LiF, Al 2 O 3 ,  ŒP ³ Ž´ oz ºS Ù Ã Å (CuPc) ù p § X N Ë Œ Ÿ «! a( az º T “ Ó Þ” X ¢ – ¥M  ¹ ÅM ® o° Ë Ñ} º

LiF, Al 2 O 3 ,  ŒP ³ Ž´  oz ºS  Ù Ã Å (CuPc) ù p § X N Ë Œ Ÿ «! a( az º T “ Ó Þ” X ¢ – ¥M  ¹ ÅM ®  o° Ë Ñ} º 

ƒ

‘

š0 å  · " k­ ¤) o  · ­ ¤r )) ç  · , > ò 6 B) כ · ý — ¡ . > ¬ £ · = r )Ù • v ^∗

í 

H…  ;† ¾ Ó@ /† < Ɠ § Ó ü t o † < Æõ ,  í ß – 336-745



™ »‡ ç ¡z Ž

í 

H…  ;† ¾ Ó@ /† < Ɠ § & ñ ˜ Ðl Õ ü t/ B N † < Æ Ò,  í ß – 336-745 (2006¸   12 Z 4 1{ 9  ~ à Î6 £ §)

Ä

»l Ó ü t µ 1 Ï F  g ™ è  (Organic Light Emitting Diodes, OLED)\ " f € ª œF G“   ITOü < & ñ / B N à º5 Å x8 £ x  s \ 

&

ñ / B N Å Ò{ 9 `  ¦ › ¸] X    H Ó ü t| 9 `  ¦ 7 £ x ‚ à Ìr &  µ 1 Ï F  g ´ òÖ  ¦ õ  1 l x  Œ •„  · ú š`  ¦ ± ú Æ ҍ  H ƒ  ½ ¨– Ð" f e  ¦ – Ð s × ¼> \ P _  LiF, í ß – oÓ ü t“   Al

2

O

3

ü < CuPc (½ ¨o  á Ô» 1 ϖ Ðr    )_  ¿ ºa \  ¦    or &  ™ è \  ¦ ] j Œ • % i  . 1 l x  Œ • „  

· ú

š\    É r „  À Óx 9 • ¸ü < µ 1 Ï F  g [ jl  x 9  „  À Ó´ òÖ  ¦`  ¦ 8 £ ¤& ñ # Œ : £ ¤$ í `  ¦ › ¸  % i  . LiF  H & ñ / B N Å Ò{ 9 `  ¦ † ¾ Ó



© œr v €  " f  Ö  ¦  Q „   _  Å Ò{ 9 • ¸ a % ~ >  ë ß –[ þ t 9 ¿ ºa  2.0 nm \ " f ´ òÖ  ¦ s  þ j@ /\  s  É r  . Al

2

O

3

  H & ñ /

B

N Å Ò{ 9 `  ¦ % 3 ] j # Œ „   −& ñ / B N à º_  Ô  ¦ç  H+ þ As  œ íA ÷ & 9 ´ òÖ  ¦“ É r y Œ ™™ è   H : £ ¤$ í `  ¦ ˜ Ð% i  . Õ ª Q
 1.0 nm s  © œ_  ¿ ºa \  ¦ | 9  M : V , “ É r 1 l x  Œ •„  · ú š % ò % i \ " f ´ òÖ  ¦ s   _  { 9 & ñ ô  Ç ° ú כ`  ¦
 ? /% 3  . CuPc_ 

 â

Ä º\   H ¿ ºa  7 £ x  ½ + Éà º2 Ÿ ¤ & ñ / B N Å Ò{ 9 s  7 £ x  # Œ 20 nm \ " f „   −& ñ / B N ç  H+ þ As  ] j{ 9  ¸ ú ˜ s À Ò# Q 4

R „  À Ó´ òÖ  ¦ s  þ j@ /\  • ¸² ú ˜ % i  .

PACS numbers: 78.66.Qn, 78.60.Fi, 73.61.Ph

Keywords: Ä »l µ 1 Ï F  g , & ñ / B N ! Q(  „   Å Ò{ 9 , Alkali halide, Oxide

I. " e  ] Ø

Tang õ  VanSlyke [1]\  _  # Œ Ä »l Ó ü t µ 1 Ï F  g ™ è  (Or- ganic Light Emitting Diodes)  ™ è> h  ) a s Ê ê\  µ 1 Ï F  g ™ è



