OLED

 OLED(Organic Light Emitting Diode)´Â ¾ç±Ø°ú À½±Ø »çÀÌ¿¡ ¹ß±¤À¯±â¹°ÁúÀÌ »÷µåÀ§Ä¡ÇüÅ·ΠÁ¸ÀçÇÏ´Â ¹ß±¤¼ÒÀÚÀÌ´Ù. ¿©±â¿¡ Àü±ØÀ» ÅëÇØ Àü·ù°¡ È帣¸é ºûÀ» ³»´Â Àü°è ¹ß±¤Çö»óÀ» ¶æÇÑ´Ù. ÀÌ´Â À¯±â¹° ³»·Î ÀüÇϸ¦ ÁÖÀÔÇÏ¿© À¯±â ¹ß±¤ ºÐÀÚ¸¦ ¹Ù´Ú»óÅÂ(ground state)¿¡¼­ ¿©±â»óÅÂ(excited state)·Î ¸¸µç ÈÄ ´Ù½Ã ¹Ù´Ú»óÅ·Πµ¹¾Æ¿À¸é¼­ ³»³õ´Â ¿¡³ÊÁö°¡ ºûÀ¸·Î ÀüȯµÇ´Â ¿ø¸®¸¦ ÀÌ¿ëÇÑ °ÍÀÌ´Ù. À̶§ ¹ß±¤ÇÏ´Â ¼ÒÀçÀÇ ¿¡³ÊÁö ¹êµå°¸(energy band gap) Å©±â¿¡ µû¶ó red, green, blueÀÇ ¿µ¿ª¿¡ ¸Â´Â ºûÀ» ¹ß±¤Çϵµ·Ï ¼ÒÀÚ¸¦ ±¸¼ºÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù.

Figure 1 OLEDÀÇ ±âº» ¹ß±¤ ¿ø¸®

 ±×¸² 1Àº OLEDÀÇ ¹ß±¤ ¿ø¸®¿Í ±âº»ÀûÀÎ ±¸Á¶¸¦ µµ½ÄÈ­ÇÑ °ÍÀ¸·Î ¼ö¹é nmÀÇ µÎ²²¸¦ °®´Â À¯±â¹Ú¸·°ú ¾ç±Ø(anode)°ú À½±Ø(cathode)À¸·Î ±¸¼ºµÈ´Ù. OLED ¹ß±¤¼ÒÀÚ°¡ ±¸µ¿ÇÏ´Â °úÁ¤Àº ´Ü°èÀûÀ¸·Î Àü±Ø¿¡¼­ À¯±â¹°·Î ÀüÇÏ°¡ ÁÖÀԵǴ °úÁ¤, À¯±â¹° ³»¿¡¼­ ÀüÇÏ°¡ ¹ß±¤Ãþ±îÁö ¼ö¼ÛµÇ´Â °úÁ¤, ¹ß±¤Ãþ¿¡¼­ ÀüÀÚ¿Í Á¤°øÀÌ ¸¸³ª ¿©±âÀÚ(exciton)¸¦ Çü¼ºÇÏ°í Àç°áÇÕÇÏ´Â ¼¼ ´Ü°è·Î ³ª´­ ¼ö ÀÖ´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ ±âº» ¹ß±¤ ¿ø¸®¸¦ ¿øÈ°È÷ Çϱâ À§ÇØ, anode¿¡¼­ Á¤°øÀÌ Àü±Ø°ú À¯±â¹° »çÀÌÀÇ ÁÖÀÔÀ» ¿øÈ°ÇÏ°Ô ÇØÁÖ´Â Á¤°øÁÖÀÔÃþ(hole injection layer, HIL), ÁÖÀÔµÈ Á¤°øÀÌ ¹ß±¤ÃþÀ¸·Î È¿°úÀûÀ¸·Î Àü´ÞÇÏ°Ô ÇÏ´Â Á¤°ø¼ö¼ÛÃþ(hole transport layer, HTL), Àü´ÞµÈ Á¤°ø°ú ÀüÀÚ°¡ ¸¸³ª ºûÀ» ³»´Â ¹ß±¤Ãþ(emissive layer, EML), cathode¿¡¼­ ÀüÀÚÀÇ ÁÖÀÔ°ú Àü´ÞÀ» ¿øÈ°ÇÏ°Ô ÇÏ´Â ÀüÀÚ¼ö¼ÛÃþ(electron layer, ETL)°ú ÀüÀÚÁÖÀÔÃþ(electron injection layer, EIL) µîÀ¸·Î °¢ ±â´Éº°·Î ÃÖÀûÈ­µÈ ¼ÒÀçµéÀ» ÀûÃþÇÏ´Â ´ÙÃþ ¹Ú¸· ±¸Á¶¸¦ »ç¿ëÇÑ´Ù.

