적색과 녹색 유기발광소자 보다 청색 유기발광소자는 상대적으로 발광 효율이 낮고 색 순도가 낮으며 수명이 짧은 이유로 유기발광소자를 이용한 전색 디스플레이 패널 구현에 많은 어려움이 있다. 이 문제를 해결하기 위하여 청색 유기발광 소자의 발광 효율을 향상하기 위한 방법으로 기존의 제작되는 불순물이 첨가된 단일 발광 호스트층을 이용한 유기발광소자와는 다르게 불순물이 첨가된 혼합된 발광 호스트층으로 구성된 발광 기능층을 가진 유기발광소자의 전기적 성질과 광학적 성질에 대한 연구를 하였다. 본 연구에서는 1.3-Bis(carbazol-9-yl)benzene 인광 호스트 유기화합물과 5%의 3-Tert-butyl-9,10-di(naphtha-2-yl)anthracene 형광 호스트 유기화합물을 혼합된 발광 기능층으로 적용하고 8%의 bis(3,5-difluoro-2-(2-pyridyl)phenyl-(2-carboxypyridyl-l) iridiumIII 인광 불순물을 첨가한 청색 유기발광소자와 5%의 4,4'-Bis[4-(diphenylamino)styryl] biphenyl (BDAVBi) 형광 불순물을 첨가한 청색 유기발광소자를 제작하여 전기적 성질과 광학적 성질을 비교하였다. 형광 불순물인 BDAVBi를 첨가하여 제작된 청색 유기발광소자는 전류밀도 $20\;mA/cm^2$에서 5.78 cd/A의 발광 효율을 구현하였다. 대역폭이 큰 인광 호스트 물질에서 형성된 엑시톤이 효율적으로 대역폭이 상대적으로 작은 형광 호스트로의 에너지 전달이 일어나고 형광 호스트에서 형성된 엑시톤이 대역폭이 더 작은 형광 불순물로의 에너지 전달이 효율적으로 전달 됨을 알 수 있다. 인광 호스트에서 형성된 엑시톤이 중간 과정을 거치지 않고 바로 형광 불순물로의 에너지 전달이 형성되어 주입된 캐리어가 기존의 소자보다 에너지 전달 과정을 거쳐 다수의 엑시톤이 소멸하지 않고 발광에 기여하여 상대적으로 전류가 작게 흐르고 다량의 엑시톤이 외부로 추출되어 효율이 증가하였다. 전계 발광 스펙트럼 분석에서 메인 피크가 467 nm 영역에서 형성되지만 불순물에 의한 부 피크가 491 nm 영역에서 형성되어 시각계 곡선과 중첩되는 영역을 추가로 형성하여 효율이 증가하게 되는 것을 알 수 있었다. 그러므로 불순물이 첨가된 혼합된 호스트 발광층을 적용한 유기발광소자는 높은 발광 효율을 가지는 청색 유기발 광소자 디스플레이 패널 제작 가능성을 제공하고 있다.
