特許 6472883 量子ドット転写印刷方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6472883

(24)【登録日】2019年2月1日

(45)【発行日】2019年2月20日

(54)【発明の名称】量子ドット転写印刷方法

(51)【国際特許分類】

   H05B 33/10 20060101AFI20190207BHJP

   H05B 33/14 20060101ALI20190207BHJP

   H01L 27/32 20060101ALI20190207BHJP

   H01L 51/50 20060101ALI20190207BHJP

   H05B 33/02 20060101ALI20190207BHJP

   G09F 9/30 20060101ALI20190207BHJP

   G09F 9/00 20060101ALI20190207BHJP

【ＦＩ】

   H05B33/10

   H05B33/14 Z

   H01L27/32

   H05B33/22 A

   H05B33/22 C

   H05B33/02

   G09F9/30 365

   G09F9/30 338

   G09F9/30 308Z

   G09F9/30 348Z

   G09F9/00 338

【請求項の数】9

【全頁数】28

(21)【出願番号】特願2017-527766(P2017-527766)

(86)(22)【出願日】2015年7月22日

(65)【公表番号】特表2018-503935(P2018-503935A)

(43)【公表日】2018年2月8日

(86)【国際出願番号】KR2015007618

(87)【国際公開番号】WO2016085086

(87)【国際公開日】20160602

【審査請求日】2017年5月23日

(31)【優先権主張番号】10-2014-0169056

(32)【優先日】2014年11月28日

(33)【優先権主張国】KR

(31)【優先権主張番号】10-2014-0170841

(32)【優先日】2014年12月2日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】513246872

【氏名又は名称】ソウル大学校産学協力団

【氏名又は名称原語表記】ＳＥＯＵＬ ＮＡＴＩＯＮＡＬ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ Ｒ＆ＤＢ ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ

(73)【特許権者】

【識別番号】515312760

【氏名又は名称】インスティチュート フォー ベーシック サイエンス

【氏名又は名称原語表記】ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ ＦＯＲ ＢＡＳＩＣ ＳＣＩＥＮＣＥ

(74)【代理人】

【識別番号】100099623

【弁理士】

【氏名又は名称】奥山 尚一

(74)【代理人】

【識別番号】100096769

【弁理士】

【氏名又は名称】有原 幸一

(74)【代理人】

【識別番号】100107319

【弁理士】

【氏名又は名称】松島 鉄男

(74)【代理人】

【識別番号】100125380

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 綾子

(74)【代理人】

【識別番号】100142996

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 聡二

(74)【代理人】

【識別番号】100166268

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 祐

(74)【代理人】

【識別番号】100170379

【弁理士】

【氏名又は名称】徳本 浩一

(74)【代理人】

【識別番号】100180231

【弁理士】

【氏名又は名称】水島 亜希子

(72)【発明者】

【氏名】キム，デヒョン

(72)【発明者】

【氏名】ヒョン，テクファン

(72)【発明者】

【氏名】チェ，ムンキ

(72)【発明者】

【氏名】ヤン，ジウン

(72)【発明者】

【氏名】カン，グァンフン

【審査官】 ▲うし▼田 真悟

(56)【参考文献】

【文献】 韓国公開特許第１０−２０１０−００９３８５８（ＫＲ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０５６４１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００９−５４０５５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１２−５３３１５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１１−５２０２１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／０２５４２３９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平１０−１１８５６１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ５１／５０−５１／５６

Ｈ０５Ｂ ３３／００−３３／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ドナー基板に量子ドット層を形成するステップと、
前記量子ドット層をスタンプを利用してピックアップするステップと、
前記スタンプを利用して前記量子ドット層を陰刻基板に接触させるステップと、
前記スタンプを前記陰刻基板から分離させるステップと
を含む量子ドット転写印刷方法。

【請求項2】

前記ドナー基板は、前記量子ドット層を形成する前に表面処理されることを特徴とする、請求項１に記載の量子ドット転写印刷方法。

【請求項3】

前記量子ドット層は、量子ドットを含むコロイドナノ結晶物質で形成されることを特徴とする、請求項１に記載の量子ドット転写印刷方法。

【請求項4】

前記スタンプはＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）で形成されることを特徴とする、請求項１に記載の量子ドット転写印刷方法。

【請求項5】

前記陰刻基板の表面エネルギーは、前記スタンプの表面エネルギーよりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載の量子ドット転写印刷方法。

【請求項6】

前記陰刻基板は、高分子、ガラス、有機物、または酸化物で形成されることを特徴とする、請求項１に記載の量子ドット転写印刷方法。

【請求項7】

前記陰刻基板は、表面から内部に凹むリセス領域を有することを特徴とする、請求項１に記載の量子ドット転写印刷方法。

【請求項8】

前記スタンプが前記陰刻基板から分離される時に、前記量子ドット層の中で前記陰刻基板と接触する部分は前記陰刻基板に残り、前記リセス領域に対応する部分は前記スタンプによってピックアップされることを特徴とする、請求項７に記載の量子ドット転写印刷方法。

【請求項9】

前記スタンプを利用して前記量子ドット層を前記陰刻基板に接触させる時に、前記量子ドット層に均一な圧力が加わることを特徴とする、請求項１に記載の量子ドット転写印刷方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、量子ドット電子装置及び量子ドット転写印刷方法に関する。

【背景技術】

【0002】

変形可能な高解像度エルイーディー（LED）は、屈曲性（flexibility）と伸縮性（stretchability）が重要な特性となるウェアラブル電子装置において、情報表示のための核心構成である。最近変形可能なエルイーディーを具現するための努力がたくさん行われているが、超薄膜ウェアラブル電子装置を具現するのには限界がある。

【0003】

また、最近量子ドットの発光特性を利用した発光装置に対する研究が活発に続けられている。量子ドットは、数ナノメートルのサイズの結晶構造を有する半導体物質であり、高い色純度と自体発光の特性を有しており、サイズ調整による色調節が容易であるという利点を有している。しかし、量子ドットのＲＧＢパターンを形成するためには、インクジェットやスクリーン印刷のような技術が提案されているが、このような技術では、高集積の超薄膜ウェアラブル発光装置を具現し難い。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のような問題点を解決するために、本発明は、性能が優れた高集積量子ドット電子装置を提供する。

【0005】

本発明は、超薄膜量子ドットの電子装置を提供する。

【0006】

本発明は、転写率を向上させることができる量子ドット転写印刷方法を提供する。

【0007】

本発明は、性能が優れた高集積量子ドット電子装置を具現できる量子ドット転写印刷方法を提供する。

【0008】

本発明は、超薄膜量子ドット電子装置を具現できる量子ドット転写印刷方法を提供する。

【0009】

本発明の他の目的は以降の詳細な説明および添付図面から明確になるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の一実施例による量子ドット電子装置は、第１エンキャプシュレーション層、前記第１エンキャプシュレーション層の上に配置される第１電極、前記第１電極の上に配置される量子ドットパターン、前記量子ドットパターンの上に配置される第２電極、及び前記第２電極の上に配置される第２エンキャプシュレーション層を含む。

【0011】

前記量子ドット電子装置は、前記第１電極と前記量子ドットパターンの間に配置される第１電荷伝達層と、前記第２電極と前記量子ドットパターンの間に配置される第２電荷伝達層をさらに含む。

【0012】

前記第１エンキャプシュレーション層、前記第１電極、前記第１電荷伝達層、前記量子ドットパターン、前記第２電荷伝達層、前記第２電極及び前記第２エンキャプシュレーション層の厚さの合計は、３μｍ以下であり、前記第１電極、前記第１電荷伝達層、前記量子ドットパターン、前記第２電荷伝達層及び前記第２電極の厚さの合計は、３００ｎｍ以下である。