Æí±¤ OLED

ÇöÀç »ó¿ëÈ­µÇ°í ÀÖ´Â ´ëºÎºÐÀÇ OLED´Â ¹ß±¤ÃþÀ¸·Î »ç¿ëµÇ°í ÀÖ´Â À¯±â ºÐÀÚµéÀÌ µî¹æÀû ±¸Á¶¸¦ °¡Áö°í ÀÖÀ¸¸ç µî¹æÀû ¹è¿­À» ÇÏ°í Àֱ⠶§¹®¿¡ ºûÀÇ ¹ß±¤Àº Æí±¤»óŸ¦ °¡ÁöÁö ¾Ê´Â ¹«Æí±¤ ¹ß±¤À» ÇÏ°Ô µÈ´Ù. ±×·¯³ª µð½ºÇ÷¹ÀÌ·Î »ç¿ëµÇ´Â OLED´Â Ç¥½Ã Ư¼º Çâ»óÀ» À§ÇØ Æí±¤ÆÇÀ» »ç¿ëÇÏ°í ÀÌ´Â OLED°¡ ¹ß±¤ÇÏ´Â ºñÆí±¤µÈ ºûÀÇ 50%¸¸ »ç¿ëÇϱ⠶§¹®¿¡ ±¤È¿À²À» Å©°Ô ÀúÇϽÃÅ°´Â ¿øÀÎÀÌ µÈ´Ù. Æí±¤ÆÇÀ» ÀÌ¿ëÇÏ¿© Æí±¤µÈ ºûÀ» ÀÌ¿ëÇÏ´Â LCDÀÇ °æ¿ì¿¡µµ ¸¶Âù°¡Áö »óȲÀÌ´Ù. Æí±¤ OLED ±¸Çö ¿¬±¸´Â ¿Ü±¤ ¹Ý»ç ¹æÁöÆÇ¿¡ ÀÇÇÑ ±¤È¿À² °¨¼Ò¸¦ ±Øº¹ÇÒ ¼ö ÀÖ´Â breakthrough ±â¼úÀÌ¸ç ºûÀÇ ¼¼±â»Ó¸¸ ¾Æ´Ï¶ó Æí±¤ »óűîÁö Á¶ÀýÇϱ⠶§¹®¿¡ ±× ÀÀ¿ë°¡´É¼ºÀÌ ¸Å¿ì Å©´Ù°í ÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù. Æí±¤ OLED ±¸Çö¿¡ »ç¿ëµÇ´Â ±â¼úÀº µð½ºÇ÷¹ÀÌ Æ¯¼º Çâ»ó»Ó¸¸ ¾Æ´Ï¶ó ±¤Åë½Å, ±¤ ±â¾ïÀåÄ¡, žçÁ¤Áö µîÀÇ Æ¯¼ºÀ» Çâ»ó½ÃÅ°´Â ÀÀ¿ëºÐ¾ß·Î È®Àå½Ãų ¼ö ÀÖÀ¸¸ç À¯±â ¹ÝµµÃ¼, ¸Þ¸ð¸® bio-chip µîÀÇ »õ·Î¿î ¼ÒÀÚ ¹× Á¦Ç°¿¡ Àû¿ë °¡´ÉÇÏ¿© ½Å °³³äÀÇ ¼ÒÀÚ¸¦ ±¸ÇöÇÒ ¼ö ÀÖ´Â ±â¹Ý ±â¼úÀÌ µÉ °ÍÀ¸·Î ±â´ëµÈ´Ù.

