KR102610695B1 - 표면처리된 페로브스카이트 양자점, 페로브스카이트 양자점의 표면처리방법, 상기 표면처리된 페로브스카이트 양자점을 포함하는 발광다이오드, 상기 표면처리된 페로브스카이트 양자점을 포함하는 디스플레이장치 - Google Patents
표면처리된 페로브스카이트 양자점, 페로브스카이트 양자점의 표면처리방법, 상기 표면처리된 페로브스카이트 양자점을 포함하는 발광다이오드, 상기 표면처리된 페로브스카이트 양자점을 포함하는 디스플레이장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 표면처리된 페로브스카이트 양자점, 페로브스카이트 양자점의 표면처리방법, 상기 표면처리된 페로브스카이트 양자점을 포함하는 발광다이오드, 상기 표면처리된 페로브스카이트 양자점을 포함하는 디스플레이장치에 관한 것으로서, CsPbI3(세슘 납 트리요오드화물)로 이루어진 페로브스카이트 양자점; 및 상기 CsPbI3(세슘 납 트리요오드화물) 페로브스카이트 양자점의 표면에 S(황화물)-아민기에 의한 리간드 보조화합물로 표면 처리하여 페로브스카이트 양자점 표면의 리간드를 아민기로 치환한 표면처리층;을 포함하며, 상기 S(황화물)-아민기는 S-OLA(Sulfur-oleylamine) 화합물, S-DDA(Sulfur-dodecylamine) 화합물, S-OTA(Sulfur-octylamine) 화합물 중에서 선택된 어느 1종인 기술 구성을 기본으로 제안한다.
본 발명에 따르면, CsPbI3 페로브스카이트 양자점의 표면으로부터 불순물을 제거 및 화학적 부동태화(Passivation)시켜 습도와 자외선을 막아 광 발광특성을 강화 및 광 방출 수명을 증가시킬 수 있고, 광전자적 특성이 좋은 CsPbI3 검은색 페로브스카이트 상을 상온에서 유지 및 황색 페로브스카이트 상으로의 상전이를 지연시켜 광 발광 양자효율을 극대화할 수 있으며, 유해성이 낮은 물질을 표면처리에 사용하므로 효과적으로 CsPbI3의 친환경적인 처리를 수행할 수 있다.
본 발명에 따르면, CsPbI3 페로브스카이트 양자점의 표면으로부터 불순물을 제거 및 화학적 부동태화(Passivation)시켜 습도와 자외선을 막아 광 발광특성을 강화 및 광 방출 수명을 증가시킬 수 있고, 광전자적 특성이 좋은 CsPbI3 검은색 페로브스카이트 상을 상온에서 유지 및 황색 페로브스카이트 상으로의 상전이를 지연시켜 광 발광 양자효율을 극대화할 수 있으며, 유해성이 낮은 물질을 표면처리에 사용하므로 효과적으로 CsPbI3의 친환경적인 처리를 수행할 수 있다.
Description
본 발명은 표면처리된 페로브스카이트 양자점, 페로브스카이트 양자점의 표면처리방법, 상기 표면처리된 페로브스카이트 양자점을 포함하는 발광다이오드, 상기 표면처리된 페로브스카이트 양자점을 포함하는 디스플레이장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 황화물을 이용한 리간드 치환을 통해 CsPbI3 페로브스카이트 양자점에 대한 표면 처리를 통해 표면으로부터 불순물을 제거 및 화학적 부동태화(Passivation)시켜 습도와 자외선을 막아 광 발광특성을 강화함은 물론 광 방출 수명을 증가시킬 수 있도록 한 표면처리된 페로브스카이트 양자점, 페로브스카이트 양자점의 표면처리방법, 상기 표면처리된 페로브스카이트 양자점을 포함하는 발광다이오드, 상기 표면처리된 페로브스카이트 양자점을 포함하는 디스플레이장치에 관한 것이다.
납 할라이드 페로브스카이트(APbX3)(A = 메틸암모늄(methylammonium), 폼아미듐(formamidinium), 세슘(Cs), X = Cl-, Br-, I- 또는 이들의 조합)는 조정 가능한 밴드갭, 낮은 엑시톤(Exciton) 바인딩 에너지, 높은 광 발광 양자효율(Photoluminescence quantum yield; PLQY), 높은 전하 수송 이동성과 낮은 비용 같은 광학적, 전기적 특성이 뛰어나 태양광 및 광전자 분야를 놀라게 하고 있다.
특히, 최근에는 납 할라이드 페로브스카이트(APbX3)(A = 메틸암모늄(methylammonium), 폼아미듐(formamidinium), 세슘(Cs), X = Cl-, Br-, I- 또는 이들의 조합)를 효율적인 발광 다이오드(Light emitting diode) 발광층, 태양전지 내 광흡수층, 광검출기 또는 가스센서 내 활성필름, 메모리 소자, 광촉매 등에 적용하고 있으며, 다양한 분야에서 응용되는 추세에 있다.
한편, 유기 할라이드 페로브스카이트가 최초로 태양광 용도에 맞게 개발(2009년, MAPbI3)된 반면, 무기계 할라이드 페로브스카이트는 상대적으로 안정성이 높아 최근 연구에 관심을 끌고 있다.
예로서, 무기계 세슘 할라이드 페로브스카이트(CsPbX3, X = Cl-, Br-, I- 또는 이들의 조합)의 양자점(Colloidal quantum dots)은 90%가 넘는 높은 광 발광 양자효율(PLQY)을 나타내고 있고, 특히 무기계 할라이드 페로브스카이트 중 CsPbI3(세슘 납 트리요오드화물)는 광전소자에 가장 적합한 밴드갭(~1.73eV)을 가지고 있으며, CsPbI3이 갖는 650~700nm 파장의 적색광은 디스플레이 및 고태 조명에도 적합함을 보여주고 있다.
하지만, 상기 CsPbI3는 아이오딘(I)의 낮은 전기음성도로 인한 Pb-I 결합의 높은 공유 특성으로 인해 상온에서 준안정화 상태이며, 가장 발광효율이 좋은 상인 검은색 페로브스카이트 상(Black perovskite phase)을 상온에서 오래 유지하지 못하는 문제점이 있으며, 검은 페로브스카이트 상은 상온에서 시간이 지나면 광전자적으로 무반응인 특성을 가지는 황색 비페로브스카이트 상(Yellow non perovskite phase)으로 상전이되고 광 발광 양자효율은 급격하게 감소하는 문제점이 있다.
