Quantum dots are promising candidates as an emissive material in next-generation display. In fabricating such light-emitting devices, solution process has been developed for replacing conventional thermal evaporation due to low fabrication cost and potential applicability for flexible plastic substrates. Using eco-friendly solvents in the whole fabrication process is attractive in terms of environmental concerns such as waste liquid disposal. Herein, we fabricated quantum dot light-emitting diodes (QLEDs) of which layers are all based on eco-friendly solvents. The structure of fabricated QLEDs was ITO/PEDOT:PSS/poly(9-vinylcarbazole) (PVK)/QDs/ZnO/Al. All layers were sequentially deposited by simple and cost-effective spin-coating process except for Al electrode. To prepare all the layers in the devices from eco-friendly solvents, CdTe quantum dots were synthesized in aqueous media under open-air condition. Also, PVK nanoparticles and ZnO nanoparticles were synthesized and dispersed in ethanol. Thus, we successfully fabricated the QLEDs through eco-friendly solvent process and the fabricated devices emitting orange-light shows the turn-on voltage of 4.3 V.
양자점은 높은 색 순도, 크기 제어를 통한 발광 파장 조절 등 고유의 광학적 성질을 바탕으로 차세대 디스플레이 분야에서 유망한 발광 물질로서 각광받고 있다. 경제적이고, 유연한 대면적 기판에 적용 가능하다는 장점 덕분에 용액공정은 발광소자를 제작하는 데에 있어 기존의 열증착 방식을 대체할 차세대 기술로 여겨진다. 본 학위논문에서는 친환경 용매를 기반으로 한 용액공정을 통해 수용성 양자점 발광소자 제작에 관해 연구하였다. 친환경 용매를 기반으로 한 용액 공정을 통해 발광소자를 제작할 경우, 폐 용액 처리과정에서 드는 비용 절감과 환경 문제 해결뿐 만 아니라, 공정 중 인체에 유독한 증기 발생 또한 감소할 수 있을 것으로 보인다. 소자 제작에 필요한 모든 재료들은 친환경 용매를 기반으로 합성하여 준비되었다. 수용성 CdTe 양자점과 PVK 고분자 나노 입자는 물을 용매로 하여 합성되었고, 산화아연 나노 입자는 에탄올을 용매로 하여 합성되었다. 알루미늄 전극을 제외한 모든 층은 간단하고 경제적인 스핀코팅을 통해 도입되었으며 층간 혼합 없이 성공적으로 적층 구조를 형성하였음을 확인하였다. 제작된 양자점 발광소자는 약 4.3 V의 문턱 전압을 보였다. 연구를 통해 친환경 용매를 기반으로 한 용액공정을 통해 양자점 발광소자 제작 가능성을 확인하였으며, 추후 최적화를 통해 휘도와 발광 효율 개선을 위한 연구를 진행하고자 한다.