_  ´ òÖ  ¦ õ  1 l x  Œ •„  · ú š`  ¦ > h‚   l  0 Aô  Ç ƒ  ½ ¨ B Ä º  Ö ¸ µ

1 Ïy  s À Ò# Qt “ ¦ e ”  . Ä »l Ó ü t µ 1 Ï F  g ™ è \ " f µ 1 Ï F  g ´ òÖ  ¦ õ

 1 l x  Œ •„  · ú š`  ¦ ± ú Æ Ò# Q Å Òl  0 A # Œ ŠҖ Ð  6   x ÷ &  H ~ ½ ÓZ O 

“ É

r µ 1 Ï F  g8 £ x \ " f „   ü < & ñ / B N _  F   ½ + ËÖ  ¦ (recombination rate)`  ¦ Z  } s  
 „   −& ñ / B N Õ ü w  _  ç  H+ þ A > à º (balance factor)\  ¦ Z  } # ŒÅ ҍ  H  כ s   [2, 3]. ˜ Ð: Ÿ x é ß –ì  r   (small molecules) Ä »l Ó ü t“   NPB\  ¦ & ñ / B N s 1 l x8 £ x Ü ¼– Ð # Œ ë ß –Ž  H µ

1 Ï F  g ™ è \ " f  H 1 l x{ 9 ô  Ç „  l  © œ_  [ jl \ " f „   ˜ Ð  & ñ /

B

N _  s 1 l x • ¸ B Ä º Z  } l  M :ë  H \  µ 1 Ï F  g8 £ x \  • ¸‚ Ã Ì   H & ñ /

B

N _  à º\  ¦ ×  ¦ # ŒÅ Ò 
 „   _  à º\  ¦ Z þ t # ŒÅ ҍ  H ~ ½ ÓZ O `  ¦   6

 

x >   ) a  . & ñ / B N Å Ò{ 9 _  % 3 ] j\  ¦ 0 Aô  Ç @ /³ ðÓ ü t| 9 “   ½ ¨ o

 á Ô» 1 ϖ Ðr     (Copper Phthalocyanine, CuPc)`  ¦ In- dium Tin Oxide (ITO) ü < & ñ / B N à º8 ú x8 £ x  s \  · û ª>  ¶ ú š{ 9 

`

 ¦ €   ´ òÖ  ¦ s  7 £ x @ / H † d s  · ú ˜ 94 R M ® o  .

Forsythe 1 p x _  ƒ  ½ ¨\  _  €   CuPc  H 7 £ x ‚ à Ìõ & ñ \  B  Ä

º   y Œ ™ # Œ CuPc_  ¿ ºa \  ¦ 0 ∼ 30 nm – Ð 7 £ x  r ~  ´ M :

∗

E-mail: [email protected]

&

ñ / B N Å Ò{ 9 Ö  ¦ s  & h   y Œ ™™ è  9   õ & h Ü ¼– Ð „   −& ñ / B N _  ç

 H+ þ A`  ¦ s À Ò# Q „    ç  H+ þ A > à º\  ¦ 7 £ x @ / r v  9 15 nm\ " f µ

1 Ï F  g ´ òÖ  ¦ s  þ j@ /° ú כ\  • ¸² ú ˜ô  Ç “ ¦ ˜ Г ¦ % i   [4]. ì ø ̀  

\

 Hillõ  Kahn“ É r ITO/CuPc/TPD _  & ñ / B N only ™ è \  ¦ ë

ß –[ þ t # Q UPSƒ  ½ ¨ü < ™ è _  „  À Óx 9 • ¸-„  · ú š : £ ¤$ í `  ¦ 8 £ ¤& ñ 

%

i  . Õ ª[ þ t _  ƒ  ½ ¨\ " f ITO/TPD  © œ# 4 ˜ Ð  CuPc/TPD



© œ# 4 s  Z  }`  ¦ M : 7 £ ¤,   o + þ A  © œ# 4  (ladder type barrier){ 9  M

: & ñ / B N Å Ò{ 9 `  ¦ 7 £ x  r ~  ´ à º e ”  “ ¦ ˜ Г ¦ % i   [5]. s  [

þ

t“ É r · ú ¡_  ƒ  ½ ¨ [ þ t õ   © œs ô  Ç    : r`  ¦ ? /o “ ¦ e ”   H X <, & ñ /

B

N Å Ò{ 9 õ  † < Êa  „   Å Ò{ 9 • ¸ 7 £ x  # Œ „   −& ñ / B N _  ç  H+ þ A s

 s À Ò# Q ”   “ ¦ ˜ Ѐ Œ ¤ .

