경선추 Smart & Green Technology Innovator OLED 조명 패널용 광추출 기술

-1- 3 기술적용 분야 및 기술의 시장성 기술 개요 1 기대효과 4 개발기술의 주요내용 2

기술 개요 (1) OLED 면조명은 신개념의 면광원으로서 저 소비전력 특성으로 기존 백열등 대비 60 ~ 90% 의 전력 절감 효과가 기대됨. 색온도 조절의 가능성과 더불어 얇은 두께, 투명, 플렉시블 조명 등의 특성으 로 인하여 디자인 자유도가 높아 감성조명의 구현을 가능하게 함. OLED 조명은 친환경 / 인간 친화적 well-being 조명으로 백열등, 형광등으로 대표되는 기존 조명 산업의 패러다임의 변화를 선도함. 전통조명 면조명 플렉서블조명 투명조명

기술 개요 (2) 최근 형광 OLED 소재의 성능이 급속히 발전함에 따라 유기 발광 소재 개발 에 의한 OLED 전력효율의 향상은 거의 한계점에 도달해 있어 향후 OLED 산 업의 우위를 점할 수 있는 핵심 열쇠 기술은 광추출 기술에 달려 있음. 광추출 기술은 OLED 조명 소자의 외부발광효율을 2 배 이상 증대시키는 것 으로 이로 인해 패널의 휘도, 수명, 전력효율이 기존 조명기기 이상으로 증가 되어 일반조명시장으로의 진입 시기를 앞당길 수 있을 것으로 예상됨. ※ Loss due to wave-guided mode : - The Reflection of the incident light at the boundary between low and high refractive materials. Cathode Organic Anode Glass Loss : ITO/organic Wave-guided mode ~50% Loss : Air/Glass Wave-guided mode~30% n : 1.8 ~2.2 n : 1.7~1.8 n : 1.5 n: 1(Air)

기술 개요 (3)  OLED 의 광추출 기술은 기판과 공기 사이 의 전반사 효과에 의한 손실을 줄이기 위 한 외부 광추출 기술과 기판과 OLED 소자 의 박막 사이의 wave-guiding 효과에 의한 손실을 줄이기 위한 내부 광추출 기술로 구분할 수 있음.  외부 광추출 기술은 비교적 안전하고 용이 하게 광추출 효율을 높일 수 있는 기술이 나 광효율의 향상이 50% 정도로 한계가 있음.  내부 광추출 기술은 이론적으로 3 배 이 상의 광효율 향상을 보일 수 있는 있으나 매우 민감하게 내부 OLED 구조에 영향을 주므로 전기, 기계, 화학적 특성을 모두 만 족해야 하는 난이도가 높은 기술임.

개발기술의 주요내용 (1) 기술구성도 Cathode Organic Anode Glass Light extraction layer

개발기술의 주요내용 (2) Cost Effective Process (Photoless Nano Random Patterning) Scalable Technology OLED 내부 광추출 효율 향상 제조공정 개략도 Nano random pattering W/O Photolithography Planarization layer w/ high refractive indexy Random 마스크 형성 기판 etching 마스크 제거 고굴절 평탄층 코팅 OLED 제조

개발기술의 주요내용 (3) Nano Random 마스크 with Ag thin film 기판 etching 및 마스크 제거 항목 Spec. 나노구조 직경 150 – 450 nm ( 평균 310 nm) 나노구조 높이 ~ 400 nm 나노구조 굴절률 1.45

개발기술의 주요내용 (4) on Flat Glass (E-1 Glass) on Flat Glass (E-1 Glass) on Nano-structured Glass (NS-Glass) - 굴절률 ; > 투명 ; > 90% - 후막 ; 500~1,000nm - 박리 ; X - 황변 ; X - 후공정정합성 ;. Ra = 2.5 ~ 6.0nm. ITO 증착 damage free

개발기술의 주요내용 (4) 광추출 구조 이후 OLED 공정 적합성 확인 - 광추출 구조 적용하지 않은 OLED 와의 동 등 수준의 누설전류 특성 백색 OLED 효율 향상 - 모든 발광 방향에서의 효율 향상 (> 30 %) - OLED 와 광추출 구조의 최적화시 추가 효율 향 상 가능 ( 진행 중 ) - 발광방향에 따른 스펙트럼 변화 최소화

개발기술의 주요내용 (5) 경쟁기술 / 대체기술 현황  나노입자 / 폴리머 나노 복합체 산란층  고굴절 기판 유리  나노 주름 구조 경쟁기술 / 대체기술 대비 우수성 경쟁기술본 기술의 우수성 나노입자 / 폴리머 나노 복합체 산란층 나노복합체의 표면 컨트롤이 매우 어려워 전기적 특성이 열화할 수 있음. 고굴절 기판 유리 이론적 광추출 효율은 고굴절 기판 유리가 좋으나 현실적으로 대면 적의 고굴절 박판 유리 제조 기술을 개발하기 어렵다. 나노 주름 구조 나노 주름의 높이, 폭 등의 사이즈를 재현성 있게 조절하기 어려우 며 대면적 제조가 어렵다.

