KR102028279B1 - Self-assembled polymer-perovskite light emitting layer, praparation method thereof and light emitting element comprising the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 패턴을 형성하는 자기조립 고분자와, 상기 자기조립 고분자의 패턴 내부에 배치된 페로브스카이트 나노결정층을 포함하는 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 발광소자에 관한 것으로, 본 발명에 따른 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층은 페로브스카이트 나노결정들을 자기조립 고분자 패턴 내에 속박함으로써 발광 소자의 발광 파장을 조절할 수 있고, 양자발광효율 및 휘도를 향상시키며, 상기 자기조립 고분자가 페로브스카이트 나노결정층 사이의 이온 이동 현상을 막아줄 수 있으므로 안정성을 향상시킬 수 있다. 또한, 자기조립 고분자가 형성하는 다양한 패턴을 이용하여 페로브스카이트 나노결정층을 원하는 형태 및 나노미터 크기 영역으로 패터닝할 수 있다.The present invention provides a self-assembled polymer-perovskite light emitting layer comprising a self-assembled polymer to form a pattern, and a perovskite nanocrystal layer disposed inside the pattern of the self-assembled polymer, a method for manufacturing the same, and light emission including the same. The present invention relates to a device, wherein the self-assembled polymer-perovskite light emitting layer according to the present invention can control the light emission wavelength of the light emitting device by binding the perovskite nanocrystals into the self-assembled polymer pattern, and improve quantum luminous efficiency and brightness In addition, the self-assembling polymer may prevent ion migration between the perovskite nanocrystal layers, thereby improving stability. In addition, the perovskite nanocrystal layer may be patterned into a desired shape and nanometer size region by using various patterns formed by the self-assembled polymer.

Description

자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 발광소자{Self-assembled polymer-perovskite light emitting layer, praparation method thereof and light emitting element comprising the same}Self-assembled polymer-perovskite light emitting layer, praparation method approximately and light emitting element comprising the same}

본 발명은 발광소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광소자용 발광층, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 발광소자에 관한 것이다.The present invention relates to a light emitting device, and more particularly, to a light emitting layer for a self-assembled polymer-perovskite light emitting device, a manufacturing method thereof and a light emitting device comprising the same.

현재 디스플레이 시장의 메가 트렌드는 기존의 고효율 고해상도 지향의 디스플레이에, 더 나아가서 고색순도 천연색 구현을 지향하는 감성화질 디스플레이로 이동하고 있다. 이러한 관점에서 현재 유기 발광체 기반 유기발광다이오드(OLED) 소자가 비약적인 발전을 이루었고, 색순도가 향상된 무기 양자점 LED가 다른 대안으로 활발히 연구 개발되고 있다. 그러나, 유기 발광체와 무기 양자점 발광체 모두 재료적인 측면에서 본질적인 한계를 가지고 있다.The current mega trend of the display market is shifting from the existing high-efficiency high-resolution display to the emotional quality display aiming at high color purity and natural color. In this respect, organic light emitting diode-based organic light emitting diode (OLED) devices have made rapid progress, and inorganic quantum dot LEDs with improved color purity have been actively researched and developed as another alternative. However, both organic and inorganic quantum dot emitters have inherent limitations in terms of materials.

기존의 유기 발광체는 효율이 높다는 장점은 있지만, 스펙트럼이 넓어서 색순도가 좋지 않다. 무기 양자점 발광체는 색순도가 좋다고 알려져 왔지만, 양자 사이즈 효과에 의한 발광이기 때문에 고에너지 쪽으로 갈수록 양자점 크기가 균일하도록 제어하기가 어려워서 색순도가 떨어지는 문제점이 존재한다. 또한, 두 가지 발광체는 고가라는 단점이 있다. 따라서 이러한 유기와 무기 발광체의 단점을 보완하고 장점을 유지하는 새로운 발광체가 필요하다.Conventional organic light emitters have the advantage of high efficiency, but the color spectrum is poor due to the broad spectrum. Inorganic quantum dot light emitters have been known to have good color purity, but since the light emission is due to the quantum size effect, it is difficult to control the quantum dot size to be uniform toward higher energy, and thus there is a problem of poor color purity. In addition, the two light emitters are expensive. Therefore, there is a need for a new light emitting body that complements and maintains the disadvantages of the organic and inorganic light emitting bodies.

금속 할라이드 페로브스카이트 소재는 제조 비용이 매우 저렴하고, 제조 및 소자 제작 공정이 간단하며, 광학적, 전기적 성질이 조성 조절을 통해 가능해 매우 쉽고, 전하 이동도가 높기 때문에 학문적, 산업적으로 각광받고 있다. 특히, 금속 할라이드 페로브스카이트 소재는 높은 광발광 양자효율(photoluminescence quantum efficiency)을 가지고, 높은 색순도를 가지며, 색 조절이 간단하기 때문에 발광체로서 매우 우수한 특성을 가지고 있다. Metal halide perovskite materials are very popular because of their low manufacturing costs, simple manufacturing and device fabrication processes, and optical and electrical properties made possible through composition control, and their high charge mobility. . In particular, the metal halide perovskite material has high photoluminescence quantum efficiency, high color purity, and simple color control.

종래 페로브스카이트 구조(ABX3)를 가지는 물질은 무기금속산화물이다.The material having a conventional perovskite structure (ABX 3 ) is an inorganic metal oxide.

이러한 무기금속산화물은 일반적으로 산화물(oxide)로서, A, B 사이트(site)에 서로 다른 크기를 가지는 Ti, Sr, Ca, Cs, Ba, Y, Gd, La, Fe, Mn 등의 금속(알칼리 금속, 알칼리 토금속, 전이 금속 및 란타넘 족 등) 양이온들이 위치하고 X 사이트에는 산소(oxygen) 음이온이 위치하고, B 사이트의 금속 양이온들이 X 사이트의 산소 음이온들과 6-fold 배위(coordination)의 모서리-공유 8면체(corner-sharing octahedron) 형태로서 결합되어 있는 물질이다. 그 예로서, SrFeO3, LaMnO3, CaFeO3 등이 있다.Such inorganic metal oxides are generally oxides (metals such as Ti, Sr, Ca, Cs, Ba, Y, Gd, La, Fe, Mn, etc.) having different sizes at A and B sites. Metals, alkaline earth metals, transition metals and lanthanides) cations are located and oxygen anions are located at the X site, and metal cations at the B site are 6-fold coordination edges with oxygen anions at the X site. It is a substance that is bound as a co-octahedron (corner-sharing octahedron). Examples thereof include SrFeO 3 , LaMnO 3 , CaFeO 3, and the like.

이에 반해, 금속 할라이드 페로브스카이트는 ABX3 구조에서 A 사이트에 유기 암모늄(RNH3) 양이온, 유기 포스포늄(RPH3) 양이온 또는 알칼리 금속 양이온이 위치하게 되고, X 사이트에는 할라이드 음이온(Cl-, Br-, I-)이 위치하게 되어 페로브스카이트 구조를 형성하므로, 그 조성이 무기금속산화물 페로브스카이트 재료와는 완전히 다르다.In contrast, the metal halide perovskite has an organic ammonium (RNH 3 ) cation, an organic phosphonium (RPH 3 ) cation or an alkali metal cation at the A site in the ABX 3 structure, and a halide anion (Cl , Since Br , I ) are positioned to form a perovskite structure, the composition is completely different from that of the inorganic metal oxide perovskite material.

또한, 이러한 구성 물질의 차이에 따라 물질의 특성도 달라지게 된다. 무기금속산화물 페로브스카이트는 대표적으로 초전도성(superconductivity), 강유전성(ferroelectricity), 거대한 자기저항(colossal magnetoresistance) 등의 특성을 보이며, 따라서 일반적으로 센서 및 연료 전지, 메모리 소자 등에 응용되어 연구가 진행되어 왔다. 그 예로, 이트륨 바륨 구리 산화물(yttrium barium copper oxide)는 산소 함유량(oxygen contents)에 따라 초전도성(superconducting) 또는 절연(insulating) 특성을 지니게 된다.In addition, the properties of the material will also vary according to the difference between these materials. Inorganic metal oxide perovskite typically exhibits superconductivity, ferroelectricity, and colossal magnetoresistance, and thus, research has been conducted in general for sensors, fuel cells, and memory devices. . For example, yttrium barium copper oxide has superconducting or insulating properties depending on oxygen contents.

반면, 금속 할라이드 페로브스카이트는 높은 광흡수율, 높은 광발광 양자효율(photoluminescence quantum efficiency) 및 결정 구조 자체에 의해 기인하는 높은 색순도(반치폭 20 nm 이하)를 가지고 있기 때문에 발광체 혹은 광감응 물질로서 주로 사용된다.Metal halide perovskites, on the other hand, are mainly used as light emitters or photosensitive materials because they have high light absorption, high photoluminescence quantum efficiency and high color purity (below half-width of 20 nm) due to the crystal structure itself. do.

만약, 금속 할라이드 페로브스카이트 물질 중에서 유무기 하이브리드 페로브스카이트(즉, 유기금속 할라이드 페로브스카이트)라도, 유기 암모늄이 중심금속과 할로겐 결정구조(BX6 octahedral lattice)보다 밴드갭이 작은 발색단(chromophore)(주로 공액구조를 포함함)을 포함하는 경우에는 발광이 유기 암모늄에서 발생하기 때문에 높은 색순도의 빛을 내지 못하여, 발광 스펙트럼의 반치폭이 100 nm보다 넓어져서 발광층으로서 적합하지 않게 된다. 그러므로 이런 경우 본 특허에서 강조하는 고색순도 발광체에는 매우 적합하지 않다. 그러므로, 고색순도 발광체를 만들기 위해서는 유기 암모늄이 발색단을 포함하지 않고 발광이 중심금속-할로겐 원소로 구성되어 있는 무기물 격자에서 일어나게 하는 것이 중요하다. 즉, 본 특허는 무기물 격자에서 발광이 일어나는 고색순도 고효율의 발광체 개발에 초점을 맞추고 있다. 예를 들어, 대한민국 공개특허 제10-2001-0015084호(2001.02.26.)에서는 염료-함유 유기-무기 혼성 물질을 입자가 아닌 박막형태로 형성하여 발광층으로 이용하는 전자발광소자에 대하여 개시되어 있지만, 이는 페로브스카이트 격자구조에서 발광이 나오는 것이 아니다.If the organic halide perovskite (i.e. organometallic halide perovskite) is one of the metal halide perovskite materials, the organic ammonium has a smaller band gap than the central metal and the halogen crystal structure (BX 6 octahedral lattice). In the case of containing chromophores (mainly including conjugated structures), since luminescence occurs in organic ammonium, light having high color purity cannot be emitted, and the half width of the luminescence spectrum is wider than 100 nm, making it unsuitable as a light emitting layer. Therefore, such a case is not very suitable for the high color purity illuminant emphasized in this patent. Therefore, it is important to make the organic ammonium contain no chromophore and to emit light in an inorganic lattice composed of a central metal-halogen element in order to make a high color purity emitter. That is, the present patent focuses on the development of a high color purity high efficiency light emitting device in which light emission occurs in the inorganic lattice. For example, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2001-0015084 (2001.02.26.) Discloses an electroluminescent device using a dye-containing organic-inorganic hybrid material in the form of a thin film instead of particles to use as a light emitting layer This does not occur in the perovskite lattice structure.

그러나 현재까지 금속 할라이드 페로브스카이트는 청색 영역에서는 높은 발광 효율을 보이지 못하고 있다. 예를 들어, MAPbBr3 기반 녹색 발광 다이오드의 외부양자효율은 8.53% [Science 2015, 350, 1222] 혹은 그 이상으로 보고가 되고 있으나, Br-Cl 혼합 음이온 혹은 Cl 음이온 기반의 청색 발광 다이오드의 효율은 아직 낮다(외부양자효율: 1.7%, 발광 파장 peak: 475 nm) [Adv. Opt. Mater. 2017, 5, 1600920]. 따라서 청색발광 금속 할라이드 페로브스카이트 소재의 발광 효율을 향상시킬 수 있는 방안이 연구되어야 한다.However, to date, metal halide perovskite does not exhibit high luminous efficiency in the blue region. For example, the external quantum efficiency of MAPbBr 3 based green light emitting diodes is reported to be 8.53% [Science 2015, 350, 1222] or higher, but the efficiency of blue light emitting diodes based on Br-Cl mixed anions or Cl anions Still low (External quantum efficiency: 1.7%, emission wavelength peak: 475 nm) [Adv. Opt. Mater. 2017, 5, 1600920]. Therefore, a method for improving the luminous efficiency of the blue light emitting metal halide perovskite material should be studied.

금속 할라이드 페로브스카이트 소재의 발광 효율은 엑시톤(exciton) 혹은 전하 수송체(charge carrier)를 공간적으로 속박함으로써 향상될 수 있다. 즉, 페로브스카이트 다결정 박막에서 그레인(grain)의 크기를 작게 하거나, 2차원 층상 구조를 도입하거나, 페로브스카이트 콜로이달 나노결정(Colloidal nanoparticles)를 합성함으로써 발광 효율이 향상될 수 있다. 이 중, 콜로이달 나노결정(Colloidal nanoparticles)를 합성하는 방법은 결정 크기가 엑시톤 보어 반경(exciton bohr radius)의 2배 이하로 작아짐에 따라 양자구속효과(quantum size effect)가 발생하여 발광 파장을 조절할 수 있으나, 페로브스카이트 콜로이달 나노결정을 둘러싸는 리간드에 의해 전하 수송이 저해되고, 페로브스카이트 콜로이달 나노결정 용액의 낮은 농도로 인해 균일한 박막 형성이 어렵다는 단점이 있다.The luminous efficiency of the metal halide perovskite material can be improved by spatially constraining an exciton or a charge carrier. That is, luminous efficiency may be improved by reducing grain size, introducing a two-dimensional layered structure, or synthesizing perovskite colloidal nanoparticles in the perovskite polycrystalline thin film. Among them, the method of synthesizing colloidal nanoparticles (Colloidal nanoparticles) as the crystal size is smaller than two times the exciton bohr radius (quantum size effect) occurs to control the emission wavelength However, the charge transport is inhibited by the ligand surrounding the perovskite colloidal nanocrystals, and due to the low concentration of the perovskite colloidal nanocrystal solution, it is difficult to form a uniform thin film.

더욱이, 금속 할라이드 페로브스카이트 발광 다이오드에서는 전압이 가해짐에 따라 이온 이동(ion migration)이 발생하고 이로 인해 결함(defect)이 형성되고, 계면에 쌓인 전하로 인한 전기화학적 열화 현상이 발생하여 페로브스카이트 발광 다이오드의 발광 효율을 크게 저하시키는 문제가 있다.Furthermore, in metal halide perovskite light emitting diodes, ion migration occurs as voltage is applied, resulting in defects, and electrochemical degradation due to charges accumulated at the interface. There is a problem that greatly lowers the luminous efficiency of the lobe-sky light emitting diode.

그러므로 금속 할라이드 페로브스카이트 발광층 혹은 발광 다이오드의 발광 파장을 조절하면서 발광 효율을 향상시킬 수 있는 새로운 방안이 필요하고, 금속 할라이드 페로브스카이트에서의 이온 이동 현상을 억제하여 금속 할라이드 페로브스카이트의 안정성을 향상시킬 수 있는 방안의 개발이 필요하다.Therefore, there is a need for a new method to improve the luminous efficiency while controlling the emission wavelength of the metal halide perovskite light emitting layer or light emitting diode, and the metal halide perovskite is suppressed by suppressing ion migration in the metal halide perovskite. There is a need for the development of measures to improve the stability of the system.

한편, 금속 할라이드 페로브스카이트 발광층을 대면적 디스플레이나 조명에 사용하기 위해서는 발광층의 패터닝(patterning) 기술의 개발이 필요하다. 그러나, 현재까지 금속 할라이드 페로브스카이트 발광층을 원하는 형태로 조절하여 패터닝하는 기술은 많이 연구된 바 없다. On the other hand, in order to use the metal halide perovskite light emitting layer in a large area display or lighting, it is necessary to develop a patterning technology of the light emitting layer. However, until now, the technology for adjusting and patterning the metal halide perovskite emitting layer to a desired shape has not been studied much.

최근 페로브스카이트-고분자 박막의 주름잡기(wrinkling)를 이용한 패터닝 공정이 보고되었으나 [Soft Matter, 2017, 13, 1654], 상기 주름잡기 방식은 패턴을 원하는 대로 조절할 수가 없다는 한계가 있다. 또한 자가조립단층(Self-assembled monolayer)을 이용한 스핀-온-패터닝(spin-on-patterning) 방식 [Adv. Mater. 2017, 29, 1702902]을 통한 패터닝 공정이 보고된 바 있으나, 자가조립단층을 이용하는 방식은 양자구속효과를 가지는 패턴을 만들 수 없고, 복잡한 포토리소그래피(photolithography) 공정이 필요하다는 점에서 그 활용도가 제한될 수 있다. 따라서 금속 할라이드 페로브스카이트 박막을 패터닝할 수 있는 새로운 공정의 개발이 필요하다.Recently, a patterning process using crinkling of the perovskite-polymer thin film has been reported [Soft Matter, 2017, 13, 1654], but the creasing method has a limitation in that the pattern cannot be adjusted as desired. In addition, spin-on-patterning method using a self-assembled monolayer [Adv. Mater. 2017, 29, 1702902] has been reported, but the method using a self-assembled monolayer can not produce a pattern having a quantum confinement effect, and its utilization is limited in that it requires a complicated photolithography process Can be. Thus, there is a need for the development of new processes that can pattern metal halide perovskite thin films.

1. 대한민국 공개특허 제10-2001-0015084호(2001.02.26.)1. Republic of Korea Patent Publication No. 10-2001-0015084 (2001.02.26.)

1. Science 2015, 350, 1222Science 2015, 350, 1222 2. Adv. Opt. Mater. 2017, 5, 16009202. Adv. Opt. Mater. 2017, 5, 1600920 3. Soft Matter, 2017, 13, 16543.Soft Matter, 2017, 13, 1654 4. Adv. Mater. 2017, 29, 17029024. Adv. Mater. 2017, 29, 1702902

본 발명의 제1 목적은 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층을 제공하는 것이다.It is a first object of the present invention to provide a self-assembled polymer-perovskite light emitting layer.

