패터닝을 통하여 전기발광소자를 제조하기 위해 사용되는 양자점의 제조방법에 있어서, (a) 무극성을 띄는 양자점을 준비하는 단계(S100), (b) 무극성을 띄는 양자점을 표면 개질하는 단계(S200), (c) 표면 개질된 양자점을 세척하는 단계(S300) 및 (d) 세척된 양자점을 수분산하여 극성을 띄는 양자점(100)을 생성시키는 단계(S400)를 포함하고, 양자점(100)은 리간드 치환에 의해 양극 및 음극 중 어느 하나의 극성을 띈다.Referring to FIG. 4, the method of manufacturing quantum dots for photoluminescence system according to an embodiment of the present invention is a method of manufacturing quantum dots used to manufacture an electroluminescent device through patterning using electrophoresis, (a) non-polarity Preparing the quantum dots that stand out (S100), (b) surface-modifying the non-polar quantum dots (S200), (c) washing the surface-modified quantum dots (S300), and (d) dispersing the washed quantum dots in water and generating polarized quantum dots 100 (S400), wherein the quantum dots 100 have either a positive polarity or a negative polarity by ligand substitution.

여기서, 전기발광소자는 TV나 모니터와 같이 시각적으로 출력하기 위한 디스플레이장치에 적용되는 소자로서, 예시적으로 QLED일 수 있다.Here, the electroluminescent element is an element applied to a display device for visually outputting, such as a TV or a monitor, and may be illustratively a QLED.

상기 (a) 단계는 도 1 및 도 2에 도시된 극성을 띄는 양자점(100)을 제조하기 위한 준비 단계로서, (a1) 분산 용액과 머르캅토 관능기를 구비한 산 화합물 또는 염기 화합물이 수용된 수용 용기를 준비하는 단계, (a2) 수용 용기에 무극성 양자점을 투입한 후 가열하는 단계 및 (a3) 분산 용액, 머르캅토 관능기를 구비한 산 화합물 또는 염기 화합물 및 무극성을 띄는 양자점을 기설정된 온도에 맞춰 기설정된 시간 동안 반응시키는 단계를 포함한다.Step (a) is a preparation step for preparing the polar quantum dot 100 shown in FIGS. 1 and 2, and includes (a1) a container containing a dispersion solution and an acid compound or base compound having a mercapto functional group. preparing, (a2) adding non-polar quantum dots to a container and then heating them, and (a3) preparing a dispersion solution, an acid compound or base compound having a mercapto functional group, and non-polar quantum dots according to a predetermined temperature. and reacting for a set period of time.

다음, 상기 (b) 단계에서는 양자점의 표면 개질을 위해 양자점의 분산 용액에 전하를 띄는 물질을 넣고 가열하는 방법을 사용할 수 있다. 양자점의 표면을 개질하기 위해 사용하는 물질로는 머르캅토 관능기를 구비한 산 또는 염기 화합물을 들 수 있으며, 구체적으로 머르캅토아세트산(mercaptoacetic acid, MAA), 3-머르캅토프로피온산(3-mercaptopropionic acid), 시스테아민(cysteamine), 아미노에탄티올(aminoethanethiol) 또는 N,N-디메틸-2-머르캅토에틸 암모늄(N,N-dimethyl-2-mercaptoethyl ammonium) 등을 단독 또는 조합하여 사용할 수 있다. 표면 개질 시의 반응온도는 25~200℃의 온도 범위에서 30분~10시간, 바람직하게는 1시간~10시간 진행될 수 있다.Next, in the step (b), a method of adding a material having a charge to the dispersion solution of quantum dots and heating may be used to modify the surface of the quantum dots. Materials used to modify the surface of quantum dots include acid or base compounds having mercapto functional groups, specifically mercaptoacetic acid (MAA), 3-mercaptopropionic acid , cysteamine, aminoethanethiol, or N,N-dimethyl-2-mercaptoethyl ammonium may be used alone or in combination. The reaction temperature at the time of surface modification may be carried out for 30 minutes to 10 hours, preferably 1 hour to 10 hours in the temperature range of 25 ~ 200 ℃.

다음, 상기 (c) 단계는 표면 개질된 양자점과 공존하는 잔류 물질 및 불순물을 제거하는 단계로서, (c1) 유기용매가 수용된 세척 용기를 준비하는 단계, (c2) 유기용매에 표면 개질된 양자점을 분산하고 침전시키는 과정을 교번적으로 수행하여 세척하는 단계 및 (c3) 세척된 양자점을 자연건조 및 진공건조 중 적어도 어느 하나로 건조시켜 잔류용매를 제거하는 단계를 포함한다.Next, the step (c) is a step of removing residual substances and impurities coexisting with the surface-modified quantum dots, (c1) preparing a washing container containing an organic solvent, (c2) adding the surface-modified quantum dots to the organic solvent. and (c3) drying the washed quantum dots by at least one of natural drying and vacuum drying to remove residual solvent.

즉, 상기 (b) 단계에서 반응이 완료되면, 상기 (c) 단계에서는 세척공정이 수행되는데, 이때 세척공정은 유기용매에 분산하였다 침전시키는 과정이 반복될 수 있으며, 충분한 세척이 이루어지기 위해서는 3~10회 반복하는 것이 바람직하다. 상기와 같이 세척이 완료되면, 세척된 양자점 중 잔류용매를 자연건조, 진공건조 등의 방법으로 제거하는 것이 좋다. 잔류용매를 제거함으로써 양자점의 응집체가 형성되는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있다. 잔류용매를 충분히 제거하기 위해서는 1~12시간 동안 진공건조시키는 것이 바람직하다.That is, when the reaction in step (b) is completed, a washing process is performed in step (c). At this time, the washing process may repeat the process of dispersing and precipitating in an organic solvent. ~10 repetitions are preferred. When the washing is completed as described above, it is preferable to remove the residual solvent among the washed quantum dots by natural drying, vacuum drying, or the like. By removing the residual solvent, the formation of aggregates of quantum dots can be more effectively prevented. In order to sufficiently remove the residual solvent, vacuum drying is preferably performed for 1 to 12 hours.

이와 같은 방법으로, 잔류용매가 제거되면 양자점을 사용하고자 하는 용매, 예를 들어 물 또는 트리스 완충액(Tris buffer) 등과 같은 완충용액에 분산시켜 양자점 분산용액을 형성할 수 있다. 상기 분산용액에는 표면이 개질된 양자점뿐만 아니라, 양자점의 응집체 및 불순물들이 존재하기 때문에 이를 컬럼, 필터링, 원심분리 등의 방법에 의해 제거할 수 있으며, 바람직하게는 원심분리법이 좋다.In this way, when the residual solvent is removed, the quantum dots may be dispersed in a solvent to be used, for example, water or a buffer solution such as Tris buffer to form a quantum dot dispersion solution. Since not only surface-modified quantum dots, but also aggregates and impurities of quantum dots exist in the dispersion solution, they can be removed by methods such as column, filtering, and centrifugation, preferably centrifugation.

마지막으로 상기 (d) 단계는 최종적으로 원하는 극성을 띄는 양자점(100)이 완성되는 단계로서, (d1) 잔류용매가 제거된 양자점을 완충용액에 분산시킨 양자점 분산용액을 형성하는 단계, (d2) 원심분리법으로 양자점 분산용액에 존재하는 양자점의 응집체 및 불순물을 제거하는 단계, (d3) 양자점 분산용액에 pH 조절된 완충용액을 혼합하는 단계 및 (d4) pH를 조절하여 표면 개질된 양자점에 전하를 부여하는 단계를 포함한다.Finally, the step (d) is a step in which the quantum dots 100 having the desired polarity are finally completed, (d1) forming a quantum dot dispersion solution in which the residual solvent is removed in a buffer solution, (d2) Removing aggregates and impurities of quantum dots present in the quantum dot dispersion solution by centrifugation, (d3) mixing the pH-adjusted buffer solution with the quantum dot dispersion solution, and (d4) adjusting the pH to charge the surface-modified quantum dots. It includes giving

이를 위해 우선적으로 분산용액을 준비한다. 표면 개질된 양자점의 분산용액은 수중에 1 중량% 이상, 바람직하게는 3 중량% 이상의 농도로 분산시킨 것을 사용할 수 있다. 상기 농도의 분산용액을 사용하면 균일하고 밀집된 단일 층을 형성할 수 있다.To this end, a dispersion solution is first prepared. The dispersion of the surface-modified quantum dots may be dispersed in water at a concentration of 1% by weight or more, preferably 3% by weight or more. When a dispersion solution having the above concentration is used, a uniform and dense single layer can be formed.

