KR101643052B1 - 파장변환입자, 파장변환입자의 제조방법, 및 파장변환입자를 포함하는 발광 소자 - Google Patents

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Abstract

파장변환입자, 파장변환입자의 제조방법, 및 파장변환입자를 포함하는 발광 소자를 제공한다. 상기 파장변환입자는, 여기 광원으로부터 발생된 빛의 파장을 특정 파장으로 변환하는 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정을 포함한다. 이에 따라, 발광파장대의 변화없이 광학적으로 안정하고 색순도 및 발광성능이 향상될 수 있다.

Description

파장변환입자, 파장변환입자의 제조방법, 및 파장변환입자를 포함하는 발광 소자{Wavelength conversion substance, manufacturing method of the same and light-emitting device comprising the same}
본 발명은 파장변환입자, 파장변환입자의 제조방법, 및 파장변환입자를 포함하는 발광 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정을 포함하는 나노 파장변환 입자, 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정을 포함하는 나노 파장변환 입자의 제조방법 및 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정을 포함하는 나노 파장변환 입자를 포함하는 발광 장치에 관한 것이다.
발광 소자(Light Emitting Diode; LED)는 전류를 빛으로 변환시키는 반도체 소자로서, 디스플레이 소자의 광원으로 주로 이용되고 있다. 이러한 발광다이오드는 기존의 광원에 비해 극소형이며, 소비전력이 적고, 수명이 길며, 반응속도가 빠른 등 매우 우수한 특성을 나타낸다. 이와 더불어서, 자외선과 같은 유해 전자기파를 방출하지 않으며, 수은 및 기타 방전용 가스를 사용하지 않으므로 환경 친화적이다. 발광 소자는 주로 형광체와 같은 파장변환입자를 이용하여 발광 다이오드 광원과의 조합을 통해 형성된다.
파장변환입자로 종래에는 양자점을 사용했다. 양자점은 통상의 형광체보다 강한 빛을 좁은 파장대에서 발생시킨다. 양자점의 발광은 전도대에서 가전자대로 들뜬 상태의 전자가 전이하면서 발생되는데 같은 물질의 경우에도 입자 크기에 따라 파장이 달라지는 특성을 나타낸다. 양자점의 크기가 작을수록 짧은 파장의 빛을 발광하기 때문에 크기를 조절하여 원하는 파장 영역의 빛을 얻을 수 있다.
양자점은 여기 파장을 임의로 선택해도 발광하므로 여러 종류의 양자점이 존재할 때 하나의 파장으로 여기시켜도 여러 가지 색의 빛을 한번에 관찰할 수 있다. 또한, 양자점은 전도대의 바닥진동상태에서 가전자대의 바닥진동상태로만 전이하므로 발광파장이 거의 단색광이다.
양자점은 약 10nm의 직경을 갖는 반도체 물질의 나노결정으로, 양자점을 합성하는 방법으로는 MOCVD(metal orgamic chemical vapor deposition)나 MBE(molecular beamepitaxy)와 같은 기상 증착법으로 양자점을 제조하거나, 유기 용매에 전구체 물질을 넣어 결정을 성장시키는 화학적 습식 방법이 이용된다. 화학적 습식 방법은 결정이 성장될 때 유기 용매가 자연스럽게 양자점 결정 표면에 배위되어 분산제 역할을 하게 함으로써 결정의 성장을 조절하는 방법으로, MOCVD또는 MBE와 같은 기상 증착법보다 더 쉽고 저렴한 공정을 통하여 나노결정의 크기와 형태의 균일도를 조절할 수 있는 장점을 갖는다.
그러나, 양자점은 파장변환물질로 사용하기에는 불안정하고, 색순도나 발광 성능이 여전히 제한적인 단점이 있다. 따라서, 더욱 안정적이고 색순도 및 발광성능도 향상된 파장변환 물질의 개발이 시급한 실정이다.
이에 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 착안된 것으로서, 광학적으로 안정하고 색순도 및 발광성능이 향상된 파장변환체, 파장변환체의 제조방법, 및 파장변환체를 포함하는 발광 소자를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면은 나노 파장변환입자를 제공한다. 상기 나노 파장변환입자는 여기 광원으로부터 발생된 빛의 파장을 특정 파장으로 변환하는 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정을 포함한다.
상기 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노 결정은, 유기 용매에 분산이 가능한 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정을 포함할 수 있고, 상기 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정의 크기는 1 nm 내지 900nm일 수 있고, 상기 나노결정의 밴드갭 에너지는 1 eV 내지 5 eV일 수 있다.
상기 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정을 둘러싸는 복수개의 유기리간드들을 더 포함할 수 있고, 상기 유기리간드는 알킬할라이드를 포함할 수 있다.
상기 유무기 하이브리드 페로브스카이트는 A2BX4,ABX4,ABX3 또는 An-1BnX3n+1의 구조(n은 2 내지 6사이의 정수)를 포함하고, 상기 A는 유기암모늄이고, 상기 B는 금속물질이고, 상기 X는 할로겐 원소일 수 있고, 상기 A는 (CH3NH3)n,((CxH2x+1)nNH3)2(CH3NH3)n,(RNH3)2,(CnH2n+1NH3)2,(CF3NH3),(CF3NH3)n,((CxF2x+1)nNH3)2(CF3NH3)n,((CxF2x+1)nNH3)2또는 (CnF2n+1NH3)2(n은 1이상인 정수),이고, 상기 B는 상기 B는 2가의 전이 금속, 희토류 금속, 알칼리 토류 금속, Pb, Sn, Ge, Ga, In, Al, Sb, Bi, Po, 또는 이들의 조합이고, 상기 X는 Cl, Br, I 또는 이들의 조합일 수 있다.
본 발명의 다른 측면은 나노 파장변환입자의 제조방법을 제공한다. 상기 제조방법은 양성자성 용매에 유무기 하이브리드 페로브스카이트가 녹아있는 제1 용액 및 비양성자성 용매에 알킬 할라이드 계면활성제가 녹아있는 제2 용액을 준비하는 단계, 및 상기 제1 용액을 상기 제2 용액에 섞어 나노입자를 형성하는 단계를 포함하는 여기 광원으로부터 발생된 빛의 파장을 특정 파장으로 변환하는 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정을 포함한다.
