KR102578817B1 - Transfer printing method for polar ligand treated quantum dot, polar ligand treated quantum dot layer prepared by the method and electronic device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법, 상기 방법으로 제조된 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점 박막 및 전자소자를 개시한다. 본 발명은 제1 기판 상에 제1 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점을 포함하는 양자점 박막을 형성하는 단계; 상기 양자점 박막을 스탬프를 이용하여 픽업하는 단계; 및 상기 스탬프를 이용하여 상기 양자점 박막을 제2 기판에 전사하는 단계;를 포함하고, 상기 스탬프는 제2 극성을 갖는 자가조립 단분자막으로 표면처리된 것을 특징으로 한다.The present invention discloses a transfer printing method for quantum dots surface-treated with a polar ligand, and a quantum dot thin film and electronic device surface-treated with a polar ligand produced by the method. The present invention includes the steps of forming a quantum dot thin film including quantum dots surface-treated with a ligand having a first polarity on a first substrate; Picking up the quantum dot thin film using a stamp; and transferring the quantum dot thin film to a second substrate using the stamp, wherein the stamp is surface-treated with a self-assembled monomolecular film having a second polarity.

Description

극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법, 상기 방법으로 제조된 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점 박막 및 전자소자{TRANSFER PRINTING METHOD FOR POLAR LIGAND TREATED QUANTUM DOT, POLAR LIGAND TREATED QUANTUM DOT LAYER PREPARED BY THE METHOD AND ELECTRONIC DEVICE}Transfer printing method of quantum dots surface-treated with a polar ligand, quantum dot thin film and electronic device surface-treated with a polar ligand produced by the method {TRANSFER PRINTING METHOD FOR POLAR LIGAND TREATED QUANTUM DOT, POLAR LIGAND TREATED QUANTUM DOT LAYER PREPARED BY THE METHOD AND ELECTRONIC DEVICE}

본 발명은 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법, 상기 방법으로 제조된 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점 박막 및 전자소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 스탬프 표면에 극성을 갖는 자가조립 단분자막으로 표면처리하여 쿨롱 인력에 의해 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점을 포함하는 양자점 박막을 수백 나노미터에서 수 밀리미터 너비의 고해상도 패터닝이 가능한 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법, 상기 방법으로 제조된 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점 박막 및 전자소자에 관한 것이다.The present invention relates to a transfer printing method of quantum dots surface-treated with a polar ligand, a quantum dot thin film surface-treated with a polar ligand produced by the method, and an electronic device, and more specifically, to a stamp surface with a polarity. Transfer printing of quantum dots surface-treated with polarized ligands, which enables high-resolution patterning of a quantum dot thin film containing quantum dots surface-treated with a polarized ligand by Coulomb attraction by treating the surface as a self-assembled monomolecular film, with a width ranging from hundreds of nanometers to several millimeters. It relates to a method, a quantum dot thin film and an electronic device surface-treated with a polar ligand prepared by the method.

최근, 양자점은 여러 종류의 양자점 물질들의 광 발광 현상과 전계 발광 현상을 이용하여 디스플레이 분야에 적용되고 있으며, 특히 광 발광을 이용한 색변환 및 휘도 향상을 목적으로 제품에 적용되어 상품화되고 있다.Recently, quantum dots have been applied to the display field by using the photoluminescence and electroluminescence phenomena of various types of quantum dot materials, and are especially being applied to and commercialized in products for the purpose of color conversion and brightness improvement using photoluminescence.

더하여, 양자점은 태양전지의 광흡수층, 바이오 센서, 광센서, 조명 등 폭넓은 분야에 적용되어 활발한 연구가 진행되고 있으며, 디스플레이 분야의 성과가 크게 두드러지고 있는 상황이다.In addition, quantum dots are being applied to a wide range of fields, such as the light absorption layer of solar cells, biosensors, optical sensors, and lighting, and active research is being conducted, and the results in the display field are greatly noticeable.

종래에는 도너 기판에 코팅된 양자점 나노입자 박막을 양각 스탬프 혹은 전면 스탬프로 픽업하여 최종 기판에 전사하는 방식으로, 양자점 패턴을 형성할 때, 실리콘 고무인 폴리디메틸실록산(PDMS; 19.8 mJm-2)을 사용한다.Conventionally, a thin film of quantum dot nanoparticles coated on a donor substrate is picked up with an embossed stamp or a front stamp and transferred to the final substrate. When forming a quantum dot pattern, polydimethylsiloxane (PDMS; 19.8 mJm -2 ), a silicone rubber, is used. do.

일반적인 발광소자용 양자점은 긴 탄소사슬의 유기 리간드로 둘러싸여 있으며 양각 스탬프 혹은 전면 스탬프를 이용하여 빠르게 양자점 박막을 도너 기판에서 픽업하여 최종 기판에 전사된다.Quantum dots for general light-emitting devices are surrounded by long carbon chain organic ligands, and the quantum dot thin film is quickly picked up from the donor substrate using an embossed stamp or front stamp and transferred to the final substrate.

긴 탄소사슬로 이루어진 유기 리간드로 둘러싸인 양자점 박막은 표면 에너지가 낮은 PDMS 스탬프를 이용하여 전사가 용이하나, 양전하 혹은 음전하의 극성을 띄는 리간드로 둘러싸인 양자점 박막의 경우 반데르발스 힘(Van der Waals force) 만을 이용한 PDMS로는 도너 기판에서 픽업되지 않아 전사가 불가능하다.Quantum dot thin films surrounded by organic ligands consisting of long carbon chains are easy to transfer using PDMS stamps with low surface energy, but in the case of quantum dot thin films surrounded by ligands with polarity of positive or negative charge, Van der Waals force Transfer is not possible using PDMS only because it is not picked up from the donor substrate.

따라서, 극성을 갖는 리간드로 둘러싸인 양자점 박막을 전사 인쇄하기 위한 방법에 대한 연구가 요구되고 있다.Therefore, research on methods for transfer printing quantum dot thin films surrounded by polar ligands is required.

대한민국 등록특허 제2010-0093858호, "양자점층 제조 방법 및 이를 적용하여 제조된 양자점 발광소자"Republic of Korea Patent No. 2010-0093858, “Quantum dot layer manufacturing method and quantum dot light-emitting device manufactured by applying the same”

Tae-Ho Kim 외 13, "Full-colour quantum dot displays fabricated by transfer printing", Nature Photon. 2011, 5, 176-182.Tae-Ho Kim et al. 13, “Full-color quantum dot displays fabricated by transfer printing”, Nature Photon. 2011, 5, 176-182. Moon Kee Choi 외 11"Wearable red-green-blue quantum dot light-emitting diode array using high-resolution intaglio transfer printing", Nature Commun. 2015, 6, 7149.Moon Kee Choi et al. 11"Wearable red-green-blue quantum dot light-emitting diode array using high-resolution intaglio transfer printing", Nature Commun. 2015, 6, 7149.

본 발명의 실시예는 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점은 스탬프의 표면을 전하를 갖는 짧은 자기조립물질(예시: C2-C18 탄소사슬 + NH3, SH, OH, Cl 등의 극성 작용기를 갖는 실란)로 처리하여 스탬프와 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점 사이의 쿨롱 인력을 증가시켜 수백 나노미터에서 수 밀리미터 너비의 고해상도 나노입자 박막을 패터닝할 수 있는 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법을 제공하고자 한다. In an embodiment of the present invention, quantum dots surface-treated with a polar ligand are formed by forming the surface of a stamp into a short self-assembled material with a charge (e.g., C 2 -C 18 carbon chain + polar functional group such as NH 3 , SH, OH, Cl, etc.) treated with silane) to increase the Coulombic attraction between the stamp and the quantum dots surface-treated with a polar ligand, which can pattern high-resolution nanoparticle thin films with a width of hundreds of nanometers to several millimeters. The aim is to provide a transfer printing method for quantum dots.

또한, 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점 사이의 쿨롱 인력을 증가시켜 수백 나노미터에서 수 밀리미터 너비의 고해상도로 패터닝된 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점을 이용하여 고해상도 미세화소 기반의 발광소자를 제공하고자 한다. In addition, by increasing the Coulomb attraction between quantum dots surface-treated with polar ligands, high-resolution micropixel-based light emitting devices can be created using quantum dots surface-treated with polar ligands patterned at high resolution from hundreds of nanometers to several millimeters wide. We would like to provide

본 발명의 실시예는 점탄성 스탬프의 표면에 극성을 갖는 짧은 유기 리간드의 자가조립 단분자막으로 표면처리하여 표면에너지를 변화시켜 고해상도 패터닝을 용이하게 할 수 있는 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention involves the transfer printing of quantum dots surface-treated with a polar ligand that can facilitate high-resolution patterning by changing the surface energy by treating the surface of a viscoelastic stamp with a self-assembled monolayer of a short polar organic ligand. We would like to provide a method.

본 발명의 실시예에 따른 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법은 제1 기판 상에 제1 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점을 포함하는 양자점 박막을 형성하는 단계; 상기 양자점 박막을 스탬프를 이용하여 픽업하는 단계; 및 상기 스탬프를 이용하여 상기 양자점 박막을 제2 기판에 전사하는 단계;를 포함하고, 상기 스탬프는 제2 극성을 갖는 자가조립 단분자막으로 표면처리된다.A transfer printing method of quantum dots surface-treated with a ligand having a polarity according to an embodiment of the present invention includes forming a quantum dot thin film including quantum dots surface-treated with a ligand having a first polarity on a first substrate; Picking up the quantum dot thin film using a stamp; and transferring the quantum dot thin film to a second substrate using the stamp, wherein the stamp is surface treated with a self-assembled monolayer having a second polarity.

상기 양자점 박막을 스탬프를 이용하여 픽업하는 단계는, 쿨롱 인력에 의해 상기 양자점 박막을 픽업할 수 있다.In the step of picking up the quantum dot thin film using a stamp, the quantum dot thin film may be picked up by Coulomb attraction.

상기 제1 극성을 갖는 리간드는 무기 리간드 및 두 기능기 리간드 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The ligand having the first polarity may include at least one of an inorganic ligand and a two-functional ligand.

상기 무기 리간드는 금속-칼코게나이드(metal-chalcogenide) 화합물, 금속-할라이드(metal-halide) 화합물, 금속-옥사이드(metal-oxide) 화합물, 칼코게나이드(chalcogenide), 할라이드(halide) 및 슈도할라이드(pseudohalide), 하이드록시 이온 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The inorganic ligands include metal-chalcogenide compounds, metal-halide compounds, metal-oxide compounds, chalcogenides, halides, and pseudohalides. (pseudohalide), and may contain at least one of hydroxy ions.

상기 두 기능기 리간드는 카르복시기, 아인산기, 하이드록시기, 사이올기, 아민기, 포스핀기 및 산화포스핀기 중 적어도 둘 이상의 작용기가 C1-C24 탄화수소에 결합된 리간드를 포함할 수 있다.The two-functional ligand may include a ligand in which at least two functional groups of a carboxylic acid group, a phosphorous acid group, a hydroxyl group, a thiol group, an amine group, a phosphine group, and a phosphine oxide group are bonded to a C 1 -C 24 hydrocarbon.

상기 자가조립 단분자막은 아민기(-NH3), 싸이올기(-SH), 테프론기(-CF3), 에폭시기, 선형 및 가지형 알킬기(-R) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 C2 내지 C18의 탄화수소의 백본(backbone)으로 이루어진 실란기를 포함할 수 있다.The self-assembled monolayer is a C 2 to C group containing at least one of an amine group (-NH 3 ), a thiol group (-SH), a Teflon group (-CF 3 ), an epoxy group, and a linear and branched alkyl group (-R). It may contain a silane group consisting of a backbone of 18 hydrocarbons.

상기 스탬프는 양각 패턴을 포함할 수 있다.The stamp may include an embossed pattern.

상기 스탬프를 이용하여 상기 양자점 박막을 상기 제2 기판에 전사하는 단계를 진행한 다음, 상기 스탬프를 상기 제2 기판으로부터 분리하여 양자점 패턴을 픽업하는 단계; 및 상기 스탬프를 이용하여 상기 양자점 패턴을 제3 기판에 전사하는 단계;를 포함할 수 있다.Transferring the quantum dot thin film to the second substrate using the stamp, then separating the stamp from the second substrate to pick up the quantum dot pattern; and transferring the quantum dot pattern to a third substrate using the stamp.

