KR101935892B1 - Phosphorescent light-emitting structure and method of preparing the same - Google Patents

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Abstract

기판, 유기결정 박막, 상기 유기결정 박막 상에 배치된 절연층, 및 상기 절연층 상에 플라즈모닉 금속나노구조체가 배치된 인광 발광 구조체 및 이의 제조방법이 개시된다.A substrate, an organic crystal thin film, an insulating layer disposed on the organic crystal thin film, and a phosphorescent light emitting structure in which a plasmonic metal nanostructure is disposed on the insulating layer and a method for manufacturing the same are disclosed.

Description

인광 발광 구조체 및 이의 제조방법{Phosphorescent light-emitting structure and method of preparing the same}A phosphorescent light-emitting structure and a method of preparing the same

인광 발광 구조체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.A phosphorescent light emitting structure and a manufacturing method thereof.

유기 인광재료는 디스플레이, 조명, 또는 센서, 의료기기 등과 같은 다양한 분야에 사용되고 있다. 유기 인광재료로는 주로 금속 의존성 유기 인광재료를 사용하여 왔다.Organophosphorescent materials are used in a variety of fields such as displays, lighting, or sensors, medical devices, and the like. As organic phosphorescent materials, metal-dependent organic phosphorescent materials have been mainly used.

그러나 이러한 금속 의존성 유기인광재료는 귀금속과 같은 금속을 포함하기에 제조가격이 비싸며 고에너지 청색 유기 인광을 포함하는 다양한 색상과 광특성을 용이하게 얻을 수 없다.      However, since such a metal-dependent organic phosphorescent material contains a metal such as a noble metal, it is expensive to manufacture and can not easily obtain various colors and optical characteristics including high-energy blue organic phosphorescence.

최근 비용을 절감하면서 광효율적인 유기 인광결정에 대해 주목하고 있다. 나아가 상기 유기 인광결정의 발광효율을 개선할 수 있는 신규한 인광 발광 구조체 및 이의 제조방법에 대한 요구가 있다.      Recently, attention has been paid to optically efficient organophosphorous crystals while reducing costs. Further, there is a need for a novel phosphorescent light emitting structure capable of improving the luminous efficiency of the organophosphorous crystal and a method for producing the same.

일 측면은 표면 플라즈몬 공명(Surface Plasmon Resonance; SPR) 현상을 이용하여 발광 효율이 개선된 신규한 인광 발광 구조체를 제공하는 것이다.One aspect of the present invention is to provide a novel phosphorescent light-emitting structure having improved luminous efficiency by using surface plasmon resonance (SPR) phenomenon.

다른 측면은 상기 인광 발광 구조체의 제조방법을 제공하는 것이다.Another aspect is to provide a method of manufacturing the phosphorescent light emitting structure.

일 측면에 따라,According to one aspect,

기판;Board;

유기결정 박막;Organic crystalline thin films;

상기 유기결정 박막 상에 배치된 절연층; 및An insulating layer disposed on the organic thin film; And

상기 절연층 상에 플라즈모닉 금속나노구조체가 배치된 인광 발광 구조체가 제공된다.There is provided a phosphorescent light emitting structure in which a plasmonic metal nanostructure is disposed on the insulating layer.

다른 측면에 따라,According to another aspect,

기판 상에 유기결정 형성용 용액을 도포 및 어닐링 처리하여 유기결정을 성장시키고 박막을 형성하는 단계;Applying and annealing a solution for forming an organic crystal on a substrate to grow an organic crystal and form a thin film;

상기 유기결정 박막 상에 고분자 전해질 절연층을 형성하는 단계; 및Forming a polymer electrolyte insulating layer on the organic thin film; And

상기 고분자 전해질 절연층 상에 플라즈모닉 금속나노구조체를 도입하여 인광 발광 구조체를 제조하는 단계;를 포함하는 인광 발광 구조체의 제조방법이 제공된다.And introducing the plasmonic metal nanostructure onto the polymer electrolyte insulating layer to produce a phosphorescent light emitting structure.

일 측면에 따른 인광 발광 구조체는 기판, 유기결정 박막, 상기 유기결정 박막 상에 배치된 절연층, 및 상기 절연층 상에 플라즈모닉 금속나노구조체가 배치되어 표면 플라즈몬 공명(Surface Plasmon Resonance; SPR) 현상을 이용함으로써 발광 효율이 개선될 수 있다.According to one aspect of the present invention, there is provided a phosphorescent light emitting structure including a substrate, an organic crystal thin film, an insulating layer disposed on the organic crystal thin film, and a plasmonic metal nano structure disposed on the insulating layer to form a surface plasmon resonance (SPR) The light emitting efficiency can be improved.

도 1은 일 구현예에 따른 인광 발광 구조체의 모식도이다.
도 2는 일 구현예에 따른 인광 발광 구조체의 메커니즘을 나타낸 개략도이다.
도 3은 일 구현예에 따른 인광 발광 구조체의 제조방법의 개략도이다.
도 4a는 일 구현예에 따른 유기결정 박막에 포함된 Br6A(인광 원소) 화합물 및 Br6(호스트 매트릭스) 화합물 구조를 나타내고; 도 4b는 Br6A(인광 원소)의 알데하이드기의 산소와 Br6(호스트 매트릭스)의 브롬원자 사이에 할로겐 결합 형성으로 인광 발광을 나타내고; 도 4c는 일 구현예에 따른 유기결정 박막을 구성하는 Br6A/Br6 혼합결정의 XRD(X-ray diffraction) 분석결과, 및 시뮬레이션된 Br6A 및 Br6 각각의 XRD 분석결과이다.
도 5a는 비교예 1에 따른 인광 유기결정 구조체의 AFM(Atomic-force microscopy) 몰폴로지 및 이의 단면 분석결과이며; 도 5b는 실시예 1에 따른 인광 발광 구조체의 AFM 몰폴로지 및 이의 단면 분석결과이며; 도 5c는 비교예 5에 따른 인광 발광 구조체의 AFM 몰폴로지 및 이의 단면 분석결과이다.
도 6a 내지 도 6c는 각각 실시예 2, 실시예 4, 및 실시예 6에 따른 인광 발광 구조체의 SEM 이미지이다.
도 7a는 실리콘 웨이퍼 기판 대신 석영 기판을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1 내지 실시예 5에 따른 인광 발광 구조체와 동일한 인광 발광 구조체의 자외선/가시광선 흡수 스펙트럼이며; 도 7b는 실시예 6 내지 실시예 10에 따른 인광 발광 구조체와 동일한 인광 발광 구조체의 자외선/가시광선 흡수 스펙트럼이며; 도 7c는 실시예 11 내지 실시예 15에 따른 인광 발광 구조체와 동일한 인광 발광 구조체의 자외선/가시광선 흡수 스펙트럼이다.
도 8a은 실리콘 웨이퍼 기판 대신 석영 기판을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1 내지 실시예 5에 따른 인광 발광 구조체와 동일한 인광 발광 구조체의 광발광(photoluminescence; PL) 스펙트럼이고; 도 8b는 실시예 1 및 비교예 2 내지 비교예 7에 따른 인광 발광 구조체와 동일한 인광 발광 구조체의 광발광(photoluminescence; PL) 스펙트럼이고; 도 8c는 실시예 6 및 비교예 8 내지 비교예 13에 따른 인광 발광 구조체와 동일한 인광 발광 구조체의 광발광(photoluminescence; PL) 스펙트럼이고; 도 8d는 실시예 11 및 비교예 14 내지 비교예 19에 따른 인광 발광 구조체의 광발광(photoluminescence; PL) 스펙트럼이다.
도 9는 실리콘 웨이퍼 기판 대신 석영 기판을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1, 비교예 1, 및 비교예 2에 따른 인광 발광 구조체와 동일한 인광 발광 구조체의 시분해광발광(Time-Resolved Photoluminescence: TRPL) 분석결과이다.
1 is a schematic diagram of a phosphorescent light emitting structure according to one embodiment.
2 is a schematic view showing the mechanism of the phosphorescent light emitting structure according to one embodiment.
3 is a schematic view of a method of manufacturing a phosphorescent light emitting structure according to an embodiment.
4A shows a Br6A (phosphorescence) compound and a Br6 (host matrix) compound structure included in the organic thin film according to one embodiment; Figure 4b shows the phosphorescence emission by the formation of a halogen bond between the oxygen of the aldehyde group of Br6A (phosphorescence element) and the bromine atom of Br6 (host matrix); FIG. 4C shows XRD (X-ray diffraction) analysis results of the Br6A / Br6 mixed crystal composing the organic thin film according to one embodiment, and XRD analysis results of each of the simulated Br6A and Br6.
FIG. 5A is an AFM (atomic-force microscopy) morphology and a cross-sectional analysis result of the phosphorescent organic crystal structure according to Comparative Example 1; FIG. FIG. 5B is a result of AFM morphology and cross-sectional analysis of the phosphorescent light emitting structure according to Example 1; FIG. FIG. 5C is a cross-sectional analysis result of the AFM morphology of the phosphorescent light emitting structure according to Comparative Example 5. FIG.
6A to 6C are SEM images of the phosphorescent light emitting structure according to Example 2, Example 4, and Example 6, respectively.
7A is an ultraviolet / visible light absorption spectrum of the same phosphorescent light emitting structure as the phosphorescent light emitting structure according to Examples 1 to 5 except that a quartz substrate is used in place of the silicon wafer substrate; 7B is an ultraviolet / visible light absorption spectrum of the same phosphorescent light emitting structure as the phosphorescent light emitting structure according to Examples 6 to 10; 7C is an ultraviolet / visible light absorption spectrum of the phosphorescent light-emitting structure same as that of the phosphorescent light-emitting structure according to Examples 11 to 15. FIG.
8A is a photoluminescence (PL) spectrum of the same phosphorescent light emitting structure as the phosphorescent light emitting structure according to Examples 1 to 5 except that a quartz substrate is used in place of the silicon wafer substrate; 8B is a photoluminescence (PL) spectrum of the phosphorescent light emitting structure identical to the phosphorescent light emitting structure according to Example 1 and Comparative Examples 2 to 7; 8C is a photoluminescence (PL) spectrum of the same phosphorescent light emitting structure as the phosphorescent light emitting structure according to Example 6 and Comparative Examples 8 to 13; 8D is a photoluminescence (PL) spectrum of the phosphorescent light emitting structure according to Example 11 and Comparative Examples 14 to 19. FIG.
9 shows time-resolved photoluminescence (TRPL) of the same phosphorescent light emitting structure as the phosphorescent light emitting structure according to Example 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 2, except that a quartz substrate was used in place of the silicon wafer substrate. The results of the analysis.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 일 구현예에 따른 인광 발광 구조체 및 이의 제조방법에 관하여 상세히 설명하기로 한다. 이하는, 예시로서 제시되는 것으로서 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 특허청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Hereinafter, a phosphorescent light emitting structure and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following is presented as an example, and the present invention is not limited thereto, and the present invention is only defined by the scope of the following claims.

이하의 도면에서, 각 구성요소는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 또한, 각 구성요소의 설명에 있어서, "상(on)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"은 직접(directly) 또는 다른 구성요소를 개재하여(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함하여, "상(on)"에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 또한, 각 구성요소의 설명에 있어서, "상부(upper)" 또는 "하부(lower)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상부(upper)" 또는 "하부(lower)"는 다른 구성요소를 개재하여(indirectly) 형성되는 것을 지칭하는 것으로, "상부(upper)" 또는 "하부(lower)"에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.In the following drawings, each component is exaggerated, omitted, or schematically shown for convenience and clarity of explanation, and the size of each component does not entirely reflect the actual size. Also, in the description of each element, in the case of being described as being formed on "on," " on "means that it is formed directly or through other elements The standards for "on", including all, are described on the basis of drawings. Also, in the description of each component, the term "upper" or "lower" as used in the description of "upper" or "lower" Quot; upper "or" lower "will be described with reference to the drawings.

본 명세서에서 "포함"이라는 용어는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 추가 또는/및 개재할 수 있음을 나타내도록 사용된다. The term "comprising" is used herein to indicate that it is possible to add and / or intervene other elements, not to exclude other elements unless specifically stated otherwise.

본 명세서에서 "금속나노구조체"라는 용어는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 나노크기의 직경 또는/및 장변의 길이를 갖는 임의의 모양의 금속구조체를 의미한다. 상기 "금속나노구조체"는 구형, 타원형, 별형, 또는 막대형 등의 모양을 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The term "metal nanostructure" as used herein refers to a metal structure of any shape having a nanoscale diameter or / and a long side length unless otherwise specifically stated. The "metal nanostructure" may have a spherical shape, an elliptical shape, a star shape, or a rod shape, but is not limited thereto.