이에 대하여, 종래 기술에서는 비특허문헌 1[Postsynthesis Mn-doping in CsPbI3 nanocrystals to stabilize the black perovskite phase, Nanoscale 2019, 11, 4278-4286)]에서 망간을 CsPbI3에 도핑하여 검은색 페로브스카이트 상을 상온에서 유지되게 하는 내용을 개시하고 있고, 이는 합성 후 도핑(Postsynthesis)법을 이용하여 같은 결정 구조 및 표면을 유지하면서 ABX3 구조의 B 위치에 망간을 일부 도핑하는 기술로서, 이와 같은 도핑을 통해 CsPbI3의 검은색 페로브스카이트 상에 대해 지속 시간을 연장시킴으로써 발광특성을 개선하고 있다.
그런데, 상기 비특허문헌 1에 있어, B 위치의 양이온 교환은 더 큰 Pb2+의 큰 활성화 에너지와 격자 변형으로 인해 큰 도펀트/Pb 비율이 사용되었음에도 불구하고 여전히 낮은 효율을 보이는 문제점을 지니고 있다.
또한, 종래 기술에 있어, 표면의 부동태화 및 광 발광특성의 증가를 주된 목적으로 TOP(the trioctylphosphine bis(2,2,4trimethylpentyl)phosphonic acid), (TOP)-PbI2 복합체 또는 μ-그래핀을 사용하여 CsPbI3의 상을 안정화시키는 방법들이 보고된 바 있으나, 이에 사용되는 물질들의 유해성이 매우 높은 문제점을 지니고 있다.
나아가, 종래 기술에 있어, 국내등록특허 제10-2172597호에서 "페로브스카이트 양자점의 리간드 교환 및 이를 이용하여 제조한 태양전지소자"를 개시하고 있고, 국내등록특허 제10-1878340호에서 "표면이 부동태화된 양자점, 양자점 표면의 부동태화 방법"을 개시하고 있으나, 이하에서 제안하는 본 발명과는 표면처리기술에 있어 차이를 갖는다 할 수 있다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해소 및 이를 감안하여 안출된 것으로서, 황화물을 이용한 리간드 치환을 통해 CsPbI3 페로브스카이트 양자점에 대한 표면 처리를 통해 표면으로부터 불순물을 제거 및 화학적 부동태화(Passivation)시켜 습도와 자외선을 막아 광 발광 특성을 강화함은 물론 광 방출 수명을 증가시킬 수 있도록 한 표면처리된 페로브스카이트 양자점, 페로브스카이트 양자점의 표면처리방법, 상기 표면처리된 페로브스카이트 양자점을 포함하는 발광다이오드, 상기 표면처리된 페로브스카이트 양자점을 포함하는 디스플레이장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 황화나트륨으로 제작한 S-OLA(황화나트륨과 올레아민의 혼합물)를 사용한 에칭 표면 처리로 광전자적 특성이 좋은 CsPbI3 검은색 페로브스카이트 상을 상온에서 유지할 수 있도록 하며, 황색 페로브스카이트 상으로의 상전이를 지연시킴으로써 광 발광 양자효율을 극대화할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 습도와 자외선에 강하고 PL(Photoluminescence; 광 발광) 강도가 높은 우수한 페로브스카이트 양자점을 제조할 수 있도록 하고, 유해성이 낮은 물질인 황화나트륨을 사용함으로써 효과적으로 CsPbI3의 광전자적 특성을 강화함과 더불어 친환경적인 처리 및 제조를 가능하게 하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 표면처리된 페로브스카이트 양자점은, CsPbI3(세슘 납 트리요오드화물)로 이루어진 페로브스카이트 양자점; 상기 CsPbI3(세슘 납 트리요오드화물) 페로브스카이트 양자점의 표면에 S(황화물)-아민기에 의한 리간드 보조화합물로 표면 처리하여 페로브스카이트 양자점 표면의 리간드를 아민기로 치환한 표면처리층;을 포함하는 것을 기본 특징으로 한다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 페로브스카이트 양자점의 표면처리방법은, (A) CsPbI3(세슘 납 트리요오드화물) 페로브스카이트 양자점 용액을 준비하는 단계; (B) 상기 CsPbI3(세슘 납 트리요오드화물) 페로브스카이트 양자점의 표면 처리에 사용할 표면처리용액을 준비하는 단계; (C) 상기 표면처리용액을 CsPbI3 페로브스카이트 양자점 용액에 투입하여 표면을 에칭 처리함에 의해 불순물을 제거함과 동시에 화학적 부동태화(Passivation)를 유도하여 리간드 치환하는 단계;를 포함하며, 상기 표면처리용액은 S(황화물)-아민기 화합물인 것을 기본 특징으로 한다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 표면처리된 페로브스카이트 양자점을 포함하는 발광다이오드는 상술한 페로브스카이트 양자점의 표면처리방법에 의해 표면처리된 페로브스카이트 양자점을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 표면처리된 페로브스카이트 양자점을 포함하는 디스플레이장치는 상술한 페로브스카이트 양자점의 표면처리방법에 의해 표면처리된 페로브스카이트 양자점을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는, 본 발명에 따른 특징을 나타내는 방식이나 구조 또는 요소들을 더욱 다양하게 제안하며, 여러 가지 유형들을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명에 따르면, 황화물을 이용한 표면에서의 리간드 치환을 통해 표면처리된 CsPbI3 페로브스카이트 양자점을 제공할 수 있으며, CsPbI3 페로브스카이트 양자점의 표면으로부터 불순물을 제거 및 화학적 부동태화(Passivation)를 유도함으로써 습도와 자외선을 막아주는 표면처리층을 형성할 수 있고 이를 통해 광 발광 특성을 강화할 수 있을 뿐만 아니라 광 방출 수명을 증가시킬 수 있는 유용한 효과를 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 황화나트륨으로 제작한 S-OLA(황화나트륨과 올레아민의 혼합물) 등의 S(황화물)-아민기를 양자점 표면 처리에 활용함으로써 광전자적 특성이 좋은 CsPbI3 검은색 페로브스카이트 상을 상온에서 유지할 수 있으며, 이와 더불어 황색 페로브스카이트 상으로의 상전이를 지연시킴으로써 광 발광 양자효율을 극대화할 수 있는 유용한 효과를 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 습도와 자외선에 강하고 PL(Photoluminescence; 광 발광) 강도가 높은 우수한 페로브스카이트 양자점을 제조 및 제공할 수 있고, 특히 유해성이 낮은 물질인 황화나트륨을 표면처리에 사용함으로써 효과적으로 CsPbI3의 광전자적 특성을 강화시킬 수 있음과 더불어 친환경적인 처리를 가능하게 하는 유용한 효과를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 있어 S-OLA(황화나트륨과 올레아민의 혼합물)를 이용한 표면처리 과정을 나타낸 모식도이다.
