KR100635024B1 - 클로로필을 이용한 전기발광소자의 제작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 클로로필을 이용한 전기발광소자의 제작방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 한 쌍의 전극 사이에 발광층으로서 클로로필 생체물질을 포함시켜 랭뮈어-블로젯 기법으로 제작되는 전기발광소자의 제작방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 전기발광소자는 가볍고 얇으면서 저전압 구동의 디스플레이에 적용이 가능하고, 장기간의 구동 시에도 발광 휘도가 감소되지 않아 내구성이 우수한 장점을 가지고 있다.

클로로필, 전기발광소자

Description

클로로필을 이용한 전기발광소자의 제작방법{Processing Method of Electroluminescent Display containing Chlorophyll Emitting Layer}

도 1은 본 발명에 따른 클로로필을 이용한 전기발광소자의 구성에 관한 구성도이다.

도 2는 클로로필을 이용한 전기발광소자에서 전압인가에 따라 발생된 전류 및 발생된 빛의 광량을 측정한 결과이다.

도 3은 클로로필을 이용한 전기발광소자에서 전압인가에 따라 발생된 광의 발광효율을 측정한 결과이다.

도 4은 제작된 클로로필을 이용한 전기발광소자에서 발광스펙트럼을 측정한 결과이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1. 클로로필 박막 2. 아이티오(ITO)기판

3. 알루미늄 전극 4. 유리기판

본 발명은 클로로필을 이용한 전기발광소자의 제작방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 한 쌍의 전극 사이에 발광층으로서 클로로필 생체물질을 포함시켜 랭뮈어-블로젯 기법으로 제작되는 전기발광소자의 제작방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 전기발광소자는 가볍고 얇으면서 저전압 구동의 디스플레이에 적용이 가능하고, 장기간의 구동 시에도 발광 휘도가 감소되지 않아 내구성이 우수한 장점을 가지고 있다.

흔히 생체물질은 대기 중에서 활성을 잃기 때문에 전기발광소자를 포함한 어떠한 종류의 전자소자로 응용될 수 없다고 믿어왔다. 그러나 생체 내에서 광흡수와 에너지 변환, 전달에 관여하는 클로로필의 경우 대기 중에서도 활성을 오랜 시간 유지할 수 있으며, 또한 랭뮈어-블로젯 박막으로 제작 시 450 nm 파장대의 빛을 방출하기 때문에 청색발광소자로 응용할 수 있다.

현재까지 발표된 어떠한 문헌에서도 생체물질인 클로로필을 발광층으로 적용하여 전기발광소자를 개발한 예는 보고되지 않고 있다.

본 발명은 엽록소에서 광합성작용에 의한 에너지변환에 관여하는 염료물질인 클로로필(chlorophyll)을 발광층으로 도입시켜 제작한 신규의 전기발광소자를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 클로로필 발광층이 도입된 전기발광소자의 제작방법을 제공하는데도 다른 목적이 있다.

본 발명은 한 쌍의 전극 사이에, 클로로필 발광층이 도입되어 있는 전기발광소자를 그 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 아이티오(ITO) 기판 위에 랭뮈어-블로젯 기법으로 클로로필 박막을 제작하고, 그 위에 알루미늄 전극을 진공 증착하여 제작하는 전기발광소자의 제작방법을 또 다른 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 통상의 전기발광소자의 발광층 재료로서 클로로필을 응용 및 적용한 것을 주요 기술로 한다.

도 1은 본 발명의 클로로필을 이용한 전기발광소자의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1에 의하면, 유리기판(4) 표면에 아이티오(ITO) 기판(2)이 박막으로 형성되어 있고, 상기한 아이티오(ITO) 기판(2) 위에 발광층으로서 클로로필 박막층(1)이 형성되어 있고, 상기한 클로로필 발광층 상부에 알루미늄 전극(3)이 형성된 구조를 이루고 있다.

본 발명에 따른 전기발광소자의 제작방법을 그 과정별로 구분하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 따른 전기발광소자의 제작에 사용되는 아이티오(ITO) 기판 과 유리기판은 상업적으로 판매되는 제품을 구입하여 사용할 수 있다. 유리기판 표면에 아이티오(ITO) 박막을 형성하기 위한 방법으로서는 스펏터링 방법이나 이온 플랜팅 방법과 같은 통상의 기술을 이용할 수 있다. 또한, 플라즈마와 같은 적절한 표면처리를 통하여 아이티오(ITO) 기판의 표면특성을 개선시킬 수도 있다.

