초록 ▼

제1장 서론
제1절 연구의 필요성 및 중요성
1. 연구과제의 필요성
o 세계 전력의 19%를 소비하는 조명은 높은 에너지 효율, 수은, 납 등 중금속으로 인해 친환경 조명인 LED/OLED 조명 광원으로 대체될 전망
- OLED 조명은 형광등보다 70%, 백열등보다 90%의 전력 사용량을 절감할 수 있는 친환경 고효율 조명임
- 2018년까지는 전체 조명시장에서 형광등이 가장 높은 점유율을 차지할 것으로 예상되나, 2020년에는 LED 조명이 전체 조명시장의 약 50%를 차지하며 메인 조명이 될 것으로 전

제1장 서론
제1절 연구의 필요성 및 중요성
1. 연구과제의 필요성
o 세계 전력의 19%를 소비하는 조명은 높은 에너지 효율, 수은, 납 등 중금속으로 인해 친환경 조명인 LED/OLED 조명 광원으로 대체될 전망
- OLED 조명은 형광등보다 70%, 백열등보다 90%의 전력 사용량을 절감할 수 있는 친환경 고효율 조명임
- 2018년까지는 전체 조명시장에서 형광등이 가장 높은 점유율을 차지할 것으로 예상되나, 2020년에는 LED 조명이 전체 조명시장의 약 50%를 차지하며 메인 조명이 될 것으로 전망됨
- OLED 조명은 친환경적이고 높은 에너지효율을 가진 조명으로서 친환경과 에너지절약 정책에 부합되나, 현재까지 양산단계의 제품에서는 휘도와 수명 등의 특성이 LED와 비교했을 때 부족한 상황이며, 다만 R&D 수준에서는 LED와 동등한 성능을 보이고 있음 .
- OLED 조명 시장은 주요 OLED lighting panel 업체들의 투자 지연과 높은 가격으로 인하여 최근 2~3년 동안의 시장 개화속도가 지연되고 있음

o 미국, 유럽 등 대부분의 선진국에서는 에너지 효율이 낮은 백열전구의 규제를 실시하여 사실상 모든 종류의 백열전구에 대한 생산 및 판매를 중단시키고 있음
- 미국 에너지부(DOE)는 OLED 조명 기술이 DOE 로드맵에 따라 성공적으로 개발된다면, 2027년까지 미국 전체 조명을 OLED로 대체할 경우에 기존 조명(형광등, 백열등 등)을 계속 사용할 때에 비하여 약 348 TWh의 에너지를 절약할 수 있다는 에너지 절감 시나리오를 발표한 바 있음
- 우리나라도 2013년부터 Post Kyoto 기후협약에 가입한 이래, 저탄소 녹색 성장 기본법을 제정하였고, 2015년도의 파리 기후변화 협약에 따른 新 기후체제의 공식적인 출범으로 주요 선진국 뿐만 아니라 195개국이 의무적으로 2023년부터 5년마다 탄소 감축 상황을 보고하도록 되어 있어 우리나라는 2030년 배출전망치(BAU) 대비 37% 감축 목표를 제시하였음

o OLED 조명은 단기적으로는 유리를 기반으로 하여 타일링한 형태의 조명이 상용화될 것으로 예상되고, 중기적으로는 투명 조명/색가변 조명이, 장기적으로 플렉서블 조명이 상용화될 것으로 전망되며,현재의 OLED 조명 기술개발은 고효율화 및 가격경쟁력 확보에 초점이 맞추어져 있음

o OLED 기술을 기반으로 초박형, 내충격성을 갖는 유연 면광원 핵심 기술과 OLED 광원을 이용한 초저가 공정기술에 의한 플렉서블 조명 기술을 선제적으로 확보하고 또한 국제표준화를 선도하여 국내 OLED 조명의 국제 경쟁력 및 기술 우위를 확보하기 위하여 국가 주도의 정책적 추진이 필요함
- 중소기업은 패널제작 등에 초기투자가 많이 필요하므로 소규모 자본으로 개발이 어렵고, 대기업은 투자 위험도가 높은 기술적 난제들이 많이 있는 것으로 여기고 있어 중립적인 출연연의 다양한 전공자들이 함께 기술 난제를 풀어서 기술 이전 해줄 것을 바라고 있음

o 시장 예측 조사에서 2020년에 $90/m2 이하의 OLED 조명 패널이 등장할 것으로 예측되고 있으며,이를 위한 연속공정(RtoR 공정) 핵심기술 개발이 요구되고 있음
- 기존의 시트별 공정을 통한 muti-layer process 공정을 통하여 제조할 수 있는 플렉서블 OLED 면광원 가격은 약 $210/m2 로 RtoR 공정에 의한 OLED 면광원 가격보다 2배 이상 비싼 것으로 추정됨
- 따라서 여타 광원과의 가격 경쟁력을 갖기 위해서는 반드시 RtoR 공정이 개발되어야 함