이 때, 상기 제1 용액을 상기 제2 용액에 섞어 나노입자를 형성하는 단계는, 상기 제2 용액에 상기 제1 용액을 한방울씩 떨어뜨려 섞을 수 있다. 그리고, 상기 유무기 하이브리드 페로브스카이트는 A2BX4,ABX4,ABX3 또는 An-1BnX3n+1의 구조(n은 2 내지 6사이의 정수)를 포함하고, 상기 A는 유기암모늄이고, 상기 B는 금속물질이고, 상기 X는 할로겐 원소일 수 있고, 상기 A는 (CH3NH3)n,((CxH2x+1)nNH3)2(CH3NH3)n,(RNH3)2,(CnH2n+1NH3)2,(CF3NH3),(CF3NH3)n,((CxF2x+1)nNH3)2(CF3NH3)n,((CxF2x+1)nNH3)2또는 (CnF2n+1NH3)2(n은 1이상인 정수)이고, 상기 B는 상기 B는 2가의 전이 금속, 희토류 금속, 알칼리 토류 금속, Pb, Sn, Ge, Ga, In, Al, Sb, Bi, Po, 또는 이들의 조합이고, 상기 X는 Cl, Br, I 또는 이들의 조합일 수 있다.
본 발명의 다른 측면은 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노 파장변환층을 제공한다. 상기 파장변환층은 전술된 나노 파장변환입자를 포함한다.
본 발명의 다른 측면은 나노 파장변환체를 제공한다. 상기 나노 파장변환체는 전술된 나노 파장변환입자, 상기 파장변환입자를 분산시키는 분산매질, 및 상기 파장변환입자는 상기 분산매질에 분산되고, 상기 파장변환입자 및 상기 분산매질을 밀봉하는 밀봉부재를 포함한다. 이 때, 상기 분산매질은 액체상태일 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면은 발광소자를 제공한다. 상기 발광소자는 베이스 구조물, 상기 베이스 구조물 상에 배치되는, 소정의 파장의 빛을 방출하는 적어도 하나의 여기 광원, 및 상기 여기 광원의 광로에 배치되는, 전술된 나노 파장변환입자를 포함하는 파장변환층을 포함한다. 이 때, 상기 파장변환층은, 상기 나노 파장변환입자, 상기 파장변환입자를 분산시키는 분산매질, 및 상기 파장변환입자는 상기 분산매질에 분산되고, 상기 파장변환입자 및 상기 분산매질을 밀봉하는 밀봉부재를 포함하는 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노 파장변환체 형태일 수 있다.
본 발명을 따르면 파장변환입자가 유무기 하이브리드 페로브스카이트를 포함함에 따라 입자 크기에 따른 발광파장대의 변화없이 광학적으로 안정하고 색순도 및 발광성능이 향상된 파장변환입자를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정을 포함하는 나노 파장변환 입자를 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정을 포함하는 나노 파장변환 입자 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 페로브스카이트 나노결정구조의 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정을 포함하는 나노 파장변환 입자를 역 나노-에멀젼 (Inverse nano-emulsion) 법을 통하여 제조하는 방법을 나타낸 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 파장변환층을 도시한다.
도 6a 내지 6e는 본 발명의 일 실시예에 따른 파장변환체의 밀봉방법을 나타낸 단면도들이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자를 나타낸다.
도 9는 제조예의 파장변환 물질과 비교예 1 및 비교예 2에 따른 유무기 하이브리드 페로브스카이트(OIP film)에 자외선을 조사하여 발광 빛을 찍은 형광 이미지이다.
도 10은 제조예 및 비교예 1에 따른 파장변환입자의 모식도이다.
도 11은 제조예 및 비교예 1에 따른 파장변환입자의 광루미네선스 (photoluminescence) 매트릭스(matrix)를 각각 상온과 저온에서 찍은 이미지이다.
도 12는 제조예 및 비교예 1에 따른 파장변환입자의 광루미네선스(photoluminescence)를 찍은 결과 그래프이다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
<파장변환입자>
본 발명의 일 실시예에 따른 여기 광원으로부터 발생된 빛의 파장을 특정 파장으로 변환하는 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정을 포함하는 나노 파장변환입자를 설명한다.
파장변환입자는 외부로부터 입사된 광(입사광)이 전술된 유무기 하이브리드 페로브스카이트 파장변환입자에 도달하면 파장변환된 광을 발광한다. 따라서 파장변환체는 유무기 하이브리드 페로브스카이트 파장변환입자에 의하여 광의 파장을 변환시키는 기능을 한다. 이하, 입사광 중 전술된 유무기 하이브리드 페로브스카이트 파장변환입자의 발광파장보다 짧은 파장을 갖는 광을 여기광이라고 한다. 또한, 전술된 여기광을 발광하는 광원을 여기 광원이라 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정을 포함하는 나노 파장변환 입자를 나타낸 모식도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 파장변환입자는 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노입자로서, 유기물 평면과 무기물 평면이 교대로 적층된 라멜라 구조를 갖는 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정(21)을 포함한다.
상기 나노결정은 할로겐 원소 치환에 의해 밴드갭이 조절될 수 있다. 상기 나노결정의 밴드갭 에너지는 1 eV 내지 5 eV일 수 있다.
예를 들면, 유기 원소 치환, 중심금속 치환에 의해 밴드갭을 조절할 수 있다.
