KR20220091668A - Quantum dots having a core-shell structure and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 코어-쉘 구조를 갖는 양자점 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무용매 합성 방법을 이용한 코어-쉘 구조를 갖는 양자점 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a quantum dot having a core-shell structure and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a quantum dot having a core-shell structure using a solvent-free synthesis method and a method for manufacturing the same.
양자점(Quantum dots)은 자체적으로 빛을 내는 수 나노 크기의 반도체 물질로, 양자점 내부의 전자들은 에너지를 흡수하면 더 높은 에너지 준위로 양자 도약(Quantum jump)하고, 에너지를 방출하면 낮은 에너지 준위로 떨어지는 것을 반복하여 다양한 색상을 에너지 형태의 파장으로 방출한다. 이러한 양자점은 크기, 모양 및 화학적 조성을 제어하여 에너지 밴드 갭의 조절이 가능하고, 이러한 요인을 제어하여 다양한 발광 파장의 양자점을 얻을 수 있다. 따라서, 양자점은 초미세 반도체, 질병 진단 시약 및 디스플레이 등 발광 소자가 필요한 다양한 산업 분야에 적용되고 있다.Quantum dots are semiconductor materials with a size of several nanometers that emit light by themselves. When electrons inside quantum dots absorb energy, they quantum jump to a higher energy level, and when energy is released, they fall to a lower energy level. By repeating this, various colors are emitted as wavelengths in the form of energy. These quantum dots can control the size, shape, and chemical composition to control the energy band gap, and by controlling these factors, quantum dots of various emission wavelengths can be obtained. Accordingly, quantum dots are being applied to various industrial fields requiring light emitting devices such as ultra-fine semiconductors, disease diagnostic reagents, and displays.
한편, 종래에는 양자점 코어(core)의 외주 면에 쉘(shell)을 형성하기 위하여, 코어를 형성하는 전구체 물질을 혼합 후 가열하여 코어를 합성한 용액에, 쉘을 형성하는 전구체 물질을 첨가하여 가열한 후 코어-쉘 구조의 양자점을 제조하였다.Meanwhile, in the prior art, in order to form a shell on the outer peripheral surface of a quantum dot core, a precursor material forming the core is mixed and heated to synthesize the core by adding a precursor material for forming the shell and heating it After that, a quantum dot having a core-shell structure was prepared.
일반적으로 양자점의 제조 시 용매(solvent)에 복수 개의 전구체를 주입하여 양자점을 합성시키는 방법이 주로 사용되고 있다. 하지만 양자점을 합성하기 위해, 다량의 용매를 사용해야 하며 합성에 주로 쓰이는 순도 높은 octadecene, trioctylamine, trioctylphosphine 및 trioctylphosphine oxide 등의 용매는 매우 고가이다.In general, a method of synthesizing quantum dots by injecting a plurality of precursors into a solvent is mainly used in the preparation of quantum dots. However, to synthesize quantum dots, a large amount of solvent must be used, and solvents such as octadecene, trioctylamine, trioctylphosphine and trioctylphosphine oxide with high purity mainly used for synthesis are very expensive.
따라서, 현재에는 양자점 제조 방법에 있어서 용매를 사용하지 않는 무용재 합성 방법에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다.Therefore, at present, research on a method for synthesizing a material without using a solvent in a method for manufacturing a quantum dot is being actively conducted.
그러나 용매를 사용하지 않고 합성하는 Molten salt 방법을 통해 제조된 적색 양자점은 협반치폭의 구현이 어려워 디스플레이의 색 영역 표현이 좋지 못한 문제점을 가지고 있다. However, the red quantum dots manufactured through the molten salt method synthesized without using a solvent have a problem in that the color gamut expression of the display is not good because it is difficult to implement the narrow half maximum width.
따라서 본 발명의 목적은 양자점의 제조 시 무용매 합성 방법을 이용하면서 양자점의 협반치폭을 구현할 수 있는 코어-쉘 구조를 갖는 양자점 및 이의 제조 방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a quantum dot having a core-shell structure capable of realizing the narrow half maximum width of the quantum dot while using a solvent-free synthesis method for manufacturing the quantum dot, and a method for manufacturing the same.
본 발명에 따른 코어-쉘 구조를 갖는 양자점의 제조 방법은 인듐(In) 및 인(P)을 포함하는 시드와 상기 인듐, 상기 인 및 알칼리 금속 전구체를 포함하는 복합 전구체를 반응시켜 코어를 합성하는 단계 및 상기 합성된 코어에 ZnSe, ZnS 및 ZnTe 중 적어도 하나를 포함하는 복수 개의 쉘층을 형성하는 단계를 포함한다.The method for manufacturing quantum dots having a core-shell structure according to the present invention comprises reacting a seed containing indium (In) and phosphorus (P) with a complex precursor including the indium, phosphorus and alkali metal precursors to synthesize a core. and forming a plurality of shell layers including at least one of ZnSe, ZnS, and ZnTe on the synthesized core.
상기 알칼리 금속 전구체는, 리튬(lithium), 소듐(Sodium) 및 칼륨(potassium) 중 하나의 알칼리 금속과 올레산(oleate), 팔미트산(palmitate), 스테아르산(stearate), 염소(Chlorine), 브롬(Bromine), 요오드(iodine), 말레산(maleic acid) 및 이소프로폭사이드(isopropoxide) 중 하나의 전구체가 합성될 수 있다.The alkali metal precursor includes an alkali metal of lithium, sodium, and potassium, and oleic acid, palmitate, stearate, chlorine, bromine (Bromine), iodine (iodine), maleic acid (maleic acid), and one of the precursors of isopropoxide (isopropoxide) can be synthesized.
상기 코어를 합성하는 단계 이전에 수행되는, 인듐 아세테이트(indium acetate) 및 올레산을 제1 반응기에 주입한 후 상기 제1 반응기를 진공 조건에서 가열하는 단계, 상기 제1 반응기를 불활성 가스 분위기로 전환한 후 상기 제1 반응기를 가열하는 단계 및 상기 제1 반응기에 인(phosphorus) 전구체를 주입하여 상기 시드를 제조하는 단계를 더 포함할 수 있다.After injecting indium acetate and oleic acid into the first reactor, which is performed before the step of synthesizing the core, heating the first reactor under vacuum conditions, converting the first reactor into an inert gas atmosphere The method may further include heating the first reactor and preparing the seed by injecting a phosphorus precursor into the first reactor.