 ¼±Æí±¤ OLED: ºñµî¹æÀû ±¸Á¶¸¦ °¡Áø À¯±â¹°Àº ºñµî¹æÀûÀÎ ½Ö±ØÀÚ ¸ð¸àÆ®°¡ Çü¼ºµÇ¸ç ÀÌ·Î ÀÎÇØ dipole moment ¹æÇâÀ¸·Î Æí±¤µÈ ºû¸¸ Èí¼ö/¹ß±¤Çϴ Ư¼ºÀ» °®´Â´Ù. ºñµî¹æÀû À¯±â¹°À» ÇÑÂÊ ¹æÇâÀ¸·Î Á¤·Ä½Ãų °æ¿ì À¯±â ¹Ú¸·Àº ¼±Æí±¤µÈ ºûÀ» ¹ß±¤ÇÑ´Ù. ºñµî¹æ¼º À¯±â ºÐÀÚ¸¦ ¹è¿­½ÃÅ°±â À§Çؼ­ Langmuir Blotgett(LB) films, direct strectching, rubbing, photoalinment, friction transfer, nanostructure µîÀÇ ¹æ¹ýµéÀÌ ¿¬±¸µÇ¾ú´Ù.

Figure 2 ´Ù¾çÇÑ À¯±â ºÐÀÚ Á¤·Ä ¹æ¹ý

 Áö±Ý±îÁöÀÇ ¿¬±¸µéÀº ºñµî¹æ¼º ¹°Áú °³¹ß ¹× À¯±â ºÐÀÚ Á¤·Ä ¹æ¹ý Áß½ÉÀ̾ú°í Á¤·Ä mechanism ¹× Á¤·Äµµ Çâ»ó¿¡ °üÇÑ ¿¬±¸°¡ °ÅÀÇ ÁøÇàµÇÁö ¾Ê¾Ò´Ù. DDLAB¿¡¼­´Â À¯±â ¹ß±¤ ¼ÒÀçÀÇ ±âÃÊ °úÇÐÀÇ ÀÌÇظ¦ ¹ÙÅÁÀ¸·Î ºÐÀÚ Á¤·Äµµ Çâ»ó, À¯¹«±â º¹ÇÕü¸¦ ÀÌ¿ëÇÑ °íÆí±¤/°íÈ¿À² OLED °³¹ßÀ» ¸ñÇ¥·Î ¿¬±¸¸¦ ÁøÇàÇÑ´Ù.

 ÀÀ¿ë¿¬±¸: ÇöÀç LCDÀÇ backlight´Â ¹«Æí±¤ ¹ß±¤À» ÇÏ¸ç ¼±Æí±¤À¸·Î Àüȯ½ÃÅ°±â À§Çؼ­ ¼±Æí±¤ÆÇÀ» »ç¿ëÇÏ°í ÀÌ·Î ÀÎÇØ ºûÀÇ 50%°¡ °¨¼ÒÇÑ´Ù. Backlight¸¦ ¼±Æí±¤ OLED·Î ´ëüÇÒ °æ¿ì 100%¿¡ °¡±î¿î ºûÀ» ¸ðµÎ Åõ°ú½Ãų ¼ö ÀÖÀ¸¸ç Åõ°úÀ²Àº ÃÖ´ë 2¹è °¡±îÀÌ Çâ»ó½Ãų ¼ö ÀÖ´Ù.