【0013】

前記量子ドットパターンは、ドナー基板に量子ドット層を形成するステップ、前記量子ドット層をスタンプを利用してピックアップするステップ、前記スタンプを利用して前記量子ドット層を陰刻基板に接触させるステップ、及び前記スタンプを前記陰刻基板から分離させるステップを含む陰刻転写印刷方法によって形成される。前記陰刻基板の表面エネルギーは、前記スタンプの表面エネルギーよりも大きい。前記陰刻転写印刷方法による前記量子ドットパターンの転写率は５μｍ×５μｍサイズ以上において９９％以上である。前記量子ドットパターンのサイズは２０μｍ×２０μｍのサイズ以下である。

【0014】

前記量子ドットパターンは、レッド量子ドットパターン、グリーン量子ドットパターン及びブルー量子ドットパターンを含み、前記量子ドット電子装置は、ウェアラブル量子ドット発光装置である。前記量子ドットパターンは、ＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドットとＣｄＳｅ／ＣｄＳ／ＺｎＳ量子ドットの中から選択される一つ以上を含むコロイドナノ結晶物質で形成される。

【0015】

前記第１エンキャプシュレーション層は第１保護層と第１接着層とを含み、前記第２エンキャプシュレーション層は第２保護層と第２接着層とを含む。前記第１保護層と前記第２保護層とはポリ（ｐ−キシリレン）で形成され、前記第１接着層と前記第２接着層とはエポキシ樹脂で形成される。

【0016】

本発明の他の実施例による量子ドット電子装置は、基板及び前記基板の上に配置される量子ドットパターンを含み、前記量子ドットパターンは、ドナー基板に量子ドット層を形成するステップ、前記量子ドット層をスタンプを利用してピックアップするステップ、前記スタンプを利用して前記量子ドット層を陰刻基板に接触させるステップ、及び前記スタンプを前記陰刻基板から分離させるステップを含む陰刻転写印刷方法によって形成される。

【0017】

前記陰刻基板の表面エネルギーは、前記スタンプの表面エネルギーよりも大きい。

【0018】

前記陰刻転写印刷方法による前記量子ドットパターンの転写率は５μｍ×５μｍサイズ以上において９９％以上である。前記量子ドットパターンのサイズは２０μｍ×２０μｍのサイズ以下である。

【0019】

前記量子ドットパターンは、レッド量子ドットパターン、グリーン量子ドットパターン及びブルー量子ドットパターンを含み、前記量子ドット電子装置は量子ドット発光装置である。前記量子ドットパターンは、ＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドットとＣｄＳｅ／ＣｄＳ／ＺｎＳ量子ドットの中から選択される一つ以上を含むコロイドナノ結晶物質で形成される。

【0020】

前記基板は、ウェアラブル基板、フレキシブル基板、ストレッチャブル基板、またはプラスチック基板である。

【0021】

本発明の実施例による量子ドット転写印刷方法、ドナー基板に量子ドット層を形成するステップ、前記量子ドット層をスタンプを利用してピックアップするステップ、前記スタンプを利用して前記量子ドット層を陰刻基板に接触させるステップ、及び前記スタンプを前記陰刻基板から分離させるステップを含む。

【0022】

前記ドナー基板は、前記量子ドット層を形成する前に表面処理される。

【0023】

前記量子ドット層は、量子ドットを含むコロイドナノ結晶物質で形成される。

【0024】

前記スタンプはＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）で形成される。

【0025】

前記陰刻基板の表面エネルギーは、前記スタンプの表面エネルギーよりも大きい。前記陰刻基板は、高分子、ガラス、有機物、または酸化物で形成される。

【0026】

前記陰刻基板は、表面から内部に凹むリセス領域を有する。

【0027】

前記スタンプが前記陰刻基板から分離される時に、前記量子ドット層の中で前記陰刻基板と接触する部分は前記陰刻基板に残り、前記リセス領域に対応する部分は前記スタンプによってピックアップされる。

【0028】

前記スタンプを利用して前記量子ドット層を前記陰刻基板に接触させる時に、前記量子ドット層に均一な圧力が加わる。

【発明の効果】

【0029】

本発明の実施例による量子ドット転写印刷方法によって超小型の量子ドットパターンが高い転写率で転写されることができる。これにより、性能が優れた高集積量子ドット電子装置が具現されることができる。前記量子ドット電子装置は、超薄膜電子装置、ウェアラブル電子装置、フレキシブル電子装置、ストレッチャブル電子装置、及び／又は皮膚付着型電子装置など、様々な電子装置に適用されることができる。また、量子ドット発光装置、電子タトゥーなど、様々な電子装置への適用が拡大されることができ、その性能が向上されることができる。また、前記量子ドット転写印刷方法によって量子ドットパターンを形成することで、様々なカラーの高解像度ピクセルを形成することができ、曲げ（bending）、揉み（crumpling）、しわ（wrinkling）などのような様々な変形でも安定的な電界発光を維持できる高解像度の超薄膜ウェアラブル量子ドット発光装置及び高解像度の超薄膜皮膚付着型フレキシブル（またはストレッチャブル）量子ドット発光装置が具現されることができる。また、前記ウェアラブル量子ドット発光装置は、１０００ｐｐｉ以上の高解像度のディスプレイ装置を具現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】本発明の第１実施例による量子ドット電子装置を示す。

【図2-7】図１の量子ドット電子装置の製造方法の一例を説明するための図面である。

【図8】本発明の第２実施例による量子ドット電子装置を示す。

【図9-26】図８の量子ドット電子装置の製造方法の一例を説明するための図面である。

【図27】本発明の第３実施例による量子ドット電子装置を示す。

【図28】図２７の量子ドット電子装置の製造方法の一例を説明するための図面である。

【図29a-29f】本発明の実施例による量子ドット発光装置に使用された量子ドットの特性を説明するための図面である。

【図30a】図２７の量子ドット電子装置が適用された電子タトゥーを示す分解斜視図である。

【図30b】前記電子タトゥーの断面を示すＳＥＭイメージである。

【図30c.30d】前記電子タトゥーが人の皮膚に付着された形状を撮影した写真を示す。

【図31a】本発明の実施例による陰刻転写印刷方法を概略的に示す。

【図31b-31e】前記陰刻転写印刷方法によって形成された量子ドットパターンを示す。

【図32】陰刻転写印刷方法とストラクチャードスタンプ印刷方法による量子ドットパターンの転写率の違いを説明するための図面である。

【図33a-33d】本発明の実施例による量子ドット発光装置の解像度による電界発光イメージを示す。

【図34a.34b】本発明の実施例による量子ドット発光装置の量子ドットパターンによって具現されるホワイトカラーを示す。

【図35a-35c】本発明の実施例による量子ドット発光装置と混合量子ドット発光装置の時間分解光ルミネッセンスを比較したグラフである。

【図36】本発明の実施例による量子ドット発光装置と混合量子ドット発光装置の電界発光効率を比較したグラフである。

【図37】本発明の実施例による量子ドット発光装置の曲げ角度における電流密度−電圧特性を示すグラフである。

【図38a-38e】本発明の実施例による量子ドット発光装置の適用例を示す。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明する。本発明の目的、特徴、利点は以下の実施例から容易に理解できるであろう。本発明は、ここで説明される実施例に限定されず、他の形態に具体化されることもできる。ここで紹介される実施例は、開示された内容が徹底的で完全なものとなるように、かつ本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に本発明の思想が十分に伝達されるようにするために提供されるものである。よって、以下の実施例により本発明が限定されてはならない。