도 2는 표면 처리하지 않은 신선한 샘플과 S-OLA로 표면처리된 샘플의 시간에 따른 PL 강도를 나타낸 비교 그래프이다.
도 3은 본 발명에 있어 표면 처리하지 않은 신선한 샘플과 S-OLA로 표면처리된 신선한 샘플을 S-OLA의 양을 다르게 하여 투여했을 때 육안으로 확인할 수 있도록 햇빛 및 UV를 조사한 상태를 나타낸 이미지이다.
도 4는 본 발명에 있어 표면 처리하지 않은 신선한 샘플과 S-OLA로 표면처리된 신선한 샘플의 파장과 흡광도 그래프를 나타낸 것으로서, S-OLA의 양에 따라 나타낸 이미지이다.
도 5는 본 발명에 있어 표면 처리하지 않은 신선한 샘플과 S-OLA로 표면처리된 신선한 샘플의 PL 강도와 파장 그래프를 나타낸 것으로서, S-OLA의 양에 따라 나타낸 이미지이다.
도 6은 본 발명에 있어 표면 처리하지 않은 신선한 샘플과 S-OLA로 표면처리된 신선한 샘플에 투입한 S-OLA의 양과 그 투입량에 따른 PL 강도를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명에 있어 표면 처리하지 않은 오래된 샘플과 S-OLA로 표면처리된 오래된 샘플을 S-OLA의 양을 다르게 하여 투여했을 때 육안으로 확인할 수 있게 햇빛 및 UV를 조사한 상태를 나타낸 이미지이다.
도 8은 본 발명에 있어 표면 처리하지 않은 오래된 샘플과 S-OLA로 표면처리된 오래된 샘플의 PL 강도와 파장 그래프를 나타낸 것으로서, S-OLA의 양에 따라 표면 처리하지 않은 신선한 샘플과 비교한 상태를 나타낸 이미지이다.
도 9는 본 발명을 설명하기 위한 것으로서, (a)는 표면 처리하지 않은 오래된 샘플 및 신선한 샘플, S-OLA로 표면처리된 오래된 샘플 및 신선한 샘플의 TEM(50nm 스케일 바)을 나타낸 이미지이고, (b)는 표면 처리하지 않은 오래된 샘플 및 신선한 샘플, S-OLA로 표면처리된 오래된 샘플 및 신선한 샘플의 HRTEM(5nm 스케일 바)을 나타낸 이미지이며, (c)는 S-OLA로 표면처리된 신선한 샘플의 EDS 매핑을 나타낸 이미지이다.
도 10은 본 발명에 있어 표면 처리하지 않은 신선한 샘플 및 S-OLA로 표면처리된 신선한 샘플을 시간에 따라 햇빛 및 UV 조사한 상태를 나타낸 비교 이미지이다.
도 11은 본 발명에 있어 표면 처리하지 않은 신선한 샘플 및 S-OLA로 표면처리된 신선한 샘플의 시간과 PL 강도를 나타낸 그래프이다.
도 12는 본 발명에 있어 표면 처리하지 않은 신선한 샘플과 표면처리된 신선한 샘플을 시간에 따라 XRD를 측정해 그 결과값을 나타낸 이미지이다.
도 2는 표면 처리하지 않은 신선한 샘플과 S-OLA로 표면처리된 샘플의 시간에 따른 PL 강도를 나타낸 비교 그래프이다.
도 3은 본 발명에 있어 표면 처리하지 않은 신선한 샘플과 S-OLA로 표면처리된 신선한 샘플을 S-OLA의 양을 다르게 하여 투여했을 때 육안으로 확인할 수 있도록 햇빛 및 UV를 조사한 상태를 나타낸 이미지이다.
도 4는 본 발명에 있어 표면 처리하지 않은 신선한 샘플과 S-OLA로 표면처리된 신선한 샘플의 파장과 흡광도 그래프를 나타낸 것으로서, S-OLA의 양에 따라 나타낸 이미지이다.
도 5는 본 발명에 있어 표면 처리하지 않은 신선한 샘플과 S-OLA로 표면처리된 신선한 샘플의 PL 강도와 파장 그래프를 나타낸 것으로서, S-OLA의 양에 따라 나타낸 이미지이다.
도 6은 본 발명에 있어 표면 처리하지 않은 신선한 샘플과 S-OLA로 표면처리된 신선한 샘플에 투입한 S-OLA의 양과 그 투입량에 따른 PL 강도를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명에 있어 표면 처리하지 않은 오래된 샘플과 S-OLA로 표면처리된 오래된 샘플을 S-OLA의 양을 다르게 하여 투여했을 때 육안으로 확인할 수 있게 햇빛 및 UV를 조사한 상태를 나타낸 이미지이다.
도 8은 본 발명에 있어 표면 처리하지 않은 오래된 샘플과 S-OLA로 표면처리된 오래된 샘플의 PL 강도와 파장 그래프를 나타낸 것으로서, S-OLA의 양에 따라 표면 처리하지 않은 신선한 샘플과 비교한 상태를 나타낸 이미지이다.
도 9는 본 발명을 설명하기 위한 것으로서, (a)는 표면 처리하지 않은 오래된 샘플 및 신선한 샘플, S-OLA로 표면처리된 오래된 샘플 및 신선한 샘플의 TEM(50nm 스케일 바)을 나타낸 이미지이고, (b)는 표면 처리하지 않은 오래된 샘플 및 신선한 샘플, S-OLA로 표면처리된 오래된 샘플 및 신선한 샘플의 HRTEM(5nm 스케일 바)을 나타낸 이미지이며, (c)는 S-OLA로 표면처리된 신선한 샘플의 EDS 매핑을 나타낸 이미지이다.
도 10은 본 발명에 있어 표면 처리하지 않은 신선한 샘플 및 S-OLA로 표면처리된 신선한 샘플을 시간에 따라 햇빛 및 UV 조사한 상태를 나타낸 비교 이미지이다.
도 11은 본 발명에 있어 표면 처리하지 않은 신선한 샘플 및 S-OLA로 표면처리된 신선한 샘플의 시간과 PL 강도를 나타낸 그래프이다.