본 발명의 제2 목적은 상기 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층의 제조방법을 제공하는 것이다.It is a second object of the present invention to provide a method for producing the self-assembled polymer-perovskite emitting layer.

본 발명의 제3 목적은 상기 자기조립 고분자를 이용한 페로브스카이트 박막의 패터닝 방법을 제공하는 것이다.A third object of the present invention is to provide a method for patterning a perovskite thin film using the self-assembled polymer.

본 발명의 제4 목적은 상기 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층을 포함하는 발광소자를 제공하는 것이다.A fourth object of the present invention is to provide a light emitting device including the self-assembled polymer-perovskite light emitting layer.

상기 제1 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 발광층 도포용 부재 상에 형성된, 패턴을 형성하는 자기조립 고분자; 및 상기 자기조립 고분자의 패턴 내부에 배치된 페로브스카이트 나노결정층을 포함하는 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층을 제공한다.In order to achieve the first object, the present invention is formed on a light emitting layer coating member, a self-assembled polymer to form a pattern; And it provides a self-assembled polymer-perovskite light emitting layer comprising a perovskite nanocrystal layer disposed inside the pattern of the self-assembled polymer.

더욱 바람직하게는, 상기 자기조립 고분자는 PEO(Polyethylene oxide), PS(Polystyrene), PCL(Polycaprolactone), PAN(Polyacrylonitrile), PMMA(Poly(methyl methacrylate)), 폴리이미드(Polyimide), PVDF(Poly(vinylidene fluoride)), PVK(Poly(n-vinylcarbazole)), PVC(Polyvinylchloride), PDMS(Poly dimethylsiloxane) 및 이들 각각의 유도체들로 이루어지는 군으로부터 선택된 2종 이상의 고분자로 이루어진 랜덤 공중합체(random copolymer), 교대 공중합체(alternating copolymer), 블록 공중합체(block copolymer) 또는 그래프트 공중합체(graft copolymer)일 수 있다.More preferably, the self-assembled polymer may be polyethylene oxide (PEO), polystyrene (PS), polycaprolactone (PCL), polyacrylonitrile (PAN), poly (methyl methacrylate) (PMMA), polyimide (Polyimide), or PVDF (Poly (DF)). random copolymer consisting of two or more polymers selected from the group consisting of vinylidene fluoride), PVK (Poly (n-vinylcarbazole)), PVC (Polyvinylchloride), PDMS (Poly dimethylsiloxane) and their respective derivatives, It may be an alternating copolymer, a block copolymer or a graft copolymer.

더욱 바람직하게는, 상기 자기조립 고분자의 패턴은 큐빅 스피어(cubic sphere), 실린더(cylinder), 자이로이드(gyroid), 라멜라(lamella) 또는 이들의 조합 형태의 구조로 발현된 2종 이상의 고분자의 공중합체에서 특정 조성의 고분자를 제거함으로써 형성될 수 있다.More preferably, the pattern of the self-assembled polymer is air of two or more kinds of polymers expressed in a cubic sphere, cylinder, gyroid, lamella, or a combination thereof. It can be formed by removing a polymer of a specific composition from the coalescence.

더욱 바람직하게는, 상기 자기조립 고분자 패턴의 너비는 5~100 nm일 수 있다.More preferably, the width of the self-assembled polymer pattern may be 5 ~ 100 nm.

더욱 바람직하게는, 상기 페로브스카이트 나노결정은 ABX3 또는 A'2An -1BX3n+1(n은 1 내지 100의 정수)의 구조를 포함하고, 상기 A 및 A'는 각각 유기암모늄 이온, 유기 포스포늄 이온 또는 알칼리 금속 이온이고, 상기 B는 전이 금속, 희토류 금속, 알칼리 토금속, 유기물, 무기물, 암모늄 또는 이들의 조합이고, 상기 X는 할로겐 이온 또는 서로 다른 할로겐 이온의 조합이며, 상기 A'의 이온반지름은 상기 A의 이온 반지름보다 크고,More preferably, the perovskite nanocrystals comprise a structure of ABX 3 or A ' 2 A n -1 BX 3n + 1 (n is an integer from 1 to 100), wherein A and A' are each organic Ammonium ions, organic phosphonium ions or alkali metal ions, B is a transition metal, a rare earth metal, an alkaline earth metal, an organic substance, an inorganic substance, ammonium or a combination thereof, X is a halogen ion or a combination of different halogen ions, The ion radius of A 'is greater than the ion radius of A,

상기 유기암모늄은 아미디늄계(amidinium group) 유기이온 또는 유기 암모늄 양이온이고, 상기 아미디늄계 유기이온은 포름아미디늄(formamidinium, CH(NH2)2) 이온,아세트아미디늄(acetamidinium, (CH3)C(NH2)2) 이온, 구아미디늄(Guamidinium, C(NH2)3) 이온, (CnH2n + 1)(C(NH2)2) 또는 (CnF2n + 1)(C(NH2)2) 및 이들의 조합 또는 유도체이고, 상기 유기 암모늄 양이온은 CH3NH3, (CnH2n + 1)xNH4 -x, ((CnH2n + 1)yNH3 -y)(CH2)mNH3, (CnF2n+1)xNH4-x, ((CnF2n + 1)yNH3 -y)(CH2)mNH3, 및 이들의 조합 또는 유도체이며, n 및 m은 각각 1~100의 정수, x는 1~3의 정수, 및 y는 1 또는 2일 수 있다.The organoammonium is an amidinium group organic ion or an organic ammonium cation, and the amidinium-based organic ion is formamidinium (CH (NH 2 ) 2 ) ion, acetamidinium, ( CH 3 ) C (NH 2 ) 2 ) ion, guamidinium (C (NH 2 ) 3 ) ion, (C n H 2n + 1 ) (C (NH 2 ) 2 ) or (C n F 2n + 1 ) (C (NH 2 ) 2 ) and combinations or derivatives thereof, wherein the organic ammonium cation is CH 3 NH 3 , (C n H 2n + 1 ) x NH 4 -x , ((C n H 2n + 1 ) y NH 3 -y ) (CH 2 ) m NH 3 , (C n F 2n + 1 ) x NH 4-x , ((C n F 2n + 1 ) y NH 3 -y ) (CH 2 ) m NH 3 , and combinations or derivatives thereof, n and m may each be an integer of 1 to 100, x may be an integer of 1 to 3, and y may be 1 or 2.

더욱 바람직하게는, 상기 페로브스카이트 나노결정의 크기는 1 내지 990 nm일 수 있다.More preferably, the size of the perovskite nanocrystals may be 1 to 990 nm.

더욱 바람직하게는, 상기 발광층은 패턴이 형성된 자기조립 고분자와 상기 페로브스카이트 나노결정층 사이에 상기 자기조립 고분자를 감싸는 유기물층을 더 포함할 수 있다.More preferably, the light emitting layer may further include an organic layer surrounding the self-assembled polymer between the patterned self-assembled polymer and the perovskite nanocrystal layer.

더욱 바람직하게는, 상기 유기물층에 사용되는 유기물은 PEO(Polyethylene oxide), PS(Polystyrene), PCL(Polycaprolactone), PAN(Polyacrylonitrile), PMMA(Poly(methyl methacrylate)), PDVB(Polydivinylbenzene), 폴리이미드(Polyimide), 폴리티오펜, 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), PVDF(Poly(vinylidene fluoride)), PVK(Poly(n-vinylcarbazole)), PVC(Polyvinylchloride) 및 이들의 유도체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나, 또는 2종 이상의 혼합물일 수 있다.More preferably, the organic material used in the organic material layer is polyethylene oxide (PEO), polystyrene (PS), polycaprolactone (PCL), polyacrylonitrile (PAN), poly (methyl methacrylate) (PMMA), polydivinylbenzene (PDVB), polyimide ( Polyimide), polythiophene, polyaniline, polypyrrole, poly (3,4-ethylenedioxythiophene), polyvinyllidene fluoride (PVDF), poly (n-vinylcarbazole) (PVK), polyvinylchloride (PVC) and derivatives thereof It may be any one selected from the group consisting of, or a mixture of two or more thereof.

더욱 바람직하게는, 상기 유기물층의 두께는 1~20 nm일 수 있다.More preferably, the thickness of the organic material layer may be 1 ~ 20 nm.

또한, 상기 제2 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은In addition, in order to achieve the second object, the present invention

발광층 도포용 부재 상에 자기조립 고분자 패턴을 형성하는 단계(S100);Forming a self-assembled polymer pattern on the light emitting layer coating member (S100);

제조된 자기조립 고분자 패턴 내에 페로브스카이트 나노결정층을 형성시켜 발광층을 제조하는 단계(S200); 및Forming a light emitting layer by forming a perovskite nanocrystal layer in the prepared self-assembled polymer pattern (S200); And

상기 발광층을 열처리하는 단계(S300)를 포함하는 Heat-treating the light emitting layer (S300)

상기 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층의 제조방법을 제공한다.It provides a method for producing the self-assembled polymer-perovskite emitting layer.

더욱 바람직하게는, 상기 S100 단계에서 자기조립 고분자 패턴을 형성한 후에, 패턴이 형성된 자기조립 고분자 상에 유기물층을 형성하는 단계(S150)를 추가로 수행할 수 있다.More preferably, after forming the self-assembled polymer pattern in the step S100, it may be further performed to form an organic material layer on the patterned self-assembled polymer (S150).

더욱 바람직하게는, 상기 페로브스카이트 나노결정층을 형성시키는 방법은 More preferably, the method of forming the perovskite nanocrystal layer is

페로브스카이트 용액을 준비하는 단계; 및Preparing a perovskite solution; And

용액 공정을 이용하여 상기 페로브스카이트 용액을 자기조립 고분자 패턴내에 도포하여 코팅시킴으로써 페로브스카이트 나노결정층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.The perovskite solution may be formed by applying and coating the perovskite solution into a self-assembled polymer pattern using a solution process to form a perovskite nanocrystal layer.

더욱 바람직하게는, 상기 페로브스카이트 용액은, 페로브스카이트가 녹아있는 제1 용액 또는 페로브스카이트 나노결정입자가 분산되어 있는 제2 용액일 수 있다.More preferably, the perovskite solution may be a first solution in which perovskite is dissolved or a second solution in which perovskite nanocrystalline particles are dispersed.

더욱 바람직하게는, 상기 제1 용액은 비양성자성 용매에 AX와 A'X 중 하나 이상과, BX2 (상기 A, A', B 및 X는 제5항에 정의된 바와 같음)를 혼합하여 형성될 수 있다.More preferably, the first solution is a mixture of one or more of AX and A'X and BX 2 (wherein A, A ', B and X are as defined in claim 5) in an aprotic solvent Can be formed.

더욱 바람직하게는, 상기 제2 용액은 재결정 방법 또는 핫-인젝션(hot-injection) 방법을 사용하여 제조될 수 있다.More preferably, the second solution can be prepared using a recrystallization method or a hot-injection method.

더욱 바람직하게는, 상기 페로브스카이트 나노결정층이 자기조립 고분자의 패턴 높이를 벗어나 고분자 패턴 상에 형성되는 경우에는, 상기 고분자 패턴 상에 형성된 페로브스카이트 나노결정층을 제거하는 단계(S250)를 추가로 수행할 수 있다.More preferably, when the perovskite nanocrystal layer is formed on the polymer pattern outside the pattern height of the self-assembled polymer, removing the perovskite nanocrystal layer formed on the polymer pattern (S250). ) Can be performed further.

더욱 바람직하게는, 상기 페로브스카이트 나노결정층을 제거하는 단계는, 페로브스카이트 나노결정을 용해시키는 용매를 이용하여 자기조립 고분자 패턴 상부에 위치한 페로브스카이트 나노결정층만을 녹여낸 후 스핀 코팅으로 제거함으로써 수행될 수 있다.More preferably, the step of removing the perovskite nanocrystal layer, using only a solvent for dissolving the perovskite nanocrystals dissolved only the perovskite nanocrystal layer located on the self-assembled polymer pattern spin and then spin By removing with a coating.

나아가, 상기 제3 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은Furthermore, in order to achieve the third object, the present invention

부재 상에 자기조립 고분자 패턴을 형성하는 단계(S100);Forming a self-assembled polymer pattern on the member (S100);

제조된 자기조립 고분자 패턴 내에 페로브스카이트 나노결정층을 형성시켜 페로브스카이트 나노패턴을 제조하는 단계(S200); 및Preparing a perovskite nanopattern by forming a perovskite nanocrystal layer in the prepared self-assembled polymer pattern (S200); And

상기 페로브스카이트 나노패턴을 열처리하는 단계(S300)를 포함하는Heat-treating the perovskite nanopattern (S300)

페로브스카이트 박막의 패터닝 방법을 제공한다.Provided is a method of patterning a perovskite thin film.

또한 바람직하게는, 상기 S200 단계에서 페로브스카이트 나노패턴이 형성된 후 자기조립 고분자를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.Also preferably, after the perovskite nanopattern is formed in step S200 may further comprise the step of removing the self-assembled polymer.

또한, 상기 제4 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 상기 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층을 포함하는, 발광 다이오드(light-emitting diode), 발광 트랜지스터(light-emitting transistor), 레이저(laser) 및 편광(polarized) 발광 소자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 발광소자를 제공한다.In addition, in order to achieve the fourth object, the present invention comprises a light-emitting diode, a light-emitting transistor, a laser comprising the self-assembled polymer-perovskite light emitting layer And a light emitting element selected from the group consisting of polarized light emitting elements.

본 발명에 따른 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층은 페로브스카이트 나노결정들을 자기조립 고분자 패턴 내에 속박함으로써 발광 소자의 발광 파장을 고에너지 쪽으로 이동시킬 수 있고, 양자발광효율 및 휘도를 향상시키며, 상기 자기조립 고분자가 페로브스카이트 나노결정층 사이의 이온 이동 현상을 막아줄 수 있으므로 안정성을 향상시킬 수 있다. 또한, 자기조립 고분자가 형성하는 다양한 패턴을 이용하여 페로브스카이트 나노결정층을 원하는 형태 및 나노미터 크기 영역으로 패터닝할 수 있다.The self-assembled polymer-perovskite light emitting layer according to the present invention can shift the emission wavelength of the light emitting device toward high energy by binding the perovskite nanocrystals into the self-assembled polymer pattern, and improves the quantum luminous efficiency and brightness. In addition, the self-assembling polymer may prevent ion migration between the perovskite nanocrystal layers, thereby improving stability. In addition, the perovskite nanocrystal layer may be patterned into a desired shape and nanometer size region by using various patterns formed by the self-assembled polymer.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층에 포함된 페로브스카이트 나노결정의 결정구조를 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층의 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층의 제조방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 상에 자기조립 고분자 패턴을 형성하는 과정을 나타내는 모식도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층의 제조방법을 나타내는 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 상에 형성된 자기조립 고분자 패턴 상에 유기물층을 형성하는 과정을 나타내는 모식도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 상에 형성된 자기조립 고분자 패턴내에 페로브스카이트 나노결정층을 형성하는 과정을 나타내는 모식도이다.
도 9는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 기판 상에 형성된 자기조립 고분자 패턴내에 페로브스카이트 나노결정층을 형성하는 과정을 나타내는 모식도이다.
도 10은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층의 제조방법을 나타내는 순서도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층을 포함하는 발광소자(정구조)를 나타내는 모식도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층을 포함하는 발광소자(정구조)를 나타내는 모식도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층을 포함하는 발광소자(역구조)를 나타내는 모식도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 웨이퍼 기판 상에 형성된 PS-b-PMMA 자기조립 고분자 박막의 표면을 나타내는 전자주사현미경(SEM) 사진이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 ITO/ZnO 기판 상에 형성된 PS-b-PMMA 자기조립 고분자 박막의 표면을 나타내는 전자주사현미경(SEM) 사진이다.
도 16은 본 발명의 일 비교예에 따른 기판 상에 자기조립 고분자 패턴이 없이 형성된 페로브스카이트 박막을 나타내는 모식도이다.
도 17은 본 발명의 일 실험예에 따른 자기조립 고분자 패턴의 유무에 대한 페로브스카이트 나노결정의 광발광 특성을 나타내는 그래프이다.
도 18은 본 발명에서 사용되는 자기조립 고분자가 조성에 따라 가질 수 있는 구조를 나타내는 도면이다.
1 is a schematic diagram of a self-assembled polymer-perovskite light emitting layer according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a schematic diagram showing the crystal structure of the perovskite nanocrystals contained in the self-assembled polymer-perovskite light emitting layer according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram of a self-assembled polymer-perovskite light emitting layer according to another embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a self-assembled polymer-perovskite light emitting layer according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic diagram showing a process of forming a self-assembled polymer pattern on a substrate according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a self-assembled polymer-perovskite light emitting layer according to another embodiment of the present invention.
7 is a schematic diagram illustrating a process of forming an organic material layer on a self-assembled polymer pattern formed on a substrate according to an embodiment of the present invention.
8 is a schematic diagram illustrating a process of forming a perovskite nanocrystal layer in a self-assembled polymer pattern formed on a substrate according to an embodiment of the present invention.
9 is a schematic diagram illustrating a process of forming a perovskite nanocrystal layer in a self-assembled polymer pattern formed on a substrate according to another embodiment of the present invention.
10 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a self-assembled polymer-perovskite light emitting layer according to another embodiment of the present invention.
11 is a schematic diagram showing a light emitting device (regular structure) including a self-assembled polymer-perovskite light emitting layer according to an embodiment of the present invention.
12 is a schematic diagram showing a light emitting device (regular structure) including a self-assembled polymer-perovskite light emitting layer according to another embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a schematic view showing a light emitting device (inverse structure) including a self-assembled polymer-perovskite light emitting layer according to another embodiment of the present invention.
14 is an electron scanning microscope (SEM) photograph showing the surface of the PS-b-PMMA self-assembled polymer thin film formed on a silicon wafer substrate according to an embodiment of the present invention.
15 is an electron scanning microscope (SEM) photograph showing the surface of the PS-b-PMMA self-assembled polymer thin film formed on the ITO / ZnO substrate according to another embodiment of the present invention.
16 is a schematic diagram showing a perovskite thin film formed without a self-assembled polymer pattern on a substrate according to a comparative example of the present invention.
17 is a graph showing the photoluminescence characteristics of the perovskite nanocrystals with or without the self-assembled polymer pattern according to an experimental example of the present invention.
18 is a view showing a structure that the self-assembled polymer used in the present invention may have a composition.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다. While the invention allows for various modifications and variations, specific embodiments thereof are illustrated by way of example in the drawings and will be described in detail below. However, it is not intended to be exhaustive or to limit the invention to the precise forms disclosed, but rather the invention includes all modifications, equivalents, and alternatives consistent with the spirit of the invention as defined by the claims.

