적색 도펀트를 이용한 유기 발광 소자의 발광 파장제어와 다양한 전자 주입층을 이용한 유기 발광 소자의 효율 향상에 대하여 연구하였다. 도핑 실험을 위해서 호스트 물질로써 Alq_(3), 적색 도펀트로써 DCJTB를 사용하였고 적색발광 효율을 높이고 Alq_(3)에서의 발광을 억제하기 위하여 Rubrene을 발광 보조 물질로 사용하였다. 발광 보조 물질인 Rubrene은 순수한 적색 발광을 얻는데 있어서 아주 효과적이다. 적색 발광 소자에서의 일반적인 특성인 높은 인가 전압 하에서의 발광 파장의 짧은 파장으로의 변화를 막을 수 있었고, ...
적색 도펀트를 이용한 유기 발광 소자의 발광 파장제어와 다양한 전자 주입층을 이용한 유기 발광 소자의 효율 향상에 대하여 연구하였다. 도핑 실험을 위해서 호스트 물질로써 Alq_(3), 적색 도펀트로써 DCJTB를 사용하였고 적색발광 효율을 높이고 Alq_(3)에서의 발광을 억제하기 위하여 Rubrene을 발광 보조 물질로 사용하였다. 발광 보조 물질인 Rubrene은 순수한 적색 발광을 얻는데 있어서 아주 효과적이다. 적색 발광 소자에서의 일반적인 특성인 높은 인가 전압 하에서의 발광 파장의 짧은 파장으로의 변화를 막을 수 있었고, 구동 전압을 낮출 수 있었다. 적색 도펀트와 발광 보조 물질로 이루어진 적색 유기 발광 소자의 경우, 일정 전류 밀고 20mA/㎠에서 300cd/㎡의 광휘도와 색 좌표 x, y = (0.64, 0.35) 순수한 적색 발광을 얻을 수 있었다. 유기 발광 소자의 음극/전자수송층의 계면에서는 전자의 주입을 결정짓는 장벽이 존재한다. 이러한 장벽은 소자의 작동 전압에 영향을 준다. 일반적으로 주 전하가 정공인 소자이므로 전자 주입 효율에 큰 영향을 받게 된다. 그러므로, 유기 전자 수송층의 LUMO와 음극 금속사이의 전자 주입 장벽을 낮춤으로써 소자의 발광 특성을 높일 수 있다. 본 연구에서는 희토류 금속인 Yb(ytterbium), Dy(dysprosium) 과 알칼리 금속 화합물인 NaCl 로 각각 이루어진 전자 주입층을 삽입함으로써 유기 발광 소자의 전자 주입 장벽을 낮추는 효과에 대하여 연구하였다. Yb, Dy, NaCl 전자 주입층에 관한 효과는 본 연구에서 최초로 확인하였다. 앞에서 기술한 여러가지의 물질의 전자 주입층을 삽입하였을 경우 유기 발광 소자의 구동 전압을 낮출 수 있었고 소자의 발광 특성을 향상시킬 수 있었다. 전자 주입층이 없는 소자의 경우보다 구동전압이 3-4V정도 낮아짐을 확인할 수 있었다. 전자 주입 장벽 높이를 Folwler-Nordheim plot으로부터 계산하였다. 전자 주입층이 없는 Al 전극으로 이루어진 유기 발광 소자의 전자 주입 장벽 높이를 0.5eV라 할 때 Al-Li, Dy/Al, Yb/Al, NaCl/Al 전극을 가진 소자의 전자 주입 장벽의 높이는 각각 0.48, 0.41, 0.36, 0.24 eV 이다. 두께 100 Å인 Yb 전자 주입층을 가지는 소자의 경우 11.45V에서 최대 16815 cd/㎡, 두께 10 Å인 NaCl 전자주입층을 가지는 소자의 경우 10.40V에서 최대 14280 cd/㎡의 고휘도를 얻을 수 있었다. 이 결과로부터 Dy, Yb, NaCl 전자 주입층을 삽입함으로써 유기 전자 수송층과 음극 전극사이의 전자 주입 장벽을 낮춤으로써 유기 발광 소자의 효율을 높일 수 있음을 확인하였다.
적색 도펀트를 이용한 유기 발광 소자의 발광 파장제어와 다양한 전자 주입층을 이용한 유기 발광 소자의 효율 향상에 대하여 연구하였다. 도핑 실험을 위해서 호스트 물질로써 Alq_(3), 적색 도펀트로써 DCJTB를 사용하였고 적색발광 효율을 높이고 Alq_(3)에서의 발광을 억제하기 위하여 Rubrene을 발광 보조 물질로 사용하였다. 발광 보조 물질인 Rubrene은 순수한 적색 발광을 얻는데 있어서 아주 효과적이다. 적색 발광 소자에서의 일반적인 특성인 높은 인가 전압 하에서의 발광 파장의 짧은 파장으로의 변화를 막을 수 있었고, 구동 전압을 낮출 수 있었다. 적색 도펀트와 발광 보조 물질로 이루어진 적색 유기 발광 소자의 경우, 일정 전류 밀고 20mA/㎠에서 300cd/㎡의 광휘도와 색 좌표 x, y = (0.64, 0.35) 순수한 적색 발광을 얻을 수 있었다. 유기 발광 소자의 음극/전자수송층의 계면에서는 전자의 주입을 결정짓는 장벽이 존재한다. 이러한 장벽은 소자의 작동 전압에 영향을 준다. 일반적으로 주 전하가 정공인 소자이므로 전자 주입 효율에 큰 영향을 받게 된다. 그러므로, 유기 전자 수송층의 LUMO와 음극 금속사이의 전자 주입 장벽을 낮춤으로써 소자의 발광 특성을 높일 수 있다. 본 연구에서는 희토류 금속인 Yb(ytterbium), Dy(dysprosium) 과 알칼리 금속 화합물인 NaCl 로 각각 이루어진 전자 주입층을 삽입함으로써 유기 발광 소자의 전자 주입 장벽을 낮추는 효과에 대하여 연구하였다. Yb, Dy, NaCl 전자 주입층에 관한 효과는 본 연구에서 최초로 확인하였다. 앞에서 기술한 여러가지의 물질의 전자 주입층을 삽입하였을 경우 유기 발광 소자의 구동 전압을 낮출 수 있었고 소자의 발광 특성을 향상시킬 수 있었다. 전자 주입층이 없는 소자의 경우보다 구동전압이 3-4V정도 낮아짐을 확인할 수 있었다. 전자 주입 장벽 높이를 Folwler-Nordheim plot으로부터 계산하였다. 전자 주입층이 없는 Al 전극으로 이루어진 유기 발광 소자의 전자 주입 장벽 높이를 0.5eV라 할 때 Al-Li, Dy/Al, Yb/Al, NaCl/Al 전극을 가진 소자의 전자 주입 장벽의 높이는 각각 0.48, 0.41, 0.36, 0.24 eV 이다. 두께 100 Å인 Yb 전자 주입층을 가지는 소자의 경우 11.45V에서 최대 16815 cd/㎡, 두께 10 Å인 NaCl 전자주입층을 가지는 소자의 경우 10.40V에서 최대 14280 cd/㎡의 고휘도를 얻을 수 있었다. 이 결과로부터 Dy, Yb, NaCl 전자 주입층을 삽입함으로써 유기 전자 수송층과 음극 전극사이의 전자 주입 장벽을 낮춤으로써 유기 발광 소자의 효율을 높일 수 있음을 확인하였다.
A doping system was used to fabricate red organic light emitting devices. The doping system is composed of a host material and a red dopant. An additional dopant, called an emitting assistant dopant, was used with a red dopant in order to prevent the emission from Alq_(3). Red emitting organic light...
A doping system was used to fabricate red organic light emitting devices. The doping system is composed of a host material and a red dopant. An additional dopant, called an emitting assistant dopant, was used with a red dopant in order to prevent the emission from Alq_(3). Red emitting organic light emitting devices were achieved by doping the Alq_3 host layer with rubrene emitting assist dopant, the DCJTB red luminescent dopant. An emissive assistant (Rubrene) is very useful in obtaining pure red emission. When an emissive assistant was used, the change of the emission color from red to orange was prevented and the operation voltage was lowered. These devices show the luminance of 300 cd/㎡ at 20 mA/㎠2, and chromaticity coordinates of CIE x, y = (0.64, 0.35). The efficiency of organic light emitting devices is considerably influenced by the performance of the electron-injecting contact. Lowering the electron-injection-barrier height between the cathode metal and the lowest unoccupied molecular orbital of the adjacent organic electron transport layer should promote the injection of negative charge carriers, and improve the electroluminescent property. It has been investigated that the effect of lowering the electron-injection barrier of organic light emitting devices by insertion of Dy (dysprosium), Yb (ytterbium), and salt (NaCl) electron-injection layer. The electron-injection layer reduced the operation voltage, and enhances the performance of devices. The operation voltage of the device with electron-injection layer was reduced about 3∼4V. We also calculated the relative electron-injection-barrier height between cathode metal and organic layer from Fowler-Nordheim plot. When the value of the injection barrier height of the device with Al cathode is 0.5 eV, the values of estimated barrier height (Φ_B) of 0.41, 0.36 eV, 0.24 eV for the device with Dy/Al, Yb/Al, and NaCl/Al cathode respectively and 0.48 eV for that with Al-Li cathode has obtained.
A doping system was used to fabricate red organic light emitting devices. The doping system is composed of a host material and a red dopant. An additional dopant, called an emitting assistant dopant, was used with a red dopant in order to prevent the emission from Alq_(3). Red emitting organic light emitting devices were achieved by doping the Alq_3 host layer with rubrene emitting assist dopant, the DCJTB red luminescent dopant. An emissive assistant (Rubrene) is very useful in obtaining pure red emission. When an emissive assistant was used, the change of the emission color from red to orange was prevented and the operation voltage was lowered. These devices show the luminance of 300 cd/㎡ at 20 mA/㎠2, and chromaticity coordinates of CIE x, y = (0.64, 0.35). The efficiency of organic light emitting devices is considerably influenced by the performance of the electron-injecting contact. Lowering the electron-injection-barrier height between the cathode metal and the lowest unoccupied molecular orbital of the adjacent organic electron transport layer should promote the injection of negative charge carriers, and improve the electroluminescent property. It has been investigated that the effect of lowering the electron-injection barrier of organic light emitting devices by insertion of Dy (dysprosium), Yb (ytterbium), and salt (NaCl) electron-injection layer. The electron-injection layer reduced the operation voltage, and enhances the performance of devices. The operation voltage of the device with electron-injection layer was reduced about 3∼4V. We also calculated the relative electron-injection-barrier height between cathode metal and organic layer from Fowler-Nordheim plot. When the value of the injection barrier height of the device with Al cathode is 0.5 eV, the values of estimated barrier height (Φ_B) of 0.41, 0.36 eV, 0.24 eV for the device with Dy/Al, Yb/Al, and NaCl/Al cathode respectively and 0.48 eV for that with Al-Li cathode has obtained.
주제어
#도핑 도펀트 발광 효율 전자 주입층 전자 주입 장벽 doping dopant organic light emitting devices emissive assistant efficiency electron-injection-barrier electroluminescent electron-injection layer Yb Dy NaCl DCJTB Rubrene TPD Alq3
학위논문 정보
저자
김상열
학위수여기관
Graduate School, Yonsei University
학위구분
국내박사
학과
Institute of Physics and Applied Physics
지도교수
Chung-Nam Whang
발행연도
2002
총페이지
viii, 115 p.
키워드
도핑 도펀트 발광 효율 전자 주입층 전자 주입 장벽 doping dopant organic light emitting devices emissive assistant efficiency electron-injection-barrier electroluminescent electron-injection layer Yb Dy NaCl DCJTB Rubrene TPD Alq3
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