사파장 백색 발광 다이오드의 발광 특성

허영덕,임수미,Young-Duk Huh,Su-Mi Lim 대한화학회 2003 대한화학회지 Vol.47 No.4

$BaMg_2Al_16O_27:Eu,\SrGa_2S_4:Eu$, and ZnCdS:Ag,Cl phosphors were chosen to produce blue, green, and red emissions, respectively, under excitation from a violet light emitting diode (LED). A four-band white LED was obtained by a combination of nonabsorbed violet emission from a violet LED and blue, green, and red emissions from $BaMg_2Al_16O_27:Eu,\SrGa_2S_4:Eu$, and ZnCdS:Ag,Cl phosphors. The luminescent properties of the four-band white LED were also discussed. 보라색 발광 다이오드에 의해 여기되어 청색, 녹색, 적색을 발광하는 형광체로 각각 $BaMg_2Al_16O_27:Eu,\SrGa_2S_4:Eu$, ZnCdS:Ag,Cl 형광체를 선택하였다. 보라색 발광 다이오드의 발광에서 형광체에 의해서 완전히 흡수되지 않고 나오는 보라색 발광과 $BaMg_2Al_16O_27:Eu,\SrGa_2S_4:Eu$, ZnCdS:Ag,Cl 형광체에서 나오는 청색, 녹색, 적색 발광을 조합하여 사파장 백색 발광 다이오드를 만들었다. 사파장 백색 발광 다이오드의 발광 특성을 확인하였다.

적층형 구조를 가지는 3 전극의 고분자 발광 트라이오드

박성흠,조신욱 한국물리학회 2012 새물리 Vol.62 No.6

We report a new architecture for a three-terminal device with two functions, light-emitting and switching. The various layers in the novel three-terminal device are fabricated by casting soluble conjugated polymers from solution. The light-emitting three-terminal device can be described as being comprised of two polymer light-emitting diodes connected back-to-back with an internal common electrode. When the bias voltage between the common buried electrode and the two outer electrodes is controlled, the device can be turned on/off, and the emission intensity can be modulated. 본 연구에서는 공액고분자를 이용하여 발광 기능과 스위칭 기능을 동시에하는 다기능의 3 전극 발광 트라이오드 소자를 개발하였다. 본 연구에서개발한 적층형의 3 전극 발광 트라이오드는 두 개의 고분자 다이오드가하나의 삽입 전극으로 결합되어 있는 구조로 되어 있으며, 소자를구성하는 전극이 세 개로 이루어져 있다. 이때 가운데 삽입된 전극은공통 전극으로 사용되며 양쪽 끝단의 전극은 각각 전자와 정공의주입층으로 사용된다. 그리고 본 발광 트라이오드는 양쪽 전극과 삽입된공통 전극간의 전압 조절을 통하여 발광을 스위칭 할 수 있을 뿐만아니라 발광 세기의 조절이 가능하다. 또한 본 연구에서 제작된 발광트라이오드는 용액 공정을 기반으로 하고 있어서 제조 공정이 매우간단하여 차세대 저가형의 다기능 소자로 응용될 수 있다.

단계적 도핑구조에 따른 녹색 인광 유기발광 다이오드의 성능에 미치는 효과에 관한 연구

황교민(Kyo-Min Hwang),이송은(Song-Eun Lee),이슬비(Seul-Bee Lee),윤승수(Seung-Soo Yoon),김영관(Young-Kwan Kim) 한국유화학회 2015 한국응용과학기술학회지 Vol.32 No.1

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. We investigated green phosphorescent organic light-emitting diodes with stepwise doping to improve efficiency roll-off and operational lifetime by efficient distribution of triplet excitons. The host material which was 4,4,N,N -dicarbazolebiphenyl (CBP) of bipolar characteristic that can control the carrier in emitting layer (EML). When the EML devided into four parts with different doping concentration, each devices shows various efficiency roll-off and lifetime enhancement. The distribution of the carrier and excitons in the EML can be confirmed by using stepwise doping structure. The properties of device C exhibited luminous efficiency of 51.10 cd/A, external quantum efficiency of 14.88%, respectively. Lifetime has increased 73.70% compared to the reference device.