일반적인 금속비함유 유기인광재료는 선택에 제한이 있으며 본질적으로 효율적인 인광 발광효율을 얻을 수 없다. A general metal-free organic phosphorescent material is limited in its choice, and an intrinsically effective phosphorescence efficiency can not be obtained.

본 발명의 발명자들은 효율적인 유기인광재료로서 순수한 유기인광결정을 이용하여 발광 효율이 개선된 신규한 인광 발광 구조체를 제공한다. The inventors of the present invention provide a novel phosphorescent light-emitting structure having improved luminous efficiency by using pure organic phosphorus as an efficient organic phosphorescent material.

도 1은 일 구현예에 따른 인광 발광 구조체(10)의 모식도이다.1 is a schematic view of a phosphorescent light emitting structure 10 according to an embodiment.

도 1에서 보이는 바와 같이, 일 측면에 따른 인광 발광 구조체(10)는 기판(1); 유기결정 박막(2); 상기 유기결정 박막 상에 배치된 절연층(3); 및 상기 절연층(3) 상에 플라즈모닉 금속나노구조체(4)가 배치된 구조일 수 있다.As shown in FIG. 1, the phosphorescent light emitting structure 10 according to one aspect includes a substrate 1; An organic crystalline thin film 2; An insulating layer (3) disposed on the organic thin film; And a structure in which the plasmonic metal nanostructure 4 is disposed on the insulating layer 3.

상기 유기결정 박막(2)은 제1 방향족 고리기에 연결된 카르보닐기의 산소와 제2 방향족 고리기에 연결된 할로겐원자 사이에 할로겐 결합으로 형성된 유기 혼합결정 박막일 수 있다. The organic thin film layer 2 may be an organic mixed crystal thin film formed of a halogen bond between oxygen of a carbonyl group connected to the first aromatic ring group and halogen atom connected to the second aromatic ring group.

상기 유기결정 박막(2)의 유기결정은 "금속에 독립적인 유기인광재료(metal-independent phosphorescence)"이며, 임의의 금속 또는 임의의 유기금속에 독립적인 유기인광재료이다. 상기 유기결정 박막(2)의 유기결정은 제1 방향족 고리기에 연결된 카르보닐기의 산소와 제2 방향족 고리기에 연결된 중원자(heavy atom)인 할로겐원자 사이에 할로겐 결합으로 형성된 유기 혼합결정일 수 있다. 이러한 중원자는 삼중항 허용 크로모포(triplet-allowing chormophore)에 끼워넣을 때 삼중항 에너지의 발생을 증진시키는 효과가 발생한다. 상기 유기결정 박막(2)의 유기결정은 할로겐원자와 크로모포가 직접 접촉되어 이러한 중원자 효과가 더욱 증진될 수 있다. 보다 구체적으로는, 할로겐 결합, 즉 상대적으로 전자가 부족한 할로겐 결합의 말단 부분과 전자가 풍부한 친핵성 부분과의 사이에 비공유 상호작용에 의해 이러한 중원자 효과가 더욱 증진될 수 있다. 상기 친핵성 부분은 제1 방향족 고리기에 연결된 카르보닐기의 산소원자일 수 있다. The organic crystals of the organic crystal thin film 2 are "metal-independent phosphorescence" which is an organic phosphorescent material independent of any metal or any organic metal. The organic crystal of the organic thin film 2 may be an organic mixed crystal formed by a halogen bond between oxygen of a carbonyl group connected to the first aromatic ring group and halogen atom which is a heavy atom connected to the second aromatic ring group. These midrangers have the effect of promoting the generation of triplet energy when intercalated into triplet-allowing chormophores. The organic crystals of the organic crystal thin film (2) can be directly contacted with halogen atoms and chromophores, so that the radical effect can be further enhanced. More specifically, this atomic effect can be further enhanced by non-covalent interactions between a halogen bond, i.e., a terminal portion of a halogen bond that is relatively electron deficient and an electron-rich nucleophilic portion. The nucleophilic moiety may be an oxygen atom of a carbonyl group linked to the first aromatic ring group.

상기 유기결정 박막(2)은 하기 화학식 1 및 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다:The organic thin film (2) may include a compound represented by the following formula (1) and (2)

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112016096298780-pat00001
Figure 112016096298780-pat00001

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

CY1은 C6 내지 C30의 방향족 고리기일 수 있으며;CY1 may be an aromatic cyclic group of C6 to C30;

R1은 수소원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5의 알킬기일 수 있으며;R 1 may be a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted C1 to C5 alkyl group;

R2, R3는 서로 독립적으로 수소원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알콕시기, 또는 이들의 조합일 수 있으며;R 2 and R 3 independently of each other may be a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkoxy group, or a combination thereof;

R4는 할로겐원자일 수 있다. R 4 may be a halogen atom.

[화학식 2](2)

Figure 112016096298780-pat00002
Figure 112016096298780-pat00002

상기 화학식 2에서, In Formula 2,

CY2는 C6 내지 C30의 방향족 고리기일 수 있으며;CY2 may be an aromatic cyclic group of C6 to C30;

R'1 은 할로겐원자일 수 있으며;R ' 1 may be a halogen atom;

R'2, R'3은 서로 독립적으로 수소원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알콕시기, 또는 이들의 조합일 수 있다. R ' 2 and R' 3 may be, independently of each other, a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkoxy group, or a combination thereof.

상기 화학식 1 및 화학식 2에서 사용되는 치환(기)의 정의에 대하여 살펴보면 다음과 같다.The definitions of the substituent (s) used in the above formulas (1) and (2) are as follows.

상기 화학식 1 및 화학식 2에서 사용되는 알킬기, 알콕시기가 갖는 "치환"은 할로겐원자, 할로겐원자로 치환된 C1-C20의 알킬기(예: CCF3, CHCF2, CH2F, CCl3 등), 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 그의 염, 술폰산기나 그의 염, 인산이나 그의 염, 또는 C1-C20의 알킬기, C2-C20의 알케닐기, C2-C20의 알키닐기, C3-C20의 시클로알킬기, C6-C20의 아릴기, C6-C20의 헤테로아릴기, C6-C20의 아릴알킬기, 또는 C6-C20의 헤테로아릴알킬기로 치환된 것을 의미한다.Which groups the alkyl group used in Formula 1 and Formula 2, the alkoxy "substituted" is an alkyl group of a halogen atom, halogen-substituted C1-C20 (for example: CCF 3, CHCF 2, CH 2 F, CCl 3, etc.), a hydroxy group, A nitro group, a cyano group, an amino group, an amidino group, a hydrazine, a hydrazone, a carboxyl group or a salt thereof, a sulfonic acid group or a salt thereof, a phosphoric acid or a salt thereof or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, C20 aryl group, a C6-C20 heteroaryl group, a C6-C20 arylalkyl group, or a C6-C20 heteroarylalkyl group substituted with at least one substituent selected from the group consisting of an alkyl group, an alkynyl group, a C3-C20 cycloalkyl group, a C6-C20 aryl group,

상기 C6 내지 C30의 방향족 고리기는 예를 들어, 페닐기 또는 나프틸기 등을 포함할 수 있다. The C6 to C30 aromatic ring group may include, for example, a phenyl group or a naphthyl group.

상기 할로겐원자는 불소, 브롬, 염소, 요오드 등을 포함한다. The halogen atom includes fluorine, bromine, chlorine, iodine and the like.

상기 C1 내지 C5(C10)의 알킬기는 탄소수 1-5(10)의 완전 포화된 분지형 또는 비분지형(또는 직쇄 또는 선형) 탄화수소를 말하며, 그 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소부틸, sec-부틸, ter-부틸, 또는 neo-부틸 등을 들 수 있고, 상기 알킬기 중 하나 이상의 수소 원자는 상술한 "치환"에서 정의한 바와 같은 치환기로 치환가능하다. The alkyl group of C1 to C5 (C10) refers to a fully saturated branched or unbranched (or straight chain or linear) hydrocarbon having 1-5 carbon atoms, and specific examples thereof include methyl, ethyl, propyl, isobutyl, sec -Butyl, ter-butyl, or neo-butyl, and at least one hydrogen atom in the alkyl group may be substituted with a substituent as defined in the above-mentioned "substitution".

상기 C1 내지 C10의 알콕시기는 산소원자에 결합된 알킬기를 말하며, 그 구체적인 예로는 메톡시, 에톡시, 프로폭시 등을 들 수 있고, 상기 알콕시기 중 하나 이상의 수소 원자는 상술한 "치환"에서 정의한 바와 같은 치환기로 치환가능하다.The C1 to C10 alkoxy group refers to an alkyl group bonded to an oxygen atom, and specific examples thereof include methoxy, ethoxy, propoxy and the like. At least one hydrogen atom of the alkoxy group may be the same as defined in the ≪ / RTI >

상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 구체적인 예로는 4-브로모-2,5-다이헵틸벤질알데하이드, 2, 5-다이헥실옥시-4-브로모벤질알데하이드, 4-브로모-2,5-비스(헥실티오)벤질알데하이드, 5-브로모-2,6-비스(헥실옥시)-1-나프틸알데하이드, 4-브로모-2,5-다이(2-에틸헥실)옥시)벤질알데하이드, 2,5-다이메톡시-4-브로모벤질알데하이드, 4-브로모-2,5-다아헥실벤질알데하이드, 2,5-다이부틸옥시-4-브로모벤질알데하이드, 2,5-다이펜틸옥시-4-브로모벤질알데하이드, 2,5-다이헵틸옥시-4-브로모벤질알데하이드, 또는 2,5-다이옥틸옥시-4-브로모벤질알데하이드를 포함할 수 있다.Specific examples of the compound represented by Formula 1 include 4-bromo-2,5-diheptylbenzylaldehyde, 2,5-dihexyloxy-4-bromobenzylaldehyde, 4-bromo-2,5- Bis (hexylthio) benzylaldehyde, 5-bromo-2,6-bis (hexyloxy) -1-naphthylaldehyde and 4-bromo- , 2,5-dimethoxy-4-bromobenzylaldehyde, 4-bromo-2,5-diahexylbenzylaldehyde, 2,5-dibutyloxy- Pentyloxy-4-bromobenzylaldehyde, 2,5-diheptyloxy-4-bromobenzylaldehyde, or 2,5-dioctyloxy-4-bromobenzylaldehyde.

상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 구체적인 예로는 1,4-다이브로모-2,5-다이헵틸벤젤, 2,5-다이헥실옥시-1,4-다이브로모벤젠, (2,5-다이브로모-1,4-페닐렌)비스(헥실설판), 1,5-다이-브로모-2,6-비스(헥실옥시)나프탈렌, 1,4-다이브로모-2,5-다이메톡시벤젠, 1,4-다이브로모-2,5-다이헥실벤젠, 2,5-다이부틸옥시-1,4-다이브로모벤젠, 2,5-디펜틸옥시-1,4-다이브로모벤젠, 2,5-다이헵틸옥시-1,4-다이브로모벤젠, 또는 2,5-다이옥틸옥시-1,4-다이브로모벤젠을 포함할 수 있다.Specific examples of the compound represented by Formula 2 include 1,4-dibromo-2,5-diheptylbenzene, 2,5-dihexyloxy-1,4-dibromobenzene, -1,4-phenylene) bis (hexylsulfane), 1,5-di-bromo-2,6-bis (hexyloxy) naphthalene, 1,4-dibromo-2,5-dimethoxybenzene 2,5-dibutyloxy-1,4-dibromobenzene, 2,5-dipentyloxy-1,4-dibromobenzene, 2, 5-diheptyloxy-1,4-dibromobenzene, or 2,5-dioctyloxy-1,4-dibromobenzene.

예를 들어, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 2, 5-다이헥실옥시-4-브로모벤질알데하이드일 수 있다. 예를 들어, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 2,5-다이헥실옥시-1,4-다이브로모벤젠일 수 있다. 이는 후술하는 도 4a에 각각 Br6A(인광 원소) 화합물 및 Br6(호스트 매트릭스) 화합물 구조로 도시되어 있다. For example, the compound represented by Formula 1 may be 2,5-dihexyloxy-4-bromobenzylaldehyde. For example, the compound represented by Formula 2 may be 2,5-dihexyloxy-1,4-dibromobenzene. This is shown in FIG. 4A, which will be described later, as a Br6A (phosphorescence) compound and a Br6 (host matrix) compound structure, respectively.

