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OLED는 organic light emitting diode의 약자입니다. 말 그대로 유기물 발광 다이오드입니다. 발광 다이오드라고 하면 보통 무기물 반도체를 떠올리게 되는데, 20세기에서 21세기를 넘어오면서 유기물을 가지고도 다이오드를 만들 수 있다는 것이 알려지면서 많은 연구가 진행되어온 분야입니다. 이미 제품으로 나온 것도 있지요. OLED의 주 재료는 자외선을 흡수하고 자신이 흡수한 빛보다 파장이 긴 빛을 내놓는 형광물질 중 특별한 전기적 특성이 있는 것들입니다. 이 형광물질에 hole과 electron이 주입되면 이 둘이 만나면서 빛을 내게 됩니다(공부한지 하도 오래되서 맞는지 모르겠네요). 그래서, OLED에서는 hole과 electron을 어떻게 효과적으로 주입하고 주입된 것들이 형광물질이 있는 곳까지 잘 전달되도록 하는 기술이 가장 중요합니다. 이러한 이유로 OLED는 일반적으로 다음과 같은 구조를 갖습니다. anode/(HTL/FL/ETL)/cathode - HTL= hole transport layer - FL = fluorescent layer - ETL= electron transport layer anode와 cathod 사이에 세가지 성분의 물질이 존재하게 되는데, anode에 hole이 주입되고 cathod 쪽으로 electron이 주입되게 됩니다. 질문하신 내용중에 ITO를 anode 재료로 사용하는 것은 hole을 주입하기 위한 것이고 ITO 투영하기 때문에 소자에서 발생된 빛이 ITO 쪽으로 나오게 되어 있습니다. ITO를 통해 주입된 hole은 쉽게 FL 쪽으로 이동하는 것은 아닙니다. 그래서, hole의 이동을 도와주는 HTL을 사용하게 됩니다. 마찬가지로 cathod에는 electron이 주입되겠지요. OLED에서는 hole의 주입보다 electron의 주입이 어렵습니다. 그래서, cathod 재료에는 Al, Mg 같은 work function이 낮은 물질을 사용합니다. 그러나, work fonction이 낮은 물질 안정성이 떨어지기 때문에 work function이 높은 전극을 사용할 수 있도록 ETL 부분의 물질을 개발하는 경우도 있습니다. 신동호 . >안녕하세요. 전 OLED에 관해서 공부하는 학생입니다. >OLED 발광메카니즘을 공부하다 의문점이 드는것이 있어 이렇게 질문하게 되었습니다. >보통 OLED의 anode로 ITO 를 사용하는것으로 알고 있는데...(다른 물질론Al doped ZnO등등..) 제가 알기론 이물질이 n-type인것으로 아는데... >어떤 메카니즘을 통해서... hole이 발생하는지에 대해서 궁금합니다. >시원 하게 해결해주실 선배님들의 조언을 기다리겠습니다.

