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연구성과

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나노소자응용연구소, 친환경 양자점 발광다이오드의 포지티브 에이징 시간 분해 메커니즘 발견

  • 전자과
  • 2024-10-22
  • 96

나노소자응용연구소친환경 양자점 발광다이오드의

포지티브 에이징 시간 분해 메커니즘 발견

시간 분해 기반 소자의 전자 전달 층 및 양자점에서의 포지티브 에이징 메커니즘 정밀 분석 -

국제 저명 학술지 ACS Publication 출판 ACS Applied Materials & Interfaces 에 논문 (IF:8.3) 게재 -

 

본교 나노소자응용연구소 연구팀(전자공학과 이현호 교수, 이상신 교수 공동 연구팀 perfluorinated ionomer (PFI) 계면층을 삽입한 양자점 발광다이오드 구조를 제안하여 시간에 따른 포지티브 에이징 메커니즘을 보고하였다.

 

조성윤 연구교수, 윤범희 석박통합과정, 이현호 교수,  

(좌부터조성윤 연구교수윤범희 석박통합과정이현호 교수이상신 교수

 

차세대 디스플레이 소자로 불리는 양자점을 이용한 양자점 발광 다이오드는 높은 색순도저렴한 공정 비용을 기반으로 연구되고 있다하지만 성공적인 상업화를 위해 친환경 양자점의 도입과 발광다이오드 내 전하 주입 메커니즘 분석은 필수적이다.

 

양자점 발광다이오드의 균일 발광 및 발광 특성 향상을 위한 후처리 과정에 대해 여러 연구 결과가 보고되고 있다특히 UV 레진 봉지(encapsulation) 기반 양자점 발광다이오드의 자가 성능 향상 효과(Positive aging)를 통해 발광 특성 및 수명 안정성이 개선되는 특성이 존재한다봉지 과정 후 특정 조건에서 발광 특성 및 소자 안정성이 개선되는 메커니즘에 대한 이해가 필수적이며 본 연구에서는 순차적 포지티브 에이전트(수지 내침윤에 의한 휘도 및 EQE 개선을 이해하기 위한 시간 분해 메커니즘을 규명했다.

 

수지의 침윤을 지연시키는 PFI 계면층을 발광층과 전자전달층전자전달층과 전극 사이에 삽입하여 소자를 구성했으며광전 특성 분석을 통해 수지 침윤에 따른 소자 성능 향상에 대한 시간 분해 메커니즘을 규명했다그 결과 수지 침윤에 의하여 1차적으로 전자전달층의 결함 패시베이션이 일어나며동시에 전자전달층과 전극 사이의 절연층(Al2O3형성하여 전자 주입을 향상시키고 비발광 재결합을 억제하는 것을 확인하였다또한침윤한 수지는 발광효율을 감소시키는 양자점 발광층과 전자수송층 계면의 exiton quenching states를 패시베이션하여 전계발광 효율을 증가시키는 것을 확인하였다.

광운대 나노소자응용연구소 연구팀 이현호 교수는 포지티브 에이징에 대한 시간 분해 메커니즘이 양자점 발광다이오드의 엑시톤 역학에 대한 이해가 필수적인 영역에서 활용되길 기대한다고 소감을 밝혔다.

 

한편이번 연구는 대학중점연구소 및 기본연구2018R1A6A1A03025242, 2022R1F1A1066526 지원을 받아 수행되었고, 연구 결과는 ACS Publication에서 발간하는 국제 저명 학술지인 ACS Applied Material & Interfaces (IF:8.3, JCR 상위 15.6%)에 개재되었다https://doi.org/10.1021/acsami.4c10646

 

 

 포지티브 에이징 시간 분해 메커니즘 분석 예시

포지티브 에이징 시간 분해 메커니즘 분석 예시