| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2021년 가을 (11/24 ~ 11/26, 경주 라한호텔) |
| 권호 | 27권 2호 |
| 발표분야 | F. 광기능/디스플레이 재료 분과 |
| 제목 | Pt 나노 입자를 적용한 CuO 나노 막대의 전기화학 발광소자 (Properties of electrochemiluminescence light-emitting devices by applying Pt nanoparticles to CuO nanorods) |
| 초록 | 최근 차세대 디스플레이 물질에 대한 연구가 진행되면서 electro-chemiluminescence (ECL) 현상 기반 발광소자가 새로운 형태의 디스플레이로 많은 관심을 받고 있다. ECL 기반 발광소자는 마주보는 양 전극 사이에서 단일 ECL 발광층이 전기화학적으로 산화/환원반응을 통해 발광하는 소자이다. ECL 기반 발광소자는 기존의 유기 발광 다이오드 대비 저비용 용액 공정, 간단한 구조, 수분에 대한 안정성 등의 장점이 있으며, 최근에는 고분자 및 전해질 도입을 통해 ion-gel 형태의 ECL 발광 소자에 대한 연구가 보고되고 있다. 하지만 ion-gel 기반 ECL 발광소자의 상용화를 위해서는 여전히 발광 효율과 세기에 대한 개선이 필요하다. 본 연구에서는 ion-gel 기반 ECL 발광소자의 발광 효율을 향상시키기 위해 용액 공정 기반 금속 이온 환원법을 이용하여 합성한 Pt 나노 입자 (platinum nanoparticle, Pt NP)를 전기화학적 촉매 물질로 사용하였다. Pt NP는 luminophore와 전극 간의 흡착 표면적을 증가시키고 전자 전달의 매개체로 이용되어 산화/환원 과정을 촉진시키는 효과가 있다. 또한 Pt NP와 luminophore의 흡착 면적을 극대화하기 위해 fluorine doped tin oxide (FTO) 기판 위에 수열 합성법을 통해 CuO 나노 막대 (copper oxide nanorod, CuO NR)를 성장시키고, spin coating 공정을 통해 CuO NR에 Pt NP를 균일하게 부착하였다. 이렇게 제작된 전극을 적용한 ion-gel 기반 ECL 발광소자는 기존의 FTO 전극만 사용한 발광 소자와 비교하여 적색, 녹색, 청색에서 모두 구동 전압이 1 VPP 이상 감소하였으며 발광 세기가 향상되는 것을 확인하였다. CuO NR에 부착된 Pt NP의 표면 특성은 scanning-electron microscope (SEM)과 transmission-electron microscope (TEM)을 이용하여 분석하였고, potentiostat을 활용한 cyclic voltammetry (CV) 측정을 통해 산화/환원 전위를 측정 및 비교하여 ion-gel 기반 ECL 발광소자의 전기화학적 특성을 확인하였다. 또한, 기존 박막 전극에 제작한 ECL 발광소자와 비교하여 Pt NP를 CuO NR에 적용한 전극을 사용하여 제작한 ECL 발광소자의 향상된 광학적 특성을 electroluminescence (EL) 측정을 통해 평가하였다. |
| 저자 | 정재윤, 오주원, 명재민 |
| 소속 | 연세대 |
| 키워드 | electro-chemiluminescence; ion gel; platinum nanoparticle; Copper oxide nanorod; light-emitting device |