상기 양자점 박막은 양자점 패턴을 포함할 수 있다.The quantum dot thin film may include a quantum dot pattern.

상기 제2 기판은 음각 트랜치를 포함할 수 있다.The second substrate may include an engraved trench.

상기 스탬프를 이용하여 상기 양자점 박막을 상기 제2 기판에 전사하는 단계를 진행한 다음, 상기 스탬프를 상기 제2 기판으로부터 분리하여 양자점 패턴을 픽업하는 단계; 및 상기 스탬프를 이용하여 상기 양자점 패턴을 제3 기판에 전사하는 단계;를 포함할 수 있다.Transferring the quantum dot thin film to the second substrate using the stamp, then separating the stamp from the second substrate to pick up the quantum dot pattern; and transferring the quantum dot pattern to a third substrate using the stamp.

상기 제2 기판은 표면에서 내부로 들어간 리세스 영역을 가질 수 있다.The second substrate may have a recessed area recessed from the surface.

상기 스탬프가 상기 제2 기판으로부터 분리될 때 상기 양자점 박막 중에서 상기 제2 기판과 접촉하는 부분은 상기 제2 기판에 남고, 상기 리세스 영역에 대응하는 부분은 상기 스탬프에 의해 픽업될 수 있다.When the stamp is separated from the second substrate, a portion of the quantum dot thin film in contact with the second substrate remains on the second substrate, and a portion corresponding to the recess area may be picked up by the stamp.

상기 양자점 패턴의 너비는 20nm 내지 100mm일 수 있다.The width of the quantum dot pattern may be 20 nm to 100 mm.

본 발명의 실시예에 따른 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점을 포함하는 양자점 박막은 무기 리간드 및 두 기능기 리간드 중 적어도 어느 하나로 표면처리된 양자점을 포함한다.A quantum dot thin film including quantum dots surface-treated with a polarized ligand according to an embodiment of the present invention includes quantum dots surface-treated with at least one of an inorganic ligand and two functional group ligands.

상기 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점을 포함하는 양자점 박막은 패턴을 포함할 수 있다.A quantum dot thin film including quantum dots surface-treated with a ligand having the polarity may include a pattern.

본 발명의 실시예에 따른 전자 소자는 본 발명의 실시예에 따른 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점을 포함하는 양자점 박막을 포함하는 전자 소자를 포함한다.An electronic device according to an embodiment of the present invention includes an electronic device including a quantum dot thin film including quantum dots surface-treated with a polarized ligand according to an embodiment of the present invention.

상기 전자 소자는 발광소자, 포토디텍터, 트랜지스터, 태양전지 및 메모리소자 중 어느 하나일 수 있다.The electronic device may be any one of a light emitting device, a photo detector, a transistor, a solar cell, and a memory device.

본 발명의 실시예에 따르면, 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점은 스탬프의 표면을 전하를 갖는 짧은 자기조립물질(예시: C2-C18 탄소사슬 + NH3, SH, OH, Cl, F 등의 극성 작용기를 갖는 실란)로 처리하여 스탬프와 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점 사이의 쿨롱 인력을 증가시켜 수백 나노미터에서 수 밀리미터 너비의 고해상도 나노입자 박막을 패터닝할 수 있는 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법을 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, quantum dots surface-treated with a polar ligand are formed by forming the surface of the stamp into a short self-assembled material with a charge (e.g., C 2 -C 18 carbon chain + NH 3 , SH, OH, Cl, F). A polar ligand capable of patterning high-resolution nanoparticle thin films with a width of hundreds of nanometers to several millimeters by increasing the Coulombic attraction between the stamp and quantum dots surface-treated with a polar ligand (silane with a polar functional group, such as a silane). A transfer printing method of surface-treated quantum dots can be provided.

또한, 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점 사이의 쿨롱 인력을 증가시켜 수백 나노미터에서 수 밀리미터 너비의 고해상도로 패터닝된 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점을 이용하여 고해상도 미세화소 기반의 발광소자를 제공할 수 있다.In addition, by increasing the Coulomb attraction between quantum dots surface-treated with polar ligands, high-resolution micropixel-based light emitting devices can be created using quantum dots surface-treated with polar ligands patterned at high resolution from hundreds of nanometers to several millimeters wide. can be provided.

본 발명의 실시예에 따르면, 점탄성 스탬프의 표면에 극성을 갖는 짧은 유기 리간드의 자가조립 단분자막으로 표면처리하여 표면에너지를 변화시켜 고해상도 패터닝을 용이하게 할 수 있는 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법을 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the surface of a viscoelastic stamp is treated with a self-assembled monomolecular film of a short organic ligand having a polarity to change the surface energy of quantum dots surface-treated with a polarizing ligand that can facilitate high-resolution patterning. A transfer printing method may be provided.

도 1은 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점을 포함하는 양자점 박막이 형성된 제1 기판을 도시한 단면도이다.
도 2는 제1 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점이 형성된 제1 기판 상에 배치된 양각 스탬프를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법에 사용되는 스탬프를 도시한 단면도이고, 도 4는 제1 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법에 사용되는 자가조립 단분자막의 화학식을 도시한 이미지이다.
도 5는 양각 스탬프에 픽업된 제1 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점을 포함하는 양자점 패턴을 도시한 단면도이고, 도 6은 제1 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점과 자가조립 단분자막의 쿨롱 인력을 구체화한 단면도이다.
도 7은 제1 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점을 포함하는 양자점 패턴이 전사된 제2 기판을 도시한 단면도이다.
도 8은 제1 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점을 포함하는 양자점 박막이 형성된 제1 기판 상에 배치된 전면 스탬프를 도시한 단면도이고, 도 9는 제1 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점을 포함하는 양자점 박막을 픽업한 전면 스탬프를 도시한 단면도이며, 도 10은 제1 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점을 포함하는 양자점 박막이 전사된 제2 기판을 도시한 단면도이다.
도 11은 제1 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점을 포함하는 양자점 박막을 픽업한 전면 스탬프 및 음각 패턴을 포함하는 제2 기판을 도시한 단면도이고, 도 12는 제2 기판에 접촉된 제1 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점을 포함하는 양자점 박막을 픽업한 전면 스탬프를 도시한 단면도이며, 도 13은 제2 기판으로부터 제1 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점을 포함하는 양자점 패턴을 픽업한 전면 스탬프를 도시한 단면도이고, 도 14는 제1 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점을 포함하는 양자점 패턴이 전사된 제3 기판을 도시한 단면도이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 전자소자를 도시한 단면도이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법을 이용하여 전면 전사된 무기 리간드로 표면처리된 양자점을 도시한 광학 이미지이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법을 이용하여 패터닝 전사된 무기 리간드로 표면처리된 양자점을 도시한 광학 이미지이다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법을 이용하여 패터닝 전사된 무기 리간드로 표면처리된 양자점을 도시한 전자 현미경 이미지다.
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점을 포함하는 전자소자를 도시한 이미지이다.
Figure 1 is a cross-sectional view showing a first substrate on which a quantum dot thin film including quantum dots surface-treated with a polar ligand is formed.
Figure 2 is a cross-sectional view showing an embossed stamp placed on a first substrate on which quantum dots surface-treated with a ligand having a first polarity are formed.
Figure 3 is a cross-sectional view showing a stamp used in the transfer printing method of quantum dots surface-treated with a ligand having polarity according to an embodiment of the present invention, and Figure 4 is a transfer printing method of quantum dots surface-treated with a ligand having a first polarity. This is an image showing the chemical formula of the self-assembled monomolecular film used in the method.
Figure 5 is a cross-sectional view showing a quantum dot pattern including quantum dots surface-treated with a ligand having a first polarity picked up on an embossed stamp, and Figure 6 is a coulomb diagram of quantum dots surface-treated with a ligand having a first polarity and a self-assembled monomolecular film. This is a cross-sectional view detailing the workforce.
Figure 7 is a cross-sectional view showing a second substrate onto which a quantum dot pattern including quantum dots surface-treated with a ligand having a first polarity is transferred.
Figure 8 is a cross-sectional view showing a front stamp disposed on a first substrate on which a quantum dot thin film including quantum dots surface-treated with a ligand having a first polarity is formed, and Figure 9 is a quantum dot surface-treated with a ligand having a first polarity. It is a cross-sectional view showing a front stamp that picks up a quantum dot thin film containing, and Figure 10 is a cross-sectional view showing a second substrate onto which a quantum dot thin film containing quantum dots surface-treated with a ligand having the first polarity is transferred.
Figure 11 is a cross-sectional view showing a second substrate including a front stamp and an engraved pattern on which a quantum dot thin film containing quantum dots surface-treated with a ligand having a first polarity is picked up, and Figure 12 is a cross-sectional view showing the first substrate in contact with the second substrate. It is a cross-sectional view showing a front stamp picking up a quantum dot thin film including quantum dots surface-treated with a polarized ligand, and Figure 13 shows a quantum dot pattern including quantum dots surface-treated with a first polarized ligand being picked up from a second substrate. It is a cross-sectional view showing one front stamp, and Figure 14 is a cross-sectional view showing a third substrate onto which a quantum dot pattern including quantum dots surface-treated with a ligand having the first polarity is transferred.
Figure 15 is a cross-sectional view showing an electronic device according to an embodiment of the present invention.
Figure 16 is an optical image showing a quantum dot surface-treated with an inorganic ligand that is entirely transferred using a transfer printing method of a quantum dot surface-treated with a polarized ligand according to an embodiment of the present invention.
Figure 17 is an optical image showing a quantum dot surface-treated with an inorganic ligand that has been patterned and transferred using a transfer printing method of a quantum dot surface-treated with a polarized ligand according to an embodiment of the present invention.
Figure 18 is an electron microscope image showing a quantum dot surface-treated with an inorganic ligand that was patterned and transferred using a transfer printing method of a quantum dot surface-treated with a polarized ligand according to an embodiment of the present invention.
Figure 19 is an image showing an electronic device including quantum dots surface-treated with a polarized ligand according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and the contents described in the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited by the embodiments.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for describing embodiments and is not intended to limit the invention. As used herein, singular forms also include plural forms, unless specifically stated otherwise in the context. As used in the specification, “comprises” and/or “comprising” does not exclude the presence or addition of one or more other components or steps.

본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "측면", "예시" 등은 기술된 임의의 양상(aspect) 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되어야 하는 것은 아니다.As used herein, “embodiment,” “example,” “aspect,” “example,” etc. should be construed to mean that any aspect or design described is better or advantageous than other aspects or designs. It's not like that.

또한, '또는'이라는 용어는 배타적 논리합 'exclusive or'이기보다는 포함적인 논리합 'inclusive or'를 의미한다. 즉, 달리 언급되지 않는 한 또는 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 'x가 a 또는 b를 이용한다'라는 표현은 포함적인 자연 순열들(natural inclusive permutations) 중 어느 하나를 의미한다.Additionally, the term 'or' means an inclusive OR 'inclusive or' rather than an exclusive OR 'exclusive or'. That is, unless otherwise stated or clear from the context, the expression 'x uses a or b' means any of the natural inclusive permutations.

또한, 본 명세서 및 청구항들에서 사용되는 단수 표현("a" 또는 "an")은, 달리 언급하지 않는 한 또는 단수 형태에 관한 것이라고 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 일반적으로 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.Additionally, as used in this specification and claims, the singular expressions “a” or “an” generally mean “one or more,” unless otherwise indicated or it is clear from the context that the singular refers to singular forms. It should be interpreted as

아래 설명에서 사용되는 용어는, 연관되는 기술 분야에서 일반적이고 보편적인 것으로 선택되었으나, 기술의 발달 및/또는 변화, 관례, 기술자의 선호 등에 따라 다른 용어가 있을 수 있다. 따라서, 아래 설명에서 사용되는 용어는 기술적 사상을 한정하는 것으로 이해되어서는 안 되며, 실시예들을 설명하기 위한 예시적 용어로 이해되어야 한다.The terms used in the description below have been selected as general and universal in the related technical field, but there may be different terms depending on technological developments and/or changes, customs, technicians' preferences, etc. Accordingly, the terms used in the description below should not be understood as limiting the technical idea, but should be understood as illustrative terms for describing embodiments.

