고효율/장수명 투명 OLED 조명용 면광원 개발

고효율/장수명 투명 OLED 조명용 면광원 개발

Development of transparent OLED surface-lighting having high efficiency and long life time

저자명 최범호

소속기관 한국생산기술연구원

문서유형 동향/연구보고서

발행정보 한국생산기술연구원 |2016년 |한국어

서지링크 KISTI

<초록>

2. 개발결과 요약

□ 핵심기술

◦ 100 lm/W 이상 고효율, 20,000 시간 이상의 장수명을 갖는 조명용 투명 OLED 면광원 개발

□ 개발의 목표

◦ Hybrid organic/inorgarnic encapsulation 공정 개발

◦ Digital CVD 공정을 이용한 amorphous carbon encapsulation 공정 개발

□ 개발내용 및 결과

□ Hybrid organic/inorganic encapsulation 기술 개발

◦ Hybrid organic/inorganic layer를 이용한 encapsulation 층의 광학 설계 및 최적 구조 구현

- 시뮬레이션 결과 monomer layer 두께에 따른 투과도 차이는 크지않지 않음을 알 수 있음

- monomer 두께가 증가하면 투과도 peak 개수가 증가 하지만 deep peak는 감소하는 경향을 나타내며, 이는 barrier 특성이 향상됨을 알 수 있음

- Al2O3 박막의 두께가 증가하면 간섭 peak(deep peak) 개수가 줄어들고, 투과율이 향상됨을 알 수 있음

◦ Hybrid organic/inorganic layer를 이용한 encapsulation 적용 소자 제작 결과

- TFE 박막의 투과도 측정 결과 550nm 파장영역에서 85%의 투과율을 보임

- TFE layer의 최적 조건을 적용한 OLED 소자의 발광 스펙트럼 확인결과 최대 발광 파장에서 광학 간섭을 받지 않는 박막 제조가 가능함을 확인

□ Inorganic passivation layer를 이용한 low WVTR encapsulation 기술 개발

◦ 비정질 구조의 SiN, SiCN 무기 박막 증착

- XRD, FE-SEM, FE-TEM 확인 결과 무기 박막 증착

- 비정질 특성을 보여주는 단일막 및 다층막은 결함이나 핀홀이 나타나지 않음

- 증착 공정에서 형성 가능한 결함을 상쇄 가능한 Phase intermixing 현상 발생함

- 박막 균일도 : 1.3% 이하

- 박막의 결정립이나 결함, 핀홀을 통해 수분이 유기막으로 침투가 쉽기 때문에 투습방지막으로 적용하기 위해서는 비정질 박막이 적절함

◦ SiN, SiCN 무기 박막의 특성 평가

- Ca-degradation test 방법을 이용한 무기 박막의 투습률 측정

- 투습율(WVTR) : 1.12 × 10-6 g/m2/day at 85℃ and 85%

- 18000 시간 까지 투습도 유지가 가능함

◦ 무기 봉지 박막 구조가 적용된 OLED 소자 제작 후 특성 평가

- 발광 균일도 : 94%

- LT 80 : 3,900 hrs / LT 50 : 16,800 hrs

- 발광 효율 : 1000nit@ 5volt, 80 lm/W (with Out-coupling sheet)

□ Ca cathode를 이용한 flexible OLED 소자 제조 기술 개발

◦ Encapsulation 방법 중 일반적으로 encapsulation glass 아래 moisture getter를 사용하는 방법이 사용

◦ Thin film encapsulation 방법으로 Al cathode 위에 Ca getter를 증착하는 방법을 개발하여 적용

◦ 각각 세가지 타입(Reference, with Ca, without Ca)의 encapsulation이 적용된 OLED 소자의 38℃, 85% 항온항습테스트 시행

◦ 시간 변화에 따라 moisture getter가 적용된 소자와 Ca-getter가 적용된 소자의 current density, 휘도 특성은 거의 변화가 없지만 Ca-getter가 미 적용된 소자의 특성은 저하됨을 확인

◦ Moisture getter, Ca-getter 적용, Ca-getter 미적용 encapsulation이 적용된 OLED 소자의 작동 시간에 따른 발광이미지를 관찰 함

◦ 15일부터 dark spot이 하나씩 보이기 시작하지만 30일 실험 동안 자연적인 유기물 열화에 의한 약간의 휘도 변화만 나타남

<목차>

표지 ... 1

제출문 ... 2

기관주요사업 요약서(초록) ... 3

목차 ... 6

제 1 장 서론 ... 7

제 1 절 개발기술의 중요성 및 필요성 ... 7

제 2 절 국내·외 관련 기술의 현황 ... 12

1. 한국전자통신연구원(ETRI) ... 12

2. 네오뷰코오롱 ... 13

3. LG Display ... 14

4. LG전자 ... 14

5. 삼성 SDI ... 14

6. 삼성디스플레이(SD) ... 15

7. Osram ... 15

8. Philips ... 16

9. Lumiotec ... 16

10. 주요 선행기술 현황 ... 17

제 3 절 기술개발 시 예상되는 기술적·경제적 파급 효과 ... 18

제 2 장 기술개발 내용 및 방법 ... 19

제 1 절 당해년도 목표 및 평가 방법 ... 19

1. 당해연도 목표 ... 19

2. 개발기술 목표항목 및 평가방법 ... 19

제 2 절 당해연도 개발 내용 및 개발 범위 ... 20

1. Hybrid organic/inorganic layer를 이용한 encapsulation 기술 개발 ... 20

2. Inorganic passivation layer를 이용한 low WVTR encapsulation 기술 개발 ... 21

제 3 장 결과 및 향후 계획 ... 23

제 1 절 연구개발 추진 체계 ... 23

1. 연구개발 추진 전략 ... 23

2. 연구개발 추진 체계 ... 24

3. 연구수행 편성도 ... 25

제 2 절 당해년도 연구개발 결과 ... 26

1. 당해년도 연구개발 추진 일정 및 달성도 ... 26

2. 당해연도 연구개발 추진 실적 ... 27

제 3 절 기대효과 및 사업화 계획 ... 42

1. 기술적 측면 ... 42

2. 경제적 측면 ... 42

3. 산업적 측면 ... 43

제 4 장 참고문헌 ... 44

끝페이지 ... 45

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