유기발광다이오드

OLED
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유기 발광 다이오드
OEL right.JPG
시제품 OLED 조명 패널
유형이끌었다

유기발광다이오드(OLED 또는 유기LED)는 유기일렉트로루미네센스(유기EL) [1][2]다이오드라고도 하며 발광전계발광층이 전류에 반응하여 빛을 방출하는 유기화합물막인 발광다이오드(LED)입니다.이 유기층은 2개의 전극 사이에 위치하고 있습니다.일반적으로 이들 전극 중 적어도 하나는 투명합니다.유기발광다이오드(OLED)는 텔레비전 화면, 컴퓨터 모니터, 그리고 스마트폰과 휴대용 게임기 같은 휴대용 시스템에서 디지털 디스플레이를 만드는 데 사용된다.주요 연구 분야는 솔리드 스테이트 조명 [3][4][5]용도로 사용되는 흰색 OLED 소자 개발이다.

유기발광다이오드(OLED)에는 두 가지 주요 계열이 있습니다: 작은 분자에 기반한 것과 폴리머를 사용하는 것입니다.유기발광다이오드(OLED)에 이동 이온을 첨가하면 약간 다른 작동 모드를 가진 발광 전기화학 셀(LEC)이 생성됩니다.OLED 디스플레이는 패시브 매트릭스(PMOLED) 또는 액티브 매트릭스(AMOLED) 제어 스킴으로 구동할 수 있다.P몰레드 방식에서는 디스플레이 내의 각 행(및 라인)이 하나씩 [6]순차적으로 제어되는 반면 AMOLED 제어는 박막 트랜지스터(TFT) 백플레인을 사용하여 각 개별 픽셀에 직접 액세스 및 스위치하여 고해상도 및 큰 디스플레이 크기를 가능하게 한다.

OLED는 p-n 다이오드 구조를 기반으로 하는 LED와는 근본적으로 다르다.LED에서 도핑은 호스트 반도체의 전도도를 변화시킴으로써 p- 및 n- 영역을 생성하기 위해 사용됩니다.OLED는 p-n 구조를 채택하지 않습니다.OLED의 도핑은 양자역학적 광학재조합률을 직접 변경함으로써 복사효율을 높이기 위해 사용된다.도핑은 광자 [7]방출의 파장을 결정하기 위해 추가로 사용된다.

OLED 디스플레이는 가시광선을 방출하기 때문에 백라이트 없이도 작동한다.따라서, 깊은 검정 레벨을 표시할 수 있고 액정 디스플레이(LCD)보다 얇고 가벼울 수 있습니다.어두운 방 등 주변 조도가 낮은 환경에서는 LCD가 냉음극 형광등을 사용하든 LED 백라이트를 사용하든 상관없이 OLED 스크린은 LCD보다 높은 콘트라스트비를 달성할 수 있습니다.OLED 디스플레이는 LCD와 같은 방법으로 제조되지만 TFT(액티브 매트릭스 디스플레이용), 주소 지정 가능한 그리드(패시브 매트릭스 디스플레이용) 또는 인듐 주석 산화물(ITO) 세그먼트(세그먼트 디스플레이용)를 형성한 후 디스플레이는 처음 2개의 레이어 후에 일렉트로루미네센스 재료로 코팅됩니다.ITO 또는 금속이 음극으로 다시 적용되고 나중에 전체 재료 스택이 캡슐화됩니다.TFT층, 주소 지정 가능한 그리드 또는 ITO 세그먼트는 ITO 또는 [8][9]금속으로 만들어진 양극으로 기능하거나 양극에 연결됩니다.투명 디스플레이는 스마트폰에, 광학 지문 스캐너는 폴더블 스마트폰에, 플렉시블 디스플레이는 플렉시블 디스플레이로 유연하고 투명하게 만들 수 있다.

역사

프랑스 낸시 대학의 André Bernanose와 동료들은 1950년대 초에 유기 물질의 전기 발광에 대한 첫 번째 관찰을 했습니다.그들은 셀룰로오스나 셀로판 박막 위에 침전되거나 녹은 아크리딘 오렌지 색소와 같은 물질에 공기 중에 높은 교류 전압을 가했다.제안된 메커니즘은 염료 분자의 직접 들뜸 또는 [10][11][12][13]전자의 들뜸이었다.

1960년 마틴 포프와 뉴욕 대학의 몇몇 동료들은 유기 [14][15][16]결정체에 오믹 다크 인젝션 전극 접점을 개발했습니다.또한 홀 및 전자 주입 전극 접점에 필요한 에너지 요구 사항(작업 기능)에 대해서도 설명했습니다.이러한 접점은 모든 최신 OLED 소자에서 전하 주입의 기본입니다.포프의 그룹은 또한 1963년[17] 400볼트의 작은 면적의 은 전극을 사용하여 안트라센의 단일 순수 결정과 테트라센을 도핑한 안트라센 결정에서 진공 상태에서 직류(DC) 일렉트로루미네스를 처음 관찰했다.제안된 메커니즘은 분자 형광의 전계 가속 전자 들뜸이었다.

포프 박사는[18] 1965년 외부 전기장이 없을 때 안트라센 결정의 일렉트로루미네센은 열화된 전자와 홀의 재결합에 의해 발생하며 안트라센의 전도 수준은 들뜸 에너지 수준보다 에너지 양이 높다고 보고했다.또 1965년 캐나다 국립연구회의 볼프강 헬프리치와 W. G. 슈나이더는 안트라센 단결정에서 현대식 이중주입 소자의 선구자인 전자주입 [19]전극을 이용한 이중주입 재조합 일렉트로루미네센스를 최초로 생산했다.같은 해 다우케미칼 연구진은 분쇄된 안트라센 분말, 테트라센, 흑연 [20]분말로 구성된 용해된 형광체의 1mm 두께의 고전압(100~1500V) AC 구동(100~3000Hz) 전기 절연된 얇은 층을 사용하여 일렉트로루미네센 셀을 만드는 방법을 특허 취득했다.그들이 제안한 메커니즘은 흑연 입자와 안트라센 분자 사이의 접점에서의 전자 들뜸을 포함했다.

최초로 폴리머 LED(PLED)를 개발한 것은 영국 국립물리연구소의 Roger Partridge였습니다.2개의 전하 주입 전극 사이에 위치한 최대 2.2마이크로미터 두께의 폴리(N-비닐카르바졸) 막을 사용했다.사용되는 폴리머에는 낮은 전도율과 전자 [21]주입의 어려움이라는 두 가지 제한이 있었지만, 발생하는 빛은 일반 조명 조건에서도 쉽게 볼 수 있었습니다.나중에 복합 폴리머의 개발은 다른 사람들이 이러한 문제들을 대부분 제거할 수 있게 해줄 것이다.그의 기여는 프로젝트에 부과된 비밀유지 규정 때문에 종종 간과되어 왔다.1974년에[22] 특허가 취득되었을 때, 정부 산업성은 추가 [23]개발에 자금을 댈 산업 협력자를 찾으려고 노력했지만 실패하는 동안, 의도적으로 불명확한 "모두 캐치"라는 이름이 붙여졌다.그 결과 1983년까지 출판이 지연되었다.[24][25][26][27]

실용적인 OLED

이스트만 코닥의 화학자 칭완탕과 스티븐 반 슬리크는 [28]1987년에 최초의 실용적인 OLED 장치를 만들었다.이 장치는 유기층 중간에서 재결합과 발광이 일어나도록 홀수송층과 전자수송층이 분리된 2층 구조를 사용하였으며, 이로 인해 작동전압의 감소와 효율이 향상되었다.

고분자 일렉트로루미네센스에 대한 연구는 1990년에 최고조에 달했으며, 영국 케임브리지 대학의 Cavendish Laboratory의 J. H. Buroughes 등이 100nm 두께의 폴리(p-페닐렌 비닐렌)[29]를 사용한 고효율 녹색 발광 폴리머 기반 장치를 보고했습니다.분자 재료에서 고분자 재료로의 이동은 유기막의 장기적인 안정성과 함께 기존에 직면했던 문제를 해결하고 고품질 필름을 쉽게 [30]만들 수 있게 했다.후속 연구는 다층 고분자를 개발했고 플라스틱 전자제품과 OLED 연구와 소자 생산의 새로운 분야가 [31]빠르게 성장했습니다.1995년 일본 야마가타대 J. 키도 등이 개척한 화이트 OLED는 OLED 백라이트 디스플레이와 조명을 [32][33]상용화했다.

1999년 코닥과 산요는 유기발광다이오드(OLED) 디스플레이를 공동 연구, 개발, 생산하기로 제휴했다.그들은 같은 [34]해 9월 세계 최초로 2.4인치 액티브 매트릭스 풀컬러 OLED 디스플레이를 발표했다.2002년 9월에는 CEATEC Japan에서 [35]컬러 필터가 달린 흰색 OLED 기반의 15인치 HDTV 포맷 디스플레이 시제품을 선보였다.

소분자 OLED의 제조는 1997년 파이오니아에 의해 시작되었고, 2001년 TDK, [36]2002년 세계 최대 OLED 디스플레이 제조사 중 하나인 삼성-NEC 모바일 디스플레이(SMD)에 이어 2002년 시작되었다.

