KR102201574B1 - Perovskite quantum dot based on M13 bacteriophage, method for preparing thereof, and display device using thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 M13 박테리오파지를 기반으로 하는 페로브스카이트 양자점, 이의 제조방법, 이를 이용한 디스플레이 소자 및 이를 이용한 디스플레이 소자의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 양자점의 코어에 M13 박테리오파지가 결합됨으로써 광전 효율이 현저히 향상되며 우수한 안정성을 나타낼 수 있는 M13 박테리오파지를 기반으로 하는 페로브스카이트 양자점, 이의 제조방법, 이를 이용한 디스플레이 소자 및 이를 이용한 디스플레이 소자의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a perovskite quantum dot based on M13 bacteriophage, a manufacturing method thereof, a display device using the same, and a method of manufacturing a display device using the same, and more specifically, photoelectric efficiency is achieved by combining the M13 bacteriophage to the core of the quantum dot. The present invention relates to a perovskite quantum dot based on M13 bacteriophage that is remarkably improved and can exhibit excellent stability, a method of manufacturing the same, a display device using the same, and a method of manufacturing a display device using the same.
Description
본 발명은 M13 박테리오파지를 기반으로 하는 페로브스카이트 양자점, 이의 제조방법, 이를 이용한 디스플레이 소자 및 이를 이용한 디스플레이 소자의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 양자점의 코어에 M13 박테리오파지가 결합됨으로써 광전 효율이 현저히 향상되며 우수한 안정성을 나타낼 수 있는 M13 박테리오파지를 기반으로 하는 페로브스카이트 양자점, 이의 제조방법, 이를 이용한 디스플레이 소자 및 이를 이용한 디스플레이 소자의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a perovskite quantum dot based on M13 bacteriophage, a manufacturing method thereof, a display device using the same, and a method of manufacturing a display device using the same, and more specifically, photoelectric efficiency is achieved by combining the M13 bacteriophage to the core of the quantum dot. The present invention relates to a perovskite quantum dot based on M13 bacteriophage that is remarkably improved and can exhibit excellent stability, a method of manufacturing the same, a display device using the same, and a method of manufacturing a display device using the same.
양자점(quantum dot)은 무기물로 된 발광 반도체 소자의 일종으로, 그 재료는 일반적으로 황화은(Ag2S), 황화카트뮴(CdS), 카드뮴 셀렌(CdSe) 또는 타이타니아(TiO2) 등의 상이한 밴드 갭을 갖는 이종 물질의 접합체이고, 크기는 5 내지 15 nm이다. Quantum dot is a kind of light-emitting semiconductor device made of inorganic material, and its material is generally different bands such as silver sulfide (Ag 2 S), cadmium sulfide (CdS), cadmium selenium (CdSe) or titania (TiO 2 ). It is a conjugate of heterogeneous materials with a gap, and the size is 5 to 15 nm.
상기 양자점의 제조 기술은 1990년대 말부터 2000년대 초에 걸쳐서 잘 확립되어 있다. 이러한 양자점은, 기존의 덩어리로 된 반도체와는 달리, 그 입자의 크기, 모양 또는 성분에 따라 독특한 다양한 광학적, 전기적 및 자기적 특성을 나타내고, 안정성이 매우 우수한 물질이다. 일반적으로, 이종 물질의 접합체로 된 양자점의 표면에 또 다른 밴드갭을 갖는 이종 물질의 접합체를 코팅시킴으로써 양자 거둠율(quantum yield)을 증폭시키고, 고분자를 이용한 표면 개질에 의하여 친수성을 나타내도록 변형시켜 사용하고 있다.The quantum dot manufacturing technology has been well established from the late 1990s to the early 2000s. Unlike conventional lumped semiconductors, quantum dots exhibit a variety of unique optical, electrical, and magnetic properties depending on the size, shape, or component of the particles, and are highly stable materials. In general, the quantum yield is amplified by coating a conjugate of a heterogeneous material with another band gap on the surface of a quantum dot made of a conjugated material of a heterogeneous material, and modified to show hydrophilicity by surface modification using a polymer. I'm using it.
양자점은 화학적인 방법을 통해 제조될 수 있는데, 일반적으로 알려진 합성방법은 유기 리간드 용액를 이용한 고온 합성법이다. CdSe를 예를 들어 설명하면, 카드뮴 전구체를 고온에서 리간드 용액에 용해시킨 후, 금속 셀레늄을 빠르게 주입하여 열분해함으로써 CdSe 나노결정을 합성하는 것이다. 나노결정의 합성에 있어 리간드는 나노결정의 표면에 배위 결합함으로써 양자점의 크기를 조절하고 생성된 양자점이 용액 내에서 서로 뭉치는 현상을 방지하는 역할을 하게 된다. 이러한 리간드 용액의 대표적인 것으로 트리옥틸포스핀 (trioctylphosphine)과 트리옥틸포스핀옥사이드(trioctylphosphine oxide)가 이용되고 있으며, 또한 옥타데센 (octadecene)과 올레익산(oleic acid) 등이 이용되고 있다.Quantum dots can be prepared through a chemical method, and a generally known synthesis method is a high-temperature synthesis method using an organic ligand solution. Taking CdSe as an example, a CdSe nanocrystal is synthesized by dissolving a cadmium precursor in a ligand solution at a high temperature and then rapidly injecting metal selenium to pyrolyze. In the synthesis of nanocrystals, the ligand controls the size of the quantum dots by coordinating bonds to the surface of the nanocrystals and prevents the phenomenon that the generated quantum dots clump together in a solution. As representative of such a ligand solution, trioctylphosphine and trioctylphosphine oxide are used, and octadecene and oleic acid are also used.
그러나, 이러한 발명은 주로 카드뮴(Cd)을 기반으로 하는 물질로 양자점을 형성하는 것으로 환경오염의 문제점을 가지고 있으며, 전기적, 광학적 특성에 한계가 있는 문제점이 있다. 또한, 산도 또는 수소 이온농도 (pH)가 변화할 경우 양자점의 물에 대한 분산안정성이 현저하게 감소되면서 응집현상이 발생할 수 있으며, 리간드 치환을 통해 물에 분산된 양자점은 유기용매에 분산되어 있을 경우에 비해 양자효율이 현저히 떨어지는 문제점이 발생할 수 있다.However, this invention mainly forms quantum dots with a material based on cadmium (Cd), which has a problem of environmental pollution, and has limitations in electrical and optical properties. In addition, when the acidity or hydrogen ion concentration (pH) changes, the dispersion stability of the quantum dots in water is significantly reduced, resulting in agglomeration, and when the quantum dots dispersed in water through ligand substitution are dispersed in an organic solvent Compared to that, there may be a problem that the quantum efficiency is significantly lowered.
따라서, 전술한 문제점을 보완하기 위해 본 발명가들은 M13 박테리오파지를 기반으로 하는 페로브스카이트 양자점의 개발이 시급하다 인식하여, 본 발명을 완성하였다.Therefore, in order to compensate for the above-described problems, the present inventors recognized that the development of perovskite quantum dots based on M13 bacteriophage is urgent, and completed the present invention.
본 발명의 목적은 510 내지 520 nm의 장파장으로 이동함과 동시에 광전 효율이 현저히 향상되며 우수한 안정성을 나타낼 수 있는 M13 박테리오파지를 기반으로 하는 페로브스카이트 양자점을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a perovskite quantum dot based on M13 bacteriophage that can move to a long wavelength of 510 to 520 nm and at the same time significantly improve photoelectric efficiency and exhibit excellent stability.
본 발명의 다른 목적은 상기 M13 박테리오파지를 기반으로 하는 페로브스카이트 양자점을 대량 생산에 적합하도록 노멀한(normal) 환경에서 제조될 수 있는 M13 박테리오파지를 기반으로 하는 페로브스카이트 양자점의 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for producing perovskite quantum dots based on M13 bacteriophage that can be manufactured in a normal environment to suit mass production of perovskite quantum dots based on the M13 bacteriophage. To provide.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 M13 박테리오파지를 기반으로 하는 페로브스카이트 양자점을 이용하여 우수한 광전 변환 효율을 나타내는 M13 박테리오파지를 기반으로 하는 페로브스카이트 양자점을 포함하는 디스플레이 소자 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a display device including perovskite quantum dots based on M13 bacteriophage showing excellent photoelectric conversion efficiency using the perovskite quantum dots based on the M13 bacteriophage and a method of manufacturing the same Is to do.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 M13 박테리오파지를 기반으로 하는 페로브스카이트 양자점, 이의 제조방법, 이를 이용한 디스플레이 소자 및 이를 이용한 디스플레이소 소자의 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a perovskite quantum dot based on M13 bacteriophage, a manufacturing method thereof, a display device using the same, and a method of manufacturing a display element device using the same.
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present specification will be described in more detail.
본 발명은 M13 박테리오파지(M13 bacteriophage) 코어와, 무기 페로브스카이트 재료(inorganic perovskite material) 쉘로 이루어진 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 양자점을 제공한다.The present invention provides a perovskite quantum dot, characterized in that consisting of an M13 bacteriophage core and an inorganic perovskite material shell.
본 발명에 있어서, 상기 무기 페로브스카이트 재료는 CsPbX3이고, 상기 X3은 Cl, Br 및 I에서 선택되는 하나 이상의 할라이드 음이온인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the inorganic perovskite material is CsPbX 3 , and X 3 is characterized in that at least one halide anion selected from Cl, Br and I.
본 발명에 있어서, 상기 M13 박테리오파지는 하기 야생형 타입(wild type)의 서열번호 1의 표면에 음전하(surface minus charge)를 증가시켜 하기 서열번호 2 내지 4를 갖는 M13 박테리오파지인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the M13 bacteriophage is characterized in that it is an M13 bacteriophage having the following SEQ ID NOs: 2 to 4 by increasing the surface minus charge on the surface of SEQ ID NO: 1 of the following wild type (wild type).
