초록 ▼

□ 연구개요
페로브스카이트는 높은 색순도의 발광스펙트럼을 가지고 있어 차세대 발광다이오드 재료로 주목받고 있다. 하지만 페로브스카이트는 대면적으로 박막을 형성하기 어렵고 주로 활용되는 나노결정 형태인 양자점의 경우 크기에 따라 밴드갭이 변화하여 색순도가 낮아지고 합성방법이 복잡하다. 이에 본 연구는 페로브스카이트를 양자구속효과를 받지 않는 크기의 나노결정으로 합성하여 고분자와 혼합해 고색순도를 가지며 유연소자에 적용 가능하면서 대면적 용액공정도 가능하게 하고자 한다. 또한 이러한 박막을 자발확산공정을 통한 건식 전사로 적층형

□ 연구개요
페로브스카이트는 높은 색순도의 발광스펙트럼을 가지고 있어 차세대 발광다이오드 재료로 주목받고 있다. 하지만 페로브스카이트는 대면적으로 박막을 형성하기 어렵고 주로 활용되는 나노결정 형태인 양자점의 경우 크기에 따라 밴드갭이 변화하여 색순도가 낮아지고 합성방법이 복잡하다. 이에 본 연구는 페로브스카이트를 양자구속효과를 받지 않는 크기의 나노결정으로 합성하여 고분자와 혼합해 고색순도를 가지며 유연소자에 적용 가능하면서 대면적 용액공정도 가능하게 하고자 한다. 또한 이러한 박막을 자발확산공정을 통한 건식 전사로 적층형 광전소자 제작에 활용하고자 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구는 양자구속효과를 받지 않아 고색순도를 유지하면서 박막 공정이 가능한 페로브스카이트 나노결정을 합성하고자 하였는데, 용액상에 분산되어 있어 용액공정으로 박막 형성이 가능하고, 벌크 페로브스카이트 고유의 색순도를 유지하는 50 nm 내외의 크기의 페로브스카이트 나노입자 합성에 성공하였다.
페로브스카이트 조성 조절을 통한 방출파장 조절 및 균일한 크기 분포를 위한 합성조건 최적화를 이루려고 하였는데, 페로브스카이트 전구체용액의 조성을 조절하여 가시광 범위 내에서 다양한 방출파장을 내는 나노입자 합성에 성공하였으며, 녹색발광 페로브스카이트에 대해 크기를 제어하고 균일도를 개선할 수 있는 합성조건을 찾는데 성공하였다.
용액을 대용량, 고수율 합성을 이룰 수 있는 효과적인 나노결정 합성법을 개발하고자 하여, 초음파스프레이를 이용한 연속적인 물질 공급으로 기존에 10 ml 미만의 규모로 합성되곤 하는 양자점 대비 수십배 이상인 수백 ml 규모로 합성이 가능함을 확인하였다.
이러한 나노결정으로 발광다이오드 소자 구현을 하고자 하였는데 비록 효율은 높지 않지만 고색순도를 유지하면서 휘도 180의 발광 다이오드 소자를 구현하였다.
이러한 구조를 구현함으로서 화학적, 기계적 안정성이 개선되었을 것으로 예상되지만, 이 구조를 통한 적층형 소자 구현에는 아직 어려움이 있었다.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
본 연구의 결과는 연구 분야에서 크게 주목하지 않았던 나노결정들의 색순도 유지 문제를 직접적으로 보여주고 비교함으로서 발광다이오드용 발광체로서 페로브스카이트를 활용함에 있어 최선의 방법을 찾는데 기여할 것으로 생각된다. 나노 크기의 페로브스카이트 결정체가 양자점의 형태에 국한되지 않고, 조건의 변화를 통해 크기를 수십 나노미터까지 조절이 가능하며 원하는 밴드갭을 가지는 조성으로도 합성이 가능하기 때문에, 발광다이오드 분야뿐만이 아니라 센서, 트랜지스터, 색필터 등의 다른 광전기적 소자 분야에서도 유용하게 활용될 가능성을 확대하였다. 페로브스카이트 물질을 페로브스카이트만 사용하는 것이 아닌, 고분자 유기물을 혼합하여 사용 가능함을 보여 페로브스카이트의 화학적, 기계적 안정성을 보완하여 사용할 수 있는 방법을 제시하고, 박막형 소자를 제작할 때, 박막의 특성을 조절할 수 있는 추가적인 변인을 제공함으로서 여러 분야에서 각광받는 페로브스카이트를 복합 신소재적 관점에서 발전 가능성을 확대하였다. 특히 고분자를 이용하여 만든 발광다이오드 소자의 경우 방출 스펙트럼의 반치전폭이 더욱 줄어들어 색순도가 좋아지는 현상을 볼 수 있었는데, 이는 페로브스카이트의 고질적인 문제인 구조결함을 보완할 보조적인 방법으로 고분자 같은 유기물 층을 사용하는 것이 효과적임을 나타낸다고 볼 수 있다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 9
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 15
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 15
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• 3) 목표 달성 수준 ... 16
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 16
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 17
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 18
• 6. 참고문헌 ... 18
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 19
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 27
• 끝페이지 ... 36