고분자 특성분석 지상강좌 324 Polymer Science and Technology Vol. 27, No. 4, August 2016 박성민 2010 동의대학교 나노공학과 (학사) 2012 부산대학교 인지메카트로닉스 공학과 (석사) 2013-현재 고려대학교 화학과, KIST 학연 (박사과정) 윤재훈 2014 건국대학교 특성화학부 (학사) 2015-현재 UST 나노재료공학과 (석박통합과정) 손해정 2000 성균관대학교 화학과 (학사) 2002 KAIST 화학과 (석사) 2004 삼성종합기술원 연구원 2011 Department of Chemistry, The University of Chicago (박사) 2012 Department of Chemistry, The University of Chicago (Post-Doc.) 2012-현재 KIST 광전하이브리드 센터 선임연구원 전자소자 응용을 위한 공액 고분자의 전하 이동도 분석 Measurements of Charge Carrier Mobility of Conjugated Polymers for Electronic Device Application 박성민 1 , 윤재훈 1,2 , 손해정 1,2 | Sungmin Park 1 ㆍJae Hoon Yun 1,2 ㆍHae Jung Son 1,2 1 Photoelectronic Hybrid Research Center, Korea Institute of Science and Technology, 5, Hwarang-ro 14-gil, Seongbuk-gu, Seoul 02792, Korea 2 Department of Nanomaterials Science and Engineering, University of Science and Technology (UST), 217, Gajeong-ro, Yuseong-gu, Daejeon 34113, Korea E-mail: [email protected]1. 서론 유기 공액 고분자는 용액 공정을 통해 낮은 가격으로 대면적 응용이 가능하다는 장점으로 유기발광소자 (OLED), 유기태양전지(OPV), 유기박막트랜지스터(OTFT)등과 같은 다양한 전자소자에 사용되어 왔다. 이와 같은 전자 소자에서 공액 고분자의 높은 전하 이동도는 매우 중요하다. 유기 공액 고분자의 전하 이동도는 이방성(anisotropy)인 특징을 보임으로 기판과 수직한 방향으로의 전하 이동이 주가 되는 OLED, OPV소자와 기판과 평행한 방향으로의 전하 이동이 주가 되는 OTFT로 측정한 전하 이동도를 혼용하기 에는 무리가 있다. 일반적으로 공액 고분자는 π 오비탈 방향의 전하 이동도가 다른 방향에 비해 높다고 알려져 있다. 1 따라서, 그림 1에서 나타낸 바와 같이, 기판에 평행한 방향의 전하 이동도를 고려하 는 OTFT의 경우, 모서리로 서있는(edge-on) 형태의 배향이 높은 전하 이동도를 보인다. 반면 기판에 수직한 방 향의 전하이동도를 고려하는 OLED 및 OPV에서는 엎어져있는(face-on) 형태의 배향이 높은 전하 이동도를 보 일 수 있다. OPV를 비롯한 샌드위치 형태의 소자는 기판에 수직한 방향의 전하 이동도가 소자의 성능과 깊은 연관성을 가지므로 이에 대한 분석이 필수적이다. 이 방향의 전하 이동도는 time-of-flight(TOF), charge extraction by linearly increasing voltage(CELIV), space-charge-limited-current(SCLC) 분석 등을 통해서 측정할 수 있다.
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전자소자 응용을 위한 공액 고분자의 전하 이동도 - CHERIC · 2016-09-05 · 특성으로 인한 사각형 모양의 전류 계단 (current step)인 j0 가 보여진다.
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고분자 특성분석 지상강좌
324 Polymer Science and Technology Vol. 27, No. 4, August 2016
박성민2010 동의대학교 나노공학과 (학사)2012 부산대학교 인지메카트로닉스
공학과 (석사)2013-현재 고려대학교 화학과, KIST 학연
(박사과정)
윤재훈2014 건국대학교 특성화학부 (학사)2015-현재 UST 나노재료공학과
(석박통합과정)
손해정2000 성균관대학교 화학과 (학사)2002 KAIST 화학과 (석사)2004 삼성종합기술원 연구원2011 Department of Chemistry, The University of Chicago (박사)2012 Department of Chemistry, The University of Chicago (Post-Doc.)2012-현재 KIST 광전하이브리드 센터 선임연구원
전자소자 응용을 위한
공액 고분자의 전하 이동도 분석
Measurements of Charge Carrier Mobility of Conjugated Polymers for Electronic Device Application
326 Polymer Science and Technology Vol. 27, No. 4, August 2016
그림 4. (a) 임의의 시간에 전하가 추출되는 과정과 두 전극 사이에 위치하는활성 층의 밴드 다이어그램을 나타냄. 0≤ x ≤ l(t)는 모든 전자가 추출된구간. (b) 인가 전압 그래프, 그리고 (c) 이에 따른 전류 그래프. 전압 펄스가가해지면서 초기에 정전용량 변위 전류(capacitive displacement current: j0)가 생성된 이후에 전하 수송에 의해서 생성되는 전도성 전류(Δj )가 나타나게 된다.9
1. H. Sirringhaus, P. J. Brown, R. H. Friend, M. M. Nielsen, K. Bechgaard, B. M. W. Langeveld-Voss, A. J. H. Spiering, R. A. J. Janssen, E. W. Meijer, P. Herwig, and D. M. de Leeuw, Nature, 401, 685 (1999).
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