[서열번호 1] [SEQ ID NO: 1]
ATGCTGTCTTTCGCTGCTGAGGGTGACGATCCCGCAAAAGCGGCCTTTATGCTGTCTTTCGCTGCTGAGGGTGACGATCCCGCAAAAGCGGCCTTT
[서열번호 2][SEQ ID NO: 2]
ATGCTGTCTTTCGCTGCAGAGGGTGAGGATCCCGCAAAAGCGGCCTTTATGCTGTCTTTCGCTGCAGAGGGTGAGGATCCCGCAAAAGCGGCCTTT
[서열번호 3][SEQ ID NO: 3]
ATGCTGTCTTTTGCGGCAGAGGAGGGGGAGGACCCCGCAAAAGCGGCCTTTATGCTGTCTTTTGCGGCAGAGGAGGGGGAGGACCCCGCAAAAGCGGCCTTT
[서열번호 4][SEQ ID NO: 4]
ATGCTGTCTTTCGCTGCAGAGGAAGAGGAGGACCCCGCAAAAGCGGCCTTTATGCTGTCTTTCGCTGCAGAGGAAGAGGAGGACCCCGCAAAAGCGGCCTTT
또한, 본 발명은 하기의 단계를 포함하는 페로브스카이트 양자점의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method of manufacturing a perovskite quantum dot comprising the following steps.
(A1) CsX 및 PbX2; 및 M13 박테리오파지를 각각 용매에 용해시켜 제1 용액 및 제2 용액을 제조하는 단계;(A1) CsX and PbX 2 ; And dissolving the M13 bacteriophage in a solvent, respectively, to prepare a first solution and a second solution.
(A2) 상기 제2 용액에 상기 제1 용액을 첨가하여 혼합물을 제조하는 단계; 및(A2) preparing a mixture by adding the first solution to the second solution; And
(A3) 상기 혼합물을 원심분리하여 M13 박테리오파지 코어와, 무기 페로브스카이트 재료 쉘로 구성된 페로브스카이트 양자점을 제조하는 단계.(A3) centrifuging the mixture to prepare a perovskite quantum dot composed of an M13 bacteriophage core and an inorganic perovskite material shell.
본 발명에 있어서, 상기 (A1) 단계는는 하기의 단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the step (A1) is characterized in that it consists of the following steps.
(A1a) CsX 및 PbX2를 1:1의 몰비로 혼합하고 용매에 용해시켜 제1 용액을 제조하는 단계; 및(A1a) mixing CsX and PbX 2 in a molar ratio of 1:1 and dissolving in a solvent to prepare a first solution; And
(A1b) M13 박테리오파지를 각각 용매에 용해시켜 제2 용액을 제조하는 단계.(A1b) preparing a second solution by dissolving M13 bacteriophage in a solvent, respectively.
본 발명에 있어서, 상기 용매는 톨루엔, 다이메톡시에탄(Dimethoxy ethane), 다이메틸설폭사이드(Dimethyl sulfoxide), 다이메틸포름아마이드(N,N-Dimethylmethanamide) 또는 이들의 혼합물 인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the solvent is toluene, dimethoxy ethane, dimethyl sulfoxide, dimethyl formamide (N,N-Dimethylmethanamide), or a mixture thereof.
본 발명에 있어서, 상기 (A2) 단계는 상기 제2 용액에 상기 제1 용액을 1: 25 내지 35 부피비로 첨가되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the step (A2) is characterized in that the first solution is added to the second solution in a volume ratio of 1: 25 to 35.
본 발명에 있어서, 상기 (A3) 단계는 하기의 단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the step (A3) is characterized by consisting of the following steps.
(A3a) 상기 (S2) 단계에서 제조된 혼합물을 원심 분리하는 단계;(A3a) centrifuging the mixture prepared in step (S2);
(A3b) 상기 원심 분리 완료 후, 아세토니트릴(Acetonitrile)을 첨가하여 침전을 형성하는 단계; 및(A3b) after completion of the centrifugation, adding acetonitrile to form a precipitate; And
(A3c) 상기 침전물을 여과(filter)하여 M13 박테리오파지 코어와, 무기 페로브스카이트 재료 쉘로 구성된 페로브스카이트 양자점을 제조하는 단계.(A3c) filtering the precipitate to prepare a perovskite quantum dot composed of an M13 bacteriophage core and an inorganic perovskite material shell.
본 발명에 있어서, 상기 제조방법은 용매의 용해도 차이를 이용한 리간드-보조 재침전법 (Ligand-assisted reprecipitation, LARP)에 의해 제조되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the manufacturing method is characterized in that it is manufactured by a ligand-assisted reprecipitation (LARP) method using a difference in solubility of a solvent.
또한, 본 발명은 상기 페로브스카이트 양자점을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 소자를 제공한다.In addition, the present invention provides a display device comprising the perovskite quantum dots.
본 발명에 있어서, 상기 디스플레이 소자는 상기 디스플레이 소자는 하부 전극으로 이용되는 ITO 유리 기판; 상기 ITO층으로 전자가 이동하는 것을 방지하기 위한 PEDOT:PSS; 상기 PEDOT:PSS 상 위에 위치하며, 페로브스카이트 물질을 포함하는 페로브스카이트 양자점 박막; 상기 페로브스카이트 양자점 박막 상 위에 위치하며, 전자를 전달하기 위한 TPBi; 및 상기 TPBi 상 위에 위치하고, 상부 전극으로 이용되는 LiF/Al;로 구성되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the display device includes an ITO glass substrate used as a lower electrode; PEDOT:PSS for preventing electrons from moving to the ITO layer; A perovskite quantum dot thin film positioned on the PEDOT:PSS phase and comprising a perovskite material; TPBi positioned on the perovskite quantum dot thin film and for transferring electrons; And LiF/Al positioned on the TPBi and used as an upper electrode.
또한, 본 발명은 하기의 단계를 포함하는 디스플레이 소자의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method of manufacturing a display device comprising the following steps.
(B1) ITO 유리 기판을 세척하고, O2 플라즈마 처리(O2 plasma treatment)를 수행하는 단계;(B1) washing the ITO glass substrate, and performing the O 2 plasma treatment (O 2 plasma treatment);
(B2) 상기 ITO 유리 기판 위에 PEDOT:PSS 및 페로브스카이트 양자점을 포함하는 박막을 순차적으로 스핀-코팅(spin-coating)하는 단계; 및(B2) sequentially spin-coating a thin film including PEDOT:PSS and perovskite quantum dots on the ITO glass substrate; And
(B3) 상기 (B2) 단계 수행 후, 열진공증착법(Thermal evaporator)을 이용하여 TPBi, LiF/Al층을 순차적으로 증착시켜 디스플레이 소자를 제조하는 단계.(B3) After performing the step (B2), manufacturing a display device by sequentially depositing TPBi and LiF/Al layers using a thermal evaporator.
본 발명에 있어서, 상기 (B1) 단계는 하기의 단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the step (B1) is characterized by consisting of the following steps.
(B1a) 10 내지 15 Ω/sq의 ITO 유리 기판을 아세톤, 초순수(De-Ionized water, DI water), 아이소프로필 알코올(isopropyl alcohol, IPA) 또는 이들의 혼합물로 세척하는 단계; 및(B1a) washing the ITO glass substrate of 10 to 15 Ω/sq with acetone, ultrapure water (De-Ionized water, DI water), isopropyl alcohol (IPA), or a mixture thereof; And
(B1b) 상기 세척 완료 후, 상기 ITO 유리 기판을 1 내지 10분 동안 O2 플라즈마 처리(O2 plasma treatment)를 수행하는 단계;.(B1b) performing at the ITO glass substrate 1 to 10 minutes for the O 2 plasma treatment (O 2 plasma treatment) After completion of the washing;
본 발명에 있어서, 상기 (B2) 단계의 페로브스카이트 양자점을 포함하는 박막은 하기의 단계에 의해 제조되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the thin film including the perovskite quantum dots of step (B2) is characterized in that it is manufactured by the following steps.
(B2a) 상기 페로브스카이트 양자점을 용매에 분산시키는 단계; 및(B2a) dispersing the perovskite quantum dots in a solvent; And
(B2b) 상기 페로브스카이트 양자점이 분산된 용매를 박막 위에 떨어 뜨려 스핀-코팅(spin-coating)을 수행하는 단계.(B2b) performing spin-coating by dropping a solvent in which the perovskite quantum dots are dispersed on a thin film.
본 발명의 페로브스카이트 양자점, 이의 제조방법, 이를 이용한 디스플레이 소자 및 이를 이용한 디스플레이 소자의 제조방법에서 언급된 모든 사항을 서로 모순되지 않는 한 동일하게 적용된다.All matters mentioned in the perovskite quantum dot of the present invention, a method of manufacturing the same, a display device using the same, and a method of manufacturing a display device using the same are applied equally unless contradictory to each other.
본 발명의 M13 박테리오파지를 기반으로 하는 페로브스카이트 양자점 및 이를 이용한 디스플레이 소자는 510 내지 520 nm의 장파장으로 이동함과 동시에 광전 효율이 현저히 향상되며 우수한 안정성을 나타낼 수 있다.Perovskite quantum dots based on the M13 bacteriophage of the present invention and a display device using the same move to a long wavelength of 510 to 520 nm, and at the same time, photoelectric efficiency is remarkably improved, and excellent stability may be exhibited.
또한, 노멀한(normal) 환경에서 제조될 수 있어 대량 생산에 이용되기 적합한 효과를 갖는다.In addition, since it can be manufactured in a normal environment, it has an effect suitable for use in mass production.
도 1은 본 발명의 M13 박테리오파지를 기반으로 하는 페로브스카이트 양자점을 대략적으로 나타낸 이미지이다.
