F-nSAM을 박막을 이용한 유기 발광 소자의 광학적 효율과 전하 이동도에 관한 연구

Abstract

유기 발광 소자에서 전하 이동도 차이는 소자 효율에 영향을 끼친다. 전자 이동도보다 큰 정공 이동도는 소자의 발광 효율 저하와 낮은 수명 그리고 공간 전하 제한 전류(SCLC) 등으로 연결된다. 소자 내에서 전하 운반자 이동도 차이를 극복하기 위해서 전자 주입층(EIL)과 정공 주입층(HIL)에 유기 박막간의 일함수 차이를 낮추는 물질을 사용하여 개선시킬 수 있다. 본 실험에서는 HIL로서 Fluorinated-Self Assembled Monolayer(F-nSAM) 박막을 형성하였다. F-nSAM 박막은 전기 오븐을 이용하여 indium-tin-oxide (ITO) 표면에 가수분해를 통하여 제작하였다. SAM 방법은 복잡하지 않고 물리적 결함 없이 박막형성이 가능하며 정밀하게 제작이 가능하다는 장점이 있다. 물질은 알킬 체인 길이가 다른 F-8SAM과 F-10SAM을 사용하였다. 알킬 체인 길이의 차이에 의해 전기 쌍극자 모멘트 차이가 생기게 되며 이에 따른 소자 특성 변화를 알아보았다. 소자는 ITO/F-nSAM/TPD(40 nm)/Alq3(60 nm)/Liq(2 nm)/Al(100 nm) 구조로 제작하여 발광 및 특성 변화를 비교해 보았다. 전하 운반자 주입을 개선하기 위하여 알킬 체인 길이의 차이에 따른 변화를 보았다. 또한 전기 쌍극자 모멘트 차이에 대한 소자의 효율과 휘도 향상에 미치는 영향을 확인하였다.