광집적회로의 등장으로 그 설계에 있어서 다양한 구조의 광배선은 필수적 요소가 되었다. 일반적으로 전기적 배선 및 소자간에 전자기파의 간섭으로 인해 신호의 왜곡이 야기될 뿐 아니라 기생정전효과 등에 의해 소자 시간지연이 유발되듯이, 광 집적회로에서도 광배선간 감쇄필드의 겹침으로 인해 원하지 않는 광결합이 발생하게 된다. 이러한 광집적회로내에서의 이러한 불필요한 광결합을 줄이기 위해서 곡선형 구조의 광배선들이 이용되며 대부분의 경우 이러한 곡선형 도파로 부분의 광결합은 무시된다. (중략)
진공 환경 및 가스에 함유된 미량의 수증기를 정량적으로 분석할 수 있는 계측기는 각종 산업 분야에서 그 필요성이 절실하다. 몇 가지 예를 들면 다음과 같다. 전구 속에 함유된 수증기로 인해 야기되는 텅스텐 필라멘트의 산화현상은 전구의 수명을 현저히 감소시킨다. 밀봉된 금속 전기소자 표면에 흡착된 수증기를 통해 누전 현상이 발생함으로써 소자가 비정상적으로 동작될 우려가 있다. 반도체 산업분야에서는 1 ppb의 수증기가 64 Mb DRAM 제조에 영향을 줄 수 있다는 것이 보고된 바 있다. (중략)
일반적으로 유기전자소자의 제작에 있어서 Indium tin oxide (ITO)는 뛰어난 전기 광학적 특성을 바탕으로 가장 보편적으로 사용되는 투명전극이다. 특히 유기태양전지(Organic Photovoltaic, OPV)나 유기발광디스플레이(Organic Light Emitting Device)는 ITO 위에 PEDOT:PSS 층을 형성하여 HOMO, LUMO를 조절하고 효율을 향상시키는 역할을 수행하고 있다. 특히 ITO 위의 PEDOT:PSS는 사용되는 용제의 종류나 첨가제 등에 따라 특성이 크게 영향을 받는다. 이때 PEDOT:PSS는 일반적으로 강산성을 띄게 됨으로써 유기전자소자의 장시간 안정성을 저하시키는 원인으로 작용한다. 본 연구에서는 각각 다른 pH level을 가진 PEDOT:PSS의 시간 경과에 따라 투과도와 면저항을 측정하고 각각의 PEDOT을 사용하여 유기태양전지 소자를 제작하였다. 소자제작 30일 경과 후 소자의 효율이 감소하기는 하였으나 그 변화가 일반적으로 사용되는 pH 2의 감소보다 현저히 적었음을 알 수 있다. 이러한 pH 변화가 이를 적용한 투명전극 필름의 전기 광학적 특성인 투과도 면저항 등에는 영항을 거의 미치지 않으면서도 OPV의 효율 변화에는 큰 차이를 보이는 것을 알 수 있다.
휴대용 통신기기의 발달로 인해 실내 및 실외 환경에서 높은 성능을 발휘하는 LCD 소자가 요구되고 있다. 후면광원을 사용하는 투과형 LCD는 실내 혹은 어두운 곳에서 높은 휘도와 명암대비비를 가지는 반면 실외나 밝은 곳에서는 높은 휘도 및 명암대비비를 보일 수 없다. 그에 반해 반사형 LCD는 주변광을 광원으로 사용하므로 실외 혹은 밝은 곳에서의 전기광학 특성이 양호한 장점이 있지만 실내 및 어두운 곳에서의 사용이 제한된다. (중략)
소자가 발광하는 형태를 가지며 매우 작은 크기의 광원인 LED는 특유의 형태 때문에 자체의 발광특성을 점광원으로 가정하여 부가적인 광학제품들이 설계되어 왔다. 하지만, 실제적인 설계에서는 이러한 점광원으로의 가정에서 오차를 불러일으킬 수 있으며, 세밀한 제어를 요구하는 조명시스템의 제어에서는 작은 오차라 해도 큰 에러를 발생시킬 수 있다. 따라서 본 논문에서는 점광원이 아닌 실제적인 부피를 지니는 광원으로서의 LED를 분석하여 그에 대한 2차적인 광학 시스템의 설계법을 제시하고자한다.
