Transactions on Electrical and Electronic Materials
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제12권2호
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pp.84-87
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2011
We fabricated phosphorescent organic light-emitting devices with a 1,1-bis[(di-4-tolylamino)phenyl]cyclohexane (TAPC) host layer. Two kinds of devices, one of ITO/TAPC/TAPC:FIrpic/TAZ/LiF/Al (device A) and one of ITO/TAPC:FIrpic/TAPC/TAZ/LiF/Al (device B), were prepared to investigate electrical and optical properties. Iridium(III) bis[(4,6-difluorophenyl)-pyridinato-N,$C^{2'}$]picolinate (FIrpic) and 3-(4-biphenylyl)-4-phenyl-5-(4-tert-butylphenyl)-1,2,4-triazole (TAZ) were used as a blue phosphorescent guest material and an electron transport layer, respectively. The TAPC layer in device B strongly contributes to whitish emission, higher driving voltage, and lower current efficiency characteristics compared with device A. The mechanisms of these electrical and optical characteristics of the devices were investigated.
본 연구에서는 정공 저지층이 없는 Type I과 정공 저지층으로 두께가 30${\AA}$인 BCP와 BAlq 재료를 사용한 Type II의 청색 유기발광소자를 제작하였다. ITO 박막 위에 $N_2$ 가스에서 플라즈마 출력이 200 W 일 때, 5.02 eV의 일함수 값을 갖는 ITO를 얻을 수 있었다. Type I 소자는 ITO/2-TNATA/$\alpha$-NPD/DPVBi/$Alq_3$/LiF/Al:Li 구조로 되어 있으며, Type II 소자는 ITO/2-TNATA/$\alpha$-NPD/DPVBi/정공 저지층/$Alq_3$/LiF/Al:Li 구조로 되어 있다. Type I과 Type II 소자의 특성을 비교하였다 제작된 소자 중에서 특성이 가장 우수한 것은 정공 저지층으로 두께가 30${\AA}$인 BAlq 재료를 사용한 Type II 소자이었고, 인가전압 10 V 에서 소자의 전류밀도는 226.75$mA/cm^2$, 휘도는 10,310$cd/cm^2$, 발광효율은 4.55 cd/A, 전력효율은 1.43 lm/W 이었다. EL 스펙트럼의 최대 발광 파장은 456 nm 반치폭은 57 nm 이었고 색좌표값은 x = 0.1438, y = 0.1580 로 NTSC 색좌표 Deep blue영역(x = 014, y = 0.08)에 근접한 순수한 청색에 가까운 값을 얻었다.
박막형 유기 태양전지의 성능 향상을 위하여 정공 수송층인 CuPc 층에 강한 p형 유기 반도체인 $F_4$-TCNQ을 도핑하여 ITO/PEDOT:PSS/CuPc: $F_4$-TCNQ(5wt%)/CuPc:C60 (blending ratio 1 : 1)/C60/BCP/LiF/Al의 이종 접합 구조를 가지는 P-i-n형 유기 박막형 태양전지 소자를 진공증착 장비를 이용하여 제조한 후, 유기 태양전지의 전류 밀도-전압(J-V) 특성, 단락 전류($J_{sc}$), 개방 전압($V_{oc}$), 충진 인자(fill factor: FF), 에너지 전환 효율(${\eta}_e$) 등을 측정하고 계산하여 성능 굉가를 수행하였다. CuPc 층에 $F_4$-TCNQ을 도핑함으로써 에너지 흡수 스펙트럼에서 흡수강도가 증가하였으며, $F_4$-TCNQ가 도핑된 CuPc 박막에서 $F_4$-TCNQ 유기 분자의 분산성 향상, 박막의 표면 균일성, 주입 전류(injection currents) 향상 효과등에 의해서 제조된 p-i-n형 유기 박막 태양전지의 성능이 향상되는 것으로 확인되었다. 제조된 유기 태양전지의 에너지 전환 효율(${\eta}_e$)은 0.15%로 실리콘 태양전지와 비교해서 아직도 성능 향상을 위한 많은 노력이 필요함을 보여 준다.
Electroluminescence(EL) devices based on organic thin layers have attracted lot of interests because of their application as display. One of the problems is red material. It offered a short life and poor emission efficiency to boot. In this study, this problem can be solved by using a multi-layer device structure. Organic electroluminescent devices which are composed of organic thin multi-layer films are fabricated. The basic structure is ITO / Emitting layer / LiP / Al EL device in which Hole transport/Electron blocking PVK layer was blending. We demonstrate the enhancement of eletroluminescence (EL) from blends of poly(3-hexylthiophene) in poly(N-vinylcarvazole). The emitting layer is consisted of a host material(PVK) and a guest emitting material(P3HT). It was showed higher EL intensity and their electro-optical properties were investigated.
A $Li[Co_{1/3}Ni_{1/3}Mn_{1/3}]O_2$ cathode was modified by applying a $ZrF_x$ coating. The surface-modified cathodes were characterized by XRD, SEM, EDS, TEM techniques. XRD patterns of $ZrF_x$-coated $Li[Co_{1/3}Ni_{1/3}Mn_{1/3}]O_2$ revealed that the coating did not affect the crystal structure of the parent powder. SEM and TEM images showed that $ZrF_x$ nano-particles were formed as a coating layer, and EDS data confirmed that $ZrF_x$ distributed uniformly on the surface the powder. Capacity retention of coated samples at high C rates was superior to that of pristine sample. However, as the coating concentration increases beyond the optimum concentration, the rate capability was deteriorated. Whereas, as the increase of coating concentration to 2.0 wt %, the cyclic performances of the electrodes under the severe conditions (high cut-off voltage, 4.8 V, and high measurement temperature, $55^{\circ}C$) were improved considerably.