상기 Br6A(인광 원소) 화합물 및 Br6(호스트 매트릭스) 화합물은 도 4b에 Br6A(인광 원소)의 알데하이드기의 산소와 Br6(호스트 매트릭스)의 브롬원자 사이에 할로겐 결합을 형성함으로써 인광 발광을 나타내고 있다. 상기 Br6(호스트 매트릭스) 내에 Br6A(인광 원소)가 할로겐 결합을 형성하고 임베딩되어 규칙적인 구조를 유지하고 있다.The Br6A (phosphorescence) compound and the Br6 (host matrix) compound exhibit phosphorescence emission by forming a halogen bond between the oxygen atom of the aldehyde group of Br6A (phosphor element) and the bromine atom of Br6 (host matrix) in FIG. Br6A (phosphorescence element) forms a halogen bond in the Br6 (host matrix) and is embedded therein to maintain a regular structure.

상기 Br6A(인광 원소) 화합물 및 Br6(호스트 매트릭스) 화합물의 혼합 결정은 약 360nm의 가시광선의 파장에서 여기될 수 있다. 상기 Br6A(인광 원소) 화합물 및 Br6(호스트 매트릭스) 화합물의 혼합 결정은 약 520nm의 가시광선의 파장에서 최대 인광 발광 피크(λmax)를 가지고 블루그린 스펙트럼을 나타낼 수 있다. The mixed crystals of the Br6A (phosphorescence element) compound and the Br6 (host matrix) compound can be excited at the wavelength of the visible light of about 360 nm. The Br6A (phosphorescence element) compound and Br6 (host matrix), a mixed crystal of a compound may represent a blue green spectrum having the maximum phosphorescence peak emission (λ max) at a wavelength of visible light of about 520nm.

상기 유기결정 박막(2)은 연속적 박막일 수 있다. 이러한 연속적 박막은 플라즈모닉 금속나노구조체와 상기 유기결정 박막(2) 사이에 소정의 거리를 일정하게 유지하여 표면 플라즈몬 공명(surface Plasmon resonance; SPR) 효과를 증진시킬 수 있다. 상기 표면 플라즈몬 공명은 공진 주파수에서 증폭된 전자기장 및 나노크기의 금속에서 금속-유전체 계면으로의 에너지 구속을 포함할 수 있다. The organic crystal thin film 2 may be a continuous thin film. This continuous thin film can enhance the surface plasmon resonance (SPR) effect by keeping a predetermined distance between the plasmonic metal nanostructure and the organic thin film 2 constant. The surface plasmon resonance may include energy confinement from the electromagnetic field and nano-scale metal amplified at the resonant frequency to the metal-dielectric interface.

상기 유기결정 박막(2)의 두께는 50nm 내지 150nm일 수 있고 상기 유기결정 박막의 두께 편차가 1% 미만일 수 있다. 상기 유기결정 박막(2)은 상기 두께 범위 내에서 균일한 박막을 가질 수 있다. 상기 유기결정 박막(2)은 상기 두께 범위 내에서 근거리장(near field)을 유지하여 표면 플라즈몬 공명(surface Plasmon resonance; SPR) 효과를 보다 증진시킬 수 있다.The thickness of the organic crystal thin film 2 may be 50 nm to 150 nm and the thickness of the organic crystal thin film may be less than 1%. The organic crystalline thin film 2 may have a uniform thin film within the thickness range. The organic crystal thin film 2 can maintain a near field within the thickness range to further enhance the surface plasmon resonance (SPR) effect.

상기 절연층(3)은 유기 절연층, 무기 절연층, 또는 유무기 복합 절연층일 수 있다. 무기 절연층은 예를 들어, 실리카 등을 포함할 수 있다.The insulating layer 3 may be an organic insulating layer, an inorganic insulating layer, or an organic-inorganic hybrid insulating layer. The inorganic insulating layer may include, for example, silica and the like.

상기 절연층(3)은 예를 들어, 유기 절연층일 수 있다. The insulating layer 3 may be, for example, an organic insulating layer.

상기 절연층(3)은 예를 들어, 양이온성 고분자와 음이온성 고분자가 교대로 적층된 고분자 전해질층일 수 있다. 상기 고분자 전해질층은 각각의 층과 층 사이에 정전기적 인력(electrostatic interaction), 수소결합(hydrogen bonding), 또는 공유결합(covalent bonding) 등으로 연결되어 있으므로 구조적으로 매우 안정하다. 또한 상기 고분자 전해질층은 기판(1)의 크기나 형태에 관계없이 다층의 초박막을 구현할 수 있다.The insulating layer 3 may be, for example, a polymer electrolyte layer in which a cationic polymer and an anionic polymer are alternately laminated. The polymer electrolyte layer is structurally very stable because it is connected between each layer and the layer by electrostatic interaction, hydrogen bonding, or covalent bonding. Further, the polymer electrolyte layer can realize a multi-layered ultra thin film regardless of the size and shape of the substrate 1. [

상기 양이온성 고분자는 폴리(알릴아민), 폴리(알릴아민 하이드로클로라이드), 폴리디알릴다이메틸암모늄, 폴리(에틸렌이민) 및 폴리(아크릴아미드-코-다이알릴디메틸암모늄)으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 음이온성 고분자는 폴리(4-스티렌설포네이트), 폴리(아크릴산), 폴리(아크릴아미드), 폴리(비닐포스폰산), 폴리(2-아크릴아미도-2-메틸-11-프로판설폰산), 및 폴리(비닐 설포네이트)로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 양이온성 고분자와 상기 음이온성 고분자의 종류를 다양하게 사용함으로써, 상기 고분자 전해질층의 이온결합 세기를 조절할 수 있다.The cationic polymer may be at least one selected from poly (allylamine), poly (allylamine hydrochloride), polydiallyl dimethyl ammonium, poly (ethylene imine) and poly (acrylamide-co-diallyl dimethyl ammonium) . The anionic polymer may be selected from the group consisting of poly (4-styrenesulfonate), poly (acrylic acid), poly (acrylamide), poly (vinylphosphonic acid), poly (2- acrylamido- , And poly (vinyl sulfonate). By using various kinds of the cationic polymer and the anionic polymer, the ionic strength of the polymer electrolyte layer can be controlled.

상기 양이온성 고분자는 예를 들어, 폴리(알릴아민 하이드로클로라이드)일 수 있다. 상기 음이온성 고분자는 예를 들어, 폴리(4-스티렌설포네이트)일 수 있다. The cationic polymer may be, for example, poly (allylamine hydrochloride). The anionic polymer may be, for example, poly (4-styrenesulfonate).

상기 양이온성 고분자 및 상기 음이온성 고분자의 중량평균분자량(Mw)은 각각 1,000 내지 1,000,000일 수 있으며, 예를 들어 3,000 내지 500,000일 수 있으며, 예를 들어 3,000 내지 100,000일 수 있으며, 예를 들어 3,000 내지 70,000일 수 있다.The weight average molecular weight (Mw) of the cationic polymer and the anionic polymer may be 1,000 to 1,000,000, for example, 3,000 to 500,000, for example, 3,000 to 100,000, 70,000.

상기 절연층(3)의 두께는 8 내지 12 나노미터(nm)일 수 있다. 상기 절연층(3)은 상기 두께 범위 내에서 플라즈모닉 금속나노구조체(4)와 상기 유기결정 박막(2) 사이에 소광현상을 발생시키지 않고 표면 플라즈몬 공명 효과를 증진시켜 인광 발광 효율을 개선시킬 수 있다.The thickness of the insulating layer 3 may be 8 to 12 nanometers (nm). The insulating layer 3 may enhance the surface plasmon resonance effect without causing a quenching phenomenon between the plasmonic metallic nanostructure 4 and the organic crystal thin film 2 within the thickness range, have.

도 2는 일 구현예에 따른 인광 발광 구조체(10)의 메커니즘을 나타낸 개략도이다. 도 2에서 보이는 바와 같이, 왼쪽 구형 입자는 플라즈모닉 금속나노구조체를 그리고 오른쪽 타원형 입자는 유기결정을 각각 나타내며 상기 플라즈모닉 금속나노구조체와 유기결정 사이에 세로줄은 절연층을 나타낸다. 상기 절연층의 두께 범위 내에서 일 구현예에 따른 인광 발광 구조체(10)는 의 근접장 증강 효과에 기인한 여기(near-field enhancement(NFE)-induced excitation) 또는 ②의 근접장 증강 효과에 기인한 방사(near-field enhancement(NFE)-induced radiation)에 의한 플라즈몬 효과에 의해 인광 발광 효율이 개선될 수 있다. 여기에서, 근접장 증강 효과에 기인한 여기 현상이라 함은 금속 나노구조체와 빛의 상호 작용의 결과 표면 플라즈몬 공명 현상이 유도되고 표면에 생성된 증폭된 장 (field)이 인접한 인광 소재를 자극하여 여기시키는 것을 의미한다.2 is a schematic view showing the mechanism of the phosphorescent light emitting structure 10 according to one embodiment. As shown in FIG. 2, the left spherical particle represents a plasmonic metal nanostructure and the right oval particle represents an organic crystal, and the vertical line between the plasmonic metal nanostructure and the organic crystal represents an insulating layer. Within the thickness range of the insulation layer, the phosphorescent light emitting structure 10 according to one embodiment may have a near-field enhancement (NFE) -induced excitation due to the near-field enhancement effect of the embodiment, the phosphorescence efficiency can be improved by the plasmon effect by near-field enhancement (NFE) -induced radiation. Here, the excitation phenomenon due to the near-field enhancement effect is a phenomenon in which the surface plasmon resonance is induced as a result of the interaction of the metal nanostructure and light, and the amplified field generated on the surface stimulates and excites the adjacent phosphorescent material .

상기 플라즈모닉 금속나노구조체(4)는 Ag, Au, Al, Cu, Li, Pd, Pt, 및 이들 합금으로부터 선택된 1종일 수 있다. 예를 들어, 상기 플라즈모닉 금속나노구조체(4)는 Ag, Au, 및 이들 합금으로부터 선택된 1종일 수 있으며, 이러한 플라즈모닉 금속나노구조체(4)는 가시광선 영역에서 흡수 및 발광파장을 갖는 인광소재의 인광 발광 효율을 증진시킬 수 있다.The plasmonic metal nanostructure 4 may be one selected from Ag, Au, Al, Cu, Li, Pd, Pt, and alloys thereof. For example, the plasmonic metal nanostructure 4 may be one selected from Ag, Au, and alloys thereof. The plasmonic metal nanostructure 4 may be a phosphorescent material having absorption and emission wavelengths in the visible light region, It is possible to enhance the phosphorescence efficiency of the phosphor.

상기 플라즈모닉 금속나노구조체(4)는 여기에 빛(hγ)이 인가되면 금속나노구조체의 표면 자유전자(free electron)가 입사되는 빛의 전기장(electric field)을 따라 집단적인 진동(collective oscillation)이 가능해져 표면 플라즈몬(surface Plasmon)을 형성한다. 이로 인해, 상기 플라즈모닉 금속나노구조체(4) 주위에 매우 강한 국부적인 전기장(local electric field)이 형성된다. 이 때 플라즈모닉 금속나노구조체(4) 인근에 인광재료가 위치하게 되면 상기 플라즈모닉 금속나노구조체(4) 주위에 국부적으로 강하게 형성된 전기장에 의해 광흡수 증가에 의한 여기 증폭(excitation enhancement)이 가능하게 되어 인광재료의 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 또한 여기된 인광재료와 표면 플라즈몬이 형성된 플라즈모닉 금속나노구조체(4) 간 상호인력에 의해 인광재료 고유의 양자효율(quantum yield)이 증가하는 발광 증폭(emission enhancement)을 초래할 수 있다.The plasmonic metal nanostructure 4 has collective oscillation along the electric field of light incident on the surface free electrons of the metal nanostructure when light hγ is applied thereto Thereby forming a surface plasmon. As a result, a very strong local electric field is formed around the plasmonic metal nanostructure 4. At this time, if the phosphorescent material is located near the plasmonic metal nanostructure 4, excitation enhancement due to an increase in light absorption is possible by an electric field formed locally strong around the plasmonic metal nanostructure 4 And the luminous efficiency of the phosphorescent material can be improved. Further, the mutual attracting force between the excited phosphorescent material and the plasmonic metal nanostructures 4 formed with the surface plasmon can lead to emission enhancement that increases the quantum yield inherent in the phosphorescent material.

상기 플라즈모닉 금속나노구조체(4)의 평균입경(D50)은 5 내지 100 나노미터(nm)일 수 있다. 예를 들어, 상기 플라즈모닉 금속나노구조체(4)의 평균입경(D50)은 7 내지 70 나노미터(nm)일 수 있다. The average particle size (D50) of the plasmonic metal nanostructure 4 may be 5 to 100 nanometers (nm). For example, the average particle size (D50) of the plasmonic metal nanostructure 4 may be 7 to 70 nanometers (nm).

상기 평균입경(D50)은 상기 플라즈모닉 금속나노구조체(4)를 구형이라고 가정한 경우에 평균입경(D50)을 의미한다.The average particle diameter (D50) means an average particle diameter (D50) when the plasmonic metal nanostructure (4) is assumed to be spherical.

