KR20130046849A - Quantum dot having core-multishell structure and manufacturing method of the same - Google Patents

Quantum dot having core-multishell structure and manufacturing method of the same Download PDF

Info

Publication number
KR20130046849A
KR20130046849A KR1020110111483A KR20110111483A KR20130046849A KR 20130046849 A KR20130046849 A KR 20130046849A KR 1020110111483 A KR1020110111483 A KR 1020110111483A KR 20110111483 A KR20110111483 A KR 20110111483A KR 20130046849 A KR20130046849 A KR 20130046849A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
shell
group
containing compound
elements
quantum dot
Prior art date
Application number
KR1020110111483A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101912818B1 (en
Inventor
김제
서원식
송진원
김민성
차영준
Original Assignee
주식회사 큐디솔루션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 큐디솔루션 filed Critical 주식회사 큐디솔루션
Priority to KR1020110111483A priority Critical patent/KR101912818B1/en
Publication of KR20130046849A publication Critical patent/KR20130046849A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101912818B1 publication Critical patent/KR101912818B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/02Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/54Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing zinc or cadmium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/88Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing selenium, tellurium or unspecified chalcogen elements

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

PURPOSE: A quantum dot with a core-multishell structure and a manufacturing method thereof are provided to obtain a long electron transfer path by including a core composed of insulator particles. CONSTITUTION: A core is composed of insulator particles. A plurality of shells successively surround the core. The shell includes a semiconductor compound and a band gap which becomes larger according as a distance from the shell to the core increases. The thickness of the shell is 2 to 20 nm.

Description

코어-다중쉘 구조의 양자점 및 이의 제조방법{Quantum dot having core-multishell structure and manufacturing method of the same}Quantum dot having core-multishell structure and manufacturing method of the same

본 발명은 코어/다중쉘 구조의 양자점 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 절연체 입자로 이루어진 코어를 포함하여 기존의 양자점에 비해 거대한 크기를 가지면서 광 조사시 더 긴 전자 이동 경로를 가질 수 있는 양자점 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a quantum dot of a core / multishell structure and a method of manufacturing the same, and more particularly, to include a core made of insulator particles, which has a larger size than a conventional quantum dot and has a longer electron migration path when irradiated with light. The present invention relates to a quantum dot and a method for manufacturing the same.

일반적으로 고체 결정질의 화학적 및 물리적 성질은 결정의 크기와는 무관하다. 그러나, 고체 결정의 크기가 수 나노 미터의 영역이 될 경우, 그 크기는 결정질의 화학적 및 물리적 성질을 좌우하는 변수가 될 수 있다. 이와 같은 나노 기술 중 반도체 나노 결정(nanocystal, naanocluster) 또는 양자점(quantum dot)을 형성하는 연구는 현재 전세계적으로 활발히 진행되고 있다. 수 나노 미터의 크기를 갖는 양자점은 양자 효과(quantum effect)라는 특이한 거동을 나타내며, 고효율 발광 소자를 창출하기 위한 반도체 구조, 생체 내 분자의 발광 표지 등에 활용될 수 있는 것으로 알려져 있다.In general, the chemical and physical properties of solid crystals are independent of the size of the crystals. However, when the size of a solid crystal becomes a region of several nanometers, its size may be a variable that influences the chemical and physical properties of the crystal. Among these nano technologies, researches to form semiconductor nanocrystals (nanocystal, naanocluster) or quantum dots have been actively conducted worldwide. Quantum dots having a size of several nanometers exhibit a unique behavior called a quantum effect, and are known to be used in semiconductor structures, light emitting labels of molecules in vivo, etc. to create high efficiency light emitting devices.

양자점에 대한 연구로서 초기에는 레이저 기화법(laser vaporization)에 의한 기체상 연구가 주로 수행되었다. 이 방법으로는 3 - 50 개 원자 범위의 클라스터를 만들 수 있어 전자 구조에서도 관찰이 용이하였으나, 특정 크기를 갖는 양자점의 대량합성은 불가능했기 때문에 양자점의 구조적 성질에 대한 직접적인 관찰이 어렵다는 문제점이 있었다. 이를 보완하기 위하여 용액상 반응을 통한 콜로이드 형태의 클러스터 화학에 관한 연구인 습식 화학법에 관한 연구가 시작되었다. 상기 용액상 반응은 결정 간의 뭉침을 방지하고 용해도를 증가시키는 캡핑 리간드(capping ligand)를 통하여 이루어졌다. 이러한 캡핑 방법을 통한 양자점의 합성은 크게 유기 캡핑과 무기 캡핑에 의한다. 이 중, 유기 캡핑은 뜨거운 안정화 리간드에서 직접 합성되는 것으로서, 이 중 1993년 Bawendi에 의해 연구된 트리옥틸포스핀옥사이드(TOPO)를 사용한 CdSe 양자점의 캡핑은 널리 알려진 것이다. 무기 캡핑은 보다 큰 밴드 갭을 갖는 물질을 통해 이루어지는데 이러한 무기 캡핑은 발광 효율을 증가시킬 수 있다는 장점이 있다. 이는 무기 캡핑에 의하면 양자 우물(quantum well) 형성 및 에피텍셜 (epitaxial) 성장이 가능해져 양자점의 표면이 규칙적으로 형성될 수 있기 때문이다. 이로써 표면 결함은 감소하고 발광 효율은 향상시킬 수 있다.As a study on quantum dots, gas phase research by laser vaporization was mainly performed. In this method, it is possible to make a cluster of 3-50 atoms, which makes it easy to observe the electronic structure. However, since the mass synthesis of quantum dots having a specific size is impossible, it is difficult to directly observe the structural properties of the quantum dots. . To compensate for this, a study on wet chemistry, which is a study of colloidal cluster chemistry through solution phase reaction, has begun. The solution phase reaction was through a capping ligand that prevents agglomeration between crystals and increases solubility. Synthesis of quantum dots through this capping method is largely due to organic capping and inorganic capping. Among these, organic capping is directly synthesized in a hot stabilizing ligand, and capping of CdSe quantum dots using trioctylphosphine oxide (TOPO), which was studied by Bawendi in 1993, is well known. Inorganic capping is achieved through a material having a larger band gap, which has the advantage of increasing luminous efficiency. This is because the inorganic capping enables quantum well formation and epitaxial growth, so that the surface of the quantum dot can be formed regularly. This can reduce surface defects and improve luminous efficiency.

다양한 조성을 갖는 12족 원소-16족 원소 화합물 양자점에 대한 연구는 반도체 결정의 크기와 표면 등과 같은 반도체 구조를 나노 미터의 영역에서 변화시켜 결정의 물성 즉, 밴드갭(band gap)을 변화시키는 것을 그 기본 원리로 한다. 이러한 12족 원소-16족 원소 화합물 양자점 중 그동안 많은 주목을 받아온 것은 코어/쉘(core/shell) 구조를 갖는 양자점이다. 코어/쉘 양자점은 결정 표면을 변화시켜 양자점의 화학적 및 물리적 특성, 예를 들면 발광성 등을 다양한 주변 환경에서도 유지 또는 향상시킬 수 있도록 개발된 것이다. 이러한 코어/쉘 구조 양자점은 일반적으로 코어 표면에 코어의 밴드갭보다 넓은 밴드갭을 갖는 쉘이 형성되어 있는 양자점으로서, 코어 표면의 쉘은 코어의 공유 밴드(valence band)보다 낮은 에너지의 공유 밴드와 코어의 전도 밴드(conductuion band)보다 높은 에너지의 전도 밴드에 의한 밴드갭을 갖는다. 코어/쉘 양자점으로서 셀렌화카드뮴(CdSe)/황화아연(ZnS)[J.Phys.Chem.B, 1997, 101, 9463-9475], 셀렌화카드뮴(CdSe)/황화카드뮴(CdS)[J.Am.Chem.Soc., 1997, 119, 7019-7029], 셀렌화카드뮴(CdSe)/셀렌화아연(ZnSe)[Nano Letters, 2002, 2, 781-784], 셀렌화아연(ZnSe)/황화아연(ZnS)[대한민국 특허 등록번호 제10-0376403호]) 등이 알려져 있다.Research on quantum dots of group 12 elements and group 16 element compounds having various compositions has shown that the properties of the crystals, i.e., band gaps, are changed by changing the semiconductor structure such as the size and surface of the semiconductor crystals in the nanometer range. Use the basic principle. Among the group 12 element-group 16 element compound quantum dots, quantum dots having a core / shell structure have been attracting much attention. Core / shell quantum dots have been developed to change the crystal surface to maintain or improve the chemical and physical properties of the quantum dots, such as luminescence in a variety of surroundings. The core / shell structure quantum dots are generally quantum dots in which a shell having a bandgap wider than the bandgap of the core is formed on the core surface, and the shell of the core surface has a shared band of energy lower than that of the core. It has a bandgap by a conduction band of higher energy than the conduction band of the core. Cadmium selenide (CdSe) / zinc sulfide (ZnS) as core / shell quantum dots [J. Phys. Chem. B, 1997, 101, 9463-9475], cadmium selenide (CdSe) / cadmium sulfide (CdS) [J. Am. Chem. Soc., 1997, 119, 7019-7029], cadmium selenide (CdSe) / zinc selenide (ZnSe) [Nano Letters, 2002, 2, 781-784], zinc selenide (ZnSe) / sulfide Zinc (ZnS) (Korean Patent Registration No. 10-0376403) and the like are known.

이와 같은 다양한 12족 원소-16족 원소 화합물 양자점들은 일반적으로 그 크기가 2~10㎚로 제한되어 분말 상태에서 응집이 발생하기 쉽고, 이를 다시 분산시키는데 어려움이 있으며, 내구성이 떨어지는 문제가 있고, 깜박거리는 현상(Blinking)이 발생하는 문제가 있다. 이를 해결하기 위하여 반도체 화합물로 이루어진 코어 위에 최대한 많은 수의 반도체 화합물로 쉘을 형성시켜 양자점의 크기를 거대화시키려는 연구가 진행 중이나, 쉘의 수를 증가시키는 것만으로는 양자점 크기를 증가시키는데 한계가 있고, 형성되는 쉘 수만큼 공정이 추가되어 양자점 제조공정이 복잡해지고 양자점의 생산성이 떨어지는 문제가 있다.These various Group 12 element-group elemental compound quantum dots are generally limited in size to 2 to 10 nm, so that agglomeration easily occurs in a powder state, and it is difficult to disperse them again, and there is a problem of poor durability and flickering. There is a problem in that distance occurs. In order to solve this problem, research is being conducted to increase the size of the quantum dots by forming a shell with as many semiconductor compounds as possible on the core of the semiconductor compound, but there is a limit to increasing the size of the quantum dots only by increasing the number of shells. As the number of shells to be formed is added, the quantum dot manufacturing process is complicated and the productivity of the quantum dots is lowered.

본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 본 발명의 일 목적은 양자점의 본래 결정 특성을 유지하면서 거대한 크기를 가진 신규 구조의 양자점을 제공하는데에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the conventional problems, and an object of the present invention is to provide a quantum dot of a novel structure having a huge size while maintaining the original crystal properties of the quantum dots.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 양자점을 간단하게 제조할 수 있는 방법을 제공하는데에 있다.Another object of the present invention is to provide a method for easily manufacturing the quantum dots.

본 발명의 발명자들은 코어/쉘 구조를 가진 양자점에서 코어를 절연체 입자로 형성하고 쉘을 다중쉘로 형성하는 경우 거대한 입자 크기의 양자점을 제조하는 것이 가능하고, 제조된 양자점은 반도체 화합물로 이루어진 코어 및 반도체 화합물로 이루어진 쉘을 포함하는 종래의 양자점과 동일한 양자 결정 특성을 보유하며, 동시에 입자 크기의 증가에 기인하는 물성의 향상, 광 조사시 전자 이동 경로의 증가에 의한 고발광 효율, 고발광 선명도 등이 기대될 수 있다는 점을 발견하고 본 발명을 완성하였다.
The inventors of the present invention can produce a large particle sized quantum dot in the case of forming the core as an insulator particle in the quantum dot having a core / shell structure and forming the shell as a multishell, and the manufactured quantum dot is a core made of a semiconductor compound and It has the same quantum crystal properties as a conventional quantum dot including a shell made of a semiconductor compound, and at the same time improves physical properties due to an increase in particle size, high light emission efficiency due to an increase in electron transport path when irradiated with light, high light emission sharpness, and the like. It has been found that this can be expected and the present invention has been completed.

본 발명의 일 목적을 해결하기 위하여 본 발명은 절연체 입자로 이루어진 코어 및 상기 코어를 순차적으로 둘러싸는 복수의 쉘을 포함하고, 상기 복수의 쉘은 반도체 화합물을 포함하고, 코어에서 멀어질수록 더 큰 밴드갭을 가지는 것을 특징으로 하는 양자점을 제공한다. 이때, 상기 복수의 쉘은 바람직하게는 상기 코어의 표면에 형성되고, 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 반도체 화합물을 포함하는 제1쉘; 및 상기 제1쉘의 표면에 형성되고, 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 반도체 화합물을 포함하며, 제1쉘의 밴드갭보다 더 큰 밴드갭을 갖는 제2쉘;로 구성되며, 더 바람직하게는 상기 제2쉘의 표면에 형성되고, 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 서로 상이한 2종의 반도체 화합물을 포함하며, 제2쉘의 밴드갭보다 더 큰 밴드갭을 갖는 제3쉘; 상기 제3쉘의 표면에 형성되고, 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 서로 상이한 2종의 반도체 화합물을 포함하며, 제3쉘의 밴드갭보다 더 큰 밴드갭을 갖는 제4쉘; 상기 제4쉘의 표면에 형성되고, 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 반도체 화합물을 포함하며, 제4쉘의 밴드갭보다 더 큰 밴드갭을 갖는 제5쉘; 및 상기 제5쉘의 표면에 형성되고, 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 반도체 화합물을 포함하며, 제5쉘의 밴드갭보다 더 큰 밴드갭을 갖는 제6쉘;을 더 포함할 수 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the object of the present invention, the present invention includes a core made of insulator particles and a plurality of shells sequentially surrounding the core, wherein the plurality of shells include a semiconductor compound, the larger the greater the distance from the core. It provides a quantum dot characterized by having a band gap. In this case, the plurality of shells are preferably formed on the surface of the core, the first shell comprising a semiconductor compound consisting of Group 12 elements and Group 16 elements; And a second shell formed on the surface of the first shell, the semiconductor compound including a group 12 element and a group 16 element, the second shell having a band gap larger than that of the first shell. A third shell formed on the surface of the second shell and including two different semiconductor compounds composed of Group 12 elements and Group 16 elements, the third shell having a band gap larger than that of the second shell; A fourth shell formed on the surface of the third shell and including two different semiconductor compounds formed of Group 12 elements and Group 16 elements, the fourth shell having a band gap larger than that of the third shell; A fifth shell formed on the surface of the fourth shell and including a semiconductor compound composed of Group 12 elements and Group 16 elements, and having a band gap larger than that of the fourth shell; And a sixth shell formed on the surface of the fifth shell, the semiconductor compound including a group 12 element and a group 16 element, and having a band gap larger than the band gap of the fifth shell.

또한, 본 발명의 다른 목적을 해결하기 위하여, 본 발명은 (a) 절연체 입자로 이루어진 코어를 준비하는 단계; (b) 반응 매질 중에서 12족 원소 함유 화합물 및 16족 원소 함유 화합물을 반응시켜 상기 코어의 표면에 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 반도체 화합물을 포함하는 제1쉘을 형성하는 단계; 및 (c) 반응 매질 중에서 12족 원소 함유 화합물과 16족 원소 함유 화합물을 반응시켜, 상기 제1쉘의 표면에 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 반도체 화합물을 포함하고, 제1쉘의 밴드갭보다 더 큰 밴드갭을 갖는 제2쉘을 형성하는 단계;를 포함하는 양자점의 제조방법을 제공한다. 또한, 본 발명에 따른 양자점의 제조방법은 바람직하게는 (d) 반응 매질 중에서 12족 원소 함유 화합물과 16족 원소 함유 화합물을 반응시켜, 상기 제2쉘의 표면에 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 서로 상이한 2종의 반도체 화합물을 포함하고, 제2쉘의 밴드갭보다 더 큰 밴드갭을 갖는 제3쉘을 형성하는 단계; (e) 반응 매질 중에서 12족 원소 함유 화합물과 16족 원소 함유 화합물을 반응시켜, 상기 제3쉘의 표면에 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 서로 상이한 2종의 반도체 화합물을 포함하고, 제3쉘의 밴드갭보다 더 큰 밴드갭을 갖는 제4쉘을 형성하는 단계; (f) 반응 매질 중에서 12족 원소 함유 화합물과 16족 원소 함유 화합물을 반응시켜, 상기 제4쉘의 표면에 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 반도체 화합물을 포함하고, 제4쉘의 밴드갭보다 더 큰 밴드갭을 갖는 제5쉘을 형성하는 단계; 및 (g) 반응 매질 중에서 12족 원소 함유 화합물과 16족 원소 함유 화합물을 반응시켜, 상기 제5쉘의 표면에 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 반도체 화합물을 포함하고, 제5쉘의 밴드갭보다 더 큰 밴드갭을 갖는 제6쉘을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.In addition, to solve another object of the present invention, the present invention comprises the steps of (a) preparing a core made of insulator particles; (b) reacting a Group 12 element-containing compound and a Group 16 element-containing compound in a reaction medium to form a first shell including a semiconductor compound composed of Group 12 elements and Group 16 elements on the surface of the core; And (c) reacting the Group 12 element-containing compound and the Group 16 element-containing compound in a reaction medium, the semiconductor compound comprising a Group 12 element and a Group 16 element on the surface of the first shell, wherein the bandgap of the first shell It provides a method of producing a quantum dot comprising a; forming a second shell having a larger band gap. In addition, the method for producing a quantum dot according to the present invention preferably comprises (d) reacting a Group 12 element-containing compound and a Group 16 element-containing compound in a reaction medium, and using the Group 12 element and Group 16 element on the surface of the second shell. Forming a third shell comprising two different semiconductor compounds, each having a bandgap larger than the bandgap of the second shell; (e) reacting a Group 12 element-containing compound and a Group 16 element-containing compound in a reaction medium to include two different types of semiconductor compounds composed of Group 12 elements and Group 16 elements on the surface of the third shell; Forming a fourth shell having a bandgap larger than the bandgap of the shell; (f) reacting the Group 12 element-containing compound and the Group 16 element-containing compound in a reaction medium, wherein the surface of the fourth shell contains a semiconductor compound composed of Group 12 element and Group 16 element, and is less than the band gap of the fourth shell. Forming a fifth shell having a larger bandgap; And (g) reacting the Group 12 element-containing compound and the Group 16 element-containing compound in a reaction medium, the semiconductor compound comprising a Group 12 element and a Group 16 element on the surface of the fifth shell, wherein the band gap of the fifth shell The method may further include forming a sixth shell having a larger band gap.

본 발명에 따른 양자점은 절연체 입자로 이루어진 코어 및 이를 순차적으로 둘러싸는 적어도 2개의 쉘을 포함하기 때문에, 기존의 반도체 화합물로 이루어진 코어를 포함하는 양자점에 비해 거대한 입자 크기를 가질 수 있고, 그로 인해 취급의 용이성, 입자의 안정성, 및 분산성의 향상이 기대된다. 또한, 본 발명에 따른 양자점은 거대한 입자 크기를 가지면서도 양자점 본래의 결정 특성을 보유하며, 제1쉘이 광 발광 특성을 대부분 결정하는 특징을 가진다. 아울러, 본 발명에 따른 양자점에서 제1쉘은 기존 양자점의 코어에 비해 광 조사시 더 긴 전자 이동 경로를 제공할 수 있기 때문에 고발광 효율, 고발광 선명도 등이 기대된다.Since the quantum dots according to the present invention include a core made of insulator particles and at least two shells that sequentially surround the quantum dots, the quantum dots can have a huge particle size compared to a quantum dot including a core made of a conventional semiconductor compound, thereby handling The improvement of the ease, stability of particle | grains, and dispersibility are anticipated. In addition, the quantum dot according to the present invention has a large particle size but retains the original crystalline characteristics of the quantum dot, the first shell has the characteristic that most of the photoluminescence characteristics are determined. In addition, in the quantum dot according to the present invention, since the first shell may provide a longer electron migration path when irradiating light than the core of the conventional quantum dot, high luminous efficiency, high luminous clarity, and the like are expected.

도 1은 다양한 금속 화합물 또는 준금속 화합물의 입자 반경에 따른 밴드갭을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예 6에서 제조한 절연체 입자로 이루어진 코어/6중쉘 구조의 양자점을 투과전자현미경(Transmission electron microscopy, TEM)으로 촬영한 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시예 5에서 제조한 코어/6중쉘 구조의 양자점 및 대조군 양자점을 X선 회절 분석 장치(X-Ray Diffractometer, XRD)로 분석한 결과이다.
1 shows a bandgap according to the particle radius of various metal compounds or metalloids.
2 is a photograph taken with a transmission electron microscopy (TEM) of a quantum dot of the core / hexashell structure made of the insulator particles prepared in Example 6 of the present invention.
3 is a result of analyzing the quantum dot and the control quantum dot of the core / six-shell structure prepared in Example 5 of the present invention by an X-ray diffractometer (X-Ray Diffractometer, XRD).

본 발명을 구체적으로 설명하기 전에 본 발명에서 사용된 용어를 먼저 설명한다. 본 발명에서 절연체란 전기 전도율이 작고 전류를 거의 통과시키지 않는 전기적 절연 물질로서, 부도체를 포함하고, 통상적으로 정의되는 전도체, 반도체에 대한 상대적인 개념이다. 본 발명에서 반도체 화합물이란 2종 이상의 원소화합물로 이루어지는 반도체를 말하며, 갈륨비소(GaAs), 인듐인(InP), 갈륨인(GaP) 등의 13-15족 화합물 반도체; 황화카드뮴(CdS), 텔루륨화아연(ZnTe) 등의 12-16족 화합물 반도체; 황화납(PbS) 등의 14-16족 화합물 반도체를 포함하는 개념이다.
Before describing the present invention specifically, the terms used in the present invention will be described first. Insulator in the present invention is an electrical insulation material having a small electrical conductivity and hardly passes a current, and includes a non-conductor, and is a relative concept of a conductor and a semiconductor which are commonly defined. In the present invention, the semiconductor compound refers to a semiconductor composed of two or more elemental compounds, and includes group 13-15 compound semiconductors such as gallium arsenide (GaAs), indium phosphorus (InP), and gallium phosphorus (GaP); Group 12-16 compound semiconductors such as cadmium sulfide (CdS) and zinc telluride (ZnTe); It is a concept containing a group 14-16 compound semiconductor, such as lead sulfide (PbS).