층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. When an element such as a layer, region or substrate is referred to as being on another component "on", it will be understood that it may be directly on another element or there may be an intermediate element in between. .

비록 제1, 제2 등의 용어가 여러 가지 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이러한 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들은 이러한 용어에 의해 한정되어서는 안 된다는 것을 이해할 것이다.Although the terms first, second, etc. may be used to describe various elements, components, regions, layers, and / or regions, such elements, components, regions, layers, and / or regions It will be understood that it should not be limited by these terms.

본 명세서에 있어서, "페로브스카이트 나노결정층"은 페로브스카이트 전구체 용액을 도포하여 형성된 나노결정 또는 페로브스카이트 나노결정입자가 분산된 용액을 도포하여 형성된 나노결정입자로 구성된다.In the present specification, the "perovskite nanocrystal layer" is composed of nanocrystalline particles formed by applying a solution in which nanocrystals or perovskite nanocrystal particles formed by applying a perovskite precursor solution are dispersed.

본 명세서에 있어서, "페로브스카이트 나노결정"은 페로브스카이트 전구체 용액이 코팅시 결정화되어 형성되는 물질로서, 상기 나노결정은 나노결정입자도 포함되며, 나노결정입자 단독만을 지칭할 때에는 "나노결정입자"로 표현할 수 있다.In the present specification, "perovskite nanocrystals" is a material formed by crystallization when the perovskite precursor solution is coated, the nanocrystals include nanocrystalline particles, when referring to the nanocrystalline particles alone " Nanocrystalline particles ".

본 명세서에 있어서, "페로브스카이트 나노결정입자"는 용매에 분산되어 있는, 페로브스카이트 나노결정으로 이루어진 코어 표면에 리간드가 결합된 입자를 의미한다.In the present specification, "perovskite nanocrystalline particles" refers to particles having a ligand bound to a core surface composed of perovskite nanocrystals, which are dispersed in a solvent.

본 명세서에 있어서, "발광 소자"는 발광 다이오드, 발광 트랜지스터(light-emitting transistor), 레이저(laser), 편광(polarized) 발광 소자 등 발광이 일어나는 소자를 모두 포함할 수 있다.In the present specification, the "light emitting device" may include all devices in which light emission occurs, such as a light emitting diode, a light-emitting transistor, a laser, and a polarized light emitting device.

자기조립 고분자-Self-Assembly Polymers 페로브스카이트Perovskite 발광층Light emitting layer

본 발명은 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층을 제공한다.The present invention provides a self-assembled polymer-perovskite light emitting layer.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층의 모식도이다.1 is a schematic diagram of a self-assembled polymer-perovskite light emitting layer according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층(40)은 발광층 도포용 부재(10) 상에 형성될 수 있으며, 패턴을 형성하는 자기조립 고분자(11)와, 상기 자기조립 고분자(11)의 패턴 내부에 형성된 페로브스카이트 나노결정층(12)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the self-assembled polymer-perovskite emitting layer 40 according to the present invention may be formed on the light emitting layer applying member 10, and the self-assembled polymer 11 forming a pattern. The perovskite nanocrystal layer 12 formed in the pattern of the self-assembled polymer 11 is included.

본 발명에 따른 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층에 있어서, 상기 자기조립 고분자(11)는 두 가지 이상의 고분자로 구성되며, 상기 두 가지 이상의 고분자가 사슬 한쪽 끝을 통하여 공유결합으로 연결된 특이한 유형의 고분자로서, 상기 고분자 내의 분자들이 분자간 상호작용에 의해 자발적으로 나노 크기 수준에서 큐빅 스피어(cubic sphere), 실린더(cylinder), 자이로이드(gyroid), 라멜라(lamella) 또는 이들의 조합 형태의 주기적인 구조를 발현할 수 있다. 큐빅 스피어(cubic sphere), 실린더(cylinder), 자이로이드(gyroid), 라멜라(lamella) 또는 이들의 조합 형태의 구조로 발현된 자기조립 고분자 중에서 특정 고분자를 제거함으로써, 주기적인 패턴들을 형성할 수 있으며, 상기 패턴들은 페로브스카이트 나노결정들을 속박함으로써 페로브스카이트 소재의 발광 효율을 향상시킬 수 있고, 상기 페로브스카이트 결정 사이의 이온 이동 현상을 차단할 수 있으므로, 안정성을 향상시킬 수 있고, 발광 다이오드의 발광 파장을 고에너지 쪽으로 이동시킬 수 있으며, 양자발광효율 및 휘도를 향상시킬 수 있다.In the self-assembling polymer-perovskite emitting layer according to the present invention, the self-assembling polymer 11 is composed of two or more polymers, and the two or more polymers are of a specific type covalently linked through one end of a chain. As a polymer, periodic structures in the form of cubic spheres, cylinders, gyroids, lamellas, or combinations thereof at the nanoscale level spontaneously by molecules in the polymer Can be expressed. Periodic patterns can be formed by removing specific polymers from self-assembled polymers expressed in the form of cubic spheres, cylinders, gyroids, lamellas, or combinations thereof. The patterns may improve luminous efficiency of the perovskite material by binding the perovskite nanocrystals, and may block ion migration between the perovskite crystals, thereby improving stability. The light emission wavelength of the light emitting diode can be shifted toward high energy, and the quantum light emitting efficiency and luminance can be improved.

일반적으로, 양자구속효과(quantum confinement effect)가 없는 페로브스카이트의 경우에는 엑시톤 결합 에너지(exciton binding energy)가 수십 meV 정도로 낮기 때문에, 엑시톤이 상온에서 쉽게 분리되어 발광 효율이 감소한다는 단점이 있다. 그런데, 자기조립 고분자 패턴 내에 페로브스카이트 결정이 공간적으로 속박됨으로써 양자구속효과가 발생하게 된다면, 엑시톤 결합 에너지가 증가하게 되고, 그에 따라 엑시톤이 상온에서도 잘 분리되지 않게 되어, 페로브스카이트 발광층의 광발광 효율과 페로브스카이트 발광 다이오드의 전기발광효율 및 휘도가 향상될 수 있다. In general, in the case of the perovskite without the quantum confinement effect, since the exciton binding energy is as low as several tens of meV, the excitons are easily separated at room temperature, thereby reducing the luminous efficiency. . However, if the quantum binding effect is generated by spatially confining the perovskite crystal in the self-assembled polymer pattern, the exciton binding energy is increased, and thus the exciton is hardly separated even at room temperature, so that the perovskite emitting layer Photoluminescence efficiency and electroluminescence efficiency and brightness of the perovskite light emitting diode can be improved.

이러한 자기조립 고분자(11)로는 PEO(Polyethylene oxide), PS(Polystyrene), PCL(Polycaprolactone), PAN(Polyacrylonitrile), PMMA(Poly(methyl methacrylate)), PDMS (Poly dimethylsiloxane), 폴리이미드(Polyimide), PVDF(Poly(vinylidene fluoride)), PVK(Poly(n-vinylcarbazole)), PVC(Polyvinylchloride), 및 이들 각각의 유도체들로 이루어지는 군으로부터 선택된 2종 이상의 고분자로 이루어진 랜덤 공중합체(random copolymer), 교대 공중합체(alternating copolymer), 블록 공중합체(block copolymer) 또는 그래프트 공중합체(graft copolymer)를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Such self-assembled polymers 11 include polyethylene oxide (PEO), polystyrene (PS), polycaprolactone (PCL), polyacrylonitrile (PAN), poly (methyl methacrylate) (PMMA), poly dimethylsiloxane (PDMS), polyimide (Polyimide), Random copolymer, alternating, consisting of two or more polymers selected from the group consisting of polyvinyllidene fluoride (PVDF), poly (n-vinylcarbazole) (PVK), polyvinylchloride (PVC), and derivatives thereof An alternating copolymer, a block copolymer, or a graft copolymer may be used, but is not limited thereto.

상기 자기조립 고분자는 형성시키려는 발광층의 두께에 따라 단층 또는 2층 이상의 다층으로 구성될 수 있다.The self-assembled polymer may be composed of a single layer or a multilayer of two or more layers depending on the thickness of the light emitting layer to be formed.

본 발명에 따른 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층에 있어서, 상기 자기조립 고분자(11)의 패턴은 전술한 바와 같이, 큐빅 스피어(cubic sphere), 실린더(cylinder), 자이로이드(gyroid), 라멜라(lamella) 또는 이들의 조합 형태의 구조로 발현된 2종 이상의 고분자의 공중합체에서 특정 조성의 고분자를 제거함으로써 형성될 수 있다.In the self-assembled polymer-perovskite emitting layer according to the present invention, the pattern of the self-assembled polymer 11 is as described above, cubic sphere (cybic), cylinder (cylinder), gyroid (gyroid), lamellae It may be formed by removing a polymer of a specific composition from a copolymer of two or more polymers expressed in a structure of a lamellar or a combination thereof.

이때, 형성된 상기 자기조립 고분자 패턴의 너비는 5~100 nm인 것이 바람직하며, 5~30 nm인 것이 더욱 바람직하다. 만일, 상기 고분자 패턴의 너비가 5 nm 미만인 경우에는 열역학적 한계에 의해 상이 형성되지 않는 문제가 있고, 100 nm를 초과하는 경우에는 블록공중합체의 이동성(mobility)이 떨어져 상이 형성되지 않는 문제가 있다.At this time, the width of the formed self-assembled polymer pattern is preferably 5 ~ 100 nm, more preferably 5 ~ 30 nm. If the width of the polymer pattern is less than 5 nm, there is a problem in that no phase is formed due to a thermodynamic limit. If the width of the polymer pattern is more than 100 nm, there is a problem in that the mobility of the block copolymer is poor and the phase is not formed.

본 발명에 따른 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층에 있어서, 상기 페로브스카이트 나노결정층(12)을 구성하는 페로브스카이트 나노결정은 발광층을 형성하는 발광체로서, 유기 용매에 분산이 가능한 유무기 하이브리드 페로브스카이트 또는 금속 할라이드 페로브스카이트의 나노결정 또는 콜로이달 나노입자를 포함할 수 있다. In the self-assembled polymer-perovskite light emitting layer according to the present invention, the perovskite nanocrystals constituting the perovskite nanocrystal layer 12 are light emitters forming the light emitting layer, which can be dispersed in an organic solvent. Nanocrystalline or colloidal nanoparticles of organic-inorganic hybrid perovskite or metal halide perovskite.

이러한 상기 페로브스카이트 나노결정은 ABX3 또는 A'2An-1BX3n+1(n은 1 내지 100의 정수)의 구조를 포함하고, 상기 A 및 A'는 각각 유기암모늄 이온, 유기 포스포늄 이온 또는 알칼리 금속 이온이고, 상기 B는 전이 금속, 희토류 금속, 알칼리 토금속, 유기물, 무기물, 암모늄 또는 이들의 조합이고, 상기 X는 할로겐 이온 또는 서로 다른 할로겐 이온의 조합일 수 있다. 이때, 상기 A'의 이온반지름은 상기 A의 이온 반지름보다 크다. 이때, 상기 B가 유기물인 경우에는 A 또는 A'와 동일할 수도 있고, 다른 유기암모늄 이온, 유기 포스포늄 이온, 알칼리 금속 이온 또는 기타 유기물일 수 있다.The perovskite nanocrystals comprise a structure of ABX 3 or A ′ 2 A n-1 BX 3n + 1 (n is an integer of 1 to 100), wherein A and A ′ are organoammonium ions, organic Phosphonium ions or alkali metal ions, B is a transition metal, a rare earth metal, an alkaline earth metal, an organic substance, an inorganic substance, ammonium or a combination thereof, and X may be a halogen ion or a combination of different halogen ions. At this time, the ion radius of the A 'is larger than the ion radius of the A. In this case, when B is an organic material, it may be the same as A or A ', and other organic ammonium ions, organic phosphonium ions, alkali metal ions, or other organic materials.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 페로브스카이트 나노결정은 금속 할라이드 페로브스카이트일 수 있으며, 상기 금속 할라이드 페로브스카이트의 결정구조는 도 2에 나타낸 바와 같이, 중심 금속(B)을 가운데에 두고, 면심입방구조(face centered cubic; FCC)로 할로겐 원소(X)가 육면체의 모든 표면에 6개가 위치하고, 체심입방구조(body centered cubic; BCC)로 A 또는 A'(유기 암모늄, 유기 포스포늄 또는 알칼리 금속)이 육면체의 모든 꼭짓점에 8개가 위치한 구조를 형성하고 있다. 이때 육면체의 모든 면이 90°를 이루며, 가로길이와 세로길이 및 높이길이가 같은 정육면체(cubic) 구조뿐만 아니라 가로길이와 세로길이는 같으나 높이 길이가 다른 정방정계(tetragonal) 구조를 포함한다.More specifically, the perovskite nanocrystals may be a metal halide perovskite, and the crystal structure of the metal halide perovskite is shown in FIG. 2 with the central metal (B) in the center. , 6 halogen elements (X) are located on all surfaces of the cube with face centered cubic (FCC), and A or A '(organic ammonium, organic phosphonium or Alkali metal) forms a structure where eight are located at all vertices of the cube. At this time, all sides of the cube form 90 °, and include a cubic structure having the same horizontal length, vertical length, and height, as well as tetragonal structures having the same horizontal length and vertical length but different height lengths.

상기 유기암모늄은 아미디늄계(amidinium group) 유기이온 또는 유기 암모늄 양이온이고, 상기 아미디늄계 유기이온은 포름아미디늄(formamidinium, CH(NH2)2) 이온,아세트아미디늄(acetamidinium, (CH3)C(NH2)2) 이온, 구아미디늄(Guamidinium, C(NH2)3) 이온, (CnH2n + 1)(C(NH2)2) 또는 (CnF2n + 1)(C(NH2)2) 및 이들의 조합 또는 유도체이고, 상기 유기 암모늄 양이온은 CH3NH3, (CnH2n + 1)xNH4 -x, ((CnH2n + 1)yNH3 -y)(CH2)mNH3, (CnF2n+1)xNH4-x, ((CnF2n+1)yNH3-y)(CH2)mNH3, 및 이들의 조합 또는 유도체일 수 있다.(n 및 m은 각각 1~100의 정수, x는 1~3의 정수, 및 y는 1 또는 2임)The organoammonium is an amidinium group organic ion or an organic ammonium cation, and the amidinium-based organic ion is formamidinium (CH (NH 2 ) 2 ) ion, acetamidinium, ( CH 3 ) C (NH 2 ) 2 ) ion, guamidinium (C (NH 2 ) 3 ) ion, (C n H 2n + 1 ) (C (NH 2 ) 2 ) or (C n F 2n + 1 ) (C (NH 2 ) 2 ) and combinations or derivatives thereof, wherein the organic ammonium cation is CH 3 NH 3 , (C n H 2n + 1 ) x NH 4 -x , ((C n H 2n + 1 ) y NH 3 -y ) (CH 2 ) m NH 3 , (C n F 2n + 1 ) x NH 4-x , ((C n F 2n + 1 ) y NH 3-y ) (CH 2 ) m NH 3 , and combinations or derivatives thereof (n and m are each an integer of 1 to 100, x is an integer of 1 to 3, and y is 1 or 2).

상기 전이 금속은 Ge, Sn 또는 Pb이고, 상기 희토류 금속은 Eu 또는 Yb이고, 상기 알칼리 토금속은 Ca 또는 Sr일 수 있다. 또한, 상기 X는 Cl, Br, I 또는 이들의 조합일 수 있다.The transition metal may be Ge, Sn or Pb, the rare earth metal may be Eu or Yb, and the alkaline earth metal may be Ca or Sr. In addition, X may be Cl, Br, I or a combination thereof.

상기 페로브스카이트 나노결정은 유기 용매에 용해 또는 분산이 가능하며, 이때의 유기 용매는 양성자성 용매 또는 비양성자성 용매일 수 있다.The perovskite nanocrystals may be dissolved or dispersed in an organic solvent, and the organic solvent may be a protic solvent or an aprotic solvent.

예를 들어, 상기 양성자성 용매는 메탄올, 에탄올, 이소프로필알콜, tert-부탄올 및 포름산 중에서 선택될 수 있고, 상기 비양성자성 용매는 다이메틸포름아마이드, 다이메틸설폭사이드, 자일렌, 톨루엔, 헥산, 사이클로헥센, 감마 부티로락톤, N-메틸피롤리돈(N-methylpyrrolidone) 및 다이클로로에틸렌, 트라이클로로에틸렌, 클로로포름, 클로로벤젠 및 다이클로로벤젠 중에서 선택될 수 있다.For example, the protic solvent may be selected from methanol, ethanol, isopropyl alcohol, tert-butanol and formic acid, and the aprotic solvent is dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, xylene, toluene, hexane , Cyclohexene, gamma butyrolactone, N-methylpyrrolidone and dichloroethylene, trichloroethylene, chloroform, chlorobenzene and dichlorobenzene.

또한, 상기 페로브스카이트 나노결정은 구형, 원기둥, 타원기둥 또는 다각기둥 형태일 수 있다.In addition, the perovskite nanocrystals may be in the form of a spherical, cylindrical, elliptical cylinder or polygonal cylinder.

또한, 상기 페로브스카이트 나노결정의 밴드갭 에너지는 1 eV 내지 5 eV일 수 있다.In addition, the band gap energy of the perovskite nanocrystals may be 1 eV to 5 eV.

또한, 상기 페로브스카이트 나노결정의 발광 파장은 200nm 내지 1300nm일 수 있다.In addition, the emission wavelength of the perovskite nanocrystals may be 200nm to 1300nm.