이러한 유무기 하이브리드 페로브스카이트는 ABX3,A2BX4,ABX4또는 An-1BnX3n+1의 구조(n은 2 내지 6사이의 정수)를 포함할 수 있다. 이때의 A는 유기암모늄 물질이고, 상기 B는 금속 물질이고, 상기 X는 할로겐 원소이다. 예를 들어, 상기 A는 (CH3NH3)n,((CxH2x+1)nNH3)2(CH3NH3)n,(RNH3)2,(CnH2n+1NH3)2,(CF3NH3),(CF3NH3)n,((CxF2x+1)nNH3)2(CF3NH3)n,((CxF2x+1)nNH3)2또는 (CnF2n+1NH3)2(n은 1이상인 정수)일 수 있다. 상기 B는 2가의 전이 금속, 희토류 금속, 알칼리 토류 금속, Pb, Sn, Ge, Ga, In, Al, Sb, Bi, Po, 또는 이들의 조합일 수 있다. 이때의 2가의 희토류 금속은 예컨대 Ge, Sn, Pb, Eu 또는 Yb일 수 있다. 또한, 알칼리 토류 금속은 예컨대, Ca 또는 Sr일 수 있다. 또한, 또한, 상기 X는 Cl, Br,I 또는 이들의 조합일 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정을 포함하는 나노 파장변환 입자(20)는 상술한 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정(21)을 둘러싸는 복수개의 유기리간드들(22)을 더 포함할 수 있다. 이때의 유기리간드들(22)은 계면활성제로 사용된 물질로서, 알킬할라이드를 포함할 수 있다. 따라서, 상술한 바와 같이 석출되는 유무기 하이브리드 페로브스카이트의 표면을 안정화하기 위하여 계면활성제로 사용된 알킬할라이드가 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정의 표면을 둘러싸는 유기리간드가 된다.
한편, 만일, 이러한 알킬할라이드 계면활성제의 길이가 짧을 경우, 형성되는 나노결정의 크기가 커지게 되므로 900nm 를 초과하여 형성될 수 있고, 이 경우 큰 나노결정 안에서 열적 이온화 및 전하 운반체의 비편재화에 의해서 엑시톤이 발광으로 가지 못하고 자유 전하로 분리되어 소멸되는 근본적인 문제가 있을 수 있다.
즉, 형성되는 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정의 크기와 이러한 나노 결정을 형성하기 위해 사용되는 알킬 할라이드 계면활성제의 길이는 반비례한다.
따라서, 일정 길이 이상의 알킬할라이드를 계면활성제로 사용함으로써 형성되는 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정의 크기를 일정 크기 이하로 제어할 수 있다. 예를 들어, 알킬할라이드 계면활성제로 옥타데실암모늄 브로마이드(octadecyl-ammonium bromide)를 사용하여 1 nm 내지 900nm의 크기를 가진 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정을 형성할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정을 포함하는 나노 파장변환 입자 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 2를 참조하면, 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정을 포함하는 나노 파장변환 입자 제조방법은 양성자성 용매에 유무기 하이브리드 페로브스카이트가 녹아있는 제1 용액 및 비양성자성 용매에 알킬 할라이드 계면활성제가 녹아있는 제2 용액을 준비하는 단계(S100) 및 상기 제1 용액을 상기 제2 용액에 섞어 나노입자를 형성하는 단계(S200)를 포함할 수 있다.
즉, 역 나노-에멀젼(Inverse nano-emulsion) 법을 통하여 본 발명에 따른 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정을 포함하는 나노 파장변환 입자를 제조할 수 있다.
이하, 보다 구체적으로 설명하면,
먼저, 양성자성(protic) 용매에 유무기 하이브리드 페로브스카이트가 녹아있는 제1 용액 및 비양성자성(aprotic) 용매에 알킬 할라이드 계면활성제가 녹아있는 제2 용액을 준비한다(S100).
이때의 양성자성 용매는 다이메틸폼아마이드(dimethylformamide), 감마 부티로락톤(gamma butyrolactone) 또는 N-메틸피롤리돈(N-methylpyrrolidone), 디메틸설폭사이드(dimethylsulfoxide)를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 이때의 유무기 하이브리드 페로브스카이트는 결정구조를 갖는 물질일 수 있다. 예를 들어, 이러한 유무기 하이브리드 페로브스카이트는 ABX3,A2BX4,ABX4또는 An-1BnX3n+1의 구조(n은 2 내지 6사이의 정수)일 수 있다.
이때의 A는 유기암모늄 물질이고, 상기 B는 금속 물질이고, 상기 X는 할로겐 원소이다.
예를 들어, 상기 A는 (CH3NH3)n,((CxH2x+1)nNH3)2(CH3NH3)n,(RNH3)2,(CnH2n+1NH3)2,(CF3NH3),(CF3NH3)n,((CxF2x+1)nNH3)2(CF3NH3)n,((CxF2x+1)nNH3)2또는 (CnF2n+1NH3)2(n은 1이상인 정수)일 수 있다. 또한, 상기 B는 2가의 전이 금속, 희토류 금속, 알칼리 토류 금속, Pb, Sn, Ge, Ga, In, Al, Sb, Bi, Po, 또는 이들의 조합일 수 있다. 이때의 2가의 희토류 금속은 예컨대 Ge, Sn, Pb, Eu 또는 Yb일 수 있다. 또한, 알칼리 토류 금속은 예컨대, Ca 또는 Sr일 수 있다. 또한, 상기 X는 Cl, Br,I 또는 이들의 조합일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 페로브스카이트 나노결정구조의 모식도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 페로브스카이트 나노 결정 구조는 유기 암모늄 및 할라이드들을 포함을 알 수 있다.
한편, 이러한 페로브스카이트는 AX 및 BX2를 일정 비율로 조합하여 준비할 수 있다. 즉, 제1 용액은 양성자성 용매에 AX 및 BX2를 일정 비율로 녹여서 형성될 수 있다. 예를 들어, 양성자성 용매에 AX 및 BX2를 2:1 비율로 녹여서 A2BX3유무기 하이브리드 페로브스카이트가 녹아있는 제1 용액을 준비할 수 있다.
또한, 이때의 비양성자성 용매는 다이클로로에틸렌, 트라이클로로에틸렌, 클로로포름, 클로로벤젠, 다이클로로벤젠, 스타이렌, 다이메틸포름아마이드, 다이메틸설폭사이드, 자일렌, 톨루엔, 사이클로헥센 또는 이소프로필알콜를 포함 할 수 있지만 이것으로 제한되는 것은 아니다.
