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ABX3 또는 A'2An-1BX3n+1(n은 2 내지 100의 정수)의 3차원 페로브스카이트 결정으로 이루어진 코어; 및상기 코어를 감싸는 자기조립 쉘로서, 하기 화학식 27의 페닐알칸아민 화합물(Y)이 양성자 이동 반응을 통해 자기조립된 Y2Am-1BX3m+1(m은 1 내지 100의 정수)의 2차원 페로브스카이트로 이루어진 3D/2D 코어-쉘 결정 구조를 갖는 페로브스카이트 필름이되,상기 A 및 A'는 각각 유기 암모늄(RNH3)+, 유기 아미디늄 유도체(RC(=NR2)NR2)+, 유기 구아니디늄 유도체 (R2NC(=NR2)NR2)+, 유기 다이암모늄(CxH2x-n+4)(NH3)n+, ((CxH2x+1)nNH3)(CH3NH3)n+, (RNH3)2+, (CnH2n+1NH3)2+, (CF3NH3)+, (CF3NH3)n+, ((CxF2x+1)nNH3)2(CF3NH3)n+, ((CxF2x+1)nNH3)2+ 또는 (CnF2n+1NH3)2+(x, n은 1이상인 정수, R=탄화수소 유도체, H, F, Cl, Br, I) 및 이들의 조합 중에서 선택되는 1가 유기 양이온, 또는 알칼리 금속 이온이고, 상기 B는 2가의 전이 금속, 희토류 금속, 알칼리 토류 금속, 1가 금속, 3가 금속 또는 이들의 조합이고, 상기 X는 F-, Cl-, Br-, I-, At- 또는 이들의 조합인 것을 특징으로 하는 3D/2D 코어-쉘 결정 구조를 갖는 페로브스카이트 필름
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2
제1항에 있어서,상기 화학식 27은 페닐메탄아민, (4-플루오로페닐)메탄아민, (4-(트리플루오로메틸)페닐)메탄아민, 2-페닐에탄아민, 1-페닐프로판-2-아민, 1-페닐프로판-1-아민, 1-페닐에탄-1,2-디아민, 2-(4-플루오로페닐)에탄아민, 1-(4-플루오로페닐)프로판-2-아민, 1-(4-플루오로페닐)프로판-1-아민, 1-(4-플루오로페닐)에탄-1,2-디아민, 2-(4-(트리플루오로메틸)페닐)에탄아민, 1-(4-(트리플루오로메틸)페닐)프로판-2-아민, 1-(4-(트리플루오로메틸)페닐)프로판-1-아민, 3-페닐프로판-1-아민, 4-페닐부탄-2-아민, 1-페닐부탄-2-아민, 1-페닐부탄-1-아민, 3-페닐프로판-1,2-디아민, 3-(4-플루오로페닐)프로판-1-아민, 4-(4-플루오로페닐)부탄-2-아민, 1-(4-플루오로페닐)부탄-1-아민, 4-페닐부탄-1-아민, 5-페닐펜탄-2-아민, 1-페닐펜탄-3-아민, 1-페닐펜탄-1-아민, 4-(4-플루오로페닐)부탄-1-아민, 1-(4-플루오로페닐)펜탄-3-아민, 1-(4-플루오로페닐)펜탄-1-아민, 5-페닐펜탄-1-아민, 1-페닐헥산-1-아민, 1-페닐헥산-2-아민, 1-페닐헥산-3-아민, 6-페닐헥산-2-아민, 1-(4-플루오로페닐)헥산-1-아민, 1-(4-플루오로페닐)헥산-3-아민, 6-페닐헥산-1-아민 및 1-페닐헵탄-1-아민으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 3D/2D 코어-쉘 결정 구조를 갖는 페로브스카이트 필름
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제1항에 있어서, 상기 3D/2D 코어-쉘 결정 구조를 갖는 페로브스카이트의 결정의 크기는 10nm 내지 1㎛인 것을 특징으로 하는 3D/2D 코어-쉘 결정 구조를 갖는 페로브스카이트 필름
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페로브스카이트 벌크 전구체 용액에 하기 화학식 27의 페닐알칸아민 화합물을 첨가하여 혼합 용액을 준비하는 단계(S100) 및상기 페로브스카이트 벌크 전구체 용액과 페닐알칸아민 화합물의 혼합 용액을 기판 상에 도포하여 코팅시켜 3D/2D 코어-쉘 결정 구조를 갖는 페로브스카이트 필름을 제조하는 단계(S200)를 포함하는 3D/2D 코어-쉘 결정 구조를 갖는 페로브스카이트 필름의 제조방법
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제4항에 있어서,상기 화학식 27은 페닐메탄아민, (4-플루오로페닐)메탄아민, (4-(트리플루오로메틸)페닐)메탄아민, 2-페닐에탄아민, 1-페닐프로판-2-아민, 1-페닐프로판-1-아민, 1-페닐에탄-1,2-디아민, 2-(4-플루오로페닐)에탄아민, 1-(4-플루오로페닐)프로판-2-아민, 1-(4-플루오로페닐)프로판-1-아민, 1-(4-플루오로페닐)에탄-1,2-디아민, 2-(4-(트리플루오로메틸)페닐)에탄아민, 1-(4-(트리플루오로메틸)페닐)프로판-2-아민, 1-(4-(트리플루오로메틸)페닐)프로판-1-아민, 3-페닐프로판-1-아민, 4-페닐부탄-2-아민, 1-페닐부탄-2-아민, 1-페닐부탄-1-아민, 3-페닐프로판-1,2-디아민, 3-(4-플루오로페닐)프로판-1-아민, 4-(4-플루오로페닐)부탄-2-아민, 1-(4-플루오로페닐)부탄-1-아민, 4-페닐부탄-1-아민, 5-페닐펜탄-2-아민, 1-페닐펜탄-3-아민, 1-페닐펜탄-1-아민, 4-(4-플루오로페닐)부탄-1-아민, 1-(4-플루오로페닐)펜탄-3-아민, 1-(4-플루오로페닐)펜탄-1-아민, 5-페닐펜탄-1-아민, 1-페닐헥산-1-아민, 1-페닐헥산-2-아민, 1-페닐헥산-3-아민, 6-페닐헥산-2-아민, 1-(4-플루오로페닐)헥산-1-아민, 1-(4-플루오로페닐)헥산-3-아민, 6-페닐헥산-1-아민 및 1-페닐헵탄-1-아민으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 3D/2D 코어-쉘 결정 구조를 갖는 페로브스카이트 필름의 제조방법
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제4항에 있어서,상기 페로브스카이트 벌크 전구체 용액 제조시 사용되는 용매는 다이메틸포름아마이드(dimethylformamide), 감마 부티로락톤(gamma butyrolactone), N-메틸피롤리돈(N-methylpyrrolidone) 또는 디메틸설폭사이드(dimethylsulfoxide) 및 이들의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 3D/2D 코어-쉘 결정 구조를 갖는 페로브스카이트 필름의 제조방법