상기와 같이 표면 개질된 양자점을 용매에 분산시킨 후 pH 조절된 완충용액을 혼합하여 양자점 분산용액의 pH를 조절한다. 양자점 분산용매는 pH 조절이 가능한 용매이면 특별히 제한이 없으며 물이나 극성용매를 사용할 수 있다. 양자점 분산용액의 pH는 6~9 범위를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 pH 7~8 범위를 사용할 수 있다.After dispersing the surface-modified quantum dots as described above in a solvent, the pH of the quantum dot dispersion solution is adjusted by mixing with a pH-adjusted buffer solution. The quantum dot dispersion solvent is not particularly limited as long as it is a solvent capable of adjusting pH, and water or a polar solvent may be used. The pH of the quantum dot dispersion solution may be in the range of 6 to 9, preferably in the range of 7 to 8.

표면 개질에 사용하는 물질에 따라 pH를 조절함으로써 양자점(100) 표면에 원하는 전하를 부여할 수 있다. 예를 들어 올레산으로 캡핑된 양자점(12)을 사용하고 표면을 각각 시스테아민(CAm)과 머캅토프로피온산(MPA)으로 개질 후 pH 6 및 pH 8의 수중에 분산하면 리간드부(130)의 타단에 극성부(140)인 양전하(-NH3+) 및 음전하(-COO-)가 각각 부여됨에 따라 극성을 띄는 양자점(100)이 형성된다.Desired charges may be imparted to the surface of the quantum dots 100 by adjusting the pH according to the material used for surface modification. For example, if the quantum dot 12 capped with oleic acid is used and the surface is modified with cysteamine (CAm) and mercaptopropionic acid (MPA), respectively, and then dispersed in pH 6 and pH 8 water, the other end of the ligand portion 130 As positive charges (-NH3+) and negative charges (-COO-), which are the polarity portions 140, are respectively imparted to the polarities, the quantum dots 100 having a polarity are formed.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전기영동을 이용한 광발광계용 양자점 배열방법에 사용되는 양자점을 수분산하여 리간드 치환 및 제타 포텐셜 조절과 관련된 파장에 따른 형광(=광발광)(PL: Photoluminescence) 강도를 나타낸 그래프이다.6 is fluorescence (= photoluminescence) (PL: Photoluminescence) according to wavelengths related to ligand substitution and zeta potential control by dispersing quantum dots used in the method of arranging quantum dots for a photoluminescence system according to an embodiment of the present invention. ) is a graph showing the intensity.

수분산 양자점을 위한 리간드 치환 기술에 있어서, 전기영동법을 이용한 박막 형성 및 균일도 향상을 위해 극성 리간드 치환 기술이 적용될 수 있다.In the ligand substitution technology for water-dispersed quantum dots, polar ligand substitution technology may be applied to form a thin film using electrophoresis and improve uniformity.

공정성 향상을 위한 양자점 분산 용액의 pH와 제타 포텐셜(zeta potential)을 조절(>± 70mV@pH 6-8)하고 양자점 리간드 앵커 그룹(QD-ligand anchor group)에 따른 수분산 양자점의 안정성을 개선한다(단일 및 다중 앵커 리간드).Adjust the pH and zeta potential of the quantum dot dispersion solution to improve fairness (>± 70mV@pH 6-8) and improve the stability of water-dispersed quantum dots according to the QD-ligand anchor group (single and multi-anchor ligands).

또한, 초고휘도 발광을 위한 QD 구조를 구현하기 위해 II-VI, III-V 조성의 RGB 양자점 소재를 합성한다. 구체적으로 쉘 두께(shell thickness), 코어/쉘 접합 장벽(junction barrier) 조절을 통한 excition dynamics을 제어하고, 리간드 앵커 그룹을 도입하여 조건 최적화를 통한 표면 트랩의 형성을 억제한다.In addition, RGB quantum dot materials of II-VI and III-V compositions are synthesized to realize a QD structure for ultra-high luminance. Specifically, excition dynamics are controlled by adjusting shell thickness and core/shell junction barriers, and formation of surface traps is suppressed by optimizing conditions by introducing a ligand anchor group.

한편, 양자점은 상기한 리간드 치환 이외에 제타 포텐셜(zeta potential)에 의해 분산되어 극성을 띌 수 있다.On the other hand, quantum dots may be polarized by being dispersed by zeta potential in addition to the ligand substitution described above.

3. 광발광계용 양자점 배열장치(300)3. Quantum dot array device for photoluminescence (300)

이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 전기영동을 이용한 광발광계용 양자점 배열방법에 사용되는 광발광계용 양자점 배열장치를 설명하도록 한다.Hereinafter, an apparatus for arranging quantum dots for a photoluminescence system used in a method for arranging quantum dots for a photoluminescence system using electrophoresis according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3 .

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전기영동을 이용한 광발광계용 양자점 배열방법에서 사용되는 광발광계용 양자점 배열장치를 나타낸 개념도이다.3 is a conceptual diagram showing a quantum dot arrangement device for a photoluminescence system used in a method for arranging quantum dots for a photoluminescence system using electrophoresis according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 광발광계용 양자점 배열장치(300)는 수용부(310), 전극부(320), 전원연결부(330) 및 전원공급부(340)를 포함한다.Referring to FIG. 3 , the quantum dot array device 300 for a photoluminescence system includes a receiving part 310 , an electrode part 320 , a power connection part 330 and a power supply part 340 .

수용부(310)는 극성용매(S), 극성을 띄는 양자점(100), 부도체 입자(200) 및 전극부(320)를 수용하는 용기로서, 도 3에 도시된 바와 같이 상부가 개방된 원통형상일 수 있다.The accommodating part 310 is a container for accommodating the polar solvent S, the polar quantum dots 100, the non-conductive particles 200, and the electrode part 320, and as shown in FIG. 3, it may be a cylindrical shape with an open top. can

전극부(320)는 양전극기판(321) 및 음전극기판(322)을 포함한다.The electrode unit 320 includes a positive electrode substrate 321 and a negative electrode substrate 322 .

양전극기판(321)은 수용부(310)의 내부에 위치하는 기판으로서, 도 3에 도시된 바와 같이 극성용매(S)에 담궈진다. 양전극기판(321)에는 구현하고자 하는 극성을 띄는 양자점(100) 및 부도체 입자(200)가 패터닝되는 기설정된 패턴이 형성된다.The positive electrode substrate 321 is a substrate positioned inside the accommodating part 310 and is immersed in the polar solvent S as shown in FIG. 3 . A predetermined pattern is formed on the positive electrode substrate 321 in which the quantum dots 100 and the non-conductive particles 200 having a polarity to be realized are patterned.

또한, 양전극기판(321)은 전원연결부(330)에 의해 전원공급부(340)와 전기적으로 연결됨에 따라 전원공급부(340)가 동작하면, 전원이 인가되어 양극(+)을 띄게 된다.In addition, since the positive electrode substrate 321 is electrically connected to the power supply unit 340 by the power connection unit 330, when the power supply unit 340 operates, power is applied and the positive electrode (+) is applied.

음전극기판(322)은 양전극기판(321)과 서로 마주보도록 수용부(310)의 내부에 위치하는 기판으로서, 도 3에 도시된 바와 같이 극성용매(S)에 담궈진다. 음전극기판(322)에는 구현하고자 하는 극성을 띄는 양자점(100) 및 부도체 입자(200)가 패터닝되는 기설정된 패턴이 형성된다.The negative electrode substrate 322 is a substrate positioned inside the accommodating part 310 so as to face the positive electrode substrate 321 and is immersed in the polar solvent S as shown in FIG. 3 . A predetermined pattern is formed on the negative electrode substrate 322 in which the quantum dots 100 and non-conductive particles 200 having a polarity to be realized are patterned.

