KR20180090512A - 양자점의 연속흐름 제조방법 및 양자점 연속흐름 제조장치 - Google Patents
양자점의 연속흐름 제조방법 및 양자점 연속흐름 제조장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20180090512A KR20180090512A KR1020170015452A KR20170015452A KR20180090512A KR 20180090512 A KR20180090512 A KR 20180090512A KR 1020170015452 A KR1020170015452 A KR 1020170015452A KR 20170015452 A KR20170015452 A KR 20170015452A KR 20180090512 A KR20180090512 A KR 20180090512A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- pipe
- core
- quantum dot
- heating
- solution
- Prior art date
Links
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 title claims abstract description 147
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 66
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 116
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 85
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 21
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 8
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 86
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 13
- GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N Indium phosphide Chemical compound [In]#P GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 12
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 10
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 6
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 6
- CCCMONHAUSKTEQ-UHFFFAOYSA-N octadec-1-ene Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCC=C CCCMONHAUSKTEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 4
- -1 for example Chemical compound 0.000 description 4
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- 235000021122 unsaturated fatty acids Nutrition 0.000 description 4
- 150000004670 unsaturated fatty acids Chemical class 0.000 description 4
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 3
- ZOIORXHNWRGPMV-UHFFFAOYSA-N acetic acid;zinc Chemical compound [Zn].CC(O)=O.CC(O)=O ZOIORXHNWRGPMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 3
- POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N dodecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCC(O)=O POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZQPPMHVWECSIRJ-MDZDMXLPSA-N elaidic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C\CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-MDZDMXLPSA-N 0.000 description 3
- 229910021478 group 5 element Inorganic materials 0.000 description 3
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 239000004246 zinc acetate Substances 0.000 description 3
- YBNMDCCMCLUHBL-UHFFFAOYSA-N (2,5-dioxopyrrolidin-1-yl) 4-pyren-1-ylbutanoate Chemical compound C=1C=C(C2=C34)C=CC3=CC=CC4=CC=C2C=1CCCC(=O)ON1C(=O)CCC1=O YBNMDCCMCLUHBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PMBXCGGQNSVESQ-UHFFFAOYSA-N 1-Hexanethiol Chemical compound CCCCCCS PMBXCGGQNSVESQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VQOXUMQBYILCKR-UHFFFAOYSA-N 1-Tridecene Chemical compound CCCCCCCCCCCC=C VQOXUMQBYILCKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AFFLGGQVNFXPEV-UHFFFAOYSA-N 1-decene Chemical compound CCCCCCCCC=C AFFLGGQVNFXPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CRSBERNSMYQZNG-UHFFFAOYSA-N 1-dodecene Chemical compound CCCCCCCCCCC=C CRSBERNSMYQZNG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ADOBXTDBFNCOBN-UHFFFAOYSA-N 1-heptadecene Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC=C ADOBXTDBFNCOBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GQEZCXVZFLOKMC-UHFFFAOYSA-N 1-hexadecene Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCC=C GQEZCXVZFLOKMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DCTOHCCUXLBQMS-UHFFFAOYSA-N 1-undecene Chemical compound CCCCCCCCCC=C DCTOHCCUXLBQMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 description 2
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Chemical compound P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 2
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- UKMSUNONTOPOIO-UHFFFAOYSA-N docosanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O UKMSUNONTOPOIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 2
- CHPZKNULDCNCBW-UHFFFAOYSA-N gallium nitrate Chemical compound [Ga+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O CHPZKNULDCNCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021476 group 6 element Inorganic materials 0.000 description 2
- CKDDRHZIAZRDBW-UHFFFAOYSA-N henicosanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O CKDDRHZIAZRDBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VXZBFBRLRNDJCS-UHFFFAOYSA-N heptacosanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O VXZBFBRLRNDJCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XMHIUKTWLZUKEX-UHFFFAOYSA-N hexacosanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O XMHIUKTWLZUKEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N hexadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VKOBVWXKNCXXDE-UHFFFAOYSA-N icosanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O VKOBVWXKNCXXDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 2
- XTAZYLNFDRKIHJ-UHFFFAOYSA-N n,n-dioctyloctan-1-amine Chemical compound CCCCCCCCN(CCCCCCCC)CCCCCCCC XTAZYLNFDRKIHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NHLUYCJZUXOUBX-UHFFFAOYSA-N nonadec-1-ene Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC=C NHLUYCJZUXOUBX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UTOPWMOLSKOLTQ-UHFFFAOYSA-N octacosanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O UTOPWMOLSKOLTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KZCOBXFFBQJQHH-UHFFFAOYSA-N octane-1-thiol Chemical compound CCCCCCCCS KZCOBXFFBQJQHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N selenium;zinc Chemical compound [Se]=[Zn] SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- XEZVDURJDFGERA-UHFFFAOYSA-N tricosanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O XEZVDURJDFGERA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VNDYJBBGRKZCSX-UHFFFAOYSA-L zinc bromide Chemical compound Br[Zn]Br VNDYJBBGRKZCSX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 description 2
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 description 2
- BHHYHSUAOQUXJK-UHFFFAOYSA-L zinc fluoride Chemical compound F[Zn]F BHHYHSUAOQUXJK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- UAYWVJHJZHQCIE-UHFFFAOYSA-L zinc iodide Chemical compound I[Zn]I UAYWVJHJZHQCIE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- ONDPHDOFVYQSGI-UHFFFAOYSA-N zinc nitrate Chemical compound [Zn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ONDPHDOFVYQSGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M (3-methylphenyl)methyl-triphenylphosphanium;chloride Chemical compound [Cl-].CC1=CC=CC(C[P+](C=2C=CC=CC=2)(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC=CC=2)=C1 BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- XDBKLFODBADBED-YPKPFQOOSA-N (z)-2-methyloctadec-7-ene Chemical compound CCCCCCCCCC\C=C/CCCCC(C)C XDBKLFODBADBED-YPKPFQOOSA-N 0.000 description 1
- ZVYYAYJIGYODSD-LNTINUHCSA-K (z)-4-bis[[(z)-4-oxopent-2-en-2-yl]oxy]gallanyloxypent-3-en-2-one Chemical compound [Ga+3].C\C([O-])=C\C(C)=O.C\C([O-])=C\C(C)=O.C\C([O-])=C\C(C)=O ZVYYAYJIGYODSD-LNTINUHCSA-K 0.000 description 1
- IRPGOXJVTQTAAN-UHFFFAOYSA-N 2,2,3,3,3-pentafluoropropanal Chemical compound FC(F)(F)C(F)(F)C=O IRPGOXJVTQTAAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XBIUWALDKXACEA-UHFFFAOYSA-N 3-[bis(2,4-dioxopentan-3-yl)alumanyl]pentane-2,4-dione Chemical compound CC(=O)C(C(C)=O)[Al](C(C(C)=O)C(C)=O)C(C(C)=O)C(C)=O XBIUWALDKXACEA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AWQSAIIDOMEEOD-UHFFFAOYSA-N 5,5-Dimethyl-4-(3-oxobutyl)dihydro-2(3H)-furanone Chemical compound CC(=O)CCC1CC(=O)OC1(C)C AWQSAIIDOMEEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DEXFNLNNUZKHNO-UHFFFAOYSA-N 6-[3-[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]piperidin-1-yl]-3-oxopropyl]-3H-1,3-benzoxazol-2-one Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C1CCN(CC1)C(CCC1=CC2=C(NC(O2)=O)C=C1)=O DEXFNLNNUZKHNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K Aluminum fluoride Inorganic materials F[Al](F)F KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 235000021357 Behenic acid Nutrition 0.000 description 1