도 12는 본 발명에 있어 표면 처리하지 않은 신선한 샘플과 표면처리된 신선한 샘플을 시간에 따라 XRD를 측정해 그 결과값을 나타낸 이미지이다.
본 발명에 대해 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같으며, 이와 같은 상세한 설명을 통해서 본 발명의 목적과 구성 및 그에 따른 특징들을 보다 잘 이해할 수 있게 될 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 표면처리된 페로브스카이트 양자점은 CsPbI3(세슘 납 트리요오드화물)로 이루어진 페로브스카이트 양자점(QUANTUM DOT; QD)과, 상기 CsPbI3(세슘 납 트리요오드화물) 페로브스카이트 양자점의 표면에 S(황화물)-아민기에 의한 리간드 보조화합물로 표면 처리하여 페로브스카이트 양자점 표면의 리간드를 아민기로 치환한 표면처리층을 포함한다.
이때, 상기 S(황화물)-아민기에 의한 리간드 보조화합물은 S-OLA(Sulfur-oleylamine) 화합물, S-DDA(Sulfur-dodecylamine) 화합물, S-OTA(Sulfur-octylamine) 화합물 중에서 선택된 어느 1종일 수 있다.
여기에서, 상기 S(황화물)-아민기에 의한 리간드 보조화합물로 표면처리된 페로브스카이트 양자점은 입방체 구조의 입자를 가지며, 평균 입자크기가 10nm 내지 30nm이고, 격자 간격이 0.50nm 내지 0.70nm을 형성한다.
여기에서, 상기 CsPbI3(세슘 납 트리요오드화물) 페로브스카이트 양자점 표면은 OA(Oleic Acid) 리간드를 갖는 구성으로 이루어질 수 있으며, 상기 표면처리층은 표면에 존재하는 OA(Oleic Acid) 리간드를 S(황화물)-아민기에 의한 리간드 보조화합물로 치환한 구조일 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 페로브스카이트 양자점의 표면처리방법은 양자점 용액 준비단계와, 표면처리용액 준비단계, 및 표면처리단계를 포함한다.
상기 양자점 준비단계는 CsPbI3(세슘 납 트리요오드화물) 페로브스카이트 양자점 용액을 준비하는 단계이다.
상기 CsPbI3(세슘 납 트리요오드화물) 페로브스카이트 양자점 용액은 표면에 OA(Oleic Acid) 리간드를 갖도록 준비한다.
이를 위해, 상기 양자점 준비단계에서는 하기와 같은 제1공정 내지 제5공정을 통해 합성하여 CsPbI3 페로브스카이트 양자점 용액을 준비할 수 있다.
제1공정으로서, 제1플라스크에 Cs2CO3(세슘탄산염), ODE(Octadecene; 옥타데켄), OA(Oleic Acid; 올레산)을 투입하여 제1용액을 만들고, 상기 제1용액을 100~125℃의 온도 조건에서 30분 내지 90분 동안 건조시킨 후, 130~170℃로 가열하여 Cs2CO3와 OA(올레산)를 모두 반응시키되 가열 상태로 준비한다.
상기 제1용액은 사용하기 전까지 계속하여 가열 상태를 유지함이 바람직하다.
여기에서, 제1플라스크에 Cs2CO3, ODE(Octadecene; 옥타데켄), OA(올레산; Oleic Acid)를 몰비율 1:50:3로 투입하여 제1용액을 만들 수 있으며, 상기 제1플라스크는 삼목 플라스크를 사용할 수 있다.
제2공정으로서, ODE(옥타데켄), PbI2(요오드화납), OA(올레산), OLA(올레아민)를 제2플라스크에 투입하되, 제2플라스크에는 질소(N2)를 불어넣어주면서 100~120℃에서 교반하고, 상기 PbI2의 용해가 완료되면 150~170℃로 온도를 증가시켜 제2용액을 만든다.
여기에서, 제2플라스크에 ODE(옥타데켄), PbI2, OA(올레산), OLA(올레아민)를 각각 몰비율 90~100 : 1 : 9.5 : 9 로 투입하여 제2용액을 만들 수 있으며, 제2플라스크는 삼목 플라스크를 사용할 수 있다.
제3공정으로서, 상기 제2용액에 상기에서 준비한 가열상태에 있는 제1용액을 투입하여 반응혼합물을 만들되 제1용액을 투입한 후 5초 이내로 냉각시킨다.
여기에서, 상기 제2용액에는 상기 제1용액에 대해 10% 내지 20%의 부피비율만큼(mL) 투입한 후 냉각시킬 수 있다.
제4공정으로서, MeOAc(Methyl Acetate; 메틸 아세테이트)를 반응혼합물에 투입한 후 원심분리기에서 7000~10000rpm으로 5분 내지 10분 동안 교반한다.
여기에서, 상기 제1용액 기준하여 80% 내지 100%의 부피비율만큼 MeOAc를 반응혼합물에 투입하여 교반 처리할 수 있다.
제5공정으로서, 상기 제4공정을 통해 교반한 MeOAc 반응혼합물의 침전물을 헥산에 분산시킨 후 다시 교반하여 반응하지 않은 PbI2 및 뭉친 물질들을 제거한다.
여기에서, 교반한 MeOAc 반응혼합물의 침전물에 대해 헥산에 분산시키되, 헥산은 MeOAc 첨가량의 2배를 사용함이 바람직하다.
상기 표면처리용액 준비단계는 CsPbI3(세슘 납 트리요오드화물) 페로브스카이트 양자점의 표면 처리에 사용할 표면처리용액을 준비하는 단계이다.
즉, 상기 양자점 준비단계를 통해 준비한 CsPbI3(세슘 납 트리요오드화물) 페로브스카이트 양자점 용액의 표면 처리에 사용할 표면처리용액을 준비하는 단계이다.
상기 표면처리용액은 표면처리효율을 증대시킬 수 있으면서 원하는 목적을 달성함과 더불어 친환경적인 처리가 가능하도록 S(황화물)-아민기 화합물로 준비함이 바람직하다.
이때, 상기 S(황화물)-아민기 화합물은 S-OLA(Sulfur-oleylamine) 화합물, S-DDA(Sulfur-dodecylamine) 화합물, S-OTA(Sulfur-octylamine) 화합물 중에서 선택된 어느 1종을 사용할 수 있다.
이를 위해, 상기 표면처리용액 준비단계에서는 하기와 같은 제1공정 및 제2공정을 통해 S-OLA(Sulfur-oleylamine) 화합물로 이루어진 표면처리용액을 준비할 수 있다.