상기 평균입경은, 입자 크기가 가장 작은 입자부터 가장 큰 입자 순서로 누적시킨 분포곡선에서, 전체 입자 개수를 100%로 했을 때 가장 작은 입자로부터 50%에 해당되는 입경인 "D50"을 의미한다. D50은 당업자에게 널리 공지된 방법으로 측정될 수 있으며, 예를 들어, 입도 분석기(Particle size analyzer)로 측정하거나, TEM(Transmission electron microscopy) 또는 SEM 사진으로부터 측정할 수도 있다. 다른 방법의 예를 들면, 동적광산란법(dynamic Light-scattering)을 이용한 측정장치를 이용하여 측정한 후, 데이터 분석을 실시하여 각각의 사이즈 범위에 대하여 입자수가 카운팅되면, 이로부터 계산을 통하여 평균 입경을 쉽게 얻을 수 있다.The average particle size means a particle diameter corresponding to 50% of the smallest particle when the total number of particles is taken as 100% in a distribution curve accumulated from the smallest particle size to the largest particle size. D50 can be measured by methods well known to those skilled in the art and can be measured, for example, with a particle size analyzer or from TEM (transmission electron microscopy) or SEM photographs. As another method, for example, measurement is performed using a dynamic light-scattering measurement apparatus, data analysis is performed, and the number of particles is counted for each size range. From this, the average particle diameter Can easily be obtained.

상기 절연층(3) 상에서 상기 플라즈모닉 금속나노구조체(4)의 밀도는 5 내지 2000 개/mm2일 수 있다. 예를 들어, 상기 절연층(3) 상에서 상기 플라즈모닉 금속나노구조체(4)의 밀도는 10 내지 2000 개/mm2일 수 있다. 상기 플라즈모닉 금속나노구조체(4)는 상기 절연층(3) 상에서 균일하게 배치되어 있다. 상기 플라즈모닉 금속나노구조체(4)의 밀도가 증가할수록 인광 발광 구조체(10)의 빛의 흡수/산란 파장이 장파장 영역으로 이동하게 된다. 상기 플라즈모닉 금속나노구조체(4)가 상기 절연층(3) 상에서 상기 밀도의 범위를 갖는다면 이를 포함하는 인광 발광 구조체(10)의 인광 발광 효율이 개선될 수 있다. The density of the plasmonic metal nanostructure 4 on the insulating layer 3 may be 5 to 2000 cells / mm 2 . For example, the density of the plasmonic metal nanostructure 4 on the insulating layer 3 may be 10 to 2000 / mm 2 . The plasmonic metal nanostructures 4 are uniformly arranged on the insulating layer 3. As the density of the plasmonic metal nanostructure 4 increases, the light absorption / scattering wavelength of the phosphorescent light emitting structure 10 moves to the longer wavelength region. If the plasmonic metal nanostructure 4 has the above density range on the insulating layer 3, the phosphorescent efficiency of the phosphorescent light emitting structure 10 including the same can be improved.

상기 플라즈모닉 금속나노구조체(4)의 흡수파장은 상기 유기결정 박막(2)의 발광파장과 중첩할 수 있다.The absorption wavelength of the plasmonic metal nanostructure 4 may overlap with the emission wavelength of the organic thin film 2.

상기 기판은 실리콘 웨이퍼 기판, 글라스 기판, 또는 석영 기판을 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않고 당업계에서 사용가능한 모든 기판의 사용이 가능하다. 기판의 두께도 또한 당업계에서 사용한 두께의 범위 내에서 사용이 가능하다.The substrate may include a silicon wafer substrate, a glass substrate, or a quartz substrate, but is not limited thereto, and it is possible to use all substrates available in the art. The thickness of the substrate can also be used within the range of thicknesses used in the art.

도 3은 일 구현예에 따른 인광 발광 구조체의 제조방법의 개략도이다.3 is a schematic view of a method of manufacturing a phosphorescent light emitting structure according to an embodiment.

도 3에서 보이는 바와 같이, 다른 일 측면에 따른 인광 발광 구조체의 제조방법은 기판 상에 유기결정 형성용 용액을 도포 및 어닐링 처리하여 유기결정을 성장시키고 박막을 형성하는 단계; 상기 유기결정 박막 상에 고분자 전해질 절연층을 형성하는 단계; 및 상기 고분자 전해질 절연층 상에 플라즈모닉 금속나노구조체를 도입하여 인광 발광 구조체를 제조하는 단계;를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 3, a method of manufacturing a phosphorescent light emitting structure according to another aspect includes: applying a solution for forming an organic crystal on a substrate and annealing the organic solution to grow organic crystals and forming a thin film; Forming a polymer electrolyte insulating layer on the organic thin film; And introducing a plasmonic metal nanostructure on the polymer electrolyte insulating layer to produce a phosphorescent light emitting structure.

먼저, 기판(11)을 준비한다. 상기 기판(11)은 실리콘 웨이퍼 기판, 글라스 기판, 또는 석영 기판을 포함할 수 있다. 이에 제한되지 않고 당업계에서 사용가능한 모든 기판을 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(11)은 소정 두께의 실리콘 웨이퍼 기판일 수 있다.First, the substrate 11 is prepared. The substrate 11 may include a silicon wafer substrate, a glass substrate, or a quartz substrate. But any substrate available in the art can be used without being limited thereto. For example, the substrate 11 may be a silicon wafer substrate having a predetermined thickness.

유기결정 형성용 용액(12)을 준비한다. 상기 유기결정 형성용 용액(12)은 하기 화학식 1 및 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다:A solution 12 for forming an organic crystal is prepared. The solution for forming an organic crystal (12) may include a compound represented by the following formula (1) and (2)

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112016096298780-pat00003
Figure 112016096298780-pat00003

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

CY1은 C6 내지 C30의 방향족 고리기일 수 있으며;CY1 may be an aromatic cyclic group of C6 to C30;

R1은 수소원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5의 알킬기일 수 있으며;R 1 may be a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted C1 to C5 alkyl group;

R2, R3는 서로 독립적으로 수소원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알콕시기, 또는 이들의 조합일 수 있으며;R 2 and R 3 independently of each other may be a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkoxy group, or a combination thereof;

R4는 할로겐원자일 수 있다. R 4 may be a halogen atom.

[화학식 2](2)

Figure 112016096298780-pat00004
Figure 112016096298780-pat00004

상기 화학식 2에서, In Formula 2,

CY2는 C6 내지 C30의 방향족 고리기일 수 있으며;CY2 may be an aromatic cyclic group of C6 to C30;

R'1 은 할로겐원자일 수 있으며;R ' 1 may be a halogen atom;

R'2, R'3은 서로 독립적으로 수소원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알콕시기, 또는 이들의 조합일 수 있다. R ' 2 and R' 3 may be, independently of each other, a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkoxy group, or a combination thereof.

상기 화학식 1 및 상기 화학식 2에서 사용되는 치환(기)의 정의 및 이들 구체적인 화합물의 종류에 대해서는 상술한 바와 동일하므로 이하 설명을 생략한다.The definition of the substituent (s) used in the above-mentioned formulas (1) and (2) and the kind of these specific compounds are the same as those described above, and the description thereof will be omitted.

상기 기판(11) 상에 유기결정 형성용 용액(12)을 도포한다.(I 단계) 상기 도포방법은 스핀코팅, 스프레이코팅, 드랍코팅, 딥코팅, 또는 증착법일 수 있다. 상기 증착법은 물리적 증착법 또는 화학적 증착법을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(11) 상에 유기결정 형성용 용액(12)을 수백 나노미터 두께로 소정의 속도로 스핀코팅할 수 있다. The solution 12 for forming an organic crystal is applied on the substrate 11. (Step I) The coating method may be spin coating, spray coating, drop coating, dip coating, or deposition. The deposition method may include physical vapor deposition or chemical vapor deposition. For example, the organic solution 12 for forming an organic crystal can be spin-coated on the substrate 11 at a predetermined speed of several hundred nanometers.

다음으로, 상기 기판(11) 상에 유기결정 형성용 용액(12)이 도포된 유기결정 막(12')을 어닐링 처리한다.(II 단계) 상기 어닐링 처리는 공기분위기 하에 70℃에서 수행될 수 있다. 상기 어닐링 처리 분위기 및 온도 하에 유기결정 형성용 용액(12)의 농도 또는/및 적하속도 등을 조절하지 않고도 유기결정을 성장시켜 소정 두께의 균일하고 연속적인 박막을 형성할 수 있다. 이로 인해, 표면 플라즈몬 공명(surface Plasmon resonance; SPR) 효과를 증진시켜 이를 포함하는 인광 발광 구조체의 발광 효율을 개선시킬 수 있다.Next, the organic crystal film 12 'coated with the solution 12 for forming an organic crystal is annealed on the substrate 11. (Step II) The annealing process may be performed at 70 ° C. in an air atmosphere have. It is possible to form a uniform and continuous thin film having a predetermined thickness by growing organic crystals without adjusting the concentration and / or the dropping rate of the solution 12 for forming an organic crystal under the annealing treatment atmosphere and temperature. Accordingly, the surface plasmon resonance (SPR) effect can be improved and the luminous efficiency of the phosphorescent light emitting structure including the same can be improved.

다음으로, 상기 유기결정 박막(12") 상에 고분자 전해질 절연층(13)을 형성한다.(III 단계) 상기 고분자 전해질 절연층(13)을 형성하는 단계는 상기 유기결정 박막(12") 상에 층상조립법(layer-by-layer assembly method)에 의해 고분자 전해질 절연층(13)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 고분자 전해질 절연층(13)을 형성하는 단계는 상기 유기결정 박막(12") 상에 침지기반 층상자기조립법(immersion-based layer-by-layer self-assembly procedure)을 이용하여 고분자 전해질 절연층(13)을 형성할 수 있다. Next, a polymer electrolyte insulating layer 13 is formed on the organic thin film 12 ''. (Step III) In the step of forming the polymer electrolyte insulating layer 13, the organic thin film 12 '' The polymer electrolyte insulating layer 13 can be formed by a layer-by-layer assembly method. For example, the step of forming the polymer electrolyte insulating layer 13 may be performed by using an immersion-based layer-by-layer self-assembly procedure on the organic thin film 12 ' The electrolyte insulating layer 13 can be formed.

상기 고분자 전해질 절연층(13)은 양이온성 고분자와 음이온성 고분자를 교대로 적층할 수 있다. The polymer electrolyte insulating layer 13 can alternately laminate the cationic polymer and the anionic polymer.

상기 양이온성 고분자는 폴리(알릴아민), 폴리(알릴아민 하이드로클로라이드), 폴리디알릴다이메틸암모늄, 폴리(에틸렌이민) 및 폴리(아크릴아미드-코-다이알릴디메틸암모늄)으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 음이온성 고분자는 폴리(4-스티렌설포네이트), 폴리(아크릴산), 폴리(아크릴아미드), 폴리(비닐포스폰산), 폴리(2-아크릴아미도-2-메틸-11-프로판설폰산), 및 폴리(비닐 설포네이트)로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. The cationic polymer may be at least one selected from poly (allylamine), poly (allylamine hydrochloride), polydiallyl dimethyl ammonium, poly (ethylene imine) and poly (acrylamide-co-diallyl dimethyl ammonium) . The anionic polymer may be selected from the group consisting of poly (4-styrenesulfonate), poly (acrylic acid), poly (acrylamide), poly (vinylphosphonic acid), poly (2- acrylamido- , And poly (vinyl sulfonate).

상기 양이온성 고분자는 예를 들어, 폴리(알릴아민 하이드로클로라이드)일 수 있다. 상기 음이온성 고분자는 예를 들어, 폴리(4-스티렌설포네이트)일 수 있다. The cationic polymer may be, for example, poly (allylamine hydrochloride). The anionic polymer may be, for example, poly (4-styrenesulfonate).

상기 양이온성 고분자 및 상기 음이온성 고분자의 중량평균분자량(Mw)은 각각 1,000 내지 1,000,000일 수 있으며, 예를 들어 3,000 내지 500,000일 수 있으며, 예를 들어 3,000 내지 100,000일 수 있으며, 예를 들어 3,000 내지 70,000일 수 있다.The weight average molecular weight (Mw) of the cationic polymer and the anionic polymer may be 1,000 to 1,000,000, for example, 3,000 to 500,000, for example, 3,000 to 100,000, 70,000.

