초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
웨어러블 PBM Bio-OLED용 접착전위 공정을 이용한 기능성(광변환/광추출/배리어) NIR발광 입자층 개발

○ 전체 내용
● PBM(photobiomodulation; 광생물변조)는 치료용 광선요법 중 하나이며, 2015년에 Medical Subject Headings(MeSH)의 정식 의학용어 등록 후 세계적으로 연구. PBM의 원리는 다양한 주장이 있지만 그 중 세포 내 ATP생산 고리의 cytochrome coxidase를 활성화시켜 상처치유, 세포재생촉

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
웨어러블 PBM Bio-OLED용 접착전위 공정을 이용한 기능성(광변환/광추출/배리어) NIR발광 입자층 개발

○ 전체 내용
● PBM(photobiomodulation; 광생물변조)는 치료용 광선요법 중 하나이며, 2015년에 Medical Subject Headings(MeSH)의 정식 의학용어 등록 후 세계적으로 연구. PBM의 원리는 다양한 주장이 있지만 그 중 세포 내 ATP생산 고리의 cytochrome coxidase를 활성화시켜 상처치유, 세포재생촉진, 염증완화 등 다양한 치료를 하고 NO감소, 스트레스감소 및 ATP생산 증진을 도와 신체의 면역과 신진대사를 높이는 것으로 알려짐[1,2]
● 가시광선 및 적외선 발광하는 LASER, LED(light-emitting diode) 등의 광원을 중심으로 개발. 하지만, LASER는 전문 의료용 고가의 큰 장비이고 LED는 발열과 점광원의 특징 때문에 웨어러블용 소자로서 부적합[2]
● 본 연구는 OLED의 비발열, 면광원 및 유연 특성을 기반으로 기존의 OLED에서 저효율로 인해 구현이 어려웠던 NIR발광영역을 OLED를 웨어러블 PBM Bio-OLED로 구현하기 위해 OLED의 적색광을 700~1000nm NIR(near-infrared)로 하향변환 (down-conversion)시키는 기능성(유연/광추출/배리어) 입자층 개발을 목표

○ 1단계
◎ 목표
AgNW-NIR발광층의 5mW/cm²급 NIR40%광변환, EQE20%향상 800mm² 크기의 Wearable PBM Bio-OLED
◎ 내용
(1) 접착전위(Adhesive transfer; AT)공정에 의한 NIR발광 입자층(NIR발광층) 연구개발
- NIR발광변환율@<100μm두께: >20%(●)/ >40%(◆)
- NIR발광층 면적@1cm² 단위별 균일성>80%: >800mm²(●)/10,000mm²(◆)
- NIR발광층 굴곡시험: - NIR발광층 광손실률: >90%(■)
- OLED 광추출율 증가: >10%(●)/ >20%(◆)
- 표면 이방성위에 증착을 통한 배리어 특성 향상 연구개발(◆): 비사용 대비 100% 증가
(2) 적색광으로 NIR(적외선)발광하는 형광입자 연구개발(■)
- 적색 여기분광영역: 600 ~ 660nm
- NIR발광분광영역: 700 ~ 1000nm
- NIR발광입자 크기: 1 ~ 20μm
- NIR발광입자 QY: >50%(●)/ >70%(◆)
(3) 적색발광 OLED 제작(■)
- 적색광: 600 ~ 660nm 중심 파장
- OLED발광 면적: >400mm² >800mm²
- 복사조도: >5mW/cm² @ <42℃
- Life time@복사조도>5mW: >10min(●)/ >20min(◆)

□ 연구개발성과
(1) Fabrication of color conversion layers using adhesive transfer of phosphor particles for improving light extraction efficiency and uniformity of down-conversion white OLED, Optical Materials 114 (2021) 110772
(2) 광역학 치료용 탠텀구조의 바이오-유기발광다이로드 및 이를 포함하는 광역학 치료장치, 등록특허 10-2382643

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
- 디스플레이 및 조명에 국한되어 있는 OLED 학문 분야에 Wearable PBM Bio-OLED라는 새로운 분야 확립에 기여
- 주로 LASER 및 LED에 국한되어 있던 PBM 연구 분야에서 OLED로 입는 것으로 치료/예방/케어 까지 가능한 광의료분야의 페러다임 쉬프트 가능성 제시
- 사람(국내 3.8조 원) 및 반려동물(3조 원) 시장의 차세대 제품 발굴 및 OLED 국내기술의 선점적 독점화로 새로운 국제 시장(사람: 69조 원, 동물: 147조원)의 우위 선점
- 세계최초의 PBM Bio-OLED를 차세대 광변환 기술의 구현을 통해 종래 LED 기술과 비교 임상/기능적 비교를 통해 연구개발의 우월성 도출
- 차세대 전자약 의료분야로 가정에서 사용할 수 있는 웨어러블 PBM홈헬스케어 광조사 기기관련 제품에 활용

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요약문 ... 2
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 12
• 1) 연구수행 결과 ... 12
• 2) 목표 달성 수준 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 14
• 5. 연구개발성과 및 활용 계획 ... 14
• 1) 연구성과 ... 14
• 2) 연구성과 활용계획 ... 14
• 6. 참고문헌 ... 14
• 끝페이지 ... 15