X-ray Reflectivity Studies on Degradation of Organic Light Emitting Devices
- 주제(키워드) OLED , X-ray Reflectivity , Degradation
- 발행기관 서강대학교 대학원 물리학과
- 지도교수 김현정
- 발행년도 2010
- 학위수여년월 2010. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 물리학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000046119
- 본문언어 한국어
초록/요약
In this study, we studied the structural degradation at the interfaces induced by electric field and compared with thermal degradation in organic light emitting devices (OLEDs) by synchrotron x-ray scattering. The constant voltage (7V) and current (11mA) were applied between Al cathode and ITO anode of the OLEDs untill the maximum luminescence of the electrically non-stressed OLED decreased to 80%, 60%, and 50%. A constant temperature of 50℃ was applied for thermal degradation and the samples were selected with the same strategy as in electric field induced degradation. Degradation of the morphology of organic layers (DNTPD, NPB, Alq3) and inorganic layers (ITO, Al) were observed. Roughnesses are increased from 10Å to 25Å at the organic layers, but the roughness at ITO is abruptly increased by 30Å when luminous efficiency changed to 50%. Whereas in thermal degradation experiment, a sudden change of the roughness of layer, i.e., at the interface of Al/Alq3 is observed at 50% of the luminous efficiency. The roughness of ITO was not changed. In order to study the initial growth condition of organic layers, we grow Alq3 films by organic molecular beam deposition (OMBD). We characterized the thickness, roughness, and electron density of the films by x-ray reflectivity and compared the thickness with the results by ellipsometer. Thin Alq3 film shows the minimum roughness at the substrate temperature of 80℃ and the effusion cell temperature of 270℃ during deposition.
more초록/요약
다층구조를 이루는 organic light emitting devices(OLEDs)소자에서 가장 해결해야 할 문제인 효율향상과 수명연장에서 중요한 원인으로 논의되는 것은 계면의 열화현상이다. 본 논문에서는 각 계면 구조의 측정이 가능한 x-ray reflectivity를 이용하여 OLED 작동시 전기장과 열에 의한 계면의 열화현상을 연구하였다. 전기장에 의한 계면의 열화현상은 Al 음극과 ITO 양극 사이에 일정한 전압(7V)과 전류(11mA)를 걸어준 후 발광효율이 원래의 80%, 60%, 50%가 되는 시료를 선택하였다. 반면, 열에 의한 열화현상은 일정온도(50℃)를 유지하여 동일 조건으로 시료를 선택하였다. 전기장에 의한 열화 분석 실험에서 OLED소자의 유기물(DNTPD, NPB, Alq3) 및 Al 계면의 거칠기는 10~25Å 정도 증가하였으나 ITO층은 발광효율이 60%에서 50%에 도달했을 때 약 30Å의 거칠기 값이 급격히 증가하였다. 열적 열화과정을 분석하는 실험의 경우 발광효율 60%에서 50%로 변화 시 Alq3 계면에서 약 30Å의 거칠기 변화가 있었고, 무기물층에서의 거칠기 값의 변화는 거의 없었다. 또한, 본 논문에서는 저분자 유기 박막의 단원자층 제조에 용이한 organic molecular beam deposition(OMBD) chamber를 제작하여 Alq3 박막을 성장시켜 OMBD chamber의 조건을 최적화하여 박막을 제조하였고 그에 따른 구조특성을 연구하였다. 유기 박막에서 표면의 거칠기, 박막의 두께, 박막의 전자밀도를 x-ray reflectivity를 이용하여 측정하였다. 특히 증착시 effusion cell의 온도와 기판의 온도 조건을 달리하여 성장조건에 따른 Alq3표면의 morphology를 관찰하였다. Effusion cell의 온도가 270℃이고, 기판의 온도가 80℃일 때 가장 거칠기가 작은 박막을 가지는 것으로 확인되었다.
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