【0032】

本明細書において、第１、第２などの用語が様々な要素（elements）を記述するために使用されたが、前記要素がこのような用語によって限定されてはならない。この用語は、単に前記要素を相互に区別するために使用されただけである。また、とある層（膜）が他の層（膜）または基板上にあると言及されている場合に、それは、他の層（膜）または基板上に直接形成されること、またはそれらの間に第３の層（膜）が介在することもできることを意味する。

【0033】

図面において、要素の大きさ、または要素間の相対的な大きさは、本発明に対するさらに明確な理解のために多少誇張して図示できる。また、図示した要素の形状が製造工程上の変異などによって多少変更できるであろう。したがって、本明細書で開示した実施例は、特別な記載がない限り、図示した形状に限定されてはならず、ある程度の変形を含むものと理解されるべきである。

【0034】

図１は、本発明の第１実施例による量子ドット電子装置を示す。

【0035】

図１を参照すると、量子ドット電子装置１００は基板１１０と量子ドットパターン１２０を含む。基板１１０は、その種類に制限がなく、電子装置の種類により適宜選択することができる。例えば、基板として、ウェアラブル基板（wearable substrate）、フレキシブル基板（flexible substrate）、ストレッチャブル基板（stretchable substrate）またはプラスチック基板（plastic substrate）等が使用可能である。

【0036】

量子ドットパターン１２０は基板１１０の上に配置される。量子ドットパターン１２０は量子ドット（quantum dot）を含む。量子ドットは、例えば、ＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドット、ＣｄＳｅ／ＣｄＳ／ＺｎＳ量子ドット、Ｃｕ−Ｉｎ−Ｓｅ量子ドット、またはＰｂＳ量子ドット等を含むが、これに限定されない。また、量子ドットパターン１２０は、量子ドットを含むコロイドナノ結晶物質で形成される。前記量子ドットは、安定性のためのシェル（shell）を有し、８０％以上の発光量子収率を示すことができる。

【0037】

量子ドットパターン１２０は、陰刻転写印刷（intaglio transfer printing）方法（図２乃至図７を参照）によって形成されることができる。前記陰刻転写印刷方法によって２０μｍ×２０μｍサイズ以下の量子ドットパターン１２０が基板１１０の上に均一な形態と大きさに形成されることができる。これにより、性能が優れた高集積電子装置が具現されることができる。量子ドット電子装置１００は、発光装置（light emitting device）などを含んで様々な電子装置に適用されることができる。特に、量子ドット電子装置１００は、ウェアラブル電子装置に容易に適用されることができる。

【0038】

図２乃至図７は、図１の量子ドット電子装置の製造方法の一例を説明するための図面である。

【0039】

図２を参照すると、ドナー基板１０の上に量子ドット層２０が形成される。量子ドット層２０は、量子ドットを含むコロイドナノ結晶物質で形成される。前記量子ドットは、例えば、ＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドット、ＣｄＳｅ／ＣｄＳ／ＺｎＳ量子ドット、Ｃｕ−Ｉｎ−Ｓｅ量子ドット、またはＰｂＳ量子ドット等を含むが、これに限定されない。ドナー基板１０は、量子ドット層２０を形成する前に、ＯＤＴＳ（octadecyltrichlorosilane）などで表面処理されてもよい。前記表面処理によりドナー基板１０と前記コロイドナノ結晶物質との間の相互作用が弱くなって、前記コロイドナノ結晶物質がドナー基板１０上において表面拡散を活発に行うことができ、前記コロイドナノ結晶物質内のナノ粒子が互いに固まって均一に成長することができる。また、前記表面処理により、スタンプ３０による量子ドット層２０のピックアップ（pick-up）をさらに効果的に行うことができるようになる。

【0040】

図３を参照すると、量子ドット層２０がスタンプ３０によってドナー基板１０から分離されてピックアップされる。スタンプ３０を量子ドット層２０に接触させた後、約１０ｃｍ／ｓの速度で分離させると、スタンプ３０の下部面と接触した量子ドット層２０がドナー基板１０から分離されてピックアップされることがてきる。スタンプ３０は、例えば、ＰＤＭＳ（polydimethylsiloxane）で形成される。ドナー基板１０の上に残存する物質は、ピラニア溶液（piranha solution）などで除去することができる。

【0041】

図４を参照すると、量子ドット層２０が形成されたスタンプ３０が陰刻基板４０の上に整列するように配置される。陰刻基板４０は、スタンプ３０の表面エネルギー（ＰＤＭＳスタンプの表面エネルギーは１９．８ｍＪ／ｍ^２）よりも大きい表面エネルギーを有する物質、例えば、シリコーン、高分子、ガラス、有機物、酸化物などで形成される。陰刻基板４０は、表面から内部に凹むリセス領域４０ａを有する。

【0042】

図５を参照すると、量子ドット層２０が陰刻基板４０に接触される。量子ドット層２０が陰刻基板４０と均一に接触するようにスタンプ３０に全体的に若干の圧力が加わってもよい。この時に、量子ドット層２０はリセス領域４０ａ以外の部分において陰刻基板４０と接触し、リセス領域４０ａに対応する部分は陰刻基板４０と接触しない。

【0043】

図６を参照すると、スタンプ３０が陰刻基板４０から分離される。陰刻基板４０の表面エネルギーがスタンプ３０の表面エネルギーよりも大きいので、陰刻基板４０と接触した量子ドット層の部分２０ａはスタンプ３０から分離されて陰刻基板４０の表面上に残存することになり、リセス領域４０ａに対応する部分はスタンプ３０にそのまま接着された状態でピックアップされて量子ドットパターン１２０を形成する。陰刻基板４０の上に残存する物質は、ピラニア溶液などで除去することができる。

【0044】

図７を参照すると、基板１１０にスタンプ３０がアラインされ、量子ドットパターン１２０が基板１１０に転写される。量子ドットパターン１２０が形成されたスタンプ３０を基板１１０に接触させた後に分離させることで、量子ドットパターン１２０がスタンプ３０から基板１１０に転写されることができる。基板１１０として、ウェアラブル基板、フレキシブル基板、ストレッチャブル基板、またはプラスチック基板などが使用可能であり、基板１１０において量子ドットパターン１２０と接触する部分は、スタンプ３０の表面エネルギーよりも大きい表面エネルギーを有する物質で形成されることが好ましい。

【0045】

図８は、本発明の第２実施例による量子ドット電子装置を示す。

【0046】

図８を参照すると、量子ドット電子装置１００は基板１１０及び量子ドットパターン１２０を含む。基板１１０は、その種類に制限がなく、電子装置の種類により適宜選択することができる。例えば、基板は、ウェアラブル基板、フレキシブル基板、ストレッチャブル基板またはプラスチック基板などが使用可能である。

【0047】

量子ドットパターン１２０は基板１１０の上に配置される。量子ドットパターン１２０は、第１量子ドットパターン１２１、第２量子ドットパターン１２２及び第３量子ドットパターン１２３を含む。量子ドットパターン１２０は量子ドット（quantum dot）を含む。例えば、第１量子ドットパターン１２１は、レッド量子ドット（red quantum dot）を含むレッド量子ドットパターンであり、ＣｄＳｅ／ＣｄＳ／ＺｎＳ量子ドットなどを含むコロイドナノ結晶物質で形成される。第２量子ドットパターン１２２は、グリーン量子ドット（green quantum dot）を含むグリーン量子ドットパターンであり、ＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドットなどを含むコロイドナノ結晶物質で形成される。第３量子ドットパターン１２３は、ブルー量子ドット（blue quantum dot）を含むブルー量子ドットパターンであり、ＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドットなどを含むコロイドナノ結晶物質で形成される。前記量子ドットは、安定性のためのシェル（shell）を有し、８０％以上の発光量子収率を示すことができる。