2007년에 출시된 소니 XEL-1은 최초의 OLED [37]TV였다.유기발광다이오드(OLED) 소재 업체 중 하나인 유니버설디스플레이는 세계 [38][39]주요 유기발광다이오드(OLED) 제조사들이 사용하는 유기발광다이오드(OLED) 상용화 관련 특허를 다수 보유하고 있다.

2017년 12월 5일, 소니와 파나소닉의 인쇄 가능한 OLED 사업부의 후신인 JOLED는 세계 최초의 잉크젯 인쇄 OLED [40][41]패널 상용 출하를 시작했습니다.

작동 원리

2층 OLED의 개요: 1.음극(-), 2.방출층, 3.방사선 방출, 4.전도층, 5.양극(+)

전형적인 OLED는 기판상에 퇴적된 양극과 음극의 두 전극 사이에 위치한 유기물 층으로 구성된다.유기 분자는 분자의 일부 또는 전체에 걸친 결합에 의해 야기된 파이 전자의 비국재화의 결과로 전기적으로 전도성이 있습니다.이러한 재료는 절연체부터 도체까지 다양한 전도도를 가지며, 따라서 유기 반도체로 간주됩니다.유기 반도체의 가장 높은 점유율 및 가장 낮은 점유율 분자 궤도(HOMO 및 LUMO)는 무기 [42]반도체의 원자가 및 전도 대역과 유사하다.

원래 가장 기본적인 폴리머 OLED는 단일 유기층으로 구성되었습니다.한 가지 예는 J. H. Buroughes 등에 의해 합성된 최초의 발광 소자로, 단일 폴리층(p-페닐렌 비닐렌)을 포함했다.그러나 다층 OLED는 소자 효율을 높이기 위해 두 개 이상의 층으로 제작할 수 있다.도전성뿐만 아니라 보다 점진적인 [43]전자프로파일을 제공함으로써 전극에서의 전하주입을 돕거나 반대편 전극에 도달하여 전하가 [44]낭비되는 것을 차단하기 위해 다른 재료를 선택할 수 있다.많은 최신 OLED는 단순한 이중층 구조를 가지고 있으며, 전도층과 방사층으로 구성되어 있습니다.2011년 OLED 아키텍처 개발에서는 등급별 헤테로 [45]접합을 사용하여 양자 효율성(최대 19%)을 향상시켰습니다.도판트 이미터에 의한 방사층 내에서 홀 및 전자수송 재료의 조성이 연속적으로 변화한다.등급화된 헤테로 접합 아키텍처는 방출 [46]영역 내에서 전하 전송의 균형을 동시에 유지하면서 전하 주입을 개선함으로써 두 가지 기존 아키텍처의 이점을 결합합니다.

동작 중에는 양극이 음극에 대해 정극이 되도록 OLED 전체에 전압이 인가된다.양극은 광학적 투명성, 전기 전도율 및 화학적 [47]안정성의 품질에 따라 선택됩니다.전자가 음극에서 유기층의 LUMO에 주입되고 양극에서 HOMO에서 인출됨에 따라 전자의 전류가 음극에서 양극으로 흐른다.이 후자의 과정은 또한 HOMO에 전자 구멍을 주입하는 것으로도 묘사될 수 있다. 정전력은 전자와 구멍을 서로 향해 끌어당겨 전자와 구멍의 결합 상태인 들뜸을 형성하며 재결합한다.유기 반도체에서 구멍은 일반적으로 전자보다 이동성이 높기 때문에 방출층의 전자-수송층 부분에 더 가깝습니다.이 들뜬 상태의 붕괴는 가시 영역에 주파수가 있는 방사선의 방출과 함께 전자의 에너지 수준의 이완을 초래한다.이 방사선의 주파수는 물질의 밴드 갭에 따라 달라지는데, 이 경우 HOMO와 LUMO 사이의 에너지 차이입니다.

전자와 정공은 반정수의 스핀을 갖는 페르미온이기 때문에 전자와 정공의 스핀이 어떻게 결합됐는지에 따라 들뜸은 싱글트 상태이거나 트리플렛 상태일 수 있다.통계적으로 각 싱글트 들뜸에 대해 3개의 트리플렛 들뜸이 형성될 것이다.삼중항 상태(인광)로부터의 붕괴는 스핀 금지되어 전환의 시간 척도를 증가시키고 형광 장치의 내부 효율을 제한한다.인광성 유기 발광 다이오드는 스핀-오빗 상호작용을 이용하여 싱글트와 트리플렛 상태 사이의 시스템 간 교차를 용이하게 하여 싱글트와 트리플렛 상태 모두에서 방출을 얻고 내부 효율을 향상시킨다.

양극재로는 산화인듐(ITO)이 일반적으로 사용된다.가시광선에 투명하며 유기층의 HOMO 레벨에 구멍을 주입하는 높은 작업 기능을 가지고 있습니다.일반적으로 PEDOT로 구성되는 두 번째 도전성(주입) 층이 추가됩니다.PSS는 [48]일반적으로 이 물질의 HOMO 수준이 ITO의 작업 기능과 일반적으로 사용되는 다른 고분자의 HOMO 사이에 있기 때문에 홀 주입에 대한 에너지 장벽을 낮춥니다.바륨이나 칼슘 등의 금속은 유기층의 [49]LUMO에 전자의 주입을 촉진하는 작업 기능이 낮기 때문에 음극에 자주 사용된다.이러한 금속은 반응성이 높기 때문에 열화를 방지하기 위해 알루미늄 캡 층이 필요합니다.알루미늄 캡 층의 두 가지 부차적인 이점으로는 전기 접점에 대한 견고성과 투명한 ITO 층에 대한 방출된 빛의 후방 반사가 있습니다.

실험 연구는 양극의 특성, 특히 양극/홀 트랜스포트층(HTL) 인터페이스 지형이 유기 발광 다이오드의 효율성, 성능 및 수명에 중요한 역할을 한다는 것을 증명했습니다.양극 표면에 결함이 있으면 양극-유기막 계면 접착력이 저하되고 전기저항이 증가하며 수명에 악영향을 미치는 비방사성 다크스팟이 더 자주 형성된다.ITO/유리기판의 양극 거칠기를 저감하는 메커니즘에는 박막 및 자가조립 단분자층의 사용이 포함된다.OLED 성능과 수명을 높이기 위해 대체 기판과 양극 소재도 검토되고 있다.예를 들어 금(Au)막 양극으로 처리된 단결정 사파이어 기판이 낮은 작업 기능, 작동 전압, 전기 저항 값 및 OLED [50]수명 증가를 들 수 있습니다.

단일 반송파 장치는 일반적으로 유기 물질의 역학과 전하 전달 메커니즘을 연구하는 데 사용되며 에너지 전달 과정을 연구할 때 유용합니다.이 장치를 통과하는 전류는 전자 또는 구멍 중 하나의 전하 캐리어로만 구성되기 때문에 재조합이 일어나지 않고 빛이 방출되지 않는다.예를 들어 ITO를 저작업 기능 금속으로 대체함으로써 홀 주입의 에너지 장벽을 높임으로써 전자 전용 장치를 얻을 수 있다.마찬가지로, 홀 전용 소자는 알루미늄으로만 만들어진 음극을 사용하여 만들 수 있으므로 에너지 장벽이 너무 커서 효율적인 전자 [51][52][53]주입이 불가능합니다.

캐리어 밸런스

고내부 효율, 전하 수송층으로부터의 오염 방출 없는 휘도층의 순수 방출, 높은 안정성을 얻기 위해서는 균형 있는 전하 주입과 전달이 필요하다.전하 균형을 잡는 일반적인 방법은 전하 전송층의 두께를 최적화하는 것이지만 제어하기는 어렵습니다.또 다른 방법은 엑시플렉스를 사용하는 것입니다.정공수송(p형) 측쇄와 전자수송(n형) 측쇄 사이에 형성된 엑시플렉스.그런 다음 에너지가 광구로 전달되어 높은 효율성을 제공합니다.엑시플렉스를 사용하는 예로는 옥사디아졸 및 카르바졸 측 유닛을 적색 디케토피롤 도프 코폴리머 주쇄에 접목하는 것이 있으며, 최적화된 [54]OLED가 아닌 외부 양자 효율 및 색순도가 향상되었다.

재료 테크놀로지

소분자

Alq3,[28] 일반적으로 소분자 OLED에 사용됩니다.

작은 분자를 이용한 효율적인 OLED는 칭W가 처음 개발했다. 이스트만 코닥의 탕 [28]등SM-OLED라는 용어 또한 [42]사용되고 있지만, OLED라는 용어는 전통적으로 이러한 유형의 장치를 지칭합니다.

유기발광다이오드(OLED)에 일반적으로 사용되는 분자는 유기금속 킬레이트(예를3 들어 Alq, Tang 등이 보고한 유기발광장치에 사용), 형광염료 및 인광염료 및 복합덴드리머를 포함한다.전하 수송 특성에는 많은 재료가 사용되며, 예를 들어 트리페닐아민과 유도체가 정공 수송층의 [55]재료로 일반적으로 사용됩니다.형광염료는 다른 파장에서 빛을 방출하기 위해 선택할 수 있으며, 페릴렌, 루브렌 및 퀴나크리돈 유도체 등의 화합물이 자주 사용된다.[56]Alq는3 녹색 이미터, 전자 수송 물질 및 황색 및 적색 방출 염료의 숙주로 사용되어 왔습니다.

