• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.503-503
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• 2013

유기발광소자는 기존의 디스플레이에 비해서 빠른 응답속도, 넓은 시야각과 높은 박막 특성으로 백색 조명 광원으로 많은 주목을 받고 있다. 특히 백색 조명 광원 관련 기술은 친환경 에너지와 관련해 주목을 받고 있어 연구가 활발하게 진행되고 있다. 백색 유기발광소자를 제작하기 위해서 청색과 황색의 발광층을 적층하는 방법은 유기물질의 계면에서의 불균일로 인한 효율 저하와 구동전압에 따른 재결합 구역의 변화로 색안정성이 나빠지는 문제점이 있었다. 본 연구에서는 고효율 및 높은 색안정성을 나타내는 백색 유기발광소자를 제작하기 위해 고분자/저분자 혼합 발광층 구조를 사용하였다. 고분자 poly (2-methoxy-5-(2'-ethyl-hexyloxy)-1,4-phenylenevinylene (MEH-PPV)와 polystyrene (PS) 혼합물을 스핀코팅하여 박막을 형성한 후, 열처리에 의한 상분리 현상을 이용하여 선택적으로 PS 물질을 제거한 후, MEH-PPV 적색 다공성 고분자 발광층을 형성하였고, 저분자 2-methyl-9,10-di (2-naphthyl) anthracene을 적색 다공성 고분자 발광층 위에 진공증착하여 고분자/저분자 혼합 발광층 구조를 만들었다. MEH-PPV 적색 다공성 고분자 발광층의 혼합 비율을 변화함에 따른 발광층의 미세구조를 원자힘 현미경으로 관찰하였다. 진공증착 후 완성된 고분자/저분자 혼합 발광층을 가진 백색 유기발광 소자의 전류-전압-휘도 측정 결과, MEH-PPV와 PS의 혼합비율이 최적화 되었을 때 안정적인 백색광이 나오는 것을 관측할 수 있었다.

• 한국반도체및디스플레이장비학회:학술대회논문집
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• 한국반도체및디스플레이장비학회 2005년도 춘계 학술대회
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• pp.224-228
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• 2005

차세대 디스플레이로서 각광을 받고 있는 OLED는 현재 많은 기업과 대학 연구소에서 연구가 활발히 진행중이다. 현재 12인치 이하에서 양산이 되고 있는 저분자 OLED에 비해 고분자 OLED는 공정이 간단하고 대화면, flexible 디스플레이가 가능하다는 많은 장점을 가지고 있지만 소자의 신뢰성과 안정성에 문제를 갖고 있다. 본 논문에서는 ITO/PEDOT:PSS/MEH-PPV/Al 구조를 갖는 유기발광다이오드를 제작하여 전기 광학적 특성을 조사하였다. 제작된 소자의 구조를 최적화시키기 위하여 ITO 기판의 열처리 효과와 패턴폭에 따른 면저항을 측정하고, 발광효율을 극대화시키기 위하여 다층구조로서 정공수송층인 PEDOT:PSS를 첨가시켜 박막의 표면상태를 향상시켜 ITO기판에서 발광층인 MEH-PPV로의 정공수송을 원활하여 효율을 증대시키려 하였다. 이렇게 형성된 소자에 발광물질인 MEP-PPV의 농도를 0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 0.9, $1.5wt\%$로 변화시켜 박막을 형성하고 $3{\times}10^{-6}Torr$ 상태의 고진공에서 Al 전극을 증착시켜 제작된 소자의 전기${\cdot}$광학적 특성을 측정, 비교하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.827-834
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• 2010

발광층에 도펀트가 도핑된 다층 유기발광다이오드 소자 구조에서의 발광 메카니즘을 검증하기 위해 전기적인 특성요인들을 수치해석 하였다. 본 논문에 적용한 유기발광다이오드 소자는 ITO/NPB/$Alq_3$:C545T(%)/$Alq_3$/LiF/Al으로 이루어져 있으며 도펀트인 C545T의 도핑 농도를 변화시킨 4종류의 소자 구조에 대해 특성 변화를 검토하였다. 그 결과 도펀트의 도핑 농도 변화에 따라서 전압-전류 특성이 변화되어짐을 확인하였고, 이는 참고 문헌에 제시되어 있는 전압-전류밀도 실험 데이터와 매우 잘 일치되었다. 또한 도펀트를 도핑시킨 소자 구조들에서 전압-휘도 특성이 대폭 향상되어 발광효율이 3배정도 향상되었다. 이와 같은 guest-host system이 적용된 유기발광다이오드 소자의 동작 메카니즘을 분석하기 위하여 소자 내부에서의 전계분포, 전하분포, 재결합율 등의 전기적인 항목들에 대한 특성의 변화를 관찰하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.1
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• pp.177-180
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• 2004

