OLED 이미터 재료는 OLED 장치의 핵심이며 OLED 디스플레이의 성능에 가장 큰 영향을 미치는 재료입니다. 대부분의 OLED 디스플레이는 빨간색, 녹색 및 파란색 이미터를 사용합니다.
현재 최첨단 상업용 적색 및 녹색 OLED 이미터의 효율성은 매우 뛰어납니다. 사실, 100% 내부 양자 효율(IQE)에 가깝습니다. 즉, 방출기 자체의 효율성을 크게 개선할 수 없습니다(장치에서 빛을 내기 위한 작업이 아직 남아 있음). 청색 OLED 방출은 완전히 다른 이야기입니다. 현재 상업용 청색 이미터는 약 25%의 매우 낮은 효율성을 보입니다. 즉, 에너지의 4분의 3이 낭비됩니다. 100% IQE 청색 이미터로 변경하면 전체 디스플레이 효율성을 20-30%까지 개선할 수 있습니다.
수년에 걸쳐 더 효율적인 블루 OLED 이미터를 개발하기 위한 집중적인 R&D 노력이 있었습니다. 이 글에서는 그 목표를 향해 경쟁하는 선도적인 노력과 초기 단계의 회사 및 기술을 자세히 설명하겠습니다. 시장에 처음 출시된 블루 OLED 이미터 소재는 향후 5~10년 내에 수십억 달러의 수익을 창출할 가능성이 높습니다.
OLED 이미터는 효율성, 색상점, 수명 및 방출 스펙트럼의 네 가지 주요 지표에서 높은 성능을 제공해야 합니다. 물론 합성하기 쉬워야 합니다. 세 가지 지표를 달성하는 것은 재료 개발자에게 비교적 쉬웠지만, 효율적이고 오래 지속되며 진한 파란색 색상점을 가진 재료를 설계하는 것은 매우 어려운 일이었습니다. 복잡성을 더하기 위해 OLED 방출기 층(즉, 호스트, ETL, EIL, HIL 및 기타 층)뿐만 아니라 전체 OLED 재료 스택의 설계를 고려해야 합니다. 인광 방출(Gen-2) 또는 TADF/HF(Gen-3/Gen-4) 방출을 기반으로 하는 고효율 청색 이미터를 향한 두 가지 주요 경로가 있습니다.
첫 번째는 선도적인 OLED 이미터 생산업체인 Universal Display 입니다. 수년간의 집중적인 R&D 끝에 UDC는 2024년 말까지 최초의 상업용 인광 청색 이미터를 출시할 준비가 되었습니다. 일부 보고서에 따르면, 이러한 최초의 이미터는 수명이 제한적(현재의 청색 이미터와 비교하여 약 50%)이어서 채택이 제한될 수 있습니다. 어떤 경우든 UDC가 실제로 연말까지 소재를 출시한다면 2025년에 모든 PHOLED OLED 장치를 활용한 최초의 상업용 디스플레이를 볼 수 있을 가능성이 있습니다. UDC의 소재 채택은 비교적 빠르게 이루어질 가능성이 있는데, 이 회사는 이미 거의 모든 AMOLED 생산업체를 고객으로 등록해 놓았기 때문입니다.
2위는 4세대 초형광 이미터 개발사 인 일본의 Kyulux 로 보이며, 이 회사 역시 급속한 진전을 보고하고 있으며, 2025년까지 상용 청색 HF 이미터를 개발할 것으로 기대한다고 밝혔습니다. 초형광 이미터는 효율적이며 좁은 방출 스펙트럼을 제공하여 PHOLED 방출기보다 유리할 가능성이 있습니다.
또한, beeOLED 와 Noctiluca 와 같이 새로운 소재 플랫폼을 사용하여 청색 OLED 이미터를 개발하는 몇몇 초기 단계 회사도 있습니다 . 두 회사 모두 기술이 성숙하는 데 최소 3~5년이 더 걸릴 것으로 예상됩니다. 새로운 OLED 이미터를 설계하고 상용화하는 데 최소 1억 달러가 필요하다고 추정합니다(R&D가 성공한다면 말입니다). 이는 수년이 걸릴 수 있는 비용이 많이 들고 복잡한 작업이며, 하이엔드 R&D 및 화학 역량, 많은 완전한 장치 샘플을 생산할 수 있는 능력, 강력한 사업 개발 및 실행이 필요합니다.
전 세계의 여러 연구자들이 새로운 청색 OLED 이미터를 설계하기 위한 참신한 아이디어를 모색하고 있습니다. 예를 들어, 2024년 6월, 알렉산더 로마노프 박사가 이끄는 맨체스터 대학교, 케임브리지 대학교, 동핀란드 대학교의 연구자들은 유망한 작동 수명을 가진 새로운 딥 블루 카르벤-메탈-아미드(CMA) OLED 이미터 소재를 개발했습니다. 한 달 전에 우리는 영국과 중국의 연구자들이 좁은 방출 스펙트럼으로 고효율 방출을 제공하는 5Cz-BO 분자를 기반으로 하는 새로운 청색 OLED 이미터 설계를 개발했다고 보고했습니다. 이는 유망한 결과이지만, 이는 매우 초기 단계의 노력입니다.
많은 소재 개발자와 연구자들이 새로운 AI 및 머신 러닝 기술을 사용하여 소재 발견 프로세스를 가속화하고 새로운 분자의 성능을 예측하고 있습니다. 이러한 기술과 플랫폼은 유망하지만 이러한 도구를 사용하더라도 효율적인 청색 이미터의 실제 상용화를 아직 목격하지 못했습니다. |