이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다. 본 발명의 일 측면은 코어/다중쉘 구조의 양자점에 관한 것이다. 본 발명의 양자점은 절연체 입자로 이루어진 코어 및 상기 코어를 순차적으로 둘러싸는 복수의 쉘을 포함한다. 상기 복수의 쉘은 반도체 화합물을 포함하고, 코어를 기준으로 코어에서 멀어질수록, 즉 최외각 쉘로 갈수록 쉘의 밴드갭이 더 커지는데, 이로 인해 들뜬 양자점 내부에 발생한 전자와 정공의 양자역학적 파동함수가 보다 잘 유지될 수 있게 된다. 도 1은 다양한 금속 화합물 또는 준금속 화합물의 입자 반경에 따른 밴드갭을 나타낸 것이다. 코어에서 멀어질수록 더 큰 밴드갭을 가지는 쉘의 특성은 각 쉘을 구성하는 성분의 종류와 각 쉘의 두께(또는 크기)를 조절함으로써 설계될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 양자점에서 복수의 쉘은 총 두께가 2~20nm인 것이 바람직하고, 4~10nm인 것이 더 바람직하다.Hereinafter, the present invention will be described in detail. One aspect of the invention relates to a quantum dot of a core / multishell structure. The quantum dot of the present invention includes a core made of insulator particles and a plurality of shells sequentially surrounding the core. The plurality of shells contain a semiconductor compound, the greater the band gap of the shell toward the outermost shell relative to the core, that is, the outermost shell, resulting in the quantum mechanical wave function of electrons and holes generated inside the excited quantum dots Can be maintained better. 1 shows a bandgap according to the particle radius of various metal compounds or metalloids. The farther away from the core, the characteristics of the shell having a larger bandgap can be designed by adjusting the type of components constituting each shell and the thickness (or size) of each shell. Further, in the quantum dot according to the present invention, the plurality of shells preferably have a total thickness of 2 to 20 nm, more preferably 4 to 10 nm.

본 발명에 따른 양자점은 코어가 절연체 입자로 이루어지는 것을 특징으로 하는데, 이때, 절연체 입자는 절연 특성을 가지며 소정의 내열성을 가지는 공지의 재료로 이루어진 것이라면 크게 제한되지 않으며, 바람직하게는 고분자, 금속 산화물, 금속질화물, 준금속 산화물, 및 준금속 질화물에서 선택되는 1종 이상으로 이루어진다. 절연 특성을 가진 대표적인 금속 산화물로는 알루미나, 지르코니아 등이 있고, 절연 특성을 가진 대표적인 준금속 산화물에는 실리카 등이 있고, 절연 특성을 가진 대표적인 준금속 질화물로는 질화실리콘 등이 있다. 본 발명의 양자점에서 코어를 구성하는 절연체 입자로는 상업적인 입수 용이성 및 반도체 화합물과의 양립성을 고려할 때 폴리스티렌 입자, 비결정질 실리카 입자, 또는 메조 세공 실리카로 코팅된 고분자 입자, 예를 들어 메조 세공 실리카로 코팅된 폴리스티렌 입자인 것이 바람직하다. 코어로 사용되는 절연체 입자의 상업적인 제품으로는 Alfa Asear GmbH & Co.KG사의 Polystyrene latex microsphere dispersion in water 시리즈(Stock number : 42711(입자크기 50㎚), 42712(입자크기 100㎚), 42713(입자크기 200㎚)), Silicon(Ⅳ) oxide 시리즈(Stock number : 44781(입자크기 80㎚), 44782(입자크기 10~20㎚)), Silicon(Ⅳ) nitride 시리즈(Stock number : 44736(입자크기 30~70㎚), 45611(입자크기 15~30㎚)) 등이 있다. 또한, 코어를 구성하는 절연체 입자의 크기는 크게 제한되지 않으며, 예를 들어 5㎚ 내지 1㎛의 범위를 가질 수 있고, 나노 스케일을 유지하는 측면에서 10~200㎚인 것이 바람직하고, 10~100㎚인 것이 더 바람직하며, 20~100㎚인 것이 가장 바람직하다.The quantum dot according to the present invention is characterized in that the core is made of insulator particles, wherein the insulator particles are not particularly limited as long as the insulator particles are made of a known material having insulation properties and predetermined heat resistance, and preferably, polymers, metal oxides, It consists of one or more selected from metal nitrides, metalloid oxides, and metalloid nitrides. Representative metal oxides having insulating properties include alumina, zirconia, and the like. Representative metalloids having insulating properties include silica, and silicon nitride and the like. The insulator particles constituting the core in the quantum dots of the present invention may be coated with polystyrene particles, amorphous silica particles, or polymer particles coated with mesoporous silica, for example, mesoporous silica, in consideration of commercial availability and compatibility with semiconductor compounds. It is preferable that it is a polystyrene particle. Commercial products of insulator particles used as cores include Polystyrene latex microsphere dispersion in water series (Stock number: 42711 (particle size 50 nm), 42712 (particle size 100 nm), 42713 (particle size) by Alfa Asear GmbH & Co.KG. 200nm)), Silicon (IV) oxide series (Stock number: 44781 (particle size 80nm), 44782 (particle size 10 ~ 20nm)), Silicon (IV) nitride series (Stock number: 44736 (particle size 30 ~ 70 nm), 45611 (particle size 15-30 nm), and the like. In addition, the size of the insulator particles constituting the core is not particularly limited, for example, may have a range of 5 nm to 1 μm, preferably 10 to 200 nm in terms of maintaining a nanoscale, and 10 to 100 It is more preferable that it is nm, and it is most preferable that it is 20-100 nm.

본 발명의 일 예에 따른 양자점에서는 상기 복수의 쉘이 상기 코어의 표면에 형성되고, 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 반도체 화합물을 포함하는 제1쉘; 및 상기 제1쉘의 표면에 형성되고, 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 반도체 화합물을 포함하며, 제1쉘의 밴드갭보다 더 큰 밴드갭을 갖는 제2쉘;로 구성된다. 본 발명의 일 예에 따른 양자점에서 12족 원소는 아연(Zn), 카드뮴(Cd), 또는 수은(Hg)인 것이 바람직하고, 16족 원소는 황(S), 셀레늄(Se), 텔루륨(Te), 또는 폴로늄(Po)인 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 일 예에 따른 양자점에서 상기 제1쉘의 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 반도체 화합물은 CdSe 또는 CdTe에서 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하고, 상기 제2쉘의 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 반도체 화합물은 CdS 또는 ZnS에서 선택되는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 일 예에 따른 양자점에서 제2쉘은 CdS 및 ZnS를 모두 포함할 수 있다.In the quantum dot according to an embodiment of the present invention, the plurality of shells are formed on the surface of the core, the first shell comprising a semiconductor compound consisting of Group 12 elements and Group 16 elements; And a second shell formed on the surface of the first shell, the semiconductor compound including a group 12 element and a group 16 element, and having a band gap larger than that of the first shell. Group 12 elements in the quantum dot according to an embodiment of the present invention is preferably zinc (Zn), cadmium (Cd), or mercury (Hg), group 16 elements are sulfur (S), selenium (Se), tellurium ( Te) or polonium (Po) is preferable. Further, in the quantum dot according to an embodiment of the present invention, the semiconductor compound composed of Group 12 elements and Group 16 elements of the first shell is preferably any one selected from CdSe or CdTe, and the Group 12 elements of the second shell The semiconductor compound composed of Group 16 elements is preferably selected from CdS or ZnS. In addition, in the quantum dot according to an embodiment of the present invention, the second shell may include both CdS and ZnS.

본 발명에 다른 예에 따른 양자점에서는 상기 복수의 쉘이 상기 코어의 표면에 형성되고, 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 반도체 화합물을 포함하는 제1쉘; 상기 제1쉘의 표면에 형성되고, 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 반도체 화합물을 포함하며, 제1쉘의 밴드갭보다 더 큰 밴드갭을 갖는 제2쉘; 상기 제2쉘의 표면에 형성되고, 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 서로 상이한 2종의 반도체 화합물을 포함하며, 제2쉘의 밴드갭보다 더 큰 밴드갭을 갖는 제3쉘; 상기 제3쉘의 표면에 형성되고, 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 서로 상이한 2종의 반도체 화합물을 포함하며, 제3쉘의 밴드갭보다 더 큰 밴드갭을 갖는 제4쉘; 상기 제4쉘의 표면에 형성되고, 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 반도체 화합물을 포함하며, 제4쉘의 밴드갭보다 더 큰 밴드갭을 갖는 제5쉘; 및 상기 제5쉘의 표면에 형성되고, 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 반도체 화합물을 포함하며, 제5쉘의 밴드갭보다 더 큰 밴드갭을 갖는 제6쉘;로 구성된다. 본 발명에 다른 예에 따른 양자점에서 12족 원소는 아연(Zn), 카드뮴(Cd), 또는 수은(Hg)인 것이 바람직하고, 16족 원소는 황(S), 셀레늄(Se), 텔루륨(Te), 또는 폴로늄(Po)인 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 다른 예에 따른 양자점에서 상기 제1쉘의 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 반도체 화합물은 CdSe 또는 CdTe에서 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다. 또한, 상기 제2쉘의 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 반도체 화합물은 CdS인 것이 바람직하다. 또한, 상기 제3쉘의 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 서로 상이한 2종의 반도체 화합물은 Cd 및 S로 이루어진 반도체 화합물과 Zn 및 S로 이루어진 반도체 화합물인 것이 바람직하다. 이때, 상기 제3쉘의 Cd 및 S로 이루어진 반도체 화합물에서 Cd 대 S의 몰비는 1:3 내지 1:9인 것이 바람직하고, 1:5 내지 1:7인 것이 보다 바람직하며, 약 1:6인 것이 가장 바람직하다. Cd 및 S로 이루어진 반도체 화합물에서 Cd 대 S의 몰비가 1:6인 경우 이를 Cd6S로 표시한다. 또한, 상기 제3쉘의 Zn 및 S로 이루어진 반도체 화합물에서 Zn 대 S의 몰비는 1:3 내지 1:9인 것이 바람직하고, 1:5 내지 1:7인 것이 보다 바람직하며, 약 1:6인 것이 가장 바람직하다. Zn 및 S로 이루어진 반도체 화합물에서 Zn 대 S의 몰비가 1:6인 경우 이를 Zn6S로 표시한다. 또한, 상기 제3쉘이 서로 상이한 2종의 반도체 화합물로서 Cd 및 S로 이루어진 반도체 화합물과 Zn 및 S로 이루어진 반도체 화합물을 포함하는 경우, 상기 Cd 및 S로 이루어진 반도체 화합물 대 Zn 및 S로 이루어진 반도체 화합물의 몰비는 2:1 내지 1:2인 것이 바람직하고, 약 1:1인 것이 가장 바람직하다. 또한, 상기 제4쉘의 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 서로 상이한 2종의 반도체 화합물은 CdS 및 ZnS인 것이 바람직하고, 이때 상기 CdS 대 ZnS의 몰비는 1:2 내지 1:6인 것이 바람직하고, 1:3 내지 1:5인 것이 보다 바람직하며, 약 1:4인 것이 가장 바람직하다. 또한, 상기 제5쉘의 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 반도체 화합물은 ZnS인 것이 바람직하다. 또한, 상기 제6쉘의 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 반도체 화합물은 ZnS인 것이 바람직하다. 본 발명의 양자점에서 제5쉘의 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 반도체 화합물은 바람직하게는 제6쉘의 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 반도체 화합물과 동일하고, 이때 제5쉘과 제6쉘은 구성 성분은 동일하고 쉘의 두께만 달라진다. 또한, 상기 제5쉘과 제6셀이 동일한 성분으로 구성되더라도 독립적인 제조단계에 의해 생성되기 때문에 양자점 내에서 각각 별개의 쉘로 구분된다.In the quantum dot according to another embodiment of the present invention, the plurality of shells are formed on the surface of the core, the first shell comprising a semiconductor compound consisting of Group 12 elements and Group 16 elements; A second shell formed on the surface of the first shell and including a semiconductor compound composed of Group 12 elements and Group 16 elements, the second shell having a band gap larger than that of the first shell; A third shell formed on the surface of the second shell and including two different semiconductor compounds formed of Group 12 elements and Group 16 elements, the third shell having a band gap larger than that of the second shell; A fourth shell formed on the surface of the third shell and including two different semiconductor compounds formed of Group 12 elements and Group 16 elements, the fourth shell having a band gap larger than that of the third shell; A fifth shell formed on the surface of the fourth shell and including a semiconductor compound composed of Group 12 elements and Group 16 elements, and having a band gap larger than that of the fourth shell; And a sixth shell formed on the surface of the fifth shell, the semiconductor compound including a group 12 element and a group 16 element, and having a band gap larger than that of the fifth shell. Group 12 elements in the quantum dot according to another embodiment of the present invention is preferably zinc (Zn), cadmium (Cd), or mercury (Hg), Group 16 elements are sulfur (S), selenium (Se), tellurium ( Te) or polonium (Po) is preferable. Further, in the quantum dot according to another embodiment of the present invention, the semiconductor compound composed of Group 12 elements and Group 16 elements of the first shell is preferably any one selected from CdSe or CdTe. In addition, the semiconductor compound composed of Group 12 elements and Group 16 elements of the second shell is preferably CdS. In addition, it is preferable that the two kinds of semiconductor compounds different from each other consisting of Group 12 elements and Group 16 elements of the third shell are semiconductor compounds composed of Cd and S and semiconductor compounds composed of Zn and S. At this time, the molar ratio of Cd to S in the semiconductor compound consisting of Cd and S of the third shell is preferably 1: 3 to 1: 9, more preferably 1: 5 to 1: 7, and about 1: 6. Is most preferred. When the molar ratio of Cd to S in the semiconductor compound consisting of Cd and S is 1: 6, this is represented as Cd6S. In addition, the molar ratio of Zn to S in the semiconductor compound consisting of Zn and S of the third shell is preferably 1: 3 to 1: 9, more preferably 1: 5 to 1: 7, and about 1: 6. Is most preferred. In the semiconductor compound consisting of Zn and S, when the molar ratio of Zn to S is 1: 6, this is expressed as Zn6S. In addition, when the third shell includes two semiconductor compounds different from each other, a semiconductor compound consisting of Cd and S and a semiconductor compound consisting of Zn and S, the semiconductor compound consisting of Cd and S versus a semiconductor consisting of Zn and S The molar ratio of the compound is preferably 2: 1 to 1: 2, most preferably about 1: 1. In addition, it is preferable that two different types of semiconductor compounds composed of Group 12 elements and Group 16 elements of the fourth shell are CdS and ZnS, wherein the molar ratio of CdS to ZnS is 1: 2 to 1: 6. More preferably from 1: 3 to 1: 5, most preferably from about 1: 4. In addition, the semiconductor compound composed of Group 12 elements and Group 16 elements of the fifth shell is preferably ZnS. In addition, the semiconductor compound composed of Group 12 elements and Group 16 elements of the sixth shell is preferably ZnS. In the quantum dot of the present invention, the semiconductor compound composed of Group 12 elements and Group 16 elements of the fifth shell is preferably the same as the semiconductor compound composed of Group 12 elements and Group 16 elements of the sixth shell, wherein the fifth shell and the sixth The shells are identical in composition and vary only in the thickness of the shells. In addition, even if the fifth shell and the sixth cell is composed of the same components, since the fifth shell and the sixth cell are generated by independent manufacturing steps, the fifth shell and the sixth cell are divided into separate shells in the quantum dots.

본 발명에 따른 양자점은 전체 입자 크기는 주로 절연체 입자로 이루어진 코어의 크기에 의해 결정되며, 바람직하게는 약 12~220㎚이며, 더 바람직하게는 약 14~120㎚이며, 가장 바람직하게는 약 24~110㎚이다. 또한, 본 발명에 따른 양자점에서 제1쉘은 통상적인 양자점의 코어에 대응되고, 본 발명에 따른 양자점이 광 발광 특성은 주로 제1쉘에 의해 결정된다. 한편, 본 발명에 따른 양자점에서 제1쉘은 코어와 제2쉘 사이에 샌드위치 형식으로 끼워져 있고 통상적인 양자점의 코어에서 제공하는 전자 이동 경로보다 더 긴 전자 이동 경로를 제공하기 때문에 광 조사시 고발광 효율(또는 고양자 수율), 고발광 선명도 등의 특성이 기대된다.
The total particle size of the quantum dots according to the present invention is mainly determined by the size of the core consisting of insulator particles, preferably about 12 to 220 nm, more preferably about 14 to 120 nm, most preferably about 24 ˜110 nm. Further, in the quantum dot according to the present invention, the first shell corresponds to the core of a conventional quantum dot, and the photoluminescent property according to the present invention is mainly determined by the first shell. Meanwhile, in the quantum dot according to the present invention, the first shell is sandwiched between the core and the second shell and provides a longer electron moving path than the electron moving path provided by the core of the conventional quantum dot. Characteristics such as efficiency (or quantum yield) and high luminescence clarity are expected.

본 발명의 다른 측면은 코어/다중쉘 구조의 양자점을 제조하는 방법에 관한 것이다. 이하, 본 발명에 따른 양자점의 제조방법에서 전술한 양자점의 내용과 동일한 내용은 설명을 생략한다. 본 발명에 따른 양자점 제조방법은 코어 준비 단계, 제1쉘 형성단계, 및 제2쉘 형성단계를 순차적으로 포함하며, 바람직하게는 제3쉘 형성단계, 제4쉘 형성단계, 제5쉘 형성단계, 및 제6쉘 형성단계를 순차적으로 더 포함할 수 있다. 구체적으로 본 발명에 따른 양자점의 제조방법은 (a) 절연체 입자로 이루어진 코어를 준비하는 단계; (b) 반응 매질 중에서 12족 원소 함유 화합물 및 16족 원소 함유 화합물을 반응시켜 상기 코어의 표면에 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 반도체 화합물을 포함하는 제1쉘을 형성하는 단계; 및 (c) 반응 매질 중에서 12족 원소 함유 화합물과 16족 원소 함유 화합물을 반응시켜, 상기 제1쉘의 표면에 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 반도체 화합물을 포함하고, 제1쉘의 밴드갭보다 더 큰 밴드갭을 갖는 제2쉘을 형성하는 단계;를 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 양자점의 제조방법은 바람직하게는 (d) 반응 매질 중에서 12족 원소 함유 화합물과 16족 원소 함유 화합물을 반응시켜, 상기 제2쉘의 표면에 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 서로 상이한 2종의 반도체 화합물을 포함하고, 제2쉘의 밴드갭보다 더 큰 밴드갭을 갖는 제3쉘을 형성하는 단계; (e) 반응 매질 중에서 12족 원소 함유 화합물과 16족 원소 함유 화합물을 반응시켜, 상기 제3쉘의 표면에 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 서로 상이한 2종의 반도체 화합물을 포함하고, 제3쉘의 밴드갭보다 더 큰 밴드갭을 갖는 제4쉘을 형성하는 단계; (f) 반응 매질 중에서 12족 원소 함유 화합물과 16족 원소 함유 화합물을 반응시켜, 상기 제4쉘의 표면에 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 반도체 화합물을 포함하고, 제4쉘의 밴드갭보다 더 큰 밴드갭을 갖는 제5쉘을 형성하는 단계; 및 (g) 반응 매질 중에서 12족 원소 함유 화합물과 16족 원소 함유 화합물을 반응시켜, 상기 제5쉘의 표면에 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 반도체 화합물을 포함하고, 제5쉘의 밴드갭보다 더 큰 밴드갭을 갖는 제6쉘을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 (g) 단계 후 수득하는 양자점은 코어, 제1쉘, 제2쉘, 제3쉘, 제4쉘, 제5쉘, 제6쉘을 순차적으로 포함하는 구조를 가지며, 제1쉘, 제2쉘, 제3쉘, 제4쉘, 제5쉘 및 제6쉘의 총 두께가 2~20nm인 것이 바람직하다.Another aspect of the invention relates to a method of making a quantum dot of a core / multishell structure. Hereinafter, in the method of manufacturing a quantum dot according to the present invention, the same content as that of the quantum dot described above will be omitted. The method of manufacturing a quantum dot according to the present invention includes a core preparation step, a first shell forming step, and a second shell forming step sequentially, and preferably, a third shell forming step, a fourth shell forming step, and a fifth shell forming step. And, may further comprise a sixth shell forming step sequentially. Specifically, the method for manufacturing a quantum dot according to the present invention comprises the steps of (a) preparing a core made of insulator particles; (b) reacting a Group 12 element-containing compound and a Group 16 element-containing compound in a reaction medium to form a first shell including a semiconductor compound composed of Group 12 elements and Group 16 elements on the surface of the core; And (c) reacting the Group 12 element-containing compound and the Group 16 element-containing compound in a reaction medium, the semiconductor compound comprising a Group 12 element and a Group 16 element on the surface of the first shell, wherein the bandgap of the first shell And forming a second shell having a larger bandgap. In addition, the method for producing a quantum dot according to the present invention preferably comprises (d) reacting a Group 12 element-containing compound and a Group 16 element-containing compound in a reaction medium, and using the Group 12 element and Group 16 element on the surface of the second shell. Forming a third shell comprising two different semiconductor compounds, each having a bandgap larger than the bandgap of the second shell; (e) reacting a Group 12 element-containing compound and a Group 16 element-containing compound in a reaction medium to include two different types of semiconductor compounds composed of Group 12 elements and Group 16 elements on the surface of the third shell; Forming a fourth shell having a bandgap larger than the bandgap of the shell; (f) reacting the Group 12 element-containing compound and the Group 16 element-containing compound in a reaction medium, wherein the surface of the fourth shell contains a semiconductor compound composed of Group 12 element and Group 16 element, and is less than the band gap of the fourth shell. Forming a fifth shell having a larger bandgap; And (g) reacting the Group 12 element-containing compound and the Group 16 element-containing compound in a reaction medium, the semiconductor compound comprising a Group 12 element and a Group 16 element on the surface of the fifth shell, wherein the band gap of the fifth shell The method may further include forming a sixth shell having a larger band gap. In this case, the quantum dot obtained after the step (g) has a structure comprising a core, a first shell, a second shell, a third shell, a fourth shell, a fifth shell, a sixth shell, the first shell, The total thickness of the second shell, third shell, fourth shell, fifth shell and sixth shell is preferably 2-20 nm.

본 발명에 따른 양자점의 제조방법에서 12족 원소 함유 화합물로는 카드뮴 옥사이드, 아세트산 아연, 아세트산 카드뮴, 카드뮴 클로라이드, 징크 클로라이드, 징크 옥사이드, 머큐리 클로라이드, 머큐리 옥사이드, 아세트산 머큐리 또는 이들의 조합인 것이 바람직하고, 16족 원소 함유 화합물은 황 분말, 셀레늄 분말, 텔루륨 분말, 폴로늄 분말, 옥탄티올(Octanethiol) 또는 이들의 조합인 것이 바람직하고, 상기 16족 원소 함유 화합물은 트리옥틸포스핀, 트리부틸포스핀, 또는 트리옥틸아민 등에 용해시킨 것을 사용하는 것이 보다 바람직하다.Group 12 element-containing compounds in the method for producing quantum dots according to the present invention is preferably cadmium oxide, zinc acetate, cadmium acetate, cadmium chloride, zinc chloride, zinc oxide, mercury chloride, mercury oxide, mercury acetate or a combination thereof The group 16 element-containing compound is preferably sulfur powder, selenium powder, tellurium powder, polonium powder, octanthiol or a combination thereof, and the group 16 element-containing compound is trioctylphosphine or tributylphosphine. Or a solution dissolved in trioctylamine or the like is more preferable.

