플렉시블 유기발광소자를 위한 다층 박막 구조의 투명하고 유연한 저저항 음극

Abstract

최근 들어, 유기발광 소자 영역에서 투명 플렉시블 디스플레이가 각광 받고 있다. 차세대 디스플레이로써, 투명 플렉시블 전극은 필수적이기 때문에 많은 필드에서 연구가 진행 되고 있다. 양극 부분의 경우, 탄소 나노 튜브, 은 나노 와이어, 메탈 메쉬나 그래핀 등 많은 연구가 진행 되었고, 몇몇은 양산화도 진행되고 있다. 투명 디바이스에는 양극 뿐만 아니라 음극도 투명해야 한다. Mg:Ag 음극이 대표적인데, Mg은 높은 반응성 때문에 유기물에 손상을 줄 수 있고, 투과도 또한 다소 낮다. 또한, ITO 전극 위에 전자주입 층을 입혀 음극으로 사용하는 예시가 있다. 하지만 ITO 전극은 유연성이 낮아 플렉시블 기기에 적용하기에 적절하지 않다. 본 연구에서는 투명하면서도 플렉시블한 저저항 음극을 다층 박막 구조로 제안하였다. 선행 연구에서, 투명 유연 양극은 DMOMD 구조를 사용하였다. 본 연구에서는 선행 연구에서 제안된 구조를 바탕으로 음극을 제작하였다. 일반적으로 투명 음극은 투과도를 위해 밴드 갭이 커야 하고, 전자 주입 특성이 좋아야 하므로 낮은 일함수를 요구한다. 하지만 이런 물질을 찾는 것이 어렵기 때문에 다음과 같은 구조를 제안하였다. 제안된 구조는, ZnS/Ag/AZO/Ag/AZO (ZAaAa) 구조이다. ZnS는 Ag의 박막 성장을 돕는 층으로, 두 Ag 층은 낮은 저항을 위한 층으로, 두 AZO는 각각 Ag를 연결해주는 다리 층 역할과, 전자 주입 특성을 돕는 일함수 조절 층으로 사용되었다. 그 다음으로는 실제 유기발광소자를 제작하여 실제 소자 제작이 가능한지 가능성을 알아보았다. $Cs_2CO_3$의 주 역할은 일함수를 떨어뜨려 전자 주입 특성을 좋게 하기 위해 삽입되었다. 유기 발광 소자의 특성을 다양한 방법으로 측정하였고, 실제 소자 제작의 가능성을 보였다. 따라서, 제안된 ZAaAa 구조의 투명 플렉시블 음극은 투명 플렉시블 디스플레이에 적용할 수 있다고 결론지을 수 있다.