엑시톤 버퍼층을 포함하는 페로브스카이트 발광 소자 및 이의 제조방법

[청구항 2] 제1항에 있어서,상기 엑시톤 버퍼층은,상기 전도성 물질을 포함하는 도전층 및 상기 전도성 물질보다 낮은 표면 에너지를 갖는 상기 불소계 물질을 포함하는 표면 버퍼층이 순차적으로 적층된형태인것을특징으로 하는발광 소자. [청구항 3] 제2항에 있어서,상기 표면 버퍼층의 두께가 3nm이상인것을특징으로 하는발광 소자. [청구항 4] 제1항에 있어서,상기 엑시톤 버퍼층은, 10-7 s/cm 내지 1000s/cm전도도갖는것을특징으로 하는발광 소자. [청구항 5] 제1항에 있어서,상기 불소계 물질은 30mn/m이하의표면에너지갖는것을특징으로 하는발광 소자. [청구항 6] 제1항에 있어서,상기 도전층에서 상기 표면 버퍼층과 가까운 제1면의 상기 불소계 물질의 농도보다 상기 제1면과 반대되는 제2면의 상기 불소계 물질의 농도가 더 낮은 것특징으로 하는발광 소자. [청구항 7] 제6항에 있어서,상기 도전층의 상기 제2면에서 관측된일함수이상인것을특징으로 하는발광 소자. [청구항 8] 제1항에 있어서,상기 불소계 물질은 적어도 하나의 f를 포함하는이오노머인것을특징으로 하는발광 소자. [청구항 9] 제8항에 있어서,상기 이오노머는불화이오노머인것을특징으로 하는발광소자. [청구항 10] 제1항에 있어서,상기 불소계 물질은 하기 화학식 1 내지 12의 구조를 갖는 이오노머로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 이오노머를 포함하는 발광 소자.003c#화학식 1003e#상기 식 중, m은 1 내지 10,000,000의 수이고, x 및 y는 각각 독립적으로 0 내지 10의 수이며, m+은 na+, k+, li+, h+, ch3(ch2)nnh3+ (n은 0 내지 50의 정수), nh4+, nh2+, nhso2cf3+, cho+, c2h5oh+, ch3oh+, rcho+(r은 ch3(ch2)n-; n은 0 내지 50의 정수)을 나타낸다;003c#화학식 2003e#상기 식중, m은 1 내지 10,000,000의 수이다;003c#화학식 3003e#상기 식중, m 및 n은 0 003c# m ≤ 10,000,000, 0 ≤ n 003c# 10,000,000 이며, x 및 y는 각각 독립적으로 0 내지 20의 수이며, m+은 na+, k+, li+, h+, ch3(ch2)nnh3+ (n은 0 내지 50의 정수), nh4+, nh2+, nhso2cf3+, cho+, c2h5oh+, ch3oh+, rcho+(r은 ch3(ch2)n-; n은 0 내지 50의 정수)을 나타낸다;003c#화학식 4003e#상기 식중, m 및 n은 0 003c# m ≤ 10,000,000, 0 ≤ n 003c# 10,000,000이며, x 및 y는 각각 독립적으로 0 내지 20의 수이며, m+은 na+, k+, li+, h+, ch3(ch2)nnh3+ (n은 0 내지 50의 정수), nh4+, nh2+, nhso2cf3+, cho+, c2h5oh+, ch3oh+, rcho+(r은 ch3(ch2)n-; n은 0 내지 50의 정수)을 나타낸다;003c#화학식 5003e#상기 식중, m 및 n은 0 003c# m ≤ 10,000,000, 0 ≤ n 003c# 10,000,000이며, z는 0 내지 20의 수이고, m+은 na+, k+, li+, h+, ch3(ch2)nnh3+ (n은 0 내지 50의 정수), nh4+, nh2+, nhso2cf3+, cho+, c2h5oh+, ch3oh+, rcho+(r은 ch3(ch2)n-; n은 0 내지 50의 정수)을 나타낸다;003c#화학식 6003e#상기 식중, m 및 n은 0 003c# m ≤ 10,000,000, 0 ≤ n 003c# 10,000,000이며, x 및 y는 각각 독립적으로 0 내지 20의 수이고, y는 -coo-m+, -so3-nhso2cf3+, -po32-(m+)2 