또한, 상기 페로브스카이트 나노결정의 크기는 1 내지 990 nm일 수 있다. 만일 페로브스카이트 나노결정의 크기가 990 nm를 초과할 경우 큰 나노결정 안에서 열적 이온화 및 전하 운반체의 비편재화에 의해서 엑시톤이 발광으로 가지 못하고 자유 전하로 분리되어 소멸되는 근본적인 문제가 있을 수 있다.In addition, the size of the perovskite nanocrystals may be 1 to 990 nm. If the size of the perovskite nanocrystals exceeds 990 nm, there may be a fundamental problem that excitons do not go into luminescence but are separated into free charges and disappear due to thermal ionization and delocalization of charge carriers in large nanocrystals.

한편, 상기 페로브스카이트 나노결정은 표면을 둘러싸는 복수개의 유기리간드들(미도시)을 더 포함할 수 있다.On the other hand, the perovskite nanocrystals may further include a plurality of organic ligands (not shown) surrounding the surface.

상기 유기리간드는 알킬할라이드 또는 유기산을 포함할 수 있다.The organic ligands may include alkyl halides or organic acids.

상기 알킬할라이드는 알킬(alkyl)-X의 구조일 수 있다. 이때의 X에 해당하는 할로겐 원소는 Cl, Br 또는 I 등을 포함할 수 있다. 또한, 이때의 알킬 구조에는 CnH2n +1의 구조를 가지는 비고리형 알킬(acyclic alkyl), CnH2n + 1OH 등의 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), 페닐 암모늄(phenyl ammonium) 또는 플루오린 암모늄(fluorine ammonium)을 포함할 수 있지만 이것으로 제한되는 것은 아니다.The alkyl halide may be a structure of alkyl-X. In this case, the halogen element corresponding to X may include Cl, Br, or I. In this case, the alkyl structure includes primary alcohols and secondary alcohols having a structure such as acyclic alkyl having a structure of C n H 2n +1 , C n H 2n + 1 OH, and the like. Tertiary alcohol, alkylamine with alkyl-N structure (ex. Hexadecyl amine, 9-Octadecenylamine 1-Amino-9-octadecene (C 19 H 37 N)), p-substituted aniline (p-substituted aniline), phenyl ammonium or fluorine ammonium, but is not limited thereto.

상기 유기산은 4,4'-아조비스(4-시아노팔레릭 에시드) (4,4'-Azobis(4-cyanovaleric acid)), 아세틱 에시드(Acetic acid), 5-마이노살리클릭 에시드(5-Aminosalicylic acid), 아크리릭 에시드(Acrylic acid), L-아스펜틱 에시드(L-Aspentic acid), 6-브로헥사노익 에시드(6-Bromohexanoic acid), 프로모아세틱 에시드(Bromoacetic acid), 다이클로로 아세틱 에시드(Dichloro acetic acid), 에틸렌디아민테트라아세틱 에시드(Ethylenediaminetetraacetic acid), 이소부티릭 에시드 (Isobutyric acid), 이타코닉 에시드(Itaconic acid), 말레익 에시드(Maleic acid), r-말레이미도부틸릭 에시드(r-Maleimidobutyric acid), L-말릭 에시드(L-Malic acid), 4-나이트로벤조익 에시드(4-Nitrobenzoic acid), 1-파이렌카르복실릭 에시드(1-Pyrenecarboxylic acid) 또는 올레익 에시드(oleic acid)를 포함할 수 있다.The organic acid may be 4,4'-azobis (4-cyanopaleric acid) (4,4'-Azobis (4-cyanovaleric acid)), acetic acid (Acetic acid), 5-minosalicyclic acid ( 5-Aminosalicylic acid, Acrylic acid, L-Aspentic acid, 6-Brohexahexanoic acid, 6-Bromohexanoic acid, Promoacetic acid, Dichloro Dichloro acetic acid, Ethylenediaminetetraacetic acid, Isobutyric acid, Itaconic acid, Maleic acid, Maleic acid, r-maleimidobutyl R-Maleimidobutyric acid, L-Malic acid, 4-nitrobenzoic acid, 1-pyrenecarboxylic acid or oleic It may include an acid (oleic acid).

한편, 본 발명에 따른 발광층은 도 3에 나타낸 바와 같이, 패턴이 형성된 자기조립 고분자(11)와 상기 페로브스카이트 나노결정층(12) 사이에 상기 자기조립 고분자(11)를 감싸는 유기물층(13)을 더 포함할 수 있다.On the other hand, the light emitting layer according to the present invention, as shown in Figure 3, the organic material layer 13 surrounding the self-assembled polymer 11 between the patterned self-assembled polymer 11 and the perovskite nanocrystalline layer 12 ) May be further included.

상기 유기물층(13)은 자기조립 고분자(11)의 패턴의 너비가 너무 넓은 경우, 상기 너비를 줄이기 위해 자기조립 고분자(11) 상에 코팅될 수 있다.When the width of the pattern of the self-assembled polymer 11 is too wide, the organic layer 13 may be coated on the self-assembled polymer 11 to reduce the width.

상기 유기물층(13)은 자기조립 고분자와 동일한 조성의 고분자를 사용할 수도 있고, 다른 고분자를 사용할 수도 있다. 일례로, 상기 유기물층에 사용되는 유기물은 PEO(Polyethylene oxide), PS(Polystyrene), PCL(Polycaprolactone), PAN(Polyacrylonitrile), PMMA(Poly(methyl methacrylate)), PDVB(Polydivinylbenzene), 폴리이미드(Polyimide), 폴리티오펜, 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), PVDF(Poly(vinylidene fluoride)), PVK(Poly(n-vinylcarbazole)), PVC(Polyvinylchloride) 및 이들의 유도체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나, 또는 2종 이상의 혼합물일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The organic layer 13 may use a polymer having the same composition as the self-assembled polymer, or may use another polymer. For example, the organic material used in the organic material layer is polyethylene oxide (PEO), polystyrene (PS), polycaprolactone (PCL), polyacrylonitrile (PAN), poly (methyl methacrylate) (PMMA), polydivinylbenzene (PDVB), and polyimide (Polyimide). , Polythiophene, polyaniline, polypyrrole, poly (3,4-ethylenedioxythiophene), polyvinyllidene fluoride (PVDF), poly (n-vinylcarbazole) (PVK), polyvinylchloride (PVC) and derivatives thereof It may be any one selected from the group, or a mixture of two or more, but is not limited thereto.

상기 유기물층(13)은 당업계에서 사용하는 증착 방법으로 상기 자기조립 고분자 패턴 상에 형성할 수 있으며, 일례로, 상기 화학 기상 증착 방법(chemical vapor deposition, CVD) 또는 열 증착 방법(thermal deposition)을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The organic layer 13 may be formed on the self-assembled polymer pattern by a deposition method used in the art. For example, the chemical vapor deposition method (chemical vapor deposition, CVD) or thermal deposition method (thermal deposition) Can be used, but is not limited thereto.

상기 유기물층(13)의 두께는 형성된 자기조립 고분자 패턴의 너비에 따라 조절할 수 있으며, 예컨대 1~20 nm일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The thickness of the organic material layer 13 may be adjusted according to the width of the formed self-assembled polymer pattern, for example, may be 1 ~ 20 nm, but is not limited thereto.

자기조립 고분자-Self-Assembly Polymers 페로브스카이트Perovskite 발광층의Emitting layer 제조방법  Manufacturing method

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층의 제조방법을 나타내는 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a self-assembled polymer-perovskite light emitting layer according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층의 제조방법은 4, the method of manufacturing a self-assembled polymer-perovskite light emitting layer of the present invention

발광층 도포용 부재 상에 자기조립 고분자 패턴을 형성하는 단계(S100);Forming a self-assembled polymer pattern on the light emitting layer coating member (S100);

제조된 자기조립 고분자 패턴 내에 페로브스카이트 나노결정층을 형성시켜 발광층을 제조하는 단계(S200); 및Forming a light emitting layer by forming a perovskite nanocrystal layer in the prepared self-assembled polymer pattern (S200); And

상기 발광층을 열처리하는 단계(S300)을 포함한다.And heat-treating the light emitting layer (S300).

이하, 본 발명을 단계별로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described step by step.

먼저, S100 단계는 발광층 도포용 부재 상에 자기조립 고분자 패턴을 형성하는 단계이다.First, step S100 is a step of forming a self-assembled polymer pattern on the light emitting layer coating member.

상기 단계에서는 먼저 발광층 도포용 부재를 준비한다. In this step, first, a light emitting layer coating member is prepared.

상기 발광층 도포용 부재는 기판, 전극, 또는 반도체층일 수 있다. 상기 기판, 전극, 또는 반도체층은 발광 소자에 사용될 수 있는 기판, 전극, 또는 반도체층을 사용할 수 있다. 또한, 상기 발광층 도포용 부재는 기판/전극이 순서대로 적층된 형태 또는 기판/전극/반도체층이 순서대로 적층된 형태일 수 있다. The light emitting layer coating member may be a substrate, an electrode, or a semiconductor layer. The substrate, the electrode, or the semiconductor layer may be a substrate, an electrode, or a semiconductor layer that can be used in the light emitting device. In addition, the light emitting layer coating member may have a form in which substrates / electrodes are sequentially stacked or a form in which substrates / electrodes / semiconductor layers are sequentially stacked.

상기 기판, 전극, 또는 반도체층에 대한 설명은 후술되는 '자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층을 포함하는 발광소자'의 내용을 참고하기로 한다.For the description of the substrate, the electrode, or the semiconductor layer, reference will be made to the contents of the light emitting device including the self-assembled polymer-perovskite emitting layer described below.

다음으로, 상기 발광층 도포용 부재 상에 자기조립 고분자 패턴을 형성한다.Next, a self-assembled polymer pattern is formed on the light emitting layer coating member.

본 발명에서 사용되는 자기조립 고분자는 2종 이상의 고분자가 자기조립 반응을 통하여 발광층 도포용 부재 상에 실린더 형태로 형성되므로, 상기 실린더 형태로 형성된 고분자 중 하나를 제거함으로써 패턴을 형성할 수 있다.In the self-assembled polymer used in the present invention, since two or more kinds of polymers are formed in a cylinder shape on the light emitting layer coating member through a self-assembly reaction, a pattern may be formed by removing one of the polymers formed in the cylinder shape.

일례로서, 도 5에 나타낸 바와 같이, 기판(10) 상에 랜덤 공중합체 박막(11a)을 형성시키고, 상기 랜덤 공중합체 박막(11a) 상에 실린더(cylinder) 형태를 가지는 PS-b-PMMA 블록 공중합체 박막(11b)을 형성시킨 다음, 자기조립을 통해 얻어진 실린더 형태의 블록 공중합체에서 선택적으로 PMMA 실린더 부분 및 PMMA 아래의 랜덤 공중합체 박막까지 식각하여 PS 부분만 남겨진 자기조립 고분자 패턴을 형성할 수 있다.As an example, as shown in FIG. 5, a PS-b-PMMA block having a random copolymer thin film 11a formed on a substrate 10 and having a cylindrical shape on the random copolymer thin film 11a is formed. After the copolymer thin film 11b is formed, the block copolymer in the form of cylinder obtained through self-assembly may be selectively etched to the PMMA cylinder portion and the random copolymer thin film under the PMMA to form a self-assembled polymer pattern in which only the PS portion remains. Can be.

또한, 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 자기조립 고분자 패턴 형성 후에, 패턴이 형성된 자기조립 고분자(11) 상에 유기물층(13)을 형성하는 단계(S150)를 추가로 수행할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 6, after the self-assembled polymer pattern is formed, a step (S150) of forming the organic material layer 13 on the patterned self-assembled polymer 11 may be further performed.

상기 유기물층(13)은 자기조립 고분자(11)의 패턴의 너비가 너무 넓은 경우, 상기 너비를 줄이기 위해 도 7에 나타낸 바와 같이, 자기조립 고분자(11) 상에 코팅될 수 있다.The organic layer 13 may be coated on the self-assembled polymer 11 when the width of the pattern of the self-assembled polymer 11 is too wide, as shown in FIG. 7 to reduce the width.

상기 유기물층(13)은 자기조립 고분자와 동일한 조성의 고분자를 사용할 수도 있고, 다른 고분자를 사용할 수도 있다. 일례로, 상기 유기물층에 사용되는 유기물은 PEO(Polyethylene oxide), PS(Polystyrene), PCL(Polycaprolactone), PAN(Polyacrylonitrile), PMMA(Poly(methyl methacrylate)), PDVB(Polydivinylbenzene), 폴리이미드(Polyimide), 폴리티오펜, 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), PVDF(Poly(vinylidene fluoride)), PVK(Poly(n-vinylcarbazole)), PVC(Polyvinylchloride) 및 이들의 유도체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나, 또는 2종 이상의 혼합물일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The organic layer 13 may use a polymer having the same composition as the self-assembled polymer, or may use another polymer. For example, the organic material used in the organic material layer is polyethylene oxide (PEO), polystyrene (PS), polycaprolactone (PCL), polyacrylonitrile (PAN), poly (methyl methacrylate) (PMMA), polydivinylbenzene (PDVB), and polyimide (Polyimide). , Polythiophene, polyaniline, polypyrrole, poly (3,4-ethylenedioxythiophene), polyvinyllidene fluoride (PVDF), poly (n-vinylcarbazole) (PVK), polyvinylchloride (PVC) and derivatives thereof It may be any one selected from the group, or a mixture of two or more, but is not limited thereto.

상기 유기물층(13)은 당업계에서 사용하는 증착 방법으로 상기 자기조립 고분자 패턴 상에 형성할 수 있으며, 일례로, 상기 화학 기상 증착 방법(chemical vapor deposition, CVD) 또는 열 증착 방법(thermal deposition)을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The organic layer 13 may be formed on the self-assembled polymer pattern by a deposition method used in the art. For example, the chemical vapor deposition method (chemical vapor deposition, CVD) or thermal deposition method (thermal deposition) Can be used, but is not limited thereto.

상기 유기물층(13)의 두께는 형성된 자기조립 고분자 패턴의 너비에 따라 조절할 수 있으며, 예컨대 1~20 nm일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The thickness of the organic material layer 13 may be adjusted according to the width of the formed self-assembled polymer pattern, for example, may be 1 ~ 20 nm, but is not limited thereto.

다음으로, S200 단계는 제조된 자기조립 고분자 패턴 내에 페로브스카이트 나노결정층을 형성시켜 발광층을 제조하는 단계이다.Next, step S200 is a step of forming a light emitting layer by forming a perovskite nanocrystal layer in the prepared self-assembled polymer pattern.

상기 페로브스카이트 나노결정층을 형성시키는 방법은 The method for forming the perovskite nanocrystalline layer

페로브스카이트 용액을 준비하는 단계; 및Preparing a perovskite solution; And

용액 공정을 이용하여 상기 페로브스카이트 용액을 자기조립 고분자 패턴내에 도포하여 코팅시킴으로써 페로브스카이트 나노결정층을 형성하는 단계를 포함한다.Forming a perovskite nanocrystal layer by applying and coating the perovskite solution into a self-assembled polymer pattern using a solution process.

먼저, 페로브스카이트 용액을 준비한다.First, the perovskite solution is prepared.

상기 페로브스카이트 용액은, 페로브스카이트가 녹아있는 제1 용액 또는 페로브스카이트 나노결정입자가 분산되어 있는 제2 용액일 수 있다.The perovskite solution may be a first solution in which perovskite is dissolved or a second solution in which perovskite nanocrystalline particles are dispersed.

상기 제1 용액은 비양성자성 용매에 AX 및 BX2를 일정 비율로 녹여서 형성될 수 있다. 예를 들어, 비양성자성 용매에 AX 및 BX2를 1:1 비율로 녹여서 ABX3 페로브스카이트가 녹아있는 제1 용액을 준비할 수 있다.The first solution may be formed by dissolving AX and BX 2 in a proportion in an aprotic solvent. For example, by dissolving AX and BX 2 in a 1: 1 ratio in an aprotic solvent, ABX 3 A first solution in which perovskite is dissolved can be prepared.

또한, 상기 제1 용액은 비양성자성 용매에 AX와 A'X 중 하나 이상과, BX2를 혼합하여 형성할 수 있다.In addition, the first solution may be formed by mixing at least one of AX and A'X and BX 2 in an aprotic solvent.

이때, 비양성자성 용매는 다이메틸포름아마이드, 다이메틸설폭사이드, 자일렌, 톨루엔, 헥산, 사이클로헥센, 감마 부티로락톤, N-메틸피롤리돈(N-methylpyrrolidone) 및 다이클로로에틸렌, 트라이클로로에틸렌, 클로로포름, 클로로벤젠 및 다이클로로벤젠 중에서 선택될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.At this time, the aprotic solvent is dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, xylene, toluene, hexane, cyclohexene, gamma butyrolactone, N-methylpyrrolidone and dichloroethylene, trichloro It may be selected from ethylene, chloroform, chlorobenzene and dichlorobenzene, but is not limited thereto.

또한, 상기 페로브스카이트는 유무기 하이브리드 페로브스카이트 또는 금속 할라이드 페로브스카이트를 포함하며, 이차원적인 결정구조를 갖는 물질일 수 있다. 예를 들어, 상기 페로브스카이트 나노결정은 ABX3 또는 A'2An-1BX3n+1(n은 1 내지 100의 정수)의 구조를 포함하고, 상기 A 및 A'는 각각 유기암모늄 이온, 유기 포스포늄 이온 또는 알칼리 금속 이온이고, 상기 B는 전이 금속, 희토류 금속, 알칼리 토금속, 유기물, 무기물, 암모늄 또는 이들의 조합이고, 상기 X는 할로겐 이온 또는 서로 다른 할로겐 이온의 조합이다. 이때, 상기 A'의 이온반지름은 상기 A의 이온 반지름보다 크다.In addition, the perovskite includes an organic-inorganic hybrid perovskite or metal halide perovskite, and may be a material having a two-dimensional crystal structure. For example, the perovskite nanocrystals comprise a structure of ABX 3 or A ′ 2 A n-1 BX 3n + 1 (n is an integer from 1 to 100), wherein A and A ′ are organoammonium, respectively. Ions, organic phosphonium ions or alkali metal ions, wherein B is a transition metal, a rare earth metal, an alkaline earth metal, an organic substance, an inorganic substance, ammonium or a combination thereof, and X is a halogen ion or a combination of different halogen ions. At this time, the ion radius of the A 'is larger than the ion radius of the A.

