OLED소자는 정공과 전자의 원활한 주입을 통해 많은 exciton을 생성해야 높은 양자효율의 빛 에너지를 얻을 수 있다. 하지만 전자의 높은 주입 장벽으로 전자의 흐름이 원활하지 않아 발광효율뿐만 아니라 짧은 소자 수명, burn in 과 같은 문제가 발생한다. 이를 해결하기 위해 유기금속 화합물 재료가 개발되었지만, 유기 금속의 산화로 인해 소자에 ...
OLED소자는 정공과 전자의 원활한 주입을 통해 많은 exciton을 생성해야 높은 양자효율의 빛 에너지를 얻을 수 있다. 하지만 전자의 높은 주입 장벽으로 전자의 흐름이 원활하지 않아 발광효율뿐만 아니라 짧은 소자 수명, burn in 과 같은 문제가 발생한다. 이를 해결하기 위해 유기금속 화합물 재료가 개발되었지만, 유기 금속의 산화로 인해 소자에 열화 현상이 발생하여 소자 수명에 큰 문제를 야기 시킨다. 그래서 순수 유기 도판트를 개발하여 소자 문제를 해결해야 한다. 본 연구에서는 전자주입 장벽을 해소하기 위해 benzimidazole을 모체로 하는 순수한 유기 도판트 (n-type dopant)를 설계하고 합성 하였다. 설계한 분자 구조를 합성하기 위해 4단계에 걸쳐 실험을 진행하였다. 합성한 물질은 N-DMBi, m-DMBi, p-DMBi, S-DMBi 총 4종의 분자를 합성하였다. 구조 분석을 위해 NMR, IR을 이용하였고 이를 통해 couping 반응의 진행과 작용기를 확인하였다. 합성한 물질의 실제 HOMO, LUMO 에너지 레벨을 확인하기 위해 CV, UV-Vis을 이용하여 분석하였고, 예측한 값과 비교한 결과 오차범위 0.2 eV로 같다는 것을 확인 할 수 있었다. 소자 제작 전, n-type dopant의 열적 특성을 분석하였다. TGA와 DSC를 이용하여 분석한 결과 분해온도는 200 ℃ 이상에서, 녹는점은 100 ℃ 이상인 것을 확인 하였고, 이를 통해 소자 열 증착 시 증착 온도를 결정할 수 있었다. 합성한 4종의 n-type dopant를 이용해 도핑된 n-TPBi 소자와 도핑되지 않은 TPBi 소자를 제작하여 전기적 특성을 비교한 결과 도핑된 소자가 도핑되지 않은 소자보다 구동전압에 따른 전류밀도가 4배 이상 상승한 것을 확인 할 수 있었다. 새로 설계한 n-type dopant는 전자를 생성해내는 분자로써, OLED 뿐만 아니라 유기반도체, 태양반도체 등 여러 분야에 적용되어 사용 될 수 있을 것으로 기대된다.
OLED소자는 정공과 전자의 원활한 주입을 통해 많은 exciton을 생성해야 높은 양자효율의 빛 에너지를 얻을 수 있다. 하지만 전자의 높은 주입 장벽으로 전자의 흐름이 원활하지 않아 발광효율뿐만 아니라 짧은 소자 수명, burn in 과 같은 문제가 발생한다. 이를 해결하기 위해 유기금속 화합물 재료가 개발되었지만, 유기 금속의 산화로 인해 소자에 열화 현상이 발생하여 소자 수명에 큰 문제를 야기 시킨다. 그래서 순수 유기 도판트를 개발하여 소자 문제를 해결해야 한다. 본 연구에서는 전자주입 장벽을 해소하기 위해 benzimidazole을 모체로 하는 순수한 유기 도판트 (n-type dopant)를 설계하고 합성 하였다. 설계한 분자 구조를 합성하기 위해 4단계에 걸쳐 실험을 진행하였다. 합성한 물질은 N-DMBi, m-DMBi, p-DMBi, S-DMBi 총 4종의 분자를 합성하였다. 구조 분석을 위해 NMR, IR을 이용하였고 이를 통해 couping 반응의 진행과 작용기를 확인하였다. 합성한 물질의 실제 HOMO, LUMO 에너지 레벨을 확인하기 위해 CV, UV-Vis을 이용하여 분석하였고, 예측한 값과 비교한 결과 오차범위 0.2 eV로 같다는 것을 확인 할 수 있었다. 소자 제작 전, n-type dopant의 열적 특성을 분석하였다. TGA와 DSC를 이용하여 분석한 결과 분해온도는 200 ℃ 이상에서, 녹는점은 100 ℃ 이상인 것을 확인 하였고, 이를 통해 소자 열 증착 시 증착 온도를 결정할 수 있었다. 합성한 4종의 n-type dopant를 이용해 도핑된 n-TPBi 소자와 도핑되지 않은 TPBi 소자를 제작하여 전기적 특성을 비교한 결과 도핑된 소자가 도핑되지 않은 소자보다 구동전압에 따른 전류밀도가 4배 이상 상승한 것을 확인 할 수 있었다. 새로 설계한 n-type dopant는 전자를 생성해내는 분자로써, OLED 뿐만 아니라 유기반도체, 태양반도체 등 여러 분야에 적용되어 사용 될 수 있을 것으로 기대된다.
The OLED device component must generate multiple exciton which has high quantum efficiency of optical energy through the injection of electrons smoothly. However, because of the high injection barrier of electron and poor electron flow, not only luminous efficiency, but also short component life, wh...
The OLED device component must generate multiple exciton which has high quantum efficiency of optical energy through the injection of electrons smoothly. However, because of the high injection barrier of electron and poor electron flow, not only luminous efficiency, but also short component life, which are as same as the problems of burn in. Although the researchers developed organic metal compound material to solve this problem, oxidation of organic metal and there thermalization phenomenon of component cause big problems of component life. So, when we develop a pure organic dopant. We also need solve problems of component. In order to solve the electronic injection barrier, designing pure organic dopant as precursor structure to synthesize benzimidazole. When electron donating group was introduced, we need reduce energy of HOMO, LUMO of the molecule, the according to design conditions of molecular. We can design the stable structure. The experiment was carried out in four steps. We used synthetic N-DMBi, m-DMBi, p-DMBi, S-DMBi to synthesize 4 molecules. We can use NMR, IR for analyzing structure proceeding coupling reaction and making sure the functional group. For affirming the actual energy level of HOMO, LUMO of synthetic compounds. We can use CV, UV-Vis to analyze and make a comparison of the predicted value, the error rang is 2 eV. Before fabrication of component, analyzing the thermal properties of the n-type dopant. The analysis results showed that decomposition temperature was over 200 ℃ and melting point was over 100℃ by utilizing TGA, DSC. So, It is possible to determine temperature of coatings when hot-dip components. We can utilize synthetic 4 types of n-type dopants to produce n-TPBi component with doping and TPBi component without doping. Compared with TPBi component, electric current density of n-TPBi raised 4 times over with the growth of driving voltage. The new designed n-type dopant can generate electrons as molecules. Not only OLED but also it can be applied to the organic semiconductor, solar semiconductor, and so on what’s more many fields are expected to be used.
The OLED device component must generate multiple exciton which has high quantum efficiency of optical energy through the injection of electrons smoothly. However, because of the high injection barrier of electron and poor electron flow, not only luminous efficiency, but also short component life, which are as same as the problems of burn in. Although the researchers developed organic metal compound material to solve this problem, oxidation of organic metal and there thermalization phenomenon of component cause big problems of component life. So, when we develop a pure organic dopant. We also need solve problems of component. In order to solve the electronic injection barrier, designing pure organic dopant as precursor structure to synthesize benzimidazole. When electron donating group was introduced, we need reduce energy of HOMO, LUMO of the molecule, the according to design conditions of molecular. We can design the stable structure. The experiment was carried out in four steps. We used synthetic N-DMBi, m-DMBi, p-DMBi, S-DMBi to synthesize 4 molecules. We can use NMR, IR for analyzing structure proceeding coupling reaction and making sure the functional group. For affirming the actual energy level of HOMO, LUMO of synthetic compounds. We can use CV, UV-Vis to analyze and make a comparison of the predicted value, the error rang is 2 eV. Before fabrication of component, analyzing the thermal properties of the n-type dopant. The analysis results showed that decomposition temperature was over 200 ℃ and melting point was over 100℃ by utilizing TGA, DSC. So, It is possible to determine temperature of coatings when hot-dip components. We can utilize synthetic 4 types of n-type dopants to produce n-TPBi component with doping and TPBi component without doping. Compared with TPBi component, electric current density of n-TPBi raised 4 times over with the growth of driving voltage. The new designed n-type dopant can generate electrons as molecules. Not only OLED but also it can be applied to the organic semiconductor, solar semiconductor, and so on what’s more many fields are expected to be used.
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