IQE / EQE / Outcoupling
효율은 내부에서 빛을 잘 만드는 단계와 그 빛이 밖으로 나오는 단계를 나누어 보아야 합니다. EQE는 두 단계를 모두 포함합니다.
IQE는 내부의 광자 생성입니다
IQE(Internal Quantum Efficiency)는 주입된 전하에 대해 내부에서 얼마나 많은 광자가 생성되는지를 나타냅니다. 전하 균형, 발광에 활용 가능한 Exciton 비율, 방사 양자수율 등이 영향을 줍니다. 빛을 만들기 전에 생기는 손실을 줄이는 것이 핵심입니다.
광추출은 생성 이후의 문제입니다
내부에서 만든 빛은 굴절률 경계에 갇히거나 금속과 결합해 손실될 수 있습니다. ηout은 생성된 광자 중 외부로 방출되는 비율입니다. 그러므로 EQE(External Quantum Efficiency)=IQE×ηout로 내부 생성과 외부 방출을 연결합니다.
어느 효율을 개선했는지 구분하기
발광 재료를 바꾸어 Triplet을 활용하면 주로 내부 효율의 개선과 연결됩니다. 렌즈나 산란 구조로 갇힌 빛을 꺼내면 광추출의 개선과 연결됩니다. 두 방향 모두 EQE를 높일 수 있지만 원인은 서로 다릅니다.
예시로 연결하기
주입 전하 100개에 대해 내부 광자 80개가 생기고 그중 25%가 나오면 외부 광자는 20개입니다. IQE=80%, ηout=25%, EQE=0.8×0.25=20%입니다.
헷갈리지 않기
퍼센트를 곱할 때 80×25=2000%라고 계산하지 마세요. 비율 0.8×0.25로 계산한 뒤 퍼센트로 바꿉니다. EQE는 lm/W의 전력 효율과도 다릅니다.
한 문장으로 정리
잘 만듦 = IQE / 잘 꺼냄 = ηout / 밖에 나온 최종 비율 = EQE.
이해했는지 확인하기
IQE=100%인 소자의 EQE가 20%라면 광추출효율은 얼마인가요?
설명 확인하기
ηout=EQE/IQE=0.2/1=20%입니다.
기존 요약 다시 보기
- IQE (Internal Quantum Efficiency): 소자 내부에서 주입 전하가 광자로 변환되는 효율.
- ηout: 생성된 빛이 실제 외부로 나오는 광추출효율.
- EQE (External Quantum Efficiency): 최종적으로 외부로 나온 광자까지 고려한 효율.