OLED 신소재 개발에 독일 산-학-연-정 뭉쳤다

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2009-11-09 08:51

서울--(뉴스와이어)--독일 정부가 후원하고 업계와 학계가 컨소시엄 형태로 참여하는 OLED (유기 발광 다이오드) 소재 개발 프로젝트가 출범했다. 프로젝트를 주도하고 있는 독일 머크(Merck KGaA)는 OLED디스플레이를 대형화하는데 핵심이 되는 가용성 소재를 개발해 TV, 신호등, 조명기기 등에 광범위하게 적용할 수 있는 획기적인 기반을 구축하는 것이 이번 프로젝트의 목적으로, 투입 예산만 3200만 유로에 달한다고 9일 밝혔다.

독일 본사의 부사장이자 OLED 사업부를 책임지고 있는 우도 하이더 박사는 “OLED는 비용과 에너지 효율면에서 미래 잠재력이 큰 발광기술로 업계가 원하는 맞춤형 OLED 소재를 개발·공급해 혁신적인 재료기술로 원가절감이 가능한 제조 공정을 실현할 수 있을 것”이라고 전했다.

‘NEMO (New materials for OLEDs from solutions: 용액공정을 통한 OLED 신소재)’로 명명된 이번 프로젝트는 2012년 7월 말까지 자금이 지원되며, 머크를 포함한 4개 기업과 7개 대학이 파트너로 참여한다. 특히 머크는 OLED 등 디스플레이 분야에서 축적된 기술 개발 경험을 바탕으로 이번 컨소시엄을 주도한다.

다른 3개 기업 파트너는 H.C. 슈타르크 클레비오스 (레버쿠젠 소재), 오르메콘 (함부르크 인근 암머스벡 소재), DELO (뮌헨 인근 빈다크 소재)다. 독일의 프라운호퍼 응용폴리머 연구소 (포츠담 소재)는 독립적인 연구 기관으로 NEMO에 참여한다. 튀빙엔대학과 레겐스부르크 대학은 각각 2명의 연구원을 파견한다. 다른 참가 대학으로는 베를린 훔볼트 대학과 포츠담 대학이다.

NEMO 프로젝트의 비용은 총 3180만 유로에 달할 것으로 보인다. 이를 위해 독일연방교육연구부(BMBF)는 현재 정부 차원에서 추진중인 “산업과 사회를 위한 소재 혁신(Material Innovations for Industry and Society) 프로그램의 일환으로 이번 프로젝트에 1600만 유로를 지원한다. 나머지 비용은 참가하는 기업체들이 각자 부담하게 된다. 이번 프로젝트는 독일 정부가 주도하고 있는 ”유기발광다이오드 - 2단계” 개발 계획의 핵심 프로젝트의 하나이기도 하다.

OLED는 고체 상태의 반도체 소자로 유기 분자로 구성된 박막에 전류가 흐르면 이 분자들이 빛을 발산한다. OLED는 이미 휴대전화나 MP3등 소형 디스플레이에 사용되고 있다. OLED는 전류에 따라 다양한 색상의 빛을 구현할 수 있어 응용범위가 넓다. 또한 소비전력이 적고, 어떤 각도에서도 선명한 이미지를 볼 수 있는 장점이 있다. 초박막 발광층을 사용한 OLED 기술은 독특한 수평(homogeneous) 배열의 대형 발광면을 만들 수 있는데 전체 층 두께는 수 밀리미터 밖에 되지 않는다.

이들 신소재는 현재의 진공증착공정과 비교하면 특히 수명과 발광효율을 더욱 높여야 한다. 이를 위해 NEMO 프로젝트는 적, 녹, 청 광원의 가용성 인광물질에 초점을 맞추고 있다. 프로젝트 참가 기업은 시장성이 있는 솔루션을 신속히 개발하기 위해 전하주입, 전자수송, 음극전극 재료와 특수 실란트를 다양하게 연구 분석하고 성능을 시험하고 있다.

NEMO 참가 기관과 역할

산화인듐주석(ITO) 코팅 유리를 기판으로 한 용액공정의 다층구조 OLED 소재 개발에는 11개 파트너 기관이 각자 개발 주제 (음극층 / 전자주입층 / 발광층 / 전하주입층)를 맡아 연구하고 있다.

머크는 가용성 저분자에 기반한 새로운 발광 시스템을 개발·시험하고 있다. 이 소재가 있는 층에서 전류가 빛으로 전환된다. H.C. 슈타르크 클레비오스와 오르멘콘은 각 소자의 효율을 크게 향상시킬 있는 기타 층에 필요한 소재를 각자 개발하고 있다.

이와 함께 H.C. 슈타르크 클레비오스는 값이 비싼데다 충격에 약한 ITO 층을 대체할 수 있는 도전성 폴리머 양극 소재를 연구하고 있다. 오메르콘은 광투과(light transmission)가 되는 발광층 에서 양극까지의 대체물을 연구하고 있으며, 동시에 OLED의 수명이 짧게 되는 매카니즘 을 분석하고 있다. DELO는 OLED 소자를 캡슐화해 보호할 수 있는 특수 접착제를 개발 중이다. OLED는 산소와 수분에 매우 민감해 공기 중에 노출될 경우 소자의 특성이 저하되고 수명이 단축되기 때문에 이를 방지하기 위한 봉지(encapsulation) 공정이 매우 중요하다.

프라운호퍼 연구소는 폴리머(긴 사슬의 분자)에 기반한 시스템을 개발·시험하고 있으며 이어 머크가 이를 소자차원에 적용해 시험하게 된다. NEMO 파트너들은 튀빙엔대학을 통해 금속 클러스터 화합물로 만든 새로운 발광 시스템을 연구하고 있다. 베를린에서는 훔볼트 대학이 방출기와 음극 사이의 층에서 전자 수송을 위한 새로운 물질을 합성하는 계획을 추진 중에 있다. 레겐스부르크 대학은 새로운 발광 물질을 시뮬레이션하며, NEMO에서 개발중인 소재에 대해 광물리학 연구를 수행하고 있다. 또한 포츠담 대학의 연구진은 전하운반체 수송 및 운동과 같은 물리적 성질을 연구하고 있다.

머크 개요
한국머크는 1668 년 독일 담스타트에서 시작돼 일렉트로닉스, 라이프사이언스 및 헬스케어 분야에서 비지니스를 영위하는 선도적인 과학기술 기업인 머크그룹의 한국지사다. 전 세계 66개 국가중 한국에서는 1989년 법인 등록을 마친 후, 서울, 판교, 송도, 시화, 반월, 배곧, 안산, 안성, 포승, 평택, 대전, 음성, 울산 등에 13개의 사이트에서 약 1750여명이 활동 중이다.

웹사이트: https://www.merckgroup.com/kr-ko