또한, 알킬 할라이드 계면활성제는 alkyl-X의 구조일 수 있다. 이때의 X에 해당하는 할로겐 원소는 Cl, Br 또는 I 등을 포함할 수 있다. 또한, 이때의 alkyl 구조에는 CnH2n+1의 구조를 가지는 비고리형 알킬(acyclic alkyl), CnH2n+1OH등의 구조를 가지는 일차 알코올(primary alcohol), 이차 알코올(secondary alcohol), 삼차 알코올(tertiary alcohol), alkyl-N의 구조를 가지는 알킬아민(alkylamine) (ex. Hexadecyl amine, 9-Octadecenylamine 1-Amino-9-octadecene (C19H37N)),p-치환된 아닐린(p-substituted aniline) 및 페닐 암모늄(phenyl ammonium) 및 플루오린 암모늄(fluorine ammonium)을 포함할 수 있지만 이것으로 제한되는 것은 아니다.
그 다음에, 상기 제1 용액을 상기 제2 용액에 섞어 나노입자를 형성한다(S200).
상기 제1 용액을 상기 제2 용액에 섞어 나노입자를 형성하는 단계는, 상기 제2 용액에 상기 제1 용액을 한방울씩 떨어뜨려 섞는 것이 바람직하다. 또한, 이때의 제2 용액은 교반을 수행할 수 있다. 예를 들어, 강하게 교반중인 알킬 할라이드 계면활성제가 녹아 있는 제2 용액에 유무기 페로브스카이트(OIP)가 녹아 있는 제2 용액을 천천히 한방울씩 첨가하여 나노입자를 합성할 수 있다.
이 경우, 제1 용액을 제2 용액에 떨어뜨려 섞게 되면 용해도 차이로 인해 제2 용액에서 유무기 페로브스카이트(OIP)가 석출(precipitation)된다. 그리고 제2 용액에서 석출된 유무기 페로브스카이트(OIP)를 알킬 할라이드 계면활성제가 표면을 안정화하면서 잘 분산된 유무기 페로브스카이트 나노결정(OIP-NC)을 생성하게 된다. 따라서, 유무기 페로브스카이트 나노결정 및 이를 둘러싸는 복수개의 알킬할라이드 유기리간드들을 포함하는 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정을 포함하는 나노 파장변환 입자를 제조할 수 있다.
한편, 이러한 유무기 페로브스카이트 나노결정의 크기는 알킬 할라이드 계면활성제의 길이 또는 모양 요소(shape factor) 조절을 통해 제어할 수 있다. 예컨대, shape factor 조절은 선형, tapered 또는 역삼각 모양의 surfactant를 통해 크기를 제어할 수 있다.
한편, 이와 같이 생성되는 유무기 페로브스카이트 나노결정의 크기는 1 nm 내지 900nm 이하인 것이 바람직하다. 만일 유무기 페로브스카이트 나노결정의 크기를 900 nm를 초과하여 형성할 경우 큰 나노결정 안에서 열적 이온화 및 전하 운반체의 비편재화에 의해서 엑시톤이 발광으로 가지 못하고 자유 전하로 분리되어 소멸되는 근본적인 문제가 있을 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정을 포함하는 나노 파장변환 입자를 역 나노-에멀젼 (Inverse nano-emulsion) 법을 통하여 제조하는 방법을 나타낸 모식도이다.
도 4(a)를 참조하면, 비양성자성 용매에 알킬 할라이드 계면활성제가 녹아있는 제2 용액에 양성자성 용매에 유무기 하이브리드 페로브스카이트가 녹아있는 제1 용액을 한방울씩 첨가한다.
이때의 양성자성 용매는 다이메틸폼아마이드(dimethylformamide), 감마 부티로락톤(gamma butyrolactone) 또는 N-메틸피롤리돈(N-methylpyrrolidone), 디메틸설폭사이드(dimethylsulfoxide)를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이때의 유무기 하이브리드 페로브스카이트는 ABX3,A2BX4,ABX4또는 An-1BnX3n+1의 구조(n은 2 내지 6사이의 정수)일 수 있다. 이때의 A는 유기암모늄 물질이고, 상기 B는 금속 물질이고, 상기 X는 할로겐 원소이다. 예를 들어, 상기 A는 (CH3NH3)n,((CxH2x+1)nNH3)2(CH3NH3)n,(RNH3)2,(CnH2n+1NH3)2,(CF3NH3),(CF3NH3)n,((CxF2x+1)nNH3)2(CF3NH3)n,((CxF2x+1)nNH3)2또는 (CnF2n+1NH3)2(n은 1이상인 정수)일 수 있다. 또한, 상기 B는 2가의 전이 금속, 희토류 금속, 알칼리 토류 금속, Pb, Sn, Ge, Ga, In, Al, Sb, Bi, Po, 또는 이들의 조합일 수 있다. 이때의 2가의 희토류 금속은 예컨대 Ge, Sn, Pb, Eu 또는 Yb일 수 있다. 또한, 알칼리 토류 금속은 예컨대, Ca 또는 Sr일 수 있다. 또한, 상기 X는 Cl, Br,I 또는 이들의 조합일 수 있다.
한편, 이때의 페로브스카이트의 구조는 AX와 BX2의 비율별 조합으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 양성자성 용매에 AX 및 BX2를 2:1 비율로 녹여서 A2BX3유무기 하이브리드 페로브스카이트가 녹아있는 제1 용액을 준비할 수 있다.
한편, 이때의 AX의 합성예로서, A가 CH3NH3,X가 Br일 경우, CH3NH2(methylamine)과 HBr(hydroiodic acid)을 질소분위기에서 녹여 용매 증발을 통해 CH3NH3Br을 얻을 수 있다.
