인간에 대한 예의 (항금리 문학 창간호)

무기물 반도체는 공유 결합된 단결정으로 원자들이 촘촘히 연결되어 있어서 에너지 준위가 밴드를 형성하여 전도대와 가전자대로 정의되지만, 유기물 반도체의 경우 분자들이 약한 반 데르 발스 결합으로 다소 엉성하게 연결되어 있습니다. 그래서 서로 이산적인(discrete) 분자 궤도에 있어서 전자가 점유하고 있지 않으며 가장 낮게 위치한 분자 궤도 함수를 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)라 하고, 전자가 점유하고 있으며 가장 높게 위치한 분자 궤도 함수를 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital)로 표현합니다. 무기 반도체에서 이들은 각각 전도대와 가전자대에 해당하는 역할을 하죠. 다만, 무기 반도체에서는 전도대에 위치한 자유 전자들이 전기..

동작 원리는 구조에서 설명하였듯이 양극에서 주입된 정공들과 음극에서 주입된 전자들이 각각 안쪽, 발광층으로 이동하고, 여기에서 결합을 함으로써 빛을 만들어내는 전계 발광 현상을 따릅니다. 발광이 일어나기까지의 과정을 살펴보면, 먼저 전극들로부터 캐리어들이 주입되고(injection), 다음으로 이동을 하게 되며(transport), 마지막으로 전자와 정공이 만나 여기자(exciton)를 형성하고, 형성된 여기자가 안정화되는 과정(recombination)에서 빛을 만들어 내죠(luminescence). 물론 모든 에너지가 빛으로만 나오는 것은 아니며, 열과 같은 다른 에너지로도 변환됩니다. 동작 원리는 다음 노트에서 다룰 ‘OLED에서의 캐리어 이동, 결합, 그리고 발광’에서 설명을 이어갑니다. # 참고..

OLED는 양극과 음극, 두 개의 전극 사이에 전자와 정공이 결합, 빛을 만들어내는 발광층(Emission Layer, EML)이 샌드위치형으로만 되어있어도 작동이 가능하며, 1960년대의 연구는 이 구조로 시도되었습니다. 그러다가 1980년대에 실용화 가능성을 보여준 OLED 구조는 발광층을 별도로 형성하고, 여기에 정공 수송층(Hole Transport Layer, HTL)이 더해진 두 개의 유기층 구조였죠. 이 후에 보다 성능을 개선하기 위하여 유기층들의 수가 증가하는 다층막(multi-layer), 혹은 이종 구조(hetero-structure)로 발전됩니다. 즉, 캐리어들, 즉, 전자와 정공들이 각각 음극과 양극으로부터 보다 쉽고 충분하게 주입되도록 하기 위한 전자 혹은 정공 주입층(Electr..

앞서 언급하였듯이 OLED 조명의 특징과 잠재적인 가능성은 높은 품질의 빛과 스펙트럼의 조절, 우수한 에너지 효율성과 친환경성, 그리고 폼 팩터의 특징과 디자인 자유도 등에 있습니다. 특히 색과 빛의 품질 향상과 디자인 아이디어의 접목은 OLED 조명을 가정은 물론 건축, 광고, 자동차, 전시장 등에서 보다 폭 넓은 내장형(built in) 응용, 다양한 성능과 형태로 안내할 것입니다. 이를 위해, 효율과 함께 수명과 안정성, 아웃 도어 적응력, 그리고 가격에 관한 이슈들이 더욱 속도감있게 해결되어가야 할 것이며, 특히 새로운 디자인을 통한 미관과 예술적인 감성에의 호소도 중요하죠. 기술적인 발전의 진행 방향은 디스플레이용 OLED와 큰 차이가 없습니다. 즉, 하부 발광보다는 상부 발광, 혹은 양면 투명..

OLED 조명을 효과적으로 사용할 수 있는 공간이나 장소들은 우리의 실생활과 밀접하게 관련이 되며, 실로 다양합니다. 가정에서는 물론, 호텔의 로비나 룸, 행사장, 병원, 카페 등 용도와 취향에 맞도록 설계, 설치할 수가 있죠. 기능이나 성능도 유연성의 강조, 투명 디자인, 터치 디밍 기능 등을 접목하여서 간단한 문자 표시기에서 장식, 스마트 거울, 큰 샹들리에 등에 이르기까지 다방면에서 장점을 발휘하고 있습니다. 2019년 현재, OLED 조명으로 새로운 도전에 나서고 있는 회사들을 나열하여 보면, 알파벳 순으로 Ason Technology, Blackbody, First-O-Lite, GE, Konika Minolta, LG Display, NEC Lighting, Osram, Philips, Sho..

