초록 ▼

핵심기술
Fabric 기반 고유연성 AMOLED 디스플레이 디바이스(2차원)
Fiber 기반 유연 유기발광 소자(3차원)

최종목표
① Fabric 기판을 통한 Light-Emitting Layer의 화면 면적 150mm by 150mm, 64 by 64 Green Color (3,000cd/m²@12V) OLED로 구성되어 이미지와 동영상 구현이 가능한 반감수명 200hr 이상의 Wearable Display Panel 1종 개발(2차원)

② 전도성 Fiber의 Weavi

핵심기술
Fabric 기반 고유연성 AMOLED 디스플레이 디바이스(2차원)
Fiber 기반 유연 유기발광 소자(3차원)

최종목표
① Fabric 기판을 통한 Light-Emitting Layer의 화면 면적 150mm by 150mm, 64 by 64 Green Color (3,000cd/m²@12V) OLED로 구성되어 이미지와 동영상 구현이 가능한 반감수명 200hr 이상의 Wearable Display Panel 1종 개발(2차원)

② 전도성 Fiber의 Weaving을 통한 Textile 제조 기술로 TFT 이동도 1.0cm²/Vs, 발광휘도 150cd/m², 반감수명 200hr 이상의 능동형 3차원 TFT를 이용한 유기발광 소자 1종 개발(3차원)

개발내용 및 결과
① Fabric 기반 유기발광 소자 형성 기술 (2차원)
(a) e-Textile 구현을 위한 Fabric 기판 기술
- Fabric기판의 치수안정성(CTE 20.43ppm@30~180℃) 기술개발
- Fabric기판의 Barrier(WVTR, < 10^-3g/m²day) 기술개발

(b) 유기발광 소자 형성 기술
외부 양자 효율 11.09 %, 발광 휘도 최대 35,844 cd/m², Bending 안정성 < 9.56 % (굴곡반지름 10 mm, 30,000회 반복), 반감수명 > 200 h (@ 8.5 V)
- Fabric 기판 유기발광 소자 구조 설계
- 소자의 Flexibility 확보를 위한 패턴 공정 기술개발
- Flexible 유기 발광 소자의 양자 효율 및 휘도 향상 기술개발
- 유기 발광 소자 형성 수명 향상 기술개발
- Fabric기판에 적합한 ITO 대체 전극형성 기술개발

(c) Fabric 기판에 backplane용 소자 및 공정 기술
- Fabric 기판에서의 단위소자(FET) 이동도 ≥ 1.0 cm²/Vs
- Bending 안정성 ≤ 10% (@R=20mm, 30k 반복) 확보 기술
- FET의 반감수명 ≥ 200 hr (100 nit) 기술 개발
- FET의 성능향상을 위한 surface treatment 공정 기술 개발
- Fabric 기반 해상도≥64×64 AMOLED 디바이스 1종 개발

② Fiber 기반 유기발광 소자 형성 기술 (3차원)
(a) e-Textile 구현을 위한 전도성 섬유 제조기술
- 전도성 소재 형상 및 배향, 고농도분산 제어기술
- 전도성 소재를 이용한 직접 섬유화 공정 개발
- 섬유특성 향상을 위한 최적 바인더 합성 및 조합기술
- 전도성 복합섬유 전기전도도 향상기술(>1,500 s/cm)
- 전도성/반도성 제어를 위한 소재 하이브리드 기술개발

(b) e-Textile구현을 위한 전도, 절연, 반도체층 코팅 기술개발
- 전도층 (graphene) 소재 solution 형성 및 분산 기술
- 전도층 코팅 및 경화 기술, 코팅층 특성 평가 기술
- 유무기 절연 소재 solution 형성 및 분산 기술
- 유무기 절연층 코팅 및 경화 기술, 코팅층 특성 평가 기술
- 유기반도체층 (P3HT) 소재 solution 형성 및 분산 기술
- 유기반도체층 (P3HT) 소재 코팅 및 경화 기술
- 전도/ 절연/ 유기반도체층 하이브리드 소자 기술
- 광학층 기본 소재 및 코팅, 특성 평가 기술

(c) Fiber FET 제작 기술개발
- Fiber 에서의 3차원 전극 및 반도체 배열 기술
- 저전압 동작 Fiber트랜지스터 제작 기술
- Fiber 기반 3차원 산화물 TFT 소자 및 집적회로 최적화
- 유기/무기 하이브리드 기반 Fiber 기반 TFT 기술
- Fiber FET 집적회로 기술

(d) Fiber OLED 소자형성 기술개발
외부 양자 효율 > 0.5%, 발광 휘도 150 cd/m² 이상, bending 안정성 ≤ 10% 이하, 반감수명 > 200 h 달성
- 섬유 이식형 유기 발광 섬유 소자 개발

