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보고서 초록
요약문
SUMMARY
CONTENTS
목차
제1장 기술개발과제의 개요 14
제1절 기술개발의 목적 14
제2절 기술개발의 필요성 14
제2장 국내외 기술개발 현황 17
제1절 양자점 발광의 기본 원리 및 특성 17
제2절 단분산(mono-dispersed) 양자점의 합성 19
제3절 Band-gap engineering을 위한 양자점의 표면코팅 19
제4절 발광효율 제고를 위한 박막 적층구조의 공정기술 개발 20
제5절 QD-LED용 유기 반도체 소재 및 OLED 디스플레이의 개발 21
제3장 기술개발수행 내용 및 결과 24
제1절 전산모사를 이용한 QD-LED 재료 설계 기술 24
제2절 CdSe 전구체 합성 34
제3절 CdSe QD 합성 67
제4절 QD-LED 소자 제작 85
제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 110
제1절 목표달성도 110
제2절 관련분야에의 기여도 113
제5장 기술개발결과의 활용계획 114
제6장 기술개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 115
제7장 참고문헌 118
핵심기술개발사업 기술개발성과 활용계획서 122
[첨부1] 기술개발결과 활용계획서 123
[첨부2] 기술개발요약서 128
표 3.2.1. Bond lengths [Å] and anles [˚] for [Cd(CH₃)(dmamp)]₄ 58
표 3.2.2. [MeCd(dmamp)]₄의 열분해 XRD data 60
표 3.3.1. Several parameters of CdSe qunatum dots grown in octyl amine at 130℃for different times and grown at different temperatures. 72
표 3.3.2. Results CdSe nano-crystals grown in Hexyl amine, Octyl amine and Decyl amine 79
표 3.3.3. Results of CdSe quantum dots grown in octyl amine, dioctyl amine, and triocty lamine 83
표 5.1. 본 연구를 통하여 확보된 QD-LED 관련 기술 114
그림 1.2.1. QD-LED의 에너지준위 15
그림 2.1.1. 양자구속효과를 이용하는 반도체 발과소자의 기본구조. 17
그림 2.1.2. 비정질 실리콘 양자점의 크기와 발광파장과의 관계 및 Si 양자점을 이용한 발광소자의 발광사진 18
그림 2.1.3. CdSe 나노입자의 크기에 따른 형광특성 18
그림 2.3.1. OLED 기술을 차용하여 만든 유기 적층구조에 CdSe 양자점율 1 mono layer 분산시킨 소자와 그 band aligning 의 모식도. 20
그림 2.5.1. MIT 그룹에서 개발한 (Nature 420, 800 (2002)) 양자점 발광 다이오드.... 22
그림 2.5.2. QD 후보물질의 band gap과 wavelength. 22
그림 3.1.1. 전체 시스템의 schematic picture 26
그림 3.1.2. InAs double QD에서 dot 크기와 dot 사이의 거리에 따른 에너지 준위의 변화. 27
그림 3.1.3. 이러한 계산을 통해 poly(G)-poly(C) DNA의 HOMO는 Guanine의 HOMO로 이루어지고 LUMO는 Cytosine의 LUMO로 이루어짐을 알 수 있었다.... 28
그림 3.1.4. Au(111) 표면과 organic ligand가 결합할 때 가능한 흡착 site와 그 점에서의 상대적인 흡착 에너지.... 29
그림 3.1.5. Au(111) 표면에 SCH₃와 MCH가 흡착될 경우의 stable geometry.... 30
그림 3.1.6. Au(111) 표면에 organic ligand가 흡착되었을 때의 금속 표면 일함수의 변화를 계산한 그림.... 31
그림 3.1.7. 분자상태의 1,3 butadiene의 HOMO와 LUMO의 charge density의 그림.... 31
그림 3.1.8. Alternatively buckled dimer로 이루어진 Si(001) 표면에 1,3 butadiene이 0.5 mono layer가 흡착되었을 때의 stable geometry와 adsorption energy, 그리고 interface에서 실리콘과 결합한 탄소 원자의 1s level energy와 surface에서 탄소와(탄소와만) 결합한 탄소 원자의 1s level energy의 차이를 나타내는 core level shift의 차이 값. 33
그림 3.1.9. Si(001) 표면에 1,3 butadiene이 1 mono layer가 흡착되었을 때의 stable geometry와 adsorption energy, 그리고 core level shift의 차이 값. 33