상기 코어를 합성하는 단계 이전에 수행되는, 인듐 아세테이트, 올레산, 상기 알칼리 금속 전구체 및 인 전구체를 제2 반응기에 주입한 후 상기 제2 반응기를 진공 조건에서 가열하는 단계 및 상기 제2 반응기에 인 전구체를 주입하여 합성시켜 상기 복합 전구체를 제조하는 단계를 더 포함할 수 있다.After injecting indium acetate, oleic acid, the alkali metal precursor and the phosphorus precursor into the second reactor, which is performed before the step of synthesizing the core, heating the second reactor under vacuum conditions and the phosphorus precursor into the second reactor It may further include the step of preparing the composite precursor by injecting and synthesizing.
상기 제2 반응기를 진공 조건에서 가열하는 단계는, 상기 인듐 아세테이트에 대한 상기 알칼리 금속 전구체의 몰비를 0.3 이하로 하여 혼합하는 단계를 포함할 수 있다.The heating of the second reactor under vacuum conditions may include mixing the alkali metal precursor in a molar ratio of 0.3 or less to the indium acetate.
상기 제2 반응기를 진공 조건에서 가열하는 단계는, 상기 제2 반응기에 아연 올레이트(zinc oleate) 및 갈륨 올레이트(gallium oleate) 중 적어도 하나를 더 주입하는 단계를 포함할 수 있다.The heating of the second reactor under vacuum conditions may include further injecting at least one of zinc oleate and gallium oleate into the second reactor.
상기 코어를 합성하는 단계는, 상기 시드를 제3 반응기에 주입한 후 상기 제3 반응기를 가열하는 단계 및 상기 제3 반응기에 dropwise 방식으로 상기 복합 전구체를 주입하여 상기 코어를 합성하는 단계를 포함할 수 있다.The step of synthesizing the core may include heating the third reactor after injecting the seed into the third reactor, and synthesizing the core by injecting the composite precursor into the third reactor in a dropwise manner. can
상기 쉘층을 형성하는 단계는, 상기 제3 반응기에 상기 코어를 주입한 후 상기 제3 반응기를 가열하는 단계, 상기 제3 반응기에 아연 올레이트와 Trioctylphosphine-Se, Trioctylphosphine-Te, Trioctylphosphine-S 및 dodecanethiol 중 적어도 하나를 주입하여 반응시키는 단계, 상기 제3 반응기의 온도를 상온으로 하여 상기 제3 반응기에 아연 아세테이트(zinc acetate)를 주입한 후 상기 제3 반응기를 진공 조건에서 가열하는 단계 및 상기 제3 반응기의 온도를 더 증가시킨 후 상기 제3 반응기에 황(S) 전구체, 텔루륨(Te) 전구체 및 셀레늄(Se) 전구체 중 적어도 하나를 주입하여 반응시키는 단계를 포함할 수 있다.The forming of the shell layer includes injecting the core into the third reactor and then heating the third reactor, and in the third reactor, zinc oleate and Trioctylphosphine-Se, Trioctylphosphine-Te, Trioctylphosphine-S, and dodecanethiol reacting by injecting at least one of the following steps, injecting zinc acetate into the third reactor with the temperature of the third reactor at room temperature, and then heating the third reactor under vacuum conditions, and the third After further increasing the temperature of the reactor, the third reactor may include injecting at least one of a sulfur (S) precursor, a tellurium (Te) precursor, and a selenium (Se) precursor to react.
그리고 본 발명에 따른 코어-쉘 구조를 갖는 양자점은 인듐(In) 및 인(P)을 포함하는 시드와 상기 인듐, 상기 인 및 알칼리 금속 전구체를 반응시켜 합성된 코어 및 상기 코어를 감싸며 ZnSe, ZnS 및 ZnTe 중 적어도 하나를 포함하는 복수 개의 쉘층을 포함한다.In addition, the quantum dot having a core-shell structure according to the present invention includes a core synthesized by reacting a seed containing indium (In) and phosphorus (P) with the indium, phosphorus and alkali metal precursors, and ZnSe, ZnS and a plurality of shell layers including at least one of ZnTe.
상기 복수 개의 쉘층은 인접하는 층이 서로 다른 조성을 가질 수 있다.In the plurality of shell layers, adjacent layers may have different compositions.
상기 양자점은 광발광(photoluminescence: PL) 스펙트럼에서 파장 영역이 500 내지 550nm 또는 600 내지 680nm이며, 반치폭(full-width half maximum, FWHM)이 20 내지 50nm이고, 양자 효율(Quantum Yield)이 70 내지 100%일 수 있다.The quantum dots have a wavelength region of 500 to 550 nm or 600 to 680 nm in a photoluminescence (PL) spectrum, a full-width half maximum (FWHM) of 20 to 50 nm, and a quantum efficiency (Quantum Yield) of 70 to 100 It can be %.
본 발명에 따른 코어-쉘 구조를 갖는 양자점 및 이의 제조 방법에 의하면, 알칼리 금속을 코어 합성단계에 주입함으로써, 협반치폭을 구현하여 디스플레이의 색 영역을 증대시키고, 양자점 형광빛의 색 순도를 증대시키고, 디스플레이의 색 좌표를 개선할 수 있다.According to the quantum dot having a core-shell structure and a manufacturing method thereof according to the present invention, by injecting an alkali metal into the core synthesis step, a narrow half maximum width is realized to increase the color gamut of the display, and the color purity of the quantum dot fluorescent light is increased, , the color coordinates of the display can be improved.
또한, 본 발명에 따른 양자점은 무용재 합성법을 이용함으로써, 순도 높은 octadecene, trioctylamine, trioctylphosphine 및 trioctylphosphine oxide 등의 고가의 용매가 필요 없으므로 제조비용을 절감할 수 있다.In addition, since the quantum dots according to the present invention use a solvent-free synthesis method, expensive solvents such as high-purity octadecene, trioctylamine, trioctylphosphine and trioctylphosphine oxide are not required, so manufacturing costs can be reduced.
또한, 본 발명에 따른 양자점은 양자점의 제조 시 용매의 미사용으로 인하여 폐수를 절감할 수 있다.In addition, the quantum dot according to the present invention can reduce wastewater due to the non-use of a solvent during the production of the quantum dot.
도 1은 본 발명에 따른 코어-쉘 구조를 갖는 양자점을 제조 방법에 따른 흐름도이다.
도 2 내지 5는 본 발명에 따른 코어-쉘 구조를 갖는 양자점을 제조 방법의 각 단계에 대한 상세한 흐름도이다.
도 6은 본 발명에 따른 적색 양자점 합성 모습을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 양자점의 가시광선 영역의 흡수 스펙트럼을 보여주는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 양자점의 광발광 스펙트럼을 보여주는 그래프이다.1 is a flowchart according to a method for manufacturing a quantum dot having a core-shell structure according to the present invention.
2 to 5 are detailed flowcharts of each step of the method for manufacturing a quantum dot having a core-shell structure according to the present invention.
6 is a view showing a red quantum dot synthesis according to the present invention.