답변해주신것 대단히 감사합니다. 시간이 많이 지나서... 아무도 관심이 없는줄 알았거든요...^^ 제가 질문을 좀 미숙하게 한것 같아서... 아님 제가 답변을 잘 이해 하지못해서... 다시 한번 글을 올립니다. ITO가 투명하기 때문에... anode로 사용한다는 말은 공감이 가고.. 이해도 되는듯합니다. 그리고 효율을 높이기 위해... HTL이나 buffer layer를 사용한다는것도 이해가 갑니다. 허나 ITO는 n-type 반도체이기 때문에... hole 보다는 electron이 나오는것이 쉬울거 같은데... 이런이유에서... anode(hole주입층)로 사용한다는것이 이해가 잘안되네요. 염치가 없지만... 다시한번 답변 부탁드리겠습니다. 꾸우~~벅!! 궁금증이 많은 학생 신종문 >OLED는 organic light emitting diode의 약자입니다. >말 그대로 유기물 발광 다이오드입니다. >발광 다이오드라고 하면 보통 무기물 반도체를 떠올리게 되는데, 20세기에서 21세기를 넘어오면서 유기물을 가지고도 다이오드를 만들 수 있다는 것이 알려지면서 많은 연구가 진행되어온 분야입니다. 이미 제품으로 나온 것도 있지요. > >OLED의 주 재료는 자외선을 흡수하고 자신이 흡수한 빛보다 파장이 긴 빛을 내놓는 형광물질 중 특별한 전기적 특성이 있는 것들입니다. 이 형광물질에 hole과 electron이 주입되면 이 둘이 만나면서 빛을 내게 됩니다(공부한지 하도 오래되서 맞는지 모르겠네요). > >그래서, OLED에서는 hole과 electron을 어떻게 효과적으로 주입하고 주입된 것들이 형광물질이 있는 곳까지 잘 전달되도록 하는 기술이 가장 중요합니다. 이러한 이유로 OLED는 일반적으로 다음과 같은 구조를 갖습니다. > >anode/(HTL/FL/ETL)/cathode > >- HTL= hole transport layer >- FL = fluorescent layer >- ETL= electron transport layer > >anode와 cathod 사이에 세가지 성분의 물질이 존재하게 되는데, anode에 hole이 주입되고 cathod 쪽으로 electron이 주입되게 됩니다. 질문하신 내용중에 ITO를 anode 재료로 사용하는 것은 hole을 주입하기 위한 것이고 ITO 투영하기 때문에 소자에서 발생된 빛이 ITO 쪽으로 나오게 되어 있습니다. ITO를 통해 주입된 hole은 쉽게 FL 쪽으로 이동하는 것은 아닙니다. 그래서, hole의 이동을 도와주는 HTL을 사용하게 됩니다. 마찬가지로 cathod에는 electron이 주입되겠지요. OLED에서는 hole의 주입보다 electron의 주입이 어렵습니다. 그래서, cathod 재료에는 Al, Mg 같은 work function이 낮은 물질을 사용합니다. 그러나, work fonction이 낮은 물질 > 안정성이 떨어지기 때문에 work function이 높은 전극을 사용할 수 있도록 ETL 부분의 물질을 개발하는 경우도 있습니다. > >신동호 >. >>안녕하세요. 전 OLED에 관해서 공부하는 학생입니다. >>OLED 발광메카니즘을 공부하다 의문점이 드는것이 있어 이렇게 질문하게 되었습니다. >>보통 OLED의 anode로 ITO 를 사용하는것으로 알고 있는데...(다른 물질론Al doped ZnO등등..) 제가 알기론 이물질이 n-type인것으로 아는데... >>어떤 메카니즘을 통해서... hole이 발생하는지에 대해서 궁금합니다. >>시원 하게 해결해주실 선배님들의 조언을 기다리겠습니다.