기술개발 배경
o IT 기술의 빠른 성장과 더불어 언제 어디서나 쉽게 정보를 얻고자 하는 경향은 더욱 강해지고 보편화되고 있음. 아이폰과 같은 휴대기기를 들고 다니며 TV나 영화를 감상하는 일이 우리 삶의 일부가 되면서 보다 더 얇고 가볍고 휴대하기 편리한 새로운 디스플레이가 요구되고 있고, 더 나아가서 디자인 변형이 자유로우며 떨어뜨려도 깨지지 않고 유연한 특성으로 종이처럼 접거나 휘어지거나 두루마리처럼 말 수도 있는 플렉서블 디스플레이 (flexible display)가 차세대 디스플레이의 대안으로 주목받고 있음

o 플렉서블 디스플레이는 LCD, OLED 등에 사용되는 유리 기판을 플라스틱 필름으로 대체하여 접고 펼 수 있는 유연성을 부여한 것으로 얇고 가벼울 뿐만 아니라 충격에도 강하며 휘거나 굽힐 수 있고 손쉽게 다양한 형태로 디스플레이를 만들 수 있다는 장점을 갖고 있으며, 이러한 특성으로 휴대 기기에 먼저 적용이 예상되며 향후 대면적화 기술이 확보되면 노트북 컴퓨터, 모니터, TV 등 대부분의 디스플레이에 대체 적용이 가능해 IT산업 전반에 걸쳐 크게 확산 될 것으로 보임

o 하지만 필름형 플렉서블 디스플레이의 경우 외부 기계적 변형에 의한 성능 저하 문제가 있어 bending이 자유롭고 좀 더 가벼운 Fabric 기반의 Wearable Electronics 소자가 e-Textile용으로 주목받고 있음. 또한 최근 섬유와 IT기술의 융합이 가속화되면서 ‘Wearable Electronics’의 가능성이 높아지고 있으며, 본 사업의 성과는 디스플레이 강국의 위상을 기존 섬유산업과의 융합을 통해 새로운 산업분야 창출을 기대함

핵심개발 기술의 의의
최근 Wearable Display 제품에 대한 관심과 다양한 분야에서의 Needs와 제품의 공급이 이루어 지고 있다. 하지만 모두 rigid한 Glass 기반 또는 Film 기반의 제품으로 신체 부착성, 휴대성, 착용성에서 만족을 주지 못하고 있어 새로운 형태의 제품 공급이 필요한 상황임

본 과제를 통해 개발된 Fabric기반의 제품(2차원)이나 Fiber 기반의 제품(3차원)은 모두 섬유를 소재로 하는 제품 기술로 기존 Wearable Display 제품이 보여주지 못한 신체 부착성, 휴대성, 착용성에 대한 만족을 줄 것으로 기대하고 있으며, 본 과제에서와 같이 섬유를 기반으로 하는 Display 적용 기술은 세계 최초의 개발로 기존 IT 강국의 위상을 새로운 사업 분야에서 다시 확인하는 기회로 기대함

적용 분야
패션 디스플레이 분야로 의류, 가방, 밴드 타입 등 패션분야와 자동차 실내 인테리어 분야로 디자인 자유도를 높인 자동차 실내 인테리어 디스플레이, 감성 조명 분야, 신체 부착형 의료 분야로 신체 부착형태로 센서 연동된 디스플레이 분야에 본 과제의 기술 접목이 가능할 것으로 기대

(출처 : 최종보고서 초록 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 기술개발사업 최종보고서 초록 ... 3
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 9
• 목차 ... 28
• 제1장 서론 ... 29
• 제1절 과제의 개요 ... 29
• 제2장 과제 수행의 내용 및 결과(기술개발 내용 및 방법) ... 31
• 제1절 최종 목표 및 평가 방법 ... 31
• 제2절 단계 목표 및 평가 방법 ... 34
• 제3절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 37
• 제4절 수행 결과의 보안등급 ... 61
• 제5절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리 현황 ... 61
• 제3장 결과 ... 62
• 제1절 연구개발 최종 결과 ... 62
• 1. 연구개발 추진 일정 ... 62
• 2. 연구개발 추진 실적 ... 67
• 3. 기술개발 결과의 유형 및 무형 성과 ... 111
• 제2절 연구개발 추진 체계 ... 123
• 1. 각 기관/기업별 역할 및 추진 내역 ... 123
• 제3절 고용 창출 효과 ... 126
• 제4절 자체보안관리진단표 ... 127
• 제 4장 사업화 계획 ... 128
• 제 1절 시장 현황 및 전망 ... 128
• 제 2 절 사업화 계획 ... 128
• 1. 생산 계획 ... 128
• 2. 사업화 전략 ... 129
• 제 3절 향후 추가 기술 개발 계획(개발기술 응용 등) ... 131
• 끝페이지 ... 133