가득한

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 4836(2023) 이 기사 인용

3511 액세스

1 알트메트릭

측정항목 세부정보

본 논문에서는 실란 복합재로 PQD를 리간드 교환한 후 할로겐화물을 첨가하여 표면 활성화함으로써 페로브스카이트 양자점(PQD)/실록산 복합재를 사용하여 풀 컬러 mico-LED 디스플레이용 색 변환 층(CCL)을 성공적으로 제조했습니다. 염을 함유한 음이온. 이러한 표면 활성화로 인해 PQD를 손상시키지 않는 비극성 유기 용매를 사용하여 실란 리간드로 PQD 표면을 구성하는 것이 가능했습니다. 그 결과, 실란 화합물로 리간드가 교환된 PQD는 실록산 매트릭스에서 높은 분산성과 졸-겔 축합으로 인해 우수한 대기 안정성을 나타냈습니다. 주변 안정성이 뛰어난 PQD/실록산 복합 기반 CCL을 기반으로 하는 풀 컬러 마이크로 LED 디스플레이는 1mm 픽셀 피치를 가지며 약 25.4인치당 픽셀(PPI) 해상도를 달성했습니다. 또한 블루라이트 간섭을 방지하기 위한 블랙 매트릭스의 두께가 얇기 때문에 5mm의 굽힘 반경에서도 손상 없이 작동할 수 있는 플렉서블 디스플레이의 가능성을 입증했다.

양자점(QD)은 기존 형광체에 비해 높은 색재현율을 제공할 수 있는 뛰어난 광물리적 특성으로 인해 마이크로 LED의 색변환층(CCL) 후보로 주목받고 있는 소재 중 하나이다1,2. 그러나 QD의 표면 결함은 본질적으로 큰 표면 대 부피 비율로 인해 QD의 고유한 광학 특성을 보존하기 위해 두꺼운 쉘링이 필요하며, 이는 추가적인 복잡한 합성 공정이 필요합니다. 기존 QD3에 비해 결함 허용 특성을 나타내는 페로브스카이트 양자점(PQD)은 이러한 점에서 QD보다 장점이 있을 수 있습니다. 즉, PQD는 쉘링 없이 높은 광발광 양자 수율(PLQY)과 좁은 방출을 제공할 수 있어 쉽고 간단한 합성이 가능합니다.

따라서 PQD는 기존의 공유결합 기반 QD4,5,6,7,8,9에 비해 저비용으로 안정적이고 높은 발광 성능을 발현할 수 있는 디스플레이 소재로서 더욱 유망하다고 볼 수 있다. 이러한 이유로 PQD는 최근 CCL 소재로 주목받고 있다10,11,12. PQD CCL은 스핀 코팅13, 잉크젯 인쇄14,15 및 진공 건조16과 같은 가장 눈에 띄는 옵션을 포함한 다양한 기술을 사용하여 구현되었습니다. 효율적인 CCL을 구현하기 위해서는 CCL 하단에 위치한 단파장 백라이트 유닛의 에너지를 최대한 흡수해 손실 없이 광변환해야 한다. 따라서 마이크로미터 단위로 충분히 두꺼운 구조를 사용해야 하는데, 이는 스핀 코팅을 사용하여 수행하기 어려운 경우가 많습니다.

잉크젯 프린팅이나 진공건조의 경우 두꺼운 층을 쌓기 위한 반복과정에서 층간 불량이나 표면 균일성 문제가 발생할 수 있다. 또한, PQD는 공기 중의 산소나 수분에 매우 민감한 것으로 알려져 있기 때문에17, 고분자와의 복합체18,19 또는 encapsulation20을 통해 대기 안정성을 향상시키는 것이 요구된다. 그러나 폴리머 매트릭스의 분산성 문제는 PQD가 폴리머와 결합될 때 PQD의 광발광(PL) 효율에 영향을 미칠 수 있습니다21,22. 더욱이, 폴리머를 주로 분산시키는 데 사용되는 극성 유기 용매는 잠재적으로 PQD 분해를 일으킬 수 있습니다.

본 논문에서는 스퀴징 기법을 사용하여 충분한 두께를 갖고 포토패터닝이 용이한 Miro-LED용 PQD CCL을 제작했습니다. 무엇보다도, 음이온 염을 이용하여 PQD 표면을 활성화시킨 후 실란 리간드를 배열하는 방법을 적용함으로써 PQD의 손상 없이 실록산 매트릭스 내에서 우수한 분산성을 유도하였다. 또한, 졸-겔 축합 반응을 기반으로 PQD가 실록산 매트릭스에 잘 봉입되어 대기 안정성이 뛰어나고, 이후에도 원래 PL 효율의 80%를 유지하는 마이크로 LED용 풀컬러 CCL을 제작할 수 있었다. 1 개월. 이 기술은 매우 유연한 PCB 기판에 적용할 수 있는 공정이기 때문에 5mm의 굽힘 반경에서도 문제 없이 동작할 수 있는 유연한 풀컬러 마이크로 LED를 시연할 수 있었습니다.