작은 분자 소자와 디스플레이의 생산은 보통 진공 상태에서 열 증발을 수반합니다.이로 인해 생산 공정은 다른 처리 기술보다 비용이 많이 들고 대규모 장치에 제한적으로 사용됩니다.그러나 고분자 기반 소자와는 달리 진공 증착 공정은 잘 제어되고 균질한 막의 형성 및 매우 복잡한 다층 구조의 구축을 가능하게 한다.이러한 층 설계의 높은 유연성은 뚜렷한 전하 이동 및 전하 차단 층을 형성할 수 있도록 하기 때문에 소분자 OLED의 높은 효율성의 주요 원인입니다.

펄스 상태에서 들뜬 레이저 염료 도프 탠덤 SM-OLED 디바이스로부터의 간섭성 방출이 증명되었다.[57]방출은 광대역 염료 [58]레이저의 스펙트럼 폭과 유사한 스펙트럼 폭과 함께 거의 회절 제한적이다.

연구자들은 단일 고분자 분자로부터의 발광은 가능한 가장 작은 유기발광다이오드([59]OLED) 소자를 나타낸다고 보고했다.과학자들은 물질을 최적화하여 더 강력한 빛을 방출할 수 있을 것이다.마지막으로, 이 작업은 전자적 특성과 광학적 특성을 결합한 분자 크기의 부품을 만들기 위한 첫 번째 단계입니다.유사한 구성 요소들이 [60]분자 컴퓨터의 기초를 형성할 수 있다.

폴리머 발광 다이오드

폴리(p-페닐렌비닐렌), 첫 번째[29] PLED에 사용되는

고분자 발광 다이오드(PLED, P-OLED)는 또한 발광 폴리머(LEP)이기도 하며 외부 전압에 연결되었을 때 빛을 방출하는 전기 발광 전도성 폴리머를 포함합니다.풀 스펙트럼 컬러 디스플레이의 박막으로 사용됩니다.폴리머 OLED는 매우 효율적이며 생성되는 빛의 양에 비해 상대적으로 적은 양의 전력을 필요로 합니다.

진공 증착은 폴리머 박막을 형성하는 데 적합하지 않습니다.단, 폴리머는 용액으로 가공할 수 있으며 스핀코팅은 박형 폴리머막을 퇴적하는 일반적인 방법이다.이 방법은 열증발보다는 광역막 형성에 더 적합합니다.진공이 필요 없고, 상업용 잉크젯 [61][62]인쇄에서 유래한 기술로 기판상에 방사성 재료를 도포할 수도 있다.그러나 후속 층의 적용은 이미 존재하는 층을 용해시키는 경향이 있기 때문에 이러한 방법으로는 다층 구조의 형성이 어렵다.금속 음극은 진공 상태에서 열 증발로 인해 여전히 침전되어야 할 수 있습니다.진공 증착의 대체 방법은 Langmuir-Blodgett 막을 증착하는 것이다.

PLED 디스플레이에 사용되는 대표적인 중합체에는 폴리(p-페닐렌비닐렌) 및 폴리플루오렌 유도체가 포함된다.폴리머 백본에 사이드 체인을 치환하면 성능 및 [64]처리의 용이성을 위해 방출된[63] 빛의 색상 또는 폴리머의 안정성과 용해성이 결정될 수 있습니다.비치환 폴리(p-페닐렌 비닐렌)(PPV)는 전형적으로 불용성이지만 유기용제 또는 물에 용해되는 다수의 PPV 및 관련 폴리(나프탈렌 비닐렌)는 고리 개방 메타세시스 [65][66][67]중합에 의해 제조되었다.이러한 수용성 고분자 또는 복합 폴리 전해질(CPE)은 홀로 또는 그래핀과 [68]같은 나노 입자와 함께 사용될 수 있습니다.

인광 재료

녹색 [69]빛을 내는 인광 3도판트인 Ir(mppy).
주요 기사:인광성 유기 발광 다이오드

인광성 유기발광다이오드는 전기인광 원리를 이용해 유기발광체의 전기에너지를 고효율로 빛으로 변환해 내부 양자효율이 100%[72]에 육박한다.[70][71]

일반적으로 유기금속 착체를 도판트로 첨가하는 호스트 재료로서 폴리(N-비닐카르바졸) 등의 폴리머를 이용한다.2004년 현재 Ir(mppy)3[69]와 같은 이리듐[71] 복합체는 연구의 초점이 되었지만, 백금 등 다른[70] 중금속을 기반으로 하는 복합체도 사용되었다.

이러한 복합체의 중심에 있는 중금속 원자는 강력한 스핀-오빗 결합을 나타내며, 싱글트와 트리플렛 사이의 시스템 간 교차를 용이하게 합니다.이러한 형광물질을 사용함으로써 싱글렛 및 트리플렛 들뜸 모두 방사 붕괴가 가능해져 싱글렛 상태만이 발광에 기여하는 표준 OLED보다 장치의 내부 양자 효율을 향상시킬 수 있다.

솔리드 스테이트 조명에서 OLED를 적용하려면 CIE 좌표가 좋은 높은 밝기(흰색 방출)를 달성해야 한다.다면체 올리고머 실세스키옥산(POS)과 같은 고분자종을 프린트 OLED에 Ir 등의 형광종을 사용했을 때 최대 10,000cd/m의2 [73]밝기를 보였다.

디바이스 아키텍처

구조.

저배출량

a) 바닥 발광 OLED 구조, b) 상단 발광 OLED 구조, c, d) 바닥 발광 OLED 및 상단 발광 OLED에 기초한 도식.

바닥발광다이오드(BE-OLED)는 초기 AMOLED 디스플레이에 사용된 아키텍처다.그것은 유리기판 위에 만들어진 투명한 양극과 빛나는 반사음극이 있었다.투명 양극 방향에서 빛이 방출된다.모든 빛을 양극 방향으로 반사하기 위해 알루미늄과 같은 비교적 두꺼운 금속 캐소드를 사용합니다.양극의 경우 가능한 [74]한 많은 양의 빛을 방출하기 위해 고투명 산화 인듐(ITO)이 일반적인 선택이었습니다.그 후 실제로 빛을 발생시키는 발광층을 포함한 유기 박막을 ITO 양극과 반사 금속 음극 사이에 끼운다.바닥 방출 구조의 단점은 빛이 박막 트랜지스터(TFT) 기판과 같은 픽셀 구동 회로를 통과해야 하며, 빛을 추출할 수 있는 영역이 제한되고 발광 효율이 떨어진다는 것입니다.

최고 배출량

대체 구성은 방출 모드를 전환하는 것입니다.반사 양극 및 투명(또는 반투명) 음극이 사용되어 빛이 음극 측에서 방출됩니다. 이 구성을 TE-OLED(top-Emission OLED)라고 합니다.양극이 투명한 전도성 ITO로 만들어진 BEOLED와 달리 이번에는 음극이 투명해야 하며 스패터링 [75]공정으로 인한 손상 문제 때문에 ITO 재료가 음극에 이상적인 선택이 아니다.반투명 캐소드에는 투과율이 높고 전도율이 [76]높아 순수 Ag, Mg:Ag 합금 등의 얇은 금속막을 사용한다.저층 발광과는 반대로 복수의 구동회로층을 통과할 필요 없이 상층 발광에서는 반대쪽에서 빛을 추출한다.따라서 발생하는 빛을 보다 효율적으로 추출할 수 있다.

개선점

미소 공동 이론

소니의 슈퍼톱 발광 OLED 기술은 방출된 빛의 색순도를 향상시킵니다.

같은 매체를 따라 이동하면서 광파가 만나면 파동 간섭이 발생한다.이 간섭은 건설적일 수도 있고 파괴적일 수도 있습니다.같은 주파수의 여러 개의 파형이 더 높은 진폭의 파형으로 합산되는 것이 바람직할 수 있습니다.

두 전극 모두 TEOLED에서 반사되기 때문에 다이오드 내에서 빛 반사가 발생할 수 있고 BEOLED보다 복잡한 간섭을 일으킨다.두 개의 전극 사이에 2개의 빔 간섭 외에 다중 공진 간섭이 존재합니다.TEOLED의 구조는 두 개의 반사전극에 [77]버금가는 두 개의 평행거울을 가진 파브리페로 공진기 또는 레이저 공진기와 유사하기 때문에 특히 TEOLED에서 그 효과가 강하다.이 2빔 간섭과 Fabry-Perot 간섭은 OLED의 출력 스펙트럼 강도를 결정하는 주요 요인입니다.이 광학 효과는 "마이크로 캐비티 효과"라고 불립니다.

OLED의 경우, 이는 TEOLED의 공동이 더 많은 전력을 소비하지 않고 좁은 파장 대역으로 광출력 강도와 색순도를 향상시키도록 특별히 설계될 수 있다는 것을 의미합니다.TEOLED에서는 마이크로캐비티 효과가 일반적으로 발생하며, 이 효과를 언제, 어떻게 억제하거나 활용하는 것이 디바이스 설계에 필수적입니다.구성 간섭 조건에 맞추기 위해 해당 특정 색상의 공명 파장에 따라 다른 층 두께를 적용한다.두께 조건은 파란색(460nm), 녹색(530nm) 및 빨간색(610nm) 컬러 LED의 피크 공명 방출 파장에 따라 신중하게 설계 및 설계됩니다.이 기술은 OLED의 발광 효율을 크게 향상시키고, 높은 색순도로 인해 넓은 색역을 달성할 수 있다.