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7
제4항에 있어서,상기 페로브스카이트 벌크 전구체 용액의 농도는 0
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제4항에 있어서,상기 페로브스카이트 벌크 전구체 용액과 페닐알칸아민 화합물의 혼합 용액은 상기 페닐알칸아민 화합물이 페로브스카이트 벌크 전구체 용액에 대하여 0
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9
제4항에 있어서,상기 페닐알칸아민 화합물은 상기 페로브스카이트 벌크 전구체 용액 내의 유기암모늄 이온으로부터 양성자를 받아 양이온 형태로 변화함으로써 자기조립 쉘을 형성하는 것을 특징으로 하는 3D/2D 코어-쉘 결정 구조를 갖는 페로브스카이트 필름의 제조방법
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기판; 상기 기판 상에 위치하는 제1 전극; 상기 제1 전 상에 위치하는 발광층; 및 상기 발광층 상에 위치하는 제2 전극을 포함하고, 상기 발광층은 제1항의 3D/2D 코어-쉘 결정 구조를 갖는 페로브스카이트 필름인 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 발광소자
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제10항에 있어서,상기 발광층의 두께는 10nm 내지 10μm인 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 발광소자
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제10항에 있어서,상기 제1 전극 또는 제2 전극은 금속, 전도성 고분자, 금속성 탄소나노튜브, 그라펜, 환원된 산화그라펜, 금속 나노와이어, 탄소 나노점, 금속 나노점 및 전도성 산화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하거나 이들의 조합인 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 발광소자
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제10항에 있어서,상기 페로브스카이트 발광소자는 제1 전극과 발광층 사이에 정공주입층을 더 포함하고,상기 정공주입층은 전도성 고분자에 하기 화학식 26의 불소계 물질 및 염기성 물질을 첨가하여 일함수 5
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제13항에 있어서,상기 전도성 고분자는 폴리티오펜, 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리스티렌, 폴리에틸렌디옥시티오펜, 폴리아세틸렌, 폴리페닐렌, 폴리페닐비닐렌 및 폴리카바졸 중 2종 이상의 서로 다른 반복 단위를 포함한 공중합체, 이들의 유도체 또는 이들 중 2종 이상의 블렌드를 포함하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 발광소자
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제13항에 있어서,상기 염기성 물질은 나프틸아민 (2-Naphtylamine), 아릴아닐린 (n-Allylaniline), 아미노바이페닐 (4-Aminobiphenyl), 톨루이딘 (o-Toluidine), 아닐린 (Aniline), 퀴놀린 (Quinoline), 다이메틸 아닐린 (N,N,-Diethyl aniline), 피리딘 (Pyridine) 으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 pKa가 4~6인 아민 화합물 또는 피리딘 화합물인 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 발광소자
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제13항에 있어서,상기 전도성 고분자 조성물은 PEDOT:PSS 고분자, PFI 및 아닐린을 포함하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 발광소자
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제13항에 있어서,상기 페로브스카이트 발광소자는 제1 전극이 산에 해리되는, 인듐 주석 산화물(Indium-Tin Oxide, ITO), 인듐 아연 산화물(Indium-Zinc Oxide, IZO) 및 불화 주석 산화물(Fluorinated-Tin Oxide, FTO)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 전극인 경우,제1 전극과 정공주입층 상에 그래핀 배리어층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 발광소자
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제17항에 있어서,상기 그래핀 배리어층은촉매금속층 상에 그래핀층을 형성하는 단계; 상기 그래핀층 상에 고분자층을 형성하는 단계; 촉매금속층을 제거하여 고분자층/그래핀층 박막을 형성하는 단계 및 제1 전극 상에 상기 고분자층/그래핀층 박막을 전사하고, 고분자층을 제거하는 단계를 포함하는 방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 발광소자
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제17항에 있어서,상기 그래핀 배리어층의 두께는 0
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제10항에 있어서,상기 발광소자는 발광 다이오드(light-emitting diode), 발광 트랜지스터(light-emitting transistor), 레이저(laser) 및 편광(polarized) 발광 소자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 발광소자
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