7 is a graph showing an absorption spectrum in a visible ray region of quantum dots according to Examples and Comparative Examples of the present invention.
8 is a graph showing photoluminescence spectra of quantum dots according to Examples and Comparative Examples of the present invention.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흐트리지 않는 범위에서 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.It should be noted that in the following description, only the parts necessary for understanding the embodiments of the present invention will be described, and descriptions of other parts will be omitted in the scope that does not obscure the gist of the present invention.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms or words used in the present specification and claims described below should not be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventors have appropriate concepts of terms to describe their invention in the best way. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined in Accordingly, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only preferred embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical spirit of the present invention, so various equivalents that can be substituted for them at the time of the present application It should be understood that there may be variations and variations.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 코어-쉘 구조를 갖는 양자점은 인듐(In) 및 인(P)을 포함하는 시드와 인듐, 인 및 알칼리 금속 전구체를 반응시켜 합성된 코어 및 코어를 감싸며 ZnSe, ZnS 및 ZnTe 중 적어도 하나를 포함하는 복수 개의 쉘층을 포함한다. 이때, 복수 개의 쉘층은 인접하는 층이 서로 다른 조성을 가질 수 있다.The quantum dot having a core-shell structure according to the present invention surrounds a core synthesized by reacting a seed containing indium (In) and phosphorus (P) with an indium, phosphorus and alkali metal precursor, and includes at least one of ZnSe, ZnS and ZnTe. It includes a plurality of shell layers including one. In this case, the plurality of shell layers may have different compositions from adjacent layers.
시드는 인듐 아세테이트(indium acetate), 올레산(oleate) 및 인(phosphorus) 전구체를 혼합하여 합성될 수 있다.The seed may be synthesized by mixing indium acetate, oleate, and phosphorus precursors.
복합 전구체는 인듐 아세테이트, 올레산, 알칼리 금속 전구체 및 인 전구체를 혼합하여 합성될 수 있다.The composite precursor may be synthesized by mixing indium acetate, oleic acid, an alkali metal precursor, and a phosphorus precursor.
이때, 복합 전구체는 인듐 아세테이트에 대한 알칼리 금속 전구체의 몰비를 0.3 이하로 하여 혼합될 수 있다.In this case, the composite precursor may be mixed by setting the molar ratio of the alkali metal precursor to indium acetate to be 0.3 or less.
그리고 복합 전구체는 아연 올레이트(zinc oleate) 및 갈륨 올레이트(gallium oleate) 중 적어도 하나를 더 포함하여 합성될 수 있다.In addition, the composite precursor may be synthesized by further including at least one of zinc oleate and gallium oleate.
본 발명에 따른 양자점은 광발광 스펙트럼에서 파장 영역이 500 내지 550nm 또는 600 내지 680nm이며, 반치폭이 20 내지 50nm이고, 양자 효율이 70 내지 100%일 수 있다.The quantum dot according to the present invention may have a wavelength region of 500 to 550 nm or 600 to 680 nm in the photoluminescence spectrum, a half width of 20 to 50 nm, and a quantum efficiency of 70 to 100%.
이와 같은 본 발명에 따른 양자점은 도 1 내지 도 5에 도시된 제조 방법으로 제조될 수 있다. 여기서 도 1은 본 발명에 따른 코어-쉘 구조를 갖는 양자점을 제조 방법에 따른 흐름도이다. 그리고 도 2 내지 5는 본 발명에 따른 코어-쉘 구조를 갖는 양자점을 제조 방법의 각 단계에 대한 상세한 흐름도이다.Such quantum dots according to the present invention may be manufactured by the manufacturing method shown in FIGS. 1 to 5 . 1 is a flowchart according to a method for manufacturing a quantum dot having a core-shell structure according to the present invention. And FIGS. 2 to 5 are detailed flowcharts for each step of the method for manufacturing a quantum dot having a core-shell structure according to the present invention.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 코어-쉘 구조를 갖는 양자점은 인듐 및 인을 포함하는 시드와 인듐, 인 및 알칼리 금속 전구체를 포함하는 복합 전구체를 반응시켜 코어를 합성하는 단계(S300) 및 합성된 코어에 ZnSe, ZnS 및 ZnTe 중 적어도 하나를 포함하는 복수 개의 쉘층을 형성하는 단계(S400)를 포함한다.1 , the quantum dot having a core-shell structure according to the present invention reacts a seed containing indium and phosphorus with a complex precursor containing indium, phosphorus and an alkali metal precursor to synthesize a core (S300) and and forming a plurality of shell layers including at least one of ZnSe, ZnS, and ZnTe on the synthesized core (S400).
그리고 본 발명에 따른 코어-쉘 구조를 갖는 양자점을 제조 방법은 S300 단계 이전에 수행되는 시드를 제조하는 단계(S100) 및 복합 전구체를 제조하는 단계(S200)를 더 포함할 수 있다.And the method for manufacturing a quantum dot having a core-shell structure according to the present invention may further include preparing a seed (S100) and preparing a composite precursor (S200) performed before step S300.
여기서 시드를 제조하는 S100 단계에 대해서 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.Here, the step S100 of preparing the seed will be described with reference to FIG. 2 as follows.
먼저 S110 단계에서 인듐 아세테이트 및 올레산을 제1 반응기에 주입한 후, 제1 반응기를 진공 조건에서 가열한다. 예컨대 S110 단계는 110 내지 130℃에서 15 분 내지 45 분 동안 반응이 수행될 수 있다.First, indium acetate and oleic acid are injected into the first reactor in step S110, and then the first reactor is heated under vacuum conditions. For example, in step S110, the reaction may be performed at 110 to 130° C. for 15 to 45 minutes.
다음으로 S120 단계에서 제1 반응기를 불활성 가스 분위기로 전환한 후 제1 반응기를 가열한다. 예컨대 S210 단계는 제1 반응기의 온도를 S110 단계의 온도보다 높은 250 내지 350℃의 온도로 승온하여 가열한다.Next, after converting the first reactor to an inert gas atmosphere in step S120, the first reactor is heated. For example, step S210 is heated by raising the temperature of the first reactor to a temperature of 250 to 350 ℃ higher than the temperature of step S110.
여기서 진공화된 제1 반응기 내부를 불활성 가스로 퍼징(purging)시킬 수 있고, 불활성 기체는 질소, 헬륨, 네온 및 아르곤으로 중 하나 이상일 수 있다.Herein, the inside of the evacuated first reactor may be purged with an inert gas, and the inert gas may be one or more of nitrogen, helium, neon, and argon.
이어서 S130 단계에서 제1 반응기에 인 전구체를 주입하여 시드를 최종적으로 제조한다. Subsequently, the seed is finally prepared by injecting a phosphorus precursor into the first reactor in step S130.