컬러 필터

'화이트+컬러필터 방식'에서는 동일한 백색광 LED에서 다른 [78]컬러필터를 사용하여 적색, 녹색, 청색의 방사물을 얻을 수 있다.이 방법을 사용하면 OLED 재료는 백색광을 발생시키고, 이를 여과하여 원하는 RGB 색상을 얻을 수 있습니다.3종류의 유기발광물질을 퇴적할 필요가 없어져 백색광 생성에 한 종류의 OLED 재료만 사용됐다.또한 파란색 픽셀과 빨간색 및 녹색 픽셀의 고르지 않은 열화율도 제거했습니다.이 방법의 단점은 색순도와 대비가 낮다는 것이다.또, 필터는, 발광하는 광파의 대부분을 흡수하기 때문에, 배경의 백색광이 비교적 강해야 휘도 저하를 보충할 수 있기 때문에, 이러한 디스플레이의 소비 전력을 높일 수 있다.

컬러 필터는 바닥 및 상부 발광 OLED에도 적용할 수 있으며, 반투명 캐소드 뒤에 대응하는 RGB 컬러 필터를 추가함으로써 보다 순수한 빛의 파장을 얻을 수 있다.컬러 필터가 있는 최상위 발광 OLED에 마이크로 캐비티를 사용하는 것도 입사 주변 [79]빛의 반사를 줄여 콘트라스트비 증가에 기여한다.기존 패널에서는 패널 표면에 원형 편광자를 설치했다.이것은 주변 빛의 반사를 방지하기 위해 제공되었지만, 또한 광출력을 감소시켰습니다.이 편광층을 컬러 필터로 치환하는 것으로, 광강도에 영향을 주지 않고, 기본적으로 주위의 반사광을 모두 차단할 수 있기 때문에, 표시 패널의 콘트라스트가 향상됩니다.이것에 의해, 밝은 픽셀이 필요 없게 되어, 소비 전력을 삭감할 수 있습니다.

기타 아키텍처

투명 OLED

투명 유기발광다이오드(OLED)는 장치 양쪽에 투명 또는 반투명 접점을 이용해 상하방출(투명)이 가능한 디스플레이를 만든다.TOLED는 콘트라스트를 크게 향상시켜,[80] 밝은 햇빛아래에서도 디스플레이를 보기 쉽게 합니다.헤드업 디스플레이, 스마트 윈도, 증강현실 애플리케이션 등에 활용할 수 있는 기술이다.

단계적 헤테로 접합

등급별 헤테로 접합 OLED는 전자공과 전자전달 [45]화학물질의 비율을 점차 낮춘다.기존 OLED보다 양자 효율이 2배 가까이 높아진다.

적층형 OLED

적층형 OLED는 빨간색, 녹색, 파란색 서브픽셀을 겹겹이 쌓아올리는 픽셀 아키텍처를 채택해 색역과 [81]색심도를 크게 높이고 픽셀 간격을 크게 줄인다.RGB(및 RGBW) 픽셀이 나란히 매핑된 다른 디스플레이 기술은 잠재적 해상도를 낮추는 경향이 있습니다.

반전 유기발광다이오드(OLED)

아노드를 기판상에 재치하는 기존 OLED와 달리 반전 OLED는 특히 [82]AMOLED 디스플레이 제조에 유용한 저비용 비정질 실리콘 TFT 백플레인을 위해 n채널 TFT의 드레인 엔드에 접속할 수 있는 바닥캐소드를 이용한다.

모든 OLED 디스플레이(패시브 및 액티브 매트릭스)는 비등방성 도전성 [83]필름을 사용하여 종종 칩 온 글래스(Chip-on-Glass: Chip-On-Glass)를 사용합니다.

컬러 패턴 처리 테크놀로지

섀도 마스크 패턴화 방법

유기발광 디스플레이에 가장 일반적으로 사용되는 패턴닝 방법은 성막 [84]시 그림자 마스킹으로, "RGB side-by-side" 방식 또는 "RGB pixelization" 방식이라고도 합니다.가열증발원과 기판 사이에 니켈합금 등 저열팽창 재료로 이루어진 복수의 개구부를 가진 금속판을 배치하여 증발원으로부터의 유기물 또는 무기물을 기판상의 원하는 위치에만 퇴적시킨다.스마트폰용 소형 유기발광다이오드(OLED) 디스플레이는 대부분 이 방식으로 제작됐다.이 공정에는 오래된 CRT 섀도우 마스크를 연상시키는 광화학 가공으로 만들어진 미세 금속 마스크(FM)가 사용된다.마스크의 도트 밀도에 따라 완료된 [85]디스플레이의 픽셀 밀도가 결정됩니다.FHM(Fine Hybrid Mask)은 FFM보다 가벼워 마스크 자체의 무게로 인한 굽힘을 줄이고 일렉트로포밍 [86][87]공정을 사용하여 제작됩니다.이 방법을 사용하려면 10Pa의−5 고진공 상태에서 열법을 사용하여 300°C에서 일렉트로루미네센스 재료를 가열해야 합니다.산소 측정기는 분말 형태의 일렉트로루미네센스 물질을 손상시킬 수 있기 때문에 산소가 챔버로 유입되지 않도록 합니다.마스크는 매번 사용하기 전에 마더 기판과 정렬되며, 기판 바로 아래에 배치됩니다.기판과 마스크 어셈블리는 증착 [88]챔버의 상단에 배치됩니다.그 후 전자빔을 [89]이용하여 은 및 알루미늄 분말을 1000℃로 하여 전극층을 퇴적시킨다.섀도 마스크는 최대 2,250 DPI(890 도트/cm)의 고화소 밀도를 실현합니다.가상현실 헤드셋에는 [90]고화소 밀도가 필요합니다.

흰색 + 컬러 필터 방식

섀도마스크 패턴화 방식은 OLED 제조 초기부터 사용된 성숙한 기술이지만 마스크-기판 접촉이나 섀도마스크 변형으로 인한 패턴 어긋남 등 많은 문제를 일으킨다.이러한 결함 형성은 디스플레이 크기가 작을 때는 사소한 것으로 간주할 수 있지만, 대형 디스플레이를 제조할 때는 심각한 문제를 일으켜 생산 수율 손실을 크게 초래한다.이러한 문제를 피하기 위해 대형 TV에는 4 서브픽셀 컬러 필터(흰색, 빨간색, 녹색, 파란색)가 있는 흰색 방출 장치가 사용되었습니다.최첨단 OLED TV는 컬러 필터에 의한 광흡수에도 불구하고 100% NTSC와 같이 매우 잘 색을 재현할 수 있고 동시에 전력 소모가 거의 없습니다.이는 사람-눈 감도가 높은 발광 스펙트럼, 스펙트럼 오버랩이 낮은 특수 컬러 필터, 색상 통계를 고려한 [91]성능 튜닝을 사용하여 이루어집니다.이 접근방식은 "Color-by-white" 방식이라고도 합니다.

기타 색상 패턴화 방법

유기발광다이오드(OLED)의 제조능력을 높이기 위한 다른 형태의 패터닝 기술이 있다.패턴 가능한 유기발광 소자는 빛 또는 열활성 전기층을 사용한다.이 층에는 활성화 시 홀주입층으로서 고효율화되는 잠복재료(PEDOT-TMA)가 포함된다.이 공정을 이용하면 임의의 패턴의 발광 소자를 [92]준비할 수 있다.

색 패턴화는 방사 유도 승화 전송(RIST)[93] 등의 레이저에 의해 실현될 수 있다.

OVJP(Organic Vapor Jet Printing)는 아르곤이나 질소와 같은 불활성 캐리어 가스를 사용하여 증발된 유기 분자를 운반합니다(유기 증착 시).가스는 변환 중에 기판에 가까운 마이크로미터 크기의 노즐 또는 노즐 어레이를 통해 배출됩니다.이를 통해 용제를 사용하지 않고도 임의의 다층 패턴을 인쇄할 수 있습니다.

잉크젯 재료의 증착과 마찬가지로 잉크젯 식각(IJE)은 기판 재료를 선택적으로 용해하여 구조 또는 패턴을 유도하도록 설계된 기판 위에 정밀한 양의 용매를 증착한다.유기발광다이오드(OLED) 내 고분자층의 잉크젯 식각은 전체적인 아웃커플링 효율을 높이기 위해 사용될 수 있다.유기발광다이오드(OLED)는 유기발광다이오드(OLED)의 발광층으로부터 발생하는 빛이 디바이스로부터 부분적으로 투과되어 디바이스내에 부분적으로 포착된다.이 포착된 빛은 흡수 또는 방출에 의해 산란되는 가장자리에 도달할 때까지 장치 내부를 따라 도파됩니다.잉크젯 식각은 유기발광다이오드 구조의 고분자층을 선택적으로 변화시켜 전체 TIR를 감소시키고 유기발광다이오드 아웃커플링 효율을 높이기 위해 사용될 수 있다.비에칭 폴리머 층에 비해 IJE 공정에서 유기발광다이오드 구조의 구조화된 폴리머 층은 유기발광다이오드 디바이스의 TIR 저감에 도움이 된다.IJE 용제는 비산성과 물의 [94]끓는점 이하 온도에서 효과적으로 물질을 녹이는 능력 때문에 일반적으로 수성 대신 유기물이다.