그림 3.2.1. Bis 3-(2-methoxy ethoxy)propyl diselenide의 ¹H NMR spectrum (in CDCl₃) 37
그림 3.2.2. Bis 3-(2-methoxy ethoxy)propyl diselenide의 13C(이미지참조) NMR spectrum (in CDCl₃) 37
그림 3.2.3. Sodium 3-(2-methoxy ethoxy)propyl diselenide의 ¹H NMR spectrum (in C6D6)(이미지참조) 38
그림 3.2.4. Bis(2-dimethylaminoethyl) diselenide의 FT-IR spectrum 39
그림 3.2.5. Bis(2-dimethylaminoethyl) diselenide의 ¹H NMR spectrum (in CDCl₃) 39
그림 3.2.6. I-Cd[Se(CH₂)₃O(CH₂)₂OCH₃OCH₃]의 FT-IR spectrum 40
그림 3.2.7. I-Cd[Se(CH₂)₃O(CH₂)₂OCH₃OCH₃]의 ¹H NMR spectrum (in CDCl₃) 41
그림 3.2.8. I-Cd[Se(CH₂)₃O(CH₂)₂OCH₃OCH₃]의 TG/DTA 41
그림 3.2.9. (CH₃)Cd[Se(CH₂)₃O(CH₂)₂OCH₃OCH₃]의 FT-IR spectrum 42
그림 3.2.10. (CH₃)Cd[Se(CH₂)₃O(CH₂)₂OCH₃OCH₃]의 ¹H NMR spectrum (in CDCl₃) 43
그림 3.2.11. (CH₃)Cd[Se(CH₂)₃O(CH₂)₂OCH₃OCH₃]의 TG/DTA 43
그림 3.2.12. 2-(dimethylamino)ehaneselenolato methyl cadmium(II)의 FT-IR spectrum(그림없음) 44
그림 3.2.13. 2-(dimethylamino)ehaneselenolato methyl cadmium(II)의 ¹H NMR spectrum (in C6D6)(이미지참조) 45
그림 3.2.14. 2-(dimethylamino)ehaneselenolato methyl cadmium(II)의 TG/DTA(그림없음) 45
그림 3.2.15. [Cd(CH₃)(dmamp)]₄의 FT-IR spectrum 46
그림 3.2.16. [Cd(CH₃)(dmamp)]₄의 ¹H NMR spectrum (im C6D6)(이미지참조)(그림없음) 47
그림 3.2.17. [Cd(CH₃)(dmamp)]₄의 13C NMR spectrum (in C6D6)(이미지참조)(그림없음) 47
그림 3.2.18. [Cd(CH₃)(dmamp)]₄의 TG/DTA 48
그림 3.2.19. [Cd(CH₃)(dmamp)]₄의 FT-IR spectrum 49
그림 3.2.20. [Cd(CH₃)(dmamp)]₄의 ¹H NMR spectrum (in CDCl₃)(그림없음) 49
그림 3.2.21. [Cd(CH₃)(dmamp)]₄의 13C NMR spectrum (in C6D6)(이미지참조) 50
그림 3.2.22. [Cd(CH₃)(dmamp)]₄의 TG/DTA 50
그림 3.2.23. 온도 변화에 따른 카드뮴 전구체 열분해 XRD 51
그림 3.2.24. 열분해 실험 VI에서 [MeCd(dmamp)]₄의 열분해 후 톨루엔 재분산시키기전 분말상 카드뮴 나노입자의 XRD 54
그림 3.2.25. sodium 3-(2-methoxy ethoxy)propyl selenide 합성 55
그림 3.2.26. bis(2-dimethylaminoethyl) diselenide 합성 55
그림 3.2.27. 3-(2-methoxy ethoxy)propylselenolato iodocadmium(II) 합성 56
그림 3.2.28. 3-(2-methoxy ethoxy)propylselenolato methyl cadmium(II) 합성 56
그림 3.2.29. 2-(dimethylamino)ethaneselenolato methyl cadmium(II) 합성 56
그림 3.2.30. methyl cadmium aminoalkoxe 합성 57
그림 3.2.31. [Cd(CH₃)(dmamp)]4의 결정 구조 58
그림 3.2.32. [MeCd(dmamp)]₄의 열분해 XRD(그림없음) 59
그림 3.2.33. M(dmamp)₂의 열분해에 의한 자체 환원으로 금속이 되는 메커니즘 60
그림 3.2.34. [MeCd(SeCH₂CH₂NMe₂)]+TOPO 조합(250℃)에 의한 CdSe 나노 입자 XRD(그림없음) 61
그림 3.2.35. [MeCd(SeCH₂CH₂NMe₂)]+TOPO 조합(250℃)에 의한 CdSe 나노 입자 TEM 이미지 61
그림 3.2.36. [MeCd(SeCH₂CH₂NMe₂)]+TOPO 조합(250℃)에 의한 CdSe 나노 입자 XRD(그림없음) 62
그림 3.2.37. [MeCd(SeCH₂CH₂NMe₂)]+TOPO 조합(250℃)에 의한 CdSe 나노 입자 XRD 이미지 62
