| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2021년 가을 (11/24 ~ 11/26, 경주 라한호텔) |
| 권호 | 27권 2호 |
| 발표분야 | F. 광기능/디스플레이 재료 분과 |
| 제목 | Pd 나노 입자를 적용한 TiO2 나노막대의 전기화학 발광소자 |
| 초록 | 최근 유연 발광 소자의 구현을 위해 electrochemiluminescence (ECL) 반응 현상에 기반한 발광 소자의 연구가 주목을 받고 있다. ECL 반응 기반 발광 소자는 서로 마주한 양 전극 사이에 위치한 ECL 발광층내 발광단이 전기화학반응인 산화/환원 반응을 통해 발광하는 소자이다. 이러한 ECL 반응 기반 발광 소자는 기존 deformable display로 사용되는 유기 발광 다이오드에 비해 양 전극과 단일 발광층만 존재하는 간단한 구조 및 저비용의 용액공정과 수분 안정성을 지녀 대면적 및 유연 발광 소자 구현에 유리하다. 하지만 ECL 기반 발광 소자는 낮은 발광 효율과 세기로 인해 상용화 되기에는 어려움이 있다. 본 연구에서는 이러한 ECL 기반 발광 소자가 지닌 발광 효율과 세기 문제를 개선하기 위해 palladium (Pd) 나노입자를 전기화학적 촉매로 도입하였다. Pd 나노입자는 입자의 형상과 크기조절이 용이하며, 전자 전달공정을 향상시키는 전기화학 촉매로 널리 사용되고 있다. 또한 전극의 표면적을 극대화하고 나노입자가 부착될 수 있는 면적을 확대하기 위해, 한쪽 fluorine doped tin oxide (FTO) 전극에 titanium dioxide (TiO2) 나노 막대를 성장시켰다. 나노입자를 나노 막대에 부착하는 공정으로는 대면적에 유리하며, 나노 입자를 균일하게 부착시킬 수 있는 spray coating 공정을 이용하였다. 이렇게 제작된 전극을 적용한 ruthenium (Ru) 기반 적색 ion-gel ECL 발광 소자의 경우, 기존 FTO 박막 전극으로 제작된 적색 ECL 발광 소자 대비 발광 세기가 향상되었으며, 구동 전압이 획기적으로 낮아지는것을 electroluminescence (EL) 과 luminance를 통해 확인할 수 있었다. 또한 iridium (Ir) 기반 녹색 그리고 9,10-Diphenylanthracene (DPA) 기반 청색 ECL 발광 소자에서도 위와 같은 결과가 동일하게 나타남을 확인하여, Pd 나노입자가 부착된 산화티타늄 나노 막대 전극이 전기화학적 반응을 촉진시킬 수 있음을 확인하였다. TiO2 나노 막대에 부착된 Pd 나노입자의 표면 특성은 scanning-electron microscope (SEM) 와 transmission-electron microscope (TEM) 을 이용하여 분석하였고, ion-gel ECL 발광 소자는 potentiostat을 활용한 cyclic voltammetry (CV) 측정을 통해 산화/환원 전위를 분석하였으며, electroluminescence (EL) 측정을 통해 광학적 특성을 평가하였다. |
| 저자 | 오주원, 정재윤, 명재민 |
| 소속 | 연세대 |
| 키워드 | electro-chemiluminescence; light-emitting device; ion gel; palladium nanoparticle; titanium dioxide nanorod |
