HTL에 사용되는 유기저분자 물질 NPB 박막의 광학적 성질

박명희,고근하,박효영,이순일 한국물리학회 2008 새물리 Vol.56 No.6

An organic small molecule, NPB (N,N$^\prime$-bis (1-naphthyl)-N,N$^\prime$-diphenyl-1,1$^\prime$-biphenyl -4,4$^\prime$-diamine), has been used as the main material for a hole injection layer (HIL) or hole transport layer (HTL) in organic light-emitting diodes (OLEDs) multi-structure due to its high hole mobility. The NPB thin film was deposited on Si and glass substrates by using a thermal evaporator in a vacuum of 2 $\times$ 10$^{-6}$ Torr at a deposition rate of 1.0 ${\AA}$/sec. We determined the optical constants of the as-deposited film through by analysis of the ellipsometric spectra measured at three different incident angles in the photon-energy range of 1.5 $\sim$ 4.5 eV. For the analysis, we used Jellison-Modine dispersion function and Bruggeman's effective medium approximation, and we assumed a three-phase model of air/film+void/substrate. The accuracies of the determined optical constants were confirmed by comparing the measured absorbance of the NPB films on glass substrates with the absorption coefficient which was calculated using the determined extinction coefficient. Deconvolution of the PL spectrum based on Gaussian functions confirmed that the PL spectrum was the mirror image of the absorbance spectrum. 양공이동속도가 빨라 다층구조 OLED에서 양공주입층 (HIL : hole injection layer) 이나 양공수송층 (HTL : hole transport layer) 물질로 많이 사용되어 온 유기저분자 NPB(N,N$^\prime$-bis(1-naphthyl)-N,N$^\prime$- diphenyl-1,1'$^\prime$-biphenyl-4,4$^\prime$-diamine)를 실리콘과 슬라이드유리 기판위에 2 $\times$ 10$^{-6}$ Torr의 진공에서 열 증착기를 이용하여 1.0 ${\AA}$/sec의 속도로 증착하였다. 진공증착법으로 단일박막 제작 후 1.5 $\sim$ 4.5 eV 광 에너지 영역에서 분광타원해석스펙트럼을 측정 $\cdot$ 분석하여 NPB의 광학상수의 값을 결정하였다. 분석에는 Jellison Modine 분산관계식에 Bruggeman의 유효매질이론을 더하여 공기/박막+공극 (void)/기층의 3상계 모델을 적용시켰다. 결정된 광학상수는 측정된 흡광도와 소광계수로부터 계산된 흡수계수의 비교로 검증하였다. 측정한 PL 스펙트럼을 Gaussian function으로 분해하여 흡광도와의 거울상도 확인하였다.

RF 마그네트론 스퍼터링 방법으로 증착한 TINx박막의 광학상수 결정

박명희,이순일,고근하,김상룡 한국안광학회 2007 한국안광학회지 Vol.12 No.3

We sputtered TiNx (titanium nitride) thin films on silicon substrates using ultra high vacuum RF magnetron sputtering method, and measured spectra of ellipsometry angles D and Y in the photon-energy range of 1.5-5.0 eV using a variable angle spectroscopic ellipsometer. The optical constants, refractive index and extinction coefficient of the TiNx films were determined via the dispersion parameters extracted from the curve-fitting process based on Drude+Lorentz oscillator dispersion function. The reliability of determined optical constants were verified through the comparison of between simulated reflectance and reflectance spectra measured using a spectrophotometer. 금속테의 황색도금물질로 사용되는 티타늄질화물(titanium nitride: TiNx)의 단일박막을 질소가스의 양을 달리 공급 하여 Si(100) 기판위에 초고진공 RF 마그네트론 스퍼터링(ultra high vacuum radio frequency magnetron sputtering) 방법으로 증착하였다. 박막 증착 후 가변입사각분광타원계를 사용하여 1.5-5.0eV 에너지 영역에서 타원 각 D와 Y를 측정하였다. 이 측정결과들을 Drude+Lorentz oscillator 분산관계식을 사용하여 최적 맞춤하고, 매개변수들을 구하여 박막의 광학상수인 굴절계수 n(l)과 소광계수 k(l)를 각각 결정하였다.

