OLED는 유기물로 만들어지는 디스플레이입니다. 유기물은 저분자(small molecule)와 고분자(polymer)로 분류가 되죠. 분자량으로는 10만개 이하는 저분자, 그 이상은 고분자로 구분하기도 하죠. 특히 고분자는 단위가 되는 분자 즉, 단량체(monomer)들이 수백 개에서 수만 개 혹은 그 이상에 이르기까지 연결된 것을 의미합니다. 예를 들어서 에틸렌 단량체는 중합(polymerization)이 되어서 폴리에틸렌을 형성하죠. 물론 단량체의 결합 개수에 따라서 다이머, 트라이머, 그리고 올리고머 등으로 좀 더 세부적으로 분류하기도 합니다.
OLED도 어떤 유기물을 사용하였는지에 따라 저분자 OLED와 고분자 OLED로 구분이 됩니다. 저분자 OLED는 대략 1980년대 초 중반에 미국, 이스트만 코닥의 연구진이 개발하였고, 이후 다양한 발전 과정을 거치면서 지금은 OLED 산업의 주류가 되어있죠. 고분자를 적용한 OLED는 1980년대 후반에 영국의 캠브리지대에서 시작되었는데, 아직 색순도, 효율, 그리고 수명과 같은 성능과 패터닝을 비롯한 생산 공정에 있어서 완성이 되지 않은 상태이며, 연구 개발이 꾸준히 이어지고 있으므로 제품 출현이 기대가 되고 있습니다.
일반적으로 저분자 OLED에서는 양극과 음극 사이의 유기물층들이 각각 기능이 세분화되어 있으며, 따라서 유기막들의 역할에 따른 물리 현상과 이에 대응하는 재료들의 최적화가 비교적 용이합니다. 또한 재료의 정제가 용이하며 핵심 재료의 개발 수준이 높은 편입니다. 이에 비하여 고분자 OLED에서는 하나의 유기막이 맡고 있는 역할들이 복수개로써 최적화가 용이하지 않죠. 그리고 재료 정제가 상대적으로 어려워 신뢰성이 확보된 재료들이 아직은 부족합니다. 지금까지 개발되어 온 대표적인 고분자 발광 재료들은 주로 전도성 고분자에 해당하는 공액계 고분자에 해당되는데, 일례로 polyarylenevinylene(PAV), polyfluorene(PF), poly-p-phenylene(PPP), poly-p-phenylenevinylene(PPV), polythiophene(PTh) 등이 있습니다.
이와 같이 물질로서도 구분이 되지만, 공정, 제조 방법, 구조 등에서도 상호 장점과 단점을 가지고 있는데, 가장 큰 차이는 저분자 OLED는 진공 증착 공정을 기반으로, 고분자 OLED는 용액 공정을 기반으로 하여 제작된다는 점에 있습니다. 이로 인하여 패터닝 방법, 구조와 성능, 그리고 생산성과 가격 등에서도 확연한 차이가 있죠. 요약을 하자면 기존 확보된 기술로 제품을 생산하기에는 저분자 OLED가 대세이지만, 용액 공정을 기반으로 한 간편한 제조 과정, 낮은 공정 온도, 시설 투자 및 생산 가격의 절감 등에서는 고분자 OLED가 큰 잠재력을 지니고 있습니다. 다만, 소자의 단기, 장기적인 성능과 함께 용액(잉크) 소재 문제, 높은 해상도 구현시 겪게 되는 미세 패터닝에서의 난이도 등이 여전히 풀어가야 할 숙제들입니다.
# 참고로 하고 있는 여러 자료들의 제공에 감사를 표하며, 계속 업그레이드 됩니다.
# 의견과 조언, 수정과 요청은 늘 환영합니다. 댓글이나 전자메일로~ bkju@korea.ac.kr
# 저작자, 본 사이트를 반드시 표시, 비영리적으로만 사용할 수 있고, 내용 변경은 금지합니다.
# 더! 생각해보기
a. 고분자 OLED은 지금, 어디까지 왔는지, 아직 생산이 되지 않고 있는 이유는 무언지 알아보자
b. 앞으로 저분자 vs. 고분자 OLED의 경쟁을 어떻게 진행될까
'공부와 생각들 > 디스플레이 공부' 카테고리의 다른 글
| 5-4) OLED, 분류, 수동 구동과 능동 구동 (0) | 2019.12.17 |
|---|---|
| 5-3) OLED, 분류, 고분자 OLED (0) | 2019.12.14 |
| 5-1) OLED, 분류 (0) | 2019.12.10 |
| 쉬어가기) 박막 트랜지스터 (0) | 2019.12.06 |
| 4-32) OLED, 백플레인, TFT, 유기 TFT, 그리고 (32) | 2019.12.06 |