OLED 소자의 전기적 특성을 온도 변화에 따라 측정을 하였다. OLED 소자는 N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-1,1'-diphenyl-4,4'-diamine (TPD)를 정공 수송층으로, tris(8-hydroxyquinoline) aluminum(Alq3)를 전자송층 및 발광층으로 사용하였다. 전압-전류 특성은 온도 범위 $10K{\sim}300K$에서 측정하였다. OLED 소자에서의 전도 메커니즘의 해석은 Fowler-Nordheim tunneling 법을 이용하여 해석하였다.
OLED 소자의 전기적 특성을 온도 변화에 따라 측정을 하였다. OLED 소자는 N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-1,1'-diphenyl-4,4'-diamine (TPD)를 정공 수송층으로, tris(8-hydroxyquinoline) aluminum(Alq3)를 전자송층 및 발광층으로 사용하였다. 전압-전류 특성은 온도 범위 $10K{\sim}300K$에서 측정하였다. OLED 소자에서의 전도 메커니즘의 해석은 Fowler-Nordheim tunneling 법을 이용하여 해석하였다.
Temperature-dependent current-voltage characteristics of Organic Light-Emitting Diodes(OLEDs) were studied. The OLEDs were based on the molecular compounds, N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3- methylrhenyi)-1,1'-diphenyl-4,4'-diamine (TPD) as a hole transport and tris(8-hydroxyquinoline) aluminum(Alq3) as an ...
Temperature-dependent current-voltage characteristics of Organic Light-Emitting Diodes(OLEDs) were studied. The OLEDs were based on the molecular compounds, N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3- methylrhenyi)-1,1'-diphenyl-4,4'-diamine (TPD) as a hole transport and tris(8-hydroxyquinoline) aluminum(Alq3) as an electron transport and emissive material. The current-voltage characteristics were measured in the temperature range of 10[K] and 300[K]. A conduction mechanism in OLEDs was interpreted in terms of tunneling and trap-filled limited current.
Temperature-dependent current-voltage characteristics of Organic Light-Emitting Diodes(OLEDs) were studied. The OLEDs were based on the molecular compounds, N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3- methylrhenyi)-1,1'-diphenyl-4,4'-diamine (TPD) as a hole transport and tris(8-hydroxyquinoline) aluminum(Alq3) as an electron transport and emissive material. The current-voltage characteristics were measured in the temperature range of 10[K] and 300[K]. A conduction mechanism in OLEDs was interpreted in terms of tunneling and trap-filled limited current.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 상온에서의 유기 발광 소자의 전류-전압특성 및 극저 온에서 의 전압-전류 특성을 통하여 절연체에서의 트랩 분포 특성을 연구하고자 한다. 또한 유기 발광 소자에서 의 intrinsic 벌크 특성을 연구하고자 한다.
또한 유기 발광 소자에서 의 intrinsic 벌크 특성을 연구하고자 한다.
제안 방법
PL 스펙트럼을 측정하였다. UV/visible 측정은 HP 8452A spectrophotometer를 사용하였고, PL 측정은 Perkin Elmer LS50B를 사용하였다. [그림 3](a)에서 보면 약 358nm에서 흡수 피크를 보이고 있으며, 약 410nm에서 발광 피크를 보이고 있다.
광학적 특성 측정으로는 본 연구에서 사용한 정공 수송 물질 인 TPD와 발광 물질 인 Alq3의 UV/visible 흡광도와 PL 스펙트럼을 측정하였다. UV/visible 측정은 HP 8452A spectrophotometer를 사용하였고, PL 측정은 Perkin Elmer LS50B를 사용하였다.
측정 온도 범위는 10~ 300K이며, 온도 조절은 Refrigerator을 사용하였으며, 실험 장치 사진을 [그림 2]에 나타내었다. 그리고 전압-전류 특성 측정 은 진공상태에서 이루어졌다.
본 연구에서는 녹색 발광을 하는 Alq3를 발광 층으로 하고 정공 수송 물질로 TPD를 사용하여 온도에 따른 전압-전류 특성 및 intrinsic 벌크 특성을 측정하였다. EL 소자의 온도에 따른 전류-전압 특성에서 온도가 증가할수록 같은 전압에서 전류가 많이 흐르는 것을 관측할 수 있었다.
[그림 1]. 성막 물질의 분자 구조.
대상 데이터
본 연구에서는 일반적으로 널리 알려진 물질인 N, N'-diphenyl-N, N, -bis(3-methylphenyl)-l, l, -diphenyl-4, 4'ediamine(IPD)와 tris(8-hydroxyq-uinciine) aluminum(Alq3) 를사용하였다. 여기서 TPD는 정공 수송 물질로 사용하였고, Alq3는 전자 수송 물질로 사용하였다.
