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고성능 백색 OLED

전문가 제언: ○ WOLED(White Organic Light-Emitting Device)는 유기물 재료에 전류를 흘려 여러 가지 광을 얻는 디바이스로, 자체발광, 고속응답, 넓은 시야각, 초박형, 내구성, 넓은 사용 온도범위 등 디스플레이의 백라이트로서 뿐만 아니라 일반 조명용으로 사용하기에 손색이 없는 특성을 갖고 있다. 일반적으로 적, 청, 녹 삼원광원으로부터 백색을 얻는다. 이를 구현하는 데는 크게 두 가지 방법이 있다. 한 가지는 단일 발광층을 갖는 WOLED이며, 다른 한 가지는 다층 발광층을 갖는 WOLED이다. 다층 발광은 단일 발광층 보다 효율이 높다는 장점이 있다.

○ 일반적으로는 백색 발광을 위하여 반도체기술인 도핑이 이용된다. 이 기술은 작은 분자 디바이스와 합성수지 디바이스에서 백색광을 얻는 데 사용되어 왔으며 디바이스는 높은 발광효율을 갖는다. 그러나 적, 청, 녹색 도핑제를 주층에 넣는 도핑기술은 제조공정기술에서 제어하기 어려운 기술이다. 반면에 극박막에서 두께를 변화시켜 얻는 색조정은 진공열증착 디바이스를 위해서 쉬운 제조공정이 될 수 있다. 이 글에서는 후자의 방식으로 백색광을 얻는 재현성이 좋은 공정을 개발하여 보고하고 있다.

○ 조명을 위한 WOLED 시제품이 미국의 GE, 필립스, 독일의 지맨스, 그리고 일본에서는 NEC라이팅, 마스시타 등의 조명회사에서 발표되고 있다. 미국의 경우는 청색 OLED로부터 백색광을 얻는 방식으로 장래 형광등을 대체하기 위하여 개발하고 있으며 이의 시제품이 발표되었다. 일본, 미국, 독일 등 모두가 경쟁적으로 개발하고 있지만 조명용으로 시장에 나온 것이 없다. 그 이유는 전력 사용효율이 20lm/W이하이며 색 좌표 또한 만족스럽지 못하기 때문이다. 무엇보다 경제성을 얻지 못하고 있는 것이다.

○ 본 발표에서도 도핑구조가 아닌 공정이 간단한 특징을 갖고 색 좌표도 만족스럽지만 전력효율이 4.2lm/W는 실용하기에는 만족하기 어렵다. 조명을 위한 면 조명으로 발전시키기 위해서는 반도체의 재료, 구조, 대면적 이용 확장성, 제작 공정 등 다방면으로 검토되어야 하지만 무엇보다 경제성에 주안점을 두어야 할 것이다.

저자: Huishan Yang, Yanwei Shi, Yi Zhao, Shiyong Liu
자료유형: 학술정보