여기서, 인 전구체는 trioctylphosphine(TOP)에 포함된 Tris(trimethylsilyl)phosphine(TMSP)일 수 있다.Here, the phosphorus precursor may be Tris(trimethylsilyl)phosphine (TMSP) contained in trioctylphosphine (TOP).
예컨대 S130 단계는 제1 반응기에 인 전구체를 주입한 후, 250 내지 350℃에서 1 내지 5분 동안 반응이 수행될 수 있다.For example, in step S130, after the phosphorus precursor is injected into the first reactor, the reaction may be performed at 250 to 350° C. for 1 to 5 minutes.
그리고 제1 반응기의 온도를 30 내지 70℃로 낮추어 합성된 시드를 제작한다.And by lowering the temperature of the first reactor to 30 to 70 ℃ to prepare a synthesized seed.
다음으로 복합 전구체를 제조하는 S200 단계에 대해서 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Next, the step S200 of manufacturing the composite precursor will be described with reference to FIG. 3 as follows.
먼저, S210 단계에서 인듐 아세테이트, 올레산, 알칼리 금속 전구체 및 인 전구체를 제2 반응기에 주입한 후 제2 반응기를 진공 조건에서 가열한다. 여기서 제2 반응기에 아연 올레이트 및 갈륨 올레이트 중 적어도 하나를 더 주입할 수 있다.First, indium acetate, oleic acid, an alkali metal precursor, and a phosphorus precursor are injected into the second reactor in step S210, and then the second reactor is heated under vacuum conditions. Here, at least one of zinc oleate and gallium oleate may be further injected into the second reactor.
예컨대 S210 단계는 130 내지 170 ℃에서 15 분 내지 45 분 동안 반응이 수행될 수 있다.For example, in step S210, the reaction may be performed at 130 to 170° C. for 15 to 45 minutes.
여기서 알칼리 금속 전구체는 인듐 아세테이트에 대한 몰비를 0.3 이하로 하여 혼합될 수 있다.Here, the alkali metal precursor may be mixed in a molar ratio with respect to indium acetate of 0.3 or less.
알칼리 금속 전구체는 리튬(lithium), 소듐(Sodium) 및 칼륨(potassium) 중 하나의 알칼리 금속과 올레산, 팔미트산(palmitate), 스테아르산(stearate), 염소(Chlorine), 브롬(Bromine), 요오드(iodine), 말레산(maleic acid) 및 이소프로폭사이드(isopropoxide) 중 하나의 전구체가 합성될 수 있다.Alkali metal precursors include an alkali metal of lithium, sodium, and potassium, and oleic acid, palmitate, stearate, chlorine, bromine, and iodine. One precursor of (iodine), maleic acid, and isopropoxide can be synthesized.
이어서 S220 단계에서 제2 반응기에 인 전구체를 주입하여 합성시켜 복합 전구체를 제조한다. Subsequently, a composite precursor is prepared by injecting a phosphorus precursor into the second reactor in step S220 and synthesizing it.
여기서, 인 전구체는 TOP에 포함된 TMSP일 수 있다.Here, the phosphorus precursor may be TMSP included in TOP.
다음으로 코어를 합성하는 S300 단계에 대해서 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.Next, the step S300 of synthesizing the core will be described with reference to FIG. 4 .
먼저 S310 단계에서 시드를 제3 반응기에 주입한 후 제3 반응기를 가열한다. 예컨대 S310 단계는 제3 반응기를 250 내지 300 ℃의 온도로 가열한다.First, after injecting the seed into the third reactor in step S310, the third reactor is heated. For example, in step S310, the third reactor is heated to a temperature of 250 to 300 °C.
이어서 S320 단계에서 제3 반응기에 dropwise 방식으로 복합 전구체를 주입하여 코어를 합성한다. 여기서 dropwise 방식은 제3 반응기에 복합 전구체를 한 방울씩 소량투여하여 공급하는 방식이다. 예컨대 S320 단계는 제3 반응기에 복합 전구체를 주입한 후, 250 내지 300 ℃에서 1 내지 3 시간 동안 반응이 수행될 수 있다. 그리고 제3 반응기의 온도를 30 내지 70 ℃로 낮추어 합성된 최종적으로 코어를 제작한다.Then, in step S320, the core is synthesized by injecting the composite precursor into the third reactor in a dropwise manner. Here, the dropwise method is a method of supplying a small amount of the complex precursor one drop at a time to the third reactor. For example, in step S320, after injecting the composite precursor into the third reactor, the reaction may be performed at 250 to 300° C. for 1 to 3 hours. And finally, the synthesized core is prepared by lowering the temperature of the third reactor to 30 to 70 °C.
다음으로 쉘층을 형성하는 S400 단계에 대해서 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.Next, the step S400 of forming the shell layer will be described with reference to FIG. 5 as follows.
먼저, S410 단계에서 제3 반응기에 코어를 주입한 후 제3 반응기를 가열한다. 예컨대 410단계는 제3 반응기를 300 내지 400 ℃의 온도로 가열한다.First, after injecting the core into the third reactor in step S410, the third reactor is heated. For example, in step 410, the third reactor is heated to a temperature of 300 to 400 °C.
다음으로 S420 단계에서 제3 반응기에 아연 올레이트와 Trioctylphosphine-Se, Trioctylphosphine-Te, Trioctylphosphine-S 및 dodecanethiol 중 적어도 하나를 주입하여 반응시켜 코어를 감싸는 셀층을 형성시킨다.Next, in step S420, zinc oleate and at least one of Trioctylphosphine-Se, Trioctylphosphine-Te, Trioctylphosphine-S, and dodecanethiol are injected into the third reactor and reacted to form a cell layer surrounding the core.
여기서 아연 올레이트는 아연 아세테이트(zinc acetate), 올레산 및 트리옥틸아민(trioctylamine)이 혼합된 혼합물일 수 있다. 예컨대 S420 단계는 300 내지 400 ℃ 온도의 제3 반응기에서 15 내지 45 분 동안 반응이 수행될 수 있다.Here, zinc oleate may be a mixture of zinc acetate, oleic acid, and trioctylamine. For example, in step S420, the reaction may be performed for 15 to 45 minutes in the third reactor at a temperature of 300 to 400 °C.
이어서 S430 단계에서 제3 반응기의 온도를 상온으로 하여 제3 반응기에 아연 아세테이트를 주입한 후, 제3 반응기를 진공 조건에서 가열한다. 예컨대 S430 단계는 아연 아세테이트를 주입하기 위해서 제3 반응기의 온도를 30 내지 70 ℃로 내린다. 그리고 아연 아세테이트을 주입한 이후에 제3 반응기의 온도를 130 내지 170 ℃로 올린 후 15 내지 45 분 동안 반응이 수행될 수 있다.Then, in step S430, zinc acetate is injected into the third reactor by setting the temperature of the third reactor to room temperature, and then the third reactor is heated under vacuum conditions. For example, step S430 lowers the temperature of the third reactor to 30 to 70 °C in order to inject zinc acetate. And after the zinc acetate is injected, the temperature of the third reactor is raised to 130 to 170° C., and then the reaction may be performed for 15 to 45 minutes.
