KR101606290B1 - Transfer printing method for quantum dot - Google Patents

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김대형
현택환
최문기
양지웅
강광훈
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서울대학교산학협력단
기초과학연구원
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Abstract

Provided is a quantum dot transfer printing method for improving a transfer rate. The quantum dot transfer printing method includes a step of forming a quantum dot layer on a donor substrate, a step of picking up the quantum dot layer by using a stamp, a step of bonding the quantum dot layer to an intaglio substrate by using the stamp, and a step of separating the stamp from the intaglio substrate. A subminiature quantum dot pattern can be transferred with a high transfer rate by the quantum dot transfer printing method. Thereby, a high integration quantum dot electronic device having superior performance and a high-definition ultrathin wearable quantum dot light emitting device can be realized.

Description

양자점 전사 인쇄 방법{TRANSFER PRINTING METHOD FOR QUANTUM DOT}METHOD FOR QUANTUM DOT < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 양자점 전사 인쇄 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a quantum dot transfer printing method.

변형 가능한 고해상도 엘이디(LED)는 플렉시빌리티(flexibility, 굴곡성)과 스트레처빌리티(stretchability, 신축성)가 중요한 특성이 되는 웨어러블 전자 장치의 정보 표시를 위한 핵심 구성이다. 최근 변형 가능한 엘이디를 구현하기 위한 노력들이 많이 이루어지고 있지만 초박막 웨어러블 전자 장치를 구현하는데 한계가 있다. A deformable high resolution LED (LED) is a key component for information display of wearable electronic devices where flexibility and stretchability are important characteristics. Recently, efforts have been made to implement a deformable LED, but there are limitations in implementing an ultra-thin wearable electronic device.

또, 최근에 양자점의 발광 특성을 이용한 발광 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 양자점은 수 나노미터 크기의 결정 구조를 가진 반도체 물질로, 높은 색순도와 자체 발광 특성을 갖고 크기 조절에 의한 색조절이 용이한 장점을 가지고 있다. 그러나, 양자점의 RGB 패턴을 형성하기 위해서는 잉크젯 또는 스크린 인쇄와 같은 기술이 제안되고 있으나, 이러한 기술로는 고집적의 초박막 웨어러블 발광 장치를 구현하기 어렵다.Recently, researches on a light emitting device using the luminescence characteristics of quantum dots have been actively conducted. The quantum dot is a semiconductor material having a crystal structure of several nanometers in size, has high color purity and self luminescence characteristics, and has an advantage of easily controlling the color by size adjustment. However, techniques such as inkjet or screen printing have been proposed to form RGB patterns of quantum dots, but it is difficult to realize a highly integrated ultra-thin wearable light emitting device.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 전사율을 높일 수 있는 양자점 전사 인쇄 방법을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a quantum dot transfer printing method capable of increasing the transfer rate.

본 발명은 성능이 우수한 고집적 양자점 전자 장치를 구현할 수 있는 양자점 전사 인쇄 방법을 제공한다.The present invention provides a quantum dot transfer printing method capable of realizing a highly integrated quantum dot electronic device having excellent performance.

본 발명은 초박막 웨어러블 양자점 전자 장치를 구현할 수 있는 양자점 전사 인쇄 방법을 제공한다.The present invention provides a quantum dot transfer printing method capable of implementing an ultra-thin wearable quantum dot electronic device.

본 발명의 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부한 도면으로부터 명확해 질 것이다.Other objects of the present invention will become apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.

본 발명의 실시예들에 따른 양자점 전사 인쇄 방법은, 도우너 기판에 양자점층을 형성하는 단계, 상기 양자점층을 스탬프를 이용하여 픽업하는 단계, 상기 스탬프를 이용하여 상기 양자점층을 음각 기판에 접촉시키는 단계, 및 상기 스탬프를 상기 음각 기판으로부터 분리시키는 단계를 포함한다.A quantum dot transfer printing method according to embodiments of the present invention includes a step of forming a quantum dot layer on a donor substrate, a step of picking up the quantum dot layer using a stamp, the step of bringing the quantum dot layer into contact with the engraved substrate And separating the stamp from the engraved substrate.

상기 도우너 기판은 상기 양자점층을 형성하기 전에 표면 처리될 수 있다.The donor substrate may be surface treated before forming the quantum dot layer.

상기 양자점층은 양자점을 포함하는 콜로이드 나노결정 물질로 형성될 수 있다.The quantum dot layer may be formed of a colloidal nanocrystal material including quantum dots.

상기 스탬프는 PDMS(polydimethylsiloxane)로 형성될 수 있다.The stamp may be formed of PDMS (polydimethylsiloxane).

상기 음각 기판의 표면 에너지는 상기 스탬프의 표면 에너지보다 클 수 있다. 상기 음각 기판은 고분자, 유리, 유기물, 또는 산화물로 형성될 수 있다.The surface energy of the engraved substrate may be greater than the surface energy of the stamp. The engraved substrate may be formed of a polymer, glass, organic material, or oxide.

상기 음각 기판은 표면에서 내부로 들어간 리세스 영역을 가질 수 있다.The intaglio substrate may have a recessed region that is recessed from the surface.

상기 스탬프가 상기 음각 기판으로부터 분리될 때 상기 양자점층 중에서 상기 음각 기판과 접촉하는 부분은 상기 음각 기판에 남고, 상기 리세스 영역에 대응하는 부분은 상기 스탬프에 의해 픽업될 수 있다.When the stamp is separated from the engraved substrate, a portion of the quantum dot layer that contacts the engraved substrate remains on the engraved substrate, and a portion corresponding to the recessed area can be picked up by the stamp.

상기 스탬프를 이용하여 상기 양자점층을 상기 음각 기판에 접촉시킬 때 상기 양자점층에 균일한 압력이 가해질 수 있다.Uniform pressure may be applied to the quantum dot layer when the quantum dot layer is brought into contact with the engraved substrate using the stamp.

본 발명의 실시예들에 따른 양자점 전사 인쇄 방법에 의해 초소형의 양자점 패턴이 높은 전사율로 전사될 수 있다. 이에 의해, 성능이 우수한 고집적 양자점 전자 장치가 구현될 수 있다. 또, 양자점 발광 장치, 전자 타투 등 다양한 전자 장치로의 적용이 확대될 수 있고, 그 성능이 향상될 수 있다. 또, 상기 양자점 전사 인쇄 방법에 의해 양자점 패턴을 형성함으로써 구부림(bending), 구김(crumpling), 주름(wrinkling) 등과 같은 다양한 변형에서도 안정적인 전계 발광을 유지할 수 있는 고해상도의 초박막 웨어러블 양자점 발광 장치가 구현될 수 있다.The ultra-small quantum dot pattern can be transferred at a high transfer rate by the quantum dot transfer printing method according to the embodiments of the present invention. Thus, a highly integrated quantum dot electronic device having excellent performance can be realized. Further, application to various electronic devices such as a quantum dot light emitting device and an electronic tattoo can be expanded, and the performance can be improved. In addition, by forming the quantum dot pattern by the above-described quantum dot transfer printing method, a high-resolution ultra-thin wearable quantum dot light emitting device capable of maintaining stable electroluminescence even in various deformations such as bending, crumpling, wrinkling and the like is realized .

도 1 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 양자점 전사 인쇄 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 양자점 전자 장치를 나타낸다.
도 8 내지 도 25는 본 발명의 다른 실시예에 따른 양자점 전사 인쇄 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 26은 본 발명의 다른 실시예에 따라 제조된 양자점 전자 장치를 나타낸다.
도 27은 본 발명의 실시예들에 따른 양자점 전사 인쇄 방법을 이용한 양자점 전자 장치의 제조 방법 설명하기 위한 도면이다.
도 28은 도 27의 제조 방법에 따라 제조된 양자점 전자 장치를 나타낸다.
도 29a는 도 87의 양자점 전자 장치가 적용된 전자 타투를 나타내는 분해 사시도이고, 도 29b는 상기 전자 타투의 단면을 나타내는 SEM 이미지이며, 도 29c와 도 29d는 상기 전자 타투가 사람 피부에 부착된 형상을 찍은 사진을 나타낸다.
도 30a는 본 발명의 실시예들에 따른 양자점 전사 인쇄 방법을 개략적으로 나타내고, 도 30b 내지 도 30e는 상기 양자점 전사 인쇄 방법에 의해 형성된 양자점 패턴의 TEM 이미지를 나타낸다.
도 31은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 양자점과 상기 양자점을 이용하여 형성된 양자점 패턴을 나타낸다.
도 32는 음각 전사 인쇄 방법과 스트럭처드 스탬프 인쇄 방법에 의한 양자점 패턴의 전사율의 차이를 설명하기 위한 도면이다.
도 33a 내지 도 33d는 본 발명의 실시예들에 따른 양자점 전사 인쇄 방법을 이용하여 제조된 양자점 발광 장치의 해상도에 따른 전계 발광 이미지를 나타낸다.
도 34a 및 도 34b는 본 발명의 실시예들에 따른 양자점 전사 인쇄 방법을 이용하여 제조된 양자점 발광 장치의 양자점 패턴에 의해 구현되는 화이트 컬러를 나타낸다.
도 35a 내지 도 35c는 본 발명의 실시예들에 따른 양자점 전사 인쇄 방법을 이용하여 제조된 양자점 발광 장치와 혼합 양자점 발광 장치의 시간 분해 광루미네선스를 비교한 그래프이다.
도 36은 본 발명의 실시예들에 따른 양자점 전사 인쇄 방법을 이용하여 제조된 양자점 발광 장치와 혼합 양자점 발광 장치의 전계 발광 효율을 비교한 그래프이다.
도 37은 본 발명의 실시예들에 따른 양자점 전자 인쇄 방법을 이용하여 제조된 양자점 발광 장치의 구부림 각도에서의 전류 밀도-전압 특성을 나타내는 그래프이다.FIGS. 1 to 6 are views for explaining a quantum dot transfer printing method according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 illustrates a quantum dot electronic device fabricated in accordance with one embodiment of the present invention.
FIGS. 8 to 25 are diagrams for explaining a quantum dot transfer printing method according to another embodiment of the present invention.
Figure 26 shows a quantum dot electronic device fabricated in accordance with another embodiment of the present invention.
27 is a view for explaining a method of manufacturing a quantum dot electronic device using the quantum dot transfer printing method according to the embodiments of the present invention.
28 shows a quantum dot electronic device manufactured according to the manufacturing method of FIG.
29A is an exploded perspective view showing an electronic tattoo to which a quantum dot electronic device of FIG. 87 is applied, FIG. 29B is an SEM image showing a cross section of the electronic tattoo, FIGS. 29C and 29D are views Represents a picture taken.
30A schematically shows a method of transferring a quantum dot according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 30B to 30E show TEM images of a quantum dot pattern formed by the above-mentioned transfer method.
31 shows a quantum dot formed by using the quantum dot and the quantum dot according to another embodiment of the present invention.
32 is a diagram for explaining the difference in the transfer rate of the quantum dot pattern by the engraved transfer printing method and the structured stamp printing method.
33A to 33D show an electroluminescence image according to the resolution of the quantum dot light emitting device manufactured using the quantum dot transfer printing method according to the embodiments of the present invention.
34A and 34B show white colors realized by the quantum dot pattern of the quantum dot light emitting device manufactured using the quantum dot transfer printing method according to the embodiments of the present invention.
35A to 35C are graphs comparing time-resolved optical luminescence of the quantum dot light emitting device manufactured using the quantum dot transfer printing method according to the embodiments of the present invention and the mixed quantum dot light emitting device.
36 is a graph comparing the electroluminescent efficiencies of the quantum dot light emitting device and the mixed quantum dot light emitting device manufactured using the quantum dot transfer printing method according to the embodiments of the present invention.
37 is a graph showing the current density-voltage characteristics at the bending angle of the quantum dot light emitting device manufactured using the quantum dot electron printing method according to the embodiments of the present invention.