【0048】

第１量子ドットパターン１２１、第２量子ドットパターン１２２及び第３量子ドットパターン１２３を含む量子ドットパターン１２０は、陰刻転写印刷方法（図８乃至図２６を参照）によって形成されることができる。前記陰刻転写印刷方法によって２０μｍ×２０μｍサイズ以下の量子ドットパターン１２０が基板１１０の上に均一な形態と大きさに形成されることができる。これにより、性能が優れた高集積電子装置が具現されることができる。量子ドット電子装置１００は、発光装置などを含んで様々な電子装置に適用されることができる。特に、量子ドット電子装置１００は、ウェアラブル電子装置に容易に適用されることができる。

【0049】

図９乃至図２６は、図８の量子ドット電子装置の製造方法の一例を説明するための図面である。前述した実施例と重複する部分に対する説明は省略されることもある。

【0050】

図９を参照すると、ドナー基板１０の上に第１量子ドット層２１が形成される。第１量子ドット層２１は、レッド量子ドット、例えば、ＣｄＳｅ／ＣｄＳ／ＺｎＳ量子ドットなどを含むコロイドナノ結晶物質で形成される。ドナー基板１０は、第１量子ドット層２１を形成する前に、ＯＤＴＳ（octadecyltrichlorosilane）などで表面処理されてもよい。

【0051】

図１０を参照すると、第１量子ドット層２１がスタンプ３０によってドナー基板１０から分離されてピックアップされる。スタンプ３０を第１量子ドット層２１に接触させた後、約１０ｃｍ／ｓの速度で分離させると、スタンプ３０の下部面と接触した第１量子ドット層２１がドナー基板１０から分離されてピックアップされることがてきる。スタンプ３０は、例えば、ＰＤＭＳ（polydimethylsiloxane）で形成される。

【0052】

図１１を参照すると、第１量子ドット層２１が形成されたスタンプ３０が第１陰刻基板４１の上に整列するように配置される。第１陰刻基板４１は、スタンプ３０の表面エネルギーよりも大きい表面エネルギーを有する物質、例えば、シリコーン、高分子、ガラス、有機物、酸化物などで形成される。第１陰刻基板４１は、表面から内部に凹むリセス領域４１ａを有する。

【0053】

図１２を参照すると、第１量子ドット層２１が第１陰刻基板４１に接触される。第１量子ドット層２１が第１陰刻基板４１と均一に接触するようにスタンプ３０に全体的に若干の圧力が加わる。この時に、第１量子ドット層２１はリセス領域４１ａ以外の部分において第１陰刻基板４１と接触し、リセス領域４１ａに対応する部分は第１陰刻基板４１と接触しない。

【0054】

図１３を参照すると、スタンプ３０が第１陰刻基板４１から分離される。第１陰刻基板４１の表面エネルギーがスタンプ３０の表面エネルギーよりも大きいので、第１陰刻基板４１と接触した第１量子ドット層の部分２１ａはスタンプ３０から分離されて第１陰刻基板４０の表面の上に残存することになり、リセス領域４１ａに対応する部分はスタンプ３０にそのまま接着された状態でピックアップされて第１量子ドットパターン１２１を形成する。

【0055】

図１４を参照すると、基板１１０にスタンプ３０がアラインされ、第１量子ドットパターン１２１が基板１１０に転写される。第１量子ドットパターン１２１が形成されたスタンプ３０を基板１１０に接触させた後に分離させることで、第１量子ドットパターン１２１がスタンプ３０から基板１１０に転写されることができる。基板１１０として、ウェアラブル基板、フレキシブル基板、ストレッチャブル基板、またはプラスチック基板などが使用可能であり、基板１１０において第１量子ドットパターン１２１と接触する部分は、スタンプ３０の表面エネルギーよりも大きい表面エネルギーを有する物質で形成されることが好ましい。

【0056】

図１５を参照すると、ドナー基板１０の上に第２量子ドット層２２が形成される。第２量子ドット層２２は、グリーン量子ドット、例えば、ＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドットなどを含むコロイドナノ結晶物質で形成される。ドナー基板１０は、第２量子ドット層２２を形成する前に、ＯＤＴＳ（octadecyltrichlorosilane）などで表面処理されてもよい。

【0057】

図１６を参照すると、第２量子ドット層２２がスタンプ３０によってドナー基板１０から分離されてピックアップされる。スタンプ３０を第２量子ドット層２２に接触させた後、約１０ｃｍ／ｓの速度で分離させると、スタンプ３０の下部面と接触した第２量子ドット層２２がドナー基板１０から分離されてピックアップされる。

【0058】

図１７を参照すると、第２量子ドット層２２が形成されたスタンプ３０が第２陰刻基板４２の上に整列するように配置される。第２陰刻基板４２は、スタンプ３０の表面エネルギーよりも大きい表面エネルギーを有する物質、例えば、シリコーン、高分子、ガラス、有機物、酸化物などで形成される。第２陰刻基板４２は、表面から内部に凹むリセス領域４２ａを有する。

【0059】

図１８を参照すると、第２量子ドット層２２が第２陰刻基板４２に接触される。第２量子ドット層２２が第２陰刻基板４２と均一に接触するようにスタンプ３０に全体的に若干の圧力が加わる。この時に、第２量子ドット層２２はリセス領域４２ａ以外の部分において第２陰刻基板４２と接触し、リセス領域４２ａに対応する部分は第２陰刻基板４２と接触しない。

【0060】

図１９を参照すると、スタンプ３０が第２陰刻基板４２から分離される。第２陰刻基板４２の表面エネルギーがスタンプ３０の表面エネルギーよりも大きいので、第２陰刻基板４２と接触した第２量子ドット層の部分２２ａはスタンプ３０から分離されて第２陰刻基板４２の表面の上に残存することになり、リセス領域４２ａに対応する部分はスタンプ３０にそのまま接着された状態でピックアップされて第２量子ドットパターン１２２を形成する。

【0061】

図２０を参照すると、基板１１０にスタンプ３０がアラインされ、第２量子ドットパターン１２２が基板１１０に転写される。第２量子ドットパターン１２２が形成されたスタンプ３０を基板１１０に接触させた後に分離させることで、第２量子ドットパターン１２２がスタンプ３０から基板１１０に転写されることができる。

【0062】

図２１を参照すると、ドナー基板１０の上に第３量子ドット層２３が形成される。第３量子ドット層２３は、ブルー量子ドット、例えば、ＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドットなどを含むコロイドナノ結晶物質で形成される。ドナー基板１０は、第３量子ドット層２３を形成する前に、ＯＤＴＳ（octadecyltrichlorosilane）などで表面処理されてもよい。

【0063】

図２２を参照すると、第３量子ドット層２３がスタンプ３０によってドナー基板１０から分離されてピックアップされる。スタンプ３０を第３量子ドット層２３に接触させた後、約１０ｃｍ／ｓの速度で分離させると、スタンプ３０の下部面と接触した第３量子ドット層２３がドナー基板１０から分離されてピックアップされることがてきる。

【0064】

図２３を参照すると、第３量子ドット層２３が形成されたスタンプ３０が第３陰刻基板４３の上に整列するように配置される。第３陰刻基板４３は、スタンプ３０の表面エネルギーよりも大きい表面エネルギーを有する物質、例えば、シリコーン、高分子、ガラス、有機物、酸化物などで形成される。第３陰刻基板４３は、表面から内部に凹むリセス領域４３ａを有する。

