전면 발광 양자점 발광 다이오드 (TE-QLED; Top Emission-Quantum dotLight-Emitting Diode)는 발광층에 양자점 (QD; Quantum dot)을 이용한 ...
전면 발광 양자점 발광 다이오드 (TE-QLED; Top Emission-Quantum dotLight-Emitting Diode)는 발광층에 양자점 (QD; Quantum dot)을 이용한 전계 발광 자발광 소자로 높은 색 순도와 넓은 시야각 등의 장점을 가지고 있다. QLED의 효율과 수명 향상을 위한 연구가 지속적으로 진행되고 있다. 배면 발광 방식의 전극으로 사용되는 ITO (Indium Tin Oxide)는 높은 전하 이동도와 투과율을 가지고, 안정성이 뛰어나다는 장점을 가지고 있다. 하지만, 플렉서블 디스플레이 전극으로 사용할 경우, 결정성을 가지고 있기 때문에 crack이 형성되어 면저항이 증가한다는 점과, 고온에서 공정이 이루어져야 한다는 단점을 가지고 있다. 따라서, 개구율과 수명을 향상시키는 전면 발광 방식의 구조를 이용한 연구가 진행되고 있다. 또한, 소자의 효율을 향상시키기 위해 발광층에서 전하 평형 개선을 위한 연구도 진행되고 있다. 본 연구에서는 ITO를 대체하고, 전면 발광 방식 구조의 양극으로 적용하기 위한 전극 재료를 연구하였다. 설계된 소자 구조는 PEDOT:PSS (25 nm)/Ag, Pt, Au (150 nm) / PEDOT:PSS (25 nm) / PVK (40 nm) / QD (10 nm) / Mg0.1Zn0.9O (x nm) / Ag (x nm)이다. PEDOT:PSS를 양극의 버퍼층으로 사용하여 전도성과 접착력을 향상시키고, 은 (Ag), 백금 (Pt), 금 (Au)의 전기적ㆍ광학적 특성을 분석하였다. 양극으로 Ag를 적용한 소자의 전기적 특성이 가장 우수하고, 전류효율은 41.63 cd/A로 가장 우수하여 양극으로 Ag를 적용하였다. 하지만 전극의 단락 현상으로 누설 전류가 발생하는 문제가 발생하여 SU-8 2002를 뱅크층으로 형성하여 전류효율 성능을 55.33 cd/A까지 향상시켰다. 전하 주입 평형을 향상시키기 위해 Mg0.1Zn0.9O NPs의 두께 변화에 따른 EOD 소자의 전기적 특성을 분석했다. 두께가 얇은 경우 전자 주입 특성이 높았지만, 전자의 과잉 주입으로 인해 소자의 효율은 떨어졌다. 두께가 두꺼워질 경우 전자 주입량은 줄어들었지만, 전하 주입의 평형으로 인해 소자의 효율이 향상되었다. 전자수송층 30 nm 두께에서 전류효율 90.92 cd/A까지 향상시켰다. 또한, 최적화된 두께에서 전면 발광 구조의 음극의 두께 변화를 통해 전기적ㆍ광학적 특성 분석을 진행하였다. 음극 두께 25 nm에서 가장 우수한 특성을 보였고, 최대 전류효율 116.55 cd/A를 가지는 고효율의 양자점 발광 다이오드를 개발하였다.
전면 발광 양자점 발광 다이오드 (TE-QLED; Top Emission-Quantum dot Light-Emitting Diode)는 발광층에 양자점 (QD; Quantum dot)을 이용한 전계 발광 자발광 소자로 높은 색 순도와 넓은 시야각 등의 장점을 가지고 있다. QLED의 효율과 수명 향상을 위한 연구가 지속적으로 진행되고 있다. 배면 발광 방식의 전극으로 사용되는 ITO (Indium Tin Oxide)는 높은 전하 이동도와 투과율을 가지고, 안정성이 뛰어나다는 장점을 가지고 있다. 하지만, 플렉서블 디스플레이 전극으로 사용할 경우, 결정성을 가지고 있기 때문에 crack이 형성되어 면저항이 증가한다는 점과, 고온에서 공정이 이루어져야 한다는 단점을 가지고 있다. 따라서, 개구율과 수명을 향상시키는 전면 발광 방식의 구조를 이용한 연구가 진행되고 있다. 또한, 소자의 효율을 향상시키기 위해 발광층에서 전하 평형 개선을 위한 연구도 진행되고 있다. 본 연구에서는 ITO를 대체하고, 전면 발광 방식 구조의 양극으로 적용하기 위한 전극 재료를 연구하였다. 설계된 소자 구조는 PEDOT:PSS (25 nm)/Ag, Pt, Au (150 nm) / PEDOT:PSS (25 nm) / PVK (40 nm) / QD (10 nm) / Mg0.1Zn0.9O (x nm) / Ag (x nm)이다. PEDOT:PSS를 양극의 버퍼층으로 사용하여 전도성과 접착력을 향상시키고, 은 (Ag), 백금 (Pt), 금 (Au)의 전기적ㆍ광학적 특성을 분석하였다. 양극으로 Ag를 적용한 소자의 전기적 특성이 가장 우수하고, 전류효율은 41.63 cd/A로 가장 우수하여 양극으로 Ag를 적용하였다. 하지만 전극의 단락 현상으로 누설 전류가 발생하는 문제가 발생하여 SU-8 2002를 뱅크층으로 형성하여 전류효율 성능을 55.33 cd/A까지 향상시켰다. 전하 주입 평형을 향상시키기 위해 Mg0.1Zn0.9O NPs의 두께 변화에 따른 EOD 소자의 전기적 특성을 분석했다. 두께가 얇은 경우 전자 주입 특성이 높았지만, 전자의 과잉 주입으로 인해 소자의 효율은 떨어졌다. 두께가 두꺼워질 경우 전자 주입량은 줄어들었지만, 전하 주입의 평형으로 인해 소자의 효율이 향상되었다. 전자수송층 30 nm 두께에서 전류효율 90.92 cd/A까지 향상시켰다. 또한, 최적화된 두께에서 전면 발광 구조의 음극의 두께 변화를 통해 전기적ㆍ광학적 특성 분석을 진행하였다. 음극 두께 25 nm에서 가장 우수한 특성을 보였고, 최대 전류효율 116.55 cd/A를 가지는 고효율의 양자점 발광 다이오드를 개발하였다.
Top Emission-Quantum dot Light-Emitting Diode (TE-QLED) is an electroluminescence (EL) device using quantum dots (QDs) in the light emitting layer and has advantages such as high color purity and wide viewing angle. Researches have been conducted to improve the efficient and life-time of the QLE...
Top Emission-Quantum dot Light-Emitting Diode (TE-QLED) is an electroluminescence (EL) device using quantum dots (QDs) in the light emitting layer and has advantages such as high color purity and wide viewing angle. Researches have been conducted to improve the efficient and life-time of the QLED. ITO (Indium-Tin-Oxide) used as an electrode of bottom-emission structure has high charge mobility, transmittance, and excellent stability. However, when ITO is used as a flexible display electrode, cracks are formed and sheet resistance increases because ITO has crystallinity. In addition, it has a disadvantage that the process must be performed at a high temperature. Therefore, research on a top-emission structure that improves aperture ratio and lifetime is being conducted. In addition, in order to improve the efficiency of the device, research is being conducted to improve charge balance in the emission layer. In this study, an electrode material to replace ITO and applied as an anode of a top-emission structure was studied. The designed device structure is PEDOT:PSS (25 nm) / Ag, Pt, Au (150 nm) / PEDOT:PSS (25 nm) / PVK (40 nm) / QD (10 nm) / Mg0.1Zn0.9O (x nm) / Ag (x nm). PEDOT:PSS was used as an anode buffer layer to improve conductivity and adhesion, and the electrical and optical properties of Ag, Pt, and Au were analyzed. The device with Ag as an anode has the best electrical properties and the best current efficiency at 41.63 cd/A, so Ag was applied as the anode. However, a leakage current occurred due to a short circuit of the electrode. To solve this problem, SU-8 2002 was formed as a bank layer to improve current efficiency to 55.33 cd/A. To improve the charge injection balance, the electrical properties of the EOD device with varying thickness of Mg0.1Zn0.9O was analyzed. When the thickness was thin, the electron injection characteristics were high, but the efficiency of the device fell due to the excessive injection of electrons. When the thickness was increased, the amount of electron injection decreased, but the efficiency of the device improved due to the balance of charge injection. The current efficiency was improved to 90.92 cd/A at the electron transport layer thickness of 30 nm. In addition, electrical and optical characteristics were analyzed by changing the thickness of the cathode of the top-emission structure at the optimized thickness. A high-efficiency quantum dot light-emitting diode with the best characteristics at a cathode thickness of 25 nm and a maximum current efficiency of 116.55 cd/A was developed.
Top Emission-Quantum dot Light-Emitting Diode (TE-QLED) is an electroluminescence (EL) device using quantum dots (QDs) in the light emitting layer and has advantages such as high color purity and wide viewing angle. Researches have been conducted to improve the efficient and life-time of the QLED. ITO (Indium-Tin-Oxide) used as an electrode of bottom-emission structure has high charge mobility, transmittance, and excellent stability. However, when ITO is used as a flexible display electrode, cracks are formed and sheet resistance increases because ITO has crystallinity. In addition, it has a disadvantage that the process must be performed at a high temperature. Therefore, research on a top-emission structure that improves aperture ratio and lifetime is being conducted. In addition, in order to improve the efficiency of the device, research is being conducted to improve charge balance in the emission layer. In this study, an electrode material to replace ITO and applied as an anode of a top-emission structure was studied. The designed device structure is PEDOT:PSS (25 nm) / Ag, Pt, Au (150 nm) / PEDOT:PSS (25 nm) / PVK (40 nm) / QD (10 nm) / Mg0.1Zn0.9O (x nm) / Ag (x nm). PEDOT:PSS was used as an anode buffer layer to improve conductivity and adhesion, and the electrical and optical properties of Ag, Pt, and Au were analyzed. The device with Ag as an anode has the best electrical properties and the best current efficiency at 41.63 cd/A, so Ag was applied as the anode. However, a leakage current occurred due to a short circuit of the electrode. To solve this problem, SU-8 2002 was formed as a bank layer to improve current efficiency to 55.33 cd/A. To improve the charge injection balance, the electrical properties of the EOD device with varying thickness of Mg0.1Zn0.9O was analyzed. When the thickness was thin, the electron injection characteristics were high, but the efficiency of the device fell due to the excessive injection of electrons. When the thickness was increased, the amount of electron injection decreased, but the efficiency of the device improved due to the balance of charge injection. The current efficiency was improved to 90.92 cd/A at the electron transport layer thickness of 30 nm. In addition, electrical and optical characteristics were analyzed by changing the thickness of the cathode of the top-emission structure at the optimized thickness. A high-efficiency quantum dot light-emitting diode with the best characteristics at a cathode thickness of 25 nm and a maximum current efficiency of 116.55 cd/A was developed.
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