[논문]배면 유기 발광 소자의 각도에 따른 발광 패턴

목랑균; 주현우; 한원근; 송민종; 김태완

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목랑균 (홍익대학교) , 주현우 (홍익대학교) , 한원근 (홍익대학교) , 송민종 (광주보건대학) , 김태완 (홍익대학교)

각도에 따른 배면 유기 발광 소자의 발광 패턴에 대해서 연구하였다. 소자 내에서 발광한 빛은 등방성으로 퍼져 나가고 굴절률이 n인 매질과 공기의 계면에서 굴절하게 된다. 소자 내에서 굴절되어 퍼져 나온 빛의 각도에 따른 빛의 세기를 측정하였다. 또한 배면 유기 발광 소자에서의 시야각을 $10^{\circ},\;20^{\circ},\;30^{\circ},\;40^{\circ},\;50^{\circ},\;6^{\circ}$로 변화시켜 각도에 따른 발광 패턴을 알 수 있었다. 소자 내에서 발광한 빛이 소자 밖으로 퍼져 나올 때의 발광 패턴을 편광판을 이용하여 $0^{\circ}$와 $90^{\circ}$로 변화시켜 실험하였다. 소자의 구조는 ITO(170nm)/TPD(40nm)/$Alq_3$(60nm)/LiF(0.5nm)/Al(100nm)으로 하고, 유기물층과 음전극은 $2{\times}10^{-5}$Torr에서 증착하였다. 유기물의 증착 조건은 $2{\times}10^{-5}$torr의 진공도에서 $1.5{\sim}2.0{\AA}/s$ 속도로 열 증착하였다. 전극의 증착 조건은 $2{\times}10^{-5}$torr의 진공도에서 $1.5{\sim}2.0{\AA}/s$ 속도로 열 증착하였다. 발광 면적은 $3mm{\times}5mm$이다. 소자의 각도에 따른 발광 스펙트럼 측정은 USB-2000을 사용하였다. 소자 밖으로 나오는 편광되어진 빛을 측정하기 위하여 편광판을 사용하여 측정하였다.

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문제 정의

본 실험에서는 소자에서 나오는 빛의 발광 패턴을 연구하였다. 소자의 구조는 ITO( 170nm)/TPD(40nm)/Alq3(60nm)/ LiF(0.
본 연구에서는 배면 발광 유기 소자에서 소자 밖으로 나오는 빛을 편광판을 사용하여, 측정하였다. 먼저 실험을 통하여 배면 발광 소자를 이용하여 시야각에 따라 발광 세기를 측정한 결과, 각도가 증가함에 따라 세기가 감소하는 것을 볼 수 있었다.
Friend 그룹은 배면 유기 발광 소자에서 굴절륢을 고려하여 발광 스펙트럼을 문석하고, 시야각에 따른 발광 스펙트럼을 연구하였다[4]. 우리는 유기 발광 소자에서 나오는 편광되어진 빛에 대해서 연구하였다.

제안 방법

설치한 소자에 외부의 빛이 들어가지 않도록 하고 발광면이 중심에 오는지를 확인한다. 발광 면적이 3mmx5mm인 소자가 lOOcd/n?의 빛을 발광하고 있는 동안에, 시야각을 좌우로 10°, 20°, 30°, 40°, 50°, 60。로 변화시키면서 빛의 세기롤 측정하였다. 또한 소자와 검광기 사이에 편광판을 두고 편광판의 각도를 0°와 90。로 변화를 주어 측정하였다.
그림 4는 편광판 각도에 따른 정면에서의 배면 발광 소자의 전기 발광 스펙트럼을 비교하였다. 측정한 파장 대역은 400nm~700nm 이며, 여기서 Bare는 편광판을 설치하지 않은 상태에서의 소자의 정면에서 나오는 빛의 세기이며, 0。와 90°은 편광판의 각도를 각도를 0。와 90。로 변화시키면서 빛의 세기릅 측정하였다. 편광판을 설치함으로써 Ba代의 빛의 세기인 lOOod/m?보다 반으로 줕어든 500由1수였으며, 0。와 90。를 비교하였을 때는, 빛의 세기:^ 0。일 패보다 90°일 패 더 적게 나왔다.
0 A/s 속도로 열 증착하였다, 소자의 시야각에 따른 발광 스펙트럼을 축정하기 위해 회전 장치의 중심에 소자를 위치시킨다. 설치한 소자에 외부의 빛이 들어가지 않도록 하고 발광면이 중심에 오는지를 확인한다. 발광 면적이 3mmx5mm인 소자가 lOOcd/n?의 빛을 발광하고 있는 동안에, 시야각을 좌우로 10°, 20°, 30°, 40°, 50°, 60。로 변화시키면서 빛의 세기롤 측정하였다.
그림 2와 3은 배면 유기 발광 소자에서 편광판을 사용하여 시야각에 따라 발광 세기쁠 측정한 결과이다. 측정한 파장 대역은 400nm~700nm이며, 편광판을 설치한 후소자 정면의 빛의 세기를 0。를 기준으로 좌우로 소자의 면을 10。씩 회전시키면서 최대 60°까지 측정하였다. 편광판은 0°, 90。로 변화를 주어 측정하였다.

이론/모형

또한 소자와 검광기 사이에 편광판을 두고 편광판의 각도를 0°와 90。로 변화를 주어 측정하였다. 소자의 각도에 따른 발광 스펙트럼 측정은 Ocean Optics USB 2000을 사용하였다.

성능/효과

빛을 편광판을 사용하여, 측정하였다. 먼저 실험을 통하여 배면 발광 소자를 이용하여 시야각에 따라 발광 세기를 측정한 결과, 각도가 증가함에 따라 세기가 감소하는 것을 볼 수 있었다. 이것은 배연 유기 발광 소자가 Lambertian 발광을 하기 때문에 검광기와 소자와의 각도가 커짐에 따라서 검광기가 측정하는 빛의 세기는 줄어들게 된다.
씩 회전시키면서 측정하였다. 시야각에 따라 발광 세기를 측정한 결과, 각도가 증가함에 따라 세기가 감소하는 것을 볼 수 있었다. 이것은 배면 유기 발광 소자가 Lambertian 발광을 하기 해문에 검광기와 소자와의 각도가 커짐에 따라서 검광기가 측정하는 빛의 세기 1.

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