준이차원 페로브스카이트는 우수한 광전 특성, 높은 발광 효율 및 용액 공정 특성으로 차세대 고해상도 디스플레이 분야의 이상적인 소재이다. 그러나 고해상도 디스플레이 적용 시 기존 패터닝 기술은 고해상도, 높은 충실도 및 페로브스카이트 박막 품질을 동시에 만족시키기 어렵다. 인쇄 기술은 해상도가 제한적이고 ‘커피링’ 현상이 쉽게 발생하며, 포토리소그래피는 광손상 위험과 복잡한 공정이 있으며, 레이저 직접 쓰기는 비용이 높고 재료 활용률이 낮다. 이에 우리는 열 나노 임프린팅과 친수성/소수성 패턴 유도 결정화를 기반으로 하는 고해상도 패터닝 전략을 제안한다. 플라즈마 표면 개질을 통해 점착성 차이를 갖는 벌집 모양의 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 박막을 제작하고, 계면 에너지 구배를 이용해 사전 설정된 친수성 영역에서 페로브스카이트 전구체 용액의 선택적 국소 성장을 유도하여 경계가 명확하고 균일하며 치밀한 페로브스카이트 마이크로 어레이를 구현하였다. 이렇게 제작된 고해상도 페로브스카이트 발광 다이오드(PeLED)는 527 nm에서 발광 피크를 보이며, 최대 외부 양자 효율(EQE) 7.24%, 최대 휘도 9,474 cd·m⁻²를 달성하였다. 본 연구는 고성능 페로브스카이트 마이크로 디스플레이 장치 제조를 위한 고해상도, 공정 용이성 및 우수한 박막 품질을 갖춘 패터닝 솔루션을 제공한다.

페로브스카이트;현장 성장;고해상도;패터닝;결정 제어