KR20160118988A - Light emitting device and method for fabricating the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 발광 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 정공 수송층의 에너지 준위를 조절하기 위해 정공 주입층과 정공 수송층 사이에 전도성 고분자 박막층을 삽입한 발광 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a light emitting device and a manufacturing method thereof. More particularly, the present invention relates to a light emitting device in which a conductive polymer thin film layer is interposed between a hole injection layer and a hole transporting layer to control an energy level of the hole transporting layer, and a manufacturing method thereof.
발광 소자는 전류를 전도할 수 있는 하나 이상의 층을 가진다. 발광 소자는 2개의 반대 전극과 그 사이에 위치하는 다층의 반도체 특성을 가진 유기물과 무기물 박막들 및 발광층으로 구성된다.The light emitting element has at least one layer capable of conducting current. The light emitting element is composed of two opposing electrodes and organic and inorganic thin films and a light emitting layer having a multilayered semiconductor property located therebetween.
발광 소자는 전면 발광형, 후면 발광형 및 양면 발광형으로 나누어진다. 전면 발광과 후면 발광에서는 2개의 전극 중 한 전극이 광투과성이며, 양면 발광형에서는 2개의 전극이 모두 광투과성이다. 그러나 발광 소자에서 광투과성 전극을 양극으로 사용하는 경우, 발광층과 광투과성 전극 사이의 계면에 쇼트키 장벽이 형성되어 정공 주입이 원활하지 않다.The light emitting device is divided into a front light emitting type, a back light emitting type, and a both surface light emitting type. In the front emission and back emission, one of the two electrodes is light transmissive, and in the two-sided emission type, both electrodes are light transmissive. However, when the light-transmitting element is used as the anode in the light-emitting element, a Schottky barrier is formed at the interface between the light-emitting layer and the light-transmitting electrode, so that hole injection is not smooth.
정공 수송층의 에너지 준위를 조절할 수 있는 발광 소자를 제공하고자 한다. 또한, 전술한 발광 소자의 제조 방법을 제공하고자 한다.And to provide a light emitting device capable of controlling the energy level of the hole transport layer. Also, a method of manufacturing the above-described light emitting device is provided.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자는 i) 제1 전극, ii) 제1 전극 위에 위치하는 PEDOT:PSS(폴리에틸렌-디옥시티오펜:폴리스티렌-술포네이트, Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-Poly(styrene sulfonate))를 포함하는 정공 주입층, iii) 정공 주입층 위에 위치하고, PANI:PSS(폴리아닐린:폴리스티렌-술포네이트, polyaniline-poly(4-styrenesulfonate))를 포함하는 도전성 고분자 박막층, iv) 도전성 고분자 박막층 위에 위치하고, PVK(poly-n-vinylcarbazole)를 포함하는 정공 수송층, v) 정공 수송층 위에 위치하는 발광층, vi) 발광층 위에 위치하고, 산화아연(ZnO)을 포함하는 전자 수송층, 및 vii) 전자 수송층 위에 위치하는 제2 전극을 포함한다. 발광층은 셀렌화카드뮴(CdSe)을 포함하는 코어와 코어를 둘러싸고 황화아연카드뮴(CdZnS)을 포함하는 쉘을 포함한다.A light emitting device according to an embodiment of the present invention includes i) a first electrode, ii) a PEDOT: PSS (Polyethylene-Dioxiophene: Polystyrene-Sulfonate, Poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (iii) a conductive polymer thin film layer disposed on the hole injection layer and including PANI: PSS (polyaniline-poly (4-styrenesulfonate)), iv) A hole transporting layer containing PVK (poly-n-vinylcarbazole), v) a light emitting layer located on the hole transporting layer, vi) an electron transporting layer located on the light emitting layer and containing zinc oxide (ZnO), and v) And a second electrode located above the first electrode. The light emitting layer includes a core containing cadmium selenide (CdSe) and a shell surrounding the core and containing zinc cadmium sulfide (CdZnS).
도전성 고분자 박막층의 상기 PANI(폴리아닐린)에 대한 상기 PSS(폴리스티렌-술포네이트)의 비는 1:8 내지 1:13일 수 있다. 정공주입층은 PANI:PSS(폴리아닐린:폴리스티렌-술포네이트, polyaniline-poly(4-styrenesulfonate))를 더 포함할 수 있다. 도전성 고분자 박막층의 표면 조도는 0.1nm 내지 5nm일 수 있다.The ratio of the PSS (polystyrene-sulfonate) to the PANI (polyaniline) of the conductive polymer thin film layer may be 1: 8 to 1:13. The hole injection layer may further include PANI: PSS (polyaniline-poly (4-styrenesulfonate)). The surface roughness of the conductive polymer thin film layer may be 0.1 nm to 5 nm.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자의 제조 방법은, i) 기판을 제공하는 단계, ii) 기판 위에 제1 전극을 증착하는 단계, iii) 제1 전극 위에 PEDOT:PSS를 포함하는 제1 소재를 스핀 코팅한 후 열처리하여 정공 주입층을 제공하는 단계, iv) 정공 주입층 위에 PANI:PSS(폴리아닐린:폴리스티렌-술포네이트, polyaniline)/poly(4-styrenesulfonate)을 포함하는 제2 소재를 스핀 코팅하여 도전성 고분자 박막층을 제공하는 단계, v) 도전성 고분자 박막층 위에 PVK(poly-n-vinylcarbazole 폴리-비닐카바졸)를 포함하는 소재를 스핀 코팅하여 정공 수송층을 제공하는 단계, vi) 도전성 고분자 박막층 위에 셀렌화카드뮴을 포함하는 코어와 코어를 둘러싸고 황화아연카드뮴을 포함하는 쉘을 포함하는 나노 구조체를 코팅하여 발광층을 제공하는 단계, vii) 발광층 위에 산화아연을 포함하는 전자 수송층을 증착하는 단계, 및 viii) 전자 수송층 위에 제2 전극을 증착하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a light emitting device according to an embodiment of the present invention includes the steps of: i) providing a substrate; ii) depositing a first electrode on a substrate; iii) depositing a first material including PEDOT: PSS on the first electrode (Iv) spin-coating a second material including PANI: PSS (polyaniline: polystyrene-sulfonate) / poly (4-styrenesulfonate) on the hole injection layer; V) providing a hole transporting layer by spin-coating a material comprising PVK (poly-n-vinylcarbazole poly-vinylcarbazole) on the conductive polymer thin film layer, vi) forming a conductive polymer thin film layer on the conductive polymer thin film layer, Coating a nanostructure including a core containing cadmium and a shell containing zinc cadmium sulfide around the core to provide a light emitting layer, vii) providing a light emitting layer on the light emitting layer, Depositing the transport layer, and viii) a step of depositing a second electrode on the electron transport layer.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자의 제조 방법은, i) 기판을 떼어내는 단계, 및 ii) 제1 전극의 표면을 플라즈마 처리, 자외선 오존 처리 또는 반응성 이온 에칭(reactive ion etching, RIE) 처리하는 단계를 더 포함할 수 있다. 발광층을 제공하는 단계전에 상기 도전성 고분자 박막층 위에 상기 제2 소재를 포함하는 또다른 정공 수송층을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.A method of manufacturing a light emitting device according to an embodiment of the present invention includes the steps of: i) removing a substrate; and ii) performing a plasma treatment, ultraviolet ozone treatment, or reactive ion etching (RIE) The method comprising the steps of: The method may further include the step of providing another hole transport layer including the second material on the conductive polymer thin film layer before the step of providing the light emitting layer.
정공 주입층과 정공 수송층 사이에 전도성 고분자 박막층을 중간층으로 삽입하여 정공 수송층의 에너지 준위를 조절할 수 있다. 그리고 정공 수송층과 발광층 또는 정공 수송층과 광전자 변환층 사이의 계면 에너지 장벽의 높이를 낮출 수 있다. 따라서 발광 소자의 효율을 향상시킬 수 있다The energy level of the hole transport layer can be adjusted by inserting a conductive polymer thin film layer between the hole injection layer and the hole transport layer into the intermediate layer. And the height of the interface energy barrier between the hole transport layer and the light emitting layer or the hole transport layer and the optoelectronic conversion layer can be reduced. Therefore, the efficiency of the light emitting device can be improved
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 소자의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 발광 소자의 에너지 준위 다이어그램을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 소자의 개략적인 사시도이다.
도 4 및 도 5는 각각 본 발명의 실험예 1 및 실험예 2에 따라 제조한 발광 소자의 표면의 주사전자현미경 사진들이다.
도 6은 본 발명의 실험예 3에 따라 제조한 발광 소자의 표면의 원자간 인력 현미경 사진들이다.
도 7은 본 발명의 실험예 4와 비교예 1에 따라 제조한 발광 소자의 전압 변화에 따른 전류밀도의 그래프이다.
도 8은 실험예 5와 비교예 2에 따라 제조한 발광 소자의 로그 전압 변화에 따른 로그 전류밀도의 그래프이다.
도 9는 실험예 6과 비교예 3에 따라 제조한 발광 소자의 전압 변화에 따른 휘도의 그래프이다.
도 10은 실험예 7과 비교예 4에 따라 제조한 발광 소자의 전압 변화에 따른 발광효율의 그래프이다.
도 11은 실험예 8, 비교예 5 및 비교예 6에 따라 제조한 발광 소자의 파장 변화에 따른 전계 발광과 광발광의 그래프이다.
도 12는 실험예 9와 비교예 7에 따라 제조한 발광 소자의 전압 변화에 따른 색좌표이다.
도 13은 실험예 10에 따라 제조한 발광 소자의 결합 에너지에 따른 컷오프의 그래프이다.
도 14는 실험예 11에 따라 제조한 발광 소자의 HOMO 에너지 준위의 그래프이다.
도 15는 실험예 12와 비교예 8에 따라 제조한 발광 소자의 에너지준위 다이어그램이다.
도 16은 실험예 13과 비교예 9에 따라 제조한 발광 소자의 전압 변화에 따른 전류밀도의 그래프이다.
도 17은 실험예 14와 실험예 15에 따라 제조한 발광 소자의 PANI에 대한 PSS의 함량비 변화에 따른 컷오프의 그래프이다.
도 18은 실험예 16에 따라 제조한 발광 소자의 PANI에 대한 PSS의 함량비 변화에 따른 에너지준위 다이어그램이다.
도 19는 실험예 17에 따라 제조한 발광 소자의 PANI에 대한 PSS의 함량비 변화에 따른 흡수 스펙트럼의 그래프이다.
도 20은 실험예 18에 따라 제조한 발광 소자의 PANI에 대한 PSS의 함량비 변화에 따른 투과 스펙트럼의 그래프이다.
도 21은 실험예 19에 따라 제조한 발광 소자의 PANI에 대한 PSS의 함량비 변화에 따른 FT-IR 스펙트럼의 그래프이다.
도 22는 실험예 20에 따라 제조한 발광 소자의 PANI에 대한 PSS의 함량비 변화에 따른 UPS 스펙트럼의 그래프이다.
도 23은 실험예 21에 따라 제조한 발광 소자의 PANI에 대한 PSS의 함량비 변화에 따른 UPS 스펙트럼의 그래프이다.
도 24는 실험예 22에 따라 제조한 발광 소자의 PANI에 대한 PSS의 함량비 변화에 따른 PVK의 전자구조레벨의 그래프이다.
도 25는 실험예 23에 따라 제조한 발광 소자의 PANI에 대한 PSS의 함량비 변화에 따른 PVK의 전자구조레벨의 그래프이다.
도 26은 실험예 24에 따라 제조한 발광 소자의 에너지 준위 다이어그램이다.
도 27은 실험예 25에 따라 제조한 발광 소자의 PANI에 대한 PSS의 함량비 변화에 따른 전류-전압 및 휘도-전압의 그래프이다.
도 28은 실험예 26에 따라 제조한 발광 소자의 PANI:PSS 층의 두께 변화에 따른 전류-전압 및 휘도-전압의 그래프이다.
도 29는 실험예 27에 따라 제조한 발광 소자의 PANI에 대한 PSS의 함량비 변화에 따른 전계 발광 스펙트럼의 그래프이다.1 is a schematic perspective view of a light emitting device according to a first embodiment of the present invention.
2 is a diagram schematically showing an energy level diagram of the light emitting device of FIG.
3 is a schematic perspective view of a light emitting device according to a second embodiment of the present invention.
4 and 5 are SEM micrographs of the surface of the light emitting device manufactured according to Experimental Example 1 and Experimental Example 2 of the present invention, respectively.
6 is an atomic force microscope photograph of the surface of a light emitting device manufactured according to Experimental Example 3 of the present invention.
7 is a graph showing the current density according to the voltage change of the light emitting device manufactured according to Experimental Example 4 and Comparative Example 1 of the present invention.
8 is a graph showing the log current density according to the log voltage change of the light emitting device manufactured according to Experimental Example 5 and Comparative Example 2. FIG.
9 is a graph of luminance according to voltage change of the light emitting device manufactured according to Experimental Example 6 and Comparative Example 3. FIG.
10 is a graph of luminous efficiency according to voltage change of the light emitting device manufactured according to Experimental Example 7 and Comparative Example 4. FIG.
