인간에 대한 예의 (항금리 문학 창간호)

OLED 소자의 효율(양자 효율, 전류 효율, 전력 효율)은 기본적으로 발광층 특히 dopant 재료에 좌우되지만, 기타 전하균형 및 광추출 효율 등에도 영향을 받는다. 일반적으로 배면발광 방식의 OLED 소자에서 외부로 방출되는 빛의 효율(outcoupling efficiency)은 약 20~30% 수준으로 나머지 70~80% 정도의 빛은 유리 기판과 ITO 및 유기 소재층의 굴절률 차이에 의한 wave-guiding 효과와 유리 기판과 공기의 굴절률 차이에 의한 전반사 효과로 손실되는 것으로 알려져 있다. 따라서 완벽한 전하균형 및 100%의 양자 효율을 가지는 발광재료를 사용하더라도 최대 외부 양자 효율은 25%~30%가 된다. 따라서 OLED 소자의 효율을 높이기 위해서 소자 적층 재료 및 구조의..

삼중항 여기자 활용 기술 OLED는 전류구동 방식의 발광 소자로서 전자와 정공이 결합하여 생성된 고에너지 상태의 여기자(exciton)가 낮은 에너지 상태로 안정화 되면서 방출되는 에너지를 빛으로 전환하는 소자이다. OLED 소자 구동 시 생성되는 여기자는 단일항 및 삼중항 상태의 여기자를 생성하며 각각 25%, 75%의 비율로 여기자가 형성된다. 최초의 OLED는 단일항 상태의 여기자만을 활용하여 발광하는 재료(형광 재료)를 사용함에 따라 이론적 내부 양자 효율 이 25%에 머물렀으며, 이후 삼중항 여기자를 활용할 수 있는 인광 재료가 개발되어 이론적 내부 양자 효율이 크게 높아짐에 따라(~100%) 고효율의 OLED 소자를 제작할 수 있게 되었다. OLED 소자의 실질적인 효율 특성은 최종적으로 외부..

머리말 OLED에서 발광층으로 사용되는 재료는 형광재료와 인광재료가 있다. 인광 OLED는 재결합에 의해 형성된 여기자를 모두 발광에 이용할 수 있기 때문에, 이론적 내부양자효율이 100%로 형광 OLED에 비해 이론 효율이 4배가 되어 효율이 우수한 반면 수명이 길지 않은 단점이 있다. 그러나 최근 활발한 인광재료 개발에 힘입어 내부 양자효율과 함께 수명도 크게 향상되어 점차로 상용 제품에 사용되고 있는 추세이다. 그러나 OLED의 내부 양자효율이 비록 100%라 하더라도 발광량의 약 20%만이 외부로 방출되고 80% 정도의 빛은 유리 기판과 ITO 및 유기소재층의 굴절률 차이에 의한 wave-guiding 효과와 유리 기판과 공기의 굴절률 차이에 의한 전반사 효과로 손실된다. 내부 유기발광층의 굴절률..

OLED에서 광효율은 외부 양자효율 EQE (External Quantum efficiency)와 내부 양자효율 IQE (Internal quantum efficiency)로 크게 두 가지로 구분된다. 외부 양자효율 ηext은 내부 양자효율 ηint에 광추출효율 ηcopling의 곱으로 나타낼 수 있으며, 내부 양자효율 ηint은 γ의 charge balance, ηexc의 재결합에 의한 엑시톤 생성효율, φp의 내부양자 수율을 의미한다. 내부에서 재결합된 분자여기자를 통해 형성된 100%의 내부양자효율이더라도 외부로 추출되는 과정에서 외부양자효율은 약 20~30% 내외로 낮은 효율의 광이 외부로 추출되는 문제가 발생한다. OLED의 광추출 효율(out-coupling efficiency)을 논의하기 위..

삼성디스플레이가 액정표시장치(LCD) 사업을 접는다. 수년간 적자를 본 LCD사업부를 과감히 정리해 수익성을 개선하고 내년을 폴더블 유기발광다이오드(OLED), 대형 QD디스플레이, 퀀텀닷나노디스플레이(QNED) 등 신기술 도입 확대의 원년으로 삼겠다는 계획이다. 30일 전자업계에 따르면 삼성디스플레이는 4·4분기부터 국내 및 중국 쑤저우에 위치한 7세대·8세대 LCD공장 가동을 중단한다. 미래 경쟁력 확보를 위해 경영진이 고심 끝에 결정을 내렸다. 앞서 지난 19일 이재용 재무분석차트영역계속기업리포트부회장이 삼성디스플레이 아산사업장을 방문하기도 했다. 결정의 배경에는 수년간 중국 업체들의 저가 LCD 공세를 겪으며 불어난 LCD사업부의 적자가 직접적인 영향을 미쳤다. 증권가에서는 올해 1·4분기 삼성디..

