WOLED와 RGB OLED의 차이와 원리. 배면발광과 전면발광, 미소공진효과란?

 

 

 WOLED와 RGB OLED의 차이는?

 

 간략하게 요약을 먼저 해보자면, WOLED는 모든 OLED의 소자들을 흰색으로 빛을 내게 하는 것이고, RGB OLED는 소자들이 각각 RGB로 빛을 내고 있는 차이가 있다.

 

 참고로  LG가 자랑하는 대형 OLED는 'WOLED(White organic light emitting diode)' 방식을 채택한 제품이 많다.

 

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 좀 더 자세히 살펴보자면 모든 OLED의 소자들을 흰색으로 빛을 내게 한 뒤, 그 위에 셀로판지 같은 RGB 컬러필터를 씌워서 사용하는 것이다. 흰색에는 빨간, 초록, 파란색이 다 섞여있으니 거기서 컬러필터에 맞는 색을 건져서 쓰는 것이다.

 

 

 흰색 빛을 만들어내기 위해선 내부적으로 RGB를 섞어서 쓰는 게 아니라 파란색과 노란색 빛을 내는 소자를 사용한다. RGB가 아닌 노란색과 파란색. 특히 노란색 소자를 사용하는 이유는 노란색에 빨간, 주황, 노란, 초록색이 섞여있기 때문이다.

 

 즉, 파란색 노란색, 파란색을 쌓아서 흰색 빛을 만든 것이고, 이렇게 나온 흰색 빛이 컬러필터를 통해 RGB 색깔을 구현하는 것이다.

 

 

 이러한 방식의 WOLED는 당연히 OLED로서 빛샘 현상, 반응속도와 시야각 측면에서 장점을 가지게 된다. 이외에도 WOLED는 대면적에 같은 구조를 만들면 된다. RGB OLED처럼 RGB소자 하나하나를 따로 증착할 필요가 없다.

 

 

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 컬러필터의 문제점 *'배면발광'과 '전면발광'의 차이는?

 

 여기서 문제는 순수한 빨간색과 초록색이 아닌, 빨주노초에서 색깔을 뽑아오다 보니, 완벽한 빨간색과 초록색을 뽑아내지 못한다는 것이다. 이에 컬러필터를 거치므로 손실되는 빛이 생긴다.

 

 게다가 WOLED는 유기물층에서 생성된 빛이 기판 아래로 나가는 '배면발광' 방식인데, 이는 RGB OLED에서 쓰이는 '전면발광' 방식보다 빛의 효율이 낮다.

 

 아래 사진은 '배면발광' 방식을 그려낸 사진이다. 빛은 투명한 양극을 통해 통과하고, 음극으로 가더라고 음극은 반사율이 높기 때문에 반사된 빛이 다시 양극으로 향하게 된다. 단, 소형 디스플레이의 경우 '개구율(단위 화소 당 실제 빛을 낼 수 있는 면적)'이 낮다. 빛이 양극으로 나가면서 여러 부품에 부딪히기 때문이고, 감소된 개구율을 커버하기 위해 높은 전압을 걸면 소자 수명에도 좋지 않게 된다.

 

 TV와 같은 대형 OLED의 경우는 발광 면적이 넓기 때문에 배면발광을 채택할 수 있는 것이다.

 

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 반면 '전면발광' 방식은 빛을 기판 위쪽 방향으로 보내기 때문에 개구율이 높다. 기존에 전면발광 방식엔 빛이 음극을 통과해야 하므로 금속을 얇게 하여 투명하게 만들어야 했다. 음극을 얇게 증착할 경우, 소자가 손상되거나 전류 흐름에 문제가 생기곤 했다.

 이를 해결하기 위해 연구하다 나온 방법이 '미소공진효과(Micro-cavity effect)'를 이용한 방법인데, 금속을 얇게 증착하는 것이 아닌, 40% 정도의 불투명한 음극을 사용하는 것이다. 아래 그림과 함께 좀 더 살펴보자.

 

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 '미소공진효과'란 무엇인가??

 

 '미소공진효과'란 파장과 공진주파수 일치로 더 강한 빛을 내는 것을 말한다. 위 그림의 1번처럼 빛의 일부는 음극을 통과해 나오지만, 통과하지 못한 빛의 일부인 2번은 음극에서 반사되어 아래로 내려가다 다시 양극에서 재반사가 된다. 

 

 이때 빛의 파장과 반사되는 거리의 공진주파수가 일치할 경우에 '보강간섭'이 일어나 최초에 발광된 빛의 양보다 약 1.5~2배 정도의 강한 빛이 음극을 통과하게 된다. 이것이 '미소공진효과'이며, 두께 조건이 잘 맞으면 좀 더 강한 빛을 낼 수 있고 낮은 전류로도 좋은 휘도 및 수명 문제도 해결할 수 있는 것이다.

 

 이러한 장점들이 있으니 앞으로 많은 OLED는 전면발광방식을 사용할 것으로 보인다.

 

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 *그 외 OLED, QLED, QNED, 미니LED, 디스플레이 패널 등은 아래 게시물 참조

 

• OLED의 원리와 정의 간단 리뷰
• 미니 LED와 QNED 그리고 마이크로 LED의 원리
• 퀀텀닷(Quantum dot:양자점), QLED의 원리와 정의 간단 리뷰
• lCD? ISP패널? 많이 쓰였던 디스플레이의 원리

OLED의 원리와 정의 간단 리뷰

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