그런 다음, 상기한 방법으로 형성된 아이티오(ITO) 기판 표면에 발광층으로서 클로로필 박막을 도입한다. 클로로필(chlorophyll)은 모든 종류의 식물세포 및 동물세포에서 추출된 천연물이거나 혹은 인공적으로 합성된 합성물질일 수 있으며, 본 발명에서는 이에 대한 특별한 제약을 두지 않는다. 또한, 본 발명에서의 클로로필 박막은 랭뮈어-블로젯 기법으로 제작한다. 랭뮈어-블로젯 기법으로 박막을 제작하는 경우 수면상의 pH는 7.0±0.5, 대기중의 온도는 25±2 ℃, 클로로필 박막을 제작하기 위한 수면압은 25±2 mN/m의 조건에서 수행하는 것이 바람직하다. 또한 클로로필은 클로로포름에 용해하여 사용하며, 농도는 1 ∼ 5 mM 범위로 한다.

그런 다음, 클로로필 박막 위에 알루미늄 전극을 진공 증착한다. 알루미늄 전극은 일반적으로 적용되는 진공 증착법을 이용한다.

이와 같은 본 발명은 다음의 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명하겠는 바, 본 발명이 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예: 클로로필을 이용한 랭뮈어-블로젯 박막의 제작

(1) 클로로필의 준비

본 실시예에서 사용한 클로로필은 미국 시그마 알드리치(Sigma-Aldrich)사 제품을 사용하였다.

(2) 시료의 준비

아이티오(ITO) 기판은 일반적으로 사용되는 제품을 사용하였다.

(3) 클로로필 랭뮈어-블로젯박막의 제작

클로로필을 1 mM 농도로 클로로포름에 용해시켰다. 클로로필 랭뮈어-블로젯 박막의 제작은 영국 니마-테크놀러지(Nima-technology)사의 랭뮈어-블로젯 트러프(Trough, Circular Type 2200)를 이용하며, 또한 일반적으로 적용되는 랭뮈어-블로젯 기법을 따랐다. 클로로필 랭뮈어-블로젯 박막을 제작하기 위해 수면의 pH는 7.0, 대기중의 온도는 25 ℃를 유지하였다. 클로로필 랭뮈어-블로젯 박막은 수면의 표면압이 25 mN/m 일 때 적층을 시작하여 25층(Layer)을 만들었다.

(4) 알루미늄 전극 증착

제작된 클로로필 랭뮈어-블로젯 박막(25층)의 상부에 알루미늄 전극을 진공 증착(10^-5~6 torr)하여 제작하였다. 이때 알루미늄 전극의 두께는 약 100 nm 정도이었다.

실험예: 클로로필 전기발광소자의 전기발광 확인

전류-전압 특성 측정 장비와 발광특성 측정 장비를 이용하여 상기 실시예의 방법으로 제작된 클로로필 전기발광소자의 전압인가에 따라 발생된 전류 및 광량을 측정하였다(도 2 참조). 측정결과 클로로필을 이용한 전기발광소자의 최소 구동전압은 약 8.0 V 이었으며, 또한 20 V의 외부전압 인가시 약 28 mA의 전류가 발생하는 것을 관찰하였다. 20 V의 외부전압 인가 시 발생하는 빛의 광량은 0.8 μW로 측정되었다.

제작된 클로로필 전기발광소자에 외부전압 인가 시 발생하는 빛의 발광효율을 측정하였다(도 3 참조). 측정결과 클로로필을 이용한 전기발광소자의 발광은 외부전압 10V 이상에서 관측되기 시작했으며, 외부전압 18 V 인가 시 최대 약 0.16×10^-3(%)로 측정되었다.

그리고,클로로필을 이용한 전기발광소자의 발광 스펙트럼을 측정하였다(도 4 참조). 측정결과 클로로필을 이용한 전기발광소자는 약 460 nm 부근에서 강한 청색을 발광하는 것을 알 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 클로로필이 적용된 전기발광소자는 청색 발광소자로 응용이 가능하다는 것을 알 수 있다. 특히, 본 발명의 클로로필을 이용한 전기발광소자는 가볍고 얇으면서 저전압 구동의 디스플레이에 적용 가능하며, 또한 장기간의 구동에 의해서도 발광 휘도가 감소하지 않아 내구성 이 우수하다.

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 한 쌍의 전극 사이에 유기 발광층이 도입되어 있는 유기 전기발광소자를 제작하는 방법에 있어서,

   수면상의 pH는 7.0±0.5, 대기중의 온도는 25±2 ℃, 박막을 제작하기 위한 수면압은 25±2 mN/m의 조건에서 랭뮈어-블로젯 기법으로 아이티오(ITO) 기판 위에 클로로필 박막을 제작하고, 그 위에 알루미늄 전극을 진공 증착하여 제작하는 것을 특징으로 하는 청색 발광하는 전기발광소자의 제작방법.

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