또한, 본 발명에 따른 양자점 제조방법에서 반응 매질은 바람직하게는 배위 용매를 포함하는데, 이때 배위 용매는 공여 홀 전자쌍을 가지고 성장하는 쉘의 표면에 배위결합하여 쉘의 성장을 조절하는데 도움을 줄 수 있는 것이라면 그 종류가 크게 제한되지 않고, 예를 들어 헥사데실아민, 트리옥틸아민, 올레일아민, 트리옥틸포스핀, 트리옥틸포스핀 옥사이드 등이 있다. 또한, 본 발명에 따른 따른 양자점 제조방법에서 반응 매질은 바람직하게는 불포화 지방산을 포함하는데, 불포화 지방산은 12족 원소 함유 화합물과 착물을 형성하여 가열시 12족 원소로 열분해되는 것을 원활하게 해준다. 본 발명에 따른 양자점 제조방법에서 사용되는 불포화 지방산의 예로는 올레산(oleic acid), 스테아르산(stearic acid), 미리스트산(myristic acid), 라우르산(lauric acid), 팔미트산(palmitic acid), 엘라이드산(elaidic acid), 에이코사논산(eicosanoic acid), 헤네이토사논산(heneicosanoic acid), 트리코사논산(tricosanoic acid), 도코사논산(docosanoic acid), 테트라코사논산(tetracosanoic acid), 헥사코사논산(hexacosanoic acid), 헵타코사논산(heptacosanoic acid), 옥타코사논산(octacosanoic acid) 또는 시스-13-도코세논산(cis-13-docosenoic acid) 등이 있다. 또한, 본 발명에 따른 양자점 제조방법에서 반응 매질은 바람직하게는 양자점을 균일하게 분산시킬 수 있는 유기 용매를 더 포함할 수 있으며, 유기 용매의 구체적인 예로는 옥타데센, 옥타데칸 등이 있다.In addition, in the method for preparing quantum dots according to the present invention, the reaction medium preferably includes a coordinating solvent, wherein the coordinating solvent can assist in controlling the growth of the shell by coordinating with the surface of the growing shell with a donor hole electron pair. If it exists, the kind is not restrict | limited greatly, For example, hexadecylamine, trioctylamine, oleylamine, trioctyl phosphine, trioctyl phosphine oxide, etc. are mentioned. In addition, in the method for preparing a quantum dot according to the present invention, the reaction medium preferably includes an unsaturated fatty acid, which forms a complex with a Group 12 element-containing compound to facilitate thermal decomposition of the Group 12 element upon heating. Examples of unsaturated fatty acids used in the method for preparing quantum dots according to the present invention are oleic acid, stearic acid, myristic acid, myristic acid, lauric acid, palmitic acid ), Elaidic acid, eicosanoic acid, heeicosanoic acid, tricosanoic acid, docosanoic acid, tetracosanoic acid , Hexacosanoic acid, heptacosanoic acid, octacosanoic acid or cis-13-docosenoic acid. In addition, in the quantum dot manufacturing method according to the present invention, the reaction medium may preferably further include an organic solvent capable of uniformly dispersing the quantum dots, and specific examples of the organic solvent include octadecene, octadecane, and the like.

본 발명에 따른 양자점 제조방법에서 각 단계의 반응 온도는 약 150~400℃이며, 200~350℃인 것이 바람직하다. 구체적으로 상기 (b) 단계 내지 (e) 단계의 반응 온도는 약 200~350℃인 것이 바람직하고, 상기 (f) 단계 및 (g) 단계의 반응 온도는 약 250~300℃인 것이 바람직하다. 또한, 녹색 발광 양자점 제조시 상기 (f) 단계 및 (g) 단계의 반응 온도는 약 200~300℃인 것이 바람직하다.In the quantum dot manufacturing method according to the present invention, the reaction temperature of each step is about 150 to 400 ° C, preferably 200 to 350 ° C. Specifically, the reaction temperature of the steps (b) to (e) is preferably about 200 ~ 350 ℃, the reaction temperature of the (f) and (g) step is preferably about 250 ~ 300 ℃. In addition, the reaction temperature of the step (f) and (g) is preferably about 200 ~ 300 ℃ when manufacturing green light emitting quantum dot.

본 발명에 따른 양자점의 제조방법에서 상기 (a) 단계는 바람직하게는 절연체 입자로 이루어진 코어를 배위 용매와 같은 반응 매질에 첨가하고 기계적 교반 내지 초음파 처리에 의해 코어를 반응 매질에 균일하게 분산시키는 것을 포함한다.In the method for preparing a quantum dot according to the present invention, the step (a) is preferably performed by adding a core composed of insulator particles to a reaction medium such as a coordinating solvent and uniformly dispersing the core in the reaction medium by mechanical stirring or sonication. Include.

또한, 본 발명에 따른 양자점 제조방법에서 상기 (b) 단계의 12족 원소 함유 화합물은 카드뮴 함유 화합물이고, 16족 원소 함유 화합물은 셀레늄 함유 화합물 또는 텔루륨 함유 화합물인 것이 바람직하다. 구체적으로 카드뮴 함유 화합물로는 카드뮴 옥사이드 또는 카드뮴 아세테이트를 사용하는 것이 보다 바람직하고, 셀레늄 화합물로는 셀레늄 분말을 트리옥틸포스핀에 용해시킨 것을 사용하는 것이 보다 바람직하고, 텔루륨 화합물로는 텔루륨 분말을 트리옥틸포스핀에 용해시킨 것을 사용하는 것이 보다 바람직하다.In addition, in the method of manufacturing a quantum dot according to the present invention, the group 12 element-containing compound of step (b) is a cadmium-containing compound, and the group 16 element-containing compound is preferably a selenium-containing compound or tellurium-containing compound. Specifically, cadmium oxide or cadmium acetate is more preferably used as the cadmium-containing compound, and as selenium compound, it is more preferable to use a solution of selenium powder dissolved in trioctylphosphine, and tellurium compound is tellurium powder. It is more preferable to use what was dissolved in trioctylphosphine.

본 발명에 따른 양자점 제조방법에서 상기 (c) 단계의 12족 원소 함유 화합물은 카드뮴 함유 화합물 또는 아연 함유 화합물이고, 16족 원소 함유 화합물은 황 함유 화합물인 것이 바람직하다. 구체적으로 카드뮴 함유 화합물로는 카드뮴 옥사이드, 또는 카드뮴 아세테이트를 사용하는 것이 보다 바람직하고, 아연 함유 화합물로는 아세트산 아연 또는 징크 옥사이드를 사용하는 것이 보다 바람직하며, 황 함유 화합물로는 옥탄티올을 트리옥틸아민에 용해시킨 것 또는 황 분말을 트리옥틸포스핀에 용해시킨 것을 사용하는 것이 보다 바람직하다.In the method for preparing a quantum dot according to the present invention, the group 12 element-containing compound of step (c) is a cadmium-containing compound or a zinc-containing compound, and the group 16 element-containing compound is preferably a sulfur-containing compound. Specifically, cadmium oxide or cadmium acetate is more preferably used as the cadmium-containing compound, zinc acetate or zinc oxide is more preferably used as the zinc-containing compound, and octanylol is used as the sulfur-containing compound. It is more preferable to use what was dissolved in or dissolved in trioctylphosphine.

본 발명에 따른 양자점 제조방법에서 상기 (d) 단계의 12족 원소 함유 화합물 대 16족 원소 함유 화합물의 몰비는 1:3 내지 1:9인 것이 바람직하고, 1:5 내지 1:7인 것이 보다 바람직하며, 약 1:6인 것이 가장 바람직하다. 이때, (d) 단계의 12족 원소 함유 화합물은 카드뮴 함유 화합물과 아연 함유 화합물이고, 16족 원소 함유 화합물은 황 함유 화합물인 것이 바람직하다. 구체적으로 카드뮴 함유 화합물로는 카드뮴 옥사이드 또는 카드뮴 아세테이트를 사용하는 것이 보다 바람직하고, 아연 함유 화합물로는 아세트산 아연 또는 징크 옥사이드를 사용하는 것이 보다 바람직하며, 황 함유 화합물로는 옥탄티올을 트리옥틸아민에 용해시킨 것 또는 황 분말을 트리옥틸포스핀에 용해시킨 것을 사용하는 것이 보다 바람직하다. 또한, (d) 단계의 상기 카드뮴 함유 화합물 대 아연 함유 화합물의 몰비는 2:1 내지 1:2인 것이 바람직하고 약 1:1인 것이 보다 바람직하다. 상기 (d) 단계를 거친 반응 생성물에는 코어/제1셀/제2쉘/제3쉘 구조를 가지는 양자점이 포함되는데, 이때 상기 반응 생성물을 상온으로 서냉한 후 아세톤, 메탄올, 부탄올, 또는 이들로부터 2종 이상을 조합하여 첨가하고 원심분리 및 침전에 의하여 양자점을 세척하는 것이 바람직하다. 세척된 양자점은 톨루엔, 헥센, 헥산, 벤젠, 클로로포름 또는 이들로부터 2종 이상을 조합한 분산 용매에 특정 농도로 분산된 후 (e) 단계에서 사용되는 것이 바람직하다. 이때, 분산 용매에 분산된 양자점의 농도는 특정 파장(예를 들어 490㎚, 620㎚ 등)에서의 흡광도(absorbance) 값으로 나타낼 수 있으며, 분산 용매에 분산된 양자점의 흡광도 값은 약 0.2~0.6, 바람직하게는 0.4~0.5로 조정된다. 또한, 이후의 (e) 단계에서 분산 용매에 분산된 양자점의 사용량은 (e) 단계에서 형성되는 제4쉘의 두께를 고려하여 조절된다.In the method for preparing a quantum dot according to the present invention, the molar ratio of the Group 12 element-containing compound to the Group 16 element-containing compound of step (d) is preferably 1: 3 to 1: 9, more preferably 1: 5 to 1: 7. Preferred, most preferably about 1: 6. At this time, it is preferable that the group 12 element-containing compound of step (d) is a cadmium-containing compound and a zinc-containing compound, and the group 16 element-containing compound is a sulfur-containing compound. Specifically, cadmium oxide or cadmium acetate is more preferably used as the cadmium-containing compound, zinc acetate or zinc oxide is more preferably used as the zinc-containing compound, and octanethiol is used as the sulfur-containing compound in trioctylamine. It is more preferable to use the dissolved thing or the thing which melt | dissolved the sulfur powder in trioctylphosphine. In addition, the molar ratio of the cadmium-containing compound to the zinc-containing compound of step (d) is preferably 2: 1 to 1: 2, more preferably about 1: 1. The reaction product passed through step (d) includes a quantum dot having a core / first cell / second shell / third shell structure, wherein the reaction product is slowly cooled to room temperature and then acetone, methanol, butanol, or It is preferable to add two or more kinds in combination and wash the quantum dots by centrifugation and precipitation. The washed quantum dots are preferably used in step (e) after being dispersed in a specific concentration in toluene, hexene, hexane, benzene, chloroform or a dispersion solvent combining two or more thereof. In this case, the concentration of the quantum dots dispersed in the dispersion solvent may be represented by an absorbance value at a specific wavelength (for example, 490 nm, 620 nm, etc.), and the absorbance value of the quantum dots dispersed in the dispersion solvent is about 0.2 to 0.6. Preferably, it is adjusted to 0.4-0.5. In addition, the amount of the quantum dots dispersed in the dispersion solvent in step (e) is adjusted in consideration of the thickness of the fourth shell formed in step (e).

본 발명에 따른 양자점 제조방법에서 상기 (e) 단계의 12족 원소 함유 화합물은 카드뮴 함유 화합물과 아연 함유 화합물이고, 16족 원소 함유 화합물은 황 함유 화합물인 것이 바람직하다. 구체적으로 카드뮴 함유 화합물로는 카드뮴 옥사이드 또는 카드뮴 아세테이트를 사용하는 것이 보다 바람직하고, 아연 함유 화합물로는 아세트산 아연 또는 징크 옥사이드를 사용하는 것이 보다 바람직하며, 황 함유 화합물로는 옥탄티올을 트리옥틸아민에 용해시킨 것 또는 황 분말을 트리옥틸포스핀에 용해시킨 것을 사용하는 것이 보다 바람직하다. 또한, (e) 단계의 상기 카드뮴 함유 화합물 대 아연 함유 화합물의 몰비는 1:2 내지 1:6인 것이 바람직하고, 1:3 내지 1:6인 것이 더 바람직하며, 약 1:4인 것이 가장 바람직하다. 상기 (e) 단계를 거친 반응 생성물에는 코어/제1셀/제2쉘/제3쉘/제4쉘 구조를 가지는 양자점이 포함되는데, 이때 상기 반응 생성물을 상온으로 서냉한 후 아세톤, 메탄올, 부탄올, 또는 이들로부터 2종 이상을 조합하여 첨가하고 원심분리 및 침전에 의하여 양자점을 세척하는 것이 바람직하다. 세척된 양자점은 톨루엔, 헥센, 헥산, 벤젠, 클로로포름 또는 이들로부터 2종 이상을 조합한 분산 용매에 분산된 후 (f) 단계에 사용되는 것이 바람직하다.In the method of manufacturing a quantum dot according to the present invention, the group 12 element-containing compound of step (e) is a cadmium-containing compound and a zinc-containing compound, and the group 16 element-containing compound is preferably a sulfur-containing compound. Specifically, cadmium oxide or cadmium acetate is more preferably used as the cadmium-containing compound, zinc acetate or zinc oxide is more preferably used as the zinc-containing compound, and octanethiol is used as the sulfur-containing compound in trioctylamine. It is more preferable to use the dissolved thing or the thing which melt | dissolved the sulfur powder in trioctylphosphine. Further, the molar ratio of cadmium-containing compound to zinc-containing compound of step (e) is preferably 1: 2 to 1: 6, more preferably 1: 3 to 1: 6, most preferably about 1: 4. desirable. The reaction product passed through step (e) includes a quantum dot having a core / first cell / second shell / third shell / fourth shell structure, wherein the reaction product is slowly cooled to room temperature and then acetone, methanol, butanol It is preferable to add two or more kinds thereof in combination and to wash the quantum dots by centrifugation and precipitation. The washed quantum dots are preferably used in step (f) after being dispersed in toluene, hexene, hexane, benzene, chloroform or a dispersion solvent combining two or more thereof.

본 발명에 따른 양자점 제조방법에서 상기 (f) 단계의 12족 원소 함유 화합물은 아연 함유 화합물이고, 16족 원소 함유 화합물은 황 함유 화합물인 것이 바람직하다. 구체적으로 아연 함유 화합물로는 아세트산 아연 또는 징크 옥사이드를 사용하는 것이 보다 바람직하며, 황 함유 화합물로는 옥탄티올을 트리옥틸아민에 용해시킨 것 또는 황 분말을 트리옥틸포스핀에 용해시킨 것을 사용하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 본 발명에 따른 양자점 제조방법에서 상기 (g) 단계의 12족 원소 함유 화합물은 아연 함유 화합물이고, 16족 원소 함유 화합물은 황 함유 화합물인 것이 바람직하다. 구체적으로 아연 함유 화합물로는 아세트산 아연 또는 징크 옥사이드를 사용하는 것이 보다 바람직하며, 황 함유 화합물로는 옥탄티올을 트리옥틸아민에 용해시킨 것 또는 황 분말을 트리옥틸포스핀에 용해시킨 것을 사용하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 (f) 단계 및 상기 (g) 단계는 바람직하게는 반응 매질 중에서 12족 원소 함유 화합물과 16족 원소 함유 화합물을 포함하는 동일한 반응 원료로부터 행해질 수 있는데, 이때 (f) 단계에서 반응 원료 중 일부를 사용하여 제5쉘을 형성하고, 제5쉘의 형성이 완료된 후 나머지 원료를 사용하여 제5쉘과 구별되는 제6쉘을 형성한다.
In the method for producing a quantum dot according to the present invention, it is preferable that the Group 12 element-containing compound of step (f) is a zinc-containing compound, and the Group 16 element-containing compound is a sulfur-containing compound. Specifically, zinc acetate or zinc oxide is more preferably used as the zinc-containing compound, and sulfur-containing compounds are those in which octanethiol is dissolved in trioctylamine or sulfur powder in trioctylphosphine. More preferred. In the quantum dot manufacturing method according to the present invention, the Group 12 element-containing compound of step (g) is preferably a zinc-containing compound, and the Group 16 element-containing compound is a sulfur-containing compound. Specifically, zinc acetate or zinc oxide is more preferably used as the zinc-containing compound, and sulfur-containing compounds are those in which octanethiol is dissolved in trioctylamine or sulfur powder in trioctylphosphine. More preferred. In addition, the steps (f) and (g) may preferably be performed from the same reaction raw material including the Group 12 element-containing compound and the Group 16 element-containing compound in the reaction medium, wherein the reaction raw material in step (f) A portion of the fifth shell is formed, and after the formation of the fifth shell is completed, the remaining raw material is used to form a sixth shell different from the fifth shell.

본 발명에 따른 제조방법에 의해 양자점은 톨루엔, 헥센, 헥산, 벤젠, 클로로포름 또는 이들로부터 2종 이상을 조합한 분산 용매에 분산된 양자점 용액(보다 정확하게는 양자점 졸)으로 제공되는데, 상기 양자점 용액을 발광 소자의 표면에 도포하여 박막을 형성함므로써 양자점 발광 소자를 제조할 수 있다. 보다 구체적으로 발광 다이오드의 표면에 본 발명의 양자점 용액 및 경화제를 혼합한 박막 형성용 조성물을 도포하고, 약 120~150℃의 온도에서 약 1~2시간 동안 경화시켜 양자점 LED를 제조할 수 있다(상기 경화 온도 및 경화 시간은 경화제의 특성에 따라 달라질 수 있다). 본 발명의 양자점으로부터 제조된 양자점 LED는 열 안정성이 매우 우수하고, 고발광효율, 고발광 선명도 등과 같은 바람직한 특성을 나타낸다.
By the production method according to the present invention, the quantum dots are provided as a quantum dot solution (more precisely, a quantum dot sol) dispersed in toluene, hexene, hexane, benzene, chloroform or a dispersion solvent combining two or more thereof. A quantum dot light emitting device can be manufactured by coating a surface of the light emitting device to form a thin film. More specifically, the quantum dot LED may be manufactured by applying the thin film forming composition mixed with the quantum dot solution and the curing agent of the present invention to the surface of the light emitting diode, and curing at a temperature of about 120 to 150 ° C. for about 1 to 2 hours ( The curing temperature and curing time may vary depending on the nature of the curing agent). The quantum dot LEDs produced from the quantum dots of the present invention have excellent thermal stability and exhibit desirable properties such as high luminous efficiency, high luminous clarity and the like.

이하, 본 발명을 실시예들을 통하여 보다 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 하기 실시예들은 본 발명의 내용을 명확하게 예시하는 것일 뿐 본 발명의 보호범위를 한정하는 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the following examples are intended to clearly illustrate the present invention and not to limit the scope of protection of the present invention.

1. 양자점의 제조
1. Preparation of quantum dots

(1) 실시예 1 : 폴리스티렌 나노입자로 이루어진 코어/2중쉘 구조의 적색 발광 양자점 제조
(1) Example 1: Preparation of red light emitting quantum dots of the core / double shell structure consisting of polystyrene nanoparticles

실시예 1-1 : 폴리스티렌 나노입자로 이루어진 코어의 준비Example 1-1 Preparation of Cores Made of Polystyrene Nanoparticles

물에 분산되어 있는 폴리스티렌 나노입자(입자 크기 : 100㎚; 공급사 : Alfa Asear)를 건조시켜 분말 형태의 폴리스티렌 나노입자를 수득하였다. 이후, 트리옥틸아민 20㎖에 분말 형태의 폴리스티렌 나노입자 1g을 넣고 교반기로 격렬하게 혼합하고 약 20분간 초음파 처리하여 폴리스티렌 나노입자가 균일하게 분산된 코어 용액을 준비하였다.
Polystyrene nanoparticles dispersed in water (particle size: 100 nm; supplier: Alfa Asear) were dried to obtain polystyrene nanoparticles in powder form. Thereafter, 1 g of polystyrene nanoparticles in powder form was added to 20 ml of trioctylamine, mixed vigorously with a stirrer and sonicated for about 20 minutes to prepare a core solution in which the polystyrene nanoparticles were uniformly dispersed.

실시예 1-2 : CdSe로 이루어진 제1쉘의 합성 Example 1-2 Synthesis of First Shell Consisting of CdSe

주사기, 냉각기(condenser) 및 온도계(J Type thermocouple)가 구비된 반응기에 카드뮴 옥사이드 0.502(0.4 mmol), 올레산 1.2㎖(3.7 mmol) 및 트리옥틸아민 20㎖를 넣고, 진공에 가깝게 감압된 상태에서 약 110℃로 승온한 후, 질소 기체를 채운 상태에서 약 300℃로 승온하고 격렬하게 교반시킨 후 상온으로 서냉하여 카드뮴과 올레산의 착물을 포함하는 Cd 전구체 용액을 얻었다.0.502 (0.4 mmol) cadmium oxide, 1.2 ml (3.7 mmol) oleic acid and 20 ml of trioctylamine were placed in a reactor equipped with a syringe, a condenser and a J type thermocouple. After the temperature was raised to 110 ° C., the temperature was raised to about 300 ° C. in a state filled with nitrogen gas, the mixture was stirred vigorously, and slowly cooled to room temperature to obtain a Cd precursor solution including a complex of cadmium and oleic acid.

주사기, 냉각기(condenser) 및 온도계(J Type thermocouple)가 구비된 별도의 반응기에 실시예 1-1에서 미리 준비한 코어 용액을 넣고, 반응기의 온도를 약 220℃로 조절한 후, 미리 준비한 Cd 전구체 용액을 정량펌프를 이용하여 약 0.5 ㎖/min의 속도로 반응기 내에 주입하였다. 이후 셀레늄 농도가 2M인 셀레늄/트리옥틸포스핀 용액(99.99% 이상의 순도를 가진 셀레늄 분말을 90% 이상의 순도를 가진 트리옥틸포스핀에 용해시켜 제조한 것; 이하, 2M TOPSe 용액이라 한다) 0.2㎖(셀레늄 기준으로 0.4 mmol)을 트리옥틸아민 10㎖에 희석한 것을 정량펌프를 이용하여 약 0.5 ㎖/min의 속도로 반응기 내에 주입하였다. 이후 약 220℃에서 약 40분간 반응시켜 코어의 표면에 CdSe로 이루어진 제1쉘을 형성하였다.
The core solution prepared in Example 1-1 was placed in a separate reactor equipped with a syringe, a condenser and a thermometer (J Type thermocouple), and after adjusting the temperature of the reactor to about 220 ° C., the prepared Cd precursor solution was prepared. Was injected into the reactor at a rate of about 0.5 ml / min using a metering pump. 0.2 ml of a selenium / trioctylphosphine solution having a selenium concentration of 2 M (dissolved in selenium powder having a purity of 99.99% or more in trioctylphosphine having a purity of 90% or more; hereinafter referred to as a 2M TOPSe solution) Diluted (0.4 mmol on the basis of selenium) in 10 ml of trioctylamine was injected into the reactor at a rate of about 0.5 ml / min using a metering pump. After reacting for about 40 minutes at about 220 ℃ to form a first shell consisting of CdSe on the surface of the core.

