유기 발광 다이오드를 위한 indium oxide (ITO) 기판을 여러 가지로 방법으로 표면처리를 하고, 이에 따른 atomic force microscopy (AFM)에 의한 morphology의 변화와 표면에서 변화된 원소들의 조성비를 Auger electron spectroscopy (AES)분석에 의하여 조사하였다. 또한 이 기판을 사용하여 초고진공분자선 증착방법에 의하여 유기 발광다이오드를 제작하고 그 특성을 조사하였다. 그 결과 산소플라즈마으로 표면 처리한 ITO 기판 위에 제조된 organic light-emitting diode (OLED)소자의 특성이 향상되었다. 그것은 AES의 분석에 의하면 ITO 표면의 오염된 탄소가 제거되고 ITO의 일함수가 증가되어 정공이 유기물 층으로 용이하게 주입한 결과로 판단된다.
Ahn, Yeonseon;Jang, Da Eun;Cha, Yong-Bum;Kim, Mansu;Ahn, Kwang-Hyun;Kim, Young Chul
Bulletin of the Korean Chemical Society
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제34권1호
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pp.107-111
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2013
A new green-emitting material with donor-acceptor architecture, 3,7-bis(1'-phenylbenzimidazole-2'-yl)-10-phenylphenothiazine (BBPP) was synthesized and its thermal, optical, and electroluminescent characteristics were investigated. Organic light-emitting diodes (OLEDs) with four different multilayer structures were prepared using BBPP as an emitting layer. The optimized device with the structure of [ITO/2-TNATA (40 nm)/BBPP (30 nm)/TPBi (30 nm)/Alq3 (10 nm)/LiF (1 nm)/Al (100 nm)] exhibited efficient green emission. Enhanced charge carrier balance and electron mobility in the organic layers enabled the device to demonstrate a maximum luminance of 31,300 cd/$m^2$, a luminous efficiency of 6.83 cd/A, and an external quantum efficiency of 1.62% with the CIE 1931 chromaticity coordinates of (0.21, 0.53) at a current density of 100 mA/$cm^2$.
In this work, we have investigated the characteristics of the phosphorescent OLED and flexible OLED fabricated on IZTO/glass and IZTO/PET anode film grown by magnetron sputtering, respectively. Electrical and optical characteristics of amorphous IZTO/glass anode exhibited similar to commercial ITO anode even though it was deposited at room temperature. In addition, the amorphous IZTO anode showed higher work function than that of the commercial ITO anode after ozone treatment for 10 minutes. Furthermore, a phosphorescent OLED fabricated on amorphous IZTO anode film showed improved current-voltage-luminance characteristics, external quantum efficiency and power efficiency in contrast with phosphorescent OLED fabricated on commercial ITO anode film. This indicates that IZTO anode is promising alternative anode materials for anode in OLEDs and flexible OLEDs.
To replace the based on silicon solar cells, the third generation solar cells, Dye-sensitized solar cells (DSSCs), is low fabrication than silicon solar cells, environmentally friendly and can be applied to various field. For this reason, the DSSCs have been continuously researched. But DSSCs have one drawback that is the low power conversion efficiency (PCE) than silicon solar cells. To solve the problem, we used the backr-eflector the Al foil that can be easily obtained from the surrounding in order to improve the efficiency of the DSSCs. Easily detachable Al foil back-reflector increases the photocurrent by enhancing the harvesting light because the discarded light is reused. It also leads to enhance the power conversion efficiency (PCE). In addition, we compared with the efficiency of the DSSCs that is applied and does not be applied with back-reflector according to the thickness of the TiO2 photoelectrode. When the back-reflector is applied to DSSCs, the photocurrent is increased. It leads to affect the efficiency. We used to solar simulator and Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) to confirm the PCE and resistance. The DSSCs were also measured by External Quantum effect (EQE). At the same time, FE-SEM and XRD were used to confirm the thickness of layer and crystal structural of photoelectrode.
Because of a waveguiding effect and total internal reflection caused by a difference in refractive indices, only 20% of generated light is emitted to the air and the rest is trapped or absorbed in the device. An improvement of outcoupled efficiency of organic light-emitting diodes was studied using a microlens array. Mold of microlens array was fabricated by using photo-lithography with the AZ9260 photoresist, and the microlens array was formed onto the glass substrate using the UV curing agent named ZPU13-440. Device structure consists of microlens/glass/ITO/TPD/$Alq_3$/LiF/Al. It was found that there is an improvement of external quantum efficiency by about 20% at the same current density for the device with the microlens array compared to that of the reference one. Simulated outcoupled efficiency shows the improvement by about 20% for the device with the microlens array compared to that of the reference one. These results are consistent with the experimental ones.
We studied the emission characteristics of white phosphorescent organic light-emitting diodes (PHOLEDs), which were fabricated using a two-wavelength method. The best blue emitting OLED and red emitting OLED characteristics were obtained at a concentration of 12 vol.% FIrpic and 1 vol.% $Bt_2Ir$(acac) in UGH3, respectively. And the optimum thickness of the total emitting layer was 25 nm. To optimize emission characteristics of white PHOLEDs, white PHOLEDs with red/blue/red, blue/red, red/blue and co-doping emitting layer structures were fabricated using a host-dopant system. In case of white PHOLEDs with co-doping structure, the best efficiency was obtained at a structure UGH3: 12 vol. % FIrpic: 1 vol.% $Bt_2Ir$(acac) (25 nm). The maximum brightness, current efficiency, power efficiency, external quantum efficiency, and CIE (x, y) coordinate were 13,430 $cd/m^2$, 40.5 cd/A, 25.3 lm/W, 17 % and (0.49, 0.47) at 1,000 $cd/m^2$, respectively.
