| 초록 |
이온 결정체인 perovskite는 유기발광다이오드(organic light-emitting diode, OLED) 소재보다 높은 색 순도(color purity) 및 색 조절 용이성으로 인하여 새로운 발광 소재로서 주목받고 있다. 또한, 용액 가공성이 뛰어난 perovskite는 100 °C 이하의 저온에서 합성 가능하여 인쇄공정을 이용한 플렉서블 및 스트레쳐블과 같은 deformable 소자에 적용할 수 있기 때문에 차세대 디스플레이 소재로 각광받고 있다. 그러나, perovskite는 상온에서도 쉽게 큰 결정으로 성장하기 때문에 균일한 박막 형성이 어렵다는 단점이 있다. 특히, 결정이 마이크로 크기 이상일 경우 결정 내부에 존재하는 결함에 의한 nonradiative emission으로 인하여 발광 효율이 크게 감소한다. 따라서, 본 연구에서는 알킬아민계 리간드인 oleylamine 및 butylamine를 이용하여 perovskite 결정을 나노 크기로 제어하여 결정 내부에 존재하는 결함을 최소화 하였다. Perovskite LED (PeLED) 제작을 위하여 methylammonium lead bromide (MAPbBr3)를 녹색 광원으로 사용하였으며, 이를 알킬아민과 함께 dimethylformamide (DMF)에 용해시켜 전구체 용액을 합성하였으며, spin-coating 공정을 통해 pinhole이 없는 균일한 나노 결정 MAPbBr3 박막을 형성하였다. 전구체 내의 알킬아민은 Pb2+ 양이온과 중간상을 형성하여 MAPbBr3의 결정화 속도를 제어하였으며, 결정화 된 MAPbBr3의 표면 결함을 감소시켰다. 알킬아민의 첨가로 인하여 나노 결정의 MAPbBr3 박막이 형성되었으며, 이를 이용한 PeLED의 경우 발광 효율 뿐만 아니라 소자의 안정성도 향상됨을 확인하였다. 나노 결정 MAPbBr3 박막의 표면 형상 및 두께는 scanning electron microscope (SEM)을 이용해 확인하였고, 표면 거칠기는 atomic force microscopy (AFM)으로 평가하였다. 또한, 박막의 결정학적 특성은 X-ray 회절법(XRD)을 통해 평가하였으며, 광학적 특성은 photoluminescence (PL) 및 ultraviolet-visible spectrophotometer (UV-vis-NIR) 측정으로 확인하였다. 최종적으로 제작된 PeLED의 발광 특성은 전류-전압(I-V) 측정 및 electroluminescence (EL) 측정을 통해 평가하였다. |