단계적 도핑구조에 따른 녹색 인광 유기발광 다이오드의 성능에 미치는 효과에 관한 연구

황교민,이송은,이슬비,윤승수,김영관 한국유화학회 2015 한국응용과학기술학회지 Vol.32 No.1

본 연구에서는 발광층의 전자와 정공의 재결합 영역을 확인하고, 단계적 도핑구조를 이용하여 여기자들의 효율적인 분배를 통해 roll-off 효율을 감소시켜서 녹색 인광 유기발광다이오드의 수명 증가 를 나타냈다. 발광층 내 호스트는 양극성의 4,4,N,N'-dicarbazolebiphenyl (CBP)를 사용하여 전하의 이 동을 원활하게 하였다. 발광층을 네 구역으로 분할하여 각각 소자를 제작하였고, 네 구역의 도판트 농도 에 따라 발광효율과 수명 향상을 보였다. 이로써 발광층 내의 단계적 도핑구조를 이용하여 캐리어와 여 기자들이 원활하게 분배된 것을 확인하였다. 기준소자 대비 발광층의 도판트 농도를 5, 7, 11, 9% 순서 로 단계적 도핑구조를 적용한 device C의 수명이 약 73.70% 증가하였고, 휘도 효율은 51.10 cd/A와 외 부 양자 효율은 14.88%의 성능을 보였다. investigated green phosphorescent organic light-emitting diodes with stepwise doping to improve efficiency roll-off and operational lifetime by efficient distribution of triplet excitons. The host material which was 4,4,N,N'-dicarbazolebiphenyl (CBP) of bipolar characteristic that can control the carrier in emitting layer (EML). When the EML devided into four parts with different doping concentration, each devices shows various efficiency roll-off and lifetime enhancement. The distribution of the carrier and excitons in the EML can be confirmed by using stepwise doping structure. The properties of device C exhibited luminous efficiency of 51.10 cd/A, external quantum efficiency of 14.88%, respectively. Lifetime has increased 73.70% compared to the reference device.

혹한기 광산배수 처리 공정 내 황산염 환원 박테리아의 활성 증진을 위한 발광다이오드의 이용 제안

최유진,최연우,이안나,김경웅,Choi, Yoojin,Choi, Yeon Woo,Lee, An-na,Kim, Kyoung-Woong 대한자원환경지질학회 2017 자원환경지질 Vol.50 No.3

본 연구는 폐광산에서 배출되는 산성광산배수가 하천수 및 지하수에 유출되면서 발생되는 환경 오염들을 막기 위해 생물학적 자연정화 처리 방법인 연속적 알칼리도 생성 시스템의 효율을 증대 시키는 방안에 관한 연구이다. 연속적 알칼리도 생성 시스템를 이용한 산성광산배수의 처리는 대부분 황산염 환원 박테리아를 이용한 생물학적 처리 기술이며, 실제 현장 적용실험에서 그 효과가 증명되었고, 광산배수 정화 사업에 적용하도록 개발된 사례가 많다. 그러나 계절적인 온도 저하로 기온이 매우 낮은 겨울이나 초봄 동안에는 황산염 환원 박테리아가 생존은 가능하더라도 황산염을 환원시키는 활동이 거의 멈추게 되어 지속적인 산성광산배수 처리 효율에 문제점을 야기한다. 본 연구에서는 연속적 알칼리도 생성 시스템에 발광 다이오드를 접목하여 유기물 층의 황산염 환원 박테리아 활성을 증진시키고, 온도가 낮은 겨울철에도 발광 다이오드의 발열 효과를 이용하여 활성 온도를 유지 할 수 있는 방안을 제안한다. 더불어, 산성광산배수 처리 시설은 전력을 쉽게 공급할 수 없는 곳에 위치한 지리적인 특성을 고려하여, 발광 다이오드에 전원을 공급할 수 있는 전원 공급 장치로 태양 전지 모듈 사용을 제안한다. 본 방법을 통하여 추가적 연구들이 진행된다면, 태양광 에너지와 발광 다이오드를 융합한 친환경적인 방법을 이용하여 겨울철에도 산성광산배수 처리 기술의 효율을 극대화 할 수 있을 것이다. This study presents measures to enhance the efficiency of Successive Alkalinity Producing Systems(SAPS), a natural biological purification method that prevents environmental pollution arising from the release of Acid Mine Drainage(AMD) from abandoned mines into rivers and groundwater. The treatment of AMD using SAPS is based on biological processing technology that mostly involves sulfate reducing bacteria(SRB). It has been proven effective in real-world applications, and has been employed in various projects on the purification of AMD. However, seasonal decrease in temperature leads to a deterioration in the efficiency of the process because sulfate-reducing activity is almost non-existent during cold winters and early spring even if SRB is able to survive. Against this backdrop, this study presents measures to enhance the activity of the SRB of the organic layer by integrating light emitting diode(LED)s in SAPS and to maintain the active temperature using LEDs in cold winters. Given that mine drainage facilities are located in areas where power cannot be easily supplied, solar cell modules are proposed as the main power source for LEDs. By conducting further research based on the present study, it will be possible to enhance the efficiency of AMD treatment under extreme cold weather using solar energy and LEDs, which will serve as an environmentally-friendly solution in line with the era of green growth.