실시예 1-3 : ZnS로 이루어진 제2쉘의 합성Example 1-3 Synthesis of Second Shell Consisting of ZnS

별도의 반응기(주사기, 냉각기 및 온도계를 구비함)에 아세트산 아연 1.1g(6.0 mmol), 올레산 4㎖(12.4 mmol) 및 트리옥틸아민 20㎖를 넣고 진공에 가깝게 감압된 상태에서 약 110℃로 승온한 후, 질소 기체를 채운 상태에서 약 320℃로 승온하고 교반시킨 후 상온으로 서냉하여 아연과 올레산의 착물을 포함하는 Zn 전구체 용액을 얻었다. 이렇게 얻은 Zn 전구체 용액 20㎖를 정량펌프를 이용하여 약 0.5 ㎖/min의 속도로 제1쉘이 형성된 반응기에 주입하였다. 이후, n-옥탄티올 1050㎕(6.0 mmol)을 트리옥틸아민 6㎖에 용해시킨 것을 정량펌프를 이용하여 약 0.5 ㎖/min의 속도로 반응기 내에 주입하고, 약 300℃에서 약 80분간 반응시켜 제1쉘의 표면에 ZnS로 이루어진 제2쉘을 형성하였다.1.1 g (6.0 mmol) of zinc acetate, 4 ml (12.4 mmol) of oleic acid, and 20 ml of trioctylamine were added to a separate reactor (with a syringe, a cooler, and a thermometer), and the temperature was raised to about 110 ° C. under reduced pressure near a vacuum. Thereafter, the mixture was heated to about 320 ° C. in a state filled with nitrogen gas, stirred, and cooled slowly to room temperature to obtain a Zn precursor solution including a complex of zinc and oleic acid. 20 ml of the Zn precursor solution thus obtained was injected into the reactor in which the first shell was formed at a rate of about 0.5 ml / min using a metering pump. Thereafter, 1050 µl (6.0 mmol) of n-octanethiol was dissolved in 6 ml of trioctylamine, and injected into the reactor at a rate of about 0.5 ml / min using a metering pump, and reacted at about 300 ° C. for about 80 minutes. A second shell made of ZnS was formed on the surface of one shell.

이후 반응 생성물을 상온으로 서냉시키고 아세톤과 부탄올을 첨가한 후 침전물을 원심분리하여 세척하였고, 절연체 입자 코어/2중쉘 구조의 적색 발광 양자점을 수득하였다.
Thereafter, the reaction product was slowly cooled to room temperature, acetone and butanol were added, and the precipitate was washed by centrifugation to obtain red light emitting quantum dots having an insulator particle core / 2 double-shell structure.

(2) 실시예 2 : 비결정질 실리카 나노입자로 이루어진 코어/2중쉘 구조의 적색 발광 양자점 제조
(2) Example 2 Preparation of Red Light Emitting Quantum Dots of Core / Double Shell Structure Composed of Amorphous Silica Nanoparticles

실시예 2-1 : 비결정질 실리카 나노입자로 이루어진 코어의 준비Example 2-1 Preparation of Cores Comprising Amorphous Silica Nanoparticles

트리옥틸아민 20㎖에 비결정질 실리카 나노입자(입자 크기 : 80㎚; 공급사 : Alfa Asear) 1g을 넣고 교반기로 격렬하게 혼합하고 약 20분간 초음파 처리하여 비결정질 실리카 나노입자가 균일하게 분산된 코어 용액을 준비하였다.
1 g of amorphous silica nanoparticles (particle size: 80 nm; supplier: Alfa Asear) was added to 20 ml of trioctylamine, mixed vigorously with a stirrer and sonicated for about 20 minutes to prepare a core solution in which amorphous silica nanoparticles were uniformly dispersed. It was.

실시예 2-2 : CdSe로 이루어진 제1쉘의 합성 Example 2-2: Synthesis of First Shell Consisting of CdSe

주사기, 냉각기(condenser) 및 온도계(J Type thermocouple)가 구비된 반응기에 카드뮴 옥사이드 0.502g(0.4 mmol), 올레산 1.2㎖(3.7 mmol) 및 트리옥틸아민 20㎖를 넣고, 진공에 가깝게 감압된 상태에서 약 110℃로 승온한 후, 질소 기체를 채운 상태에서 약 300℃로 승온하고 격렬하게 교반시킨 후 상온으로 서냉하여 카드뮴과 올레산의 착물을 포함하는 Cd 전구체 용액을 얻었다.0.502 g (0.4 mmol) of cadmium oxide, 1.2 ml (3.7 mmol) of oleic acid and 20 ml of trioctylamine were placed in a reactor equipped with a syringe, a condenser and a thermometer (J Type thermocouple). After the temperature was raised to about 110 ° C., the temperature was raised to about 300 ° C. in a state filled with nitrogen gas, the mixture was stirred vigorously, and slowly cooled to room temperature to obtain a Cd precursor solution including a complex of cadmium and oleic acid.

주사기, 냉각기(condenser) 및 온도계(J Type thermocouple)가 구비된 별도의 반응기에 실시예 2-1에서 미리 준비한 코어 용액을 넣고, 반응기의 온도를 약 220℃로 조절한 후, 미리 준비한 Cd 전구체 용액을 정량펌프를 이용하여 약 0.5 ㎖/min의 속도로 반응기 내에 주입하였다. 이후 셀레늄 농도가 2M인 셀레늄/트리옥틸포스핀 용액(99.99% 이상의 순도를 가진 셀레늄 분말을 90% 이상의 순도를 가진 트리옥틸포스핀에 용해시켜 제조한 것; 이하, 2M TOPSe 용액이라 한다) 0.2㎖(셀레늄 기준으로 0.4 mmol)을 트리옥틸아민 10㎖에 희석한 것을 정량펌프를 이용하여 약 0.5 ㎖/min의 속도로 반응기 내에 주입하였다. 이후 약 220℃에서 약 40분간 반응시켜 코어의 표면에 CdSe로 이루어진 제1쉘을 형성하였다.
The core solution prepared in Example 2-1 was placed in a separate reactor equipped with a syringe, a condenser and a thermometer (J Type thermocouple), and after adjusting the temperature of the reactor to about 220 ° C., the prepared Cd precursor solution was prepared. Was injected into the reactor at a rate of about 0.5 ml / min using a metering pump. 0.2 ml of a selenium / trioctylphosphine solution having a selenium concentration of 2 M (dissolved in selenium powder having a purity of 99.99% or more in trioctylphosphine having a purity of 90% or more; hereinafter referred to as a 2M TOPSe solution) Diluted (0.4 mmol on the basis of selenium) in 10 ml of trioctylamine was injected into the reactor at a rate of about 0.5 ml / min using a metering pump. After reacting for about 40 minutes at about 220 ℃ to form a first shell consisting of CdSe on the surface of the core.

실시예 2-3 : ZnS로 이루어진 제2쉘의 합성Example 2-3 Synthesis of Second Shell Made of ZnS

별도의 반응기(주사기, 냉각기 및 온도계를 구비함)에 아세트산 아연 1.1g(6.0 mmol), 올레산 4㎖(12.4 mmol) 및 트리옥틸아민 20㎖를 넣고 진공에 가깝게 감압된 상태에서 약 110℃로 승온한 후, 질소 기체를 채운 상태에서 약 320℃로 승온하고 교반시킨 후 상온으로 서냉하여 아연과 올레산의 착물을 포함하는 Zn 전구체 용액을 얻었다. 이렇게 얻은 Zn 전구체 용액 20㎖를 정량펌프를 이용하여 약 0.5 ㎖/min의 속도로 제1쉘이 형성된 반응기에 주입하였다. 이후, n-옥탄티올 1050㎕(6.0 mmol)을 트리옥틸아민 6㎖에 용해시킨 것을 정량펌프를 이용하여 약 0.5 ㎖/min의 속도로 반응기 내에 주입하고, 약 300℃에서 약 80분간 반응시켜 제1쉘의 표면에 ZnS로 이루어진 제2쉘을 형성하였다.1.1 g (6.0 mmol) of zinc acetate, 4 ml (12.4 mmol) of oleic acid, and 20 ml of trioctylamine were added to a separate reactor (with a syringe, a cooler, and a thermometer), and the temperature was raised to about 110 ° C. under reduced pressure near a vacuum. Thereafter, the mixture was heated to about 320 ° C. in a state filled with nitrogen gas, stirred, and cooled slowly to room temperature to obtain a Zn precursor solution including a complex of zinc and oleic acid. 20 ml of the Zn precursor solution thus obtained was injected into the reactor in which the first shell was formed at a rate of about 0.5 ml / min using a metering pump. Thereafter, 1050 µl (6.0 mmol) of n-octanethiol was dissolved in 6 ml of trioctylamine, and injected into the reactor at a rate of about 0.5 ml / min using a metering pump, and reacted at about 300 ° C. for about 80 minutes. A second shell made of ZnS was formed on the surface of one shell.

이후 반응 생성물을 상온으로 서냉시키고 아세톤과 부탄올을 첨가한 후 침전물을 원심분리하여 세척하였고, 절연체 입자 코어/2중쉘 구조의 적색 발광 양자점을 수득하였다.
Thereafter, the reaction product was slowly cooled to room temperature, acetone and butanol were added, and the precipitate was washed by centrifugation to obtain red light emitting quantum dots having an insulator particle core / 2 double-shell structure.

(3) 실시예 3 : 메조 세공 실리카로 코팅된 폴리스티렌 나노입자로 이루어진 코어/2중쉘 구조의 적색 발광 양자점 제조
(3) Example 3 Preparation of Red Light Emitting Quantum Dots of Core / 2 Double Shell Structures Consisting of Polystyrene Nanoparticles Coated with Mesoporous Silica

실시예 3-1 : 메조 세공 실리카로 코팅된 폴리스티렌 나노입자로 이루어진 코어의 준비Example 3-1 Preparation of Cores Comprising Polystyrene Nanoparticles Coated with Mesoporous Silica

플라스크 반응기에 입자 크기가 약 80㎚로 균일한 폴리스티렌 나노입자가 9 중량%로 분산되어 있는 폴리스티렌 라텍스 12g을 넣고 강하게 교반하였다. 이후, 여기에 물 4.5g, 헥사데실트리메틸암모늄 브로마이드(Hexadecyltrimethylammonium bromide, CTBA) 0.4g, 에탄올 5.5g, 및 암모늄 하이드록사이드(Ammonium hydroxide) 1㎖를 첨가하고 격렬하게 교반한 후 약 10분간 초음파 처리(Sonication) 하여 내용물을 균일하게 분산시켰다. 이후, 상온에서 30분간 더 격렬하게 교반하고, 테트라에틸 오르쏘실리케이드(Tetraethyl orthosilicate, TEOS) 0.75g을 천천히 적하하고 48시간 동안 상온에서 격렬하게 교반하였다. 이후 반응 생성물을 원심분리하여 메조 세공 실리카로 코팅된 폴리스티렌 나노입자를 수득하였다. 수득한 메조 세공 실리카로 코팅된 폴리스티렌 나노입자를 에탄올로 여러 번 세척하고 건조하여 분말 형태의 메조 세공 실리카로 코팅된 폴리스티렌 나노입자를 수득하였다. 이때 수득한 메조 세공 실리카로 코팅된 폴리스티렌 나노입자의 크기는 약 70~100㎚이었다. 이후 트리옥틸아민 20㎖에 표면이 수득한 메조 세공 실리카로 코팅된 폴리스티렌 나노입자 1g을 넣고 교반기로 격렬하게 혼합하고 약 20분간 초음파 처리하여 메조 세공 실리카로 코팅된 폴리스티렌 나노입자가 균일하게 분산된 코어 용액을 준비하였다.
12 g of polystyrene latex having 9 wt% of polystyrene nanoparticles having a uniform particle size of about 80 nm was added to the flask reactor and stirred vigorously. Then, 4.5 g of water, 0.4 g of hexadecyltrimethylammonium bromide (CTBA), 5.5 g of ethanol, and 1 ml of ammonium hydroxide were added thereto, followed by vigorous stirring, followed by sonication for about 10 minutes. The contents were uniformly dispersed by sonication. Thereafter, the mixture was stirred vigorously at room temperature for 30 minutes, and 0.75 g of tetraethyl orthosilicate (TEOS) was slowly added dropwise and stirred vigorously at room temperature for 48 hours. The reaction product was then centrifuged to yield polystyrene nanoparticles coated with mesoporous silica. The obtained polystyrene nanoparticles coated with mesoporous silica were washed several times with ethanol and dried to obtain polystyrene nanoparticles coated with mesoporous silica in powder form. The size of the polystyrene nanoparticles coated with mesoporous silica was about 70 ~ 100nm. Then, 1 g of polystyrene nanoparticles coated with mesoporous silica obtained on the surface of trioctylamine were mixed vigorously with a stirrer and sonicated for about 20 minutes to uniformly disperse the polystyrene nanoparticles coated with mesoporous silica. The solution was prepared.

실시예 3-2 : CdSe로 이루어진 제1쉘의 합성 Example 3-2 Synthesis of First Shell Consisting of CdSe

주사기, 냉각기(condenser) 및 온도계(J Type thermocouple)가 구비된 반응기에 카드뮴 옥사이드 0.502g(0.4 mmol), 올레산 1.2㎖(3.7 mmol) 및 트리옥틸아민 20㎖를 넣고, 진공에 가깝게 감압된 상태에서 약 110℃로 승온한 후, 질소 기체를 채운 상태에서 약 300℃로 승온하고 격렬하게 교반시킨 후 상온으로 서냉하여 카드뮴과 올레산의 착물을 포함하는 Cd 전구체 용액을 얻었다.0.502 g (0.4 mmol) of cadmium oxide, 1.2 ml (3.7 mmol) of oleic acid and 20 ml of trioctylamine were placed in a reactor equipped with a syringe, a condenser and a thermometer (J Type thermocouple). After the temperature was raised to about 110 ° C., the temperature was raised to about 300 ° C. in a state filled with nitrogen gas, the mixture was stirred vigorously, and slowly cooled to room temperature to obtain a Cd precursor solution including a complex of cadmium and oleic acid.

주사기, 냉각기(condenser) 및 온도계(J Type thermocouple)가 구비된 별도의 반응기에 실시예 3-1에서 미리 준비한 코어 용액을 넣고, 반응기의 온도를 약 220℃로 조절한 후, 미리 준비한 Cd 전구체 용액을 정량펌프를 이용하여 약 0.5 ㎖/min의 속도로 반응기 내에 주입하였다. 이후 셀레늄 농도가 2M인 셀레늄/트리옥틸포스핀 용액(99.99% 이상의 순도를 가진 셀레늄 분말을 90% 이상의 순도를 가진 트리옥틸포스핀에 용해시켜 제조한 것; 이하, 2M TOPSe 용액이라 한다) 0.2㎖(셀레늄 기준으로 0.4 mmol)을 트리옥틸아민 10㎖에 희석한 것을 정량펌프를 이용하여 약 0.5 ㎖/min의 속도로 반응기 내에 주입하였다. 이후 약 220℃에서 약 40분간 반응시켜 코어의 표면에 CdSe로 이루어진 제1쉘을 형성하였다.
In a separate reactor equipped with a syringe, a condenser, and a thermometer (J Type thermocouple), the core solution prepared in Example 3-1 was added, and after adjusting the temperature of the reactor to about 220 ° C., the prepared Cd precursor solution was prepared. Was injected into the reactor at a rate of about 0.5 ml / min using a metering pump. 0.2 ml of a selenium / trioctylphosphine solution having a selenium concentration of 2 M (dissolved in selenium powder having a purity of 99.99% or more in trioctylphosphine having a purity of 90% or more; hereinafter referred to as a 2M TOPSe solution) Diluted (0.4 mmol on the basis of selenium) in 10 ml of trioctylamine was injected into the reactor at a rate of about 0.5 ml / min using a metering pump. After reacting for about 40 minutes at about 220 ℃ to form a first shell consisting of CdSe on the surface of the core.

실시예 3-3 : ZnS로 이루어진 제2쉘의 합성Example 3-3: Synthesis of Second Shell Consisting of ZnS

별도의 반응기(주사기, 냉각기 및 온도계를 구비함)에 아세트산 아연 1.1g(6.0 mmol), 올레산 4㎖(12.4 mmol) 및 트리옥틸아민 20㎖를 넣고 진공에 가깝게 감압된 상태에서 약 110℃로 승온한 후, 질소 기체를 채운 상태에서 약 320℃로 승온하고 교반시킨 후 상온으로 서냉하여 아연과 올레산의 착물을 포함하는 Zn 전구체 용액을 얻었다. 이렇게 얻은 Zn 전구체 용액 20㎖를 정량펌프를 이용하여 약 0.5 ㎖/min의 속도로 제1쉘이 형성된 반응기에 주입하였다. 이후, n-옥탄티올 1050㎕(6.0 mmol)을 트리옥틸아민 6㎖에 용해시킨 것을 정량펌프를 이용하여 약 0.5 ㎖/min의 속도로 반응기 내에 주입하고, 약 300℃에서 약 80분간 반응시켜 제1쉘의 표면에 ZnS로 이루어진 제2쉘을 형성하였다.1.1 g (6.0 mmol) of zinc acetate, 4 ml (12.4 mmol) of oleic acid, and 20 ml of trioctylamine were added to a separate reactor (with a syringe, a cooler, and a thermometer), and the temperature was raised to about 110 ° C. under reduced pressure near a vacuum. Thereafter, the mixture was heated to about 320 ° C. in a state filled with nitrogen gas, stirred, and cooled slowly to room temperature to obtain a Zn precursor solution including a complex of zinc and oleic acid. 20 ml of the Zn precursor solution thus obtained was injected into the reactor in which the first shell was formed at a rate of about 0.5 ml / min using a metering pump. Thereafter, 1050 µl (6.0 mmol) of n-octanethiol was dissolved in 6 ml of trioctylamine, and injected into the reactor at a rate of about 0.5 ml / min using a metering pump, and reacted at about 300 ° C. for about 80 minutes. A second shell made of ZnS was formed on the surface of one shell.

이후 반응 생성물을 상온으로 서냉시키고 아세톤과 부탄올을 첨가한 후 침전물을 원심분리하여 세척하였고, 절연체 입자 코어/2중쉘 구조의 적색 발광 양자점을 수득하였다.
Thereafter, the reaction product was slowly cooled to room temperature, acetone and butanol were added, and the precipitate was washed by centrifugation to obtain red light emitting quantum dots having an insulator particle core / 2 double-shell structure.

(4) 실시예 4 : 폴리스티렌 나노입자로 이루어진 코어/6중쉘 구조의 적색 발광 양자점 제조
(4) Example 4: Preparation of red light emitting quantum dots of core / hexashell structure made of polystyrene nanoparticles

실시예 4-1 : 폴리스티렌 나노입자로 이루어진 코어의 준비Example 4-1 Preparation of Cores Made of Polystyrene Nanoparticles

물에 분산되어 있는 폴리스티렌 나노입자(입자 크기 : 100㎚; 공급사 : Alfa Asear)를 건조시켜 분말 형태의 폴리스티렌 나노입자를 수득하였다. 이후, 트리옥틸아민 20㎖에 분말 형태의 폴리스티렌 나노입자 1g을 넣고 교반기로 격렬하게 혼합하고 약 20분간 초음파 처리하여 폴리스티렌 나노입자가 균일하게 분산된 코어 용액을 준비하였다.
Polystyrene nanoparticles dispersed in water (particle size: 100 nm; supplier: Alfa Asear) were dried to obtain polystyrene nanoparticles in powder form. Thereafter, 1 g of polystyrene nanoparticles in powder form was added to 20 ml of trioctylamine, mixed vigorously with a stirrer and sonicated for about 20 minutes to prepare a core solution in which the polystyrene nanoparticles were uniformly dispersed.

실시예 4-2 : CdSe로 이루어진 제1쉘의 합성Example 4-2 Synthesis of First Shell Consisting of CdSe

주사기, 냉각기(condenser) 및 온도계(J Type thermocouple)가 구비된 반응기에 카드뮴 옥사이드 0.103g(0.8 mmol), 올레산 1.2㎖(3.7 mmol) 및 트리옥틸아민 20㎖를 넣고, 진공에 가깝게 감압된 상태에서 약 110℃로 승온한 후, 질소 기체를 채운 상태에서 약 300℃로 승온하고 격렬하게 교반시킨 후 상온으로 서냉하여 카드뮴과 올레산의 착물을 포함하는 Cd 전구체 용액을 얻었다.0.103 g (0.8 mmol) of cadmium oxide, 1.2 mL (3.7 mmol) of oleic acid, and 20 mL of trioctylamine were placed in a reactor equipped with a syringe, a condenser, and a J type thermocouple. After the temperature was raised to about 110 ° C., the temperature was raised to about 300 ° C. in a state filled with nitrogen gas, the mixture was stirred vigorously, and slowly cooled to room temperature to obtain a Cd precursor solution including a complex of cadmium and oleic acid.

주사기, 냉각기(condenser) 및 온도계(J Type thermocouple)가 구비된 별도의 반응기에 실시예 4-1에서 미리 준비한 코어 용액을 넣고, 반응기의 온도를 약 220℃로 조절한 후, 미리 준비한 Cd 전구체 용액을 정량펌프를 이용하여 약 0.5 ㎖/min의 속도로 반응기 내에 주입하였다. 이후 셀레늄 농도가 2M인 셀레늄/트리옥틸포스핀 용액(99.99% 이상의 순도를 가진 셀레늄 분말을 90% 이상의 순도를 가진 트리옥틸포스핀에 용해시켜 제조한 것; 이하, 2M TOPSe 용액이라 한다) 0.2㎖(셀레늄 기준으로 0.4 mmol)을 트리옥틸아민 10㎖에 희석한 것을 정량펌프를 이용하여 약 0.5 ㎖/min의 속도로 반응기 내에 주입하였다. 이후 약 220℃에서 약 40분간 반응시켜 코어의 표면에 CdSe로 이루어진 제1쉘을 형성하였다. CdSe 제1쉘의 합성이 완료된 후 반응기 내 반응 생성물에는 약 0.4 mmol의 카드뮴이 올레산과 착물을 형성한 상태로 존재한다.
The core solution prepared in Example 4-1 was placed in a separate reactor equipped with a syringe, a condenser, and a thermometer (J Type thermocouple), and after adjusting the temperature of the reactor to about 220 ° C., the prepared Cd precursor solution was prepared. Was injected into the reactor at a rate of about 0.5 ml / min using a metering pump. 0.2 ml of a selenium / trioctylphosphine solution having a selenium concentration of 2 M (dissolved in selenium powder having a purity of 99.99% or more in trioctylphosphine having a purity of 90% or more; hereinafter referred to as a 2M TOPSe solution) Diluted (0.4 mmol on the basis of selenium) in 10 ml of trioctylamine was injected into the reactor at a rate of about 0.5 ml / min using a metering pump. After reacting for about 40 minutes at about 220 ℃ to form a first shell consisting of CdSe on the surface of the core. After the synthesis of the CdSe first shell is completed, about 0.4 mmol of cadmium is present in the reaction product in a complex with oleic acid.