발광층에 Alq3와 rubrene을 mixed host로 사용하고 DCJTB를 형광 dopant로 사용한 다층 박막 구조의 red OLEDs를 제작하였다. 소자의 구조는 $ITO:Anode(120nm)/{\alpha}-NPD:HTL(40nm)/Alq_3+Rubrene(mixed\;host\;1:1)+DCJTB(red\;dopant\;3%)+:EML(20nm)/Alq_3:ETL(40nm)/MgAg(Mg\;5%\;wt):Cathode(150nm)$ 로서 EML내부에 DCJTB를 Totally Doping Method와 Dotted-Line Doping Method의 두 가지 방법으로 도핑 하였다. Mixed host구조에 DCJTB를 6구간으로 나누어 Dotted Line Doping한 소자는 luminance yield가 $9.2cd/A@10mA/cm^2$ 이었다. 이 소자는 DCJTB만을 Totally Doping한 소자의 luminance yield $3.2cd/A@10mA/cm^2$에 비해 약 190%정도의 높은 효율 향상을 보였다. 또한 $10mA/cm^2$에 도달하는 전압은 5.5V Vs. 8.5V로서 mixed host를 사용한 소자에서 약 3V정도 구동전압이 낮아지는 효과가 있었다. 발광 스펙트럼의 Full Width Half Maximum(FWHM)은 각각 56.6nm와 61nm로서 rubrene을 mixed host로 사용한 소자에서 높은 색 순도를 얻을 수 있었다. 이러한 성능의 향상은 $Alq_3$와 혼합된 rubrene에 의한 낮은 전하주 입장벽, 높은 전류밀도에서 나타나는 발광감쇄현상의 감소, 그리고 발광층의 DLD구조에 의한 전하의 trap & confinement 에 따른 발광 exciton의 형성확률이 증가한데서 나타났다고 생각된다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2005년도 춘계학술대회 논문집 디스플레이 광소자 분야
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• pp.193-196
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• 2005

유기발광소자의 발광층의 두께에 따른 임피던스의 변화를 살펴보았다. 임피던스는 두께에 따라 저항의 변화에 따른 의존성을 보이며, 그에 따른 임피던스와 Cole-Cole 반원의 변화, 두께에 따른 $1/\tau$ 의 변화를 살펴보았다. 발광층의 두께는 각각 100, 200, 300 nm의 두께로 열증착하여 실험하였고, 소자의 구조는 $ITO/Alq_3/Al$의 구조로 측정 하였다. 유기발광소자의 발광층인 $Alq_3$의 두께가 증가함에 따라 임피던스의 크기가 증가하고, 위상각의 크기는 100nm의 경우 0V에서 용량성을 보이다가 6~10V까지 부성저항특성을 나타낸 후 약 22V에서 저항성을 나타내고, 200과 300 nm의 경우 12V까지 용량성을 나타내다 이후 22V 근방에서 $0^{\circ}$에 가까워지며 저항성을 나타내는 것을 알 수 있었다. 또한 두께에 따른 Cole-Cole 반원을 살펴보면 두께가 증가할수록 반원의 크기가 증가하는 것을 알 수 있으며, 이를 통해 간단한 등가회로를 예측할 수 있었다. 그리고 벌크내의 용량성$(C_p)$을 측정하여 두께의 증가에 따라 $C_p$ 값이 감소하는 것을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.320-320
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• 2011