It was firstly found in 1st group element. Recently, it has been reported on the improvement of efficiency of the OLEDs by introducing thin layer of some carbonate materials of alkali metal. In order to improve the efficiency of OLEDs which is one of the next generation displays, we have studied the electrical characteristics of the device depending on the thickness ratio of the hole-injection layer to the electron-injection layer. Teflon-AF was used as the hole-injection material, and alkali-metal carbonates of $Li_2CO_3$ were used as the electron-injection materials. To obtain a proper thickness ratio, we manufactured. Four types of devices with the thickness ratio of HIL to EIL were made to be 1 : 4, 2 : 3, 3 : 2, and 4 : 1. The results of electrical and optical properties showed that the device with the thickness ratio of 4 : 1 is the most excellent result. In addition, to prepare a four-layer device by inserting the ${\alpha}$-NPD is a hole transporting material was compared with three-layer element. As a result, the maximum luminance, the maximum luminous efficiency, maximum external quantum efficiency of about 124 [%], 164 [%], 106 [%] improve was confirmed.
본 연구에서는 발광층의 전자와 정공의 재결합 영역을 확인하고, 단계적 도핑구조를 이용하여 여기자들의 효율적인 분배를 통해 roll-off 효율을 감소시켜서 녹색 인광 유기발광다이오드의 수명 증가를 나타냈다. 발광층 내 호스트는 양극성의 4,4,N,N'-dicarbazolebiphenyl (CBP)를 사용하여 전하의 이동을 원활하게 하였다. 발광층을 네 구역으로 분할하여 각각 소자를 제작하였고, 네 구역의 도판트 농도에 따라 발광효율과 수명 향상을 보였다. 이로써 발광층 내의 단계적 도핑구조를 이용하여 캐리어와 여기자들이 원활하게 분배된 것을 확인하였다. 기준소자 대비 발광층의 도판트 농도를 5, 7, 11, 9% 순서로 단계적 도핑구조를 적용한 device C의 수명이 약 73.70% 증가하였고, 휘도 효율은 51.10 cd/A와 외부 양자 효율은 14.88%의 성능을 보였다.
유기전기발광소자(Organic light diodes, OLEDs)의 전기발광특성을 향상시키기 위해, 본 논문에서는 용액 공정 정공주입층으로 신규 hexaazatrinaphthylene(HATNA) 유도체들을 도입한 고효율 녹색인광 OLED소자의 특성을 연구하였다. HATNA 유도체는 Indium Tin Oxide(ITO)의 일함수와 비슷한 낮은 the lowest unoccupied molecular orbital(LUMO) 에너지 준위를 가져 다른 개념의 정공주입 메커니즘을 보여주었다. HATNA 유도체를 hole injection layer(HIL)로 사용한 OLED소자들은 HTL로의 정공주입장벽을 효과적으로 감소시키고 발광층 내에 전자와 정공의 균형을 최적화 시켜 외부양자효율이 10.8%에서 15.6%로, 전류 효율은 34.3 cd/A에서 42.7 cd/A로 소자 효율이 크게 향상 되었다.
다결정 실리콘 태양전지 표면의 광흡수율을 극대화시키기 위하여 플라즈마기반의 reactive ion etching (RIE) 공정을 적용하였으며 maskless 표면 texturing조건을 최적화하여 310~1,100 nm 파장대역의 평균 표면반사율을 $4{\pm}1%$ 내외로 감소시킬 수 있는 grass-like 한 블랙실리콘을 제조할 수 있었다. Saw damage를 가진 $15.6{\times}15.6\;cm^2$ bare 웨이퍼에서부터 중요 공정단계별로 처리된 시료들의 평균반사율, 표면형상, 소수운반자 수명 등의 위치분포를 측정하여 최종 제작된 태양전지의 광전변환효율과 외부양자효율 등과 비교 검토하여 고효율 다결정 실리콘 태양전지 양산에 필요한 표면 texturing 조건들을 연구하였다. 평균 반사율을 4% 이하로 감소시키는 texturing 공정조건에서 웨이퍼 중앙에서 가장자리로 갈 수록 표면구조의 깊이 2배 반치폭 3배의 불균일성이 발생하였으며 이에 따라 입사광자의 다중반사확률이 높아져 평균반사율이 1% 정도 낮아지는 것으로 밝혀졌다. 비반사막이 코팅된 시료에서 측정된 소수운반자수명분포도 중앙에서 가장자리로 갈수록 약 40% 이상 더 긴 수명을 갖는 것으로 밝혀져 표면구조의 크기에 따른 사이즈효과가 발생하는 것으로 판단된다. 제조된 태양전지의 위치에 따른 광전변환효율도 낮은 반사율과 더 긴 소수운반자수명을 갖는 가장자리에서 2% 가량 높은 광전변환효율을 보였으며, 380~1,100nm 파장대역의 외부양자효율 측정결과도 이를 뒷받침하고 있다. 균일한 에미터 층 형성 및 ARC 증착에 있어서 구조적으로 가장자리 부분의 구조가 유리한 것으로 예상되며, 동시에 표면 구조의 사이즈 효과 때문에 표면 재결합확률이 중앙보다 가장자리에서 더 감소되어 더 높은 광전변환효율을 보이는 것으로 해석된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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