마지막으로 S440 단계에서 제3 반응기의 온도를 더 증가시킨 후 제3 반응기에 황(S) 전구체, 텔루륨(Te) 전구체 및 셀레늄(Se) 전구체 중 적어도 하나를 주입하여 반응시켜 코어를 감싸는 복수 개의 셀층을 형성시킨다.Finally, after further increasing the temperature of the third reactor in step S440, at least one of a sulfur (S) precursor, a tellurium (Te) precursor, and a selenium (Se) precursor is injected and reacted into the third reactor to react with a plurality of to form a cell layer.
여기서, 황 전구체는 황 분말, 트리메틸실릴 설퍼(trimethylsilyl sulfur), 도데칸티올(dodecanthiol) 및 알킬 싸이올(alkyl thiol) 중에서 하나일 수 있다. Here, the sulfur precursor may be one of sulfur powder, trimethylsilyl sulfur, dodecanethiol, and alkyl thiol.
그리고 텔루륨 전구체는 예를 들어 텔루륨 형태의 분말일 수 있으며, 셀레늄 전구체는 예를 들어 셀레늄 형태의 분말일 수 있다.And the tellurium precursor may be, for example, a powder in the form of tellurium, and the selenium precursor may be, for example, a powder in the form of selenium.
예컨대 S440 단계는 제3 반응기의 온도를 S430 단계의 온도보다는 높은 300 내지 360 ℃의 온도로 가열하여 0.5 내지 2 시간 동안 반응이 수행될 수 있다.For example, in step S440, the reaction may be performed for 0.5 to 2 hours by heating the temperature of the third reactor to a temperature of 300 to 360° C. higher than the temperature in step S430.
이와 같이 코어-쉘 구조를 갖는 양자점의 제조 방법은 모든 과정이 무용재 합성법으로 이루어진다. 다음으로 도 6에서는 양자점이 합성되는 모습을 도시하였다. 여기서 도 6은 본 발명에 따른 적색 양자점 합성 모습을 보여주는 도면이다. As such, in the manufacturing method of the quantum dot having a core-shell structure, all processes are made by a material-free synthesis method. Next, FIG. 6 shows a state in which quantum dots are synthesized. Here, FIG. 6 is a view showing a red quantum dot synthesis according to the present invention.
도 6(a)에 도시된 바와 같이, 적색 양자점 합성은 전구체를 반응기에 혼합하여 주입한 후 반응기에 열을 가해 전구체를 녹이며, 도 6(b) 및 (c)에 도시된 바와 같이, 혼합된 전구체 반응을 일으켜 전구체를 합성시킨다. 마지막으로 도 6(d)에 도시된 바와 같이, 반응기를 식혀주는 과정을 통하여 합성을 완료시켜 코어-쉘 구조를 갖는 양자점의 제조할 수 있다.As shown in Fig. 6 (a), the red quantum dot synthesis involves mixing and injecting the precursor into the reactor and then applying heat to the reactor to melt the precursor, and as shown in Fig. 6 (b) and (c), the mixed A precursor reaction occurs to synthesize a precursor. Finally, as shown in FIG. 6( d ), the synthesis can be completed through a process of cooling the reactor, thereby preparing quantum dots having a core-shell structure.
이와 같이 본 발명에 따른 코어-쉘 구조를 갖는 양자점의 제조 방법은 용매를 이용한 일반적인 양자점 합성법과 달리, 무용매 합성법을 이용함으로써, 순도 높은 octadecene, trioctylamine, trioctylphosphine 및 trioctylphosphine oxide 등의 고가의 용매가 필요 없으므로 제조비용의 절감 및 용매 미사용으로 인한 폐수를 절감할 수 있다.As described above, the method for manufacturing quantum dots having a core-shell structure according to the present invention uses a solvent-free synthesis method, unlike the general quantum dot synthesis method using a solvent, and thus requires an expensive solvent such as octadecene, trioctylamine, trioctylphosphine and trioctylphosphine oxide with high purity. Therefore, it is possible to reduce manufacturing cost and waste water due to non-use of solvent.
[실시예 및 비교예][Examples and Comparative Examples]
이와 같은 본 발명에 따른 코어-쉘 구조를 갖는 양자점의 특성을 확인하기 위해서 아래와 같이 실시예 및 비교예에 따른 양자점을 제조하였다. 다음으로 양자점을 제조하기 위한 제1 내지 제3 반응기로는 플라스크가 사용될 수 있다.In order to confirm the characteristics of quantum dots having a core-shell structure according to the present invention, quantum dots according to Examples and Comparative Examples were prepared as follows. Next, a flask may be used as the first to third reactors for producing quantum dots.
실시예 및 비교예 양자점의 합성Examples and Comparative Examples Synthesis of quantum dots
먼저 인듐 아세테이트 0.6mmol 및 올레산 2mmol를 제1 반응기에 넣고 진공 조건에서 30분 동안 120℃로 가열하였다.First, 0.6 mmol of indium acetate and 2 mmol of oleic acid were put into the first reactor and heated to 120° C. for 30 minutes under vacuum conditions.
이어서 제1 반응기 안의 분위기를 질소 분위기로 전환한 후 제1 반응기에의 온도를 300℃까지 상승시킨 후, 제1 반응기에 0.1M의 TMSP 및 TOP 혼합물 4ml를 주입하고 2분간 반응을 진행하여 시드를 합성하였다. 그리고 제1 반응기의 온도를 상온으로 내렸다.Then, after changing the atmosphere in the first reactor to a nitrogen atmosphere and raising the temperature in the first reactor to 300 ° C, 4 ml of 0.1M TMSP and TOP mixture was injected into the first reactor, and the reaction proceeded for 2 minutes to seed synthesized. And the temperature of the first reactor was lowered to room temperature.
다음으로 인듐 아세테이트 2mmol 및 아연 올리에이트 1mmol, 올레산 8mmol, 리튬 올리에이트 0.2mmol를 제2 반응기에 넣고 진공 조건에서 30분 동안 150℃로 가열하였다. 제조한 혼합물을 제2 반응기에 0.66M의 TMSP 및 TOP 혼합물 2ml를 주입하여 반응시켜 복합 전구체를 합성하였다.Next, 2 mmol of indium acetate, 1 mmol of zinc oleate, 8 mmol of oleic acid, and 0.2 mmol of lithium oleate were placed in a second reactor and heated to 150° C. under vacuum conditions for 30 minutes. The prepared mixture was reacted by injecting 0.66M TMSP and 2ml of TOP mixture into the second reactor to synthesize a composite precursor.