&

ñ / B N Å Ò{ 9 `  ¦ % 3 ] j   H   É r ~ ½ ÓZ O Ü ¼– Ѝ  H & ñ / B N à º5 Å x8 £ x \ 

&

ñ / B N`  ¦ trap r v   H Ó ü t| 9 s 
 CuPcü < ° ú  s   © œ# 4 s  Z  }“ É r Ó

ü t| 9 `  ¦ & h { © œ| ¾ Ó [ O   H • ¸i ç ~ ½ ÓZ O • ¸  6   x ÷ &“ ¦ e ”  . & ñ / B N`  ¦ trapping r v   H Ó ü t| 9 – Ѝ  H Rubrene s  e ” Ü ¼ 9 s \  ¦ NPB ü

< [ O # Q & ñ / B N Å Ò{ 9 `  ¦ % 3 ] j # Œ µ 1 Ï F  g ´ òÖ  ¦ õ  1 l x  Œ •„  · ú š`  ¦

†

¾ Ó © œr (     H ˜ Г ¦ e ”   [6]. Õ ª  X < & ñ / B N`  ¦ trapping r

v €   s 1 l x • ¸ b  # Q4 R ´ òÖ  ¦7 £ x @ /ü < 1 l x  Œ •„  · ú š_  > h‚   ´ ò õ

  Á ºA • ¸ b  # Q”   . Õ ªA " f CuPc\  ¦ f ” ] X  NPBü < [ O 

#

Q  o½ + ËÓ ü t`  ¦ ë ß –[ þ t # Q z  ´+ « >ô  Ç  Y V• ¸ Liao 1 p x \  _  # Œ ƒ  

½

¨ ˜ Г ¦÷ &“ ¦ e ”   [7]. s [ þ t _  ƒ  ½ ¨\  _  €   CuPc\  ¦ f ” 

-544-

€  " f & ñ / B N _  µ 1 Ïê ø ÍÛ ¼\  ¦ Ä »t ½ + É Ã º e ” Ü ¼ 9   " f µ 1 Ï F  g

´

òÖ  ¦ õ  1 l x  Œ •„  · ú š_  † ¾ Ó © œ`  ¦ ^  ¦ à º e ”  “ ¦ ô  Ç .

&

ñ / B N Å Ò{ 9 `  ¦ % 3 ] j   H Ó ü t| 9 – Ѝ  H F K5 Å q“   Pt [8]ü < ò ø ͙ è }

Œ

• [9]s   6   x ÷ &% 3    H ˜ Г ¦• ¸ e ”  . s [ þ t _   6   x \  _ ô  Ç

´

òÖ  ¦7 £ x @ /  H €  •ç ß – _ ü @_    õ “  X < s [ þ t Ó ü t| 9 “ É r — ¸¿ º { 9 

†

< Êà º 5.7 eV (Pt) <  ʓ É r 5.2 eV (C) – Ð  ™ è Z  }“ É r Ó ü t| 9 s 



. Pt\  ¦ 0.5 nm & ñ • ¸ · û ª>   6   x ½ + É  â Ä º € ª œF G Ü ¼– РÒ'  & ñ /

B

N _  Å Ò{ 9 s  7 £ x  # Œ TPD/Alq

3

> €  \  & ñ / B N _  » ¡ ¤& h `  ¦

š

¸y  9 Z  } s >  ÷ &“ ¦ s X O >  » ¡ ¤& h  ) a & ñ / B N \  _  # Œ Alq

³

8

£

x \  Z  }“ É r „   © œs     9" f „   _  Å Ò{ 9 `  ¦ Z  } s   H   õ \  ¦

œ

íA ô  Ç “ ¦ ô  Ç .

z 

´o – B H  o½ + ËÓ ü t“   Si

₃

N

4

 í ß – o} Œ •“   SiO

₂

1 p x õ  ° ú  “ É r Ó ü t

| 9

s   6   x ÷ &l • ¸   H X < s [ þ t“ É r & ñ / B N _  â ì2 £ §`  ¦ } Œ • Å Ò 9 & ñ / B N à º5 Å x8 £ x`  ¦ ITO \  ¸ ú ˜ ] X ‚ à Ìr v   H % i ½ + ɕ ¸ # Œ µ 1 Ï F 

g8 £ x \ " f „    µ 1 Ïê ø ÍÛ ¼\  ¦ ´ ú Æ Ò# Q ï  r   [10, 11]. Õ ª Q
 1

l

x  Œ •„  · ú š`  ¦ 7 £ x r &   0 >´ òÖ  ¦`  ¦ y Œ ™™ èr v   H  ⠆ ¾ Ós  e ” 



.