이하, 실시예들을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 본 발명의 목적, 특징, 장점은 이하의 실시예들을 통해 쉽게 이해될 것이다. 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 따라서, 이하의 실시예들에 의하여 본 발명이 제한되어서는 안 된다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. The objects, features and advantages of the present invention will be easily understood by the following embodiments. The present invention is not limited to the embodiments described herein, but may be embodied in other forms. The embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure may be thorough and complete, and that those skilled in the art will be able to convey the spirit of the invention to those skilled in the art. Therefore, the present invention should not be limited by the following examples.

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 요소들(elements)을 기술하기 위해서 사용되었지만, 상기 요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이러한 용어들은 단지 상기 요소들을 서로 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 또, 어떤 층(막)이 다른 층(막) 또는 기판 위에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 층(막) 또는 기판 위에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 층(막)이 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. Although the terms first, second, etc. are used herein to describe various elements, the elements should not be limited by such terms. These terms are only used to distinguish the elements from each other. Further, when it is mentioned that a certain layer (film) is on another layer (film) or substrate, it may be formed directly on another layer (film) or substrate, or a third layer (film) .

도면들에서 요소의 크기, 또는 요소들 사이의 상대적인 크기는 본 발명에 대한 더욱 명확한 이해를 위해서 다소 과장되게 도시될 수 있다. 또, 도면들에 도시된 요소의 형상이 제조 공정상의 변이 등에 의해서 다소 변경될 수 있을 것이다. 따라서, 본 명세서에서 개시된 실시예들은 특별한 언급이 없는 한 도면에 도시된 형상으로 한정되어서는 안 되며, 어느 정도의 변형을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
The sizes of the elements in the figures, or the relative sizes between the elements, may be exaggerated somewhat for a clearer understanding of the present invention. In addition, the shape of the elements shown in the drawings may be somewhat modified by variations in the manufacturing process or the like. Accordingly, the embodiments disclosed herein should not be construed as limited to the shapes shown in the drawings unless specifically stated, and should be understood to include some modifications.

도 1 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 양자점 전사 인쇄 방법을 설명하기 위한 도면들이다.FIGS. 1 to 6 are views for explaining a quantum dot transfer printing method according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 도우너 기판(10) 위에 양자점층(20)이 형성된다. 양자점층(20)은 양자점(quantum dot)을 포함하는 콜로이드 나노결정 물질로 형성될 수 있다. 상기 양자점은, 예를 들어, CdSe/Zns 양자점, CdSe/CdS/ZnS 양자점, Cu-In-Se 양자점, 또는 PbS 양자점 등을 포함할 수 있으며 이에 한정되지 않는다. 도우너 기판(10)은 양자점층(20)을 형성하기 전에 ODTS(octadecyltrichlorosilane) 등으로 표면 처리될 수 있다. 상기 표면 처리에 의해 도우너 기판(10)과 상기 콜로이드 나노결정 물질 사이의 상호 작용이 약해져 상기 콜로이드 나노결정 물질이 도우너 기판(10) 위에서 표면 확산이 활발하게 이루어질 수 있고, 상기 콜로이드 나노결정 물질 내 나노입자들이 서로 뭉쳐져서 균일하게 성장할 수 있다. 또, 상기 표면 처리에 의해 스탬프(30)에 의한 양자점층(20)의 픽업(pick- up)이 더욱 효과적으로 이루어질 수 있게 된다.Referring to FIG. 1, a quantum dot layer 20 is formed on a donor substrate 10. The quantum dot layer 20 may be formed of a colloidal nanocrystal material including a quantum dot. The quantum dot may include, for example, a CdSe / Zns quantum dot, a CdSe / CdS / ZnS quantum dot, a Cu-In-Se quantum dot, or a PbS quantum dot. The donor substrate 10 may be surface treated with ODTS (octadecyltrichlorosilane) or the like before the formation of the quantum dot layer 20. The interaction between the donor substrate 10 and the colloidal nanocrystalline material is weakened by the surface treatment, so that the colloidal nanocrystal material can actively spread on the donor substrate 10, and the nano- The particles can cluster together and grow uniformly. In addition, picking up of the quantum dot layer 20 by the stamp 30 can be more effectively performed by the surface treatment.

도 2를 참조하면, 양자점층(20)이 스탬프(30)에 의해 도우너 기판(10)으로부터 분리되어 픽업된다. 스탬프(30)를 양자점층(20)에 접촉시킨 후 약 10cm/s의 속도로 분리시키면 스탬프(30)의 하부면과 접촉한 양자점층(20)이 도우너 기판(10)으로부터 분리되어 픽업될 수 있다. 스탬프(30)는 예를 들어 PDMS(polydimethylsiloxane)으로 형성될 수 있다. 도우너 기판(10) 위에 잔존하는 물질은 피라나 용액(piranha solution) 등으로 제거될 수 있다.2, the quantum dot layer 20 is separated from the donor substrate 10 by the stamp 30 and picked up. When the stamp 30 is brought into contact with the quantum dot layer 20 and then separated at a speed of about 10 cm / s, the quantum dot layer 20 in contact with the lower surface of the stamp 30 can be separated from the donor substrate 10 and picked up have. The stamp 30 may be formed of, for example, polydimethylsiloxane (PDMS). The material remaining on the donor substrate 10 may be removed with a piranha solution or the like.

도 3을 참조하면, 양자점층(20)이 형성된 스탬프(30)가 음각 기판(40) 위에 정렬되도록 배치된다. 음각 기판(40)은 스탬프(30)의 표면 에너지(PDMS 스탬프의 표면 에너지는 19.8mJ/㎡)보다 큰 표면 에너지를 갖는 물질, 예를 들어 실리콘, 고분자, 유리, 유기물, 산화물 등으로 형성될 수 있다. 음각 기판(40)은 표면에서 내부로 들어간 리세스 영역(40a)을 갖는다. Referring to FIG. 3, a stamp 30 on which the quantum dot layer 20 is formed is arranged to be aligned on the engraved substrate 40. The engraved substrate 40 may be formed of a material having a surface energy greater than the surface energy of the stamp 30 (the surface energy of the PDMS stamp is 19.8 mJ / m 2), such as silicon, polymer, glass, organic material, have. The engraved substrate 40 has a recessed region 40a which is recessed from the surface.

도 4를 참조하면, 양자점층(20)이 음각 기판(40)에 접촉된다. 양자점층(20)이 음각 기판(40)과 균일하게 접촉되도록 스탬프(30)에 전체적으로 약간의 압력이 가해질 수 있다. 이때, 양자점층(20)은 리세스 영역(40a) 이외의 부분에서 음각 기판(40)과 접촉하고, 리세스 영역(40a)에 대응하는 부분은 음각 기판(40)과 접촉하지 않는다.Referring to FIG. 4, the quantum dot layer 20 is in contact with the engraved substrate 40. Some pressure may be applied to the stamp 30 as a whole such that the quantum dot layer 20 contacts the engraved substrate 40 uniformly. At this time, the quantum dot layer 20 is in contact with the engraved substrate 40 at a portion other than the recessed region 40a, and the portion corresponding to the recessed region 40a does not contact the engraved substrate 40.

도 5를 참조하면, 스탬프(30)가 음각 기판(40)으로부터 분리된다. 음각 기판(40)의 표면 에너지가 스탬프(30)의 표면 에너지보다 크기 때문에 음각 기판(40)과 접촉한 양자점층의 부분(20a)은 스탬프(30)로부터 분리되어 음각 기판(40)의 표면 위에 잔존하게 되고, 리세스 영역(40a)에 대응하는 부분은 스탬프(30)에 그대로 접착된 채로 픽업되어 양자점 패턴(120)을 형성한다. 음각 기판(40) 위에 잔존하는 물질은 피라나 용액 등으로 제거될 수 있다.Referring to FIG. 5, the stamp 30 is separated from the engraved substrate 40. Since the surface energy of the engraved substrate 40 is larger than the surface energy of the stamp 30, the portion 20a of the quantum dot layer that is in contact with the engraved substrate 40 is separated from the stamp 30 and placed on the surface of the engraved substrate 40 And the portion corresponding to the recessed region 40a is picked up while being directly adhered to the stamp 30 to form the quantum dot pattern 120. [ Substance remaining on the engraved substrate 40 can be removed with a piranha solution or the like.

도 6을 참조하면, 기판(110)에 스탬프(30)가 얼라인되고, 양자점 패턴(120)이 기판(110)으로 전사된다. 양자점 패턴(120)이 형성된 스탬프(30)를 기판(110)에 접촉시킨 후 분리시킴으로써 양자점 패턴(110)이 스탬프(30)로부터 기판(110)으로 전사될 수 있다. 기판(110)은 웨어러블 기판, 플렉시블 기판, 또는 플라스틱 기판일 수 있으며, 기판(110)에서 양자점 패턴(120)과 접촉하는 부분은 스탬프(30)의 표면 에너지보다 큰 표면 에너지를 갖는 물질로 형성되는 것이 바람직하다.6, the stamp 30 is aligned on the substrate 110, and the quantum dot pattern 120 is transferred to the substrate 110. As shown in FIG. The quantum dot pattern 110 may be transferred from the stamp 30 to the substrate 110 by contacting and separating the stamp 30 having the quantum dot pattern 120 on the substrate 110. The substrate 110 may be a wearable substrate, a flexible substrate, or a plastic substrate, and the portion of the substrate 110 that contacts the quantum dot pattern 120 is formed of a material having a surface energy greater than the surface energy of the stamp 30 .

