OLED란 무엇인가? (유기전계발광과 무기전계발광)

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OLED란 무엇인가?

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OLED란 무엇인가?

OLED는 Organic Light Emitting Diode의 약자입니다.

OLED는 위 사진과 같이 음극과 양극에서 주입된 전자와 정공이 유기물 내에서 결합하여 빛을 내는

전계발광현상을 이용한 디스플레이입니다.

위 그림을 보시면

anode와 cathode 전극 사이에 있는 층을 유기물 층이라고 합니다.

위 사진은 전하 수송, 발광을 보여주는 다이어그램입니다.

ITO에서 정공이, Metal에서 전자가

주입층, 수송층을 지나 발광층에서 결합을 하여 빛을 내는 현상(발광)을 보여줍니다.

발광의 종류

이러한 발광이라는 것은 다양한 방법으로 이루어집니다.

빛은 크게 2가지로 분류되는데요.

물체를 고온으로 가열하여 빛을 방출하는 열방사,

외부의 에너지원이 광 에너지로 변환하는 현상인 발광이 있습니다.

예시를 보여드리자면,

열방사

연소발광 ▶ 양초와 석유램프

백열발광 ▶ 백열전구

발광

형광발광 ▶ 형광등

x선 발광 ▶ x선 변환기

방사선 발광 ▶ 방사선 검출기

냉음극발광 ▶ 브라운관

전계발광 ▶ EL소자, 발광다이오드

방전발광 ▶ 수은등, 아크등, 네온관

화학발광 ▶ 케미컬 라이트

레이저발광 ▶ 반도체 레이저

등이 있습니다.

형광과 인광

전계발광은 전자의 여기시간과 수명에 따라서 형광과 인광으로 구분됩니다.

형광이라는 것은 물질이 외부에서 에너지를 받자마자 발광하는 현상으로

수명이 ~ sec 정도이며,

인광은 물체에 에너지를 가한 후 제거하여도 발광하는 현상으로

수명이 ~ sec 정도입니다.

형광을 singlet exciton(1중항 여기자)라고 부르며 25% 생성되고

인광을 triplet exciton(3중항 여기자)라고 부르며 75% 생성됩니다.

무기 전계발광과 유기 전계발광

지금까지 전계발광에 대해서 알아보았는데요.

이러한 전계발광은

무기 전계발광과 유기 전계발광으로 구분할 수 있습니다.

무기 전계발광은 두 전극 사이의 강한 전계로 발광층 내에서 전자가 가속되어 발광중심의 최외각 전자와 직접 충돌을 하여 여기되는 것이며

여기상태의 전자들이 기저상태로 완화되면서 그만큼의 에너지 차 만큼 빛을 방출합니다.

유기 전계발광은 OLED라고 부르며 양극에서의 정공과 음극에서의 전자가 발광층에서 재결합하여 여기자를 생성하고

여기자가 바닥상태로 되돌아갈 때 빛을 방출합니다.

첫 부분에 유기 전계발광의 원리는 설명했으니,

무기 전계발광의 원리에 대해  알아보겠습니다.

숫자의 순서대로 설명하자면

① Tunneling of electrons

② Acceleration of electrons

③ Impact excitation of activators by hot electrons

④ Light emission by de-excitation

⑤ Electron captured in interface states

⑥ Light outcoupling

입니다.

즉,

두 전극 사이의 강한 전계로 발광층 내에서 전자가 가속되어 발광중심을 충돌하여 

여기된 전자들이 기저상태로 돌아갈 때 발광하는 전계발광 현상을 이용한 디스플레이입니다.