A Highly Selective and Self‐Powered Gas Sensor Via Organic Surface Functionalization of p‐Si/n‐ZnO Diodes
Martin HoffmannLeonhard MayrhoferOlga CasalsLorenzo CaccamoFrancisco Hernández-RamírezG. LilienkampWinfried DaumMichael MoselerA. WaagHao ShenJoan Daniel Prades
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Abstract:
Selectivity and low power consumption are major challenges in the development of sophisticated gas sensor devices. A sensor system is presented that unifies selective sensor-gas interactions and energy-harvesting properties, using defined organic-inorganic hybrid materials. Simulations of chemical-binding interactions and the consequent electronic surface modulation give more insight into the complex sensing mechanism of selective gas detection.Keywords:
Surface Modification
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Main concepts about Organic Light Emitting Diodes (OLEDs) are discussed. A short explanation about the basic structure and mechanisms inside an OLED as a photon emission organic device is given and a review of different types of OLEDs is presented; finally an explanation about different basic OLEDs display configurations, including last advances in OLEDs technologies, is shown.
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The development history, structure, working characteristics, methods of getting color display of OLED and its advantages/disadvantages, developing situation and trend have been reviewed. The performances of low molecular OLED and high molecular PLED, OLED and LCD have been compared in detail. Particularly the display principle of OLED was described in detail. Moreover, the structure of passive driving circuit and active driving circuit were summarized, and it is considered that the active driving OLED would be the terminal results. Finally, the development status of OLED both at home and abroad is described.
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유기발광다이오드 (Organic light-emitting diode - OLED)는 차세대 디스플레이와 고체조명 (Solid-state lighting – SSL)의 후보로 최근 각광받고 있다. 특히 저전력, 고효율, 장수명의 백색 OLED를 제작하는 것은 조명용으로의 OLED에서 필수적인 조건이므로 많은 연구그룹들에게 있어서 해결해야 할 중요한 문제로 자리잡고 있다. 수명과 효율을 증가시키고 구동전류를 감소시켜 안정적인 백색 OLED를 구현하기 위한 한 가지 접근방법은 소자 내의 정공주입층 (Hole-injection Layer - HIL)을 최적화하는 방식이다. 본 논문에서는 정공주입층에 초점을 맞추어 연구를 진행하였다. 먼저 단층과 복층 녹색 형광 OLED 소자를 MoO3를 정공주입층으로 도입하여 적층 녹색 OLED소자의 구동과 효율향상을 IVL과 EL 측정을 통하여 확인하였다. 나아가 MoO3 대신 직접 제작한 고분자 정공주입층인 PEDOT:PSS:PFI을 적용하여 효율의 증가를 확인할 수 있었다. 이처럼 향상된 정공주입능력과 효율은 이 고분자 블렌드를 스핀코팅할 때, PFI 층이 표면 쪽으로 자기정렬되어 표면의 일함수를 대폭 증가시키며 전자의 정공주입층으로의 주입을 막아주기 때문으로 해석할 수 있다. 고분자블렌드 정공주입층을 사용하여 제작한 단층과 복층 OLED소자를 비교하였을 때 효율은 약 1.2 ~ 1.4배 증가하는 경향을 보였다. C-V 측정을 통하여 분석한 결과 위쪽 발광층과 아랫쪽 발광층 사이의 전하 불균형에 의한 것으로 나타났다. 이 결과는 고분자 정공주입층의 변화를 통하여 전하균형을 맞춘다면 용액공정을 적층 OLED에 적용할 수 있는 가능성을 보여주었다.
또한, 본 논문에서는 MoO3를 NPB에 도핑하거나 MoO3와 NPB를 반복적으로 증착하는 방식으로 정공주입/정공전달 혼합층을 두꺼운 두께로 적용하여 녹색 형광 OLED를 구현해보았다. MoO3 도핑된 NPB는 균일하게 분산된 MoO3에 의한 층 내부의 결함과 불순물 등으로 인하여 성능의 향상을 확인할 수 없었다. 그러나 MoO3/ NPB의 반복증착을 구현한 소자에서는 두꺼운 층으로 인한 구동전류감소와 MoO3/NPB의 면적 증가에 따른 정공주입향상 등으로 인해 약 1.2배의 효율과 1.3배의 수명증가를 이루어냈다. 이 결과는 정공주입/정공전달 혼합층으로 이루어진 소자구조에서의 장수명 OLED 구현에 대한 가능성을 나타낸다는 점에서 의미 있는 결과이다.
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高性能材料研究使有机发光二极管(Organic light⁃emitting diode,OLED)取得了突飞猛进的发展,但是器件内部生成的光子由于光学损耗无法全部发射到外部空间,从而极大地降低了OLED效率,并阻碍了其在节能照明市场的应用。通过调控光损失区域的波传导,光提取技术能够有效抑制衬底、波导、表面等离子激元等损耗模式,理论上可使效率扩大4倍。具有1.05~2倍扩大效果的光提取技术已被大量报道,但与理论极限仍存在很大差距。为此,本文简要分析了OLED光学损耗模式,综述了近年来高效的、特别是能实现2倍以上扩大效果的光提取技术。
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High-efficiency top-emitting organic light-emitting diodes (OLEDs) with step-doped emission layers are numerically investigated. The simulation results demonstrate that the OLEDs with step-doped emission layers have better electrical performance and higher emitting intensity than those without step-doped design. Compared to conventional OLED devices, step-doped OLEDs with Fabry-Pérot microcavity not only have fixed wavelength but also have narrow emission spectral width. The simulation results suggest that the OLED structure with step-doped design in a Fabry-Pérot microcavity has superior performance and hence is beneficial for the display applications.
Emission intensity
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Various advanced organic light-emitting devices (OLEDs) for enhancing performances of OLED displays, particularly active-matrix OLED displays, are reviewed in this paper. These include top-emitting OLEDs, inverted OLEDs, high-contrast OLEDs, microcavity OLEDs, and their combinations. How these device structures enhance display performances, such as color saturation, brightness or emission efficiency, contrast, and aperture ratio of pixels, etc., are discussed. The critical technical issues and the status of development associated with each device technology are reviewed.
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유기 발광 다이오드(OLED)는 학문 및 산업분야에서 많은 관심을 받아 왔으며, 소자가 갖는 우수한 장점을 바탕으로 모바일 디스플레이뿐만 아니라 대면적 TV, 차세대 굴곡형 디스플레이의 적용이 활발하게 진행되고 있다. 또한 OLED 재료의 연구와 소자제작 기술의 응용 연구 범위를 넓혀가고 있다. 본 논문에서는 이러한 OLED에 대한 기본적인 소자구성 및 원리를 설명하고, 다양한 화학구조를 응용한 OLED 재료를 각각의 용도에 맞게 분류 정리하였다. 이러한 OLED 기술의 개념과 재료의 특성을 체계적으로 분류함으로써 새로운 발광 재료를 연구하고 개발함에 있어서 많은 도움이 되리라고 생각한다. Organic Light Emitting Diodes (OLEDs) have been receiving great attention in academic and industrial fields, and it is being actively applied to mobile display, as well as large area TV and next-generation flexible display due to their excellent advantages. In addition, the scope of research on OLED materials and device fabrication technology is getting expanded. This review discusses the principle and basic composition of OLED and also classifies OLED materials with different chemical structures according to their usages. Systematic classification of OLEDs by technical concept and material characteristics can help developing new emitting materials.
Scope (computer science)
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Inkjet Printing
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