- DPUOLQHDNGRHBS-UHFFFAOYSA-N Brassidinsaeure Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCCCCCC(O)=O DPUOLQHDNGRHBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- OZDFLNAUZUHNQL-UHFFFAOYSA-N C(CCCCCCC)N(CCCCCCCC)CCCCCCCC.[S] Chemical compound C(CCCCCCC)N(CCCCCCCC)CCCCCCCC.[S] OZDFLNAUZUHNQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SOEDAXSDMPWTES-UHFFFAOYSA-N C(CCCCCCC)P(CCCCCCCC)CCCCCCCC.SCCC[SiH3] Chemical compound C(CCCCCCC)P(CCCCCCCC)CCCCCCCC.SCCC[SiH3] SOEDAXSDMPWTES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FVDHOWZVGXODEB-UHFFFAOYSA-N C1(=CC=CC=C1)P(C1=CC=CC=C1)C1=CC=CC=C1.[S] Chemical compound C1(=CC=CC=C1)P(C1=CC=CC=C1)C1=CC=CC=C1.[S] FVDHOWZVGXODEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVJAEHWIKHNTSX-UHFFFAOYSA-N C[Si](C)(C)[S] Chemical compound C[Si](C)(C)[S] QVJAEHWIKHNTSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- URXZXNYJPAJJOQ-UHFFFAOYSA-N Erucic acid Natural products CCCCCCC=CCCCCCCCCCCCC(O)=O URXZXNYJPAJJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910004262 HgTe Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000673 Indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005639 Lauric acid Substances 0.000 description 1
- 235000021353 Lignoceric acid Nutrition 0.000 description 1
- CQXMAMUUWHYSIY-UHFFFAOYSA-N Lignoceric acid Natural products CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCCC1=CC=C(O)C=C1 CQXMAMUUWHYSIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XURCIPRUUASYLR-UHFFFAOYSA-N Omeprazole sulfide Chemical compound N=1C2=CC(OC)=CC=C2NC=1SCC1=NC=C(C)C(OC)=C1C XURCIPRUUASYLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- 235000021314 Palmitic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229910002665 PbTe Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- FMRLDPWIRHBCCC-UHFFFAOYSA-L Zinc carbonate Chemical compound [Zn+2].[O-]C([O-])=O FMRLDPWIRHBCCC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- RHKQUGZIMGIIEA-UHFFFAOYSA-N [S].CCCCCCCCP(CCCCCCCC)CCCCCCCC Chemical compound [S].CCCCCCCCP(CCCCCCCC)CCCCCCCC RHKQUGZIMGIIEA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- UYJXRRSPUVSSMN-UHFFFAOYSA-P ammonium sulfide Chemical compound [NH4+].[NH4+].[S-2] UYJXRRSPUVSSMN-UHFFFAOYSA-P 0.000 description 1
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940116226 behenic acid Drugs 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 1
- VTXVGVNLYGSIAR-UHFFFAOYSA-N decane-1-thiol Chemical compound CCCCCCCCCCS VTXVGVNLYGSIAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- VBXWCGWXDOBUQZ-UHFFFAOYSA-K diacetyloxyindiganyl acetate Chemical compound [In+3].CC([O-])=O.CC([O-])=O.CC([O-])=O VBXWCGWXDOBUQZ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- HQWPLXHWEZZGKY-UHFFFAOYSA-N diethylzinc Chemical compound CC[Zn]CC HQWPLXHWEZZGKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N digallium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Ga+3].[Ga+3] AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012470 diluted sample Substances 0.000 description 1
- AXAZMDOAUQTMOW-UHFFFAOYSA-N dimethylzinc Chemical compound C[Zn]C AXAZMDOAUQTMOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- KFEVDPWXEVUUMW-UHFFFAOYSA-N docosanoic acid Natural products CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCCC1=CC=C(O)C=C1 KFEVDPWXEVUUMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WNAHIZMDSQCWRP-UHFFFAOYSA-N dodecane-1-thiol Chemical compound CCCCCCCCCCCCS WNAHIZMDSQCWRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940069096 dodecene Drugs 0.000 description 1
- 238000002296 dynamic light scattering Methods 0.000 description 1
- DPUOLQHDNGRHBS-KTKRTIGZSA-N erucic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCCCCCC(O)=O DPUOLQHDNGRHBS-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- 229940044658 gallium nitrate Drugs 0.000 description 1
- 229910001195 gallium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000373 gallium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- UPWPDUACHOATKO-UHFFFAOYSA-K gallium trichloride Chemical compound Cl[Ga](Cl)Cl UPWPDUACHOATKO-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- SBDRYJMIQMDXRH-UHFFFAOYSA-N gallium;sulfuric acid Chemical compound [Ga].OS(O)(=O)=O SBDRYJMIQMDXRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ORTRWBYBJVGVQC-UHFFFAOYSA-N hexadecane-1-thiol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCS ORTRWBYBJVGVQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- RPQDHPTXJYYUPQ-UHFFFAOYSA-N indium arsenide Chemical compound [In]#[As] RPQDHPTXJYYUPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000337 indium(III) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- PSCMQHVBLHHWTO-UHFFFAOYSA-K indium(iii) chloride Chemical compound Cl[In](Cl)Cl PSCMQHVBLHHWTO-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XGCKLPDYTQRDTR-UHFFFAOYSA-H indium(iii) sulfate Chemical compound [In+3].[In+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O XGCKLPDYTQRDTR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N n-Pentadecanoic acid Natural products CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IOQPZZOEVPZRBK-UHFFFAOYSA-N octan-1-amine Chemical compound CCCCCCCCN IOQPZZOEVPZRBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940049964 oleate Drugs 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- 235000021313 oleic acid Nutrition 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000003921 particle size analysis Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910000073 phosphorus hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
- GOBNDSNLXZYUHQ-UHFFFAOYSA-N selenium;tributylphosphane Chemical compound [Se].CCCCP(CCCC)CCCC GOBNDSNLXZYUHQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MJNSMKHQBIVKHV-UHFFFAOYSA-N selenium;trioctylphosphane Chemical compound [Se].CCCCCCCCP(CCCCCCCC)CCCCCCCC MJNSMKHQBIVKHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SCTHSTKLCPJKPF-UHFFFAOYSA-N selenium;triphenylphosphane Chemical compound [Se].C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 SCTHSTKLCPJKPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SMOJNZMNQIIIPK-UHFFFAOYSA-N silylphosphane Chemical compound P[SiH3] SMOJNZMNQIIIPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052979 sodium sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N sodium sulfide (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].[S-2] GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- OCGWQDWYSQAFTO-UHFFFAOYSA-N tellanylidenelead Chemical compound [Pb]=[Te] OCGWQDWYSQAFTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QZZGJDVWLFXDLK-UHFFFAOYSA-N tetracosanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QZZGJDVWLFXDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TUNFSRHWOTWDNC-HKGQFRNVSA-N tetradecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCC[14C](O)=O TUNFSRHWOTWDNC-HKGQFRNVSA-N 0.000 description 1
- 229940095068 tetradecene Drugs 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- RIOQSEWOXXDEQQ-UHFFFAOYSA-N triphenylphosphine Substances C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 RIOQSEWOXXDEQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940102001 zinc bromide Drugs 0.000 description 1
- 235000004416 zinc carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 239000011667 zinc carbonate Substances 0.000 description 1
- 229910000010 zinc carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- GTLDTDOJJJZVBW-UHFFFAOYSA-N zinc cyanide Chemical compound [Zn+2].N#[C-].N#[C-] GTLDTDOJJJZVBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000014692 zinc oxide Nutrition 0.000 description 1
- NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L zinc sulfate Chemical class [Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- RXBXBWBHKPGHIB-UHFFFAOYSA-L zinc;diperchlorate Chemical class [Zn+2].[O-]Cl(=O)(=O)=O.[O-]Cl(=O)(=O)=O RXBXBWBHKPGHIB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- RNWHGQJWIACOKP-UHFFFAOYSA-N zinc;oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Zn+2] RNWHGQJWIACOKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NHXVNEDMKGDNPR-UHFFFAOYSA-N zinc;pentane-2,4-dione Chemical compound [Zn+2].CC(=O)[CH-]C(C)=O.CC(=O)[CH-]C(C)=O NHXVNEDMKGDNPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/02—Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/04—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
양자점의 코어반경 r1과 쉘두께 r2의 비가 1 : 3~10인 양자점의 연속흐름 제조방법으로서, 코어 전구체 용액을 제1배관에 구비된 제1가열부를 통과시켜 제1가열부에 의해 가열하여 코어 함유 용액을 제조하는 단계;
상기 코어 함유 용액과 쉘 전구체 용액을 각각 제1배관 및 제2배관을 통하여 양자점 형성 용액 제조 믹서에 이송하고 혼합하여 양자점 형성 용액을 제조하는 단계; 및 상기 양자점 형성 용액을 제2가열부가 구비된 제3배관으로 통과시키면서 제2가열부에 의해 가열하여 쉘을 성장시킴으로써 양자점을 형성하는 단계;를 포함하며, 상기 양자점 형성 용액이 제2가열부를 통과하는 시간이 상기 코어 전구체 용액의 제1가열부 통과 시간의 4~20배가 되게 하는 것을 특징으로 하는 코어반경 r1과 쉘두께 r2의 비율이 1 : 3~10인 양자점의 연속흐름 제조방법 및 양자점 연속흐름 제조장치를 제공한다.