중에서 선택된 하나이며, m+은 na+, k+, li+, h+, ch3(ch2)nnh3+ (n은 0 내지 50의 정수), nh4+, nh2+, nhso2cf3+, cho+, c2h5oh+, ch3oh+, rcho+(r은 ch3(ch2)n-; n은 0 내지 50의 정수)을 나타낸다;003c#화학식 7003e#상기 식중, m 및 n은 0 003c# m ≤ 10,000,000, 0 ≤ n 003c# 10,000,000이며, m+은 na+, k+, li+, h+, ch3(ch2)nnh3+ (n은 0 내지 50의 정수), nh4+, nh2+, nhso2cf3+, cho+, c2h5oh+, ch3oh+, rcho+(r은 ch3(ch2)n-; n은 0 내지 50의 정수)을 나타낸다;003c#화학식 8003e#상기 식 중, m 및 n은 0 003c# m ≤ 10,000,000, 0 ≤ n 003c# 10,000,000이다;003c#화학식 9003e#상기 식중, m 및 n은 0 003c# m ≤ 10,000,000, 0 ≤ n 003c# 10,000,000이며, x는 0 내지 20의 수이고, m+은 na+, k+, li+, h+, ch3(ch2)nnh3+ (n은 0 내지 50의 정수), nh4+, nh2+, nhso2cf3+, cho+, c2h5oh+, ch3oh+, rcho+(r은 ch3(ch2)n-; n은 0 내지 50의 정수)을 나타낸다;003c#화학식 10003e#상기 식중, m 및 n은 0 003c# m ≤ 10,000,000, 0 ≤ n 003c# 10,000,000이며, x 및 y는 각각 독립적으로 0 내지 20의 수이고, m+은 na+, k+, li+, h+, ch3(ch2)nnh3+ (n은 0 내지 50의 정수), nh4+, nh2+, nhso2cf3+, cho+, c2h5oh+, ch3oh+, rcho+(r은 ch3(ch2)n-; n은 0 내지 50의 정수)을 나타낸다;003c#화학식 11003e#상기 식중, m 및 n은 0 ≤ m 003c# 10,000,000, 0 003c# n ≤ 10,000,000이고, rf = -(cf2)z- (z는 1 내지 50의 정수, 단 2는 제외), -(cf2cf2o)zcf2cf2-(z는 1 내지 50의 정수), -(cf2cf2cf2o)zcf2cf2- (z는 1 내지 50의 정수)이며, m+은 na+, k+, li+, h+, ch3(ch2)nnh3+ (n은 0 내지 50의 정수), nh4+, nh2+, nhso2cf3+, cho+, c2h5oh+, ch3oh+, rcho+(r은 ch3(ch2)n-; n은 0 내지 50의 정수)을 나타낸다;003c#화학식 12003e#상기 식중, m 및 n은 0 ≤ m 003c# 10,000,000, 0 003c# n ≤ 10,000,000이고, x 및 y는 각각 독립적으로 0 내지 20의 수이며, y는 각각 독립적으로, -so3-m+, -coo-m+, -so3-nhso2cf3+, -po32-(m+)2 중선택된하나이고, m+은 na+, k+, li+, h+, ch3(ch2)nnh3+ (n은 0 내지 50의 정수), nh4+, nh2+, nhso2cf3+, cho+, c2h5oh+, ch3oh+, rcho+(r은 ch3(ch2)n-; n은 0 내지 50의 정수)을 나타낸다. [청구항 11] 제1항에 있어서,상기 불소계 물질은 하기 화학식 13 내지 19의 구조를 갖는 이오노머 또는 불화 저분자로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 이오노머 또는 불화 저분자를 포함하는 발광 소자.003c#화학식 13003e#003c#화학식 14003e#003c#화학식 15003e#003c#화학식 16003e#003c#화학식 17003e#003c#화학식 18003e#(상기 화학식 13 내지 18 중,r11 내지 r14, r21 내지 r28, r31 내지 r38, r41 내지 