이어서 제조된 시드를 제3 반응기에 넣고 제3 반응기에의 온도를 280℃까지 상승시킨 후, 제3 반응기에 복합 전구체를 9.6ml/1hr로 2시간 동안 dropwise 방법으로 주입하여 반응시켜 코어를 합성하였다. 그리고 제2 반응기의 온도를 상온으로 내렸다.Then, the prepared seed was put into the third reactor, the temperature of the third reactor was raised to 280° C., and then the composite precursor was injected into the third reactor in a dropwise manner at 9.6 ml/1 hr for 2 hours to react, thereby synthesizing the core. . And the temperature of the second reactor was lowered to room temperature.
다음으로 코어가 주입된 제3 반응기에의 온도를 340℃까지 상승시킨 후, 제3 반응기에 0.4M 아연올레이트 5ml와 2M Trioctylphosphine-Se 1ml를 주입하여 30분간 반응을 진행시켜 코어에 셀층을 합성하였다.Next, after raising the temperature of the third reactor into which the core was injected to 340° C., 5 ml of 0.4M zinc oleate and 1 ml of 2M Trioctylphosphine-Se were injected into the third reactor, and the reaction was allowed to proceed for 30 minutes to synthesize a cell layer in the core. did
여기서 아연올레이트는 아연 아세테이트 2mmol, 올레산 4mmol, trioctylamine 5ml가 합성된 화합물이다.Here, zinc oleate is a compound in which 2 mmol of zinc acetate, 4 mmol of oleic acid, and 5 ml of trioctylamine are synthesized.
이어서 제1 반응기의 온도를 상온으로 내린 후, 아연 아세테이트 1mmol을 제3 반응기에 넣고 진공 조건에서 30분 동안 150℃로 가열하였다.Then, after the temperature of the first reactor was lowered to room temperature, 1 mmol of zinc acetate was put into the third reactor and heated to 150° C. under vacuum conditions for 30 minutes.
마지막으로 제3 반응기에의 온도를 340℃까지 상승시킨 후, 제3 반응기에 2mmol 도데칸티올 0.5ml을 주입하여 1시간 동안 반응을 진행하여 코어에 다층의 셀층을 형성된 적색 양자점을 제조하였다.Finally, after raising the temperature in the third reactor to 340° C., 0.5 ml of 2 mmol dodecanethiol was injected into the third reactor, and the reaction proceeded for 1 hour to prepare a red quantum dot having a multi-layered cell layer on the core.
여기서 합성된 양자점은 실시예에 따른 양자점으로 사용한다. 그리고 비교예에 따른 양자점은 복합 전구체 제조 과정에서 리튬 올리에이트를 주입하는 것을 제외하고 동일하게 제조된 양자점이다.Here, the synthesized quantum dots are used as quantum dots according to the embodiment. And the quantum dot according to the comparative example is a quantum dot manufactured in the same manner except for injecting lithium oleate in the composite precursor manufacturing process.
다음으로 제조된 양자점을 가시광선 영역의 흡수 스펙트럼을 측정하였고, 광발광 스펙트럼을 측정하였다.Next, the absorption spectrum of the prepared quantum dot was measured in the visible region, and the photoluminescence spectrum was measured.
다음은 비교예 및 실시예에 따른 가시광선 영역의 흡수 스펙트럼을 도 7에 도시하였다. 여기서 도 7(a)는 본 발명에 따른 실시예에 따른 양자점의 흡수 스펙트럼을 보여주는 그래프이다. 그리고 도 7(b)는 비교예에 따른 양자점의 흡수 스펙트럼을 보여주는 그래프이다. Next, absorption spectra in the visible region according to Comparative Examples and Examples are shown in FIG. 7 . Here, FIG. 7(a) is a graph showing an absorption spectrum of a quantum dot according to an embodiment according to the present invention. And Figure 7 (b) is a graph showing the absorption spectrum of the quantum dot according to the comparative example.
도 7(b)에 도시된 바와 같이, 온도를 300℃까지 상승시킨 제1 반응기에서 합성된 시드의 흡수 파장을 측정하여 청색으로 나타냈으며, 온도를 280℃까지 상승시킨 제3 반응기에 시드 및 복합 전구체를 주입하여 10분, 20분, 30분, 35분의 시간 동안 합성된 코어의 흡수 파장을 측정하였다. 여기서 코어 합성 시 알칼리 금속(Li) 전구체를 포함하지 않은 비교예에서는 합성시간이 오래 지남에 따라 흡수 파장의 peak가 원하는 형상을 나타내지 않았다. 이는 합성시간이 오래 지남에 코어가 균일하게 합성되지 않음을 알 수 있다.As shown in Fig. 7(b), the absorption wavelength of the synthesized seed was measured in the first reactor in which the temperature was raised to 300 °C and displayed in blue, and the seed and complex in the third reactor in which the temperature was raised to 280 °C By injecting the precursor, the absorption wavelength of the synthesized core was measured for 10 minutes, 20 minutes, 30 minutes, and 35 minutes. Here, in the comparative example in which the alkali metal (Li) precursor was not included in the core synthesis, the peak of the absorption wavelength did not show the desired shape as the synthesis time elapsed. It can be seen that the core is not uniformly synthesized over a long synthesis time.
하지만, 도 7(a)에 도시된 바와 같이, 온도를 320℃까지 상승시킨 제1 반응기에서 합성된 시드를 흡수 파장을 측정하여 청색으로 나타냈으며, 온도를 280℃까지 상승시킨 제3 반응기에 시드 및 복합 전구체를 주입하여 5분, 10분, 15분, 20분, 25분, 30분, 35분의 시간 동안 합성된 코어의 흡수 파장을 측정하였다. 여기서 코어 합성 시 알칼리 금속(Li) 전구체를 포함한 실시예에서는 합성시간이 오래 지나서도 흡수 파장의 peak가 원하는 형상을 나타냈다. 따라서 코어 합성 시 알칼리 금속 전구체를 주입함에 따라 합성시간이 오래 지남에도 불구하고 코어가 균일하게 합성되었다는 점을 알 수 있다.However, as shown in FIG. 7(a), the seed synthesized in the first reactor in which the temperature was raised to 320 ° C. was shown in blue by measuring the absorption wavelength, and the seed was added to the third reactor in which the temperature was raised to 280 ° C. And by injecting the composite precursor, the absorption wavelength of the synthesized core was measured for 5 minutes, 10 minutes, 15 minutes, 20 minutes, 25 minutes, 30 minutes, and 35 minutes. Here, in the example including the alkali metal (Li) precursor in the core synthesis, the peak of the absorption wavelength showed a desired shape even after a long synthesis time. Therefore, it can be seen that the core was uniformly synthesized even though the synthesis time elapsed as the alkali metal precursor was injected during the core synthesis.