Electroluminescence of Devices Fabricated Using a Soluble Alq3 Pendent Polymer

김용석,정성영,고근하,이순일,고광윤 한국물리학회 2008 THE JOURNAL OF THE KOREAN PHYSICAL SOCIETY Vol.53 No.6

We synthesized a novel tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum (Alq3) pendent polymer, poly-Alq3, which was soluble while the outstanding luminescent and high electron-transporting properties of the Alq3 constituents were preserved. A test device with a poly-Alq3 emitting layer (EML), which was spin coated, showed basic LED(light emitting diode) characteristics, but its electroluminescence (EL) was very faint due to lack of charge-carrier balance. The deficiency of holes in devices with a poly-Alq3 EML was easily remedied by blending NPB, a well-known hole-transporting material, into poly-Alq3 prior to spin coating. Nevertheless, EL improvement due to NPB-blending was limited because most of the holes escaped the EML before recombination with electrons. However, substantial EL improvement was realized by adding a hole-blocking layer between the EML and the cathode; EL as high as 1670 cd/m2 was obtained at 12 V by using a Bebq2 hole-blocking layer.

Jellison Modine 분산식을 이용안 유기발광물질 Alq₃의 광학상수 결정

박명희,이순일,고근하,Park, Myung-Hee,Lee, Soon-Il,Koh, Ken-Ha 한국안광학회 2005 한국안광학회지 Vol.10 No.4

유기발광물질 $Alq_3$(alumina quinoline)의 단일박막을 열 증착(thermal evaporation)방법에 의하여 실리콘(c-Si)기판과 슬라이드유리(slide glass) 기판위에 제작하였다. 박막 제작 후 가변입사각운광타원계(VASE : Variable Angle Spectroscopic Ellipsometer)를 사용하여 1.50~5.0 eV 광 에너지 영역에서 타원 각(ellipsometry angle) ${\Delta}$, ${\Psi}$를 측정하였다. 이 측정결과들을 Jellison Modine 분산관계식을 사용하여 최적맞춤하고, 매개변수들을 구하여 박막의 광학상수인 굴절계수와 소광계수를 결정하였다. 결정한 광학상수의 정확성올 확인하기 위하여 투과율을 전산 시늉하고, 흡수계수(absorption coefficient)와 분광광도계로 측정한 흡광도(absorbance)의 스펙트럼 비교로 분석의 정확성을 확인하였다. We deposited thin films of organic light-emitting-material $Alq_3$(alumina quinoline) on silicon and slide-glass substrates using thermal evaporation method, and measured spectra of ellipsometry angles ${\Delta}$ and ${\Psi}$ in the photon-energy range of 1.5~5.0 eV using a variable angle spectroscopic ellipsometer. The optical constants, refractive index and extinction coefficient, of $Alq_3$ were determined via the dispersion parameters extracted from the curve-fitting process based on Jellison-Modine dispersion function. The reliability of determined optical constants were verified through the comparison of measured and simulated transmittance curves and the good agreement between simulated absorption-coefficient curves and absorbance spectra measured using a spectrophotometer.

2차원 및 3차원의 주기적인 구조 제작을 위한 2차원 이진 위상마스크의 설계와 분석

김남식,원영희,고근하,조두진 한국광학회 2001 한국광학회지 Vol.12 No.1

엄밀한 결합파 해석(rigorous coupled-wave analysis)을 이용하여 2차원 및 3차원의 주기적인 구조 제작을 위한 2차원 이진위상 회절격자를 설계 및 분석하였다. 이 회절격자는 근접장 홀로그래피를 위한 위상 마스크로서 수직 입사하는 빛에 대하여 여거 개의 회절파들을 발생하고 이들은 공간상에 주기적인 간섭무늬를 형성한다. 입사파의 편광상태, 파장, 표면 양각형태, 요철 깊이와 duty cycle을 바꿈으로써 회절된 빛들을 조절할 수 있는데 2차원 구조의 경우 0차 회절효율이 최소가 되고 1차회절효율이 최대가 될 때 최적의 결과를 보인다. 한편 0차 회절효율이 상당한 크기를 가지거나 심지어 다른 차수의 회절효율보다 높을 때 마이크로 미터 이하의 미세구조를 갖는 tetragonal-body-centered 구조와 hexagonal 구조의 포토닉 결정을 제작 할 수 있는 다양한 형태의 3차원 공간 간섭무늬가 형성된다. Two-dimensional binary-phase diffraction gratings which can be employed to fabricate two- and three-dimensional periodic structures are designed and analyzed using rigorous coupled-wave analysis. These gratings serve as phase-masks which generate several diffracted waves from a normally incident beam and thus can produce a periodic interference pattern in space via nearfield holography. The properties of the diffracted beams can be controlled by varying the polarization and wavelength of the incident beam, surface-profile, groove depth and duty cycle of the mask. For the two-dimensional structure, optimum results can be obtained when the diffraction efficiency of the zero-order beam is minimized while that of the first-order maximized. On the other hand, when the diffraction efficiency of the zero-order is appreciable or even greater than other orders, we can obtain a variety of three-dimensional interference patterns which may be used to fabricate photonic crystals of tetragonal-body-centered and hexagonal structures in a submicron scale. scale.