또한, 음전극기판(322)은 전원연결부(330)에 의해 전원공급부(340)와 전기적으로 연결됨에 따라 전원공급부(340)가 동작하면, 전원이 인가되어 음극(-)을 띄게 된다.In addition, since the negative electrode substrate 322 is electrically connected to the power supply unit 340 through the power connection unit 330, when the power supply unit 340 operates, power is applied and a negative electrode (-) is applied.

전원연결부(330)는 양극연결선(331) 및 음극연결선(332)을 포함한다.The power connection unit 330 includes a positive connection line 331 and a negative connection line 332 .

양극연결선(331)은 양전극기판(321)과 전원공급부(340)를 전기적으로 연결시키는 전기선이다.The positive electrode connection line 331 is an electric wire electrically connecting the positive electrode substrate 321 and the power supply unit 340 .

음극연결선(332)은 음전극기판(322)과 전원공급부(340)를 전기적으로 연결시키는 전기선이다.The negative electrode connection line 332 is an electric wire electrically connecting the negative electrode substrate 322 and the power supply unit 340 .

전원공급부(340)는 양전극기판(321) 및 음전극기판(322)로 전원을 인가하여 양전극기판(321)이 양극성을 갖게 하고 음전극기판(322)이 음극성을 갖게 한다.The power supply unit 340 applies power to the positive electrode substrate 321 and the negative electrode substrate 322 so that the positive electrode substrate 321 has a positive polarity and the negative electrode substrate 322 has a negative polarity.

이때, 전원공급부(340)에서 인가되는 전압은 상대적으로 낮은 전압인 1V~30V이다.At this time, the voltage applied from the power supply unit 340 is a relatively low voltage of 1V to 30V.

4. 전기영동법을 이용한 광발광계용 양자점의 배열방법4. Arrangement method of quantum dots for photoluminescence using electrophoresis

이하, 도 1 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동법을 이용한 광발광계용 양자점의 배열방법을 설명하도록 한다.Hereinafter, a method of arranging quantum dots for a photoluminescence system using an electrophoresis method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 10 .

본 발명의 일 실시예에 따른 광발광계용 양자점의 배열방법은 전계발광계 양자점이 아닌 광발광계용 양자점을 배열하기 위한 방법임을 명시한다.It is specified that the method for arranging quantum dots for a photoluminescence system according to an embodiment of the present invention is a method for arranging quantum dots for a photoluminescence system other than quantum dots for an electroluminescence system.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동법을 이용한 광발광계용 양자점의 배열방법은 전기영동법을 이용한 패터닝을 통하여 전기발광소자를 제조하기 위해 사용되는 광발광계용 양자점의 배열방법에 있어서, (a) 무극성을 띄는 양자점 및 무극성을 띄는 부도체 입자를 준비하는 단계(S100), (b) 무극성을 띄는 양자점 및 무극성을 띄는 부도체 입자를 극성을 띄는 양자점(100) 및 극성을 띄는 부도체 입자(200)로 변환시키는 단계(S200), (c) 극성을 띄는 양자점(100)과 극성을 띄는 부도체 입자(200)를 극성용매(S)에 혼합하여 분산하는 단계(S300) 및 (d) 전기영동법을 이용하여 극성을 띄는 양자점(100)과 극성을 띄는 부도체 입자(200)를 패터닝하는 단계(S400)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the method of arranging quantum dots for a photoluminescence system using electrophoresis according to an embodiment of the present invention is a method of arranging quantum dots for a photoluminescence system used to manufacture an electroluminescent device through patterning using an electrophoresis method. (a) preparing non-polar quantum dots and non-polar insulator particles (S100), (b) combining non-polar quantum dots and non-polar insulator particles into polar quantum dots 100 and polar insulator particles (200) step of converting (S200), (c) mixing and dispersing the polar quantum dots (100) and polar non-conductor particles (200) in a polar solvent (S) (S300) and (d) electricity A step (S400) of patterning the polar quantum dots 100 and the polar non-conductive particles 200 using the electrophoresis method.

이때, 다수로 형성되는 극성을 띄는 양자점(100)은 도 3에 도시된 바와 같이 다수로 형성되는 부도체 입자(200)에 의해 서로 이격되도록 위치한다.At this time, the plurality of polarized quantum dots 100 are positioned to be spaced apart from each other by the plurality of non-conductive particles 200 as shown in FIG. 3 .

여기서, 전기발광소자는 TV나 모니터와 같이 시각적으로 출력하기 위한 디스플레이장치에 적용되는 소자로서, 예시적으로 QLED일 수 있다.Here, the electroluminescent element is an element applied to a display device for visually outputting, such as a TV or a monitor, and may be illustratively a QLED.

상기 (a) 단계는 도 1 및 도 2에 도시된 극성을 띄는 양자점(100) 및 도 3에 도시된 극성을 띄는 부도체 입자를 제조하기 위한 준비 단계로서, (a1) 분산 용액과 머르캅토 관능기를 구비한 산 화합물 또는 염기 화합물이 수용된 수용 용기를 준비하는 단계, (a2) 수용 용기에 무극성을 띄는 양자점 및 무극성을 띄는 부도체 입자를 투입한 후 가열하는 단계 및 (a3) 분산 용액, 머르캅토 관능기를 구비한 산 화합물 또는 염기 화합물 및 무극성을 띄는 양자점 및 무극성을 띄는 부도체 입자를 기설정된 온도에 맞춰 기설정된 시간 동안 반응시키는 단계를 포함한다.The step (a) is a preparation step for preparing the polar non-conductor particles shown in FIGS. 1 and 2 and the non-conductive particles shown in FIG. preparing a receiving container containing the prepared acid compound or base compound, (a2) adding non-polar quantum dots and non-polar non-conductor particles to the receiving container and then heating it; and (a3) adding the dispersion solution and the mercapto functional and reacting the provided acid compound or base compound, non-polar quantum dots, and non-polar non-conductor particles at a predetermined temperature for a predetermined time.

다음, 상기 (b) 단계는, (b1) 무극성을 띄는 양자점 및 무극성을 띄는 부도체 입자를 표면개질하는 단계, (b2) 표면개질된 양자점 및 부도체 입자를 세척하는 단계 및 (b3) 세척된 양자점 및 부도체 입자를 수분산하여 극성을 띄는 양자점 및 극성을 띄는 부도체 입자를 생성시키는 단계를 포함한다.Next, the step (b) includes (b1) surface-reforming the non-polar quantum dots and non-polar non-conductor particles, (b2) washing the surface-modified quantum dots and non-conductor particles, and (b3) washing the quantum dots and and dispersing non-conductive particles in water to produce polar quantum dots and polar non-conductive particles.

상기 (b) 단계에서는 도 3 및 도 4에 도시된 양자점의 표면 개질을 위해 양자점의 분산 용액에 전하를 띄는 물질을 넣고 가열하는 방법을 사용할 수 있다. 양자점의 표면을 개질하기 위해 사용하는 물질로는 머르캅토 관능기를 구비한 산 또는 염기 화합물을 들 수 있으며, 구체적으로 머르캅토아세트산(mercaptoacetic acid, MAA), 3-머르캅토프로피온산(3-mercaptopropionic acid), 시스테아민(cysteamine), 아미노에탄티올(aminoethanethiol) 또는 N,N-디메틸-2-머르캅토에틸 암모늄(N,N-dimethyl-2-mercaptoethyl ammonium) 등을 단독 또는 조합하여 사용할 수 있다. 표면 개질 시의 반응온도는 25~200℃의 온도 범위에서 30분~10시간, 바람직하게는 1시간~10시간 진행될 수 있다.In the step (b), a method of adding a material having a charge to the dispersion solution of the quantum dots and heating the surface of the quantum dots shown in FIGS. 3 and 4 may be used. Materials used to modify the surface of quantum dots include acid or base compounds having mercapto functional groups, specifically mercaptoacetic acid (MAA), 3-mercaptopropionic acid , cysteamine, aminoethanethiol, or N,N-dimethyl-2-mercaptoethyl ammonium may be used alone or in combination. The reaction temperature at the time of surface modification may be carried out for 30 minutes to 10 hours, preferably 1 hour to 10 hours in the temperature range of 25 ~ 200 ℃.

