저렴한 디스플레이를 위한 새로운 OLED




독특한 종류의 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED)가 본 대학(University of Bonn) 및 로젠버그 대학(University of Regensburg)의 연구팀에 의해 개발되었다. 이 빛은 특히 에너지 효율적인 저렴한 디스플레이의 설계에 적합한데, 스마트폰, 태블릿 PC 혹은 TV에 사용할 수 있다. 발광 타일(luminescent tile)과 같은 조명에 사용하는 것도 가능하다. 본 연구결과는 Angewandte Chemie지에 게재되어 있다. 

OLEDs는 이미 스마트폰 혹은 디지털 카메라의 디스플레이에 사용되고 있다. OLEDs는 특히 높은 콘트라스트(contrast)와 밝은 영상을 제공하지만, 심각한 단점을 갖고 있다: 전형적으로 기기 구동에 사용되는 전기 에너지의 약 25%만을 빛으로 전환하는데 사용된다. 이 비율은 백금 혹은 이리듐과 같은 귀금속을 미량 사용하면 효율성을 더욱 증가시킬 수 있지만, 이런 귀금속은 희귀하고 매우 비싸다. 따라서 고품질의 OLEDs는 제조하는 것은 상대적으로 제조원가를 증가시킨다. 

이것은 가까운 미래에 변화를 일으킬 것이다. 본 대학 및 로젠버그 대학의 과학자들은 이 독특한 OLED를 시연하였는데, 귀금속에 의존하지 않고도 높은 전환효율을 잠재성을 보여주었다. OLED 디스플레이의 제조원가는 곧 크게 하락하게 될 것이다. 

OLED가 유기 발광 다이오드라고 불리는 이유는, 이상적으로 유기분자로 구성되기 때문이다. 사용되는 유기분자는 탄소와 수소로만 구성되어 있다. OLED의 작동 원리는 보다 단순하다. 분자로 이루어진 얇은 필름은 전극과 접촉되어 있고, 이 전극은 전지와 연결되어 있어서 전류가 흐를 수 있다. 이 전류는 음전하와 양전하로 이루어진다. 이 전하들이 만나면, 빛을 발하면서 소멸된다. 

양전하와 음전하는 서로 당기기 때문에, 전기를 이용해 빛을 생성하는 것은 상당히 효율적이다. 문제는 전하의 양자역학적 측면에 있으며, 스핀(spin)이라고 불리는 자기 모멘트(magnetic moment)와 관련되어 있다. 같은 스핀의 전하들은 서로 밀어낸다. 이런 반발력은 양전하와 음전하의 인력보다 크기 때문에, 유사한 스핀의 다른 전하는 빛을 생성하지 못한다. 대신 전기 에너지를 열로 전환하게 된다. 

기존의 OLEDs의 경우, 이런 에너지 손실은 자주 발생한다: 모든 전하의 75%는 동일한 스핀을 가진다. 콤파스의 바늘과 유사하게 동일한 방향을 가리키지만 서로 닿지는 않으며, 유용한 빛의 수율을 효과적으로 낮추게 된다. OLED 제조업자들은 수율을 높이기 위한 방법을 생각해 냈다. 콤파스의 바늘을 더 강력한 자석으로 회전시켜, 결과적으로 빛을 발생시키기 위한 전하를 생성한다. 이를 위해서는 백금 혹은 이리듐과 같은 금속이 필요하다. 이들 금속들은 거의 모든 전기 에너지를 빛으로 전환시켜 준다. 엄격히 말하면, OLEDs에서 사용되는 기존의 물질들은 유기 화합물이 아닌 금속-유기 물질인 셈이다. 

또한 다른 메커니즘을 이용해 효율을 상승시킬 수 있다. 전하는 스핀의 배향을 바꿀 수 있다. 때문에 단지 기다리기만 하면 된다. 그러나 기존의 OLEDs의 경우 전기에너지가 분자 구조가 바뀌는데 필요한 시간 동안 유지되지 않는다. 대신 분자들은 에너지를 열로 전환시켜 버린다. 따라서 새로운 화합물은 잠재적으로 OLEDs에서 금속-유기체를 사용하지 않고 열 발생을 최소화함으로써, 전기에너지를 효율적으로 빛으로 전환할 수 있다. 



출처 : http://phys.org/news/2013-11-pave-cheaper.html



http://www.jeongeum.co.kr


      비즈니스 정보실  |  2013.11.15 09:48



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