o 플렉서블 OLED 조명패널의 제조원가 절감을 위해서는 재료비 비중이 높은 초저가 기판, 전극, 봉지재료와 공정을 개발하는 것이 중요함
- UBI리서치와 공동으로 기존의 유리기판을 이용한 OLED 조명패널의 제조원가와 본 과제에서 제안하는 RtoR 공정을 이용한 유연기판 OLED 조명패널의 제조원가를 분석하여 비교 검토함
- 기존의 공정과 유리기판을 사용한 경우 양산 1년차와 10년차의 제조원가는 각각 82 $/Klm와 19.6$/Klm으로 계산되는데 비해, 본 과제의 유연기판과 RtoR 공정을 사용할 경우 양산 1년차와 10년 차의 가격이 67 $/Klm와 8.1 $/Klm로 계산되어 가격경쟁력을 크게 높일 수 있는 것으로 나타남
- 기존의 유리기판과 클러스터 공정을 이용한 경우와 달리 본 과제에서 제안한 RtoR 공정에 의한 유연 집적기판과 연속공정을 이용한 플렉서블 OLED 조명패널의 제조원가는 설비투자비의 감가상각이 끝나는 6년차부터 제조원가가 현저히 낮아지며 7년차에는 10불 이하의 제조원가 달성이 가능함
- 10년차의 제조원가 구성을 보면 유기발광체보다 기판, 전극, 봉지 등에 들어가는 기타 제조비용이 80% 이상을 차지하여 초저가의 기판, 전극, 봉지, 배리어의 소재 및 공정 개발이 LED와의 경쟁력 확보를 위한 필수 과제임을 알 수 있음

(출처 : 본문 제1장 서론 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연차실적 보고서 ... 3
• 목차 ... 4
• 제1장 서론 ... 6
• 제1절 연구의 필요성 및 중요성 ... 6
• 1. 연구과제의 필요성 ... 6
• 2. 연구과제의 중요성 ... 11
• 제2절 현황 및 접근방법 ... 14
• 1. 국내외 현황 및 기술수준 ... 14
• 2. 접근방법 및 독창성 ... 18
• 제2장 연구개발 목표 및 수행방법 ... 20
• 제1절 연구목표 및 내용 ... 20
• 1. 최종목표 ... 20
• 2. 연차별 연구개발 목표 및 내용 ... 23
• 3. 당해연도 목표 및 내용 ... 24
• 제2절 연구개발 추진체계 및 방법 ... 26
• 1. 추진체계 ... 26
• 2. 연구개발 방법 ... 29
• 3. 성과목표 ... 30
• 4. 추진 일정계획 ... 34
• 5. 전문가 활용 및 위탁과제 내용 ... 36
• 제3장 연구개발 수행 및 실적 ... 38
• 제1절 당해연도 추진 일정 ... 38
• 제2절 참여 연구원 ... 39
• 제3절 당해연도 연구예산 (2017.12.30. 기준) ... 41
• 제4절 연구목표 계획 대비 실적 ... 42
• 제 4장 주요 연구 결과 ... 43
• 제1절 OLED 조명용 플렉서블 집적기판 제조 기술 ... 43
• 1. 그라비아 옵셋 인쇄를 사용한 플렉서블 집적기판 제조 기술 ... 43
• 2. 스크린 프린팅, 무전해 도금을 사용한 플렉서블 집적기판 제조 기술 ... 63
• 제2절 고효율 OLED 구현을 위한 광추출 기술 개발 ... 74
• 1. OVPD 나노렌즈를 사용한 상부 유연 광추출 기술 개발 ... 74
• 2. 광 추출 구조를 가지는 전극 매립형 플렉서블 기판 제조 기술 개발 ... 82
• 3. 저비용 고효율 플렉서블 OLED 구현을 위한 다중 스케일 광설계 기술개발 ... 96
• 4. 플렉서블 OLED Lighting을 위한 전극 일체형 투명 유연 기판 개발 ... 107
• 제3절 Lighting Surface를 위한 플렉서블 집적기판 기술 사업화 ... 118
• 1. OLED 관련 산업 기술교류를 위한 워크샵 개최 ... 118
• 2. OLED 관련 표준화 관련 활동 ... 124
• 제5장 결론 및 건의사항 ... 127
• 제1절 연구결과 요약 ... 127
• 제2절 기대효과 ... 129
• 제3절 연구결과 활용 방안 ... 130
• 제4절 건의사항 ... 131
• 부 록 ... 132
• [1] 지적재산권 목록 (국내 4건, 국제 2건 출원완료. 국제 3건 출원중) 및 증빙 ... 133
• [2] 논문목록 (상위 20% SCI 3편 게재완료, 1편 게재중) 및 상위 20% SCI 증빙 ... 134
• [3] 기술이전 목록 및 증빙 ... 141
• [4] 연구시제품 자료 ... 145
• [5] 기술문서(TDP/TM) 목록 ... 148
• [6] 중소기업기술지원/기업 민간 수탁사업 목록 및 증빙 ... 150
• [7] 중소기업기술지원/애로기술지원사업 목록 및 증빙 ... 152
• [8] 전문가 초청 세미나 ... 153
• [9] 국제표준화 활동 ... 153
• [10] 수상실적 (산업통상자원부 장관상) ... 157
• [11] 기술홍보 전시 (나노피아 2017, 창원) ... 158
• 끝페이지 ... 159