n형이냐 p형이냐를 가지고 보시지 말고 anode에서 interface를 이루고 있는 두 물질(ITO와 HTL) 간의 에너지 준위를 가지고 이해하시는 것이 빠를 것 같습니다. hole을 잘 주입하느냐 못하느냐는 절대적인 주입 능력보다는 이웃하고 있는 물질의 에너지 준위가 중요합니다. 반도체에서는 valence band, conduction band, band gap 등으로 에너지 준위를 설명합니다. 그러나, 유기물로 들어오면 LUMO, HOMO라는 용어를 사용합니다. 정확한 것은 아니지만 LUMO는 conduction band에 HOMO는 valence band에 해당한다고 보시면 됩니다. (LUMO=lowest unoccupied molecular orbit) (HOMO=highest occupied molecular orbit) ITO가 HTL로 hole을 주입할 수 있느냐 없느냐는 ITO과 HTL의 HOMO level 간의 차이가 작으냐 크냐로 결정됩니다. level 차이가 작으면 작을수록 hole 주입이 용이하겠지요. 물론, ITO의 level이 HTL보다 높아야 하구요. http://www.optics.arizona.edu/oled/INTRO.HTM로 가시면 동영상이 있습니다. 참고하세요. 신동호

답변 감사드립니다. 역시...OLED에선 일함수에 포커스를 맞춰서 생각 해야할것 같군요. 전극의 일함수와 유기물의 폴라론 갭에 맞춰서 다시 공부해 보아야 할거 같군요. 바쁘신 와중에 성심껏 답변해주신점 너무 감사드립니다. >n형이냐 p형이냐를 가지고 보시지 말고 anode에서 interface를 이루고 있는 두 물질(ITO와 HTL) 간의 에너지 준위를 가지고 이해하시는 것이 빠를 것 같습니다. hole을 잘 주입하느냐 못하느냐는 절대적인 주입 능력보다는 이웃하고 있는 물질의 에너지 준위가 중요합니다. > >반도체에서는 valence band, conduction band, band gap 등으로 에너지 준위를 설명합니다. 그러나, 유기물로 들어오면 LUMO, HOMO라는 용어를 사용합니다. 정확한 것은 아니지만 LUMO는 conduction band에 HOMO는 valence band에 해당한다고 보시면 됩니다. > >(LUMO=lowest unoccupied molecular orbit) >(HOMO=highest occupied molecular orbit) > >ITO가 HTL로 hole을 주입할 수 있느냐 없느냐는 ITO과 HTL의 HOMO level 간의 차이가 작으냐 크냐로 결정됩니다. level 차이가 작으면 작을수록 hole 주입이 용이하겠지요. 물론, ITO의 level이 HTL보다 높아야 하구요. > >http://www.optics.arizona.edu/oled/INTRO.HTM로 가시면 동영상이 있습니다. 참고하세요. > >신동호

질문을 던지는 것은 매우 좋은 습관입니다. 이미 잘 알려진 이론, 설명되는 현상들을 보면 헛점들 투성이입니다. OLED 기술의 근간을 이루고 있는 이론과 현상론들에도 많은 헛점이 있을 것으로 생각합니다. 이해하는 것에 그치지 마시고 계속해서 스스로 질문을 던지시기 바랍니다. 신동호 >답변 감사드립니다. 역시...OLED에선 일함수에 포커스를 맞춰서 생각 해야할것 같군요. 전극의 일함수와 유기물의 폴라론 갭에 맞춰서 다시 공부해 보아야 할거 같군요. 바쁘신 와중에 성심껏 답변해주신점 너무 감사드립니다. > > > >>n형이냐 p형이냐를 가지고 보시지 말고 anode에서 interface를 이루고 있는 두 물질(ITO와 HTL) 간의 에너지 준위를 가지고 이해하시는 것이 빠를 것 같습니다. hole을 잘 주입하느냐 못하느냐는 절대적인 주입 능력보다는 이웃하고 있는 물질의 에너지 준위가 중요합니다. >> >>반도체에서는 valence band, conduction band, band gap 등으로 에너지 준위를 설명합니다. 그러나, 유기물로 들어오면 LUMO, HOMO라는 용어를 사용합니다. 정확한 것은 아니지만 LUMO는 conduction band에 HOMO는 valence band에 해당한다고 보시면 됩니다. >> >>(LUMO=lowest unoccupied molecular orbit) >>(HOMO=highest occupied molecular orbit) >> >>ITO가 HTL로 hole을 주입할 수 있느냐 없느냐는 ITO과 HTL의 HOMO level 간의 차이가 작으냐 크냐로 결정됩니다. level 차이가 작으면 작을수록 hole 주입이 용이하겠지요. 물론, ITO의 level이 HTL보다 높아야 하구요. >> >>http://www.optics.arizona.edu/oled/INTRO.HTM로 가시면 동영상이 있습니다. 참고하세요. >> >>신동호