구체적으로 상기 (b2) 단계는, 유기용매가 수용된 세척 용기를 준비하는 단계, 유기용매에 표면 개질된 양자점 및 부도체 입자를 분산하고 침전시키는 과정을 교번적으로 수행하여 세척하는 단계 및 세척된 양자점 및 부도체 입자를 자연건조 및 진공건조 중 적어도 어느 하나로 건조시켜 잔류용매를 제거하는 단계를 포함한다.Specifically, the step (b2) includes preparing a washing container containing an organic solvent, dispersing and precipitating the surface-modified quantum dots and non-conductive particles in the organic solvent, and washing the washed quantum dots and and drying the non-conductive particles by at least one of natural drying and vacuum drying to remove residual solvent.

즉, 상기 (b1) 단계에서 반응이 완료되면, 상기 (b2) 단계에서는 세척공정이 수행되는데, 이때 세척공정은 유기용매에 분산하였다 침전시키는 과정이 반복될 수 있으며, 충분한 세척이 이루어지기 위해서는 3~10회 반복하는 것이 바람직하다. 상기와 같이 세척이 완료되면, 세척된 양자점 중 잔류용매를 자연건조, 진공건조 등의 방법으로 제거하는 것이 좋다. 잔류용매를 제거함으로써 양자점의 응집체가 형성되는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있다. 잔류용매를 충분히 제거하기 위해서는 1~12시간 동안 진공건조시키는 것이 바람직하다.That is, when the reaction is completed in step (b1), a washing process is performed in step (b2). At this time, the washing process may repeat the process of dispersing and precipitating in an organic solvent. ~10 repetitions are preferred. When the washing is completed as described above, it is preferable to remove the residual solvent among the washed quantum dots by natural drying, vacuum drying, or the like. By removing the residual solvent, the formation of aggregates of quantum dots can be more effectively prevented. In order to sufficiently remove the residual solvent, vacuum drying is preferably performed for 1 to 12 hours.

이와 같은 방법으로, 잔류용매가 제거되면 양자점을 사용하고자 하는 용매, 예를 들어 물 또는 트리스 완충액(Tris buffer) 등과 같은 완충용액에 분산시켜 양자점 분산용액을 형성할 수 있다. 상기 분산용액에는 표면이 개질된 양자점뿐만 아니라, 양자점의 응집체 및 불순물들이 존재하기 때문에 이를 컬럼, 필터링, 원심분리 등의 방법에 의해 제거할 수 있으며, 바람직하게는 원심분리법이 좋다.In this way, when the residual solvent is removed, the quantum dots may be dispersed in a solvent to be used, for example, water or a buffer solution such as Tris buffer to form a quantum dot dispersion solution. Since not only surface-modified quantum dots, but also aggregates and impurities of quantum dots exist in the dispersion solution, they can be removed by methods such as column, filtering, and centrifugation, preferably centrifugation.

다음, 상기 (b3) 단계는 최종적으로 원하는 극성을 띄는 양자점(100)이 완성되는 단계로서, 잔류용매가 제거된 양자점 및 부도체 입자를 완충용액에 분산시킨 양자점 분산용액을 형성하는 단계, 원심분리법으로 양자점 및 부도체 입자 분산용액에 존재하는 양자점 및 부도체 입자의 응집체 및 불순물을 제거하는 단계, 양자점 및 부도체 입자 분산용액에 pH 조절된 완충용액을 혼합하는 단계 및 pH를 조절하여 표면 개질된 양자점 및 부도체 입자에 전하를 부여하는 단계를 포함한다.Next, the step (b3) is a step in which the quantum dots 100 having the desired polarity are finally completed, and a step of forming a quantum dot dispersion solution in which the residual solvent is removed and the non-conductive particles are dispersed in a buffer solution, by centrifugation. Removing agglomerates and impurities of quantum dots and non-conducting particles from the quantum dot and non-conducting particle dispersion solution, mixing the pH-adjusted buffer solution with the quantum dot and non-conducting particle dispersion solution, and surface-modified quantum dot and non-conducting particles by adjusting the pH Including the step of imparting an electric charge to.

이를 위해 우선적으로 분산용액을 준비한다. 표면 개질된 양자점의 분산용액은 수중에 1 중량% 이상, 바람직하게는 3 중량% 이상의 농도로 분산시킨 것을 사용할 수 있다. 상기 농도의 분산용액을 사용하면 균일하고 밀집된 단일 층을 형성할 수 있다.To this end, a dispersion solution is first prepared. The dispersion of the surface-modified quantum dots may be dispersed in water at a concentration of 1% by weight or more, preferably 3% by weight or more. When a dispersion solution having the above concentration is used, a uniform and dense single layer can be formed.

상기와 같이 표면 개질된 양자점을 용매에 분산시킨 후 pH 조절된 완충용액을 혼합하여 양자점 분산용액의 pH를 조절한다. 양자점 분산용매는 pH 조절이 가능한 용매이면 특별히 제한이 없으며 물이나 극성용매를 사용할 수 있다. 양자점 분산용액의 pH는 6~9 범위를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 pH 7~8 범위를 사용할 수 있다.After dispersing the surface-modified quantum dots as described above in a solvent, the pH of the quantum dot dispersion solution is adjusted by mixing with a pH-adjusted buffer solution. The quantum dot dispersion solvent is not particularly limited as long as it is a solvent capable of adjusting pH, and water or a polar solvent may be used. The pH of the quantum dot dispersion solution may be in the range of 6 to 9, preferably in the range of 7 to 8.

표면 개질에 사용하는 물질에 따라 pH를 조절함으로써 양자점(100) 표면에 원하는 전하를 부여할 수 있다. 예를 들어 올레산으로 캡핑된 양자점(12)을 사용하고 표면을 각각 시스테아민(CAm)과 머캅토프로피온산(MPA)으로 개질 후 pH 6 및 pH 8의 수중에 분산하면 리간드부(130)의 타단에 극성부(140)인 양전하(-NH3+) 및 음전하(-COO-)가 각각 부여됨에 따라 극성을 띄는 양자점(100)이 형성된다.Desired charges may be imparted to the surface of the quantum dots 100 by adjusting the pH according to the material used for surface modification. For example, if the quantum dot 12 capped with oleic acid is used and the surface is modified with cysteamine (CAm) and mercaptopropionic acid (MPA), respectively, and then dispersed in pH 6 and pH 8 water, the other end of the ligand portion 130 As positive charges (-NH3+) and negative charges (-COO-), which are the polarity portions 140, are respectively imparted to the polarities, the quantum dots 100 having a polarity are formed.

수분산 양자점을 위한 리간드 치환 기술에 있어서, 전기영동법을 이용한 박막 형성 및 균일도 향상을 위해 극성 리간드 치환 기술이 적용될 수 있다.In the ligand substitution technology for water-dispersed quantum dots, polar ligand substitution technology may be applied to form a thin film using electrophoresis and improve uniformity.

공정성 향상을 위한 양자점 분산 용액의 pH와 제타 포텐셜(zeta potential)을 조절(>± 70mV@pH 6-8)하고 양자점 리간드 앵커 그룹(QD-ligand anchor group)에 따른 수분산 양자점의 안정성을 개선한다(단일 및 다중 앵커 리간드).Adjust the pH and zeta potential of the quantum dot dispersion solution to improve fairness (>± 70mV@pH 6-8) and improve the stability of water-dispersed quantum dots according to the QD-ligand anchor group (single and multi-anchor ligands).