상기 양이온성 고분자로서 폴리(알릴아민 하이드로클로라이드)와 상기 음이온성 고분자로서 폴리(4-스티렌설포네이트)를 하나의 이중층으로 조립할 수 있으며, 조립 순서에 제한이 없다. 예를 들어, 하부에 음이온성 고분자로서 폴리(4-스티렌설포네이트)를 그리고 상부에 상기 양이온성 고분자로서 폴리(알릴아민 하이드로클로라이드)에 배치할 수 있다. As the cationic polymer, poly (allylamine hydrochloride) and poly (4-styrenesulfonate) as the anionic polymer can be assembled into one double layer, and there is no limitation in the assembling order. For example, poly (4-styrenesulfonate) as the anionic polymer at the bottom and poly (allylamine hydrochloride) as the cationic polymer at the top can be disposed.

상기 고분자 전해질 절연층(13)의 두께는 8 내지 12 나노미터(nm)일 수 있다. The thickness of the polymer electrolyte insulating layer 13 may be 8 to 12 nanometers (nm).

상기 고분자 전해질 절연층(3)은 상기 두께 범위 내에서 플라즈모닉 금속나노구조체(4)와 유기결정 박막(2) 사이에 소광현상을 발생시키지 않고 표면 플라즈몬 공명 효과를 증진시켜 인광 발광 효율을 개선시킬 수 있다.The polymer electrolyte insulating layer 3 improves the surface plasmon resonance effect without causing a quenching phenomenon between the plasmonic metallic nanostructure 4 and the organic crystal thin film 2 within the thickness range, .

다음으로, 상기 고분자 전해질 절연층(13) 상에 플라즈모닉 금속나노구조체(14)를 도입하여 인광 발광 구조체를 제조한다.(IV 단계) Next, a plasmonic metal nanostructure 14 is introduced onto the polymer electrolyte insulating layer 13 to prepare a phosphorescent light emitting structure. (Step IV)

상기 플라즈모닉 금속나노구조체(14)는 일렬로 배열된 층처럼 도입될 수 있다. 상기 플라즈모닉 금속나노구조체(14)를 도입하는 단계는 정전기적 상호작용에 의하여 상기 고분자 전해질 절연층(13) 상에 흡착시킬 수 있다. 예를 들어, 표면에 시트르산 음이온이 부착된 현탁액에 상기 고분자 전해질 절연층(13)이 형성된 기판을 약 15분 내지 120분 간 침지하여 정전기적 상호작용에 의하여 상부에 양이온성 고분자로서 폴리(알릴아민 하이드로클로라이드)가 배치된 상기 고분자 전해질 절연층(13) 상에 흡착시킬 수 있다.The plasmonic metal nanostructures 14 may be introduced as a layer arranged in a line. The step of introducing the plasmonic metal nanostructure 14 can be adsorbed onto the polymer electrolyte insulating layer 13 by electrostatic interaction. For example, the substrate on which the polymer electrolyte insulating layer 13 is formed is immersed in a suspension having citric acid anion on its surface for about 15 minutes to 120 minutes to form a poly (allylamine Hydrochloric acid) can be adsorbed on the polymer electrolyte insulating layer 13 on which the polymer electrolyte membrane 13 is disposed.

이하 본 발명의 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 일 실시예일뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, examples and comparative examples of the present invention will be described. However, the following examples are only illustrative of the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.

[실시예][Example]

하기 제조예 1에 사용된 모든 시약들은 Sigma-Aldrich 사로부터 추가적인 정제를 하지 않고 구입하여 사용하였다. NMR 스펙트럼은 Cambridge Isotope Labs, Inc사의 중수소 용매와 함께 Varian Inova(500)을 사용하였다.All reagents used in Preparative Example 1 below were purchased from Sigma-Aldrich without further purification. NMR spectra were obtained using a Varian Inova (500) with a deuterated solvent from Cambridge Isotope Labs, Inc.

제조예Manufacturing example 1:  One: Br6Br6  And Br6ABr6A 합성 synthesis

Br6(2,5-dihexyloxy-1,4-dibromobenzene) 및 Br6A(2,5-dihexyloxy-4-bromobenzylaldehyde) 유기결정을 2,5-디하이드록시 1,4-다이벤젠으로부터 하기 반응 모식도 1을 이용하여 합성하였고, 에틸렌아세테이트: 헥산(1:30) 용리제로 칼럼 크로마토그래피에 의해 정제 후 메탄올 및 아세토니트릴로 재결정하여 수득하였다.Dihydroxy-1,4-dibromobenzene and Br6A (2,5-dihexyloxy-4-bromobenzylaldehyde) organic crystals from 2,5-dihydroxy 1,4-dibenzene using the following reaction scheme 1 And purified by column chromatography with an eluent of ethylene acetate: hexane (1:30), followed by recrystallization from methanol and acetonitrile.

<반응 모식도 1>   <Reaction scheme 1>

Figure 112016096298780-pat00005
Figure 112016096298780-pat00005

Br6A에 대하여, 1H NMR (500 MHz, d6-DMSO); δ 10.29 (s 1H), 7.53 (s 1H), 7.23 (s 1H), 4.09 (t 2H), 4.01 (t 2h), 1.73 (m 4H), 1.42 (m 4H), 1.30 (m 8H), 0.87 (m 6H).For Br6A, &lt; 1 &gt; H NMR (500 MHz, d6-DMSO); (t, 2H), 1.73 (m 4H), 1.42 (m 4H), 1.30 (m 8H), 0.87 (s 1H) (m 6H).

제조예Manufacturing example 2: Au 나노입자( 2: Au nanoparticles ( 평균입경Average particle diameter (D50)): 55nm)함유 현탁액 (D50)): 55 nm) containing suspension

탈이온수 198mL와 1 중량%의 금(III) 염화 수화물(HAuCl4·3H2O, 99.999%) 2mL의 용액을 130℃에서 격렬하게 교반하면서 가열하였다. 그리고 나서, 상기 혼합물에 1중량%의 시트르산나트륨(99%) 수용액(~10mg/mL) 1.4mL을 재빠르게 첨가하고 상기 시트르산나트륨(99%) 수용액을 30분 동안 연속적 교반하에 끓여 연한 핑크 컬러의 표면에 시트르산 음이온이 부착된 Au 나노입자(평균입경(D50)): 55nm)함유 현탁액을 수득하였다.A solution of 198 mL of deionized water and 2 mL of 1 wt.% Of gold (III) chloride (HAuCl 4 .3H 2 O, 99.999%) was heated at 130 ° C with vigorous stirring. Then 1.4 ml of a 1% by weight aqueous solution of sodium citrate (99%) (~ 10 mg / ml) was quickly added to the mixture and the aqueous sodium citrate (99%) solution was boiled under continuous stirring for 30 minutes to give a pale pink And Au nanoparticles (average particle diameter (D50)) having a surface of citric acid anion attached thereto: 55 nm) were obtained.

제조예Manufacturing example 3:  3: AgAg 나노입자( Nanoparticles ( 평균입경Average particle diameter (D50)): 7nm)함유 현탁액 (D50)): 7 nm) containing suspension

탈이온수 148mL에 NaBH4(99%) 3mg 및 시트르산나트륨 12mg을 용해하고 60℃로 암실에서 30분간 격렬하게 교반하면서 가열하였다. 그리고 나서, 상기 혼합물에 23.5mM 질산은(AgNO3, >99.8%) 용액 2mL를 적하하고 90℃까지 온도를 올렸다. 0.1M 수산화나트륨을 이용하여 상기 용액의 pH를 10.5로 조절하고 상기 용액의 컬러가 노란색으로 변화할 때까지 20분간 계속 가열하였다. 이후 노란 컬러의 표면에 시트르산 음이온이 부착된 Ag 나노입자(평균입경(D50)): 7nm)함유 현탁액을 수득하였다.3 mg of NaBH 4 (99%) and 12 mg of sodium citrate were dissolved in 148 ml of deionized water and heated at 60 캜 in a dark room for 30 minutes with vigorous stirring. Then, 2 mL of 23.5 mM silver nitrate (AgNO 3 ,> 99.8%) solution was added dropwise to the mixture, and the temperature was raised to 90 ° C. The pH of the solution was adjusted to 10.5 with 0.1 M sodium hydroxide and heating was continued for 20 minutes until the color of the solution changed to yellow. Thereafter, Ag nanoparticles (average particle diameter (D50)) having a citric acid anion attached to the surface of the yellow color: 7 nm) were obtained.

제조예Manufacturing example 4:  4: AgAg 나노입자( Nanoparticles ( 평균입경Average particle diameter (D50)): 70nm)함유 현탁액 (D50)): 70 nm) containing suspension

질산은(AgNO3, >99.8%)을 탈이온수 150 mL에 용해하고 상기 질산은 수용액을 끓을 때까지 가열하였다. 그리고 나서, 1 중량%의 시트르산나트륨 수용액 3mL를 상기 끓인 용액에 첨가하고 1 시간 동안 계속 끓였다. 이후 노란 컬러의 표면에 시트르산 음이온이 부착된 Ag 나노입자(평균입경(D50)): 70nm)함유 현탁액을 수득하였다.Silver nitrate (AgNO 3 , > 99.8%) was dissolved in 150 mL of deionized water and the silver nitrate aqueous solution was heated until boiling. Then, 3 mL of a 1 wt% aqueous solution of sodium citrate was added to the boiled solution and boiled for 1 hour. Thereafter, a suspension containing Ag nanoparticles (average particle diameter (D50)): 70 nm with citric acid anion attached to the surface of the yellow color was obtained.

실시예Example 1: 인광 발광 구조체의 제조 1: Preparation of phosphorescent light emitting structure

실리콘 웨이퍼 기판 상에 헥산 용매에 용해한 1 중량%의 Br6A/Br6 (1:1 equiv.) 혼합 유기결정을 5 mg/mL 농도로 첨가한 유기결정 형성용 용액을 2000 rpm으로 스핀 코팅하여 약 300nm 두께로 도포하였다.(I 단계) On the silicon wafer substrate, a solution for forming organic crystals, in which 1 wt% of Br6A / Br6 (1: 1 equiv.) Mixed organic crystals dissolved in hexane solvent was added at a concentration of 5 mg / mL, was spin- (Step I)

상기 Br6A/Br6 (1:1 equiv.) 유기결정 형성용 용액이 도포된 실리콘 웨이퍼 기판을 핫플레이트에 놓고 공기분위기 하에 70℃에서 어닐링 처리하여 Br6A/Br6 (1:1 equiv.) 혼합 유기결정을 성장시키고 약 90 nm 두께의 박막을 형성하였다.(II 단계) A silicon wafer substrate coated with a solution for forming Br6A / Br6 (1: 1 equiv.) Organic crystals was placed on a hot plate and annealed at 70 DEG C in an air atmosphere to obtain Br6A / Br6 (1: 1 equiv.) Mixed organic crystals And a thin film having a thickness of about 90 nm was formed. (Step II)

상기 Br6A/Br6 (1:1 equiv.) 혼합 유기결정 박막을 3.3mM 염화나트륨(NaCl) 용액에 각각 용해한 음전하를 갖는 폴리(4-스티렌설포네이트)(PSS)(Mw: 70,000 g/mol) 용액 0.5mg/mL과 양전하를 갖는 폴리(알릴아민 하이드로클로라이드)(PAH)(Mw: 17,500 g/mol) 용액 0.5 mg/mL에 차례로 침지 및 세척하는 공정을 반복하여 이용 전 폴리(4-스티렌설포네이트)(PSS) 용액과 폴리(알릴아민 하이드로클로라이드)(PAH) 용액의 농도를 0.5mg/mL로 조절하였다.The thin film of Br6A / Br6 (1: 1 equiv.) Mixed organic crystals was dissolved in a solution of 0.5 (70,000 g / mol) of poly (4-styrene sulfonate) (PSS) having a negative charge (Mw: 70,000 g / mol) dissolved in 3.3 mM sodium chloride (4-styrenesulfonate) before use was repeated by repeating the steps of immersing and washing in a 0.5 mg / mL solution of poly (allylamine hydrochloride) (PAH) (Mw: 17,500 g / mol) (PSS) solution and poly (allylamine hydrochloride) (PAH) solution were adjusted to 0.5 mg / mL.