상기 코어 함유 용액과 쉘 전구체 용액을 각각 제1배관 및 제2배관을 통하여 양자점 형성 용액 제조 믹서에 이송하고 혼합하여 양자점 형성 용액을 제조하는 단계; 및 상기 양자점 형성 용액을 제2가열부가 구비된 제3배관으로 통과시키면서 제2가열부에 의해 가열하여 쉘을 성장시킴으로써 양자점을 형성하는 단계;를 포함하며, 상기 양자점 형성 용액이 제2가열부를 통과하는 시간이 상기 코어 전구체 용액의 제1가열부 통과 시간의 4~20배가 되게 하는 것을 특징으로 하는 코어반경 r1과 쉘두께 r2의 비율이 1 : 3~10인 양자점의 연속흐름 제조방법 및 양자점 연속흐름 제조장치를 제공한다.
Description
본 발명은 양자점의 연속흐름 제조방법 및 양자점 연속흐름 제조장치에 관한 것이다.
양자점은 벌크 상태에서 반도체성 물질이 가지고 있지 않은 특별한 광학적, 전기적 특성을 나타낸다. 나노 양자점은 이 같은 특성을 이용하여 차세대 고휘도 LED, 바이오 센서, 레이저, 태양 전지 나노 소재 등으로 주목 받고 있다.
종래 이러한 양자점은 주로 실험실에서 고온의 용매에 차가운 전구체를 빠르게 주입시켜 핵을 형성하고, 온도를 가하여 성장시키는 방법으로 생산해왔다.
그러나 상기와 같은 방법은 반응의 제어가 되지 않아 원하는 입자의 크기를 조절할 수 없고 반응량에 따라 조건이 달라져 균일성 확보를 위한 후 공정의 손실 등으로 인해 극히 소량을 생산하는데 그치고 있다. 양자점의 경우 입자의 크기는 광학적, 전기적 특성에 직접적으로 영향을 미치므로 입경의 균일성은 곧 양자점의 품질을 의미하고, 그 균일성이 일정 이하이면 양자점으로서의 특성을 잃게 되어 상업적으로 의미가 없게 된다.
예를 들어, 미국특허 6,682,596호는 전구체와 용매를 섞은 후 일정한 속도로 고온의 열전도성 튜브에 흘려서 양자점을 생산하는 방법을 개시하고 있다. 그러나 이 방법은 소량 생산일 경우 입경의 균일성이 우수하지만 가는 튜브에서의 혼합 단계의 불안정성으로 인해 생산량이 극히 소량에 그치는 문제점을 가지고 있다.
특히, 양자점의 경우 코어와 쉘의 사이즈를 다양하게 조절하여 제조할 필요가 있는데, 종래의 기술들은 이러한 필요를 충족시키지 못하고 있다.
본 발명은 코어반경 r1과 쉘두께 r2의 비율이 1 : 3~10인 양자점을효율적으로 제조할 수 있는 양자점의 연속흐름 제조방법 및 양자점 연속흐름 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여,
본 발명은 양자점의 코어반경 r1과 쉘두께 r2의 비가 1 : 3~10인 양자점의 연속흐름 제조방법으로서,
코어 전구체 용액을 제1배관에 구비된 제1가열부를 통과시켜 제1가열부에 의해 가열하여 코어 함유 용액을 제조하는 단계;
상기 코어 함유 용액과 쉘 전구체 용액을 각각 제1배관 및 제2배관을 통하여 양자점 형성 용액 제조 믹서에 이송하고 혼합하여 양자점 형성 용액을 제조하는 단계; 및
상기 양자점 형성 용액을 제2가열부가 구비된 제3배관으로 통과시키면서 제2가열부에 의해 가열하여 쉘을 성장시킴으로써 양자점을 형성하는 단계;를 포함하며,
상기 양자점 형성 용액이 제2가열부를 통과하는 시간이 상기 코어 전구체 용액의 제1가열부 통과 시간의 4~20배가 되게 하는 것을 특징으로 하는 코어반경 r1과 쉘두께 r2의 비율이 1 : 3~10인 양자점의 연속흐름 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은
코어 전구체 용액을 양자점 형성 용액 제조 믹서로 이송하는 제1가열부가 구비된 제1배관;
쉘 전구체 용액을 양자점 형성 용액 제조 믹서로 이송하는 제2 배관;
상기 제1배관 및 제2배관의 일단부가 연결된 양자점 형성 용액 제조 믹서;
상기 양자점 형성 용액 제조 믹서에 연결되어 양자점 형성 용액을 양자점 회수 컨테이너로 이송하는 제2가열부가 구비된 제3배관;
양자점 회수 컨테이너; 및
상기 제1배관, 제2배관 및 제3배관에서 용액이 이송될 수 있게 구비된 하나 이상의 펌프;를 포함하며,
상기 양자점 형성 용액이 제2가열부를 통과하는 시간이 상기 코어 전구체 용액의 제1가열부 통과 시간의 4~20배가 되도록 구성된 것을 특징으로 하는 코어반경 r1과 쉘두께 r2의 비율이 1 : 3~10인 양자점 제조용 연속흐름 제조장치를 제공한다.
본 발명의 코어반경 r1과 쉘두께 r2의 비율(r2/r1)이 1 : 3~10인 양자점의 연속흐름 제조방법 및 양자점 연속흐름 제조장치는 쉘 두께가 충분히 두꺼운 양자점을 효율적인 방법으로 제공할 수 있다. 상기 쉘두께가 두꺼운 양자점은 우수한 내구성을 제공하므로 다양한 분야에 매우 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 양자점의 구조를 모식적으로 도시한 도면이다.
도 2 및 3은 본 발명의 양자점의 연속흐름 제조방법을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 시험예 1에서 실시된 양자효율의 측정을 예시하여 나타낸 그래프이다.
도 2 및 3은 본 발명의 양자점의 연속흐름 제조방법을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 시험예 1에서 실시된 양자효율의 측정을 예시하여 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명을 보다 자세히 설명한다.
본 발명은 양자점의 코어반경 r1과 쉘두께 r2의 비가 1 : 3~10인 양자점의 연속흐름 제조방법으로서,
코어 전구체 용액을 제1배관에 구비된 제1가열부를 통과시켜 제1가열부에 의해 가열하여 코어 함유 용액을 제조하는 단계;
상기 코어 함유 용액과 쉘 전구체 용액을 각각 제1배관 및 제2 배관을 통하여 양자점 형성 용액 제조 믹서에 이송하고 혼합하여 양자점 형성 용액을 제조하는 단계; 및
상기 양자점 형성 용액을 제2가열부가 구비된 제3배관으로 통과시키면서 제2가열부에 의해 가열하여 쉘을 성장시킴으로써 양자점을 형성하는 단계;를 포함하며,
상기 양자점 형성 용액이 제2가열부를 통과하는 시간이 상기 코어 전구체 용액의 제1가열부 통과 시간의 4~20배가 되게 하는 것을 특징으로 하는 코어반경 r1과 쉘두께 r2의 비율이 1 : 3~10인 양자점의 연속흐름 제조방법에 관한 것이다.
양자점은, 도 1에 예시된 바와 같이, 코어와 쉘을 포함하는 구조를 갖는다. 본 발명에서와 같이 코어반경 r1과 쉘두께 r2의 비율이 1 : 3~10인 양자점의 경우, 쉘의 두께가 충분히 두꺼우므로, 초기 양자효율이 우수하며, 산소와 수분이 공급되는 조건하에서의 경시에 따른 양자효율의 저하가 억제되는 우수한 내구성을 제공할 수 있다.
상기와 같이 쉘의 두께가 충분히 두꺼운 양자점을 제조하기 위해서는 코어와 쉘의 형성시 각각의 반응시간을 조절하는 것이 요구되며, 본 발명은 상기와 같은 해결과제에 대한 솔루션을 제공하는 것을 특징으로 한다.