FIG. 11 is a graph of electroluminescence and photoluminescence according to wavelengths of a light emitting device manufactured according to Experimental Example 8, Comparative Example 5, and Comparative Example 6. FIG.
12 is a color coordinate diagram according to a voltage change of the light emitting device manufactured according to Experimental Example 9 and Comparative Example 7.
13 is a graph of a cutoff according to the binding energy of the light emitting device manufactured according to Experimental Example 10. FIG.
14 is a graph of the HOMO energy level of the light emitting device manufactured according to Experimental Example 11.
15 is an energy level diagram of a light emitting device manufactured according to Experimental Example 12 and Comparative Example 8.
16 is a graph showing the current density according to the voltage change of the light emitting device manufactured according to Experimental Example 13 and Comparative Example 9. FIG.
17 is a graph of a cutoff according to the content ratio of PSS to PANI of the light emitting device manufactured according to Experimental Example 14 and Experimental Example 15. FIG.
18 is an energy level diagram according to the variation of the content ratio of PSS to the PANI of the light emitting device manufactured according to Experimental Example 16. FIG.
19 is a graph of absorption spectrum according to the content ratio of PSS to PANI of a light emitting device manufactured according to Experimental Example 17. FIG.
FIG. 20 is a graph of a transmission spectrum according to the content ratio of PSS to PANI of the light emitting device manufactured according to Experimental Example 18. FIG.
21 is a graph of FT-IR spectrum according to the content ratio of PSS to PANI of the light emitting device manufactured according to Experimental Example 19. FIG.
22 is a graph of a UPS spectrum according to the content ratio of PSS to PANI of a light emitting device manufactured according to Experimental Example 20. FIG.
23 is a graph of a UPS spectrum according to the content ratio of PSS to the PANI of the light emitting device manufactured according to Experimental Example 21. FIG.
24 is a graph showing the electronic structure level of PVK according to the content ratio of PSS to the PANI of the light emitting device manufactured according to Experimental Example 22. FIG.
25 is a graph showing the electronic structure level of PVK according to the content ratio of PSS to the PANI of the light emitting device manufactured according to Experimental Example 23. FIG.
26 is an energy level diagram of a light emitting device manufactured according to Experimental Example 24. FIG.
27 is a graph of current-voltage and luminance-voltage according to the content ratio of PSS to PANI of a light emitting device manufactured according to Experimental Example 25. FIG.
28 is a graph of current-voltage and luminance-voltage according to the thickness variation of the PANI: PSS layer of the light emitting device manufactured according to Experimental Example 26. FIG.
29 is a graph of an electroluminescence spectrum according to the content ratio of PSS to PANI of a light emitting device manufactured according to Experimental Example 27. FIG.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to limit the invention. The singular forms as used herein include plural forms as long as the phrases do not expressly express the opposite meaning thereto. Means that a particular feature, region, integer, step, operation, element and / or component is specified, and that other specific features, regions, integers, steps, operations, elements, components, and / And the like.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms including technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Commonly used predefined terms are further interpreted as having a meaning consistent with the relevant technical literature and the present disclosure, and are not to be construed as ideal or very formal meanings unless defined otherwise.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 소자(100)의 개략적인 단면도이다. 도 1의 발광 소자(100)의 구조는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 발광 소자(100)의 구조를 다른 형태로도 변형할 수 있다.1 is a schematic cross-sectional view of a
도 1에 도시한 바와 같이, 발광 소자(100)는 기판(10), 제1 전극(20), 정공 주입층(30), 도전성 고분자 박막층(40), 정공 수송층(50), 발광층(60), 전자 수송층(70) 및 제2 전극(80)을 포함한다. 한편, 발광 소자(100)는 도 1에 도시한 구성요소 이외에 다른 구성요소들을 더 포함할 수 있다.1, the
기판(10)은 잘 휘어지는 플라스틱으로 제조할 수 있다. 또한, 기판(10)은 기계적 강도, 열적 안정성 및 방수성이 우수한 유리 또는 사파이어(Al2O3)로도 제조할 수 있다.The
제1 전극(20)은 기판(10) 위에 위치한다. 제1 전극(20)이 애노드(anode)인 경우, 제1 전극(20)은 정공 주입이 용이하도록 상대적으로 높은 일함수를 갖는 물질로 제조할 수 있다. 예를 들면, 제1 전극(20)은 ITO(indium tin oxide, 인듐 틴 옥사이드)으로 제조할 수 있으며, 광을 투과시킬 수 있다. 또는, 제1 전극(20)은 투명하고 우수한 도전성을 가지는, 산화인듐아연(IZO), 산화주석(SnO2) 또는 산화아연(ZnO) 등으로 제조할 수 있다.The first electrode (20) is located above the substrate (10). When the
제1 전극(20)은 서로 다른 2 종류의 물질을 포함하여 2층 구조로 형성할 수 있다. 제1 전극(20)은 전도성 소재를 스핀 코팅(spin coating)하거나 스퍼터링(sputtering)하여 형성할 수 있다. 한편, 레이저 리프트 오프(laser lift off, LLO) 공정 등을 이용해 기판(10)을 떼어낸 후, 제1 전극(20)의 표면을 플라즈마 처리, 자외선 오존 처리 또는 반응성 이온 에칭(reactive ion etching, RIE) 처리할 수도 있다.The
정공 주입층(30)은 제1 전극(20) 위에 위치한다. 정공 주입층(30)은 스핀 코팅, 진공 증착법(vacuum plating) 및 레이저 전사법(laser induced thermal imaging) 등으로 제조할 수 있다. 정공 주입층(30)이 진공 증착법으로 제조되는 경우, 증착 온도는 100℃ 내지 500℃, 진공도는 10-8torr 내지 10-3torr, 증착 속도는 0.01Å/sec 내지 약 100Å/sec 정도로 하여 증착 조건을 조절할 수 있다. 정공 주입층(30)으로 사용될 소재와 그 열적 특성 등에 따라 증착 조건을 다르게 조절할 수 있다.The
정공 주입층(30)은 프탈로사이아닌(phthalocyanine) 화합물 또는 아민 유도체류인 4,4',4"-트리(N-카바조일)트리페닐 아민(TCTA), 4,4',4"-트리스 (3-메틸페닐아미노)트리페닐아민(m-MTDATA) 등을 포함할 수 있다. 또한, 정공 주입층(30)은 도전성 용해 물질인 PANI:DBSA(폴리아닐린:도데실벤젠술포산, Dodecylbenzenesulfonic acid) 또는 PEDOT:PSS(폴리에틸렌-디옥시티오펜:폴리스티렌-술포네이트, Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Polystyrene sulfonate), PANI:CSA (폴리아닐린:캠퍼술포산, Polyaniline:Camphor sulfonic acid) 등의 물질을 포함할 수도 있다. 바람직하게는, 정공 주입층(30)은 높은 일함수와 함께 전도성을 가지는 PEDOT:PSS를 포함할 수 있다.The
도전성 고분자 박막층(40)은 정공 주입층(30)과 정공 수송층(50) 사이에 위치하고, PANI:PSS(폴리아닐린:폴리스티렌-술포네이트, polyaniline-poly(4-styrenesulfonate))를 포함한다. 도전성 고분자 박막층(40)의 PANI(폴리아닐린)에 대한 PSS(폴리스티렌-술포네이트)의 비는 1:1 내지 1:30일 수 있다. 예시로서, 도전성 고분자 박막층(40)의 PANI(폴리아닐린)에 대한 PSS(폴리스티렌-술포네이트)의 비는 1:1, 1:2, 1:3, 1:4, 1:5, 1:6, 1:7, 1:8, 1:9, 1:10, 1:11, 1:12, 1:13, 1:14, 1:15. 1:16, 1:17, 1:18, 1:19, 1:20, 1:21, 1:22, 1:23, 1:24, 1:25, 1:26, 1:27, 1:28, 1:29, 1:30일 수 있다.좋기로는 1:1 내지 1:15, 더 바람직하게는, 1:8 내지 1:13일 수 있으며, 이러한 범위에 있을 때, 발광 소자(100)의 휘도가 최대화될 수 있다. 도전성 고분자 박막층(40)은 정공을 정공 주입층(30)으로부터 정공 수송층(50)으로 효율적으로 전달한다. 제1 전극(20)에서 생성된 정공은 정공 주입층(30), 도전성 고분자 박막층(40) 및 정공 수송층(50)을 지나 발광층(60)에 도달하여 전자와 결합해 발광한다.The conductive polymer
일반적으로 발광 소자는 양극, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 그리고 음극의 구조이며, 정공 수송층과 발광층 사이에는 각 층의 일함수의 차이와 큰 이온화 에너지(IE)로 인하여 정공 주입 장벽이 형성될 수 있다. 또한 제1 전극(20)을 ITO 전극으로 사용하는 경우, 양극과 발광층 사이의 계면에 쇼트키 장벽(schottky barrier)이 형성될 수 있다. 발광 소자의 각 층 사이에 장벽이 크게 형성될 경우, 정공 이동도가 낮아지므로 발광 소자의 발광 효율이 낮아질 수 있다.In general, a light emitting device is a structure of an anode, a hole injecting layer, a hole transporting layer, a light emitting layer, an electron transporting layer, and a cathode. A difference in work function of each layer and a large ionization energy (IE) . Also, when the
발광 소자(100)는 PANI:PSS가 포함된 도전성 고분자 박막층(40)을 정공 주입층(30)과 정공 수송층(50)사이에 형성하여 정공 주입 장벽을 조절할 수 있다. 따라서 제1 전극(20)에서 생성된 정공이 균형적으로 주입되어 발광층(60)까지 원활하게 도달할 수 있으므로, 발광 소자(100)의 발광 효율을 높일 수 있다. 좀더 구체적으로, 도 2를 사용하여 이를 좀더 상세하게 설명한다.The
도 2는 도 1의 발광 소자의 에너지 준위 다이어그램을 개략적으로 나타낸다. 도 2에서 좌측에서 우측 방향으로 각 층들이 적층되어 있으므로, 이는 도 1에서 하부 방향으로부터 상부 방향으로와 일치한다.Fig. 2 schematically shows an energy level diagram of the light emitting device of Fig. Since the respective layers are stacked from left to right in FIG. 2, this corresponds to the direction from the lower direction to the upper direction in FIG.
도 2에 도시한 바와 같이, 정공(h+)은 좌측에서 우측으로 이동하고, 전자(e-)는 우측에서 좌측으로 이동하며 상호 만나서 발광한다. 여기서, 정공(h+)과 전자(e-)를 잘 이동시키기 위해서는 각 구성요소의 밴드갭들이 컨포멀하게 형성될 필요가 있다. 즉, 에너지 준위 장벽이 존재하지 않고, 각 구성요소들의 밴드갭들이 비슷하게 형성되어야 정공(h+)이 잘 이송될 수 있다. 그러나 도 2의 좌측에서 2번째 위치한 PEDOT:PSS로 된 정공 주입층과 PVK로 된 정공 수송층 사이에는 에너지 준위 장벽이 존재하므로 이를 컨포멀하게 만들도록 그 사이에 PANI:PSS로 된 도전성 고분자 박막층을 형성한다. 그 결과, 발광 소자의 각 층의 에너지 준위가 컨포멀하게 되므로, 정공이 잘 전달될 수 있다.As shown in Fig. 2, the holes h + move from the left to the right, and the electrons e- move from the right to the left, and meet each other to emit light. Here, in order to move the hole (h +) and the electron (e-) well, it is necessary that the band gaps of the respective components are formed conformally. That is, the energy level barrier does not exist, and the band gaps of the respective constituent elements are formed similarly, so that the hole h + can be transferred well. However, since an energy level barrier exists between the hole injection layer of PEDOT: PSS and the hole transport layer of PVK, which is located at the second position from the left in FIG. 2, a conductive polymer thin film layer of PANI: PSS is formed therebetween do. As a result, since the energy levels of the respective layers of the light emitting element are conformed, holes can be transmitted well.