도 2는 본 발명에 이용된 (a) 야생형 타입(wild type)의 서열번호 1, (b) 서열번호 2, (c) 서열번호 3 및 (d) 서열번호 4를 갖는 M13 박테리오파지의 서열(sequence)을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 의해 제조된 M13 박테리오파지를 기반으로 하는 페로브스카이트 양자점의 EDX 이미지이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1 및 비교예 1에 의해 제조된 페로브스카이트 양자점의 파장에 따른 PL(photoluminescence) 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1 및 비교예 1에 의해 제조된 페로브스카이트 양자점의 시간에 따른 단일 양자점의 효율(PLQY)를 통해 안정성을 확인한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예 1 및 비교예 1에 의해 제조된 페로브스카이트 양자점의 안정성을 확인한 이미지이다.
도 7은 본 발명의 실시예 1에 의해 제조된 페로브스카이트 양자점의 격자 간격을 확인한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시예 1에 의해 제조된 페로브스카이트 양자점의 부피 증가에 따른 밴드 갭(band gap)을 계산하여 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시예 3에 의해 제조된 페로브스카이트 양자점이 포함된 디스플레이 소자의 구조를 대략적으로 나타낸 이미지이다.
도 10은 본 발명의 실시예 3에 의해 제조된 페로브스카이트 양자점이 포함된 디스플레이 소자의 발광 효과를 확인한 이미지이다.1 is an image schematically showing perovskite quantum dots based on the M13 bacteriophage of the present invention.
Figure 2 is the sequence of the M13 bacteriophage having (a) wild-type (a) in the present invention, (b) SEQ ID NO: 2, (c) SEQ ID NO: 3 and (d) SEQ ID NO: 4 (sequence ).
3 is an EDX image of perovskite quantum dots based on M13 bacteriophage prepared according to Example 1 of the present invention.
4 is a photoluminescence (PL) graph according to wavelength of perovskite quantum dots prepared according to Example 1 and Comparative Example 1 of the present invention.
5 is a graph confirming the stability through the efficiency (PLQY) of a single quantum dot according to time of the perovskite quantum dots prepared according to Example 1 and Comparative Example 1 of the present invention.
6 is an image confirming the stability of the perovskite quantum dots prepared according to Example 1 and Comparative Example 1 of the present invention.
7 is a graph confirming the lattice spacing of perovskite quantum dots prepared according to Example 1 of the present invention.
8 is a graph showing the calculation of a band gap according to an increase in volume of perovskite quantum dots prepared according to Example 1 of the present invention.
9 is an image schematically showing the structure of a display device including perovskite quantum dots manufactured according to Example 3 of the present invention.
10 is an image confirming the luminous effect of a display device including perovskite quantum dots manufactured according to Example 3 of the present invention.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.Terms used in the present specification have selected general terms that are currently widely used as possible while considering functions in the present invention, but this may vary depending on the intention or precedent of a technician working in the field, the emergence of new technologies, and the like. In addition, in certain cases, there are terms arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning of the terms will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the terms used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the overall contents of the present invention, not a simple name of the term.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in this application. Does not.
수치 범위는 상기 범위에 정의된 수치를 포함한다. 본 명세서에 걸쳐 주어진 모든 최대의 수치 제한은 낮은 수치 제한이 명확히 쓰여져 있는 것처럼 모든 더 낮은 수치 제한을 포함한다. 본 명세서에 걸쳐 주어진 모든 최소의 수치 제한은 더 높은 수치 제한이 명확히 쓰여져 있는 것처럼 모든 더 높은 수치 제한을 포함한다. 본 명세서에 걸쳐 주어진 모든 수치 제한은 더 좁은 수치 제한이 명확히 쓰여져 있는 것처럼, 더 넓은 수치 범위 내의 더 좋은 모든 수치 범위를 포함할 것이다.The numerical range includes the numerical values defined in the above range. All maximum numerical limits given throughout this specification include all lower numerical limits as if the lower numerical limits were expressly written. All minimum numerical limits given throughout this specification are inclusive of all higher numerical limits as if the higher numerical limits were expressly written. All numerical limits given throughout this specification will include all better numerical ranges within the wider numerical range, as if the narrower numerical limits were expressly written.
이하, 본 발명의 실시예를 상세히 기술하나, 하기 실시예에 의해 본 발명이 한정되지 아니함은 자명하다.Hereinafter, examples of the present invention will be described in detail, but it is obvious that the present invention is not limited by the following examples.
M13 박테리오파지를 기반으로 하는 페로브스카이트 양자점Perovskite quantum dots based on M13 bacteriophage
본 발명은 M13 박테리오파지를 기반으로 하는 페로브스카이트 양자점을 제공한다.The present invention provides a perovskite quantum dot based on M13 bacteriophage.
도 1은 본 발명의 M13 박테리오파지를 기반으로 하는 페로브스카이트 양자점을 대략적으로 나타낸 이미지이다.1 is an image schematically showing perovskite quantum dots based on the M13 bacteriophage of the present invention.
도 1을 참조하면, 상기 페로브스카이트 양자점은 M13 박테리오파지 코어층과, 상기 코어층을 둘러싸고 있으며 무기 페로브스카이트 재료(inorganic perovskite material)로 이루어진 쉘층으로 구성될 수 있다. Referring to FIG. 1, the perovskite quantum dots may be composed of an M13 bacteriophage core layer, and a shell layer surrounding the core layer and made of an inorganic perovskite material.
상기 무기 페로브스카이트 재료는 CsPbX3이고, 상기 X3은 Cl, Br 및 I에서 선택되는 하나 이상의 할라이드 음이온일 수 있으며, 보다 바람직하게는 CsPbCl3, CsPbBr3 또는 CsPbI3일 수 있다.The inorganic perovskite material is CsPbX 3 , and X 3 may be one or more halide anions selected from Cl, Br and I, and more preferably CsPbCl 3 , CsPbBr 3 or CsPbI 3 .
상기 페로브스카이트 양자점은 나노 사이즈의 결정으로 구형, 정사면체, 원통형, 막대형, 삼각형, 원판형(disc), 트리포드(tripod), 테트라포드(tetrapod), 큐브(cube), 박스(box), 스타(star), 튜브(tube) 형으로 이루어지는 군에서 선택할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The perovskite quantum dots are nano-sized crystals and are spherical, tetrahedral, cylindrical, rod, triangular, disc, tripod, tetrapod, cube, box, It may be selected from the group consisting of a star and a tube, but is not limited thereto.
상기 페로브스카이트 양자점은 선택적으로 외부면이 무기 페로브스카이트 재료에 의해서 배위될 수 있다. 상기 무기 페로브스카이트 재료는 다층의 쉘층을 형성하기 위한 나노 결정 성장 과정에서 사용된 용매에 의해서 형성될 수 있다.The perovskite quantum dots may optionally have an outer surface coordinated by an inorganic perovskite material. The inorganic perovskite material may be formed by a solvent used in a nanocrystal growth process for forming a multilayered shell layer.
상기 페로브스카이트 양자점은 코어층에 위치한 M13 박테리오파지에 의해 현저히 향상된 광전 효율과 우수한 안정성을 가질 수 있다.The perovskite quantum dots may have significantly improved photoelectric efficiency and excellent stability by the M13 bacteriophage located in the core layer.
도 2는 본 발명에 이용된 (a) 야생형 타입(wild type)의 서열번호 1, (b) 서열번호 2, (c) 서열번호 3 및 (d) 서열번호 4를 갖는 M13 박테리오파지의 서열(sequence)을 나타낸 도면이다.Figure 2 is the sequence of the M13 bacteriophage having (a) wild-type (a) in the present invention, (b) SEQ ID NO: 2, (c) SEQ ID NO: 3 and (d) SEQ ID NO: 4 (sequence ).
도 2를 참조하면, 상기 M13 박테리오파지는 하기 야생형 타입(wild type)의 서열번호 1의 표면에 음전하(surface minus charge)를 증가시켜 하기 서열번호 2, 서열번호 3 및 서열번호 4로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상을 갖는 M13 박테리오파지일 수 있다.Referring to Figure 2, the M13 bacteriophage is selected from the group consisting of the following SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 4 by increasing the surface minus charge on the surface of SEQ ID NO: 1 of the wild type (wild type) It may be an M13 bacteriophage having one or more.
[서열번호 1] [SEQ ID NO: 1]
ATGCTGTCTTTCGCTGCTGAGGGTGACGATCCCGCAAAAGCGGCCTTTATGCTGTCTTTCGCTGCTGAGGGTGACGATCCCGCAAAAGCGGCCTTT
[서열번호 2][SEQ ID NO: 2]
ATGCTGTCTTTCGCTGCAGAGGGTGAGGATCCCGCAAAAGCGGCCTTTATGCTGTCTTTCGCTGCAGAGGGTGAGGATCCCGCAAAAGCGGCCTTT
[서열번호 3][SEQ ID NO: 3]
ATGCTGTCTTTTGCGGCAGAGGAGGGGGAGGACCCCGCAAAAGCGGCCTTTATGCTGTCTTTTGCGGCAGAGGAGGGGGAGGACCCCGCAAAAGCGGCCTTT
[서열번호 4][SEQ ID NO: 4]
ATGCTGTCTTTCGCTGCAGAGGAAGAGGAGGACCCCGCAAAAGCGGCCTTTATGCTGTCTTTCGCTGCAGAGGAAGAGGAGGACCCCGCAAAAGCGGCCTTT
상기 야생형 타입(wild type)의 서열번호 1의 표면에 음전하(surface minus charge)를 증가시켜 상기 서열번호 2, 서열번호 3 및 서열번호 4로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상을 갖는 M13 박테리오파지를 이용함으로써 현저히 증가된 광전 효과를 가질 수 있다. By increasing the surface minus charge on the surface of SEQ ID NO: 1 of the wild type (wild type), significantly by using M13 bacteriophage having at least one selected from the group consisting of SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 3, and SEQ ID NO: 4 May have an increased photoelectric effect.
M13 박테리오파지를 기반으로 하는 페로브스카이트 양자점의 제조방법Manufacturing method of perovskite quantum dots based on M13 bacteriophage
본 발명은 하기의 단계를 포함하는 M13 박테리오파지를 기반으로 하는 페로브스카이트 양자점의 제조방법을 제공한다.The present invention provides a method of manufacturing a perovskite quantum dot based on M13 bacteriophage comprising the following steps.