또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 설명 부분에서 상세한 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 아래 설명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 의미와 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 이해되어야 한다.In addition, in certain cases, there are terms arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the detailed meaning will be described in the relevant description. Therefore, the terms used in the description below should be understood based on the meaning of the term and the overall content of the specification, not just the name of the term.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in this specification may be used with meanings that can be commonly understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. Additionally, terms defined in commonly used dictionaries are not interpreted ideally or excessively unless clearly specifically defined.

한편, 본 발명의 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Meanwhile, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, the terminology used in this specification is a term used to appropriately express the embodiments of the present invention, and may vary depending on the intention of the user or operator or the customs of the field to which the present invention belongs. Therefore, definitions of these terms should be made based on the content throughout this specification.

본 발명의 실시예에 따른 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법은 제1 기판 상에 제1 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점을 포함하는 양자점 박막을 형성하는 단계(S110), 양자점 박막을 스탬프(stamp)를 이용하여 픽업(pick-up)하는 단계(S120) 및 스탬프를 이용하여 양자점 박막을 제2 기판에 전사하는 단계(S130)를 포함하고, 스탬프는 제2 극성을 갖는 자가조립 단분자막(Self-Assembled Monolayer, SAM)으로 표면처리 된다.The transfer printing method of quantum dots surface-treated with a ligand having a polarity according to an embodiment of the present invention includes forming a quantum dot thin film including quantum dots surface-treated with a ligand having a first polarity on a first substrate (S110); It includes picking up the quantum dot thin film using a stamp (S120) and transferring the quantum dot thin film to a second substrate using the stamp (S130), wherein the stamp has a second polarity. The surface is treated with a self-assembled monolayer (SAM).

따라서, 종래의 스탬프는 유기 리간드, 그 중에서도 탄소사슬의 길이가 긴 리간드로 표면처리된 양자점 및 나노입자의 전사에 최적화되어 있어 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점 및 나노입자의 전사가 불가능하였으나, 본 발명의 실시예에 따른 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점은 스탬프의 표면을 전하를 갖는 짧은 자기조립물질(예시: C2-C18 탄소사슬 + NH3, SH, OH, Cl 등의 극성 작용기를 갖는 실란)로 처리하여 스탬프와 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점 사이의 쿨롱 인력을 증가시켜 수백 나노미터에서 수 밀리미터 너비의 고해상도 나노입자 박막을 패터닝할 수 있다.Therefore, the conventional stamp was optimized for the transfer of quantum dots and nanoparticles surface-treated with organic ligands, especially ligands with long carbon chains, so it was impossible to transfer quantum dots and nanoparticles surface-treated with polar ligands. Quantum dots surface-treated with a polar ligand according to an embodiment of the present invention are made by forming the surface of the stamp into a short self-assembled material with a charge (e.g., C 2 -C 18 carbon chain + NH 3 , SH, OH, Cl, etc.) By increasing the Coulombic attraction between the stamp and the quantum dots surface-treated with a polar ligand by treatment with a functional silane), high-resolution nanoparticle thin films with a width of hundreds of nanometers to several millimeters can be patterned.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법은 표면에 양각 패턴을 포함하는 양각 스탬프를 사용하여 전사 인쇄를 진행하면, 양자점 패턴을 형성할 수 있고, 표면이 컨포멀(conformal)한 전면 스탬프를 사용하여 전사 인쇄를 진행하면, 전면 양자점 박막을 형성할 수 있으며, 전면 스탬프 및 음각 패턴을 포함하는 제2 기판을 사용하여 전사 인쇄를 진행하면, 양자점 패턴을 형성할 수 있다.In addition, in the transfer printing method of quantum dots surface-treated with a polar ligand according to an embodiment of the present invention, a quantum dot pattern can be formed by performing transfer printing using an embossed stamp including an embossed pattern on the surface, and the surface If transfer printing is performed using this conformal front stamp, a front quantum dot thin film can be formed, and if transfer printing is performed using a second substrate containing a front stamp and an intaglio pattern, a quantum dot pattern can be formed. can be formed.

이하에서는, 도 1 내지 도 7을 참조하여 양각 스탬프를 사용한 본 발명의 실시예에 따른 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법에 대해 설명하고, 도 8 내지 도 10을 참조하여 전면 스탬프를 사용한 본 발명의 실시예에 따른 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법에 대해 설명하며, 도 11 내지 도 14를 참조하여 전면 스탬프 및 음각 패턴을 포함하는 제2 기판을 이용한 본 발명의 실시예에 따른 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 1 to 7, a transfer printing method of quantum dots surface-treated with a polar ligand according to an embodiment of the present invention using an embossed stamp will be described, and with reference to FIGS. 8 to 10, a front stamping method will be described. A transfer printing method of quantum dots surface-treated with a polarized ligand according to an embodiment of the present invention using is described. Referring to FIGS. 11 to 14, the present invention uses a second substrate including a front stamp and an engraved pattern. A method for transfer printing quantum dots surface-treated with a polarized ligand according to an example will be described.

도 1은 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점을 포함하는 양자점 박막이 형성된 제1 기판을 도시한 단면도이다.Figure 1 is a cross-sectional view showing a first substrate on which a quantum dot thin film including quantum dots surface-treated with a polar ligand is formed.

본 발명의 실시예에 따른 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법은 제1 기판(111) 상에 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점을 포함하는 양자점 박막(120)을 형성하는 단계(S110)를 진행한다.The transfer printing method of quantum dots surface-treated with a polar ligand according to an embodiment of the present invention includes forming a quantum dot thin film 120 including quantum dots surface-treated with a polar ligand on a first substrate 111. Proceed with (S110).

극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점을 포함하는 양자점 박막(120)은 양자점을 포함하는 콜로이드 나노결정 물질로 형성될 수 있다.The quantum dot thin film 120 containing quantum dots surface-treated with a polar ligand may be formed of a colloidal nanocrystal material containing quantum dots.

양자점은 Ⅱ-VI족, Ⅲ-V족, I-Ⅲ-VI족, IV-VI족 반도체 화합물 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 양자점은 CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, HgS, HgSe, HgTe, GaN, GaP, GaAs, InP, InAs, CuInS2, CuInSe2, CuInTe2, PbS, PbSe 및 PbTe 중 적어도 하나를 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 경우에 따라, 나열한 양자점들 중 2 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 예를 들어, 2 종 이상의 양자점이 단순 혼합상태로 존재하는 양자점 혼합물, 혹은, 코어-쉘(core-shell) 구조를 가진 결정 또는 그래디언트(gradient) 구조를 가진 결정과 같이 동일 결정 내에 2 종 이상의 화합물 결정이 부분적으로 나뉘어져 존재하는 혼합결정, 또는 2 종 이상의 나노결정 화합물을 사용할 수도 있다. 예를 들어, 양자점은 홀이 외부로 잘 빠져나갈 수 있도록 하는 코어 구조를 가지거나, 코어 및 코어를 덮는 쉘을 포함한 코어/쉘 구조를 가질 수 있다.Quantum dots may be group II-VI, group III-V, group I-III-VI, group IV-VI semiconductor compounds, or mixtures thereof. The quantum dots include at least one of CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, HgS, HgSe, HgTe, GaN, GaP, GaAs, InP, InAs, CuInS 2 , CuInSe 2 , CuInTe 2 , PbS, PbSe, and PbTe. , but is not limited to this. In some cases, a mixture of two or more of the listed quantum dots may be used. For example, a quantum dot mixture in which two or more types of quantum dots exist in a simple mixed state, or two or more types of compounds in the same crystal, such as a crystal with a core-shell structure or a crystal with a gradient structure. Mixed crystals, in which crystals are partially divided, or two or more types of nanocrystal compounds may be used. For example, quantum dots may have a core structure that allows holes to easily escape to the outside, or may have a core/shell structure including a core and a shell covering the core.

코어는 Ⅱ-VI족, Ⅲ-V족, I-Ⅲ-VI족, IV-VI족 반도체 화합물 또는 이들의 혼합물일 수 있으며, 바람직하게는, CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, HgS, HgSe, HgTe, GaN, GaP, GaAs, InP, InAs, CuInS2, CuInSe2, CuInTe2, PbS, PbSe 및 PbTe 중 적어도 하나를 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 쉘은 CdSe, ZnSe, ZnS, ZnTe, CdTe, PbS, TiO, SrSe 및 HgSe 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The core may be a group II-VI, group III-V, group I-III-VI, group IV-VI semiconductor compound or a mixture thereof, preferably CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, HgS. , HgSe, HgTe, GaN, GaP, GaAs, InP, InAs, CuInS 2 , CuInSe 2 , CuInTe 2 , PbS, PbSe, and PbTe, but is not limited thereto. The shell may include at least one of CdSe, ZnSe, ZnS, ZnTe, CdTe, PbS, TiO, SrSe, and HgSe, but is not limited thereto.

본 발명의 실시예에 따른 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법에 사용되는 양자점은 구형, 선형 및 판형 중 어느 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Quantum dots used in the transfer printing method of quantum dots surface-treated with a polar ligand according to an embodiment of the present invention may include any one of spherical, linear, and plate shapes, but are not limited thereto.

실시예에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법은 양자점 이외에도 제1 극성을 갖는 리간드(무기 리간드 또는 두 기능기 리간드)로 표면처리된 금속, 구형 금속 산화물, 선형 금속 산화물 및 판형 금속 산화물의 무기 나노 결정을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Depending on the embodiment, the transfer printing method of quantum dots surface-treated with a ligand having a polarity according to an embodiment of the present invention may be used to transfer metal, spherical, surface-treated quantum dots with a ligand having a first polarity (an inorganic ligand or a bi-functional ligand) in addition to the quantum dots. It may include, but is not limited to, inorganic nanocrystals of metal oxide, linear metal oxide, and plate-shaped metal oxide.

예를 들어, 금 나노 입자는 나노와이어를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, gold nanoparticles may include, but are not limited to, nanowires.

또한, 나노결정 물질은 구형 산화물, 선형 산화믈, 판상형 산화물 및 다각형 산화물 중 적어도 어느 하나의 나노결정을 포함할 수 있고, 바람직하게는, ITO, ZnO, TiO2, CeOx 및 FeOx 중 적어도 어느 하나의 나노입자를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the nanocrystal material may include nanocrystals of at least one of spherical oxide, linear oxide, plate-shaped oxide, and polygonal oxide, and preferably, at least one of ITO, ZnO, TiO 2 , CeOx, and FeOx. It may include nanoparticles, but is not limited thereto.

양자점은 표면에 제1 극성을 갖는 리간드로 표면처리될 수 있고, 제2 극성을 갖는 리간드는 무기 리간드(inorganic ligand) 또는 두 기능기 리간드(bifunctional ligand)일 수 있다.Quantum dots may be surface treated with a ligand having a first polarity, and the ligand having a second polarity may be an inorganic ligand or a bifunctional ligand.

무기 리간드는 금속-칼코게나이드(metal-chalcogenide) 화합물, 금속-할라이드(metal-halide) 화합물, 금속-옥사이드(metal-oxide) 화합물, 칼코게나이드(chalcogenide), 할라이드(halide) 및 슈도할라이드(pseudohalide), 하이드록시 이온 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있고, 슈도 할라이드는 O2-, CN-, N3-, SCN- 및 OCN- 중 적어도 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Inorganic ligands include metal-chalcogenide compounds, metal-halide compounds, metal-oxide compounds, chalcogenides, halides and pseudohalides ( pseudohalide), and may contain at least one of hydroxy ions, and the pseudo halide may include at least one of O 2- , C N- , N 3- , SCN- , and OCN- , but is not limited thereto.

