양자점 발광다이오드를 위한 구조와 금속산화물 물질에 대한 연구 :A Study on Device Structure and Metal Oxide Materials for Quantum-dot Light Emitting Diodes

김효민

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자료유형: 학위논문

저자정보: 김효민 (경희대학교, 경희대학교 대학원)

지도교수: 장진

발행연도: 2013

저작권: 경희대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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초록· 키워드

양자점 발광다이오드 (Quantum-dot Light Emitting Diode: QLED)는 현재 차세대 디스플레이의 후보로 손꼽히고 있다. 양자점 발광다이오드는 양자점 (Quantum-dot:QD) 을 이용한 LED 를 지칭하며, 이것은 양자점 발광체의 양자역학적 효과를
이용한다. QD 는 수 nm 이내의 크기를 가진 입자이며, 이것은 전자(Electron)와 정공(Hole)의 분리에 의하여 생성된 엑시톤(exciton)의 보어 반지름 (Bohr radius)크기보다 더욱 더 작은 입자라고 설명할 수 있다. 이 입자를 이용하여 LED,
태양전지, 의료 등 다양한 분야에서 연구가 활발히 진행되고 있는 것이다. 본 연구에서는 이러한 다양한 분야 중 LED 분야에 접목시켜서 QLED 를 구현하였다.
QLED 에서 사용되는 QD 는 발광이 가능한 무기물질 (Inorganic)이며, QD 의 크기에 따라 발광색이 정해진다는 특징이 있다. 양자점을 LED 에 적용하면 여러 가지 이점이 있다. 첫 번째로, 발광 파장영역이 매우 좁기 때문에 순수한 색상을 얻을 수 있다 (FWHM < 35 nm). 두 번째로, 같은 물질을 사용하면서도 크기의 조절을 통해 다른 색상을 만들어낼 수 있다. 이렇게 같은 물질을 사용하기 때문에 발광체를 구입하거나 합성하는 과정에서의 소모되는 비용은 OLED 에 비해 저렴하다. 세 번째로, 용액 공정이 가능하기 때문에 전체 공정상의 시간을 단축하고 간단한 과정을 거쳐 쉽게 LED 를 만들 수 있다. 네 번째로, Core 의 크기가 매우 커지게 되면 가시광선 영역이 아닌 NIR 영역에서 발광시킬 수 있다. 이렇게 만들어낸 IR 영역의 발광으로 통신이나 센서 등에 적용할 수 있다.

1.Introduction 1
1.1 Light Emitting Diodes (LEDs) 1
1.2 Quantum-dot Light Emitting Diodes (QLEDs) 5
1.3 Advantages of QLEDs 11
2. Fabrication of QLEDs 13
2.1 Anode 13
2.2 Hole Injection 15
2.3 Hole Transport 16
2.4 Active 17
2.5 Electron Transport 19
2.6 Electron Injection 20
2.7 Cathode 21
2.8 Metal Oxide 21
3. Metal Oxide Materials 25
3.1 Sol-gel synthesis of Aluminium-Zinc-Oxide 25
3.2 Thin-film analysis 26
3.2.1 Al doping effect in ZnO film 26
3.2.2 Cs2CO3 blending effect in AZO film 35
4. Results 43
4.1 Conventional structure 43
4.1.1 Organic evaporation 43
4.1.2 ZnO annealing dependency 50
4.2 Inverted Structure 55
4.2.1 Al doping effect in ZnO 55
4.2.2 Cs2CO3 blending effect in AZO 90
4.3 Semi-transparent structure 97
5. Conclusions 106
6. Reference 112
7. Abstract 117

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