The π-conjugated polymers with semi-conducting properties have recently attracted
much attention due to their applicability in the field of optic and opto-electric devices such as light-emitting diodes and lasers. The LEDs based on conjugated polymers have attracted much attention because of their potential application to flat, large area displays, which can be operated at low driving voltage. However, the potential use of polymer-light-emitting diodes is ultimately limited by their low quantum efficiency as well as by their poor stability due to oxygen. In this dissertation, several studies to improve the luminescent efficiency, to improve the luminescent stability and tune the emitting colors have been accomplished by using some different system.
In chapter 1, we have fabricated a polymer light-emitting diode heterolayer structure that emits green light. Electroluminescence (EL) and the dynamics of charge carrier recombination in the PVK / tris(2-phenylpyridine)iridium(Ⅲ)$(Ir-(ppy)_3)$ bilayer EL devices were studied. The indium-tin oxide $(ITO) / PEDOT / (PVK/Ir(ppy)_3)$ bilayer / BCP / Ca / Al multilayer devices showed more enhanced color quality compared with those of $PVK: Ir(ppy)_3$ blended device. The current-voltage-luminescence characteristics of the devices, which have a $PVK / Ir(ppy)_3$ bilayer system, are systematically studied and compared with a $PVK:Ir(ppy)_3$ blended device.
In chapter 2, We demonstrated efficient green electrophosphorescence using cascade energy transfer from PVK and new host fluorescent polymer to the phosphorescent iridium complex. Although the chemical compatibility between fluorescent polymer and iridium complex, tris[2-phenylpyridine)iridium(III) $(Ir-(ppy)_3)$, is very poor, the efficient energy transfers from poly(N-vinylcarbazole) (PVK) to host polymer and from the host to $Ir(ppy)_3$ were observed in PVK/host $polymer/Ir(ppy)_3$ blend system and blended EL devices.
반도성 성질을 가지고 있는 파이-공액고분자는 발광 다이오드를 비롯한 광학 및 에너지 저장소자 분야로의 응용성으로 인하여 최근에 많은 각광을 받고 있다. 특히 공액 고분자를 사용하는 LED는 낮은 전압으로도 구동이 가능하며 구부림이 가능한 평판 디스플레이 분야에 잠재적인 응용성을 가지고 있기 때문에 많은 연구가 집중되어 왔다. 그러나 순수한 고분자 자체로 구성된 발광소자의 경우 낮은 효율 및 안정성으로 인하여 아직 상업화
단계에 들어가지 못하고 있다. 이를 극복하기 위하여 발광층을 적층구조로 만들어 Carrier의 균형적인 주입을 유도하였고 다단계 에너지 전달을 통해 높은 발광 효율도 얻을 수 있었다. 본 석사 본문에서는 순수한 고분자를 가지고 있는 일반적인 소자의 광 특성을 향상시킨 내용을 서술하고 있다.
제 2장에서는 대표적인 인광물질인 하나인 $Ir(ppy)_3$ complex를 가지고 정공을 잘 전달하는 PVK와 함께 적층구조로 디바이스를 만들어 보았다. 기존의 $PVK : Ir(ppy)_3$ blending 이 아닌 $PVK / Ir(ppy)_3$ 의 bilayer를 통해 발광층의 특성을 높이는 효과를 보았다. 대표적인 특성변화로는 구동전압을 크게 낮출 수가 있었고 발광 효율도 향상됨을 확인할 수 있었다.
제 3장에서는 다단계 에너지 전달을 통해, 발광효율의 향상을 기대 할 수 있었다. 기존의 $PVK : Ir(ppy)_3$ 시스템에서 발광 특성이 좋은 형광 고분자를 첨가해 PVK : high efficiency fluorescent polymer : $Ir(ppy)_3$ 발광층을 형성해 보았다. 여기에서 PVK가 형광 고분자로 그리고 최종 인광 물질인 $Ir(ppy)_3$ 로 에너지가 전달되어 $PVK : Ir(ppy)_3$ 에서 보다는 높은 발광특성과 양자효율을 얻을 수가 있었다. 여기서 PVK는 형광 고분자와 인광물질의 사이에 화학적으로 호환성을 보여줌으로써 용매에 잘 녹일 수 있게 했고 또한 형광 고분자와 인광 물질 사이에 에너지를 잘 전달시켜 주었다.
