페로브스카이트 발광소자의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 페로브스카이트 발광소자
METHOD FOR MANUFACTURING PEROVSKITE LIGHT EMITTING DIODE AND PEROVSKITE LIGHT EMITTING DIODE MANUFACTURED USING THE SAME
특허 요약
본 발명은 페로브스카이트 발광소자의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 페로브스카이트 발광소자를 개시한다. 본 발명은 제1 전극 상에 정공 수송층을 형성하는 단계; 상기 정공 수송층 상에 형성되고, 제2 페로브스카이트 화합물을 포함하는 페로브스카이트 나노결정을 포함하는 페로브스카이트 광활성층을 형성하는 단계; 상기 페로브스카이트 광활성층 상에 전자 수송층을 형성하는 단계; 및 상기 전자 수송층 상에 제2 전극을 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 페로브스카이트 광활성층을 형성하는 단계는, 1가 금속 양이온을 포함하는 금속 올레이트 용액을 제조하는 단계; 금속 할라이드 및 유기 리간드를 포함하는 금속 할라이드-리간드 용액을 제조하는 단계; 상기 금속 할라이드-리간드 용액에 상기 금속 올레이트 용액을 첨가하여 상기 유기 리간드가 표면에 결합된 페로브스카이트 화합물인 제1 페로브스카이트 화합물을 제조하는 단계; 상기 제1 페로브스카이트 화합물을 분산 용매에 분산시켜 제1 페로브스카이트 화합물 분산 용액을 제조하는 단계; 표면 리간드를 포함하는 표면 리간드 용액에 할로겐화수소를 첨가하여 할로겐화 표면 리간드를 제조하는 단계; 상기 할로겐화 표면 리간드를 극성 용매에 분산시켜 할로겐화 표면 리간드 분산 용액을 제조하는 단계; 및 상기 제1 페로브스카이트 화합물 분산 용액에 상기 할로겐화 표면 리간드 분산 용액...(이하생략)
청구항
번호청구항
14

제11항에 있어서, 상기 페로브스카이트 발광소자는 유연(flexible)한 페로브스카이트 발광소자인 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 발광소자.

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제1 전극 상에 정공 수송층을 형성하는 단계;상기 정공 수송층 상에 형성되고, 제2 페로브스카이트 화합물을 포함하는 페로브스카이트 나노결정을 포함하는 페로브스카이트 광활성층을 형성하는 단계;상기 페로브스카이트 광활성층 상에 전자 수송층을 형성하는 단계; 및상기 전자 수송층 상에 제2 전극을 형성하는 단계;를 포함하고,상기 페로브스카이트 광활성층을 형성하는 단계는, 1가 금속 양이온을 포함하는 금속 올레이트 용액을 제조하는 단계;금속 할라이드 및 유기 리간드를 포함하는 금속 할라이드-리간드 용액을 제조하는 단계;상기 금속 할라이드-리간드 용액에 상기 금속 올레이트 용액을 첨가하여 상기 유기 리간드가 표면에 결합된 페로브스카이트 화합물인 제1 페로브스카이트 화합물을 제조하는 단계;상기 제1 페로브스카이트 화합물을 분산 용매에 분산시켜 제1 페로브스카이트 화합물 분산 용액을 제조하는 단계;표면 리간드를 포함하는 표면 리간드 용액에 할로겐화수소를 첨가하여 할로겐화 표면 리간드를 제조하는 단계;상기 할로겐화 표면 리간드를 극성 용매에 분산시켜 할로겐화 표면 리간드 분산 용액을 제조하는 단계; 및상기 제1 페로브스카이트 화합물 분산 용액에 상기 할로겐화 표면 리간드 분산 용액을 첨가하여 제1 리간드 교환 공정을 수행함으로써 상기 할로겐화 표면 리간드가 표면에 결합된 페로브스카이트 화합물인 제2 페로브스카이트 화합물을 제조하는 단계;를 포함하고,상기 제1 페로브스카이트 화합물에 포함되는 제1 할로겐 이온과 상기 할로겐화 표면 리간드에 포함되는 제2 할로겐 이온은 서로 상이하며,상기 제2 페로브스카이트 화합물을 제조하는 단계에서, 상기 제2 페로브스카이트 화합물은 상기 제2 할로겐 이온이 상기 페로브스카이트 화합물의 표면에만 선택적으로 도핑되는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 발광소자의 제조방법.

