2020.02.25 OLED의 발광 원리
[키움증권 김소원] 중소형 OLED 수급전망

OLED: 전자가 여기 상태 → 기저 상태로 되돌아가며 에너지를 빛의 형태로 방출 


OLED(Organic Light-Emitting Diode)란 전기를 가해 빛을 내는 ‘전계 발광’을 기반으로 스스로 빛을 내는 ‘자체 발광형 유기물질’이다. OLED에 전류를 가하면, 빛을 내는 발광물질들로 이루어진 발광층(EML; emission material layer)이라는 곳에서 전자(electron)와 정공(hole)이 만나 빛을 낸다. 이 때 발광층에서 전자와 정공이 효과적으로 이동하여 잘 만날 수 있도록 도와주는 전자 수송층(ETL; electron transport layer)과 정공 수송층(HTL; hole transport layer) 등의 보조층들이 존재하는데,이 보조층들은 OLED의 발광 효율을 높이는 역할을 수행한다.


위 그림과 같이 전계를 인가하면 음극에서는 전자, 양극에서는 정공이 주입 되어 발광층에서 만나게 된다. 이 때 전자와 정공의 결합체를 여기자(exciton)이라고 하는데, 여기자는 이름 그대로 ‘여기 상태(excited state)’인 입자이다. 여기 상태란 ‘전자가 에너지를 흡수하여 기존의 상태 보다 들뜬 상태’라고 이해하면 된다. 그러나 여기 상태는 일시적으로 불안정한 상태로, 전자는 안정 상태를 찾아가려는 본능이 강하기 때문에 원래의 ‘기저 상태(ground state)’로 다시 되돌아간다. 전자가 여기 상태에서 기저 상태로 되돌아가며 에너지 준위가 원래 수준으로 다시 낮아지게 되는데, 이 때 줄어든 에너지가 빛의 형태로 방출되어 우리 눈으로 인지된다.

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