바람직하게는, 무기 리간드는 금속-칼코게나이드 화합물일 수 있고, 금속-칼코게나이드 화합물은 AsS4 2-, NH4S2-, MoS4 2-, WS4 2-, Zn2S2, Zn2Se2, Zn2Te2, Cu2S2, Cu2Se2, Cu2Te2, Mn2S2, Mn2Se2, Mn2Te2, Fe2S2, Fe2Se2, Fe2Te2, Co2S2, Co2Se2, Co2Te2, Sn2S6, Sn2Se6, In2Se4, In2Te3, Ga2Se3, CuInSe2, Cu7S4, Hg3Se4, Ge2S, Sb2S3, Sb2Se3, Sb2Te3 및 ZnTe의 하이드라진 수화물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Preferably, the inorganic ligand may be a metal-chalcogenide compound, and the metal-chalcogenide compound is AsS 4 2- , NH 4 S 2- , MoS 4 2- , WS 4 2- , Zn 2 S 2 , Zn 2 Se 2 , Zn 2 Te 2 , Cu 2 S 2 , Cu 2 Se 2 , Cu 2 Te 2 , Mn 2 S 2 , Mn 2 Se 2 , Mn 2 Te 2 , Fe 2 S 2 , Fe 2 Se 2 , Fe 2 Te 2 , Co 2 S 2 , Co 2 Se 2 , Co 2 Te 2 , Sn 2 S 6 , Sn 2 Se6, In 2 Se 4 , In 2 Te 3 , Ga 2 Se 3 , CuInSe 2 , Cu 7 S 4 , Hg 3 Se 4 , Ge 2 S, Sb 2 S 3 , Sb 2 Se 3 , Sb 2 Te 3 , and hydrazine hydrate of ZnTe, but is not limited thereto.

두 기능기 리간드는 한 쪽의 작용기는 양자점 표면에 결합될 수 있고, 나머지 작용기는 극성을 띄어 양자점에 제1 극성을 부여할 수 있다.As for the two-functional ligand, one functional group may be bound to the surface of the quantum dot, and the remaining functional group may be polar, thereby imparting first polarity to the quantum dot.

두 기능기 리간드는 카르복시기, 아인산기, 하이드록시기, 사이올기, 아민기, 포스핀기 및 산화포스핀기 중 적어도 둘 이상의 작용기가 C1-C24 탄화수소에 결합된 리간드를 포함할 수 있다.The two-functional ligand may include a ligand in which at least two functional groups of a carboxylic acid group, a phosphorous acid group, a hydroxyl group, a thiol group, an amine group, a phosphine group, and a phosphine oxide group are bonded to a C 1 -C 24 hydrocarbon.

바람직하게는, 두 기능기 리간드는 시스테아민(cysteamine), 아미노-옥탄싸이올(amino-octanethiol), 아미노-도데칸싸이올(amino-dodecanethiol), 머캅토프로피온산(mercaptopropionic acid), 머캅토운데카노산(mercaptoundecanoic acid), 머캅토헥사데칸산(mercaptohexadecanoic acid), 에탄올 아민(ethanol amine), 메탄올 아민(methanol amine), 프로판올 아민(propanol amine), 부탄올 아민(butanol amine), 디아미노옥탄(diaminooctane), 디아미노헥산(diaminohexane), 헥산디오산(hexanedioic acid), 펜탄디오산(pentanedioic acid), 부탄디오산(butanedioic acid) 및 프로판디오산(propanedioic acid) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Preferably, the two functional group ligands are cysteamine, amino-octanethiol, amino-dodecanethiol, mercaptopropionic acid, mercaptoundeca. mercaptoundecanoic acid, mercaptohexadecanoic acid, ethanol amine, methanol amine, propanol amine, butanol amine, diaminooctane , may include at least one of diaminohexane, hexanedioic acid, pentanedioic acid, butanedioic acid, and propanedioic acid, but It is not limited.

제1 극성은 양전하 또는 음전하일 수 있고, 제1 극성이 양전하인 경우, 제2 극성은 음전하이고, 제1 극성이 음전하인 경우, 제2 극성은 양전하이다.The first polarity can be positive or negative; if the first polarity is positive, the second polarity is negative, and if the first polarity is negative, the second polarity is positive.

예를 들어, 제1 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점은 양전하를 갖도록 양이온으로 표면처리된 양자점일 수 있고, 양이온으로 표면처리된 양자점은 양자점 표면에 양이온성 무기 리간드로 표면처리될 수 있다.For example, quantum dots surface-treated with a ligand having a first polarity may be quantum dots surface-treated with a cation to have a positive charge, and quantum dots surface-treated with a cation may be surface-treated with a cationic inorganic ligand on the surface of the quantum dot.

양이온성 무기 리간드는 양이온성 금속-칼코게나이드 화합물이 사용될 수 있고, 예를 들어, 양이온성 무기 리간드는 Zn2S2, Zn2Se2, Zn2Te2, Cu2S2, Cu2Se2, Cu2Te2, Mn2S2, Mn2Se2, Mn2Te2, Fe2S2, Fe2Se2, Fe2Te2, Co2S2, Co2Se2, Co2Te2 및 Sn2S6 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The cationic inorganic ligand may be a cationic metal-chalcogenide compound. For example, the cationic inorganic ligand may be Zn 2 S 2 , Zn 2 Se 2 , Zn 2 Te 2 , Cu 2 S 2 , Cu 2 Se 2 , Cu 2 Te 2 , Mn 2 S 2 , Mn 2 Se 2 , Mn 2 Te 2 , Fe 2 S 2 , Fe 2 Se 2 , Fe 2 Te 2 , Co 2 S 2 , Co 2 Se 2 , Co 2 Te It may include at least one of 2 and Sn 2 S 6 , but is not limited thereto.

양이온성 금속-칼코게나이드 화합물에 있어서, 금속 원자는 양의 전하를 띠게 된다. 예를 들어, Zn-S-S-Zn의 결합구조를 갖는 Zn2S2의 경우, Zn의 최외곽 전자 중 하나는 S와 공유결합을 이루고 있지만 다른 하나의 전자는 S와 결합을 이루고 있지 않다. Zn은 2족 원소로서 전자를 주기 쉬운 성질을 갖는다. 그에 따라, Zn은 용액 중에서, S와 결합하지 않고 있는 최외곽 전자를 잃게 된다.In cationic metal-chalcogenide compounds, the metal atoms have a positive charge. For example, in the case of Zn 2 S 2 , which has a bonding structure of Zn-SS-Zn, one of the outermost electrons of Zn is covalently bonded to S, but the other electron is not bonded to S. Zn is a group 2 element and has the property of easily donating electrons. Accordingly, Zn loses its outermost electrons that are not bonded to S in solution.

그에 따라, Zn-S-S-Zn의 결합구조 중의 Zn은 용액 중에서 양의 전하를 띠게 된다. 이러한 메카니즘에 의하여 또는 이와 유사한 메카니즘에 의하여, 양이온성 금속-칼코게나이드 화합물은 용액 중에서 양이온성을 띠게 된다.Accordingly, Zn in the bonding structure of Zn-S-S-Zn has a positive charge in the solution. By this mechanism or a similar mechanism, the cationic metal-chalcogenide compound becomes cationic in solution.

Zn2Se2의 Zn 원자가 양이온의 형태로 양자점의 표면에 결합되어 Zn 원자가 양의 전하를 띠고 있기 때문에, 양자점의 음이온 성분(예를 들어, CdSe 양자점의 Se 원자)과 결합되거나 오비탈의 형태로 결합될 수 있다.Since the Zn atom of Zn 2 Se 2 is bound to the surface of the quantum dot in the form of a positive ion and the Zn atom has a positive charge, it is bound to the anion component of the quantum dot (for example, the Se atom of the CdSe quantum dot) or in the form of an orbital. It can be.

제1 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점은 음전하를 갖도록 음이온으로 표면처리된 양자점일 수 있고, 음이온으로 표면처리된 양자점은 양자점 표면에 음이온성 무기 리간드로 표면처리될 수 있다.Quantum dots surface-treated with a ligand having a first polarity may be quantum dots surface-treated with anions to have a negative charge, and quantum dots surface-treated with anions may be surface-treated with an anionic inorganic ligand on the surface of the quantum dots.

음이온성 무기 리간드는 음이온성 금속-칼코게나이드 화합물이 사용될 수 있고, 예를 들어, 음이온성 무기 리간드는 AsS4 2-, NH4S2-, MoS4 2-, WS4 2-, Sn2S6, Sn2Se6, In2Se4, In2Te3, Ga2Se3, CuInSe2, Cu7S4, Hg3Se4, Ge2S, Sb2S3, Sb2Se3, Sb2Te3 및 ZnTe의 하이드라진 수화물, S2-, OH- 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The anionic inorganic ligand may be an anionic metal-chalcogenide compound. For example, the anionic inorganic ligand may be AsS 4 2- , NH 4 S 2- , MoS 4 2- , WS 4 2- , Sn 2 S 6 , Sn 2 Se6, In 2 Se 4 , In 2 Te 3 , Ga 2 Se 3 , CuInSe 2 , Cu 7 S 4 , Hg 3 Se 4 , Ge 2 S, Sb 2 S 3 , Sb 2 Se 3 , Sb 2 It may include at least one of Te 3 and hydrazine hydrate of ZnTe, S 2- , and OH - , but is not limited thereto.

양자점은 공지된 양자점 합성 방법을 이용하여 제조 가능하다. 예를 들어, 본 발명의 양자점은 금속 전구체를 이용하는 화학적 습식방법에 의해 제조된 모든 양자점을 포함할 수 있다. 또한, 양자점은 소정의 금속 전구체를, 필요에 따라 분산제 존재 하에, 유기 용액에 주입하고 일정한 온도에서 결정을 성장시키는 방법으로 제조할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 그리고, 양자점 제조시, 적색, 녹색 및 청색 파장의 광을 흡수 또는 발광하도록 양자점의 크기가 조절될 수 있다.Quantum dots can be manufactured using known quantum dot synthesis methods. For example, the quantum dots of the present invention may include all quantum dots manufactured by a chemical wet method using a metal precursor. In addition, quantum dots can be manufactured by injecting a predetermined metal precursor into an organic solution in the presence of a dispersant, if necessary, and growing crystals at a constant temperature, but are not limited thereto. Also, when manufacturing quantum dots, the size of the quantum dots can be adjusted to absorb or emit light of red, green, and blue wavelengths.

제1 기판(111)은 양자점 박막(120)을 형성하기 전에 ODTS(octadecyltrichlorosilane) 등으로 표면 처리될 수 있다. 표면 처리에 의해 제1 기판(111)과 콜로이드 나노결정 물질 사이의 상호 작용이 약해져 콜로이드 나노결정 물질이 제1 기판(111) 위에서 표면 확산이 활발하게 이루어질 수 있고, 콜로이드 나노결정 물질 내 나노입자들이 서로 뭉쳐져서 균일하게 성장될 수 있다.The first substrate 111 may be surface treated with ODTS (octadecyltrichlorosilane) or the like before forming the quantum dot thin film 120. By surface treatment, the interaction between the first substrate 111 and the colloidal nanocrystal material is weakened, so that the colloidal nanocrystal material can actively spread on the surface of the first substrate 111, and the nanoparticles in the colloidal nanocrystal material They can stick together and grow uniformly.

또한, 스탬프에 의한 양자점 박막(120)의 픽업(pick-up)이 더욱 효과적으로 이루어질 수 있게 된다.In addition, pick-up of the quantum dot thin film 120 by stamping can be performed more effectively.

제1 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점은 제1 기판(111) 상에 액상 프로세스(solution process), 예를 들어, 스핀 코팅, 딥 코팅, 프린팅 또는 스프레이 코팅 등에 의해 코팅되어 양자점 박막(120)이 형성될 수 있다.Quantum dots surface-treated with a ligand having a first polarity are coated on the first substrate 111 by a liquid process (solution process), for example, spin coating, dip coating, printing, or spray coating, to form a quantum dot thin film 120. This can be formed.

제1 기판은 유리, 석영, Al2O3, SiC, 폴리디메틸실록산(Polydimethlysiloxane, PDMS), 에코플렉스 (ecoflex(Polybutylene adipate terephthalate, PBAT)), 폴리우레탄(polyurethane, PU), 폴리우레탄아크릴레이트 (PUA), 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트 (PBT), 폴리실란 (polysilane), 폴리실록산 (polysiloxane), 폴리실라잔 (polysilazane), 폴리카르보실란 (polycarbosilane), 사이클릭 올레핀 코폴리머 (Cyclic olefin copolymer, COC), 사이클릭 올레핀 폴리머 (Cyclic olefin polymer, COP), 폴리에틸렌 (PE), 폴리프로필렌 (PP), 폴리이미드 (PI), 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 폴리비닐클로라이드 (PVC), 폴리카보네이트 (PC), 폴리비닐리덴플로라이드 (PVDF), 폴리에틸렌나플탈레이트 (PEN), 퍼플루오로알킬 고분자 (PFA) 및 스타이렌아크릴나이트릴코폴리머 (SAN) 중 적어도 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The first substrate is glass, quartz, Al 2 O 3 , SiC, polydimethlysiloxane (PDMS), ecoflex (Polybutylene adipate terephthalate, PBAT), polyurethane (PU), polyurethane acrylate ( PUA), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polysilane, polysiloxane, polysilazane, polycarbosilane, cyclic olefin copolymer ( Cyclic olefin copolymer (COC), Cyclic olefin polymer (COP), polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyimide (PI), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinyl chloride (PVC) ), polycarbonate (PC), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyethylene naphthalate (PEN), perfluoroalkyl polymer (PFA), and styrene acryl nitrile copolymer (SAN). It can be done, but it is not limited to this.

