ITO의 표면 처리에 의한 고효율 유기발광소자(OLEDs)제작 및 공정 확립에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 유기발광소자(Organic Light Emitting Diodes: OLED)의 제작에 있어 양극으로 사용되어지는 ITO(indium-tin-oxide)의 표면처리를 통하여 유기발광소자에서 문제가 되어지는 소자의 수명과 효율 및 안정성을 향상시키기 위한 연구를 진행하였다. 산소플라즈마처리의 효과로는 높은 표면에너지를 가짐으로 유기물 증착 시 표면의 접촉각이 작아져 훨씬 접촉력이 좋은 유기박막을 ITO에 형성 할 수 있으며, 양극에서 주입되는 정공의 주입이 소자 전체에 균일하게 된다. ITO 표면에 존재하는 산소가 전기장이 걸리게 되는 경우 유기박막으로 확산되어 들어가 유기물을 산화시켜 소자의 수명에 치명적인 영향을 주는데, 산소플라즈마처리에 의해서 결합력의 증가로 인해서 이러한 문제점을 다소 해소 할 수 있게 되었다. 또한 양극으로 사용되어지는 유기ITO의 표면에서의 일함수가 커져 접촉하고 있는 유기물의 HOMO(highest occupied molecular orbital)과의 에너지 장벽차이가 낮아져 효과적인 정공주입이 이루어 질 수 있다. 이러한 ITO의 표면처리를 통하여 나타난 종합적인 결과로 유기발광소자(OLED)의 구동에 있어서 보다 향상된 안정성과 소자의 수명 그리고 효율 향상이라는 결과를 관찰 할 수 있었다. 또한 산소플라즈마처리 과정에서 최적공정을 확립하기 위해서 산소플라즈마 쳄버의 압력의 변수로 ITO표면에서의 일함수 값을 측정하여 공정의 최적화를 위한 연구도 같이 병행하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

We demonstrate the improvement of an indium-tin-oxide anode contact to an organic light emitting device via oxygen plasma treatment. The effects of O_2 plasma treatment on the surface properties of Indium-Tin-Oxide(ITO) anodes and the lifetime of fabricated organic light emitting diodes(OLEDs) were studied. With the O_2 plasma treatment, the carbon atoms remaining on the ITO surface were completely removed, and the surface atomic compositions were altered, which caused the workfunction of ITO to increase. The oxygen plasma treatment of ITO surface improved the stability of OLEDs due to the modification of surface chemical states. The measured lifetimes of OLEDs were extended significantly with the use of plasma treated ITO substrates. The effect of the method used to clean ITO on its work function and surface energy state was investigated by ultraviolet photoemission spectroscopy (UPS), x-ray photoemission spectroscopy (XPS) and video contact angle system (VCAS).

목차 (Table of Contents)

• 목차
• List of Tables = v
• List of Figures = vi
• I. 서론 = 1
• II. 본론 = 5
• 2-1 발광 원리 = 5
• 2-2 소자 구조 = 8
• 2-3 발광 효율 = 13
• 2-4 유기 EL 소자에서의 문제점과 방안 = 15
• 2-4-1 열화의 내부 원인 및 해결 방법 = 16
• 2-4-2 열화의 외부 원인 및 해결 방법 = 17
• 2-5 투명전도막(Transparent Conductive Oxide) = 18
• 2-5-1 ITO(indium-tin-oxide)의 제조 = 19
• 2-5-1-1 제조법 = 19
• 2-5-1-2 산소의 유입량 = 21
• 2-5-1-3 ITO(indium-tin-oxide)의 일반적인 특성 = 21
• III. 실험 및 분석 = 23
• 3-1 실험 = 23
• 3-2 분석 = 23
• IV. 결과 및 토론 = 26
• V. 결론 = 36
• Reference = 37
• Tables = 42
• Figures = 47
• Abstract = 64