[논문]Hole Blocking Layer 사용에 따른 하이브리드 백색 OLED의 색순도 향상에 관한 연구

김남규; 신훈규; 권영수

doi:10.4313/jkem.2014.27.12.837

Hole Blocking Layer 사용에 따른 하이브리드 백색 OLED의 색순도 향상에 관한 연구
Improvement of Color Purity Using Hole Blocking Layer in Hybrid White OLED 원문보기

전기전자재료학회논문지 = Journal of the Korean institute of electronic material engineers, v.27 no.12, 2014년, pp.837 - 840

김남규 (동아대학교 나노공학과) , 신훈규 (포항공과대학교 나노융합기술원) , 권영수 (동아대학교 나노공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Novel materials of $Zn(HPB)_2$ and Ir-complexes were respectively synthesized as blue or red emitting material. White Organic Light Emitting Diodes (OLED) were fabricated by using $Zn(HPB)_2$ for a blue emitting layer, Ir-complexes for a red emitting layer and $Alq_3$ for a green emitting layer. White OLED was fabricated by using double emitting layers of $Zn(HPB)_2$ and $Alq_3:Ir$-complexes, and hole blocking layer of BCP. We also varied the thickness of BCP. When the thickness of BCP layer was 5 nm, white emission was achieved. We obtained a maximum luminance of $3,500cd/m^2$. The CIE coordinates was (0.375, 0.331). From this study, we could propose that the hybrid structure is efficient in lighting application of white OLED by improvement of color purity.

주제어

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문제 정의

그림 3에 소자의 에너지 밴드다이어그램을 나타내었다. 그림 3에서 보듯이 정공수송층과 발광층 사이에 HBL층을 삽입하여 정공수송층과 발광층 사이에 정공의 이동을 제어하여 각 발광층 간에 색의 섞임을 방지하여 백색 OLED의 색순도를 향상 시키고자 있었다. 그러나, 형광층의 삼중항 엑시톤을 사용할 수 없기 때문에 효율은 낮을 수도 있을 것이다.
본 연구에서는 형광물질인 Zn(HPB)₂와 인광물질인 Ir-complexes를 합성하여, Zn(HPB)₂는 청색발광층, Ir-complexes는 Alq₃와 도핑하였으며, 정공수송층과 발광층 사이에 BCP를 삽입하여 BCP의 두께를 변화시켜서 백색 OLED를 제작하여 소자의 색순도 향상에 관한 실험을 진행하였다. 그 결과 BCP의 두께가 5 nm일 때 CIE 표색계가 (0.

제안 방법

를 각각 이용하고, 적색 발광층으로 인광물질인 Ir-complexes를 이용하여 실험을 진행하였다. 또한, 정공수송층과 발광층 사이에 HBL (hole blocking layer)인 BCP를 사용하였다. 이 BCP의 두께 변화에 따른 백색 OLED의 특성을 분석하였다.
본 연구에서는 청색과 녹색 발광층으로 형광물질인 Zn(HPB)₂, Alq₃를 각각 이용하고, 적색 발광층으로 인광물질인 Ir-complexes를 이용하여 실험을 진행하였다. 또한, 정공수송층과 발광층 사이에 HBL (hole blocking layer)인 BCP를 사용하였다.
또한, 정공수송층과 발광층 사이에 HBL (hole blocking layer)인 BCP를 사용하였다. 이 BCP의 두께 변화에 따른 백색 OLED의 특성을 분석하였다.

대상 데이터

본 실험에서 사용된 소자구조는 ITO / NPB (40 ㎚)/ BCP / Zn(HPB)₂ (30 ㎚) / Alq₃:Ir-complexes (30 ㎚) / LiF (0.5 ㎚) / Al (100 ㎚)이며, BCP의 두께를 0, 5, 10 nm로 변화시켜서 실험을 진행하였다.
본 연구에서는 청색과 녹색 발광층으로 형광물질인 Zn(HPB)₂, Alq₃를 각각 이용하고, 적색 발광층으로 인광물질인 Ir-complexes를 이용하여 실험을 진행하였다. 또한, 정공수송층과 발광층 사이에 HBL (hole blocking layer)인 BCP를 사용하였다.

성능/효과

따라서 정공의 이동 속도를 감소시켜 소자의 발광 특성이 떨어질 수도 있다. BCP의 두께가 0, 5, 10 nm일 때 최대 휘도는 각각 4,100, 4,900, 5,100[cd/㎡]로 나타났으며, 효율은 각각 0.91, 1.95, 2.07 [cd/A]로 나타났다.
와 도핑하였으며, 정공수송층과 발광층 사이에 BCP를 삽입하여 BCP의 두께를 변화시켜서 백색 OLED를 제작하여 소자의 색순도 향상에 관한 실험을 진행하였다. 그 결과 BCP의 두께가 5 nm일 때 CIE 표색계가 (0.375, 0.331)로 백색 발광함을 확인하였다. 이는 BCP가 정공수송층과 발광층 사이에서 정공의 이동을 제어하여 각 발광층 간의 색의 섞임을 방지하여 색순도가 향상된 백색 OLED를 제작할 수 있었다.
95[cd/A]으로 발광 특성은 낮을 수도 있을 것으로 예측한다. 본 연구 결과를 통해서 HBL층을 사용함으로써 소자의 색순도 향상 가능성을 제시할 수 있었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	하이브리드 백색 OLED는 무엇인가?	이러한 두 가지의 문제점을 상호 보완하고자 청색은 형광소재를 사용하고 그 외의 색상은 인광소재를 사용하는 하이브리드 방식의 연구가 활발히 진행되고 있다. 하이브리드 백색 OLED는 인광 백색 OLED에서 청색을 형광으로 대체한 소자이다. 하이브리드 백색 OLED는 형광층의 삼중항을 사용할 수 있는 triplet harvesting 타입과 그렇지 않은 direct recombination 타입으로 나눌 수가 있다 [10-14].
	백색 OLED를 사용하는 소재에 따라 나눈다면?	백색 OLED는 사용하는 소재에 따라서 형광, 인광, 그리고 하이브리드 백색 OLED로 나눌 수 있다[1-4]. 형광소재를 사용하는 경우에는 소자 안정성 면에서는 우수하지만 고효율을 얻는데 한계가 있으며, 인광소재를 사용하는 경우에는 고효율을 얻을 수는 있지만, 안정적인 청색 소재가 없다는 문제점을 가지고 있다 [5-9].
	direct recombination 타입은 무엇인가?	Triplet harvesting 하이브리드 백색 OLED의 문제점을 해결하기 위하여 direct recombination 타입의 연구가 필요로 하게 되었다. 이 타입의 소자는 재결합 영역이 형광층과 인광층에 모두 형성될 수있도록 조절하여 형광과 인광으로부터 모두 발광을 얻어내는 방법이다. 앞선 triplet harvesting 타입에 비해 청색 형광층의 삼중항 엑시톤을 사용할 수 없기 때문에 효율은 낮을 수 있지만, 다양한 소재를 활용할 수 있고, 또한 소자의 설계가 용이하다.

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