r48, r51 내지 r58 및 r61 내지 r68은 서로 독립적으로, 수소, -f, c1-c20알킬기, c1-c20알콕시기, 적어도 하나의 -f로 치환된 c1-c20알킬기, 적어도 하나의 -f로 치환된 c1-c20알콕시기, q1, -o-(cf2cf(cf3)-o)n-(cf2)m-q2 (여기서, n 및 m은 서로 독립적으로, 0 내지 20의 정수이되, n+m은 1 이상임) 및 -(ocf2cf2)x-q3 (여기서, x는 1 내지 20의 정수임) 중에서 선택되고, 상기 q1 내지 q3는 이온기이고, 상기 이온기는 음이온기 및 양이온기를 포함하고, 상기 음이온기는 po32-, so3-, coo-, i-, ch3coo- 및 bo22- 중에서 선택되고, 상기 양이온기는 금속 이온 및 유기 이온 중 1종 이상을 포함하고, 상기 금속 이온은 na+, k+, li+, mg+2, zn+2 및 al+3 중에서 선택되고, 상기 유기 이온은 h+, ch3(ch2)n1nh3+ (여기서, n1은 0 내지 50의 정수임), nh4+, nh2+, nhso2cf3+, cho+, c2h5oh+, ch3oh+ 및 rcho+(여기서, r은 ch3(ch2)n2-이고, n2는 0 내지 50의 정수임) 중에서 선택되되;r11 내지 r14 중 적어도 하나, r21 내지 r28 중 적어도 하나, r31 내지 r38 중 적어도 하나, r41 내지 r48 중 적어도 하나, r51 내지 r58 중 적어도 하나 및 r61 내지 r68 중 적어도 하나는, -f, 적어도 하나의 -f로 치환된 c1-c20알킬기, 적어도 하나의 -f로 치환된 c1-c20알콕시기, -o-(cf2cf(cf3)-o)n-(cf2)m-q2 및 -(ocf2cf2)x-q3 중에서 선택된다.)003c#화학식 19003e#x-mfn-mhm-mar-g상기 화학식 19 중,x는 말단기이고;mf는 퍼플루오로폴리에테르 알코올, 폴리이소시아네이트 및 이소시아네이트 반응성-비불소화 모노머의 축합 반응으로부터 수득한 불화 모노머로부터 유래된 단위를 나타내고;mh는 비불소화 모노머로부터 유래된 단위를 나타내고;ma는 -si(y4)(y5)(y6)으로 표시되는 실릴기를 갖는 단위를 나타내고;상기 y4, y5 및 y6는 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 c1-c20알킬기, 치환 또는 비치환된 c6-c30아릴기 또는 가수분해성 치환기를 나타내고, 상기 y4, y5 및 y6 중 적어도 하나는 상기 가수분해성 치환기이고; g는 사슬전달제(chain transfer agent)의 잔기포함한1가 유기 그룹이고;n은 1 내지 100의 수이고;m은 0 내지 100의 수이고;r은 0 내지 100의 수이고;n+m+r은 적어도 2이다. [청구항 12] 제1항에 있어서,상기 전도성 물질은,전도성 고분자, 금속성 탄소나노튜브, 그라펜, 환원된 산화그라펜, 금속 나노와이어, 반도체 나노와이어, 탄소 나노점, 금속 나노점 및 전도성 산화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함포함하는발광 소자. [청구항 13] 제12항에 있어서,상기 전도성 고분자는 폴리티오펜, 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리스티렌, 술폰화된 폴리스티렌, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), 셀프-도핑 전도성 고분자, 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나포함하는발광 소자. [청구항 14] 제12항에 있어서,상기 금속 나노와이어, 반도체 나노와이서, 탄소 나노점 또는 금속 나노점에 s(z100) 및 -si(z101)(z102)(z103)으로 표시되는 적어도 하나의 모이어티가 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 