실시예 4-3 : CdS로 이루어진 제2쉘의 합성Example 4-3: Synthesis of Second Shell Consisting of CdS

실시예 4-2의 CdSe로 이루어진 제1쉘의 합성이 끝나자마자 n-옥탄티올 70㎕(0.4 mmol)를 트리옥틸아민 3㎖에 용해시킨 것을 정량펌프를 이용하여 약 1 ㎖/min의 속도로 실시예 4-2의 반응 생성물이 존재하는 반응기 내에 적하하였다. 이후 320℃에서 약 17분간 반응시켜 CdSe 제1쉘의 표면에 CdS로 이루어진 제2쉘을 형성하였다.
As soon as the synthesis of the first shell composed of CdSe of Example 4-2 was completed, 70 µl (0.4 mmol) of n-octanethiol was dissolved in 3 ml of trioctylamine at a rate of about 1 ml / min using a metering pump. The reaction product in Example 4-2 was added dropwise into the reactor. After reacting for about 17 minutes at 320 ℃ to form a second shell made of CdS on the surface of the first shell CdSe.

실시예 4-4 : Cd6S와 Zn6S로 이루어진 제3쉘의 합성Example 4-4: Synthesis of Third Shell Consisting of Cd6S and Zn6S

별도의 반응기(주사기, 냉각기 및 온도계를 구비함)에 아세트산 아연 0.11g(0.6 mmol), 카드뮴 옥사이드 0.08g(0.6 mmol), 올레산 1.6㎖(5.0 mmol) 및 트리옥틸아민 9㎖를 넣고 진공에 가깝게 감압된 상태에서 약 110℃로 승온한 후, 질소 기체를 채운 상태에서 약 320℃로 승온하고 교반한 후 상온으로 서냉하여 카드뮴과 올레인산의 착물 및 아연과 올레인산의 착물을 포함하는 맑은 용액을 얻었다.Into a separate reactor (with syringe, cooler and thermometer), 0.11 g (0.6 mmol) zinc acetate, 0.08 g (0.6 mmol) cadmium oxide, 1.6 mL (5.0 mmol) oleic acid and 9 mL trioctylamine After the temperature was raised to about 110 ° C. under reduced pressure, the temperature was raised to about 320 ° C. under nitrogen gas, followed by stirring, followed by slow cooling to room temperature, thereby obtaining a clear solution including a complex of cadmium and oleic acid and a complex of zinc and oleic acid.

실시예 4-3의 CdS로 이루어진 제2쉘의 합성이 끝나자마자 상기의 카드뮴과 올레인산의 착물 및 아연과 올레인산의 착물을 포함하는 맑은 용액을 실시예 4-3의 반응 생성물이 존재하는 반응기 내에 약 1 ㎖/min의 속도로 주입하였다. 주입이 끝남과 동시에 n-옥탄티올 1300㎕(7.5 mmol)를 트리옥틸아민 3㎖에 용해시킨 것을 정량펌프를 이용하여 약 1 ㎖/min의 속도로 반응기 내에 적하하였다. 이후 320℃에서 약 16분간 반응시켜 CdS로 이루어진 제2쉘의 표면에 Cd6S(Cd 대 S의 몰비가 1: 6임)와 Zn6S(Zn 대 S의 몰비가 1:6임)로 이루어진 제3쉘을 형성하였다. 이후 반응 생성물을 상온으로 서냉시키고 아세톤과 메탄올을 첨가한 후 침전 및 원심분리하여 폴리스티렌 나노입자 코어/3중쉘 구조를 가진 양자점을 세척하였다. 이때 세척된 양자점은 제3쉘의 표면에 트리옥틸아민이 리간드 형태로 존재한다. 트리옥틸아민은 분산제 역할을 하여 양자점이 유기 용매에 골고루 분산될 수 있게 한다. 이후 폴리스티렌 나노입자 코어/3중쉘 구조를 가진 양자점을 톨루엔에 분산시켜 약 610㎚에서의 흡광도가 0.5인 양자점 용액을 제조하고, 이중 6㎖를 미리 준비하였다. 양자점 용액에서 흡광도 값은 양자점의 농도를 간접적으로 나타낸다.
As soon as the synthesis of the second shell composed of CdS of Example 4-3 was finished, a clear solution containing the complex of cadmium and oleic acid and the complex of zinc and oleic acid was added to the reactor in the reaction product of Example 4-3. Injection was made at a rate of 1 ml / min. At the end of the injection, 1300 µl (7.5 mmol) of n-octanethiol was dissolved in 3 ml of trioctylamine and added dropwise into the reactor at a rate of about 1 ml / min using a metering pump. After reacting at 320 ° C. for about 16 minutes, the third shell made of Cd6S (molar ratio of Cd to S is 6) and Zn6S (mole ratio of Zn to S is 1: 6) on the surface of the second shell made of CdS Formed. The reaction product was then slowly cooled to room temperature, acetone and methanol were added, followed by precipitation and centrifugation to wash the quantum dots having a polystyrene nanoparticle core / 3-shell structure. At this time, the washed quantum dots are present in the form of ligand trioctylamine on the surface of the third shell. Trioctylamine acts as a dispersant to allow quantum dots to be evenly dispersed in the organic solvent. Thereafter, a quantum dot having a polystyrene nanoparticle core / 3 double-shell structure was dispersed in toluene to prepare a quantum dot solution having an absorbance of about 610 nm of 0.5, and 6 ml of this was prepared in advance. Absorbance values in quantum dot solutions indirectly indicate the concentration of quantum dots.

실시예 4-5 : CdS와 ZnS로 이루어진 제4쉘의 합성Example 4-5 Synthesis of Fourth Shell Consisting of CdS and ZnS

별도의 반응기(주사기, 냉각기 및 온도계를 구비함)에 아세트산 아연 0.45g(2.5 mmol), 카드뮴 옥사이드 0.08g(0.6 mmol), 올레산 2.5㎖(7.8 mmol) 및 트리옥틸아민 20㎖를 넣고 진공에 가깝게 감압된 상태에서 약 110℃로 승온한 후, 질소 기체를 채운 상태에서 약 320℃로 승온하고 교반한 후 상온으로 서냉하여 카드뮴과 올레인산의 착물 및 아연과 올레인산의 착물을 포함하는 맑은 용액을 얻었다. 이후 반응기 내 용액의 온도를 약 320℃로 조절하고, 실시예 4-4에서 미리 준비한 약 610㎚에서의 흡광도가 0.5인 양자점 용액 6㎖를 재빨리 주입하고, 바로 n-옥탄티올 560㎕(3.2 mmol)를 트리옥틸아민 3㎖에 용해시킨 것을 정량펌프를 이용하여 약 1 ㎖/min의 속도로 반응기 내에 적하하였다. 이후 320℃에서 약 48분간 반응시켜 Cd6S와 Zn6S로 이루어진 제3쉘의 표면에 CdS와 ZnS로 이루어진 제4쉘을 형성하였다. 이때 제4쉘을 이루는 CdS 대 ZnS의 몰비는 약 1:4이다. 이후 반응 생성물을 상온으로 서냉시키고 아세톤과 부탄올을 첨가한 후 침전 및 원심분리하여 폴리스티렌 나노입자 코어/4중쉘 구조를 가진 양자점을 세척하였다. 이후 세척된 양자점을 톨루엔에 분산시켜 폴리스티렌 나노입자 코어/4중쉘 구조를 가진 양자점이 분산된 톨루엔 용액을 준비하였다.
Into a separate reactor (with syringe, cooler and thermometer) add 0.45 g (2.5 mmol) zinc acetate, 0.08 g (0.6 mmol) cadmium oxide, 2.5 mL (7.8 mmol) oleic acid and 20 mL trioctylamine After the temperature was raised to about 110 ° C. under reduced pressure, the temperature was raised to about 320 ° C. under nitrogen gas, followed by stirring, followed by slow cooling to room temperature, thereby obtaining a clear solution including a complex of cadmium and oleic acid and a complex of zinc and oleic acid. Thereafter, the temperature of the solution in the reactor was adjusted to about 320 ° C., and 6 ml of a quantum dot solution having an absorbance of 0.5 at about 610 nm prepared in Example 4-4 was quickly injected, and immediately 560 μl of n-octanthiol (3.2 mmol) was obtained. ) Dissolved in 3 ml of trioctylamine was added dropwise into the reactor at a rate of about 1 ml / min using a metering pump. After reacting for about 48 minutes at 320 ℃ to form a fourth shell consisting of CdS and ZnS on the surface of the third shell consisting of Cd6S and Zn6S. At this time, the molar ratio of CdS to ZnS constituting the fourth shell is about 1: 4. The reaction product was then slowly cooled to room temperature, acetone and butanol were added, followed by precipitation and centrifugation to wash the quantum dots having a polystyrene nanoparticle core / 4 double-shell structure. Thereafter, the washed quantum dots were dispersed in toluene to prepare a toluene solution in which a quantum dot having a polystyrene nanoparticle core / 4 double-shell structure was dispersed.

실시예 4-6 : ZnS로 이루어진 제5쉘과 ZnS로 이루어진 제6쉘의 합성Example 4-6 Synthesis of Fifth Shell Made of ZnS and Sixth Shell Made of ZnS

별도의 반응기(주사기, 냉각기 및 온도계를 구비함)에 아세트산 아연 1.1g(6.0 mmol), 올레산 4㎖(12.4 mmol) 및 트리옥틸아민 20㎖를 넣고 진공에 가깝게 감압된 상태에서 약 110℃로 승온한 후, 질소 기체를 채운 상태에서 약 320℃로 승온하고 교반하여 아연과 올레인산의 착물을 포함하는 맑은 용액을 얻었다. 이후, n-옥탄티올 1050㎕(6 mmol)를 트리옥틸아민 6㎖에 용해시킨 것을 반응기 내에 주입하고 교반한 후 상온으로 서냉하여 아연 전구체와 황 전구체를 포함하는 혼합 전구체 용액을 수득하였다.1.1 g (6.0 mmol) of zinc acetate, 4 ml (12.4 mmol) of oleic acid, and 20 ml of trioctylamine were added to a separate reactor (with a syringe, a cooler, and a thermometer), and the temperature was raised to about 110 ° C. under reduced pressure near a vacuum. After that, the mixture was heated to about 320 ° C. under nitrogen gas and stirred to obtain a clear solution containing a complex of zinc and oleic acid. Thereafter, 1050 µl (6 mmol) of n-octanethiol dissolved in 6 ml of trioctylamine was injected into the reactor, stirred, and cooled slowly to room temperature to obtain a mixed precursor solution including a zinc precursor and a sulfur precursor.

별도의 반응기(주사기, 냉각기 및 온도계를 구비함)에 실시예 4-5에서 준비한 양자점이 분산된 톨루엔 용액을 주입하고, 앞에서 수득한 혼합 전구체 용액 중 절반 부피에 해당하는 양을 주입한 후, 약 300℃에서 10분간 반응시켜 CdS와 ZnS로 이루어진 제4쉘의 표면에 ZnS로 이루어진 제5쉘을 형성하였다. 제5쉘의 형성 후 반응기 내에 남은 혼합 전구체 용액을 주입하고 약 300℃에서 30분간 반응시켜 제5쉘의 표면에 ZnS로 이루어진 제6쉘을 형성하였다. 제6쉘을 형성한 후 반응기(투명 유리 재질임)에 자외선를 조사하여 폴리스티렌 나노입자 코어/6중쉘 구조를 가진 양자점이 적색으로 발광하는 것을 확인하였다. 이후 반응 생성물을 상온으로 서냉시키고 아세톤과 부탄올을 첨가한 후 침전 및 원심분리하여, 세척된 폴리스티렌 나노입자 코어/6중쉘 구조의 양자점을 수득하였다.
Into a separate reactor (with a syringe, a cooler, and a thermometer) was injected the toluene solution in which the quantum dots prepared in Example 4-5 were dispersed, and an amount corresponding to half the volume of the mixed precursor solution obtained above was injected. The reaction was carried out at 300 ° C. for 10 minutes to form a fifth shell made of ZnS on the surface of the fourth shell made of CdS and ZnS. After the formation of the fifth shell, the mixed precursor solution remaining in the reactor was injected and reacted at about 300 ° C. for 30 minutes to form a sixth shell made of ZnS on the surface of the fifth shell. After the sixth shell was formed, ultraviolet rays were irradiated to the reactor (transparent glass material) to confirm that the quantum dots having the polystyrene nanoparticle core / hexashell structure emit red light. The reaction product was then slowly cooled to room temperature, acetone and butanol were added, followed by precipitation and centrifugation to obtain quantum dots of the washed polystyrene nanoparticle core / hexashell structure.

(5) 실시예 5 : 비결정질 실리카 나노입자로 이루어진 코어/6중쉘 구조의 적색 발광 양자점 제조
(5) Example 5: Preparation of red light emitting quantum dots of core / hexashell structure composed of amorphous silica nanoparticles

실시예 5-1 : 비결정질 실리카 나노입자로 이루어진 코어의 준비Example 5-1 Preparation of Core Comprising Amorphous Silica Nanoparticles

트리옥틸아민 20㎖에 비결정질 실리카 나노입자(입자 크기 : 80㎚; 공급사 : Alfa Asear) 1g을 넣고 교반기로 격렬하게 혼합하고 약 20분간 초음파 처리하여 비결정질 실리카 나노입자가 균일하게 분산된 코어 용액을 준비하였다.
1 g of amorphous silica nanoparticles (particle size: 80 nm; supplier: Alfa Asear) was added to 20 ml of trioctylamine, mixed vigorously with a stirrer and sonicated for about 20 minutes to prepare a core solution in which amorphous silica nanoparticles were uniformly dispersed. It was.

실시예 5-2 : CdSe로 이루어진 제1쉘의 합성Example 5-2 Synthesis of First Shell Consisting of CdSe

주사기, 냉각기(condenser) 및 온도계(J Type thermocouple)가 구비된 반응기에 카드뮴 옥사이드 0.103g(0.8 mmol), 올레산 1.2㎖(3.7 mmol) 및 트리옥틸아민 20㎖를 넣고, 진공에 가깝게 감압된 상태에서 약 110℃로 승온한 후, 질소 기체를 채운 상태에서 약 300℃로 승온하고 격렬하게 교반시킨 후 상온으로 서냉하여 카드뮴과 올레산의 착물을 포함하는 Cd 전구체 용액을 얻었다.0.103 g (0.8 mmol) of cadmium oxide, 1.2 mL (3.7 mmol) of oleic acid, and 20 mL of trioctylamine were placed in a reactor equipped with a syringe, a condenser, and a J type thermocouple. After the temperature was raised to about 110 ° C., the temperature was raised to about 300 ° C. in a state filled with nitrogen gas, the mixture was stirred vigorously, and slowly cooled to room temperature to obtain a Cd precursor solution including a complex of cadmium and oleic acid.

주사기, 냉각기(condenser) 및 온도계(J Type thermocouple)가 구비된 별도의 반응기에 실시예 5-1에서 미리 준비한 코어 용액을 넣고, 반응기의 온도를 약 220℃로 조절한 후, 미리 준비한 Cd 전구체 용액을 정량펌프를 이용하여 약 0.5 ㎖/min의 속도로 반응기 내에 주입하였다. 이후 셀레늄 농도가 2M인 셀레늄/트리옥틸포스핀 용액(99.99% 이상의 순도를 가진 셀레늄 분말을 90% 이상의 순도를 가진 트리옥틸포스핀에 용해시켜 제조한 것; 이하, 2M TOPSe 용액이라 한다) 0.2㎖(셀레늄 기준으로 0.4 mmol)을 트리옥틸아민 10㎖에 희석한 것을 정량펌프를 이용하여 약 0.5 ㎖/min의 속도로 반응기 내에 주입하였다. 이후 약 260℃에서 약 40분간 반응시켜 코어의 표면에 CdSe로 이루어진 제1쉘을 형성하였다. CdSe 제1쉘의 합성이 완료된 후 반응기 내 반응 생성물에는 약 0.4 mmol의 카드뮴이 올레산과 착물을 형성한 상태로 존재한다.
The core solution prepared in Example 5-1 was placed in a separate reactor equipped with a syringe, a condenser, and a thermometer (J Type thermocouple), and after adjusting the temperature of the reactor to about 220 ° C., the prepared Cd precursor solution was prepared. Was injected into the reactor at a rate of about 0.5 ml / min using a metering pump. 0.2 ml of a selenium / trioctylphosphine solution having a selenium concentration of 2 M (dissolved in selenium powder having a purity of 99.99% or more in trioctylphosphine having a purity of 90% or more; hereinafter referred to as a 2M TOPSe solution) Diluted (0.4 mmol on the basis of selenium) in 10 ml of trioctylamine was injected into the reactor at a rate of about 0.5 ml / min using a metering pump. After reacting for about 40 minutes at about 260 ℃ to form a first shell consisting of CdSe on the surface of the core. After the synthesis of the CdSe first shell is completed, about 0.4 mmol of cadmium is present in the reaction product in a complex with oleic acid.

실시예 5-3 : CdS로 이루어진 제2쉘의 합성Example 5-3: Synthesis of Second Shell Consisting of CdS

실시예 5-2의 CdSe로 이루어진 제1쉘의 합성이 끝나자마자 n-옥탄티올 70㎕(0.4 mmol)를 트리옥틸아민 3㎖에 용해시킨 것을 정량펌프를 이용하여 약 1 ㎖/min의 속도로 실시예 5-2의 반응 생성물이 존재하는 반응기 내에 적하하였다. 이후 320℃에서 약 17분간 반응시켜 CdSe 제1쉘의 표면에 CdS로 이루어진 제2쉘을 형성하였다.
As soon as the synthesis of the first shell composed of CdSe of Example 5-2 was completed, 70 µl (0.4 mmol) of n-octanethiol was dissolved in 3 ml of trioctylamine at a rate of about 1 ml / min using a metering pump. The reaction product in Example 5-2 was added dropwise into the reactor. After reacting for about 17 minutes at 320 ℃ to form a second shell made of CdS on the surface of the first shell CdSe.

실시예 5-4 : Cd6S와 Zn6S로 이루어진 제3쉘의 합성Example 5-4: Synthesis of Third Shell Consisting of Cd6S and Zn6S

별도의 반응기(주사기, 냉각기 및 온도계를 구비함)에 아세트산 아연 0.11g(0.6 mmol), 카드뮴 옥사이드 0.08g(0.6 mmol), 올레산 1.6㎖(5.0 mmol) 및 트리옥틸아민 9㎖를 넣고 진공에 가깝게 감압된 상태에서 약 110℃로 승온한 후, 질소 기체를 채운 상태에서 약 320℃로 승온하고 교반한 후 상온으로 서냉하여 카드뮴과 올레인산의 착물 및 아연과 올레인산의 착물을 포함하는 맑은 용액을 얻었다.Into a separate reactor (with syringe, cooler and thermometer), 0.11 g (0.6 mmol) zinc acetate, 0.08 g (0.6 mmol) cadmium oxide, 1.6 mL (5.0 mmol) oleic acid and 9 mL trioctylamine After the temperature was raised to about 110 ° C. under reduced pressure, the temperature was raised to about 320 ° C. under nitrogen gas, followed by stirring, followed by slow cooling to room temperature, thereby obtaining a clear solution including a complex of cadmium and oleic acid and a complex of zinc and oleic acid.

실시예 5-3의 CdS로 이루어진 제2쉘의 합성이 끝나자마자 상기의 카드뮴과 올레인산의 착물 및 아연과 올레인산의 착물을 포함하는 맑은 용액을 실시예 5-3의 반응 생성물이 존재하는 반응기 내에 약 1 ㎖/min의 속도로 주입하였다. 주입이 끝남과 동시에 n-옥탄티올 1300㎕(7.5 mmol)를 트리옥틸아민 3㎖에 용해시킨 것을 정량펌프를 이용하여 약 1 ㎖/min의 속도로 반응기 내에 적하하였다. 이후 320℃에서 약 16분간 반응시켜 CdS로 이루어진 제2쉘의 표면에 Cd6S(Cd 대 S의 몰비가 1: 6임)와 Zn6S(Zn 대 S의 몰비가 1:6임)로 이루어진 제3쉘을 형성하였다. 이후 반응 생성물을 상온으로 서냉시키고 아세톤과 메탄올을 첨가한 후 침전 및 원심분리하여 비결정질 실리카 나노입자 코어/3중쉘 구조를 가진 양자점을 세척하였다. 이때 세척된 양자점은 제3쉘의 표면에 트리옥틸아민이 리간드 형태로 존재한다. 트리옥틸아민은 분산제 역할을 하여 양자점이 유기 용매에 골고루 분산될 수 있게 한다. 이후 비결정질 실리카 나노입자 코어/3중쉘 구조를 가진 양자점을 톨루엔에 분산시켜 약 610㎚에서의 흡광도가 0.5인 양자점 용액을 제조하고, 이중 6㎖를 미리 준비하였다. 양자점 용액에서 흡광도 값은 양자점의 농도를 간접적으로 나타낸다.
As soon as the synthesis of the second shell consisting of CdS of Example 5-3 was completed, a clear solution containing the complex of cadmium and oleic acid and the complex of zinc and oleic acid was added to the reactor in the reaction product of Example 5-3. Injection was made at a rate of 1 ml / min. At the end of the injection, 1300 µl (7.5 mmol) of n-octanethiol was dissolved in 3 ml of trioctylamine and added dropwise into the reactor at a rate of about 1 ml / min using a metering pump. After reacting at 320 ° C. for about 16 minutes, the third shell made of Cd6S (molar ratio of Cd to S is 6) and Zn6S (mole ratio of Zn to S is 1: 6) on the surface of the second shell made of CdS Formed. The reaction product was then slowly cooled to room temperature, acetone and methanol were added, followed by precipitation and centrifugation to wash the quantum dots with the amorphous silica nanoparticle core / 3-shell structure. At this time, the washed quantum dots are present in the form of ligand trioctylamine on the surface of the third shell. Trioctylamine acts as a dispersant to allow quantum dots to be evenly dispersed in the organic solvent. Thereafter, a quantum dot having an amorphous silica nanoparticle core / 3 double-shell structure was dispersed in toluene to prepare a quantum dot solution having an absorbance of about 610 nm of 0.5, and 6 ml of this was prepared in advance. Absorbance values in quantum dot solutions indirectly indicate the concentration of quantum dots.

