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Kafe 바로가기주관연구기관 | (주)네오뷰코오롱 |
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연구책임자 | 임우빈 |
참여연구자 | 김태수 , 최용순 , 반태현 , 노성우 , 김영민 , 권장혁 |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2013-11 |
과제시작연도 | 2012 |
주관부처 | 산업통상자원부 Ministry of Trade, Industry and Energy |
등록번호 | TRKO201700001196 |
과제고유번호 | 1415124813 |
사업명 | 전자정보디바이스산업원천기술개발 |
DB 구축일자 | 2017-09-20 |
키워드 | 조명.면광원.유기이엘.굴절률.외광 효율.인광.내광 효율. |
□ 최종목표
○ 주 조명용 대면적 OLED 면광원 기술개발
- 소자 : 전력 효율 ≥ 100 ㏐/W @1000nit (광 추출 기술 적용 시)
≥ 45 ㏐/W (2×2 ㎟ 단일소자, @1000 nit)
수명 20,000 hrs. @ 1000 nit, 연색지수 ≥85
- Panel : 전력효율 50 ㏐/W @ 3000 nit
수명 10,000 hrs. @ 3000 nit 연색지수 >85
휘도 균일도 > 90% @15×15cm2
- 시스템 : 전광속 1000 ㏐, 구동효율
□ 최종목표
○ 주 조명용 대면적 OLED 면광원 기술개발
- 소자 : 전력 효율 ≥ 100 ㏐/W @1000nit (광 추출 기술 적용 시)
≥ 45 ㏐/W (2×2 ㎟ 단일소자, @1000 nit)
수명 20,000 hrs. @ 1000 nit, 연색지수 ≥85
- Panel : 전력효율 50 ㏐/W @ 3000 nit
수명 10,000 hrs. @ 3000 nit 연색지수 >85
휘도 균일도 > 90% @15×15cm2
- 시스템 : 전광속 1000 ㏐, 구동효율 > 85%
□ 개발내용 및 결과
1. White OLED 소자 기술 개발
1) 고효율 적색 인광 Dopant의 발굴
- 농도 소광을 최소화 시키는 치환기분자 구조의 도입 EQE 24.6%
2) 고효율 청색 인광 Host의 발굴
- 좁은 Band gap 특성을 갖는 물질 개발 EQE 20.6%
3) 2중 발광층을 갖는 구조의 개발
- 색 안정성 확보 이중 발광층 계면에서 정공 Trap 을 이용한 구조를 통한 구동 전압 변화에 따른 색 안정성이 우수한 소자 확보 (Δu’,Δv’)=(-0.008, +0.001) @ 1,000~10,000 nit
4) All 인광 Tandem 구조 개발
- 63.1 ㏐/W 고효율 소자 제작, 연색지수 54
5) 저 전압 CGL 개발
- HCT-CN+ETL_Li 구조개발
- 2-Stack tandem 6.2V, 3-Stack tandem 8.2V @1,000nit 세계 최고 수준의 구동전압 확보
6) 장 수명 소자 개발
- Co-Host 인광사용
- 검증된 양산용 유기물 사용
- White 소자 40,000 hrs. 이상 달성@1,000 nit 기준
7) 고 연색지수의 소자 개발
- 광학 Simulation을 통한 Spectrum 변화 연구 및 실험 검증 B+O / G+R / B, 3-Tandem, 연색지수 85.9 구현
8) 광 추출을 이용한 고효율 소자 제작
- 반구형태의 광 추출 도구를 이용하여 99.7 ㏐/W 소자 제작
2. 양자 효율 향상 기술 개발
1) Buckle structure를 통한 내광 효율 향상 기술 개발
- PDMS(polydimethylsioxane)을 이용한 Buckle 내부 광 추출 구조개발 143% 효율 향상
- Negative photoresist (THB-151N)와 RF-sputter를 이용한 Buckle structure 개발 148% 효율 향상
2) Negative photoresist와 Nano composite 복합 구조 개발
- TiO2 / SiO2 입자분산 기술 개발
- Buckle + Nano composite(TiO2) 155% 효율 향상
3) Buckle 내부 광 추출 구조 양산 Panel 적용 기술 개발
4) 평판 Mold를 이용한 필름 Roll to Roll soft mold 공정 기술 개발