2

삭제

3

삭제

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제1항에 있어서, 상기 제2 페로브스카이트 화합물을 제조하는 단계는,상기 페로브스카이트 화합물의 표면에서 상기 할로겐화 표면 리간드의 상기 표면 리간드와 상기 제2 할로겐 이온이 동시에 탈착되어 루이스 산-염기 반응을 통해 상기 페로브스카이트 화합물의 표면에 결합되는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 발광소자의 제조방법.

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제1항에 있어서, 상기 제2 페로브스카이트 화합물을 제조하는 단계에서,상기 할로겐화 표면 리간드 분산 용액의 양에 따라 상기 제2 페로브스카이트 화합물의 방출 파장이 조절되는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 발광소자의 제조방법.

6

제1항에 있어서, 상기 제1 페로브스카이트 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 발광소자의 제조방법.[화학식 1]ABX13(상기 화학식 1에서 상기 A는 1가 양이온이고, 상기 B는 2가 금속 양이온 이며, 상기 X1는 제1 할로겐 이온임)

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제1항에 있어서, 상기 할로겐화 표면 리간드는 하기 화학식 2로 표시되는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 발광소자의 제조방법.[화학식 2]SL-X2(상기 화학식 2에서 상기 SL은 상기 표면 리간드이고, 상기 B는 2가 금속 양이온 이며, 상기 X2는 제2 할로겐 이온임)

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제1항에 있어서, 상기 제2 페로브스카이트 화합물은 하기 화학식 3으로 표시되는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 발광소자의 제조방법.[화학식 3]ABX13:X2(상기 화학식 3에서 상기 A는 1가 양이온이고, 상기 B는 2가 금속 양이온 이며, 상기 X1 및 X2는 제2 할로겐 이온이고, 상기 X1 및 X2는 서로 상이함)

9

제1항에 있어서, 상기 제2 페로브스카이트 화합물을 제조하는 단계를 진행한 다음,상기 제2 페로브스카이트 화합물을 분산 용액에 분산시켜 제2 페로브스카이트 화합물 분산 용액을 제조하는 단계;보조 리간드를 비극성 용매에 분산시켜 보조 리간드 용액을 제조하는 단계; 및상기 제2 페로브스카이트 화합물 분산 용액에 상기 보조 리간드 용액을 첨가하여 제2 리간드 교환 공정을 수행함으로써 상기 보조 리간드가 표면에 결합된 제2 페로브스카이트 화합물을 제조하는 단계;를 진행하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 발광소자의 제조방법.

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제1항에 있어서, 상기 보조 리간드는 하기 화학식 4로 표시되는 화합물을 포함 하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 발광소자의 제조방법.[화학식 4]R-I(상기 화학식 4에서, 상기 R은 트리부틸설포늄(Tributylsulfonium, TBS), 트리도데실메틸암모늄(Tridodecylmethylammonium), 프로피오닐티오클로린(Propionylthiocholine), 테드라메틸암모늄(Tetramethylammonium), 테트라프로필암모늄(Tetrapropylammonium) 및 테트라부틸암모늄(Tetrabutylammonium) 중 적어도 어느 하나를 포함함)

11

제1항에 따른 페로브스카이트 발광소자의 제조방법에 따라 제조되고,제1 전극 상에 형성되는 정공 수송층;상기 정공 수송층 상에 형성되고, 제2 페로브스카이트 화합물을 포함하는 페로브스카이트 나노결정을 포함하는 페로브스카이트 광활성층;상기 페로브스카이트 광활성층 상에 형성되는 전자 수송층; 및상기 전자 수송층 상에 형성되는 제2 전극;을 포함하며,상기 제2 페로브스카이트 화합물은 하기의 화학식 3으로 표시되는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 발광소자.[화학식 3]ABX13:X2(상기 화학식 3에서 상기 A는 1가 양이온이고, 상기 B는 2가 금속 양이온 이며, 상기 X1 및 X2는 제2 할로겐 이온이고, 상기 X1 및 X2는 서로 상이함)

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제11항에 있어서, 상기 제2 페로브스카이트 화합물은 표면에 결합된 보조 리간드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 발광소자.

13

제11항에 있어서, 상기 제2 페로브스카이트 화합물의 크기는 0.1 nm 내지 1,000 nm 인 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 발광소자.

15

제13항에 있어서, 상기 페로브스카이트 발광소자는 상기 제1 전극 하부에 형성되는 제1 봉지층 및 상기 제2 전극 상부에 형성되는 제2 봉지층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 발광소자.