상기 양자점 형성 용액이 제2가열부를 통과하는 시간이 상기 코어 전구체 용액의 제1가열부 통과 시간의 4~20배가 되는 경우, 쉘의 성장시간이 상대적으로 충분히 길어지므로 충분한 두께의 쉘이 형성될 수 있다.
상기 통과시간이 4배 미만이 되는 경우는 쉘이 충분히 성장하지 못하므로 코어반경 r1과 쉘두께 r2의 비율이 1 : 3~10인 양자점을 제조할 수 없으며, 20배를 초과하는 경우에는 쉘이 너무 크게 성장되어 코어반경 r1과 쉘두께 r2의 비율이 1 : 3~10인 양자점을 제조하기 어렵다. 또한, 제조설비가 필요이상 길어질 수 있으며, 생산설비가 비싸지고, 생산속도도 느려지며, 입자가 지나치게 커져셔 침전발생에 의한 배관의 막힘문제 등이 발생할 수 있으므로 바람직하지 않다.
상기 양자점의 연속흐름 제조방법에 있어서, 제1가열부는 제1배관을 제1히터에 의해 150~350℃로 가열하는 부분을 의미하며, 상기 제2가열부는 제3배관을 제2히터에 의해 200~350℃로 가열하는 부분을 의미한다.
상기 제2가열부에 포함된 제3배관의 길이는 제1가열부에 포함된 제1배관의 길이의 4~20배일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 6~16배일 수 있다.
상기와 같은 범위로 제2가열부에 포함된 제3배관의 길이를 제1가열부에 포함된 제1배관의 길이보다 길게 형성함으로써 코어 전구체 용액과 양자점 형성 용액의 상대적인 가열부 통과시간을 바람직한 범위로 설정할 수 있다.
상기 제1배관의 내부 지름은 5㎛~5mm이고, 제2배관의 내부 지름은 5㎛~5mm이고, 제3배관의 내부 지름은 10㎛~10mm의 범위로 형성될 수 있으며, 특히, 상기 제3배관의 내부지름이 제1배관의 내부 지름보다 2~10배 더 큰 경우에는 제3배관에서 양자점 형성 용액의 유속이 상대적으로 느려지므로 코어 전구체 용액과 양자점 형성 용액의 상대적인 가열부 통과시간을 바람직한 범위로 설정할 수 있다.
상기 양자점 형성 용액이 제2가열부를 통과하는 시간과 상기 코어 전구체 용액의 제1가열부 통과 시간의 비율범위는 각각 제3배관 및 제1배관에 설치된 펌프의 용액 이송능력을 조절하는 것에 의하여 조절하는 것도 가능하다.
상기 양자점의 연속흐름 제조방법에 있어서, 상기 제1배관, 제2배관 및 제3배관 중 하나 이상에는 각 믹서에서 생성되는 물질을 이송시키기 위한 펌프가 더 구비될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1배관, 제2배관 및 제3배관에는 독립적인 별도의 펌프가 구비될 수 도 있고, 하나의 구동원에 연결되어 동일한 유량을 공급하는 복수의 채널을 구비한 단일의 펌프가 구비될 수도 있다.
상기 양자점의 연속흐름 제조방법에 있어서, 상기 코어 전구체 용액 및 쉘 전구체 용액으로는 이 분야에 공지된 것이 사용될 수 있으며, 특별히 한정되지 않는다.
상기 양자점의 코어는 나노미터-크기의 반도체이다. IIA-VIA, IIIA-VA, 또는 IVA-VIA 반도체의 임의의 코어가 본 개시물의 맥락에서 사용될 수 있지만, 코어는 쉘과 조합하였을 때 발광성 양자점이 된다. IIA-VIA 반도체는 주기율표의 IIA 족으로부터 적어도 한 원소 및 VIA 족으로부터 적어도 한 원소, 등을 함유하는 화합물이다. 코어는 두 개 이상의 원소를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 코어는 직경이 약 1 nm 내지 약 250 nm, 약 1 nm 내지 100 nm, 약 1 nm 내지 50 nm, 또는 약 1 nm 내지 10 nm일 수 있는 IIA-VIA, 또는 IIIA-VA 반도체이다. 또 다른 실시예에서, 코어는 IIA-VIA 반도체일 수 있고 직경이 2 nm 내지 약 10 nm일 수 있다. 예를 들어, 코어는 GaP, GaAs 및 InP, ZnSe, ZnS, PbS, PbSe, 또는 합금일 수 있다.
상기 양자점의 쉘은, 코어의 반도체와는 상이하고 코어에 결합하여 코어 상에 표면층을 형성하는 반도체이다. 쉘은 전형적으로, 반도체보다 더 큰 대역 갭을 가짐에 의해 코어를 패시베이션한다. 일 실시예에서, 쉘은 고대역 갭의 IIA-VIA 반도체일 수 있다. 예를 들어, 쉘은 ZnS 일 수 있다. 코어와 쉘의 조합은 예를 들어, 코어가 InP일 때 쉘이 ZnS일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
이외 다른 예시적 양자는 ZnSe, InAs, InP, PbTe, PbSe, PbS, HgS, HgSe, HgTe, CuInS, CoS, Co2S3, 및 GaAs을 포함하지만, 그러나 이것으로 제한되지 않는다. 쉘의 크기는 직경이 약 0.1 내지 10 nm, 약 0.1 내지 5 nm, 또는 약 0.1 내지 2 nm일 수 있다.
상기 코어 및 쉘의 형성방법을 더 구체적으로 예를 들어 설명하면 다음과 같다:
III족 금속 전구체와 V족 원소 전구체를 반응시켜 III-V족 화합물 함유 코어 전구체 용액을 얻는 방법은 다음과 같다:
먼저 코어의 형성을 위해 III족 금속 전구체에 유기용매와 불포화지방산을 넣어 혼합용액을 얻은 후, 상기 혼합용액에 V족 원소 전구체를 주입하여 가열하여 반응시킨다. 이때 상기 III족 금속 전구체를 함유한 혼합용액에 아연 아세테이트(Zn(OAc)2)나 아연 클로라이드(ZnCl2)와 같은 아연 전구체를 첨가할 수 있다. 상기 아연 전구체는 실제 코어의 합성반응에는 거의 기여하지 않고 코어의 직경 조절을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어 III족 금속 전구체의 양에 대하여 아연 전구체의 양을 늘릴수록 장파장의 발광을 갖는 양자점 코어가 합성될 수 있고 반대로 아연 전구체의 양을 줄일수록 단파장의 발광을 갖는 양자점 코어가 합성될 수 있다. 또한 상기 아연 전구체는 III-V족 코어의 표면 트랩을 제거하여 양자효율을 좀더 높이는 역할을 할 수 있다.
코어를 형성할 상기 III족 금속 전구체로는 알루미늄, 갈륨 또는 인듐을 함유하는 화합물일 수 있으며, 예를 들어, 알루미늄 아세틸아세토네이트, 알루미늄 클로라이드, 알루미늄 플루오라이드, 알루미늄 옥사이드, 알루미늄 나이트레이트, 알루미늄 설페이트, 갈륨 아세틸아세토네이트, 갈륨 클로라이드, 갈륨 플루오라이드, 갈륨 옥사이드, 갈륨 나이트레이트, 갈륨 설페이트, 인듐 클로라이드, 인듐 옥사이드, 인듐 나이트레이트, 인듐 아세테이트, 인듐 설페이트 및 인듐 카르복실레이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 그러나 이들 전구체로 한정되는 것은 아니다.
코어를 형성할 상기 V족 원소 전구체는 질소, 인 또는 비소를 함유하는 화합물일 수 있으며, 예를 들어, 알킬 포스핀, 트리스트리알킬실릴 포스핀, 트리스디알킬실포스핀, 트리스디알킬아미노 포스핀, 아세닉 옥사이드, 아세닉 클로라이드, 아세닉 설페이트, 아세닉 브로마이드, 아세닉 아이오다이드, 나이트릭 옥사이드, 나이트릭산 및 암모늄 나이트레이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 그러나 이들 전구체로 한정되는 것은 아니다.
II족 금속 전구체와 VI족 원소 전구체를 반응시켜 II-VI족 화합물 함유 쉘 전구체 용액을 얻는 방법은 다음과 같다:
먼저 쉘의 형성을 위해 II족 금속 전구체에 유기용매와 불포화지방산을 넣어 혼합용액을 얻은 후, 상기 혼합용액에 VI족 원소 전구체를 주입하여 반응시킨다.