상기 제2 용액은 재결정 방법 또는 핫-인젝션(hot-injection) 방법을 사용하여 제조될 수 있다.The second solution may be prepared using a recrystallization method or a hot-injection method.

상기 재결정 방법은 The recrystallization method

비양성자성(protic) 용매에 페로브스카이트가 녹아있는 제1a 용액과, 양성자성(protic) 또는 비양성자성(aprotic) 용매에 알킬 할라이드 또는 유기산 계면활성제가 녹아있는 제1b 용액을 준비하는 단계; 및Preparing a first a solution in which perovskite is dissolved in an aprotic solvent and a first b solution in which an alkyl halide or organic acid surfactant is dissolved in a protic or aprotic solvent. ; And

상기 제1a 용액을 상기 제1b 용액에 떨어뜨려 페로브스카이트 나노결정입자가 분산된 제2 용액을 제조하는 단계를 포함한다.Dropping the first solution on the first solution to prepare a second solution in which the perovskite nanocrystalline particles are dispersed.

이때, 상기 비양성자성 용매 및 페로브스카이트가 녹아있는 제1a 용액의 제조는 전술한 제1 용액의 제조와 같다.In this case, the preparation of the first a solution in which the aprotic solvent and the perovskite are dissolved is the same as the preparation of the first solution.

이때, 제1b 용액 준비시, 상기 양성자성 용매는 메탄올, 에탄올, 이소프로필알콜, tert-부탄올 및 포름산 중에서 선택될 수 있고, 상기 비양성자성 용매는 다이메틸포름아마이드, 다이메틸설폭사이드, 자일렌, 톨루엔, 헥산, 사이클로헥센, 감마 부티로락톤, N-메틸피롤리돈 및 다이클로로에틸렌, 트라이클로로에틸렌, 클로로포름, 클로로벤젠 및 다이클로로벤젠 중에서 선택될 수 있지만, 이것으로 제한되는 것은 아니다.In this case, when preparing the 1b solution, the protic solvent may be selected from methanol, ethanol, isopropyl alcohol, tert-butanol and formic acid, and the aprotic solvent may be dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, or xylene. , Toluene, hexane, cyclohexene, gamma butyrolactone, N-methylpyrrolidone and dichloroethylene, trichloroethylene, chloroform, chlorobenzene and dichlorobenzene, but are not limited thereto.

또한, 알킬 할라이드 계면활성제는 alkyl-X의 구조일 수 있다. 이때의 X에 해당하는 할로겐 원소는 Cl, Br 또는 I 등을 포함할 수 있다. 또한, 이때의 알킬 구조에는 CnH2n+1의 구조를 가지는 비고리형 알킬(acyclic alkyl), CnH2n+1OH 등의 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.In addition, the alkyl halide surfactant may be of the structure of alkyl-X. In this case, the halogen element corresponding to X may include Cl, Br, or I. In addition, where an alkyl structure, the primary alcohol (primary alcohol) having a structure such as acyclic alkyl (acyclic alkyl), C n H 2n + 1 OH having the structure C n H 2n + 1, the secondary alcohol (secondary alcohol) Tertiary alcohol, alkylamine with alkyl-N structure (ex. Hexadecyl amine, 9-Octadecenylamine 1-Amino-9-octadecene (C 19 H 37 N)), p-substituted aniline (p-substituted aniline) and phenyl ammonium and fluorine ammonium, but are not limited thereto.

한편, 알킬 할라이드 계면활성제 대신에 유기산 계면활성제를 사용할 수 있다.On the other hand, organic acid surfactants may be used instead of alkyl halide surfactants.

예를 들어, 상기 유기산 계면활성제는 4,4'-아조비스(4-시아노팔레릭 에시드)(4,4'-Azobis(4-cyanovaleric acid)), 아세틱에시드(Acetic acid), 5-마이노살리클릭 에시드(5-Aminosalicylic acid), 아크리릭 에시드(Acrylic acid), L-아스펜틱 에시드 (L-Aspentic acid), 6-브로헥사노익 에시드(6-Bromohexanoic acid), 프로모아세틱 에시드(Bromoacetic acid), 다이클로로 아세틱 에시드(Dichloro acetic acid), 에틸렌디아민테트라아세틱 에시드(Ethylenediaminetetraacetic acid), 이소부티릭 에시드(Isobutyric acid), 이타코닉 에시드(Itaconic acid), 말레익 에시드(Maleic acid), r-말레이미도부틸릭 에시드(r-Maleimidobutyric acid), L-말릭 에시드(L-Malic acid), 4-나이트로벤조익 에시드(4-Nitrobenzoic acid), 1-파이렌카르복실릭 에시드(1-Pyrenecarboxylic acid) 또는 올레익 에시드(oleic acid)를 포함할 수 있지만, 이것으로 제한되는 것은 아니다.For example, the organic acid surfactant may be 4,4'-Azobis (4-cyanovaleric acid) (4,4'-Azobis (4-cyanovaleric acid)), acetic acid, 5- 5-Aminosalicylic acid, Acrylic acid, L-Aspentic acid, 6-Bromohexanoic acid, Promoacetic acid ( Bromoacetic acid, Dichloro acetic acid, Ethylenediaminetetraacetic acid, Isobutyric acid, Itaconic acid, Maleic acid , r-Maleimidobutyric acid (r-Maleimidobutyric acid), L-Malic acid (L-Malic acid), 4-nitrobenzoic acid (4-Nitrobenzoic acid), 1-pyrene carboxylic acid (1- Pyrenecarboxylic acid or oleic acid, but is not limited thereto.

다음으로, 제1a 용액을 제1b 용액에 떨어뜨려 섞게 되면 용해도 차이로 인해 제1b 용액에서 유무기 페로브스카이트(OIP)가 석출(precipitation)된다. 이때의 제1b 용액은 교반을 수행할 수 있다. 예를 들어, 강하게 교반 중인 알킬 할라이드 계면활성제가 녹아 있는 제1b 용액에 유무기 페로브스카이트(OIP)가 녹아 있는 제1a 용액을 천천히 한방울씩 첨가하여 나노입자를 합성할 수 있다.Next, when the 1a solution is dropped into the 1b solution and mixed, the organic-inorganic perovskite (OIP) is precipitated in the 1b solution due to the difference in solubility. At this time, the first b solution may be stirred. For example, nanoparticles may be synthesized by slowly adding dropwise drops of the first a solution in which an organic-inorganic perovskite (OIP) is dissolved to the first b solution in which the strongly stirred alkyl halide surfactant is dissolved.

그리고 제1b 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 페로브스카이트 나노결정입자를 포함하는 제2 용액을 제조할 수 있다.In addition, the organic-inorganic perovskite (OIP) precipitated in the solution of solution 1b generates an organic-inorganic perovskite nanocrystals (OIP-NC) that are well dispersed while the alkyl halide surfactant stabilizes the surface. Accordingly, a second solution including the organic-inorganic perovskite nanocrystal particles including the organic-inorganic perovskite nanocrystals and a plurality of alkyl halide organic ligands surrounding the organic / inorganic perovskite nanocrystals can be prepared.

또한, 상기 핫-인젝션 방법은In addition, the hot-injection method

무극성 용매에 AX 및 계면활성제를 넣고 불활성기체 분위기에서 100~150℃의 고온에서 가열하여 제1c 용액을 제조하는 단계;Adding AX and a surfactant to a non-polar solvent and heating at a high temperature of 100 to 150 ° C. in an inert gas atmosphere to prepare a 1c solution;

무극성 용매에 BX2, 아민 리간드 및 계면활성제를 넣고 불활성기체 분위기에서 100~150℃의 고온에서 가열하여 제1d 용액을 제조하는 단계;Preparing a 1d solution by adding BX 2 , an amine ligand, and a surfactant to a nonpolar solvent and heating at a high temperature of 100 to 150 ° C. in an inert gas atmosphere;

제1c 용액을 뜨거운 상태에서 시린지(syringe) 또는 피펫(pipet)을 이용하여 제1d 용액에 주입한 후, 반응시켜 페로브스카이트 나노결정입자가 분산된 제2 용액을 제조하는 단계를 포함한다.Injecting the solution 1c into the 1d solution using a syringe (syringe) or a pipette (pipet) in a hot state, and then reacting to prepare a second solution in which the perovskite nanocrystalline particles are dispersed.

다음으로, 용액 공정을 이용하여 상기 페로브스카이트 용액을 자기조립 고분자 패턴내에 도포하여 코팅시킴으로써 페로브스카이트 나노결정층을 형성한다.Next, a perovskite nanocrystal layer is formed by applying and coating the perovskite solution into a self-assembled polymer pattern using a solution process.

구체적으로, 도 8에 나타낸 바와 같이, 제조된 페로브스카이트 용액을을 실린더 형태로 뚫려있는 자기조립 고분자 패턴 내에 도포하여 코팅시킨다. 코팅 방법으로는 용액 공정을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Specifically, as shown in Figure 8, the prepared perovskite solution is coated by coating in a self-assembled polymer pattern that is drilled in the form of a cylinder. The coating method may be a solution process, but is not limited thereto.

상기 용액 공정은, 스핀코팅(spin-coating), 드롭캐스팅(drop-casting), 바코팅(bar coating), 슬롯 다이(slot-die coating), 그라비아 프린팅(Gravure-printing), 노즐 프린팅(nozzle printing), 잉크젯 프린팅(ink-jet printing), 스크린 프린팅(screen printing), 전기수력학적 젯 프린팅 (electrohydrodynamic jet printing), 및 전기분무(electrospray)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 공정을 포함할 수 있다.The solution process is spin-coating, drop-casting, bar coating, slot-die coating, gravure-printing, nozzle printing. ), Ink-jet printing, screen printing, electrohydrodynamic jet printing, and at least one process selected from the group consisting of electrospray. .

그런데, 만일, 도 9에 나타낸 바와 같이, 페로브스카이트 나노결정층이 고분자 패턴 높이를 벗어나 고분자 패턴 상에 형성되는 경우에는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 상기 고분자 패턴 상에 형성된 페로브스카이트 나노결정층을 제거하는 단계(S250)를 추가로 수행할 수 있다.However, if the perovskite nanocrystal layer is formed on the polymer pattern outside the height of the polymer pattern, as shown in Figure 9, as shown in Figure 10, the perovskite formed on the polymer pattern Removing the nanocrystalline layer may be further performed (S250).

상기 고분자 패턴 상에 형성된 페로브스카이트 나노결정층 제거는 페로브스카이트를 용해시키는 용매를 상기 페로브스카이트 나노결정층 위에 떨어뜨려 자기조립 고분자 패턴 상부에 위치한 페로브스카이트 나노결정층만을 녹여낸 후 스핀 코팅 등의 방법으로 제거함으로써 수행될 수 있다.The perovskite nanocrystal layer formed on the polymer pattern is removed by dropping a solvent dissolving perovskite on the perovskite nanocrystal layer. After melting, it may be carried out by removing by spin coating or the like.

다음으로, S300 단계는 제조된 발광층을 열처리하는 단계이다.Next, step S300 is a step of heat treating the manufactured light emitting layer.

상기 열처리는 40~250℃에서 1~200분 동안 수행할 수 있다. 만일, 상기 열처리 온도가 40℃ 미만이면, 열처리 효과가 저하되는 문제가 있고, 250℃를 벗어나는 경우에는 페로브스카이트나 고분자 물질이 열분해될 수 있는 문제가 있다.The heat treatment may be performed for 1 to 200 minutes at 40 ~ 250 ℃. If the heat treatment temperature is less than 40 ° C., there is a problem that the heat treatment effect is lowered. If the heat treatment temperature is outside 250 ° C., the perovskite or the polymer material may be thermally decomposed.

상기 열처리를 통해, 용매가 증발되어 페로브스카이트 나노결정이 고분자의 패턴 내에 강하게 결합된다.Through the heat treatment, the solvent is evaporated to strongly bind the perovskite nanocrystals in the pattern of the polymer.

본 발명의 일 실시예에서는 CsBr 및 PbBr2를 디메틸 설폭사이드(DMSO)에 녹여 금속 할라이드 페로브스카이트(CsPbBr3) 용액을 준비한 다음, 자기조립 고분자 패턴이 형성된 기판 상에 상기 금속 할라이드 페로브스카이트 용액을 스핀코팅하고, 70℃에서 10분 동안 열처리하여 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층을 제조하였다.In one embodiment of the present invention by dissolving CsBr and PbBr 2 in dimethyl sulfoxide (DMSO) to prepare a metal halide perovskite (CsPbBr 3 ) solution, the metal halide perovskite on a substrate on which a self-assembled polymer pattern is formed Solution was spin-coated and heat-treated at 70 ° C. for 10 minutes to prepare a self-assembled polymer-perovskite light emitting layer.

상기 방법으로 제조된 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층은 페로브스카이트 나노결정들을 자기조립 고분자 패턴내에 속박함으로써, 발광 파장을 고에너지 쪽으로 이동시키며, 페로브스카이트 소재의 발광 효율을 향상시킬 수 있고, 페로브스카이트 나노결정층 사이에 위치한 자기조립 고분자가 페로브스카이트 나노결정층 사이의 이온 이동 현상을 막아줄 수 있으므로 안정성을 향상시킬 수 있다.The self-assembled polymer-perovskite emitting layer prepared by the above method binds the perovskite nanocrystals into the self-assembled polymer pattern, thereby shifting the emission wavelength toward high energy and improving the emission efficiency of the perovskite material. And, the self-assembled polymer located between the perovskite nanocrystalline layer can prevent the ion transfer phenomenon between the perovskite nanocrystalline layer can improve the stability.

페로브스카이트 박막의 패터닝 방법Patterning method of perovskite thin film

본 발명에 있어서, 상기 자기조립 고분자 패턴은 나노 영역의 패턴을 가짐으로써 페로브스카이트 발광층의 나노 패터닝에 사용될 수 있다.In the present invention, the self-assembled polymer pattern may be used for nano patterning of the perovskite light emitting layer by having a pattern of a nano region.

따라서, 본 발명은 페로브스카이트 박막의 패터닝 방법을 제공한다. Accordingly, the present invention provides a method for patterning a perovskite thin film.

상기 페로브스카이트 박막의 패터닝 방법은The method of patterning the perovskite thin film

부재 상에 자기조립 고분자 패턴을 형성하는 단계(S100);Forming a self-assembled polymer pattern on the member (S100);

제조된 자기조립 고분자 패턴 내에 페로브스카이트 나노결정층을 형성시켜 페로브스카이트 나노패턴을 제조하는 단계(S200); 및Preparing a perovskite nanopattern by forming a perovskite nanocrystal layer in the prepared self-assembled polymer pattern (S200); And

상기 페로브스카이트 나노패턴을 열처리하는 단계(S300)를 포함한다.And heat treating the perovskite nanopattern (S300).

본 발명에 따른 페로브스카이트 박막의 패터닝 방법은 전술한 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층의 제조 방법을 응용한 것으로, 상기 자기조립 고분자의 패턴은 도 18에 나타낸 바와 같이, (a) 큐빅 스피어(cubic sphere), (b) 실린더(cylinder), (c) 자이로이드(gyroid), (d) 라멜라(lamella) 또는 이들의 조합 형태 등으로 다양하게 구현될 수 있으므로, 페로브스카이트 나노결정층의 패턴 또한 위와 동일한 형태로서 구현될 수 있다. The patterning method of the perovskite thin film according to the present invention is applied to the method of manufacturing the self-assembled polymer-perovskite emitting layer described above, the pattern of the self-assembled polymer is as shown in Figure 18, (a) cubic Perovskite nanocrystals can be implemented in various forms such as spear (cubic sphere), (b) cylinder, (c) gyroid, (d) lamella, or a combination thereof. The pattern of the layer can also be embodied in the same form as above.

따라서, 페로브스카이트 박막의 패터닝 방법은 전술한 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층의 제조 방법과 동일한 단계를 거칠 수 있으므로, 각 단계별 자세한 설명은 상기 "자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층의 제조 방법"에서 설명한 바, 동일한 내용은 생략한다.Therefore, the method of patterning the perovskite thin film may be subjected to the same steps as the above-described method of manufacturing the self-assembled polymer-perovskite light emitting layer. As described above, the same content is omitted.

제조된 페로브스카이트 나노패턴은 자기조립 고분자와 함께 사용될 수도 있고, 자기조립 고분자를 선택적으로 제거함으로써 자기조립 고분자의 절연 특성을 없애 소자 성능 향상 및 다양한 소자 제작 공정에 응용될 수 있다.The manufactured perovskite nanopatterns may be used together with the self-assembled polymer, or may be applied to various device fabrication processes by improving the device performance by selectively removing the self-assembled polymer, thereby removing the insulating properties of the self-assembled polymer.

따라서, 상기 페로브스카이트 박막의 패터닝 방법은, S200 단계에서 페로브스카이트 나노패턴이 형성된 후 자기조립 고분자를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.Accordingly, the method of patterning the perovskite thin film may further include removing the self-assembled polymer after the perovskite nanopattern is formed in S200.

구현된 페로브스카이트 나노패턴은 대면적 소자 구현에 있어 매우 유용하게 사용될 수 있으며, 편광 발광(polarized emission) 등의 목적으로도 이용될 수 있다. The implemented perovskite nanopattern can be very useful for large area device implementation, and can also be used for purposes such as polarized emission.

자기조립 고분자-Self-Assembly Polymers 페로브스카이트Perovskite 발광층을Emitting layer 포함하는 발광소자 Light emitting device comprising

또한, 본 발명은 상기 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층을 포함하는 발광소자를 제공한다.The present invention also provides a light emitting device comprising the self-assembled polymer-perovskite light emitting layer.

여기서, 발광소자라 함은, 발광 다이오드(light-emitting diode), 발광 트랜지스터(light-emitting transistor), 레이저(laser), 편광(polarized) 발광 소자 등 발광이 일어나는 소자를 모두 포함할 수 있다.Here, the light emitting device may include all light emitting devices such as light-emitting diodes, light-emitting transistors, lasers, and polarized light emitting devices.