그림 3.2.38. [MeCd(SeCH₂CH₂NMe₂)]+TOPO 조합(200℃)에 의한 CdSe 나노 입자 XRD(그림없음) 63
그림 3.2.39. [MeCd(SeCH₂CH₂NMe₂)]+TOPO 조합(200℃)에 의한 CdSe 나노 입자 XRD 이미지 63
그림 3.2.40. [MeCd((dmamp)]₄의 열분해 물질의 XRD 64
그림 3.2.41. [MeCd(dmamp)]₄의 열분해 물질의 PL 65
그림 3.2.42. [MeCd(dmamp)]₄의 열분해 물질의 TEM 이미지 65
그림 3.3.1. Photoluminescence spectra of CdSe nano-cystals in chloroform grown...(그림없음) 70
그림 3.3.2. Effective band gaps of CdSe nanocrystals versus radius of the particles(estimated from TEM micrographs).(그림없음) 71
그림 3.3.3. The photographic image of CdSe nano-crystals in chloroform.... 73
그림 3.3.4. Fluorescence spectra of chloroform suspension of CdSe nano-crystals in grown in the presence of (a) Decyl amine, (b) Octyl amine, and (c) Hexyl amine at 130℃ for 120 sec(그림없음) 78
그림 3.3.5. Arrhenius plots of QD growth conversion vs. reaction temperature in the presence of vrious linear anine capping lihands 80
그림 3.3.6. X-ray diffraction patterns for the CdSe nano-particles 80
그림 3.3.7. Fluorescence spectra of chloroform suspensions of CdSe nano-crystals in grown in the presence of (a) trioctyl amine, and (c) octyl amine at 130℃ for 120 sec 81
그림 3.3.8. Arrhenius plots of QD grwth conversion vs. reaction temperature in the presence of various branched amine capping ligands 82
그림 3.4.1. MDMO-PPDFV의 UV흡수 및 PL발광 스펙트럼(그림없음) 91
그림 3.4.2. MDMO-PPDFV의 CV분석 결과 및 HOMO/LUMO 에너지 준위 92
그림 3.4.3. MDMO-PPDFV와 QD-LED소자의 각 layer별 재료들의 HOMO/LUMO 에너지 준위 비교 92
그림 3.4.4. perylene계 n-형 유기반도체 소재들의 구조 93
그림 3.4.5. Perylene유도체들의 UV 흡수 및 PL 발광 스펙트럼 비교 94
그림 3.4.6. Perylene유도체들의 CV 분석결과 비교 95
그림 3.4.7. QD-LED 소자용 재료들과의 HOMO/LUMO 준위 비교 96
그림 3.4.8. QD의 PL 스펙트럼 97
그림 3.4.9. 형광 OLED의 일반적인 구조 97
그림 3.4.10. 자기 조립 방법에 의한 정공수송층/QD층 적층의 도식도 98
그림 3.4.11. 대표적인 정공 수송 물질 98
그림 3.4.12. 일반적인 QD-LED 구조 99
그림 3.4.13. 용액공정과 봉지가 가능한 OLED 증착 장비 100
그림 3.4.14. ITO/NPB/QD/Alq3/LiF/Al QD-LED의 발광 특성 100
그림 3.4.15. ITO/NPB/QD/Alq3/LiF/Al QD-LED의 발광 스펙트럼 101
그림 3.4.16. ITO/NPB/QD/Alq3/LiF/Al QD-LED의 AFM 이미지 및 ETL층에서 재결합 형성과정 102
그림 3.4.17. 인광 OLED의 구조 102
그림 3.4.18. 정공주입층이 적용된 QD-LED 구조 103
그림 3.4.19. 정공주입층의 적용에 따른 QD-LED의 발광 특성 104
그림 3.4.20. 정공주입층의 적용에 따른 QD-LED의 발광 스펙트럼 105
그림 3.4.21. ITO/PEDOT:PSS/NPB/QD/Alq3/LiF/Al 구조의 QD-LED의 발광 특성 106
그림 3.4.22. 끓는점이 다른 용매로 녹여서 형성한 정공수송층/QD층의 AFM 이미지 107
그림 3.4.23. 녹색 QD-LED의 발광 특성 108
그림 3.4.24. 녹색 QD-LED의 발광 사진 108
원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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