| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2021년 가을 (11/24 ~ 11/26, 경주 라한호텔) |
| 권호 | 27권 2호 |
| 발표분야 | F. 광기능/디스플레이 재료 분과 |
| 제목 | 모세관력 리소그래피를 이용한 적색 페로브스카이트 마이크로 발광다이오드의 특성 (Properties of red perovskite micro light-emitting diodes by using capillary force lithography) |
| 초록 | 현재 크게 주목받고 있는 마이크로 발광 다이오드 (micro light-emitting diode, micro LED) 의 소재와 픽셀 구현 기술을 획기적으로 개선하기 위하여 용액 공정을 기반으로 페로브스카이트와 친수성 폴리머 및 리간드를 사용하여 전구체를 합성하고, 마이크로 패터닝 공정을 통해 10 µm 수준의 페로브스카이트 기반 micro LED 를 구성하고 발광 및 구동 특성에 대해 연구를 진행하였다. 마이크로 패터닝 공정으로 제작한 페로브스카이트 마이크로 패턴의 이종성장에 대한 연구를 진행하고, 마이크로 페로브스카이트 발광 다이오드 (micro perovskite LED, micro PeLED) 구현을 통해 발광 특성을 최적화하여 최종적으로는 차세대 디스플레이 소재로의 응용 가능성을 검증하였다. 본 연구에서는 페로브스카이트-폴리머-리간드 복합체를 micro PeLED로 응용하기 위해 모세관력 리소그래피 (capillary force lithography) 를 이용하였다. Polydimethylsiloxane (PDMS) 주형을 제작하고, 이를 페로브스카이트-폴리머-리간드 전구체가 도포된 기판 위에 위치시킨 후 승온시켜 페로브스카이트 마이크로 패턴을 제작하였다. 이 방법은 물질의 모세관력을 이용해 마이크로 패턴을 형성하는 방법으로, 마이크로 패턴의 형상은 PDMS 주형의 형태, 열처리 온도 및 시간, 전구체 용액의 도포 조건, 전구체 용액과 기판 그리고 전구체 용액과 PDMS 주형 사이의 젖음성 등과 같은 변수들에 의해 영향을 받는다. 따라서 페로브스카이트 전구체에 첨가되는 폴리머 및 리간드의 함량을 조절하여 micro PeLED의 발광효율을 최적화 하였을 뿐만 아니라 전구체 용액과 기판 그리고 전구체 용액과 PDMS 주형 사이의 젖음성을 조절하여 최종 마이크로 패턴의 형상을 최적화 하였다. 페로브스카이트-폴리머-리간드 복합체 기반의 적색 발광 micro PeLED는 형성된 개별 마이크로 패턴에서 균일하게 발광 하였으며, 약 650 nm의 electroluminescence (EL) center peak, 1.1% 의 external quantum efficiency (EQE) 및 106 cd/m2 의 luminance의 특성을 보였다. 마이크로 패턴의 크기와 형상은 optical microscope (OM) 과 scanning electron microscope (SEM) 을 통해 확인하였으며, 전구체의 젖음성은 접촉각 (contact angle) 측정을 통해 확인하였다. 광학적 특성 및 결정학적 특성은 X-ray 회절법 (XRD) 및 photoluminescence (PL) 측정을 통해 확인하였으며, 최종적으로 micro PeLED의 발광 특성은 전류-전압 (I-V), EL, 그리고 EQE 측정을 통해 평가하였다. |
| 저자 | 김도훈, 안희주, 명재민 |
| 소속 | 연세대 |
| 키워드 | perovskite; light-emitting device; red emission; micro pattern; capillary force lithography |