광섬유 가변 감쇠기는 광증폭기, add/drop 모듈, Mux/Demux, 광송수신기 등 중요한 광통신 시스템의 입력 및 출력 광신호 레벨을 적절하게 제어하기 위해 요구되는 중요한 소자이다. 가변 감쇠기는 높은 신뢰성, 높은 해상도, 작은 삽입손실, 낮은 편광 및 파장 의존성 손실 등이 요구되어 진다. 가변 광감쇠기는 평면 기판에 형성된 도파로 의 열광학 효과나 전기광학 효과를 이용하는 기법과 MEMS 기술에 기초한 방법이 잘 알려져 있다. (중략)
전자재료라 총칭하는 재료의 종류는 셀 수 없을 정도로 많다. 대표적인 전자재료로는 반도체재료를 들 수 있으며 다음으로는 전기광학 소자의 재료로 쓰이는 여러가지 광학용 단결정, 그리고 저항이나 축전지 등의 제조에 사용되는 여러가지 재료들도 이에 포함된다. 이러한 전자재료의 특성을 평가하는 방법도 여러가지 있겠으나 여기에서는 그 범위를 임의로 반도체레이저의 제조에 사용되는 화합물반도체에 국한시켜 각 공정별로 이떠한 평가방법이 사용되는지, 그리고 각각의 특성평가 방법에 대하여 간략하게 알아보기로 한다.
광굴절 물질은 광학적 위상공액 및 신호처리, 홀로그램 기록소자 및 광정보처리를 포함한 다양한 분야에 응용되고 있다. 또한 광굴절 결정의 광굴절 특성도 실험 및 이론적으로 활발하게 연구되고 있다. 그리고 본 연구에서 사용한 BaTiO$_3$ 결정은 외부에서 인가하는 전기장 없이도 매우 높은 전기광학계수(electrooptic coefficient)를 가지고 있어서 다양한 응용이 기대되는 광굴절 매질이다. 광굴절 결합계수를 측정하게 될 때, BaTiO$_3$ 결정에서의 두 빔의 결합에 대한 이득(gain)의 변화는 물질의 외부적인 특성, 즉 전기광학 텐서와 트랩의 농도 등에 의존할 뿐만 아니라, 외부적으로 조정될 수 있는 변수들, 예를 들면 매질에 입사되는 두 빔사이의 각도, 매질의 광축과 격자벡터 사이의 각도, 그리고 입사된 두 빔의 세기의 비 등에 의존하게 된다. (중략)
최근의 디스플레이 시장에서는 고효율 저전력, 자발광 소자인 OLED가 차세대 디스플레이 시장의 블루칩으로써 연구되고 개선되어 왔다. 고효율, 고휘도 구현이 가능한 OLED 소자는 초기 발광 시 수명감소, 저전류 구동 효율 개선 및 소자의 유기 재료 개선의 문제점에 직면해 있기 때문에 많은 가능성을 아직 현실화 하지 못하고 있다. 본 연구에서는 전기적 스트레스를 가한 OLED 소자의 전기적, 광학적 성질을 측정함으로써 열화에 따른 소자의 특성 변화를 확인하여 문제점을 개선하는데 기여하고자 한다. $2{\times}2$ inch Glass에 $2{\times}2$ mm 크기의 발광면적을 갖는 Red OLED 소자를 제작한 후 Source Measure Unit을 이용, 8 V의 과전압을 72시간 동안 인가하여 소자의 열화현상을 가속시켰다. 이후 I-V-L 장비를 이용하여 전기적 특성 및 휘도 특성을 측정하였다. 측정된 결과는 휘도가 8 V에서 10,620 cd/$m^2$ > 9,849 cd/$m^2$ (약 7.2% 감소)로 변화한 것을 확인 하였으며, 휘도 효율과 전력 효율을 측정해본 결과 8 V 에서의 소비전력 효율 역시 16%에서 > 15%로(약 1%감소) 변화하였으나 안정적으로 발광이 유지되는 3 V~6 V 구간에서는 효율이 약 13%가 감소하였다. 또한 휘도 효율은 8 V 기준으로 1% , 3 V~6 V 구간에서는 약 8% 감소하였다. 본 연구 결과를 통하여 OLED 소자의 열화 현상은 소자의 휘도 감소뿐만 아니라 소비전력증가, 열화현상의 촉진으로 이어지는 것으로 확인 되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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