【0065】

図２４を参照すると、第３量子ドット層２３が第３陰刻基板４３に接触される。第３量子ドット層２３が第３陰刻基板４３と均一に接触するようにスタンプ３０に全体的に若干の圧力が加わる。この時に、第３量子ドット層２３はリセス領域４３ａ以外の部分において第３陰刻基板４３と接触し、リセス領域４３ａに対応する部分は第３陰刻基板４３と接触しない。

【0066】

図２５を参照すると、スタンプ３０が第３陰刻基板４３から分離される。第３陰刻基板４３の表面エネルギーがスタンプ３０の表面エネルギーよりも大きいので、第３陰刻基板４３と接触した第３量子ドット層の部分２３ａはスタンプ３０から分離されて第３陰刻基板４３の表面の上に残存することになり、リセス領域４３ａに対応する部分はスタンプ３０にそのまま接着された状態でピックアップされて第３量子ドットパターン１２３を形成する。

【0067】

図２６を参照すると、基板１１０にスタンプ３０がアラインされ、第３量子ドットパターン１２３が基板１１０に転写される。第３量子ドットパターン１２３が形成されたスタンプ３０を基板１１０に接触させた後に分離させることで、第３量子ドットパターン１２３がスタンプ３０から基板１１０に転写されることができる。

【0068】

上述したように、陰刻転写印刷を３回実行することにより、第１量子ドットパターン１２１、第２量子ドットパターン１２２及び第３量子ドットパターン１２３を含む量子ドットパターン１２０（例えば、ＲＧＢアレイ）が基板１１０の上にアラインされて形成されることができる。

【0069】

図２７は、本発明の第３実施例による量子ドット電子装置を示す。

【0070】

図２７を参照すると、量子ドット電子装置１００は、第１エンキャプシュレーション層（encapsulation）１７０、第１電極１３０、量子ドットパターン１２０、第２電極１４０、及び第２エンキャプシュレーション層１８０が順次に積層された構造を有する。また、量子ドット電子装置１００は、量子ドットパターン１２０と第１電極１３０の間に配置された第１電荷伝達層１５０と、量子ドットパターン１２０と第２電極１４０の間に配置された第２電荷伝達層１６０をさらに含む。

【0071】

量子ドットパターン１２０は量子ドット（quantum dot）を含む。例えば、量子ドットパターン１２０は、ＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドット、ＣｄＳｅ／ＣｄＳ／ＺｎＳ量子ドットなどを含むコロイドナノ結晶物質で形成される。前記量子ドットは、安定性のためのシェル（shell）を有し、８０％以上の発光量子収率を示すことができる。

【0072】

量子ドットパターン１２０は、陰刻転写印刷方法（図２乃至図７、又は図９乃至図２６を参照）によって形成されることができる。前記陰刻転写印刷方法によって２０μｍ×２０μｍサイズ以下の量子ドットパターン１２０が、第１電極１３０と第２電極１４０の間（または第１電荷伝達層１５０と第２電荷伝達層１６０との間）に均一な形態と大きさに形成されることができる。これにより、性能が優れた高集積電子装置が具現されることができる。量子ドット電子装置１００は、発光装置などを含んで様々な電子装置に適用されることができる。特に、量子ドット電子装置１００は、ウェアラブル電子装置に容易に適用されることができる。

【0073】

量子ドットパターン１２０は、第１量子ドットパターン１２１、第２量子ドットパターン１２２及び第３量子ドットパターン１２３を含む。例えば、第１量子ドットパターン１２１は、レッド量子ドットを含むレッド量子ドットパターンであり、ＣｄＳｅ／ＣｄＳ／ＺｎＳ量子ドットなどを含むコロイドナノ結晶物質で形成される。第２量子ドットパターン１２２は、グリーン量子ドットを含むグリーン量子ドットパターンであり、ＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドットなどを含むコロイドナノ結晶物質で形成される。第３量子ドットパターン１２３は、ブルー量子ドットを含むブルー量子ドットパターンであり、ＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドットなどを含むコロイドナノ結晶物質で形成される。量子ドットパターン１２０が、レッド量子ドットパターン、グリーン量子ドットパターン及びブルー量子ドットパターンで構成される場合、量子ドットパターン１２０は、発光層として機能することができる。本発明の実施例により形成された量子ドットパターン１２０によって、量子ドット電子装置１００は、超薄膜の形態の量子ドット発光装置及び電子タトゥー（electronic tattoos）など、様々なアプリケーションに拡張及び適用が可能であり、高い電界発光性能を有することができる。

【0074】

第１電極１３０は、陽極として機能し、第１電荷伝達層１５０に正孔の注入を容易にするように高い仕事関数を有する物質、例えば、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）などの透明酸化物で形成されることが好ましい。

【0075】

第２電極１４０は、陰極として機能し、第２電荷伝達層１６０に電子の注入を容易にするように、低い仕事関数を有する物質、例えば、リチウム（Ｌｉ）、アルミニウム（Ａｌ）などの金属またはこれらの合金で形成されることが好ましい。図面に図示されていないが、第２電極１４０は、量子ドット電子装置１００が量子ドット発光装置などに具現されるように、量子ドットパターン１２０に対応されるようにパターニングされてもよい。

【0076】

第１電荷伝達層１５０は正孔伝達層１５１と正孔注入層１５２を含む。正孔伝達層１５１は、量子ドットパターン１２０に正孔を容易に伝達できる物質、例えば、ＴＦＢ（poly [（9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl）-co-（4,4- （N-（4-sec-butylphenyl））diphenylamine）]）などの高分子材料で形成されることが好ましい。正孔注入層１５２は、界面特性が優れ、第１電極１３０から正孔を容易に受けたり、電子を第１電極１３０に容易に与えたりすることができる物質、例えば、PEDOT：PSS（poly（3 、4-ethylenedioxythiophene）：poly（styrenesulfonate））などの高分子材料で形成されることが好ましい。

【0077】

第２電荷伝達層１６０は、電子伝達層として、量子ドットパターン１２０に電子を容易に伝達できる物質、例えば、ＺｎＯなどの金属酸化物または金属酸化物ナノ結晶などで形成されることが好ましい。

【0078】

第１エンキャプシュレーション層１７０は第１保護層１７１と第１接着層１７２を含み、第２エンキャプシュレーション層１８０は第２保護層１８１と第２接着層１８２を含む。第１保護層１７１と第２保護層１８１は、例えば、ポリ（ｐ−キシリレン）（poly（p-xylylene））などで形成され、量子ドット電子装置１００の上部面と下部面に配置されてその内部の構成要素が酸化されることを防止することなど、前記構成要素を保護し、支持する機能をする。第１接着層１７２と第２接着層１８２は、例えば、エポキシ樹脂などで形成され、第１保護層１７１と第２保護層１８１が剥離されることを防止する機能をする。

【0079】

量子ドットパターン１２０が陰刻転写印刷方法によって形成されるので、量子ドット電子装置１００は超薄膜の形態に形成されることができる。量子ドット電子装置１００は、３μｍ以下の厚さを有するように形成されることができ、第１および第２エンキャプシュレーション層１７０と１８０を除いた部分である量子ドットパターン１２０、第１電極１３０、第２電極１４０、第１電荷伝達層１５０及び第２電荷伝達層１６０の厚さの合計は、３００ｎｍ以下になるように形成されることができる。