Ä

ºo   H e  ¦ – Ð s × ¼ > \ P  ҕ ¸^ ‰ ~ à Ì} Œ •“   LiFü < í ß – o }

Œ

•“   Al

₂

O

3

\  ¦ & ñ / B N ! Q( 8 £ x Ü ¼– Ð # Œ ¿ ºa \  ¦    or &  OLED ™ è \  ¦ ] j Œ • # Œ I-V-L : £ ¤$ í x 9  µ 1 Ï F  g: £ ¤$ í `  ¦ 8 £ ¤& ñ

% i  . ¢ ¸ô  Ç CuPc_  ¿ ºa \  ¦    or &  ] j Œ •ô  Ç µ 1 Ï F  g ™ è  ü

< Õ ª : £ ¤$ í `  ¦ q “ § % i  . s  M : 6 £ §F G“ É r † ½ Ó © œ LiF (0.5 nm)/Al (150 nm)\  ¦ Ä »t  # Œ ] j Œ • % i  .

II. ÷ m Ç ] M ö

ITO  Ä »o  l ó ø Í\   ïh A ) a  Œ ™$ í  ï_ ç  _   כ `  ¦  6   x 

%

i  .  ïh A ) a ¿ ºa   H 180 nm s  9 €  $ † ½ ӓ É r 10 Ω/s  .

J

' _ ç “ É r o ™ èÕ ªA x  ~ ½ ÓZ O Ü ¼– Ð 20 mm × 20 mm_  ß ¼l  _

 Ä »o l ó ø Í\  ; Ÿ ¤ 2 mm _  ITO  “   2> h\  ¦ ë ß –[ þ t% 3  . J 

‡

  ) a ITO glass  H ß ¼– ÐØ ÔŸ í2 £ §,  [ j— : r, B j 9  · ú ˜ ï`  ¦, s 

™

èá Ԗ Ѐ 9  · ú ˜ ï`  ¦ í  H " f– Ð 60

^◦

C s  © œ_  “ : r • ¸\ " f y Œ • 6   xÓ  o



  œ í6 £ §   [ j' ‘ `  ¦ 15ì  r 1 l x î ß – ô  Ç Ê ê, | 9 ™ è Û ¼– Ð | › ¸ r

(   .

”

 / B N7 £ x ‚ à Ì~ ½ ÓZ O Ü ¼– Ð ™ è \  ¦ ë ß –[ þ t% 3 Ü ¼ 9 · ú š§ 4 “ É r 5 × 10

⁻⁶

Torr s  – Ð Ä »t  % i  . Alq

3

, N

⁰

-diphenyl- benzidine (NPB), CuPc _  7 £ x ‚ à Ì5 Å q • ¸  H 1 ∼ 1.5 ˚ A/sec – Ð

~ Ã

Ì} Œ •`  ¦ + þ A$ í % i “ ¦, LiF, Al

²

O

3

  H 0.1 ˚ A/sec – Ð ~ à Ì} Œ •`  ¦ + þ A

$ í

% i  . Al

²

O

3

_   â Ä º  H Al`  ¦ 7 £ x ‚ Ã Ì Ê ê @ /l  ×  æ \  15ì  r

&

ñ • ¸ ” ¸Ø  ¦ r &  í ß – or v   H ~ ½ ÓZ O Ü ¼– Ð Al

²

O

3

\  ¦ ë ß –[ þ t% 3  .

6

£

§F G Ü ¼– Ѝ  H Al`  ¦  6   x % i Ü ¼ 9, 7 £ x ‚ à Ì5 Å q • ¸  H Ä »l Ó ü t ’ < H

Fig. 1. Device structures. (a) ITO/LiF (0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0)/NPB(40)/Alq

₃

(60)/LiF (1.5)/Al, (b) ITO/Al

₂

O

₃

(0, 0.5, 1.0, 1.5)/NPB (40)/Alq

₃

(60)/LiF (1.5)/Al, (c) ITO/CuPc (10, 20, 30)/NPB (40)/ Alq

₃

(60)/LiF (1.5)/Al.



© œ`  ¦ “ ¦ 9 # Œ 1 ∼ 2 ˚ A/sec – Ð 7 £ x ‚ à Ìô  Ç Ê ê, 10 nm s  © œ\ 

"

f  H 10 ∼ 15 ˚ A/sec _  5 Å q • ¸\  ¦ 7 £ x r &  7 £ x ‚ Ã Ì % i  .

™

è _  ½ ¨› ¸  H Fig. 1 ü < ° ú  s  ITO/LiF/NPB/

Alq

₃

/LiF/Al, ITO/Al

₂

O

₃

/NPB/Alq

₃

/LiF/Al, ITO/

CuPc /NPB/Alq

3

/LiF/Al, _  ½ ¨› ¸– Ð 8 ú x [ jt  7 á x À Ó _

 & ñ / B N ! Q( 8 £ x`  ¦ t   H ™ è \  ¦ ë ß –[ þ t% 3  . & ñ / B N ! Q( 8 £ x _

 ¿ ºa \  ¦ Al

2

O

₃

  H 0, 0.5, 1.0, 1.5 nm – Ð, CuPc  H 0, 10, 20, 30 nm – Ð, LiF  H 0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0 nm – Ð   



o r (   . ¿ ºa   H Quartz Crystal Microbalance (QCM) õ

  0 > " fe  ¦  s  (HP E3631A)ü < œ í6 £ §   8 £ ¤& ñ l  (HP 53131A)\  ¦ PC \  ƒ     # Œ 8 £ ¤& ñ % i  . Alq

3

, NPB, Al, LiF8 £ x[ þ t _  ¿ ºa   H Fig. 1 \ 
 ? /% 3  .

]

j Œ •  ) a ™ è [ þ t _  : £ ¤$ í “ É r " fÄ »$ 3  1 p x [12] s   6   x % i 

~

  ~ ½ ÓZ O Ü ¼– Ð 8 £ ¤& ñ % i  . I−V : £ ¤$ í “ É r Sourece-Measure Unit (Keithley 236)`  ¦ ( Ž É Ó' ü < “  ' ` …s d ç # Œ ½ ¨ % i  Ü

¼ 9, µ 1 Ï F  g: £ ¤$ í “ É r ˜ Ð& ñ  ) a F  g  s š ¸× ¼ü < Pico Ammeter (Keithley 487)`  ¦ ƒ     # Œ 8 £ ¤& ñ % i  .  6   x ) a F  g  s š ¸

×

¼  H „  À Ó° ú כ`  ¦ ³ ðï  r F  g " é ¶ \  ˜ Ð& ñ  ) a CS-1000 Minolta\  ¦



6   x # Œ 8 £ ¤& ñ  ) a ° ú כ`  ¦ " f– Ð q “ §, ˜ Ð& ñ # Œ 6 f• ¸\  ¦
 

? /% 3  .

III. + s Ç Ê Ý

&

ñ / B N ! Q( – Ð  6   x ) a LiF, Al

₂

O

₃

, CuPc _  ¿ ºa     o\ 



 É r „  À Óx 9 • ¸-„  · ú šõ  „  À Ó´ òÖ  ¦-„  · ú š_  Õ ªA á Ô\  ¦ y Œ •y Œ • Fig. 2, 3, 4 \ 
 ? /% 3  . s  Qô  Ç 8 £ ¤& ñ   õ – РÒ'  & ñ / B N

!

Q( 8 £ x _  ¿ ºa     o\    É r „  À Ó´ òÖ  ¦ s  þ j@ / ÷ &  H 1 l x



Œ

•„  · ú šõ  „  À Óx 9 • ¸\  ¦ Fig. 5, 6, 7 _  Õ ªA á Ԗ Ð
 ? /% 3 



.

ITO ü < NPB  s \  ¶ ú š{ 9 ô  Ç LiF ¿ ºa \  ¦ 1.0 nm \ " fÂ Ò '

 3.0 nm t  7 £ x  r v €  " f ë ß –Ž  H µ 1 Ï F  g ™ è _  þ j@ /´ ò Ö

 ¦ s 
 
  H „  · ú šõ  „  À Óx 9 • ¸\  ¦ Fig. 5 \  ˜ Ð% i  . „  · ú š

“

É r LiF  1.5 nm\ " f 11 V, 3 nm\ " f 9.5 V– Ð" f ¿ º 0 >

| 9

à º2 Ÿ ¤ > 5 Å q y Œ ™™ è   H  ⠆ ¾ Ó`  ¦ ˜ Г   . ì ø ̀  \  „  À Óx 9 • ¸

Fig. 2. ITO/LiF/NPB/Alq3/LiF/Al devices (a) Current density-Voltage (b) Current efficiency-Voltage.

Fig. 3. ITO/Al

2

O

3

/NPB/Alq

3

/LiF/Al devices (a) Cur- rent density-Voltage (b) Current efficiency-Voltage.

Fig. 4. ITO/CuPc/NPB/Alq

3

/LiF/Al devices (a) Cur- rent density-Voltage (b) Current efficiency-Voltage.



 H 12 mA/cm

²

\ " f & h   7 £ x  # Œ LiF ¿ ºa  2 nm\ " f 25 mA/cm

²

– Ð þ j@ /° ú כ\  s  É r Ê ê y Œ ™™ è ô  Ç . ´ òÖ  ¦“ É r „  À Ó x 9

• ¸_     oü < q 5 p w ô  Ç $ í † ¾ Ó`  ¦ t  9 LiF ¿ ºa  2 nm

\

" f þ j@ /\  s  É r Ê ê & h   y Œ ™™ èô  Ç . LiF_  ¿ ºa  7 £ x 

½

+ Éà º2 Ÿ ¤ þ j@ /´ òÖ  ¦ \  s Ø Ô  H „  · ú š“ É r y Œ ™™ è t ë ß – „  À Óx 9 • ¸



 H 7 £ x ô  Ç   H  z  ´“ É r LiF\  ¦ ¶ ú š{ 9 ½ + É M : & ñ / B N Å Ò{ 9 s  7 £ x

† < Êõ  1 l x r \  ¢ ¸ô  Ç „   _  Å Ò{ 9 • ¸ 7 £ x  % i 6 £ §`  ¦
 



· p . " é ¶ “  Ü ¼– Ѝ  H LiF8 £ x`  ¦ : Ÿ x ô  Ç ' V , a A „  À Ó_  7 £ x \  ¦ Ò q

ty Œ •K  ^  ¦ à º e ”  . · û ª“ É r LiF8 £ x`  ¦ ¶ ú š{ 9  % i `  ¦ M : þ j@ /´ ò Ö

 ¦ \  s Ø Ô  H „  · ú š“ É r ± ú  t “ ¦ „  À Ó 7 £ x ô  Ç   H  כ “ É r

¸ ú

˜ · ú ˜ 9”    z  ´s   [13]. LiF8 £ x _  ¶ ú š{ 9 Ü ¼– Ð “   # Œ ± ú 

“ É

r „  · ú š\ " f „  ^ ‰„  À Ӎ  H 7 £ x   9 „   −& ñ / B N à º_  ç  H+ þ A s

 s À Ò# Q4 R" f 2 nm ¿ ºa  & ñ • ¸\ " f þ j@ /´ òÖ  ¦`  ¦ Å Ò 9 Õ ª s

 © œ_  ¿ ºa  ÷ &€   & h   þ j@ / ´ òÖ  ¦ s  y Œ ™™ è >   ) a  .

Fig. 6 \ " fü < ° ú  s  Al

²

O

3

\  ¦ ¶ ú š{ 9  % i `  ¦ M :, ¿ ºa  0.5 nm{ 9  M : þ j@ / ´ òÖ  ¦ \  s Ø Ô  H „  · ú šs  10 Vs  9, 1.0 nm s

 © œ\ " f 15 V & ñ • ¸– Ð { 9 & ñ ô  Ç ° ú כ`  ¦ ˜ Г   . „  À Óx 9 • ¸  H Al

2

O

3

¿ ºa  0.5 nm { 9  M : 35 mA/cm

²

s  9 1.0 nm \ 

"

f 45 mA/cm

²

– Ð þ j@ /\  s  É r Ê ê y Œ ™™ èô  Ç . ¿ ºa \    É r

Fig. 5. Voltage, current density and current efficiency at the maximum efficiency (see in the Fig. 2(b)) with varying the thickness of LiF.

Fig. 6. Voltage, current density and current efficiency at the maximum efficiency (see in the Fig. 3(b)) with varying the thickness of Al

2

O

3

.

µ

1 Ï F  g ´ òÖ  ¦“ É r ¿ º 0 >| 9 à º2 Ÿ ¤ y Œ ™™ è Ê ê & h   { 9 & ñ ô  Ç ° ú כ`  ¦ ˜ Ð

“

  . Al

2

O

₃

_  ¿ ºa  1.0 nm s  © œ\ " f  H V , “ É r „  · ú š % ò

%

i \ " f ´ òÖ  ¦ s   _  { 9 & ñ † < Ê`  ¦ ˜ Ð# ŒÅ ғ ¦ e ”  . Al

²

O

3

\  ¦ ITO ü < & ñ / B N à º5 Å xÓ ü t| 9 “   NPB s \  ¶ ú š{ 9  % i `  ¦ M : „  À Ó

´

òÖ  ¦ s  þ j@ / ÷ &  H „  · ú šõ  „  À Ó — ¸¿ º 7 £ x  % i    H



z  ´“ É r & ñ / B N _  Å Ò{ 9 `  ¦ y Œ ™™ èr †    כ Ü ¼– Ð ˜ Ð# Œt  9,   

"

f „   −& ñ / B NÕ ü w  _  Ô  ¦ç  H+ þ A`  ¦ œ íA  >  ÷ &# Q µ 1 Ï F  g ´ òÖ  ¦ s

 ± ú  ”     õ  “ ¦ ˜ Ð# Œ”   . Al

²

O

3

_  ¿ ºa  1.0 nm s

 © œ\ " f  H ´ òÖ  ¦ s   _  { 9 & ñ ô  Ç  כ “ É r & ñ / B N _  x 9 • ¸  H Z  }

“ É

r ì ø ̀   6 £ §F G Ü ¼– РÒ'  Å Ò{ 9  # Œ [ þ t # Qš ¸  H „   x 9 • ¸ ± ú 



4 R" f & ñ / B N à º\  @ /ô  Ç „    à º_  q Ö  ¦ s   Œ •t ë ß – { 9 & ñ ô  Ç

° ú

כ`  ¦ Ä »t  >  ÷ &  H   õ   Ò q ty Œ •  ) a  .