증착법으로 제작되었다. 양전극으로는 ITO-glass (Samsung Coming Co.)를 사용하였고, 음전극으로는 A1 을 사용하였다. 증착 속도는 유기물과 전극 모두 0.
여기서 TPD는 정공 수송 물질로 사용하였고, Alq3는 전자 수송 물질로 사용하였다. [그림 1]은 본연구에 사용한 성 막 물질의 구조를 나타내고 있다.
유기 전기 발광 소자를 만들기 위하여 TPD와 Alq3는진공 증착법으로 제작되었다. 양전극으로는 ITO-glass (Samsung Coming Co.
[그림 4]는 [그림 2]의 구조로 제작한 유기 발광 소자의 온도에 따른 전압-전류 특성측정을 한 것이다. 측정 온도 범위는 10~ 300K이며, 온도 조절은 Refrigerator을 사용하였으며, 실험 장치 사진을 [그림 2]에 나타내었다. 그리고 전압-전류 특성 측정 은 진공상태에서 이루어졌다.
이론/모형
5 A/s 의 속도로 증착하였다. ITO-glass patterne screen printer 기법을 사용하여 선 모양으로 하였으며, pattern된 ITO glass는 과산화수소수(H2O2) : 암모니아수 : 2차 증류수를 1:1:4의 부피 비율로 혼합하여 약 80℃에서 1시간 동안 끊인 후에 다시 2차 증류수로 약 1시간 동안 초음파세척을 하여 사용하였다. 발광 면적은 15101?이고 유기 발광 소자와 극저온 장치와의 연결은 동선(99.
EL 소자의 온도에 따른 전류-전압 특성에서 온도가 증가할수록 같은 전압에서 전류가 많이 흐르는 것을 관측할 수 있었다. 또한 Fowler-Nordheim 터널링 분석법을 이용하여 분석 한결과전계에 의 한전도특성 임을확인할 수 있었다. 그리고 EL 소자의 intrinsic 벌크 특성을 조사한 결과 저온 영역에서는 나타나지 않고, 약 100K 이상에서 트랩에 의한 전류-전압 특성을 보이고 있음을 역시 확인할 수 있었다.
위 와 같은 Fowler-Nordheim 터 널 링 분석 법 에 의 하여 [그림 4]의 전압-전류 특성을 다시 plotting하였다.
증가하는 것을 볼 수 있다. 이러한 전류의 증가의원인을 파악하고자 Fowler-Norheim 분석 법을 이 용하여 조사하였다.
전압-전류특성 측정은 컴퓨터에 연결 된 Keithley 236을 이용하여 SMU(source-measure-unit) 프로그램으로 측정 을 하였다. [그림 4]는 [그림 2]의 구조로 제작한 유기 발광 소자의 온도에 따른 전압-전류 특성측정을 한 것이다.
성능/효과
특성 및 intrinsic 벌크 특성을 측정하였다. EL 소자의 온도에 따른 전류-전압 특성에서 온도가 증가할수록 같은 전압에서 전류가 많이 흐르는 것을 관측할 수 있었다. 또한 Fowler-Nordheim 터널링 분석법을 이용하여 분석 한결과전계에 의 한전도특성 임을확인할 수 있었다.
또한 Fowler-Nordheim 터널링 분석법을 이용하여 분석 한결과전계에 의 한전도특성 임을확인할 수 있었다. 그리고 EL 소자의 intrinsic 벌크 특성을 조사한 결과 저온 영역에서는 나타나지 않고, 약 100K 이상에서 트랩에 의한 전류-전압 특성을 보이고 있음을 역시 확인할 수 있었다.
또한 [그림 3](b)에서 보면 약 359nm에서 강한 흡수 피크를 보이고 있으며, 약 509nm에서 강한 발광 피크를 보이고 있다. 위의 결과로 본 연구에 사용한 소자는 녹색의 발광을 하고 있음을 알 수 있다.
참고문헌 (4)
V. M. Silva, L. Pereira, 'The nature of the electrical conduction and light emitting efficiency in organic semiconductors layers: The case of [m-MTDATA]-[NPB]-Alq3 OLED', Journal of Non-Crystalline Solids, Vol. 352, pp. 5429-5436, 2006
T. Mori, T. Mizutani, 'Carrier transport behavior in OLED', Nanotechnology and Nano-lnterface Controlled Electronics Devices, Elsevier Science, pp. 133-155, 2003
H. Mu, H. Shen, D. Klotzkin, 'Dependence of film morphology on deposition rate in ITO/TPD/Alq3/Al organic luminescent diodes', Solid-State Electronics, Vol. 48, pp. 2085-2088, 2004
G. Vamvounis, H. Aziz, N. Hu, Z. D. Popovic, 'Temperature dependence of operational stability of organic light emitting diodes based on mixed emitter layers', Synthetic Metals, Vol. 143, pp. 69-73, 2004
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