유기 EL 개요 및 시장동향

1. 유기EL 개요 및 시장동향 지도교수 : 김재형교수님 96907188 최 명 철

2. 목 차  유기EL현황 및 전망  유기EL 소개  prototype  유기EL 특성  시장동향  OLED DEVICE  발광 원리  기본구조  재료  실제 모형 차후 보완 사항

3. 목 표  유기EL은 현재 상용되고 있는 여러 display소자들의 성능을 보강하는 데 주목 받고 있는 천연색 표시 소자 중 하나 이다.  유기 EL에 대한 구조 및 발광 Mechanism과 시장 동향에 관하여 공부하는데 목표를 두었다

4. 유기EL의 소개  정 의 유기물 박막에 음극과 양극을 통하여 주입된 전자 (electron)와 정공(hole)이 재결합(recombination)하여 여기자(exciton)를 형성하고, 형성된 여기자로부터의 에너지에 의해 특정한 파장의 빛이 발생되는 현상  분 류 Inorganic EL : ZnS, GaN…… EL 단분자 유기 EL : Anthracene, Alq3… Organic EL 고분자 유기 EL : PPV, PPP, PT…

5.  유기EL의 역사 • France, G.Destriau, 처음으로 유기EL에 대해 관찰 1936 • Pope, Kallmann, Magnante가 안트라센(anthracene) 단결정에서 처음으로 유기 EL 발견 1963 • Eastman Kodak, organic LED의 비대한 발전을 이룸 1987 • Eastman Kodak, 형광 염료를 소개 • Cambridge, Polymer LED를 소개.. 1989 1990 • 일본 Pioneer, OLED를 사업과 연결시킴 (Eastman Kodak의 동의하에) 1996 • 일본 Pioneer, 수동의 첫 Prototyped을 제작. • 일본 Pioneer, 세계 최초의 샹용화 (유기물을 진공증착하여 자동차 FM 수신용 단색 display로 시판) • 여러 회사에서 Color Display를 제작하기 시작 1997 • Passive OLED display를 상업화 하다(Car, Phone, Local, Multi color) • • 여러 회사들이 AMOLED Display를 제작하기 시작 2000 • Sony, TV에 적용시킬 13인치의 Full Color AMOLED Display 제작 • Toshiba, SeikoEpson, Full Color AMOLED 제작 2001

6.  유기EL의 장점 •  부드럽고 균일한 빛 제공 •  전기효율 좋다 • 디자인의 자유 • 유연성과 내구성 •  응답속도가 빠르다 • 초경량 및 두께가 얇음 저렴한 가격

7. PROTOTYPES

8. 시 장 동 향 2000 2005 2010 2015 디 스 플 레 이 시 장 소 화 면  각종 오디오  휴대전화  휴대게임기 •  디지털 카메라 • 카 네비게이션 • PDA 등 •  데스크톱 PC • 노트북 PC • 실내 TV 중 화 면 대 화 면 •  대형평면 TV • 야외 대형 스크린 • 프로잭터 조명 시장 •  백열등 대체 • 형광등 대체

9. OLED Device Cathode Organic Anode Substrate   Cathode     Anode Electron, hole injection Electron, hole recombination Photon Emission

10. Device Design(장치구조) HIL HTL EML Host + Dopant HBL ETL EIL EIL Anode Cathode • Anode : ITO(indium tin oxide) • HTL(hole transporting layer) : TPD • HBL( hole buffer layer) • EIL(electron injection layer) • HIL(hole injection layer) • EML(emitting material layer) • ETL(electron transporting layer)  Cathode : Ca,Mg,Al

11. 유기EL의 발광 Mechanism 1) Carrier 주입단계: 낮은 일함수를 갖는 금속에서 전자 주입, 높은 일함수를 갖는 전극에서 hole 주입 2) Carrier완화단계 : 발광층내에서 lattice와 coupling되면서 각각 음성 polaron(electron-lattice), 양성 polaron(hole-lattice)을 형성 3) carrier이동단계 : carrier들은 외부에서 공급한 전기장에 의해 hopping 등을 통해 반대 전극을 향해 이동 4) 여기자 생성단계 : 이동하던 carrier들이 발광체내의 어느 한 부분에서 만나 결합하여 exciton을 생성 5) 발 광 단 계 :생성된 exciton들이 polaron 에너지 gap에 해당하는 빛을 발생하 여 발광소멸.

12. Device Design Anode Cathode HTL(HIL) ETL(EIL) EML : Doping •  Low Work Func •  Mg : Ag •  Li : Al •  Ca… • 전자 주입을 위한 전극 Al이 가장 대표적 으로 이용(일함수가 낮아 전자 주입이 좋음) Ca 공기중에 쉽게 산화되는 단점 • HOMO level •  CuPc • m-MTDATA • PTCDA.. •  TPD •  NPD •  DPVBi.. •  PANI, PEDOT •  PPV •  PVK • LUMO level •  AlQ3 •  Bebq2 •  PBD •  OXD •  TAZ • MEHPPV • ...  AlQ3,..  Rubrene  Quinacridone  Coumarin  Anthracen  Parylene  Ir(ppy)3  Pt(OEP)..  High Work Func ITO, ZnO, SnO  TCP (PANI,PEDOT)  Au,Pt, p-Si  ITO : hole주입을 위한 전극 Anode 중 가장 널리 사용 두께는 30nm정도 투명도가 높음 전도도가 높음 일함수가 높아 홀주입이 좋음 단점 : 컨트롤이 어려움 !!! 형광 OLEDs Power 능력 Green Red Blue 6 lm/W > 30 lm/W ~ 1.0 lm/W

13. 실 제 모 형 Cathode (Al, 100nm) EML (Alq3, 35nm) HTL (NPD, 50nm) Anode (ITO) glass

14. 차후보완사항 및 소감 • 차후 보완 사항 •  수명이 길고, 발광 기능이 우수한 공급재료의 생산 •  컬러화 기술의 성숙화  마치면서…. 프로젝트를 통하여 말로만 들어오던 유기EL에 대해 배우게 되어 좋았고, 기회가 된다면 실제 모형을 제작 해보고 싶습니다.