For the last decade, many studies have been conducted on organic-inorganic perovskite quantum dots (QDs) as next-generation light-emitting materials due to their high color purity and easy color tunability. However, these 10nm-sized perovskite QDs which are similar in size to perovskite’s exciton Bohr radius are influenced by a strong quantum confinement effect. The Quantum confinement effect leads to the change of perovskite QDs’ bandgap and emission wavelength. Furthermore, their size distribution gives rise to broad of perovskite’s full width at half maximum (FWHM) in photoluminescence (PL) spectra and offsets the advantages of perovskite light-emitting diode (LED) in terms of high color purity. Here, we report a method of synthesizing perovskite nanoparticles that are not affected by quantum confinement effects by controlling their size through the modified ligand-assisted reprecipitation (LARP) method. Nanoparticles showed narrow FWHM (~18.7 nm) with high photoluminescence quantum efficiency (PLQY) (~86.3%). Moreover, we fabricated the high color purity of LED by introducing the nanoparticles-polymer structure (Host-Guest) with narrow FWHM (~20 nm).
유무기 페로브스카이트 양자점은 높은 색 순도 및 쉬운 색상 조정성의 장점을 가져 차세대 발광체로 많은 연구가 진행되고 있다. 하지만 기존의 10나노 수준의 페로브스카이트 양자점은 페로브스카이트 엑시톤 보어 반경과 비슷한 크기를 가지고 있어, 강한 양자구속효과를 받게 된다. 그 결과, 페로브스카이트 양자점 크기에 따라 물질의 밴드갭이 바뀌게 되고 양자점의 발광 파장의 변화를 야기한다. 또한 합성된 입자 크기의 불균일성은 반치전폭을 넓게 만들고, 상대적으로 낮은 색 순도를 특성을 가지게 만들어 페로브스카이트의 높은 색 순도 장점을 상쇄시키는 한계를 가진다. 본 연구는 변형된 리간드 활용 재침전 방법을 이용하여 나노입자의 크기를 조절하고, 양구속효과에서 자유로운 나노입자를 합성하였다. 합성된 나노입자는 18.7 나노의 좁은 반치전폭과 86.3 프로의 높은 광방광 양자수율을 보였다. 더불어 합성한 나노입자에 전도성 고분자 매트릭스를 도입하는 Host-Guest구조를 통해 반치전폭이 20 나노미터보다 작은 높은 색 순도를 가지는 발광다이오드를 제작하였다.