상기 II족 금속 전구체로는 카드뮴, 아연, 수은 또는 납을 포함하는 화합물이 사용될 수 있으나, 카드뮴, 수은 또는 납 성분을 포함하지 않는 아연 전구체가 독성 및 환경 면에서 바람직하게 사용될 수 있다. 아연 전구체로는 예를 들어, 아연 아이 오다이드, 아연 브로마이드, 아연 클로라이드, 아연 플루오라이드, 디메틸 아연, 디에틸 아연, 아연아세테이트, 아연 아세틸아세토네이트, 아연 카보네이트, 아연 시아나이드, 아연 나이트레이트, 아연 옥사이드, 아연 퍼옥사이드, 아연 퍼클로레이트, 아연 설페이트 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지 아니한다.
상기 VI족 원소 전구체로는 황, 셀레늄 또는 텔루륨을 함유하는 화합물로서, 예를 들어 헥산 싸이올, 옥탄 싸이올, 데칸 싸이올, 도데칸 싸이올, 헥사데칸 싸이올, 머캡토 프로필 실란을 포함하는 알킬 싸이올 화합물, 설퍼-트리옥틸포스핀, 설퍼-트리부틸포스핀, 설퍼-트리페닐포스핀, 설퍼-트리옥틸아민, 트리메틸실릴 설퍼, 황화 암모늄, 황화 나트륨, 셀렌-트리옥틸포스핀, 셀렌-트리부틸포스핀, 셀렌-트리페닐포스핀, 텔루르-트리옥틸포스핀, 텔루르-트리부틸포스핀, 또는 텔루르-트리페닐포스핀 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지 아니한다.
상기 코어 및 쉘의 전구체들의 혼합을 위해 유기용매를 사용하게 되는데, 상기 유기용매로는 1-옥타데센(1-octadecene), 1-노나데센(1-nonadecene), 시스-2-메틸-7-옥타데센(cis-2-methyl-7-octadecene), 1-헵타데센(1-heptadecene), 1-헥사데센(1-hexadecene), 1-펜타데센(1-pentadecene), 1-테트라데센(1-tetradecene), 1-트리데센(1-tridecene), 1-운데센(1-undecene), 1-도데센(1-dodecene), 1-데센(1-decene), 옥틸아민, 트리옥틸아민, 또는 이들의 조합이 사용될 수 있으나, 이에 한정되지 아니한다.
상기 코어 및 쉘의 전구체들을 혼합할 때 균일한 분산을 위하여 불포화지방산이 첨가될 수 있다. 상기 불포화지방산으로는 라우르산(lauric acid), 팔미트산(palmitic acid), 올레산(oleic acid), 스테아르산(stearic acid), 미리스트산(myristic acid), 엘라이드산(elaidic acid), 에이코사논산(eicosanoic acid), 헤네이코사논산(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), 또는 이들의 조합 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지 아니한다.
상기 양자점의 연속흐름 제조방법에 있어서, 상기 코어 전구체 조성물이 In과 P의 전구체를 포함하며, 상기 쉘 전구체 조성물이 Zn과 S의 전구체를 포함하는 것이 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 양자점의 연속흐름 제조방법에 있어서, 도 2 및 도 3에 예시된 바와 같이, 상기 코어 전구체 용액은 제1믹서(10)에서 제조하여 제1가열부가 구비된 제1배관(12)을 통과시켜 양자점 형성 용액 제조 믹서(30)로 이송시키며, 상기 쉘 전구체 용액은 제2믹서(20)에서 제조하여 제2배관(22)을 통하여 양자점 형성 용액 제조 믹서(30)로 이송시킬 수 있다.
상기 제1믹서, 제2믹서, 및 양자점 형성 용액 제조 믹서(제3믹서)로는 이 분야에서 공지된 형태의 반응기가 사용될 수 있으며, 특별히 한정되지 않는다. 상기 제1믹서, 제2믹서, 및 제3믹서에는 반응물을 혼합 및/또는 교반을 용이하게 하는 교반기가 장착될 수 있다.
상기 양자점의 연속흐름 제조방법에 있어서, 도 2 및 도 3에 예시된 바와 같이, 상기 제1배관(12)은 상기 제1믹서(10)와 제3믹서(30)를 연결시키며, 제2배관(22)은 상기 제2믹서(20)와 제3믹서(30)를 연결시키며, 상기 제3배관(32)은 제3믹서(30)와 양자점 회수 컨테이너(40)를 연결시킨다.
상기 제1가열부는 제1배관(12)을 가열하여 필요한 온도가 되게 하는 기능을 수행하며, 그 형태는 이 분야에 공지된 것이 제한 없이 사용될 수 있으며, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 제1가열부는 도 2 및 도 3에 예시된 바와 같이, 제1배관을 내부에 수용한 형태의 히터(14)를 구비한 형태로 구성될 수 있다.
상기 제2가열부는 제3배관(32)을 가열하여 필요한 온도가 되게 하는 기능을 수행하며, 그 형태는 이 분야에 공지된 것이 제한 없이 사용될 수 있으며, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 제2가열부는 도 2 및 도 3에 예시된 바와 같이, 제3배관(32)을 내부에 수용한 형태의 히터(34)를 구비한 형태로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명은, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 코어 전구체 용액을 양자점 형성 용액 제조 믹서(30)로 이송하는 제1가열부가 구비된 제1배관(12); 쉘 전구체 용액을 양자점 형성 용액 제조 믹서(30)로 이송하는 제2 배관(22); 상기 제1배관(12) 및 제2배관(22)의 일단부가 연결된 양자점 형성 용액 제조 믹서(30); 상기 양자점 형성 용액 제조 믹서(30)에 연결되어 양자점 형성 용액을 양자점 회수 컨테이너(40)로 이송하는 제2가열부가 구비된 제3배관(32); 양자점 회수 컨테이너(40); 및 상기 제1배관, 제2배관 및 제3배관에서 용액이 이송될 수 있게 구비된 하나 이상의 펌프(16, 26, 36);를 포함하며, 상기 양자점 형성 용액이 제2가열부를 통과하는 시간이 상기 코어 전구체 용액의 제1가열부 통과 시간의 4~20배가 되도록 구성된 것을 특징으로 하는 코어반경 r1과 쉘두께 r2의 비율이 1 : 3~10인 양자점 제조용 연속흐름 제조장치에 관한 것이다.
상기 제1가열부는 제1배관(12)을 제1히터(14)에 의해 150~350℃로 가열하는 부분을 의미하며, 상기 제2가열부는 제3배관(32)을 제2히터(34)에 의해 200~350℃로 가열하는 부분을 의미한다.
본 발명의 양자점 제조용 연속흐름 제조장치에 있어서, 상기 제2가열부에 포함된 제3배관(32)의 길이는 제1가열부에 포함된 제1배관(12)의 길이의 4~20배일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 6~16배일 수 있다.
상기와 같은 범위로 제2가열부에 포함된 제3배관의 길이를 제1가열부에길포함된 제1배관의 길이보다 길게 형성함으로써 코어 전구체 용액과 양자점 형성 용액의 상대적인 가열부 통과시간을 바람직한 범위로 설정할 수 있다.
상기에서 제1가열부에 포함된 제1배관(12)은 제1히터(14)에 의해 150~350℃로 가열되는 제1배관(12-1)의 부분을 의미하며, 상기 제2가열부에 포함된 제3배관(32)은 제2히터(34)에 의해 200~350℃로 가열되는 제3배관(32-1)의 부분을 의미한다.
상기에서 상기 제1가열부에 포함된 제1배관(12)은 좁은 의미에서는 제1히터(14)에 의해서 직접 가열되는 제1배관(12-1)의 부분을 의미하며, 상기에서 상기 제2가열부에 포함된 제3배관(32-1)은 좁은 의미에서는 제2히터(34)에 의해서 직접 가열되는 제3배관(32) 부분을 의미한다.
상기 제1가열부에 포함된 제1배관 및 제2가열부에 포함된 제3배관은 나선형 관형태로 형성될 수 있다.