도 4(b)를 참조하면, 제2 용액에 제1 용액을 첨가하면, 용해도 차이로 인해 제2 용액에서 유무기 하이브리드 페로브스카이트가 석출되고, 이러한 석출된 유무기 하이브리드 페로브스카이트를 알킬 할라이드 계면활성제가 둘러싸면서 표면을 안정화하면서 잘 분산된 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정을 포함하는 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정을 포함하는 나노 파장변환 입자(20)를 생성하게 된다. 이때 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정의 표면은 알킬 할라이드인 유기 리간드들이 둘러싸이게 된다.
이후, 알킬 할라이드 계면활성제가 녹아있는 비양성자성 용매에 분산되어있는 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정을 포함하는 나노 파장변환 입자(20)를 포함한 양성자성 용매를 열을 가해 선택적으로 증발 시키거나, 양성자성 용매와 비양성자성 용매와 모두 녹을 수 있는 코솔벤트(co-solvent)를 첨가하여 나노입자를 포함한 양성자성 용매를 선택적으로 비양성자성 용매로부터 추출하여 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정을 포함하는 나노 파장변환 입자를 얻을 수 있다.
전술된 나노 파장변환 입자는 모든 유기 용매에 분산이 가능하다. 이에, 크기, 발광 파장 스펙트럼, 리간드, 구성 원소가 손쉽게 조절이 가능하기 때문에 다양한 전자소자에 응용이 가능하다.
<파장변환층>
본 발명의 일 실시예에 따른 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정을 포함하는 나노 파장변환층을 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 파장변환층을 도시한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 파장변환층은 유무기 하이브리드 페로브 스카이트 나노결정을 포함하는 나노 파장변환입자(20)를 포함하는 층이다.
전술된 파장변환입자에 관한 설명은 전술된 <파장변환입자>와 구성 및 이에 따른 기능이 동일하므로 전술된 내용을 참고하기로 한다.
전술된 파장변환층은 파장변환입자(20)가 균일하게 분산된 고분자 수지 형태일 수 있다. 이 때, 고분자 수지는 파장변환입자(20)를 분산시키는 분산매질 역할을 한다. 분산매질은 파장변환입자(20) 성능에 영향을 미치지 않으면서 광에 의해 변질되거나 광을 반사시키지 않으며, 광흡수를 일으키시 않도록 투명한 매질은 어떤 것이든 사용될 수 있다.
일 예로, 에폭시 수지 또는 실리콘과 같이 여기광 등에 의하여 변색되거나 변질되지 않는 내광성, 또는 내습성이 강한 재질인 것이 바람직하다.
전술된 분산매질은 액체상태일 수 있다. 전술된 분산매질이 액체상태일 때, 파장변환입자(20)를 다양한 형태의 소자에 적용할 수 있게 제조할 수 있다. 또한, 전술된 분산매질이 액체상태일 경우, 전술된 파장변환입자가 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정을 둘러싸는 복수개의 유기리간드들을 포함할 때에, 별도의 리간드 정제 없이 소자에 적용할 수 있다. 이에 공정을 간소화할 수 있다.
<파장변환체>
본 발명의 일 실시예에 따른 파장변환체의 제조방법을 설명한다.
먼저, 파장변환입자를 준비한다.
전술된 파장변환입자에 관한 설명은 전술된 <파장변환입자>와 구성 및 이에 따른 기능이 동일하므로 전술된 내용을 참고하기로 한다.
이 후 전술된 파장변환입자를 분산매질에 분산시킨다.
전술된 분산매질에는 파장변환입자가 분산된다. 분산매질은 액체상태일 수 있다. 분산매질이 액체상태인 경우, 분산매질 및 분산매질에 분산된 파장변환입자가 후술되는 밀봉부재에 의해 밀봉될 때 그 형상의 제약을 받지 않기 때문에 다양한 형태의 소자에 적용이 가능하다. 분산매질은 예를 들면, 에폭시 수지 또는 실리콘(silicone)일 수 있다. 파장변환입자는 여기광을 받아 파장변환광을 발광해야 하므로 분산매질은 여기광 등에 의하여 변색되거나 변질되지 않는 재질인 것이 바람직하다.
이 후, 파장변환입자 및 분산매질을 밀봉부재로 밀봉한다.
도 6a 내지 6e는 본 발명의 일 실시예에 따른 파장변환체의 밀봉방법을 나타낸 단면도들이다.
도 6a를 참조하면, 제1 밀봉부재(10a) 및 제2 밀봉부재(10b)를 적층한다.
밀봉부재는 파장변환입자(20)이 분산된 분산매질(30)에 의하여 부식되지 않는 고분자 또는 실리콘을 사용할 수 있다. 특히, 고분자 수지는 가열하여 점착이 가능하므로 이를 이용하면 시트 상태의 고분자 수지를 열점착 공정을 이용하여 파장변환입자(20)이 분산된 분산매질(30)이 주입된 팩 형태의 파장변환체를 형성할 수 있다.
도 6b를 참조하면, 전술된 파장변환입자(20) 및 분산매질(30)이 밀봉부재(10a, 10b)에서 새어나가지 않도록 제1 밀봉부재(10a) 및 제2 밀봉부재(10b)의 일측부(1)를 가열하여 열점착 공정을 사용하여 접착할 수 있다. 하지만, 전술된 파장변환입자(20) 및 분산매질(30)이 새어나가지 않는다면 열점착 공정 외에 다른 접착 공정의 사용이 가능하다.
도 6c를 참조하면, 전술된 제1 밀봉부재(10a) 및 제2 밀봉부재(10b)가 접착되지 않은 타측부의 제1 밀봉부재(10a) 및 제2 밀봉부재(10b) 사이로 상기 파장변환입자(20)이 분산된 분산매질(30)을 주입한다.
도 6d를 참조하면, 전술된 제1 밀봉부재(10a) 및 제2 밀봉부재(10b)의 타측부(1)를 열점착 공정을 사용하여 접착하여 파장변화물질(20)이 분산된 분산매질(30)을 밀봉부재(10a, 10b)로 밀봉한다.
