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핵심기술
AMOLED 디스플레이 광추출 기술

최종목표
AMOLED 디스플레이 패널에 적용 가능한 광추출 기술 개발

개발내용 및 결과
연구내용 요약
하부발광형의 AMOLED 광추출 기술로 250oC 이하의 저온공정으로 제조할 수 있는 금속 비젖음 마스크를 이용한 랜덤나노구조(RNS)와 유무기 하이브리드 물질을 이용한 저온 평탄층을 개발하였고 이 기술이 AMOLED 구조에 적합하도록 비아홀 및 픽셀 구분 패터닝 공정을 개발하였다. 상기 하부발광형 패턴된 광추출 하부발광형 OLED 소자의

핵심기술
AMOLED 디스플레이 광추출 기술

최종목표
AMOLED 디스플레이 패널에 적용 가능한 광추출 기술 개발

개발내용 및 결과
연구내용 요약
하부발광형의 AMOLED 광추출 기술로 250oC 이하의 저온공정으로 제조할 수 있는 금속 비젖음 마스크를 이용한 랜덤나노구조(RNS)와 유무기 하이브리드 물질을 이용한 저온 평탄층을 개발하였고 이 기술이 AMOLED 구조에 적합하도록 비아홀 및 픽셀 구분 패터닝 공정을 개발하였다. 상기 하부발광형 패턴된 광추출 하부발광형 OLED 소자의 광추출 효율 및 기타 광학 특성은 최종 목표치를 모두 만족하였다. 또한 상부발광형 AMOLED 광추출 기술로 투명상부전극과 상부전극 위에 OVPD 공정으로 나노렌즈 어레이를 포함하는 광추출 기술을 개발하였다. 상기 공정으로 상부발광형 OLED 소자에서 55% 이상의 광추출 효율 증가를 얻을 수 있었고 기타 광학 특성도 AMOLED 디스플레이에 요구되는 특성을 만족하였다. 상기 두 가지 기술 모두 기타 AMOLED 디스플레이에서 요구되는 시야각 특성을 만족하였으며 실제적으로 AMOLED 디스플레이 소자에 적용될 수 있는 가능성이 매우 높다. 픽셀블러에 미치는 영향은 거의 없었고, 명암비를 예측할 수 있는 CP 필름 부착 후 반사도는 광추출층의 영향이 매우 낮아 광추출층이 화질에 미치는 영향은 거의 없음을 알 수 있었다. 광추출 소재 분야의 연구에서도 달성하기 매우 어려운 스펙을 유무기 하이브리드 물질로 달성하였으며 이 소재의 코팅성과 장기 보관성 등도 검증하여 상용화에 가까운 기술을 개발하였다. 또한 RNS 광추출층으로 인한 신뢰성을 평가하기 위하여 30-90 테스트를 실시하여 2000시간 후 휘도 변화를 측정한 결과 거의 변화가 없어 매우 안정된 광추출층으로 평가되었다. 본 연구과제에서 개발한 나노구멍어레이를 통한 백색 OLED 광추출 기술은 164 lm/W의 세계최고의 광추출 수준을 달성하였다. 본 연구에서 개발한 광추출층이 AMOLED 적용 가능성이 매우 높은 산업화 기술에 가까이 다가서 있음을 확인하였다. 마지막으로 켐옵틱스와 유플러스비전에서 본 연구과제를 통하여 개발된 굴절률 조절 유기재료 합성 기술과 표면 식각 기술을 산업화하기 위한 준비 작업도 원활히 진행되고 있다.

기술개발 배경
o OLED 소재 및 소자의 연구 개발을 통해서 효율을 향상시키더라도 별도의 광추출 기술이 적용되지 않는다면 OLED 패널의 효율 향상에는 근본적인 한계를 가지게 됨

o AMOLED 디스플레이 및 OLED 조명 산업의 기술경쟁력 강화 및 신기술의 지속적 확보를 위해선 광효율 향상의 핵심 기술인 광학 필름의 기초 및 기반기술이 충분히 확보되어야 가능하나 국내의 OLED 광학 기술은 매우 취약하여 이에 대한 개선 필요함

o 내부 광추출 기술은 세계적으로 아직 개발이 되지 않은 어려운 기술로 원천 기술 및 OLED 소자 적용 기술, 대면적화 기술 등의 기초기술에 대한 적극적인 연구개발이 필요하나 이에 대한 투자가 거의 이루어지지 않음

o 국내의 광추출 광학 관련 기술의 수준이 낮은 편으로 기하광학, 파동광학, 색채광학, 조명광학이 종합된 OLED 광학 설계 기술의 육성이 필요함

o OLED 광추출 소재는 필수적으로 기판에 적용되어야 하고 기판과 융합하여 공급해야 하므로 OLED 공정 또는 소자 연구개발 범주에 넣지 말고 OLED 부품의 분야로 독립하여 적극적인 연구개발 투자가 이루어져야 함

o 현재까지 OLED 광추출 소재는 내․외부 광추출 구조 개발을 중심으로 이루어져 왔으나 실제로 AMOLED 디스플레이에 사용하기 위해서는 배광분포 조절, 화질 저하 방지 기술 확보, 신뢰성 확보, 색채공학적 특성 조절 등의 광학 특성 조절 기술 선점이 필요함

핵심개발 기술의 의의
o 본 연구과제에서 개발된 기술은 세계 최초로 실제 AMOLED에 적용이 가능한 광추출 기술로서 AMOLED 공정 적합성은 물론, 화질 저하방지 기술과 높은 신뢰성까지 확보한 산업화에 매우 근접한 원천기술이다.

적용 분야
AMOLED 디스플레이, OLED 조명

(출처 : 최종보고서 초록 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 기술개발사업 최종보고서 초록 ... 3
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 10
• 목차 ... 24
• 제 1 장 서론 ... 25
• 제 1 절 과제의 개요 (OLED 광추출 기술의 개요 및 필요성) ... 25
• 제 2 절 OLED 광추출 기술의 종류 ... 31
• 제 3 절 AMOLED 디스플레이 패널의 광추출 기술 개발 필요성 ... 37
• 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과(기술개발 내용 및 방법) ... 39
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 39
• 제 2 절 단계 목표 및 평가 방법 ... 42
• 제 3 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 45
• 제 4 절 수행 결과의 보안등급 ... 56
• 제 5 절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리 현황 ... 56
• 제 3 장 결과 ... 57
• 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 57
• 1. 연구개발 추진 일정 ... 57
• 2. 연구개발 추진 실적 ... 62
• 3. 연구개발 추진 내용 ... 68
• 4. 기술개발 결과의 유형 및 무형 성과 ... 215
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 228
• 1. 각 기관/ 기업별 역할 및 추진 내역 ... 228
• 2. 기술개발 추진 체계 ... 229
• 제 3 절 고용 창출 효과 ... 232
• 제4절 자체보안관리진단표 ... 233
• 제 4 장 사업화 계획 ... 240
• 제 1 절 시장 현황 및 전망 ... 240
• 제 2 절 사업화 계획 ... 241
• 제 3 절 향후 추가 기술 개발 계획(개발기술 응용 등) ... 242
• ※ 부록 1 기술문서 상세내역 보고서 ... 245
• 끝페이지 ... 249