다시 도 1로 되돌아가면, 도전성 고분자 박막층(40)의 두께(d1)는 5nm 내지 200nm일 수 있다. 바람직하게는, 도전성 고분자 박막층(40)의 두께(d1)는 5nm 내지 12nm일 수 있다. 만약, 도전성 고분자 박막층(40)의 두께(d1)가 너무 크거나 너무 작은 경우, 에너지 준위를 컨포멀하게 형성하기 어렵고, 쇼트키 장벽으로 인해 정공의 전도 효율이 저하될 수 있다. 따라서 도전성 고분자 박막층(40)의 두께(d1)가 5nm 내지 12nm 범위에 있는 경우, 에너지 준위를 가장 컨포멀하게 형성하기 쉬울 수 있고, 정공의 전도 효율이 최대화될 수 있다. 그리고 도전성 고분자 박막층(40)의 표면 조도는 0.1nm 내지 5nm일 수 있다. 표면 조도가 너무 낮은 경우, 도전성 고분자 박막층(40)의 제조 공정이 복잡해져서 제조가 어렵다. 또한, 표면 조도가 너무 높은 경우, 정공 이송 효율이 저하된다. 따라서 표면 조도가 0.1nm 내지 5nm 범위에 있는 경우, 제조 공정이 가장 단순할 수 있으며, 정공 이송 효율을 최대화할 수 있다.1, the thickness d1 of the conductive polymer
정공 수송층(50)은 도전성 고분자 박막층(40) 위에 위치한다. 정공 수송층(50)은 스핀 코팅 등의 방법을 사용하여 제조할 수 있다. 정공 수송층(50)은 도전성 고분자 박막층(40)과 동일한 소재인 PANI:PSS를 포함할 수 있다. 한편, 정공 수송층(50)은 트리페닐아민(triphenylamine) 또는 카바졸 유도체(carbazole derivative)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 정공 수송층(50)은 N-페닐카바졸 (N-phenylcarbazole) 또는 PVK(poly-n-vinylcarbazole 폴리-비닐카바졸) 등을 더 포함할 수 있다. 좀더 바람직하게는, 정공 수송층(50)은 PVK를 포함할 수 있다.The hole transport layer (50) is located on the conductive polymer thin film layer (40). The
발광층(60)은 정공 수송층(50) 위에 위치한다. 발광층(60)은 형광 호스트(fluorescent host), 인광 호스트(phosphorescent host), 형광 도펀트(fluorescent dopant) 및 인광 도펀트(phosphorescent dopant) 등을 포함할 수 있다. 발광층(60)이 인광 도펀트를 포함하는 경우, 정공 수송층(50)과 발광층(60) 사이에 정공 블록층(미도시, 이하 동일)이 더 형성될 수 있다. 정공 블록층은 정공이 전자 수송층(70)으로 확산되는 현상을 방지하여 발광층(60)에서 정공과 전자가 잘 만나도록 하여 발광 효율을 더욱 향상시킨다.The
발광층(60)은 셀렌화카드뮴(CdSe)과 황화아연카드뮴(CdZnS)을 포함한 단일 코어(core) 구조체로 형성될 수 있다. 이와는 달리, 발광층(60)을 코어쉘 구조체로도 형성할 수 있다. 즉, 코어는 셀렌화카드뮴으로 제조하고, 이를 둘러싸는 쉘은 황화아연카드뮴으로 제조할 수 있다. 한편, 쉘을 다시 둘러싸는 반구형 쉘 구조체를 형성할 수도 있다. 발광층(60)이 코어쉘 구조체인 경우, 각각 코어와 쉘을 이루는 재료의 특성을 모두 가질 수 있으므로, 복합적인 기능을 가지는 구조체를 형성할 수 있다. 발광층(60)은 임프린팅법(imprinting method), 고분자 물질의 회합 상분리법(associative phase separation), 또는 에어로졸을 이용한 자기조립방법(aerosol-assisted self-assembly)으로 제조할 수 있다.The
전자 수송층(70)은 발광층(60) 위에 위치한다. 전자 수송층(70)은 전자 수송성의 금속 유기 화합물과 전자 수송성의 유기 화합물의 혼합물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 전자 수송층(70)은 ZnO 및 TiO2를 포함할 수 있다. 전자 수송층(70)은 전자 수송성의 유기 화합물을 공증착(code position)하여 제조할 수 있다. 전자 수송층(70)의 상부에는 전자 주입층(미도시)을 형성하여 제2 전극(80)에 주입된 전자를 효율적으로 이송할 수 있다.The
제2 전극(80)은 상대적으로 낮은 일함수를 갖는 물질로 제조할 수 있다. 예를 들면, 제2 전극(80)을 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In) 또는 마그네슘-은(Mg-Ag) 등으로 제조할 수 있다. 바람직하게는, 제2 전극(80)을 알루미늄으로 제조할 수 있다. 또는, 발광 소자(100)를 전면 발광형으로 제조하는 경우, 제2 전극(80)을 ITO 또는 IZO(indium zinc oxide, 인듐 아연 산화물)로 제조할 수 있다.The
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 소자(200)를 개략적으로 나타낸다. 도 3의 발광 소자(200)는 도 1의 발광 소자(100)와 유사하므로, 동일한 부분에는 동일한 도면 부호를 사용하며, 동일한 부분에 대해서는 편의상 그 상세한 설명을 생략한다.FIG. 3 schematically shows a
도 3에 도시한 바와 같이, 발광 소자(200)는 기판(10), 제1 전극(20), 정공 주입층(30), 제1 정공 수송층(52), 도전성 고분자 박막층(40), 제2 정공 수송층(54), 발광층(60), 전자 수송층(70) 및 제2 전극(80)을 포함한다. 이외에, 발광 소자(100)는 도 3에 도시한 층들 이외에 다른 층들을 더 포함할 수 있다.3, the
제1 정공 수송층(52)은 정공 주입층(30) 위에 위치한다. 제1 정공 수송층(52)은 스핀 코팅 등의 방법으로 제조할 수 있다. 제1 정공 수송층(52)은 카바졸 유도체(carbazole derivative)를 포함할 수 있다. 또는, 제1 정공 수송층(50)은 N-페닐카바졸 (N-phenylcarbazole), PVK(poly-n-vinylcarbazole 폴리-비닐카바졸) 등을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 제1 정공 수송층(52)은 PVK를 포함할 수 있다.The first
제1 정공 수송층(52) 위에는 도전성 고분자 박막층(40)이 위치하고, 도전성 고분자 박막층(40) 위에는 제2 정공 수송층(54)이 위치한다. 즉, 도전성 고분자 박막층(40)은 정공 수송층들(52, 54) 사이에 위치하고, 정공을 발광층(60)까지 효율적으로 이동시켜서 정공 이송 효율을 높인다. 좀더 상세하게는, 도전성 고분자 박막층(40)이 정공 수송층들(52, 54)의 내부의 에너지 준위를 조절하여 발광층(60)과의 에너지 장벽 높이를 낮춰서 정공 이송 효율과 발광 효율을 향상시킨다. 한편, 제2 정공 수송층(54)은 제1 정공 수송층(52)과 동일한 방법으로 제조할 수 있다.The conductive polymer
이하에서는 실험예를 사용하여 본 발명을 좀더 상세하게 설명한다. 이러한 실험예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail using experimental examples. These experimental examples are only for illustrating the present invention, and the present invention is not limited thereto.
조직 관찰 실험Tissue observation experiment
실험예Experimental Example 1 One
도 1과 동일한 구조를 가지는 발광 소자를 제조하였다. 그리고 발광 소자의 표면을 45° 기울여서 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope, SEM)으로 촬영하였다. 촬영한 표면은 ITO, PEDOT:PSS 박막, 및 PANI:PSS 코팅 표면이었다. 여기서, PEDOT:PSS 박막은 ITO 위에 위치하고, PANI:PSS 코팅 표면은 PEDOT:PSS 박막 위에 위치한다.A light emitting device having the same structure as in Fig. 1 was manufactured. Then, the surface of the light emitting device was tilted by 45 ° and photographed by a scanning electron microscope (SEM). The photographed surface was ITO, PEDOT: PSS thin film, and PANI: PSS coated surface. Here, the PEDOT: PSS thin film is located on ITO and the PANI: PSS coated surface is located on the PEDOT: PSS thin film.
실험예Experimental Example 1의 실험 결과 1
도 4의 본 발명의 실험예 1에 따라 제조한 발광 소자의 표면의 주사전자현미경 사진들을 나타낸다. 여기서 도 4의 (a)에는 주사전자현미경을 통해 촬영한 ITO표면 사진을 나타내고, 도 4의 (b)에는 주사전자현미경을 통해 촬영한 ITO의 표면위에 PEDOT:PSS박막이 코팅된 표면 사진을 나타낸다. 그리고 도 4의 (c)에는 주사전자현미경을 통해 촬영한 PEDOT:PSS박막의 표면 위에 PANI:PSS가 코팅된 표면 사진을 나타낸다.4 is a scanning electron micrograph of the surface of the light emitting device manufactured according to Experimental Example 1 of the present invention. 4 (a) shows a photograph of the ITO surface photographed through a scanning electron microscope, and FIG. 4 (b) shows a surface photograph of a PEDOT: PSS thin film coated on the surface of ITO photographed through a scanning electron microscope . And FIG. 4 (c) shows a surface photograph of PANI: PSS coated on the surface of the PEDOT: PSS thin film taken by scanning electron microscope.
도 4의 (b) 및 도 4의 (c)에 도시한 바와 같이, 주사전자현미경을 통해 발광 소자의 표면을 관찰하는 경우, PEDOT:PSS의 박막 표면의 평탄도보다 PANI:PSS가 코팅된 표면의 평탄도가 높은 것을 확인할 수 있었다. 따라서 발광 소자에 PANI:PSS층을 형성하는 경우, 박막 계면간의 평탄도가 개선되어 정공을 좀더 효율적으로 수송할 수 있는 것으로 확인되었다.As shown in FIGS. 4 (b) and 4 (c), when the surface of the light emitting device is observed through a scanning electron microscope, PANI: PSS is coated on the coated surface The flatness of the substrate was high. Therefore, it was confirmed that when the PANI: PSS layer is formed in the light emitting device, the flatness between the thin film interfaces is improved and the holes can be transported more efficiently.
실험예Experimental Example 2 2
실험예 1과 동일한 방법으로 제조한 발광 소자의 45˚ 기울어진 양자점(QDs) 표면을 주사전자현미경으로 촬영하였다. 촬영한 발광 소자의 표면은 각각 QDs/PVK/PEDOT:PSS/ITO와 QDs/PVK/PANI:PSS/PEDOT:PSS/ITO가 순서대로 코팅된 표면이었다.The surface of the light emitting device manufactured by the same method as Experimental Example 1 at 45 degrees inclined QDs was photographed with a scanning electron microscope. The surfaces of the light emitting devices were sequentially coated with QDs / PVK / PEDOT: PSS / ITO and QDs / PVK / PANI: PSS / PEDOT: PSS / ITO.
실험예Experimental Example 2의 실험 결과 Experiment result of 2
도 5는 본 발명의 실험예 2에 따라 제조한 발광 소자의 표면의 주사전자현미경 사진들을 나타낸다. 여기서 도 5의 (a)에는 주사전자현미경을 통해 촬영한 QDs/PVK/PEDOT:PSS/ITO의 표면 사진을 나타내고, 도 5의 (b)에는 주사전자현미경을 통해 촬영한 QDs/PVK/PANI:PSS/PEDOT:PSS/ITO의 표면 사진을 나타낸다. 5 shows scanning electron microscope photographs of the surface of a light emitting device manufactured according to Experimental Example 2 of the present invention. 5 (a) shows a surface photograph of QDs / PVK / PEDOT: PSS / ITO taken through a scanning electron microscope and FIG. 5 (b) shows a QDs / PVK / PANI: PSS / PEDOT: Surface photograph of PSS / ITO.
도 5의 (a) 및 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 주사전자현미경을 통해 발광 소자의 표면을 관찰하는 경우, PEDOT:PSS에 PVK가 코팅된 표면의 평탄도보다 PANI:PSS 박막위에 PVK가 코팅된 표면의 평탄도가 높은 것을 확인할 수 있었다. 따라서 PVK 표면에 PANI:PSS 층을 형성하는 경우, 발광 소자의 평탄도가 개선되어 정공의 이송 효율을 향상시킬 수 있다는 것을 알 수 있었다. 따라서 우수한 발광 효율을 가지는 발광 소자를 제조할 수 있었다.5 (a) and 5 (b), when the surface of the light emitting device is observed through a scanning electron microscope, the PANI: PSS thin film is more thinner than the flatness of the PVK coated surface in PEDOT: PSS The surface of the PVK-coated surface was found to have a high flatness. Therefore, it was found that when the PANI: PSS layer is formed on the surface of the PVK, the flatness of the light emitting device is improved and the efficiency of transporting the holes can be improved. Thus, a light emitting device having excellent light emitting efficiency could be manufactured.
실험예Experimental Example 3 3
실험예 1과 동일한 방법으로 제조한 발광 소자의 표면을 원자간인력현미경(Atomic Force Microscope, AFM)으로 촬영하였다. 촬영한 발광 소자의 표면은 각각 순서대로 QDs/PVK/PEDOT:PSS/ITO와 QDs/PVK/PANI:PSS/PEDOT:PSS/ITO가 코팅된 표면이었다.The surface of the light emitting device manufactured in the same manner as in Experimental Example 1 was photographed with an atomic force microscope (AFM). The surfaces of the light emitting devices were sequentially coated with QDs / PVK / PEDOT: PSS / ITO and QDs / PVK / PANI: PSS / PEDOT: PSS / ITO.
실험예Experimental Example 3의 실험 결과 Experiment result of 3
도 6은 본 발명의 실험예 3에 따른 발광 소자의 표면을 촬영한 주사전자현미경 사진을 나타낸다. 여기서, 도 6의 (a)에는 원자간인력현미경을 통해 촬영한 QDs/PVK/PEDOT:PSS/ITO의 표면 사진을 나타내고, 도 6의 (b)에는 원자간인력현미경을 통해 촬영한 QDs/PVK/PANI:PSS/PEDOT:PSS/ITO의 표면 사진을 나타낸다. 6 is a scanning electron micrograph of a surface of a light emitting device according to Experimental Example 3 of the present invention. 6 (a) shows a surface photograph of QDs / PVK / PEDOT: PSS / ITO taken through an interatomic attraction microscope and FIG. 6 (b) shows a QDs / PVK / PANI: PSS / PEDOT: Represents a surface photograph of PSS / ITO.