도 11 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자를 나타낸 단면도이다.11 to 13 are cross-sectional views showing light emitting devices according to an embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 발광소자는 양극(20)와 음극(70), 이들 두 전극 사이에 배치된 발광층(40)을 구비할 수 있으며, 상기 양극(20)와 상기 발광층(40) 사이에는 정공의 주입을 용이하게 하기 위한 정공주입층(23)을 구비할 수 있다. 또한, 상기 발광층(40)과 상기 음극(70) 사이에 전자의 수송을 위한 전자수송층(55)와 전자의 주입을 용이하게 하기 위한 전자주입층(53)을 구비할 수 있다. Referring to FIG. 11, the light emitting device according to the present invention may include an anode 20 and a cathode 70, and a light emitting layer 40 disposed between the two electrodes, and the anode 20 and the light emitting layer 40. ) May be provided with a hole injection layer 23 to facilitate the injection of holes. In addition, an electron transport layer 55 for transporting electrons and an electron injection layer 53 for facilitating injection of electrons may be provided between the light emitting layer 40 and the cathode 70.

또한, 본 발명에 따른 발광소자는 도 12에 나타낸 바와 같이, 상기 정공주입층(23)과 상기 발광층(40) 사이에 정공의 수송을 위한 정공수송층(25)을 더 포함할 수 있다.In addition, the light emitting device according to the present invention may further include a hole transport layer 25 for transporting holes between the hole injection layer 23 and the light emitting layer 40, as shown in FIG.

이에 더하여, 발광층(40)과 전자수송층(55) 사이에 정공블로킹층(미도시)이 배치될 수 있다. 또한, 발광층(40)과 정공수송층(25) 사이에 전자블로킹층(미도시)이 배치될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고 전자수송층(55)이 정공블로킹층의 역할을 수행할 수 있고, 또는 정공수송층(25)이 전자블로킹층의 역할을 수행할 수도 있다. In addition, a hole blocking layer (not shown) may be disposed between the light emitting layer 40 and the electron transport layer 55. In addition, an electron blocking layer (not shown) may be disposed between the light emitting layer 40 and the hole transport layer 25. However, the present invention is not limited thereto, and the electron transport layer 55 may serve as the hole blocking layer, or the hole transport layer 25 may serve as the electron blocking layer.

이러한 발광소자에 순방향 바이어스를 인가하면 양극(20)에서 정공이 발광층(40)으로 유입되고, 음극(70)에서 전자가 발광층(40)으로 유입된다. 발광층(40)으로 유입된 전자와 정공은 결합하여 엑시톤을 형성하고, 엑시톤이 기저상태로 전이하면서 광이 방출된다.When forward bias is applied to the light emitting device, holes are introduced into the light emitting layer 40 from the anode 20, and electrons are introduced into the light emitting layer 40 from the cathode 70. Electrons and holes introduced into the emission layer 40 combine to form excitons, and light is emitted as the excitons transition to the ground state.

이때, 상기 발광층(40)은 본 발명에 따른 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층을 사용할 수 있다.In this case, the light emitting layer 40 may use a self-assembled polymer-perovskite light emitting layer according to the present invention.

본 발명에 따른 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층은 페로브스카이트 나노결정을 자기조립 고분자 패턴내에 속박함으로써, 발광 소자의 발광 파장을 고에너지 쪽으로 이동시킬 수 있고, 페로브스카이트 소재의 발광 효율을 향상시킬 수 있고, 상기 자기조립 고분자가 상기 페로브스카이트 나노결정들 사이의 이온 이동 현상을 막아줄 수 있으므로 안정성을 향상시킬 수 있다.The self-assembled polymer-perovskite light emitting layer according to the present invention can shift the emission wavelength of the light emitting device toward high energy by binding the perovskite nanocrystals into the self-assembled polymer pattern, and emit light of the perovskite material. The efficiency can be improved, and the self-assembled polymer can prevent ion migration between the perovskite nanocrystals, thereby improving stability.

상기 양극(20)은 전도성 금속 산화물, 금속, 금속 합금, 또는 탄소재료일 수 있다. 전도성 금속 산화물은 인듐 틴옥사이드(indium tin oxide: ITO), 플루오린 틴 옥사이드(fluorine tin oxide: FTO), 안티몬 틴 옥사이드(antimony tin oxide, ATO), 플루오르 도프 산화주석(FTO), SnO2, ZnO, 또는 이들의 조합일 수 있다. 양극(20)으로서 적합한 금속 또는 금속합금은 Au와 CuI일 수 있다. 탄소재료는 흑연, 그라핀, 또는 탄소나노튜브일 수 있다.The anode 20 may be a conductive metal oxide, a metal, a metal alloy, or a carbon material. Conductive metal oxides are indium tin oxide (ITO), fluorine tin oxide (FTO), antimony tin oxide (ATO), fluorine-doped tin oxide (FTO), SnO 2 , ZnO Or combinations thereof. Suitable metals or metal alloys as the anode 20 may be Au and CuI. The carbon material may be graphite, graphene, or carbon nanotubes.

정공주입층(23) 및/또는 정공수송층(25)은 양극(20)의 일함수 준위와 발광층(40)의 HOMO 준위 사이의 HOMO 준위를 갖는 층들로, 양극(20)에서 발광층(40)으로의 정공의 주입 또는 수송 효율을 높이는 기능을 한다.The hole injection layer 23 and / or the hole transport layer 25 are layers having a HOMO level between the work function level of the anode 20 and the HOMO level of the light emitting layer 40, from the anode 20 to the light emitting layer 40. To increase the efficiency of hole injection or transport.

정공주입층(23) 또는 정공수송층(25)은 정공 수송 물질로서 통상적으로 사용되는 재료를 포함할 수 있으며, 하나의 층이 서로 다른 정공 수송 물질층을 구비할 수 있다. 정공 수송물질은 예를 들면, mCP (N,Ndicarbazolyl-3,5-benzene); PEDOT:PSS (poly(3,4-ethylenedioxythiophene):polystyrenesulfonate); NPD (N,N′-di(1-naphthyl)-N,N′-diphenylbenzidine); N,N'-디페닐-N,N'-디(3-메틸페닐)-4,4'-디아미노비페닐(TPD); DNTPD (N4,N4 -Bis[4-[bis(3-methylphenyl)amino]phenyl]-N4,N4′-diphenyl-[1,1′-biphenyl]-4,4′-diamine); N,N'-디페닐-N,N'-디나프틸-4,4'-디아미노비페닐; N,N,N'N'-테트라-p-톨릴-4,4'-디아미노비페닐; N,N,N'N'-테트라페닐-4,4'-디아미노비페닐; 코퍼(II)1,10,15,20-테트라페닐-21H,23H-포피린 등과 같은 포피린(porphyrin) 화합물 유도체; TAPC(1,1-Bis[4-[N,N'-Di(p-tolyl)Amino]Phenyl]Cyclohexane); N,N,N-트라이(p-톨릴)아민, 4,4', 4'-트리스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]트라이페닐아민과 같은 트라이아릴아민 유도체; N-페닐카르바졸 및 폴리비닐카르바졸과 같은 카르바졸 유도체; 무금속 프탈로시아닌, 구리프탈로시아닌과 같은 프탈로시아닌 유도체; 스타버스트 아민 유도체; 엔아민스틸벤계 유도체; 방향족 삼급아민과 스티릴 아민 화합물의 유도체; 및 폴리실란 등일 수 있다. 이러한 정공수송물질은 전자블로킹층의 역할을 수행할 수도 있다.The hole injection layer 23 or the hole transport layer 25 may include a material commonly used as a hole transport material, and one layer may include different hole transport material layers. Hole transporters are, for example, mCP (N, Ndicarbazolyl-3,5-benzene); PEDOT: PSS (poly (3,4-ethylenedioxythiophene): polystyrenesulfonate); NPD (N, N′-di (1-naphthyl) -N, N′-diphenylbenzidine); N, N'-diphenyl-N, N'-di (3-methylphenyl) -4,4'-diaminobiphenyl (TPD); DNTPD (N 4 , N 4 -Bis [4- [bis (3-methylphenyl) amino] phenyl] -N 4 , N 4 ′ -diphenyl- [1,1′-biphenyl] -4,4′-diamine) ; N, N'-diphenyl-N, N'- dinaphthyl-4,4'-diaminobiphenyl; N, N, N'N'-tetra-p-tolyl-4,4'-diaminobiphenyl; N, N, N'N'-tetraphenyl-4,4'-diaminobiphenyl; Porphyrin compound derivatives such as copper (II) 1,10,15,20-tetraphenyl-21H, 23H-porphyrin and the like; TAPC (1,1-Bis [4- [N, N'-Di (p-tolyl) Amino] Phenyl] Cyclohexane); Triarylamine derivatives such as N, N, N-tri (p-tolyl) amine, 4,4 ', 4'-tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine; Carbazole derivatives such as N-phenylcarbazole and polyvinylcarbazole; Phthalocyanine derivatives such as metal phthalocyanine and copper phthalocyanine; Starburst amine derivatives; Enamine stilbene derivatives; Derivatives of aromatic tertiary amines and styryl amine compounds; And polysilanes and the like. The hole transport material may serve as an electron blocking layer.

정공 블로킹층은 삼중항 엑시톤 또는 정공이 음극(70) 방향으로 확산되는 것을 방지하는 역할을 하는 것으로서, 공지된 정공 저지 재료 중에서 임의로 선택될 수 있다. 예를 들면, 옥사디아졸 유도체나 트라이아졸 유도체, 페난트롤린 유도체, TSPO1(다이페닐포스핀 옥사이드-4-(트리페닐실릴)페닐) 등을 사용할 수 있다.The hole blocking layer serves to prevent diffusion of triplet excitons or holes in the direction of the cathode 70 and may be arbitrarily selected from known hole blocking materials. For example, an oxadiazole derivative, a triazole derivative, a phenanthroline derivative, TSPO1 (diphenylphosphine oxide-4- (triphenylsilyl) phenyl), etc. can be used.

전자주입층(53) 및/또는 전자수송층(55)은 음극(70)의 일함수 준위와 발광층(40)의 LUMO 준위 사이의 LUMO 준위를 갖는 층들로, 음극(70)에서 발광층(40)으로의 전자의 주입 또는 수송 효율을 높이는 기능을 한다.The electron injection layer 53 and / or the electron transport layer 55 are layers having an LUMO level between the work function level of the cathode 70 and the LUMO level of the light emitting layer 40, from the cathode 70 to the light emitting layer 40. It functions to increase the injection or transport efficiency of electrons.

전자주입층(53)은 예를 들면, LiF, NaCl, CsF, Li2O, BaO, BaF2, 또는 Liq(리튬 퀴놀레이트)일 수 있다.The electron injection layer 53 may be, for example, LiF, NaCl, CsF, Li 2 O, BaO, BaF 2 , or Liq (lithium quinolate).

전자수송층(55)은 TSPO1(diphenylphosphine oxide-4-(triphenylsilyl)phenyl), TPBi(1,3,5-트리스(N-페닐벤즈이미다졸-2-일)벤젠), 트리스(8-퀴놀리노레이트)알루미늄(Alq3), 2,5-디아릴 실롤 유도체(PyPySPyPy), 퍼플루오리네이티드 화합물(PF-6P), COTs (Octasubstituted cyclooctatetraene), TAZ(하기 화학식 참조), Bphen(4,7-디페닐-1,10-페난트롤린(4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline)), BCP(하기 화학식 참조), 또는 BAlq(하기 화학식 참조)일 수 있다.Electron transport layer 55 is TSPO1 (diphenylphosphine oxide-4- (triphenylsilyl) phenyl), TPBi (1,3,5-tris (N-phenylbenzimidazol-2-yl) benzene), tris (8-quinolinorate Aluminum (Alq3), 2,5-diaryl silol derivative (PyPySPyPy), perfluorinated compound (PF-6P), COTs (Octasubstituted cyclooctatetraene), TAZ (see formula below), Bphen (4,7-diphenyl) -1,10-phenanthroline (4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline), BCP (see formula below), or BAlq (see formula below).

Figure 112018026561621-pat00001
Figure 112018026561621-pat00001

음극(70)은 양극(20)에 비해 낮은 일함수를 갖는 도전막으로, 예를 들어, 알루미늄, 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 인듐, 이트륨, 리튬, 은, 납, 세슘 등의 금속 또는 이들의 2종 이상의 조합을 사용하여 형성할 수 있다.The cathode 70 is a conductive film having a lower work function than the anode 20. For example, a metal such as aluminum, magnesium, calcium, sodium, potassium, indium, yttrium, lithium, silver, lead, cesium, or the like It can be formed using a combination of two or more kinds of.

양극(20)와 음극(70)은 스퍼터링(sputtering)법, 기상증착법 또는 이온빔증착법을 사용하여 형성될 수 있다. 정공주입층(23), 정공수송층(25), 발광층(40), 정공 블로킹층, 전자수송층(55), 및 전자주입층(53)은 서로에 관계없이 증착법 또는 코팅법, 예를 들어 스프레잉, 스핀 코팅, 딥핑, 프린팅, 닥터 블레이딩법을 이용하거나, 또는 전기영동법을 이용하여 형성될 수 있다.The anode 20 and the cathode 70 may be formed using a sputtering method, a vapor deposition method, or an ion beam deposition method. The hole injection layer 23, the hole transport layer 25, the light emitting layer 40, the hole blocking layer, the electron transport layer 55, and the electron injection layer 53 irrespective of each other are deposited or coated, for example spraying , Spin coating, dipping, printing, doctor blading, or electrophoresis.

상기 발광소자는 기판(미도시) 상에 배치될 수 있는데, 기판은 양극(20) 하부에 배치될 수도 있고 또는 음극(70) 상부에 배치될 수도 있다. 다시 말해서, 기판 상에 양극(20)이 음극(70)보다 먼저 형성될 수도 있고 또는 음극(70)이 양극(20) 보다 먼저 형성될 수도 있다. 따라서, 상기 발광소자는 도 11 및 12의 정구조, 및 도 13의 역구조 모두 가능하다.The light emitting device may be disposed on a substrate (not shown). The substrate may be disposed below the anode 20 or may be disposed above the cathode 70. In other words, the anode 20 may be formed before the cathode 70 or the cathode 70 may be formed before the anode 20 on the substrate. Accordingly, the light emitting device can have both the forward structure of FIGS. 11 and 12 and the reverse structure of FIG. 13.

기판은 평판상의 부재로서 광투과성 기판일 수 있고, 이 경우, 상기 기판은 유리; 세라믹스재료; 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리이미드(PI), 폴리프로필렌(PP) 등과 같은 고분자 재료로 이루어질 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고 기판은 광반사가 가능한 금속기판일 수도 있다.The substrate may be a light transmissive substrate as a flat member, in which case the substrate is glass; Ceramic materials; It may be made of a polymer material such as polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyimide (PI), polypropylene (PP) and the like. However, the present invention is not limited thereto, and the substrate may be a metal substrate capable of light reflection.

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.Hereinafter, preferred examples are provided to aid the understanding of the present invention. However, the following experimental examples are only for helping understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the following experimental examples.

<< 제조예Production Example 1> 자기조립 고분자 패턴내에  1> within self-assembled polymer pattern 페로브스카이트Perovskite 나노 결정이 배치된  Nano crystals are placed 발광층Light emitting layer 제조 Produce

단계 1: Step 1: 기판 상에On a substrate 자기조립 고분자 패턴 형성 Self-assembled polymer pattern formation

실리콘(Si) 웨이퍼 기판 상에 UV-오존 처리를 실시하여, 상기 기판 상에 -OH기를 형성시켰다. 다음으로, 상기 기판 상에 랜덤 공중합체를 스핀코팅하여 상기 -OH기가 말단에 부착된 랜덤 공중합체(OH terminated random copolymer) 박막을 형성시켰다. 그후 하룻동안 160℃에서 열처리하여 기판과 랜덤 공중합체가 접합(grafting)되도록 하였다. 이후, 톨루엔 용액으로 기판과 접합되지 않은 랜덤 공중합체를 제거하였다.UV-ozone treatment was performed on a silicon (Si) wafer substrate to form an -OH group on the substrate. Next, a random copolymer was spin-coated on the substrate to form a OH terminated random copolymer thin film having the —OH group attached to the end thereof. Thereafter, the substrate was heat treated at 160 ° C. for one day so that the substrate and the random copolymer were grafted. Thereafter, the random copolymer not bonded to the substrate was removed with a toluene solution.

다음으로, 상기 랜덤 공중합체 박막 상에 실린더(cylinder) 형태를 가지는 블록 공중합체 박막을 형성시켰다. 구체적으로 실린더 분자량을 가지는 폴리스티렌(PS)과 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA)의 블록 공중합체(PS-b-PMMA)를 스핀코팅하여 PS-b-PMMA 박막을 형성시킨 후, 하룻동안 250℃에서 열처리하여 상기 블록 공중합체에 유동성을 부여하여 자기조립된 실린더 상을 형성시켰다.Next, a block copolymer thin film having a cylindrical shape was formed on the random copolymer thin film. Specifically, a block copolymer (PS-b-PMMA) of polystyrene (PS) and poly (methyl methacrylate) (PMMA) having a cylinder molecular weight was spin-coated to form a PS-b-PMMA thin film, followed by 250 Heat treatment at ° C gave fluidity to the block copolymer to form a self-assembled cylinder phase.

다음으로, 자기조립을 통해 얻어진 실린더 형태의 블록공중합체에서 반응성 이온 에칭(reactive ion etching; RIE) 또는 아세트산 용액 처리를 하여 선택적으로 PMMA 실린더 부분 및 PMMA 아래의 랜덤 공중합체 박막까지 식각하여 PS 부분만 남겨진 자기조립 고분자 패턴을 얻었다.Next, in the block-type copolymer obtained through self-assembly, reactive ion etching (RIE) or acetic acid solution treatment is performed to selectively etch the PMMA cylinder portion and the random copolymer thin film under the PMMA. The remaining self-assembled polymer pattern was obtained.

