초록 ▼

최종목표
o 250um급 패턴크기를 갖는 웨어러블 디스플레이용 플렉서블 전도성 유연기판 개발
o End Product
- 메탈 나노와이어 함침형 전도성 유연기판
- 패턴의 크기가 250um이하인 웨어러블 디스플레이용 투명전극 기판
- 열 및 화학안정성을 향상시킨 웨어러블 디스플레이용 경화성 고분자 기반 유연 투명전극 기판

개발내용 및 결과

기술개발 내용
o 메탈 나노와이어 함침형 투명전극 개발
- 메탈 나노와이어가 고분자 수지에 함침됨으로써 낮은 조도를 갖으며 이로 인해

최종목표
o 250um급 패턴크기를 갖는 웨어러블 디스플레이용 플렉서블 전도성 유연기판 개발
o End Product
- 메탈 나노와이어 함침형 전도성 유연기판
- 패턴의 크기가 250um이하인 웨어러블 디스플레이용 투명전극 기판
- 열 및 화학안정성을 향상시킨 웨어러블 디스플레이용 경화성 고분자 기반 유연 투명전극 기판

개발내용 및 결과

기술개발 내용
o 메탈 나노와이어 함침형 투명전극 개발
- 메탈 나노와이어가 고분자 수지에 함침됨으로써 낮은 조도를 갖으며 이로 인해 소자 응용 시 단락이 발생하지 않은 투명전극 기판 개발
o 저가 비광학적 패터닝 기법 개발
- 일반적인 고가의 포토리소그래피 기법이 아닌 접착력 제어 기법을 통한 비광학적 패터닝 기술 개발
- 패턴 크기 250um이하를 달성함으로써 웨어러블 디스플레이 응용이 가능하며 이의 제조단가를 낮출 수 있는 유연 디스플레이 제조비용 절감 기술 개발
o 메탈 나노와이어 함침형 투명전극용 고분자 소재 안정성 향상
- 메탈 나노와이어 함침형 투명전극 제조에 사용되는 고분자 소재의 열 및 화학 안정성을 향상시킴으로써 OLED, LED, E-ink 등 다양한 디스플레이 응용 시 신뢰성을 향상시킬 수 있는 고분자 소재 개발

기술개발 결과
o 패턴크기: 비광학적(non-photolithographic) 방법으로 250㎛ 이하의 패턴 형성
o 저항 및 투과도: 디스플레이 적용을 위하여 15Ω/□이하의 면저항 및 82% 이상의 투과도 확보
o 굴절률: 디스플레이 광추출 효율 증대를 위하여 1.1~1.4 사이의 굴절률 확보
o 열팽창계수: 웨어러블 디스플레이 적용 시 소자 변형을 최소화하도록 150*10-6/℃ 수준의 낮은 열팽창률을 갖는 고분자 개발
o 기술개발 결과 요약

기술개발 실적
o 특허 출원 및 등록 1건
- 특허명: 패턴이 형성된 투명전극의 제조방법
- 출원번호 (출원일) : 10-2016-0161345 (2016.11.30.)
- 등록번호 (등록일) : 10-1705583 (2017.01.20.)
o 신규 인력 채용
- 본 과제 관련하여 1명의 신규직원을 채용하였으며 향후 3년간 3명이상의 고용 창출 효과 기대

기술개발배경
o 유연기판은 웨어러블 디스플레이 제조를 위해 필수적인 요소로서 웨어러블 기기의 중요성과 함께 나날이 성장해 나가고 있으며 2023년 200억 달러 이상의 시장이 열릴 것으로 예상되고 이를 통해 300억 달러 이상의 유연 디스플레이 시장이 구현될 것으로 예상됨
o 웨어러블 디스플레이용 투명전극 소재는 ITO가 가장 먼저 고려될 수 있으나 제조 원가가 높고 변형 시 크랙 발생 문제로 인하여 대체 투명전극 소재에 대한 많은 연구가 이루어지고 있음
o 은을 포함한 메탈 나노와이어는 금속물질이 갖는 높은 전도도와 나노와이어 네트워크가 나타내는 우수한 투과성으로 인하여 ITO 대체 투명전극 재료로서 매우 적합한 것으로 보고되었으며, 특히 메탈 나노와이어 함침형 유연 투명전극은 나노와이어 네트워크가 갖는 viscosity(chain reconfiguration) 특성과 고분자 기판이 갖는 elasticity로 인하여 우수한 유연성을 나타내는 것으로 보고됨
o 현재 메탈 나노와이어 기반 유연전극 기판 분야는 기판 성능과 제조 기술에 초점이 맞추어져 개발이 이루어지고 있으며, 디스플레이 제작을 위해 필수적인 패터닝 기술에 대한 연구는 미미한 실정임. 즉, 메탈 나노와이어 기반 투명전극 또한 일반적인 고가의 포토리소그래피 기술을 사용하여 패터닝되고 있으며 이를 대체할 수 있는 저가의 새로운 패터닝 기술 개발이 요구됨