도 6의 (a)와 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 원자간인력현미경을 통해 발광 소자의 표면을 관찰하는 경우, PEDOT:PSS에 PVK가 코팅된 표면의 평탄도보다 PANI:PSS 박막위에 PVK가 코팅된 표면의 평탄도가 높은 것을 확인할 수 있었다. 따라서 PVK 표면에 PANI:PSS 층을 삽입하는 경우, 박막 계면간의 평탄도와 내부양자효율을 높여서 고효율의 양자점 발광 소자를 제조할 수 있었다.As shown in FIGS. 6A and 6B, when the surface of the light emitting device is observed through an interatomic attraction microscope, the flatness of the surface coated with PVK on PEDOT: PSS is lower than the flatness of PANI: PSS The surface of PVK coated surface was found to be highly flat on the thin film. Therefore, when the PANI: PSS layer is inserted on the PVK surface, the flatness and the internal quantum efficiency between the thin film interfaces are increased, so that a high efficiency quantum dot light emitting device can be manufactured.
전류 밀도 변화 및 누설 Current density variation and leakage 전류값Current value 측정 실험 Measurement experiment
실험예Experimental Example 4 4
실험예 1과 동일한 방법을 사용하여 발광 소자를 제조하였다. 그리고 전압을 상승시킨 후 전압 변화에 따라 발광 소자의 전류 밀도의 변화 및 누설 전류값을 측정하였다.A light emitting device was manufactured using the same method as in Experimental Example 1. After the voltage was raised, the change of the current density and the leakage current value of the light emitting device were measured according to the voltage change.
비교예Comparative Example 1 One
일반적으로 상용화된 발광 소자를 대상으로 실험하였다. 실험 과정은 전술한 실험예 4와 동일하였다.In general, a commercialized light emitting device was tested. The experimental procedure was the same as Experimental Example 4 described above.
실험예Experimental Example 4 및 4 and 비교예Comparative Example 1의 실험 결과 1
도 7은 실험예 4 및 비교예 1의 전압 변화에 따른 전류밀도 및 누설 전류값을 실험한 결과의 그래프를 나타낸다. 도 7에서 전류 밀도는 큰 그래프로 나타내고, 누설 전류값은 작은 그래프로 나타낸다. 한편, 도 7에서 네모는 비교예 1에서 발광 소자의 전압 변화에 따른 전류 밀도와 누설 전류값를 나타내고, 원은 실험예 4에서 발광 소자의 전압 변화에 따른 전류 밀도와 누설 전류값을 나타낸다.7 is a graph showing the results of experiments on the current density and the leakage current value according to the voltage change in Experimental Example 4 and Comparative Example 1. FIG. In FIG. 7, the current density is represented by a large graph and the leakage current value is represented by a small graph. 7, the square represents the current density and the leakage current value according to the voltage change of the light emitting device in Comparative Example 1, and the circle represents the current density and the leakage current value according to the voltage change of the light emitting device in Experimental Example 4. [
도 7의 큰 그래프에 도시한 바와 같이, 실험예 4와 비교예 1의 문턱 전압은 2V로 측정되었다. 실험예 4는 문턱전압 이상에서는 높은 전류 밀도를 가졌으며, 6V 이상으로 전압을 인가할 경우, 전류 밀도가 선형적으로 증가하였다. 반면, 비교예 1은 문턱전압 이상에서 비교적 낮은 전류 밀도를 가졌으며, 6V 이상으로 전압을 인가할 경우, 전류밀도는 점차적으로 포화되었다. As shown in the large graph of FIG. 7, the threshold voltages of Experimental Example 4 and Comparative Example 1 were measured at 2V. Experimental Example 4 had a high current density above the threshold voltage, and the current density increased linearly when voltage was applied above 6V. On the other hand, Comparative Example 1 had a comparatively low current density above the threshold voltage, and when the voltage was applied above 6V, the current density was gradually saturated.
한편, 도 7의 작은 그래프에 도시한 바와 같이, 문턱전압 이하에서는 실험예 4의 발광 소자가 비교예 1의 발광 소자보다 낮은 누설 전류를 가진 것을 알 수 있었다. 따라서 실험예 4의 발광 소자가 종래에 비해 높은 전류 밀도와 낮은 누설 전류를 가져서 발광 소자의 발광 효율이 높아진다는 것을 확인할 수 있었다.On the other hand, as shown in the small graph of FIG. 7, it was found that the light emitting device of Experimental Example 4 had a lower leakage current than the light emitting device of Comparative Example 1 below the threshold voltage. Therefore, it was confirmed that the light emitting device of Experimental Example 4 had a higher current density and lower leakage current than conventional ones, and the luminous efficiency of the light emitting device was increased.
로그 전압 변화에 따른 로그 전류밀도 측정 실험Experiment to measure log current density according to log voltage change
실험예Experimental Example 5 5
실험예 1과 동일한 방법으로 발광 소자를 제조하였다. 그리고 전압을 상승시킨 후 로그 전압 변화에 따라 로그 전류밀도의 변화를 측정하였다.A light emitting device was prepared in the same manner as in Experimental Example 1. After increasing the voltage, the change of the log current density was measured according to the log voltage change.
비교예Comparative Example 2 2
일반적으로 상용화된 발광 소자를 대상으로 실험하였다. 실험 과정은 전술한 실험예 6과 동일하였다.In general, a commercialized light emitting device was tested. The experimental procedure was the same as Experimental Example 6 described above.
실험예Experimental Example 5 및 5 and 비교예Comparative Example 2의 실험 결과 Experiment result of 2
도 8은 실험예 5 및 비교예 2의 로그 전압 변화에 따른 로그 전류밀도를 실험한 결과의 그래프를 나타낸다. 도 8에서 그래프의 네모는 비교예 2에서 발광 소자의 로그 전압 변화에 따른 로그 전류밀도를 나타내고, 원은 실험예 5에서 발광 소자의 로그 전압 변화에 따른 로그 전류밀도를 나타낸다.FIG. 8 is a graph showing the logarithmic current density according to the logarithmic voltage changes of Experimental Example 5 and Comparative Example 2. FIG. 8 shows the log current density according to the log voltage change of the light emitting device in Comparative Example 2 and the circle shows the log current density according to the log voltage change of the light emitting device in Experimental Example 5. [
도 8의 그래프에 도시한 바와 같이, 실험예 5와 비교예 2의 로그 전압과 로그 전류밀도의 그래프는 ⅰ) 옴믹 전도 영역(J∝V), ⅱ) 트랩-리미트 전도 영역(J∝Vⁿ, n>2), ⅲ) 공간전하 리미트 전도 영역(J∝V2)로 나누었다. 옴믹 전도 영역에서 실험예 5의 로그 전류밀도는 비교예 2의 로그 전류밀도보다 10배 이상 작았다. 트랩-리미트 전도 영역에서 실험예 5의 로그 전압 변화에 따른 로그 전류밀도의 기울기는 비교예 2보다 더 가파르게 측정되었다. 따라서 실험예 5의 발광 소자가 비교예 2의 발광 소자에 비해 정공 이동률이 높은 것을 확인할 수 있었다.8, the graphs of the log voltage and the log current density in Experimental Example 5 and Comparative Example 2 are as follows: (i) an ohmic conduction region (J? V), (ii) a trap-limit conduction region (J? V? n> 2), and iii) the space charge limit conduction region (JαV2). In the ohmic conduction region, the log current density in Experimental Example 5 was 10 times smaller than the log current density in Comparative Example 2. In the trap-limit conduction region, the slope of the log current density according to the log voltage change of Experimental Example 5 was measured more steeper than that of Comparative Example 2. [ Therefore, it was confirmed that the light emitting device of Experimental Example 5 had a higher hole mobility than the light emitting device of Comparative Example 2.
전압 변화에 따른 휘도 측정 실험Experiment of luminance measurement according to voltage change
실험예Experimental Example 6 6
실험예 1과 동일한 방법으로 발광 소자를 제조하였다. 그리고 전압을 상승시킨 후 전압 변화에 따라 발광 소자의 휘도를 측정하였다.A light emitting device was prepared in the same manner as in Experimental Example 1. After the voltage was raised, the luminance of the light emitting device was measured according to the voltage change.
비교예Comparative Example 3 3
일반적으로 상용화된 발광 소자를 대상으로 실험하였다. 실험 과정은 전술한 실험예 6과 동일하였다.In general, a commercialized light emitting device was tested. The experimental procedure was the same as Experimental Example 6 described above.
실험예Experimental Example 6 및 6 and 비교예Comparative Example 3의 실험 결과 Experiment result of 3
도 9는 실험예 6과 비교예 3의 전압 변화에 따른 휘도를 실험한 결과의 그래프를 나타낸다. 도 9에서 네모는 비교예 3에서 발광 소자의 전압 변화에 따른 휘도를 나타내고, 원은 실험예 6에서 발광 소자의 전압 변화에 따른 휘도를 나타낸다. 9 is a graph showing the results of experiments on the luminance according to the voltage changes of Experimental Example 6 and Comparative Example 3. Fig. 9 shows the luminance according to the voltage change of the light emitting device in Comparative Example 3 and the circle shows the luminance according to the voltage change of the light emitting device in Experimental Example 6. [
도 9에 도시한 바와 같이, 실험예 6의 최대 휘도는 전압 6.5V에서 320cd/m²의 값으로 측정되었고, 비교예 3의 최대 휘도는 전압 5V에서 15cd/m²의 값으로 측정되었다. 즉, 비교예 3에 비해 실험예 6에서 발광 소자의 휘도가 더 높은 것을 알 수 있었다. 따라서 실험예 6을 통하여 발광 소자의 휘도와 발광 효율이 향상된 것을 확인할 수 있었다.As shown in FIG. 9, the maximum luminance of Experimental Example 6 was measured at a voltage of 6.5 cd /
전압 변화에 따른 발광효율 측정 실험Experiment to measure luminous efficiency by voltage change
실험예Experimental Example 7 7
실험예 1과 동일한 방법으로 발광 소자를 제조하였다. 그리고 전압을 상승시킨 후 전압 변화에 따라 발광 소자의 발광효율을 측정하였다.A light emitting device was prepared in the same manner as in Experimental Example 1. After the voltage was raised, the luminous efficiency of the light emitting device was measured according to the voltage change.
비교예Comparative Example 4 4
일반적으로 상용화된 발광 소자를 대상으로 실험하였다. 실험 과정은 전술한 실험예 7과 동일하였다.In general, a commercialized light emitting device was tested. The experimental procedure was the same as in Experimental Example 7 described above.
실험예Experimental Example 7 및 7 and 비교예Comparative Example 4의 실험 결과 Experiment result of 4
도 10은 실험예 7과 비교예 4의 전압 변화에 따른 발광효율을 실험한 결과의 그래프를 나타낸다. 도 10에서 네모는 비교예 4에서 발광 소자의 전압 변화에 따른 발광효율을 나타내고, 원은 실험예 7에서 발광 소자의 전압 변화에 따른 발광효율을 나타낸다.10 is a graph showing the results of experiments on the luminous efficiency according to the voltage changes of Experimental Example 7 and Comparative Example 4. FIG. In FIG. 10, the square represents the luminous efficiency according to the voltage change of the light emitting device in Comparative Example 4, and the circle represents the luminous efficiency according to the voltage change of the light emitting device in Experimental Example 7. FIG.
도 10에 도시한 바와 같이, 실험예 7의 발광 소자의 최대 발광효율은 전압 5.5V에서 0.32cd/A의 값으로 측정되었고, 비교예 4의 발광 소자의 최대 발광효율은 전압 2V내지 3.5V에서 0.06cd/A의 값으로 측정되었다. 즉, 비교예 4에 비해 실험예 7에서 발광 소자의 발광 효율이 더 높은 것을 확인할 수 있었다. 즉, 발광 소자에 PANI:PSS층을 삽입하여 발광층에서 만나는 전자의 양과 정공의 양에 균형이 이루어지는 것을 확인할 수 있었다.10, the maximum luminous efficiency of the light emitting device of Experimental Example 7 was measured to be 0.32 cd / A at a voltage of 5.5 V, and the maximum luminous efficiency of the light emitting device of Comparative Example 4 was measured at a voltage of 2 V to 3.5 V 0.06cd / A. That is, it was confirmed that the luminous efficiency of the light emitting device in Experimental Example 7 was higher than that in Comparative Example 4. That is, it can be confirmed that the amount of electrons and the amount of holes that meet in the light emitting layer are balanced by inserting the PANI: PSS layer into the light emitting device.
파장에 따른 Wavelength-dependent 전계Field 발광과 Luminescence and 광발광Photoluminescence 측정 실험 Measurement experiment
실험예Experimental Example 8 8
실험예 1과 동일한 방법으로 발광 소자를 제조하였다. 그리고 전압을 상승시킨 후 파장 변화에 따라 발광 소자의 전계 발광과 광발광을 측정하였다.A light emitting device was prepared in the same manner as in Experimental Example 1. After increasing the voltage, electroluminescence and photoluminescence of the light emitting device were measured according to the wavelength change.
비교예Comparative Example 5 5
일반적으로 상용화된 발광 소자를 대상으로 실험하였다. 실험 과정은 전술한 실험예 8과 동일하였다.In general, a commercialized light emitting device was tested. The experimental procedure was the same as that of Experimental Example 8 described above.