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 양자점 전자 장치를 나타낸다.Figure 7 illustrates a quantum dot electronic device fabricated in accordance with one embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 양자점 전자 장치(100)는 기판(110) 및 양자점 패턴(120)을 포함한다. 기판(110)은 그 종류에 제한을 받지 않고 전자 장치의 종류에 따라 적절하게 선택될 수 있으며, 예를 들어 웨어러블 기판(wearable substrate), 플렉시블 기판(flexible substrate), 또는 플라스틱 기판(plastic substrate)일 수 있다.Referring to FIG. 7, a quantum dot electronic device 100 includes a substrate 110 and a quantum dot pattern 120. The substrate 110 may be appropriately selected depending on the type of the electronic device without being limited to the type of the substrate 110. For example, the substrate 110 may be a wearable substrate, a flexible substrate, .

양자점 패턴(120)은 기판(110) 위에 배치될 수 있다. 양자점 패턴(120)은 양자점을 포함할 수 있다. 예를 들어, 양자점 패턴(120)은 CdSe/Zns 양자점, CdSe/CdS/ZnS 양자점 등을 포함하는 콜로이드 나노결정 물질로 형성될 수 있다. 상기 양자점은 안정성을 위한 껍질(shell)을 가질 수 있으며, 80% 이상의 발광 양자 수율을 나타낼 수 있다.The quantum dot pattern 120 may be disposed on the substrate 110. The quantum dot pattern 120 may include quantum dots. For example, the quantum dot pattern 120 may be formed of a colloidal nanocrystal material including a CdSe / Zns quantum dot, a CdSe / CdS / ZnS quantum dot, and the like. The quantum dot may have a shell for stability and exhibit a light emission quantum yield of 80% or more.

도 1 내지 도 6을 참조하여 설명된 상기 양자점 전사 인쇄 방법에 의해 20㎛×20㎛ 크기 이하의 양자점 패턴(120)이 기판(110) 위에 균일한 형태와 크기로 형성될 수 있다. 이에 의해, 성능이 우수한 고집적 전자 장치가 구현될 수 있다. 양자점 전자 장치(100)는 발광 장치(light emitting device) 등을 포함하여 다양한 전자 장치에 적용될 수 있다. 특히, 양자점 전자 장치(100)는 웨어러블 전자 장치에 용이하게 적용될 수 있다.
By the quantum dot transfer printing method described with reference to FIGS. 1 to 6, a quantum dot pattern 120 having a size of 20 μm × 20 μm or less can be formed on the substrate 110 in a uniform shape and size. Thus, a highly integrated electronic device with excellent performance can be realized. The quantum dot electronic device 100 may be applied to various electronic devices including a light emitting device and the like. In particular, the quantum dot electronic device 100 can be readily applied to a wearable electronic device.

도 8 내지 도 25는 본 발명의 다른 실시예에 따른 양자점 전사 인쇄 방법을 설명하기 위한 도면들이다. 전술한 실시예와 중복되는 부분에 대한 설명은 생략될 수 있다.FIGS. 8 to 25 are diagrams for explaining a quantum dot transfer printing method according to another embodiment of the present invention. Descriptions of portions overlapping with the above-described embodiment may be omitted.

도 8을 참조하면, 도우너 기판(10) 위에 제1 양자점층(21)이 형성된다. 제1 양자점층(21)은 레드 양자점 예를 들어, CdSe/CdS/ZnS 양자점 등을 포함하는 콜로이드 나노결정 물질로 형성될 수 있다. 도우너 기판(10)은 제1 양자점층(21)을 형성하기 전에 ODTS(octadecyltrichlorosilane) 등으로 표면 처리될 수 있다.Referring to FIG. 8, a first quantum dot layer 21 is formed on a donor substrate 10. The first quantum dot layer 21 may be formed of a colloidal nanocrystal material including a red quantum dot, for example, a CdSe / CdS / ZnS quantum dot or the like. The donor substrate 10 may be surface treated with ODTS (octadecyltrichlorosilane) or the like before the first quantum dot layer 21 is formed.

도 9를 참조하면, 제1 양자점층(21)이 스탬프(30)에 의해 도우너 기판(10)으로부터 분리되어 픽업된다. 스탬프(30)를 제1 양자점층(21)에 접촉시킨 후 약 10cm/s의 속도로 분리시키면 스탬프(30)의 하부면과 접촉한 제1 양자점층(21)이 도우너 기판(10)으로부터 분리되어 픽업될 수 있다. 스탬프(30)는 예를 들어 PDMS(polydimethylsiloxane)으로 형성될 수 있다. 9, the first quantum dot layer 21 is separated from the donor substrate 10 by the stamp 30 and picked up. The stamp 30 is brought into contact with the first quantum dot layer 21 and separated at a speed of about 10 cm / s so that the first quantum dot layer 21 in contact with the lower surface of the stamp 30 is separated from the donor substrate 10 And can be picked up. The stamp 30 may be formed of, for example, polydimethylsiloxane (PDMS).

도 10을 참조하면, 제1 양자점층(21)이 형성된 스탬프(30)가 제1 음각 기판(41) 위에 정렬되도록 배치된다. 제1 음각 기판(41)은 스탬프(30)의 표면 에너지보다 큰 표면 에너지를 갖는 물질, 예를 들어 실리콘, 고분자, 유리, 유기물, 산화물 등으로 형성될 수 있다. 제1 음각 기판(41)은 표면에서 내부로 들어간 리세스 영역(41a)을 갖는다. 10, a stamp 30 on which the first quantum dot layer 21 is formed is arranged so as to be aligned on the first engraved substrate 41. The first engraved substrate 41 may be formed of a material having a surface energy larger than the surface energy of the stamp 30, such as silicon, polymer, glass, organic material, oxide, or the like. The first engraved substrate 41 has a recessed region 41a which is recessed from the surface.

도 11을 참조하면, 제1 양자점층(21)이 제1 음각 기판(41)에 접촉된다. 제1 양자점층(21)이 제1 음각 기판(41)과 균일하게 접촉되도록 스탬프(30)에 전체적으로 약간의 압력이 가해질 수 있다. 이때, 제1 양자점층(21)은 리세스 영역(41a) 이외의 부분에서 제1 음각 기판(41)과 접촉하고, 리세스 영역(41a)에 대응하는 부분은 제1 음각 기판(41)과 접촉하지 않는다.Referring to FIG. 11, the first quantum dot layer 21 is in contact with the first negative-tone substrate 41. A slight pressure may be applied to the stamp 30 so that the first quantum dot layer 21 is uniformly in contact with the first negative-tone substrate 41. At this time, the first quantum dot layer 21 is in contact with the first intaglio substrate 41 at a portion other than the recess region 41a, the portion corresponding to the recess region 41a is contacted with the first intaglio substrate 41, Do not touch.

도 12를 참조하면, 스탬프(30)가 제1 음각 기판(41)으로부터 분리된다. 제1 음각 기판(41)의 표면 에너지가 스탬프(30)의 표면 에너지보다 크기 때문에 제1 음각 기판(41)과 접촉한 제1 양자점층의 부분(21a)은 스탬프(30)로부터 분리되어 제1 음각 기판(41)의 표면 위에 잔존하게 되고, 리세스 영역(41a)에 대응하는 부분은 스탬프(30)에 그대로 접착된 채로 픽업되어 제1 양자점 패턴(121)을 형성한다. Referring to FIG. 12, the stamp 30 is separated from the first engraved substrate 41. The portion 21a of the first quantum dot layer that is in contact with the first engraved substrate 41 is separated from the stamp 30 because the surface energy of the first negative substrate 41 is larger than the surface energy of the stamp 30, The portion corresponding to the recessed region 41a is picked up while being directly adhered to the stamp 30 to form the first quantum dot pattern 121. [

도 13을 참조하면, 기판(110)에 스탬프(30)가 얼라인되고, 제1 양자점 패턴(121)이 기판(110)으로 전사된다. 제1 양자점 패턴(121)이 형성된 스탬프(30)를 기판(110)에 접촉시킨 후 분리시킴으로써 제1 양자점 패턴(121)이 스탬프(30)로부터 기판(110)으로 전사될 수 있다. 기판(110)은 웨어러블 기판, 플렉시블 기판, 또는 플라스틱 기판일 수 있으며, 기판(110)에서 양자점 패턴(120)과 접촉하는 부분은 스탬프(30)의 표면 에너지보다 큰 표면 에너지를 갖는 물질로 형성되는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 13, the stamp 30 is aligned on the substrate 110, and the first quantum dot pattern 121 is transferred to the substrate 110. The first quantum dot pattern 121 can be transferred from the stamp 30 to the substrate 110 by contacting and separating the stamp 30 having the first quantum dot pattern 121 on the substrate 110. [ The substrate 110 may be a wearable substrate, a flexible substrate, or a plastic substrate, and the portion of the substrate 110 that contacts the quantum dot pattern 120 is formed of a material having a surface energy greater than the surface energy of the stamp 30 .

도 14를 참조하면, 도우너 기판(10) 위에 제2 양자점층(22)이 형성된다. 제2 양자점층(22)은 그린 양자점 예를 들어, CdSe/ZnS 양자점 등을 포함하는 콜로이드 나노결정 물질로 형성될 수 있다. 도우너 기판(10)은 제2 양자점층(22)을 형성하기 전에 ODTS(octadecyltrichlorosilane) 등으로 표면 처리될 수 있다.Referring to FIG. 14, a second quantum dot layer 22 is formed on the donor substrate 10. The second quantum dot layer 22 may be formed of a colloidal nanocrystal material including a green quantum dot, for example, a CdSe / ZnS quantum dot, and the like. The donor substrate 10 may be surface treated with ODTS (octadecyltrichlorosilane) or the like before forming the second quantum dot layer 22.

도 15를 참조하면, 제2 양자점층(22)이 스탬프(30)에 의해 도우너 기판(10)으로부터 분리되어 픽업된다. 스탬프(30)를 제2 양자점층(22)에 접촉시킨 후 약 10cm/s의 속도로 분리시키면 스탬프(30)의 하부면과 접촉한 제2 양자점층(22)이 도우너 기판(10)으로부터 분리되어 픽업될 수 있다.15, the second quantum dot layer 22 is separated from the donor substrate 10 by the stamp 30 and picked up. The stamp 30 is brought into contact with the second quantum dot layer 22 and separated at a speed of about 10 cm / s so that the second quantum dot layer 22 in contact with the lower surface of the stamp 30 is separated from the donor substrate 10 And can be picked up.

도 16을 참조하면, 제2 양자점층(22)이 형성된 스탬프(30)가 제2 음각 기판(42) 위에 정렬되도록 배치된다. 제2 음각 기판(42)은 스탬프(30)의 표면 에너지보다 큰 표면 에너지를 갖는 물질, 예를 들어 실리콘, 고분자, 유리, 유기물, 산화물 등으로 형성될 수 있다. 제2 음각 기판(42)은 표면에서 내부로 들어간 리세스 영역(42a)을 갖는다. 16, a stamp 30 on which the second quantum dot layer 22 is formed is arranged to be aligned on the second negative-tone substrate 42. The second intaglio substrate 42 may be formed of a material having a surface energy greater than the surface energy of the stamp 30, such as silicon, polymer, glass, organic material, oxide, or the like. The second intaglio substrate 42 has a recessed region 42a that enters into the interior from the surface.