LCD

OLED 조명은 유기물을 이용하는 면광원입니다. 즉, 전압을 인가하게 되면, 발광층으로부터 빛이 나오게 되죠. 전하 주입층, 수송층 등은 전하, 즉 전자와 정공들의 흐름을 최적화하여 발광층의 성능을 최고로 만드는 역할을 하죠. 이러한 OLED조명이 갖는 이점들은 다양합니다. 먼저 면광원이므로 눈부심(glare)이 없고 균일한 빛을 만들어내죠. 사용 전압이 낮고 효율이 높아 소비 전력이 낮으며, 색 재현율이 우수하고 색과 색온도의 조절, 제어도 가능합니다. 즉, 천연색이나 태양광 스펙트럼을 만들어낼 수 있죠. 얇고 가벼우며, 휨과 같은 변형을 줄 수도 있습니다. 투명할 수도 있죠. 수은과 같은 유해 물질을 쓰지 않는 친환경 소자이며, 자외선 방출도 최소화할 수 있습니다. 열 발생이 적어 방열(heat si..

조명은 각종 광원을 이용하고, 어떠한 목적을 가지고 특정의 장소를 밝게 하는 행위나 기능을 말합니다. 조명을 위한 광원으로는 고대 이집트 등에서 촛불, 횃불 등이 사용되어 왔으며, 나름 과학적인 기반을 갖춘 조명용 광원은 1780년대의 오일 램프로부터 시작합니다. 이후, 1795년에 가스를 이용한 램프가 개발되었고, 1800년대에 들어서면서 전기를 이용한 조명 쪽으로 무게 중심이 옮겨가죠. 1800년대 초에 백금 필라멘트, 진공관 램프 등이 연구, 개발되고, 1840년대에는 아크 램프가 출현합니다. 1867년에 최초로 형광 램프가 개발되었으며, 1875년에는 백열 전구가 등장하죠. 그리고 1880년에 보다 수명이 긴 필라멘트가 만들어지고, 뒤를 이어 1884년에 기체 방전관이 나오며, 조금 시간이 흘러 ..

OLED는 공정 온도가 낮고 열 안정성이 좋은 폴리머 개발을 통하여서 유리 기판뿐만이 아니라 플라스틱 기판, 더 나아가서는 탄성 폴리머 기판 위에도 제작될 수 있습니다. 그리고 OLED의 대부분의 소재는 유기물이죠. 이러한 특징으로 인하여, 변형이 가능하고, 탄성이 있으며, 생체 친화성으로 진화할 수가 있고 따라서 유연, 탄성, 생체 삽입형 디스플레이로서의 응용도 가능해집니다. 이를 통하여, 현재 출시 중인 접을 수 있는 폰, 말 수 있는 TV를 넘어서 몸에 감거나 붙이는 디스플레이, 자동차의 내부와 같은 곡면에 설치하는 디스플레이, 그리고 콘텍트 렌즈와 같이 체내에 일부 삽입하는 디스플레이 등이 고안될 수 있습니다. # 참고로 하고 있는 여러 자료들의 제공에 감사를 표하며, 계속 업그레이드 됩니다. #..

OLED의 응용도는 크게 두 가지로 분류할 수 있습니다. 즉, 디스플레이와 조명이죠. 디스플레이에서는 먼저 7 세그먼트형 문자나 숫자 표시기가 있고, 좌표 구동을 따르는 매트릭스형이 있습니다. 매트릭스형은 수동 구동 방식과 능동 구동 방식으로 구분이 되는데, 해상도가 높아지고 화면이 커질수록 능동 구동 방식을 취하게 되며, 지금의 모바일 폰, 테블릿, TV 용 OLED는 대부분 이에 해당하죠. 양면 발광이 가능한 투명 OLED는 사이니지, 쇼 윈도우나 스마트 윈도우에도 사용할 수가 있습니다. 기판이 유리에서 유연성이 있는 플라스틱으로 확장되면서 변형이나 휨을 강조한 웨어러블 기기, 폴더블 폰, 그리고 롤러블 TV 등으로 응용 분야들이 더욱 다양해지는 추세입니다. 조명의 경우, OLED 고유의 색 혹은 색..