표제지
국문초록
목차
Ⅰ. 서론 11
Ⅱ. 이론적 배경 14
2.1. 유기발광다이오드의 기본 원리 14
2.1.1. 유기발광다이오드 소자의 구조 14
2.1.2. 유기발광다이오드 구동원리 16
2.1.3. 유기발광다이오드 소자의 분류(발광재료 & 증착 공정) 18
2.1.4. 유기발광다이오드의 발광 매커니즘 22
2.1.5. HOMO-LUMO 에너지 준위 제어를 통한 효과 23
2.2. 유기발광다이오드 소자의 내부 및 외부 양자 효율 24
2.3. 유기발광다이오드 소자 효율 개선 방법 26
2.3.1. 전하 균형이 좋은 혼합 호스트 26
2.3.2. 높은 발광에너지를 가진 엑시톤방지층 27
2.3.3. 발광층의 분자배향을 조절 28
2.4. 유기발광다이오드 소자 수명 감소원인 및 수명 개선 기술 32
2.4.1. 발광 에너지 및 엑시톤 수명 32
2.4.2. 유기발광다이오드 소자 수명 감소 원인 및 수명 개선 기술 33
Ⅲ. 시뮬레이션 34
3.1. FDTD (Finite Difference Time Domain) 34
3.2. FDTD를 활용한 분자배향 분석 35
3.3. FDTD기반 쌍극자 모멘트 분석 및 실험 결과 비교 38
Ⅳ. 실험 및 측정 방법 39
4.1. 진공 열 증착을 이용한 공정 39
4.2. 기판 온도 조절을 위한 냉각 칠러 시스템 구축 41
4.3. 각도 의존적 광발광 (ADPL) 측정방법 44
Ⅴ. 실험 결과 45
5.1. 특정 온도에서 도펀트 도핑 농도 및 구조에 따른 유기발광다이오드 분자배향 제어와 성능 최적화 연구 45
5.1.1. 유기발광 소자의 광학적 특성 조사와 이방성 분자배향 연구 45
5.1.2. 이방성 도펀트로 제어되는 CBP의 분자배향 및 유기발광 소자의 특성 조절 48
5.2. 추가적인 도펀트 도핑 농도 및 구조에 따른 연구 50
Ⅵ. 결론 51
참고문헌 52
Abstract 57
그림 1. 전형적인 유기발광다이오드 소자 기본구조 15
그림 2. PL 및 EL 과정을 통한 엑시톤 형성 및 발광 과정 17
그림 3. EL과정에서 일중항 및 삼중항 엑시톤 형성 과정 17
그림 4. 형광, 인광, TADF에서 엑시톤 형성 및 발광 과정 19
그림 5. 증착 공정을 하는 유기발광다이오드 제작 공정 20
그림 6. 용액 공정을 이용한 유기발광다이오드 제작 공정 21
그림 7. (a) 도너 단위체에 따른 HOMO 및 LUMO 에너지 준위 변화, (b) 억셉터 단위체의 HOMO 및 LUMO 에너지 준위 변화 24
그림 8. 유기발광다이오드 내부에서 발생하는 광 손실 모식도 26
그림 9. (a) 바이폴라 호스트의 전하 주입과정 및 발광 과정, (b) 엑시플렉스 호스트의 전하 주입과정 및 발광 과정 27
그림 10. (a) 삼중항 엑시톤 에너지가 큰 공통층, (b) 전하 차단 및 엑시톤 소광 방지를 위한 모식도 28
그림 11. (a) 전이 쌍극자의 발광 분포, (b) 여기 쌍극자의 방향과 안트라 분자의 흡수 29
그림 12. 유기발광다이오드 내부의 여기 상태 쌍극자 방향에 따른 발광 경로 30
그림 13. (a) 이방성 계수와 순서 파라미터 값을 구하는 식 (b) x, y, z Dipoles의 서로 다른 기판에서의 방향 31
그림 14. 이상적인 유기 물질의 BDE와 발광 에너지 관계 33
그림 15. 두께 변화(18, 30, 40, 50, 70)nm 에 따른 분자 배향 그래프 36
그림 16. 굴절률과 분자 배향 특성과의 상관관계 : (a) 굴절률 상승시, (b) 굴절률 감소시 37
그림 17. Blue 발광체 분자배향의 실험과 시뮬레이션 결과 비교 38
그림 18. (a) Organic Chamber 내부 모식도, (b) Cluster Type의 진공 증착 장비 40
그림 19. (a) Organic Chamber 상부개조한 모식도, (b) 온도별 단일 발광층의 분자배향 42
그림 20. 진공상태에서 기판온도 변화 및 냉각 칠러 센서 온도 변화 (a) (20℃ ~ 60℃), (b) (20℃ ~ -20℃) 43
그림 21. (a) Angle dependent PL(ADPL) 모식도 & 사진 44
그림 22. (a) 등방성Host(CBP)와 이방성 Dopant(BCzVBi, Perylene, F-D)의 실험 구조, (b) BCzVBi, Perylene, F-D 분자구조 46
그림 23. 도핑농도(3%, 10%, 20%)에 따른 각 도펀트의 분자배향 측정 결과 at -4℃ 47
그림 24. 이방성 도펀트에 의해 HOST의 분자배향 조절 (a) 이방성 계수와 터 값과 수평비율과의 상관관계, (b)순서파라미터 값과 수평비율과의 상관관계 49
그림 25. -4℃에서 F-Host, F-Dopant의 도핑농도에 따른 분자배향 특성 결과 그래프 50