개발기술의 주요내용 (6) 본 기술 관련 보유 특허 출원 / 등록 구분 특허명 출원국 ( 등록 ) 출원 ( 등록 ) 번호 출원 ( 등록 ) 년도 기술구분 출원유기 발광 소자 및 유기 발광 소자 제조 방법 한국 / 미국 / 진행 중 2012 나노패턴 출원유기발광다이오드 및 그 제조방법 한국 / 미 국 / 일본 / 진행 중 2011 나노패턴 / 고굴절 평탄층 출원발광소자한국 나노패턴 / 고굴절 평탄층 출원고분자 물질, 광학 필름 및 유기 발광 소자 한국 / 미국 / 진행 중 2012 고굴절 평탄층 출원유기발광 소자 한국 / 미국 / 진행 중 2012 고굴절 평탄층 출원 유무기 하이브리드 폴리아믹 에스테르, 이의 제조방법 및 이의 필름 제조 방법 한국 / 미국 / 진행 중 2011 고굴절 평탄층

기술적용 분야 및 기술의 시장성 (1) 고효율 OLED 조명 기판 AMOLED 디스플레이 광추출 기술 광추출 기술은 태양전지 등의 집광형 소자에도 연관성이 높아 개발된 기술을 바탕으로 광전환 효율 증대를 기대할 수 있음.  OLED 조명의 시장 성장기가 2015 년 무렵 예측 되므로, 늦어도 2014 년 이 전에 광추출 부품 소재의 사업화가 되는 것이 바람직함.  따라서, 광추출 부품소재의 사업화 소요기간은 기술 개발 완료 후 약 2 년정 도이므로 늦어도 2014 년까지 상용화 기술을 개발하는 것이 바람직하다고 생각됨.  OSRAM 사의 OLED 조명 사업 예측에 의하면 Volume business 가 2020 년 이후까지 지속되므로, 광추출 부품 소재 사업은 10 년 이상 지속이 가능함.

기술적용 분야 및 기술의 시장성 (2) 해당 제품 / 서비스 시장 규모  OLED 조명 광원의 가격은 100x100 mm2 가 평균 US$ 250 로서 경쟁제품 대비 매우 비싼 가격임.  2012 년에는 60 lm/W 의 광원이 시판될 예정이고 수량으로는 200,000 개, 매출로는 40 USM$ 수준이지만 2013 년부터는 고속으로 성장할 것으로 예상됨.  한국과 일본, 독일 등의 대규모 증설과 중국 기업의 OLED 광원 사업 진출로 연간 성장률 500% 로 지속적 성 장이 예측되며, 2015 년 1,080 USM$ 에 달할 것으로 전망됨.  OLED 조명 패널용 광추출 부품에 대한 구체적인 시장 전망은 보고된 바가 없지만, 패널가의 5~10% 수준의 원가 기여도를 고려하면 2015 년 500 – 1,000 억원 규모의 시장이 형성될 것으로 전망됨.  또한, 본 광추출 기술은 AMOLED 디스플레이에도 응용이 가능할 것으로 예상되며, AMOLED 시장의 1% 수 준의 원가 기여도를 고려하면 2015 년 2,000 억원 수준의 시장이 형성될 것으로 기대됨.  OLED 조명 광원의 가격은 100x100 mm2 가 평균 US$ 250 로서 경쟁제품 대비 매우 비싼 가격임.  2012 년에는 60 lm/W 의 광원이 시판될 예정이고 수량으로는 200,000 개, 매출로는 40 USM$ 수준이지만 2013 년부터는 고속으로 성장할 것으로 예상됨.  한국과 일본, 독일 등의 대규모 증설과 중국 기업의 OLED 광원 사업 진출로 연간 성장률 500% 로 지속적 성 장이 예측되며, 2015 년 1,080 USM$ 에 달할 것으로 전망됨.  OLED 조명 패널용 광추출 부품에 대한 구체적인 시장 전망은 보고된 바가 없지만, 패널가의 5~10% 수준의 원가 기여도를 고려하면 2015 년 500 – 1,000 억원 규모의 시장이 형성될 것으로 전망됨.  또한, 본 광추출 기술은 AMOLED 디스플레이에도 응용이 가능할 것으로 예상되며, AMOLED 시장의 1% 수 준의 원가 기여도를 고려하면 2015 년 2,000 억원 수준의 시장이 형성될 것으로 기대됨. 구분 ( 시장규모 ) Unit (K) ,0005,00025,000 Revenue (USM$) ,080 ※ 출처 : OLED 광원 시장 전망, 유비산업리서치 2012.

기대효과 광추출기술은 OLED 조명 소자의 외부발광효율을 2 배 이상 증대시키 는 것으로 이로 인해 소자의 휘도, 전력효율 및 수명이 2 배 이상 증가 되어 일반조명시장으로의 진입 시기를 앞당길 수 있는 핵심 부품 / 소 재 기술임. 마이크로렌즈 어레이 필름 등을 이용한 외부광추출 기술은 상용화되 어 있으나, 본 기술이전에서 다루고 있는 내부광추출 기술은 상용화 되어 있는 예가 없는 신규 사업 아이템임. OLED 조명 및 디스플레이 분야의 부품 / 소재 사업을 신사업으로 고려 하고 있는 기업에게 OLED 광추출 부품 / 소재 기술은 새로운 사업 기 회를 제공할 수 있을 것으로 기대됨.