전사인쇄는 다수의 병렬 OLED와 AMOLED 소자를 효율적으로 조립하기 위한 신기술이다.표준 금속 증착, 포토 리소그래피 및 식각 기술을 이용하여 유리 또는 기타 디바이스 기판에 일반적으로 얼라인먼트 마크를 만듭니다.얇은 폴리머 접착층을 적용하여 입자 및 표면 결함에 대한 내성을 높입니다.마이크로스케일 IC를 접착제 표면에 전사 인쇄한 후 소성하여 접착제 층을 완전히 경화시킵니다.프린트 IC에 의한 지형을 고려하여 기판에 추가 감광성 폴리머층을 도포하여 평면을 재도입한다.포토 리소그래피와 식각은 IC의 전도성 패드를 드러내기 위해 일부 폴리머 층을 제거합니다.그 후 장치 백플레인에 양극층을 도포하여 바닥 전극을 형성한다.기존 증착으로 양극층에 OLED층을 도포하고 도전성 금속전극층으로 피복한다.2011년 현재, 전사 인쇄는 최대 500 mm × 400 mm의 대상 기판에 인쇄할 수 있었습니다.대형 OLED/[95]AMOLED 디스플레이 제작의 일반적인 공정이 되려면 전사 인쇄를 위한 크기 제한이 확대되어야 한다.

실험용 OLED 디스플레이는 FMM 대신 기존 포토 리소그래피 기술을 사용하여 기판 크기를 크게 하고(기판만큼 큰 마스크가 필요하지 않기 때문에), 우수한 항복 [96]제어를 가능하게 합니다.

박막 트랜지스터 백플레인

TV와 같은 고해상도 디스플레이에서는 픽셀을 올바르게 구동하려면 박막 트랜지스터(TFT) 백플레인이 필요합니다.2019년 현재 상용 아몰레드 디스플레이에는 저온 다결정 실리콘(LTPS)-TFT가 널리 사용되고 있다.LTPS-TFT는 디스플레이의 퍼포먼스에 변화가 있기 때문에 다양한 보상회로가 [97]보고되고 있습니다.LTPS에 사용되는 엑시머 레이저의 크기 제한으로 인해 AMOLED 크기가 제한되었습니다.패널 크기와 관련된 장애물에 대처하기 위해 대형 디스플레이 프로토타입 [98]시연을 통해 비정질 실리콘/미결정 실리콘 백플레인이 보고되었습니다.인듐갈륨산화아연(IGZO) 백플레인도 사용할 수 있다.

이점

상세 정보:CRT, LCD, 플라즈마, OLED 비교

OLED의 다른 제조 공정은 LCD 기술로 만들어진 평판 디스플레이에 비해 몇 가지 장점을 가지고 있다.

향후 비용 절감
OLED는 잉크젯 프린터나 스크린 [99]인쇄를 통해 적절한 기판에 인쇄할 수 있어 이론적으로 LCD나 플라즈마 디스플레이보다 생산 비용이 저렴합니다.하지만 OLED기판의 2018년의 제작 그것보다 유기적 장치에 대한 TFT-LCDs.[100]Roll-to-roll vapor-deposition 방법에 대해 분당 최소의 비용을 장치의 대량 생산을 허용한다;그러나, 이 기술은 또한:여러개의 층을 장치 regis기 때문에 만들기 위한 도전이 될 수 있는 문제를 유도 비싸다.trat이온 - 다양한 인쇄 레이어를 필요한 정밀도로 정렬합니다.
가볍고 유연한 플라스틱 기판
유기발광다이오드(OLED)는 플렉시블 플라스틱 기판 위에 제작할 수 있어 직물이나 의류에 내장된 롤업 디스플레이와 같은 다른 새로운 응용 분야에 적합한 플렉시블 유기발광다이오드를 제작할 수 있습니다.폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)[101]와 같은 기판을 사용할 수 있으면 저렴하게 디스플레이를 제조할 수 있다.또한 플라스틱 기판은 LCD 장치에 사용되는 유리 디스플레이와 달리 깨지지 않는다.
뛰어난 화질
OLED는 직접 발광하기 때문에 LCD 대비 대비 대비 대비와 시야각이 넓다.또한 검은색 OLED 디스플레이는 빛을 방출하지 않기 때문에 더 깊은 검은색 레벨을 제공합니다.또, 시야각이 표준으로부터 90°에 가까워져도, OLED 화소 색상은 정확하고 변화하지 않는 것처럼 보인다.
전력 효율과 두께 향상
LCD는 백라이트에서 나오는 빛을 필터링하여 적은 양의 빛을 통과시킵니다.따라서, 그들은 진짜 검은색을 보여줄 수 없다.그러나 비활성 OLED 소자는 빛을 내지 않거나 전력을 소비하지 않아 진정한 [102]흑인이 됩니다.백라이트를 제거하면 일부 기판이 필요하지 않기 때문에 OLED도 가벼워진다.최상위 발광 OLED는 인덱스매치레이어(IML)를 말할 때도 두께가 한몫한다.IML 두께가 1.3~2.5nm일 때 방출 강도가 향상됩니다.굴절값과 디바이스 구조 파라미터를 포함한 광학 IML 특성의 매칭도 이러한 [103]두께에서 방출 강도를 향상시킵니다.
응답시간
OLED는 LCD보다 응답속도도 훨씬 빠르다.응답 시간 보정 기술을 사용하여 가장 빠른 최신 LCD는 가장 빠른 색 전환을 위해 1ms의 응답 시간에 도달할 수 있으며 최대 240Hz의 주파수를 갱신할 수 있습니다.LG에 따르면 OLED 응답속도는 [104]LCD보다 최대 1000배 빨라 이론적으로 100kHz(10만Hz)에 육박하는 리프레시 주파수를 수용할 수 있는 10μs(0.01ms) 미만으로 추정된다.반응속도가 매우 빨라 촬영이 용이한 OLED 디스플레이도 LCD와 일부 OLED 디스플레이에서 볼 수 있는 샘플 홀드 동작을 피하기 위해 CRT 깜박임과 유사한 효과를 낼 수 있어 모션 블러(motion blur)[105] 지각이 가능하다.

단점들

부분적인 장애를 나타내는 발광 폴리머(LEP) 디스플레이
마모를 나타내는 오래된 OLED 디스플레이

수명

유기발광다이오드(OLED)의 가장 큰 기술적 문제는 유기물질의 제한된 수명이다.2008년 한 OLED TV 패널에 대한 기술 보고서에 따르면 1,000시간 후 파란색 휘도는 12%, 빨간색은 7%, 녹색은 8%[106] 저하된 것으로 나타났습니다.특히 당시 청색 OLED는 평판 디스플레이에 사용할 경우 약 1만4000시간에서 절반의 밝기(하루 8시간 5년)가 지속됐다.이는 LCD, LED 또는 PDP 테크놀로지의 일반적인 수명보다 낮습니다.각 테크놀로지의 정격 밝기는 제조원 및 모델에 따라 약 25,000~40,000시간에서 절반입니다.유기발광다이오드(OLED) 디스플레이의 주요 과제 중 하나는 산소와 수분이 침투하여 다크 스팟이 형성되는 것입니다. 이는 디스플레이 전원이 [107][108][109]공급되는지 여부에 관계없이 시간이 지남에 따라 유기물을 분해합니다.LG전자는 2016년 예상 수명을 2013년 [110]3만6000시간에서 10만시간으로 늘렸다.미국 에너지부의 보고서에 따르면 OLED 조명 제품의 예상 수명은 밝기가 증가함에 따라 감소하며, 예상 수명은 25% 밝기일 때 40,000시간,[111][112] 100% 밝기일 때 10,000시간입니다.

열화의 원인

분해는 방사대에 비방사성 재조합 중심과 발광 소모가 축적되어[113] 발생한다.반도체의 화학 분해는 다음 4단계로 이루어집니다.

  1. 자외선의 흡수를 통한 전하 운반체의 재결합[114]
  2. 균질 해리
  3. γ라디칼을 형성하는 후속 래디칼 부가 반응
  4. 수소 원자 전달[115] 반응을 일으키는 두 라디칼 사이의 불균형

하지만 일부 제조사의 디스플레이는 광커플링을 개선해 LCD 디스플레이의 수명을 초과해 낮은 구동 [116][117]전류에서도 동일한 밝기를 달성한다는 목표를 갖고 있다.2007년에는 녹색 OLED는 19만8000시간, 청색 OLED는 [118]6만2000시간 이상 400cd/m의2 휘도를 유지할 수 있는 실험용 OLED가 만들어졌다.2012년에는 초기 휘도 1,000cd/[119]m에서2 빨간색 90만 시간, 노란색 145만 시간, 녹색 40만 시간으로 OLED 수명을 개선했다.OLED 발광 일렉트로루미네센스 물질은 산소와 습기에 민감하기 때문에 OLED 디스플레이의 수명을 연장하기 위해서는 적절한 캡슐화가 중요합니다.수분이나 산소에 노출되면 OLED의 일렉트로루미네센스 물질은 산화하면서 분해되어 검은 반점이 생기고 빛을 내는 면적이 줄어들거나 줄어들어 발광량이 감소합니다.이러한 감소는 픽셀 단위로 발생할 수 있습니다.이로 인해 전극 층이 박리되어 결국 패널이 완전히 고장날 수도 있습니다.