차세대 디스플레이로 각광 받고 있는 유기발광소자는 빠른 응답속도, 넓은 시야각 및 얇은 두께로 제작이 가능한 장점들을 가지고 있으나, 고효율 유기발광소자를 제작하기 위하여 엑시톤 형성 효율을 증가시키고 형성된 엑시톤의 소멸을 감소시켜 발광 효율을 증진하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 유기발광소자의 발광 효율을 증진하기 위하여 소자의 구조에 대한 구조적 연구와 발광 물질에 대한 재료적 연구 등이 진행되고 있으며, 그 중에서 발광층에 사용하는 인광 물질은 삼중항 상태의 엑시톤을 광자로 천이할 수 있는 특성이 있어서 높은 발광 효율의 유기발광소자 제작이 가능하기 때문에 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 인광 물질을 사용한 유기발광소자의 엑시톤 수명이 형광 물질을 사용한 유기발광소자의 엑시톤 수명보다 길기 때문에, 인광 물질을 사용한 유기발광소자에서 형성된 삼중항 엑시톤끼리 서로 충돌하여 소멸될 확률이 높아지는 문제점이 있다. 또한, 인광물질을 사용한 유기발광소자 동작시에 높은 전류 영역에서 삼중항 엑시톤 형성 양이 많아서 삼중항 엑시톤 소멸 확률이 증가하는 문제점이 있다. 본 연구에서는 고효율 유기발광소자를 제작하기 위하여 유기발광소자의 발광층으로 인광 호스트 물질에 iridium을 포함한 중금속 착화합물 계열의 녹색 인광 도펀트 물질인 tris(2-phenylpyridine) iridium(III) ($Ir(ppy)_3$)를 도핑하였다. 제작된 유기발광소자는 전류 증가에 따른 삼중항 엑시톤 충돌로 인한 발광 효율 감소를 억제하기 위하여 인광 도펀트인 $Ir(ppy)_3$와 같은 lowest unoccupied molecular orbital 준위를 가지는 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline 전자 수송층을 사용하였다. 전기적 및 광학적 특성 분석 결과 제작된 유기발광소자에서 삼중항 엑시톤 소멸을 최소화하여 발광 효율이 증가한 것을 확인하였다. 본 실험의 결과는 $Ir(ppy)_3$을 도핑한 녹색 인광 유기발광소자의 삼중항 엑시톤 충돌을 억제하여 유기발광소자의 발광 효율을 증진하는 메커니즘을 이해하는데 중요하다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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• pp.344-344
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• 2007

본 연구에서는 X선 영상 검출기로의 적용을 위하여 $Gd_2O_3$:Eu 형광체 필름을 제작하여 X선에 대한 발광 특성을 분석하였다. $Gd_2O_3$:Eu는 저온 액상법을 이용하여 분말 형태로 제조한 후 Particle-in-binder (PIB)으로 필름 형태로 제작한 후, 도핑된 Europium(Eu)의 농도와 소결 온도에 따른 X선에 대한 발광 특성을 분석하였다. Photolumimescence (PL) spectrum에서 611nm에서 가장 높은 발광 효율을 나타내었으며, 입자의 크기가 줄어듦에 따라 610nm에서 새로운 peak가 형성 되었다. 또한 Eu의 농도에 따라서 발광 강도의 차이가 관찰되었는데, 5wt%의 도핑 농도에서 가장 높은 발광 효율을 나타냈으며, 도핑 농도에 매우 의존적인 결과를 나타냈다. 소결 온도에 따른 발광 특성 분석에서, $500^{\circ}C$에서 소결하였을 때는 623nm에서 강한 peak를 나타내는 단사정계상의 발광 peak는 거의 관찰되지 않았으나 소결 온도가 $700^{\circ}C$와 $900^{\circ}C$에서는 peak가 확인되었다. 이를 통해 $Gd_2O_3$ 모체가 대부분 입방 대칭 구조를 가지는 $Gd_2O_3$:Eu가 합성되었음을 확인할 수 있었다. 또한 소결 온도에 따른 발광 강도를 분석한 결과 $900^{\circ}C$에서 소결하였을 때 가장 높은 발광 강도를 나타냈다. Luminescent decay time 측정 결과에서 도핑된 Eu의 농도가 커질수록 Luminescent decay time이 짧아짐을 확인할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.425-425
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• 2010