제1공정으로서, Na2S(황산나트륨)을 헥산 및 OLA(올레아민)에 용해시킨 후 10시간 내지 14시간 동안 교반한다.
여기에서, 바이알 안에 Na2S(황산나트륨)을 헥산 및 OLA(올레아민)에 용해시키되, Na2S(황산나트륨) : 헥산 : OLA(올레아민) = 5:750~770:3의 몰비율로 용해시킨 후 교반할 수 있다.
제2공정으로서, 상기 제1공정에서의 교반 처리 후 데칸테이션(Decantation, 혼합물 분리 공정)을 수행함으로써 교반한 용액에서 S-OLA(황화나트륨과 올레아민의 혼합물) 화합물을 얻어낸다.
여기에서, 교반 처리 후 데칸테이션(Decantation, 혼합물 분리 공정)을 수행하여 교반한 용액에서 0.05M의 S-OLA(황화나트륨과 올레아민의 혼합물) 화합물을 얻어내는 형태로 표면처리용액을 준비할 수 있다.
상기 표면처리단계는 상기 표면처리용액을 CsPbI3 페로브스카이트 양자점 용액에 투입하여 표면을 에칭 처리함에 의해 불순물을 제거함과 동시에 표면에서의 화학적 부동태화(Passivation)를 유도하여 리간드 치환하는 단계이다.
상기 표면처리단계에서는 S(황화물)-아민기를 리간드 보조화합물로 하여 페로브스카이트 양자점 용액의 표면에 존재하는 OA(Oleic Acid) 리간드를 아민기로 치환하는 표면처리를 수행한다.
여기에서, 상기 표준처리용액은 CsPbI3 페로브스카이트 양자점 용액 2mL 기준하여 20㎕ 내지 100㎕로 투입하는 형태로 표면 처리할 수 있다.
이와 같이, 상기 표면처리단계까지 마침으로써 상기 리간드 치환이 이루어진 표면처리된 페로브스카이트 양자점은 입방체 구조의 입자로 이루어지며, 평균 입자크기가 10nm 내지 30nm이고, 격자 간격이 0.50nm 내지 0.70nm인 상태를 형성할 수 있다.
또한, 상기 리간드 치환이 이루어진 표면처리된 페로브스카이트 양자점은 PL 강도가 1.00(arb, units) 내지 1.30(arb, units)를 형성할 수 있다.
한편, 상술한 구성으로 이루어지는 본 발명에 따른 페로브스카이트 양자점의 표면처리방법은 발광다이오드 또는 디스플레이장치에 적용하여 이들을 제조할 수 있으며, 광 발광 특성을 강화함은 물론 광 방출 수명을 증가시킬 수 있는 등의 장점을 제공할 수 있다.
이를 위해, 발광다이오드는 표면처리된 페로브스카이트 양자점을 포함하는 구성을 갖게 할 수 있는데, CsPbI3(세슘 납 트리요오드화물) 페로브스카이트 양자점으로 이루어지는 양자점층을 포함하는 구성일 수 있다.
여기에서, 상기 CsPbI3(세슘 납 트리요오드화물) 페로브스카이트 양자점은 상술한 기술내용을 갖는 표면처리방법으로 표면처리된 페로브스카이트 양자점이 사용된다.
여기에서, 상기 표면처리된 페로브스카이트 양자점을 포함하는 발광다이오드는 투명 전극을 포함하는 캐소드(cathode), 전자 수송층, 고분자 전해질층, 정공수송층, 및 애노드(anode) 등을 더 포함하는 구성일 수 있다.
여기에서, 상기 표면처리된 페로브스카이트 양자점을 포함하는 발광다이오드는 정공주입층, 정공수송층, 전자수송층, 전자주입층 등을 더 포함하는 구성일 수 있으며, 여러 가지 실시 유형을 갖는 다양한 형태의 다층 구조로 이루어질 수 있다.
또한, 디스플레이장치도 마찬가지로서, 표면처리된 페로브스카이트 양자점을 포함하는 구성을 갖게 할 수 있는데, CsPbI3(세슘 납 트리요오드화물)로 이루어진 페로브스카이트 양자점을 포함하는 구성일 수 있다.
여기에서도, 상기 CsPbI3(세슘 납 트리요오드화물) 페로브스카이트 양자점은 상술한 기술내용을 갖는 표면처리방법으로 표면처리된 페로브스카이트 양자점이 사용된다 할 것이다.
이하에서는, 본 발명에 따른 이해를 높이기 위해 더욱 구체적인 실시예를 들어 보다 상세하게 설명하기로 하며, 표면처리된 페로브스카이트 양자점에 대한 광학적 특성 평가와 구조 평가 및 안정성 평가를 수행하였고, 그 결과를 아래에서 설명하기로 한다.
1. 페로브스카이트 양자점(PEROVSKITE QUANTUM DOT)의 제조 및 정제
100mL의 삼목 플라스크에 326mg의 Cs2CO3, 16mL의 ODE(Octadecene; 옥타데켄), 1mL의 OA(올레산; Oleic Acid)를 투여하여 용액을 만든다. 만든 용액을 120℃에서 1시간 동안 건조시키고, Cs2CO3와 OA가 모두 반응할 때까지 150℃로 가열한다.
이때, 사용하기 전 까지 용액은 계속 가열 상태로 둔다.
이어서, 30mL ODE(옥타데켄), 520mg의 PbI2, 3mL의 OA(올레산), 3mL의 OLA(올레아민)를 새로운 100mL의 삼목 플라스크에 투여한다.
이때, 플라스크는 N2로 채우며, 질소를 계속 불어넣어주며 120℃에서 교반한다. PbI2의 용해가 완료되면 160℃로 온도를 올린다.
앞서 가열 상태로 준비된 Cs-oleate 용액 2.4mL를 빠르게 투여 후 반응혼합물을 5초 이내로 냉각시킨다.
그리고, MeOAc 60mL를 반응혼합물에 투여 후 원심분리기에서 8,000rpm, 10분 동안 교반한다. 그 후 교반한 침전물을 120mL 헥산에 분산시킨 후 다시 교반하여 반응하지 않은 PbI2 및 뭉친 물질들을 제거한다.
이렇게 합성된 CsPbI
3
양자점(QD) 용액을 '신선한 샘플'이라 표기한다. 또한 실온 환경에 20일 보관된 견본을 '오래된 샘플'이라 표기한다.