그리고 나서, 상기 Br6A/Br6 (1:1 equiv.) 혼합 유기결정 박막 상에 PSS/PAH 이중층의 고분자 전해질을 침지기반 층상자기조립법(immersion-based layer-by-layer self-assembly procedure)을 이용하여 음전하를 갖는 폴리(4-스티렌설포네이트)(PSS)와 양전하를 갖는 폴리(알릴아민 하이드로클로라이드)(PAH)를 교대로 적층한 6층의 약 9.6nm 두께의 고분자 전해질 절연층을 형성하였다.(III 단계) Then, the polymer electrolyte of the PSS / PAH double layer was immersed on the Br6A / Br6 (1: 1 equiv.) Mixed organic crystal thin film using an immersion-based layer-by-layer self-assembly procedure A polyelectrolyte insulating layer having a thickness of about 9.6 nm was formed by alternately stacking poly (4-styrenesulfonate) (PSS) having negative charge and poly (allylamine hydrochloride) (PAH) having positive charge. Step III)

상기 PSS/PAH 이중층의 고분자 전해질층의 두께는 Winspall 소프트웨어(RES-TEC, 독일)과 복소 굴절율(complex refractive index) 1.45 및 절연상수(dielectric constant) 2.0125를 이용하여 계산하여 구하였다. 이것은 상기 PSS 및 PAH의 광학상수값과 동일한 값을 가지는 것으로 추정된다.The thickness of the polymer electrolyte layer of the PSS / PAH double layer was calculated using Winspall software (RES-TEC, Germany) using a complex refractive index of 1.45 and a dielectric constant of 2.0125. This is presumed to have the same value as the optical constant value of the PSS and the PAH.

상기 제조예 2에 의해 제조된 Au 나노입자(평균입경(D50)): 55nm)함유 현탁액에 상기 고분자 전해질 절연층이 형성된 기판을 약 15분간 침지하였다. 상기 표면에 시트르산 음이온이 부착된 Au 나노입자를 상기 고분자 전해질 절연층의 양전하를 갖는 폴리(알릴아민 하이드로클로라이드)(PAH) 상에 흡착시켜 상기 고분자 전해질 절연층 상에 플라즈모닉 Au 나노입자(평균입경(D50)): 55nm)를 배치한 인광 발광 구조체를 제조하였다. (IV 단계) The substrate on which the polymer electrolyte insulating layer was formed was immersed in a suspension containing Au nanoparticles (average particle diameter (D50)) of 55 nm prepared in Preparation Example 2 for about 15 minutes. Au nanoparticles having citric acid anion attached to the surface are adsorbed on poly (allylamine hydrochloride) (PAH) having positive charge of the polymer electrolyte insulating layer to form plasmonic Au nanoparticles (average particle diameter (D50)): 55 nm) was disposed on the light-emitting layer. (Step IV)

상기 인광 발광 구조체의 제조방법은 도 3에 개략적으로 예시된다.A method of manufacturing the phosphorescent light emitting structure is schematically illustrated in FIG.

실시예Example 2~5: 인광 발광 구조체의 제조 2 to 5: Preparation of phosphorescent light emitting structure

상기 IV 단계에서 상기 제조예 2에 의해 제조된 Au 나노입자(평균입경(D50)): 55nm)함유 현탁액에 상기 고분자 전해질 절연층이 형성된 기판을 약 15분간 침지한 대신 약 45분간, 60분간, 90분간, 및 120분간 각각 침지한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 인광 발광 구조체를 제조하였다.The substrate having the polymer electrolyte insulating layer formed thereon was immersed in a suspension containing Au nanoparticles (average particle diameter (D50)) prepared in Production Example 2 in the step IV above for about 15 minutes, followed by drying for about 45 minutes, 90 minutes, and 120 minutes, respectively, to prepare a phosphorescent light-emitting structure.

실시예Example 6: 인광 발광 구조체의 제조 6: Preparation of phosphorescent light emitting structure

상기 IV 단계에서 상기 제조예 2에 의해 제조된 Au 나노입자(평균입경(D50)): 55nm)함유 현탁액 대신 상기 제조예 3에 의해 제조된 Ag 나노입자(평균입경(D50)): 7nm)함유 현탁액에 상기 고분자 전해질 절연층이 형성된 기판을 약 15분간 침지하여 플라즈모닉 Ag 나노입자(평균입경(D50)): 7nm)를 배치한 인광 발광 구조체를 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 인광 발광 구조체를 제조하였다.(Average particle diameter (D50)) of 7 nm prepared in Production Example 3 was used instead of the suspension containing Au nanoparticles (average particle diameter (D50)) (55 nm) prepared in Production Example 2 in the step IV) (The average particle diameter (D50)): 7 nm) was disposed on the substrate having the polymer electrolyte insulating layer formed thereon by immersing the substrate in the suspension for about 15 minutes to prepare a phosphorescent light-emitting structure having the same structure as in Example 1 To prepare a phosphorescent light-emitting structure.

실시예Example 7~10: 인광 발광 구조체의 제조 7 to 10: Preparation of phosphorescent light emitting structure

상기 IV 단계에서 상기 표면에 시트르산 음이온이 부착된 Ag 나노입자함유 현탁액에 상기 고분자 전해질 절연층이 형성된 기판을 약 15분간 침지한 대신 약 45분간, 60분간, 90분간, 및 120분간 각각 침지한 것을 제외하고는, 실시예 6과 동일한 방법으로 인광 발광 구조체를 제조하였다.The substrate having the polymer electrolyte insulating layer formed on the Ag nanoparticle-containing suspension having the citric acid anion attached to the surface in the step IV was immersed for about 45 minutes, 60 minutes, 90 minutes, and 120 minutes, respectively, instead of immersing the substrate for about 15 minutes , A phosphorescent light-emitting structure was prepared in the same manner as in Example 6.

실시예Example 11: 인광 발광 구조체의 제조 11: Preparation of phosphorescent light emitting structure

상기 IV 단계에서 상기 제조예 2에 의해 제조된 Au 나노입자(평균입경(D50)): 55nm)함유 현탁액 대신 상기 제조예 4에 의해 제조된 Ag 나노입자(평균입경(D50)): 70nm)함유 현탁액에 상기 고분자 전해질 절연층이 형성된 기판을 약 15분간 침지하여 플라즈모닉 Ag 나노입자(평균입경(D50)): 70nm)를 배치한 인광 발광 구조체를 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 인광 발광 구조체를 제조하였다.(Average particle diameter (D50)): 70 nm) prepared in Production Example 4 was used instead of the suspension containing Au nanoparticles (average particle diameter (D50)) (55 nm) (The average particle diameter (D50)): 70 nm) was disposed on the substrate having the polymer electrolyte insulating layer formed thereon for about 15 minutes to prepare a phosphorescent light-emitting structure having the same structure as that of Example 1 To prepare a phosphorescent light-emitting structure.

실시예 12~15: 인광 발광 구조체의 제조Examples 12 to 15: Preparation of phosphorescent light emitting structure

상기 IV 단계에서 상기 표면에 시트르산 음이온이 부착된 Ag 나노입자함유 현탁액에 상기 고분자 전해질 절연층이 형성된 기판을 약 15분간 침지한 대신 약 45분간, 60분간, 90분간, 및 120분간 각각 침지한 것을 제외하고는, 실시예 11과 동일한 방법으로 인광 발광 구조체를 제조하였다.The substrate having the polymer electrolyte insulating layer formed on the Ag nanoparticle-containing suspension having the citric acid anion attached to the surface in the step IV was immersed for about 45 minutes, 60 minutes, 90 minutes, and 120 minutes, respectively, instead of immersing the substrate for about 15 minutes , A phosphorescent light-emitting structure was prepared in the same manner as in Example 11.

비교예Comparative Example 1: 인광 유기결정 구조체의 제조 1: Preparation of phosphorescent organic crystal structure

실리콘 웨이퍼 기판 상에 헥산 용매에 용해한 1 중량%의 Br6A/Br6 (1:1 equiv.) 혼합 유기결정을 5 mg/mL 농도로 첨가한 유기결정 형성용 용액을 2000 rpm으로 스핀 코팅하여 약 300nm 두께로 도포한 후 실온에서 건조하여 약 60nm 내지 120nm 두께의 균일하지 않은 인광 유기결정 구조체를 제조하였다.On the silicon wafer substrate, a solution for forming organic crystals, in which 1 wt% of Br6A / Br6 (1: 1 equiv.) Mixed organic crystals dissolved in hexane solvent was added at a concentration of 5 mg / mL, was spin- And then dried at room temperature to prepare an uneven phosphorescent organic crystal structure having a thickness of about 60 nm to 120 nm.

비교예Comparative Example 2~7: 인광 발광 구조체의 제조 2 to 7: Preparation of phosphorescent light emitting structure

상기 III 단계에서 상기 Br6A/Br6 (1:1 equiv.) 혼합 유기결정 박막 상에 PSS/PAH 이중층의 고분자 전해질을 침지기반 층상자기조립법(immersion-based layer-by-layer self-assembly procedure)을 이용하여 음전하를 갖는 폴리(4-스티렌설포네이트)(PSS)와 양전하를 갖는 폴리(알릴아민 하이드로클로라이드)(PAH)를 교대로 6층 적층한 대신 1층, 2층, 4층, 8층, 10층, 및 12층을 각각 적층하여 약 1.6nm 두께, 약 3.2nm 두께, 약 6.4nm 두께, 약 12.8nm 두께, 약 16.0nm 두께, 및 약 19.2nm 두께의 고분자 전해질 절연층을 형성한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 인광 발광 구조체를 제조하였다.In step III, the PSS / PAH bilayer polymer electrolyte was immersed on the Br6A / Br6 (1: 1 equiv.) Mixed organic crystal thin film using an immersion-based layer-by-layer self-assembly procedure (4-styrene sulfonate) (PSS) having negative charge and poly (allylamine hydrochloride) (PAH) having positive charge were alternately laminated in six layers instead of one layer, two layers, four layers, eight layers, Except that a polyelectrolyte insulating layer having a thickness of about 1.6 nm, a thickness of about 3.2 nm, a thickness of about 6.4 nm, a thickness of about 12.8 nm, a thickness of about 16.0 nm, and a thickness of about 19.2 nm, , A phosphorescent light-emitting structure was prepared in the same manner as in Example 1.

비교예Comparative Example 8~13: 인광 발광 구조체의 제조 8 to 13: Preparation of phosphorescent light emitting structure

상기 III 단계에서 상기 Br6A/Br6 (1:1 equiv.) 혼합 유기결정 박막 상에 PSS/PAH 이중층의 고분자 전해질을 침지기반 층상자기조립법(immersion-based layer-by-layer self-assembly procedure)을 이용하여 음전하를 갖는 폴리(4-스티렌설포네이트)(PSS)와 양전하를 갖는 폴리(알릴아민 하이드로클로라이드)(PAH)를 교대로 6층 적층한 대신 1층, 2층, 4층, 8층, 10층, 및 12층을 각각 적층하여 약 1.6nm 두께, 약 3.2nm 두께, 약 6.4nm 두께, 약 12.8nm 두께, 약 16.0nm 두께, 및 약 19.2nm 두께의 고분자 전해질 절연층을 형성한 것을 제외하고는, 실시예 6과 동일한 방법으로 인광 발광 구조체를 제조하였다.In step III, the PSS / PAH bilayer polymer electrolyte was immersed on the Br6A / Br6 (1: 1 equiv.) Mixed organic crystal thin film using an immersion-based layer-by-layer self-assembly procedure (4-styrene sulfonate) (PSS) having negative charge and poly (allylamine hydrochloride) (PAH) having positive charge were alternately laminated in six layers instead of one layer, two layers, four layers, eight layers, Except that a polyelectrolyte insulating layer having a thickness of about 1.6 nm, a thickness of about 3.2 nm, a thickness of about 6.4 nm, a thickness of about 12.8 nm, a thickness of about 16.0 nm, and a thickness of about 19.2 nm, , A phosphorescent light-emitting structure was prepared in the same manner as in Example 6.

비교예Comparative Example 14~19: 인광 발광 구조체의 제조 14 to 19: Preparation of phosphorescent light emitting structure

상기 III 단계에서 상기 Br6A/Br6 (1:1 equiv.) 혼합 유기결정 박막 상에 PSS/PAH 이중층의 고분자 전해질을 침지기반 층상자기조립법(immersion-based layer-by-layer self-assembly procedure)을 이용하여 음전하를 갖는 폴리(4-스티렌설포네이트)(PSS)와 양전하를 갖는 폴리(알릴아민 하이드로클로라이드)(PAH)를 교대로 6층 적층한 대신 1층, 2층, 4층, 8층, 10층, 및 12층을 각각 적층하여 약 1.6nm 두께, 약 3.2nm 두께, 약 6.4nm 두께, 약 12.8nm 두께, 약 16.0nm 두께, 및 약 19.2nm 두께의 고분자 전해질 절연층을 형성한 것을 제외하고는, 실시예 11과 동일한 방법으로 인광 발광 구조체를 제조하였다.In step III, the PSS / PAH bilayer polymer electrolyte was immersed on the Br6A / Br6 (1: 1 equiv.) Mixed organic crystal thin film using an immersion-based layer-by-layer self-assembly procedure (4-styrene sulfonate) (PSS) having negative charge and poly (allylamine hydrochloride) (PAH) having positive charge were alternately laminated in six layers instead of one layer, two layers, four layers, eight layers, Except that a polyelectrolyte insulating layer having a thickness of about 1.6 nm, a thickness of about 3.2 nm, a thickness of about 6.4 nm, a thickness of about 12.8 nm, a thickness of about 16.0 nm, and a thickness of about 19.2 nm, , A phosphorescent light-emitting structure was prepared in the same manner as in Example 11.