실시예 5-5 : CdS와 ZnS로 이루어진 제4쉘의 합성Example 5-5 Synthesis of Fourth Shell Consisting of CdS and ZnS

별도의 반응기(주사기, 냉각기 및 온도계를 구비함)에 아세트산 아연 0.45g(2.5 mmol), 카드뮴 옥사이드 0.08g(0.6 mmol), 올레산 2.5㎖(7.8 mmol) 및 트리옥틸아민 20㎖를 넣고 진공에 가깝게 감압된 상태에서 약 110℃로 승온한 후, 질소 기체를 채운 상태에서 약 320℃로 승온하고 교반한 후 상온으로 서냉하여 카드뮴과 올레인산의 착물 및 아연과 올레인산의 착물을 포함하는 맑은 용액을 얻었다. 이후 반응기 내 용액의 온도를 약 320℃로 조절하고, 실시예 5-4에서 미리 준비한 약 610㎚에서의 흡광도가 0.5인 양자점 용액 6㎖를 재빨리 주입하고, 바로 n-옥탄티올 560㎕(3.2 mmol)를 트리옥틸아민 3㎖에 용해시킨 것을 정량펌프를 이용하여 약 1 ㎖/min의 속도로 반응기 내에 적하하였다. 이후 320℃에서 약 48분간 반응시켜 Cd6S와 Zn6S로 이루어진 제3쉘의 표면에 CdS와 ZnS로 이루어진 제4쉘을 형성하였다. 이때 제4쉘을 이루는 CdS 대 ZnS의 몰비는 약 1:4이다. 이후 반응 생성물을 상온으로 서냉시키고 아세톤과 부탄올을 첨가한 후 침전 및 원심분리하여 비결정질 실리카 나노입자 코어/4중쉘 구조를 가진 양자점을 세척하였다. 이후 세척된 양자점을 톨루엔에 분산시켜 비결정질 실리카 나노입자 코어/4중쉘 구조를 가진 양자점이 분산된 톨루엔 용액을 준비하였다.
Into a separate reactor (with syringe, cooler and thermometer) add 0.45 g (2.5 mmol) zinc acetate, 0.08 g (0.6 mmol) cadmium oxide, 2.5 mL (7.8 mmol) oleic acid and 20 mL trioctylamine After the temperature was raised to about 110 ° C. under reduced pressure, the temperature was raised to about 320 ° C. under nitrogen gas, followed by stirring, followed by slow cooling to room temperature, thereby obtaining a clear solution including a complex of cadmium and oleic acid and a complex of zinc and oleic acid. Thereafter, the temperature of the solution in the reactor was adjusted to about 320 ° C., and 6 ml of a quantum dot solution having an absorbance of 0.5 at about 610 nm prepared in Example 5-4 was quickly injected, and 560 μl (3.2 mmol) of n-octanethiol was immediately obtained. ) Dissolved in 3 ml of trioctylamine was added dropwise into the reactor at a rate of about 1 ml / min using a metering pump. After reacting for about 48 minutes at 320 ℃ to form a fourth shell consisting of CdS and ZnS on the surface of the third shell consisting of Cd6S and Zn6S. At this time, the molar ratio of CdS to ZnS constituting the fourth shell is about 1: 4. The reaction product was then slowly cooled to room temperature, acetone and butanol were added, followed by precipitation and centrifugation to wash the quantum dots with amorphous silica nanoparticle core / 4 double-shell structure. Thereafter, the washed quantum dots were dispersed in toluene to prepare a toluene solution in which quantum dots having an amorphous silica nanoparticle core / 4 double-shell structure were dispersed.

실시예 5-6 : ZnS로 이루어진 제5쉘과 ZnS로 이루어진 제6쉘의 합성Example 5-6 Synthesis of Fifth Shell Made of ZnS and Sixth Shell Made of ZnS

별도의 반응기(주사기, 냉각기 및 온도계를 구비함)에 아세트산 아연 1.1g(6.0 mmol), 올레산 4㎖(12.4 mmol) 및 트리옥틸아민 20㎖를 넣고 진공에 가깝게 감압된 상태에서 약 110℃로 승온한 후, 질소 기체를 채운 상태에서 약 320℃로 승온하고 교반하여 아연과 올레인산의 착물을 포함하는 맑은 용액을 얻었다. 이후, n-옥탄티올 1050㎕(6 mmol)를 트리옥틸아민 6㎖에 용해시킨 것을 반응기 내에 주입하고 교반한 후 상온으로 서냉하여 아연 전구체와 황 전구체를 포함하는 혼합 전구체 용액을 수득하였다.1.1 g (6.0 mmol) of zinc acetate, 4 ml (12.4 mmol) of oleic acid, and 20 ml of trioctylamine were added to a separate reactor (with a syringe, a cooler, and a thermometer), and the temperature was raised to about 110 ° C. under reduced pressure near a vacuum. After that, the mixture was heated to about 320 ° C. under nitrogen gas and stirred to obtain a clear solution containing a complex of zinc and oleic acid. Thereafter, 1050 µl (6 mmol) of n-octanethiol dissolved in 6 ml of trioctylamine was injected into the reactor, stirred, and cooled slowly to room temperature to obtain a mixed precursor solution including a zinc precursor and a sulfur precursor.

별도의 반응기(주사기, 냉각기 및 온도계를 구비함)에 실시예 5-5에서 준비한 양자점이 분산된 톨루엔 용액을 주입하고, 앞에서 수득한 혼합 전구체 용액 중 절반 부피에 해당하는 양을 주입한 후, 약 300℃에서 10분간 반응시켜 CdS와 ZnS로 이루어진 제4쉘의 표면에 ZnS로 이루어진 제5쉘을 형성하였다. 제5쉘의 형성 후 반응기 내에 남은 혼합 전구체 용액을 주입하고 약 300℃에서 30분간 반응시켜 제5쉘의 표면에 ZnS로 이루어진 제6쉘을 형성하였다. 제6쉘을 형성한 후 반응기(투명 유리 재질임)에 자외선를 조사하여 비결정질 실리카 나노입자 코어/6중쉘 구조를 가진 양자점이 적색으로 발광하는 것을 확인하였다. 이후 반응 생성물을 상온으로 서냉시키고 아세톤과 부탄올을 첨가한 후 침전 및 원심분리하여, 세척된 비결정질 실리카 나노입자 코어/6중쉘 구조의 양자점을 수득하였다.
Into a separate reactor (with a syringe, a cooler and a thermometer) was injected the toluene solution in which the quantum dots prepared in Example 5-5 were dispersed, and an amount corresponding to half the volume of the mixed precursor solution obtained above was injected. The reaction was carried out at 300 ° C. for 10 minutes to form a fifth shell made of ZnS on the surface of the fourth shell made of CdS and ZnS. After the formation of the fifth shell, the mixed precursor solution remaining in the reactor was injected and reacted at about 300 ° C. for 30 minutes to form a sixth shell made of ZnS on the surface of the fifth shell. After the sixth shell was formed, it was confirmed that the quantum dot having the amorphous silica nanoparticle core / hexashell structure emits red light by irradiating ultraviolet rays to the reactor (transparent glass material). The reaction product was then slowly cooled to room temperature, acetone and butanol were added, followed by precipitation and centrifugation to obtain quantum dots of the washed amorphous silica nanoparticle core / hexashell structure.

(6) 실시예 6 : 메조 세공 실리카로 코팅된 폴리스티렌 나노입자로 이루어진 코어/6중쉘 구조의 적색 발광 양자점 제조
(6) Example 6: Preparation of red light emitting quantum dots of core / hexashell structure consisting of polystyrene nanoparticles coated with mesoporous silica

실시예 6-1 : 메조 세공 실리카로 코팅된 폴리스티렌 나노입자로 이루어진 코어의 준비Example 6-1 Preparation of Cores Comprising Polystyrene Nanoparticles Coated with Mesoporous Silica

플라스크 반응기에 입자 크기가 약 80㎚로 균일한 폴리스티렌 나노입자가 9 중량%로 분산되어 있는 폴리스티렌 라텍스 12g을 넣고 강하게 교반하였다. 이후, 여기에 물 4.5g, 헥사데실트리메틸암모늄 브로마이드(Hexadecyltrimethylammonium bromide, CTBA) 0.4g, 에탄올 5.5g, 및 암모늄 하이드록사이드(Ammonium hydroxide) 1㎖를 첨가하고 격렬하게 교반한 후 약 10분간 초음파 처리(Sonication) 하여 내용물을 균일하게 분산시켰다. 이후, 상온에서 30분간 더 격렬하게 교반하고, 테트라에틸 오르쏘실리케이드(Tetraethyl orthosilicate, TEOS) 0.75g을 천천히 적하하고 48시간 동안 상온에서 격렬하게 교반하였다. 이후 반응 생성물을 원심분리하여 메조 세공 실리카로 코팅된 폴리스티렌 나노입자를 수득하였다. 수득한 메조 세공 실리카로 코팅된 폴리스티렌 나노입자를 에탄올로 여러 번 세척하고 건조하여 분말 형태의 메조 세공 실리카로 코팅된 폴리스티렌 나노입자를 수득하였다. 이때 수득한 메조 세공 실리카로 코팅된 폴리스티렌 나노입자의 크기는 약 70~100㎚이었다. 이후 트리옥틸아민 20㎖에 표면이 수득한 메조 세공 실리카로 코팅된 폴리스티렌 나노입자 1g을 넣고 교반기로 격렬하게 혼합하고 약 20분간 초음파 처리하여 메조 세공 실리카로 코팅된 폴리스티렌 나노입자가 균일하게 분산된 코어 용액을 준비하였다.
12 g of polystyrene latex having 9 wt% of polystyrene nanoparticles having a uniform particle size of about 80 nm was added to the flask reactor and stirred vigorously. Then, 4.5 g of water, 0.4 g of hexadecyltrimethylammonium bromide (CTBA), 5.5 g of ethanol, and 1 ml of ammonium hydroxide were added thereto, followed by vigorous stirring, followed by sonication for about 10 minutes. The contents were uniformly dispersed by sonication. Thereafter, the mixture was stirred vigorously at room temperature for 30 minutes, and 0.75 g of tetraethyl orthosilicate (TEOS) was slowly added dropwise and stirred vigorously at room temperature for 48 hours. The reaction product was then centrifuged to yield polystyrene nanoparticles coated with mesoporous silica. The obtained polystyrene nanoparticles coated with mesoporous silica were washed several times with ethanol and dried to obtain polystyrene nanoparticles coated with mesoporous silica in powder form. The size of the polystyrene nanoparticles coated with mesoporous silica was about 70 ~ 100nm. Then, 1 g of polystyrene nanoparticles coated with mesoporous silica obtained on the surface of trioctylamine were mixed vigorously with a stirrer and sonicated for about 20 minutes to uniformly disperse the polystyrene nanoparticles coated with mesoporous silica. The solution was prepared.

실시예 6-2 : CdSe로 이루어진 제1쉘의 합성Example 6-2 Synthesis of First Shell Consisting of CdSe

주사기, 냉각기(condenser) 및 온도계(J Type thermocouple)가 구비된 반응기에 카드뮴 옥사이드 0.103g(0.8 mmol), 올레산 1.2㎖(3.7 mmol) 및 트리옥틸아민 20㎖를 넣고, 진공에 가깝게 감압된 상태에서 약 110℃로 승온한 후, 질소 기체를 채운 상태에서 약 300℃로 승온하고 격렬하게 교반시킨 후 상온으로 서냉하여 카드뮴과 올레산의 착물을 포함하는 Cd 전구체 용액을 얻었다.0.103 g (0.8 mmol) of cadmium oxide, 1.2 mL (3.7 mmol) of oleic acid, and 20 mL of trioctylamine were placed in a reactor equipped with a syringe, a condenser, and a J type thermocouple. After the temperature was raised to about 110 ° C., the temperature was raised to about 300 ° C. in a state filled with nitrogen gas, the mixture was stirred vigorously, and slowly cooled to room temperature to obtain a Cd precursor solution including a complex of cadmium and oleic acid.

주사기, 냉각기(condenser) 및 온도계(J Type thermocouple)가 구비된 별도의 반응기에 실시예 6-1에서 미리 준비한 코어 용액을 넣고, 반응기의 온도를 약 220℃로 조절한 후, 미리 준비한 Cd 전구체 용액을 정량펌프를 이용하여 약 0.5 ㎖/min의 속도로 반응기 내에 주입하였다. 이후 셀레늄 농도가 2M인 셀레늄/트리옥틸포스핀 용액(99.99% 이상의 순도를 가진 셀레늄 분말을 90% 이상의 순도를 가진 트리옥틸포스핀에 용해시켜 제조한 것; 이하, 2M TOPSe 용액이라 한다) 0.2㎖(셀레늄 기준으로 0.4 mmol)을 트리옥틸아민 10㎖에 희석한 것을 정량펌프를 이용하여 약 0.5 ㎖/min의 속도로 반응기 내에 주입하였다. 이후 약 240℃에서 약 40분간 반응시켜 코어의 표면에 CdSe로 이루어진 제1쉘을 형성하였다. CdSe 제1쉘의 합성이 완료된 후 반응기 내 반응 생성물에는 약 0.4 mmol의 카드뮴이 올레산과 착물을 형성한 상태로 존재한다.
In a separate reactor equipped with a syringe, a condenser, and a thermometer (J Type thermocouple), the core solution prepared in Example 6-1 was added, and after adjusting the temperature of the reactor to about 220 ° C., the prepared Cd precursor solution was prepared. Was injected into the reactor at a rate of about 0.5 ml / min using a metering pump. 0.2 ml of a selenium / trioctylphosphine solution having a selenium concentration of 2 M (dissolved in selenium powder having a purity of 99.99% or more in trioctylphosphine having a purity of 90% or more; hereinafter referred to as a 2M TOPSe solution) Diluted (0.4 mmol on the basis of selenium) in 10 ml of trioctylamine was injected into the reactor at a rate of about 0.5 ml / min using a metering pump. After reacting for about 40 minutes at about 240 ℃ to form a first shell consisting of CdSe on the surface of the core. After the synthesis of the CdSe first shell is completed, about 0.4 mmol of cadmium is present in the reaction product in a complex with oleic acid.

실시예 6-3 : CdS로 이루어진 제2쉘의 합성Example 6-3: Synthesis of Second Shell Consisting of CdS

실시예 5-2의 CdSe로 이루어진 제1쉘의 합성이 끝나자마자 n-옥탄티올 70㎕(0.4 mmol)를 트리옥틸아민 3㎖에 용해시킨 것을 정량펌프를 이용하여 약 1 ㎖/min의 속도로 실시예 6-2의 반응 생성물이 존재하는 반응기 내에 적하하였다. 이후 320℃에서 약 17분간 반응시켜 CdSe 제1쉘의 표면에 CdS로 이루어진 제2쉘을 형성하였다.
As soon as the synthesis of the first shell composed of CdSe of Example 5-2 was completed, 70 µl (0.4 mmol) of n-octanethiol was dissolved in 3 ml of trioctylamine at a rate of about 1 ml / min using a metering pump. It was dripped in the reactor in which the reaction product of Example 6-2 exists. After reacting for about 17 minutes at 320 ℃ to form a second shell made of CdS on the surface of the first shell CdSe.

실시예 6-4 : Cd6S와 Zn6S로 이루어진 제3쉘의 합성Example 6-4: Synthesis of Third Shell Consisting of Cd6S and Zn6S

별도의 반응기(주사기, 냉각기 및 온도계를 구비함)에 아세트산 아연 0.11g(0.6 mmol), 카드뮴 옥사이드 0.08g(0.6 mmol), 올레산 1.6㎖(5.0 mmol) 및 트리옥틸아민 9㎖를 넣고 진공에 가깝게 감압된 상태에서 약 110℃로 승온한 후, 질소 기체를 채운 상태에서 약 320℃로 승온하고 교반한 후 상온으로 서냉하여 카드뮴과 올레인산의 착물 및 아연과 올레인산의 착물을 포함하는 맑은 용액을 얻었다.Into a separate reactor (with syringe, cooler and thermometer), 0.11 g (0.6 mmol) zinc acetate, 0.08 g (0.6 mmol) cadmium oxide, 1.6 mL (5.0 mmol) oleic acid and 9 mL trioctylamine After the temperature was raised to about 110 ° C. under reduced pressure, the temperature was raised to about 320 ° C. under nitrogen gas, followed by stirring, followed by slow cooling to room temperature, thereby obtaining a clear solution including a complex of cadmium and oleic acid and a complex of zinc and oleic acid.

실시예 6-3의 CdS로 이루어진 제2쉘의 합성이 끝나자마자 상기의 카드뮴과 올레인산의 착물 및 아연과 올레인산의 착물을 포함하는 맑은 용액을 실시예 6-3의 반응 생성물이 존재하는 반응기 내에 약 1 ㎖/min의 속도로 주입하였다. 주입이 끝남과 동시에 n-옥탄티올 1300㎕(7.5 mmol)를 트리옥틸아민 3㎖에 용해시킨 것을 정량펌프를 이용하여 약 1 ㎖/min의 속도로 반응기 내에 적하하였다. 이후 320℃에서 약 16분간 반응시켜 CdS로 이루어진 제2쉘의 표면에 Cd6S(Cd 대 S의 몰비가 1: 6임)와 Zn6S(Zn 대 S의 몰비가 1:6임)로 이루어진 제3쉘을 형성하였다. 이후 반응 생성물을 상온으로 서냉시키고 아세톤과 메탄올을 첨가한 후 침전 및 원심분리하여 메조 세공 실리카로 코팅된 폴리스티렌 나노입자 코어/3중쉘 구조를 가진 양자점을 세척하였다. 이때 세척된 양자점은 제3쉘의 표면에 트리옥틸아민이 리간드 형태로 존재한다. 트리옥틸아민은 분산제 역할을 하여 양자점이 유기 용매에 골고루 분산될 수 있게 한다. 이후 비결정질 실리카 나노입자 코어/3중쉘 구조를 가진 양자점을 톨루엔에 분산시켜 약 610㎚에서의 흡광도가 0.5인 양자점 용액을 제조하고, 이중 6㎖를 미리 준비하였다. 양자점 용액에서 흡광도 값은 양자점의 농도를 간접적으로 나타낸다.
As soon as the synthesis of the second shell composed of CdS of Example 6-3 was completed, a clear solution containing the complex of cadmium and oleic acid and the complex of zinc and oleic acid was added to the reactor in which the reaction product of Example 6-3 was present. Injection was made at a rate of 1 ml / min. At the end of the injection, 1300 µl (7.5 mmol) of n-octanethiol was dissolved in 3 ml of trioctylamine and added dropwise into the reactor at a rate of about 1 ml / min using a metering pump. After reacting at 320 ° C. for about 16 minutes, the third shell made of Cd6S (molar ratio of Cd to S is 6) and Zn6S (mole ratio of Zn to S is 1: 6) on the surface of the second shell made of CdS Formed. The reaction product was then slowly cooled to room temperature, acetone and methanol were added, followed by precipitation and centrifugation to wash the quantum dots having a polystyrene nanoparticle core / 3fold shell structure coated with mesoporous silica. At this time, the washed quantum dots are present in the form of ligand trioctylamine on the surface of the third shell. Trioctylamine acts as a dispersant to allow quantum dots to be evenly dispersed in the organic solvent. Thereafter, a quantum dot having an amorphous silica nanoparticle core / 3 double-shell structure was dispersed in toluene to prepare a quantum dot solution having an absorbance of about 610 nm of 0.5, and 6 ml of this was prepared in advance. Absorbance values in quantum dot solutions indirectly indicate the concentration of quantum dots.

실시예 6-5 : CdS와 ZnS로 이루어진 제4쉘의 합성Example 6-5: Synthesis of Fourth Shell Consisting of CdS and ZnS

별도의 반응기(주사기, 냉각기 및 온도계를 구비함)에 아세트산 아연 0.45g(2.5 mmol), 카드뮴 옥사이드 0.08g(0.6 mmol), 올레산 2.5㎖(7.8 mmol) 및 트리옥틸아민 20㎖를 넣고 진공에 가깝게 감압된 상태에서 약 110℃로 승온한 후, 질소 기체를 채운 상태에서 약 320℃로 승온하고 교반한 후 상온으로 서냉하여 카드뮴과 올레인산의 착물 및 아연과 올레인산의 착물을 포함하는 맑은 용액을 얻었다. 이후 반응기 내 용액의 온도를 약 320℃로 조절하고, 실시예 6-4에서 미리 준비한 약 610㎚에서의 흡광도가 0.5인 양자점 용액 6㎖를 재빨리 주입하고, 바로 n-옥탄티올 560㎕(3.2 mmol)를 트리옥틸아민 3㎖에 용해시킨 것을 정량펌프를 이용하여 약 1 ㎖/min의 속도로 반응기 내에 적하하였다. 이후 320℃에서 약 48분간 반응시켜 Cd6S와 Zn6S로 이루어진 제3쉘의 표면에 CdS와 ZnS로 이루어진 제4쉘을 형성하였다. 이때 제4쉘을 이루는 CdS 대 ZnS의 몰비는 약 1:4이다. 이후 반응 생성물을 상온으로 서냉시키고 아세톤과 부탄올을 첨가한 후 침전 및 원심분리하여 메조 세공 실리카로 코팅된 폴리스티렌 나노입자 코어/4중쉘 구조를 가진 양자점을 세척하였다. 이후 세척된 양자점을 톨루엔에 분산시켜 비결정질 실리카 나노입자 코어/4중쉘 구조를 가진 양자점이 분산된 톨루엔 용액을 준비하였다.
Into a separate reactor (with syringe, cooler and thermometer) add 0.45 g (2.5 mmol) zinc acetate, 0.08 g (0.6 mmol) cadmium oxide, 2.5 mL (7.8 mmol) oleic acid and 20 mL trioctylamine After the temperature was raised to about 110 ° C. under reduced pressure, the temperature was raised to about 320 ° C. under nitrogen gas, followed by stirring, followed by slow cooling to room temperature, thereby obtaining a clear solution including a complex of cadmium and oleic acid and a complex of zinc and oleic acid. Thereafter, the temperature of the solution in the reactor was adjusted to about 320 ° C., and 6 ml of the quantum dot solution having an absorbance of 0.5 at about 610 nm prepared in Example 6-4 was rapidly injected, and immediately 560 μl of n-octanthiol (3.2 mmol) was obtained. ) Dissolved in 3 ml of trioctylamine was added dropwise into the reactor at a rate of about 1 ml / min using a metering pump. After reacting for about 48 minutes at 320 ℃ to form a fourth shell consisting of CdS and ZnS on the surface of the third shell consisting of Cd6S and Zn6S. At this time, the molar ratio of CdS to ZnS constituting the fourth shell is about 1: 4. The reaction product was then slowly cooled to room temperature, acetone and butanol were added, followed by precipitation and centrifugation to wash the quantum dots having a polystyrene nanoparticle core / 4fold shell structure coated with mesoporous silica. Thereafter, the washed quantum dots were dispersed in toluene to prepare a toluene solution in which quantum dots having an amorphous silica nanoparticle core / 4 double-shell structure were dispersed.

