(A+)디스플레이 TFT 공학 성균관대 25년도 최종보고서

목차

1. 차세대 디스플레이 기술 동향과 미세 패터닝의 난제
2. SI-HTL: 픽셀 간섭 문제 해결을 위한 소재 및 공정 통합 솔루션 분석
3. 핵심 특허 분석
4. 결론 및 기술적 제언
5. 참고문헌

본문내용

차세대 디스플레이 기술 동향과 미세 패터닝의 난제
-차세대 디스플레이 기술 동향
디스플레이 기술은 브라운관(CRT)에서 액정 디스플레이(LCD)를 거쳐 유기발광다이오드(OLED)로 발전하며 우리의 일상을 변화시켜왔다. 특히 OLED는 스스로 빛을 내는 자발광 소자로서 완벽한 블랙 표현과 무한에 가까운 명암비 구현이 가능하여 스마트폰과 TV 시장을 빠르게 장악했으며, 최근에는 VR/AR 기기에 사용되는 마이크로디스플레이 분야에서도 핵심 기술로 주목받고 있다 [4]. VR/AR 기기는 사용자에게 완전한 몰입감을 제공하기 위해 픽셀이 보이지 않는 수준, 즉 3,000 ppi를 넘어 10,000 ppi에 이르는 초고해상도를 요구한다 [1], [5].

-초고해상도 OLED의 난제: 전기적 픽셀 간섭
하지만 픽셀 간 거리가 수 마이크로미터 이하로 좁아지는 초고밀도 환경에서는 새로운 물리적 한계에 봉착하게 된다. 그중 가장 심각한 문제가 바로 전기적 픽셀 간섭(Electrical Pixel Crosstalk)이다. 그림 1에서 볼 수 있듯이, 이 현상의 주된 원인은 모든 픽셀 아래에 공통층(common layer)으로 형성되는 정공수송층(HTL)이다. 특정 활성 픽셀(Active pixel)에 인가된 전압이 전도성을 띤 HTL을 따라 주변의 비활성 픽셀(Inactive pixel)로 누설되어 원치 않는 미세 발광을 유도한다. 이는 디스플레이의 색 순도를 저해하고 명암비를 떨어뜨리는 치명적인 결함으로 작용한다 [3].

그림 1. (a) 공통 HTL 구조에서의 누설 전류로 인한 픽셀 간섭 현상 및 (b) 패터닝된 HTL을 통한 누설 전류 원천 차단 모식도 [6].

-기존 유기물 패터닝 기술의 한계
이 문제의 가장 근본적인 해결책은 그림 1(b)와 같이 HTL을 각 픽셀 단위로 물리적으로 분리하여 누설 전류 경로를 원천 차단하는 것이다.

참고자료

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· J. H. Xiong, Y.-H. Lee, N. V. Trivikraman, K. Li, S. T. Wu, and S. H. Lee, "Augmented reality and virtual reality displays: emerging technologies and future perspectives," Light: Science & Applications, vol. 10, no. 1, p. 216, 2021.
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· C.-M. Kang and H. Lee, "Recent progress of organic light-emitting diode microdisplays for augmented reality/virtual reality applications," Journal of Information Display, vol. 23, no. 1, pp. 19-32, 2022.
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· H. Kweon, S. Kim, B. Ha, S. Lee, S. Lee, S. H. Roh, H. Oh, J. Ha, M. Kang, M. S. Kang, J. H. Cho, and D. H. Kim, "Microlithography of hole transport layers for high-resolution organic light-emitting diodes with reduced electrical crosstalk," Nature Electronics, 2025. (doi: 10.1038/s41928-024-01327-5)
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· H. Kweon, B. Ha, S. Lee, S. Lee, J. Ha, U. Jeong, H. S. Lee, S. K. Kim, J. H. Cho, and D. H. Kim, "Silicone engineered anisotropic lithography for ultrahigh-density OLEDs," Nature Communications, vol. 13, no. 1, p. 6775, 2022.
· D. H. Kim, H. M. Kweon, U. J. Jeong, B. R. N. Ha, S. R. Choi, J. H. Jo, S. K. Kim, M. S. Kang, and S. H. Lee, "Charge transport composite and high-resolution patterning method for charge transport layer comprising same, charge transport layer composition comprising same, and organic light-emitting device comprising same," WO Patent WO/2024/014798 A1, Jan. 18, 2024.
· D. H. Kim, H. Kweon, U. J. Jeong, B. R. N. Ha, S. R. Choi, J. H. Cho, S. Kim, M. S. Kang, and S. H. Lee, "Charge transport composite and high-resolution patterning method for charge transport layer comprising same, charge transport layer composition comprising same, and organic light-emitting device comprising same," European Patent EP4557930A1, May 21, 2025.