결함성 다이아몬드 박막의 증착조건에 따른 전계방출 특성 연구

박경호,이순일,고근하,송국현,박정일,박광자 한국표면공학회 1998 한국표면공학회 학술발표회 초록집 Vol.1998 No.-

청색발광 저분자 및 고분자의 복소굴절률 결정

박명희,이순일,계광열,고근하,이분열 한국물리학회 2006 새물리 Vol.52 No.4

We determined the complex refractive indices of terphenyl diamine (TD) and poly [(1,1$^\prime$-biphenyl)-4-amino-4-(2,3,4,5-tetraphenyl phenylene) benzene] (PBATPB), which are a new small organic small molecule and a new organic polymer, respectively, for blue light emitting diodes, via an analyses of the variable incident-angle ellipsometric spectra in the photon-energy range of 1.5 $\sim$ 6.0 eV. We used the Jellison-Modine dispersion function and Bruggeman's effective medium approximation and assumed a four-phase model for the air/film+void/film/substrate structure to take the surface roughness into consideration. The accuracy of the determined complex refractive indices was confirmed by comparing the measured transmittances, reflectances, and absorbances of TD and PBATPB films on glass substrates with the simulated transmittances, reflectances, and absorption coefficients, which were calculated using the determined complex refractive indices. 유기발광다이오드의 청색 발광물질로 사용하기 위하여 합성한 Terphenyl diamine과 Poly [(1,1$^\prime$-biphenyl)-4-amino-4-(2,3,4,5-tetraphenyl phenylene) benzene]의 굴절계수 n과 소광계수 k의 값을, 1.5 $\sim$ 6.0 eV 광 에너지 영역에서 측정된 분광타원해석 스펙트럼을 분석하여 결정하였다. 분석에는 Jellison Modine 분산관계식을 Bruggeman의 유효매질이론과 더불어 사용하였으며, 표면 거칠기를 고려하여 공기/(박막+void)/박막/기층의 4상계 모델을 적용하였다. 결정된 광학상수의 정확성은 투과율, 반사율, 흡광도의 전산 시늉과 측정 결과의 비교로부터 확인하였다.