비교예Comparative Example 6 6
코어쉘 구조의 발광층을 제조하였다. 코어의 소재로는 셀렌화카드뮴(CdSe)을 사용하였고, 쉘의 소재로는 황화아연카드뮴(CdZnS)을 사용하였다. 나머지 실험 과정은 전술한 실험예 8과 동일하다To prepare a light emitting layer having a core shell structure. Cadmium selenide (CdSe) was used as the core material and zinc cadmium sulfide (CdZnS) was used as the shell material. The remaining experimental procedure is the same as Experimental Example 8 described above
실험예Experimental Example 8, 8, 비교예Comparative Example 5 및 5 and 비교예Comparative Example 6의 실험 결과 Experiment results of 6
도 11은 실험예 8, 비교예 5 및 비교예 6의 파장 변화에 따른 전계 발광과 광발광을 실험한 결과의 그래프를 나타낸다. 도 11에서 원은 실험예 8에서 파장 변화에 따른 전계 발광을 나타내고, 네모는 비교예 5에서 파장 변화에 따른 전계 발광을 나타내며, 직선은 비교예 6에서 파장 변화에 따른 전계 발광과 광발광을 나타낸다.11 is a graph showing the results of experiments of electroluminescence and photoluminescence according to the wavelength change of Experimental Example 8, Comparative Example 5 and Comparative Example 6. Fig. 11 shows the electroluminescence according to the wavelength change in Experimental Example 8, the electroluminescence according to the wavelength change in Comparative Example 5, and the electroluminescence and the photoluminescence according to the wavelength change in Comparative Example 6 in the straight line .
도 11에 도시한 바와 같이, 광발광 스펙트럼은 27nm의 반치폭을 가진 광발광 피크가 630nm 파장에서 강하게 나타났다. 실험예 8과 비교예 5는 전자와 정공의 복사 재결합의 결과로서 633nm의 파장에서 반치폭 40nm로 측정되었다. 따라서 실험예 8에서는 발광 소자에 PANI:PSS층을 삽입하여 전계발광세기에 있어서 비교예 5보다 50배 더 커진 것을 확인할 수 있었다.As shown in FIG. 11, the photoluminescence spectrum of the photoluminescence peak having a half width of 27 nm was strong at a wavelength of 630 nm. Experimental Example 8 and Comparative Example 5 were measured at a wavelength of 633 nm and a half-width of 40 nm as a result of electron-hole recombination. Therefore, in Experimental Example 8, the PANI: PSS layer was inserted into the light emitting device, and it was confirmed that the electroluminescence intensity was 50 times larger than that of Comparative Example 5.
전압 변화에 따른 Voltage change 색좌표Color coordinates 측정 실험 Measurement experiment
실험예Experimental Example 9 9
실험예 1과 동일한 방법으로 발광 소자를 제조하였다. 그리고 전압을 상승시킨 후 전압 변화에 따라 발광 소자의 색좌표를 측정하였다.A light emitting device was prepared in the same manner as in Experimental Example 1. After the voltage was raised, the color coordinates of the light emitting device were measured according to the voltage change.
비교예Comparative Example 7 7
일반적으로 상용화된 발광 소자를 대상으로 실험하였다. 실험 과정은 전술한 실험예 9와 동일하였다.In general, a commercialized light emitting device was tested. The experimental procedure was the same as Experimental Example 9 described above.
실험예Experimental Example 9 및 9 and 비교예Comparative Example 7의 실험 결과 Experiment result of 7
도 12는 실험예 9와 비교예 7의 전압 변화에 따른 색좌표를 실험한 결과의 그래프를 나타낸다. 도 12에서 네모는 실험예 9에서 발광 소자의 전압 변화에 따른 색좌표를 나타내고, 원은 비교예 7에서 발광 소자의 전압 변화에 따른 색좌표를 나타낸다.12 is a graph showing the results of experiments on the color coordinates according to the voltage changes of Experimental Example 9 and Comparative Example 7. Fig. 12 shows the color coordinates according to the voltage change of the light emitting device in Experimental Example 9, and the circle shows the color coordinates according to the voltage change of the light emitting device in Comparative Example 7. In FIG.
도 12에 도시한 바와 같이, 실험예 9의 색좌표는 2.5V 내지 8V의 전압 변화에 따라 단파장 붉은색 발광 색좌표인 (0.66, 0.31)±(0.02, 0.01)의 값으로 측정되어 그 표준 편차가 일정하였다. 반면, 비교예 7의 색좌표는 전압이 인가될수록 색좌표인 (0.66, 0.31)의 값으로 측정되었다. 즉, 비교예 7보다 실험예 9의 발광 소자가 넓은 구동 전압 범위에서 더 강한 레드 전계 발광이 일어나는 것을 확인할 수 있었다.12, the color coordinates of Experimental Example 9 were measured at a value of (0.66, 0.31) ± (0.02, 0.01) which is a short wavelength red color emission color coordinate according to a voltage change of 2.5 V to 8 V, Respectively. On the other hand, the color coordinates of Comparative Example 7 were measured as the values of the color coordinates (0.66, 0.31) as the voltage was applied. That is, it was confirmed that the light emitting device of Experimental Example 9 had stronger red electroluminescence than the Comparative Example 7 in a wide driving voltage range.
결합 에너지에 따른 컷오프 측정 실험Experiment of cutoff measurement according to bonding energy
실험예Experimental Example 10 10
실험예 1과 동일한 방법으로 발광 소자를 제조하였다. 그리고 결합 에너지에 따른 발광 소자의 컷오프를 측정하였다.A light emitting device was prepared in the same manner as in Experimental Example 1. Then, the cutoff of the light emitting device according to the bonding energy was measured.
실험예Experimental Example 10의 실험 결과 10 experimental results
도 13은 실험예 10의 발광 소자의 결합 에너지에 따른 컷오프를 측정한 그래프를 나타낸다. 도 13에서 각각의 그래프는 (i) ITO, (ii) PEDOT:PSS/ITO, (iii) PANI:PSS/PEDOT:PSS/ITO, (iv) PVK/PEDOT:PSS/ITO, (v) PVK/PANI:PSS/PEDOT:PSS/ITO 및 (vi) ZnO 나노입자(NPs) 박막층을 나타낸다.13 is a graph showing a measurement of a cutoff according to binding energy of the light emitting device of Experimental Example 10. Fig. 13 is a graph showing the relationship between the refractive indices of the PVK / PEDOT: PSS / ITO, (ii) PEDOT: PSS / ITO, (iii) PANI: PSS / PEDOT: PSS / ITO, PANI: PSS / PEDOT: PSS / ITO, and (vi) ZnO nanoparticles (NPs).
결합 에너지에 따른 HOMO 에너지 준위 측정 실험HOMO energy level measurement experiment by binding energy
실험예Experimental Example 11 11
실험예 1과 동일한 방법으로 발광 소자를 제조하였다. 그리고 결합 에너지에 따른 발광 소자의 최고준위 점유 분자궤도 (highest occupied molecular orbital, HOMO) 에너지 준위를 측정하였다.A light emitting device was prepared in the same manner as in Experimental Example 1. The highest occupied molecular orbital (HOMO) energy level of the light emitting device was measured according to the bonding energy.
실험예Experimental Example 11의 실험 결과 11 Experimental results
도 14는 실험예 11의 결합 에너지에 따른 발광 소자의 HOMO 에너지 준위를 측정한 그래프를 나타낸다. 도 14에서 각각의 그래프는 (i) ITO, (ii) PEDOT:PSS/ITO, (iii) PANI:PSS/PEDOT:PSS/ITO, (iv) PVK/PEDOT:PSS/ITO, (v) PVK/PANI:PSS/PEDOT:PSS/ITO 및 (vi) ZnO 나노입자(NPs) 박막층을 나타낸다.14 is a graph showing a measurement of the HOMO energy level of the light emitting device according to the bonding energy of Experimental Example 11. FIG. 14, the graphs show the relationship between (i) ITO, (ii) PEDOT: PSS / ITO, (iii) PANI: PSS / PEDOT: PSS / ITO, (iv) PVK / PEDOT: PSS / ITO, PANI: PSS / PEDOT: PSS / ITO, and (vi) ZnO nanoparticles (NPs).
발광 소자의 The light- 에너지준위Energy level 다이어그램 diagram
실험예Experimental Example 12 12
실험예 1과 동일한 방법으로 발광 소자를 제조하였다. 그리고 자외선 광전자 분석법에 의한 이차전자 컷오프와 HOMO 에너지 준위 측정을 바탕으로 에너지 준위 다이어그램을 작성하였다.A light emitting device was prepared in the same manner as in Experimental Example 1. The energy level diagram was created based on the measurement of secondary electron cutoff and HOMO energy level by ultraviolet photoelectron spectroscopy.
비교예Comparative Example 8 8
상용화되어 쓰이는 발광 소자를 제조하였다. 나머지 실험과정은 전술한 실험예 12와 동일하다.A light emitting device for commercial use was manufactured. The remaining experimental procedure is the same as that of Experimental Example 12 described above.
실험예Experimental Example 12 및 12 and 비교예Comparative Example 8의 실험 결과 Experiment results of 8
도 15는 실험예 12 및 비교예 8의 에너지준위 다이어그램을 나타낸다. 도 15의 (a)는 비교예 8에서 발광 소자의 에너지준위 다이어그램을 나타내고, 도 15의 (b)는 실험예 12에서 발광 소자의 에너지준위 다이어그램을 나타낸다.15 shows energy level diagrams of Experimental Example 12 and Comparative Example 8. Fig. FIG. 15A shows the energy level diagram of the light emitting device in Comparative Example 8, and FIG. 15B shows the energy level diagram of the light emitting device in Experimental Example 12. FIG.
도 15에 도시한 바와 같이, 비교예 8의 발광 소자의 발광층의 정공 수송 장벽은 1.45eV였고, 실험예 12의 발광 소자의 발광층의 정공 수송 장벽은 1.23eV였다. 즉, 발광 소자에 PANI:PSS 층을 삽입하여 PVK층의 HOMO 에너지준위를 페르미 에너지로부터 낮출 수 있었다. 따라서 발광 소자의 발광층의 정공 수송 장벽이 낮아지는 것을 확인할 수 있었다.As shown in Fig. 15, the hole transporting barrier of the light emitting layer of the light emitting device of Comparative Example 8 was 1.45 eV, and the hole transporting barrier of the light emitting layer of the light emitting device of Experimental Example 12 was 1.23 eV. That is, the HOMO energy level of the PVK layer can be lowered from the Fermi energy by inserting the PANI: PSS layer into the light emitting device. Thus, it was confirmed that the hole transporting barrier of the light emitting layer of the light emitting device is lowered.
전압 변화에 따른 전류밀도 측정 실험Measurement of current density according to voltage change
실험예Experimental Example 13 13
실험예 1과 동일한 방법으로 발광 소자를 제조하였다. 그리고 전압을 상승시킨 후 전압 변화에 따라 발광 소자의 전류밀도를 측정하였다.A light emitting device was prepared in the same manner as in Experimental Example 1. After the voltage was raised, the current density of the light emitting device was measured according to the voltage change.
비교예Comparative Example 9 9
일반적으로 상용화된 발광 소자를 대상으로 실험하였다. 실험 과정은 전술한 실험예 13과 동일하였다.In general, a commercialized light emitting device was tested. The experimental procedure was the same as in Experimental Example 13 described above.
실험예Experimental Example 13 및 13 and 비교예Comparative Example 9의 실험 결과 9 Experimental results
도 16은 실험예 13 및 비교예 9의 전압 변화에 따른 전류밀도를 실험한 결과의 그래프를 나타낸다. 도 16에서 네모는 비교예 9에서 발광 소자의 전압 변화에 따른 전류밀도를 나타내고, 원은 실험예 13에서 발광 소자의 전압 변화에 따른 전류밀도를 나타낸다.16 is a graph showing the results of experiments on the current density according to the voltage changes of Experimental Example 13 and Comparative Example 9. Fig. 16 shows the current density according to the voltage change of the light emitting device in Comparative Example 9 and the circle shows the current density according to the voltage change of the light emitting device in Experimental Example 13. [
도 16에 도시한 바와 같이, 실험예 13의 전류밀도는 0V 내지 1V의 낮은 전압에서는 작은 전류밀도가 측정되었고, 전압이 커짐에 따라 큰 전류밀도가 측정되었다. 반면, 비교예 9는 낮은 전압에서는 비교적 큰 전류밀도가 측정되었고, 전압이 커짐에 따라 전류밀도가 점점 작게 측정되었다. 즉, 발광 소자에 PANI:PSS 층을 형성하여 턴온 전압 이상에서 전류 밀도가 높은 것을 확인할 수 있었다. 또한, 발광 소자가 0.7V 이상의 조건에서 급격한 전류 밀도의 변화가 측정되었으므로, 발광 소자의 높은 정공 이송률을 확인할 수 있었다.As shown in FIG. 16, a small current density was measured at a low voltage of 0 V to 1 V in the current density of Experimental Example 13, and a large current density was measured as the voltage increased. On the other hand, in Comparative Example 9, a comparatively large current density was measured at a low voltage, and a current density was measured gradually as the voltage increased. That is, it was confirmed that the PANI: PSS layer was formed in the light emitting device and the current density was higher than the turn-on voltage. Further, since the rapid change in the current density was measured under the condition that the light emitting element was 0.7 V or more, a high hole transporting rate of the light emitting element was confirmed.