혼합-소스 수소화학기상법에 의한 청색발광다이오드 제작

전헌수,전인준,배숭근,이삼녕,양민,안형수,유영문,이상칠,김석환 한국물리학회 2017 New Physics: Sae Mulli Vol.67 No.4

We manufacture a vertical-type blue light-emitting diode (LED) without a substrate by using a mixed-source Hydride-vapor-phase epitaxy (HVPE) method. The chip-growth process is completed by using only four steps; photolithography, epitaxial layer growth, sorting, and metallization. All of the epitaxial layers in a chip are grown consecutively in the growth zone by using both a multi-sliding boat system filled with the mixed-source materials in sequence at the source zone inside and a RF heating coil to control the temperature such that T $>$ 660 $^{\circ}$C at the source zone outside in the HVPE installation. A designed pocket-type shadow mask in the alloy process can be used to deposite the electrodes on both the upper and the bottom sides of the 250 bare chips at one time over 10 minutes at 350 $^{\circ}$C. The main peak in the EL measurement for the developed vertical-type LED appears at 450 nm. The turn-on voltage of the vertical-type LED is about 3.7 V. Measurements of the various characteristics of the light emitted by this vertical-type blue LED without a substrate, but with the GaN active layers, showed the mixed-source HVPE method to be a promising method for febricating solid-state light sources. 혼합-소스 수소화학기상법 (hydride vapor phase epitaxy, HVPE)에 의해 기판이 없는 수직형 청색 발광다이오드를 제작하였다. 칩은 광리소그래피, 에피층 성장, 분류 및 금속화를 포함해서 총4개의 단계로 이루어 진다. 칩내 모든 에피층 들은 수소화학기상법 장치 내 소스 존 외각에 온도를 T $>$ 660 $^{\circ}$C으로 제어하기 위한 RF 가열코일과 소스 존 내부에 순서대로 혼합소스 물질이 채워진 다중-스라이딩 보트 계를 사용하여 성장 존에서 연속적으로 성장 시킨다. 전극 증착 과정에서 고안된 포켓형 세도우 마스크를 사용하여 350 $^{\circ}$C에서 10분 동안 동시에 250개의 원시 칩의 위 면과 아래 면에 전극을 정착할 수 있다. 제작된 수직형 발광다이오드에 대한 전자발광 (electro luminescence, EL) 측정 결과 중심파장이 450 nm의 파장을 보였다. 또한 turn-on 전압은 3.7 V로 측정되었다. GaN 활성 층을 가진 기판 없는 수직형 발광 다이오드에 대한 빛 방출의 근거한 여러 특성의 측정으로부터 혼합-소스 수소화학기상법 방법이 고체상태 광원의 제작 방법 중의 하나로 여겨진다.