2. 표면처리용액 제조
20mL의 바이알 안에 Na2S 39mg을 10ml의 헥산 및 100㎕의 OLA(올레아민)와 용해시킨 후 12시간 교반한다.
교반한 후 데칸테이션(Decantation, 혼합물 분리 공정)을 수행하여 교반한 용액에서 0.05M의 S-OLA(황화나트륨과 올레아민의 혼합물)를 얻어낸다.
3. 페로브스카이트 양자점(QD)의 표면 처리
(실시예 1)
상기에서 얻어진 S-OLA 용액 20㎕를 2mL의 합성된 '신선한 샘플'에 투입한다. 혼합물에 다른 처리 없이 하루 동안 상온에서 보관 후 교반하여 최종 처리된 샘플을 얻는다.
이때 얻어진 상기 방법으로 제조된 박막의 조성 분석 및 구조 분석, 습도 및 자외선 방지 능력을 UV-vis 및 UV-spectrophotometry, fluorescence spectrophotometry, XRD, TEM, XPS, EDS를 이용해 평가하였다.
(실시예 2)
S-OLA 용액을 40㎕ 투입하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하며, 동일한 방법으로 시험하였다.
(실시예 3)
S-OLA 용액을 60㎕ 투입하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하며, 동일한 방법으로 시험하였다.
(실시예 4)
S-OLA 용액을 80㎕ 투입하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하며, 동일한 방법으로 시험하였다.
(실시예 5)
S-OLA 용액을 100㎕ 투입하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하며, 동일한 방법으로 시험하였다.
이상에서의 상기 실시예 1 내지 실시예 5는 '신선한 샘플'을 이용하여 표면 처리를 실시하였다.
(실시예 6)
S-OLA 용액을 '오래된 샘플'에 투입하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하며, 동일한 방법으로 시험하였다.
(실시예 7)
S-OLA 용액을 '오래된 샘플'에 투입하는 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하며, 동일한 방법으로 시험하였다.
(실시예 8)
S-OLA 용액을 '오래된 샘플'에 투입하는 것을 제외하고는 실시예 3과 동일하며, 동일한 방법으로 시험하였다.
(실시예 9)
S-OLA 용액을 '오래된 샘플'에 투입하는 것을 제외하고는 실시예 4와 동일하며, 동일한 방법으로 시험하였다.
(실시예 10)
S-OLA 용액을 '오래된 샘플'에 투입하는 것을 제외하고는 실시예 5와 동일하며, 동일한 방법으로 시험하였다.
이상에서의 상기 실시예 6 내지 실시예 10은 '오래된 샘플'을 이용하여 표면 처리를 실시하였다.
4. 표면처리된 페로브스카이트 양자점(QD)의 광학적 특성 평가
상기 실시예 1 내지 10의 시료에 대해 광 발광특성 강화 및 회복 측면에서 UV-vis, UV-spectrophotometry, fluorescence spectrophotometry로 광학적 특성을 평가하였다.
도 1은 S-OLA 에칭 프로세스를 나타내며, 도 2는 에칭 처리한 CsPbI3의 PL 강도를 나타낸다.
도 3 내지 도 8은 UV-vis 및 UV-spectrophotometry, fluorescence spectrophotometry를 사용해 365nm 파장의 UV를 실시예 1 내지 10의 시료에 조사하여 흡수 스펙트럼 및 PL 방출 강도를 얻은 결과이다.
여기에서, 처음으로 S-OLA가 CsPbI3 QD(양자점) 용액에 도입되었을 때, S-Pb 결합을 통해 QD의 납이 많은 표면에 흡수되어 용액 색상이 어두워지고 PL 강도가 크게 감소했지만, PL 위치는 여전히 963nm로 유지됨을 나타내고 있다.
도 2를 참조하면, 모든 샘플의 흡수 스펙트럼의 전이는 662nm에 위치해 있고, 두 번째 단계에서 CsPbI3 표면은 표면 결함을 제거하는데 도움이 되는 S-OLA에 의해 식각되어 에칭 프로세스가 완료된 후 형광 방출과 PL 피크 블루 시프트가 발생하였으며, 마지막으로 남은 S-OLA는 S-Pb의 원자간 상호작용에 의해 QD 표면에 조립되었다. 이렇게 새로운 리간드 층은 습도와 방사선의 영향으로부터 CsPbI3 QD를 보호할 수 있다.
도 3 내지 도 6을 통해서는 표면처리 후 CsPbI3 QD의 광학적 특성에 대한 발전을 설명한다.
도 4에서와 같이 표면처리된 신선한 샘플의 흡수 스펙트럼은 표면 처리하지 않은 신선한 샘플과 정확히 같았다.
S-OLA의 부피가 0에서 100μL로 증가함에 따라 365nm UV 조사(도 3 참조) 환경에서, 표면처리된 샘플의 형광 방출이 점차 강해졌다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, S-OLA 부피가 증가할 때, 에칭 공정 이후 납이 풍부한 표면에서의 결함 감소의 결과로 PL 피크의 파란색 이동 및 광 발광 강도가 증가하였는데, PL 방출의 최대강도는 약 21% 증가하였고, 방출 파란 피크의 원래 위치로부터 약 4nm 이동이 일어났다. S-OLA의 투여량 60μL 초과부터 PL 강도는 감소하였으나 표면처리하지 않은 것에 비해 PL 강도가 큼을 보여주고 있다.
S-OLA를 짧은 체인의 아민기(S-DDA, S-OTA) 화합물로 대체했을 경우에도 S-OLA와 유사한 결과를 나타내었으며, 이는 S2-의 에칭 능력이 QD(양자점) 표면의 표면 결함을 제거한다는 것을 증명한다. 또한 표면처리된 신선한 샘플의 PL 강도가 표면 처리하기 전보다 증가하는 이유가 S-OLA 투입시 표면 결함이 제거되기 때문임을 알 수 있다.
또한, 도 7을 참조하면, 오래된 샘플이 검은 색임을 확인할 수 있고, 표면 처리했을 시 도 3의 표면처리된 신선한 샘플과 유사한 색이 되었음을 확인할 수 있다. 또한 표면 처리하지 않은 오래된 샘플이 UV 조사시 발광 특성을 보이지 않는 반면에, 표면처리된 오래된 샘플들은 발광특성을 보여 S-OLA를 사용한 표면 처리로 발광 특성이 회복되었음을 보여주고 있다.
이는 도 8의 PL 강도 그래프에서도 표면 처리하지 않은 오래된 샘플은 PL 강도가 매우 약하지만, 표면처리된 오래된 샘플은 피크 위치가 낮은 파장으로 이동함(blue-shift)과 동시에 PL 강도가 세지는 확인 할 수 있다.
