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OLED 유기소재 정제 공정에 대한 연구

Purification Process of Organic Emitting Materials for Organic Light-Emitting Diode

  • 박기정 (아주대학교 공학대학원)

초록/요약

본 연구는 OLED 용 유기재료의 최초 합성부터 정제를 통해 상품화되는 물질이 분자 고유의 분자 결합에 영향을 주지 않고 순도 개선을 하여 궁극적으로 OLED 소자에 적용했을 때 수명 품질 개선될 수 있는지에 대한 연구이다. OLED 용 유기재료는 정공주입 및 수송재료, 전자주입 및 수송재료, 발광재료로 구분된다. 유기 재료는 합성 이후 고순도 제조 납품 목적으로 정제 공정은 필수 공정이 된다. 일반적으로 많이 활용되는 정제 공정은 재결정, 컬럼 정제, 진공-승화정제 등이 있고 이를 통해 물질의 순도를 높이며 나아가 소자 수명 성능을 향상시키는 데 사용된다. 이처럼 정제 방법에 대한 연구와 기술 개발은 OLED 의 효율성과 수명을 향상시키는 데 중요하다고 볼 수 있다. 실제로 OLED 용 유기물질은 같은 구조의 물질을 제조사마다의 다양한 합성법으로 합성, 양산 제조되며, 각각의 합성법은 미세한 환경 차이에 따라 불순물 수준의 차이를 보인다. 따라서, 제조사마다의 품질관리 기준 등의 차이는 존재할 수밖에 없다. OLED 유기물질의 화학적, 물리적 정제는 고순도의 유기물질을 확보하는 중요한 공정이 될 것이다. 해당 연구에서 고순도의 청색 인광 유기재료인 Compound A 의 각 정제 과정별 순도(유기, 무기)가 어떻게 변화하는지를 HPLC(High Performance Liquid Chromatography), NMR(Nuclear Magnetic Resonace), ICP-MS(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry)와 같은 화학적 분석 기술을 활용하여 유기물질의 고유의 특성을 정밀하게 확인하였고, 정제 구간 별 순도 차이를 보이는 Compound A 를 활용해 OLED 소자를 제작하여 소자 수명과의 관계를 조사하였다. 그 결과, 정제 차수가 높은 Compound A 는 순도가 개선 되면서 선형적으로 OLED 소자 수명이 개선되는 것을 확인했다. 이 연구 결과는 OLED 소자 제작에 있어서 정제 과정을 통한 순도 개선이 소자 수명에 미치는 영향을 이해하는 데 도움이 될 것으로 기대된다.

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목차

1. 서론 1
2. OLED 구조 특성 및 정제법 2
2.1. OLED 구조 특성 2
2.2. OLED 용 소재 정제방법 7
3. 실험방법 10
3.1. 대상 물질 10
3.2. 대상 물질 공정 과정 11
4. 시험결과 13
4.1. 유기물 순도 13
4.2. 무기물 순도 27
4.3. 소자수명평가 28
5. 결론 및 고찰 30

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