도 6e를 참조하면, 파장변화물질(20)이 분산된 분산매질(30)이 밀봉부재(10)로 밀봉된 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노 파장변환체(400)가 형성됨을 알 수 있다. 전술된 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노 파장변환체(400)은 파장변환 물질인 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정을 포함하는 나노 파장변환 입자(20)을 분산매질(30)에 분산시켜 밀봉함에 따라, 별도의 리간드 정제공정 필요 없이 발광 소자에 적용할 수 있는 장점이 있다. 이에, 리간드 정제시 발생하는 파장변환입자의 산화를 막을 수 있어 발광 소자에 적용 시 높은 색순도 및 발광 효과를 나타낸다. 또한, 공정을 간소화할 수 있다.
<발광소자>
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자의 단면도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자는, 베이스 구조물(100), 전술된 베이스 구조물(100) 상에 배치되고, 소정의 파장의 빛을 방출하는 적어도 하나의 여기 광원(200), 및 전술된 여기 광원(200)의 광로에 배치 전술된 파장변환 입자(20)를 포함하는 파장변환층(400B)한다.
전술된 베이스 구조물(100)은 패키지 프레임 또는 베이스 기판일 수 있다. 베이스 구조물(100)이 패키지 프레임인 경우, 패키지 프레임은 상기 베이스 기판을 포함할 수도 있다. 상기 베이스 기판은 서브마운트 기판 또는 발광다이오드 웨이퍼일 수 있다. 상기 발광다이오드 웨이퍼는 발광다이오드 칩 단위로 분리되기 전 상태로서 웨이퍼 상에 발광다이오드 소자가 형성된 상태를 나타낸다. 상기 베이스 기판은 실리콘 기판, 금속 기판, 세라믹 기판 또는 수지기판일 수 있다.
전술된 베이스 구조물(100)은 패키지 리드 프레임 또는 패키지 프리몰드(pre-mold) 프레임일 수 있다. 베이스 구조물(100)은 본딩 패드(미도시)를 포함할 수 있다. 본딩 패드들은 Au, Ag, Cr, Ni, Cu, Zn, Ti, Pd 등을 함유할 수 있다. 베이스 구조물(100)의 외측부에는 본딩 패드들에 각각 연결된 외부 연결단자들(미도시)이 배치될 수 있다. 본딩 패드들 및 상기 외부 연결단자들은 패키지 리드 프레임에 구비된 것들일 수 있다.
전술된 베이스 구조물(100) 상에 여기 광원(200)을 배치한다. 전술된 여기 광원(200)은 파장변환층(400B)의 파장변환입자의 발광파장보다 짧은 파장을 갖는 광을 발광하는 것이 바람직하다. 전술된 여기 광원(200)은 발광 다이오드 및 레이저 다이오드 중 어느 하나일 수 있다. 또한, 베이스 구조물(100)이 발광다이오드 웨이퍼인 경우, 여기 광원을 배치하는 단계는 생략될 수 있다. 예를 들면, 여기 광원(200)은 청색 LED를 사용할 수 있는데, 청색 LED로는 420nm 내지 480nm의 청색광을 발하는 갈륨질화물계 LED를 사용할 수 있다.
도 8과 같이, 전술된 여기 광원(200)을 봉지하는 봉지물질이 채워져 제1 봉지부(300)가 형성될 수 있다. 전술된 제1 봉지부(300)는 전술된 여기 광원(200)을 봉지하는 역할을 할 수 있을 뿐만 아니라 보호막으로서의 역할을 할 수 도 있다. 또한, 전술된 파장변환층(400B)가 제1 봉지부(300) 상에 위치하면 이를 보호 및 고정하기 위하여 제2 봉지부(500)를 더 형성할 수 있다. 봉지물질은 에폭시, 실리콘, 아크릴계 고분자, 유리, 카보네이트계 고분자 및 이들의 혼합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제1 봉지부(300)는 콤프레션몰딩(compression molding)법, 트랜스퍼몰딩(transfer molding)법, 도팅(dotting) 법, 블레이드 코팅(blade coating)법, 스크린 프린팅(screen coating)법, 딥 코팅(dip coating)법, 스핀코팅(spin coating)법, 스프레이(spray)법 또는 잉크젯프린팅(inkjet printing)법 등의 다양한 방법을 사용하여 형성할 수 있다. 그러나, 상기 제1 봉지부(300)는 생략될 수도 있다.
전술된 파장변환층(400B)의 상세한 설명은 전술된 <파장변환층>및 <파장변환입자>의 구성 및 기능이 동일하므로 전술된 내용을 참고하기로 한다.
도 7과 같이, 전술된 파장변환층(400B) 상에 전술된 파장변환층(400B)을 봉지하는 봉지물질이 채워져 제2 봉지부(500)가 형성될 수 있다. 제2 봉지부(500)는 전술된 제1 봉지부(300)와 동일한 물질을 사용할 수 있고, 동일한 제조방법을 통해 형성될 수 있다.
전술된 발광 소자는 발광 소자 뿐만 아니라 조명, 백라이트 유닛 등에 적용될 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자를 나타낸다.
도 8을 참조하면, 파장변환층(400)은 도 6과 같이 파장변환체(400A)를 포함할 수 있다.
전술된 파장변환체(400A)의 상세한 설명은 전술된 <파장변환체>및 <파장변환입자>의 구성 및 기능이 동일하므로 전술된 내용을 참고하기로 한다.
본 발명의 일 실시 예에서는 상기 발광 소자를 단위 셀에 한정되어 도시하였으나, 베이스 구조물이 서브마운트 기판 또는 발광다이오드 웨이퍼인 경우에 파장변환층이 형성된 다수개의 발광다이오드 칩을 배치시킨 후에 상기 서브마운트 기판 또는 발광다이오드 웨이퍼를 절단하여 각각의 단위 셀로 가공할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실험예(example)를 제시한다. 다만, 하기의 실험예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.
<제조예 -파장변환입자 제조>
본 발명의 일 실시예에 따른 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정을 포함하는 나노 파장변환 입자를 형성하였다. Inverse nano-emulsion 법을 통하여 형성하였다.
