OLED.

Presentation on theme: "OLED."— Presentation transcript:

1 OLED

2 Contents OLED의 분류 및 정의 OLED의 구조 및 동작원리 OLED의 제조공정 발광재료 및 특성 디스플레이 기술

3 OLED의 분류 및 정의 EL 이란 유기물/고분자 EL이란
ELD(ElectroLuminiscent Displays) – 전계를 인가하거나 전류를 흘려주었을 때 발광재료가 자체 발광하는 것 LED(Light Emitting Displays)와 같은 뜻으로 쓰임 유기물/고분자 EL이란 유기물/고분자 ELD는 반도체 성질을 띄는 유기물 또는 공액 고분자를 발광 소재로 하여 이를 두 전극 사이에 끼워 넣고 전압을 가하면 전류가 발광 소재 내로 흐르면서 유기물 또는 고분자로부터 빛이 발생되는 원리(전기발광이라 부른다)를 이용하는 발광 디스플레이이다.

4 OLED 특징 발광소자 고휘도(>10만cd/m2), 고효율(>10lm/W)
낮은 구동 전압 : 직류 구동, 건전지 사용가능 색상 변화 용이(다색화 가능) 대면적화 용이 구부릴 수 있는 소자 용이 소자 구조 간단 : 제작 공정 간단 고속 응답성(μs 이하) 타 분야 핵심 기술로 응용 가능

5 왜 OLED 인가? solid-state로써 내구성 우수, 빠른 응답속도
자체 발광 – 고휘도, 고효율, 높은 대조비, 광시야각, 후면광(BackLight Unit)이 불필요 무기 EL은 고전압 필요, 대면적화와 청색 발광 어려움

6 electron transport layer
OLED의 기본구조 cathode Back electrode Organic layers electron transport layer Transparent electrode emission layer Substrates hole transport layer hole-injection layer anode glass substrate Lights

7 OLED의 기본구조 - + - + 발광층 정공 (EML) 수송층 Light (HTL) 전자 수송층 (ETL) 음극 양극
두께 : 100~200 nm 정공 수송층 (HTL) 발광층 (EML) - 전자 수송층 (ETL) Light 음극 (낮은 일함수 금속, Ca, Al:Li, Mg:Ag 등) + - Exciton + 양극 (투명전극, ITO 유리 등) 발광파장 영역의 흡수가 거의 없다 인듐 주석 산화물

8 OLED의 발광원리 Cathode-electron injection Anode-hole injection
EML(발광층 or host)에서의 전자-정공의 재결합과정을 거쳐 광이 생성

9 OLDE 제조공정 Transparent anode electrode patterning
Cathode electrode deposition Vacuum or N2/Ar ambient Cathode electrode deposition Cathode electrode patterning Encapsulation Driving circuit connection

10 발광재료 및 특성 장점 Low Vth, 기계적 강도 High Luminance 단점 소자 Reliability
고분자 ELD (PELD) 단분자 ELD (OELD) 장점 Low Vth, 기계적 강도 High Luminance 단점 소자 Reliability Thermal Unstability

11 Phenyl – 치환된 cyclopentadiene
단분자 ELD 장점 낮은 구동전압과 비교적 큰 휘도 유기 발광 재료의 특성을 파악하기 위해 기술적으로 큰 어려움 없이 개발 가능 단점 지속적인 발광이나 안정성, 양자 효율면에서 문제점 진공 열증착, 기상증착 → 진공장비를 이용한 건식 공정 → 대화면 구성X, 생산성↓ 종류 Alq3 Anthrance Phenyl – 치환된 cyclopentadiene perylene 유도체 발광색 초록색 (510nm~530nm) 청색

12 발광재료에 요구되는 특성 고체상태에서 양자효율이 클 것 전자 또는 정공 이동도가 클 것 진공 증착이 가능할 것
균일한 박막이 형성될 것 막 구성이 안정할 것 → 저전압이 구동 가능 적당한 HOMO, LUMO 준위를 가질 것 → 화학물질의 engineering을 위해서 →색상 조절

13 Dopant 조건 높은 발광 효율 Host 물질보다 밴드 갭이 낮을 것
Host 물질과 exciplex(여기상태)를 형성하지 말 것 여기-발광 사이클 동안 안정할 것 Host 물질에 분산이 잘될 것

14 고분자 ELD 장점 단점 구동전압이 낮다 초기투자비가 적고 생산성 높다 발광색상의 변화 방법이 다양하다
패터닝 기술확보가 어렵다 순도를 높이기 쉽지 않다 소자 신뢰성이 부족하다 종류 최대 peak 발광효율 (%) 구동전압 (V) PPv PL 540nm, 녹색) 0.1% 14V MEH-PPV (590nm, 적색) 1% 4V CN-PPV (710nm, 적색) 4% …. CN/MBC EL (청색) PDSiPV (470nm, 청록색) 23V SiPPV (440nm, 청색) 10V

15 자료 : 정보통신 정책연구원, 정보통신기기 편 : 유기EL, 정보통신산업동향, 2003.1.
OLED와 PELD의 비교 구 분 장 점 단 점 원천기술보유 유기 EL 발광 재료 저분자 조기 양산화 가능 복잡한 제조공정, 대화면 곤란 Eastman Kodak 고분자 Flexible 기판 사용 가능, 고색상 가능 재료의 신뢰성 미흡 CDT 구동 방식 수동형 저가격, 단순제조공정 높은 소비전력 Pioneer 능동형 대화면 용이, 낮은 소비전력 높은 가격 Sanyo 자료 : 정보통신 정책연구원, 정보통신기기 편 : 유기EL, 정보통신산업동향,

16 화소제작 기술 유기물 및 고분자 발광 소자를 이용 컬러 디스플레이를 실현하는 방법 Side-by-Side CCM
Color Filter Microcavity

17 Color Changing Material
Full-Color 방법 Color Technology Company Pioneer, NEC TDK Idemitsu Kosan 장점 높은 발광 효율 고해상도 LCD용 Color Filter 사용가능 유기층 패턴 불필요 과제 고효율 R,B 발광재료 미세 가공 백색 EL 효율 향상 White balance 높은 변환 효율 CCM 개발 Emitting Layer B G R Blue, Green, Red EL B G R White EL + C/F for LCD B G R Blue EL + Color Changing Material

18 Side-by-Side R, G, B 소자를 나란히 배열 공정의 어려움 ETL C EML HTL A S R G B

19 CCM 청색 발광된 빛을 색 변환층 이용 화소 형성 고휘도 청색 발광소자 이용-발광된 빛을
광 발광효율이 우수한 R,G,B의 색변환층 이용

20 color filter 백색광을 방출하는 전계발광 소자를 컬러필터를 이용하여 화소 형성

21 Microcavity 백색광 발광 소자로부터 나온 빛을 미세공진 구조를 이용하여 화소 형성
컬러 필터 대신 공진 구조 사용 → 반사를 잘 시킬 수 있는 방식 백색광을 스페이서와 dielectric mirror를 이용하여 미세공진 길이를 조절 → 발광파장이 좁은 R,G,B → 효율↓, 시야각↓

22 Question & Answer

23 Effect of substituents

24

25

26 Effects of segmentation