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유기 전자소자의 임피던스 분광

전문가 제언: ○ 기존에 사용되던 무기 EL소자(inorganic electro-luminescence device)에서는 주로 GaN, ZnS 및 SiC 등의 결정들이 사용되었으며 이 무기소자들은 견고성이 양호하고 넓은 온도범위에서 이용될 수 있는 장점이 있다. 그러나 높은 구동전압이 필요하고 청색발광에는 효율성이 낮다는 단점이 있다.

○ 반면 유기 EL소자는 유기 박막으로 발광 층과 수송(carrier) 층을 제작한 주입형 소자이다. 유기반도체는 1960년에 들어와 박막 필름 소자(thin film device)에 대한 연구와 더불어 유기박막EL이 발달하였으며 1986년 Kodak에 의해 유기 단일분자 박막소자, 1990년대에 Cambridge 대학에서 유기 고분자 박막 전계 발광 소자가 개발되었다.

○ 미래형 디스플레이 소자인 유기 EL은 통신, 컴퓨터에 관련된 반도체와 디스플레이 등의 소재와 관련기술 개발이 무엇보다 중요하다 할 수 있다. 현재 상용화되고 있는 디스플레이 소자의 성능을 보강하고 천연색 발현 소자로서 그 응용이 기대되는 소자이기 때문이다.

○ 유기 EL소자는 발광에 기여하는 캐리어들이 외부 전극으로부터 주입된다는 점에서 무기반도체와 약간 차이가 있다. 그래서 캐리어 주입형 EL 소자에서는 무엇보다 캐리어 주입과 이동이 용이한 유기 재료가 필요하다. 유기 EL의 적층 구조로는 크게 단층(single layer)과 복층(multi-layer)로 구분할 수 있다.

○ 이글에서는 단일 캐리어 주입모델 측정이론인 임피던스 분광법(IS법)에 의한 유기 EL소자의 측정에 대해 설명하고 있다. IS법은 주파수가 다른 미소교류신호를 이용하여 임피던스를 계측하는 방법이다. 이러한 IS측정법은 유기 EL소자의 물성뿐만 아니라 열화과정도 추정할 수 있다.

○ 즉 유기 EL소자의 부분적인 열화과정과 열화정도를 측정할 수 있는 것으로 되어 있다. 그러므로 이 IS 측정법이 향후 유기 EL소자 개발과 연구에 크게 도움이 될 것으로 기대한다.

저자: Hiroyoshi NAITO
자료유형: 학술정보