도 17을 참조하면, 제2 양자점층(22)이 제2 음각 기판(42)에 접촉된다. 제2 양자점층(22)이 제2 음각 기판(42)과 균일하게 접촉되도록 스탬프(30)에 전체적으로 약간의 압력이 가해질 수 있다. 이때, 제2 양자점층(22)은 리세스 영역(42a) 이외의 부분에서 제2 음각 기판(42)과 접촉하고, 리세스 영역(42a)에 대응하는 부분은 제2 음각 기판(42)과 접촉하지 않는다.Referring to FIG. 17, the second quantum dot layer 22 is contacted with the second negative-tone substrate 42. A slight pressure may be applied to the stamp 30 so that the second quantum dot layer 22 is uniformly contacted with the second negative substrate 42. At this time, the second quantum dot layer 22 is in contact with the second intaglio substrate 42 at a portion other than the recess region 42a, and the portion corresponding to the recess region 42a is in contact with the second intaglio substrate 42 Do not touch.

도 18을 참조하면, 스탬프(30)가 제2 음각 기판(42)으로부터 분리된다. 제2 음각 기판(42)의 표면 에너지가 스탬프(30)의 표면 에너지보다 크기 때문에 제2 음각 기판(42)과 접촉한 제2 양자점층의 부분(22a)은 스탬프(30)로부터 분리되어 제2 음각 기판(42)의 표면 위에 잔존하게 되고, 리세스 영역(42a)에 대응하는 부분은 스탬프(30)에 그대로 접착된 채로 픽업되어 제2 양자점 패턴(122)을 형성한다.Referring to Fig. 18, the stamp 30 is separated from the second engraved substrate 42. Fig. The portion 22a of the second quantum dot layer in contact with the second intaglio substrate 42 is separated from the stamp 30 because the surface energy of the second intaglio substrate 42 is larger than the surface energy of the stamp 30, Remains on the surface of the engraved substrate 42 and a portion corresponding to the recessed region 42a is picked up while being adhered to the stamp 30 as it is to form the second quantum dot pattern 122. [

도 19를 참조하면, 기판(110)에 스탬프(30)가 얼라인되고, 제2 양자점 패턴(122)이 기판(110)으로 전사된다. 제2 양자점 패턴(122)이 형성된 스탬프(30)를 기판(110)에 접촉시킨 후 분리시킴으로써 제2 양자점 패턴(122)이 스탬프(30)로부터 기판(110)으로 전사될 수 있다. 19, the stamp 30 is aligned on the substrate 110, and the second quantum dot pattern 122 is transferred to the substrate 110. The second quantum dot pattern 122 may be transferred from the stamp 30 to the substrate 110 by contacting and separating the stamp 30 having the second quantum dot pattern 122 on the substrate 110.

도 20을 참조하면, 도우너 기판(10) 위에 제3 양자점층(23)이 형성된다. 제3 양자점층(23)은 블루 양자점 예를 들어, CdSe/ZnS 양자점 등을 포함하는 콜로이드 나노결정 물질로 형성될 수 있다. 도우너 기판(10)은 제3 양자점층(23)을 형성하기 전에 ODTS(octadecyltrichlorosilane) 등으로 표면 처리될 수 있다.Referring to FIG. 20, a third quantum dot layer 23 is formed on the donor substrate 10. The third quantum dot layer 23 may be formed of a colloidal nanocrystal material including a blue quantum dot, for example, a CdSe / ZnS quantum dot or the like. The donor substrate 10 may be surface treated with ODTS (octadecyltrichlorosilane) before the third quantum dot layer 23 is formed.

도 21을 참조하면, 제3 양자점층(23)이 스탬프(30)에 의해 도우너 기판(10)으로부터 분리되어 픽업된다. 스탬프(30)를 제3 양자점층(23)에 접촉시킨 후 약 10cm/s의 속도로 분리시키면 스탬프(30)의 하부면과 접촉한 제3 양자점층(23)이 도우너 기판(10)으로부터 분리되어 픽업될 수 있다.21, the third quantum dot layer 23 is separated from the donor substrate 10 by the stamp 30 and picked up. The stamp 30 is brought into contact with the third quantum dot layer 23 and separated at a speed of about 10 cm / s so that the third quantum dot layer 23 in contact with the lower surface of the stamp 30 is separated from the donor substrate 10 And can be picked up.

도 22를 참조하면, 제3 양자점층(23)이 형성된 스탬프(30)가 제3 음각 기판(43) 위에 정렬되도록 배치된다. 제3 음각 기판(43)은 스탬프(30)의 표면 에너지보다 큰 표면 에너지를 갖는 물질, 예를 들어 실리콘, 고분자, 유리, 유기물, 산화물 등으로 형성될 수 있다. 제3 음각 기판(43)은 표면에서 내부로 들어간 리세스 영역(43a)을 갖는다. 22, the stamp 30 on which the third quantum dot layer 23 is formed is arranged so as to be aligned on the third negative-tone substrate 43. The third negative substrate 43 may be formed of a material having a surface energy larger than the surface energy of the stamp 30, such as silicon, polymer, glass, organic material, oxide, or the like. The third negative substrate 43 has a recessed region 43a which enters into the inside from the surface.

도 23을 참조하면, 제3 양자점층(23)이 제3 음각 기판(43)에 접촉된다. 제3 양자점층(23)이 제3 음각 기판(43)과 균일하게 접촉되도록 스탬프(30)에 전체적으로 약간의 압력이 가해질 수 있다. 이때, 제3 양자점층(23)은 리세스 영역(43a) 이외의 부분에서 제3 음각 기판(43)과 접촉하고, 리세스 영역(43a)에 대응하는 부분은 제3 음각 기판(43)과 접촉하지 않는다.Referring to FIG. 23, the third quantum dot layer 23 is in contact with the third negative-tone substrate 43. A slight pressure may be applied to the stamp 30 so that the third quantum dot layer 23 is uniformly in contact with the third negative substrate 43. At this time, the third quantum dot layer 23 is in contact with the third negative-tone substrate 43 at a portion other than the recessed region 43a, and the portion corresponding to the recessed region 43a is contacted with the third negative- Do not touch.

도 24를 참조하면, 스탬프(30)가 제3 음각 기판(43)으로부터 분리된다. 제3 음각 기판(43)의 표면 에너지가 스탬프(30)의 표면 에너지보다 크기 때문에 제3 음각 기판(43)과 접촉한 제3 양자점층의 부분(23a)은 스탬프(30)로부터 분리되어 제3 음각 기판(43)의 표면 위에 잔존하게 되고, 리세스 영역(43a)에 대응하는 부분은 스탬프(30)에 그대로 접착된 채로 픽업되어 제3 양자점 패턴(123)을 형성한다.Referring to Fig. 24, the stamp 30 is separated from the third negative substrate 43. Fig. Since the surface energy of the third negative substrate 43 is larger than the surface energy of the stamp 30, the portion 23a of the third quantum dot layer that is in contact with the third negative substrate 43 is separated from the stamp 30, Remains on the surface of the engraved substrate 43 and a portion corresponding to the recessed region 43a is picked up while being adhered to the stamp 30 as it is to form the third quantum dot pattern 123. [

도 25를 참조하면, 기판(110)에 스탬프(30)가 얼라인되고, 제3 양자점 패턴(123)이 기판(110)으로 전사된다. 제3 양자점 패턴(123)이 형성된 스탬프(30)를 기판(110)에 접촉시킨 후 분리시킴으로써 제3 양자점 패턴(123)이 스탬프(30)로부터 기판(110)으로 전사될 수 있다.Referring to FIG. 25, the stamp 30 is aligned on the substrate 110, and the third quantum dot pattern 123 is transferred to the substrate 110. The third quantum dot pattern 123 may be transferred from the stamp 30 to the substrate 110 by contacting and separating the stamp 30 on which the third quantum dot pattern 123 is formed.

상술한 바와 같이, 양자점 전사 인쇄를 3회 수행하는 것에 의해 제1 양자점 패턴(121), 제2 양자점 패턴(122), 및 제3 양자점 패턴(123)을 포함하는 양자점 패턴(120)(예를 들어, RGB 어레이)이 기판(110) 위에 얼라인되어 형성될 수 있다.
The quantum dot transfer printing is performed three times to form the quantum dot pattern 120 including the first quantum dot pattern 121, the second quantum dot pattern 122 and the third quantum dot pattern 123 (for example, An RGB array) may be formed on the substrate 110 by being aligned.

도 26은 본 발명의 다른 실시예에 따라 제조된 양자점 전자 장치를 나타낸다.Figure 26 shows a quantum dot electronic device fabricated in accordance with another embodiment of the present invention.

도 26을 참조하면, 양자점 전자 장치(100)는 기판(110) 및 양자점 패턴(120)을 포함한다. 기판(110)은 그 종류에 제한을 받지 않고 전자 장치의 종류에 따라 적절하게 선택될 수 있으며, 예를 들어 웨어러블 기판, 플렉시블 기판, 또는 플라스틱 기판일 수 있다.Referring to FIG. 26, a quantum dot electronic device 100 includes a substrate 110 and a quantum dot pattern 120. The substrate 110 may be appropriately selected depending on the type of the electronic device without being limited by its type, and may be, for example, a wearable substrate, a flexible substrate, or a plastic substrate.

양자점 패턴(120)은 기판(110) 위에 배치될 수 있다. 양자점 패턴(120)은 제1 양자점 패턴(121), 제2 양자점 패턴(122), 및 제3 양자점 패턴(123)을 포함할 수 있다. 양자점 패턴(120)은 양자점(quantum dot)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 양자점 패턴(121)은 레드 양자점(red quantum dot)을 포함하는 레드 양자점 패턴으로, CdSe/CdS/ZnS 양자점 등을 포함하는 콜로이드 나노결정 물질로 형성될 수 있다. 제2 양자점 패턴(122)은 그린 양자점(green quantum dot)을 포함하는 그린 양자점 패턴으로, CdSe/ZnS 양자점 등을 포함하는 콜로이드 나노결정 물질로 형성될 수 있다. 제3 양자점 패턴(123)은 블루 양자점(blue quantum dot)을 포함하는 블루 양자점 패턴으로, CdSe/ZnS 양자점 등을 포함하는 콜로이드 나노결정 물질로 형성될 수 있다. 상기 양자점은 안정성을 위한 두께의 껍질(shell)을 가질 수 있으며, 80% 이상의 발광 양자 수율을 나타낼 수 있다.The quantum dot pattern 120 may be disposed on the substrate 110. The quantum dot pattern 120 may include a first quantum dot pattern 121, a second quantum dot pattern 122, and a third quantum dot pattern 123. The quantum dot pattern 120 may include a quantum dot. For example, the first quantum dot pattern 121 may be a red quantum dot pattern including a red quantum dot, and may be formed of a colloidal nanocrystal material including a CdSe / CdS / ZnS quantum dot or the like. The second quantum dot pattern 122 may be a green quantum dot pattern including a green quantum dot and may be formed of a colloidal nanocrystal material including a CdSe / ZnS quantum dot or the like. The third quantum dot pattern 123 may be a blue quantum dot pattern including a blue quantum dot, and may be formed of a colloidal nanocrystal material including a CdSe / ZnS quantum dot or the like. The quantum dot may have a shell of thickness for stability, and may exhibit a light emission quantum yield of 80% or more.

