-0--0- 경선추 Smart & Green Technology Innovator OLED 조명 패널용 광추출 기술.

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1 -0--0- 경선추 Smart & Green Technology Innovator OLED 조명 패널용 광추출 기술

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

3 -2- 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

4 -3- 2. 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)

5 -4- 2. 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.

6 -5- 2. 개발기술의 주요내용 (1) 기술구성도 Cathode Organic Anode Glass Light extraction layer

7 -6- 2. 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

8 -7- 3. 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

9 -8- 3. 개발기술의 주요내용 (4) on Flat Glass (E-1 Glass) on Flat Glass (E-1 Glass) on Nano-structured Glass (NS-Glass) - 굴절률 ; > 1.9 - 투명 ; > 90% - 후막 ; 500~1,000nm - 박리 ; X - 황변 ; X - 후공정정합성 ;. Ra = 2.5 ~ 6.0nm. ITO 증착 damage free

10 -9- 3. 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

11 -10- 3. 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.

12 -11- 3. 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 2012-0007478 / 진행 중 2012 나노패턴 출원유기발광다이오드 및 그 제조방법 한국 / 미 국 / 일본 2011-0076738 / 진행 중 2011 나노패턴 / 고굴절 평탄층 출원발광소자한국 2010-00626582010 나노패턴 / 고굴절 평탄층 출원고분자 물질, 광학 필름 및 유기 발광 소자 한국 / 미국 2012-0005621 / 진행 중 2012 고굴절 평탄층 출원유기발광 소자 한국 / 미국 2012-0005620 / 진행 중 2012 고굴절 평탄층 출원 유무기 하이브리드 폴리아믹 에스테르, 이의 제조방법 및 이의 필름 제조 방법 한국 / 미국 2011-0134469 / 진행 중 2011 고굴절 평탄층

13 -12- 3. 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.

14 -13- 3. 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 ) 20112012201320142015 Unit (K) 202001,0005,00025,000 Revenue (USM$)5401203601,080 ※ 출처 : OLED 광원 시장 전망, 유비산업리서치 2012.

15 -14- 4. 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.