또한, 초고휘도 발광을 위한 QD 구조를 구현하기 위해 II-VI, III-V 조성의 RGB 양자점 소재를 합성한다. 구체적으로 쉘 두께(shell thickness), 코어/쉘 접합 장벽(junction barrier) 조절을 통한 excition dynamics을 제어하고, 리간드 앵커 그룹을 도입하여 조건 최적화를 통한 표면 트랩의 형성을 억제한다.In addition, RGB quantum dot materials of II-VI and III-V compositions are synthesized to realize a QD structure for ultra-high luminance. Specifically, excition dynamics are controlled by adjusting shell thickness and core/shell junction barriers, and formation of surface traps is suppressed by optimizing conditions by introducing a ligand anchor group.

다음, 상기 (c) 단계에서는 도 3에 도시된 바와 같이 극성을 띄는 양자점(100)과 극성을 띄는 부도체 입자(200)를 극성용매(S)에 혼합하여 분산한다.Next, in the step (c), as shown in FIG. 3, the polar quantum dots 100 and the polar non-conductor particles 200 are mixed and dispersed in the polar solvent S.

도 3을 참조하면, 극성을 띄는 부도체 입자(200)는 극성을 띄는 양자점(100)보다 상대적으로 크게 형성된다.Referring to FIG. 3 , polar non-conductive particles 200 are formed to be relatively larger than polar quantum dots 100 .

또한, 극성용매(S)는 전기장이 형성 가능한 물질로서 물, 탈이온수(DIW: delonized water), 아세톤, 에테르, 클로로포름, 에틸 아세테이트, 이소프로필알콜(IPA: Iso Propyl Alcohol), 헥산, 벤젠, 톨루엔 중 적어도 어느 하나를 포함한다.In addition, the polar solvent (S) is a material capable of forming an electric field, and includes water, deionized water (DIW), acetone, ether, chloroform, ethyl acetate, isopropyl alcohol (IPA: Iso Propyl Alcohol), hexane, benzene, and toluene. includes at least one of

특히, 극성을 띄는 양자점(100) 및 극성을 띄는 부도체 입자(200)는 제타 포텐셜(zeta potential)에 의해 분산됨에 따라 양극 및 음극 중 어느 하나의 극성을 띄게 된다.In particular, as the polarized quantum dots 100 and the polarized non-conductor particles 200 are dispersed by zeta potential, they have either positive or negative polarity.

다른 방법으로서, 극성을 띄는 양자점(100) 및 극성을 띄는 부도체 입자(200)는 리간드 치환에 의해 분산됨에 따라 양극 및 음극 중 어느 하나의 극성을 띄게 된다.As another method, the polarized quantum dots 100 and polarized non-conductor particles 200 become either positive or negative polarity as they are dispersed by ligand substitution.

또한, 극성을 띄는 부도체 입자(200)는 폴리머 입자 및 세라믹 입자 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.In addition, the polar non-conductive particles 200 may include at least one of polymer particles and ceramic particles.

다음, 상기 (d) 단계는, (d1) 수용부(310)에 수용되는 극성용매(S), 극성용매(S)에 분산된 극성을 띄는 양자점(100) 및 극성을 띄는 부도체 입자(200)를 준비하는 단계, (d2) 기설정된 패턴이 형성되는 양전극기판(321) 및 음전극기판(322)을 극성용매(S)에 담그는 단계 및 (d3) 전원공급부(340)가 양전극기판(321) 및 음전극기판(322)과 전기적으로 연결되고 양전극기판(321) 및 음전극기판(322)에 전원을 인가하여 기설정된 패턴에 전기장을 형성시키는 단계를 포함한다.Next, in the step (d), (d1) the polar solvent (S) accommodated in the accommodating part (310), the polarized quantum dots (100) dispersed in the polar solvent (S), and the polar non-conductor particles (200) (d2) immersing the positive electrode substrate 321 and the negative electrode substrate 322 on which a predetermined pattern is formed in a polar solvent (S), and (d3) the power supply unit 340 is connected to the positive electrode substrate 321 and It is electrically connected to the negative electrode substrate 322 and applies power to the positive electrode substrate 321 and the negative electrode substrate 322 to form an electric field in a predetermined pattern.

이때, 전기장의 형태는 직류(DC) 및 교류(AC)를 포함한다.At this time, the form of the electric field includes direct current (DC) and alternating current (AC).

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 전기영동을 이용한 광발광계용 양자점 배열방법에서 극성을 띄는 양자점 및 부도체 입자를 시뮬레이션 및 패터닝하는 과정을 나타낸 개념도이다.7 is a conceptual diagram illustrating a process of simulating and patterning polarized quantum dots and non-conductive particles in a method for arranging quantum dots for a photoluminescence system using electrophoresis according to an embodiment of the present invention.

우선, 상기 (f) 단계는, 도 7의 가장 좌측에 위치한 도면과 같이 상기 (f1) 단계 이전에 극성을 띄는 양자점(100)을 FEM 시뮬레이션하는 단계(S605)를 더 포함할 수 있다.First, the step (f) may further include a step (S605) of FEM simulating the polarized quantum dots 100 before the step (f1), as shown in the leftmost drawing of FIG. 7 .

다음, 도 3 및 도 7의 중앙에 도시된 도면과 같이 수용부(310)에 수용되는 극성용매, 극성용매에 분산된 극성을 띄는 양자점(100) 및 부도체 입자(200)을 준비시킨다.Next, as shown in the center of FIGS. 3 and 7 , the polar solvent accommodated in the accommodating part 310, the polarized quantum dots 100 dispersed in the polar solvent, and the non-conductive particles 200 are prepared.

이때, 극성용매는 물, 탈이온수(DIW: delonized water), 아세톤, 에테르, 클로로포름, 에틸 아세테이트, 이소프로필알콜(IPA: Iso Propyl Alcohol), 헥산, 벤젠, 톨루엔 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으며, 상기한 극성용매 이외에도 극성용매로서 작용할 수 있는 용매라면 어떠한 것이 적용되어도 무방하다.At this time, the polar solvent may include at least one of water, deionized water (DIW), acetone, ether, chloroform, ethyl acetate, isopropyl alcohol (IPA: Iso Propyl Alcohol), hexane, benzene, toluene, In addition to the polar solvents described above, any solvent that can act as a polar solvent may be applied.

또한, 상기한 극성을 띄는 양자점(100)은 제타 포텐셜(zeta potential)에 의해 분산된 상태일 수도 있고, 리간드 치환에 의해 분산된 상태일 수도 있다.In addition, the quantum dots 100 having the above polarity may be in a dispersed state due to zeta potential or may be in a dispersed state due to ligand substitution.

아울러, 극성을 띄는 양자점(100)은 극성용매 내에서 양전하 및 음전하 중 적어도 어느 하나를 띌 수 있다.In addition, the polarized quantum dots 100 may have at least one of positive and negative charges in a polar solvent.

상기 (d3) 단계에서는 전원공급부에서 두 전극의 전위차 및 전류를 직류(DC) 또는 교류(AC) 단독 또는, 직류(DC)와 교류(AC)를 혼용하여 양전극기판 및 음전극기판으로 인가시킨다.In the step (d3), the potential difference and current between the two electrodes from the power supply unit is applied to the positive electrode substrate and the negative electrode substrate by using direct current (DC) or alternating current (AC) alone or by using both direct current (DC) and alternating current (AC) together.

또한, 상기 (d) 단계는, 상기 (d3) 단계 이후, (d4) 극성용매(S)에 분산된 극성을 띄는 양자점(100) 및 극성을 띄는 부도체 입자(200)가 양전극기판(321)의 기설정된 패턴 및 음전극기판(322)의 기설정된 패턴 중 적어도 어느 하나에 배열되어 전기영동법에 의해 패터닝되는 단계 및 (d5) 양전극기판(321) 및 음전극기판(322)을 극성용매(S)로부터 꺼내어 건조시키는 단계(S650)를 포함한다.In addition, in the step (d), after the step (d3), (d4) the polarized quantum dots 100 and polar non-conductor particles 200 dispersed in the polar solvent (S) form the surface of the positive electrode substrate 321. A step of being arranged in at least one of a predetermined pattern and a predetermined pattern of the negative electrode substrate 322 and patterning by electrophoresis, and (d5) taking out the positive electrode substrate 321 and the negative electrode substrate 322 from the polar solvent (S) A drying step (S650) is included.