도 8 내지 도 25를 참조하여 설명된 상기 양자점 전사 인쇄 방법에 의해 20㎛×20㎛ 크기 이하의 양자점 패턴(120)이 기판(110) 위에 균일한 형태와 크기로 형성될 수 있다. 이에 의해, 성능이 우수한 고집적 전자 장치가 구현될 수 있다. 양자점 전자 장치(100)는 발광 장치 등을 포함하여 다양한 전자 장치에 적용될 수 있다. 특히, 양자점 전자 장치(100)는 웨어러블 전자 장치에 용이하게 적용될 수 있다.
The quantum dot patterns 120 having a size of 20 μm × 20 μm or less can be formed on the substrate 110 in a uniform shape and size by the quantum dot transfer printing method described with reference to FIGS. 8 to 25. Thus, a highly integrated electronic device with excellent performance can be realized. The quantum dot electronic device 100 can be applied to various electronic devices including light emitting devices and the like. In particular, the quantum dot electronic device 100 can be readily applied to a wearable electronic device.

도 27은 본 발명의 실시예들에 따른 양자점 전사 인쇄 방법을 이용한 양자점 전자 장치의 제조 방법 설명하기 위한 도면이다.27 is a view for explaining a method of manufacturing a quantum dot electronic device using the quantum dot transfer printing method according to the embodiments of the present invention.

도 27을 참조하면, 실리콘 기판(50) 상에 희생층(60)이 형성된다. 희생층(60)은 열증착 공정을 이용하여 니켈로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 27, a sacrificial layer 60 is formed on a silicon substrate 50. The sacrificial layer 60 may be formed of nickel using a thermal deposition process.

희생층(60) 위에 제1 보호층(171)과 제1 접착층(172)을 포함하는 제1 인캡슐레이션층(170)이 형성된다. 제1 보호층(171)은 스핀 코팅 공정을 이용하여 희생층(60) 위에 폴리(p-자일릴렌)으로 형성될 수 있고, 제1 접착층(172)은 스핀 코팅 공정을 이용하여 제1 보호층(171) 위에 에폭시 수지로 형성될 수 있다. 제1 보호층(171)은 약 500nm의 두께로 형성될 수 있고, 제1 접착층(172)은 700nm의 두께로 형성될 수 있다. 제1 인캡슐레이션층(170)은 형성된 후 자외선에 노출시켜 95℃에서 1분 동안 그리고 150℃에서 30분 동안 어닐링된다. 제1 접착층(172)은 리플로우 공정을 통해 초평탄(ultra-flat) 표면을 갖도록 형성될 수 있다.A first encapsulation layer 170 including a first passivation layer 171 and a first adhesion layer 172 is formed on the sacrificial layer 60. The first passivation layer 171 may be formed of poly (p-xylylene) on the sacrificial layer 60 using a spin coating process and the first adhesive layer 172 may be formed of a first passivation layer May be formed of an epoxy resin on the resin layer 171. The first passivation layer 171 may be formed to a thickness of about 500 nm, and the first adhesive layer 172 may be formed to a thickness of 700 nm. The first encapsulation layer 170 is formed and then annealed at 95 < 0 > C for 1 minute and 150 < 0 > C for 30 minutes after exposure to ultraviolet light. The first adhesive layer 172 may be formed to have an ultra-flat surface through a reflow process.

제1 인캡슐레이션층(170) 위에 제1 전극(130)이 형성된다. 제1 전극(130)은 스퍼터링 공정(50W, 30분, 5mTorr, 200℃)을 이용하여 제1 인캡술레이션층(170) 위에 증착된 인듐주석산화물층을 패터닝하는 것에 의해 형성될 수 있다. 제1 전극(130)은 자외선/오존으로 표면 처리될 수 있다.A first electrode 130 is formed on the first encapsulation layer 170. The first electrode 130 may be formed by patterning an indium tin oxide layer deposited on the first encapsulation layer 170 using a sputtering process (50 W, 30 minutes, 5 mTorr, 200 캜). The first electrode 130 may be surface treated with ultraviolet / ozone.

제1 전극(130) 위에 정공 전달층(151)과 정공 주입층(152)을 포함하는 제1 전하 전달층(150)이 형성된다. 정공 주입층(152)은 스핀 코팅 공정(2000rpm, 30초)을 이용하여 제1 전극(130) 위에 PEDOT:PSS로 형성될 수 있다. 정공 주입층(152)은 형성된 후 대기압 120℃에서 10분 동안 어닐링되고, 잔존 용매를 제거하기 위해 글로브 박스(glove box)에서 150℃에서 10분 동안 어닐링된다. 정공 전달층(151)은 스핀 코팅 공정을 이용하여 정공 주입층(152) 위에 m-자일렌 내 0.5wt% TFB로 형성될 수 있고, 글로브 박스에서 150℃에서 어닐링된다.A first charge transfer layer 150 including a hole transfer layer 151 and a hole injection layer 152 is formed on the first electrode 130. The hole injection layer 152 may be formed of PEDOT: PSS on the first electrode 130 using a spin coating process (2000 rpm, 30 seconds). The hole injection layer 152 is formed and then annealed at atmospheric pressure 120 캜 for 10 minutes and annealed at 150 캜 for 10 minutes in a glove box to remove residual solvent. The hole transport layer 151 may be formed with 0.5 wt% TFB in m-xylene on the hole injection layer 152 using a spin coating process and annealed at 150 DEG C in a glove box.

제1 전하 전달층(150) 위에 양자점 패턴(120)이 형성된다. 양자점 패턴(120)은 본 발명의 실시예들에 따른 양자점 전사 인쇄 방법(도 8 내지 도 25 참조)에 의해 형성될 수 있다. 양자점 패턴(120)은 제1 양자점 패턴(121), 제2 양자점 패턴(122), 및 제3 양자점 패턴(123)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 양자점 패턴(121)은 레드 양자점을 포함하는 레드 양자점 패턴으로, CdSe/CdS/ZnS 양자점 등을 포함하는 콜로이드 나노결정 물질로 형성될 수 있다. 제2 양자점 패턴(122)은 그린 양자점을 포함하는 그린 양자점 패턴으로, CdSe/ZnS 양자점 등을 포함하는 콜로이드 나노결정 물질로 형성될 수 있다. 제3 양자점 패턴(123)은 블루 양자점을 포함하는 블루 양자점 패턴으로, CdSe/ZnS 양자점 등을 포함하는 콜로이드 나노결정 물질로 형성될 수 있다. 양자점 패턴(120)운 형성된 후 글로브 박스에서 150℃에서 어닐링된다.A quantum dot pattern 120 is formed on the first charge transfer layer 150. The quantum dot pattern 120 may be formed by the quantum dot transfer printing method (see Figs. 8 to 25) according to the embodiments of the present invention. The quantum dot pattern 120 may include a first quantum dot pattern 121, a second quantum dot pattern 122, and a third quantum dot pattern 123. For example, the first quantum dot pattern 121 may be a red quantum dot pattern including a red quantum dot, and may be formed of a colloidal nanocrystal material including a CdSe / CdS / ZnS quantum dot or the like. The second quantum dot pattern 122 may be a green quantum dot pattern including a green quantum dot, and may be formed of a colloidal nanocrystal material including a CdSe / ZnS quantum dot or the like. The third quantum dot pattern 123 may be a blue quantum dot pattern including a blue quantum dot, and may be formed of a colloidal nanocrystal material including a CdSe / ZnS quantum dot or the like. After the quantum dot pattern 120 is formed, it is annealed at 150 DEG C in a glove box.

양자점 패턴(120) 위에 제2 전하 전달층(160)이 형성된다. 제2 전하 전달층(160)은 스핀 코팅 공정을 이용하여 양자점 패턴(120) 위에 부탄올 내 ZnO 나노 결정으로 형성될 수 있고, 145℃에서 어닐링된다.A second charge transport layer 160 is formed on the quantum dot pattern 120. The second charge transport layer 160 can be formed of ZnO nanocrystals in butanol on the quantum dot pattern 120 using a spin coating process and annealed at 145 占 폚.

제2 전하 전달층(160) 위에 제2 전극(140)이 형성된다. 제2 전극(140)은 열증착 공정을 이용하여 제2 전하 전달층(160) 위에 증착된 LiAl 합금을 패터닝하는 것에 의해 형성될 수 있다. 제2 전극(140)은 양자점 패턴(120)에 대응되게 패터닝될 수 있다.A second electrode 140 is formed on the second charge transfer layer 160. The second electrode 140 may be formed by patterning a LiAl alloy deposited on the second charge transport layer 160 using a thermal evaporation process. The second electrode 140 may be patterned corresponding to the quantum dot pattern 120.

제2 전극(140) 위에 제2 보호층(181)과 제2 접착층(182)을 포함하는 제2 인캡슐레이션층(180)이 형성된다. 제2 접착층(182)은 스핀 코팅 공정을 이용하여 제2 전극(140) 위에 에폭시 수지로 형성될 수 있고, 제2 보호층(181)은 스핀 코팅 공정을 이용하여 제2 접착층(182) 위에 폴리(p-자일릴렌)으로 형성될 수 있다. 제2 보호층(181)은 약 500nm의 두께로 형성될 수 있고, 제2 접착층(182)은 700nm의 두께로 형성될 수 있다. 제2 인캡슐레이션층(180)은 형성된 후 자외선에 노출시켜 95℃에서 1분 동안 그리고 150℃에서 30분 동안 어닐링된다. 제2 접착층(182)은 리플로우 공정을 통해 초평탄(ultra-flat) 표면을 갖도록 형성될 수 있다.A second encapsulation layer 180 including a second passivation layer 181 and a second adhesion layer 182 is formed on the second electrode 140. The second adhesive layer 182 may be formed of an epoxy resin on the second electrode 140 using a spin coating process and the second protective layer 181 may be formed on the second adhesive layer 182 by using a spin coating process, (p-xylylene). The second protective layer 181 may be formed to a thickness of about 500 nm, and the second adhesive layer 182 may be formed to a thickness of 700 nm. The second encapsulation layer 180 is formed and then annealed at 95 캜 for 1 minute and at 150 캜 for 30 minutes after exposure to ultraviolet light. The second adhesive layer 182 may be formed to have an ultra-flat surface through a reflow process.