(A1) CsX 및 PbX2; 및 M13 박테리오파지를 각각 용매에 용해시켜 제1 용액 및 제2 용액을 제조하는 단계;(A1) CsX and PbX 2 ; And dissolving the M13 bacteriophage in a solvent, respectively, to prepare a first solution and a second solution.
(A2) 상기 제2 용액에 상기 제1 용액을 첨가하여 혼합물을 제조하는 단계; 및(A2) preparing a mixture by adding the first solution to the second solution; And
(A3) 상기 혼합물을 원심분리하여 M13 박테리오파지 코어와, 무기 페로브스카이트 재료 쉘로 구성된 페로브스카이트 양자점을 제조하는 단계.(A3) centrifuging the mixture to prepare a perovskite quantum dot composed of an M13 bacteriophage core and an inorganic perovskite material shell.
상기 페로브스카이트 양자점은 앞서 M13 박테리오파지를 기반으로 하는 페로브스카이트에서 정의한 바와 같다.The perovskite quantum dots are as defined in the perovskite based on M13 bacteriophage.
보다 구체적으로, 상기 (A1) 단계는 CsX 및 PbX2; 및 M13 박테리오파지를 각각 용매에 용해시켜 제1 용액 및 제2 용액을 제조하는 단계;이며, 보다 구체적으로, 상기 (A1) 단계는 하기의 단계로 구성될 수 있다.More specifically, the (A1) step is CsX and PbX 2 ; And preparing a first solution and a second solution by dissolving the M13 bacteriophage in a solvent, respectively, and, more specifically, the (A1) step may consist of the following steps.
(A1a) CsX 및 PbX2를 1:1의 몰비로 혼합하고 용매에 용해시켜 제1 용액을 제조하는 단계; 및(A1a) mixing CsX and PbX 2 in a molar ratio of 1:1 and dissolving in a solvent to prepare a first solution; And
(A1b) M13 박테리오파지를 각각 용매에 용해시켜 제2 용액을 제조하는 단계.(A1b) preparing a second solution by dissolving M13 bacteriophage in a solvent, respectively.
상기 (A1a) 단계는 CsX 및 PbX2를 1:1의 몰비로 혼합할 수 있다. 예컨대 상기 CsX를 10 mmol을 이용할 경우 상기 PbX2도 10 mmol을 첨가하여 혼합할 수 있다.In the step (A1a), CsX and PbX 2 may be mixed in a molar ratio of 1:1. For example, when 10 mmol of CsX is used, 10 mmol of PbX 2 may be added and mixed.
상기 X3은 Cl, Br 및 I에서 선택되는 하나 이상의 할라이드 음이온일 수 있으며, 보다 바람직하게는 Cl, Br 또는 I일 수 있다.The X 3 may be one or more halide anions selected from Cl, Br and I, more preferably Cl, Br or I.
상기 (Ala) 단계에서 제1 용액을 제조하는데 이용된 용매는 톨루엔, 다이메톡시에탄(Dimethoxy ethane), 다이메틸설폭사이드(Dimethyl sulfoxide), 다이메틸포름아마이드(N,N-Dimethylmethanamide) 또는 이들의 혼합물일 수 있으며, 보다 바람직하게는 다이메틸설폭사이드, 다이메틸포름아마이드 또는 이들의 혼합물일 수 있다.The solvent used to prepare the first solution in the step (Ala) is toluene, dimethoxy ethane, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide or N,N-Dimethylmethanamide It may be a mixture, more preferably dimethyl sulfoxide, dimethyl formamide, or a mixture thereof.
상기 (A1b) 단계에 이용된 M13 박테리오파지는 하기 야생형 타입(wild type)의 서열번호 1의 표면에 음전하(surface minus charge)를 증가시켜 하기 서열번호 2, 서열번호 3 및 서열번호 4로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상을 갖는 M13 박테리오파지일 수 있다.The M13 bacteriophage used in the (A1b) step is from the group consisting of SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 3, and SEQ ID NO: 4 by increasing the surface minus charge on the surface of SEQ ID NO: 1 of the following wild type It may be an M13 bacteriophage having one or more selected.
[서열번호 1] [SEQ ID NO: 1]
ATGCTGTCTTTCGCTGCTGAGGGTGACGATCCCGCAAAAGCGGCCTTTATGCTGTCTTTCGCTGCTGAGGGTGACGATCCCGCAAAAGCGGCCTTT
[서열번호 2][SEQ ID NO: 2]
ATGCTGTCTTTCGCTGCAGAGGGTGAGGATCCCGCAAAAGCGGCCTTTATGCTGTCTTTCGCTGCAGAGGGTGAGGATCCCGCAAAAGCGGCCTTT
[서열번호 3][SEQ ID NO: 3]
ATGCTGTCTTTTGCGGCAGAGGAGGGGGAGGACCCCGCAAAAGCGGCCTTTATGCTGTCTTTTGCGGCAGAGGAGGGGGAGGACCCCGCAAAAGCGGCCTTT
[서열번호 4][SEQ ID NO: 4]
ATGCTGTCTTTCGCTGCAGAGGAAGAGGAGGACCCCGCAAAAGCGGCCTTTATGCTGTCTTTCGCTGCAGAGGAAGAGGAGGACCCCGCAAAAGCGGCCTTT
상기 M13 박테리오파지의 표면에 음전하(surface minus charge)를 증가시키는 방법은 종래에 알려진 어떠한 방법이라도 한정되지 않는다.The method of increasing the surface minus charge on the surface of the M13 bacteriophage is not limited to any method known in the art.
상기 (A1b) 단계에서 제2 용액을 제조하는데 이용된 용매는 톨루엔, 다이메톡시에탄, 다이메틸설폭사이드, 다이메틸포름아마이드 또는 이들의 혼합물일 수 있으며, 보다 바람직하게는 톨루엔, 다이메톡시에탄 또는 이들의 혼합물일 수 있다.The solvent used to prepare the second solution in the step (A1b) may be toluene, dimethoxyethane, dimethylsulfoxide, dimethylformamide, or a mixture thereof, more preferably toluene, dimethoxyethane. Or it may be a mixture thereof.
상기 (A2) 단계는 상기 제2 용액에 상기 제1 용액을 첨가하여 혼합물을 제조하는 단계;이다.The step (A2) is a step of preparing a mixture by adding the first solution to the second solution.
보다 구체적으로, 상기 (A2) 단계는 상기 제2 용액에 상기 제1 용액을 1: 25 내지 35 부피비로 첨가될 수 있다. 예컨대, 상기 제2 용액을 10 ml에 상기 제1 용액을 250 내지 350 ml 첨가될 수 있다. More specifically, in the step (A2), the first solution may be added in a volume ratio of 1: 25 to 35 to the second solution. For example, 250 to 350 ml of the first solution may be added to 10 ml of the second solution.
상기 제1 용액은 상기 제2 용액에 초당 1 내지 10 ㎕, 다시 말해 1 내지 10 ㎕/sec로 첨가될 수 있다.The first solution may be added to the second solution at 1 to 10 µl per second, that is, 1 to 10 µl/sec.
상기 (A3) 단계는 상기 (A2) 단계에서 제조된 혼합물을 원심분리하여 M13 박테리오파지 코어와, 무기 페로브스카이트 재료 쉘로 구성된 페로브스카이트 양자점을 제조하는 단계;이고, 보다 구체적으로 하기의 단계로 구성될 수 있다.The step (A3) is a step of centrifuging the mixture prepared in step (A2) to prepare a perovskite quantum dot composed of an M13 bacteriophage core and an inorganic perovskite material shell; and, more specifically, the following steps. It can be composed of.
(A3a) 상기 (S2) 단계에서 제조된 혼합물을 원심 분리하는 단계;(A3a) centrifuging the mixture prepared in step (S2);
(A3b) 상기 원심 분리 완료 후, 아세토니트릴(Acetonitrile)을 첨가하여 침전을 형성하는 단계; 및(A3b) after completion of the centrifugation, adding acetonitrile to form a precipitate; And
(A3c) 상기 침전물을 여과(filter)하여 M13 박테리오파지 코어와, 무기 페로브스카이트 재료 쉘로 구성된 페로브스카이트 양자점을 제조하는 단계.(A3c) filtering the precipitate to prepare a perovskite quantum dot composed of an M13 bacteriophage core and an inorganic perovskite material shell.
상기 (A3a) 단계는 상기 (S2) 단계에서 제조된 혼합물을 7,500 내지 8,500 rpm의 속도로 1 내지 10분 동안 원심 분리를 수행하는 단계이다.The step (A3a) is a step of centrifuging the mixture prepared in step (S2) at a speed of 7,500 to 8,500 rpm for 1 to 10 minutes.
상기 (A3b) 단계는 상기 원심분리 완료 후, 아세토니트릴을 첨가하여 침전을 형성시키고, 8,500 내지 9,500 rpm으 속도고 1 내지 10분 동안 원심분리를 추가적으로 수행할 수 있다.In the step (A3b), after the centrifugation is completed, acetonitrile is added to form a precipitate, and centrifugation may be additionally performed at a speed of 8,500 to 9,500 rpm for 1 to 10 minutes.
상기 (A3c) 단계는 상기 침전물을 여과하여 아세토니트릴로 세척하고, 최종적으로 M13 박테리오파지 코어와, 무기 페로브스카이트 재료 쉘로 구성된 페로브스카이트 양자점을 제조하는 단계이다.In the step (A3c), the precipitate is filtered and washed with acetonitrile, and finally, a perovskite quantum dot composed of an M13 bacteriophage core and an inorganic perovskite material shell is prepared.
상기 세척을 수행한 후, 상기 페로브스카이트 양자점은 상온에서 건조하는 단계를 추가적으로 수행될 수 있다.After performing the washing, the perovskite quantum dots may be additionally dried at room temperature.