도 2는 제1 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점이 형성된 제1 기판 상에 배치된 양각 스탬프를 도시한 단면도이다.Figure 2 is a cross-sectional view showing an embossed stamp placed on a first substrate on which quantum dots surface-treated with a ligand having a first polarity are formed.

스탬프는 실록산(siloxane)계, 아크릴(acryl)계, 에폭시(epoxy)계열의 탄성체 또는 이들의 복합체이거나, 다른 강화재료들을 혼합하여 재료의 강도를 조절하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 스탬프는 PDMS(polydimethylsiloxane)로 형성될 수 있다.The stamp may be a siloxane-based, acryl-based, epoxy-based elastomer or a composite thereof, or may be formed by mixing other reinforcing materials to adjust the strength of the material. For example, the stamp may be formed from polydimethylsiloxane (PDMS).

또한, 스탬프는 표면에 양각 패턴(131)을 포함하는 양각 스탬프이거나, 패턴을 포함하지 않는 전면 스탬프일 수 있다.Additionally, the stamp may be an embossed stamp including an embossed pattern 131 on the surface, or a full-face stamp not including a pattern.

본 발명의 실시예에 따른 제1 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법은 표면에 양각 패턴을 포함하는 양각 스탬프(131)를 사용함으로써, 제2 기판 상에 양자점 박막(120)을 패턴으로 형성할 수 있다.The transfer printing method of quantum dots surface-treated with a ligand having a first polarity according to an embodiment of the present invention uses an embossed stamp 131 including an embossed pattern on the surface to form a quantum dot thin film 120 on a second substrate. It can be formed into a pattern.

본 발명의 실시예에 따른 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법에 사용되는 스탬프는 제2 극성을 갖는 자가조립 단분자막(140)으로 표면처리 될 수 있다.The stamp used in the transfer printing method of quantum dots surface-treated with a polarized ligand according to an embodiment of the present invention may be surface treated with a self-assembled monomolecular film 140 having a second polarity.

자가조립 단분자막(140)은 제2 극성을 가질 수 있고, 제2 극성은 양자점 박막(120)의 제1 극성과 상이하게 형성되어, 양자점 박막(120)을 스탬프를 이용하여 픽업하는 단계(S120)를 진행할 때, 쿨롱 인력에 의해 양자점 박막(120)을 픽업할 수 있다.The self-assembled monolayer 140 may have a second polarity, and the second polarity is formed to be different from the first polarity of the quantum dot thin film 120, and the step of picking up the quantum dot thin film 120 using a stamp (S120) When proceeding, the quantum dot thin film 120 can be picked up by Coulomb attraction.

스탬프에 표면처리된 제2 극성을 갖는 자가조립 단분자막(140)에 대해서는 도 3 및 도 4를 참조하여 보다 상세히 설명하도록 한다,The self-assembled monolayer 140 having a second polarity surface treated on the stamp will be described in more detail with reference to FIGS. 3 and 4.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법에 사용되는 스탬프를 도시한 단면도이고, 도 4는 제1 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법에 사용되는 자가조립 단분자막의 화학식을 도시한 이미지이다.Figure 3 is a cross-sectional view showing a stamp used in the transfer printing method of quantum dots surface-treated with a ligand having polarity according to an embodiment of the present invention, and Figure 4 is a transfer printing method of quantum dots surface-treated with a ligand having a first polarity. This is an image showing the chemical formula of the self-assembled monomolecular film used in the method.

자가조립 단분자막(140)은 C2 내지 C18의 탄화수소에 연결된 실란계 화합물을 포함할 수 있고, 실란계 화합물은 NH3, SH, OH, F, Cl 및 에폭시기 중 적어도 어느 하나를 포함하는 극성 작용기로 터미네이트(terminate)되어 있다.The self-assembled monolayer 140 may include a silane-based compound linked to a C 2 to C 18 hydrocarbon, and the silane-based compound is a polar functional group including at least one of NH 3 , SH, OH, F, Cl, and an epoxy group. It is terminated.

바람직하게는, 자가조립 단분자막(140)은 아민기(-NH3), 싸이올기(-SH), 테프론기(-CF3), 에폭시기, 선형 및 가지형 알킬기(-R) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 C2 내지 C18의 탄화수소의 백본(backbone)으로 이루어진 실란기를 포함할 수 있다.Preferably, the self-assembled monolayer 140 contains at least one of an amine group (-NH 3 ), a thiol group (-SH), a Teflon group (-CF 3 ), an epoxy group, and a linear and branched alkyl group (-R). It may include a silane group composed of a C 2 to C 18 hydrocarbon backbone.

더욱, 바람직하게는, 자가조립 단분자막(140)은 (3-아미노프로필)트리에톡시실란 ((3-Aminopropyl)triethoxysilane), (3-머캅토프로필)트리에톡시실란((3-Mercaptopropyl)triethoxysilane), (3-클로로프로필)트리에톡시실란((3-Chloropropyl)triethoxysilane), (3-글리시딜옥시프로필)트리에톡시실란((3-Glycidyloxypropyl)triethoxysilane), 3-[비스(2-하이드록시에틸)아미노]프로필-트리에톡시실란(3-[Bis(2-hydroxyethyl)amino]propyl-triethoxysilane) 및 4-클로로페닐트리에톡시실란((4-Chlorophenyl)triethoxysilane) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Moreover, preferably, the self-assembled monolayer 140 is made of (3-Aminopropyl)triethoxysilane, (3-Mercaptopropyl)triethoxysilane ), (3-Chloropropyl)triethoxysilane, (3-Glycidyloxypropyl)triethoxysilane, 3-[bis(2- At least one of 3-[Bis(2-hydroxyethyl)amino]propyl-triethoxysilane) and 4-Chlorophenyltriethoxysilane ((4-Chlorophenyl)triethoxysilane) It may include, but is not limited to this.

도 5는 양각 스탬프에 픽업된 제1 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점을 포함하는 양자점 패턴을 도시한 단면도이고, 도 6은 제1 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점과 자가조립 단분자막의 쿨롱 인력을 구체화한 단면도이다.Figure 5 is a cross-sectional view showing a quantum dot pattern including quantum dots surface-treated with a ligand having a first polarity picked up on an embossed stamp, and Figure 6 is a coulomb diagram of quantum dots surface-treated with a ligand having a first polarity and a self-assembled monomolecular film. This is a cross-sectional view detailing the workforce.

본 발명의 실시예에 따른 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법은 양자점 박막(120)을 스탬프를 이용하여 픽업하는 단계(S120)를 진행한다.The transfer printing method of quantum dots surface-treated with a polar ligand according to an embodiment of the present invention proceeds with the step (S120) of picking up the quantum dot thin film 120 using a stamp.

보다 구체적으로, 제2 극성을 갖는 자가조립 단분자막(140)으로 표면처리된 스탬프 및 제1 극성을 갖는 리간드(L)로 표면처리된 양자점(Q)을 포함하는 양자점 박막(120)은 정전기적 인력, 이온 결합, 또는 반데르발스 힘에 의하여 결합될 수 있다. 따라서, 제2 극성을 갖는 자가조립 단분자막(140)으로 표면처리된 스탬프 및 제1 극성을 갖는 리간드(L)로 표면처리된 양자점(Q)을 포함하는 양자점 박막(120)의 계면에 강한 접착력이 생성되어 손쉽게 픽업하는 동시에 매우 우수한 기계적 강도를 가질 수 있다.More specifically, the quantum dot thin film 120 including a stamp surface-treated with a self-assembled monomolecular film 140 having a second polarity and a quantum dot (Q) surface-treated with a ligand (L) having a first polarity exhibits electrostatic attraction. , ionic bonds, or van der Waals forces. Therefore, there is strong adhesion at the interface of the quantum dot thin film 120 including the stamp surface-treated with the self-assembled monomolecular film 140 having a second polarity and the quantum dot (Q) surface-treated with the ligand (L) having the first polarity. It can be easily picked up and have very good mechanical strength at the same time.

이때, 제1 극성을 갖는 리간드(L)로 표면처리된 양자점(Q)이 제2 극성을 갖는 자가조립 단분자막(140)으로 표면처리된 스탬프에 픽업된 후 최종 기판에 전사될 때 스탬프의 표면의 양자점 박막(120)이 잔여물 없이 쉽게 분리될 수 있도록 양자점 박막(120)의 제1 극성을 갖는 리간드(L)와 스탬프 표면의 제2 극성을 갖는 자가조립 단분자막(140)의 조합을 조절할 수 있다.At this time, when the quantum dots (Q) surface-treated with the ligand (L) having the first polarity are picked up on the stamp surface-treated with the self-assembled monomolecular film 140 having the second polarity and then transferred to the final substrate, the surface of the stamp The combination of the ligand (L) having the first polarity of the quantum dot thin film 120 and the self-assembled monomolecular film 140 having the second polarity of the stamp surface can be adjusted so that the quantum dot thin film 120 can be easily separated without residue. .

양자점 박막(120)은 스탬프에 의해 제1 기판(111)으로부터 분리되어 픽업될 수 있고, 스탬프를 양자점 박막(120)에 접촉시킨 후 약 10cm/s의 속도로 분리시키면 스탬프의 하부면과 접촉한 양자점 박막(121)이 제1 기판(111)으로부터 분리되어 픽업될 수 있다.The quantum dot thin film 120 can be picked up by being separated from the first substrate 111 by a stamp, and when the stamp is brought into contact with the quantum dot thin film 120 and then separated at a speed of about 10 cm/s, it contacts the lower surface of the stamp. The quantum dot thin film 121 may be separated from the first substrate 111 and picked up.

본 발명의 실시예에 따른 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법은 양각 스탬프(131)를 사용하는 경우, 도 5에서와 같이, 양자점 박막(120) 중, 양각 스탬프(131)와 접촉되는 양자점 박막(121)은 양각 스탬프(131)에 표면처리된 자가조립 단분자막(140)에 의해 픽업되고, 양각 스탬프(131)와 접촉되지 않은 양자점 박막(122)은 제1 기판(111) 상에 잔존하여, 양각 스탬프(131)에는 양각 스탬프(131)의 양각 패턴에 대응되는 형상을 갖는 양자점 패턴(121)이 픽업될 수 있다.In the transfer printing method of quantum dots surface-treated with a polar ligand according to an embodiment of the present invention, when using the embossed stamp 131, as shown in FIG. 5, among the quantum dot thin film 120, the embossed stamp 131 and The quantum dot thin film 121 that is in contact is picked up by the self-assembled monomolecular film 140 surface-treated on the embossed stamp 131, and the quantum dot thin film 122 that is not in contact with the embossed stamp 131 is picked up on the first substrate 111. A quantum dot pattern 121 having a shape corresponding to the embossed pattern of the embossed stamp 131 may be picked up in the embossed stamp 131 .

도 6을 참조하면, 예를 들어, OH- 작용기를 갖는 무기 리간드로 표면처리된 양자점을 포함하는 양자점 박막(120)이 제1 기판 상에 형성된 경우, 아민기(-NH3 +)로 터미네이트된 자가조립 단분자막(140)으로 표면처리된 스탬프(양각 스탬프인 경우 131)를 사용하여 전사 인쇄를 수행하면 OH- 작용기와 아민기(-NH3 +)에 의한 쿨롱 인력에 의해 무기 리간드로 표면처리된 양자점을 포함하는 양자점 박막(120)이 용이하게 제1 기판(111)에서 스탬프(양각 스탬프인 경우 131)로 전사될 수 있다.Referring to FIG. 6, for example, when a quantum dot thin film 120 including quantum dots surface - treated with an inorganic ligand having an OH- functional group is formed on a first substrate, it is terminated with an amine group (-NH 3+ ). When transfer printing is performed using a stamp (131 in the case of an embossed stamp) surface-treated with the self-assembled monomolecular film (140), the surface is treated with an inorganic ligand due to Coulomb attraction by the OH- functional group and amine group (-NH 3 + ). The quantum dot thin film 120 containing the quantum dots can be easily transferred from the first substrate 111 to a stamp (131 in the case of an embossed stamp).