PANI에On PANI 대한 About PSSPSS 함량비 변화에 따른 컷오프 측정 실험 Cutoff measurement according to change of content ratio
실험예Experimental Example 14 14
실험예 1과 동일한 방법으로 발광 소자를 제조하였다. 발광 소자의 표면은 각각 순서대로 PANI:PSS/PEDOT:PSS/ITO가 코팅된 표면이었다. 그리고 PANI에 대한 PSS의 함량비 변화에 따른 발광 소자의 컷오프를 측정하였다. PSS 함량은 PANI:PSS에서의 함량이다.A light emitting device was prepared in the same manner as in Experimental Example 1. The surface of the light emitting device was a PANI: PSS / PEDOT: PSS / ITO coated surface in order. And we measured the cutoff of the light emitting device according to the content ratio of PSS to PANI. PSS content is the content in PANI: PSS.
실험예Experimental Example 15 15
실험예 1과 동일한 방법으로 발광 소자를 제조하였다. 발광 소자의 표면은 각각 순서대로 PVK/PANI:PSS/PEDOT:PSS/ITO가 코팅된 표면이었다. 그리고 PANI에 대한 PSS의 함량비 변화에 따른 발광 소자의 컷오프를 측정하였다.A light emitting device was prepared in the same manner as in Experimental Example 1. The surface of the light emitting device was a PVK / PANI: PSS / PEDOT: PSS / ITO coated surface in order. And we measured the cutoff of the light emitting device according to the content ratio of PSS to PANI.
실험예Experimental Example 14 내지 15의 실험 결과 Experimental results 14 to 15
도 17은 실험예 14 내지 15의 PANI에 대한 PSS의 함량비 변화에 따른 발광 소자의 컷오프를 측정한 그래프를 나타낸다. 도 17의 (a)와 (b)의 각각의 그래프는 PANI에 대한 PSS의 비로써, 1:1, 1:3, 1:5, 1:7, 1:9, 1:11, 1:13을 나타낸다. 도 17의 (c)와 (d)의 각각의 그래프는 PVK/PEDOT:PSS/ITO, PANI에 대한 PSS의 비로써, 1:1, 1:3, 1:5, 1:7, 1:9, 1:11, 1:13을 나타낸다.17 is a graph showing a cutoff of the light emitting device according to the content ratio of PSS to PANI in Experimental Examples 14 to 15. FIG. 17 (a) and 17 (b) are graphs showing the ratio of PSS to PANI. As shown in FIG. 17, . The graphs of FIGS. 17C and 17D show the ratio of PSS to PVK / PEDOT: PSS / ITO and PANI, respectively. The graphs are 1: 1, 1: 3, 1: 5, 1: , 1:11, 1:13.
도 17의 (a)와 (b)에 도시한 바와 같이, PANI에 대한 PSS의 함량비율이 커질수록 PANI:PSS 층의 일함수가 증가함을 알 수 있었다. 도 17의 (c)에는 PANI:PSS 층 위의 PVK 박막의 일함수는 작아지는 것을 확인할 수 있었다. 또한 도 17의 (d)에는 PANI:PSS 층위의 PVK 박막의 HOMO 에너지 준위가 페르미 에너지로부터 작아지는 것을 알 수 있었다.As shown in FIGS. 17 (a) and 17 (b), the work function of the PANI: PSS layer increases as the content ratio of PSS to PANI increases. In FIG. 17 (c), the work function of the PVK thin film on the PANI: PSS layer was confirmed to be small. In FIG. 17 (d), the HOMO energy level of the PVK thin film of the PANI: PSS layer is found to be smaller than the Fermi energy.
PANI에On PANI 대한 About PSSPSS 함량비 변화에 따른 에너지 준위 다이어그램 Energy level diagram according to content ratio variation
실험예Experimental Example 16 16
실험예 1과 동일한 방법으로 발광 소자를 제조하였다. 그리고 PANI에 대한 PSS의 함량비 변화에 따른 발광 소자의 일함수, 에너지 준위 및 이온화 에너지 측정하고, 이를 바탕으로 에너지 준위 다이어그램을 작성하였다.A light emitting device was prepared in the same manner as in Experimental Example 1. The work function, the energy level and the ionization energy of the light emitting device were measured according to the change of PSS content ratio to PANI, and the energy level diagram was prepared based on the measurement.
실험예Experimental Example 16의 실험 결과 16 experimental results
도 18의 (a)는 PANI에 대한 PSS의 함량 변화에 따른 발광 소자의 일함수, 에너지 준위 및 이온화 에너지 측정한 그래프를 나타낸다. 도 18의 (a)에서 별은 PANI:PSS/PEDOT:PSS/ITO의 일함수를 나타내고, 원은 PVK/PANI:PSS/PEDOT:PSS/ ITO의 HOMO 에너지 준위, 네모는 일함수, 세모는 이온화 에너지를 각각 나타낸다. 도 18의 (a)에 도시한 바와 같이, PSS의 함량 비율이 커질수록 PANI:PSS 층의 일함수는 0.03143 기울기로 커지는 것을 알 수 있었다. 또한 PANI:PSS 층에서 PANI에 대한 PSS의 함량비율이 커질수록, PANI:PSS위에 제작된 PVK의 일함수는 0.01429 기울기로 작아지는 것을 확인할 수 있었다. 그리고 PANI:PSS 층에서 PANI에 대한 PSS의 함량비율이 커질수록, HOMO 에너지 준위는 0.01482 기울기로 HOMO 에너지 준위가 증가하지만, 이온화 에너지 값은 거의 일정함을 확인할 수 있었다.18 (a) shows a graph of measured work function, energy level and ionization energy of the light emitting device according to the change of PSS content with respect to PANI. In FIG. 18 (a), the stars represent the work functions of PANI: PSS / PEDOT: PSS / ITO, circles represent the HOMO energy levels of PVK / PANI: PSS / PEDOT: PSS / ITO, Respectively. As shown in FIG. 18 (a), it is found that the work function of the PANI: PSS layer becomes larger with 0.03143 slope as the content ratio of PSS increases. It was also found that as the content ratio of PSS to PANI in PANI: PSS layer increases, the work function of PVK on PANI: PSS decreases to 0.01429. As the ratio of PSS to PANI in the PANI: PSS layer increases, the HOMO energy level increases with the 0.01482 slope, but the ionization energy value is almost constant.
도 18의 (b)는 PSS의 함량 변화에 따른 에너지 준위 다이어그램을 나타낸다. 도 18의 (b)에 도시한 바와 같이, HOMO에너지 준위는 페르미 에너지로부터 PANI에 대한 PSS의 함량비율이 커질수록 점차 작아지는 것을 알 수 있었다. 따라서 따라서 발광 소자의 발광층의 정공 수송 장벽이 낮아지는 것을 확인할 수 있었다.FIG. 18 (b) shows an energy level diagram according to the content of PSS. As shown in FIG. 18 (b), it was found that the HOMO energy level gradually decreased as the content ratio of PSS to PANI increased from Fermi energy. Accordingly, it was confirmed that the hole transporting barrier of the light emitting layer of the light emitting device is lowered.
PANI에On PANI 대한 About PSSPSS 함량비 변화에 따른 흡수 스펙트럼 The absorption spectrum
실험예Experimental Example 17 17
실험예 1과 동일한 방법으로 발광 소자를 제조하였다. 그리고 PANI에 대한 PSS의 함량비 변화에 따른 흡수 스펙트럼을 작성하였다.A light emitting device was prepared in the same manner as in Experimental Example 1. The absorption spectra of PANI were calculated according to the content ratio of PSS.
실험예Experimental Example 17의 실험 결과 17 experimental results
도 19는 PANI에 대한 PSS의 함량비 변화에 따른 PANI:PSS의 흡수 스펙트럼을 측정한 그래프를 나타낸다. 도 19의 그래프는 PANI, PANI에 대한 PSS의 비로써, 1:5 및 1:11을 나타낸다. PANI는 emeraldine base와 emeraldine salt에서 벤제노이드와 퀴노이드 링의 π-π* transitions과 emeraldine salt에서 π-polaron transitions에 의한 320 nm와 870 nm 의 흡수밴드가 우세하게 나타났다. 430nm 부근은 emeraldine salt의 polaron- π* transitions에 의한 흡수대역이다. PANI:PSS는 PANI의 흡수 스펙트럼의 경향성을 따르고 있음을 확인할 수 있었다.19 is a graph showing the absorption spectrum of PANI: PSS measured according to the content ratio of PSS to PANI. The graph in Fig. 19 shows the ratio of PSS to PANI, PANI, and shows 1: 5 and 1:11. PANI was dominated by π-π * transitions of benzenoids and quinoid rings in emeraldine base and emeraldine salt and absorption bands of 320 nm and 870 nm by π-polaron transitions in emeraldine salt. Near 430 nm is the absorption band due to the polaron- π * transitions of the emeraldine salt. It was confirmed that PANI: PSS follows the tendency of absorption spectrum of PANI.
PANI에 대한 PSS의 함량비 변화 에 따른 투과 스펙트럼 The transmission spectrum according to the content ratio of PSS to PANI
실험예Experimental Example 18 18
실험예 1과 동일한 방법으로 발광 소자를 제조하였다. 그리고 PANI에 대한 PSS의 함량비 변화에 따른 투과 스펙트럼을 작성하였다.A light emitting device was prepared in the same manner as in Experimental Example 1. Transmission spectra of PANI were prepared by changing the content ratio of PSS to PANI.
실험예Experimental Example 18의 실험 결과 18 experimental results
도 20은 PANI에 대한 PSS의 함량비 변화에 따른 PANI:PSS의 투과 스펙트럼을 측정한 그래프를 나타낸다. 도 20에서 실선은 ITO/glass의 투과 스펙트럼, 네모는 PVK/PEDOT:PSS/ITO/glass의 투과 스펙트럼, 원은 PVK/PANI:PSS(1:11 & 8-nm thick)/PEDOT:PSS/ITO/glass의 투과 스펙트럼을 각각 나타낸다. 630nm 파장 부근의 투과도는 각각 88.0%, 85.4%, 84.1%로서 레드 양자점 발광다이오드를 제작할 경우 PANI:PSS 삽입층이 발광효율을 저해하지 않는 높은 투과도를 지니고 있음을 알 수 있었다.20 is a graph showing the transmission spectrum of PANI: PSS according to the content ratio of PSS to PANI. In FIG. 20, the solid line represents the transmission spectrum of ITO / glass, the square represents the transmission spectrum of PVK / PEDOT: PSS / ITO / glass, and the circle represents PVK / PANI: PSS (1:11 and 8 nm thick) / PEDOT: PSS / ITO / glass, respectively. The transmittance around the 630 nm wavelength was 88.0%, 85.4%, and 84.1%, respectively, and it was found that PANI: PSS intercalation layer has high transmittance which does not hinder the luminous efficiency when the red quantum dot light emitting diode is fabricated.
PANI에On PANI 대한 About PSSPSS 함량비 변화에 따른 FT-IR 스펙트럼 FT-IR spectrum according to content ratio change
실험예Experimental Example 19 19
실험예 1과 동일한 방법으로 발광 소자를 제조하였다. 그리고 PANI에 대한 PSS의 함량비 변화에 따른 FT-IR 스펙트럼을 작성하였다.A light emitting device was prepared in the same manner as in Experimental Example 1. And FT-IR spectra were obtained according to the content ratio of PSS to PANI.
실험예Experimental Example 19의 실험 결과 19 experimental results
도 21은 PANI에 대한 PSS의 함량비 변화에 따른 PANI:PSS의 분자 구조를 알아보기 위하여 FT-IR 스펙트럼을 측정한 그래프를 나타낸다. 도 21의 그래프는 PANI에 대한 PSS의 비로써, 1:1, 1:3, 1:5, 1:7, 1:9, 1:11, 1:13, 1:15, 1:20, 1:30을 각각 나타낸다. 도 21에 도시한 바와 같이, PANI:PSS는 PANI의 고분자 사슬에 PSS가 정전기적 상호작용으로 존재하고 있음을 알 수 있었다. 또한 PANI에 대한 PSS의 함량비율의 증가에 따른 PANI:PSS 고분자는 어떠한 손상과 변형이 없이 고분자 사슬이 제대로 형성될 수 있음을 확인할 수 있었다.21 is a graph showing the FT-IR spectrum of PANI: PSS in order to examine the molecular structure of PANI according to the content ratio of PSS to PANI. 21 is a ratio of PSS to PANI. The ratio of PSS to PANI is 1: 1, 1: 3, 1: 5, 1: 7, 1: 9, 1:11, 1:13, 1:15, : 30 respectively. As shown in FIG. 21, it was found that PANI: PSS exists in an electrostatic interaction with PSS in the polymer chain of PANI. Also, it was confirmed that the PANI: PSS polymer can be formed properly without any damage and deformation by increasing the content ratio of PSS to PANI.