도 8은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 광발광 스펙트럼을 보여주는 그래프이다.8 is a graph showing photoluminescence spectra according to Examples and Comparative Examples of the present invention.
도 8에 도시된 바와 같이, 코어 합성 시 알칼리 금속(Li) 전구체를 포함하지 않은 비교예(적색)의 경우 반치폭은 600~680nm 파장 영역에서 56nm였으나, 코어 합성 시 알칼리 금속(Li) 전구체를 포함한 실시예(청색)의 경우 600~680nm 파장 영역에서 반치폭은 43nm로 나타났다.As shown in FIG. 8 , in the case of a comparative example (red) that did not include an alkali metal (Li) precursor when synthesizing the core, the half width was 56 nm in the wavelength range of 600 to 680 nm, but when synthesizing the core, including an alkali metal (Li) precursor In the case of Example (blue), the full width at half maximum was 43 nm in the wavelength region of 600 to 680 nm.
따라서 알칼리 금속 전구체를 코어 합성단계에 주입함으로써, 협반치폭을 가지는 양자점의 합성이 가능함을 알 수 있다.Therefore, it can be seen that by injecting the alkali metal precursor into the core synthesis step, it is possible to synthesize quantum dots having a narrow half maximum width.
이하 본 발명의 실시예에 따른 양자점의 알칼리 전구체 함량의 특성을 더욱 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, characteristics of the alkali precursor content of quantum dots according to an embodiment of the present invention will be described in more detail.
본 발명의 실시예에 따른 양자점을 비교하기 위해 알칼리 전구체의 함량이 변경된 샘플을 각각 만들어 성능을 분석하였다.In order to compare the quantum dots according to the embodiment of the present invention, each sample in which the content of the alkali precursor is changed was made and the performance was analyzed.
실험예 1 내지 실험예 5의 양자점의 합성Synthesis of quantum dots of Experimental Examples 1 to 5
여기서 합성된 양자점는 실시예에 양자점 제조 방법을 이용한다. 여기서 양자점은 복합 전구체 제조 과정에서 인듐 아세테이트의 주입량 대비 리튬 올리에이트 주입량의 몰비를 조절하는 것을 제외하고 동일하게 제조된 양자점이다.Here, the synthesized quantum dots use the quantum dot manufacturing method in Examples. Here, the quantum dots are quantum dots prepared in the same manner except for adjusting the molar ratio of the injection amount of lithium oleate to the injection amount of indium acetate during the preparation of the composite precursor.
실험예 1 내지 실험예 5에서 인듐 아세테이트에 대한 리튬 올리에이트의 몰비는 각각 0.05, 0.1, 0.15, 0.2, 0.3이다. In Experimental Examples 1 to 5, the molar ratio of lithium oleate to indium acetate was 0.05, 0.1, 0.15, 0.2, and 0.3, respectively.
여기서 제조된 양자점의 반치폭은 광발광 스펙트럼으로 측정하였으며, 제조된 양자점의 양자 효율은 오츠카사의 QE-2000 장비를 사용하여 측정하였다. The half width at half maximum of the quantum dots prepared here was measured with a photoluminescence spectrum, and the quantum efficiency of the quantum dots prepared here was measured using Otsuka's QE-2000 equipment.
실험예 1 내지 실험예 5에 따른 양자점의 변화를 표 1에 도시하였다. 여기서 표 1은 의 반치폭 및 양자 효율의 결과 값을 보여주는 표이다.Table 1 shows changes in quantum dots according to Experimental Examples 1 to 5. Here, Table 1 is a table showing the result values of the full width at half maximum and quantum efficiency of .
표 1을 참조하면, 제조된 양자점들은 양자 효율은 75~85%이며, 반치폭은 43~47nm를 갖는 것으로 나타났다.Referring to Table 1, the manufactured quantum dots were found to have a quantum efficiency of 75 to 85%, and a half width of 43 to 47 nm.
이를 통해, 알칼리 금속 전구체를 코어 합성단계에 주입된 양자점은 협반치폭을 가지며 양자 효율이 우수함을 나타냈다.Through this, it was shown that the quantum dots injected with the alkali metal precursor in the core synthesis step had a narrow half width and excellent quantum efficiency.
따라서, 본 발명에 따른 양자점은 알칼리 금속 전구체를 코어 합성단계에 주입됨으로써, 협반치폭을 가지는 적색 양자점을 구현하여 디스플레이의 색 영역을 증대시키고, 양자점 형광빛의 색 순도를 증대시키고, 디스플레이의 색 좌표를 개선할 수 있다.Therefore, the quantum dot according to the present invention is injected with an alkali metal precursor in the core synthesis step, thereby implementing a red quantum dot having a narrow half maximum width to increase the color gamut of the display, increase the color purity of the quantum dot fluorescence light, and color coordinates of the display can be improved
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다. 또한, 본 명세서와 도면에서 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.On the other hand, the embodiments disclosed in the present specification and drawings are merely presented as specific examples to aid understanding, and are not intended to limit the scope of the present invention. It is apparent to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains that other modifications based on the technical spirit of the present invention can be implemented in addition to the embodiments disclosed herein. In addition, although specific terms have been used in the present specification and drawings, these are only used in a general sense to easily explain the technical contents of the present invention and help the understanding of the present invention, and are not intended to limit the scope of the present invention.
Claims (11)
상기 합성된 코어에 ZnSe, ZnS 및 ZnTe 중 적어도 하나를 포함하는 복수 개의 쉘층을 형성하는 단계;
를 포함하는 코어-쉘 구조를 갖는 양자점의 제조 방법.synthesizing a core by reacting a seed including indium (In) and phosphorus (P) with a complex precursor including the indium, phosphorus and alkali metal precursors; and
forming a plurality of shell layers including at least one of ZnSe, ZnS, and ZnTe on the synthesized core;
A method of manufacturing quantum dots having a core-shell structure comprising a.
상기 알칼리 금속 전구체는,
리튬(lithium), 소듐(Sodium) 및 칼륨(potassium) 중 하나의 알칼리 금속과 올레산(oleate), 팔미트산(palmitate), 스테아르산(stearate), 염소(Chlorine), 브롬(Bromine), 요오드(iodine), 말레산(maleic acid) 및 이소프로폭사이드(isopropoxide) 중 하나의 전구체가 합성된 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조를 갖는 양자점의 제조 방법.According to claim 1,
The alkali metal precursor is
One alkali metal of lithium, sodium and potassium, and oleate, palmitate, stearate, chlorine, bromine, iodine ( iodine), maleic acid (maleic acid), and isopropoxide (isopropoxide) characterized in that the synthesis of one of the precursors of the core-shell structure of the quantum dot manufacturing method.