희생층(60)을 제거하여 제1 인캡슐레이션층(170)으로부터 실리콘 기판(50)이 분리된다. 이에 의해 양자점 전자 장치(도 27의 100)가 형성될 수 있다. 희생층(60)은 니켈 식각 용액을 이용한 식각 공정에 의해 제거될 수 있다.The sacrificial layer 60 is removed to separate the silicon substrate 50 from the first encapsulation layer 170. Whereby the quantum dot electronic device (100 in Fig. 27) can be formed. The sacrificial layer 60 may be removed by an etching process using a nickel etching solution.

도 28은 도 27의 제조 방법에 따라 제조된 양자점 전자 장치를 나타낸다.28 shows a quantum dot electronic device manufactured according to the manufacturing method of FIG.

도 28을 참조하면, 양자점 전자 장치(100)는 제1 인캡슐레이션층(encapsulation)(170), 제1 전극(130), 양자점 패턴(120), 제2 전극(140), 및 제2 인캡슐레이션층(180)이 차례로 적층된 구조를 가질 수 있다. 또, 양자점 전자 장치(100)는 양자점 패턴(120)과 제1 전극(130) 사이에 배치된 제1 전하 전달층(150) 및 양자점 패턴(120)과 제2 전극(140) 사이에 배치된 제2 전하 전달층(160)을 더 포함할 수 있다.28, a quantum dot electronic device 100 includes a first encapsulation layer 170, a first electrode 130, a quantum dot pattern 120, a second electrode 140, And the encapsulation layer 180 may be stacked in this order. The quantum dot electronic device 100 further includes a first charge transfer layer 150 disposed between the quantum dot pattern 120 and the first electrode 130 and a second charge transfer layer 150 disposed between the quantum dot pattern 120 and the second electrode 140 And may further include a second charge transport layer 160.

양자점 패턴(120)은 양자점(quantum dot)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 양자점 패턴(120)은 CdSe/Zns 양자점, CdSe/CdS/ZnS 양자점 등을 포함하는 콜로이드 나노결정 물질로 형성될 수 있다. 상기 양자점은 안정성을 위한 껍질(shell)을 가질 수 있으며, 80% 이상의 발광 양자 수율을 나타낼 수 있다.The quantum dot pattern 120 may include a quantum dot. For example, the quantum dot pattern 120 may be formed of a colloidal nanocrystal material including a CdSe / Zns quantum dot, a CdSe / CdS / ZnS quantum dot, and the like. The quantum dot may have a shell for stability and exhibit a light emission quantum yield of 80% or more.

본 발명의 실시예들에 따른 양자점 전사 인쇄 방법(도 1 내지 도 6 또는 도 8 내지 도 25 참조)에 의해 20㎛×20㎛ 크기 이하의 양자점 패턴(120)이 제1 전극(130)과 제2 전극(140) 사이(또는 제1 전하 전달층(150)과 제2 전하전달층(160) 사이)에 균일한 형태와 크기로 형성될 수 있다. 이에 의해, 성능이 우수한 고집적 전자 장치가 구현될 수 있다. 양자점 전자 장치(100)는 발광 장치 등을 포함하여 다양한 전자 장치에 적용될 수 있다. 특히, 양자점 전자 장치(100)는 웨어러블 전자 장치에 용이하게 적용될 수 있다.The quantum dot pattern 120 having a size of 20 mu m x 20 mu m or less is formed by the first electrode 130 and the second electrode 130 by the method of transferring the quantum dots according to the embodiments of the present invention (see Figs. 1 to 6 or 8 to 25) (Or between the first charge transfer layer 150 and the second charge transfer layer 160) between the two electrodes 140 (or between the two electrodes 140). Thus, a highly integrated electronic device with excellent performance can be realized. The quantum dot electronic device 100 can be applied to various electronic devices including light emitting devices and the like. In particular, the quantum dot electronic device 100 can be readily applied to a wearable electronic device.

양자점 패턴(120)은 제1 양자점 패턴(121), 제2 양자점 패턴(122), 및 제3 양자점 패턴(123)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 양자점 패턴(121)은 레드 양자점을 포함하는 레드 양자점 패턴으로, CdSe/CdS/ZnS 양자점 등을 포함하는 콜로이드 나노결정 물질로 형성될 수 있다. 제2 양자점 패턴(122)은 그린 양자점을 포함하는 그린 양자점 패턴으로, CdSe/ZnS 양자점 등을 포함하는 콜로이드 나노결정 물질로 형성될 수 있다. 제3 양자점 패턴(123)은 블루 양자점을 포함하는 블루 양자점 패턴으로, CdSe/ZnS 양자점 등을 포함하는 콜로이드 나노결정 물질로 형성될 수 있다. 양자점 패턴(120)이 레드 양자점 패턴, 그린 양자점 패턴, 및 블루 양자점 패턴으로 구성되는 경우, 양자점 패턴(120)은 발광층으로 기능할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따라 형성된 양자점 패턴(120)에 의해 양자점 전자 장치(100)는 초박막 형태의 양자점 발광 장치 및 전자 타투(electronic tattoos) 등 다양한 어플리케이션으로 확장 및 적용이 가능하고, 높은 전계 발광 성능을 가질 수 있다.The quantum dot pattern 120 may include a first quantum dot pattern 121, a second quantum dot pattern 122, and a third quantum dot pattern 123. For example, the first quantum dot pattern 121 may be a red quantum dot pattern including a red quantum dot, and may be formed of a colloidal nanocrystal material including a CdSe / CdS / ZnS quantum dot or the like. The second quantum dot pattern 122 may be a green quantum dot pattern including a green quantum dot, and may be formed of a colloidal nanocrystal material including a CdSe / ZnS quantum dot or the like. The third quantum dot pattern 123 may be a blue quantum dot pattern including a blue quantum dot, and may be formed of a colloidal nanocrystal material including a CdSe / ZnS quantum dot or the like. When the quantum dot pattern 120 is composed of a red quantum dot pattern, a green quantum dot pattern, and a blue quantum dot pattern, the quantum dot pattern 120 can function as a light emitting layer. The quantum dot electronic device 100 can be expanded and applied to various applications such as an ultra-thin-film quantum dot light-emitting device and an electronic tattoos by the quantum dot pattern 120 formed according to an embodiment of the present invention, Lt; / RTI >

제1 전극(130)은 양극으로 기능하며, 제1 전하 전달층(150)으로 정공의 주입이 용이하도록 높은 일 함수를 갖는 물질, 예를 들어, 인듐주석산화물(ITO) 등의 투명 산화물로 형성될 수 있다.The first electrode 130 functions as an anode and is formed of a transparent oxide such as indium tin oxide (ITO), a material having a high work function to facilitate injection of holes into the first charge transfer layer 150 .

제2 전극(140)은 음극으로 기능하며, 제2 전하 전달층(160)으로 전자의 주입이 용이하도록 낮은 일 함수를 갖는 물질, 예를 들어, 리튬(Li), 알루미늄(Al) 등의 금속 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다. 도면에 도시되지 않았지만, 제2 전극(140)은 양자점 전자 장치(100)가 양자점 발광 장치 등으로 구현되도록 양자점 패턴(120)에 대응되게 패터닝될 수 있다.The second electrode 140 functions as a cathode and is formed of a metal having a low work function such as lithium or aluminum to facilitate injection of electrons into the second charge transfer layer 160. [ Or an alloy thereof. Although not shown in the figure, the second electrode 140 may be patterned to correspond to the quantum dot pattern 120 such that the quantum dot electronic device 100 is implemented as a quantum dot light emitting device or the like.

제1 전하 전달층(150)은 정공 전달층(151)과 정공 주입층(152)을 포함할 수 있다. 정공 전달층(151)은 양자점 패턴(120)에 정공을 쉽게 전달할 수 있는 물질, 예를 들어, TFB(poly[(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-co-(4,4-(N-(4-sec-butylphenyl))diphenylamine)]) 등의 고분자 소재로 형성될 수 있다. 정공 주입층(152)은 계면 특성이 우수하고, 제1 전극(130)으로부터 정공을 쉽게 받거나 전자를 제1 전극(130)에 쉽게 줄 수 있는 물질, 예를 들어, PEDOT:PSS(poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate)) 등의 고분자 소재로 형성될 수 있다.The first charge transport layer 150 may include a hole transport layer 151 and a hole injection layer 152. The hole transport layer 151 is formed of a material capable of easily transferring holes to the quantum dot pattern 120, for example, poly [(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl) (N- (4-sec-butylphenyl)) diphenylamine)]) or the like. The hole injection layer 152 may be formed of a material having excellent interfacial properties and capable of easily receiving holes from the first electrode 130 or easily supplying electrons to the first electrode 130, for example, PEDOT: PSS (poly , 4-ethylenedioxythiophene (poly (styrenesulfonate)), and the like.

제2 전하 전달층(160)은 전자 전달층으로 양자점 패턴(120)에 전자를 쉽게 전달할 수 있는 물질, 예를 들어, ZnO 등의 금속 산화물 또는 금속 산화물 나노결정 등으로 형성될 수 있다.The second charge transfer layer 160 may be formed of a material capable of easily transferring electrons to the quantum dot pattern 120 as an electron transfer layer, for example, a metal oxide such as ZnO or a metal oxide nanocrystal.

제1 인캡슐레이션층(170)은 제1 보호층(171)과 제1 접착층(172)을 포함할 수 있고, 제2 인캡슐레이션층(180)은 제2 보호층(181)과 제2 접착층(182)을 포함할 수 있다. 제1 보호층(171)과 제2 보호층(181)은, 예를 들어, 폴리(p-자일릴렌)(poly(p-xylylene)) 등으로 형성될 수 있고, 양자점 전자 장치(100)의 상부면과 하부면에 배치되어 그 내부의 구성 요소들이 산화되는 것을 방지하는 등 상기 구성 요소들을 보호하고 지지하는 기능을 한다. 제1 접착층(172)과 제2 접착층(182)은, 예를 들어, 에폭시 수지 등으로 형성될 수 있고, 제1 보호층(171)과 제2 보호층(182)이 박리되는 것을 방지하는 기능을 한다.The first encapsulation layer 170 may include a first passivation layer 171 and a first adhesive layer 172 and the second encapsulation layer 180 may include a second passivation layer 181 and a second encapsulation layer 180. [ An adhesive layer 182 may be included. The first passivation layer 171 and the second passivation layer 181 may be formed of, for example, poly (p-xylylene) or the like, And is disposed on the upper and lower surfaces to protect and support the components, such as preventing oxidation of the components therein. The first adhesive layer 172 and the second adhesive layer 182 may be formed of epoxy resin or the like and may have a function of preventing peeling of the first protective layer 171 and the second protective layer 182 .