실시예 6-6 : ZnS로 이루어진 제5쉘과 ZnS로 이루어진 제6쉘의 합성Example 6-6 Synthesis of Fifth Shell Made of ZnS and Sixth Shell Made of ZnS

별도의 반응기(주사기, 냉각기 및 온도계를 구비함)에 아세트산 아연 1.1g(6.0 mmol), 올레산 4㎖(12.4 mmol) 및 트리옥틸아민 20㎖를 넣고 진공에 가깝게 감압된 상태에서 약 110℃로 승온한 후, 질소 기체를 채운 상태에서 약 320℃로 승온하고 교반하여 아연과 올레인산의 착물을 포함하는 맑은 용액을 얻었다. 이후, n-옥탄티올 1050㎕(6 mmol)를 트리옥틸아민 6㎖에 용해시킨 것을 반응기 내에 주입하고 교반한 후 상온으로 서냉하여 아연 전구체와 황 전구체를 포함하는 혼합 전구체 용액을 수득하였다.1.1 g (6.0 mmol) of zinc acetate, 4 ml (12.4 mmol) of oleic acid, and 20 ml of trioctylamine were added to a separate reactor (with a syringe, a cooler, and a thermometer), and the temperature was raised to about 110 ° C. under reduced pressure near a vacuum. After that, the mixture was heated to about 320 ° C. under nitrogen gas and stirred to obtain a clear solution containing a complex of zinc and oleic acid. Thereafter, 1050 µl (6 mmol) of n-octanethiol dissolved in 6 ml of trioctylamine was injected into the reactor, stirred, and cooled slowly to room temperature to obtain a mixed precursor solution including a zinc precursor and a sulfur precursor.

별도의 반응기(주사기, 냉각기 및 온도계를 구비함)에 실시예 6-5에서 준비한 양자점이 분산된 톨루엔 용액을 주입하고, 앞에서 수득한 혼합 전구체 용액 중 절반 부피에 해당하는 양을 주입한 후, 약 300℃에서 10분간 반응시켜 CdS와 ZnS로 이루어진 제4쉘의 표면에 ZnS로 이루어진 제5쉘을 형성하였다. 제5쉘의 형성 후 반응기 내에 남은 혼합 전구체 용액을 주입하고 약 300℃에서 30분간 반응시켜 제5쉘의 표면에 ZnS로 이루어진 제6쉘을 형성하였다. 제6쉘을 형성한 후 반응기(투명 유리 재질임)에 자외선를 조사하여 메조 세공 실리카로 코팅된 폴리스티렌 나노입자 코어/6중쉘 구조를 가진 양자점이 적색으로 발광하는 것을 확인하였다. 이후 반응 생성물을 상온으로 서냉시키고 아세톤과 부탄올을 첨가한 후 침전 및 원심분리하여, 세척된 메조 세공 실리카로 코팅된 폴리스티렌 나노입자 코어/6중쉘 구조의 양자점을 수득하였다.
Into a separate reactor (with a syringe, a cooler and a thermometer) was injected the toluene solution in which the quantum dots prepared in Example 6-5 were dispersed, and an amount corresponding to half the volume of the mixed precursor solution obtained above was injected. The reaction was carried out at 300 ° C. for 10 minutes to form a fifth shell made of ZnS on the surface of the fourth shell made of CdS and ZnS. After the formation of the fifth shell, the mixed precursor solution remaining in the reactor was injected and reacted at about 300 ° C. for 30 minutes to form a sixth shell made of ZnS on the surface of the fifth shell. After forming the sixth shell, the reactor (made of transparent glass) was irradiated with ultraviolet light to confirm that the quantum dot having a polystyrene nanoparticle core / hexashell structure coated with mesoporous silica emits red light. The reaction product was then slowly cooled to room temperature, acetone and butanol were added, followed by precipitation and centrifugation to obtain quantum dots of a polystyrene nanoparticle core / hexashell structure coated with washed mesoporous silica.

(7) 실시예 7 : 비결정질 실리카 나노입자로 이루어진 코어/6중쉘 구조의 녹색 발광 양자점 제조
(7) Example 7: Preparation of green light emitting quantum dots of core / hexashell structure composed of amorphous silica nanoparticles

실시예 7-1 : 비결정질 실리카 나노입자로 이루어진 코어의 준비Example 7-1 Preparation of Cores Comprising Amorphous Silica Nanoparticles

트리옥틸아민 20㎖에 비결정질 실리카 나노입자(입자 크기 : 80㎚; 공급사 : Alfa Asear) 1g을 넣고 교반기로 격렬하게 혼합하고 약 20분간 초음파 처리하여 비결정질 실리카 나노입자가 균일하게 분산된 코어 용액을 준비하였다.
1 g of amorphous silica nanoparticles (particle size: 80 nm; supplier: Alfa Asear) was added to 20 ml of trioctylamine, mixed vigorously with a stirrer and sonicated for about 20 minutes to prepare a core solution in which amorphous silica nanoparticles were uniformly dispersed. It was.

실시예 7-2 : CdSe로 이루어진 제1쉘의 합성Example 7-2 Synthesis of First Shell Consisting of CdSe

주사기, 냉각기(condenser) 및 온도계(J Type thermocouple)가 구비된 반응기에 카드뮴 옥사이드 0.0515g(0.4 mmol), 올레산 0.7㎖ 및 옥타데칸 10㎖를 넣고, 진공에 가깝게 감압된 상태에서 약 110℃로 승온한 후, 질소 기체를 채운 상태에서 약 300℃로 승온하고 격렬하게 교반시킨 후 상온으로 서냉하여 카드뮴과 올레산의 착물을 포함하는 Cd 전구체 용액을 얻었다.Into a reactor equipped with a syringe, a condenser, and a thermometer (J type thermocouple), 0.0515 g (0.4 mmol) of cadmium oxide, 0.7 ml of oleic acid, and 10 ml of octadecane were heated, and the temperature was raised to about 110 ° C under reduced pressure close to a vacuum. Thereafter, the mixture was heated to about 300 ° C. in a state filled with nitrogen gas, stirred vigorously, and cooled slowly to room temperature to obtain a Cd precursor solution including a complex of cadmium and oleic acid.

주사기, 냉각기(condenser) 및 온도계(J Type thermocouple)가 구비된 별도의 반응기에 실시예 7-1에서 미리 준비한 코어 용액을 넣고, 반응기의 온도를 약 220℃로 조절한 후, 미리 준비한 Cd 전구체 용액을 정량펌프를 이용하여 약 0.5 ㎖/min의 속도로 반응기 내에 주입하였다. 이후 셀레늄 농도가 2M인 TOPSe 용액 50 ㎕(셀레늄 기준으로 0.1 mmol)을 트리옥틸아민 10㎖에 희석한 것을 정량펌프를 이용하여 약 0.5 ㎖/min의 속도로 반응기 내에 주입하였다. 이후 약 320℃에서 약 5분간 반응시켜 코어의 표면에 CdSe로 이루어진 제1쉘을 형성하였다. CdSe 제1쉘의 합성이 완료된 후 반응기 내 반응 생성물에는 약 0.3 mmol의 카드뮴이 올레산과 착물을 형성한 상태로 존재한다.
The core solution prepared in Example 7-1 was placed in a separate reactor equipped with a syringe, a condenser, and a thermometer (J Type thermocouple), and after adjusting the temperature of the reactor to about 220 ° C., the prepared Cd precursor solution was prepared. Was injected into the reactor at a rate of about 0.5 ml / min using a metering pump. Thereafter, 50 µl (0.1 mmol based on selenium) of TOPSe solution having a selenium concentration of 2 M was diluted in 10 ml of trioctylamine and injected into the reactor at a rate of about 0.5 ml / min using a metering pump. After reacting for about 5 minutes at about 320 ℃ to form a first shell consisting of CdSe on the surface of the core. After the synthesis of the CdSe first shell is completed, about 0.3 mmol of cadmium is present in the reaction product in a complex with oleic acid.

실시예 7-3 : CdS로 이루어진 제2쉘의 합성Example 7-3: Synthesis of Second Shell Consisting of CdS

실시예 7-2의 CdSe로 이루어진 제1쉘의 합성이 끝나자마자 황 분말 0.0096g(0.3 mmol)을 트리옥틸포스핀 1㎖에 용해시킨 것을 정량펌프를 이용하여 약 1 ㎖/min의 속도로 실시예 7-2의 반응 생성물이 존재하는 반응기 내에 적하하였다. 이후 320℃에서 약 9분간 반응시켜 CdSe 제1쉘의 표면에 CdS로 이루어진 제2쉘을 형성하였다.
As soon as the synthesis of the first shell composed of CdSe of Example 7-2 was completed, 0.0096 g (0.3 mmol) of sulfur powder was dissolved in 1 ml of trioctylphosphine at a rate of about 1 ml / min using a metering pump. It dripped in the reactor in which the reaction product of Example 7-2 exists. After reacting for about 9 minutes at 320 ℃ to form a second shell made of CdS on the surface of the first shell CdSe.

실시예 7-4 : Cd6S와 Zn6S로 이루어진 제3쉘의 합성Example 7-4: Synthesis of Third Shell Consisting of Cd6S and Zn6S

별도의 반응기(주사기, 냉각기 및 온도계를 구비함)에 징크 옥사이드 0.0255g(0.3 mmol), 카드뮴 옥사이드 0.04g(0.3 mmol), 올레산 0.8㎖ 및 옥타데칸 5.5㎖를 넣고 진공에 가깝게 감압된 상태에서 약 110℃로 승온한 후, 질소 기체를 채운 상태에서 약 320℃로 승온하고 교반한 후 상온으로 서냉하여 카드뮴과 올레인산의 착물 및 아연과 올레인산의 착물을 포함하는 맑은 용액을 얻었다.In a separate reactor (with a syringe, cooler and thermometer), 0.0255 g (0.3 mmol) of zinc oxide, 0.04 g (0.3 mmol) of cadmium oxide, 0.8 ml of oleic acid and 5.5 ml of octadecane were placed under reduced pressure near vacuum. After the temperature was raised to 110 ° C., the temperature was raised to about 320 ° C. in a state filled with nitrogen gas, stirred, and cooled slowly to room temperature to obtain a clear solution including a complex of cadmium and oleic acid and a complex of zinc and oleic acid.

실시예 7-3의 CdS로 이루어진 제2쉘의 합성이 끝나자마자 상기의 카드뮴과 올레인산의 착물 및 아연과 올레인산의 착물을 포함하는 맑은 용액을 실시예 7-3의 반응 생성물이 존재하는 반응기 내에 약 1 ㎖/min의 속도로 주입하였다. 주입이 끝남과 동시에 황 분말 0.117g(3.6 mmol)을 트리옥틸포스핀 1㎖에 용해시킨 것을 정량펌프를 이용하여 약 1 ㎖/min의 속도로 반응기 내에 적하하였다. 이후 320℃에서 약 14분간 반응시켜 CdS로 이루어진 제2쉘의 표면에 Cd6S(Cd 대 S의 몰비가 1: 6임)와 Zn6S(Zn 대 S의 몰비가 1:6임)로 이루어진 제3쉘을 형성하였다. 이후 반응 생성물을 상온으로 서냉시키고 아세톤과 메탄올을 첨가한 후 침전 및 원심분리하여 비결정질 실리카 나노입자 코어/3중쉘 구조를 가진 양자점을 세척하였다. 이때 세척된 양자점은 제3쉘의 표면에 트리옥틸포스핀 또는 올레산이 리간드 형태로 존재한다. 트리옥틸포스핀 또는 올레산은 분산제 역할을 하여 양자점이 유기 용매에 골고루 분산될 수 있게 한다. 이후 비결정질 실리카 나노입자 코어/3중쉘 구조를 가진 양자점을 톨루엔에 분산시켜 약 610㎚에서의 흡광도가 0.5인 양자점 용액을 제조하고, 이중 6㎖를 미리 준비하였다. 양자점 용액에서 흡광도 값은 양자점의 농도를 간접적으로 나타낸다.
As soon as the synthesis of the second shell made of CdS of Example 7-3 was completed, a clear solution containing the complex of cadmium and oleic acid and the complex of zinc and oleic acid was added to the reactor in the reaction product of Example 7-3. Injection was made at a rate of 1 ml / min. At the end of the injection, 0.117 g (3.6 mmol) of sulfur powder was dissolved in 1 ml of trioctylphosphine and dropped into the reactor at a rate of about 1 ml / min using a metering pump. After reacting at 320 ° C. for about 14 minutes, the third shell made of Cd6S (molar ratio of Cd to S is 6) and Zn6S (mole ratio of Zn to S is 1: 6) on the surface of the second shell made of CdS Formed. The reaction product was then slowly cooled to room temperature, acetone and methanol were added, followed by precipitation and centrifugation to wash the quantum dots with the amorphous silica nanoparticle core / 3-shell structure. At this time, the washed quantum dot is present in the ligand form of trioctylphosphine or oleic acid on the surface of the third shell. Trioctylphosphine or oleic acid acts as a dispersant to allow quantum dots to be evenly dispersed in an organic solvent. Thereafter, a quantum dot having an amorphous silica nanoparticle core / 3 double-shell structure was dispersed in toluene to prepare a quantum dot solution having an absorbance of about 610 nm of 0.5, and 6 ml of this was prepared in advance. Absorbance values in quantum dot solutions indirectly indicate the concentration of quantum dots.

실시예 7-5 : CdS와 ZnS로 이루어진 제4쉘의 합성Example 7-5 Synthesis of Fourth Shell Consisting of CdS and ZnS

별도의 반응기(주사기, 냉각기 및 온도계를 구비함)에 징크 옥사이드 0.1017g(1.25 mmol), 카드뮴 옥사이드 0.04g(0.3 mmol), 올레산 3㎖, 및 옥타데칸 10㎖를 넣고 진공에 가깝게 감압된 상태에서 약 110℃로 승온한 후, 질소 기체를 채운 상태에서 약 320℃로 승온하고 교반한 후 상온으로 서냉하여 카드뮴과 올레인산의 착물 및 아연과 올레인산의 착물을 포함하는 맑은 용액을 얻었다. 이후 반응기 내 용액의 온도를 약 320℃로 조절하고, 실시예 7-4에서 미리 준비한 약 610㎚에서의 흡광도가 0.5인 양자점 용액 6㎖를 재빨리 주입하고, 바로 황 분말 0.05g(1.56 mmol)을 트리옥틸포스핀 1㎖에 용해시킨 것을 정량펌프를 이용하여 약 1 ㎖/min의 속도로 반응기 내에 적하하였다. 이후 320℃에서 약 14분간 반응시켜 Cd6S와 Zn6S로 이루어진 제3쉘의 표면에 CdS와 ZnS로 이루어진 제4쉘을 형성하였다. 이때 제4쉘을 이루는 CdS 대 ZnS의 몰비는 약 1:4이다. 이후 반응 생성물을 상온으로 서냉시키고 아세톤과 부탄올을 첨가한 후 침전 및 원심분리하여 비결정질 실리카 나노입자 코어/4중쉘 구조를 가진 양자점을 세척하였다. 이후 세척된 양자점을 톨루엔에 분산시켜 비결정질 실리카 나노입자 코어/4중쉘 구조를 가진 양자점이 분산된 톨루엔 용액을 준비하였다.
In a separate reactor (with syringe, cooler and thermometer), 0.1017 g (1.25 mmol) of zinc oxide, 0.04 g (0.3 mmol) of cadmium oxide, 3 ml of oleic acid, and 10 ml of octadecane were decompressed close to vacuum. After the temperature was raised to about 110 ° C., the temperature was raised to about 320 ° C. in a state filled with nitrogen gas, stirred, and cooled slowly to room temperature to obtain a clear solution including a complex of cadmium and oleic acid and a complex of zinc and oleic acid. Thereafter, the temperature of the solution in the reactor was adjusted to about 320 ° C., and 6 ml of a quantum dot solution having an absorbance of 0.5 at about 610 nm prepared in Example 7-4 was quickly injected, and immediately 0.05 g (1.56 mmol) of sulfur powder was added. What was dissolved in 1 ml of trioctylphosphine was dropped into the reactor at a rate of about 1 ml / min using a metering pump. After reacting for about 14 minutes at 320 ℃ to form a fourth shell consisting of CdS and ZnS on the surface of the third shell consisting of Cd6S and Zn6S. At this time, the molar ratio of CdS to ZnS constituting the fourth shell is about 1: 4. The reaction product was then slowly cooled to room temperature, acetone and butanol were added, followed by precipitation and centrifugation to wash the quantum dots with amorphous silica nanoparticle core / 4 double-shell structure. Thereafter, the washed quantum dots were dispersed in toluene to prepare a toluene solution in which quantum dots having an amorphous silica nanoparticle core / 4 double-shell structure were dispersed.

실시예 7-6 : ZnS로 이루어진 제5쉘과 ZnS로 이루어진 제6쉘의 합성Example 7-6 Synthesis of Fifth Shell Made of ZnS and Sixth Shell Made of ZnS

별도의 반응기(주사기, 냉각기 및 온도계를 구비함)에 징크 옥사이드 0.2034g(2.5 mmol), 올레산 7㎖ 및 옥타데칸 12㎖를 넣고 진공에 가깝게 감압된 상태에서 약 110℃로 승온한 후, 질소 기체를 채운 상태에서 약 320℃로 승온하고 교반하여 아연과 올레인산의 착물을 포함하는 맑은 용액을 얻었다. 이후, 황 분말 0.08g(2.5 mmol)을 트리옥틸포스핀 2㎖에 용해시킨 것을 반응기 내에 주입하고 교반한 후 상온으로 서냉하여 아연 전구체와 황 전구체를 포함하는 혼합 전구체 용액을 수득하였다.Into a separate reactor (with syringe, cooler and thermometer), 0.2034 g (2.5 mmol) of zinc oxide, 7 ml of oleic acid and 12 ml of octadecane were heated to about 110 ° C. under reduced pressure close to vacuum, followed by nitrogen gas. It was heated to about 320 ℃ in the state filled with and stirred to obtain a clear solution containing a complex of zinc and oleic acid. Thereafter, 0.08 g (2.5 mmol) of sulfur powder dissolved in 2 ml of trioctylphosphine was injected into the reactor, stirred, and cooled slowly to room temperature to obtain a mixed precursor solution including a zinc precursor and a sulfur precursor.

별도의 반응기(주사기, 냉각기 및 온도계를 구비함)에 실시예 7-5에서 준비한 양자점이 분산된 톨루엔 용액을 주입하고, 앞에서 수득한 혼합 전구체 용액 중 절반 부피에 해당하는 양을 주입한 후, 약 200℃에서 5분간 반응시켜 CdS와 ZnS로 이루어진 제4쉘의 표면에 ZnS로 이루어진 제5쉘을 형성하였다. 제5쉘의 형성 후 반응기 내에 남은 혼합 전구체 용액을 주입하고 약 300℃에서 15분간 반응시켜 제5쉘의 표면에 ZnS로 이루어진 제6쉘을 형성하였다. 제6쉘을 형성한 후 반응기(투명 유리 재질임)에 자외선를 조사하여 비결정질 실리카 나노입자 코어/6중쉘 구조를 가진 양자점이 녹색으로 발광하는 것을 확인하였다. 이후 반응 생성물을 상온으로 서냉시키고 아세톤과 부탄올을 첨가한 후 침전 및 원심분리하여, 세척된 비결정질 실리카 나노입자 코어/6중쉘 구조의 양자점을 수득하였다.
Into a separate reactor (with a syringe, a cooler and a thermometer) was injected with the toluene solution in which the quantum dots prepared in Example 7-5 were dispersed, and an amount corresponding to half the volume of the mixed precursor solution obtained above was injected. The reaction was performed at 200 ° C. for 5 minutes to form a fifth shell made of ZnS on the surface of the fourth shell made of CdS and ZnS. After the formation of the fifth shell, the mixed precursor solution remaining in the reactor was injected and reacted at about 300 ° C. for 15 minutes to form a sixth shell made of ZnS on the surface of the fifth shell. After the sixth shell was formed, ultraviolet rays were irradiated to the reactor (transparent glass material) to confirm that the quantum dots having the amorphous silica nanoparticle core / hexashell structure emit green light. The reaction product was then slowly cooled to room temperature, acetone and butanol were added, followed by precipitation and centrifugation to obtain quantum dots of the washed amorphous silica nanoparticle core / hexashell structure.

2. 양자점의 형태 및 결정 특성2. Form and Crystal Characteristics of Quantum Dots

(1) 양자점의 형태(1) Form of quantum dot

양자점의 단면구조, 코어의 크기, 쉘의 두께, 및 양자점의 크기는 투과전자현미경(Transmission electron microscopy, TEM)을 이용하여 측정하였다. 도 2는 본 발명의 실시예 6에서 제조한 절연체 입자로 이루어진 코어/6중쉘 구조의 양자점을 투과전자현미경(Transmission electron microscopy, TEM)으로 촬영한 사진이다. 도 2에서 보이는 바와 같이 본 발명의 실시예 6에서 제조한 절연체 입자로 이루어진 코어/6중쉘 구조의 양자점은 전체 크기가 약 75~108nm이고 6중쉘의 두께는 약 5~8nm이었다.
The cross-sectional structure of the quantum dots, the size of the core, the thickness of the shell, and the size of the quantum dots were measured by transmission electron microscopy (TEM). 2 is a photograph taken with a transmission electron microscopy (TEM) of a quantum dot of the core / hexashell structure made of the insulator particles prepared in Example 6 of the present invention. As shown in FIG. 2, the quantum dots of the core / hexashell structure made of the insulator particles prepared in Example 6 of the present invention had a total size of about 75-108 nm and a thickness of the hexashell was about 5-8 nm.

(2) 양자점의 결정 특성(2) Crystal Characteristics of Quantum Dots

양자점의 결정 특성은 선 회절 분석 장치(X-Ray Diffractometer, XRD)를 이용하여 측정하였다. 이때 대조군으로 CdSe 코어/CdS 제1쉘/Cd6S와 Zn6S로 이루어진 제2쉘/CdS와 ZnS로 이루어진 제3쉘/ZnS 제4쉘/ZnS 제5쉘 구조의 적색 발광 양자점(제품명 : H-100; 제조사 : 큐디솔루션, 한국)을 사용하였다. 도 3은 본 발명의 실시예 5에서 제조한 코어/6중쉘 구조의 양자점 및 대조군 양자점을 X선 회절 분석 장치(X-Ray Diffractometer, XRD)로 분석한 결과이다. 도 3에서 보이는 바와 같이 본 발명의 코어/6중쉘 구조의 양자점은 코어가 절연체 입자로 이루어져 있지만, CdSe로 이루어진 코어/5중쉘 구조의 양자점과 동일한 결정 피크를 보였다.
Crystalline characteristics of the quantum dots were measured using a line diffractometer (X-Ray Diffractometer, XRD). At this time, as a control, a red light emitting quantum dot having a third shell consisting of CdSe core / CdS first shell / Cd6S and Zn6S / CdS and ZnS third shell / ZnS fourth shell / ZnS fifth shell structure (product name: H-100; Manufacturer: QD Solution, Korea). 3 is a result of analyzing the quantum dot and the control quantum dot of the core / six-shell structure prepared in Example 5 of the present invention by an X-ray diffractometer (X-Ray Diffractometer, XRD). As shown in FIG. 3, the quantum dots of the core / hexashell structure of the present invention showed the same crystal peaks as the quantum dots of the core / 5-shell structure made of CdSe, although the core was composed of insulator particles.