5. 표면처리된 페로브스카이트 양자점(QD)의 구조 평가
도 9는 신선한 샘플 및 표면처리된 신선한 샘플, 오래된 샘플 및 표면처리된 오래된 샘플의 TEM 사진(50nm scale bar)[도 9(a)], HRTEM 사진(5nm scale bar)[도 9(b)], 표면처리된 신선한 샘플의 EDS 매핑[도 9(c)]이다.
도 9의 (a)에서 평균 크기가 각각 15.2nm(신선한 샘플) 및 14.3nm(표면처리된 신선한 샘플)인 입방체 입자의 존재를 확인할 수 있고, 도 9의 (b)에서 격자 간격이 0.62nm인 뚜렷한 입방체 구조를 확인할 수 있다.
또한, QD의 크기가 표면 처리 후 감소한 사실을 통해 표면 결함이 제거되어 QD의 크기가 감소했음을 알 수 있어 황화물 표면 처리의 비방사 결함 제거 효과를 확인할 수 있다.
오래된 샘플의 경우에는 모서리가 둥글어지고 입자가 커짐을 확인할 수 있는데, 이는 QD 표면의 불안정한 리간드들의 손실이 일어나 상변화 및 응집을 초래했기 때문이다. 오래된 샘플의 QD 크기는 21.6nm(격자 간격 0.617nm), 표면처리된 오래된 샘플의 QD는 20.4nm(격자 간격 0.63)으로 신선한 샘플과 마찬가지로 황화물에 의한 표면처리의 효과로 표면 결함이 제거되어 입자 크기가 감소하고 격자 크기가 증가하였음을 확인할 수 있다.
도 9의 (c)에서는 Pb와 S의 EDS 매핑을 비교할 시 유사하게 분포해 있음을 확인할 수 있으며, 이를 통해 표면에서 S-OLA와 Pb가 강하게 결합되었음을 보여주는 것이다.
6. 표면 처리한 페로브스카이트 양자점(QD)의 안정성 평가
도 10 내지 도 12는 안정성을 확인하기 위하여 실온 환경에서 신선한 샘플과 표면처리된 신선한 샘플을 방치한 후 시간에 따른 PL 강도 및 XRD를 측정하여 얻은 데이터들이다.
신선한 샘플의 경우 도 10에서 햇빛 아래에서 급격한 색 변화를 관찰할 수 있으며, UV 조사시 발광 강도가 점점 떨어지는 것을 확인할 수 있다. 반면에 표면 처리된 샘플의 경우 햇빛 및 UV 조사 결과 색의 변화가 미미하므로 표면 처리의 효과로 시간에 따라 발광 강도가 떨어지지 않고 유지한다는 결과임을 확인할 수 있다.
도 11은 PL 강도를 시간에 따라 측정해 나타낸 그래프로서, 신선한 샘플의 초기 PL 강도를 100%로 정의했을 때, 표면처리된 신선한 샘플은 표면 처리 직후 표면 처리하지 않은 신선한 샘플 대비 121%의 강도를 보여주고 있다.
즉, 표면 처리하지 않은 샘플이 시간에 따라 급격히 감소하여 20일 경과 이후 PL 강도 0%로 수렴하는 반면에, 표면처리된 샘플은 상대적으로 원만한 기울기의 감소 추세를 보이고 있고 30일 경과 후에도 표면 처리하지 않은 샘플의 초기 PL 강도 이상의 수준을 유지함을 확인할 수 있다.
상기 페로브스카이트 양자점(QD) 광학적 특성 평가를 통해 설명하였듯이, 시간이 지나면서 양자점(QD) 표면의 불안정한 리간드들이 소모되며 상변화가 일어나 발광 특성이 감소할 수 있다. 따라서 OA(올레산)를 S-OLA로 치환하여 보다 안정적인 리간드를 표면에 생성하는 것이 QD의 안정성에 도움이 됨을 확인할 수 있다.
도 12의 XRD 결과에서, 표면 처리를 진행하지 않은 샘플은 시간에 따라 강도가 점점 줄어들고 2θ 각이 감소함을 보여 알파 상에서 감마 상으로 상변화가 일어나는 것을 확인할 수 있다. 이와 반대로 표면처리를 진행한 샘플의 피크 위치 및 강도는 시간에 따라 크게 변하지 않아 샘플이 알파 상을 안정적으로 유지함을 확인할 수 있다. 이는 리간드 보조 화합물로 사용한 황화물이 표면 처리의 안정성에 효과를 보이고 있음을 증명하는 것이라 할 수 있다.
이상에서 설명한 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고 이러한 실시예에 극히 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 청구범위 내에서 이 기술분야의 당해업자에 의하여 다양한 수정과 변형 또는 단계의 치환 등이 이루어질 수 있다 할 것이며, 이는 본 발명의 기술적 권리범위 내에 속한다 할 것이다.