양자점 패턴(120)이 상기 양자점 전사 인쇄 방법에 의해 형성되기 때문에 양자점 전자 장치(100)는 초박막 형태로 형성될 수 있다. 양자점 전자 장치(100)는 3㎛ 이하의 두께를 갖도록 형성될 수 있고, 제1 및 제2 인캡슐레이션층(170, 180)을 제외한 부분인 양자점 패턴(120), 제1 전극(130), 제2 전극(140), 제1 전하 전달층(150), 및 제2 전하 전달층(160)의 총 두께는 300nm 이하가 되도록 형성될 수 있다.
Since the quantum dot pattern 120 is formed by the quantum dot transfer printing method, the quantum dot electronic device 100 can be formed in an ultra-thin shape. The quantum dot electronic device 100 may be formed to have a thickness of 3 탆 or less and may include a quantum dot pattern 120, a first electrode 130, and a second electrode 130, which are portions except for the first and second encapsulation layers 170 and 180, The total thickness of the second electrode 140, the first charge transfer layer 150, and the second charge transfer layer 160 may be 300 nm or less.

도 29a는 도 28의 양자점 전자 장치가 적용된 전자 타투를 나타내는 분해 사시도이고, 도 29b는 상기 전자 타투의 단면을 나타내는 SEM 이미지이며, 도 29c와 도 29d는 상기 전자 타투가 사람 피부에 부착된 형상을 찍은 사진을 나타낸다.29A is an exploded perspective view showing an electronic tattoo to which the electronic device of FIG. 28 is applied, FIG. 29B is an SEM image showing a cross section of the electronic tattoo, FIGS. 29C and 29D are views Represents a picture taken.

도 29a 및 도 29b를 참조하면, 상기 전자 타투는 양자점 패턴(QD), 제1 전극(ITO), 제2 전극(NiAl), 제1 전하 전달층(PEDOT:PSS & TFB), 및 제2 전하 전달층(ZnO)의 두께의 합이 300nm 이하이고, 제1 및 제2 인캡슐레이션층(Poly(p-xylylene) & Epoxy)를 포함하는 총 두께가 3㎛ 이하로, 다양한 변형이 가능하고, 부드러운 곡면의 표지 조직에 콘포말 집적(conformal integrations)이 가능하다. 상기 전자 타투는 초박막이면서 밝기와 효율에서 우수한 성능을 가질 수 있다. 또, 전계 발광 성능은 1000회의 단축 스트레칭 테스트(uniaxial stretching test)(20% 스트레인 적용) 이후에도 안정적으로 유지될 수 있다. 29A and 29B, the electronic tattoo includes a quantum dot pattern QD, a first electrode ITO, a second electrode NiAl, a first charge transfer layer PEDOT (PSS & TFB), and a second charge The total thickness of the transmission layer (ZnO) is 300 nm or less, the total thickness of the first and second encapsulation layers (Poly (p-xylylene) and Epoxy) is 3 μm or less, Conformal integrations are possible in a soft, curved label. The electronic tattoo is an ultra thin film and can have excellent performance in brightness and efficiency. In addition, the electroluminescent performance can be maintained stably after 1000 uniaxial stretching tests (20% strain application).

도 29c와 도 29d를 참조하면, 상기 전자 타투가 사람 피부에 의해 구부러진 후에도 구부러지기 전의 전계 발광 성능을 유지할 수 있다. 즉, 상기 전자 타투는 구부러지거나 접히거나 구겨져도 전계 발광 성능의 감소없이 사람 피부, 알루미늄 호일, 유리와 같은 다양한 기판에 라미네이트될 수 있다. 이러한 변형에 의해도 상기 전자 타투는 기계적 또는 전기적 손상을 받지 않는다. 따라서, 상기 양자점 전자 장치는 웨어러블 양자점 발광 장치에 용이하게 적용될 수 있다.
29C and 29D, it is possible to maintain the electroluminescence performance before the electronic tattoo is bent even after it is bent by human skin. That is, the electronic tattoo can be laminated to various substrates such as human skin, aluminum foil, and glass without reducing the electroluminescence performance even if it is bent, folded, or wrinkled. Even by such a modification, the electronic tattoo is not subjected to mechanical or electrical damage. Therefore, the quantum dot electronic device can be easily applied to a wearable quantum dot light emitting device.

도 30a는 본 발명의 실시예들에 따른 양자점 전사 인쇄 방법을 개략적으로 나타내고, 도 30b 내지 도 30e는 상기 양자점 전사 인쇄 방법에 의해 형성된 양자점 패턴을 나타낸다. 도 30c, 도 30d, 및 도 30e는 각각 도 30b의 제1 영역(i), 제2 영역(ii), 및 제3 영역(iii)을 확대하여 나타낸다.30A schematically shows a quantum dot transfer printing method according to embodiments of the present invention, and Figs. 30B to 30E show a quantum dot pattern formed by the quantum dot transfer printing method. Figs. 30C, 30D and 30E are enlarged views of the first region i, the second region ii, and the third region iii of Fig. 30B, respectively.

도 30a를 참조하면, 표면 처리된 도우너 기판(donor substrate)에 그린 양자점층(QD layer)이 형성되고 PDMS 스탬프(PDMS)로 상기 그린 양자점층이 픽업된다. 픽업된 상기 그린 양자점층은 음각 기판(intaglio substrate)에 접촉된 후 상기 PDMS 스탬프에 의해 다시 픽업된다. 이때, 상기 그린 양자점층 중 상기 음각 기판과 접촉하는 부분은 음각 기판에 잔존하게 되고, 상기 음각 기판의 리세스 영역에 대응하여 상기 음각 기판과 접촉하지 않은 부분은 상기 PDMS 스탬프 표면에 그린 양자점 패턴을 형성한다. 상기 그린 양자점 패턴은 상기 PDMS 스탬프에 의해 타겟 기판(target substrate)로 전사된다. 위 공정을 반복 수행하여 상기 타겟 기판에 블루 양자점 패턴과 레드 양자점 패턴이 형성된다.Referring to FIG. 30A, a green quantum dot layer (QD layer) is formed on a surface-treated donor substrate and the green quantum dot layer is picked up by a PDMS stamp (PDMS). The green quantum dot layer thus picked up is contacted to an intaglio substrate and then picked up again by the PDMS stamp. In this case, a portion of the green quantum dot layer that is in contact with the engraved substrate remains on the engraved substrate, and a portion corresponding to the recessed region of the engraved substrate and not in contact with the engraved substrate forms a quantum dot pattern drawn on the surface of the PDMS stamp . The green quantum dot pattern is transferred to the target substrate by the PDMS stamp. The blue quantum dot pattern and the red quantum dot pattern are formed on the target substrate by repeating the above process.

도 30b 내지 도 30e를 참조하면, 그린 양자점 패턴, 블루 양자점 패턴, 및 레드 양자점 패턴은 형태, 크기, 배열에 상관없이 매우 높은 전사율로 균일하게 전사될 수 있다. 또, 20㎛×20㎛ 크기 이하의 양자점 패턴들도 매우 높은 전사율로 균일하게 전사되는 것으로 나타났다.
Referring to FIGS. 30B to 30E, the green quantum dot pattern, the blue quantum dot pattern, and the red quantum dot pattern can be uniformly transferred at a very high transfer ratio regardless of the shape, size, and arrangement. In addition, the quantum dot patterns having a size of 20 μm × 20 μm or less were uniformly transferred at a very high transfer rate.

도 31은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 양자점과 상기 양자점을 이용하여 형성된 양자점 패턴의 TEM 이미지를 나타낸다. 도 31의 왼쪽 이미지들은 각각 2nm 크기의 Cu-In-Se 양자점, 8nm 크기의 PbS 양자점, 18nm 크기의 PbS 양자점의 TEM 이미지를 나타내고, 오른쪽 이미지들은 각각 상기 양자점에 의해 형성된 양자점 패턴의 TEM 이미지를 나타낸다. 도 31을 참조하면, 다양한 종류와 크기의 양자점들을 각각 포함하는 양자점 패턴들이 형태, 크기, 배열에 상관없이 매우 높은 전사율로 균일하게 전사되어 형성될 수 있다.
31 shows TEM images of quantum dots formed using quantum dots and quantum dots according to other embodiments of the present invention. 31 shows TEM images of Cu-In-Se quantum dots each having a size of 2 nm, PbS quantum dots having a size of 8 nm and PbS quantum dots having a size of 18 nm, and the right images respectively show TEM images of a quantum dot pattern formed by the quantum dots . Referring to FIG. 31, quantum dot patterns including quantum dots of various types and sizes can be uniformly transferred at a very high transfer rate regardless of the shape, size, and arrangement.

도 32는 음각 전사 인쇄 방법과 스트럭처드 스탬프 인쇄 방법에 의한 양자점 패턴의 전사율의 차이를 설명하기 위한 도면이다. 음각 전사 인쇄 방법은 본 발명의 실시예들에 따른 양자점 전사 인쇄 방법을 의미하고, 스트럭처드 스탬프 인쇄(structured stamp printing)는 본 발명의 실시예들에 따른 음각 기판을 사용하지 않고 스탬프 표면에 전사하고자 하는 양자점 패턴에 대응하는 구조체를 형성하여 도우너 기판으로부터 타겟 기판으로 양자점 패턴을 바로 전사하는 방법이다.32 is a diagram for explaining the difference in the transfer rate of the quantum dot pattern by the engraved transfer printing method and the structured stamp printing method. The intaglio transfer printing method refers to a quantum dot transfer printing method according to embodiments of the present invention, and structured stamp printing is a method of transferring a pattern onto a stamp surface without using an engraved substrate according to embodiments of the present invention The quantum dot pattern is directly transferred from the donor substrate to the target substrate.

도 32를 참조하면, 상기 음각 전사 인쇄 방법에 따르면 5㎛×5㎛ 크기의 양자점 패턴도 거의 100%의 높은 전사율로 양자점 패턴이 전사될 수 있지만, 스트럭처드 스탬프 인쇄 방법에 따르면 230㎛×230㎛ 크기의 양자점 패턴도 가장자리 부분에서 전사되지 못하는 것으로 나타났다.
Referring to FIG. 32, according to the intaglio transfer printing method, a quantum dot pattern having a size of 5 mu m x 5 mu m can be transferred at a high transfer rate of almost 100%. However, according to the structured stamp printing method, It was found that the quantum dot pattern having a size of 탆 was not transferred at the edge portion.