발광소자(이 때, 상기 z100, z101, z102, 및 z103는 서로 독립적으로, 수소, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 c1-c20알킬기 또는 치환비치환된c1-c20알콕시기임). [청구항 15] 제12항에 있어서,상기 전도성 산화물이 ito(인듐 주석 산화물), izo(인듐 아연 산화물), sno2 및 ino2으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나포함하는발광 소자. [청구항 16] 제1항에 있어서,상기 엑시톤 버퍼층은 탄소나노튜브, 그라펜, 환원된 산화그라펜, 금속 나노와이어, 금속 카본 나노점, 반도체 양자점(semiconductor quantum dot), 반도체 나노와이어 및 금속 나노점으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 첨가제더 포함하는발광 소자. [청구항 17] 제1항에 있어서,상기 엑시톤 버퍼층은 가교제더 포함하는발광 소자. [청구항 18] 제17항에 있어서,상기 가교제는 아민기(-nh2), 티올기(-sh), 및 카복실기(-coo-)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 작용기포함하는발광 소자. [청구항 19] 제17항에 있어서,상기 가교제는 비스페닐아지드계(bis(phenyl azide)) 물질, 디아미노알칸(diaminoalkane)계 물질, 디티올(dithiol)계 물질, 디카볼실레이트(dicarboxylate), 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이드(ethylene glycol di(meth)acrylate) 유도체, 메틸렌비즈아미드(methylenebisacrylamide) 유도체, 및 디비닐벤젠(divinylbenzene :dvb)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나포함하는발광 소자. [청구항 20] 제1항에 있어서,상기 유무기 하이브리드 페로브스카이트는 나노결정구조를 포함하는입자 형태또는박막형태인것을특징으로 하는발광 소자. [청구항 21] 제1항에 있어서,유무기 하이브리드 페로브스카이트는 a2bx4,abx4,abx3 또는 an-1bnx3n+1의 구조(n은 2 내지 6사이의 정수)를 포함하고,상기 a는 유기암모늄이고, 상기 b는 금속물질이고, 상기할로겐 원소인,발광 소자. [청구항 22] 제21항에 있어서,상기a는 (ch3nh3)n,((cxh2x+1)nnh3)2(ch3nh3)n,(rnh3)2,(cnh2n+1nh3)2,(cf3nh3),(cf3nh3)n,((cxf2x+1)nnh3)2(cf3nh3)n,((cxf2x+1)nnh3)2또는 (cnf2n+1nh3)2(n은 1이상인 정수, x는 1이상인 정수)이고,상기 b는 상기 b는 2가의 전이 금속, 희토류 금속, 알칼리 토류 금속, pb, sn, ge, ga, in, al, sb, bi, po, 또는 이들의 조합이고,상기 x는 cl, br, i 또는 이들조합인,발광소자. [청구항 23] 제20항에 있어서,상기 페로브스카이트 나노결정을 둘러싸는 복수개의 알킬할라이드더 포함하는발광소자. [청구항 29] 제28항에 있어서,상기 엑시톤 버퍼층은,상기 전도성 물질을 포함하는 도전층 및 상기 전도성 물질보다 낮은 표면 에너지를 갖는 상기 불소계 물질을 포함하는 표면 버퍼층이 순차적으로 적층된형태인것을특징으로 하는발광 소자. [청구항 30] 제29항에 있어서,상기 표면 버퍼층의 두께가 3nm이상인것을특징으로 하는발광 소자. [청구항 31] 제28항에 있어서,상기 엑시톤 버퍼층은, 10-7 s/cm 내지 1000s/cm전도도갖는것을특징으로 하는발광 소자. [청구항 32] 제28항에 있어서,상기 불소계 물질은 30mn/m이하의표면에너지갖는것을특징으로 하는발광 소자.