학술논문

코플라나 전극을 이용한 전기화학 발광소자 연구 / Investigation of Electrochemiluminescence Devices Using Coplanar Electrodes
Document Type
Dissertation/ Thesis
Source
Subject
전기화학 발광소자
코플라나 구조
플로팅 전극; Electrochemiluminescence
Coplanar electrode
Floating electrode
Language
Korean
Abstract
기존의 대부분의 전기화학 발광소자의 구조인 구동 전극-발광층-구동 전극 의 3중층 구조로 발광소자를 제작하기 위해서는 발광층에서 발생한 빛을 방출 하기 위해 적어도 하나의 투명 구동 전극을 사용해야 한다. 하지만 투명 전극 의 경우 낮은 전기화학적 구동 안정성을 가지고 있다는 한계가 있으며, 유연 소자로의 응용에서도 소재의 한계를 마주하고 있다. 구조의 변화를 통해 안정성 한계를 보완하고자 구동 전극으로 금 등의 안정 적인 금속을 사용한 전기화학 발광소자가 제시되었으며, 하나의 기판에 금속 전극을 평행하게 증착한 코플라나 전극에 넓은 전계 형성을 위해 전원에 연결 되지 않은 투명 전극인 플로팅 전극을 도입하여 발광 면적의 증가를 야기한 전기화학 발광소자도 연구됐다. 그러나 여전히 투명 전극을 필요로 한다는 점에서의 안정성 개선 가능성이 있고, 투명 전극의 재료적 한계로 유연 소자로 의 접근은 어렵다. 해당 논문에서는 투명 전극 없이, 코플라나 전극-발광층의 오직 두 개의 층으로 구성된 전기화학 발광소자에서 발광층의 높이 및 전극 너비 변화에 따른 발광 면적 변화를 통한 전기화학 발광소자의 안정성 한계 극복 및 유연소자로 의 접근을 제안하고 있으며, 해당 현상이 발생한 원인에 대한 분석을 컴솔 시뮬레이션, 발광 특성, 임피던스 데이터를 통해 설명하고 있다.
In the case of most existing electrochemical luminescent devices, they adopt a three-layer structure of driving electrode - luminescent layer - driving electrode to generate light. To produce such luminescent devices, at least one transparent driving electrode is required to emit the light generated in the luminescent layer. However, transparent electrodes have limitations in terms of low electrochemical stability and face material limitations when applied to flexible devices.To address these limitations, electrochemical luminescent devices using stable metals such as gold as the driving electrode have been proposed. Additionally, research has explored electrochemical luminescent devices with a coplanar electrode structure, where a floating electrode, which is not connected to the power source, is introduced alongside a metal electrode deposited in parallel on a single substrate to create a wide electric field, resulting in an increase in the luminescent area. However, these approaches still require transparent electrodes, which pose stability improvement challenges, and the material limitations of transparent electrodes make it difficult for them to be applied to flexible devices.This paper proposes an approach in which electrochemical luminescent devices with only two layers, consisting of a coplanar electrode and a luminescent layer, are used without transparent electrodes. It explores the changes in luminescent area due to variations in the height of the luminescent layer and electrode width and suggests a method to overcome the stability limits of electrochemical luminescent devices while enabling their application in flexible devices. The paper provides an analysis of the underlying causes of this phenomenon through computational simulations, luminescent characteristics, and impedance data.