상기 제조방법은 용매의 용해도 차이를 이용한 리간드-보조 재침전법 (Ligand-assisted reprecipitation, LARP)에 의해 제조될 수 있다.The preparation method may be prepared by a ligand-assisted reprecipitation (LARP) method using a difference in solubility of a solvent.
상기 리간드-보조 재침전법이란, 높은 용해도(High solubility)를 가진 용매에 페로브스카이트를 용해시켜 전구체를 만든 후, 상기 전구체를 낮은 용해도(poor solubility)를 가진 용매에 빠른 교환과 함께 천천히 주입하게 되면 과포화 상태(supersaturation state)에 의해 수 초 내에 핵이 생성되어 양자점을 성장시킬 수 있는 합성법을 의미한다.The ligand-assisted reprecipitation method is to make a precursor by dissolving perovskite in a solvent having high solubility, and then slowly injecting the precursor into a solvent having low solubility with rapid exchange. When it becomes a supersaturation state, a nucleus is generated within a few seconds, which means a synthesis method capable of growing quantum dots.
M13 박테리오파지를 기반으로 하는 페로브스카이트 양자점을 포함하는 디스플레이 소자Display device including perovskite quantum dots based on M13 bacteriophage
본 발명은 M13 박테리오파지 코어와, 무기 페로브스카이트 재료 쉘로 구성된 페로브스카이트 양자점을 포함하는 디스플레이 소자를 제공한다.The present invention provides a display device comprising an M13 bacteriophage core and a perovskite quantum dot composed of an inorganic perovskite material shell.
상기 페로브스카이트 양자점은 앞서 M13 박테리오파지를 기반으로 하는 페로브스카이트에서 정의한 바와 같으며, 앞서 전술한 제조방법에 의해 제조된다.The perovskite quantum dots are as defined in perovskite based on M13 bacteriophage, and are manufactured by the above-described manufacturing method.
도 9는 본 발명의 실시예 3에 의해 제조된 페로브스카이트 양자점이 포함된 디스플레이 소자의 구조를 대략적으로 나타낸 이미지이다.9 is an image schematically showing the structure of a display device including perovskite quantum dots manufactured according to Example 3 of the present invention.
도 9를 참조하면, 상기 디스플레이 소자는 하부 전극으로 이용되는 ITO 유리 기판; 상기 ITO층으로 전자가 이동하는 것을 방지하기 위한 PEDOT:PSS; 상기 PEDOT:PSS 상 위에 위치하며, 페로브스카이트 물질을 포함하는 페로브스카이트 양자점 박막; 상기 페로브스카이트 양자점 박막 상 위에 위치하며, 전자를 전달하기 위한 TPBi; 및 상기 TPBi 상 위에 위치하고, 상부 전극으로 이용되는 LiF/Al;으로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 9, the display device includes an ITO glass substrate used as a lower electrode; PEDOT:PSS for preventing electrons from moving to the ITO layer; A perovskite quantum dot thin film positioned on the PEDOT:PSS phase and comprising a perovskite material; TPBi positioned on the perovskite quantum dot thin film and for transferring electrons; And LiF/Al positioned on the TPBi and used as an upper electrode.
상기 ITO 유리 기판은 산화-인듐-주석으로 구성된 유리 기판으로, 상기 디스플레이 소자의 애노드(anode) 기판으로 이용됨과 동시에 상기 기판에 형성되는 하부전극으로 이용될 수 있다. The ITO glass substrate is a glass substrate made of oxide-indium-tin, and may be used as an anode substrate of the display device and a lower electrode formed on the substrate.
상기 하부전극은 투명전극의 ITO로 이용되는 것이 바람직하다. 이는 디스플레이 소자로서, 발광되는 빛이 소자를 투과하여 외부로 노출될 수 있어야 하기 때문이다.It is preferable that the lower electrode is used as ITO of the transparent electrode. This is because as a display device, the emitted light must be able to pass through the device and be exposed to the outside.
상기 PEDOT:PSSS(poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrene sulfonic acid)는 상기 디스플레이 소자의 정공 수송층으로, 이는 전자가 상기 ITO층으로 이동하는 것을 막아주면서 정공(Electron Hole)의 수송을 원활하도록 도와주는 역할로 이용될 수 있다. The PEDOT:PSSS (poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrene sulfonic acid) is a hole transport layer of the display device, which prevents electrons from moving to the ITO layer and facilitates the transport of holes. It can be used as a role to help you do it.
상기 TPBi(2,2′,2″-(1,3,5-Benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H- benzimidazole)는 상기 디스플레이의 전자 수송층으로, 상기 디스플레이 소자에서 전자(electron)를 전달하는 역할로 이용될 수 있다.The TPBi(2,2′,2″-(1,3,5-Benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole) is an electron transport layer of the display, and electrons in the display device are It can be used as a delivery role.
상기 LiF/Al는 상기 디스플레이 소자의 상부전극으로 이용될 수 있다. 상기 상부전극은 전도성이 높은 금속재질을 사용하는 것이 바람직하므로, 상기 LiF/Al가 이용될 수 있다.The LiF/Al may be used as an upper electrode of the display device. Since the upper electrode is preferably a metal material having high conductivity, the LiF/Al may be used.
상기 디스플레이 소자는 상기와 같은 순서로 적층되어 형성되기 때문에 안정적인 디스플레이 소자로 이용될 수 있으며, 510 내지 520 nm의 녹색광으로 발광할 수 있다.Since the display device is stacked and formed in the same order as described above, it can be used as a stable display device, and can emit light with green light of 510 to 520 nm.
M13 박테리오파지를 기반으로 하는 페로브스카이트 양자점을 포함하는 디스플레이 소자의 제조방법Manufacturing method of display device including perovskite quantum dots based on M13 bacteriophage
본 발명은 하기의 단계를 포함하는 M13 박테리오파지 코어와, 무기 페로브스카이트 재료 쉘로 구성된 페로브스카이트 양자점을 포함하는 디스플레이 소자의 제조방법을 제공한다.The present invention provides a method of manufacturing a display device including a M13 bacteriophage core comprising the following steps and a perovskite quantum dot composed of an inorganic perovskite material shell.
(B1) ITO 유리 기판을 세척하고, O2 플라즈마 처리(O2 plasma treatment)를 수행하는 단계;(B1) washing the ITO glass substrate, and performing the O 2 plasma treatment (O 2 plasma treatment);
(B2) 상기 ITO 유리 기판 위에 PEDOT:PSS 및 페로브스카이트 양자점을 포함하는 박막을 순차적으로 스핀-코팅(spin-coating)하는 단계; 및(B2) sequentially spin-coating a thin film including PEDOT:PSS and perovskite quantum dots on the ITO glass substrate; And
(B3) 상기 (B2) 단계 수행 후, 열 진공 증착법(Thermal evaporator)을 이용하여 TPSi, LiF/Al층을 순차적으로 증착시켜 디스플레이 소자를 제조하는 단계.(B3) After performing the step (B2), manufacturing a display device by sequentially depositing TPSi and LiF/Al layers using a thermal evaporator.
상기 페로브스카이트 양자점은 앞서 M13 박테리오파지를 기반으로 하는 페로브스카이트에서 정의한 바와 같으며, 상기 디스플레이 소자는 앞서 정의한 바와 같다.The perovskite quantum dots are as defined above in perovskite based on M13 bacteriophage, and the display device is as defined above.
상기 (B1) 단계는 ITO 유리 기판을 세척하고, O2 플라즈마 처리(O2 plasma treatment)를 수행하는 단계;이며, 상기 (B1) 단계는 하기의 단계로 구성될 수 있다.Wherein (B1) comprises: cleaning an ITO glass substrate, and performing the O 2 plasma treatment (O 2 plasma treatment); and, wherein (B1) step may be comprised of steps.
(B1a) 10 내지 15 Ω/sq의 ITO 유리 기판을 아세톤, 초순수(De-Ionized water, DI water), 아이소프로필 알코올(isopropyl alcohol, IPA) 또는 이들의 혼합물로 세척하는 단계; 및(B1a) washing the ITO glass substrate of 10 to 15 Ω/sq with acetone, ultrapure water (De-Ionized water, DI water), isopropyl alcohol (IPA), or a mixture thereof; And
(B1b) 상기 세척 완료 후, 상기 ITO 유리 기판을 1 내지 10분 동안 O2 플라즈마 처리(O2 plasma treatment)를 수행하는 단계.(B1b) performing the O 2 plasma treatment (O 2 plasma treatment) for the ITO glass substrate 1 to 10 minutes after the completion of the washing.
상기 (B1a) 단계는 아세톤, 초순수 및 아이소프로필 알코올 순서로 상기 ITO 유리 기판을 세척할 수 있다.The (B1a) step may wash the ITO glass substrate in the order of acetone, ultrapure water, and isopropyl alcohol.
다음으로, 상기 (B1b) 단계에서 상기 ITO 유리 기판을 1 내지 10분 동안 O2 플라즈마 처리할 수 있다. 상기 O2 플라즈마 처리는 산소 분위기에서 플라즈마 표면 처리를 수행하는 것으로, 상기 O2 플라즈마 처리를 수행함으로써 기판 표면에 존재하는 수소와 탄소 유기물들이 산소와 반응하여 H2O, CO2 등으로 제거되며 표면에 오존 결합을 유도하여 표면 에너지를 증대시킬 수 있다.Next, in step (B1b), the ITO glass substrate may be subjected to O 2 plasma treatment for 1 to 10 minutes. The O 2 plasma treatment is to perform plasma surface treatment in an oxygen atmosphere. By performing the O 2 plasma treatment, hydrogen and carbon organic substances present on the substrate surface react with oxygen and are removed as H 2 O, CO 2 etc. The surface energy can be increased by inducing ozone bonds.
상기 (B2) 단계는 상기 ITO 유리 기판 위에 PEDOT:PSS 및 페로브스카이트 양자점을 포함하는 박막을 순차적으로 스핀-코팅하는 단계;이다.The step (B2) is a step of sequentially spin-coating a thin film including PEDOT:PSS and perovskite quantum dots on the ITO glass substrate.