상기 (d4) 단계에서는 도 3 및 도 7의 중앙에 있는 도면에서 전기가 인가됨에 따라 형성된 전기장에 의해 극성을 띄는 양자점(100) 및 부도체(200)가 인력에 의해 양전극기판의 기설정된 패턴 및 음전극기판의 기설정된 패턴으로 이동한다.In the step (d4), the polarized quantum dots 100 and the subconductor 200 are formed by the electric field formed as electricity is applied in the drawings in the center of FIGS. 3 and 7, and the predetermined pattern of the positive electrode substrate and the negative electrode It moves to a predetermined pattern of the substrate.

구체적으로 양전극기판(321)의 기설정된 패턴으로는 음극성을 띄는 양자점(100) 및 부도체 입자(200)가 이동하고, 음전극기판(322)의 기설정된 패턴으로는 양극성을 띄는 양자점(100) 및 부도체 입자(200)가 이동한다.Specifically, in the predetermined pattern of the positive electrode substrate 321, the quantum dots 100 and non-conductive particles 200 having negative polarity move, and in the predetermined pattern of the negative electrode substrate 322, the quantum dots 100 and The non-conductive particles 200 move.

이에 따라 극성을 띄는 양자점(100) 및 부도체 입자(200)는 상기 (f1) 단계에서 도 3의 우측에 도시된 바와 같이 이격되도록 위치하다가 상기 (f4) 단계에서 도 3의 좌측 하부에 도시된 바와 같이 이격된 거리가 좁혀진 상태로 기설정된 패턴에 패터닝된다.Accordingly, the polarized quantum dots 100 and non-conductive particles 200 are positioned to be spaced apart as shown on the right side of FIG. 3 in step (f1), and as shown on the lower left side of FIG. 3 in step (f4). It is patterned in a predetermined pattern in a state in which the spaced apart distance is narrowed.

추가적으로 부도체 입자(200)는 폴리머 입자(예시적으로 PS입자 등) 및 세라믹 입자(이산화규소(SiO2)와 같은 콜로이드 규산(colloidal silica) 등) 중 적어도 어느 하나를 포함한다.Additionally, the non-conductive particles 200 include at least one of polymer particles (eg, PS particles) and ceramic particles (colloidal silica such as silicon dioxide (SiO 2 )).

또한, 양전극기판(321) 및 음전극기판(322)의 기설정된 패턴은 사용자가 원하는 바에 따라 얼마든지 설정할 수 있다.In addition, the predetermined patterns of the positive electrode substrate 321 and the negative electrode substrate 322 can be set as desired by the user.

이후, 상기 (d5) 단계에서는 기설정된 패턴에 극성을 띄는 양자점(100)이 안착된 양전극기판 및 음전극기판을 극성용매로부터 꺼내어 건조시킴에 따라 발광하는 광발광계용 양자점 및 부도체 입자 패턴이 형성된다.Thereafter, in the step (d5), the positive electrode substrate and the negative electrode substrate on which the quantum dots 100 having polarity are seated in a predetermined pattern are taken out of the polar solvent and dried, thereby forming quantum dots and non-conductor particle patterns for light-emitting systems.

또한, 상기 (d5) 단계 이후, 단색(monochromic) 및 풀컬러(full color) 패터닝 공정을 통하여 풀컬러 양자점 패턴을 구현할 수 있다.In addition, after the step (d5), a full-color quantum dot pattern may be implemented through a monochromic and full-color patterning process.

또한, 상기한 풀컬러 양자점 및 부도체 입자 패턴을 이용하여 다층으로 적층한 전기발광소자를 제조할 수 있고 전기발광소자가 적용된 QLED와 같은 고해상도, 고선명도를 가지는 풀컬러 디스플레이장치를 구현할 수도 있다.In addition, a multi-layered electroluminescent device can be manufactured using the full-color quantum dots and non-conductor particle patterns described above, and a full-color display device having high resolution and high definition, such as a QLED to which the electroluminescent device is applied, can be implemented.

다음, 본 발명은 상기 (d5) 단계 이후, (e) 양자점 패턴을 검수 및 구현하는 단계(S700)를 포함한다.Next, after the step (d5), the present invention includes a step (S700) of inspecting and implementing a quantum dot pattern (e).

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 전기영동을 이용한 광발광계용 양자점 배열방법에 의해 배열된 양자점 및 부도체 입자 패턴을 특성 파악 및 분석, 디바이스 엔지니어링하여 최종적인 양자점 및 부도체 입자 패턴을 구현하는 과정을 나타낸 개념도이다.8 is a process of realizing the final quantum dot and non-conductive particle pattern by characterizing, analyzing, and device engineering the quantum dot and non-conductive particle patterns arranged by the method of arranging quantum dots for photoluminescence using electrophoresis according to an embodiment of the present invention. It is a conceptual diagram showing

도 8을 참조하면, 상기 (e) 단계는 양자점 및 부도체 입자 패턴의 특성을 파악 및 분석하는 단계(S710), 양자점 및 부도체 입자 패턴을 디바이스 엔지니어링하는 단계(S720) 및 양자점 및 부도체 입자 패턴을 구현하는 단계(S730)를 포함한다.Referring to FIG. 8 , step (e) includes identifying and analyzing the characteristics of the quantum dot and non-conducting particle patterns (S710), device engineering the quantum dot and non-conducting particle patterns (S720), and implementing the quantum dot and non-conducting particle patterns. It includes a step (S730) of doing.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 전기영동을 이용한 광발광계용 양자점 배열방법에 의해 배열된 양자점 및 부도체 입자 패턴을 실제로 측정한 도면이다.9 is a view of actually measuring quantum dots and non-conductive particle patterns arranged by the method of arranging quantum dots for a photoluminescence system using electrophoresis according to an embodiment of the present invention.

도 9는 4x12㎛(3378 ppi)로 패터닝된 양자점 및 부도체 입자 패턴을 도시한다.Figure 9 shows a quantum dot and non-conductive particle pattern patterned at 4x12 μm (3378 ppi).

즉, 본 발명에 따르면 1200ppi 이상(sub pixel 기준)의 화소를 형성할 수 있고, 나아가 도 9에 도시된 바와 같이 3000ppi 이상의 화소를 구현할 수 있다.That is, according to the present invention, it is possible to form pixels of 1200 ppi or more (based on sub pixels), and furthermore, as shown in FIG. 9 , it is possible to implement pixels of 3000 ppi or more.

또한, 본 발명은 사용자가 양전극기판 및 음전극기판의 기설정된 패턴을 원하는 바에 따라 설정함에 따라 서로 다른 크기의 양자점 패턴을 구현할 수 있다.In addition, according to the present invention, quantum dot patterns having different sizes may be implemented as the user sets predetermined patterns of the positive electrode substrate and the negative electrode substrate as desired.

도 10은 전기영동법을 이용한 본 발명의 일실시예에 따른 전기영동을 이용한 광발광계용 양자점 배열방법에 의해 배열된 양자점 및 부도체 입자 패턴의 기술적 난이도를 종래기술과 비교한 그래프이다.10 is a graph comparing the technical difficulty of quantum dots and non-conductive particle patterns arranged by the method of arranging quantum dots for a photoluminescence system using electrophoresis according to an embodiment of the present invention using electrophoresis with those of the prior art.

도 10은 나노미터 수준의 픽셀 구현에 대한 종래기술의 프로세스와 본 발명의 프로세스를 도시한다.Figure 10 shows a prior art process for nanometer level pixel implementation and the process of the present invention.

종래기술인 잉크젯 프린팅 이외의 공정 기술에 따른 프로세스에서는 상용화 수준에 한참 미치지 못하고, 가장 앞선 잉크젯 프린팅의 경우에도 까다로운 공정으로 인하여 개발이 더디고 반도체 공정 한계에 가까운 나노미터 수준의 픽셀 구현에 어려움이 있다.Processes based on process technologies other than conventional inkjet printing fall far short of the commercialization level, and even in the case of the most advanced inkjet printing, development is slow due to difficult processes, and it is difficult to implement nanometer-level pixels close to the semiconductor process limit.