본 발명의 양자점 제조용 연속흐름 제조장치에 있어서, 상기 제1배관의 내부 지름은 5㎛~5mm이고, 제2배관의 내부 지름은 5㎛~5mm이고, 제3배관의 내부 지름은 5㎛~50mm의 범위로 형성될 수 있으며, 특히, 상기 제3배관의 내부 지름이 제1배관의 내부 지름보다 2~10배 더 큰 경우에는 제3배관에서 양자점 형성 용액의 유속이 상대적으로 느려지므로 코어 전구체 용액과 양자점 형성 용액의 상대적인 가열부 통과시간을 바람직한 범위로 설정할 수 있다.
본 발명의 양자점 제조용 연속흐름 제조장치에 있어서, 상기 제1배관(10), 제2배관(10) 및 제3배관(30) 중 하나 이상에는 각 믹서에서 생성되는 물질을 이송시키기 위한 펌프(도 3, 16, 26, 36)는 가 더 구비될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1배관, 제2배관 및 제3배관에는 독립적인 별도의 펌프가 구비될 수도 있고, 하나의 구동원에 연결되어 동일한 유량을 공급하는 복수의 채널을 구비한 단일의 펌프가 구비될 수도 있다.
본 발명의 양자점 제조용 연속흐름 제조장치에서는 상기 펌프에 관하여는 특별히 한정하지 않으며, 이 분야에 공지된 형태의 펌프를 공지된 형태로 설치하여 사용할 수 있다.
상기 본 발명의 양자점의 연속흐름 제조방법 및 양자점의 연속흐름 제조장치에 있어서, 제조장치의 구조 및 그의 작동과 관련된 부분은 동일하게 적용된다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실시예
1:
양자점
제조 장치의 제조
도 3에 도시된 바와 같이, 코어 전구체를 혼합하기 위한 제1믹서(10), 쉘 전구체를 혼합하기 위한 제2믹서(20), 및 상기 제1믹서 및 제2믹서로부터 이송되는 생성물들을 혼합하기 위한 양자점 형성 용액 제조 믹서(제3믹서, 30)와 양자점 회수 컨테이너(40)를 구비하고; 상기 제1믹서와 제3믹서를 연결하는 제1배관(12), 상기 제2믹서와 제3믹서(22)를 연결하는 제2배관(22) 및 제3믹서와 양자점 회수 컨테이너(40)를 연결하는 제3배관(32)을 구비하고; 상기 제1배관 외부에 제1히터(14)를 장착하여 제1가열부를 형성하고, 제3배관 외부에 제2히터(34)를 장착하여 제2가열부를 형성하고; 상기 제1배관, 제2배관 및 제3배관에는 각각 펌프(16, 26, 36)를 구비한 양자점 제조장치를 제조하였다.
상기에서 제1배관, 제2배관, 및 제3배관의 직경은 모두 0.5mm로 동일하게 구성하였고, 상기 제1가열부의 히터 내부에 수용된 제1배관(12-1) 길이는 15m로 구성하였으며, 제2가열부의 히터 내부에 수용된 제3배관(32-1) 길이는 60m로 구성하였다. 상기 코어 전구체 용액의 제1가열부 체류시간이 5분, 양자점 형성 용액의 제2가열부 체류시간이 20분이 되도록 조절하였다.
실시예
2:
양자점
제조 장치의 제조
도 3에 도시된 바와 같이, 코어 전구체를 혼합하기 위한 제1믹서(10), 쉘 전구체를 혼합하기 위한 제2믹서(20), 및 상기 제1믹서 및 제2믹서로부터 이송되는 생성물들을 혼합하기 위한 양자점 형성 용액 제조 믹서(제3믹서, 30)와 양자점 회수 컨테이너(40)를 구비하고; 상기 제1믹서와 제3믹서를 연결하는 제1배관(12), 상기 제2믹서와 제3믹서(22)를 연결하는 제2배관(22) 및 제3믹서와 양자점 회수 컨테이너(40)를 연결하는 제3배관(32)을 구비하고; 상기 제1배관 외부에 제1히터(14)를 장착하여 제1가열부를 형성하고, 제3배관 외부에 제2히터(34)를 장착하여 제2가열부를 형성하고; 상기 제1배관, 제2배관 및 제3배관에는 각각 펌프(16, 26, 36)를 구비한 양자점 제조장치를 제조하였다.
상기에서 제1배관, 제2배관의 직경은 모두 0.5mm로 동일하게 구성하였고, 제3배관의 직경은 3mm로 구성하였으며, 상기 제1가열부의 히터 내부에 수용된 제1배관(12-1) 길이는 15m로 구성하였으며, 제2가열부의 히터 내부에 수용된 제2배관(32-1) 길이는 150m로 구성하였다. 상기 제1배관, 제2배관을 통하여 이송되는 용액의 유량은 모두 59ml/min로 설정하였고, 제3배관을 통하여 이송되는 용액의 유량은 118ml/min로 설정하여 코어 전구체 용액의 제1가열부 체류시간이 5분, 양자점 형성 용액의 제2가열부 체류시간이 50분이 되도록 조절하였다.
실시예
3:
양자점
제조 장치의 제조
도 3에 도시된 바와 같이, 코어 전구체를 혼합하기 위한 제1믹서(10), 쉘 전구체를 혼합하기 위한 제2믹서(20), 및 상기 제1믹서 및 제2믹서로부터 이송되는 생성물들을 혼합하기 위한 양자점 형성 용액 제조 믹서(제3믹서, 30)와 양자점 회수 컨테이너(40)를 구비하고; 상기 제1믹서와 제3믹서를 연결하는 제1배관(12), 상기 제2믹서와 제3믹서(22)를 연결하는 제2배관(22) 및 제3믹서와 양자점 회수 컨테이너(40)를 연결하는 제3배관(32)을 구비하고; 상기 제1배관 외부에 제1히터(14)를 장착하여 제1가열부를 형성하고, 제3배관 외부에 제2히터(34)를 장착하여 제2가열부를 형성하고; 상기 제1배관, 제2배관 및 제3배관에는 각각 펌프(16, 26, 36)를 구비한 양자점 제조장치를 제조하였다.
상기에서 제1배관, 제2배관, 및 제3배관의 직경은 모두 0.5mm로 동일하게 구성하였고, 상기 제1가열부의 히터 내부에 수용된 제1배관(12-1) 길이는 15m로 구성하였으며, 제2가열부의 히터 내부에 수용된 제3배관(32-1) 길이는 300m로 구성하였다. 상기 코어 전구체 용액의 제1가열부 체류시간이 5분, 양자점 형성 용액의 제2가열부 체류시간이 100분이 되도록 조절하였다.
비교예
1:
양자점
제조 장치의 제조
상기 제1가열부의 히터 내부에 수용된 제1배관(12-1) 길이를 15m로 구성하였으며, 제2가열부의 히터 내부에 수용된 제2배관(12-1) 길이를 45m로 구성하여 코어 전구체 용액의 제1가열부 체류시간이 5분, 양자점 형성 용액의 제2가열부 체류시간이 15분이 되도록 조절한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 양자점 제조장치를 제조하였다.
실시예
4:
양자점의
제조
상기 실시에 1에서 제조된 양자점의 제조장치를 사용하여, 하기와 같은 방법으로 양자점을 제조하였다.
제1 믹서(10)의 한쪽 투입구를 통하여 인듐 올레이트(indium oleate) 2.130g을 1-옥타데센(1-octadecene) 120ml에 용해시켜 제조한 인듐 전구체 용액과 트리스(트리메틸실릴)포스핀(tris(trimethylsilyl)phosphine) 0.58ml과 1-옥타데센(1-octadecene) 6ml를 혼합하여 제조한 인 전구체 용액을 교반기에 의해서 교반하면서 주입하고, 나머지 투입구를 통해서 질소 기체를 주입하였다. 상기 제1 믹서(10) 내에서 혼합된 코어 전구체 용액을 제1펌프(16)에 의해서 제1배관(12)을 통해서 제1가열부(14)로 이송하였다. 상기 제1가열부에서 코어 전구체 용액을 300로 가열하여 InP 나노결정을 형성하였다. 상기 InP 나노 결정을 함유한 용액을 양자점 형성 용액 제조 믹서(제3믹서, 30)로 주입하였다.
