ETL 과 HTL 재료를 사용한 Co-host EML 구조의 녹색 인광 유기발광 다이오드 소자의 특성 연구

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In general, organic materials used for OLEDs are not equivalent to Hole Mobility and Electron Mobility, which makes OLED devices Hole Excess Device or Electron Excess Device. This imbalance is an important factor in reducing the efficiency of OLED devices. This paper used ETL and HTP materials as an EML Host to improve this Charge Balance. And overlap each material to manufacture and experiment with the characteristics of the structure forming Co-Host EML. Especially, gasket doping method was used to determine the distribution of exciton profile.
When configuring a Co-Host EML device that overlap TCTA and TmPyPB, the HOMO level difference causes the Hole carrier to accumulate near the HTL boundary and Exciton Density increased. On the other hand, relatively less Hole Carriers are delivered near the ETL boundary. However, when the driving voltage increased, the barrier was overcome by the HOMO level difference between TCTA and TmPyPB, creating a high Exciton Density near the ETL.
The experiment confirmed that the EML Charge Balance of the structure that overlaps TCTA and TmPyPB materials can be controlled to improve the luminous efficiency.

국문 초록 (Abstract)

일반적으로 유기발광 다이오드(OLED) 에 사용되는 유기물질은 Hole Mobility와 Electron Mobility 가 동등하지 않아 OLED 소자는 Hole Excess 또는 Electron Excess Device 가 된다. 이런 Carrier Mobility 불균형은 OLED 장치의 효율을 떨어뜨리는 중요한 원인이 된다. 본 논문은 Charge Balance 를 개선하기 위해 ETL 과 HTP 재료를 EML 호스트로 사용하였다. 그리고 각 재료를 Overlap 한 Co-Host EML 구조로 소자를 제작하였고, 그 특성을 실험하였다. 특히, Exciton Profile 의 분포를 확인하기 위해 Gasket Zone Doping 방법을 사용하였다.
TCTA 와 TmPyPB 가 Overlap 되는 Co-Host EML 구조에서는 HOMO Level의 차이로 인해 Hole Carrier 가 HTL 경계 근처에 축적되고 Exciton 밀도가 증가하게 된다. 반면 ETL 경계 부근에는 상대적으로 Hole Carrier 가 덜 전달된다. 그러나 인가 전압이 증가할수록 TCTA 와 TmPyPB 의 HOMO Level 차이로 인한 Barrier 가 극복되면서 ETL 근처에까지 높은 Exciton Density 가 형성됨을 확인하였다.
이 실험을 통해 TCTA 와 TmPyPB 재료가 Overlap 되는 구조의 EML 구조에서 Charge Balance 를 제어하여 발광 효율을 향상시킬 수 있는 것을 확인하였다.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서론 1
• 2. 이론적 배경 3
• 2.1 Organic Electro Luminescence Device 3
• 2.2 OLED Structure 4
• 2.3 OLED 의 발광 Process 6
• 2.4 Singlet and Triplet Exciton 7
• 2.5 유기물질 내부에서의 Carrier 수송 9
• 2.6 Exciton의 종류 12
• 2.7 여기자 에너지 전이 13
• 2.8 들뜬 복합체 (Exciplex) 17
• 2.9 OLED 발광 효율 18
• 3. 실험 방법 및 분석법 20
• 3.1 유기 발광소자의 기본 제조 공정 20
• 3.1.1 전처리 공정 21
• 3.1.2 성막 공정 23
• 3.1.3 봉지 공정 26
• 3.1.4 특성 평가 28
• 3.2 실험 재료의 물성값 30
• 4. 실험 결과 및 분석 32
• 4.1 Co-Host 구조를 이용한 EML structure 32
• 4.2 소자의 발광 특성 33
• 4.3 구동 전압에 따른 Spectrum Characteristics 38
• 5. 결론 40
• 참고문현 41
• Abstract 43