핵심개발기술의 의의
o 접착력 제어를 통한 패터닝된 유연 투명전극 제조 기술은 메탈 나노와이어 함침형 유연 투명전극 제조 공정에 UV/Ozone 처리 공정만을 추가하여 패터닝이 형성됨으로써 일반적인 포토리소 그래피기법을 사용하는 경우에 비해 50%이하의 비용으로 전극패턴이 가능하여 경제 및 산업적으로 매우 큰 경쟁력을 가질 것으로 예상됨
o 즉 메탈 나노와이어 함침형 투명전극 응용 시 필수적인 패터닝 공정의 가격경쟁력을 확보함으로써 메탈 나노와이어 시장에서의 전반적인 경쟁력을 높이고 시장 선점효과를 가져올 수 있음
o 이는 유연 디스플레이의 경쟁력 향상으로 이어질 수 있으며 국산 웨어러블 디바이스의 경쟁력을 높이고, 중국 생산품에 대한 경쟁우위를 가져올 수 있음

적용분야
OLED, LED, E-ink 등 다양한 디스플레이, 플렉서블 디스플레이

(출처 : 초록 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 초록 ... 3
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 10
• 국문 요약문 ... 13
• 목차 ... 15
• 표목차 ... 17
• 그림목차 ... 18
• 제 1 장 서론 ... 19
• 제 1 절 개발기술의 중요성 및 필요성 ... 19
• 1. 웨어러블 디스플레이용 유연기판 기술 ... 19
• 2. 웨어러블 디스플레이용 전도성 유연소재 기술 ... 20
• 3. 표면 처리를 통한 접착력 제어 및 이를 이용한 비광학적 패터닝 기술 ... 22
• 4. 메탈 나노와이어 함침형 유연 투명전극용 경화성 고분자 안정성 향상 기술 ... 23
• 제 2 절 국내‧외 관련 기술 및 시장의 현황 ... 24
• 1. 국내 기술 동향 및 수준 ... 24
• 2. 국외 기술 동향 및 수준 ... 27
• 3. 국내·외 시장 현황 ... 30
• 제 3 절 기술개발 시 예상되는 기술적‧경제적 파급효과 ... 32
• 1. 기술적 측면 ... 32
• 2. 경제적 측면 ... 32
• 제 2 장 기술개발 내용 및 방법 ... 33
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 33
• 1. 최종 목표 ... 33
• 2. 평가 방법 및 평가 항목 ... 36
• 3. 정량적 목표 항목의 평가방법 및 평가환경 ... 36
• 4. 정량적 성과 목표 ... 38
• 제 2 절 연차별 개발 내용 및 개발범위 ... 39
• 1. 1차년도(2016년) ... 39
• 제 3 장 결과 및 향후계획 ... 42
• 제 1 절 연구개발 결과 ... 42
• 1. 연구개발 추진 일정 ... 42
• 2. 연구개발 추진 실적 ... 42
• 3. 기술개발 결과의 유형 및 무형 성과 ... 80
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 (각 기관/기어별 역할 및 추진내역) ... 82
• 1. 추진체계 ... 82
• 2. 추진 내역 ... 82
• 제 3 절 시장현황 및 사업화 전망 ... 100
• 제 4 절 사업비 사용현황 ... 101
• 1. 비목별 총괄표 ... 101
• 2. 참여연구원 ... 102
• 3. 위탁 및 용역과제 ... 102
• 제 5 절 연구개발결과의 활용계획 ... 102
• 별첨2. 자체보안관리진단표 ... 103
• 끝페이지 ... 104