【0080】

図２８は、図２７の量子ドット電子装置の製造方法の一例を説明するための図面である。

【0081】

図２８を参照すると、シリコーン基板５０の上に犠牲層６０が形成される。犠牲層６０は熱蒸着工程を利用してニッケルで形成される。

【0082】

犠牲層６０の上に、第１保護層１７１と第１接着層１７２を含む第１エンキャプシュレーション層１７０が形成される。第１保護層１７１は、スピンコーティング工程を用いて、犠牲層６０の上にポリ（ｐ−キシリレン）で形成され、第１接着層１７２は、スピンコーティング工程を用いて、第１保護層１７１の上にエポキシ樹脂で形成される。第１保護層１７１は約５００ｎｍの厚さに形成され、第１接着層１７２は７００ｎｍの厚さで形成される。第１エンキャプシュレーション層１７０は、形成された後に、紫外線に露出させて９５℃で１分間及び１５０℃で３０分間アニーリングされる。第１接着層１７２は、リフロー工程を通じて超平坦（ultra-flat）の表面を有するように形成されることができる。

【0083】

第１エンキャプシュレーション層１７０の上に第１電極１３０が形成される。第１電極１３０は、スパッタリング工程（５０Ｗ、３０分、５ｍＴｏｒｒ、２００℃）を用いて、第１エンキャプシュレーション層１７０の上に蒸着されたインジウムスズ酸化物層をパターニングすることで形成される。第１電極１３０は、紫外線／オゾンで表面処理されてもよい。

【0084】

第１電極１３０の上に、正孔伝達層１５１と正孔注入層１５２を含む第１電荷伝達層１５０が形成される。正孔注入層１５２は、スピンコーティング工程（２０００ｒｐｍ、３０秒）を用いて、第１電極１３０の上にＰＥＤＯＴ：ＰＳＳで形成される。正孔注入層１５２は、形成された後に、大気圧、１２０℃で１０分間アニーリングされ、残存溶媒を除去するためにグローブボックス（glove box）において１５０℃で１０分間アニーリングされる。正孔伝達層１５１は、スピンコーティング工程を用いて正孔注入層１５２の上にｍ−キシレン内０．５ｗｔ％ＴＦＢで形成され、グローブボックスにおいて１５０℃でアニーリングされる。

【0085】

第１電荷伝達層１５０の上に量子ドットパターン１２０が形成される。量子ドットパターン１２０は、第１量子ドットパターン１２１、第２量子ドットパターン１２２及び第３量子ドットパターン１２３を含む。例えば、第１量子ドットパターン１２１は、レッド量子ドットを含むレッド量子ドットパターンであり、ＣｄＳｅ／ＣｄＳ／ＺｎＳ量子ドットなどを含むコロイドナノ結晶物質で形成される。第２量子ドットパターン１２２は、グリーン量子ドットを含むグリーン量子ドットパターンであり、ＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドットなどを含むコロイドナノ結晶物質で形成される。第３量子ドットパターン１２３は、ブルー量子ドットを含むブルー量子ドットパターンであり、ＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドットなどを含むコロイドナノ結晶物質で形成される。量子ドットパターン１２０は、陰刻転写印刷方法（図８乃至図２６を参照）によって形成されることができる。量子ドットパターン１２０は、形成された後に、グローブボックスにおいて１５０℃でアニーリングされる。

【0086】

量子ドットパターン１２０の上に第２電荷伝達層１６０が形成される。第２電荷伝達層１６０は、スピンコーティング工程を用いて、量子ドットパターン１２０の上にブタノール内ＺｎＯナノ結晶で形成され、１４５℃でアニーリングされる。

【0087】

第２電荷伝達層１６０の上に第２電極１４０が形成される。第２電極１４０は、熱蒸着工程を用いて、第２電荷伝達層１６０の上に蒸着されたＬｉＡｌ合金をパターニングすることで形成される。第２電極１４０は、量子ドットパターン１２０に対応するようにパターニングされる。

【0088】

第２電極１４０の上に第２保護層１８１と第２接着層１８２を含む第２エンキャプシュレーション層１８０が形成される。第２接着層１８２は、スピンコーティング工程を用いて、第２電極１４０の上にエポキシ樹脂で形成され、第２保護層１８１は、スピンコーティング工程を用いて、第２接着層１８２の上にポリ（ｐ−キシリレン）で形成される。第２保護層１８１は約５００ｎｍの厚さに形成され、第２接着層１８２は７００ｎｍの厚さで形成される。第２エンキャプシュレーション層１８０は、形成された後に、紫外線に露出させて９５℃で１分間及び１５０℃で３０分間アニーリングされる。第２接着層１８２は、リフロー工程を通じて超平坦（ultra-flat）の表面を有するように形成されることができる。

【0089】

犠牲層６０を除去して第１エンキャプシュレーション層１７０からシリコーン基板５０が分離される。これにより、量子ドット電子装置（図２７の１００）が形成される。犠牲層６０は、ニッケルエッチング溶液を用いたエッチング工程によって除去されることができる。

【0090】

図２９ａ乃至図２９ｆは、本発明の実施例による量子ドット発光装置に使用された量子ドットの特性を説明するための図面である。図２９ａは、レッド量子ドットであるＣｄＳｅ／ＣｄＳ／ＺｎＳ量子ドットのＴＥＭイメージを示し、図２９ｂは、グリーン量子ドットであるＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドットのＴＥＭイメージを示し、図２９ｃは、ブルー量子ドットであるＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドットのＴＥＭイメージを示し、図２９ｄは、前記レッド、グリーン及びブルー量子ドットの吸収スペクトラムを示し、図２９ｅは、前記レッド、グリーン及びブルー量子ドットの電界発光スペクトラムを示し、図２９ｆは、紫外線励起下におけるレッド、グリーン及びブルー量子ドット溶液の写真を示す。図２９ａ乃至図２９ｆを参照すると、ＣｄＳｅ／ＣｄＳ／ＺｎＳ量子ドットは、レッド量子ドットとして優れた機能を実行することができ、ＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドットは、グリーン量子ドットとブルー量子ドットとして優れた機能を実行することができる。

【0091】

図３０ａは、図２７の量子ドット電子装置が適用された電子タトゥーを示す分解斜視図であり、図３０ｂは、前記電子タトゥーの断面を示すＳＥＭイメージであり、図３０ｃと図３０ｄは、前記電子タトゥーが人の皮膚に付着された形状を撮影した写真を示す。

【0092】

図３０ａ及び図３０ｂを参照すると、前記電子タトゥーは量子ドットパターン（ＱＤ）、第１電極（ＩＴＯ）、第２電極（ＮｉＡｌ）、第１電荷伝達層（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ＆ＴＦＢ）及び第２電荷伝達層（ＺｎＯ）の厚さの合計が３００ｎｍ以下であり、第１および第２エンキャプシュレーション層（Poly（p-xylylene）&Epoxy）を含む総厚さが３μｍ以下であって、様々な変形が可能であり、柔らかい曲面の表肌組織にコンフォーマル集積（conformal integrations）が可能である。前記電子タトゥーは超薄膜にもかかわらず、明るさと効率において優れた性能を有することができる。また、電界発光性能は１０００回の短軸ストレッチングチテスト（uniaxial stretching test）（２０％ストレーン適用）後にも安定的に維持されることができる。

【0093】

図３０ｃと図３０ｄを参照すると、前記電子タトゥーが人の皮膚で曲がった後に曲がる前の電界発光性能を維持することができる。すなわち、前記電子タトゥーは曲がったり畳まったり皺んだりしても、電界発光性能は低下されず、人の皮膚、アルミ箔、ガラスのような様々な基板にラミネートされることができる。このような変形によっても、前記電子タトゥーは、機械的または電気的損傷を受けない。したがって、前記量子ドットの電子装置はウェアラブル量子ドット発光装置に容易に適用されることができる。