한편, 상기 제1 믹서(10)와 함께 제2 믹서(20)의 한쪽 투입구에는 아연아세테이트(zinc acetate) 2.2g을 트리옥틸아민(trioctylamine) 120ml와 올레
산(oleic acid) 6.8ml에 용해시키고, 1-옥탄싸이올(1-octanethiol)을 2.5ml 혼합하여 제조한 아연(Zn)과 황(S) 전구체 용액을 교반기에 의해 교반하면서 주입하고, 나머지 투입구에는 질소 기체를 주입하였다. 상기 제2 믹서(20) 내에서 혼합된 쉘 전구체 용액을 제2펌프(26)에 의해서 제2배관(22)를 통해서 양자점 형성 용액 제조 믹서(30)로 주입하였다.
상기 코어 함유 용액과 쉘 전구체 용액을 양자점 형성 용액 제조 믹서(30) 내에서 교반하면서 혼합시켰다. 그리고 제3펌프(36)를 통해서 제2가열부(34)로 이송시켰다. 상기 제2가열부(34)에 의해 상기 양자점 형성 용액을 350로 가열하여 InP 나노 결정 위에 ZnS 외피가 형성된 InP/ZnS 양자점을 형성하였다. 양자점 회수 컨테이너(40)로부터 InP/ZnS 양자점을 회수하였다. 회수된 양자점은 원심분리기로 분리하여 액체를 제거하고, 기벽에 붙은 양자점을 톨루엔에 용해하여 양자점 용액을 얻었다.
실시예
5:
양자점의
제조
상기 실시예 2에서 제조된 양자점 제조장치를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 4와 동일한 방법으로 InP/ZnS 양자점을 제조하였다.
실시예
6:
양자점의
제조
상기 실시예 3에서 제조된 양자점 제조장치를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 4와 동일한 방법으로 InP/ZnS 양자점을 제조하였다.
비교예
2:
양자점의
제조
상기 비교예 1에서 제조된 양자점 제조장치를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 4와 동일한 방법으로 InP/ZnS 양자점을 제조하였다.
시험예
1:
양자점의
내구성 시험
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 양자점의 크기 및 구조를 분석하고, 상기 구조에 따른 양자점의 양자효율 및 내구성을 평가하였다.
<코어의 반경과
쉘의
두께 측정 방법>
(1) 코어의 반경 측정
코어의 반경은 형광의 파장을 측정하여 예측한다. 즉, InP 코어의 직경이 2nm정도인 경우, 550nm의 형광이 방출됨이 기 공지된 내용이므로, 형광파장에 의하여 반경을 예측한다.
본 실시 및 비교예의 경우, 모두 550nm의 형광을 내는 것을 확인하였으므로, R1=1nm로 예측이 가능하다.
(2)
쉘의
두께 측정
쉘의 두께는 입자크기 분석기를 이용하여, 입자의 크기(반경 : r3)를 측정하고, r3-r1을 계산하여 계산하였다.
<입자크기 분석 방법>
QD 입자 사이즈는 입도 분석 장비(ELS-2000, 오츠카전자社)를 이용하여 측정하였다.
입도 분석 장비는 동적 광산란법을 이용하여 측정하는 장비로 입자 지름 0.1 ~ 10,000 nm 범위의 측정이 가능하다.
QD 샘플을 희석하여 QD 농도가 약 1~0.01 % 수준이 되도록 조절하여 분석하였으며, QD의 경우, 광산란 레이저 입사에 의해 형광이 발생하므로 형광필터를 장착하여 분석을 진행하였다.
희석된 샘플을 PVDF 필터(폴사이즈 0.45 um)를 이용하여 QD를 제외한 이물을 제거한 후, 입도 분석 장비 샘플 cell에 주입한 후, 1샘플 당 50 ~ 100회 측정한 결과를 평균하며, 샘플 3회를 분석하여 평균값을 이용하여 입자 사이즈를 결정하였다.
<양자효율 평가 방법>
양자효율측정시스템 (QE-2000, 오츠카전자)를 사용하여 양자효율을 평가하였다. QD 샘플을 톨루엔에 0.1%로 희석하여 샘플 cell (투과 cell 길이 1cm)에 주입 후, 여기 파장 450nm 를 조사하였다. 여기서 여기 파장 450 nm 에 QD 흡수 수준은 흡광도 기준 약 0.2 ~ 1.0 수준이 되도록 하였다.
450 nm 여기 파장에 의해 형광이 나타나며, 형광 peak는 Green QD의 경우 500 ~ 600 nm peak 영역의 Peak를 이용하여 여기파장 흡수율 대비 형광 peak의 세기를 이용하여 양자효율(QY0)을 측정하였다. 양자효율의 측정 예는 도 4에 나타내었다.
<내구성 평가 방법>
톨루엔에 0.1%로 희석한 샘플을 25℃, 80%습도 조건에서 7일간 방치한 후, 휘발된 만큼 톨루엔을 추가하여 동일한 농도가 되도록 농도를 맞추고, 양자효율(QY1)을 측정하여 QY저하량 (QY0-QY1)을 측정하여 내구성을 확인하였다.
| t1(min) | t2(min) | t1/t2 | r1(nm) | r2(nm) | 초기양자효율 (QY0%) |
내구 후 양자효율 (QY1%) |
내구성 (QY0-QY1)% |
|
| 실시예 4 | 5 | 20 | 4 | 1 | 3.5 | 86% | 79% | 7% |
| 실시예 5 | 5 | 50 | 10 | 1 | 6 | 89% | 83% | 6% |
| 실시예 6 | 5 | 100 | 20 | 1 | 9.5 | 90% | 85% | 5% |
| 비교예 2 | 5 | 15 | 3 | 1 | 0.75 | 82% | 55% | 27% |
주)
t1: 제1가열부 통과 시간
t2: 제2가열부 통과 시간
r1: 코어의 반지름 평균
r2: 쉘의 두께 평균
10: 제1믹서
12: 제1배관
14: 제1히터 16: 제1펌프
20: 제2믹서 22: 제2배관
26: 제2펌프 30: 양자점 형성 용액 제조 믹서(제3믹서)
32: 제3배관 34: 제2히터
36: 제3펌프 40: 양자점 회수 컨테이너
14: 제1히터 16: 제1펌프
20: 제2믹서 22: 제2배관
26: 제2펌프 30: 양자점 형성 용액 제조 믹서(제3믹서)
32: 제3배관 34: 제2히터
36: 제3펌프 40: 양자점 회수 컨테이너
Claims (13)
- 양자점의 코어반경 r1과 쉘두께 r2의 비가 1 : 3~10인 양자점의 연속흐름 제조방법으로서,
코어 전구체 용액을 제1배관에 구비된 제1가열부를 통과시켜 제1가열부에 의해 가열하여 코어 함유 용액을 제조하는 단계;
상기 코어 함유 용액과 쉘 전구체 용액을 각각 제1배관 및 제2배관을 통하여 양자점 형성 용액 제조 믹서에 이송하고 혼합하여 양자점 형성 용액을 제조하는 단계; 및
상기 양자점 형성 용액을 제2가열부가 구비된 제3배관으로 통과시키면서 제2가열부에 의해 가열하여 쉘을 성장시킴으로써 양자점을 형성하는 단계;를 포함하며,
상기 양자점 형성 용액이 제2가열부를 통과하는 시간이 상기 코어 전구체 용액의 제1가열부 통과 시간의 4~20배가 되게 하는 것을 특징으로 하는 코어반경 r1과 쉘두께 r2의 비율이 1 : 3~10인 양자점의 연속흐름 제조방법. - 청구항 1에 있어서, 상기 제1가열부는 제1배관을 제1히터에 의해 150~350℃로 가열하는 부분이며, 상기 제2가열부는 제3배관을 제2히터에 의해 200~350℃로 가열하는 부분인 것을 특징으로 하는 코어반경 r1과 쉘두께 r2의 비율이 1 : 3~10인 양자점의 연속흐름 제조방법.
- 청구항 2에 있어서, 상기 제2가열부에 포함된 제3배관의 길이는 제1가열부에 포함된 제1배관의 길이의 4~20배인 것을 특징으로 하는 코어반경 r1과 쉘두께 r2의 비율이 1 : 3~10인 양자점의 연속흐름 제조방법.
- 청구항 2에 있어서, 상기 제1배관의 내부 지름은 5㎛~5mm이고, 제2배관의 내부 지름은 5㎛~5mm이고, 제3배관의 내부 지름은 5㎛~50mm인 것을 특징으로 하는 코어반경 r1과 쉘두께 r2의 비율이 1 : 3~10인 양자점의 연속흐름 제조방법.