상기 스핀-코팅은 코팅할 물질을 기판 위에 떨어뜨리고 고속으로 회전시켜 얇게 퍼지게 하는 코팅 방법으로, 상기 스핀-코팅을 본 발명에 적용할 경우 상기 코팅할 물질로는 PEDOT:PSS 및 페로브스카이트 양자점을 포함하는 박막일 수 있으며, 상기 기판은 ITO 유리 기판일 수 있다.The spin-coating is a coating method in which a material to be coated is dropped on a substrate and rotated at high speed to spread thinly. When the spin-coating is applied to the present invention, the material to be coated includes PEDOT:PSS and perovskite quantum dots. It may be a thin film including, and the substrate may be an ITO glass substrate.
상기 (B2) 단계에서 이용된 페로브스카이트 양자점을 포함하는 박막은 하기의 단계에 의해 제조될 수 있다.The thin film including the perovskite quantum dots used in step (B2) may be prepared by the following steps.
(B2a) 상기 페로브스카이트 양자점을 용매에 분산시키는 단계; 및(B2a) dispersing the perovskite quantum dots in a solvent; And
(B2b) 상기 페로브스카이트 양자점이 분산된 용매를 박막 위에 떨어 뜨려 스핀-코팅(spin-coating)을 수행하는 단계.(B2b) performing spin-coating by dropping a solvent in which the perovskite quantum dots are dispersed on a thin film.
상기 (B2a) 단계에서 상기 페로브스카이트 양자점을 분산시킨 용매는 에테르(ether), 헥산(hexane), 클로로벤젠(chlorobenzene), 톨루엔(toluene), 옥테인(octane) 또는 이들의 혼합물일 수 있으며, 보다 바람직하게는 에테르, 헥산, 클로로벤젠 또는 이들의 혼합물일 수 있다.The solvent in which the perovskite quantum dots are dispersed in step (B2a) may be ether, hexane, chlorobenzene, toluene, octane, or a mixture thereof. , More preferably, it may be ether, hexane, chlorobenzene, or a mixture thereof.
이하, 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해 질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하세 알려 주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Hereinafter, the advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in a variety of different forms, and only the embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to inform a person having a complete scope of the invention, and the invention is only defined by the scope of the claims.
이하에서 언급된 시약 및 용매는 특별한 언급이 없는 한 Sigma-ldrich Korea로부터 구입한 것이다.The reagents and solvents mentioned below were purchased from Sigma-ldrich Korea unless otherwise specified.
실시예 1. M13 박테리오파지를 기반으로 하는 페로브스카이트 양자점 제조Example 1. Preparation of perovskite quantum dots based on M13 bacteriophage
CsBr 0.4 mmol 및 PbBr2 0.4 mmol을 10 mL 다이메틸포름아마이드(N,N-Dimethylmethanamide)에 용해시켜 제1 용액을 제조하고, 하기 서열번호 2의 M13 박테리오파지 5 μL를 톨루엔(Toluene) 10 mL에 용해시켜 제2 용액을 제조하였다. 상기 제2 용액5 μL에 상기 제1 용액 150 μL를 피펫을 사용하여 5 μL/sec로 첨가하여 혼합물을 제조하였다. 다음으로, 상기 혼합물을 8,000 rpm의 속도로 3분 동안 원심 분리하고, 세척을 위해 상기 혼합물에 2 mL의 아세토니트릴을 첨가하여 침전물을 형성하였다. 다시 9,000 rpm의 속도로 5분 동안 원심분리 한 후, 한번더 아세토니트릴로 세척하여, M13 박테리오파지를 기반으로 하는 페로브스카이트 양자점을 제조하였다.Prepare a first solution by dissolving 0.4 mmol of CsBr and 0.4 mmol of PbBr 2 in 10 mL of dimethylformamide (N,N-Dimethylmethanamide), and dissolving 5 μL of M13 bacteriophage of SEQ ID NO: 2 in 10 mL of toluene To prepare a second solution. A mixture was prepared by adding 150 μL of the first solution to 5 μL of the second solution at 5 μL/sec using a pipette. Next, the mixture was centrifuged at a speed of 8,000 rpm for 3 minutes, and 2 mL of acetonitrile was added to the mixture for washing to form a precipitate. After centrifugation for 5 minutes at a speed of 9,000 rpm again, it was washed with acetonitrile once more to prepare perovskite quantum dots based on M13 bacteriophage.
[서열번호 2][SEQ ID NO: 2]
ATGCTGTCTTTCGCTGCAGAGGGTGAGGATCCCGCAAAAGCGGCCTTTATGCTGTCTTTCGCTGCAGAGGGTGAGGATCCCGCAAAAGCGGCCTTT
실시예 2. 페로브스카이트 양자점이 포함된 박막 제조Example 2. Preparation of thin film containing perovskite quantum dots
상기 실시예 1에서 제조된 페로브스카이트 양자점을 각각의 1.5 mL의 헥산에 분산시키고, 깨끗한 박막 위헤 상기 분산액을 떨어뜨리고, 스핀-코팅하여 페로브스카이트 양자점이 포함된 박막을 제조하였다.The perovskite quantum dots prepared in Example 1 were dispersed in each 1.5 mL of hexane, the dispersion was dropped on a clean thin film, and spin-coated to prepare a thin film containing perovskite quantum dots.
실시예 3. 페로브스카이트 양자점이 포함된 디스플레이 소자 제조Example 3. Manufacture of display device containing perovskite quantum dots
12 Ω/sq의 ITO 유기 기판을 아세톤, 초순수 및 아이소프로필 알코올 순서로 세척하고, 2분 동안 O2 플라즈마 처리하였다. 그리고 상기 ITO 유기 기판 위에 PEDOT:PSS와 상기 실시예 2에서 제조된 페로브스카이트 양자점이 포함된 박막을 순차적으로 스핀-코팅하였다. 최종적으로 열 진공 증착법(Thermal evaporator)을 이용하여 TPSi, LiF/Al층을 순차적으로 증착시켜 디스플레이 소자를 제조하였다.The 12 Ω/sq ITO organic substrate was washed with acetone, ultrapure water, and isopropyl alcohol in that order, followed by O 2 plasma treatment for 2 minutes. Then, a thin film including PEDOT:PSS and perovskite quantum dots prepared in Example 2 was sequentially spin-coated on the ITO organic substrate. Finally, TPSi and LiF/Al layers were sequentially deposited using a thermal evaporator to manufacture a display device.
비교예 1. M13 박테리오파지를 포함하지 않는 페로브스카이트 양자점 제조Comparative Example 1. Preparation of perovskite quantum dots that do not contain M13 bacteriophage
CsBr 0.4 mmol 및 PbBr2 0.4 mmol을 10 mL 다이메틸포름아마이드(N,N-Dimethylmethanamide)에 용해시켜 제1 용액을 제조하였다. 다음으로, 상기 제1 용액을 8,000 rpm의 속도로 3분 동안 원심 분리하고, 세척을 위해 상기 혼합물에 2 mL의 아세토니트릴을 첨가하여 침전물을 형성하였다. 다시 9,000 rpm의 속도로 5분 동안 원심분리 한 후, 한번 더 아세토니트릴로 세척하여, 페로브스카이트 양자점을 제조하였다.A first solution was prepared by dissolving 0.4 mmol of CsBr and 0.4 mmol of PbBr 2 in 10 mL of dimethylformamide (N,N-Dimethylmethanamide). Next, the first solution was centrifuged at a speed of 8,000 rpm for 3 minutes, and 2 mL of acetonitrile was added to the mixture for washing to form a precipitate. After centrifugation for 5 minutes at a speed of 9,000 rpm again, it was washed with acetonitrile once more to prepare perovskite quantum dots.
실험예 1. 페로브스카이트 양자점의 EDX 확인Experimental Example 1. EDX identification of perovskite quantum dots
본 발명의 M13 박테리오파지를 기반으로 하는 페로브스카이트 양자점의 분포를 확인하기 위해 EDX를 수행하였으며, 그 결과를 도 3에 나타내었다.EDX was performed to confirm the distribution of perovskite quantum dots based on the M13 bacteriophage of the present invention, and the results are shown in FIG. 3.
도 3을 참조하면, (a) M13 박테리오파지를 기반으로 하는 페로브스카이트 양자점에 (b) Cs, (c) Pb 및 (d) Br이 모두 존재하는 것을 확인할 수 있다. 상기 결과로부터 M13 박테리오파지를 기반으로 하는 페로브스카이트 양자점에 제조되었음을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 3, it can be seen that all of (b) Cs, (c) Pb and (d) Br are present in (a) M13 bacteriophage-based perovskite quantum dots. From the above results, it can be confirmed that the M13 bacteriophage-based perovskite quantum dots were prepared.
실험예 2. 페로브스카이트 양자점의 PL(photoluminescence) 확인Experimental Example 2. PL (photoluminescence) confirmation of perovskite quantum dots
본 발명의 M13 박테리오파지를 기반으로 하는 페로브스카이트 양자점의 광전 효율을 확인하기 위해 파장에 따른 PL(photoluminescence) 피크를 확인하였으며, 그 결과를 도 4 및 하기 [표 1]에 나타내었다. In order to confirm the photoelectric efficiency of the perovskite quantum dots based on the M13 bacteriophage of the present invention, the PL (photoluminescence) peak according to the wavelength was confirmed, and the results are shown in FIG. 4 and the following [Table 1].
참고로, 본 실험에 사용한 PL 스펙트라는 Hamamatsu photonics 사의 Quantaurus-QY 모델을 이용하였으며, 150 W 제논(xwnon) 램프를 이용하여 400 nm의 UA 여기파장을 샘플에 조사하여 발광파장(Emission peak)을 측정하였다. For reference, the PL spectra used in this experiment was the Quantaurus-QY model of Hamamatsu Photonics, and the emission peak was measured by irradiating the sample with a UA excitation wavelength of 400 nm using a 150 W xwnon lamp. I did.