혼합-소스 수소 화학 기상법에 의한 형광체 없는 수직형 백색 발광 다이오드

김경화,안형수,양민,이삼녕,전헌수,이재학,김석환 한국물리학회 2018 새물리 Vol.68 No.7

A vertical-type phosphor-free white-light-emitting diode (LED) with its substrate removed was fabricated using a mixed-source hydride vapor phase epitaxy (HVPE) method. The bare chip-growth process at a high temperature (T $\approx$ 900 $^\circ$C) in the source zone, wihch was controlled by using an RF heating coil, was completed in only four steps: namely, photolithography, epitaxial layer growth, sorting, and metallization. The emission mechanism of the white light emitted from the vertical-type phosphor-free white LED (WLED) without a traditional substrate was investigated. The characteristics of the light emitted from the WLED suggest that the mixed-source HVPE method may be a suitable manufacturing technique for a phosphor-free WLED. 혼합-소스 수소 화학 기상법(hydride vapor phase epitaxy, HVPE)에 의해 기판이 제거된 형광체 없는 수직형 백색 발광 다이오드를 제작하였다. 소스 영역에서 RF 가열코일에 의해 조절되는 고온(T $\approx$ 900 $^\circ$C)에서의 원시 칩 성장 과정은 리소그래피 (photolithography) 과정, 에피층 성장 과정, 분류 과정 및 전극형성 과정에 의해 4단계로 완성 되었다. 제작된 전통적인 기판이 제거된 형광체 없는 수직형 발광 다이오드로부터 방출한 백색광의 발광 원리를 조사하였다. 제작된 발광 다이오드의 특성으로부터 혼합-소스수소 화학 기상법이 형광체 없는 수직형 백색 발광 다이오드 제작의 새로운 방법 중 하나라고 기대된다.

이온 빔 처리된 MoS2 정공 수송층을 사용한 유기 발광 소자의 편광 특성

최규진,곽진석,손종민,백채원,정승환,박종구 한국물리학회 2018 새물리 Vol.68 No.2

In this study, we present the polarization property of an organic light-emitting diode characterized by a low-energy and high-linearity ion-beam-treated MoS2 hole-transport layer deposited by using radio-frequency sputtering in order to obtain highly-polarized light. Poly (9,9-dioctylfluorene-altbenzothiadiazole), which exhibits a liquid crystal phase at a temperature higher than 180 ◦C, was used as the light-emitting material. The polarization characteristics of the organic light-emitting device fabricated under various ion-beam irradiation conditions were examined through photoluminescence experiments. The results showed that an optimal polarization ratio of 11:1 was obtained for a ion-beam-irradiated angle of 30 degrees, an irradiation time of 30 seconds, a current density of 100 A/cm2, and an ion-beam energy of 300 eV. When the optimized organic light-emitting diode was used as a backlight for a twisted nematic liquid-crystal display, its transmittance was improved by about 25% or more. 본 연구는 편광도가 높은 빛을 발광시키기 위하여 스퍼터링 방법(radiofrequency sputter, RF sputter) 으로 도포된 2차원 물질인 MoS2 정공 수송층을 직진성이 강한 저에너지 이온 빔으로 처리하여 만든유기 발광 소자의 편광 특성에 대한 결과를 보고한다. 이온빔 표면처리 방법은 기존의 표면처리 방법으로사용되어 온 러빙의 문제인 잔류물의 생성과 정전기 발생, 그리고 표면에 미세한 스크래치로 인한 고해상도디스플레이 적용에 어려움 등을 극복할 수 있는 우수한 방법 중에 하나이다. 본 연구에서 발광 물질은 180 ◦C 이상의 온도에서 액정상을 나타내는 Poly(9,9-dioctylfluorene-alt-benzothiadiazole) 가 사용되었고, 전자주입층과 음극으로는 칼슘과 알루미늄이 사용되었다. 다양한 이온빔 조사 조건을 통해 제작된 유기발광 소자의 편광 특성을 광발광 (photoluminescence, PL) 실험을 통하여 확인한 결과, 30도의 이온빔조사각, 30초의 조사 시간, 100 A/cm2 의 전류 밀도, 300 eV의 이온빔 에너지에서 11:1 이상의 최적의편광도가 나타난다는 것을 확인하였고, 이를 90도 꼬여있는 네마틱 액정 모드 (twisted nematic, TN) 액정디스플레이에 적용한 결과 기존 대비 약 25% 이상의 투과도가 향상되었다.