열화는 산소에 노출되었을 때보다 습기에 노출되었을 때 3배 빠르게 발생합니다.에폭시 접착제를 건조제로 [120]도포하거나, 유리 시트에 에폭시 접착제와[121] 건조제를 적층한 후 진공 탈가스를 하거나, 유기층과 무기층이 번갈아 코팅된 다층 코팅인 박막 캡슐화(TFE)를 사용하여 캡슐화를 수행할 수 있습니다.유기층은 잉크젯 인쇄를 이용하여, 무기층은 원자층 증착(ALD)을 이용하여 도포한다.캡슐화 프로세스는 UV 경화형 LOCA 접착제를 사용하여 질소 환경에서 수행되며 일렉트로루미네센스 및 전극 재료 증착 프로세스는 고진공 상태에서 수행됩니다.캡슐화 및 재료 증착 프로세스는 박막 트랜지스터가 적용된 후 단일 기계로 수행됩니다.트랜지스터는 LCD와 동일한 공정으로 적용됩니다.일렉트로루미네센스 재료는 잉크젯 [122][123][124][89][125][120][126]인쇄를 사용하여 도포할 수도 있습니다.

컬러 밸런스

파란색 빛을 내는 데 사용되는 OLED 재료는 다른 색을 내는 데 사용되는 재료보다 훨씬 더 빨리 분해됩니다. 즉, 파란색 빛의 출력은 다른 색의 빛에 비해 감소합니다.이러한 차동색 출력의 변화는 디스플레이의 색 밸런스를 변화시켜 전체적인 [127]휘도의 균일한 감소보다 훨씬 두드러집니다.이는 컬러 밸런스를 조정함으로써 부분적으로 피할 수 있지만, 이를 위해서는 고급 제어 회로와 지식이 풍부한 사용자의 입력이 필요할 수 있습니다.단, 일반적으로 제조업체는 최대 휘도에서 수명을 균등화하기 위해 R, G 및 B 서브픽셀의 크기를 최적화하여 서브픽셀을 통한 전류 밀도를 낮춥니다.예를 들어 파란색 서브픽셀은 녹색 서브픽셀보다 100% 클 수 있습니다.빨간색 서브픽셀은 녹색보다 10% 더 클 수 있습니다.

블루 OLED의 효율

블루 OLED의 효율과 수명 향상은 LCD 기술 대체품으로 OLED의 성공을 위해 필수적이다.외부 양자 효율이 높은 청색 OLED와 더 진한 [128][129][130]청색 OLED 개발에 상당한 연구가 투입됐다.빨간색(625nm) 다이오드와 녹색(530nm) 다이오드에 대해 각각 20%[131][132]와 19%의 외부 양자 효율 값이 보고되었다.그러나 블루 다이오드(430 nm)는 4% ~ 6%[133] 범위에서 최대 외부 양자 효율을 달성할 수 있었다.

2012년부터 규슈 대학 OPERA와 UC 산타바바라 CPOS에서 발견된 열활성 지연 형광(TADF)을 나타내는 유기물을 중심으로 연구되고 있다.TADF는 내부 양자 효율이 [134]100%에 이르는 안정적이고 고효율적인 솔루션 처리 가능(유기 물질이 얇은 층을 생성하는 솔루션에서 적층된다는 의미) 파란색 이미터를 가능하게 합니다.청색 TADF 발광기는 2020년까지[135][136] 시판될 것으로 예상되며 형광 컬러 필터가 장착된 WOLED 디스플레이와 잉크 인쇄 QD 컬러 필터가 장착된 청색 OLED 디스플레이에 사용될 것이다.

★★

물은 디스플레이의 유기물을 즉시 손상시킬 수 있습니다.따라서 실링 공정을 개선하는 것이 실제 제조에 중요합니다.특히 물에 의한 손상은 보다 유연한 [137]디스플레이의 수명을 제한할 수 있습니다.

★★★★★★★

발광 디스플레이 기술로서 OLED는 대부분의 LCD가 어느 정도 반사되는 것과 달리 전기를 빛으로 변환하는 데 전적으로 의존한다.전자 종이는 주변 빛의 반사율을 최대 33%로 하여 내부 광원 없이도 디스플레이를 사용할 수 있습니다.유기발광다이오드(OLED)의 금속 캐소드는 반사율이 80%에 육박할 정도로 거울 역할을 하기 때문에 실외 등 밝은 주변 조명에서 가독성이 떨어진다.그러나 원형 편광자와 반사 방지 코팅이 적절히 적용되면 확산 반사율을 0.1% 미만으로 낮출 수 있다.10,000 fc 입사 조명(옥외 조명 시뮬레이션을 위한 일반적인 테스트 조건)을 사용하면 대략 5:1의 사진 대비가 됩니다.하지만 OLED 기술의 발전으로 밝은 태양빛 아래서도 LCD보다 더 나은 OLED를 만들 수 있게 됐다.예를 들어 갤럭시S5의 AMOLED 디스플레이는 전력 사용량, 밝기, 반사율 면에서 [138]시판되는 모든 LCD 디스플레이보다 우수한 것으로 나타났다.

OLED는 주로 검은색 이미지를 표시하는 LCD 전력의 약 40%를 소비하지만 대부분의 이미지는 LCD 전력의 60~80%를 소비합니다.그러나 OLED는 문서나 웹 [139]사이트와 같은 흰색 배경의 이미지를 표시하기 위해 300% 이상의 전력을 사용할 수 있습니다.따라서 흰색 배경을 사용하면 모바일 장치의 배터리 수명이 단축될 수 있습니다.

깜박임

OLED는 펄스 폭 변조를 사용하여 색/밝기 계조를 표시하므로 디스플레이가 100% 밝기라도 예를 들어 50%의 회색 픽셀은 50% 동안 소등되므로 미묘한 스트로보 효과를 얻을 수 있습니다.밝기를 줄이는 다른 방법은 OLED에 대한 지속적인 전력을 줄이는 것입니다. 그러면 화면이 깜박이지 않고 색 밸런스가 현저하게 변화하여 밝기가 감소함에 따라 악화됩니다.

및

PenTile Matrix Family의 RGBG 시스템을 사용하여 Google Nexus One 스마트폰의 AMOLED 화면 확대 이미지.
Creative ZEN V 미디어 플레이어의 3.8cm(1.5인치) OLED 디스플레이
독일 아헨에 있는 쇼핑몰의 OLED 조명

거의 모든 OLED 제조사가 소수의 [140]업체만 만든 재료 증착장비에 의존하고 있는데, 가장 주목할 만한 것은 캐논의 자회사인 캐논도키다.캐논 도키는 100미터([141]330피트) 크기로 유명한 거대 OLED 제조 진공 기계를 거의 독점적으로 보유하고 있는 것으로 알려졌다.애플은 2017년 [142]출시된 아이폰용 OLED 디스플레이를 캐논도키에만 의존해 왔다.OLED에 필요한 일렉트로루미네센스 재료도 머크, 유니버설디스플레이, LG화학 [143]등 일부 업체가 만들고 있다.이 재료를 도포한 기계는 5~6일 동안 연속적으로 작동할 수 있으며, 5분 [144]안에 마더 기판을 가공할 수 있습니다.

OLED 기술은 [145]조명뿐만 아니라 휴대폰, 휴대용 디지털 미디어 플레이어, 자동차 라디오, 디지털 카메라 등 상용 분야에 사용된다.이러한 휴대용 디스플레이 애플리케이션은 햇빛에서 가독성을 위해 OLED의 높은 광출력과 낮은 전력 소모를 선호한다.휴대용 디스플레이도 간헐적으로 사용되기 때문에 유기 디스플레이의 수명이 짧아지는 것은 문제가 되지 않는다.시제품은 유기발광다이오드(OLED)의 독특한 특성을 살린 유연하고 굴림 가능한 디스플레이로 제작됐다.플렉시블 간판과 조명 응용 프로그램도 [146]개발 중이다.OLED 조명은 LED 조명에 비해 고품질 조명, 확산 광원, 패널 모양 [145]등 여러 가지 장점을 제공합니다.필립스라이팅은 '루미블레이드'라는 브랜드로 OLED 조명 샘플을 온라인으로 공개했고[147] 독일 드레스덴에 본사를 둔 노발레드 AG는 2011년 [148]9월 '빅토리'라는 OLED 데스크 램프 라인을 선보였다.

노키아는 AMOLED 디스플레이를 탑재한 N85와 N86 8MP를 포함한 OLED 휴대폰을 선보였다.OLED는 또한 일부 HTC, LG, 소니에릭슨 [149]모델뿐만 아니라 대부분의 모토로라와 삼성 컬러 휴대폰에도 사용되고 있다.OLED 기술은 크리에이티브 ZEN V, 아이리버 클릭스, 준 HD, 소니 워크맨 X 시리즈와 같은 디지털 미디어 플레이어에서도 찾아볼 수 있다.

구글과 HTC 넥서스원 스마트폰은 아몰레드 화면을 포함하며 HTC가 자체 개발한 데스티저와 레전드 폰도 마찬가지이다.그러나 삼성디스플레이 [151]공급 부족으로 향후 일부 HTC 모델은 [150]소니의 SLCD 디스플레이를 사용하고 일부 국가에서는 구글과 삼성 넥서스S 스마트폰이 슈퍼클리어 LCD를 대신 사용할 예정이다.

