유연 페로브스카이트 발광소자의 기계적 신뢰성 분석

Abstract

페로브스카이트 LED는 최근 연구가 활발하게 진행되어 효율이 급속도로 향상되고 있으며, 기존 LED에 비해 제조 공정이 간단하고 생산 단가가 낮다는 장점이 있어 다양한 전자기기에 페로브스카이트 LED를 적용하기 위한 연구가 진행되고 있다. 이러한 연구추세와 더불어 최근 수요가 증가하고 있는 플렉시블 디바이스에 페로브스카이트를 적용시키기 위한 연구가 많이 진행되고 있다. LED는 다양한 구성요소들이 박막 형태로 적층된 멀티 레이어 형태로 제작되기 때문에 구성 재료의 소자 내 위치 및 고유의 물성에 따라 굽힘 변형시 응력의 분포 및 변형률이 다르게 분포하기 때문에 이에 대한 분석이 필요하다. 소자 내 특정 구성요소가 소성변형을 할 경우 계면 분리 및 결함이 발생하여 소자의 효율을 저하 시키므로 구성 재료들이 탄성 변형 영역 내에서 구동하여 소자의 내구성을 저하시키지 않는 임계 굽힘 곡률의 분석이 필요하다. 본 발표에서는 구성요소 고유의 기계적 물성에기반한 페로브스카이트 LED 굽힘 특성을 분석하고자 한다. 구성 재료와 동일한 공정으로 제작된 박막형태의 구성 재료에 홀 인덴테이션을 진행하여 파단 강도 및 탄성계수를 측정하여 탄성한계를 구하였다. 구성 요소중 가장 약한 재료로 특정된, 페로브스카이트의 정확한 인장 물성을 측정하기 위하여 in-SEM 인장 시험을 진행 하였다. 홀 인덴테이션과 인장시험을 통하여 얻은 기계적 물성들을 기반으로 FEM simulation을 진행하여 임계 굽힘 곡률을 분석하였다.