【0094】

図３１ａは、本発明の実施例による陰刻転写印刷方法を概略的に示し、図３１ｂ乃至図３１ｅは、前記陰刻転写印刷方法によって形成された量子ドットパターンを示す。図３１ｃ、図３１ｄ及び図３１ｅは、それぞれ図３１ｂの第１領域（ｉ）、第２領域（ｉｉ）及び第３の領域（ｉｉｉ）を拡大して示す。

【0095】

図３１ａを参照すると、表面処理されたドナー基板（donor substrate）にグリーン量子ドット層（QD layer）が形成され、ＰＤＭＳスタンプ（ＰＤＭＳ）で前記グリーン量子ドット層がピックアップされる。ピックアップされた前記グリーン量子ドット層は、陰刻基板（intaglio substrate）に接触された後に、前記ＰＤＭＳスタンプによって再びピックアップされる。この際に、前記グリーン量子ドット層のうちにおいて、前記陰刻基板と接触する部分は、陰刻基板に残存することになり、前記陰刻基板のリセス領域に対応して前記陰刻基板と接触しない部分は、前記ＰＤＭＳスタンプ表面にグリーン量子ドットパターンを形成する。前記グリーン量子ドットパターンは、前記ＰＤＭＳスタンプによってターゲット基板（target substrate）に転写される。この工程を繰り返して、前記ターゲット基板にブルー量子ドットパターンとレッド量子ドットパターンが形成される。

【0096】

図３１ｂ乃至図３１ｅを参照すると、グリーン量子ドットパターン、ブルー量子ドットパターンおよびレッド量子ドットパターンは、形態、サイズ、配列に構わず、非常に高い転写率で均一に転写されることができる。また、２０μｍ×２０μｍサイズ以下の量子ドットパターンも非常に高い転写率で均一に転写されることができる。

【0097】

図３２は陰刻転写印刷方法とストラクチャードスタンプ印刷方法による量子ドットパターンの転写率の違いを説明するための図面である。ストラクチャードスタンプ印刷（structured stamp printing）は、本発明の実施例による陰刻基板を使用せずに、スタンプ表面に転写しようとする量子ドットパターンに対応する構造体を形成して、ドナー基板からターゲット基板に量子ドットパターンを直接転写する方法である。

【0098】

図３２を参照すると、前記陰刻転写印刷方法によれば、５μｍ×５μｍサイズの量子ドットパターンもほぼ１００％の高い転写率で量子ドットパターンが転写されることができるが、ストラクチャードスタンプ印刷方法によれば、２３０μｍ×２３０μｍサイズの量子ドットパターンも縁の部分において転写されない。

【0099】

図３３ａ乃至図３３ｄは、本発明の実施例による量子ドット発光装置の解像度による電界発光イメージを示す。図３３ａは解像度３２６ｐｐｉの電界発光イメージを示し、図３３ｂは解像度４４１ｐｐｉの電界発光イメージを示し、図３３ｃは解像度８８２ｐｐｉの電界発光イメージを示し、図３３ｄは解像度２４６０ｐｐｉの電界発光イメージを示す。

【0100】

図３３ａ乃至図３３ｄを参照すると、３２６〜２４６０ｐｐｉの範囲にある高解像度のアラインされたピクセルが容易に形成されることができ、前記量子ドット発光装置は超高解像度ディスプレーに適用されることができる。

【0101】

図３４ａ及び図３４ｂは、本発明の実施例による量子ドット発光装置の量子ドットパターンによって具現されるホワイトカラーを示す。

【0102】

図３４ａ及び図３４ｂを参照すると、レッド量子ドットパターン、グリーン量子ドットパターンおよびブルー量子ドットパターンで構成される量子ドットパターンを含む量子ドット発光装置の電界発光は、互いに区分される３つのピークがあり、各ピークはレッド、グリーン、ブルーの各単色に対応する。前記量子ドット発光装置によって放出される光は、５Ｖの駆動電圧下において国際照明委員会（Commission International de lEclairage、CIE）の色座標系（０．３９、０．３８）に対応し、これは前記量子ドット発光装置がトルーホワイト（true white）の光を放出することを意味する。

【0103】

図３５ａ乃至図３５ｃは、本発明の実施例による量子ドット発光装置と混合量子ドット発光装置の時間分解光ルミネッセンスを比較したグラフである。混合量子ドット発光装置は、ホワイトカラーを具現するために１つの量子ドットパターン内にレッド量子ドット、グリーン量子ドットおよびブルー量子ドットが混合された形態の発光装置を意味する。

【0104】

図３５ａ乃至図３５ｃを参照すると、前記混合量子ドット発光装置においてグリーン量子ドットとブルー量子ドットのキャリア寿命は顕著に減少し、レッド量子ドットのキャリア寿命は顕著に増加する。これは、量子ドットと量子ドットの間にエネルギー転移が起こることを意味する。カラーが異なる量子ドットが密集して量子ドットパターン内において互いに隣接して位置するので、量子ドットは光子を外に放出する代わりに、低いバンドギャップを有する隣接の量子ドットにエネルギーを伝達する。このように混合量子ドット発光装置は、カラーが異なる隣接の量子ドット間のエネルギー伝達のために、その性能が低下する可能性がある。しかし、本発明の実施例による量子ドット発光装置は、レッド量子ドットパターン、グリーン量子ドットパターンおよびブルー量子ドットパターンが互いに区分されて形成されるので、カラーが異なる量子ドット間のエネルギー伝達が抑制され、高効率のホワイト発光が可能である。

【0105】

図３６は、本発明の実施例による量子ドット発光装置と混合量子ドット発光装置の電界発光効率を比較したグラフである。図３６を参照すると、本発明の実施例による量子ドット発光装置の明るさは、様々な駆動電圧において前記混合量子ドット発光装置よりも１０〜５２％まで向上させることができる。

【0106】

図３７は、本発明の実施例による量子ドット発光装置の曲げ角度における電流密度−電圧特性を示すグラフである。図３７を参照すると、本発明の実施例による量子ドット発光装置は、様々な曲げ角度において安定的な電流密度−電圧特性を示す。

【0107】

図３８ａ乃至図３８ｅは、本発明の実施例による量子ドット発光装置の適用例を示す。図３８ａ乃至図３８ｅを参照すると、前記量子ドット発光装置は、超薄膜に形成されることができるので、ガラスロッド、バッテリー、スライドガラスなど、様々な曲面基板に適用されることができ、様々な形態にラミネートされて使用されることができる。

【0108】

以上、本発明の具体的な実施例について考察した。本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者は、本発明が本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で変形した形態で具現できることを理解することができるであろう。したがって、開示された実施例は限定的な観点ではなく、説明的な観点で考慮されるべきである。本発明の範囲は前述した説明ではなく、特許請求の範囲に示されており、それと同等の範囲内にあるすべての差異点は本発明に含まれるものと解釈されるべきである。