5) 광학 Simulation 통한 최적 Pattern 구조의 설계
- 소자 반사율에 따른 추출 효율 변화 결과 Simulation
- 소자 내부 광 분포에 따른 광량 Simulation
- MLA 종횡비에 따른 추출효율 변화 Simulation
6) 다양한 형태의 외광효율 향상 필름 개발
- 대구경 type MLA film 개발 : 155%의 전력 효율 향상
- Micro parabola type MLA film 개발 : 165% 전력 효율 향상
- 원뿔형 (HC-60) type MLA film 개발 :144% 전력 효율 향상
- 확산형 비드 type MLA film 개발 : 113% 전력 효율 향상
- High fill factor MLA type film 개발 : 161% 전력 효율 향상
- Con type MLA film 개발 : 157% 전력 효율 향상
- High sag type MLA film 개발 : 165% 전력 효율 향상
- Pyramid type MLA film 개발 : 171% 전력 효율 향상
7) OCF와 OLED 소자 Lamination 기술 개발
- 점착제 종류별 공정 조건 확보
- 점착제별 물리 / 광학적 특성 분석
3. 대면적 Panel 기술 개발
1) Anode / Cathode 전극 위치 및 보조전극 면적 최적화 구조 개발
- Anode / Cathode 전극 Pad 전류인가에 따른 Uniformity 특성평가
- 보조전극의 형태 및 면적에 따른 특성 평가
- 최적 전극 PadA 및 보조전극의 설계로 Uniformity 95% 달성
2) 광 추출 구조의 적용 고 효율 Panel 제작
- Pyramide type 광 추출 Film의 적용
- 3-Tandem 소자 구조의 적용
- 55 ㏐/W, 구동전압 8.81V
- 연색지수 85.9, 색 좌표 (0.435 . 0.432), CCT 3700K, 수명12,000hr
4. System 제작
1) System 구동기술 개발
- Muti-channel (8channel) OLED Drive IC 개발
- 8channel Module System 구동 회로 설계 검증
- Module 구동용 구동 효율 92.9%의 DC Driver 개발
(임피던스조정방식, 전압제어방식, PWM Dimming 제어)
- AC / DC Converter 효율 87.9% s개발
2) System 디자인 및 Mock-up 제작
- 자성 필름을 이용한 면 Contact 기술 개발
- 기구설계 및 Mock-up 제작
(총 광량 4106㏐/W, 150×150 ㎟ 32ea Array, Panel별 광속 균일도 96.54% )
5. 정량적 기술 개발 결과
□ 기술개발 배경
1. 온실가스 배출 감소를 위한 세계 에너지 환경 규제에 따라 주요 광원 이였던 백열등 형광등은 시장에서 점차 퇴출 될 것 임
2. 형광등, 백열등을 대체 할 새로운 친환경, 고 에너지 효율의 조명 광원의 필요성의 대두
3. 조명 산업의 트렌드가 생활 조명에서 감성 조명으로 변화 하면서 다양해진 소비자의 요구
4. OLED 조명 산업은 지금까지 조명분야에서 변방이었던 우리나라가 글로벌 리더로서 성장할 수 있는 차세대 녹색 유망 산업
5. 전 세계적으로 시장형성 초기단계이며 본격 OLED 조명 시장 확대를 위해서는 성능 확보가 우선
□ 핵심개발 기술의 의의
OLED 조명은 OLED 디스플레이와는 Panel 구조 및 구동 등에서 차이가 있음으로 디스플레이에서 축적된 소자 기술을 바탕으로 조명특성에 맞는 백색 OLED기술 개발함으로 세계 최고 수준의 White소자 / Panel 기술 확보 성공
주 조명으로 형광등 백열등을 대체하여 용화 할 수 있는 효율 (55㏐/W) 및 수명(1.2만 시간) 색온도(3000K 이상) 및 연색성 달성(85)하여 옥내용 조명시장 시장 진입 가능
□ 적용 분야
1. 주 조명 시장의 형광등, 백열등의 대체 및 각종 산업 분야의 조명분야의 적용
2. 인간 친화적 감성 조명, Smart 조명, 자유로운 Design과 다양한 Size가 적용 될 수 있는 광원 시장
3. 디자인 다양성으로 인해 조명, 건축 인테리어 업계에서 다양한 디자인의 광원에 대한 요구를 수용하는 쌍방향 관계로 발전 가능
( 출처 : 초록 )
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