Fig. 7 _  CuPc_   â Ä º 10 nm \ " f 30 nm – Ð ¿ ºa 

7

£

x  | ¨ c M : „  · ú šõ  „  À Óx 9 • ¸ þ j™ è\  • ¸² ú ˜ô  Ç Ê ê 7 £ x  



 H  ⠆ ¾ Ó`  ¦ ˜ Г   . CuPc_  ¿ ºa  10 nm{ 9  M : þ j@ /´ ò Ö

 ¦ s 
 
  H „  · ú šs  9.8 Vs  9 ¿ ºa  20 nm\ " f 9.5

V   ) a Ê ê 30 nm\ " f  H 10 V   ) a  . „  À Óx 9 • ¸_  Æ Òs 

Fig. 7. Voltage, current density and current efficiency at the maximum efficiency (see in the Fig. 4(b)) with varying the thickness of CuPc.

•

¸ „  · ú šõ  q 5 p w  . CuPc_  ¿ ºa  7 £ x ½ + Éà º2 Ÿ ¤ 13, 15, 20 mA/cm

²

– Ð & h   7 £ x ô  Ç . s  כ “ É r CuPc \  _ ô  Ç & ñ / B N Å

Ò{ 9 s  ¿ ºa  7 £ x  † < Ê\     7 £ x ÷ &# Q 20 nm\ " f „  



−& ñ / B N _  ç  H+ þ As  ] j{ 9  ¸ ú ˜ ´ ú “ É r M :ë  H s   Ò q ty Œ •  ) a  .  



" f „  À Ó´ òÖ  ¦ s  þ j@ /\  • ¸² ú ˜ % i  . ¿ ºa   8 7 £ x  

€

  1 l x  Œ •„  · ú šs  7 £ x   9 „   −& ñ / B N ç  H+ þ As  b  # Q4 R" f ´ ò Ö

 ¦“ É r & h   b  # Q”   . 7 £ ¤ CuPc _  ¿ ºa  20 nm\ " f „  



−& ñ / B N „  À Óç  H+ þ As  ] j{ 9  ´ òõ & h Ü ¼– Ð s À Ò# Q& ’  .

IV. + s Ç Â ] Ø

ITO ü < & ñ / B N à º5 Å x8 £ x“   NPB  s \  LiF, Al

2

O

₃

x 9  CuPc\  ¦ ¶ ú š{ 9  # Œ s [ þ t ~ à Ì} Œ •_  ¿ ºa    o\    É r µ 1 Ï F  g

™

è _  ´ òÖ  ¦ õ  1 l x  Œ • : £ ¤$ í `  ¦ › ¸  % i  . LiF  H & ñ / B N õ 

„

  _  Å Ò{ 9 \  — ¸¿ º % ò † ¾ Ó`  ¦ Å Ò# Q „   −& ñ / B N — ¸¿ º Å Ò{ 9  s

 a % ~  t  9 „   −& ñ / B N à º_  ç  H+ þ A• ¸ > h‚   ÷ &# Q µ 1 Ï F  g ´ òÖ  ¦ s

 ¿ ºa  2.0 nm\ " f þ j& h  o s À Ò# Q”   . Al

2

O

₃

  H & ñ /

B

N Å Ò{ 9 `  ¦ y Œ ™™ è r v   H % i ½ + É`  ¦ # Œ ¿ ºa  7 £ x ½ + Éà º2 Ÿ ¤

„

  −& ñ / B N _  ç  H+ þ As   8 ± ú  t  9, µ 1 Ï F  g ´ òÖ  ¦ s  y Œ ™™ è > 

 )

a  . Õ ª Q
 ¿ ºa  1.0 nm s  © œ\ " f  H V , “ É r 1 l x  Œ •„  · ú š

% ò

% i \ " f ç  H{ 9 ô  Ç µ 1 Ï F  g ´ òÖ  ¦`  ¦ ˜ Г   . s  כ “ É r „  · ú š    o

 & • ¸ µ 1 Ï F  g ´ òÖ  ¦“ É r { 9 & ñ >  1 l x  Œ •r ~  ´ à º e ”    H  כ s 



. CuPc  H ¿ º 0 >| 9  M : & ñ / B N Å Ò{ 9 s  7 £ x  # Œ µ 1 Ï F  g8 £ x

\

" f „   −& ñ / B N à º_  ç  H+ þ A`  ¦ † ¾ Ó © œr &  ´ òÖ  ¦ s  7 £ x  > 

÷

& 9 ¿ ºa  20 nm & ñ • ¸\ " f þ j& h  o s À Ò# Q ”   .