Claims (15)
- CsPbI3(세슘 납 트리요오드화물)로 이루어진 페로브스카이트 양자점;
상기 CsPbI3(세슘 납 트리요오드화물) 페로브스카이트 양자점의 표면에 S(황화물)-아민기에 의한 리간드 보조화합물로 표면 처리하여 페로브스카이트 양자점 표면의 리간드를 아민기로 치환한 표면처리층; 을 포함하며,
표면처리층을 갖는 페로브스카이트 양자점은 입방체 구조의 입자를 가지며, 평균 입자크기가 10nm 내지 30nm이고, 격자 간격이 0.50nm 내지 0.70nm인 것을 특징으로 하는 표면처리된 페로브스카이트 양자점. - 제 1항에 있어서,
상기 S(황화물)-아민기는,
S-OLA(Sulfur-oleylamine) 화합물, S-DDA(Sulfur-dodecylamine) 화합물, S-OTA(Sulfur-octylamine) 화합물 중에서 선택된 어느 1종인 것을 특징으로 하는 표면처리된 페로브스카이트 양자점. - 삭제
- (A) CsPbI3(세슘 납 트리요오드화물) 페로브스카이트 양자점 용액을 준비하는 단계;
(B) 상기 CsPbI3(세슘 납 트리요오드화물) 페로브스카이트 양자점의 표면 처리에 사용할 표면처리용액을 준비하는 단계;
(C) 상기 표면처리용액을 CsPbI3 페로브스카이트 양자점 용액에 투입하여 표면을 에칭 처리함에 의해 불순물을 제거함과 동시에 화학적 부동태화(Passivation)를 유도하여 리간드 치환하는 단계; 를 포함하며,
상기 표면처리용액은 S(황화물)-아민기 화합물인 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 양자점의 표면처리방법. - 제 4항에 있어서,
CsPbI3(세슘 납 트리요오드화물) 페로브스카이트 양자점 용액은 표면에 OA(Oleic Acid) 리간드를 갖도록 준비하며,
S(황화물)-아민기를 리간드 보조화합물로 하여 페로브스카이트 양자점 용액의 표면에 존재하는 OA(Oleic Acid) 리간드를 아민기로 치환하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 양자점의 표면처리방법. - 제 4항에 있어서,
상기 S(황화물)-아민기 화합물은,
S-OLA(Sulfur-oleylamine) 화합물, S-DDA(Sulfur-dodecylamine) 화합물, S-OTA(Sulfur-octylamine) 화합물 중에서 선택된 어느 1종인 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 양자점의 표면처리방법. - 제 4항에 있어서,
상기 (A)단계에서는,
1) 제1플라스크에 Cs2CO3(세슘탄산염), ODE(Octadecene; 옥타데켄), OA(Oleic Acid; 올레산)을 투입하여 제1용액을 만들고, 상기 제1용액을 100~125℃의 온도 조건에서 30분 내지 90분 동안 건조시킨 후, 130~170℃로 가열하여 Cs2CO3와 OA를 모두 반응시키되 가열 상태로 준비하는 단계;
2) ODE(옥타데켄), PbI2(요오드화납), OA(올레산), OLA(올레아민)를 제2플라스크에 투입하되, 제2플라스크에는 질소(N2)를 불어넣어주면서 100~120℃에서 교반하고, 상기 PbI2의 용해가 완료되면 150~170℃로 온도를 증가시켜 제2용액을 만드는 단계;
3) 제2용액에 제1용액을 투입한 후 반응혼합물을 만들되 5초 이내로 냉각시키는 단계;
4) MeOAc(Methyl Acetate; 메틸 아세테이트)를 반응혼합물에 투입한 후 원심분리기에서 7000~10000rpm으로 5분 내지 10분 동안 교반하는 단계;
5) 교반한 MeOAc 반응혼합물의 침전물을 헥산에 분산시킨 후 다시 교반하여 반응하지 않은 PbI2 및 뭉친 물질들을 제거하는 단계; 를 통해 합성하여 CsPbI3 페로브스카이트 양자점 용액을 준비하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 양자점의 표면처리방법. - 제 4항에 있어서,
상기 (B)단계에서는,
1) Na2S(황산나트륨)을 헥산 및 OLA(올레아민)에 용해시킨 후 10시간 내지 14시간 교반하는 단계;
2) 교반 처리 후 데칸테이션(Decantation, 혼합물 분리 공정)을 수행하여 교반한 용액에서 S-OLA(황화나트륨과 올레아민의 혼합물) 화합물을 얻어내는 단계; 를 통해 표면처리용액을 준비하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 양자점의 표면처리방법. - 제 4항에 있어서,
상기 표준처리용액은,
상기 CsPbI3 페로브스카이트 양자점 용액 2mL 기준하여 20㎕ 내지 100㎕로 투입하여 표면 처리하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 양자점의 표면처리방법. - 제 4항에 있어서,
상기 리간드 치환이 이루어진 표면 처리된 페로브스카이트 양자점은 입방체 구조의 입자로 이루어지며, 평균 입자크기가 10nm 내지 30nm이고, 격자 간격이 0.50nm 내지 0.70nm인 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 양자점의 표면처리방법. - 제 4항에 있어서,
상기 리간드 치환이 이루어진 표면 처리된 페로브스카이트 양자점은 PL 강도가 1.00(arb, units) 내지 1.30(arb, units)를 형성하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 양자점의 표면처리방법. - 제 7항에 있어서,
제1플라스크에 Cs2CO3 : ODE(Octadecene; 옥타데켄) : OA(올레산; Oleic Acid) = 1:50:3의 몰비율로 투입하여 제1용액을 만들고,
제2플라스크에 ODE(옥타데켄) : PbI2 : OA(올레산) : OLA(올레아민) = 90~100:1:9.5:9의 몰비율로 투입하여 제2용액을 만들고,
제2용액에는 제1용액에 대해 10% 내지 20%의 부피 비율만큼 투입한 후 냉각시키고,
제1용액 기준하여 80% 내지 100%의 부피비율만큼 MeOAc를 반응혼합물에 투입하여 교반하며,
교반한 MeOAc 반응혼합물의 침전물을 헥산에 분산시키되 헥산은 MeOAc 첨가량의 2배를 사용하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 양자점의 표면처리방법. - 제 8항에 있어서,
바이알 안에 Na2S(황산나트륨)을 헥산 및 OLA(올레아민)에 용해시키되, Na2S(황산나트륨) : 헥산 : OLA(올레아민) = 5:750~770:3의 몰비율로 투입하여 용해시킨 후 교반하며,
교반 처리 후 데칸테이션(Decantation, 혼합물 분리 공정)을 수행하여 교반한 용액에서 0.05M의 S-OLA(황화나트륨과 올레아민의 혼합물) 화합물을 얻어내 표면처리용액을 준비하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 양자점의 표면처리방법. - 페로브스카이트 양자점을 포함하는 발광다이오드에 있어서,
CsPbI3(세슘 납 트리요오드화물) 페로브스카이트 양자점으로 이루어지는 양자점층; 을 포함하며,
상기 CsPbI3(세슘 납 트리요오드화물) 페로브스카이트 양자점은 청구항 4 내지 청구항 13 중에서 어느 한 항에 의한 표면처리방법으로 표면처리된 페로브스카이트 양자점인 것을 특징으로 하는 표면처리된 페로브스카이트 양자점을 포함하는 발광다이오드. - 페로브스카이트 양자점을 포함하는 디스플레이장치에 있어서,
상기 페로브스카이트 양자점은 CsPbI3(세슘 납 트리요오드화물)로 이루어진 페로브스카이트 양자점이며,
상기 CsPbI3(세슘 납 트리요오드화물)로 이루어진 페로브스카이트 양자점은 청구항 4 내지 청구항 13 중에서 어느 한 항에 의한 표면처리방법으로 표면처리된 페로브스카이트 양자점인 것을 특징으로 하는 표면처리된 페로브스카이트 양자점을 포함하는 디스플레이장치.
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