상기 코어를 합성하는 단계 이전에 수행되는,
인듐 아세테이트(indium acetate) 및 올레산(oleate)을 제1 반응기에 주입한 후 상기 제1 반응기를 진공 조건에서 가열하는 단계;
상기 제1 반응기를 불활성 가스 분위기로 전환한 후 상기 제1 반응기를 가열하는 단계; 및
상기 제1 반응기에 인(phosphorus) 전구체를 주입하여 상기 시드를 제조하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조를 갖는 양자점의 제조 방법.According to claim 1,
Performed before the step of synthesizing the core,
After injecting indium acetate (indium acetate) and oleic acid (oleate) into the first reactor, heating the first reactor under vacuum conditions;
heating the first reactor after converting the first reactor into an inert gas atmosphere; and
preparing the seed by injecting a phosphorus precursor into the first reactor;
A method for manufacturing quantum dots having a core-shell structure further comprising a.
상기 코어를 합성하는 단계 이전에 수행되는,
인듐 아세테이트(indium acetate), 올레산(oleate), 상기 알칼리 금속 전구체 및 인(phosphorus) 전구체를 제2 반응기에 주입한 후 상기 제2 반응기를 진공 조건에서 가열하는 단계; 및
상기 제2 반응기에 인 전구체를 주입하여 합성시켜 상기 복합 전구체를 제조하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조를 갖는 양자점의 제조 방법.According to claim 1,
Performed before the step of synthesizing the core,
injecting indium acetate, oleic acid, the alkali metal precursor, and the phosphorus precursor into a second reactor and then heating the second reactor under vacuum conditions; and
preparing the composite precursor by injecting and synthesizing a phosphorus precursor into the second reactor;
A method for manufacturing quantum dots having a core-shell structure further comprising a.
상기 제2 반응기를 진공 조건에서 가열하는 단계는,
상기 인듐 아세테이트에 대한 상기 알칼리 금속 전구체의 몰비를 0.3 이하로 하여 혼합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조를 갖는 양자점의 제조 방법.5. The method of claim 4,
The step of heating the second reactor under vacuum conditions,
A method for manufacturing quantum dots having a core-shell structure, comprising mixing the indium acetate in a molar ratio of the alkali metal precursor to 0.3 or less.
상기 제2 반응기를 진공 조건에서 가열하는 단계는,
상기 제2 반응기에 아연 올레이트(zinc oleate) 및 갈륨 올레이트(gallium oleate) 중 적어도 하나를 더 주입하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조를 갖는 양자점의 제조 방법.5. The method of claim 4,
The step of heating the second reactor under vacuum conditions,
further injecting at least one of zinc oleate and gallium oleate into the second reactor;
A method for manufacturing quantum dots having a core-shell structure, comprising:
상기 코어를 합성하는 단계는,
상기 시드를 제3 반응기에 주입한 후 상기 제3 반응기를 가열하는 단계; 및
상기 제3 반응기에 dropwise 방식으로 상기 복합 전구체를 주입하여 상기 코어를 합성하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조를 갖는 양자점의 제조 방법.According to claim 1,
The step of synthesizing the core is
heating the third reactor after injecting the seed into the third reactor; and
synthesizing the core by injecting the composite precursor into the third reactor in a dropwise manner;
A method for manufacturing quantum dots having a core-shell structure, comprising:
상기 쉘층을 형성하는 단계는,
상기 제3 반응기에 상기 코어를 주입한 후 상기 제3 반응기를 가열하는 단계;
상기 제3 반응기에 아연 올레이트(zinc oleate)와 Trioctylphosphine-Se, Trioctylphosphine-Te, Trioctylphosphine-S 및 dodecanethiol 중 적어도 하나를 주입하여 반응시키는 단계;
상기 제3 반응기의 온도를 상온으로 하여 상기 제3 반응기에 아연 아세테이트(zinc acetate)를 주입한 후 상기 제3 반응기를 진공 조건에서 가열하는 단계; 및
상기 제3 반응기의 온도를 더 증가시킨 후 상기 제3 반응기에 황(S) 전구체, 텔루륨(Te) 전구체 및 셀레늄(Se) 전구체 중 적어도 하나를 주입하여 반응시키는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조를 갖는 양자점의 제조 방법.8. The method of claim 7,
Forming the shell layer comprises:
heating the third reactor after injecting the core into the third reactor;
reacting by injecting zinc oleate and at least one of Trioctylphosphine-Se, Trioctylphosphine-Te, Trioctylphosphine-S and dodecanethiol into the third reactor;
heating the third reactor under vacuum conditions after injecting zinc acetate into the third reactor by setting the temperature of the third reactor to room temperature; and
after further increasing the temperature of the third reactor, injecting and reacting at least one of a sulfur (S) precursor, a tellurium (Te) precursor, and a selenium (Se) precursor into the third reactor;
A method for manufacturing quantum dots having a core-shell structure, comprising:
상기 코어를 감싸며 ZnSe, ZnS 및 ZnTe 중 적어도 하나를 포함하는 복수 개의 쉘층;
을 포함하는 코어-쉘 구조를 갖는 양자점.a core synthesized by reacting a seed containing indium (In) and phosphorus (P) with the indium, phosphorus and alkali metal precursors; and
a plurality of shell layers surrounding the core and including at least one of ZnSe, ZnS, and ZnTe;
A quantum dot having a core-shell structure comprising a.
상기 복수 개의 쉘층은 인접하는 층이 서로 다른 조성을 가지는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조를 갖는 양자점.10. The method of claim 9,
The plurality of shell layers is a quantum dot having a core-shell structure, characterized in that adjacent layers have different compositions.
상기 양자점은 광발광 스펙트럼에서 파장 영역이 500 내지 550nm 또는 600 내지 680nm이며, 반치폭(FWHM)이 20 내지 50nm이고, 양자 효율이 70 내지 100%인 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조를 갖는 양자점.10. The method of claim 9,
The quantum dot has a wavelength region of 500 to 550 nm or 600 to 680 nm in the photoluminescence spectrum, a full width at half maximum (FWHM) of 20 to 50 nm, and a quantum efficiency of 70 to 100%. A quantum dot having a shell structure.
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| WO2024063299A1 (en) * | 2022-09-20 | 2024-03-28 | 삼성전자주식회사 | Quantum dot and light-emitting device comprising same |
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| KR20160103366A (en) | 2015-02-24 | 2016-09-01 | 엘지전자 주식회사 | InP-BASED QUANTUM DOT AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME |
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