수송층은 전극에서 주입층을 통하여 전달된 전하들, 즉 전자나 정공들을 보다 원활하게 발광층으로 이동하게 하며, 이에 더하여 상대 전하들의 차단층(저지층) 역할까지 겸하는 경우도 있습니다. 수송층은 기본 요건은 전하들의 높은 이동도에 있으며, 전위 장벽은 주입층보다는 높고, 발광층 보다는 낮게 형성되어야 하죠. 반면에 상대 전하의 차단층으로도 동작하려면 상대 전하들에 대해서는 발광층보다도 높은 전위 장벽을 형성하여 발광층 안에 가두는 역할도 하여야 합니다만. 여기서는 차단층은 별도로 다루기로 하고 수송 역할에 대해서만 설명을 이어갑니다. 정공 수송층은 주입층으로부터 온 정공들을 발광층으로 전달하며, 따라서 수송층의 HOMO 준위는 주입층과 발광층의 HOMO 준위들 중간에 위치하여야 합니다. 또한 정공의 이동도가 높아야 하며, 안정성 유지를 위해 유리 전이 온도가 높은 것이 좋습니다. 그리고 발광층과 직접 접촉을 하므로 발광층과의 계면에서 분자들간에 상호 작용, 반응 등이 특히 일어나지 않아야 하죠. 주로 트리페닐아민계의 TPD(triphenyl-diamine derivative) 등이 사용되며, 특히 유리 전이 온도를 높이기 위해 트리페닐아민을 기본으로 분자를 별 모양으로 구성하는 등의 재료들이 이용됩니다. 이에 더하여 발광층에서 생성된 빛의 흡수를 막기 위하여 발광층보다 큰 밴드 갭을 가져야만 하죠.
전자 수송층의 경우, 전자들을 전자 주입층으로부터 발광층으로 전달하며, 따라서 LUMO 준위는 주입층과 발광층 중간쯤에 위치하여야 합니다. 이 또한 전자 이동도가 높고 유리 전이 온도도 높아야 합니다. 발광층으로부터의 빛을 흡수하지 않기 위하여 밴드 갭은 발광층보다 커야 하죠. 전자들을 끌어당기는 작용기를 함유한 방향족 헤테로 고리 화합물, 예를 들어 피리딘, 트라이아진 등을 사용합니다. 수송층들은 공통적으로 박막 형성 과정에서 결정성이 나타나지 않도록 무정형의 특징을 유지하여야 하며, 높은 안정성을 위한 높은 유리 전이 온도, 전하 수송 시간과 함께 광 투과도를 고려한 얇은 두께, 그리고 발광층과의 우수한 계면 특성 등이 필수 요건이 됩니다.
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# 더! 생각해보기
a. OLED에서 수송층(전자와 정공)의 역할은 무얼까
b. 수송층들은 어떤 특징들을 가져야 하며, 어떤 소재들이 사용되고 있을까. 전자와 정공 수송층에 대해 각각 생각해보자
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