도 33a 내지 도 33d는 본 발명의 실시예들에 따른 양자점 전사 인쇄 방법을 이용하여 제조된 양자점 발광 장치의 해상도에 따른 전계 발광 이미지를 나타낸다. 도 33a는 해상도 326ppi의 전계 발광 이미지를 나타내고, 도 33b는 해상도 441ppi의 전계 발광 이미지를 나타내고, 도 33c는 해상도 882ppi의 전계 발광 이미지를 나타내며, 도 33d는 해상도 2460ppi의 전계 발광 이미지를 나타낸다.33A to 33D show an electroluminescence image according to the resolution of the quantum dot light emitting device manufactured using the quantum dot transfer printing method according to the embodiments of the present invention. Fig. 33A shows an electroluminescence image with a resolution of 326 ppi, Fig. 33B shows an electroluminescence image with a resolution of 441 ppi, Fig. 33C shows an electroluminescence image with a resolution of 882 ppi, and Fig. 33D shows an electroluminescence image with a resolution of 2460 ppi.

도 33a 내지 도 33d를 참조하면, 326 ~ 2460ppi 범위에 있는 고해상도의 얼라인된 픽셀들이 용이하게 형성될 수 있고, 상기 양자점 발광 장치는 초고해상도 디스플레이에 적용될 수 있다.
33A to 33D, high-resolution aligned pixels in the range of 326 to 2460 ppi can be easily formed, and the quantum dot light emitting device can be applied to an ultra-high resolution display.

도 34a 및 도 34b는 본 발명의 실시예들에 따른 양자점 전사 인쇄 방법을 이용하여 제조된 양자점 발광 장치의 양자점 패턴에 의해 구현되는 화이트 컬러를 나타낸다.34A and 34B show white colors realized by the quantum dot pattern of the quantum dot light emitting device manufactured using the quantum dot transfer printing method according to the embodiments of the present invention.

도 34a 및 도 34b를 참조하면, 레드 양자점 패턴, 그린 양자점 패턴, 및 블루 양자점 패턴으로 구성되는 양자점 패턴을 포함하는 양자점 발광 장치의 전계 발광은 세 개의 구분되는 피크로 이루어지고 각 피크는 레드, 그린, 블루의 각 단색에 대응한다. 상기 양자점 발광 장치의 의해 방출되는 빛은 5V의 구동 전압 하에서 국제 조명 위원회(Commission International de lEclairage, CIE)의 색 좌표계 (0.39, 0.38)에 대응하며, 이는 상기 양자점 발광 장치가 트루 화이트(true white)의 빛을 방출한다는 것을 의미한다.
34A and 34B, electroluminescence of a quantum dot light emitting device including a quantum dot pattern composed of a red quantum dot pattern, a green quantum dot pattern, and a blue quantum dot pattern is composed of three distinct peaks, , And blue, respectively. The light emitted by the quantum dot light emitting device corresponds to the color coordinate system (0.39, 0.38) of the International Commission on Illumination (CIE) under a driving voltage of 5V, Of light.

도 35a 내지 도 35c는 본 발명의 실시예들에 따른 양자점 전사 인쇄 방법을 이용하여 제조된 양자점 발광 장치와 혼합 양자점 발광 장치의 시간 분해 광루미네선스를 비교한 그래프이다. 혼합 양자점 발광 장치는 화이트 컬러를 구현하기 위해 하나의 양자점 패턴 내에 레드 양자점, 그린 양자점, 및 블루 양자점이 혼합된 형태의 발광 장치를 의미한다.35A to 35C are graphs comparing time-resolved optical luminescence of the quantum dot light emitting device manufactured using the quantum dot transfer printing method according to the embodiments of the present invention and the mixed quantum dot light emitting device. The mixed quantum dot light emitting device means a light emitting device in which a red quantum dot, a green quantum dot, and a blue quantum dot are mixed in one quantum dot pattern to realize a white color.

도 35a 내지 도 35c를 참조하면, 상기 혼합 양자점 발광 장치에서 그린 양자점과 블루 양자점의 캐리어 수명은 현저하게 감소하고, 레드 양자점의 캐리어 수명은 현저하게 증가한다. 이는 양자점 사이에 에너지 전이가 일어나는 것을 의미하는데, 다른 컬러를 갖는 양자점들이 밀집된 양자점 패턴 내에서 서로 인접하게 위치하기 때문에 양자점들은 광자를 밖으로 방출하는 대신에 낮은 밴드 갭을 갖는 인접한 양자점으로 에너지를 전달한다. 이와 같이 혼합 양자점 발광 장치는 인접하는 다른 컬러의 양자점 간의 에너지 전달로 인해 그 성능이 저하될 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예들에 따른 양자점 발광 장치는 레드 양자점 패턴, 그린 양자점 패턴, 및 블루 양자점 패턴이 서로 구분되어 형성되기 때문에 서로 다른 컬러의 양자점 간에 에너지 전달이 억제되고, 고효율의 화이트 발광이 가능해진다.
35A to 35C, in the mixed quantum dot light emitting device, the carrier lifetime of green quantum dots and blue quantum dots remarkably decreases, and the carrier lifetime of red quantum dots remarkably increases. This means that energy transfer occurs between the quantum dots, since the quantum dots having different colors are located adjacent to each other in the dense quantum dots pattern, the quantum dots transfer energy to adjacent quantum dots having low bandgaps instead of emitting the photons outward . As described above, the mixed quantum dot light emitting device may be degraded in performance due to energy transfer between adjacent quantum dots of different colors. However, since the quantum dot light emitting device according to embodiments of the present invention is formed by separating the red quantum dot pattern, the green quantum dot pattern, and the blue quantum dot pattern, energy transfer between quantum dots of different colors is suppressed, It becomes possible.

도 36은 본 발명의 실시예들에 따른 양자점 전사 인쇄 방법을 이용하여 제조된 양자점 발광 장치와 혼합 양자점 발광 장치의 전계 발광 효율을 비교한 그래프이다. 도 35를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 양자점 발광 장치의 밝기는 다양한 구동 전압에서 상기 혼합 양자점 발광 장치보다 10 ~ 52%까지 향상될 수 있다.
36 is a graph comparing the electroluminescent efficiencies of the quantum dot light emitting device and the mixed quantum dot light emitting device manufactured using the quantum dot transfer printing method according to the embodiments of the present invention. Referring to FIG. 35, the brightness of the quantum dot light emitting device according to the embodiments of the present invention may be improved by 10 to 52% with respect to the mixed quantum dot light emitting device at various driving voltages.

도 37은 본 발명의 실시예들에 따른 양자점 전자 인쇄 방법을 이용하여 제조된 양자점 발광 장치의 구부림 각도에서의 전류 밀도-전압 특성을 나타내는 그래프이다. 도 36을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 양자점 발광 장치는 다양한 구부림 각도에서 안정적인 전류 밀도-전압 특성을 나타낸다.
37 is a graph showing the current density-voltage characteristics at the bending angle of the quantum dot light emitting device manufactured using the quantum dot electron printing method according to the embodiments of the present invention. Referring to FIG. 36, the quantum dot light emitting device according to embodiments of the present invention exhibits stable current density-voltage characteristics at various bending angles.

이제까지 본 발명에 대한 구체적인 실시예들을 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려 되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
Hereinafter, specific embodiments of the present invention have been described. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.

10 : 도우너 기판 20 : 양자점층
30 : 스탬프 40 : 음각 기판
100 : 양자점 전자 장치 110 : 기판
120 : 양자점 패턴 130 : 제1 전극
140 : 제2 전극 150 : 제1 전하 전달층
160 : 제2 전하 전달층 170 : 제1 인캡슐레이션층
180 : 제2 인캡슐레이션층10: donor substrate 20: quantum dot layer
30: stamp 40: engraved substrate
100: Quantum dot electronic device 110: substrate
120: Quantum dot pattern 130: First electrode
140: second electrode 150: first charge transfer layer
160: second charge transfer layer 170: first encapsulation layer
180: second encapsulation layer

Claims (9)

도우너 기판에 양자점층을 형성하는 단계;
상기 양자점층을 스탬프를 이용하여 픽업하는 단계;
상기 스탬프를 이용하여 상기 양자점층을 음각 기판에 접촉시키는 단계; 및
상기 스탬프를 상기 음각 기판으로부터 분리시키는 단계를 포함하고,
상기 음각 기판의 표면 에너지는 상기 스탬프의 표면 에너지보다 큰 것을 특징으로 하는 양자점 전사 인쇄 방법.Forming a quantum dot layer on a donor substrate;
Picking up the quantum dot layer using a stamp;
Contacting the quantum dot layer with the engraved substrate using the stamp; And
Separating the stamp from the engraved substrate,
Wherein the surface energy of the engraved substrate is greater than the surface energy of the stamp. 제 1 항에 있어서,
상기 도우너 기판은 상기 양자점층을 형성하기 전에 표면 처리되는 것을 특징으로 하는 양자점 전사 인쇄 방법.The method according to claim 1,
Wherein the donor substrate is surface-treated before forming the quantum dot layer. 제 1 항에 있어서,
상기 양자점층은 양자점을 포함하는 콜로이드 나노결정 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 양자점 전사 인쇄 방법.The method according to claim 1,
Wherein the quantum dot layer is formed of a colloidal nanocrystal material including quantum dots. 제 1 항에 있어서,
상기 스탬프는 PDMS(polydimethylsiloxane)로 형성되는 것을 특징으로 하는 양자점 전사 인쇄 방법.The method according to claim 1,
Wherein the stamp is formed of PDMS (polydimethylsiloxane). 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 음각 기판은 고분자, 유리, 유기물, 또는 산화물로 형성되는 것을 특징으로 하는 양자점 전사 인쇄 방법.The method according to claim 1,
Wherein the intaglio substrate is formed of a polymer, glass, organic material, or oxide. 제 1 항에 있어서,
상기 음각 기판은 표면에서 내부로 들어간 리세스 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 양자점 전사 인쇄 방법.The method according to claim 1,
Wherein the engraved substrate has a recessed region which is inward from the surface. 제 7 항에 있어서,
상기 스탬프가 상기 음각 기판으로부터 분리될 때 상기 양자점층 중에서 상기 음각 기판과 접촉하는 부분은 상기 음각 기판에 남고, 상기 리세스 영역에 대응하는 부분은 상기 스탬프에 의해 픽업되는 것을 특징으로 하는 양자점 전사 인쇄 방법.8. The method of claim 7,
Wherein when the stamp is separated from the engraved substrate, a portion of the quantum dot layer that contacts the engraved substrate remains on the engraved substrate, and a portion corresponding to the recessed area is picked up by the stamp. Way. 제 1 항에 있어서,
상기 스탬프를 이용하여 상기 양자점층을 상기 음각 기판에 접촉시킬 때 상기 양자점층에 균일한 압력이 가해지는 것을 특징으로 하는 양자점 전사 인쇄 방법.

The method according to claim 1,
Wherein a uniform pressure is applied to the quantum dot layer when the quantum dot layer is brought into contact with the engraved substrate using the stamp.

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