초록 ▼

□ 연구개요
페로브스카이트 발광소재는 페로브스카이트 결정 구조를 가지는 화합물 반도체로서 화합물의 조성 조절을 통한 다양한 전기적, 광학적 특성 조절이 가능하다는 특징이 있음. 또한 기존 유기 발광소재나 양자점 발광소재에 비해서 저비용 재료 및 공정, 높은 색순도 (발광파장 반치폭 : ~20nm), 발광파장 조절이 용이하여 차세대 디스플레이용 발광 재료로 주목받고 있음.
본 연구진은 다양한 결함 (defect)분석 기술을 바탕으로 상부, 중부, 하부의 결함제어 기술을 통한 무결함의 페로브스카이트 발광층 형성기술, 페로브스

□ 연구개요
페로브스카이트 발광소재는 페로브스카이트 결정 구조를 가지는 화합물 반도체로서 화합물의 조성 조절을 통한 다양한 전기적, 광학적 특성 조절이 가능하다는 특징이 있음. 또한 기존 유기 발광소재나 양자점 발광소재에 비해서 저비용 재료 및 공정, 높은 색순도 (발광파장 반치폭 : ~20nm), 발광파장 조절이 용이하여 차세대 디스플레이용 발광 재료로 주목받고 있음.
본 연구진은 다양한 결함 (defect)분석 기술을 바탕으로 상부, 중부, 하부의 결함제어 기술을 통한 무결함의 페로브스카이트 발광층 형성기술, 페로브스카이트 결함 및 광전특성 종합 분석기술, 페로브스카이트 발광소자 효율 및 안정성 최적화 기술을 통해 고효율(외부양자효율, EQE>20%) 및 장수명(h@100nit, >100h)의 페로브스카이트 발광소자와 친환경 무결함 페로브스카이트 발광소자(비납계기반 EQE>5%) 구현을 목표로 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
● 결함 부동태화를 통한 페로브스카이트 발광소자 외부양자효율 20% 달성
- 고분자-페로브스카이트 복합체를 형성하여 균일하고 작은 결정사이즈를 가지는 페로브카이트 박막을 형성하였음.
- Lewis based-acid 결합을 할 수 있는 작용기를 가진 고분자를 복합체로 사용하여 페로브스카이트 내부 결함을 부동태화하여, 결과적으로 방사 재결합률을 증가시킴.
- 추가적으로, 에이징을 통해 외부양자효율을 20.09%까지 달성하였음.
● 페로브스카이트 발광소자 안정성 향상 연구
- 페로브스카이트 내부 이온들의 이동에 의한 전극 부식을 방지하기 위해 상부 부동태화를 하여 안정성을 향상시킴.
- 페로브스카이트 내부 결함 부동태화, 전하 수송층 최적화, 그리고 양이온 조합을 통한 구조 안정성 향상을 통해 소자 안정성을 향상시켜 최종적으로 100nit 기준 수명 3.5시간을 달성하였음.
● 저납계 기반 페로브스카이트 발광소자 연구
- 비납계 기반 페로브스카이트의 박막 형성이 힘들어 Pb 이온을 무독성의 Sn 또는 Ni 이온으로 치환하여 저납계 기반 페로브스카이트로 연구를 진행하였음.
- Pb 이온을 Sn으로 50% 치환하여 나노결정 용액 기준 광 발광 양자 수율 99%를 달성하고 소자로 제작하여 외부양자효율 3%를 달성하였음.

□ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
기술적 측면- 페로브스카이트 발광소자 연구는 유기 발광소자나 양자점 발광소자에 비해 역사가 아직 짧으나 관련 논문 발행 편수의 증가와 함께 관련 분야에 대한 기술의 발전이 매우 빠르기 때문에 본 연구진이 목표로 하는 고효율 및 장수명의 페로브스카이트 발광소자 연구는 기술의 우위를 점하고 시장의 주도권 확보가 가능함.
산업적 측면- 페로브스카이트 발광소자는 저비용 소재를 바탕으로 고가 설비가 필요없이 간단한 용액공정에 의해 제작이 가능해 중소 연구실이나 기업에 도움이 될 것으로 기대됨.
경제적 측면- 미래 산업으로 평가받는 고해상도의 페로브스카이트 발광소자의 개발로 고부가가치 산업의 활성화를 통해 고용 증대 효과와 더불어 국가 전반의 산업 경쟁력을 확보하고자 함.
기술의 응용성- 결함 최소화 페로브스카이트 관련 기술은 태양전지, 트랜지스터, 센서, 레이저 등 활용범위가 다양한 기술이며, 파생되는 다양한 기술에 대한 지적재산권 확보는 국가와 기업경쟁력을 갖출 수 있음.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 연구개발의 최종목표 ... 4
• 나. 연구의 개요 ... 4
• 다. 연구 가설과 도출근거 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 가. 연구의 방법 ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 8
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 8
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• 3) 목표 달성 수준 ... 15
• 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 ... 19
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 21
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 37
• 끝페이지 ... 47