그러나, 본 발명에 따른 프로세서를 통해서는 해상도 증가에도 기술 난이도가 변하지 않으면서, 일반적인 반도체 공정 한계에 가까운 수준의 픽셀 구현이 가능하다.However, with the processor according to the present invention, it is possible to implement a pixel at a level close to the general semiconductor process limit without changing the technical difficulty even when the resolution is increased.

즉, 본 발명은 종례의 잉크젯과 같은 기술이 가지는 한계인 해상도가 높아짐에 따라 기술 난이도가 급격히 증가하는 약점이 없으며, 아래 그래프와 같이 고해상도에 따른 기술 난이도 변화가 거의 없어, 반도체 공정이 가지는 초미세 패터닝 공정에도 대응 가능하다.That is, the present invention does not have the weakness of a rapid increase in technical difficulty as the resolution increases, which is a limitation of conventional inkjet technology, and there is almost no change in technical difficulty according to high resolution as shown in the graph below, so that the ultra-fine semiconductor process has It is also possible to respond to the patterning process.

또한, 본 발명에 따른 전기영동을 이용한 광발광계용 양자점 배열방법을 적용하여 전기발광소자 및 QD 패널 중 적어도 어느 하나를 제조할 수 있다.In addition, at least one of an electroluminescent device and a QD panel may be manufactured by applying the method of arranging quantum dots for a photoluminescent system using electrophoresis according to the present invention.

상기한 바에 따른 본 발명은 1V~30V 정도의 낮은 전압으로 용매 속에 분산된 양자점 및 부도체 입자를 원하는 위치와 크기에 배열 가능한 기술로서, 종래기술에서 형성할 수 없는 1200ppi 이상(sub pixel기준)의 화소를 형성할 수 있고 나아가 3000ppi이상 구현 가능하다.According to the above, the present invention is a technology capable of arranging quantum dots and non-conductive particles dispersed in a solvent at a low voltage of about 1V to 30V at a desired position and size, and a pixel of 1200 ppi or higher (sub pixel basis) that cannot be formed in the prior art can be formed, and furthermore, 3000 ppi or more can be realized.

또한, 본 발명은 광발광계 양자점 픽셀이 구현해야 할 두께 이상으로 구현이 가능하다.In addition, the present invention can be implemented with a thickness greater than that of the photoluminescent quantum dot pixel.

또한, 본 발명은 종래기술에 따라 빈번하게 발생하던 양자점 사이에 발생하는 퀀칭(Quenching) 현상(빛이 줄어드는 현상)을 방지함으로써 초고해상도의 전기발광소자를 구현할 수 있다.In addition, the present invention can implement an ultra-high resolution electroluminescent device by preventing a quenching phenomenon (a phenomenon in which light is reduced) that frequently occurs between quantum dots according to the prior art.

또한, 본 발명은 플렉서블(Flexible) 디스플레이, 글래스(glass) 기반 디스플레이, 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)기반 디스플레이에 적용이 가능한 공정으로 극성용매 중 물을 사용하였을 경우 환경 오염에 대한 부담 및 유해 작업 환경에 대한 우려를 해소할 수 있다.In addition, the present invention is a process applicable to flexible displays, glass-based displays, and silicon wafer-based displays, and when water is used among polar solvents, it reduces the burden of environmental pollution and harmful working environments. concerns can be alleviated.

또한, 본 발명은 양자점이 부도체 입자에 의해 일정 거리를 가지게 되고 배열된 양자점 및 부도체의 두께가 두꺼워지게 되면 광발광계 양자점으로 사용 가능하다.In addition, in the present invention, when the quantum dots have a certain distance due to the insulator particles and the thickness of the arrayed quantum dots and the insulator becomes thick, it can be used as a photoluminescent quantum dot.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustrative purposes, and those skilled in the art can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

100: 극성을 띄는 양자점
110: 코어부
120: 쉘부
130: 리간드부
140: 극성부
200: 극성을 띄는 부도체 입자
300: 광발광계용 양자점 배열장치
310: 수용부
320: 전극부
321: 양전극기판
322: 음전극기판
330: 전원연결부
331: 양극연결선
332: 음극연결선
340: 전원공급부
100: polarized quantum dots
110: core part
120: shell part
130: ligand part
140: polarity
200: polar non-conductive particles
300: Quantum dot array device for photoluminescence
310: receiving part
320: electrode part
321: positive electrode substrate
322: negative electrode substrate
330: power connection
331: positive connection line
332: negative connection line
340: power supply

Claims (14)

광발광계용 양자점의 배열방법에 있어서,
(a) 무극성을 띄는 양자점 및 무극성을 띄는 부도체 입자를 준비하는 단계;
(b) 상기 무극성을 띄는 양자점 및 상기 무극성을 띄는 부도체 입자를 극성을 띄는 양자점 및 극성을 띄는 부도체 입자로 변환시키는 단계;
(c) 상기 극성을 띄는 양자점과 상기 극성을 띄는 부도체 입자를 극성용매에 혼합하여 분산하는 단계; 및
(d) 전기영동법을 이용하여 상기 극성을 띄는 양자점과 상기 극성을 띄는 부도체 입자를 패터닝하는 단계;를 포함하고,
다수로 형성되는 상기 극성을 띄는 양자점은 다수로 형성되는 상기 극성을 띄는 부도체 입자에 의해 서로 이격되도록 위치하는 것을 특징으로 하는 전기영동을 이용한 광발광계용 양자점 배열방법.
In the method of arranging quantum dots for photoluminescence,
(a) preparing non-polar quantum dots and non-polar non-conductor particles;
(b) converting the non-polar quantum dots and non-polar insulator particles into polar quantum dots and polar insulator particles;
(c) mixing and dispersing the polarized quantum dots and the non-conductive particles having polarity in a polar solvent; and
(d) patterning the polar quantum dots and the non-conductive particles having polarity using electrophoresis;
A method of arranging quantum dots for a photoluminescent system using electrophoresis, characterized in that the plurality of polarized quantum dots are positioned to be spaced apart from each other by the polar non-conductive particles formed in plurality.
제1 항에 있어서,
상기 극성을 띄는 부도체 입자는 상기 극성을 띄는 양자점보다 상대적으로 큰 것을 특징으로 하는 전기영동을 이용한 광발광계용 양자점 배열방법.
According to claim 1,
The method of arranging quantum dots for a photoluminescence system using electrophoresis, characterized in that the non-conductive particles having a polarity are relatively larger than the quantum dots having a polarity.
제1 항에 있어서,
상기 (a) 단계는,
(a1) 분산 용액과 머르캅토 관능기를 구비한 산 화합물 또는 염기 화합물이 수용된 수용 용기를 준비하는 단계;
(a2) 상기 수용 용기에 상기 무극성을 띄는 양자점 및 상기 무극성을 띄는 부도체 입자를 투입한 후 가열하는 단계; 및
(a3) 상기 분산 용액, 상기 머르캅토 관능기를 구비한 산 화합물 또는 염기 화합물 및 상기 무극성을 띄는 양자점 및 상기 무극성을 띄는 부도체 입자를 기설정된 온도에 맞춰 기설정된 시간 동안 반응시키는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동을 이용한 광발광계용 양자점 배열방법.
According to claim 1,
In step (a),
(a1) preparing a container containing a dispersion solution and an acid compound or base compound having a mercapto functional group;
(a2) injecting the non-polar quantum dots and the non-polar non-conductor particles into the container and then heating them; and
(a3) reacting the dispersion solution, the acid compound or base compound having the mercapto functional group, the non-polar quantum dots, and the non-polar non-conductor particles at a predetermined temperature for a predetermined time; Quantum dot arrangement method for photoluminescence using electrophoresis, characterized in that it comprises a.
제1 항에 있어서,
상기 (b) 단계는,
(b1) 상기 무극성을 띄는 양자점 및 상기 무극성을 띄는 부도체 입자를 표면개질하는 단계;
(b2) 상기 표면개질된 양자점 및 부도체 입자를 세척하는 단계; 및
(b3) 상기 세척된 양자점 및 부도체 입자를 수분산하여 극성을 띄는 양자점 및 극성을 띄는 부도체 입자를 생성시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동을 이용한 광발광계용 양자점 배열방법.
According to claim 1,
In step (b),
(b1) surface-modifying the non-polar quantum dots and the non-polar non-conductor particles;
(b2) washing the surface-modified quantum dots and non-conductive particles; and
(b3) water-dispersing the washed quantum dots and non-conductive particles to generate polar quantum dots and non-conductive particles;
제4 항에 있어서,
상기 (b2) 단계는,
유기용매가 수용된 세척 용기를 준비하는 단계;
상기 유기용매에 상기 표면 개질된 양자점 및 부도체 입자를 분산하고 침전시키는 과정을 교번적으로 수행하여 세척하는 단계; 및
상기 세척된 양자점 및 부도체 입자를 자연건조 및 진공건조 중 적어도 어느 하나로 건조시켜 잔류용매를 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동을 이용한 광발광계용 양자점 배열방법.
According to claim 4,
In step (b2),
preparing a washing container containing an organic solvent;
washing by alternately dispersing and precipitating the surface-modified quantum dots and non-conductive particles in the organic solvent; and
A method of arranging quantum dots for a photoluminescent system using electrophoresis, characterized in that it comprises: drying the washed quantum dots and non-conductive particles by at least one of natural drying and vacuum drying to remove residual solvent.
제5 항에 있어서,
상기 (b3) 단계는,
상기 잔류용매가 제거된 양자점 및 부도체 입자를 완충용액에 분산시킨 양자점 분산용액을 형성하는 단계;
원심분리법으로 상기 양자점 및 부도체 입자 분산용액에 존재하는 양자점 및 부도체 입자의 응집체 및 불순물을 제거하는 단계;
상기 양자점 및 부도체 입자 분산용액에 pH 조절된 완충용액을 혼합하는 단계; 및
상기 pH를 조절하여 상기 표면 개질된 양자점 및 부도체 입자에 전하를 부여하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동을 이용한 광발광계용 양자점 배열방법.
According to claim 5,
In step (b3),
Forming a quantum dot dispersion solution in which the residual solvent is removed and the quantum dot and non-conductive particles are dispersed in a buffer solution;
removing agglomerates and impurities of quantum dots and non-conducting particles present in the dispersion solution of quantum dots and non-conducting particles by centrifugation;
mixing a pH-adjusted buffer solution with the dispersion solution of quantum dots and non-conductive particles; and
A method of arranging quantum dots for a photoluminescent system using electrophoresis, comprising: adjusting the pH to impart charge to the surface-modified quantum dots and non-conductive particles.
제1 항에 있어서,
상기 (d) 단계는,
(d1) 수용부에 수용되는 극성용매, 상기 극성용매에 분산된 상기 극성을 띄는 양자점 및 상기 극성을 띄는 부도체 입자를 준비하는 단계;
(d2) 기설정된 패턴이 형성되는 양전극기판 및 음전극기판을 상기 극성용매에 담그는 단계; 및
(d3) 전원공급부가 상기 양전극기판 및 상기 음전극기판과 전기적으로 연결되고 상기 양전극기판 및 상기 음전극기판에 전원을 인가하여 상기 기설정된 패턴에 전기장을 형성시키는 단계;를 포함하고,
상기 전기장의 형태는 직류(DC) 및 교류(AC)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동을 이용한 광발광계용 양자점 배열방법.
According to claim 1,
In step (d),
(d1) preparing the polar solvent accommodated in the accommodating unit, the polar quantum dots dispersed in the polar solvent, and the non-conductor particles having polarity;
(d2) immersing the positive electrode substrate and the negative electrode substrate on which a predetermined pattern is formed into the polar solvent; and
(d3) forming an electric field in the predetermined pattern by a power supply unit electrically connected to the positive electrode substrate and the negative electrode substrate and applying power to the positive electrode substrate and the negative electrode substrate;
The method of arranging quantum dots for photoluminescence using electrophoresis, characterized in that the form of the electric field includes direct current (DC) and alternating current (AC).
제7 항에 있어서,
상기 (d) 단계는,
(d4) 상기 극성용매에 분산된 극성을 띄는 양자점 및 상기 극성을 띄는 부도체 입자가 상기 양전극기판의 기설정된 패턴 및 상기 음전극기판의 기설정된 패턴 중 적어도 어느 하나에 배열되어 상기 전기영동법에 의해 패터닝되는 단계; 및
(d5) 상기 양전극기판 및 상기 음전극기판을 상기 극성용매로부터 꺼내어 건조시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동을 이용한 광발광계용 양자점 배열방법.
According to claim 7,
In step (d),
(d4) quantum dots having polarity and nonconductor particles having polarity dispersed in the polar solvent are arranged in at least one of a predetermined pattern of the positive electrode substrate and a predetermined pattern of the negative electrode substrate and patterned by the electrophoresis method step; and
(d5) taking out the positive electrode substrate and the negative electrode substrate from the polar solvent and drying them;
제7 항에 있어서,
상기 극성용매는 상기 전기장이 형성 가능한 물질로서 물, 탈이온수(DIW: delonized water), 아세톤, 에테르, 클로로포름, 에틸 아세테이트, 이소프로필알콜(IPA: Iso Propyl Alcohol), 헥산, 벤젠, 톨루엔 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동법을 이용한 광발광계용 양자점의 배열방법.
According to claim 7,
The polar solvent is a material capable of forming the electric field and is at least one of water, deionized water (DIW), acetone, ether, chloroform, ethyl acetate, isopropyl alcohol (IPA), hexane, benzene, and toluene. A method of arranging quantum dots for photoluminescence using electrophoresis, characterized in that it comprises one.
제1 항에 있어서,
상기 극성을 띄는 양자점 및 상기 극성을 띄는 부도체 입자는 제타 포텐셜(zeta potential)에 의해 분산됨에 따라 양극 및 음극 중 어느 하나의 극성을 띄는 것을 특징으로 하는 전기영동을 이용한 광발광계용 양자점 배열방법.
According to claim 1,
The polarized quantum dots and the polarized non-conductor particles are dispersed by zeta potential, so that they exhibit either positive or negative polarity.
제1 항에 있어서,
상기 극성을 띄는 양자점 및 상기 극성을 띄는 부도체 입자는 리간드 치환에 의해 분산됨에 따라 양극 및 음극 중 어느 하나의 극성을 띄는 것을 특징으로 하는 전기영동을 이용한 광발광계용 양자점 배열방법.
According to claim 1,
A method of arranging quantum dots for a photoluminescence system using electrophoresis, characterized in that the polarized quantum dots and the non-conductor particles having polarity exhibit either positive or negative polarity as they are dispersed by ligand substitution.
제1 항에 있어서,
상기 극성을 띄는 부도체 입자는 폴리머 입자 및 세라믹 입자 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동을 이용한 광발광계용 양자점 배열방법.
According to claim 1,
The method of arranging quantum dots for a photoluminescent system using electrophoresis, characterized in that the polar non-conductive particles include at least one of polymer particles and ceramic particles.
제1 항에 따른 전기영동을 이용한 광발광계용 양자점 배열방법을 적용하여 제조된 전기발광소자.
An electroluminescent device manufactured by applying the method of arranging quantum dots for a photoluminescence system using electrophoresis according to claim 1.
제1 항에 따른 전기영동을 이용한 광발광계용 양자점 배열방법을 적용하여 제조된 디스플레이용 QD패널.A QD panel for a display manufactured by applying the method of arranging quantum dots for photoluminescence using electrophoresis according to claim 1.
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Adv. Mater. 2013, 25, 1420~1423 (2012.12.27.)
Sensors 2018, 18, 4076 (2018.11.21.)

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