제조된 자기조립 고분자 패턴을 주사전자현미경(SEM)을 통해 관찰한 결과를 도 14에 나타내었다.The result of observing the prepared self-assembled polymer pattern through a scanning electron microscope (SEM) is shown in FIG. 14.

도 14에 나타낸 바와 같이, 기판 상에 육방조밀구조로 구멍이 뚫려있는 형상의 자기조립 고분자 패턴이 형성됨을 알 수 있다.As shown in FIG. 14, it can be seen that a self-assembled polymer pattern having a shape with holes formed in a hexagonal dense structure is formed on the substrate.

단계 2: 금속 할라이드 페로브스카이트 용액 제조Step 2: preparing a metal halide perovskite solution

CsBr 30 mg 및 PbBr2 47 mg를 디메틸 설폭사이드(DMSO) 1mL에 녹여 금속 할라이드 페로브스카이트(CsPbBr3) 용액(제1 용액)을 준비하였다. CsBr 30 mg and PbBr 2 47 mg was dissolved in 1 mL of dimethyl sulfoxide (DMSO) to prepare a metal halide perovskite (CsPbBr 3 ) solution (first solution).

단계 3: 자기조립 고분자 패턴내에 페로브스카이트 나노결정층이 형성된 발광층 제조Step 3: preparing a light emitting layer in which the perovskite nanocrystal layer is formed in the self-assembled polymer pattern

상기 단계 1에서 제조된 자기조립 고분자 패턴이 형성된 기판 상에 상기 단계 2에서 제조된 금속 할라이드 페로브스카이트 용액을 스핀코팅하고, 70℃에서 10분 동안 열처리하여, 실린더 형태로 뚫린 자기조립 고분자 패턴 공간에 페로브스카이트 나노결정층이 형성된 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층을 형성하였다.Spin-coated the metal halide perovskite solution prepared in step 2 on the substrate on which the self-assembled polymer pattern prepared in step 1 was formed, and heat-treated at 70 ° C. for 10 minutes to form a cylindrical self-assembled polymer pattern. A self-assembled polymer-perovskite light emitting layer having a perovskite nanocrystal layer formed therein was formed.

<< 제조예Production Example 2> 2>

상기 제조예 1의 단계 1에서 제조된 자기조립 고분자 패턴이 형성된 기판 상에 상기 제조예 1의 단계 2에서 제조된 금속 할라이드 페로브스카이트(CsPbBr3) 용액을 스핀코팅하여 자기조립 고분자 패턴내에 페로브스카이트 나노결정층이 형성된 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층을 형성하였다. The metal halide perovskite (CsPbBr 3 ) solution prepared in Step 2 of Preparation Example 1 was spin-coated on the substrate on which the self-assembled polymer pattern was prepared in Step 1 of Preparation Example 1 The self-assembled polymer-perovskite light emitting layer in which the lobe-sky nanocrystal layer was formed was formed.

다음으로, 페로브스카이트의 용매로서 사용되는 DMSO를 금속 할라이드 페로브스카이트 박막 위에 떨어뜨려 자기조립 고분자 패턴 상부에 위치한 금속 할라이드 페로브스카이트 층만을 녹여내고, 스핀 코팅을 통해 DMSO를 제거하였다. Next, DMSO used as a solvent of perovskite was dropped on the metal halide perovskite thin film to melt only the metal halide perovskite layer located on the self-assembled polymer pattern, and DMSO was removed through spin coating. .

이후, 70℃에서 10분 동안 열처리하였다.Thereafter, heat treatment was performed at 70 ° C. for 10 minutes.

<< 제조예Production Example 3> 3>

상기 제조예 1의 단계 1에서 제조된 자기조립 고분자 패턴이 형성된 기판 상에 상기 제조예 1의 단계 2에서 제조된 금속 할라이드 페로브스카이트(CsPbBr3) 용액을 떨어뜨린 후, 자발적으로 용매를 건조시켜(drop-casting 방법) 자기조립 고분자 패턴내에 페로브스카이트 나노결정이 배치된 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층을 형성하였다. After dropping the metal halide perovskite (CsPbBr 3 ) solution prepared in Step 2 of Preparation Example 1 on the substrate having the self-assembled polymer pattern prepared in Step 1 of Preparation Example 1, the solvent was spontaneously dried. A self-assembled polymer-perovskite light emitting layer in which perovskite nanocrystals were disposed in a self-assembled polymer pattern was formed.

다음으로, 페로브스카이트의 용매로서 사용되는 DMSO를 금속 할라이드 페로브스카이트 박막 위에 떨어뜨려 자기조립 고분자 패턴 상부에 위치한 금속 할라이드 페로브스카이트 층만을 녹여내고, 스핀 코팅을 통해 DMSO를 제거하였다. Next, DMSO used as a solvent of perovskite was dropped on the metal halide perovskite thin film to melt only the metal halide perovskite layer located on the self-assembled polymer pattern, and DMSO was removed through spin coating. .

이후, 70℃에서 10분 동안 열처리하였다.Thereafter, heat treatment was performed at 70 ° C. for 10 minutes.

<< 제조예Production Example 4> 4>

실리콘 웨이퍼 기판 대신 ITO/ZnO 기판을 사용하는 것을 제외하고는 제조예 1의 단계 1과 동일한 방법으로 수행하여 기판 상에 자기조립 고분자 패턴을 형성시켰다.A self-assembled polymer pattern was formed on the substrate in the same manner as in Step 1 of Preparation Example 1, except that an ITO / ZnO substrate was used instead of the silicon wafer substrate.

형성된 자기조립 고분자 패턴을 주사전자현미경(SEM)을 통해 관찰한 결과를 도 15에 나타내었다.The result of observing the formed self-assembled polymer pattern through a scanning electron microscope (SEM) is shown in Figure 15.

도 15에 나타낸 바와 같이, 기판 상에 육방조밀구조로 구멍이 뚫려있는 형상의 자기조립 고분자 패턴이 형성됨을 알 수 있다.As shown in FIG. 15, it can be seen that a self-assembled polymer pattern having a shape with holes formed in a hexagonal dense structure is formed on a substrate.

이후, 제조예 1의 단계 2 및 3과 동일한 방법으로 수행하여 자기조립 고분자 패턴내에 페로브스카이트 나노결정층이 형성된 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층을 형성하였다.Thereafter, the self-assembled polymer-perovskite light emitting layer in which the perovskite nanocrystal layer was formed in the self-assembled polymer pattern was formed in the same manner as in steps 2 and 3 of Preparation Example 1.

<< 제조예Production Example 5> 5>

실리콘 웨이퍼 기판 대신 ITO/ZnO 기판을 사용하는 것을 제외하고는 제조예 2와 동일한 방법으로 수행하여 자기조립 고분자 패턴내에 페로브스카이트 나노결정층이 형성된 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층을 형성하였다.A self-assembled polymer-perovskite light emitting layer in which a perovskite nanocrystal layer was formed in a self-assembled polymer pattern was formed in the same manner as in Preparation Example 2, except that an ITO / ZnO substrate was used instead of a silicon wafer substrate. .

<< 제조예Production Example 6> 6>

실리콘 웨이퍼 기판 대신 ITO/ZnO 기판을 사용하는 것을 제외하고는 제조예 3과 동일한 방법으로 수행하여 자기조립 고분자 패턴내에 페로브스카이트 나노결정층이 형성된 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층을 형성하였다.A self-assembled polymer-perovskite light emitting layer in which a perovskite nanocrystal layer was formed in a self-assembled polymer pattern was formed in the same manner as in Preparation Example 3, except that an ITO / ZnO substrate was used instead of a silicon wafer substrate. .

<제조예 7><Manufacture example 7>

단계 1: 기판 상에 자기조립 고분자 패턴 형성Step 1: forming a self-assembled polymer pattern on the substrate

제조예의 단계 1과 동일한 방법으로 수행하여 실리콘 웨이퍼 기판 상에 자기조립 고분자 패턴을 형성하였다.The self-assembled polymer pattern was formed on the silicon wafer substrate by the same method as in Step 1 of Preparation.

단계 2: 금속 할라이드 페로브스카이트 나노결정입자 분산 용액 제조(재결정 방법)Step 2: preparing a metal halide perovskite nanocrystalline particle dispersion solution (recrystallization method)

CH3NH3Br 57.9 mg 및 PbBr2 253.2 mg를 디메틸포름아미드(dimethylformamide; DMF) 3 mL에 녹여 금속 할라이드 페로브스카이트(MAPbBr3) 용액을 준비하였다. 그리고 상기 MAPbBr3 용액을 헥실아민 23 μL와 혼합하였다(제1a 용액). 한편, 톨루엔 5mL에 올레익 에시드(oleic acid) 115 μL를 혼합하였다(제1b 용액). 다음으로, MAPbBr3:헥실아민 용액을 톨루엔:올레익 에시드 용액에 한 방울씩 떨어뜨리고, 10분 간 교반하여 금속 할라이드 페로브스카이트(MAPbBr3) 나노결정입자 분산 용액(제2 용액)을 얻었다.57.9 mg of CH 3 NH 3 Br and 253.2 mg of PbBr 2 were dissolved in 3 mL of dimethylformamide (DMF) to prepare a metal halide perovskite (MAPbBr 3 ) solution. And the MAPbBr 3 solution was mixed with 23 μL of hexylamine (1a solution). Meanwhile, 115 μL of oleic acid was mixed with 5 mL of toluene (1b solution). Next, the MAPbBr 3 : hexylamine solution was dropped dropwise into the toluene: oleic acid solution and stirred for 10 minutes to obtain a metal halide perovskite (MAPbBr 3 ) nanocrystalline particle dispersion solution (second solution). .

단계 3: 자기조립 고분자 패턴내에 페로브스카이트 나노결정층이 형성된 발광층 제조Step 3: preparing a light emitting layer in which the perovskite nanocrystal layer is formed in the self-assembled polymer pattern

상기 단계 1에서 제조된 자기조립 고분자 패턴이 형성된 기판 상에 상기 단계 2에서 제조된 금속 할라이드 페로브스카이트(MAPbBr3) 나노결정입자 분산 용액을 스핀코팅하고, 70℃에서 10분 동안 열처리하여, 실린더 형태로 뚫린 자기조립 고분자 패턴 공간에 페로브스카이트 나노결정층이 형성된 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층을 형성하였다.The metal halide perovskite (MAPbBr 3 ) nanocrystalline particles dispersion solution prepared in step 2 was spin-coated on the substrate having the self-assembled polymer pattern prepared in step 1, and heat-treated at 70 ° C. for 10 minutes. A self-assembled polymer-perovskite light emitting layer in which a perovskite nanocrystal layer was formed in a cylinder-shaped self-assembled polymer pattern space was formed.

<제조예 8><Manufacture example 8>

단계 1: 기판 상에 자기조립 고분자 패턴 형성Step 1: forming a self-assembled polymer pattern on the substrate

제조예의 단계 1과 동일한 방법으로 수행하여 실리콘 웨이퍼 기판 상에 자기조립 고분자 패턴을 형성하였다.The self-assembled polymer pattern was formed on the silicon wafer substrate by the same method as in Step 1 of Preparation.

단계 2: 금속 할라이드 페로브스카이트 나노결정입자 분산 용액 제조(hot-injection 방법)Step 2: preparing a metal halide perovskite nanocrystalline particle dispersion solution (hot-injection method)

3-목 플라스크에 Cs2Co3 0.08 g, 올레산 0.25 mL, 및 용매인 옥타데센(octadecene) 3 mL를 넣은 후 혼합하고, Ar 분위기에서 120℃로 가열시키면서 교반(stirring)하여 Cs-oleate 용액을 제조하였다(제1c 용액). 다음으로, 상기 Cs-oleate 용액을 100℃로 유지하였다. 그리고, 다른 3-목 플라스크에 PbBr2 0.069 g, 올레산 0.5 mL, 헥실아민 0.5 mL, 및 용매 옥타데센 5 mL를 넣은 후 혼합하고, Ar 분위기에서 150℃로 가열시켜 PbBr2 용액을 제조하였다(제1d 용액). 다음으로, 상기 Cs-oleate 용액을 시린지(syringe)를 이용하여 PbBr2에 주입하여 두 용액을 5초 간 반응시켜서 CsPbBr3 나노결정입자 분산 용액(제2 용액)을 제조하였다. 반응 후, 3-목 플라스크를 얼음 배스(ice batch)에서 식혔다.0.08 g of Cs 2 Co 3 , 0.25 mL of oleic acid, and 3 mL of octadecene, a solvent, are mixed in a 3-necked flask, and the mixture is stirred with heating to 120 ° C. in an Ar atmosphere to prepare a Cs-oleate solution. (1c solution). Next, the Cs-oleate solution was maintained at 100 ° C. Then, 0.069 g of PbBr 2 , 0.5 mL of oleic acid, 0.5 mL of hexylamine, and 5 mL of solvent octadecene were added to another three-neck flask, followed by mixing and heating to 150 ° C. in an Ar atmosphere to prepare a PbBr 2 solution. 1d solution). Next, the Cs-oleate solution was injected into PbBr 2 using a syringe (syringe) to react the two solutions for 5 seconds to prepare a dispersion solution of CsPbBr 3 nanocrystal particles (second solution). After the reaction, the three-neck flask was cooled in an ice batch.

단계 3: 자기조립 고분자 패턴내에 페로브스카이트 나노결정층이 형성된 발광층 제조Step 3: preparing a light emitting layer in which the perovskite nanocrystal layer is formed in the self-assembled polymer pattern

상기 단계 1에서 제조된 자기조립 고분자 패턴이 형성된 기판 상에 상기 단계 2에서 제조된 금속 할라이드 페로브스카이트(CsPbBr3) 나노결정입자 분산 용액을 스핀코팅하고, 70℃에서 10분 동안 열처리하여, 실린더 형태로 뚫린 자기조립 고분자 패턴 공간에 페로브스카이트 나노결정층이 형성된 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층을 형성하였다.The metal halide perovskite (CsPbBr 3 ) nanocrystalline particles dispersion solution prepared in step 2 was spin-coated on the substrate having the self-assembled polymer pattern prepared in step 1, and heat-treated at 70 ° C. for 10 minutes. A self-assembled polymer-perovskite light emitting layer in which a perovskite nanocrystal layer was formed in a cylinder-shaped self-assembled polymer pattern space was formed.

<< 제조예Production Example 9> 자기조립 고분자- 9> Self-Assembly Polymers 페로브스카이트Perovskite 발광층을Emitting layer 포함하는 발광 다이오드 제조 Light Emitting Diode Manufacturing

플루오린이 도핑된 산화주석(Fluorine doped tin oxide; FTO) 양전극 상에 PEDOT:PSS 용액과 PFI 용액이 혼합된 용액을 스핀코팅하여 PEDOT:PSS:PFI 정공주입층을 형성하였다.A PEDOT: PSS: PFI hole injection layer was formed by spin coating a mixture of PEDOT: PSS solution and PFI solution on a fluorine doped tin oxide (FTO) positive electrode.

다음으로, 상기 PEDOT:PSS:PFI 정공주입층 상에 제조예 1의 방법으로 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층을 제조하였다.Next, a self-assembled polymer-perovskite light emitting layer was prepared on the PEDOT: PSS: PFI hole injection layer by the method of Preparation Example 1.

다음으로, 상기 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층 상에 50nm 두께의 TPBI (1,3,5-Tris(1-Phenyl-1H-benzimidazol-2-yl)benzene)를 1×10-6 Torr 이하의 고진공에서 증착하여 전자수송층을 형성하였다.Next, TPBI (1,3,5-Tris (1-Phenyl-1H-benzimidazol-2-yl) benzene) having a thickness of 50 nm on the self-assembled polymer-perovskite emitting layer is 1 × 10 −6 Torr or less Deposited at a high vacuum of to form an electron transport layer.

다음으로, 상기 전자수송층 상에 1 nm 두께의 LiF를 증착하여 전자주입층을 형성하였다Next, 1 nm thick LiF was deposited on the electron transport layer to form an electron injection layer.

다음으로, 상기 전자주입층 상에 100 nm 두께의 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하여, 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광 다이오드를 제작하였다(정구조).Next, 100 nm thick aluminum was deposited on the electron injection layer to form a cathode, thereby manufacturing a self-assembled polymer-perovskite light emitting diode (regular structure).

제작된 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광 다이오드는 503 nm를 피크(peak)로 하는 전기발광 스펙트럼을 보였다.The fabricated self-assembled polymer-perovskite light emitting diode showed an electroluminescence spectrum with a peak of 503 nm.

<< 제조예Production Example 10>  10>

자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층에 있어서, 제조예 2에서 제조된 발광층을 사용한 것을 제외하고는, 제조예 9와 동일한 방법으로 수행하여 발광 다이오드를 제작하였다.In the self-assembled polymer-perovskite light emitting layer, a light emitting diode was manufactured in the same manner as in Example 9, except that the light emitting layer prepared in Preparation Example 2 was used.

<< 제조예Production Example 11>  11>

자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층에 있어서, 제조예 3에서 제조된 발광층을 사용한 것을 제외하고는, 제조예 9와 동일한 방법으로 수행하여 발광 다이오드를 제작하였다.In the self-assembled polymer-perovskite emitting layer, a light emitting diode was manufactured in the same manner as in Preparation Example 9, except that the emitting layer prepared in Preparation Example 3 was used.

<< 제조예Production Example 12> 12>

플루오린이 도핑된 산화주석(Fluorine doped tin oxide; FTO)을 음극으로 하고, 상기 음극 상에 전자수송층으로서 ZnO를 스퍼터링(sputtering) 공정을 이용하여 50nm 두께로 증착하였다. Fluorine doped tin oxide (FTO) was used as a cathode, and ZnO was deposited to a thickness of 50 nm using a sputtering process as an electron transport layer on the cathode.

다음으로, 상기 ZnO 박막 상에 제조예 1의 방법으로 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층을 제조하였다.Next, a self-assembled polymer-perovskite light emitting layer was prepared by the method of Preparation Example 1 on the ZnO thin film.

다음으로, 상기 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층 상에 정공수송층으로서 MoO3을 1×10-6 Torr 이하의 고진공에서 5nm 두께로 증착하였다.Next, MoO 3 was deposited on the self-assembled polymer-perovskite light emitting layer to a thickness of 5 nm at a high vacuum of 1 × 10 −6 Torr or less as a hole transport layer.