구체적으로, 양성자성 용매에 유무기 하이브리드 페로브스카이트를 녹여 제1 용액을 준비하였다. 이때의 양성자성 용매로 다이메틸폼아마이드(dimethylformamide)를 사용하고, 유무기 하이브리드 페로브스카이트로 (CH3NH3)2PbBr4를 사용하였다. 이때 사용한 (CH3NH3)2PbBr4은 CH3NH3Br과 PbBr2를 2:1 비율로 섞은 것을 사용하였다.
그리고 비양성자성 용매에 알킬 할라이드 계면활성제가 녹아있는 제2 용액을 준비하였다. 이때의 비양성자성 용매는 톨루엔(Toluene)을 사용하였고, 알킬 할라이드 계면활성제는 옥타데실암모늄 브로마이드(octadecylammonium bromide, CH3(CH2)17NH3Br)를 사용하였다.
그 다음에, 강하게 교반중인 제2 용액에 제1 용액을 천천히 한방울씩 떨어뜨려 첨가하여 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정을 포함하는 나노 파장변환입자를 형성하였다.
<비교예 1>
박막 형태의 유무기 하이브리드 페로브스카이트(OIP film)를 제조하였다.
구체적으로, 양성자성 용매인 다이메틸폼아마이드(dimethylformamide)에 (CH3NH3)2PbBr4를 녹여 제1 용액을 제조한 뒤, 상기 제1 용액을 유리 기판 상에 스핀 코팅하여 (CH3NH3)2PbBr4박막을 제조하였다.
<비교예 2>
박막 형태의 유무기 하이브리드 페로브스카이트(OIP film)를 제조하였다.
구체적으로, 양성자성 용매인 다이메틸폼아마이드(dimethylformamide)에 (CH3NH3)2PbCl4를 녹여 제1 용액을 제조한 뒤, 상기 제1 용액을 유리 기판 상에 스핀 코팅하여 (CH3NH3)2PbCl4박막을 제조하였다.
<실험예>
도 9는 제조예의 파장변환 물질과 비교예 1 및 비교예 2에 따른 유무기 하이브리드 페로브스카이트(OIP film)에 자외선을 조사하여 발광 빛을 찍은 형광 이미지이다.
도 9를 참조하면, 비교예 1 및 비교예 2에 따른 나노입자 형태가 아닌 박막 형태의 유무기 하이브리드 페로브스카이트는 어두운 빛을 발광하는 반면 제조예에 따른 나노입자 형태의 파장변환입자는 매우 밝은 초록색 빛을 내는 것을 확인 할 수 있다.
또한, 절대발광효율(photoluminescence quantum yield, PLQY)을 측정한 결과 제조예에 따른 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노입자는 매우 높은 수치를 보이는 것을 확인 할 수 있었다.
이에 반하여, 비교예 1 및 비교예 2에 따른 박막형태의 유무기 하이브리드 페로브스카이트는 1% 내외의 낮은 PLQY 수치를 보였다.
도 10은 제조예 및 비교예 1에 따른 파장변환입자의 모식도이다.
도 10(a)는 비교예 1에 따른 파장변환입자의 모식도이고, 도 10(b)는 제조예에 따른 파장변환입자의 모식도이다. 도 10(a)를 참조하면, 비교예 1에 따른 파장변환입자는 박막 형태이고, 도 10(b)를 참조하면, 제조예에 따른 파장변환입자는 나노입자(21) 형태이다.
도 11은 제조예 및 비교예 1에 따른 파장변환입자의 광루미네선스 (photoluminescence) 매트릭스(matrix)를 각각 상온과 저온에서 찍은 이미지이다.
도 11(a)는 비교예 1에 따른 박막형태의 유무기 하이브리드 페로브스카이트(OIP film)의 광루미네선스 매트릭스를 저온(70 K)에서 찍은 이미지이고, 도 11(b)는 비교예 1에 따른 박막형태의 유무기 하이브리드 페로브스카이트(OIP film)의 광루미네선스 매트릭스를 상온(room temperature)에서 찍은 이미지이다.
도 11(c)는 제조예에 따른 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정을 포함하는 나노 파장변환 입자의 광루미네선스 매트릭스를 저온(70 K)에서 찍은 이미지이고, 도 11(d)는 제조예에 따른 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정을 포함하는 나노 파장변환 입자의 광루미네선스 매트릭스를 상온(room temperature)에서 찍은 이미지이다.
도 11(a) 내지 도 11(d)를 참조하면, 제조예에 따른 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정을 포함하는 나노 파장변환 입자의 경우 비교예 1에 따른 박막 형태의 유무기 하이브리드 페로브스카이트(OIP film)과 같은 위치의 광발광을 보여주며, 좀더 높은 색순도를 보이는 것을 알 수 있다. 또한 제조예에 따른 OIP-NC film의 경우 상온에서 저온과 동일한 위치의 높은 색순도의 광발광을 보여주며, 발광 세기 또한 감소하지 않는 것을 알 수 있다. 반면에 비교예 1에 따른 박막 형태의 유무기 하이브리드 페로브스카이트는 상온과 저온에서 색순도 및 발광 위치가 다를 뿐만 아니라, 상온에서 열적 이온화 및 전하 운반체의 비편재화에 의해서 엑시톤이 발광으로 가지 못하고 자유 전하로 분리되어 소멸되어 낮은 발광 세기를 보인다.
도 12는 제조예 및 비교예 1에 따른 파장변환입자의 광루미네선스(photoluminescence)를 찍은 결과 그래프이다.
도 12를 참조하면, 제조예에 따른 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노입자가 용액 내에 위치하는 용액상태일 때, 비교예 1에 따른 기존의 유무기 하이브리드 페로브스카이트와 같은 위치의 광발광을 보여주며, 좀더 높은 색순도를 보이는 것을 알 수 있다.
본 발명에 따른 유무기 하이브리드 페로브스카이트를 포함하는 나노결정을 포함하는 나노 파장변환 입자는 나노결정을 포함하는 나노 파장변환 입자 안에 FCC와 BCC를 합친 결정구조를 갖는 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정이 형성되며, 유기평면과 무기평면이 교대로 적층이 되어있는 라멜라 구조를 형성하고 있으며, 무기평면에 엑시톤이 구속되어 높은 색순도를 낼 수 있다.