청색 발광 host 물질 MADN의 광학적 성질

박명희,김용석,이순일,고근하 한국물리학회 2008 새물리 Vol.57 No.2

The optical properties of blue-light-emitting 2-methyl-9,10-di (2-naphthyl)-anthracene (MADN), which has emerged as a promising host material for a white OLED because of its stability and bipolar charge transport characteristics, were studied. MADN thin films were deposited on glass substrates at a rate of 1.0 $\AA$/sec by using a thermal evaporator at a base pressure of 2 $\times$ 10$^{-6}$ Torr. The photoluminescence-excitation (PLE) spectra of the as-deposited films showed distinct sub-peak features, and a deconvolution analysis of the corresponding photoluminescence (PL) spectra based on Gaussian functions resulted in four-peak mirror images. The optical constants of MADN in the wavelength range of 300 $\sim$ 800 nm were determined through simultaneous fittings of the transmittance and the reflectance spectra. In our analysis, a Jellison-Modine dispersion function, which was used to parametrize the optical constants of MADN, was used in combination with a grid search method and Bruggeman's effective medium approximation. A four-phase model of air/film+void/film/substrate was assumed to take the surface roughness into consideration. The accuracies of the determined optical constants were confirmed through a comparison of the measured PLE spectrum of a MADN film with the simulated absorption coefficients calculated from the fitting-produced extinction coefficients. 백색 OLED의 청색 발광 모 (host) 물질로 주로 사용되는 안정적인 발광물질로서 전자와 양공 (hole)의 이동속도가 거의 같은 유기저분자 물질 MADN (2-methyl-9,10-di (2-naphthyl)-anthracene) 시료를 열증착기를 이용하여 2.0 $\times$ 10$^{-6}$ Torr의 진공조건에서 1.0 ${\AA}$/sec의 속도로 슬라이드유리기판위에 단일박막으로 증착하였다. 증착된 박막에 대하여 분광형광계를 사용하여 측정한 PLE 스펙트럼의 봉우리와 최적맞춤으로 분해된 PL 스펙트럼의 봉우리간 간격이 대략적으로 일치하는 거울상을 보였다. 그리고 분광광도계법으로 300 $\sim$ 800 nm 파장 영역에서 투과율과 반사율 스펙트럼을 분석하여 광학상수의 값을 결정하였다. 분석에는 Jellison Modine 분산관계식에 그리드 탐지 (grid search) 분석 방법을 더하여 Bruggeman의 유효매질이론과 더불어 사용하였으며, 표면 거칠기를 고려하여 공기/박막+공극 (void)/박막/기층의 4상계 모델을 적용하였다. 결정된 광학상수의 정확성은 흡수계수의 전산시늉과 PLE (photoluminescence excitation) 측정 결과의 비교로부터 확인하였다.

Cr 전극 위에 제작된 다이아몬드 박막의 전계 전자 방출

이경문,박경호,이순일,고근하,박정일,박광자 한국표면공학회 1999 한국표면공학회 학술발표회 초록집 Vol.1999 No.-

도핑재료에 따른 청색발광층 MADN의 광학적 성질

박민주,박효영,이순일,고근하 한국물리학회 2009 새물리 Vol.58 No.3

We deposited single thin films via simultaneous evaporation of a host material MADN and a guest material in a vacuum of about 2 ×10-6 Torr by using an evaporator. In order to find the optical properties of 2-methyl-9,10-di (2-naphthyl)-anthracene (MADN) with different doping material, when fabricating white organic light emitting diodes (WOLED) which had two types of composite emitting material layers (EMLs) based on blue and red emissions, we determined the optical constants of three different deposited film, MADN + Alq3 (0.5%), MADN + DSA-Ph (5%),and MADN + DSA-Ph (5%) + Alq3 (0.5%) by using spectrophotometry to analyze the transmittance and the reflectance spectra in the wavelength range of 300~800 nm. The accuracy of the determined optical constants were confirmed by comparing the measured absorbances of three films on slide glass substrates to the absorption coefficient, calculated using the determined extinction coefficient. The international commission on illumination (CIE) color coordinates of the three deposited films measured by using photoluminescence were (0.16, 0.30), (0.14, 0.23), and (0.23, 0.32), respectively. 적·청 이층구조의 백색유기발광다이오드 (white organic light emitting diodes : WOLED) 제작 시 최적의 청색층 구현을 위한 도핑 (doping) 재료에 따른 청색발광층의 광학적 성질을 알아보기 위하여 청색발광유기물질인 MADN (2-methyl-9,10-di(2-naphthyl)-anthracene)에 소량의 도핑물질들을 열증착기를 이용, 2.0×10-6 Torr의 진공조건에서 기판위에 증착속도만을 달리한 채 단일박막으로 동시증착하였다. 증착된 MADN + Alq3(0.5%), MADN + DSA-Ph (5 %), 그리고 MADN + DSA-Ph (5%) + Alq3 (0.5%)의 세 가지 각각의 혼합단일박막에 대하여 분광광도계법으로 300~800 nm 파장 영역에서 투과율과 반사율 스펙트럼을 분석하여 광학상수 (굴절계수 n과 소광계수 k)를 결정하였다. 결정된 광학상수의 정확성은 측정된 흡광도와 소광계수로부터 계산된 흡수계수의 전산 시늉의 비교로 확인하였다. 측정된 광발광 (photoluminescence : PL) 스펙트럼으로 구해진CIE 색좌표는 각각 (0.16, 0.30), (0.14, 0.23), (0.23, 0.32)로 분석되었다.