유기 EL 개요 및 시장동향 지도교수 : 김재형교수님 최 명 철

유기 EL 현황 및 전망 OLED DEVICE 차후 보완 사항  유기 EL 소개  재료  시장동향  prototype  기본구조  유기 EL 특성  발광 원리  실제 모형 목 차

목 표 유기 EL 은 현재 상용되고 있는 여러 display 소자들의 성능을 보강하는 데 주목 받고 있는 천연색 표시 소자 중 하나 이다. 유기 EL 에 대한 구조 및 발광 Mechanism 과 시장 동향에 관하여 공부하는데 목표를 두었다

유기 EL 의 소개 정 의 유기물 박막에 음극과 양극을 통하여 주입된 전자 (electron) 와 정공 (hole) 이 재결합 (recombination) 하여 여기자 (exciton) 를 형성하고, 형성된 여기자로부터의 에너지에 의해 특정한 파장의 빛이 발생되는 현상 분 류 EL Inorganic EL : ZnS, GaN …… Organic EL 단분자 유기 EL : Anthracene, Alq3 … 고분자 유기 EL : PPV, PPP, PT …

1936 France, G.Destriau, 처음으로 유기 EL 에 대해 관찰 1963 Pope, Kallmann, Magnante 가 안트라센 (anthracene) 단결정에서 처음으로 유기 EL 발견 1987 Eastman Kodak, organic LED 의 비대한 발전을 이룸 1989 Eastman Kodak, 형광 염료를 소개 Cambridge, Polymer LED 를 소개 일본 Pioneer, OLED 를 사업과 연결시킴 (Eastman Kodak 의 동의하에 ) 1996 일본 Pioneer, 세계 최초의 샹용화 ( 유기물을 진공증착하여 자동차 FM 수신용 단색 display 로 시판 ) 여러 회사에서 Color Display 를 제작하기 시작 2000 Passive OLED display 를 상업화 하다 (Car, Phone, Local, Multi color) 여러 회사들이 AMOLED Display 를 제작하기 시작 일본 Pioneer, 수동의 첫 Prototyped 을 제작 Sony, TV 에 적용시킬 13 인치의 Full Color AMOLED Display 제작 Toshiba, SeikoEpson, Full Color AMOLED 제작 유기 EL 의 역사 유기 EL 의 역사

유기 EL 의 장점 유기 EL 의 장점  부드럽고 균일한 빛 제공  전기효율 좋다  디자인의 자유  유연성과 내구성  응답속도가 빠르다  초경량 및 두께가 얇음  저렴한 가격

PROTOTYPES

시 장 동 향시 장 동 향시 장 동 향시 장 동 향디스플레이시장디스플레이시장 조명시장조명시장 소화면소화면 중화면중화면 대화면대화면  각종 오디오  휴대전화  휴대게임기  디지털 카메라  카 네비게이션  PDA 등  데스크톱 PC  노트북 PC  실내 TV  대형평면 TV  야외 대형 스크린  프로잭터  백열등 대체  형광등 대체

OLED Device Cathode Organic Anode Substrate       Cathode Anode Electron, hole injection Electron, hole recombination Photon Emission

CathodeAnode  Anode : ITO(indium tin oxide)  HTL(hole transporting layer) : TPD  HBL( hole buffer layer)  EIL(electron injection layer) Device Design( 장치구조 ) EIL  HIL(hole injection layer)  EML(emitting material layer)  ETL(electron transporting layer)  Cathode : Ca,Mg,Al HIL HTL EML Host + Dopant EML Host + Dopant HBL ETL EIL

유기 EL 의 발광 Mechanism 1) Carrier 주입단계 : 낮은 일함수를 갖는 금속에서 전자 주입, 높은 일함수를 갖는 전극에서 hole 주입 2) Carrier 완화단계 : 발광층내에서 lattice 와 coupling 되면서 각각 음성 polaron(electron-lattice), 양성 polaron(hole-lattice) 을 형성 3) carrier 이동단계 : carrier 들은 외부에서 공급한 전기장에 의해 hopping 등을 통해 반대 전극을 향해 이동 4) 여기자 생성단계 : 이동하던 carrier 들이 발광체내의 어느 한 부분에서 만나 결합하여 exciton 을 생성 5) 발 광 단 계 : 생성된 exciton 들이 polaron 에너지 gap 에 해당하는 빛을 발생하 여 발광소멸.

AnodeCathodeHTL(HIL)ETL(EIL)EML : Doping  High Work Func ITO  ITO, ZnO, SnO  TCP (PANI,PEDOT)  Au,Pt, p-Si  ITO : hole 주입을 위한 전극 Anode 중 가장 널리 사용 두께는 30nm 정도 투명도가 높음 전도도가 높음 일함수가 높아 홀주입이 좋음 단점 : 컨트롤이 어려움  Low Work Func  Mg : Ag Al  Li : Al  Ca…  전자 주입을 위한 전극 Al 이 가장 대표적 으로 이용 ( 일함수가 낮아 전자 주입이 좋음 ) Ca 공기중에 쉽게 산화되는 단점 HOMO level CuPc  CuPc  m-MTDATA  PTCDA.. TPD  TPD  NPD  DPVBi..  PANI, PEDOT  PPV  PVK LUMO level AlQ3  AlQ3 Bebq2  Bebq2 PBD  PBD  OXD TAZ  TAZ  MEHPPV ... 6 lm/W> 30 lm/W ~ 1.0 lm/W Blue GreenRed 형광 OLEDs Power 능력 !!! AlQ3,..  AlQ3,..  Rubrene  Quinacridone  Coumarin  Anthracen  Parylene  Ir(ppy)3  Pt(OEP).. Device Design

실 제 모 형실 제 모 형실 제 모 형실 제 모 형 glass Anode (ITO) HTL (NPD, 50nm) EML (Alq3, 35nm) Cathode (Al, 100nm)

차후보완사항 및 소감 차후 보완 사항  수명이 길고, 발광 기능이 우수한 공급재료의 생산  컬러화 기술의 성숙화 마치면서 ….  프로젝트를 통하여 말로만 들어오던 유기 EL 에 대해 배우게 되어 좋았고, 기회가 된다면 실제 모형을 제작 해보고 싶습니다.