높은 픽셀 사이의 전기적 누화 효과 조사

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 14070(2023) 이 기사 인용

측정항목 세부정보

유기발광다이오드(OLED) 마이크로디스플레이는 증강현실/가상현실 장치 애플리케이션에 대한 탁월한 성능으로 인해 큰 주목을 받아왔습니다. 그러나 OLED 마이크로디스플레이의 높은 픽셀 밀도는 전기적 누화를 유발하여 색상 왜곡을 초래합니다. 본 연구에서는 고해상도 풀컬러 OLED 마이크로디스플레이에서 하위 픽셀 간 전기적 누화로 인한 전류 누화 비율과 색역 변화를 조사했습니다. 4개의 하위 픽셀이 있는 3147 PPI(인치당 픽셀)의 픽셀 구조와 빨간색, 녹색 및 파란색 컬러 필터가 있는 단일 스택 흰색 OLED가 전기 누화 시뮬레이션에 사용되었습니다. 그 결과, OLED의 상단 및 하단 전극의 면저항이 전기적 누화에 거의 영향을 미치지 않는 것으로 나타났습니다. 그러나 공통 유기층의 면저항이 감소함에 따라 전류 크로스토크 비율이 급격하게 증가하고 색재현율도 감소하였다. 또한, OLED 마이크로디스플레이의 색재현율은 패널의 픽셀 밀도가 200PPI에서 5000PPI로 증가함에 따라 감소했습니다. 또한 3147 PPI 규모의 멀티 핑거형 픽셀 구조를 이용하여 전기적 누화 전류를 측정하기 위한 서브 픽셀 회로를 제작하고 이를 시뮬레이션 결과와 비교하였다.

유기발광다이오드(OLED)는 빠른 응답 시간, 높은 명암비, 넓은 색 영역, 초박형 및 유연한 폼 팩터로 인해 다양한 전자 장치 및 차량에 사용됩니다1,2,3,4,5. OLED 디스플레이는 다양한 크기로 제공되며 휴대폰에서 TV까지 다양한 장치에 적용할 수 있습니다6,7. 최근에는 대각선 크기가 2인치 이하인 OLED 마이크로디스플레이가 제작되어 증강현실(AR)/가상현실(VR) 장치에 적용되고 있다8. OLED 마이크로디스플레이의 픽셀은 AR/VR 장치9,10의 광학 시스템에 의해 확대됩니다. 따라서 OLED 마이크로디스플레이는 높은 픽셀 밀도를 가져야 합니다. 대부분의 OLED 마이크로디스플레이는 고해상도를 위해 CMOS(상보성 금속 산화물 반도체) 기반 회로가 있는 실리콘 백플레인을 사용합니다8. 예를 들어, 중국의 BOE는 AR 유리용 인치당 5644픽셀(PPI) OLED 마이크로디스플레이를 보고했습니다11. Sony는 또한 6.3μm12의 작은 픽셀 피치를 보고했습니다.

그러나 픽셀 피치의 크기가 감소함에 따라 픽셀 사이의 거리도 감소하여 기존 OLED 디스플레이에서는 발생하지 않는 문제13,14가 발생합니다. 일반 OLED 디스플레이는 서브픽셀 사이의 거리가 수십 마이크로미터 정도로 크기 때문에 유기재료의 면저항이 매우 높아 서브픽셀을 전기적으로 구동할 때 인접한 서브픽셀은 측면 누설 전류에 영향을 받지 않는다. 그러나 OLED 마이크로디스플레이의 하위 픽셀 사이의 거리는 약 수백 나노미터입니다15,16. 결과적으로 녹색(G) 하위 픽셀의 구동 전압은 그림 117, 18에 표시된 것처럼 빨간색(R) 및 파란색(B) 하위 픽셀에 전기적 누화라고 불리는 누화 ​​전류를 유발할 수 있습니다.

R, G, B 컬러 필터(C/F)를 갖춘 풀 컬러 OLED 마이크로디스플레이의 누화 전류 개략도.

비록 Liu et al. 측면 정공 확산 전류가 OLED의 효율성과 작동 안정성을 향상한다고 보고19, 측면 누설 전류로 인한 대부분의 전기 누화는 일반적으로 픽셀 색상을 왜곡하고 OLED 마이크로디스플레이 패널의 색 영역을 감소시킵니다. 탠덤 구조의 백색 OLED는 OLED 마이크로디스플레이에서 높은 휘도, 효율 및 수명 때문에 사용됩니다. 탠덤 구조에는 일반 유기 재료보다 전도성이 높아 전기 누화를 초래하는 전하 생성층(CGL)이 필요합니다. 전기적 누화는 OLED 마이크로디스플레이 분야에서 중요한 문제이며 넓은 색 영역을 달성하려면 극복해야 합니다. 그러나 서브 픽셀의 크기가 매우 작고 실용적인 OLED 마이크로디스플레이 패널이 필요하다는 점을 고려하면 실험적인 누화 전류 측정 및 분석이 매우 어렵습니다.