다음으로, 상기 정공수송층 상에 100 nm 두께의 Ag를 증착하여 양전극을 형성하여, 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광 다이오드를 제작하였다(역구조).Next, a positive electrode was formed by depositing Ag having a thickness of 100 nm on the hole transport layer, thereby fabricating a self-assembled polymer-perovskite light emitting diode (inverse structure).

제작된 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광 다이오드는 503 nm를 피크로 하는 전기발광 스펙트럼을 보였다.The fabricated self-assembled polymer-perovskite light emitting diode showed an electroluminescence spectrum with a peak at 503 nm.

<< 비교예Comparative example > 자기조립 고분자 패턴을 포함하지 않고 > Does not contain self-assembled polymer patterns 페로브스카이트Perovskite 나노 결정만을 포함하는  Containing only nanocrystals 발광층Light emitting layer 제조 Produce

도 16에 나타낸 바와 같이, 실리콘 웨이퍼 기판에 제조예 1의 단계 2에서 제조된 금속 할라이드 페로브스카이트 용액을 스핀코팅하여 금속 할라이드 페로브스카이트 박막을 형성하였다.As shown in FIG. 16, the metal halide perovskite solution prepared in Step 2 of Preparation Example 1 was spin coated on a silicon wafer substrate to form a metal halide perovskite thin film.

<< 실험예Experimental Example > > 발광층의Emitting layer 광발광Photoluminescence 특성 측정 Property measurement

본 발명에 따른 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층의 광발광 특성을 알아보기 위하여, 다음과 같은 실험을 수행하였다.In order to determine the photoluminescence properties of the self-assembled polymer-perovskite light emitting layer according to the present invention, the following experiment was performed.

제조예 1에서 제작된 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층과 비교예에서 제작된 페로브스카이트 발광층의 광발광 특성을 형광광도계(spectrofluorometer)를 이용하여 측정하고, 그 결과를 도 17에 나타내었다.The photoluminescence properties of the self-assembled polymer-perovskite light emitting layer prepared in Preparation Example 1 and the perovskite light emitting layer prepared in Comparative Example were measured using a fluorophotometer, and the results are shown in FIG. 17. .

도 17에 나타낸 바와 같이, 자기조립 고분자를 포함하지 않는 페로브스카이트 발광층은 517nm에서 광발광을 나타내었으나, 본 발명에 따른 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층은 503nm에서 광발광을 나타내었다.As shown in FIG. 17, the perovskite light emitting layer containing no self-assembled polymer showed photoluminescence at 517 nm, but the self-assembled polymer-perovskite light emitting layer according to the present invention showed photoluminescence at 503 nm.

이를 통해, 자기조립 고분자 패턴내에 페로브스카이트 나노결정을 속박하는 것이 발광 스펙트럼의 발광 파장을 고에너지 쪽으로 이동시킴을 확인하였다.Through this, it was confirmed that binding the perovskite nanocrystals in the self-assembled polymer pattern shifts the emission wavelength of the emission spectrum toward high energy.

따라서, 본 발명에 따른 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층은 페로브스카이트 나노결정들을 자기조립 고분자 패턴내에 속박함으로써, 발광 파장을 고에너지 쪽으로 이동시키며, 페로브스카이트 소재의 발광 효율을 향상시킬 수 있고, 페로브스카이트 나노결정층 사이에 위치한 자기조립 고분자가 페로브스카이트 나노결정층 사이의 이온 이동 현상을 막아줄 수 있으므로 안정성을 향상시킬 수 있다.Accordingly, the self-assembled polymer-perovskite emitting layer according to the present invention binds the perovskite nanocrystals into the self-assembled polymer pattern, thereby shifting the emission wavelength toward high energy, and improving the emission efficiency of the perovskite material. The self-assembled polymer located between the perovskite nanocrystal layers may prevent ion migration between the perovskite nanocrystal layers, thereby improving stability.

10: 발광층 도포용 부재
11: 자기조립 고분자
12: 페로브스카이트 나노결정층
13: 유기물층
20: 양극
23: 정공주입층
25: 정공수송층
40: 발광층
53: 전자주입층
55: 전자수송층
70: 음극
10: member for applying the light emitting layer
11: self-assembled polymer
12: perovskite nanocrystalline layer
13: organic layer
20: anode
23: hole injection layer
25: hole transport layer
40: light emitting layer
53: electron injection layer
55: electron transport layer
70: cathode

Claims (20)

발광층 도포용 부재 상에 형성된, 패턴을 형성하는 자기조립 고분자; 및
상기 자기조립 고분자의 패턴 내부에 배치된 페로브스카이트 나노결정층을 포함하는 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층.
A self-assembled polymer formed on the light emitting layer coating member and forming a pattern; And
Self-assembled polymer-perovskite light emitting layer comprising a perovskite nanocrystalline layer disposed inside the pattern of the self-assembled polymer.
제1항에 있어서,
상기 자기조립 고분자는 PEO(Polyethylene oxide), PS(Polystyrene), PCL(Polycaprolactone), PAN(Polyacrylonitrile), PMMA(Poly(methyl methacrylate)), 폴리이미드(Polyimide), PVDF(Poly(vinylidene fluoride)), PVK(Poly(n-vinylcarbazole)), PVC(Polyvinylchloride), PDMS(Poly dimethylsiloxane) 및 이들 각각의 유도체들로 이루어지는 군으로부터 선택된 2종 이상의 고분자로 이루어진 랜덤 공중합체(random copolymer), 교대 공중합체(alternating copolymer), 블록 공중합체(block copolymer) 또는 그래프트 공중합체(graft copolymer)인 것을 특징으로 하는 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층.
The method of claim 1,
The self-assembled polymer is polyethylene oxide (PEO), polystyrene (PS), polycaprolactone (PCL), polyacrylonitrile (PAN), poly (methyl methacrylate) (PMMA), polyimide (Polyimide), polyvinyllidene fluoride (PVDF), Random copolymers and alternating copolymers consisting of two or more polymers selected from the group consisting of poly (n-vinylcarbazole) (PVK), polyvinylchloride (PVC), poly dimethylsiloxane (PDMS) and their respective derivatives Self-assembled polymer-perovskite light emitting layer, characterized in that the copolymer, a block copolymer (block copolymer) or a graft copolymer (graft copolymer).
제1항에 있어서,
상기 자기조립 고분자의 패턴은 큐빅 스피어(cubic sphere), 실린더(cylinder), 자이로이드(gyroid), 라멜라(lamella) 또는 이들의 조합 형태의 구조로 발현된 2종 이상의 고분자의 공중합체에서 특정 조성의 고분자를 제거함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층.
The method of claim 1,
The pattern of the self-assembled polymer is a specific composition of a copolymer of two or more polymers expressed in the form of a cubic sphere, a cylinder, a gyroid, a lamella, or a combination thereof. Self-assembled polymer-perovskite light emitting layer, characterized in that formed by removing the polymer.
제1항에 있어서,
상기 자기조립 고분자 패턴의 너비는 5~100 nm인 것을 특징으로 하는 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층.
The method of claim 1,
Self-assembled polymer-perovskite light emitting layer, characterized in that the width of the self-assembled polymer pattern is 5 ~ 100 nm.
제1항에 있어서,
상기 페로브스카이트 나노결정은 ABX3 또는 A'2An - 1BX3n +1(n은 1 내지 100의 정수)의 구조를 포함하고, 상기 A 및 A'는 각각 유기암모늄 이온, 유기 포스포늄 이온 또는 알칼리 금속 이온이고, 상기 B는 전이 금속, 희토류 금속, 알칼리 토금속, 유기물, 무기물, 암모늄 또는 이들의 조합이고, 상기 X는 할로겐 이온 또는 서로 다른 할로겐 이온의 조합이며, 상기 A'의 이온반지름은 상기 A의 이온 반지름보다 크고,
상기 유기암모늄은 아미디늄계(amidinium group) 유기이온 또는 유기 암모늄 양이온이고, 상기 아미디늄계 유기이온은 포름아미디늄(formamidinium, CH(NH2)2) 이온,아세트아미디늄(acetamidinium, (CH3)C(NH2)2) 이온, 구아미디늄(Guamidinium, C(NH2)3) 이온, (CnH2n + 1)(C(NH2)2) 또는 (CnF2n + 1)(C(NH2)2) 및 이들의 조합 또는 유도체이고, 상기 유기 암모늄 양이온은 CH3NH3, (CnH2n + 1)xNH4 -x, ((CnH2n + 1)yNH3 -y)(CH2)mNH3, (CnF2n+1)xNH4-x, ((CnF2n+1)yNH3-y)(CH2)mNH3, 및 이들의 조합 또는 유도체이며, n 및 m은 각각 1~100의 정수, x는 1~3의 정수, 및 y는 1 또는 2인 것을 특징으로 하는 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층.
The method of claim 1,
The perovskite nanocrystals ABX 3 or A '2 A n - 1 BX 3n +1 contains a structure of (n is an integer of 1 to 100), the A and A' are each an organic ammonium ion, an organic phosphine Is a phonium ion or an alkali metal ion, B is a transition metal, a rare earth metal, an alkaline earth metal, an organic substance, an inorganic substance, ammonium or a combination thereof, X is a halogen ion or a combination of different halogen ions, and the ion of A ' The radius is greater than the ion radius of A,
The organoammonium is an amidinium group organic ion or an organic ammonium cation, and the amidinium-based organic ion is formamidinium (CH (NH 2 ) 2 ) ion, acetamidinium, ( CH 3 ) C (NH 2 ) 2 ) ion, guamidinium (C (NH 2 ) 3 ) ion, (C n H 2n + 1 ) (C (NH 2 ) 2 ) or (C n F 2n + 1 ) (C (NH 2 ) 2 ) and combinations or derivatives thereof, wherein the organic ammonium cation is CH 3 NH 3 , (C n H 2n + 1 ) x NH 4 -x , ((C n H 2n + 1 ) y NH 3 -y ) (CH 2 ) m NH 3 , (C n F 2n + 1 ) x NH 4-x , ((C n F 2n + 1 ) y NH 3-y ) (CH 2 ) m NH 3 , and combinations or derivatives thereof, wherein n and m are integers of 1 to 100, x is integers of 1 to 3, and y is 1 or 2, respectively.
제1항에 있어서,
상기 페로브스카이트 나노결정의 크기는 1 내지 990 nm인 것을 특징으로 하는 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층.
The method of claim 1,
The self-assembled polymer-perovskite light emitting layer, characterized in that the size of the perovskite nanocrystals 1 to 990 nm.
제1항에 있어서,
상기 발광층은 패턴이 형성된 자기조립 고분자와 상기 페로브스카이트 나노결정층 사이에 상기 자기조립 고분자를 감싸는 유기물층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층.
The method of claim 1,
The light emitting layer is self-assembled polymer-perovskite light emitting layer further comprises an organic material layer surrounding the self-assembled polymer between the patterned self-assembled polymer and the perovskite nanocrystal layer.
제7항에 있어서,
상기 유기물층에 사용되는 유기물은 PEO(Polyethylene oxide), PS(Polystyrene), PCL(Polycaprolactone), PAN(Polyacrylonitrile), PMMA(Poly(methyl methacrylate)), PDVB(Polydivinylbenzene), 폴리이미드(Polyimide), 폴리티오펜, 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), PVDF(Poly(vinylidene fluoride)), PVK(Poly(n-vinylcarbazole)), PVC(Polyvinylchloride) 및 이들의 유도체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나, 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층.
The method of claim 7, wherein
The organic material used in the organic material layer is polyethylene oxide (PEO), polystyrene (PS), polycaprolactone (PCL), polyacrylonitrile (PAN), poly (methyl methacrylate) (PMMA), polydivinylbenzene (PDVB), polyimide (polyimide) Opene, polyaniline, polypyrrole, poly (3,4-ethylenedioxythiophene), polyvinyllidene fluoride (PVDF), poly (n-vinylcarbazole) (PVK), polyvinylchloride (PVC) and derivatives thereof Self-assembled polymer-perovskite light emitting layer, characterized in that any one, or a mixture of two or more.
제7항에 있어서,
상기 유기물층의 두께는 1~20 nm인 것을 특징으로 하는 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층.

The method of claim 7, wherein
Self-assembling polymer-perovskite light emitting layer, characterized in that the thickness of the organic layer is 1 ~ 20 nm.

발광층 도포용 부재 상에 자기조립 고분자 패턴을 형성하는 단계(S100);
제조된 자기조립 고분자 패턴 내에 페로브스카이트 나노결정층을 형성시켜 발광층을 제조하는 단계(S200); 및
상기 발광층을 열처리하는 단계(S300)를 포함하는
제1항의 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층의 제조방법.
Forming a self-assembled polymer pattern on the light emitting layer coating member (S100);
Forming a light emitting layer by forming a perovskite nanocrystal layer in the prepared self-assembled polymer pattern (S200); And
Heat-treating the light emitting layer (S300)
A method for producing the self-assembled polymer-perovskite light emitting layer of claim 1.
제10항에 있어서,
상기 S100 단계에서 자기조립 고분자 패턴을 형성한 후에, 패턴이 형성된 자기조립 고분자 상에 유기물층을 형성하는 단계(S150)를 추가로 수행하는 것을 특징으로 하는 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층의 제조방법.
The method of claim 10,
After forming the self-assembled polymer pattern in the step S100, the step of forming an organic material layer on the patterned self-assembled polymer (S150) further comprising the step of manufacturing a self-assembling polymer-perovskite light emitting layer .
제10항에 있어서,
상기 페로브스카이트 나노결정층을 형성시키는 방법은
페로브스카이트 용액을 준비하는 단계; 및
용액 공정을 이용하여 상기 페로브스카이트 용액을 자기조립 고분자 패턴내에 도포하여 코팅시킴으로써 페로브스카이트 나노결정층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층의 제조방법.
The method of claim 10,
The method for forming the perovskite nanocrystalline layer
Preparing a perovskite solution; And
Preparation of a self-assembled polymer-perovskite light emitting layer comprising the step of forming a perovskite nanocrystalline layer by coating and coating the perovskite solution in a self-assembled polymer pattern using a solution process Way.
제12항에 있어서,
상기 페로브스카이트 용액은, 페로브스카이트가 녹아있는 제1 용액 또는 페로브스카이트 나노결정입자가 분산되어 있는 제2 용액인 것을 특징으로 하는 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층의 제조방법.
The method of claim 12,
The perovskite solution is a method for producing a self-assembled polymer-perovskite light emitting layer, characterized in that the first solution in which the perovskite is dissolved or the second solution in which the perovskite nanocrystalline particles are dispersed. .
제13항에 있어서,
상기 제1 용액은 비양성자성 용매에 AX와 A'X 중 하나 이상과, BX2 (상기 A, A', B 및 X는 제5항에 정의된 바와 같음)를 혼합하여 형성되는 것을 특징으로 하는 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층의 제조방법.
The method of claim 13,
The first solution is formed by mixing at least one of AX and A'X and BX 2 (wherein A, A ', B and X are as defined in claim 5) in an aprotic solvent. Method for producing a self-assembled polymer-perovskite emitting layer.
제13항에 있어서,
상기 제2 용액은 재결정 방법 또는 핫-인젝션(hot-injection) 방법을 사용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층의 제조방법.
The method of claim 13,
The second solution is a method of manufacturing a self-assembling polymer-perovskite light emitting layer, characterized in that prepared using the recrystallization method or hot-injection (hot-injection) method.
제10항에 있어서,
상기 페로브스카이트 나노결정층이 자기조립 고분자의 패턴 높이를 벗어나 고분자 패턴 상에 형성되는 경우에는, 상기 고분자 패턴 상에 형성된 페로브스카이트 나노결정층을 제거하는 단계(S250)를 추가로 수행하는 것을 특징으로 하는 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층의 제조방법.
The method of claim 10,
When the perovskite nanocrystal layer is formed on the polymer pattern outside the pattern height of the self-assembled polymer, the step of removing the perovskite nanocrystal layer formed on the polymer pattern is further performed (S250). Method for producing a self-assembled polymer-perovskite light emitting layer, characterized in that.
제16항에 있어서,
상기 페로브스카이트 나노결정층을 제거하는 단계는, 페로브스카이트 나노결정을 용해시키는 용매를 이용하여 자기조립 고분자 패턴 상부에 위치한 페로브스카이트 나노결정층만을 녹여낸 후 스핀 코팅으로 제거함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 자기조립 고분자-페로브스카이트 발광층의 제조방법.
The method of claim 16,
The step of removing the perovskite nanocrystal layer is performed by melting only the perovskite nanocrystal layer located on the self-assembled polymer pattern using a solvent for dissolving the perovskite nanocrystals and then removing the perovskite nanocrystal layer by spin coating. Method for producing a self-assembled polymer-perovskite light emitting layer, characterized in that.
부재 상에 자기조립 고분자 패턴을 형성하는 단계(S100);
제조된 자기조립 고분자 패턴 내에 페로브스카이트 나노결정층을 형성시켜 페로브스카이트 나노패턴을 제조하는 단계(S200); 및
상기 페로브스카이트 나노패턴을 열처리하는 단계(S300)를 포함하는
페로브스카이트 박막의 패터닝 방법.
Forming a self-assembled polymer pattern on the member (S100);
Preparing a perovskite nanopattern by forming a perovskite nanocrystal layer in the prepared self-assembled polymer pattern (S200); And
Heat-treating the perovskite nanopattern (S300)
Patterning method of perovskite thin film.
제18항에 있어서,
상기 S200 단계에서 페로브스카이트 나노패턴이 형성된 후 자기조립 고분자를 제거하는 단계를 더 포함하는 페로브스카이트 박막의 패터닝 방법.
The method of claim 18,
After the perovskite nano-pattern is formed in step S200, the method for patterning the perovskite thin film further comprising the step of removing the self-assembled polymer.
제1항의 발광층을 포함하는, 발광 다이오드(light-emitting diode), 발광 트랜지스터(light-emitting transistor), 레이저(laser) 및 편광(polarized) 발광 소자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 발광소자.A light emitting device comprising the light emitting layer of claim 1 selected from the group consisting of a light-emitting diode, a light-emitting transistor, a laser and a polarized light emitting device.
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