분석예Analysis example 1:  One: XRDXRD 분석 analysis

실시예 1에 사용된 Br6A/Br6 (1:1 equiv.) 혼합 유기결정 및 제조예 1에 의해 합성된 Br6 및 Br6A 유기결정에 대하여 XRD 분석 실험을 하였다. 그 결과를 도 4c에 나타내었다.XRD analysis experiments were performed on the Br6A / Br6 (1: 1 equiv.) Mixed organic crystals used in Example 1 and the Br6 and Br6A organic crystals synthesized by Preparation Example 1. [ The results are shown in Fig. 4C.

제조예 1에서 합성된 Br6 및 Br6A 유기결정 분석은 FeliX32 software을 이용하여 시뮬레이션하였다. 실시예 1에서 사용된 Br6A/Br6 (1:1 equiv.) 혼합 유기결정은 CuKαradiation(1.540598Å)을 이용한 Rigaku RINT2200HF+ 회절계(diffractometer)를 이용하여 실험하였다.The analysis of Br6 and Br6A organic crystals synthesized in Preparation Example 1 was simulated using FeliX32 software. The Br6A / Br6 (1: 1 equiv.) Mixed organic crystals used in Example 1 were tested using a Rigaku RINT2200HF + diffractometer using CuKradiation (1.540598A).

도 4c를 참조하면, 실시예 1에 사용된 Br6A/Br6 (1:1 equiv.) 혼합 유기결정은 회절각 2θ 10° 내지 30° 사이에서 Br6A 유기결정과 Br6A 유기결정에서 나타난 피크들을 모두 포함하고 있으며 규칙적으로 유지되고 있음을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 4C, the Br6A / Br6 (1: 1 equiv.) Mixed organic crystals used in Example 1 contained both the Br6A organic crystals and the peaks that appeared in the Br6A organic crystals between diffraction angles 2? And it can be confirmed that it is maintained regularly.

분석예Analysis example 2:  2: AFMAFM (Atomic-force microscopy) 분석 (Atomic-force microscopy) analysis

비교예 1에 따른 인광 유기결정 구조체, 실시예 1에 따른 인광 발광 구조체, 및 비교예 3에 따른 인광 발광 구조체에 대하여 AFM 분석실험을 하였다. AFM 분석결과에 따른 몰폴로지 및 이의 단면 분석결과를 도 5a 및 도 5b에 나타내었다.AFM analysis experiments were carried out on the phosphorescent organic crystal structure of Comparative Example 1, the phosphorescent light emitting structure of Example 1, and the phosphorescent light emitting structure of Comparative Example 3. The results of the morphology and the cross-sectional analysis thereof according to the results of the AFM analysis are shown in FIGS. 5A and 5B.

AFM 분석실험으로는 (Digital Instrument사, Dimension 3100)을 이용하여 실험을 수행하였다.Experiments were performed using AFM (Digital Instrument, Dimension 3100).

도 5a 및 도 5b를 참조하면, 실시예 1에 따른 인광 발광 구조체는 약 90nm 두께이고 두께 편차가 1% 미만인 균일한 유기결정 박막이 형성되어 있다. 이와 비교하여, 비교예 1에 따른 인광 유기결정 구조체는 약 60 nm 내지 120 nm 두께의 균일하지 않은 유기결정 막이 형성되어 있다.5A and 5B, the phosphorescent light emitting structure according to Example 1 is formed with a uniform organic crystal thin film having a thickness of about 90 nm and a thickness variation of less than 1%. In comparison, the phosphorescent organic crystal structure according to Comparative Example 1 has a non-uniform organic crystal film with a thickness of about 60 nm to 120 nm.

도 5c를 참조하면, 비교예 5에 따른 인광 발광 구조체는 약 12.2nm 두께의 유기결정 박막이 형성되어 있다.Referring to FIG. 5C, the phosphorescent light emitting structure according to Comparative Example 5 is formed with an organic crystal thin film having a thickness of about 12.2 nm.

분석예Analysis example 3:  3: SEMSEM 분석  analysis

실시예 2, 실시예 4, 및 실시예 6에 따른 인광 발광 구조체에 대하여 SEM 분석실험을 하였다. SEM 분석장치로는 JEOL사의 JSM-7600F(10.0kV, x10,000)를 이용하였다. 그 결과를 도 6a 내지 도 6c에 나타내었다.SEM analysis experiments were conducted on the phosphorescent light emitting structures according to Examples 2, 4, and 6. JSM-7600F (10.0kV, x10,000) manufactured by JEOL Co. was used as the SEM analyzer. The results are shown in Figs. 6A to 6C.

도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 실시예 2, 실시예 4, 및 실시예 6에 따른 인광 발광 구조체는 각각 13 개/mm2, 45 개/mm2, 및 70 개/mm2이었다. 이로부터, 고분자 전해질 절연층 상에 배치된 Au 나노입자의 밀도는 표면에 시트르산 음이온이 부착된 Au 나노입자함유 현탁액에 고분자 전해질 절연층이 형성된 기판을 침지한 시간이 길어짐에 따라 커짐을 확인할 수 있다.6A to 6C, the phosphorescent light emitting structures according to Example 2, Example 4, and Example 6 were 13 / mm 2 , 45 / mm 2 , and 70 / mm 2 , respectively. From this, it can be confirmed that the density of the Au nanoparticles disposed on the polymer electrolyte insulating layer is increased as the time for immersing the substrate on which the polymer electrolyte insulating layer is formed in the suspension containing the anion of citrate anion on the surface is increased .

분석예Analysis example 4: 자외선/가시광선 흡수 스펙트럼 분석 4: Ultraviolet / visible light absorption spectrum analysis

실시예 1 내지 실시예 15에 따른 인광 발광 구조체에 대하여 자외선/가시광선 흡수 스펙트럼 분석실험을 하였다. 그 결과를 도 7a 내지 도 7c에 나타내었다.Ultraviolet / visible light absorption spectrum analysis experiments were carried out on the phosphorescent light emitting structures according to Examples 1 to 15. The results are shown in Figs. 7A to 7C.

자외선/가시광선 흡수 스펙트럼 분석실험은 Agilent Inc., Cary 5000을 이용하였다.Ultraviolet / visible light absorption spectrum analysis was carried out using Agilent Inc., Cary 5000.

도 7a는 실시예 1 내지 실시예 5에 따른 인광 발광 구조체와 동일한 인광 발광 구조체(플라즈모닉 Au 나노입자(평균입경(D50)): 55nm))는 약 540nm 파장에서 흡광도 피크를 나타내었으며, 도 7b는 실시예 6 내지 실시예 10에 따른 인광 발광 구조체와 동일한 인광 발광 구조체(플라즈모닉 Ag 나노입자(평균입경(D50)): 7nm))는 약 394nm 파장에서 흡광도 피크를 나타내었으며, 도 7c는 실시예 11 내지 실시예 15에 따른 인광 발광 구조체와 동일한 인광 발광 구조체(플라즈모닉 Ag 나노입자(평균입경(D50)): 70nm))는 약 422nm 파장에서 흡광도 피크를 나타내었다.      7A shows a phosphorescent light emitting structure (plasmonic Au nanoparticles (average particle diameter (D50)): 55 nm) which is the same as the phosphorescent light emitting structure according to Examples 1 to 5 showed an absorbance peak at a wavelength of about 540 nm, (Plasmonic Ag nanoparticles (average particle diameter (D50)): 7 nm), which is the same as the phosphorescent light emitting structure according to Examples 6 to 10, exhibited an absorbance peak at a wavelength of about 394 nm, and FIG. The phosphorescent light emitting structure (plasmonic Ag nanoparticles (average particle diameter (D50)): 70 nm) identical to the phosphorescent light emitting structure according to Examples 11 to 15 exhibited an absorbance peak at a wavelength of about 422 nm.

분석예Analysis example 5:  5: 광발광Photoluminescence (Photoluminescence; (Photoluminescence; PLPL ) 스펙트럼) Spectrum

실리콘 웨이퍼 기판 대신 석영 기판을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1 내지 실시예 5, 및 비교예 2 내지 비교예 7에 따른 인광 발광 구조체와 동일한 인광 발광 구조체, 실시예 6, 및 비교예 8 내지 비교예 13에 따른 인광 발광 구조체와 동일한 인광 발광 구조체, 및 실시예 11, 및 비교예 14 내지 비교예 19에 따른 인광 발광 구조체와 동일한 인광 발광 구조체의 광발광(photoluminescence; PL) 스펙트럼 분석실험을 하였다.       Phosphorescent light emitting structure similar to the phosphorescent light emitting structure according to Examples 1 to 5 and Comparative Examples 2 to 7 except that a quartz substrate was used in place of the silicon wafer substrate, the phosphorescent light emitting structure according to Example 6, and Comparative Examples 8 to A photoluminescence (PL) spectrum analysis experiment of the same phosphorescent light emitting structure as the phosphorescent light emitting structure according to Example 13, and the same phosphorescent light emitting structure as the phosphorescent light emitting structure according to Example 11 and Comparative Examples 14 to 19 was performed.

광발광(photoluminescence; PL) 스펙트럼 분석은 Photon Technologies International (PTI), QuantaMaster 400 scanning spectrofluorimeter를 이용하여, 광발광(photoluminescence; PL) 스펙트럼(@ 298 K)을 측정하였다.   Photoluminescence (PL) spectra (@ 298 K) were measured using Photon Technologies International (PTI) and QuantaMaster 400 scanning spectrofluorimeter.

도 8a을 참조하면, 실시예 1 내지 실시예 5에 따른 인광 발광 구조체와 동일한 인광 발광 구조체는 약 520 ~ 540nm 파장에서 광발광 피크를 나타내며, 도 8b 내지 도 8d를 참조하면, 실시예 1, 실시예 6, 및 실시예 11에 따른 인광 발광 구조체와 동일한 인광 발광 구조체가 비교예 2 내지 비교예 7, 비교예 8 내지 비교예 13, 및 비교예 14 내지 비교예 19에 따른 인광 발광 구조체와 동일한 인광 발광 구조체와 비교하여 우수한 광발광 특성을 가짐을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 8A, the same phosphorescent light emitting structure as the phosphorescent light emitting structure according to Examples 1 to 5 exhibits a photo-emission peak at a wavelength of about 520 to 540 nm. Referring to FIGS. 8B to 8D, The phosphorescent light emitting structure identical to the phosphorescent light emitting structure according to Example 6 and Example 11 had the same phosphorescence structure as the phosphorescent light emitting structure according to Comparative Examples 2 to 7, Comparative Examples 8 to 13, and Comparative Examples 14 to 19 It can be confirmed that it has excellent photoluminescence characteristics as compared with the light emitting structure.

분석예Analysis example 6:  6: 시분해광발광Time-sharing light emission ((Time-Resolved Photoluminescence: (Time-Resolved Photoluminescence: TRPLTRPL ) 분석) analysis

실리콘 웨이퍼 기판 대신 석영 기판을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1 및 비교예 2에 따른 인광 발광 구조체와 동일한 인광 발광 구조체 및 비교예 1에 따른 인광 유기결정 구조체와 동일한 인광 유기결정 구조체에 대하여 시분해광발광(Time-Resolved Photoluminescence: TRPL) 분석실험을 하였다. 그 결과를 도 9 및 표 1에 나타내었다.Phosphorescent light emitting structures similar to those of the phosphorescent light emitting structure according to Example 1 and Comparative Example 2 and phosphorescent organic crystal structures similar to those of the phosphorescent organic crystal structure according to Comparative Example 1 were obtained in the same manner as in Example 1 and Comparative Example 2 except that a quartz substrate was used in place of the silicon wafer substrate. Time-resolved photoluminescence (TRPL) analysis was performed. The results are shown in Fig. 9 and Table 1.

광발광 양자효율은 적분구(integrating sphere)를 갖춘 PTI, Quanta Master를 이용하였다. 상기 광발광 양자효율은 하기 식 1을 이용하여 계산하였다.The quantum efficiency of photoluminescence was obtained by using PTI and Quanta Master with integrating sphere. The photoluminescence quantum efficiency was calculated using Equation 1 below.

<식 1><Formula 1>

광발광 양자효율(%) = [(발광(색)된 광자수)/(흡수된 광자수) x 100](%) = [(Number of photons emitted (color)) / (number of photons absorbed) x 100]

인광 수명(ms) 데이터는 PTI LaserStrobe를 이용하여 수집하였고 상기 PTI 장치를 갖춘 FeliX32상에서 계산하여 구하였다. The phosphorescence lifetime (ms) data was collected using PTI LaserStrobe and calculated on FeliX32 with the PTI device.

