플로팅 전극을 갖는 새로운 구조의 전기화학발광 소자
Unconventional Light Emitting Device Structure Based on Electrochemiluminescence Containing Floating Electrode
- 주제(키워드) 전기화학발광 , 유기반도체 , 유연 발광 소자 , 스트레쳐블 디스플레이 , electrochemiluminescence , organic semiconductor , flexible luminous devices , stretchable display
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 강문성
- 발행년도 2021
- 학위수여년월 2021. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 화공생명공학과
- UCI I804:11029-000000065869
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록/요약
디스플레이의 사용처가 다양해짐에 따라 다양한 형태의 발광 소자가 개발되고 있다. 특히 기존의 전자제품과 같이 단단하고 평평한 평면뿐만 아니라 곡면이나 섬유와 같은 유연한 소재에도 적용하기 위해 유연 발광소자에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 그 중에서도 전기화학발광 반응을 기반으로 하는 발광소자는 간단한 소자 구조만으로도 구동이 가능하며 전극과 전해질이 회로적으로 닫힌 구조만 형성한다면 기존과는 다른 구조의 발광소자를 제작할 수 있다. 본 논문에서는 플로팅 소자라는 새로운 구조를 제시했다. 플로팅 소자는 나란히 전원에 연결된 두 개의 하부전극과 그 위로 평행하게 떨어져있는 상부전극이 위치하며, 하부전극과 플로팅 전극 사이에는 전기화학발광 (electrochemiluminescence, ECL) 발광층이 위치한다. 여기서 상부전극은 동작할 때 직접 전원 장치와 연결되지 않으며 또한 접지 되지 않고, 오직 하부전극에 인가되는 전원에 의해서 대전이 이루어지는 플로팅 전극이다. 두 개의 하부전극 사이에 전압이 인가되면, 하부전극과 대전된 플로팅 전극 사이에서 전계가 형성되고, 발광층의 발광물질은 형성된 전계 사이에서 산화환원 반응을 일으키게 된다. 이로서 플로팅 소자는 위쪽 방향으로 면발광을 만들어낸다. 실험을 통해 소자 구동을 예측하고, 전극 사이의 거리와 플로팅 전극의 전도도를 조절하여 소자의 최적 발광 조건을 찾았다. 플로팅 구조는 기존의 발광소자와 달리 대전이 될 정도만의 전도도를 갖는 투명전극의 적용이 가능하다. 그래서 전도도는 다소 낮지만 기계적 유연성을 확보한 투명전극을 적용하기에 용이하다. 이는 유연 발광소자 제작에 유리한 특이 구조의 제작 가능성을 보여준다.
more초록/요약
As the use of displays varies, various forms of light emitting devices are being developed. Many studies on flexible luminescence devices are under way, especially to apply to flexible materials such as curved surfaces and fibers, as well as hard, flat planes like conventional electronics. Among them, light emitting devices based on electrochemical emission reactions can be operated only by simple device structures, and if electrodes and electrolytes form only circuitly closed structures, they can produce light emitting elements of different structures. In this paper, a new structure of floating device was presented. The floating device is a structure in which two lower electrodes connected side by side to the power source and the upper electrodes separated parallel above them are located. where the upper electrode is called the floating electrode. Then there is an ECL luminous layer between the lower electrode and the floating electrode. When power is applied to the lower electrode, the floating electrode is charged. A field is formed between the lower electric electrode and the charged floating electrode, and the luminous material of the luminous layer causes an oxidation reduction reaction between the formed field. As a result, the floating device produces a surface emission in the upward direction. Through experiments, we predicted device operation and adjusted the distance between the electrodes and the conductivity of the floating electrode to find the optimal luminous condition of the device. Unlike conventional luminescence devices, the floating structure can be applied with transparent electrodes with only enough conductivity to become electrification. Therefore, it is easy to apply transparent electrodes with some low conductivity but mechanical flexibility. This shows the potential for the production of unique structures favorable to the production of flexible luminescence devices.
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