또한, 10 nm 내지 300nm 이하 크기 이내의 나노결정 안에서 엑시톤 확산거리 (exciton diffusion length)가 감소할 뿐만 아니라 엑시톤 바인딩 에너지 (exciton binding energy) 가 증가하여 열적 이온화 및 전하 운반체의 비편재화에 의한 엑시톤 소멸을 막아 높은 상온에서 발광 효율을 가질 수 있다.
나아가, 3차원 유무기 하이브리드 페로브스카이트에 비하여 나노결정을 구조로 합성함으로써, 엑시톤 바인딩 에너지를 증가시켜 발광 효율을 보다 향상 시킬 수 있을 뿐만 아니라 및 내구성-안정성을 증가시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정을 포함하는 나노 파장변환 입자 제조방법에 의하면, 알킬 할라이드 계면활성제의 길이 및 크기에 따라 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정의 크기 조절된 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정을 포함하는 나노 파장변환 입자를 합성할 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형 및 변경이 가능하다.
1 : 밀봉부재의 일측부 1': 밀봉부재의 타측부
10 : 밀봉부재 20 : 파장변환입자
30 : 분산 매질 100 : 베이스 구조물
200 : 여기 광원 300 : 제1 봉지부
400B : 파장변환층 400A : 파장변환체
500 : 제2 봉지부

Claims (17)

  1. 여기 광원으로부터 발생된 빛의 파장을 특정 파장으로 변환하는 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정; 및
    상기 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정을 둘러싸는 복수개의 유기리간드를 포함하고,
    상기 유기 리간드는 알킬 할라이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노 파장변환입자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노 결정은,
    유기 용매에 분산이 가능한 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정을 포함하는 것을 특징으로 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노 파장변환입자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정의 크기는 1 nm 내지 900nm인 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노 파장변환입자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 나노결정의 밴드갭 에너지는 1 eV 내지 5 eV 인 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노 파장변환입자.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 유무기 하이브리드 페로브스카이트는 A2BX4,ABX4,ABX3 또는 An-1BnX3n+1의 구조(n은 2 내지 6사이의 정수)를 포함하고,
    상기 A는 유기암모늄이고, 상기 B는 금속물질이고, 상기 X는 할로겐 원소인,
    유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노 파장변환입자.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 A는 (CH3NH3)n,(CH3NH3)n,(RNH3)2,(CF3NH3) 또는 (CF3NH3)n (n은 1이상인 정수)이고,
    상기 B는 상기 B는 2가의 전이 금속, 희토류 금속, 알칼리 토류 금속, Pb, Sn, Ge, Ga, In, Al, Sb, Bi, Po, 또는 이들의 조합이고,
    상기 X는 Cl, Br, I 또는 이들의 조합인,
    유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노 파장변환입자.
  9. 양성자성 용매에 유무기 하이브리드 페로브스카이트가 녹아있는 제1 용액 및 비양성자성 용매에 알킬 할라이드 계면활성제가 녹아있는 제2 용액을 준비하는 단계; 및
    상기 제1 용액을 상기 제2 용액에 섞어 나노입자를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 용액을 상기 제2 용액에 섞어 나노입자를 형성하는 단계는,
    상기 제2 용액에 상기 제1 용액을 한방울씩 떨어뜨리거나, 상기 제2 용액을 교반하는 도중에 상기 제1 용액을 한방울씩 떨어뜨리는 것을 특징으로 하는 여기 광원으로부터 발생된 빛의 파장을 특정 파장으로 변환하는 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노결정을 포함하는 나노 파장변환입자의 제조방법.
  10. 삭제
  11. 제9항에 있어서,
    상기 유무기 하이브리드 페로브스카이트는 A2BX4,ABX4,ABX3 또는 An-1BnX3n+1의 구조(n은 2 내지 6사이의 정수)를 포함하고,
    상기 A는 유기암모늄이고, 상기 B는 금속물질이고, 상기 X는 할로겐 원소인,
    유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노 파장변환입자의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 A는 (CH3NH3)n,(CH3NH3)n,(RNH3)2,(CF3NH3) 또는 (CF3NH3)n (n은 1이상인 정수)이고,
    상기 B는 상기 B는 2가의 전이 금속, 희토류 금속, 알칼리 토류 금속, Pb, Sn, Ge, Ga, In, Al, Sb, Bi, Po, 또는 이들의 조합이고,
    상기 X는 Cl, Br, I 또는 이들의 조합인,
    유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노 파장변환입자의 제조방법.
  13. 상기 제1항 내지 제4항, 제7항 및 제8항 중 어느 한 항의 나노 파장변환입자를 포함하는 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노 파장변환층.
  14. 상기 제1항 내지 제4항, 제7항 및 제8항 중 어느 한 항의 나노 파장변환입자;
    상기 파장변환입자를 분산시키는 분산매질; 및
    상기 파장변환입자는 상기 분산매질에 분산되고, 상기 파장변환입자 및 상기 분산매질을 밀봉하는 밀봉부재를 포함하는 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노 파장변환체.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 분산매질은 액체상태인 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노 파장변환체.
  16. 베이스 구조물;
    상기 베이스 구조물 상에 배치되는, 소정의 파장의 빛을 방출하는 적어도 하나의 여기 광원; 및
    상기 여기 광원의 광로에 배치되는, 상기 제1항 내지 제4항, 제7항 및 제8항 중 어느 한 항의 나노 파장변환입자를 포함하는 파장변환층을 포함하는 발광 소자.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 파장변환층은,
    상기 나노 파장변환입자;
    상기 파장변환입자를 분산시키는 분산매질; 및
    상기 파장변환입자는 상기 분산매질에 분산되고, 상기 파장변환입자 및 상기 분산매질을 밀봉하는 밀봉부재를 포함하는 유무기 하이브리드 페로브스카이트 나노 파장변환체를 포함하는 발광 소자.
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