PANI에On PANI 대한 About PSSPSS 함량비 변화에 따른 UPS 스펙트럼 UPS spectrum according to content ratio change
실험예Experimental Example 20 20
실험예 1과 동일한 방법으로 발광 소자를 제조하였다. 그리고 PANI에 대한 PSS의 함량비 변화에 따른 일함수를 측정하였다. A light emitting device was prepared in the same manner as in Experimental Example 1. And the work function was measured according to the variation ratio of PSS to PANI.
실험예Experimental Example 20의 실험 결과 20 experimental results
도 22는 PSS의 함량 변화에 따른 PANI:PSS/PEDOT:PSS/ITO와 PVK/PANI:PSS/PEDOT:PSS/ITO의 이차전자 컷오프 지역의 다층구조에 관한 UPS 스펙트럼이다. 도 22의 그래프는 PANI에 대한 PSS의 비로써, 1:1, 1:3, 1:5, 1:7, 1:9, 1:11, 1:13, 1:15, 1:20, 1:30을 각각 나타낸다. 이때, PANI:PSS의 두께는 8nm로 고정한다. 도 22의 (a)에 도시한 바와 같이, PANI에 대한 PSS 함량비가 1:1에서 1:17까지 변화함에 따라서 PANI:PSS의 일함수가 변화하고 1:17이상의 비율에서는 일정하다는 것을 알 수 있었다. 도 22의 (b)에 도시한 바와 같이, PANI에 대한 PSS 함량비율이 1:1에서 1:11까지 PSS 함량이 증가하면서 PANI:PSS박막 층위의 PVK 박막의 일함수가 증가함을 알 수 있었다. 따라서, PANI:PSS 박막에 대한 함량 변화가 PVK층의 전자구조에 영향을 주고 있음을 확인할 수 있었다.22 is a UPS spectrum for a multilayer structure of a secondary electron cutoff region of PANI: PSS / PEDOT: PSS / ITO and PVK / PANI: PSS / PEDOT: PSS / ITO according to the content of PSS. The graph of FIG. 22 shows the ratio of PSS to PANI, which is 1: 1, 1: 3, 1: 5, 1: 7, 1: 9, 1:11, 1:13, 1:15, 1:20, 1: : 30 respectively. At this time, the thickness of PANI: PSS is fixed to 8 nm. As shown in FIG. 22 (a), as the PSS content ratio for PANI changes from 1: 1 to 1:17, the work function of PANI: PSS changes and is constant at a ratio of 1:17 or more . As shown in FIG. 22 (b), it was found that the work function of the PVK thin film of the PANI: PSS thin film layer was increased with the increase of the PSS content from 1: 1 to 1:11 in the PSS content ratio to PANI . Therefore, it was confirmed that the content of PANI: PSS thin film affected the electronic structure of the PVK layer.
PANI에On PANI 대한 About PSSPSS 함량비 변화에 따른 UPS 스펙트럼 UPS spectrum according to content ratio change
실험예Experimental Example 21 21
실험예 1과 동일한 방법으로 발광 소자를 제조하였다. 그리고 PANI에 대한 PSS의 함량비 변화에 따른 다층박막의 HOMO 에너지 준위와 코어 (core)지역 에너지 준위를 측정하였다. A light emitting device was prepared in the same manner as in Experimental Example 1. The HOMO energy level and the core energy level of the multilayer thin films were measured according to the content ratio of PSS to PANI.
실험예Experimental Example 21의 실험 결과 21 experimental results
도 23은 PANI에 대한 PSS의 함량비 변화에 따른 PVK/PANI:PSS/PEDOT:PSS/ITO의 HOMO 에너지 준위와 코어(core)지역 에너지 준위의 UPS 스펙트럼이다. 도 23의 그래프는 PANI에 대한 PSS의 비로써, 1:1, 1:3, 1:5, 1:7, 1:9, 1:11, 1:13, 1:15, 1:20, 1:30을 각각 나타낸다. 이때, PANI:PSS의 두께는 8nm로 고정한다. 도 23에 도시한 바와 같이, PANI에 대한 PSS의 함량비율이 1:1에서 1:11로 증가하면서 PVK 박막의 HOMO 에너지 준위도 증가되고, PANI에 대한 PSS의 함량비율이 1:11에서 1:30로 증가함에 따라 PVK 박막의 HOMO 에너지 준위는 감소되는 것을 알 수 있었다. 따라서, PSS의 넓은 범위의 함량 변화에 따라 PVK 박막의 HOMO 에너지 준위를 조절할 수 있다는 것을 확인 할 수 있었다. 또한 PVK 박막은 HOMO 에너지 준위뿐만 아니라 PVK의 코어 지역 에너지 준위의 모든 에너지 에너지 준위들이 함께 평행하게 이동한다는 점을 알 수 있었다. 따라서, PANI에 대한 PSS의 함량변화에 따라 PVK박막의 모든 전자구조의 위아래 이동을 야기시킬 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.23 is a UPS spectrum of the HOMO energy level and the core region energy level of PVK / PANI: PSS / PEDOT: PSS / ITO according to the content ratio of PSS to PANI. 23 is a ratio of PSS to PANI. The ratio of PSS to PANI is 1: 1, 1: 3, 1: 5, 1: 7, 1: 9, 1:11, 1:13, 1:15, 1:20, 1: : 30 respectively. At this time, the thickness of PANI: PSS is fixed to 8 nm. As shown in FIG. 23, the HOMO energy level of the PVK thin film was increased while the content ratio of PSS to PANI was increased from 1: 1 to 1:11, and the content ratio of PSS to PANI was increased from 1:11 to 1: 30, the HOMO energy level of the PVK thin film was decreased. Therefore, it was confirmed that the HOMO energy level of the PVK thin film can be controlled by changing the content of PSS in a wide range. In addition, PVK films showed that all the energy energy levels of PVK core energy level as well as HOMO energy level moved in parallel with each other. Therefore, it was confirmed that the change of PSS content to PANI can cause up-and-down movement of all electronic structures of PVK thin film.
PANI에On PANI 대한 About PSSPSS 함량비 변화에 따른 According to the content ratio change PVK의PVK 에너지 준위 Energy level
실험예Experimental Example 22 22
실험예 1과 동일한 방법으로 발광 소자를 제조하였다. 그리고 PANI에 대한 PSS 함량비 변화에 따른 PANI:PSS 일함수와 PVK의 이온화 에너지(IE), 일함수(Φ), 계면쌍극자 (Δ), PVK와 PANI:PSS 간의 정공 수송 장벽(Δh), QD와 PVK 간의 정공 수송 장벽(Δh’) 값을 측정과 계산하고, 이를 바탕으로 에너지 준위 그래프를 작성하였다.A light emitting device was prepared in the same manner as in Experimental Example 1. The work function (Φ), the interface dipole (Δ), the hole transport barrier (Δh) between PVK and PANI: PSS, and the QD (Pd) depend on the PANI: PSS work function and the PVK ionization energy (Δh ') between PVK and PVK were measured and calculated, and the energy level graph was created based on this measurement.
실험예Experimental Example 22의 실험 결과 Results of experiment 22
도 24는 PANI에 대한 PSS의 함량 변화에 따라 PANI:PSS 일함수와 PVK의 이온화 에너지, 일함수, 계면쌍극자, PVK와 PANI:PSS 간의 정공 수송 장벽과 QD와 PVK 간의 정공 수송 장벽의 에너지를 그래프로 나타낸다. 도 24에 도시한 바와 같이, PANI에 대한 PSS 함량비율이 증가하면서 PANI:PSS는 일함수가 커지는 것을 알 수 있었다. 또한, 각각의 PANI:PSS 위에 코팅된 정공 수송층 PVK의 전자구조는 PANI에 대한 PSS의 함량비율이 11까지 증가하면서 일정한 이온화 에너지, 일함수 감소, 그리고 HOMO 에너지 준위가 아래로 이동하는 특성을 알 수 있었다. QD층으로 정공이동의 경우, PSS의 함량비율이 1에서 11까지로 변화하면서 QD층과 PVK층 간의 정공 수송 장벽이 1.42eV에서 1.22 eV로 낮아짐을 확인할 수 있었다.FIG. 24 is a graph showing the hole transporting barrier between PANI: PSS work function and PVK ionization energy, work function, interfacial dipole, PVK and PANI: PSS, and the energy of hole transport barrier between QD and PVK according to the change of PSS content relative to PANI Respectively. As shown in FIG. 24, PANI: PSS has a larger work function as the content ratio of PSS to PANI increases. In addition, the electronic structure of the hole transport layer PVK coated on each PANI: PSS shows a characteristic that the ionization energy, the work function decrease, and the HOMO energy level move downward as the content ratio of PSS to PANI increases to 11 there was. In the case of hole transport in the QD layer, it was confirmed that the hole transport barrier between the QD layer and the PVK layer decreased from 1.42 eV to 1.22 eV while the content ratio of PSS was changed from 1 to 11.
PANI:PSSPANI: PSS 두께 변화에 따른 Thickness variation PVK의PVK 에너지 준위 Energy level
실험예Experimental Example 23 23
실험예 1과 동일한 방법으로 발광 소자를 제조하였다. 그리고 PANI:PSS 두께 변화에 따른 PANI:PSS 일함수와 PVK의 이온화 에너지(IE), 일함수(Φ), 계면쌍극자 (Δ), PVK와 PANI:PSS 간의 정공 수송 장벽(Δh), QD와 PVK 간의 정공 수송 장벽(Δh’) 값을 측정과 계산하고, 이를 바탕으로 에너지 준위 그래프를 작성하였다.A light emitting device was prepared in the same manner as in Experimental Example 1. The PANI: PSS work function and PVK ionization energy (IE), work function (Φ), interfacial dipole (Δ), PANI: hole transport barrier (Δh) between PVK and PSS, QD and PVK (Δh ') between the hole transport barrier and the hole transport barrier (Δh').
..
실험예Experimental Example 23의 실험 결과 23 experimental results
도 25는 PANI:PSS의 1nm 내지 38nm 두께 변화에 따라 PANI:PSS 일함수와 PVK의 이온화 에너지, 일함수, 계면쌍극자, PVK와 PANI:PSS 간의 정공 수송 장벽과 QD와 PVK 간의 정공 수송 장벽의 에너지 준위들을 그래프로 나타낸다. 이때, PANI:에 대한 PSS의 비는 1:11로 고정한다. 도 25에 도시한 바와 같이, PANI:PSS 두께가 8nm 이상의 경우 PVK의 일함수가 5.37eV의 일정한 값을 유지하는 동안, 1nm 내지 8nm로 PANI:PSS 두께가 증가한 경우 PVK의 일함수가 증가한다. PANI:PSS의 일함수는 1nm 내지 38nm로 PANI:PSS 두께가 증가함에 따라 5.27eV에서 5.38eV로 증가함을 알 수 있었다. 또한, PANI:PSS 두께가 1nm 내지 8nm 범위 내에서 PVK의 전자구조에 영향을 준다는 것을 확인할 수 있었다. 그리고 PANI:PSS의 두께가 1nm 내지 8nm 범위 내에서 PVK의 에너지 준위들의 증가로 인하여 PVK와 PANI:PSS 간의 정공 수송 장벽이 감소(1.03eV에서 0.68eV)되고, QD와 PVK 간의 정공 수송 장벽이 증가(0.90eV에서 1.22eV)되는 것을 알 수 있었다.Figure 25 shows the relationship between the PANI: PSS work function and the ionization energy, work function, interfacial dipole, the hole transport barrier between PVK and PANI: PSS, and the energy of the hole transport barrier between QD and PVK Graph the levels. At this time, the ratio of PSS to PANI: is fixed at 1:11. As shown in Fig. 25, when the PANI: PSS thickness is 8 nm or more, the work function of PVK is increased when the PANI: PSS thickness is increased from 1 nm to 8 nm while the work function of PVK is kept at a constant value of 5.37 eV. It was found that the work function of PANI: PSS increased from 5.27 eV to 5.38 eV as PANI: PSS thickness increased from 1 nm to 38 nm. It was also confirmed that the PANI: PSS thickness affected the electronic structure of PVK within the range of 1 nm to 8 nm. The increase in the energy levels of PVK in the range of 1 nm to 8 nm of PANI: PSS thickness decreases the hole transport barrier between PVK and PANI: PSS (0.68 eV at 1.03 eV) and increases the hole transport barrier between QD and PVK (0.90 eV to 1.22 eV).
발광 소자의 The light- 에너지준위Energy level 다이어그램 diagram
실험예Experimental Example 24 24
실험예 1과 동일한 방법으로 발광 소자를 제조하였다. 그리고 발광 소자의 에너지 다이어그램을 작성하였다.A light emitting device was prepared in the same manner as in Experimental Example 1. Then, an energy diagram of the light emitting device was prepared.
