The surface plasmon (SP) enhanced fluorescent blue emission using an Al cluster in the cathode structure of an organic light emitting device (OLED) structure is reported in this thesis. To induce the surface plasmon resonance, Al clusters were thermally deposited on an aluminum film with a 0.5nm LiF spacer. The samples were prepared in order to confirm the absorption of the Al clusters by the SP resonance. A 100 nm thick Al film, 0.5 nm thick LiF layer, Al cluster layer, and 0.5 nm thick LiF layer were successively deposited on a 0.5 mm thick glass substrate via thermal evaporation. The absorption peak intensity is proportional to the thickness of the Al cluster. The absorption spectra of the Al cluster layer were in wavelengths below 400 nm. The PL measurement samples were fabricated through an additional deposition of a 30 nm thick blue emitting layer on the absorption measurement samples. Result of PL measurement was found that there is a tendency that when the integrated PL ratio increases, the thickness of the Al cluster increases. Therefore, the integrated PL intensity increased by 15% when the 1.6 nm thick Al cluster was inserted between the LiF layers. Despite the lack of overlap between the absorption spectra of the Al clusters and blue emission spectrum, there is a PL intensity enhancement. When the metal clusters are in close proximity, the scattering spectrum is at a longer wavelength with respect to the absorption spectrum. Consequently, because the PL intensity enhancement is influenced by the scattering from the SP resonance, the PL intensity can increase at wavelengths greater than the SP absorption resonance, where scattering dominates. Therefore, in these experiments, it is considered that the PL intensities could be enhanced even though there was only a slightly overlapped region between the absorption of the Al cluster and the PL spectra of the blue emitter. Additionally, using a result of PL measurement, we confirmed enhancement of current efficiency and power efficiency in blue OLED structure with Al cluster.
이 학위 논문은 알루미늄 나노 클러스터를 이용한 표면 플라즈몬 강화 청색 유기 발광 다이오드의 연구이다. 표면 플라즈몬 공명을 일으키기 위해서 알루미늄 클러스터가 열 증착 방법으로 증착 되었다. 표면 플라즈몬 공명의 흡수도를 측정하기 위한 샘플로는 알루미늄을 100 nm 증착 후 LiF 층을 0.5 nm 증착하고 그 위에 알루미늄 클러스터층을 쌓았다. 알루미늄 클러스터의 흡수도의 스펙트럼은 400 nm 보다 낮은 파장대역에 위치하고 있다. photoluminescence(PL)을 측정하기 위한 샘플은 흡수도 측정 샘플 위에 발광층을 증착하여 실험하였고 발광층은 인광 발광을 내는 청색 발광 물질을 사용하였다. 알루미늄 클러스터의 두께가 증가할 수록 PL 강도가 증가함을 볼 수 있었고 알루미늄 클러스터가 최고 1.6 nm 일 때 15% 가량 증가함을 알 수 있었다. 알루미늄 클러스터의 흡수도 스펙트럼과 청색 발광의 파장 대역이 겹치지 않음에도 불구하고 PL 강도가 증가한 이유는 알루미늄 클러스터 흡수도 스펙트럼보다 장파장 대역에 알루미늄 클러스터의 산란과 청색 발광 대역의 겹침이 있었기 때문이다. 이 결과를 바탕으로 실제 유기 발광 소자에서 알루미늄 클러스터의 영향을 알아보기 위해 알루미늄 클러스터를 삽입한 소자를 제작해 보았고 소자의 전류 효율과 전압 효율 모두가 증가함을 확인 할 수 있었다.