 OLED·Î 3D display¸¦ ±¸ÇöÇϱâ À§Çؼ­´Â pixelº°·Î ¿ì¿øÆí±¤°ú Á¿øÆí±¤À» ¹ß±¤ÇؾßÇÑ´Ù. ÇÏÁö¸¸ Æí±¤µÈ ºûÀÌ ÇÊ¿äÇϱ⠶§¹®¿¡ Æí±¤ÆÇ°ú ÆÐÅÏµÈ À§»óÁö¿¬ÆÇÀÌ ÇÊ¿äÇϸç Æí±¤ÆÇ¿¡ ÀÇÇØ ¹ß±¤ÇÑ ºûÀÇ 50%°¡ Èí¼öµÈ´Ù. º» ¿¬±¸ÆÀ¿¡¼­´Â ¿µ¿ªº°·Î ´Ù¸¥ ¼öÁ÷µÈ Á¤·Ä»óŸ¦ À¯µµÇÏ¿© Æí±¤µÈ ºûÀ» ¹ß±¤½ÃÅ°¸ç ÆÐÅÏµÈ À§»óÁö¿¬ÆÇÀÌ ¾Æ´Ñ ÀϹÝÀûÀÎ À§»óÁö¿¬ÆÇÀÇ ºûÀÇ °¨¼Ò ¾øÀÌ ¿µ¿ªº°·Î ¿ì¿øÆí±¤°ú Á¿øÆí±¤À» ¹ß±¤½Ãų ¼ö ÀÖ´Ù.

 ¿øÆí±¤ OLED: µð½ºÇ÷¹ÀÌ¿¡¼­ »ç¿ëµÇ°í ÀÖ´Â OLED´Â ¹Ý»ç Ư¼ºÀ» °¡Áö°í ÀÖ´Â cathode¿¡ ÀÇÇØ °­ÇÑ ¿ÜºÎ±¤ÀÌ ¹Ý»çµÇ¾î ´ëºñºñ¸¦ Å©°Ô °¨¼Ò½ÃÅ°±â ¶§¹®¿¡ Ç¥½Ã Ư¼º ÀúÇϸ¦ ¸·±â À§ÇÏ¿© ¿Ü±¤ ¹Ý»ç ¹æÁöÆÇ(¿øÆí±¤ÆÇ)À» »ç¿ëÇÑ´Ù. ±×¸² 2´Â ¿Ü±¤ ¹Ý»ç ¹æÁö ¿ø¸®¸¦ ³ªÅ¸³½´Ù.

 À¯±â ¹ß±¤ ¼ÒÀÚ¿¡¼­ ¹ß±¤µÈ ºûÀÇ Æí±¤ »óÅ´ À¯±â ºÐÀÚÀÇ ºñµî¹æÀû Á¤·Ä»óÅ ¹× ºÐÀÚ Á¤·Äµµ¿¡ ÀÇÇØ °áÁ¤µÈ´Ù. Æí±¤»óÅ°¡ Á¶ÀýµÇ±â À§Çؼ­´Â ºñµî¹æÀû À¯±â ¹ß±¤ ºÐÀÚ¿¡¼­ ¹ß±¤µÈ ¼±Æí±¤ÀÇ ºûÀÌ ¹ß±¤Ãþ ³»¿¡¼­ À§»ó Áö¿¬À» °Þ¾î¾ß ÇÑ´Ù. ÇÏÁö¸¸ ÀϹÝÀûÀ¸·Î ºñµî¹æÀû À¯±â ºÐÀڴ ǥ¸é Á¶°Ç¿¡ µû¶ó ÀÏÃàÀ¸·Î Á¤·ÄµÈ ±¸Á¶·Î Á¤·ÄµÈ ºÐÀÚ ¹è¿­·Î À¯µµµÇ¸ç ÀÌ ±¸Á¶ÀÇ °æ¿ì À¯±â ºÐÀÚ¿¡¼­ ¹ß±¤µÈ ºûÀÌ À§»óÁö¿¬À» °ÞÀ» ¼ö ¾ø±â ¶§¹®¿¡ ¼±Æí±¤ ÀÌ¿ÜÀÇ Å¸¿øÆí±¤»óÅ·ΠÁ¶ÀýÇÒ ¼ö ¾ø´Ù. º» ¿¬±¸ÆÀÀº ºñµî¹æ¼º °ø¾× °íºÐÀÚ¿¡ chiral dopant¸¦ µµÇÎÇÏ¿© twist ±¸Á¶¸¦ ¼³°è ¹× ±¸ÇöÇÏ¿´À¸¸ç ÀÌ ±¸Á¶¿¡¼­´Â À¯±â ºÐÀÚ¿¡¼­ ¹ß±¤µÈ ¼±Æí±¤ÀÇ ºûÀÌ ¹ß±¤Ãþ ³»¿¡¼­ À§»ó Áö¿¬À» °Þ±â ¶§¹®¿¡ Æí±¤ »óÅ°¡ ¹Ù²ð ¼ö ÀÖ°í chiral dopantÀÇ ³óµµ¸¦ Á¶ÀýÇÏ¿© ±¸Á¶ ¹× ¹ß±¤µÈ Ÿ¿ø/¿ø Æí±¤ Ư¼ºÀ» Á¶Àý ÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù.

