A Study on Solution Processable Small Molecule Based Electron Transport Layer in Organic Light-Emitting Diodes

Abstract

유기 발광 다이오드(OLED)는 용액공정기술로 인해 최근 몇 년간 급속도로 발전해왔다 하지만, 우수한 장치 성능과 비용 효율적인 제조 공정은 여전히 상용화를 위해 을 위해 필요하다. 우리는 용액공정이 가능한 OLED에서 전자 수송층(ETL)으로 활용될 수 있는 새로운 퀴녹살린-포스핀 산화물 저분자물질(QPSM)을 설계했다. QPSM은 분자 구조 내의 강한 쌍극자 모멘트로 인해 이소프로판올에 용해될 수 있어 추가적인 열처리 없이 편리하고 효과적으로 발광층 위에 코팅이 가능하다. 또한, QPSM 기반 디바이스에서 OLED의 에너지 준위가 잘 일치하여 전자 주입과 추출 능력이 향상될 수 있으며, 특히 최적화된 DMPQxTPPO1물질 기반 OLED는 6.12%의 외부 양자 효율을 나타낸다. 이러한 유망한 결과는 유기반도체 소자에서 QPSM의 향후 발전에 대한 상당한 잠재력을 보이고 있다.

Organic light-emitting diodes (OLEDs) have undergone rapid development with the appearance of the "solution processing" technique over recent years of efforts. However, excellent device performance and cost-effective fabrication process are still necessary for practical applications. We designed a series of novel quinoxaline-phosphine oxide small molecules (QPSMs) that can be utilized as the electron transport layer (ETL) in solution-processable OLEDs. QPSMs can be dissolved in isopropanol owing to the strong dipole moments within their molecular structures, thereby allowing their convenient and effective deposition onto the emission layer without annealing. Furthermore, the electron injection/extraction can be improved in QPSM based device due to the well-matched energy levels in OLEDs. Especially, the optimized OLEDs with DMPQxTPPO1 exhibit external quantum efficiency of 6.12%. These promising results highlight the significant potential for the future use of QPSMs in organic semiconductor devices.