놀라운 OLED TV의 미래: 청색 소자의 수명 문제를 해결한 TADF 3.0
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놀라운 OLED TV의 미래: 청색 소자의 수명 문제를 해결한 TADF 3.0
더 순수한 RGB 색상으로 더 오래 지속되고 더 밝은 TV를 얻을 수 있습니다.
순수 RGB OLED TV는 패널의 발광체이기 때문에 가장 중요한 파란색 하위 픽셀의 수명에 문제가 있다고 자주 언급하는 것을 볼 수 있습니다.
솔루션? 지금까지 실제로 달성 된 유일한 것은 여러 층의 파란색 하위 픽셀을 쌓아서 총 수명을 늘리는 일종의 패치이며, 이는 새로운 iPad와 삼성의 QD-OLED TV를 모두 사용하는 트릭입니다.
최근 Advanced Materials에 발표된 연구에서 연구원들은 청색 유기 발광 다이오드(OLED)의 수명을 획기적으로 개선하여 이 기술의 주요 역사적 문제를 해결하고 마침내 빨간색, 녹색, 파란색의 세 가지 기본 하위 픽셀 모두에서 동일한 수명을 가진 순수 RGB 자체 발광 패널을 구현했습니다.
마침내 블루 서브픽셀 솔루션이 출시되어 OLED TV의 미래가 밝아졌습니다.
연구 성과가 결실을 맺어 OLED TV의 고전적인 구조를 완전히 바꿔놓았습니다. 지금까지는 흰색 서브픽셀(LG의 WOLED) 또는 세 겹의 청색 레이어(QD-OLED)가 사용되었습니다.
그런데 새로운 블루 서브 픽셀은 새로운 카벤-메탈-아미드(CMA) 구조를 통해 등장할 것으로 보입니다. 선형 구조와 벤조구아니딘 아미드 성분이 특징인 이 새로운 종류의 재료는 효율성과 안정성 모두에서 발전을 약속합니다.
이 연구는 CMA형 물질의 합성에 초점을 맞췄습니다. 이 복합체는 다양한 카벤 및 벤조구아니딘 아미드 구조로 설계되었습니다. 핵심 혁신은 이 물질이 놀라운 효율과 안정성으로 강렬한 청색광을 방출할 수 있다는 것입니다. 424 및 466nm의 방출 파장은 모든 테스트 매체에서 100%의 양자 수율로 달성됩니다.
이 놀라운 성능은 213나노초라는 매우 짧은 여기 상태 수명을 가진 열 활성화 지연 형광(TADF) 덕분에 빠른 방사 속도를 구현할 수 있습니다. 예, TADF가 이제 CMA 요소와 결합된 새로운 버전으로 다시 등장했습니다. 이는 형광 수명과 인광 효율이 개선되었음을 의미합니다. 또한 이 기술은 3D 프린터 및 MLA를 통한 패널 제작과도 호환됩니다.
첫 번째 테스트와 프로토타입은 큰 성공을 거두었습니다.
연구원들은 연구에 대한 확신을 가지고 있을 뿐만 아니라 이미 이러한 재료로 에너지 효율이 높은 OLED 디스플레이를 성공적으로 제작했습니다. 실제 외부 양자 효율(EQE)은 매우 우수했으며, CIE(x; y) = 0.16; 0.07 및 0.17; 0.18의 인상적인 색 좌표를 보였습니다.
이 OLED의 작동 안정성은 전례 없는 수준으로, 청색 CMA 이미터의 경우 LT50(초기 밝기를 50%로 낮추는 데 걸리는 시간)이 1시간으로 보고되었습니다.
이 연구는 이러한 결과를 달성하는 데 있어 분자 설계의 중요성을 강조합니다. CMA 복합체의 선형 기하학적 구조는 여기 상태와 전하 전달 특성의 효율적인 혼합을 보장합니다.
아미드 공여체와 다양한 카벤 리간드로 벤조구아니딘을 선택하면 광물리학적 특성을 조정할 수 있습니다. 즉, 이제 파란색 서브픽셀은 매우 안정적이며 녹색 및 빨간색과 비슷한 수명을 갖게 되었습니다.
대체로 이러한 OLED 스크린은 어떤 방식(W-OLED, QD-OLED, QD-EL 등)이 적용되든 자체 발광 기술의 미래를 대표하며, 요약하자면 OLED TV가 아직 달성하지 못한 가장 중요한 세 가지 특성인 패널 작동 수명, 양자 효율(TADF 덕분에), 에너지 효율 및 색상 안정성이 결합된 제품입니다.
※ 참고 문헌 및 원문 소스
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202404357
고효율의 안정적인 유기 발광 다이오드를 위한 카벤-금속-아미드의 진청색 및 빠른 지연 형광
알렉산더 C. 브래넌, 조환희, 안티 페카 M. 레포넨, 세바스찬 고르곤, 응웬 르 푸옥, 미코 린놀라티, 닐 C. 그린햄, 알렉산더 S. 로마노프
"카르벤-금속-아미드"(CMA) 유형의 선형 금 착체는 경질 벤조구아니딘 아미드 공여체와 다양한 카르벤 리간드로 제조됩니다. 이 복합체는 모든 매체에서 100% 양자 수율로 424 및 466nm의 진청색 범위에서 발광합니다.
딥블루의 열 활성화 지연 형광은 여기 상태 수명이 213ns에 불과한 전하 전달 상태에서 시작되어 4.7×106초-1의 빠른 방사 속도를 제공합니다. 이러한 카벤-메탈-아미드(CMA) 소재의 높은 열 및 광 안정성 덕분에 저자들은 호스트-게스트 아키텍처에서 에너지 효율이 높은 유기 발광 다이오드(OLED)를 제작할 수 있었습니다.
416 및 457nm에서 전계발광을 하는 진청색 OLED 소자는 100cd/m-2에서 최대 23%의 실제 외부 양자 효율과 우수한 색 좌표 CIE(x; y) = 0.16; 0.07 및 0.17; 0.18을 보였습니다. 이 OLED의 작동 안정성은 현재까지 보고된 딥 블루 CMA 이미터 중 가장 긴 시간(LT50 = 1시간)으로, 향후 블루 OLED 소자 개발에 대한 높은 가능성을 보여줍니다.
이러한 연구 결과는 분자 설계 전략과 높은 방사율을 갖는 지연 발광과 CMA OLED 소자 작동 안정성 간의 상관관계를 알려줍니다.
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