유기 발광 소자는 차세대 디스플레이 소자와 조명 광원으로서 많은 응용성 때문에 활발한 연구가 진행되고 있다. 하지만 청색 유기 발광 소자는 적색과 녹색 유기발광소자들에 비해 상대적으로 발광효율이 낮고 색 순도가 떨어지며 수명이 짧기 때문에 전색 유기발광소자를 구현하는데 문제가 있다. 이런 문제점을 해결하기 위하여 청색 유기 발광소자의 재료 개발, 다층 이종구조 및 형광/인광성 물질의 도핑에 대한 연구가 진행되고 있다. 이와 더불어 색안정성과 색순도가 향상된 진청색 고효율 청색 유기발광소자는 백색유기발광소자의 응용성 때문에 이에 대한 연구가 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 청색 유기 발광 소자의 발광효율을 높이고 색안정성과 색순도를 향상하기 위해 4,4'-Bis (2,2'-diphenyl-ethen-1-yl)biphenyl (DPVBi) 와 4,4'-Bis(carbazol-9-yl) biphenyl (CBP)로 구성된 나노크기의 폭을 가진 우물 형태의 이중 발광층 구조를 사용한 청색 유기발광소자를 제작하였다. 제작된 청색유기발광소자의 전기적 성질과 광학적 성질을 조사하여 색안정성 및 색순도 향상 메카니즘을 관찰하였다. DPVBi/CBP 이중 발광층을 가지는 청색 유기발광소자에서 CBP의 HOMO 에너지 준위의 값이 3.2 eV로 매우 크기 때문에 정공을 막는 정공 장벽층의 역할을 하게 되어 정공이 발광층에 머무르게 된다. 또한 DPVBi의 LUMO 값의 크기 5.8 eV, CBP의 LUMO 값의 크기는 6.3 eV이므로 상대적으로 CBP의 전자에 대한 주입장벽이 크기 때문에 발광층에 머무르는 전자의 양이 증가된다. 청색 발광층에 사용된 이중 발광층은 단일 발광층에 비해 더 많은 전자와 정공이 존재하기 때문에 전자-정공 재결합 확률을 높였으며 재결합 영역이 발광층 중심의 이중발광층 계면으로 이동하여 발광 영역이 국소화되어 전압변화에 따른 색의 변화가 적고 색순도가 더욱 향상되었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1705-1707
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• 2000

유기 전기발광 디스플레이 (Electroluminescence Display; ELD)는 저전압 구동, 자기발광, 경량박형, 광시야각, 빠른 응답속도 등의 장점으로 차세대 디스플레이의 후보로서 주목받고 있다. Eu complex는 610 nm 부근에서 예리한 스펙트럼의 대역폭을 가지며 붉은색의 강한 형광을 나타내는 유기화합물로 잘 알려져, 있다. 새로이 합성한 란탄계 금속착물인 $Eu(TTA)_{3}TPPO$를 발광층으로 사용하여 적색 발광의 효율을 높이기 위해 소자를 제작하였고, 이 때 구동 전압은 9 V이고 18 V에서 가장 밝은 38cd/$m^2$의 휘도를 나타내었으며 전류밀도는 20mA/$cm^2$ 이었다. 제작된 소자의 EL 스펙트럼은 615 nm로 PL 스펙트럼과 동일하게 예리한 최대 피크를 나타내었고, 순환 전압전류법을 이용하여 각 유기 물질들의 에너지 준위를 알 수 있었으며, 각각의 소자들의 에너지 밴드 다이어그램을 통하여 전기적 특성을 분석하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.121-121
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• 2010

유기발광소자의 발광 효율을 향상하기 위해 발광층에서 전자와 정공의 효율적인 재결합이 중요하기 때문에 발광층에서 재결합 확률을 높이기 위한 전하의 효율적인 주입과 전송에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 본 연구에서는 전자주입효율을 향상하기 위하여 강한 전자 받게 역할을 하는 플러렌 (C60)과 무기물 절연층인 cesium flouride (CsF) 층을 조합한 무기물 이중 전자주입층을 삽입한 녹색 유기발광소자를 제작하였고, 녹색 유기 발광 소자에 사용하여 발광효율의 변화를 관찰하였다. 큰 쌍극자 모멘트를 갖는 CsF 층은 전기전도성이 좋은 C60 층과 Al 층 사이에 삽입되어 전자의 주입장벽을 낮추어 전자주입 효율을 향상하는 역할을 한다. C60만으로 이루어진 단층 전자 주입층으로 구성된 유기발광 소자는 Al 음극전극과 C60 계면사이에 거칠기가 크기 때문에 누설전류의 크기가 커지며 Al 과 플러렌 C60 의 공유결합 형성으로 인해 전자의 주입이 오히려 저하되는 현상을 보였다. 무기물 절연층인 CsF 층을 C60 과 Al 사이에 삽입한 유기발광소자에서 C60 층은 Cs 원자가 유기물층 내부로 확산되는 것을 감소하였다. 매우 얇은 CsF층을 Al층과 C60층 사이에 삽입함으로써 C60과 Al 사이의 공유결합을 없애고 누설전류를 줄이고 전자주입장벽을 낮추어 전자주입효율이 향상하였다. 전자주입 향상으로 인해 발광층 내에서 전자와 정공간의 비율이 개선되어 유기발광 소자의 발광효율도 증가되고 색안정성이 향상되는 것을 관찰할 수 있었다.