브라운관에 이어 20여년 동안 세계 디스플레이 시장을 지배했던 LCD(액정표시장치) 시대의 끝이 서서히 보이고 있다. 삼성·LG에 이어 일본, 그리고 중국까지 OLED와 차세대 QD(퀀텀닷) 패널 양산 계획을 속속 내놓으면서 업계 전반의 탈 LCD 움직임이 본격화하면서다. JDI, 소형 OLED 전환 본격화…애플워치 등 탑재 22일 업계에 따르면 키쿠오카 미노루 재팬디스플레이(JDI) 최고재무책임자(CFO)는 블룸버그와의 인터뷰에서 "OLED로의 전환을 서둘러야 할 때가 왔다"며 "일부 OLED 제품을 대량 생산할 준비가 됐다"고 밝혔다. 미노루 CFO는 인터뷰에서 LCD가 중저가 스마트폰에서 가격 경쟁력이 있다고 강조했지만, 애플이 내년 이후 출시하는 아이폰 신제품 전체에 OLED를 채용한다는 계획을 ..

일 년 중 별이 가장 잘 보이는 계절은 겨울이다. 하지만 별이 가장 멋지게 보이는 계절은 단연 여름이다. 특히 여름철 산이나 바다에서 바라보는 밤하늘은 한 번쯤 천문학자가 되어보고 싶다는 생각을 갖게 할 정도로 낭만적이고 아름답다. 비록 올해는 국립공원 대피소들이 모두 문을 닫아서 높은 산에서 밤을 보내기는 쉽지 않겠지만, 그래도 가끔은 도시를 벗어나 밤하늘로 별자리 여행을 떠나보기 바란다. 지구가 태양에서 가장 멀어지는 시간 더운 여름, 천문대를 찾는 관람객에게 여름이 더운 이유를 물어보면 대부분 지구와 태양이 가까워졌기 때문이라고 대답한다. 정말 그럴까? 우리나라가 여름일 때 남반구의 호주는 겨울이다. 여름에 더운 이유가 지구와 태양의 거리 때문이라면 지금 호주가 추운 이유는 설명되지 않는다. 지난 ..

19세기의 시작과 함께 등장한 전지가 그 시대의 과학을 어떻게 바꿔 놓았을지 그리고 20세기 과학의 화려한 등장에 얼마나 결정적인 영향을 미쳤을지, 갈바니나 볼타는 짐작도 못했을 것이다. 볼타전지(1800)가 등장한지 꼭 20년이 지난 1820년 덴마크의 물리학자인 한스 크리스티안 외르스테드(1777~1851)는 볼타전지로 실험하던 중 전지를 연결한 도선 주변에서 나침반이 움직이는 현상을 발견했다. 나침반이 움직였다는 것은 뭔가 자석의 작용, 또는 자기효과가 있었다는 말이다. 그런데 자석이 없어도 도선에 전류가 흐르면 마치 자석이 있는 것처럼 자기효과를 낼 수 있다. 이는 그때까지 전혀 알려지지 않은 사실이었다. 외르스테드의 신기한 발견 소식은 순식간에 전기에 관심 있던 과학자들에게 퍼져나갔다. 그 중에..

우리는 아주 빠른 속도를 묘사할 때 빛처럼 빠르다고 표현합니다. 예를 들어, 야구 투수가 약 시속 160km를 넘는 공을 던지면 빛처럼 빠른 공이라는 뜻으로 ‘광속구’라고 비유합니다. 그런데 정말로 빛의 속도에 가깝게 물체를 던지는 사람들이 있습니다. 바로 저와 같은 핵물리학자들입니다. 작은 핵을 빠르게 던지는 비결 빛은 얼마나 빠를까요? 빛은 진공이나 공기 중에서 1초에 30만km를 이동해 지구를 일곱 바퀴 하고도 반 바퀴나 더 돌아요. 유럽입자물리연구소(CERN)의 거대강입자가속기(LHC)는 빛의 99.999999%에 달하는 속도로 수소 원자의 핵인 양성자를 던져서 서로 충돌시킵니다. 말 그대로 ‘빛처럼 빠르게’ 입자를 가속시키는 겁니다. 이처럼 빠른 속도를 어떻게 만들어내는 걸까요? 야구공은 큰 힘..