OLED 디스플레이는 포석(JR-9465)과 디젤(DZ-7086)이 만든 시계에 사용됐다.유기발광다이오드(OLED) 패널 제조사로는 안웰테크놀로지스(홍콩),[152] AU옵트로닉스(대만),[153] 치메이이노룩스(대만),[154] LG([156]한국)[155] 등이 있다.

듀폰은 2010년 5월 보도자료를 통해 새로운 인쇄 기술로 50인치 OLED TV를 2분 만에 생산할 수 있다고 밝혔다.이를 제조 측면에서도 확대할 수 있다면 OLED TV의 총비용은 크게 줄어들 것이다.듀폰은 또한 이 덜 비싼 기술로 만들어진 OLED TV는 보통 [157][158]8시간 동안 켜두면 15년까지 지속될 수 있다고 말한다.

OLED의 사용은 Universal Display Corporation, Eastman Kodak, DuPont, General Electric, Royal Philips Electronics, 다수의 대학 등이 [159]보유한 특허의 대상이 될 수 있습니다.2008년까지 OLED와 관련된 수천 개의 특허가 대기업과 소규모 기술 [42]회사로부터 나왔다.

플렉시블 OLED 디스플레이는 제조사가 갤럭시S7 엣지 등 곡면 디스플레이를 만드는 데 사용됐지만 사용자가 [160]구부릴 수 있는 기기에는 없었다.삼성은 2016년에 [161]롤아웃 디스플레이를 시연했다.

삼성 폴더블 스마트폰

2018년 10월 31일, 중국 전자 회사 로욜은 플렉시블 OLED 디스플레이를 [162]갖춘 세계 최초의 폴더블 스크린 폰을 공개했다.2019년 2월 20일, 삼성은 다수 [163]소유의 자회사인 삼성 디스플레이로부터 접이식 OLED 디스플레이를 탑재한 삼성 갤럭시 폴드를 발표했다.2019년 2월 25일 MWC 2019에서 화웨이는 [164][165]BOE의 접이식 OLED 디스플레이를 탑재한 화웨이 메이트 X를 발표했다.

그 2010s 또한, 좁은 바젤을 허용하면서 픽셀(전신 전용 회선)에 gate-line를 추적하는 디스플레이의 국경에서 디스플레이의 픽셀 사이에 운전 회로를 널리 수용을 보았다.[166]

패션

직물들이 유기 발광 다이오드 종합하여 패션 세계에서 길과, 패션 새로운 차원의 불활성 물체를 가져올 조명 통합하기를 위해 포즈를 취한 기술 혁신이.그 희망 조명과 낮은 에너지 소비의 OLEDs 속성을 가지고 섬유의 편안함과 낮은 비용 속성을 결합하는 것이다.비록 빛나는 이 옷들이 시나리오 매우 타당해요, 도전은 아직도 방책.어떤 문제들은:OLED의 수명, 유연한 포일 기질의 굳음, 연구의 더 광 통신 섬유 같은 직물에 있어 부족이 포함된다.[167]

자동차

자동차 회사들 유기 발광 다이오드 사용자의 수가 여전히 존재하고 시장의 high-end에 국한된 드문 일이다.예를 들어, 2010년 렉서스 RX 얇은 필름 트랜지스터(TFT-LCD)디스플레이 대신 OLED디스플레이 특징으로 합니다.

한 일본 제조사 파이어니어 전자 공사는 또한 세계 최초의 OLED제품은 단색 OLED디스플레이와 첫번째 카 스테레오를 생산했다.[168]그 애스턴 마틴 DB9은 Yazaki,[170]2004년 지프 그랜드 체로키와 시보레 콜벳 C6의 순으로 제조된 세계 최초의 자동차 OLEDdisplay,[169]을 통합하였다.[171]이 2015년 현대 소나타와 기아 쏘울 EV사용은 3.5인치 흰색PMOLED되어 있습니다.

기업 고유의 응용 프로그램

삼성

삼성 아몰레드 디스플레이

2004년까지 삼성 디스플레이, 한국 최대 그룹인 삼성이며, 전직 Samsung-NEC 합작 회사의 자회사인 세계 최대 규모의 OLED제조 업체인 2010년을 기준으로 글로벌 아몰레드 시장의 98%점유율이 OLED디스플레이가 world,[172]에서 만들어진 40%산지다.[173]그 회사,달러 100.2 만 세계 OLED시장에서 2006.[174]의 총달러 475만 수익에서 생성하는 OLED산업의 세계 주도하고 있다.2006년 현재,, 아몰레드 기술 특허권 가장 큰 주인 이상의 600미국 특허와 2800국제 특허를 열었다.[174]

삼성SDI는 2005년 당시 세계 최대 OLED TV였던 21인치(53cm)[175]를 발표했다.이 OLED는 622만 화소로 당시 최고 해상도를 자랑했다.또한 전력 소비량이 낮고 해상도가 높은 품질로 인해 액티브 매트릭스 기반 기술을 채택했습니다.이는 2008년 1월 삼성전자가 31인치(78cm)와 [176]4.3mm로 세계에서 가장 크고 얇은 OLED TV를 선보였을 때 이를 넘어섰다.

2008년 5월, 삼성은 1280×768 해상도의 무한 [177]콘트라스트비의 초박형 30cm 노트북 OLED 디스플레이 컨셉을 발표했습니다.삼성SDI 모바일디스플레이 마케팅팀 우종리 부사장에 따르면 이르면 2010년부터 [178]노트북에 OLED가 탑재될 것으로 예상했다.

2008년 10월, 삼성은 세계에서 가장 얇은 OLED 디스플레이를 선보였으며, 이 디스플레이는 "플래시블"하고 구부릴 [179]수 있는 최초의 디스플레이이기도 했다.크기는 0.05mm(종이보다 얇음)에 불과하지만 삼성 관계자는 기술적으로 패널을 [179]얇게 만드는 것은 가능하다고 말했다.삼성은 이 두께를 위해 일반 유리기판을 사용한 OLED 패널을 식각했다.드라이브 회로는 저온 폴리실리콘 TFT에 의해 형성되었습니다.또한 저분자 유기 EL 재료도 사용하였습니다.디스플레이의 픽셀 수는 480 × 272입니다.콘트라스트비는 100,000:1, 휘도는 200cd/m입니다2.색 재현 범위는 NTSC 표준의 100%입니다.

2020년 현재 세계 최대 OLED TV는 88인치로 8K 해상도, 최대 120fps 프레임 레이트, 3만4676달러([180]약 1억7000만원)의 가격을 자랑한다.

삼성전자는 2010년 1월 가전전시회(CES)에서 최대 40% 투명도의[181] 대형 투명 OLED 디스플레이와 사진 [182]ID카드에 애니메이션 OLED 디스플레이를 탑재한 노트북 컴퓨터를 시연했다.

2010년 6월 출시된 삼성 웨이브 S8500과 삼성 i9000 갤럭시 S와 함께 삼성의 2010년 아몰레드 스마트폰은 슈퍼 아몰레드 상표를 사용했다.2011년 1월 삼성은 Super AMOLED Plus 디스플레이를 발표했습니다.이 디스플레이는 실제 스트라이프 매트릭스(서브픽셀 50% 증가), 얇은 폼 팩터, 밝은 이미지, 에너지 소비 [183]18% 절감 등 오래된 Super AMOLED 디스플레이보다 몇 가지 진일보한 기능을 제공합니다.

CES 2012에서 삼성은 슈퍼 OLED [184]기술을 사용한 최초의 55인치 TV 화면을 선보였다.

2013년 1월 8일, CES에서 삼성은 독특한 곡면 4K Ultra S9 OLED TV를 공개했는데,[185] 이 TV는 시청자들에게 "아이맥스 같은 경험"을 제공한다고 밝혔습니다.

2013년 8월 13일, 삼성은 미국에서 $899.[186]99의 가격으로 55인치 커브드 OLED TV(모델 KN55S9C)를 출시했다고 발표했다.

2013년 9월 6일, 삼성은 존 [187]루이스와 함께 55인치 커브드 OLED TV(모델 KE55S9C)를 영국에서 출시했다.

삼성은 2013년 10월 갤럭시 라운드 스마트폰을 한국 시장에 선보였다.이 장치는 5.7인치(14cm) 크기의 1080p 스크린을 갖추고 있으며 둥근 케이스로 수직 축을 따라 구부러집니다.이 회사는 다음과 같은 이점을 추진해 왔습니다.화면이 꺼진 상태에서 단말기를 평면에 기울여 정보를 볼 수 있는 '라운드 인터랙션'이라는 신기능과 홈스크린 [188]전환 시 한 번의 연속적인 전환의 느낌.

삼성은 2013년 [189]이후 처음으로 2022년 OLED TV를 출시했다.기존 TV용 OLED 패널은 LG가 [190]단독 제조사였다.

소니

Sony XEL-1, 세계 최초의 OLED [37]TV(전면)

소니 CLIE PEG-VZ90은 2004년에 출시되었으며, OLED [191]화면을 갖춘 최초의 PDA이다.OLED 화면을 탑재한 다른 소니 제품으로는 2006년에[192] 출시된 MZ-RH1 휴대용 미니디스크 레코더와 워크맨 [193]X 시리즈가 있다.