- 청구항 4에 있어서, 상기 제3배관의 내부지름이 제1배관의 내부 지름보다 2~10배 더 큰 것을 특징으로 하는 코어반경 r1과 쉘두께 r2의 비율이 1 : 3~10인 양자점의 연속흐름 제조방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 제1배관, 제2배관 및 제3배관 중 하나 이상에는 각 믹서에서 생성되는 물질을 이송시키기 위한 펌프가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 코어반경 r1과 쉘두께 r2의 비율이 1 : 3~10인 양자점의 연속흐름 제조방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 코어 전구체 용액은 제1믹서에서 제조하여 제1가열부가 구비된 제1배관을 통과시켜 양자점 형성 용액 제조 믹서로 이송시키며,
상기 쉘 전구체 용액은 제2믹서에서 제조하여 제2배관을 통하여 양자점 형성 용액 제조 믹서로 이송시키는 것을 특징으로 하는 코어반경 r1과 쉘두께 r2의 비율이 1 : 3~10인 양자점의 연속흐름 제조방법. - 청구항 1에 있어서, 상기 코어 전구체 조성물이 In과 P의 전구체를 포함하며, 상기 쉘 전구체 조성물이 Zn과 S의 전구체를 포함하는 것을 특징으로 하는 코어반경 r1과 쉘두께 r2의 비율이 1 : 3~10인 양자점의 제조방법.
- 코어 전구체 용액을 양자점 형성 용액 제조 믹서로 이송하는 제1가열부가 구비된 제1배관;
쉘 전구체 용액을 양자점 형성 용액 제조 믹서로 이송하는 제2 배관;
상기 제1배관 및 제2배관의 일단부가 연결된 양자점 형성 용액 제조 믹서;
상기 양자점 형성 용액 제조 믹서에 연결되어 양자점 형성 용액을 양자점 회수 컨테이너로 이송하는 제2가열부가 구비된 제3배관;
양자점 회수 컨테이너; 및
상기 제1배관, 제2배관 및 제3배관에서 용액이 이송될 수 있게 구비된 하나 이상의 펌프;를 포함하며,
상기 양자점 형성 용액이 제2가열부를 통과하는 시간이 상기 코어 전구체 용액의 제1가열부 통과 시간의 4~20배가 되도록 구성된 것을 특징으로 하는 코어반경 r1과 쉘두께 r2의 비율이 1 : 3~10인 양자점 제조용 연속흐름 제조장치. - 청구항 9에 있어서, 상기 제1가열부는 제1배관을 제1히터에 의해 150~350℃로 가열하는 부분이며, 상기 제2가열부는 제3배관을 제2히터에 의해 200~350℃로 가열하는 부분인 것을 특징으로 하는 코어반경 r1과 쉘두께 r2의 비율이 1 : 3~10인 양자점 제조용 연속흐름 제조장치.
- 청구항 10에 있어서, 상기 제2가열부에 포함된 제3배관의 길이는 제1가열부에 포함된 제1배관의 길이의 4~20배인 것을 특징으로 하는 코어반경 r1과 쉘두께 r2의 비율이 1 : 3~10인 양자점 제조용 연속흐름 제조장치.
- 청구항 10에 있어서, 상기 제2가열부에 포함된 제3배관 및 제1가열부에 포함된 제1배관은 나선형 관형태인 것을 특징으로 하는 코어반경 r1과 쉘두께 r2의 비율이 1 : 3~10인 양자점 제조용 연속흐름 제조장치.
- 청구항 9에 있어서, 상기 제3배관의 내부지름이 제1배관의 내부 지름보다 2~10배 더 큰 것을 특징으로 하는 코어반경 r1과 쉘두께 r2의 비율이 1 : 3~10인 양자점 제조용 연속흐름 제조장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170015452A KR102492563B1 (ko) | 2017-02-03 | 2017-02-03 | 양자점의 연속흐름 제조방법 및 양자점 연속흐름 제조장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170015452A KR102492563B1 (ko) | 2017-02-03 | 2017-02-03 | 양자점의 연속흐름 제조방법 및 양자점 연속흐름 제조장치 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20180090512A true KR20180090512A (ko) | 2018-08-13 |
| KR102492563B1 KR102492563B1 (ko) | 2023-01-27 |
Family
ID=63250695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020170015452A KR102492563B1 (ko) | 2017-02-03 | 2017-02-03 | 양자점의 연속흐름 제조방법 및 양자점 연속흐름 제조장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102492563B1 (ko) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6682596B2 (en) | 2000-12-28 | 2004-01-27 | Quantum Dot Corporation | Flow synthesis of quantum dot nanocrystals |
| US20110104043A1 (en) * | 2008-04-28 | 2011-05-05 | Nangenex Nanotechnology Incorporated | Instrument and process for nanoparticles production in continuous flow mode |
| US20160322541A1 (en) * | 2015-04-30 | 2016-11-03 | Nano And Advanced Materials Institute Limited | Method of continuous flow synthesis and method of correcting emission spectrum of light emitting device |
-
2017
- 2017-02-03 KR KR1020170015452A patent/KR102492563B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6682596B2 (en) | 2000-12-28 | 2004-01-27 | Quantum Dot Corporation | Flow synthesis of quantum dot nanocrystals |
| US20110104043A1 (en) * | 2008-04-28 | 2011-05-05 | Nangenex Nanotechnology Incorporated | Instrument and process for nanoparticles production in continuous flow mode |
| US20160322541A1 (en) * | 2015-04-30 | 2016-11-03 | Nano And Advanced Materials Institute Limited | Method of continuous flow synthesis and method of correcting emission spectrum of light emitting device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102492563B1 (ko) | 2023-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10910525B2 (en) | Cadmium-free quantum dot nanoparticles | |
| EP3448957B1 (en) | Stable inp quantum dots with thick shell coating and method of producing the same | |
| KR102141505B1 (ko) | 코어/쉘 나노입자의 제조방법 및 코어/쉘 나노입자 | |
| EP3458545B1 (en) | Method to improve the morphology of core/shell quantum dots for highly luminescent nanostructures | |
| US9850593B2 (en) | Method of making quantum dots | |
| US10000862B2 (en) | Method of making quantum dots | |
| US20170166808A1 (en) | Continuous Synthesis Of High Quantum Yield InP/ZnS Nanocrystals | |
| JP4931348B2 (ja) | 半導体ナノクリスタルヘテロ構造体 | |
| TWI620342B (zh) | 塗布半導體奈米晶體之方法、半導體奈米晶體及其產物 | |
| US20190218455A1 (en) | Highly luminescent semiconductor nanocrystals | |
| KR20180108134A (ko) | 다층쉘 양자점의 연속흐름 제조방법 및 양자점 연속흐름 제조장치 | |
| US20050112849A1 (en) | Method of preparing nanocrystals | |
| JP6433507B2 (ja) | コアシェル粒子、コアシェル粒子の製造方法およびフィルム | |
| JP6529582B2 (ja) | コアシェル粒子、コアシェル粒子の製造方法およびフィルム | |
| JP6433586B2 (ja) | コアシェル粒子、コアシェル粒子の製造方法およびフィルム | |
| KR20180106657A (ko) | 양자점의 연속흐름 제조방법 및 양자점 연속흐름 제조장치 | |
| US8937373B2 (en) | Highly luminescent II-V semiconductor nanocrystals | |
| Flamee et al. | Synthesis of metal selenide colloidal nanocrystals by the hot injection of selenium powder | |
| JP6630446B2 (ja) | コアシェル粒子、コアシェル粒子の製造方法およびフィルム | |
| US9951272B2 (en) | Method of making semiconductor nanocrystals | |
| Rengers et al. | Quantum dots and quantum rods | |
| Isarov et al. | The effect of low temperature coating and annealing on structural and optical properties of CdSe/CdS core/shell QDs | |
| KR102492563B1 (ko) | 양자점의 연속흐름 제조방법 및 양자점 연속흐름 제조장치 | |
| Yang et al. | Facile synthesis of highly luminescent CdSe/CdxZn1− xS quantum dots with widely tunable emission spectra | |
| Hild et al. | Synthesis of Quantum Dots–Comparison Between Non-coordinating and Coordinating Solvents |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |