선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 연구의 목적은 기존에 보고된 현상인 금속/유기물, 즉 ITO/정공 전달물질 계면에서의정공주입을 위한 에너지장벽을 낮추는 것의 이해를 통하여 ITO 표면처리에 의한 ITO 박막의 성분, 전기 저항 특성과 표면 거칠기를 개선하고, 대면적 기판에서도 최적의 조건을 확립할 수 있기 위함이다. 또한 실제 소자에서의 적용을 통해 정공이 소자 구동 및 발광 특성에 미치는 영향에 대하여 연구하였다.
- 본 연구에서는 ITO 표면처리에 의한 ITO 박막의 성분, 전기 저항 특성과 표면 거칠기를 개선할 수 있는 최적의 공정조건을 확립하였다. O2의 유량이 10[sccm]에서 전기 저항 특성이 가장 낮았으며, 반대로 전기전도도는 가장 높은 것을 알 수 있었다.
- 본 연구의 목적은 기존에 보고된 현상인 금속/유기물, 즉 ITO/정공 전달물질 계면에서의정공주입을 위한 에너지장벽을 낮추는 것의 이해를 통하여 ITO 표면처리에 의한 ITO 박막의 성분, 전기 저항 특성과 표면 거칠기를 개선하고, 대면적 기판에서도 최적의 조건을 확립할 수 있기 위함이다. 또한 실제 소자에서의 적용을 통해 정공이 소자 구동 및 발광 특성에 미치는 영향에 대하여 연구하였다.
제안 방법
- EDS로 벌크 성분을 분석하고 XPS로 표면 성분을 분석하여 ITO 박막의 보다 정확한 표면처리 특성을 살펴보았다. 또한 벌크와 표면 성분을 비교 분석하여 O 농도 변화에 따른 전도도의 변화를 예측하였다.
- 이러한 결과는 플라즈마 처리 시기판 표면에 자유라디칼을 증가시키고, 전자가 표면에 충돌하여 표면층에 대전됨으로써 정 전 상호작용에 의해 표면 거칠기가 낮아지는 것으로 판단된다[8]. ITO 박막의 정확한 저항을 확인하기 위하여 표면 저항 측정 장치(CMT-SR2000N, Changmin Tech Co.)를 사용하여 측정하였다. 표 2는 산소플라즈마의 O2 유량의 변화에 따른 표면 저항, 표면 거칠기의 상관관계를 나타내었다.
- EDS로 벌크 성분을 분석하고 XPS로 표면 성분을 분석하여 ITO 박막의 보다 정확한 표면처리 특성을 살펴보았다. 또한 벌크와 표면 성분을 비교 분석하여 O 농도 변화에 따른 전도도의 변화를 예측하였다. 표 1은 RIE System을 사용한 산소플라즈마 시의 O2유량의 변화에 따른 ITO 박막의 주요 성분인 O, In, Sn을 정량 분석한 것이다.
- 먼저 ITO 유리기판에 묻어 있는 particle을 제거하기 위하여 D.I.(de-ionize) water, 아세톤, 에탄올 순서로 각각 5분간 초음파 세척하였다. 이 과정이 끝나면 photoresist(PR)을 도포 후, UV에 노광하고 현상하여 원하는 ITO 전극 패턴을 형성하게 된다.
- 음극으로 사용된 A1 전극은 lx106[Torr]의 진공도에서 5- 10[A/s]의 비율로, 120[nm]를 증착하였다. 발광면적은 마스크를 사용하여 0.3x0.3[㎠]의 크기로 하였으며, 모든 측정은 DC 전압에서 측정하였다. JBS Inc.
- 그리고 RIE(Reactive Ion Etching) System을 사용하여 산소플라즈마 표면 처리를 한다. 본 실험의 공정조건은 RF generator 주파수 13.56[MHz], ICP power 100[W], 공정 압력 10[mTorr], 공정시간 10[min], O2 gas flow를 5 〜20[sccm]으로 하였다. 표면처리된 ITO 박막의 성분 변화를 EDS(Energy Dispersive Spectroscopy)와 XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy)로 비교 분석하였다.
- 산소플라즈마 처리된 ITO 기판을 이용하여 유기전기발광 소자를 제작하고 전기적·광학적 특성을 평가하였다. 소자의 전압-전류(I-V) 특성과 전압-휘도(V-L) 특성 등의 실험은 Keithley 2400과 617 electrometer, Si-photodiode를 이용하여 대기 중에서 측정하였다.
- 산소플라즈마 처리된 ITO 기판을 이용하여 유기전기발광 소자를 제작하고 전기적·광학적 특성을 평가하였다. 소자의 전압-전류(I-V) 특성과 전압-휘도(V-L) 특성 등의 실험은 Keithley 2400과 617 electrometer, Si-photodiode를 이용하여 대기 중에서 측정하였다. 측정시 Keithley 2400을 이용한 2단 자법에 의해 전압을 인가하여 전류를 검출하면서 동시에 휘도를 측정하였다.
- JBS Inc.의 Flat Panel Display Analysis System(The Model 200-AT)을 사용하여 OLED의 전기적 특성과 광학적 특성을 측정하였다.
- ITO 표면의 거칠기 측정은 Digital Instruments Inc.의 Nanoscope IV AFM Mode를 사용하고, 전기 저항은 Sheet Resistance Measurement System (CMT-SR2000N, Chang-min Tech Co.)을 사용하여 측정하였다. 그리고 Multi Evaporation System(JBS Inc.
- 소자의 전압-전류(I-V) 특성과 전압-휘도(V-L) 특성 등의 실험은 Keithley 2400과 617 electrometer, Si-photodiode를 이용하여 대기 중에서 측정하였다. 측정시 Keithley 2400을 이용한 2단 자법에 의해 전압을 인가하여 전류를 검출하면서 동시에 휘도를 측정하였다. 측정 결과, EL 스펙트럼에서의 최대 피크는 510[nm]로서 녹색발광하는 것을 알 수 있다.
- 56[MHz], ICP power 100[W], 공정 압력 10[mTorr], 공정시간 10[min], O2 gas flow를 5 〜20[sccm]으로 하였다. 표면처리된 ITO 박막의 성분 변화를 EDS(Energy Dispersive Spectroscopy)와 XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy)로 비교 분석하였다. ITO 표면의 거칠기 측정은 Digital Instruments Inc.
대상 데이터
- 본 실험에서는 대표적인 물질인 N, N'-Di(naphthalen-l-yl)-N, N'-dibenzyl-benzidine(이하:TPD)를 정공 수송층으로 사용하였다. 그리고 발광층은 현재까지 개발된 물질 중 가장 발광 특성이 우수하다고 알려져 있는 녹색 저분자 발광물질인 Tris-(8- hydroxy - quinoline)-aluminium(이하: Alq3)을 사용하였다[7]. 본 실험에서는 0.
- 그리고 발광층은 현재까지 개발된 물질 중 가장 발광 특성이 우수하다고 알려져 있는 녹색 저분자 발광물질인 Tris-(8- hydroxy - quinoline)-aluminium(이하: Alq3)을 사용하였다[7]. 본 실험에서는 0.15[T]두께의 유리기판 위에 ITO 박막이 1700[A] 성막되고, 표면 저항이 15[Ω/□]인 ITO 유리기판을 사용하였다.
- 또한 발광층에서 이동되어 오는 전자를 적절히 제어하는 능력이 필요하다. 본 실험에서는 대표적인 물질인 N, N'-Di(naphthalen-l-yl)-N, N'-dibenzyl-benzidine(이하:TPD)를 정공 수송층으로 사용하였다. 그리고 발광층은 현재까지 개발된 물질 중 가장 발광 특성이 우수하다고 알려져 있는 녹색 저분자 발광물질인 Tris-(8- hydroxy - quinoline)-aluminium(이하: Alq3)을 사용하였다[7].
- 0[A/s]의 비율로 lxl0-6[Torr] 정도의 진공도에서 연속적으로 증착하였다. 음극으로 사용된 A1 전극은 lx106[Torr]의 진공도에서 5- 10[A/s]의 비율로, 120[nm]를 증착하였다. 발광면적은 마스크를 사용하여 0.
이론/모형
- )을 사용하여 측정하였다. 그리고 Multi Evaporation System(JBS Inc.)을 사용하여 진공-열증착법으로 OLED를 제작하였다. 소자의 구조는 ITO/TPD(25nm)/ Alq3(40nm)/Al(120nm) 동일하게 구성하였다.
성능/효과
- 측정 결과, EL 스펙트럼에서의 최대 피크는 510[nm]로서 녹색발광하는 것을 알 수 있다. 그림 2 (a)EL 스펙트럼, (b) 전압-전류, (c) 전압-휘도 특성에서 보듯이, O2 플라즈마로 ITO 표면처리시 10[sccm]에서 발광세기가 가장 크며, 구동전압은 감소하고 전류 밀도는 증가하였다. 휘도 역시 10[sccm]에서 l, 258[cd/㎡] 으로서 처리하기 전에 비해 약 2.
- 표에서 보듯이 표면 저항은 O2 유량의 증가에 따라 감소하다가 증가하며, O 농도 변화에 반대로 변화하는 것을 확인할 수 있다. O2 유량의 변화에 따른 전기 저항의 변화는 ITO 박막의 성분에 존재하는 O 농도와 밀접한 관계가 있음을 확인하였고, O2 유량이 10[sccm]에서 표면 저항이 13.2[Ω/□]로 가장 낮아 전도도 향상에 따른 최적의 공정조건임을 확인할 수 있었다.
- 본 연구에서는 ITO 표면처리에 의한 ITO 박막의 성분, 전기 저항 특성과 표면 거칠기를 개선할 수 있는 최적의 공정조건을 확립하였다. O2의 유량이 10[sccm]에서 전기 저항 특성이 가장 낮았으며, 반대로 전기전도도는 가장 높은 것을 알 수 있었다. 또한, ITO 표면처리 후 제작된 OLED의 최고 휘도는 O2의 유량이 10[sccm] 일 때, 1,258[cd/㎡]로서 처리 전과 비교해 약 2.
- O2의 유량이 10[sccm]에서 전기 저항 특성이 가장 낮았으며, 반대로 전기전도도는 가장 높은 것을 알 수 있었다. 또한, ITO 표면처리 후 제작된 OLED의 최고 휘도는 O2의 유량이 10[sccm] 일 때, 1,258[cd/㎡]로서 처리 전과 비교해 약 2.5배 상승하였고, 최고 발광 효율은 1.6[lm/W] 이었다. RIE System을 사용하여 최적의 공정조건으로 ITO 박막에 산소플라즈마 표면 처리한 후 OLED를 제작하면 구동전압이 낮아지고, 발광 특성 또한 증가하게 되었다.
- 저전계 영역에서는 이론상 전압과 전류가 비례하는 J∝V인 ohmic 구간이 나타난다. 본 실험 결과에서도 J∝V, 즉 전류 밀도와 전압이 비례하고 있음을 알 수 있으며, 고전계 구간에서는 J∝v8의 관계임을 알 수 있다. 이와 같이 저전계 구간에서는 전류 밀도가 전압에 따라 낮은 차수에 비례하지만 고전압 구간으로 가면서 전류 밀도가 전압에 비례하는 차수가 급속하게 증가하는데, 이것은 다음과 같이 설명할 수 있다.
- 측정시 Keithley 2400을 이용한 2단 자법에 의해 전압을 인가하여 전류를 검출하면서 동시에 휘도를 측정하였다. 측정 결과, EL 스펙트럼에서의 최대 피크는 510[nm]로서 녹색발광하는 것을 알 수 있다. 그림 2 (a)EL 스펙트럼, (b) 전압-전류, (c) 전압-휘도 특성에서 보듯이, O2 플라즈마로 ITO 표면처리시 10[sccm]에서 발광세기가 가장 크며, 구동전압은 감소하고 전류 밀도는 증가하였다.
- O2 유량의 증가에 따라 표면 거칠기는 계속 감소하지만, 표면 저항은 10[sccm]까지는 감소하다가 다시 증가하는 것을 알 수 있다. 표에서 보듯이 표면 저항은 O2 유량의 증가에 따라 감소하다가 증가하며, O 농도 변화에 반대로 변화하는 것을 확인할 수 있다. O2 유량의 변화에 따른 전기 저항의 변화는 ITO 박막의 성분에 존재하는 O 농도와 밀접한 관계가 있음을 확인하였고, O2 유량이 10[sccm]에서 표면 저항이 13.
후속연구
- 바꾸어 말하면, 유기물과 계면을 이루고 있는 고체의 표면 에너지상태는 OLED의 구동에 있어서 매우 중요한 역할을 한다는 것을 알 수 있다. 또한 금속/유기물의 계면 안정화를 통해 정공주입이 향상되어진다는 것을 알 수 있었으며, 향후 개선된 ITO 박막에 완충층(Buffer layer)을 성막하여 OLED를 제작한다면 더욱 효율이 좋은 소자를 만들 수 있을 것으로 생각된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.