 ¿øÆí±¤ È¿À² Çâ»ó: ¿Ü±¤ ¹Ý»ç ¹æÁö¸¦ À§ÇÑ ¿øÆí±¤ÆÇÀÌ Àû¿ëµÈ OLEDÀÇ ±¤È¿À² Çâ»óÀ» À§Çؼ­´Â Ÿ¿ø/¿ø Æí±¤ ¹ß±¤ OLED ¼ÒÀÚ°¡ ÇÊ¿äÇÏ´Ù. ¹«Æí±¤, ¼±Æí±¤ ¹ß±¤ÀÇ °æ¿ì ¿øÆí±¤ÆÇÀ¸·Î ÀÌ·ç¾îÁø ¿Ü±¤ ¹Ý»çÀ» 50%ÀÌ»ó Åõ°úÇÒ ¼ö ¾ø´Ù. ¿øÆí±¤ ºñÀ²ÀÌ ³ô¾ÆÁú¼ö·Ï ±¤È¿À²ÀÌ Çâ»óµÇ¸ç ´ÙÀ½°ú °°Àº ±¤È¿À² Çâ»óÀÌ ³ªÅ¸³­´Ù.

 ±×¸² 3(a, b)´Â ¿øÆí±¤ºñ¿¡ µû¸¥ g-factor º¯È­¿Í g-factor¿¡ µû¸¥ ±¤È¿À² Çâ»óÀ» ³ªÅ¸³½´Ù. 3:1ÀÇ ¿øÆí±¤ºñ·Î ¹ß±¤ÇÒ °æ¿ì 1ÀÇ g-factor °ªÀ» °¡Áö¸ç ÀÌ´Â 50%ÀÇ ±¤È¿À² Çâ»óÀ» ±â´ëÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù. ±×¸² 3 (c)´Â ¹«Æí±¤, no rubbing ¿ì¿øÆí±¤, rubbing ¿ì¿øÆí±¤ OLEDÀÇ ¿øÆí±¤ÆÇ Á¾·ù¿¡ µû¸¥ »çÁøÀÌ´Ù. À¯»çÇÑ ¹à±â·Î ¼ÒÀÚ°¡ ¹ß±¤ÇÒ ¶§¿¡ ¿ì¿øÆí±¤ÆÇÀ» ¿øÆí±¤ OLED¿¡¼­ ´õ ¸¹Àº ºûÀÌ Åõ°úÇÏ´Â °ÍÀ» º¼ ¼ö ÀÖÀ¸¸ç rubbingÀ» ÇÒ °æ¿ì no rubbing¿¡ ºñÇØ ´õ ¸¹ÀÌ Åõ°úÇÑ´Ù. ±×·¯¹Ç·Î ¿Ü±¤¹Ý»ç ¹æÁö¸¦ À§ÇØ ¿ì¿øÆí±¤ÀÚ¸¦ »ç¿ëÇؾßÇÏ´Â OLED¿¡¼­ ÈÖµµ °³¼± È¿°ú¸¦ ¾òÀ» ¼ö ÀÖ´Ù.

¾ð·ÐÈ«º¸