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OLED 디스플레이에서 ‘도펀트(dopant)’란 OLED 발광을 돕는 물질로, 호스트(host)와 함께 ‘유기발광층(EML)’을 구성하는 발광 재료입니다.

OLED는 패널에 전류를 흘렸을 때, 양극(+)과 음극(-)에서 발생한 정공(+)과 전자(-)가 발광층(EML)에 도달해 서로 결합을 하면서 빛을 발생시키는 원리입니다. 정공과 전자의 결합 과정을 통해 높은 에너지를 가진 ‘엑시톤(Exciton)’ 상태가 형성되는데, 이때 엑시톤의 높은 에너지 상태가 다시 안정화 상태로 내려가면서 그 에너지 차이만큼이 빛의 형태로 방출되는 것입니다.

빛이 생성되는 발광층(EML)은 크게 호스트(host)와 도펀트(dopant)로 이루어져 있으며, 호스트는 발광층 안으로 들어온 전자와 정공이 서로 잘 만나 결합할 수 있도록 하는 역할 즉, 엑시톤을 효율적으로 생성시키도록 돕는 역할을 하고, 도펀트는 이렇게 생성된 엑시톤 에너지를 전달받아 효율적으로 발광하게 됩니다.

OLED 발광 매커니즘은 크게 형광 방식과 인광 방식으로 나뉘는데, 먼저 형광 방식은 ‘호스트가 정공/전자 결합에 따라 발생한 엑시톤 에너지를 흡수’하고, 특정 파장대에서 빛을 내는(호스트 발광) 현상을 이용합니다. 이때 호스트에 의해 발생한 빛이 도펀트에 전달되면 도펀트는 이 빛에너지를 다시 흡수해 도펀트에서 발광이 일어나게 하는 것입니다. 이를 Foster 방식이라고 부릅니다. 두 번째로 인광 방식은 Dexter 방식이라고 부르며, Foster 방식과 달리 빛 에너지를 전달받아 도펀트 발광을 만드는 것이 아니라, 호스트에서 직접 정공 또는 전자가 도판트로 이동해(에너지 전이) 도펀트가 발광을 일으키게 하는 것입니다.

유기발광층(EML)을 호스트와 도펀트로 구성하는 복합 발광 시스템은 과거 OLED 발명 초기 시절의 단일 유기물 발광 방식에 비해 색순도와 발광효율이 높아 현재 대부분의 OLED 디스플레이에 사용되고 있습니다.

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