1) Light-emitting Electrochemical Cells

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1 1) Light-emitting Electrochemical Cells
구조적인 측면에서는 플렉시블 유기박막 소자(OLED)와 유사하나 빛을 발하는 원리적인 측면에서 뚜렷한 차이점이 있어 Light-emitting Electrochemical Cell(LEC; 발광전기화학전지)라고 다르게 부른다. 필름 형태로 제조가 가능하고 전지 두께의 정밀도에 대한 의존성이 낮아 대면적으로 제조하기 유리하다. 따라서, 쉬운 제조 공정과 적은 비용으로 미래의 조명이나 디스플레이에 적용 가능한 기술이다. 2005년 이래 세계적으로 소수의 연구 그룹에 의해 연구가 진행 중이며, 아래 그림은 가장 대표 적 형태의 LEC 구조를 보여 주고 있다.

2 Electron Transport Layer
 Recently, Light-emitting Electrochemical Cells(LEC) have been drawing attention as a alternative display of OLED. Electron Transport Layer Cathode(Al) Emitting layer Hole transport layer Glass substrate Transparent Anode(ITO) Cathode(Al) Emitting layer Transparent Anode(ITO) Glass substrate OLED LEEC Multilayer device architecture Layers are processed mostly by vapor deposition Air sensitive cathodes Expensive Simple device architecture Layers are processed from solution Air stable cathodes Low cost

3 Operating mechanism of LECs
발광층이 고상의 이온성 전해질로 구성되어 이 발광층 속에서 hole과 electron이 만나 빛을 발하게 된다. Schematic representation of the operation mechanism of LECs at sufficient high voltages after formation of the electric double layers (EDLs) and the p- and n-type doped zones

4 LECs p-LECs iTMC-LECs Ionic Neutral sm-LECs Two types of LEC
LEC는 polymer 기반 발광소재와 metal complex 기반 발광 소재로 나뉜다. p-LECs iTMC-LECs LECs Ionic Neutral sm-LECs

5 본 연구실에서는 LEC 발광 소재 합성에 차별화된 분자 설계 기술과 예측 계산 기술을 도입하여, metal complex 기반 또는 small molecule 기반의 새로운 발광 소재를 합성하여 박막 상태에서 고효율의 blue color를 구현하고자 한다.

6 2) 고강도 기능성 접착소재 본 연구팀에서는 구조용 및 부품용으로 사용되는 이종재료 간의 접합을 위하여 고분자를 기반으로 하는 고강도 접착소재 원천기술을 개발하고자 한다. 새로운 기능성 고분자 중간체를 합성하여 우수한 접착강도 및 내충격성 특성을 구현하였다. 기존의 구조용 접착소재는 제한적인 접착강도와 내충격 특성을 가지고 있어서 수송구조체 또는 항공우주용, 기계 부품 접합에 적용하기에는 한계를 가지고 있었다. 기존 접착소재의 한계 성능을 극복하기 위하여 인터페이스 소재 개념을 도입하고 전산 해석에 의해서 이종소재 간의 인터페이스 접착을 최적화하는 새로운 고강도 접착 소재를 설계하는 기술을 개발하였다.

7 접착 소재의 고접착성과 내충격성을 동시에 구현하고자 입자성 고분자 공중합체인 성형 고분자(star polymer)를 합성하고, 코어 표면에 유연한 팔을 붙여서 기능성을 구현하였다. 코어와 팔의 특성을 조절하여 다양한 특성의 기능성 고분자 중간체를 합성할 수 있다.

8 최근에 구조용 접착제에 적용되고 있는 core-shell rubber 입자와 접착강도 특성을 비하였을 경우, 본 연구실에서 개발된 중간체를 적용할 경우 보다 향상된 접착 성능을 보였다. 또한, 내충격 특성(강인성, toughness)도 크게 향상됨을 확인 하였다.

9 최적의 접착력 구현을 위하여 전산 예측을 다른 연구팀과 공동 수행하고 있으며, 고강도 고기능성 접착소재 설계에 반영하고 있다.

10 우주항공, 수송기기, 적층 소자 및 부품산업 전 분야에 공통적으로 적용 가능한 미래형 구조용 접착 소재는 산업적으로 큰 중요성을 갖는다. 독일의 Henkel사 등의 다국적 기업을 중심으로 구조용 기술이 개발되고 있으나, 이종 소재 간 결합특성을 고려한 고강도/내충격성 접착제 개발은 미래 지향적 기술로서 산업적인 기술파급효과가 매우 클 것으로 판단된다.

11 또한, 다양한 소재로 구성된 복합구조체의 접합 방법이 해결되어 미래형 수송기기 즉, 전기차 구조체 및 부품에 적극 활용되어 미래형 수송기기의 경량화 구현에 기여할 것으로 기대된다.

12 본 연구실은 독일의 글로벌 기업과 연구 협력을 하는 등 해외 연구기관/기업과의 국제 네트워크를 통하여 글로벌 기술 수준의 연구 성과를 도출하고 있다.

13 2-1) Epoxy Adhdesive 접착제 원료 접착제 소재 접착제 적용부품 아크릴계 비닐계 Rubber 계 PU 계
•수출국가/기업: 헨켈. bostik, 3M 등 •국내 수입기업: 헨켈코리아, LG디스플레이 등 •국내 생산가능 기업: 동부정밀화학 등 비닐계 •수출국가/기업: Rohm&Hass, 3M •국내 수입기업: National, Starch •국내 생산 가능 기업: 오공, 동부정밀화학 등 Rubber 계 •수출국가/기업: 고시니, 세메다인 등 •국내 수입기업: 헨켈코리아, 공신테크소닉 등 PU 계 •수출국가/기업: Fuller, 고시니 등 •국내 수입기업: 에스엘시디, 공신테크노소닉 등 •국내 생산가능 기업: 내쇼날스타치 등 실리콘계 •국내 수입기업: 소니코리아, LG 디스플레이 •국내/해외 기술수준: 약 75% •해외기술 90% 개발 소요기간 : 약 3년 •국내 생산가능 기업: 한국다우코닝 등 에폭시계 •수출국가/기업 : Fuller, 3M •국내 수입기업: 헨켈코리아, 한국 3M 등 •국내/해외 기술수준: 약 80% •국내 생산가능 기업: 오공, 국도화학 등 아미노계 •수출국가/기업 : Bostik, Rohm&Hass •국내 수입기업: 내쇼날스타치에이블스딕, 한국스리본드 등 •국내/해외 기술수준: 약 90% •국내 생산가능 기업: 삼원화학 자동차용 • 용도: 차체 구조용, 유리 등 부품 접합용 • 수요업체: 현대차, 기아차, GM 대우, 르노삼성 등 전기전자용 • 용도: PCB 기판, 칩접합, 도전성 접착 필름 등 • 수요업체: 삼성전자, LG 디스플레이, 하이닉스 등 건축용,선박용 • 용도: 건축물, 선박 내외부 접합, 방수, 방오 • 수요업체: GE, 오공 접착제 원료 접착제 소재 접착제 적용부품

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