수소 플라즈마 방출광 조사에 의한 OLED 소자용 PEDOT : PSS 박막의 구조적/전기적 특성 변화 연구 = Study on the Modification of Structural and Electrical Properties of PEDOT:PSS Thin Films for OLED Devices under Hydrogen Plasma Emission Irradiation

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

PEDOT:PSS is a widely used hole transport layer (HTL) in organic light-emitting diode (OLED) devices, where lowering the energy barrier with the indium tin oxide (ITO) substrate is critical for enhancing hole injection efficiency. This study examines the wavelength-dependent effects of hydrogen plasma emission, with emphasis on vacuum ultraviolet (VUV) photons, on PEDOT:PSS thin films. Photon irradiation was conducted across the visible (VIS), ultraviolet (UV), and VUV spectral regions, as well as under direct plasma exposure. VUV treatment induced a 0.25 eV shift in work function and a 23% reduction in sheet resistance, while direct hydrogen plasma exposure caused over 50% film removal. Surface and structural analyses using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), ultraviolet photoelectron spectroscopy (UPS), Raman spectroscopy, and scanning electron microscopy (SEM) revealed PSS degradation and a PEDOT structural transition from the benzoid to quinoid form, enhancing inter-chain connectivity and electrical conductivity. These effects are attributed to photodissociation between plasma photons and PEDOT:PSS films. The results highlight VUV-tailored plasma emission as a promising approach for interface engineering and charge injection optimization in next-generation OLEDs.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서론 1
• 1. 1. 연구 배경 1
• 1. 2. 플라즈마 4
• 1. 2. 1 플라즈마의 정의 4
• 1. 2. 2 유도 결합 플라즈마 6
• 1. 2. 3 플라즈마 반도체 및 디스플레이 공정 8
• 1. 2. 4 Polymer와 플라즈마 VUV의 상호작용 11
• 1. 3. OLED 15
• 1. 3. 1 OLED의 구조 15
• 1. 3. 2 ITO/PEDOT:PSS 17
• 제 2 장 플라즈마 진단 이론 19
• 2. 1. 플라즈마 광학적 진단 19
• 2. 2. 플라즈마 전기적 진단 21
• 제 3 장 실험장치 및 방법 22
• 3. 1. 플라즈마 발생 장치 22
• 3. 2. 플라즈마 진단 장치 22
• 3. 3. 시료 준비 24
• 3. 4. 시료 물성 분석 장치 26
• 3. 5. 실험 구성 27
• 제 4 장 실험 결과 30
• 4. 1. 수소 플라즈마 특성 평가 결과 30
• 4. 1. 1 수소 플라즈마의 전기적 특성 30
• 4. 1. 2 수소 플라즈마의 광학적 특성 33
• 4. 2. PEDOT:PSS 박막의 수소 플라즈마 광노출 결과 35
• 4. 2. 1 PEDOT:PSS 박막의 광화학적 반응 메커니즘 35
• 4. 2. 2 방출광 파장별 PEDOT:PSS 박막 화학적 특성 변화 38
• 4. 2. 3 방출광 파장별 PEDOT:PSS 박막 두께 변화 55
• 4. 2. 4 방출광 파장별 PEDOT:PSS 박막 전기적 특성 변화 61
• 제 5 장 결론 63
• 참 고 문 헌 65