【産業上の利用可能性】

【0109】

本発明の実施例による量子ドット転写印刷方法によって超小型の量子ドットパターンが高い転写率で転写されることができる。これにより、性能が優れた高集積量子ドット電子装置が具現されることができる。前記量子ドット電子装置は、超薄膜電子装置、ウェアラブル電子装置、フレキシブル電子装置、ストレッチャブル電子装置、及び／又は皮膚付着型電子装置など、様々な電子装置に適用されることができる。また、量子ドット発光装置、電子タトゥーなど、様々な電子装置への適用が拡大されることができ、その性能が向上されることができる。また、前記量子ドット転写印刷方法によって量子ドットパターンを形成することで、様々なカラーの高解像度ピクセルを形成することができ、曲げ（bending）、揉み（crumpling）、しわ（wrinkling）などのような様々な変形でも安定的な電界発光を維持できる高解像度の超薄膜ウェアラブル量子ドット発光装置及び高解像度の超薄膜皮膚付着型フレキシブル（またはストレッチャブル）量子ドット発光装置が具現されることができる。また、前記ウェアラブル量子ドット発光装置は、１０００ｐｐｉ以上の高解像度のディスプレイ装置を具現することができる。
なお、出願当初の特許請求の範囲の記載は以下の通りである。
請求項１：
第１エンキャプシュレーション層と、
前記第１エンキャプシュレーション層の上に配置される第１電極と、
前記第１電極の上に配置される量子ドットパターンと、
前記量子ドットパターンの上に配置される第２電極と、
前記第２電極の上に配置される第２エンキャプシュレーション層と
を含む、量子ドット電子装置。
請求項２：
前記第１電極と前記量子ドットパターンの間に配置される第１電荷伝達層と、
前記第２電極と前記量子ドットパターンの間に配置される第２電荷伝達層とをさらに含む、請求項１に記載の量子ドット電子装置。
請求項３：
前記第１エンキャプシュレーション層、前記第１電極、前記第１電荷伝達層、前記量子ドットパターン、前記第２電荷伝達層、前記第２電極及び前記第２エンキャプシュレーション層の厚さの合計は、３μｍ以下であり、
前記第１電極、前記第１電荷伝達層、前記量子ドットパターン、前記第２電荷伝達層及び前記第２電極の厚さの合計は、３００ｎｍ以下であることを特徴とする、請求項２に記載の量子ドット電子装置。
請求項４：
前記量子ドットパターンは、
ドナー基板に量子ドット層を形成するステップと、
前記量子ドット層をスタンプを利用してピックアップするステップと、
前記スタンプを利用して前記量子ドット層を陰刻基板に接触させるステップと、
前記スタンプを前記陰刻基板から分離させるステップと
を含む陰刻転写印刷方法によって形成されることを特徴とする、請求項１に記載の量子ドット電子装置。
請求項５：
前記陰刻基板の表面エネルギーは、前記スタンプの表面エネルギーよりも大きいことを特徴とする、請求項４に記載の量子ドット電子装置。
請求項６：
前記陰刻転写印刷方法による前記量子ドットパターンの転写率は５μｍ×５μｍサイズ以上において９９％以上であることを特徴とする、請求項４に記載の量子ドット電子装置。
請求項７：
前記量子ドットパターンのサイズは２０μｍ×２０μｍのサイズ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の量子ドット電子装置。
請求項８：
前記量子ドットパターンは、レッド量子ドットパターン、グリーン量子ドットパターン及びブルー量子ドットパターンを含み、
前記量子ドット電子装置は、ウェアラブル量子ドット発光装置であることを特徴とする、請求項１に記載の量子ドット電子装置。
請求項９：
前記量子ドットパターンは、ＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドットとＣｄＳｅ／ＣｄＳ／ＺｎＳ量子ドットの中から選択される一つ以上を含むコロイドナノ結晶物質で形成されることを特徴とする、請求項１に記載の量子ドット電子装置。
請求項１０：
前記第１エンキャプシュレーション層は第１保護層と第１接着層とを含み、
前記第２エンキャプシュレーション層は第２保護層と第２接着層とを含み、
前記第１保護層と前記第２保護層とはポリ（ｐ−キシリレン）で形成され、
前記第１接着層と前記第２接着層とはエポキシ樹脂で形成されることを特徴とする、請求項１に記載の量子ドット電子装置。
請求項１１：
基板、及び
前記基板の上に配置される量子ドットパターンを含み、
前記量子ドットパターンは、
ドナー基板に量子ドット層を形成するステップと、
前記量子ドット層をスタンプを利用してピックアップするステップと、
前記スタンプを利用して前記量子ドット層を陰刻基板に接触させるステップと、
前記スタンプを前記陰刻基板から分離させるステップと
を含む陰刻転写印刷方法によって形成されることを特徴とする、量子ドット電子装置。
請求項１２：
前記陰刻基板の表面エネルギーは、前記スタンプの表面エネルギーよりも大きいことを特徴とする、請求項１１に記載の量子ドット電子装置。
請求項１３：
前記陰刻転写印刷方法による前記量子ドットパターンの転写率は５μｍ×５μｍサイズ以上において９９％以上であることを特徴とする、請求項１１に記載の量子ドット電子装置。
請求項１４：
前記量子ドットパターンのサイズは２０μｍ×２０μｍのサイズ以下であることを特徴とする、請求項１１に記載の量子ドット電子装置。
請求項１５：
前記量子ドットパターンは、レッド量子ドットパターン、グリーン量子ドットパターン及びブルー量子ドットパターンを含み、
前記量子ドット電子装置は量子ドット発光装置であることを特徴とする、請求項１１に記載の量子ドット電子装置。
請求項１６：
前記量子ドットパターンは、ＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドットとＣｄＳｅ／ＣｄＳ／ＺｎＳ量子ドットの中から選択される一つ以上を含むコロイドナノ結晶物質で形成されることを特徴とする、請求項１１に記載の量子ドット電子装置。
請求項１７：
前記基板は、ウェアラブル基板、フレキシブル基板、ストレッチャブル基板、またはプラスチック基板であることを特徴とする、請求項１１に記載の量子ドット電子装置。
請求項１８：
ドナー基板に量子ドット層を形成するステップと、
前記量子ドット層をスタンプを利用してピックアップするステップと、
前記スタンプを利用して前記量子ドット層を陰刻基板に接触させるステップと、
前記スタンプを前記陰刻基板から分離させるステップと
を含む量子ドット転写印刷方法。
請求項１９：
前記ドナー基板は、前記量子ドット層を形成する前に表面処理されることを特徴とする、請求項１８に記載の量子ドット転写印刷方法。
請求項２０：
前記量子ドット層は、量子ドットを含むコロイドナノ結晶物質で形成されることを特徴とする、請求項１８に記載の量子ドット転写印刷方法。
請求項２１：
前記スタンプはＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）で形成されることを特徴とする、請求項１８に記載の量子ドット転写印刷方法。
請求項２２：
前記陰刻基板の表面エネルギーは、前記スタンプの表面エネルギーよりも大きいことを特徴とする、請求項１８に記載の量子ドット転写印刷方法。
請求項２３：
前記陰刻基板は、高分子、ガラス、有機物、または酸化物で形成されることを特徴とする、請求項１８に記載の量子ドット転写印刷方法。
請求項２４：
前記陰刻基板は、表面から内部に凹むリセス領域を有することを特徴とする、請求項１８に記載の量子ドット転写印刷方法。
請求項２５：
前記スタンプが前記陰刻基板から分離される時に、前記量子ドット層の中で前記陰刻基板と接触する部分は前記陰刻基板に残り、前記リセス領域に対応する部分は前記スタンプによってピックアップされることを特徴とする、請求項２４に記載の量子ドット転写印刷方法。
請求項２６：
前記スタンプを利用して前記量子ドット層を前記陰刻基板に接触させる時に、前記量子ドット層に均一な圧力が加わることを特徴とする、請求項１８に記載の量子ドット転写印刷方法。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29a】

【図29b】

【図29c】

【図29d】

【図29e】

【図29f】

【図30a】

【図30b】

【図30c】

【図30d】

【図31a】

【図31b】

【図31c】

【図31d】

【図31e】

【図32】

【図33a】

【図33b】

【図33c】

【図33d】

【図34a】

【図34b】

【図35a】

【図35b】

【図35c】

【図36】

【図37】

【図38a】

【図38b】

【図38c】

【図38d】

【図38e】