한편, 절대 광발광(Absolute PL) 양자 효율(η PL)은 하기 식 2에 의해 구하여진다.On the other hand, the Absolute PL quantum efficiency ? PL is found by the following equation (2).

<식 2>      <Formula 2>

Figure 112016096298780-pat00006
Figure 112016096298780-pat00006

상기 N emission은 샘플로부터의 발광 광자수(emission photon number)를 나타내며, N absorption은 샘플에 의해 흡수된 광자수를 나타내며, α는 측정 셋업(measurement setup)용 교정 계수를 나타내며, λ는 파장을 나타내며, h는 플랑크 상수를 나타내며, c는 빛의 속도를 나타내며, I em (λ)은 샘플로부터의 PL 강도를 나타내며, I ex (λ)는 샘플 비포함 여기 레이저(excitation laser)의 강도를 나타내며, I' ex (λ)는 샘플 포함 여기 레이저의 강도를 나타낸다. Wherein N emission represents the emission photon number from the sample, N absorption represents the number of photons absorbed by the sample ,? Represents the calibration coefficient for the measurement setup,? Represents the wavelength , h denotes the Planck's constant, c denotes the speed of light, I em ( λ ) denotes the PL intensity from the sample, I ex ( λ ) denotes the intensity of the excitation laser, I ' ex ( ? ) Represents the intensity of the sample-containing excitation laser.

구분division 광발광 양자효율(%)Photoluminescence quantum efficiency (%) 수명(ms)Life (ms) 실시예 1Example 1 63.463.4 7.927.92 비교예 1Comparative Example 1 52.252.2 8.138.13 비교예 2Comparative Example 2 2.02.0 6.426.42

도 9 및 상기 표 1을 참조하면, 실시예 1에 따른 발광 구조체와 동일한 인광 발광 구조체의 광발광 양자효율이 비교예 1에 따른 인광 유기결정 구조체와 동일한 인광 유기결정 구조체 및 비교예 2에 따른 인광 발광 구조체와 동일한 인광 발광 구조체와 비교하여 우수함을 확인할 수 있다. 또한 실시예 1에 따른 발광 구조체와 동일한 인광 발광 구조체의 수명특성이 비교예 1에 따른 인광 유기결정 구조체와 동일한 인광 유기결정 구조체와 비교하여 비슷하며 비교예 2에 따른 발광 구조체와 동일한 인광 발광 구조체와 비교하여 우수함을 확인할 수 있다.9 and Table 1, the photoluminescence quantum efficiency of the same phosphorescent light emitting structure as that of the phosphorescent light emitting structure according to Example 1 was the same as that of the phosphorescent organic crystal structure according to Comparative Example 1 and the phosphorescence organic crystal structure according to Comparative Example 2 It can be confirmed that it is superior to the same phosphorescent light emitting structure as the light emitting structure. The lifetime characteristics of the same phosphorescent light emitting structure as the phosphorescent light emitting structure according to Example 1 were similar to those of the phosphorescent organic crystal structure similar to the phosphorescent organic crystal structure according to Comparative Example 1 and were similar to those of the phosphorescent light emitting structure according to Comparative Example 2 It can be confirmed that it is superior.

1, 11: 기판 2, 12": 유기결정 박막
3, 13: 고분자 전해질 절연층 4, 14: 플라즈모닉 금속나노구조체
10: 인광 발광 구조체 12: 유기결정 형성용 용액
12': 유기결정 막 100: 핫플레이트
1, 11: Substrate 2, 12 ": Organic crystal thin film
3, 13: Polymer electrolyte insulating layer 4, 14: Plasmonic metal nano structure
10: phosphorescent light-emitting structure 12: solution for organic crystal formation
12 ': Organic crystal film 100: Hot plate

Claims (20)

기판;
유기결정 박막;
상기 유기결정 박막 상에 배치된 절연층; 및
상기 절연층 상에 플라즈모닉 금속나노구조체가 배치되고,
상기 절연층이 유기 절연층이고, 상기 절연층의 두께가 8 내지 12 나노미터(nm)인 인광 발광 구조체.
Board;
Organic crystalline thin films;
An insulating layer disposed on the organic thin film; And
A plasmonic metal nanostructure is disposed on the insulating layer,
Wherein the insulating layer is an organic insulating layer, and the insulating layer has a thickness of 8 to 12 nanometers (nm).
제1항에 있어서,
상기 유기결정 박막은 제1 방향족 고리기에 연결된 카르보닐기의 산소와 제2 방향족 고리기에 연결된 할로겐원자 사이에 할로겐 결합으로 형성된 유기 혼합결정 박막인 인광 발광 구조체.
The method according to claim 1,
Wherein the organic thin film is an organic mixed crystal thin film formed by a halogen bond between oxygen of a carbonyl group connected to a first aromatic ring group and a halogen atom connected to a second aromatic ring group.
제1항에 있어서,
상기 유기결정 박막은 하기 화학식 1 및 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 인광 발광 구조체:
[화학식 1]
Figure 112016096298780-pat00007

상기 화학식 1에서,
CY1은 C6 내지 C30의 방향족 고리기이며;
R1은 수소원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5의 알킬기이며;
R2, R3는 서로 독립적으로 수소원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알콕시기, 또는 이들의 조합이며;
R4는 할로겐원자이다.
[화학식 2]
Figure 112016096298780-pat00008

상기 화학식 2에서,
CY2는 C6 내지 C30의 방향족 고리기이며;
R'1 은 할로겐원자이며;
R'2, R'3은 서로 독립적으로 수소원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알콕시기, 또는 이들의 조합이다.
The method according to claim 1,
Wherein the organic thin film comprises a compound represented by the following Chemical Formula 1 and Chemical Formula 2:
[Chemical Formula 1]
Figure 112016096298780-pat00007

In Formula 1,
CY1 is an aromatic cyclic group of C6 to C30;
R 1 is a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted C1 to C5 alkyl group;
R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkoxy group, or a combination thereof;
R 4 is a halogen atom.
(2)
Figure 112016096298780-pat00008

In Formula 2,
CY2 is an aromatic cyclic group of C6 to C30;
R ' 1 is a halogen atom;
R ' 2 and R' 3 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkoxy group, or a combination thereof.
제1항에 있어서,
상기 유기결정 박막은 연속적 형태를 갖는 박막인 인광 발광 구조체.
The method according to claim 1,
Wherein the organic thin film is a thin film having a continuous shape.
제1항에 있어서,
상기 유기결정 박막의 두께는 50nm 내지 150nm이고 상기 유기결정 박막의 두께 편차가 1% 미만인 인광 발광 구조체.
The method according to claim 1,
Wherein the organic crystal thin film has a thickness of 50 nm to 150 nm and the organic crystal thin film has a thickness deviation of less than 1%.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 절연층은 고분자 전해질층인 인광 발광 구조체.
The method according to claim 1,
Wherein the insulating layer is a polymer electrolyte layer.
제1항에 있어서,
상기 절연층은 양전하를 갖는 고분자와 음전하를 갖는 고분자가 교대로 적층된 고분자 전해질층인 인광 발광 구조체.
The method according to claim 1,
Wherein the insulating layer is a polymer electrolyte layer in which a polymer having a positive charge and a polymer having a negative charge are alternately laminated.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 플라즈모닉 금속나노구조체는 Ag, Au, Al, Cu, Li, Pd, Pt, 및 이들 합금으로부터 선택된 1종인 인광 발광 구조체.
The method according to claim 1,
Wherein the plasmonic metal nanostructure is one selected from Ag, Au, Al, Cu, Li, Pd, Pt, and alloys thereof.
제1항에 있어서,
상기 플라즈모닉 금속나노구조체의 평균입경(D50)은 5 내지 100 나노미터(nm)인 인광 발광 구조체.
The method according to claim 1,
Wherein the average particle size (D50) of the plasmonic metal nanostructure is 5 to 100 nanometers (nm).
제1항에 있어서,
상기 절연층 상에서 상기 플라즈모닉 금속나노구조체의 밀도는 5 내지 2000 개/mm2인 인광 발광 구조체.
The method according to claim 1,
And the density of the plasmonic metal nanostructure on the insulating layer is 5 to 2000 cells / mm 2 .
제1항에 있어서,
상기 플라즈모닉 금속나노구조체의 흡수파장은 상기 유기결정 박막의 발광파장과 중첩하는 인광 발광 구조체.
The method according to claim 1,
Wherein an absorption wavelength of the plasmonic metal nanostructure overlaps an emission wavelength of the organic thin film.
제1항에 있어서,
상기 기판은 실리콘 웨이퍼 기판, 글라스 기판, 또는 석영 기판을 포함하는 인광 발광 구조체.
The method according to claim 1,
Wherein the substrate comprises a silicon wafer substrate, a glass substrate, or a quartz substrate.
기판 상에 유기결정 형성용 용액을 도포 및 어닐링 처리하여 유기결정을 성장시키고 박막을 형성하는 단계;
상기 유기결정 박막 상에 고분자 전해질 절연층을 형성하는 단계; 및
상기 고분자 전해질 절연층 상에 플라즈모닉 금속나노구조체를 도입하여 인광 발광 구조체를 제조하는 단계;를 포함하고,
상기 고분자 전해질 절연층의 두께가 8 내지 12 나노미터(nm)인 인광 발광 구조체의 제조방법.
Applying and annealing a solution for forming an organic crystal on a substrate to grow an organic crystal and form a thin film;
Forming a polymer electrolyte insulating layer on the organic thin film; And
And introducing a plasmonic metal nanostructure onto the polymer electrolyte insulating layer to prepare a phosphorescent light emitting structure,
Wherein the polyelectrolyte insulation layer has a thickness of 8 to 12 nanometers (nm).
제15항에 있어서,
상기 유기결정 형성용 용액은 하기 화학식 1 및 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 인광 발광 구조체의 제조방법:
[화학식 1]
Figure 112016096298780-pat00009

상기 화학식 1에서,
CY1은 C6 내지 C30의 방향족 고리기이며;
R1은 수소원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5의 알킬기이며;
R2, R3는 서로 독립적으로 수소원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알콕시기, 또는 이들의 조합이며;
R4는 할로겐원자이다.
[화학식 2]
Figure 112016096298780-pat00010

상기 화학식 2에서,
CY2는 C6 내지 C30의 방향족 고리기이며;
R'1 은 할로겐원자이며;
R'2, R'3은 서로 독립적으로 수소원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알콕시기, 또는 이들의 조합이다.
16. The method of claim 15,
Wherein the solution for forming an organic crystal comprises a compound represented by the following Chemical Formula 1 and Chemical Formula 2:
[Chemical Formula 1]
Figure 112016096298780-pat00009

In Formula 1,
CY1 is an aromatic cyclic group of C6 to C30;
R 1 is a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted C1 to C5 alkyl group;
R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkoxy group, or a combination thereof;
R 4 is a halogen atom.
(2)
Figure 112016096298780-pat00010

In Formula 2,
CY2 is an aromatic cyclic group of C6 to C30;
R ' 1 is a halogen atom;
R ' 2 and R' 3 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkoxy group, or a combination thereof.
제15항에 있어서,
상기 도포방법은 스핀코팅, 스프레이코팅, 드랍코팅, 딥코팅, 또는 증착법인 인광 발광 구조체의 제조방법.
16. The method of claim 15,
Wherein the coating method is a spin coating method, a spray coating method, a drop coating method, a dip coating method, or a vapor deposition method.
제15항에 있어서,
상기 어닐링 처리는 공기분위기 하에 70℃에서 수행되는 인광 발광 구조체의 제조방법.
16. The method of claim 15,
Wherein the annealing treatment is performed at 70 캜 in an air atmosphere.
제15항에 있어서,
상기 고분자 전해질 절연층을 형성하는 단계는 상기 유기결정 박막 상에 층상조립법(layer-by-layer assembly method)에 의해 고분자 전해질 절연층을 형성하는 인광 발광 구조체의 제조방법.
16. The method of claim 15,
Wherein the step of forming the polymer electrolyte insulating layer comprises forming a polymer electrolyte insulating layer on the organic thin film by a layer-by-layer assembly method.
제15항에 있어서,
상기 플라즈모닉 금속나노구조체를 도입하는 단계는 정전기적 상호작용에 의하여 상기 고분자 전해질 절연층 상에 흡착시키는 인광 발광 구조체의 제조방법.
16. The method of claim 15,
Wherein the step of introducing the plasmonic metal nanostructure is adsorbed onto the polymer electrolyte insulating layer by electrostatic interaction.
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