2007년 미국 라스베이거스 가전전시회(CES)에서 소니는 1920×1080 OLED [194]TV 모델로 11인치(28cm)와 27인치(69cm)의 풀HD 해상도를 선보였다.두 제품 모두 100만:1의 대비와 5mm의 총 두께(베젤 포함)를 주장했다.2007년 4월 소니는 시장 테스트를 위해 [195]월 1000대의 11인치(28cm) OLED TV를 생산하겠다고 발표했다.2007년 10월 1일 소니는 11인치(28cm) 모델 XEL-1이 최초의 상용 OLED[37] TV라고 발표했으며 2007년 [196]12월 일본에서 출시되었습니다.

소니는 2007년 5월 두께 [197]0.3mm에 불과한 2.5인치(6.4cm) 플렉시블 OLED 화면을 공개했다.디스플레이 2008 전시회에서 소니는 320×200픽셀 해상도의 3.2mm 두께의 3.5인치(8.9cm) 디스플레이와 XEL-1의 10분의 1 두께의 960×[198][199]540픽셀 해상도의 0.3mm 두께의 11인치(28cm) 디스플레이를 선보였다.

2008년 7월, 일본 정부 기관은 에너지 절약형 대형 유기 디스플레이를 생산하는 핵심 기술을 개발하는 선도 기업 공동 프로젝트에 자금을 지원하겠다고 밝혔다.이 프로젝트에는 1개의 연구소와 소니사를 포함한 10개의 회사가 참여하고 있다.NEDO는 이 [200]프로젝트가 2010년대 후반 40인치 이상의 OLED 디스플레이를 양산하기 위한 핵심 기술을 개발하기 위한 것이라고 말했다.

소니는 2008년 10월 막스플랑크연구소와 함께 경질 액정표시장치(LCD)와 플라즈마 스크린을 대체할 수 있는 대형 굽힘 디스플레이 가능성에 대한 연구 결과를 발표했다.결국, 구부릴 수 있는 시스루 디스플레이를 쌓아 올려서 기존 [201]제품보다 훨씬 더 큰 대비비와 시야각을 가진 3D 이미지를 만들 수 있습니다.

소니는 2010년 [202]1월 소비자 가전 전시회에서 24.5인치(62cm) OLED 3D TV 시제품을 전시했다.

2011년 1월, 소니는 PSP의 후속 제품인 PlayStation Vita 핸드헬드 게임 콘솔이 5인치 OLED [203]화면을 탑재할 것이라고 발표했습니다.

2011년 2월 17일, 소니는 시네마와 하이엔드 드라마 포스트 프로덕션 시장을 [204]겨냥한 25인치(63.5cm) OLED 프로페셔널 레퍼런스 모니터를 발표했습니다.

2012년 6월 25일, 소니와 파나소닉은 2013년까지 [205]저비용 양산 OLED TV를 만들기 위한 합작 사업을 발표했다.소니는 2008년 이후 처음으로 CES 2017 A1E에서 OLED TV를 공개했다.2018년 CES 2018에서 A8F라는 두 가지 모델을 공개했고 마스터 시리즈 TV인 A9F도 공개했다.CES 2019에서 그들은 또 다른 두 가지 모델인 A8G와 또 다른 브라비아 시리즈 TV인 A9G를 공개했다.그 후, CES 2020에서는, A8H를 공개했습니다.A8H는, 화질 면에서는 사실상 A9G이지만, 코스트가 저렴하기 때문에 타협이 있었습니다.같은 행사에서 그들은 또한 48인치 버전의 A9G를 공개하여 XEL-1 [206][207][208][209]이후 가장 작은 OLED TV가 되었다.

LG

LG는 2009년 4월 9일 코닥의 OLED 사업을 인수하고 화이트 OLED [210][211]기술을 활용하기 시작했다.LG전자는 2010년 기준으로 15인치(38cm) 15EL9500이라는[212] OLED TV 모델을 생산했으며 2011년 [213]3월 31인치(79cm) OLED 3D TV를 발표했다.LG는 2011년 12월 26일 세계 최대 55인치(140cm) OLED 패널을 공식 발표해 CES 2012에 출품했다.[214]2012년 말, LG는 55EM9600 OLED TV의 호주 [215]출시를 발표했다.

LG디스플레이는 2015년 1월 유니버설디스플레이와 OLED 소재 공급 및 특허받은 OLED 발광체 [216]사용권 장기 계약을 체결했다.

미쓰비시

루미오텍은 2011년 1월 이후 세계 최초로 이 같은 밝기와 긴 수명을 가진 OLED 조명 패널을 개발, 판매하고 있다.루미오텍은 미쓰비시중공업, ROHM, 도판인쇄, 미쓰이앤컴퍼니의 합작회사입니다.2011년 6월 1일, 미쓰비시 전기는 도쿄의 과학관에 [217]6미터의 OLED '구'를 설치했다.

Recom 그룹

2011년 1월 6일, 로스앤젤레스에 본사를 둔 기술 회사 Recom Group은 라스베이거스에서 열린 소비자 가전 박람회에서 OLED의 첫 번째 소형 화면 소비자 애플리케이션을 선보였습니다.이는 2.8인치(7cm) OLED 디스플레이로 웨어러블 비디오 [218]네임태그로 사용됐다.2012년 가전전시회에서 레콤그룹은 표준 방송사의 마이크 깃발에 2.8인치(7cm) OLED 디스플레이 3개를 내장한 비디오 마이크 깃발을 세계 최초로 선보였다.비디오 마이크 플래그는 방송사의 표준 마이크 플래그에 [219]비디오 콘텐츠와 광고를 표시할 수 있도록 했습니다.

델

2016년 1월 6일 [220]델은 라스베이거스에서 열린 가전전시회에서 디지털 하이엔드 UP3017Q OLED 모니터를 발표했습니다.이 모니터는 30인치(76cm) 4K UHD OLED 패널로 120Hz의 리프레시 레이트, 0.1밀리초의 응답 시간, 400,000:1의 콘트라스트비를 갖추고 있다고 발표되었습니다.모니터는 $4,999에 판매되고 불과 몇 달 후인 2016년 3월에 출시될 예정이다.3월 말에는 모니터가 시장에 출시되지 않았으며 지연 이유에 대해서는 언급하지 않았습니다.보고서에 따르면 델은 OLED 패널의 화질, 특히 모니터를 [221]측면에서 보았을 때 표시되는 색상의 변화량에 만족하지 못했기 때문에 모니터를 취소했다고 합니다.2017년 4월 13일, 델은 최종적으로 UP3017Q OLED 모니터를 3,499달러(CES 2016의 당초 발표 가격 4,999달러보다 1,500달러 낮음)의 가격으로 시장에 출시했습니다.가격 하락에 더해 모니터는 60Hz의 리프레시 레이트와 1,000,000:1의 콘트라스트비를 갖추고 있습니다.2017년 6월부터 모니터는 Dell 웹사이트에서 구입할 수 없게 되었습니다.

사과

애플은 맥북 [222]프로에 OLED 터치바를 도입하면서 2015년 시계와 2016년 노트북에 OLED 패널을 사용하기 시작했다.2017년 애플은 유니버설 디스플레이 [223]코퍼레이션으로부터 허가를 받은 자체 최적화된 OLED 디스플레이를 탑재한 아이폰X를 출시했다고 발표했다.애플은 아이폰 XS와 아이폰 XS Max, 아이폰 11 Pro와 아이폰 11 Pro Max와 같은 아이폰 X의 후속 제품에서 이 기술을 계속 사용해 왔다.

닌텐도

하이브리드 게임 시스템인 닌텐도 스위치의 세 번째 모델은 현재의 LCD 패널을 대체하는 OLED 패널을 갖추고 있다.2021년 여름에 발표되었으며 2021년 [224]10월 8일에 출시되었습니다.

조사.

2014년 미쓰비시케미칼홀딩스의 자회사인 미쓰비시케미칼(MCC)은 기존 OLED의 [225]2배인 3만 시간 수명을 가진 OLED 패널을 개발했다.

효율적인 유기발광다이오드(OLED) 재료에 대한 탐색은 시뮬레이션 [226]방법을 통해 광범위하게 지원되어 왔으며, 실험적인 [227][228]입력에 관계없이 중요한 성질을 계산적으로 계산할 수 있어 재료 개발 비용을 절감할 수 있습니다.

2018년 10월 18일, 삼성은 2018 삼성 OLED 포럼에서 연구 로드맵을 공개했다.여기에는 디스플레이 지문(FoD), 패널 센서 아래(UPS), 디스플레이 위 햅틱(HoD), 디스플레이 위 사운드 온 디스플레이(SoD)[229] 등이 포함됐다.

다양한 업체들도 OLED(Under Display Camera)로 카메라를 연구하고 있다.IHS 마킷화웨이(Markit Huawei)는 BOE, 오포는 차이나스타광전자기술([230]CSOT), 샤오미는 비전옥스와 제휴했다.

2020년 퀸즐랜드 공대 연구진은 유기발광다이오드([231]OLED) 디스플레이를 만들기 위해 탄소와 질소의 원천인 인간의 털을 사용할 것을 제안했다.

「 」를 참조해 주세요.

추가 정보

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레퍼런스

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