재생에너지 광소자로서 스마트 농장 등의 에너지원으로서 고분자 태양전지의 응용이 기대되며 향후 상업화를 위해 효율과 신뢰성 개선이 요구된다. 본 연구에서는 유기 패시베이션 박막을 가지는 헤테로정션 고분자태 전지를 제작하고, 패시베이션 박막이 고분자 태양전지의 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 사용된 패시베이션 유기재료로는 폴리비닐알코올과 이크롬산 암모늄을 혼합하여 용해한 후 스핀코팅방법으로 P3HT:$PC_{61}BM$/LiF/Al 기판위에 코팅하여 소자를 제작하였다. 제작된 소자구조는 glass/ITO/PEDOT:PSS/P3HT:$PC_{61}BM$/LiF/Al/passivation layer 이며, 140시간 공기 중에 노출 후 전기적 특성을 측정, 비교한 결과, 패시베이션 처리된 고분자 태양전지가 패시베이션 박막 처리되지 않은 소자에 비해 보다 우수한 전기적 특성을 보여주었다. 즉, 패시베이션 처리된 소자의 전력변환효율은 제작직후 3.0%에서 140시간 노출 후 1.3%로 감소한 반면 패시베이션 처리되지 않은 소자의 경우는 동일한 노출조건에서 3.5%에서 0.1%로 급격한 특성저하를 나타내었다.
We have studied an organic layer and semitransparent Al cathode thickness dependent optical properties for top-emission organic light-emitting diodes. Device structure is ITO(170nm)/TPD(xnm)/$Alq_3$(ynm)/LiF(0.5nm)/Al(100nm) and Al(100nm)/TPD(xnm)/$Alq_3$(ynm)/LiF(0.5nm)/Al(25nm). While a thickness of total, organic layer was varied from 85nm to 165nm, a ratio of those two layers was kept to be about 2:3. Then it was compared with that of bottom devices. And a thickness of semitransparent Al cathode was varied from 20nm to 30nm for the device with an organic layer thickness of 140nm. We were able to control the emission spectra from the top-emission organic light-emitting diodes.
An, Hui-Chul;Na, Su-Hwan;Joo, Hyun-Woo;Kim, Tae-Wan
Transactions on Electrical and Electronic Materials
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제10권1호
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pp.28-30
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2009
We have studied organic layer-thickness dependent electrical and optical properties of bottom- and top-emission devices. Bottom-emission device was made in a structure of ITO(170 nm)/TPD(x nm)/$Alq_3$(y nm)/LiF(0.5 nm)/Al(100 nm), and a top-emission device in a structure of glass/Al(100 nm)/TPD(x nm)/$Alq_3$(y nm)/LiF(0.5 nm)/Al(25 nm). A hole-transport layer of TPD (N,N'-diphenyl-N,N'-di(m-tolyl)-benzidine) was thermally deposited in a range of 35 nm and 65 nm, and an emissive layer of $Alq_3$ (tris-(8-hydroxyquinoline) aluminum) was successively deposited in a range of 50 nm and 100 nm. Thickness ratio between the hole-transport layer and the emissive layer was maintained to be 2:3, and a whole layer thickness was made to be in a range of 85 and 165 nm. From the current density-luminance-voltage characteristics of the bottom-emission devices, a proper thickness of the organic layer (55 nm thick TPD and 85 nm thick $Alq_3$ layer) was able to be determined. From the view-angle dependent emission spectrum of the bottom-emission device, the peak wavelength of the spectrum does not shift as the view angle increases. However, for the top-emission device, there is a blue shift in peak wavelength as the view angle increases when the total layer thickness is thicker than 140 nm. This blue shift is thought to be due to a microcavity effect in organic light-emitting diodes.
본 연구에서는 ITO/PEDOT:PSS/PFO:MEH-PPV/LiF/Al의 구조를 갖는 고분자 유기발광다이오드를 제작하여 정공 주입층으로 사용되는 PEDOT:PSS의 두께 변화와 PVK 정공 수송층을 도입하여 ITO/PEDOT:PSS/PVK/PFO:MEH-PPV/LiF/Al 구조를 갖는 고분자 유기발광 다이오드를 제작하여 정공수송층이 유기발광다이오드의 전기 광학적 특성에 미치는 영향에 대하여 조사, 비교하였다. 실험에 사용된 모든 유기물은 플라즈마 처리된 ITO/glass 기판위에 스핀 코팅법으로 도포하였다. 정공 주입층인 PEDOT:PSS 두께를 약 80 nm에서 50 nm로 감소한 경우 PLED 소자의 휘도는 약 $220cd/m^2$ 에서 $450cd/m^2$으로 크게 증가하였다. 이러한 결과는 정공 주입층의 두께가 감소할수록 ITO 전극에서 발생한 정공이 보다 쉽게 발광막으로 전달되기 때문이다. 또한 PVK 정공 수송층을 도입한 PLED소자에서 최대 전류밀도와 휘도는 $268mA/cm^2$ 와 $540cd/m^2$ (at 12V)의 값을 각각 나타내었다. PVK 정공 수송층이 도입되지 않은 소자에 비해 전류밀도는 약 14%, 휘도는 약 22%의 특성개선을 나타내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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