실험예Experimental Example 24의 실험 결과 24 experimental results
도 26은 QD/PVK/PANI:PSS/PEDOT:PSS의 에너지 준위 다이어그램을 나타낸다. 도 26에 도시한 바와 같이, PANI:PSS 삽입층의 PANI에 대한 PSS 함량비 변화에 의해 PVK의 HOMO 에너지 준위가 감소할 때 QD와 PVK간 계면의 정공 수송 장벽 (Δh’)은 낮아질 수 있으며, 낮아지는 정공 수송 장벽에 의해 높은 정공전도효율과 함께 우수한 전기적 특성과 전계발광효율을 가질 수 있다는 것을 알 수 있었다. 또한 정공 수송층과 발광층 사이의 헤테로접합에서 정공수송 에너지 장벽이 낮아지는 특성을 확인할 수 있었다.26 shows an energy level diagram of QD / PVK / PANI: PSS / PEDOT: PSS. As shown in FIG. 26, the PSS content ratio of the PANI: PSS insertion layer to the PANI changed the HOMO content of PVK It can be seen that when the energy level decreases, the hole transport barrier (Δh ') at the interface between QD and PVK can be lowered and that the lower hole transport barrier can have a higher hole conduction efficiency and better electrical properties and electroluminescence efficiency I could. Also, it was confirmed that the hole transport energy barrier is lowered in the heterojunction between the hole transporting layer and the light emitting layer.
PSSPSS 함량 변화에 따른 전류-전압 및 휘도-전압 Current-voltage and luminance-voltage
실험예Experimental Example 25 25
실험예 1과 동일한 방법으로 발광 소자를 제조하였다. 그리고 두께가 8nm인 PANI:PSS의 PSS 함량 변화에 따른 전류-전압과 휘도-전압의 그래프를 작성하였다.A light emitting device was prepared in the same manner as in Experimental Example 1. A graph of current - voltage and luminance - voltage with the PSS content of PANI: PSS with a thickness of 8 nm was prepared.
실험예Experimental Example 25의 실험 결과 25 experimental results
도 27은 그래프는 PANI:PSS의 두께가 8nm이며, PANI에 대한 PSS의 비가 1:5, 1:11, 1:30인 그래프를 각각 나타낸다. 도 27의 (a)는 PANI:PSS의 PSS 함량 변화에 따른 전류-전압의 그래프이며, 도 27의 (b)는 PANI:PSS의 PSS 함량 변화에 따른 휘도-전압의 그래프이다. 도 27에 도시한 바와 같이, PANI에 대한 PSS의 비로써 1:11의 PANI:PSS 삽입층이 있는 발광 소자에서 높은 휘도 특성이 나타남을 알 수 있었다. 특히 도 27의 (b)에서 PANI:PSS가 삽입된 발광 소자와 삽입되지 않은 발광 소자를 비교시, 1:11의 PANI:PSS가 삽입됨으로 정공의 전도도가 증가하는 것을 명확하게 확인할 수 있었다.27 is a graph in which the thickness of PANI: PSS is 8 nm and the ratio of PSS to PANI is 1: 5, 1:11, 1:30, respectively. 27 (a) is a graph of current-voltage according to PSS content change of PANI: PSS, and FIG. 27 (b) is a graph of luminance-voltage according to PSS content change of PANI: PSS. As shown in FIG. 27, a high luminance characteristic is exhibited in a light emitting device having a PANI: PSS insertion layer of 1:11 as a ratio of PSS to PANI. In particular, in FIG. 27 (b), when the light emitting device having the PANI: PSS inserted therein is compared with the light emitting device not having the inserted PANI: PSS, it can be clearly confirmed that the hole conductivity is increased by the insertion of the PANI: PSS of 1:11.
PANI:PSSPANI: PSS 두께 변화에 따른 전류-전압 및 휘도-전압 Current-voltage and luminance-voltage
실험예Experimental Example 26 26
실험예 1과 동일한 방법으로 발광 소자를 제조하였다. 그리고 PANI:PSS의 PANI에 대한 PSS의 비가 1:11인 PANI:PSS의 두께 변화에 따른 전류-전압과 휘도-전압의 그래프를 작성하였다.A light emitting device was prepared in the same manner as in Experimental Example 1. And we plot the current - voltage and the luminance - voltage according to the thickness variation of PANI: PSS with the ratio of PSS to PANI: PSS of 1:11.
실험예Experimental Example 26의 실험 결과 26 experimental results
도 28은 PANI에 대한 PSS의 비가 1:11이며, PANI:PSS 두께가 1nm, 8nm, 15nm, 38nm인 그래프를 각각 나타낸다. 도 28의 (a)는 PANI:PSS 두께 변화에 따른 전류-전압의 그래프이며, 도 28의 (b)는 PANI:PSS 두께 변화에 따른 휘도-전압 그래프이다. 도 28에 도시한 바와 같이, PANI에 대한 PSS의 비가 1:11이며, PANI:PSS의 두께가 8nm일 때 가장 높은 휘도를 가진다는 것을 알 수 있었다. 특히, 도 28의 (b)에는 PANI:PSS의 두께가 1 nm에서 8nm로 증가하면서 Δh’가 증가함에도 불구하고 휘도와 전류밀도가 증가하는 것을 확인할 수 있었다.28 shows graphs in which the ratio of PSS to PANI is 1:11 and the thickness of PANI: PSS is 1 nm, 8 nm, 15 nm, and 38 nm, respectively. 28 (a) is a graph of current-voltage according to PANI: PSS thickness variation, and FIG. 28 (b) is a graph of luminance-voltage according to PANI: PSS thickness variation. As shown in FIG. 28, it was found that the ratio of PSS to PANI was 1:11, and the highest luminance was obtained when the thickness of PANI: PSS was 8 nm. In particular, FIG. 28 (b) shows that the brightness and the current density are increased even though the thickness of PANI: PSS is increased from 1 nm to 8 nm and the value of Δh 'is increased.
PSSPSS 함량 변화에 따른 According to the content change 전계Field 발광 스펙트럼 Luminescence spectrum
실험예Experimental Example 27 27
실험예 1과 동일한 방법으로 발광 소자를 제조하였다. 그리고 PSS의 함량 변화에 따른 전계 발광 스펙트럼을 작성하였다.A light emitting device was prepared in the same manner as in Experimental Example 1. The electroluminescence spectra of the PSS contents were prepared.
실험예Experimental Example 27의 실험 결과 27 experimental results
도 29는 PSS의 함량 변화에 따른 전계 발광 스펙트럼과 발광 소자의 발광 사진이다. 도 29의 (a)의 그래프는 5.5V의 전압에서 작동된 PANI에 대한 PSS의 비로써, 1:5, 1:11, 1:30을 각각 나타낸다. 도 29의 (b)는 두께 8nm의 1:11 비율의 PANI:PSS가 삽입된 발광 소자와 삽입되지 않은 발광소자의 발광 사진을 나타낸다. 도 29에 도시한 바와 같이, PANI:PSS가 삽입된 발광 소자가 삽입되지 않은 발광 소자보다 약 34배의 고휘도 특성을 가진다는 것을 확인할 수 있었다.FIG. 29 is a photograph of an electroluminescence spectrum and a light emission of a light emitting device according to changes in the content of PSS. The graph of FIG. 29 (a) shows the ratio of PSS to PANI operated at a voltage of 5.5 V, which represents 1: 5, 1:11, 1:30, respectively. FIG. 29 (b) shows a light emitting device having a 1:11 ratio PANI: PSS having a thickness of 8 nm inserted and a light emitting device not inserted. As shown in FIG. 29, it was confirmed that the light emitting device having the PANI: PSS inserted therein had about 34 times higher luminance than the light emitting device having no inserted light emitting device.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 설명하였지만, 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the following claims.
10. 기판
20. 제1 전극
30. 정공 주입층
40. 도전성 고분자 박막층
50. 정공 수송층
52. 제1 정공 수송층
54. 제2 정공 수송층
60. 발광층
70. 전자 수송층
80. 제2 전극10. Substrate
20. First electrode
30. Hole injection layer
40. Conductive polymer thin film layer
50. Hole transport layer
52. First hole transport layer
54. Second hole transport layer
60. Light emitting layer
70. Electron transport layer
80. Second electrode
Claims (7)
상기 제1 전극 위에 위치하는 PEDOT:PSS(폴리에틸렌-디옥시티오펜:폴리스티렌-술포네이트, Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-Poly(styrene sulfonate))를 포함하는 정공 주입층,
상기 정공 주입층 위에 위치하고, PANI:PSS(폴리아닐린:폴리스티렌-술포네이트, polyaniline-poly(4-styrenesulfonate))를 포함하는 도전성 고분자 박막층,
상기 도전성 고분자 박막층 위에 위치하고, PVK(poly-n-vinylcarbazole)를 포함하는 정공 수송층,
상기 정공 수송층 위에 위치하는 발광층,
상기 발광층 위에 위치하고, 산화아연(ZnO)을 포함하는 전자 수송층, 및
상기 전자 수송층 위에 위치하는 제2 전극
을 포함하고,
상기 발광층은 셀렌화카드뮴(CdSe)을 포함하는 코어와 상기 코어를 둘러싸고 황화아연카드뮴(CdZnS)을 포함하는 쉘을 포함하는 나노 구조체를 포함하는 발광 소자.The first electrode,
A hole injection layer including PEDOT: PSS (Polyethylene (3,4-ethylenedioxythiophene) -Poly (styrene sulfonate)) located on the first electrode,
A conductive polymer thin film layer disposed on the hole injection layer and including PANI: PSS (polyaniline-poly (4-styrenesulfonate)),
A hole transport layer disposed on the conductive polymer thin film layer and containing poly-n-vinylcarbazole (PVK)
A light emitting layer disposed on the hole transport layer,
An electron transport layer disposed on the light emitting layer and including zinc oxide (ZnO), and
A second electrode located on the electron transport layer,
/ RTI >
Wherein the light emitting layer comprises a nanostructure including a core comprising cadmium selenide (CdSe) and a shell surrounding the core and including zinc cadmium (CdZnS).
상기 도전성 고분자 박막층의 상기 PANI(폴리아닐린)에 대한 상기 PSS(폴리스티렌-술포네이트)의 비는 1:8 내지 1:13인 발광 소자.The method of claim 1,
Wherein the ratio of the PSS (polystyrene-sulfonate) to the PANI (polyaniline) of the conductive polymer thin film layer is 1: 8 to 1:13.
상기 정공주입층은 PANI:PSS(폴리아닐린:폴리스티렌-술포네이트, polyaniline-poly(4-styrenesulfonate))를 더 포함하는 발광 소자.The method of claim 1,
Wherein the hole injection layer further comprises PANI: PSS (polyaniline-poly (4-styrenesulfonate)).
상기 도전성 고분자 박막층의 표면 조도는 0.1nm 내지 5nm인 발광 소자.The method of claim 1,
Wherein the conductive polymer thin film layer has a surface roughness of 0.1 nm to 5 nm.
상기 기판 위에 제1 전극을 증착하는 단계,
상기 제1 전극 위에 PEDOT:PSS를 포함하는 제1 소재를 스핀 코팅한 후 열처리하여 정공 주입층을 제공하는 단계,
상기 정공 주입층 위에 PANI:PSS(폴리아닐린:폴리스티렌-술포네이트, polyaniline)/poly(4-styrenesulfonate)을 포함하는 제2 소재를 스핀 코팅하여 도전성 고분자 박막층을 제공하는 단계,
상기 도전성 고분자 박막층 위에 PVK(poly-n-vinylcarbazole 폴리-비닐카바졸)를 포함하는 소재를 스핀 코팅하여 정공 수송층을 제공하는 단계,
상기 도전성 고분자 박막층 위에 셀렌화카드뮴을 포함하는 코어와 상기 코어를 둘러싸고 황화아연카드뮴을 포함하는 쉘을 포함하는 나노 구조체를 코팅하여 발광층을 제공하는 단계,
상기 발광층 위에 산화아연을 포함하는 전자 수송층을 증착하는 단계, 및
상기 전자 수송층 위에 제2 전극을 증착하는 단계
를 포함하는 발광 소자의 제조 방법.Providing a substrate,
Depositing a first electrode over the substrate,
Coating a first material including PEDOT: PSS on the first electrode by spin coating and then performing heat treatment to provide a hole injection layer;
Providing a conductive polymer thin film layer on the hole injection layer by spin coating a second material including PANI: PSS (polyaniline: polystyrene-sulfonate) / poly (4-styrenesulfonate)
Spin-coating a material including poly-n-vinylcarbazole poly-vinylcarbazole (PVK) on the conductive polymer thin film layer to provide a hole transport layer,
Providing a light emitting layer by coating a nanostructure including a core containing cadmium selenide and a shell containing zinc cadmium sulfide on the conductive polymer thin film layer,
Depositing an electron transport layer containing zinc oxide on the light emitting layer, and
Depositing a second electrode on the electron transport layer
Emitting device.
상기 기판을 떼어내는 단계, 및
상기 제1 전극의 표면을 플라즈마 처리, 자외선 오존 처리 또는 반응성 이온 에칭(reactive ion etching, RIE) 처리하는 단계
를 더 포함하는 발광 소자의 제조 방법.The method of claim 5,
Removing the substrate, and
The surface of the first electrode is subjected to plasma treatment, ultraviolet ozone treatment or reactive ion etching (RIE)
Emitting device.
상기 발광층을 제공하는 단계전에 상기 도전성 고분자 박막층 위에 상기 제2 소재를 포함하는 또다른 정공 수송층을 제공하는 단계를 더 포함하는 발광 소자의 제조 방법.The method of claim 5,
Further comprising the step of providing another hole transport layer including the second material on the conductive polymer thin film layer before the step of providing the light emitting layer.
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2016
- 2016-04-01 KR KR1020160040472A patent/KR101736336B1/en active IP Right Grant
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