발광다이오드 색상별 클로렐라 배양 특성 연구

이태윤(Lee, Taeyoon) 한국지반환경공학회 2011 한국지반환경공학회논문집 Vol.12 No.12

본 연구는 담수미세조류의 일종인 클로렐라를 발광다이오드를 이용하여 효율적으로 배양하기 위한 조건을 찾기 위해 수행되었다. 클로렐라 배양에 최적인 파장을 찾기 위해 청색, 적색, 백색, 그리고 혼합광을 클로렐라가 포함된 반응기에 각각 조사하여 성장속도 및 셀농도를 측정하였다. 적색파장이 클로렐라의 성장에 가장 효율적이었으며, 광량이 증가할수록 성장속도 및 셀농도도 광량에 비례하여 가장 많이 증가하였다. 본 연구를 통해 클로렐라를 효과적으로 배양하기 위해서는 적색파장의 발광다이오드를 광원으로 사용하는 것이 효과적임을 알 수 있었다. The purpose of this study was to determine optimum condition for the cultivation of Chlorella sp. FC-21, which is a freshwater microalgae, using light emitting diodes (LEDs). Specific growth rate and cell concentration were measured for the reactors at the illumination of different wavelengths of LEDs. Among various types of LEDs, red LEDs were the most effective light source, and also greatest increases of specific growth rate and cell concentrations were obtained when light intensity of red LEDs increased. From this study, we found that red LEDs were the most appropriate light source for the cultivation of Chlorella sp. FC-21.

Binaphthyl group 기반의 물질을 이용한 효율적인 White OLED 소자에 대한 연구

여현기 한국유화학회 2012 한국응용과학기술학회지 Vol.29 No.3

본 연구에서 7,7'-(2,2'dimethoxy-1,1'-binaphthyl-3,3'-diyl) bis(4-(thiophen-2-yl) benzo[e] [1,2,5] thiadiazole (TBT) 라는 binaphthyl기를 기반으로 가지는 녹색 도판트 물질을 합성하였다. 추가적으로 인광 발광 물질인 iridium(III)bis[(4,6-di-fluoropheny)-pyridinato -N,C2]picolinate (FIrpic)을 홀 수송용 호스트 물질인 N,N'-dicarbazolyl-3,5-benzene (mCP)에 도핑하고, TBT와 bis(2-phenylquinolinato)-acetylacetonate iridium(III) (Ir(pq)2acac)를 전자 수송용 호스트 물질인 1,3,5-tris(N-phenylbenzimidazole-2-yl)benzene (TPBi)에 도핑하여 백색 빛을 발광하는 white organic light emitting diode (OLED)를 제작하였다. TBT를 사용하여 제작한 white OLED의 최대발광 효율과 외부 양자 효율은 각각 5.94 cd/A 과 3.23%를 나타냄을 알 수 있었다. Commission Internationale de I'Eclairage (CIE) 색 좌표의 값은 1000 nit에서 (0.34, 0.36)을 띄면서 순백색을 구현함을 확인하였다. We had synthesized a green dopant material based on the binaphthyl group, 7,7'-(2,2'dimethoxy-1,1'-binaphthyl-3,3'-diyl) bis(4-(thiophen -2-yl) benzo[e][1,2,5] thiadiazole (TBT). We also fabricated the white organic light emitting diode (OLED) with a phosphorescent blue emitter : iridium(III)bis[(4,6-di-fluoropheny)-pyridinato -N,C2]picolinate (FIrpic) doped in N,N'-dicarbazolyl-3,5-benzene (mCP) of hole transport type host material and both TBT and bis(2-phenylquinolinato)- acetylacetonate iridium(III) (Ir(pq)2acac) doped in 1,3,5-tris(N-phenylbenzimidazole -2-yl)benzene (TPBi) of electron transport type host material. As a result, the property of white OLED using TBT, which demonstrated a maximum luminous efficiency and external quantum efficiency of 5.94 cd/A and 3.23 %, respectively. It also showed the pure white emission with Commission Internationale de I'Eclairage (CIE) coordinates of (0.34, 0.36) at 1000 nit.