[표 1][Table 1]
도 4 및 상기 [표 1]을 참조하면, M13 박테리오파지를 포함하지 않는 페로브스카이트 양자점(비교예 1)의 경우 510 nm에서 Emission peak를 나타내는 반면 M13 박테리오파지를 기반으로 하는 페로브스카이트 양자점(실시예 1)의 경우 장파장으로 이동된 515 nm에서 Emission peak를 나타내는 것을 확인할 수 있다. 4 and [Table 1], a perovskite quantum dot that does not contain M13 bacteriophage (Comparative Example 1) exhibits an emission peak at 510 nm, whereas a perovskite quantum dot based on M13 bacteriophage ( In the case of Example 1), it can be seen that the emission peak is displayed at 515 nm shifted to a long wavelength.
또한, PL 피크의 높이를 1.0으로 설정하였을 때, 그 피크의 세기가 0.5인 지점의 너비를 의미하는 FWHM(Full width half maximum)는 비교예 1의 경우 25 nm인 반면 실시예 1의 경우 20 nm인 것을 확인할 수 있다. 상기 FWHM은 값이 작을수록 양자점의 발광 스펙트럼이 좁은 것을 의미하여, 상기 발광 스팩트럼이 좋을수록 이와 비례하여 양자점 소자의 효율이 증가할 수 있는 것으로, 상기 결과로부터 본 발명의 페로브스카이트 양자점이 M13 박테리오파지를 기반으로 하기 때문에 보다 우수한 광전 효율을 나타냄을 확인할 수 있다.In addition, when the height of the PL peak is set to 1.0, the full width half maximum (FWHM), which means the width of the point at which the intensity of the peak is 0.5, is 25 nm in the case of Comparative Example 1, while 20 nm in the case of Example 1. I can confirm that it is. The smaller the value of FWHM means the narrower the emission spectrum of the quantum dot, and the better the emission spectrum, the higher the efficiency of the quantum dot device. From the above results, the perovskite quantum dot M13 of the present invention Since it is based on bacteriophage, it can be confirmed that it shows more excellent photoelectric efficiency.
실험예 3. 페로브스카이트 양자점의 안정성 확인Experimental Example 3. Confirmation of stability of perovskite quantum dots
본 발명의 M13 박테리오파지를 기반으로 하는 페로브스카이트 양자점의 안정성을 확인하기 위해 시간에 따른 단일 양자점의 효율(PLQY)을 상기 실험예 2에 이용한 PL(photoluminescence)을 이용하여 확인하였으며, 그 결과를 도 5, 도 6 및 하기 [표 2]에 나타내었다.In order to confirm the stability of the perovskite quantum dots based on the M13 bacteriophage of the present invention, the efficiency (PLQY) of a single quantum dot over time was confirmed using PL (photoluminescence) used in Experimental Example 2, and the results were It is shown in Figure 5, Figure 6 and the following [Table 2].
[표 2][Table 2]
도 5 및 상기 [표 2]를 참조하면, 비교예 1의 시간이 지남에 따라 단일 양자점의 효율을 보는 PLQY(%)는 64%인 반면, 실시예 1은 86%인 것을 확인할 수 있습니다. 도 6을 참조하면, 비교예 1의 경우 제조된 직후 약하게 발광되지만 60일이 지난 후 거의 발광하지 않는 것을 확인할 수 있다. 반면, 실시예 1의 경우 제조되고 30일이 지난 후 발광 효율이 거의 동일하게 지속되며, 60일이 지난 후에도 발광되고 있는 것을 확인할 수 있다. 상기 결과로부터 본 발명의 페로브스카이트 양자점이 M13 박테리오파지를 기반으로 하기 때문에 보다 우수한 광전 효율을 나타냄을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 5 and [Table 2], it can be seen that the PLQY (%), which shows the efficiency of a single quantum dot over time in Comparative Example 1, is 64%, while that in Example 1 is 86%. Referring to FIG. 6, in the case of Comparative Example 1, it can be seen that light emission weakly immediately after manufacture, but hardly light emission after 60 days. On the other hand, in the case of Example 1, it can be seen that the luminous efficiency lasts almost the same after 30 days of manufacture and 60 days elapses. From the above results, it can be confirmed that the perovskite quantum dots of the present invention exhibit better photoelectric efficiency because they are based on M13 bacteriophage.
실험예 4. 격자 간격 확인Experimental Example 4. Checking the grid spacing
본 발명의 M13 박테리오파지를 기반으로 하는 페로브스카이트 양자점의 전하 증가에 따른 양자점의 격자 간격을 TEM(Transmission Electron Microscope, 투과 전자현미경)을 이용하여 확인하였으며, 그 결과를 도 7에 나타내었다.The lattice spacing of the quantum dots according to the increase in charge of the perovskite quantum dots based on the M13 bacteriophage of the present invention was confirmed using a TEM (Transmission Electron Microscope), and the results are shown in FIG. 7.
참고로, 본 실험이 이용된 TEM은 Hitachi 사의 H-7600 모델을 이용하였으며, 측정된 양자점의 격자상수를 통계학적으로 관측한 후 그래프로 나타낸 것이다. For reference, the TEM used in this experiment used Hitachi's H-7600 model, which is a graph after statistically observing the lattice constants of the measured quantum dots.
도 7을 참조하면, M13 박테리오파지의 표면에는 음(-) 전하가 고밀도로 존재하기 때문에, 실제 실험 상황을 모사하여 페로브스카이트 양자점 주변에 표면 전하가 증가할수록 부피가 증가하는 것을 확인할 수 있고, 전자를 얻음으로써 격자 파라미터(lattice parameter)가 증가하는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 7, since negative (-) charges exist at a high density on the surface of the M13 bacteriophage, it can be seen that the volume increases as the surface charge increases around the perovskite quantum dots by simulating the actual experimental situation, It can be seen that the lattice parameter increases by obtaining electrons.
실험예 5. 부피 증가에 따른 밴드 갭(band gap) 확인Experimental Example 5. Checking the band gap according to the volume increase
본 발명의 M13 박테리오파지를 기반으로 하는 페로브스카이트 양자점의 부피 증가에 따른 밴드 갭(band gap)을 UPS(Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy, 자외광 전자 분광법) 및 XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy, X선 광전자 분광법)를 이용하여 확인하였으며, 그 결과를 도 8에 나타내었다.UPS (Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy, ultraviolet light electron spectroscopy) and XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy) ) Was used, and the results are shown in FIG. 8.
참고로, 본 실험에 이용된 UPS는 10 내지 20 eV의 극자외선 영역의 빛을 이용하였고, XPS(PHI5000 Versa Probe Ⅱ)는 1,000 내지 1,500 eV의 에너지를 갖는 X선을 사용하여 시료 내부 원자의 코어 레벨(core level)에서 방출되는 전자를 분석하였다.For reference, the UPS used in this experiment used light in the extreme ultraviolet range of 10 to 20 eV, and XPS (PHI5000 Versa Probe II) used X-rays having an energy of 1,000 to 1,500 eV, and the core of the atoms inside the sample Electrons emitted at the core level were analyzed.
도 8을 참조하면, 표면 전하의 영향으로 양자점의 격자 상수가 증가하는 것을 확인할 수 있다. 격자 상수가 증가하면 양자점의 부피도 함께 증가하게 되며, 이로 인해 상태 밀도(Density of State, DOS)가 증가하는 효과가 나타나며, 밴드 갭이 감소하는 것을 통해 장파장으로 이동하는 현상인 레드 시프트(red shift)와의 상관관계를 확인할 수 있다.Referring to FIG. 8, it can be seen that the lattice constant of the quantum dot increases due to the influence of the surface charge. As the lattice constant increases, the volume of the quantum dot also increases, resulting in an effect of increasing the density of state (DOS), and red shift, a phenomenon that moves to a long wavelength through a decrease in the band gap. ) Can be confirmed.
실험예 6. 디스플레이 소자의 발광 효과 확인Experimental Example 6. Confirmation of light emission effect of display device
본 발명의 M13 박테리오파지를 기반으로 하는 페로브스카이트 양자점을 기반으로 하는 디스플레이 소자의 발광 효과를 확인하기 위해 분광방사휘도계를 이용하여 실험을 수행하였으며, 그 결과를 도 10 및 하기 [표 3]에 나타내었다.In order to check the light emission effect of the display device based on the M13 bacteriophage-based perovskite quantum dot of the present invention, an experiment was performed using a spectroradiometer, and the results are shown in Fig. 10 and the following [Table 3]. Shown in.
참고로, 본 실험에 이용된 분광방사휘도계는 Konica Minolta 사의 CS-3000 모델을 이용하였고, 초저휘도에서 고휘도까지 디스플레이 전체 빛 분포도를 확인하였다.For reference, the spectroradiometer used in this experiment used the CS-3000 model of Konica Minolta, and the overall light distribution of the display was confirmed from ultra-low brightness to high brightness.
[표 3][Table 3]
도 10 및 상기 [표 3]을 참조하면, 실시예 3에 의해 제조된 디스플레이 소자는 516 nm에서 Emission peak를 나타내는 것을 확인할 수 있다. 이는 녹색광을 나타내는 것으로 다양한 디스플레이 소자에 이용될 수 있음을 시사하는 것이다. 또한, FWHM(Full width half maximum)는 25 nm으로 비교예 1과 비교하여도 발광 효율이 유의미하게 높은 것을 확인할 수 있다. 뿐만 아니라 시간에 따른 단일 양자점의 효율(PLQY)도 28%로 현저히 향상된 것을 확인할 수 있다. 상기 결과로부터 본 발명의 디스플레이 소자는 우수한 광전 효율을 나타내는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 10 and Table 3, it can be seen that the display device manufactured according to Example 3 exhibits an emission peak at 516 nm. This represents green light, suggesting that it can be used in various display devices. In addition, FWHM (Full width half maximum) is 25 nm, it can be confirmed that the luminous efficiency is significantly higher even compared to Comparative Example 1. In addition, it can be seen that the efficiency (PLQY) of a single quantum dot over time was significantly improved to 28%. From the above results, it can be seen that the display device of the present invention exhibits excellent photoelectric efficiency.