이상에서와 같이 본 발명을 상기의 실시예를 통해 설명하였지만 본 발명이 반드시 여기에만 한정되는 것은 아니며 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다. 또한, 본 발명의 본질적인 범주를 벗어나지 않고서도 많은 변형을 실시하여 특정 상황 및 재료를 본 발명의 교시내용에 채용할 수 있다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 본 발명을 실시하는데 계획된 최상의 양식으로서 개시된 특정 실시 태양으로 국한되는 것이 아니며, 본 발명에 첨부된 특허청구의 범위에 속하는 모든 실시 태양을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.Although the present invention has been described through the above embodiments as described above, the present invention is not necessarily limited thereto, and various modifications can be made without departing from the scope and spirit of the present invention. In addition, many modifications may be made to adapt a particular situation and material to the teachings of the invention without departing from the essential scope thereof. Accordingly, the protection scope of the present invention should not be construed as being limited to the particular embodiments disclosed as the best mode contemplated for carrying out the invention but to cover all embodiments falling within the scope of the appended claims.

Claims (30)

절연체 입자로 이루어진 코어 및 상기 코어를 순차적으로 둘러싸는 복수의 쉘을 포함하고,
상기 복수의 쉘은 반도체 화합물을 포함하고, 코어에서 멀어질수록 더 큰 밴드갭을 가지는 것을 특징으로 하는 양자점.
A core made of insulator particles and a plurality of shells sequentially surrounding the core,
The plurality of shells comprises a semiconductor compound, characterized in that the further away from the core has a larger bandgap.
제 1항에 있어서, 상기 복수의 쉘은 총 두께가 2~20nm인 것을 특징으로 하는 양자점.
The quantum dot of claim 1, wherein the plurality of shells have a total thickness of 2 to 20 nm.
제 1항에 있어서, 상기 절연체 입자는 고분자, 금속 산화물, 금속질화물, 준금속 산화물, 및 준금속 질화물에서 선택되는 1종 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 양자점.
The quantum dot of claim 1, wherein the insulator particles are made of at least one selected from a polymer, a metal oxide, a metal nitride, a metalloid oxide, and a metalloid nitride.
제 3항에 있어서, 상기 절연체 입자는 폴리스티렌 입자인 것을 특징으로 하는 양자점.
The quantum dot of claim 3, wherein the insulator particles are polystyrene particles.
제 3항에 있어서, 상기 절연체 입자는 비결정질 실리카 입자인 것을 특징으로 하는 양자점.
The quantum dot of claim 3, wherein the insulator particles are amorphous silica particles.
제 3항에 있어서, 상기 절연체 입자는 메조 세공 실리카로 코팅된 고분자 입자인 것을 특징으로 하는 양자점.
4. The quantum dot of claim 3, wherein the insulator particles are polymer particles coated with mesoporous silica.
제 3항에 있어서, 상기 절연체 입자의 크기는 10~100㎚인 것을 특징으로 하는 양자점.
The quantum dot of claim 3, wherein the insulator particles have a size of 10 nm to 100 nm.
제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 쉘은 상기 코어의 표면에 형성되고, 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 반도체 화합물을 포함하는 제1쉘; 및 상기 제1쉘의 표면에 형성되고, 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 반도체 화합물을 포함하며, 제1쉘의 밴드갭보다 더 큰 밴드갭을 갖는 제2쉘;로 구성되는 것을 특징으로 하는 양자점.
The semiconductor device of claim 1, wherein the plurality of shells comprises: a first shell formed on a surface of the core and comprising a semiconductor compound composed of Group 12 elements and Group 16 elements; And a second shell formed on the surface of the first shell, the semiconductor compound including a group 12 element and a group 16 element, the second shell having a band gap larger than that of the first shell. Quantum dots.
제 8항에 있어서, 상기 제1쉘의 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 반도체 화합물은 CdSe 또는 CdTe에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 양자점.
The quantum dot of claim 8, wherein the semiconductor compound consisting of Group 12 elements and Group 16 elements of the first shell is any one selected from CdSe or CdTe.
제 8항에 있어서, 상기 제2쉘의 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 반도체 화합물은 CdS 또는 ZnS인 것을 특징으로 하는 양자점.
The quantum dot of claim 8, wherein the semiconductor compound composed of Group 12 elements and Group 16 elements of the second shell is CdS or ZnS.
제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 쉘은 상기 코어의 표면에 형성되고, 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 반도체 화합물을 포함하는 제1쉘; 상기 제1쉘의 표면에 형성되고, 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 반도체 화합물을 포함하며, 제1쉘의 밴드갭보다 더 큰 밴드갭을 갖는 제2쉘; 상기 제2쉘의 표면에 형성되고, 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 서로 상이한 2종의 반도체 화합물을 포함하며, 제2쉘의 밴드갭보다 더 큰 밴드갭을 갖는 제3쉘; 상기 제3쉘의 표면에 형성되고, 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 서로 상이한 2종의 반도체 화합물을 포함하며, 제3쉘의 밴드갭보다 더 큰 밴드갭을 갖는 제4쉘; 상기 제4쉘의 표면에 형성되고, 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 반도체 화합물을 포함하며, 제4쉘의 밴드갭보다 더 큰 밴드갭을 갖는 제5쉘; 및 상기 제5쉘의 표면에 형성되고, 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 반도체 화합물을 포함하며, 제5쉘의 밴드갭보다 더 큰 밴드갭을 갖는 제6쉘;로 구성되는 것을 특징으로 하는 양자점.
The semiconductor device of claim 1, wherein the plurality of shells comprises: a first shell formed on a surface of the core and comprising a semiconductor compound composed of Group 12 elements and Group 16 elements; A second shell formed on the surface of the first shell and including a semiconductor compound composed of Group 12 elements and Group 16 elements, the second shell having a band gap larger than that of the first shell; A third shell formed on the surface of the second shell and including two different semiconductor compounds formed of Group 12 elements and Group 16 elements, the third shell having a band gap larger than that of the second shell; A fourth shell formed on the surface of the third shell and including two different semiconductor compounds formed of Group 12 elements and Group 16 elements, the fourth shell having a band gap larger than that of the third shell; A fifth shell formed on the surface of the fourth shell and including a semiconductor compound composed of Group 12 elements and Group 16 elements, and having a band gap larger than that of the fourth shell; And a sixth shell formed on the surface of the fifth shell and including a semiconductor compound composed of a Group 12 element and a Group 16 element, the sixth shell having a band gap larger than that of the fifth shell. Quantum dots.
제 11항에 있어서, 상기 제1쉘의 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 반도체 화합물은 CdSe 또는 CdTe에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 양자점.
12. The quantum dot of claim 11, wherein the semiconductor compound consisting of Group 12 elements and Group 16 elements of the first shell is any one selected from CdSe or CdTe.
제 11항에 있어서, 상기 제2쉘의 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 반도체 화합물은 CdS인 것을 특징으로 하는 양자점.
12. The quantum dot of claim 11, wherein the semiconductor compound composed of Group 12 elements and Group 16 elements of the second shell is CdS.
제 11항에 있어서, 상기 제3쉘의 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 서로 상이한 2종의 반도체 화합물은 Cd 및 S로 이루어진 화합물과 Zn 및 S로 이루어진 화합물이고,
상기 Cd 및 S로 이루어진 반도체 화합물에서 Cd 대 S의 몰비는 1:3 내지 1:9이고,
상기 Zn 및 S로 이루어진 반도체 화합물에서 Zn 대 S의 몰비는 1:3 내지 1:9인 것을 특징으로 하는 양자점.
12. The method of claim 11, wherein the two kinds of semiconductor compounds different from each other consisting of Group 12 elements and Group 16 elements of the third shell are compounds consisting of Cd and S and compounds consisting of Zn and S,
In the semiconductor compound consisting of Cd and S, the molar ratio of Cd to S is 1: 3 to 1: 9,
The quantum dot is characterized in that the molar ratio of Zn to S in the semiconductor compound consisting of Zn and S is 1: 3 to 1: 9.
제 14항에 있어서, 상기 Cd 및 S로 이루어진 반도체 화합물 대 Zn 및 S로 이루어진 반도체 화합물의 몰비는 2:1 내지 1:2인 것을 특징으로 하는 양자점.
The quantum dot of claim 14, wherein the molar ratio of the semiconductor compound consisting of Cd and S to the semiconductor compound consisting of Zn and S is 2: 1 to 1: 2.
제 11항에 있어서, 상기 제4쉘의 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 서로 상이한 2종의 반도체 화합물은 CdS 및 ZnS이고,
상기 CdS 대 ZnS의 몰비는 1:2 내지 1:6인 것을 특징으로 하는 양자점.
12. The semiconductor compound of claim 11, wherein the two different semiconductor compounds composed of Group 12 elements and Group 16 elements of the fourth shell are CdS and ZnS,
The molar ratio of CdS to ZnS is 1: 2 to 1: 6.
제 11항에 있어서, 상기 제5쉘의 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 반도체 화합물은 ZnS인 것을 특징으로 하는 양자점.
12. The quantum dot of claim 11, wherein the semiconductor compound composed of Group 12 elements and Group 16 elements of the fifth shell is ZnS.
제 1항에 있어서, 상기 제6쉘의 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 반도체 화합물은 ZnS인 것을 특징으로 하는 양자점.
The quantum dot of claim 1, wherein the semiconductor compound composed of Group 12 elements and Group 16 elements of the sixth shell is ZnS.
(a) 절연체 입자로 이루어진 코어를 준비하는 단계;
(b) 반응 매질 중에서 12족 원소 함유 화합물 및 16족 원소 함유 화합물을 반응시켜 상기 코어의 표면에 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 반도체 화합물을 포함하는 제1쉘을 형성하는 단계; 및
(c) 반응 매질 중에서 12족 원소 함유 화합물과 16족 원소 함유 화합물을 반응시켜, 상기 제1쉘의 표면에 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 반도체 화합물을 포함하고, 제1쉘의 밴드갭보다 더 큰 밴드갭을 갖는 제2쉘을 형성하는 단계;를 포함하는 양자점의 제조방법.
(a) preparing a core of insulator particles;
(b) reacting a Group 12 element-containing compound and a Group 16 element-containing compound in a reaction medium to form a first shell including a semiconductor compound composed of Group 12 elements and Group 16 elements on the surface of the core; And
(c) reacting a Group 12 element-containing compound and a Group 16 element-containing compound in a reaction medium, wherein the surface of the first shell contains a semiconductor compound composed of Group 12 elements and Group 16 elements, and is less than the bandgap of the first shell. Forming a second shell having a larger bandgap.
제 19항에 있어서,
(d) 반응 매질 중에서 12족 원소 함유 화합물과 16족 원소 함유 화합물을 반응시켜, 상기 제2쉘의 표면에 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 서로 상이한 2종의 반도체 화합물을 포함하고, 제2쉘의 밴드갭보다 더 큰 밴드갭을 갖는 제3쉘을 형성하는 단계;
(e) 반응 매질 중에서 12족 원소 함유 화합물과 16족 원소 함유 화합물을 반응시켜, 상기 제3쉘의 표면에 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 서로 상이한 2종의 반도체 화합물을 포함하고, 제3쉘의 밴드갭보다 더 큰 밴드갭을 갖는 제4쉘을 형성하는 단계;
(f) 반응 매질 중에서 12족 원소 함유 화합물과 16족 원소 함유 화합물을 반응시켜, 상기 제4쉘의 표면에 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 반도체 화합물을 포함하고, 제4쉘의 밴드갭보다 더 큰 밴드갭을 갖는 제5쉘을 형성하는 단계; 및
(g) 반응 매질 중에서 12족 원소 함유 화합물과 16족 원소 함유 화합물을 반응시켜, 상기 제5쉘의 표면에 12족 원소와 16족 원소로 이루어진 반도체 화합물을 포함하고, 제5쉘의 밴드갭보다 더 큰 밴드갭을 갖는 제6쉘을 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양자점의 제조방법.
20. The method of claim 19,
(d) reacting the Group 12 element-containing compound and the Group 16 element-containing compound in a reaction medium, wherein the surface of the second shell contains two different kinds of semiconductor compounds composed of Group 12 elements and Group 16 elements; Forming a third shell having a bandgap larger than the bandgap of the shell;
(e) reacting a Group 12 element-containing compound and a Group 16 element-containing compound in a reaction medium to include two different types of semiconductor compounds composed of Group 12 elements and Group 16 elements on the surface of the third shell; Forming a fourth shell having a bandgap larger than the bandgap of the shell;
(f) reacting the Group 12 element-containing compound and the Group 16 element-containing compound in a reaction medium, wherein the surface of the fourth shell contains a semiconductor compound composed of Group 12 element and Group 16 element, and is less than the band gap of the fourth shell. Forming a fifth shell having a larger bandgap; And
(g) reacting the Group 12 element-containing compound and the Group 16 element-containing compound in a reaction medium, wherein the surface of the fifth shell contains a semiconductor compound composed of Group 12 element and Group 16 element, and is less than the band gap of the fifth shell. Forming a sixth shell having a larger band gap; Method of producing a quantum dot further comprising.
제 20항에 있어서, 상기 제1쉘, 제2쉘, 제3쉘, 제4쉘, 제5쉘 및 제6쉘의 총 두께가 2~20nm인 것을 특징으로 하는 양자점의 제조방법.
21. The method of claim 20, wherein the total thickness of the first shell, the second shell, the third shell, the fourth shell, the fifth shell, and the sixth shell is 2-20 nm.
제 19항 내지 제 21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (a) 단계의 절연체 입자는 고분자, 금속 산화물, 금속질화물, 준금속 산화물, 및 준금속 질화물에서 선택되는 1종 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 양자점의 제조방법.
22. The method according to any one of claims 19 to 21, wherein the insulator particles of step (a) comprise one or more selected from polymers, metal oxides, metal nitrides, metalloid oxides, and metalloid nitrides. Method of producing a quantum dot.
제 19항 내지 제 21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (a) 단계의 절연체 입자는 폴리스티렌 입자, 비결정질 실리카 입자 또는 메조 세공 실리카로 코팅된 고분자 입자 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 양자점의 제조방법.
22. The method according to any one of claims 19 to 21, wherein the insulator particles of step (a) are any one of polystyrene particles, amorphous silica particles, or polymer particles coated with mesoporous silica. .
제 19항 내지 제 21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (a) 단계의 절연체 입자의 크기는 10~100㎚인 것을 특징으로 하는 양자점의 제조방법.
22. The method according to any one of claims 19 to 21, wherein the size of the insulator particles in step (a) is 10 to 100 nm.
제 19항 내지 제 21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (b) 단계의 12족 원소 함유 화합물은 카드뮴 함유 화합물이고, 16족 원소 함유 화합물은 셀레늄 함유 화합물 또는 텔루륨 함유 화합물인 것을 특징으로 하는 양자점의 제조방법.
22. The compound of any one of claims 19 to 21, wherein the Group 12 element-containing compound of step (b) is a cadmium-containing compound, and the Group 16 element-containing compound is a selenium-containing compound or tellurium-containing compound. Method for producing quantum dots.
제 19항 내지 제 21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (c) 단계의 12족 원소 함유 화합물은 카드뮴 함유 화합물 또는 아연 함유 화합물이고, 16족 원소 함유 화합물은 황 함유 화합물인 것을 특징으로 하는 양자점의 제조방법.
22. The quantum dot according to any one of claims 19 to 21, wherein the Group 12 element-containing compound of step (c) is a cadmium-containing compound or a zinc-containing compound, and the Group 16 element-containing compound is a sulfur-containing compound. Manufacturing method.
제 19항 내지 제 21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (d) 단계의 12족 원소 함유 화합물 대 16족 원소 함유 화합물의 몰비는 1:3 내지 1:9인 것을 특징으로 하는 양자점의 제조방법.
22. The method according to any one of claims 19 to 21, wherein the molar ratio of the Group 12 element-containing compound to the Group 16 element-containing compound of step (d) is from 1: 3 to 1: 9. .
제 27항에 있어서, 상기 (d) 단계의 12족 원소 함유 화합물은 카드뮴 함유 화합물과 아연 함유 화합물이고, 16족 원소 함유 화합물은 황 함유 화합물이며,
상기 카드뮴 함유 화합물 대 아연 함유 화합물의 몰비는 2:1 내지 1:2인 것을 특징으로 하는 양자점의 제조방법.
28. The method according to claim 27, wherein the group 12 element-containing compound of step (d) is a cadmium-containing compound and a zinc-containing compound, the group 16 element-containing compound is a sulfur-containing compound,
Wherein the molar ratio of cadmium-containing compound to zinc-containing compound is 2: 1 to 1: 2.
제 19항 내지 제 21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (e) 단계의 12족 원소 함유 화합물은 카드뮴 함유 화합물과 아연 함유 화합물이고, 16족 원소 함유 화합물은 황 함유 화합물이며,
상기 카드뮴 함유 화합물 대 아연 함유 화합물의 몰비는 1:2 내지 1:6인 것을 특징으로 하는 양자점의 제조방법.
The compound of any one of claims 19 to 21, wherein the Group 12 element-containing compound of step (e) is a cadmium-containing compound and a zinc-containing compound, and the Group 16 element-containing compound is a sulfur-containing compound,
Wherein the molar ratio of cadmium containing compound to zinc containing compound is 1: 2 to 1: 6.
제 19항 내지 제 21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (f) 단계 및 상기 (g) 단계의 12족 원소 함유 화합물은 아연 함유 화합물이고, 16족 원소 함유 화합물은 황 함유 화합물인 것을 특징으로 하는 양자점의 제조방법.22. The compound of any one of claims 19 to 21, wherein the group 12 element-containing compound of step (f) and (g) is a zinc-containing compound, and the group 16 element-containing compound is a sulfur-containing compound. Method of producing a quantum dot.
KR1020110111483A 2011-10-28 2011-10-28 Quantum dot having core-multishell structure and manufacturing method of the same KR101912818B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110111483A KR101912818B1 (en) 2011-10-28 2011-10-28 Quantum dot having core-multishell structure and manufacturing method of the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110111483A KR101912818B1 (en) 2011-10-28 2011-10-28 Quantum dot having core-multishell structure and manufacturing method of the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130046849A true KR20130046849A (en) 2013-05-08
KR101912818B1 KR101912818B1 (en) 2018-10-30

Family

ID=48658434

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110111483A KR101912818B1 (en) 2011-10-28 2011-10-28 Quantum dot having core-multishell structure and manufacturing method of the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101912818B1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016010405A1 (en) * 2014-07-17 2016-01-21 서강대학교 산학협력단 Method for manufacturing semiconductor fluorescent nanoparticles to be applied to optics and displays
KR20170133030A (en) 2016-05-25 2017-12-05 고려대학교 세종산학협력단 Method for preparing core-shell structure comprising CdSe core based on glyme solvent and the core-shell structure prepared therefrom
CN108269941A (en) * 2018-01-23 2018-07-10 福州大学 A kind of production method of the light emitting diode with quantum dots device based on vertical channel SBA-15 confinements
KR102199867B1 (en) 2020-11-19 2021-01-08 주식회사 에코프로이엠 Preparation method for positive electrode active material
KR102260974B1 (en) 2020-06-24 2021-06-04 주식회사 오디텍 Method for light-curable nanosilica ceramic composites for titanium oxide photocatalyst and devices prepared therefrom, catalyst by the same
KR20210077339A (en) 2019-12-17 2021-06-25 고려대학교 세종산학협력단 Preparation method for core-shell quantum dot comprising iii-v core, and quantum dot manufactured thereby
CN115433562A (en) * 2022-08-29 2022-12-06 电子科技大学 Method for improving particle size dispersity of quantum dots based on solvothermal method

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016010405A1 (en) * 2014-07-17 2016-01-21 서강대학교 산학협력단 Method for manufacturing semiconductor fluorescent nanoparticles to be applied to optics and displays
KR20170133030A (en) 2016-05-25 2017-12-05 고려대학교 세종산학협력단 Method for preparing core-shell structure comprising CdSe core based on glyme solvent and the core-shell structure prepared therefrom
US11421155B2 (en) 2016-05-25 2022-08-23 Korea University Research And Business Foundation, Sejong Campus Method for producing core-shell structure including CdSe core based on glyme solvent and core-shell structure including CdSe core produced thereby
CN108269941A (en) * 2018-01-23 2018-07-10 福州大学 A kind of production method of the light emitting diode with quantum dots device based on vertical channel SBA-15 confinements
KR20210077339A (en) 2019-12-17 2021-06-25 고려대학교 세종산학협력단 Preparation method for core-shell quantum dot comprising iii-v core, and quantum dot manufactured thereby
KR102260974B1 (en) 2020-06-24 2021-06-04 주식회사 오디텍 Method for light-curable nanosilica ceramic composites for titanium oxide photocatalyst and devices prepared therefrom, catalyst by the same
KR102199867B1 (en) 2020-11-19 2021-01-08 주식회사 에코프로이엠 Preparation method for positive electrode active material
CN115433562A (en) * 2022-08-29 2022-12-06 电子科技大学 Method for improving particle size dispersity of quantum dots based on solvothermal method
CN115433562B (en) * 2022-08-29 2024-05-07 电子科技大学 Method for improving particle size dispersity of quantum dots based on solvothermal method

Also Published As

Publication number Publication date
KR101912818B1 (en) 2018-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10910525B2 (en) Cadmium-free quantum dot nanoparticles
JP6570688B2 (en) Synthesis of metal oxide nanoparticles from molecular cluster compounds
US7867557B2 (en) Nanoparticles
EP2171016B1 (en) Nanoparticles
US7867556B2 (en) Controlled preparation of nanoparticle materials
JP4219164B2 (en) Preparation of nanocrystallite
KR101342684B1 (en) Preparation of nanoparticle materials
KR101912818B1 (en) Quantum dot having core-multishell structure and manufacturing method of the same
KR101320549B1 (en) Quantum dot having core-multishell structure and manufacturing method of the same
KR101486529B1 (en) Quantum Dot and Method of Manufacturing The Same
KR20200120530A (en) Ⅲ­Ⅴ quantum dot and method for preparing the same
WO2019081402A1 (en) Quantum dots having a high quantum yield
KR20200120529A (en) Activation nanocluster for making Ⅲ­Ⅴ quantum dot including transition metal, quantum dot using the same, and method for preparing thereof
KR20200120531A (en) Ⅲ­Ⅴ quantum dot and method for preparing the same
KR101661271B1 (en) Nanoparticles and preparing method of the same
KR102566035B1 (en) Ⅲ―Ⅴquantum dot and method for preparing the same
KR20180057956A (en) Organic-inorganic hybrid quantum dot
KR20200120532A (en) Ⅲ­Ⅴ quantum dot and method for preparing the same
Chung Foundations of White Light Quantum Dots

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
N231 Notification of change of applicant
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant