KR20140129845A - 퀀텀 로드 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 징크 화합물을 포함하는 코어와; 상기 코어를 감싸며 ZnS로 이루어지는 쉘을 포함하며 단파장의 가시광선을 방출할 수 있는 퀀텀 로드를 제공한다.

Description

퀀텀 로드 및 그 제조 방법{Quantum rod and Method of fabricating　the same}
본 발명은 퀀텀 로드에 관한 것으로, 단파장의 가시광선을 방출할 수 있는 퀀텀 로드 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 액정표시장치(Liquid Crystal Display device : LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device : PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device : FED), 유기발광다이오드표시장치(organic light emitting diode display device : OELD) 등과 같은 다양한 평판표시장치가 개발되어 각광받고 있다.
한편, 최근에는 퀀텀 로드(quantum rod, 양자막대)를 표시장치에 이용하고자 하는 연구가 진행되고 있다.
퀀텀 로드는 높은 발광효율과 우수한 재현률로 많은 응용 가능성을 갖고 있다. 예를 들어, 조명용 발광소자, 액정표시장치 소자 및 광원에 대한 퀀텀 로드의 응용이 연구되고 있다.
퀀텀 로드는 나노크기의 II-VI, III-V, I-III-VI, IV-VI 반도체 입자가 코어 (core)를 이루는 입자를 말하며, 코어를 보호하기 위한 쉘 (shell)을 포함한다. 또한, 분산을 돕기 위한 유기결합체(ligand)로 구분된다.
퀀텀 로드는 일반적 염료에 비해 흡광계수 (extinction coefficient)가 매우 크고 양자효율 (quantum yield)도 우수하므로 강한 형광을 발생하며, 퀀텀 로드의 직경을 조절하면 발하는 가시광선의 파장을 조절할 수 있다.
또한 퀀텀 로드는 선편광을 내는 특성을 가지며 stark effect에 의해 외부 전기장이 인가되면 전자와 정공의 분리되어 발광을 조절할 수 있는 광학적 특성을 지니고 있다. 따라서, 이러한 특성을 이용하면 표시장치의 광효율을 향상시킬 수 있는 장점을 갖는다.
한편, 퀀텀 로드를 표시장치에 이용하기 위해서는 적색, 녹색 및 청색 발광형 퀀텀 로드가 필요한데 이 중 적색 발광형 퀀텀 로드만 개발된 상태이다.
즉, CdSe를 코어로 이용하고 CdS를 쉘로 이용하는 CdSe/CdS 구조의 적색 발광형 퀀텀 로드가 개발된 상태이다. 이러한 Cd/Se/CdS 구조의 퀀텀 로드의 발광 메커니즘을 도시한 도 1을 참조하면, Cd/Se/CdS 구조의 퀀텀 로드는 약 1.6eV의 Eg 값을 가져 약 775nm 파장의 적색 가시광선을 발하게 된다.
한편, 퀀텀 로드에서 발광하는 가시광선의 파장은 코어의 크기, 즉 직경에 의해 결정되는데, 전술한 CdSe/CdS 구조의 퀀텀 로드의 코어 직경을 3~7nm로 조절하여도 500~650nm 파장 범위의 가시광선만이 발생하게 된다.
따라서, 전술한 CdSe/CdS 구조의 퀀텀 로드를 이용하여 단파장의 가시광선을 방출하는 퀀텀 로드를 구현할 수 없는 문제가 있다.
본 발명은 종래 CdSe/CdS 구조의 퀀텀 로드가 방출할 수 있는 가시광선의 제한된 범위를 극복하고자 한다.
이에 따라, 퀀텀 로드를 이용한 표시장치가 풀컬러 영상을 구현할 수 있도록 하고자 한다.
위와 같은 과제의 해결을 위해, 본 발명은 징크 화합물을 포함하는 코어와; 상기 코어를 감싸며 ZnS로 이루어지는 쉘을 포함하는 퀀텀 로드를 제공한다.
본 발명의 쿼텀 로드에 있어서, 상기 징크 화합물은 ZnSe 또는 ZnSeS 중에서 선택되고, 상기 코어는 ZnSe 또는 ZnSeS의 단일 구조 또는 다중 구조인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 쿼텀 로드에 있어서, 상기 쉘의 길이와 상기 코어의 크기의 비는 2~10인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 쿼텀 로드에 있어서, 상기 코어로부터 400~520nm 파장의 가시광선이 방출되는 것을 특징으로 한다.
다른 관점에서, 본 발명은 제 1 질량의 질산아연과, 제 2 질량의 황산아연과, 황(S) 파우더와, 징크 화합물을 포함하는 코어를 유기용매에 용해시킨 혼합물을 준비하는 단계와; 밀폐된 반응 공간에서 상기 혼합물을 지방족 아민과 반응시키는 단계를 포함하는 퀀텀 로드의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 쿼텀 로드 제조 방법에 있어서, 상기 징크 화합물은 ZnSe 또는 ZnSeS 중에서 선택되고, 상기 코어는 ZnSe 또는 ZnSeS의 단일 구조 또는 다중 구조인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 쿼텀 로드 제조 방법에 있어서, 상기 제 1 질량과 상기 제 2 질량의 비는 1:1~1.5인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 쿼텀 로드 제조 방법에 있어서, 상기 지방족 아민의 끓는 점은 상기 반응 공간의 온도보다 낮은 것을 특징으로 한다.
본 발명의 쿼텀 로드 제조 방법에 있어서, 상기 지방족 아민은 C18 이하의 지방족 아민인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 쿼텀 로드 제조 방법에 있어서, 상기 반응 온도는 200~500℃인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 쿼텀 로드 제조 방법에 있어서, 상기 지방족 아민은 oleylamine인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 쿼텀 로드 제조 방법에 있어서, 상기 혼합물을 상기 지방족 아민과 반응시키는 단계 이전에, 상기 혼합물을 건조시키는 단계와; 상기 건조시키는 단계 이후에 상기 혼합물을 교반하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 퀀텀 로드는 ZnSe 또는 ZnSeS의 단일 또는 다중 코어와 ZnS의 쉘을 포함함으로써, 단파장의 가시광선을 방출하게 된다.
또한, 쉘 길이와 코어 크기의 종횡비를 증가시킴으로써, 방출되는 빛의 선편광 특성과 외부 전기장에 의한 구동 특성이 향상되는 효과를 갖는다.
도 1은 종래 Cd/Se/CdS 구조의 퀀텀 로드의 발광 메커니즘을 보여준다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 퀀텀 로드의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 퀀텀 로드의 PL 스펙트럼이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 퀀텀 로드의 TEM 이미지이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 퀀텀 로드의 개략적인 단면도이다.
도 6a 및 도 6d 각각은 본 발명의 제 2 실시예에 따라 제조된 퀀텀 로드의 TEM 이미지이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 퀀텀 로드는 징크(zinc) 화합물로 이루어지는 코어와, 상기 코어를 감싸는 ZnS 쉘의 구조를 갖는다.
즉, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 퀀텀 로드의 개략적인 단면도인 도 2를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 퀀텀 로드(100)는 코어(110)와 쉘(120)을 포함한다. 상기 코어(110)는 징크(zinc) 화합물을 포함하며 단일 또는 다중 구조일 수 있다. 예를 들어, ZnSe 또는 ZnSeS의 단일 코어 또는 ZnSe의 제 1 코어와 ZnSeS의 제 2 코어의 다중 코어일 수 있다. 상기 제 1 코어를 상기 제 2 코어가 감싸는 구조 또는 상기 제 2 코어를 상기 제 2 코어가 감싸는 구조일 수 있다.
이때, 상기 ZnSe 또는 ZnSeS 코어는 종래 퀀텀 로드의 코어인 CdSe에 비해 큰 약 3eV의 Eg값을 가지며 단파장의 가시광선을 방출하게 된다. 즉, 본 발명의 퀀텀 로드는 약 400~520nm 파장의 가시광선을 방출하게 된다.
상기 코어(110)의 크기, 즉 직경(D1)에 의해 퀀텀 로드(100)로부터 방출되는 빛의 파장이 결정된다. 즉, 퀀텀 로드(100)로부터 방출되는 가시광선의 파장은 코어(110)의 직경(D1)에 비례하기 때문에, 코어(110)의 직경(D1)을 조절함으로써, 방출되는 가시광선의 파장을 조절할 수 있다.
상기 코어(110)의 직경(D1)은 약 1~100nm일 수 있으며, 바람직하게는 3~10nm일 수 있다. 이와 같은 크기를 갖고 ZnSe 또는 ZnSeS로 이루어지는 단일 또는 다중 코어(110)에 의해 단파장의 빛이 방출된다.
또한, 상기 퀀텀 로드(100)는 안정제 역할을 하는 유기결합체(organic ligand) 용매에 분산된다. 이때, 상기 유기결합체는 지용성 유기결합체(hydrophobic organic ligand), 수용성 유기결합체(hydrophobic organic ligand), 또는 실리콘계 유기결합체(silicon-based organic ligand)일 수 있다. 예를 들어, 상기 유기결합체는 oleylamine 또는 oleic acid일 수 있다.
전술한 바와 같이, ZnSe(zinc selenide) 또는 ZnSeS의 코어를 갖고 ZnS의 쉘이 상기 코어를 감싸는 구조를 갖는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 퀀텀 로드는 ZnS 또는 ZnSeS 코어를 황산아연(zinc sulfate)과 황(S) 파우더와 함께 용매에 녹인 후 지방족 아민과 혼합하여 반응시킴으로써 합성된다.
이하, 구체적인 합성예를 설명한다.
합성예1
황산아연 (150mg), 황(S) 파우더 (44mg), ZnSe 코어 10mg를 톨루엔 (1ml)에 녹였다. 다음, 약 1시간 정도 약 120℃ 온도 조건 하에서 건조시키고, 약 3 시간 정도 약 120℃ 온도 및 질소 조건 하에서 교반하였다. 다음, oleylamine (17ml)이 담겨진 수열반응기에 혼합물을 넣고 약 24시간 정도 약 200℃ 온도 조건 하에서 반응시켰다. 다음, 헥산과 메탄올을 이용하여 침전시키고 정제함으로써 퀀텀 로드를 얻었다.
상기 합성예1에 의하면 ZnSe 코어의 퀀텀 로드가 얻어지며, ZnSe 대시에 ZnSeS 코어를 이용하거나 ZnSe/ZnSeS 코어를 이용하여 ZnSeS 코어의 퀀텀 로드 또는 ZnSe/ZnSeS의 다중 코어 퀀텀 로드를 얻을 수 있다.
퀀텀 로드를 제조하기 위한 위 물질들은 수분 및 산소에 의해 쉽게 손상되기 때문에, 수분 및 산소를 제거하기 위한 건조 공정이 진행된다. 그러나, 이러한 공정은 생략 가능하다. 또한, 교반 공정은 원활한 반응을 위해 진행되며 생략 가능하다.
또한, 상기 수열 반응기는 밀폐된 반응 공간을 제공하며, oleylamine은 반응온도보다 끓는 점이 낮고 ZnS 쉘의 길이 방향 성장을 일으킨다. Oleyamine은 일예이며, 반응온도보다 낮은 끓는 점을 갖고 혼합물이 용해 가능한 amine 계열의 용매를 이용할 수 있다. 즉, C18 이하의 지방족 아민이 이용될 수 있으며, 바람직하게는 적어도 하나의 이중 결합을 갖는 C18 이하의 알릴아민(allylamine)일 수 있다.
이와 같이 얻어진 퀀텀 로드의 PL (photoluminescence) 스펙트럼을 도 3에 도시하였다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 퀀텀 로드(100)는 약 447nm의 PL 피크를 가져 단파장의 가시광선을 방출하며 양자효율은 6%이다.
전술한 바와 같이, 퀀텀 로드(100)에서 방출되는 가시광선의 파장은 코어(110)의 직경 또는 크기에 의해 결정된다. 또한, 퀀텀 로드(100)에서 방출되는 빛의 선평광 특성과 외부 전기장에 의한 구동 특성은 쉘(120)의 길이에 의해 결정된다.
예를 들어, 쉘이 길이와 코어의 직경(또는 크기)의 비인 종횡비(aspect ratio, AR)가 클수록 퀀텀 로드에서 방출되는 빛의 선평광 특성이 향상되며, 종횡비가 2보다 커야 외부 전기장에 의한 구동이 가능하다.
그런데, 전술한 합성예1에 의해 얻어진 본 발명의 제 1 실시예에 따른퀀텀 로드(100)는 상기 쉘(120)의 길이(L1)와 상기 상기 코어(110)의 직경(D1)의 종횡비(aspect ratio, AR)가 약 1.5 이하가 된다.
즉, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 퀀텀 로드의 TEM 이미지인 도 4를 참조하면, 퀀텀 로드의 코어 직경은 7.52nm이고 쉘의 길이는 9.40nm이며, 이에 따라 약 1.25의 종횡비 값을 갖게 된다.
따라서, 퀀텀 로드는 선편광 특성이 낮은 빛을 방출하게 되고 외부 전기장에 의한 구동 특성 또한 좋지 않다.
다시 말해, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 퀀텀 로드(100)를 이용하여 단파장의 가시광선을 방출시킬 수 있으나, 선편광 특성이 좋지 못하며 외부 전기장에 의한 온/오프 구동이 매우 어렵게 된다.
이하, 위와 같은 선편광 특성 및 구동 특성을 개선할 수 있는 퀀텀 로드에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 퀀텀 로드의 개략적인 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 퀀텀 로드(200)는 코어(210)와 쉘(220)을 포함한다. 상기 코어(110)는 징크(zinc) 화합물을 포함하며 단일 또는 다중 구조일 수 있다. 예를 들어, 상기 코어(210)는 ZnSe 또는 ZnSeS의 단일 구조 또는 ZnSe의 제 1 코어와 ZnSeS의 제 2 코어의 다중 구조일 수 있다. 상기 제 1 코어를 상기 제 2 코어가 감싸는 구조 또는 상기 제 2 코어를 상기 제 2 코어가 감싸는 구조일 수 있다. 또한, 상기 쉘(220)은 ZnS로 이루어진다.
전술한 바와 같이, 상기 ZnSe 또는 ZnSeS 코어는 종래 퀀텀 로드의 코어인 CdSe에 비해 큰 약 3eV의 Eg값을 가지며 단파장의 가시광선을 방출하게 된다. 즉, 본 발명의 퀀텀 로드는 약 400~520nm 파장의 가시광선을 방출하게 된다.
상기 코어(210)의 크기, 즉 직경(D2)에 의해 퀀텀 로드(200)로부터 방출되는 빛의 파장이 결정된다. 즉, 퀀텀 로드(200)로부터 방출되는 가시광선의 파장은 코어(110)의 직경(D1)에 비례하기 때문에, 코어(110)의 직경(D1)을 조절함으로써, 방출되는 가시광선의 파장을 조절할 수 있다.
상기 코어(210)의 직경(D2)은 약 1~100nm일 수 있으며, 바람직하게는 3~10nm일 수 있다. 이와 같은 크기를 갖고 ZnSe 또는 ZnSeS로 이루어지는 단일 또는 다중 코어(110)에 의해 단파장의 빛이 방출된다.
또한, 상기 쉘(220)의 길이(L2)에 의해 퀀텀 로드(200)로부터 방출되는 빛의 선편광 특성과 외부 전기장에 의한 구동 특성이 결정된다. 즉, 상기 쉘(220)의 길이(L2)와 상기 코어(210)의 크기(D2)의 비인 종횡비가 2보다 큰 값을 갖는 경우, 퀀텀 로드(200)로부터 방출된 빛은 쉘(220)의 길이 방향을 따라 선편광되고 퀀텀 로드(200)로 이루어지는 층이 외부 전기장에 의해 구동될 수 있다. 예를 들어, 상기 쉘(220)은 약 5~1000nm의 길이(L2)를 가지며, 상기 쉘(220)의 길이(L2)와 상기 코어(210)의 크기(D2)의 종횡비는 2~10의 값을 가질 수 있다.
또한, 상기 퀀텀 로드(200)는 안정제 역할을 하는 유기결합체(organic ligand) 용매에 분산된다. 이때, 상기 유기결합체는 지용성 유기결합체(hydrophobic organic ligand), 수용성 유기결합체(hydrophobic organic ligand), 또는 실리콘계 유기결합체(silicon-based organic ligand)일 수 있다. 예를 들어, 상기 유기결합체는 oleylamine 또는 oleic acid일 수 있다.
전술한 바와 같이, ZnSe 또는 ZnSeS의 코어를 갖고 ZnS의 쉘이 2 이상의 종횡비를 가지며 상기 코어를 감싸는 구조를 갖는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 퀀텀 로드는 ZnS 또는 ZnSeS 코어를 황산아연(zinc sulfate), 질산아연(zinc nitrate) 및 황(,S) 파우더와 함께 용매에 녹인 후 지방족 아민과 혼합하여 반응시킴으로써 합성된다.
이하, 구체적인 합성예를 설명한다.
합성예2
질산아연 (128mg), 황산아연 (300mg), 황(S) 파우더 (44mg), ZnSe 코어 10mg를 톨루엔 (1ml)에 녹였다. 다음, 약 1시간 정도 약 120℃ 온도 조건 하에서 건조시키고, 약 3 시간 정도 약 120℃ 온도 및 질소 조건 하에서 교반하였다. 다음, oleylamine (17ml)이 담겨진 수열반응기에 혼합물을 넣고 약 24시간 정도 약 230℃ 온도 조건 하에서 반응시켰다. 다음, 헥산과 메탄올을 이용하여 침전시키고 정제함으로써 퀀텀 로드를 얻었다.
합성예3
질산아연 (256mg), 황산아연 (150mg), 황(S) 파우더 (44mg), ZnSe 코어 10mg를 톨루엔 (1ml)에 녹였다. 다음, 약 1시간 정도 약 120℃ 온도 조건 하에서 건조시키고, 약 3 시간 정도 약 120℃ 온도 및 질소 조건 하에서 교반하였다. 다음, oleylamine (17ml)이 담겨진 수열반응기에 혼합물을 넣고 약 24시간 정도 약 230℃ 온도 조건 하에서 반응시켰다. 다음, 헥산과 메탄올을 이용하여 침전시키고 정제함으로써 퀀텀 로드를 얻었다.
합성예4
질산아연 (128mg), 황산아연 (150mg), 황(S) 파우더 (44mg), ZnSe 코어 10mg를 톨루엔 (1ml)에 녹였다. 다음, 약 1시간 정도 약 120℃ 온도 조건 하에서 건조시키고, 약 3 시간 정도 약 120℃ 온도 및 질소 조건 하에서 교반하였다. 다음, oleylamine (17ml)이 담겨진 수열반응기에 혼합물을 넣고 약 24시간 정도 약 230℃ 온도 조건 하에서 반응시켰다. 다음, 헥산과 메탄올을 이용하여 침전시키고 정제함으로써 퀀텀 로드를 얻었다.
합성예5
질산아연 (128mg), 황산아연 (150mg), 황(S) 파우더 (44mg), ZnSe 코어 10mg를 톨루엔 (1ml)에 녹였다. 다음, 약 1시간 정도 약 120℃ 온도 조건 하에서 건조시키고, 약 3 시간 정도 약 120℃ 온도 및 질소 조건 하에서 교반하였다. 다음, oleylamine (17ml)이 담겨진 수열반응기에 혼합물을 넣고 약 24시간 정도 약 250℃ 온도 조건 하에서 반응시켰다. 다음, 헥산과 메탄올을 이용하여 침전시키고 정제함으로써 퀀텀 로드를 얻었다.
전술한 합성예2 내지 합성예5에서는, 합성예1과 비교할 때 질산아연을 포함하여 반응이 이루어졌음을 알 수 있다. 여기서, 황산아연에 의해 황 파우더와 코어와의 표면 반응이 유도되며, 질산아연에 의해 쉘의 장축 방향 신장이 유도된다.
즉, 합성예1에서는 황산아연에 의해 코어와 황 파우더의 표면 반응이 유도되어 ZnS의 쉘이 형성되지만 질산아연이 없기 때문에 쉘의 장축 방향 신장이 이루어지지 않는다. 그러나, 합성예2 내지 합성예5에서는 질산아연이 반응에 관여하기 때문에 ZnS 쉘의 장축 방향 신장이 촉진되고 이에 따라 퀀텀 로드의 종횡비가 증가하게 된다.
구체적으로, 합성예2에 의해 얻어진 퀀텀 로드의 TEM 이미지인 도6a에 도시된 바와 같이, 합성예2에 의하면 종횡비 1.5~2 정도의 퀀텀 로드가 얻어지고, 합성예3에 의하면 종횡비 10 이상의 퀀텀 로드가 얻어진다.
합성예2에 의하면 퀀텀 로드의 종횡비가 증가하였으나 원하는 선편광 특성을 발휘하기 힘들며 특히 외부 전기장에 의한 구동 특성이 좋지 않은 상태이다. 이는 황산아연에에 비해 질산아연의 함량이 상대적으로 너무 작기 때문이다.
한편, 합성예3에 의해 얻어진 퀀텀 로드의 TEM 이미지인 도6b에 도시된 바와 같이, 합성예3에 의하면 퀀텀 로드의 종횡비가 크게 증가하나 코어 없이 ZnS의 단일 로드가 관찰되었다. 즉, 쉘만으로 구성되는 로드가 형성되기 때문에, 발광 특성이 저하되는 문제가 있으며, 이는 황산아연에 비해 질산아연의 함량이 상대적으로 너무 크기 때문이다.
합성예4 및 5에서는 황산아연과 질산아연이 유사한 질량비를 갖도록 하여 퀀텀 로드가 얻어졌으며, 이러한 경우 코어와 쉘 구조를 갖고 종횡비가 약 4~5임을 알 수 있다. 질산아연과 황산아연의 질량비는 1:1~1.5인 것이 바람직하다. 전술한 바와 같이, 질산아연의 비율이 이보다 작으면 쿼텀 로드의 종횡비가 작아지고, 질산아연의 비율이 이보다 커지면 코어 없이 쉘만으로 이루어지는 입자가 형성되기 때문입니다.
합성예4에 의해 얻어진 퀀텀 로드의 TEM 이미지인 도6c에 도시된 바와 같이, 합성예4에 의하면 종횡비 약 4.2의 퀀텀 로드를 얻을 수 있다. (코어 크기=5.61nm, 쉘 길이=23.30nm)
또한, 합성예5에 의해 얻어진 퀀텀 로드의 TEM 이미지인 도6d에 도시된 바와 같이, 합성예5에 의하면 종횡비 약 5의 퀀텀 로드를 얻을 수 있다. (코어 크기=5.20nm, 쉘 길이=25.58nm)
위 합성예4와 합성예5는 수열반응기에서의 온도 조건을 달리하고 있는데, 반응 온도의 증가에 따라 퀀텀 로드의 종횡비가 증가함을 알 수 있다. 반응온도는 수열 반응기 내의 용매의 끓는 점보다 높아야 하며 반응 진행을 고려하면 200℃ 이상일 수 있고, 수열 반응기에 따라 그 상한 온도는 결정될 수 있다. 예를 들어, 반응온도는 약 200~500℃ 일 수 있다.
본 발명에서는, ZnSe 또는 ZnSeS의 단일 또는 다중 코어와 상기 코어를 감싸는 ZnS의 쉘 구조를 가고 단파장의 가싱광선을 방출할 수 있는 퀀텀 로드를 제공할 수 있다.
또한, 황산아연과 질산아연이 코어와의 반응에 참가하여 쉘의 길이를 증가시킴으로써, 퀀텀 로드로부터 방출되는 빛의 선편광 특성 및 외부 자기장에 의한 구동 특성이 향상된다.
이러한 퀀텀 로드는 질산아연과 황산아연을 황 파우더 및 코어와 함께 톨루엔과 같은 유기용매에 용해시킨 후, 밀폐된 반응 공간을 제공하는 반응기, 예를 들어 수열 반응기에서 oleylamine과 같은 지방족 아민과 반응시킴으로써 합성된다. 이때, 질산아연과 황산아연의 비율을 조절함으로써 퀀텀 로드의 종횡비를 조절할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 기술자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100, 200: 퀀텀 로드　 110, 210: 코어
120, 220: 쉘

Claims (12)

  1. 징크 화합물을 포함하는 코어와;
    상기 코어를 감싸며 ZnS로 이루어지는 쉘
    을 포함하는 퀀텀 로드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 징크 화합물은 ZnSe 또는 ZnSeS 중에서 선택되고, 상기 코어는 ZnSe 또는 ZnSeS의 단일 구조 또는 다중 구조인 것을 특징으로 하는 퀀텀 로드.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 쉘의 길이와 상기 코어의 크기의 비는 2~10인 것을 특징으로 하는 퀀텀 로드.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 코어로부터 400~520nm 파장의 가시광선이 방출되는 것을 특징으로 하는 퀀텀 로드.
  5. 제 1 질량의 질산아연과, 제 2 질량의 황산아연과, 황(S) 파우더와, 징크 화합물을 포함하는 코어를 유기용매에 용해시킨 혼합물을 준비하는 단계와;
    밀폐된 반응 공간에서 상기 혼합물을 지방족 아민과 반응시키는 단계
    를 포함하는 퀀텀 로드의 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 징크 화합물은 ZnSe 또는 ZnSeS 중에서 선택되고, 상기 코어는 ZnSe 또는 ZnSeS의 단일 구조 또는 다중 구조인 것을 특징으로 하는 퀀텀 로드의 제조 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 질량과 상기 제 2 질량의 비는 1:1~1.5인 것을 특징으로 하는 퀀텀 로드의 제조 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 지방족 아민의 끓는 점은 상기 반응 공간의 온도보다 낮은 것을 특징으로 하는 퀀텀 로드의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 지방족 아민은 C18 이하의 지방족 아민인 것을 특징으로 하는 퀀텀 로드의 제조 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 반응 온도는 200~500℃인 것을 특징으로 하는 퀀텀 로드의 제조 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 지방족 아민은 oleylamine인 것을 특징으로 하는 퀀텀 로드의 제조 방법.
  12. 제 5 항에 있어서,
    상기 혼합물을 상기 지방족 아민과 반응시키는 단계 이전에,
    상기 혼합물을 건조시키는 단계와;
    상기 건조시키는 단계 이후에 상기 혼합물을 교반하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 퀀텀 로드의 제조 방법.
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