이상 설명으로부터, 본 발명에 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.From the above description, it will be understood that those skilled in the art belonging to the present invention may be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. In this regard, the embodiments described above are illustrative in all respects, and should be understood as non-limiting.
Claims (13)
상기 무기 페로브스카이트 재료는 CsPbX3이고, 상기 X3은 Cl, Br 및 I에서 선택되는 하나 이상의 할라이드 음이온인 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 양자점.The method of claim 1,
The inorganic perovskite material is CsPbX 3 , and X 3 is a perovskite quantum dot, characterized in that at least one halide anion selected from Cl, Br and I.
상기 M13 박테리오파지는 하기 야생형 타입(wild type)의 서열번호 1의 표면에 음전하(surface minus charge)를 증가시켜 하기 서열번호 2, 서열번호 3 및 서열번호 4로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상을 갖는 M13 박테리오파지인 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 양자점;
[서열번호 1]
ATGCTGTCTTTCGCTGCTGAGGGTGACGATCCCGCAAAAGCGGCCTTT;
[서열번호 2]
ATGCTGTCTTTCGCTGCAGAGGGTGAGGATCCCGCAAAAGCGGCCTTT;
[서열번호 3]
ATGCTGTCTTTTGCGGCAGAGGAGGGGGAGGACCCCGCAAAAGCGGCCTTT;
[서열번호 4]
ATGCTGTCTTTCGCTGCAGAGGAAGAGGAGGACCCCGCAAAAGCGGCCTTT.The method of claim 1,
The M13 bacteriophage is an M13 bacteriophage having one or more selected from the group consisting of the following SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 4 by increasing the surface minus charge on the surface of SEQ ID NO: 1 of the following wild type Perovskite quantum dots, characterized in that;
[SEQ ID NO: 1]
ATGCTGTCTTTCGCTGCTGAGGGTGACGATCCCGCAAAAGCGGCCTTT;
[SEQ ID NO: 2]
ATGCTGTCTTTCGCTGCAGAGGGTGAGGATCCCGCAAAAGCGGCCTTT;
[SEQ ID NO: 3]
ATGCTGTCTTTTGCGGCAGAGGAGGGGGAGGACCCCGCAAAAGCGGCCTTT;
[SEQ ID NO: 4]
ATGCTGTCTTTCGCTGCAGAGGAAGAGGAGGACCCCGCAAAAGCGGCCTTT.
(A2) 상기 제2 용액에 상기 제1 용액을 첨가하여 혼합물을 제조하는 단계; 및
(A3) 상기 혼합물을 원심분리하여 M13 박테리오파지 코어와, 무기 페로브스카이트 재료 쉘로 구성된 페로브스카이트 양자점을 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 양자점의 제조방법.(A1) CsX and PbX 2 ; And dissolving the M13 bacteriophage in a solvent, respectively, to prepare a first solution and a second solution.
(A2) preparing a mixture by adding the first solution to the second solution; And
(A3) producing a perovskite quantum dot composed of an M13 bacteriophage core and an inorganic perovskite material shell by centrifuging the mixture; method for producing a perovskite quantum dot comprising a.
상기 (A1) 단계는,
(A1a) CsX 및 PbX2를 1:1의 몰비로 혼합하고 용매에 용해시켜 제1 용액을 제조하는 단계; 및
(A1b) M13 박테리오파지를 각각 용매에 용해시켜 제2 용액을 제조하는 단계;로 구성되고,
상기 용매는,
톨루엔, 다이메톡시에탄(Dimethoxy ethane), 다이메틸설폭사이드(Dimethyl sulfoxide), 다이메틸포름아마이드(N,N-Dimethylmethanamide) 또는 이들의 혼합물 인 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 양자점의 제조방법.The method of claim 4,
The (A1) step,
(A1a) mixing CsX and PbX 2 in a molar ratio of 1:1 and dissolving in a solvent to prepare a first solution; And
(A1b) preparing a second solution by dissolving each of the M13 bacteriophage in a solvent; consisting of,
The solvent is,
Toluene, dimethoxy ethane (Dimethoxy ethane), dimethyl sulfoxide (Dimethyl sulfoxide), dimethyl formamide (N,N-Dimethylmethanamide) or a mixture thereof, characterized in that the manufacturing method of perovskite quantum dots.
상기 (A2) 단계는,
상기 제2 용액에 상기 제1 용액을 1: 25 내지 35 부피비로 첨가되는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 양자점의 제조방법.The method of claim 4,
The step (A2),
The method of manufacturing a perovskite quantum dot, characterized in that the first solution is added to the second solution in a volume ratio of 1: 25 to 35.
상기 (A3) 단계는,
(A3a) 상기 (S2) 단계에서 제조된 혼합물을 원심 분리하는 단계;
(A3b) 상기 원심 분리 완료 후, 아세토니트릴(Acetonitrile)을 첨가하여 침전을 형성하는 단계; 및
(A3c) 상기 침전물을 여과(filter)하여 M13 박테리오파지 코어와, 무기 페로브스카이트 재료 쉘로 구성된 페로브스카이트 양자점을 제조하는 단계;로 구성되는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 양자점의 제조방법.The method of claim 4,
The step (A3),
(A3a) centrifuging the mixture prepared in step (S2);
(A3b) after completion of the centrifugation, adding acetonitrile to form a precipitate; And
(A3c) filtering the precipitate to prepare a perovskite quantum dot composed of an M13 bacteriophage core and an inorganic perovskite material shell; method of manufacturing a perovskite quantum dot, characterized in that consisting of.
상기 제조방법은 용매의 용해도 차이를 이용한 리간드-보조 재침전법 (Ligand-assisted reprecipitation, LARP)에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 양자점의 제조방법.The method of claim 4,
The manufacturing method is a method of manufacturing perovskite quantum dots, characterized in that prepared by a ligand-assisted reprecipitation (LARP) using a difference in solubility of a solvent.
상기 디스플레이 소자는,
하부 전극으로 이용되는 ITO 유리 기판;
상기 ITO층으로 전자가 이동하는 것을 방지하기 위한 PEDOT:PSS;
상기 PEDOT:PSS 상 위에 위치하며, 페로브스카이트 물질을 포함하는 페로브스카이트 양자점 박막;
상기 페로브스카이트 양자점 박막 상 위에 위치하며, 전자를 전달하기 위한 TPBi; 및
상기 TPBi 상 위에 위치하고, 상부 전극으로 이용되는 LiF/Al;으로 구성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 소자.The method of claim 9,
The display element,
ITO glass substrate used as a lower electrode;
PEDOT:PSS for preventing electrons from moving to the ITO layer;
A perovskite quantum dot thin film disposed on the PEDOT:PSS phase and comprising a perovskite material;
TPBi positioned on the perovskite quantum dot thin film and for transferring electrons; And
A display device comprising: LiF/Al positioned on the TPBi and used as an upper electrode.
(B2) 상기 ITO 유리 기판 위에 PEDOT:PSS 및 페로브스카이트 양자점을 포함하는 박막을 순차적으로 스핀-코팅(spin-coating)하는 단계; 및
(B3) 상기 (B2) 단계 수행 후, 열 진공 증착법(Thermal evaporator)을 이용하여 TPBi, LiF/Al층을 순차적으로 증착시켜 디스플레이 소자를 제조하는 단계;를 포함하고,
상기 페로브스카이트 양자점은 M13 박테리오파지(M13 bacteriophage) 코어와, 무기 페로브스카이트 재료(inorganic perovskite material) 쉘로 이루어진 것을 특징으로 하는 디스플레이 소자의 제조방법.(B1) washing the ITO glass substrate, and performing the O 2 plasma treatment (O 2 plasma treatment);
(B2) sequentially spin-coating a thin film including PEDOT:PSS and perovskite quantum dots on the ITO glass substrate; And
(B3) after performing the (B2) step, manufacturing a display device by sequentially depositing TPBi and LiF/Al layers using a thermal evaporator; including,
The perovskite quantum dots are M13 bacteriophage (M13 bacteriophage) core and inorganic perovskite material (inorganic perovskite material) shell made of a display device manufacturing method.
상기 (B1) 단계는,
(B1a) 10 내지 15 Ω/sq의 ITO 유리 기판을 아세톤, 초순수(De-Ionized water, DI water), 아이소프로필 알코올(isopropyl alcohol, IPA) 또는 이들의 혼합물로 세척하는 단계; 및
(B1b) 상기 세척 완료 후, 상기 ITO 유리 기판을 1 내지 10분 동안 O2 플라즈마 처리(O2 plasma treatment)를 수행하는 단계;로 구성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 소자의 제조방법.The method of claim 11,
The step (B1),
(B1a) washing the ITO glass substrate of 10 to 15 Ω/sq with acetone, ultrapure water (De-Ionized water, DI water), isopropyl alcohol (IPA), or a mixture thereof; And
(B1b) performing at the ITO glass substrate 1 to 10 minutes for the O 2 plasma treatment (O 2 plasma treatment) After completing the washing; method of manufacturing a display device, characterized in that consisting of.
상기 (B2) 단계의 페로브스카이트 양자점을 포함하는 박막은,
(B2a) 상기 제1항 또는 제2항의 페로브스카이트 양자점을 용매에 분산시키는 단계; 및
(B2b) 상기 페로브스카이트 양자점이 분산된 용매를 박막 위에 떨어 뜨려 스핀-코팅(spin-coating)을 수행하는 단계;로 제조되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 소자의 제조방법.
The method of claim 11,
The thin film including the perovskite quantum dots of step (B2),
(B2a) dispersing the perovskite quantum dots of claim 1 or 2 in a solvent; And
(B2b) dropping a solvent in which the perovskite quantum dots are dispersed on a thin film to perform spin-coating; a method of manufacturing a display device, characterized in that.
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
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| GRNT | Written decision to grant |