‘

: r ƒ  ½ ¨  H í  H…  ;† ¾ Ó@ /† < Ɠ § “ §Ã º ƒ  ½ ¨¸  ] j t " é ¶ \  _  

#

Œ à º' Ÿ ÷ &% 3 6 £ §.

Y

c p w Š à U Ø ”  ô

[1] C. W. Tang and S. A. VanSlyke, Appl. Phys. Lett.

51, 913 (1987).

[2] J. Pommerehne, H. Vestweber, Y. H. Tak and H.

Bassler, Synth. Met. 76, 67 (1996).

[3] C. F. Qie, L. D. Wang, H. Y. Chen, M. Wong and H. S. Kwok, Appl. Phys. Lett. 79, 2276 (2001).

[4] E. W. Forsythe, M. A. Abkowitz and Y. Gao, J.

Phys. Chem. B 104, 3948 (2000).

[5] I. G. Hill and A. Kahn, J. Appl. Phys. 86, 2116 (1999).

[6] H. Aziz and Z. D. Popovic, Appl. Phys. Lett. 80, 2180 (2002).

[7] C. H. Liao, M. T. Lee, C. H. Tsai and C. H. Chen, Appl. Phys. Lett. 86, 203507 (2005).

[8] Y. Shen, D. B. Jacobs, G. G. Malliaras, G. Koley, M. G. Spencer and A. Ioannidis, Adv. Mater. 13, 1234 (2001).

[9] A. Gyoutoku, S. Hara, T. Komatsu, M. Shiri- nashihama, H. Iwanaga, K. Sakanoue, Synth. Met.

91, 73 (1997).

[10] Z. B. Deng, X. M. Ding, S. T. Lee and W.A. Gam- bling, Appl. Phys. Lett. 74, 2227 (1999).

[11] H. Jiang, Y. Zhou, B. S. Ooi, Y. Chen, T. Wee, Y.L. Lam, J. Huang, S. Liu, Thin Solid Films 363, 25 (2000).

[12] Y. S. Seo, H. Park, H. S. Yu, D. S. Shin, J. S. Hong, C. K. Kim and H. B. Chae, SAEMULLI (New Phys.) 52, 542 (2006).

[13] J. M. Zhao, S. T. Zhang, X. J. Wang, Y. Q. Zhan, X.

Z. Wang, G. Y. Zhong, Z. J. Wang, X. M. Ding, W.

Huang and X. Y. Hou, Appl. Phys. Lett. 84, 2913

(2004).

LiF, Al ₂ O ₃ , and Copper Phthalocyanin (CuPc) for a Hole Buffer Layer in an Organic Light-emitting Diode

Hoon Park, Yu-Suk Seo, Hee-sung Yu, Dong-Seop Shin, Jin-Soo Hong and Hee-Baik Chae

^∗

Department of Physics, Soonchunhyang University, Asan 336-745

Chang-Kyo Kim

School of Information Technology Engineering, Soonchunhyang University, Asan 336-745 (Received 1 December 2006)

The mobility of holes in organic molecules in organic light-emitting diodes (OLEDs) is much higher than that of electrons. Thus, a way to increase the efficiency of an OLED is to improve electron injection from the cathode or to buffer the injection of holes from the anode. In this way, the charge balance between electrons and holes in the emitting zone at the emitting layer is maintained for a high efficiency. We investigate LiF, Al

2

O

3

, and CuPc (copper phthalocyanin) for hole buffering by varying the thickness of the buffer layer. LiF is shown to have to enhance the injection of holes and electrons together, and the efficiency is shown to approach a maximum at a thickness of 2.0 nm. Al

2

O

3

is shown to have a decreased hole injection, which resultes in an electon- hole imbalance in the emitting layer and a decreased efficiency, but when the thickness of Al

2

O

3

is larger than 1.0 nm, the efficiency is shown to be constant across a wide range of operating voltages.

For the CuPc layer, hole injection increases as the thickness is increased, and the charge balance in the emitting layer is optimized to have an improved efficiency that approaches its maximum at a buffer-layer thickness of 20 nm.

PACS numbers: 78.66.Qn, 78.60.Fi, 73.61.Ph

Keywords: Organic light-emitting diodes, Electron injection, Alkali halide, Oxide

∗

E-mail: [email protected]