도 7은 제1 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점을 포함하는 양자점 패턴이 전사된 제2 기판을 도시한 단면도이다.Figure 7 is a cross-sectional view showing a second substrate onto which a quantum dot pattern including quantum dots surface-treated with a ligand having a first polarity is transferred.

본 발명의 실시예에 따른 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법은 스탬프를 이용하여 양자점 박막을 제2 기판에 전사하는 단계(S130)를 진행한다.The transfer printing method of quantum dots surface-treated with a polar ligand according to an embodiment of the present invention proceeds with the step (S130) of transferring the quantum dot thin film to a second substrate using a stamp.

제2 기판(112)는 금속, 금속 산화물, 반도체 및 절연체 중 적어도 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 구체적으로 용도에 따라 금, 팔라듐, 백금, 유리, 세라믹, 게르마늄, 실리콘, 플라스틱 등으로 이루어질 수 있다.The second substrate 112 may be made of at least one of metal, metal oxide, semiconductor, and insulator, but is not limited thereto. Specifically, depending on the purpose, it may be made of gold, palladium, platinum, glass, ceramic, germanium, silicon, plastic, etc.

예를 들어, 양자점 패턴(121)이 전기 발광 소자에 사용될 경우 제2 기판(112)은 투명하고 표면이 편평한 유리 기판, 투명 플라스틱 기판 및 투명 실리콘 중 적어도 어느 하나의 기판 상에 적층된 유기 전하 전달층 혹은 무기 전하 전달층(정공 전달층 혹은 전자 전달층) 일 수 있다.For example, when the quantum dot pattern 121 is used in an electroluminescent device, the second substrate 112 is an organic charge transfer layer stacked on at least one of a transparent and flat surface glass substrate, a transparent plastic substrate, and transparent silicon. layer or an inorganic charge transport layer (hole transport layer or electron transport layer).

제2 기판(112)은 오염 물질의 제거를 위해 이소프로필알코올, 아세톤, 메탄올 등의 용매로 초음파 세척하고 UV-오존 처리를 한 후 사용할 수 있다.The second substrate 112 can be used after ultrasonic cleaning with a solvent such as isopropyl alcohol, acetone, or methanol to remove contaminants and UV-ozone treatment.

본 발명의 실시예에 따른 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법은 양각 스탬프를 사용하는 경우, 제2 기판(112) 상에 제1 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점을 포함하는 양자점 박막은 양자점 패턴(121)이 전사될 수 있다.The transfer printing method of quantum dots surface-treated with a ligand having a polarity according to an embodiment of the present invention includes quantum dots surface-treated with a ligand having a first polarity on a second substrate 112 when using an embossed stamp. The quantum dot pattern 121 may be transferred to the quantum dot thin film.

양자점 패턴(121)의 너비는 20nm 내지 100mm일 수 있고, 양자점 패턴(121)의 너비가 20nm 미만이면 패턴의 모양이 불균일해지는 한계가 있고, 100mm를 초과하면 두께가 불균일해지는 문제가 있다.The width of the quantum dot pattern 121 may be 20 nm to 100 mm. If the width of the quantum dot pattern 121 is less than 20 nm, there is a limitation in that the shape of the pattern becomes non-uniform, and if it exceeds 100 mm, there is a problem in that the thickness becomes non-uniform.

양자점 패턴(121)의 두께는 6 nm 내지 약 1,000 nm일 수 있고, 양자점 패턴(121)의 두께가 6 nm 미만이면 양자점이 단일층이기 때문에 양자점 간의 충분한 인력이 부족한 문제가 있고, 1,000 nm를 초과하면 전사 과정에서 양자점 패턴(121)이 붕괴되는 문제가 있다.The thickness of the quantum dot pattern 121 may be from 6 nm to about 1,000 nm. If the thickness of the quantum dot pattern 121 is less than 6 nm, there is a problem of insufficient attraction between the quantum dots because the quantum dots are a single layer, and if the thickness of the quantum dot pattern 121 exceeds 1,000 nm, there is a problem of insufficient attraction between the quantum dots. If so, there is a problem that the quantum dot pattern 121 collapses during the transfer process.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법은 점탄성 스탬프의 표면에 극성을 갖는 짧은 유기 리간드의 자가조립 단분자막으로 표면처리하여 표면에너지를 변화시켜 고해상도 패터닝을 용이하게 수행할 수 있다.Therefore, the transfer printing method of quantum dots surface-treated with a polar ligand according to an embodiment of the present invention is to treat the surface of a viscoelastic stamp with a self-assembled monolayer of a short polar organic ligand to change the surface energy to enable high-resolution patterning. It can be performed easily.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법은 제1 극성을 갖는 리간드(예; 무기 리간드 또는 두 기능기 리간드)로 표면처리된 양자점 기반의 고해상도 나노입자 패터닝을 이용하여 발광소자, 트랜지스터, 메모리 또는 포토디텍터 등의 다양한 전자소자 제작에 활용할 수 있다.Therefore, the transfer printing method of quantum dots surface-treated with a ligand having a polarity according to an embodiment of the present invention is a high-resolution nanoparticle based on quantum dots surface-treated with a ligand having a first polarity (e.g., an inorganic ligand or a bifunctional ligand). Patterning can be used to manufacture various electronic devices such as light emitting devices, transistors, memories, or photo detectors.

실시예에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법은 스탬프를 이용하여 양자점 박막을 제2 기판(112)에 전사하는 단계(S140)를 진행한 다음, 스탬프를 제2 기판(112)으로부터 분리하여 양자점 패턴(121)을 픽업하는 단계 및 스탬프를 이용하여 양자점 패턴(121)을 제3 기판에 전사하는 단계를 진행할 수 있다.According to an embodiment, the transfer printing method of quantum dots surface-treated with a polarized ligand according to an embodiment of the present invention proceeds with the step (S140) of transferring the quantum dot thin film to the second substrate 112 using a stamp. , a step of separating the stamp from the second substrate 112 to pick up the quantum dot pattern 121, and a step of transferring the quantum dot pattern 121 to the third substrate using the stamp.

이 때, 제1 기판 상에 제1 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점을 포함하는 양자점 박막을 형성하는 단계(S110)에서 사용되는 스탬프는 전면 스탬프일 수 있고, 스탬프를 이용하여 양자점 패턴(121)을 제3 기판에 전사하는 단계에 사용되는 스탬프는 양각 패턴을 포함하는 양각 스탬프일 수 있다.At this time, the stamp used in the step (S110) of forming a quantum dot thin film including quantum dots surface-treated with a ligand having a first polarity on the first substrate may be a front stamp, and the quantum dot pattern 121 is formed using the stamp. ) The stamp used in the step of transferring to the third substrate may be an embossed stamp including an embossed pattern.

따라서, 스탬프를 이용하여 양자점 패턴(121)을 제3 기판에 전사하는 단계는 양각 스탬프를 사용함으로써, 제3 기판 상에 양자점 박막이 양자점 패턴(121)으로 전사 인쇄될 수 있다.Therefore, in the step of transferring the quantum dot pattern 121 to the third substrate using a stamp, the quantum dot thin film can be transferred and printed as the quantum dot pattern 121 on the third substrate by using an embossed stamp.

스탬프를 제2 기판(112)으로부터 분리하여 양자점 패턴을 픽업하는 단계 및 스탬프를 이용하여 양자점 패턴(121)을 제3 기판에 전사하는 단계는 스탬프로 양각 스탬프를 사용하는 것을 제외하면, 단계 S140과 동일한 방법을 이용하여 제2 기판(112)으로부터 제3 기판으로 양자점 패턴을 형성할 수 있다.The step of separating the stamp from the second substrate 112 to pick up the quantum dot pattern and the step of transferring the quantum dot pattern 121 to the third substrate using the stamp are steps S140 and A quantum dot pattern can be formed from the second substrate 112 to the third substrate using the same method.

이하에서는, 도 8 내지 도 10을 참조하여, 전면 스탬프를 사용하는 본 발명의 실시예에 따른 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 8 to 10, a method for transfer printing quantum dots surface-treated with a polar ligand according to an embodiment of the present invention using a front stamp will be described.

스탬프의 표면이 컨포멀한 전면 스탬프를 사용한 것을 제외하면 도 1 내지 도 7과 동일한 구성요소를 포함하고 있으므로, 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략하기로 한다.Since the stamp includes the same components as those in FIGS. 1 to 7 except that a conformal front stamp is used, the description of the same components will be omitted.

도 8은 제1 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점을 포함하는 양자점 박막이 형성된 제1 기판 상에 배치된 전면 스탬프를 도시한 단면도이고, 도 9는 제1 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점을 포함하는 양자점 박막을 픽업한 전면 스탬프를 도시한 단면도이며, 도 10은 제1 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점을 포함하는 양자점 박막이 전사된 제2 기판을 도시한 단면도이다.Figure 8 is a cross-sectional view showing a front stamp disposed on a first substrate on which a quantum dot thin film including quantum dots surface-treated with a ligand having a first polarity is formed, and Figure 9 is a quantum dot surface-treated with a ligand having a first polarity. It is a cross-sectional view showing a front stamp that picks up a quantum dot thin film containing, and Figure 10 is a cross-sectional view showing a second substrate onto which a quantum dot thin film containing quantum dots surface-treated with a ligand having the first polarity is transferred.

본 발명의 실시예에 따른 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법은 전면 스탬프(132)를 사용함으로써, 제2 기판(112) 상에 양자점 박막(120)이 전면 전사될 수 있다.In the transfer printing method of quantum dots surface-treated with a polar ligand according to an embodiment of the present invention, the quantum dot thin film 120 can be transferred to the entire surface of the second substrate 112 by using the front stamp 132.

전면 스탬프(132)를 사용하게 되면 양자점 패턴의 밀도, 간격 또는 크기 등에 구애받지 않고 전면 스탬프(132) 모든 면에 균일한 압력을 가하며 전사할 수 있어 보다 넓은 면적의 양자점 박막(120)을 전사할 수 있다.When using the front stamp 132, it is possible to transfer while applying uniform pressure to all surfaces of the front stamp 132 regardless of the density, spacing, or size of the quantum dot pattern, making it possible to transfer the quantum dot thin film 120 over a larger area. You can.

반면, 양각 스탬프를 이용하게 되면 양자점 패턴의 크기 대비 간격이 넓을 경우 양각 스탬프의 처짐 현상(leaning)에 의해 불필요한 부분이 함께 전사될 수 있으며 양자점 패턴의 크기가 다양한 경우 압력 분포가 일정하지 않아 패턴 형성이 불균일할 수 있다. On the other hand, when using an embossed stamp, if the spacing is wide compared to the size of the quantum dot pattern, unnecessary parts may be transferred together due to leaning of the embossed stamp, and if the size of the quantum dot pattern varies, the pressure distribution is not uniform, making it difficult to form the pattern. This may be uneven.

양자점 패턴(121)의 두께는 6 nm 내지 약 1,000 ㎛일 수 있고, 양자점 패턴(121)의 두께가 6 nm 미만이면 양자점 패턴(121)이 단일층이라 개별 양자점 간의 충분한 인력이 부족한 문제가 있고, 1,000 ㎛를 초과하면 전사과정에서 양자점 패턴(121)이 붕괴되는 문제가 있다.The thickness of the quantum dot pattern 121 may be from 6 nm to about 1,000 ㎛, and if the thickness of the quantum dot pattern 121 is less than 6 nm, the quantum dot pattern 121 is a single layer, so there is a problem of insufficient attraction between individual quantum dots, If it exceeds 1,000 ㎛, there is a problem that the quantum dot pattern 121 collapses during the transfer process.

이하에서는, 도 11 내지 도 14를 참조하여, 전면 스탬프 및 음각 패턴을 포함하는 제2 기판을 사용하는 본 발명의 실시예에 따른 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 11 to 14, a transfer printing method of quantum dots surface-treated with a polarized ligand according to an embodiment of the present invention using a second substrate including a front stamp and an engraved pattern will be described. Do this.

전면 스탬프 및 음각 패턴을 포함하는 제2 기판을 사용하는 것을 제외하면 도 1 내지 도 10과 동일한 구성요소를 포함하고 있으므로, 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략하기로 한다.Since it includes the same components as those in FIGS. 1 to 10 except for using a second substrate including a front stamp and an engraved pattern, description of the same components will be omitted.

도 11은 제1 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점을 포함하는 양자점 박막을 픽업한 전면 스탬프 및 음각 패턴을 포함하는 제2 기판을 도시한 단면도이고, 도 12는 제2 기판에 접촉된 제1 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점을 포함하는 양자점 박막을 픽업한 전면 스탬프를 도시한 단면도이며, 도 13은 제2 기판으로부터 제1 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점을 포함하는 양자점 패턴을 픽업한 전면 스탬프를 도시한 단면도이고, 도 14는 제1 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점을 포함하는 양자점 패턴이 전사된 제3 기판을 도시한 단면도이다.Figure 11 is a cross-sectional view showing a second substrate including a front stamp and an engraved pattern on which a quantum dot thin film containing quantum dots surface-treated with a ligand having a first polarity is picked up, and Figure 12 is a cross-sectional view showing the first substrate in contact with the second substrate. It is a cross-sectional view showing a front stamp picking up a quantum dot thin film including quantum dots surface-treated with a polarized ligand, and Figure 13 shows a quantum dot pattern including quantum dots surface-treated with a first polarized ligand being picked up from a second substrate. It is a cross-sectional view showing one front stamp, and Figure 14 is a cross-sectional view showing a third substrate onto which a quantum dot pattern including quantum dots surface-treated with a ligand having the first polarity is transferred.

실시예에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법은 스탬프를 이용하여 양자점 박막(120)을 제2 기판(112)에 전사하는 단계(S130)를 진행한 다음, 스탬프를 제2 기판(120)으로부터 분리하여 양자점 패턴(121)을 픽업하는 단계(S140) 및 스탬프를 이용하여 양자점 패턴(121)을 제3 기판(113)에 전사하는 단계(S150)를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the transfer printing method of quantum dots surface-treated with a polarized ligand according to an embodiment of the present invention includes the step (S130) of transferring the quantum dot thin film 120 to the second substrate 112 using a stamp. Next, separate the stamp from the second substrate 120 to pick up the quantum dot pattern 121 (S140) and transfer the quantum dot pattern 121 to the third substrate 113 using the stamp (S150). ) may include.

제2 기판(112)은 음각 트랜치를 포함할 수 있고, 예를 들어, 제2 기판(112)은 표면에서 내부로 들어간 리세스 영역(R)을 가질 수 있다.The second substrate 112 may include a concave trench. For example, the second substrate 112 may have a recessed region R recessed from the surface.

보다 구체적으로, 양자점 박막(120)이 형성된 전면 스탬프(132)가 음각 트랜치를 포함하는 제2 기판(112) 위에 정렬되도록 배치될 수 있고, 제2 기판(112)은 전면 스탬프(132)의 표면 에너지(PDMS 스탬프의 표면 에너지는 19.8mJ/㎡)보다 큰 표면 에너지를 갖는 물질, 예를 들어 실리콘, 고분자, 유리, 유기물, 산화물 등으로 형성될 수 있다.More specifically, the front stamp 132 on which the quantum dot thin film 120 is formed may be arranged to be aligned on the second substrate 112 including the engraved trench, and the second substrate 112 has the surface of the front stamp 132. Energy (the surface energy of the PDMS stamp is 19.8 mJ/㎡) can be formed of a material with a surface energy greater than that of silicon, polymer, glass, organic material, oxide, etc.

양자점 박막(120)이 제2 기판(112)과 균일하게 접촉되도록 전면 스탬프(132)에 전체적으로 약간의 압력이 가해질 수 있고, 이때, 양자점 박막(120)은 제2 기판(112)의 리세스 영역(R) 이외의 부분에서 제2 기판(112)과 접촉하고, 리세스 영역(R)에 대응하는 부분은 제2 기판(112)과 접촉하지 않는다.A slight pressure may be applied overall to the front stamp 132 so that the quantum dot thin film 120 is in uniform contact with the second substrate 112, and at this time, the quantum dot thin film 120 is in the recess area of the second substrate 112. Portions other than (R) contact the second substrate 112, and portions corresponding to the recess region (R) do not contact the second substrate 112.

제2 기판(112)의 표면 에너지가 전면 스탬프(132)의 표면 에너지보다 크기 때문에 제2 기판(112)과 접촉된 양자점 박막(120)의 부분은 전면 스탬프로부터 분리되어 제2 기판(112)의 표면 위에 잔존하게 되고, 리세스 영역(R)에 대응하는 부분은 전면 스탬프(132)에 그대로 접착된 채로 픽업되어 양자점 패턴(121)을 형성할 수 있다. 제2 기판(112) 위에 잔존하는 물질은 피라나 용액 등으로 제거될 수 있다.Since the surface energy of the second substrate 112 is greater than the surface energy of the front stamp 132, the portion of the quantum dot thin film 120 in contact with the second substrate 112 is separated from the front stamp and is attached to the front stamp 132. It remains on the surface, and the portion corresponding to the recess region (R) can be picked up while still being adhered to the front stamp 132 to form the quantum dot pattern 121. Substances remaining on the second substrate 112 may be removed with pyranha solution or the like.

따라서, 전면 스탬프가 제2 기판(112)으로부터 분리될 때 양자점 박막(120) 중에서 제2 기판(112)과 접촉하는 부분(122)은 제2 기판(112)에 남고, 리세스 영역(R)에 대응하는 부분(121)은 전면 스탬프(132)에 의해 픽업될 수 있다.Therefore, when the front stamp is separated from the second substrate 112, the portion 122 of the quantum dot thin film 120 that is in contact with the second substrate 112 remains in the second substrate 112, and the recess region (R) The portion 121 corresponding to can be picked up by the front stamp 132.

제3 기판(113)에 전면 스탬프(132)가 얼라인되고, 양자점 패턴(121)이 제3 기판(113)으로 전사될 수 있다. 양자점 패턴(121)이 형성된 전면 스탬프(132)를 제3 기판(113)에 접촉시킨 후 분리시킴으로써 양자점 패턴(121)이 전면 스탬프(132)로부터 제3 기판(113)으로 전사될 수 있다.The front stamp 132 may be aligned on the third substrate 113, and the quantum dot pattern 121 may be transferred to the third substrate 113. The quantum dot pattern 121 may be transferred from the front stamp 132 to the third substrate 113 by bringing the front stamp 132 on which the quantum dot pattern 121 is formed into contact with the third substrate 113 and then separating it.

양자점 패턴(121)의 너비는 20nm 내지 100mm일 수 있고, 양자점 패턴(121)의 너비가 20nm 미만이면 패턴의 모양이 불균일해지는 한계가 있고, 100mm를 초과하면 두께가 불균일해지는 문제가 있다.The width of the quantum dot pattern 121 may be 20 nm to 100 mm. If the width of the quantum dot pattern 121 is less than 20 nm, there is a limitation in that the shape of the pattern becomes non-uniform, and if it exceeds 100 mm, there is a problem in that the thickness becomes non-uniform.

양자점 패턴(121)의 두께는 6 nm 내지 약 1,000 nm일 수 있고, 양자점 패턴(121)의 두께가 6 nm 미만이면 양자점이 단일층이기 때문에 양자점 간의 충분한 인력이 부족한 문제가 있고, 1,000 nm를 초과하면 전사 과정에서 양자점 패턴(121)이 붕괴되는 문제가 있다.The thickness of the quantum dot pattern 121 may be from 6 nm to about 1,000 nm. If the thickness of the quantum dot pattern 121 is less than 6 nm, there is a problem of insufficient attraction between the quantum dots because the quantum dots are a single layer, and if the thickness of the quantum dot pattern 121 exceeds 1,000 nm, there is a problem of insufficient attraction between the quantum dots. If so, there is a problem that the quantum dot pattern 121 collapses during the transfer process.

제3 기판(113)은 웨어러블 기판, 플렉시블 기판, 또는 플라스틱 기판일 수 있으며, 제3 기판(113)에서 양자점 패턴과 접촉하는 부분은 전면 스탬프(232)의 표면 에너지보다 큰 표면 에너지를 갖는 물질로 형성되는 것이 바람직하다.The third substrate 113 may be a wearable substrate, a flexible substrate, or a plastic substrate, and the portion of the third substrate 113 that is in contact with the quantum dot pattern is made of a material having a surface energy greater than that of the front stamp 232. It is desirable to form

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 양자점 박막(120)의 전사 인쇄 방법은 다양한 밀도와 해상도를 갖는 양자점 패턴(121)을 형성할 수 있다Therefore, the transfer printing method of the quantum dot thin film 120 according to an embodiment of the present invention can form a quantum dot pattern 121 with various densities and resolutions.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법은 점탄성 스탬프의 표면에 극성을 갖는 짧은 유기 리간드의 자가조립 단분자막으로 표면처리하여 표면에너지를 변화시켜 고해상도 패터닝을 용이하게 수행할 수 있다.In addition, the transfer printing method of quantum dots surface-treated with a polar ligand according to an embodiment of the present invention involves treating the surface of a viscoelastic stamp with a self-assembled monolayer of a short polar organic ligand to change the surface energy to enable high-resolution patterning. It can be performed easily.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법은 제1 극성을 갖는 리간드(예; 무기 리간드 또는 두 기능기 리간드)로 표면처리된 양자점 기반의 고해상도 나노입자 패터닝을 이용하여 발광소자, 트랜지스터, 메모리 또는 포토디텍터 등의 다양한 전자소자 제작에 활용할 수 있다.In addition, the transfer printing method of quantum dots surface-treated with a ligand having a polarity according to an embodiment of the present invention is a high-resolution nanoparticle based on quantum dots surface-treated with a ligand having a first polarity (e.g., an inorganic ligand or a bifunctional ligand). Patterning can be used to manufacture various electronic devices such as light emitting devices, transistors, memories, or photo detectors.

도 15는 본 발명의 실시예에 따른 전자소자를 도시한 단면도이다.Figure 15 is a cross-sectional view showing an electronic device according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점을 포함하는 전자소자는 발광소자, 포토디텍터, 트랜지스터, 태양전지 및 메모리소자 중 어느 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Electronic devices including quantum dots surface-treated with a polarized ligand according to an embodiment of the present invention may include, but are not limited to, any one of a light emitting device, a photo detector, a transistor, a solar cell, and a memory device.

바람직하게는, 본 발명의 실시예에 따른 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점을 포함하는 전자소자는 자발광 양자점 소자일 수 있다.Preferably, the electronic device including quantum dots surface-treated with a polarized ligand according to an embodiment of the present invention may be a self-luminous quantum dot device.

양자점 소자는 제1 전극(210) 상에 형성되는 정공 전달층(220), 정공 전달층 (220) 상에 형성되는 광활성층(230), 양자점 발광층(230) 상에 형성되는 전자 전달층(240) 및 전자 전달층(240) 상에 형성되는 제2 전극(250)을 포함할 수 있다.The quantum dot device includes a hole transport layer 220 formed on the first electrode 210, a photoactive layer 230 formed on the hole transport layer 220, and an electron transport layer 240 formed on the quantum dot light emitting layer 230. ) and a second electrode 250 formed on the electron transport layer 240.

제1 전극(210)은 소자에 정공을 제공하는 전극이고, 제2 전극(250)은 소자에 전자를 제공하는 전극이다.The first electrode 210 is an electrode that provides holes to the device, and the second electrode 250 is an electrode that provides electrons to the device.

정공 전달층(220)은 정공을 양자점 발광층(230)으로 이동시키는 층으로서, 정공이 양자점 발광층(230)으로 효과적으로 전달되게 하고, 양자점 발광층(230)에서 정공과 전자의 밀도가 균형을 이루도록 하여 발광효율이 높일 수 있다.The hole transport layer 220 is a layer that moves holes to the quantum dot light-emitting layer 230, allowing holes to be effectively transferred to the quantum dot light-emitting layer 230, and balancing the densities of holes and electrons in the quantum dot light-emitting layer 230 to emit light. Efficiency can be increased.

또한, 제1 전극(210)에서 양자점 발광층(230)으로 주입된 전자가 정공 전달층(220)/양자점 발광층(230) 계면에 존재하는 에너지 장벽에 의해 양자점 발광층(230)에 갇히게 되어 전자와 정공의 재결합 확률이 높아지므로 발광 효율이 향상될 수 있다.In addition, electrons injected from the first electrode 210 into the quantum dot light-emitting layer 230 are trapped in the quantum dot light-emitting layer 230 by the energy barrier existing at the hole transport layer 220/quantum dot light-emitting layer 230 interface, so that electrons and holes are trapped in the quantum dot light-emitting layer 230. As the recombination probability increases, luminous efficiency can be improved.

본 발명의 실시예에 따른 전자소자는 양자점 발광층(230)으로 본 발명의 실시예에 따른 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법으로 제조된 양자점 박막을 포함할 수 있다.The electronic device according to an embodiment of the present invention may include, as a quantum dot light-emitting layer 230, a quantum dot thin film manufactured by a transfer printing method of quantum dots surface-treated with a ligand having a polarity according to an embodiment of the present invention.

양자점 발광층(230)으로 사용되는 양자점 박막은 본 발명의 실시예에 따른 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법과 동일한 구성요소를 포함하고 있으므로, 동일한 구성 요소에 대해서는 생략하기로 한다.Since the quantum dot thin film used as the quantum dot light-emitting layer 230 includes the same components as the transfer printing method of quantum dots surface-treated with a polar ligand according to an embodiment of the present invention, the same components will be omitted.

전자 전달층(240)은 제2 전극(250)에서 발생된 전자를 양자점 발광층(230)으로 수송하여 소자의 효율을 향상시킬 수 있다.The electron transport layer 240 can improve the efficiency of the device by transporting electrons generated from the second electrode 250 to the quantum dot light-emitting layer 230.

도 16은 본 발명의 실시예에 따른 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법을 이용하여 전면 전사된 무기 리간드로 표면처리된 양자점을 도시한 광학 이미지이다.Figure 16 is an optical image showing a quantum dot surface-treated with an inorganic ligand that is entirely transferred using a transfer printing method of a quantum dot surface-treated with a polarized ligand according to an embodiment of the present invention.

도 16을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법을 이용하여 무기 리간드로 표면처리된 양자점이 컨포멀하게 잘 전사되는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 16, it can be seen that quantum dots surface-treated with an inorganic ligand are conformally well transferred using the transfer printing method of quantum dots surface-treated with a polar ligand according to an embodiment of the present invention.

도 17은 본 발명의 실시예에 따른 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법을 이용하여 패터닝 전사된 무기 리간드로 표면처리된 양자점을 도시한 광학 이미지이다.Figure 17 is an optical image showing a quantum dot surface-treated with an inorganic ligand that has been patterned and transferred using a transfer printing method of a quantum dot surface-treated with a polarized ligand according to an embodiment of the present invention.

도 17을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법을 이용하여 무기 리간드로 표면처리된 양자점이 양자점 패턴으로 잘 전사되는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 17, it can be seen that quantum dots surface-treated with an inorganic ligand are well transferred into a quantum dot pattern using the transfer printing method of quantum dots surface-treated with a polar ligand according to an embodiment of the present invention.

도 18은 본 발명의 실시예에 따른 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법을 이용하여 패터닝 전사된 무기 리간드로 표면처리된 양자점을 도시한 전자 현미경 이미지다.Figure 18 is an electron microscope image showing a quantum dot surface-treated with an inorganic ligand that was patterned and transferred using a transfer printing method of a quantum dot surface-treated with a polarized ligand according to an embodiment of the present invention.

도 18에서 전사된 무기 리간드로 표면처리된 양자점의 패턴은 3㎛이다.In Figure 18, the pattern of quantum dots surface-treated with the transferred inorganic ligand is 3㎛.

도 18을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법을 이용하여 무기 리간드로 표면처리된 양자점이 초고해상도 패턴으로 형성되는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 18, it can be seen that quantum dots surface-treated with an inorganic ligand are formed into a super-resolution pattern using the transfer printing method of quantum dots surface-treated with a polar ligand according to an embodiment of the present invention.

도 19는 본 발명의 실시예에 따른 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점을 포함하는 전자소자를 도시한 이미지이다.Figure 19 is an image showing an electronic device including quantum dots surface-treated with a polarized ligand according to an embodiment of the present invention.

도 19를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점 박막을 이용하여 자발광 양자점 소자를 제조함으로써, 높은 발광효율을 나타내는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 19, it can be seen that a self-luminous quantum dot device is manufactured using a quantum dot thin film surface-treated with a polarized ligand according to an embodiment of the present invention, thereby exhibiting high luminous efficiency.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As described above, although the present invention has been described with reference to limited embodiments and drawings, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and variations can be made from these descriptions by those skilled in the art. This is possible. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the claims and equivalents thereof as well as the claims described later.

111: 제1 기판 112: 제2 기판
113: 제3 기판 120: 양자점 박막
121: 양자점 패턴 131: 양각 스탬프
132: 전면 스탬프 140: 자가조립 단분자막
210: 제1 전극 220: 정공 전달층
230: 양자점 발광층 240: 전자 전달층
250: 제2 전극
111: first substrate 112: second substrate
113: Third substrate 120: Quantum dot thin film
121: Quantum dot pattern 131: Embossed stamp
132: front stamp 140: self-assembled monolayer
210: first electrode 220: hole transport layer
230: Quantum dot emitting layer 240: Electron transport layer
250: second electrode

Claims (18)

제1 기판 상에 제1 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점을 포함하는 양자점 박막을 형성하는 단계;
상기 양자점 박막을 스탬프를 이용하여 픽업하는 단계; 및
상기 스탬프를 이용하여 상기 양자점 박막을 제2 기판에 전사하는 단계;
를 포함하고,
상기 스탬프는 제2 극성을 갖는 자가조립 단분자막으로 표면처리된 것을 특징으로 하는 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법.
Forming a quantum dot thin film including quantum dots surface-treated with a ligand having a first polarity on a first substrate;
Picking up the quantum dot thin film using a stamp; and
Transferring the quantum dot thin film to a second substrate using the stamp;
Including,
A transfer printing method for quantum dots surface-treated with a polar ligand, wherein the stamp is surface-treated with a self-assembled monolayer having a second polarity.
제1항에 있어서,
상기 양자점 박막을 스탬프를 이용하여 픽업하는 단계는, 쿨롱 인력에 의해 상기 양자점 박막을 픽업하는 것을 특징으로 하는 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법.
According to paragraph 1,
The step of picking up the quantum dot thin film using a stamp is a transfer printing method of quantum dots surface-treated with a polar ligand, characterized in that the quantum dot thin film is picked up by Coulomb attraction.
제1항에 있어서,
상기 제1 극성을 갖는 리간드는 무기 리간드 및 두 기능기 리간드 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법.
According to paragraph 1,
A method for transferring and printing quantum dots surface-treated with a polarized ligand, wherein the first polarized ligand includes at least one of an inorganic ligand and a two-functional ligand.
제3항에 있어서,
상기 무기 리간드는 금속-칼코게나이드(metal-chalcogenide) 화합물, 금속-할라이드(metal-halide) 화합물, 금속-옥사이드(metal-oxide) 화합물, 칼코게나이드(chalcogenide), 할라이드(halide) 및 슈도할라이드(pseudohalide), 하이드록시 이온 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 양자점 다층 박막의 적층 전사 인쇄 방법.
According to paragraph 3,
The inorganic ligands include metal-chalcogenide compounds, metal-halide compounds, metal-oxide compounds, chalcogenides, halides, and pseudohalides. (pseudohalide), a lamination transfer printing method of a quantum dot multilayer thin film, characterized in that it contains at least one of hydroxy ions.
제3항에 있어서,
상기 두 기능기 리간드는 카르복시기, 아인산기, 하이드록시기, 사이올기, 아민기, 포스핀기 및 산화포스핀기 중 적어도 둘 이상의 작용기가 C1-C24 탄화수소에 결합된 리간드를 포함하는 것을 특징으로 하는 양자점 다층 박막의 적층 전사 인쇄 방법.
According to paragraph 3,
The two-functional ligand is characterized in that it includes a ligand in which at least two functional groups of a carboxyl group, a phosphorous acid group, a hydroxyl group, a thiol group, an amine group, a phosphine group, and a phosphine oxide group are bonded to a C 1 -C 24 hydrocarbon. Laminated transfer printing method for quantum dot multilayer thin films.
제1항에 있어서,
상기 자가조립 단분자막은 아민기(-NH3), 싸이올기(-SH), 테프론기(-CF3), 에폭시기, 선형 및 가지형 알킬기(-R) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 C2 내지 C18의 탄화수소의 백본(backbone)으로 이루어진 실란기를 포함하는 것을 특징으로 하는 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법.
According to paragraph 1,
The self-assembled monolayer is a C 2 to C group containing at least one of an amine group (-NH 3 ), a thiol group (-SH), a Teflon group (-CF 3 ), an epoxy group, and a linear and branched alkyl group (-R). A transfer printing method for quantum dots surface-treated with a polar ligand, characterized in that it contains a silane group consisting of a backbone of 18 hydrocarbons.
제1항에 있어서,
상기 스탬프는 양각 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법.
According to paragraph 1,
A transfer printing method for quantum dots surface-treated with a polarized ligand, wherein the stamp includes an embossed pattern.
제7항에 있어서,
상기 스탬프를 이용하여 상기 양자점 박막을 상기 제2 기판에 전사하는 단계를 진행한 다음,
상기 스탬프를 상기 제2 기판으로부터 분리하여 양자점 패턴을 픽업하는 단계; 및
상기 스탬프를 이용하여 상기 양자점 패턴을 제3 기판에 전사하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법.
In clause 7,
After transferring the quantum dot thin film to the second substrate using the stamp,
Separating the stamp from the second substrate and picking up a quantum dot pattern; and
Transferring the quantum dot pattern to a third substrate using the stamp;
A transfer printing method for quantum dots surface-treated with a polarized ligand, comprising:
제7항에 있어서,
상기 양자점 박막은 양자점 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법.
In clause 7,
A transfer printing method for quantum dots surface-treated with a polarized ligand, wherein the quantum dot thin film includes a quantum dot pattern.
제1항에 있어서,
상기 제2 기판은 음각 트랜치를 포함하는 것을 특징으로 하는 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법.
According to paragraph 1,
The transfer printing method of quantum dots surface-treated with a polarized ligand, wherein the second substrate includes an engraved trench.
제10항에 있어서,
상기 스탬프를 이용하여 상기 양자점 박막을 상기 제2 기판에 전사하는 단계를 진행한 다음,
상기 스탬프를 상기 제2 기판으로부터 분리하여 양자점 패턴을 픽업하는 단계; 및
상기 스탬프를 이용하여 상기 양자점 패턴을 제3 기판에 전사하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법.
According to clause 10,
After transferring the quantum dot thin film to the second substrate using the stamp,
Separating the stamp from the second substrate and picking up a quantum dot pattern; and
Transferring the quantum dot pattern to a third substrate using the stamp;
A transfer printing method for quantum dots surface-treated with a polarized ligand, comprising:
제10항에 있어서,
상기 제2 기판은 표면에서 내부로 들어간 리세스 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법.
According to clause 10,
A transfer printing method of quantum dots surface-treated with a polar ligand, wherein the second substrate has a recessed area recessed from the surface.
제12항에 있어서,
상기 스탬프가 상기 제2 기판으로부터 분리될 때 상기 양자점 박막 중에서 상기 제2 기판과 접촉하는 부분은 상기 제2 기판에 남고, 상기 리세스 영역에 대응하는 부분은 상기 스탬프에 의해 픽업되는 것을 특징으로 하는 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법.
According to clause 12,
When the stamp is separated from the second substrate, the portion of the quantum dot thin film in contact with the second substrate remains on the second substrate, and the portion corresponding to the recess area is picked up by the stamp. Transfer printing method for quantum dots surface-treated with polar ligands.
제8항 또는 제11항에 있어서,
상기 양자점 패턴의 너비는 20nm 내지 100mm인 것을 특징으로 하는 극성을 갖는 리간드로 표면처리된 양자점의 전사 인쇄 방법.

According to claim 8 or 11,
A transfer printing method for quantum dots surface-treated with a polar ligand, characterized in that the width of the quantum dot pattern is 20 nm to 100 mm.

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