ETRI, OLED 조명 핵심원천기술개발

- 광추출 부품 및 소재기술로 전력소모 2배이상 절감
- 차세대 조명산업 신생태계 조성, 창조경제 앞장
- 7일 KES서 핵심기술 및 다양한 시제품 일반공개

차세대 친환경 조명으로 각광받고 있는 OLED(유기발광다이오드)에 대한 핵심 원천기술이 국내 연구진에 의해 개발되어 패널시장의 주도권을 쥐고 있는 우리나라가 조명분야에도 세계 시장에 진출할 청신호가 켜졌다.

특히 OLED 조명은 AMOLED 디스플레이 시장의 90%를 점하고 있는 우리 나라의 OLED 산업 인프라를 활용할 수 있어 어느 조명 분야보다도 높은 국제 경쟁력을 가질 수 있을 것으로 기대된다.

OLED 조명은 그 동안 에너지 절감, 친환경, 얇고, 가벼우며 우수한 색감과 눈에 편안한 광특성으로 LED 조명의 뒤를 잇는 차세대 조명으로 주목받고 있다. 하지만, OLED 조명은 높은 전력소모와 가격, 그리고 활용성 등이 시장확대의 걸림돌이 되어 왔었다.

ETRI(한국전자통신연구원, 원장 김흥남)가 개발에 성공한 OLED 조명 기술은 ‘광추출 소재 및 부품’기술로서 투명전극과 기판사이에 빛을 산란시킬수 있도록 기판에 나노구조체를 만들고 굴절률이 높은 유무기 복합 소재를 이용하여 표면을 평평하게 만들어 주는 것이 핵심기술이다.

본 기술은 수백 나노미터 크기의 패턴이 자발적으로 형성되는 불규칙 나노구조(주름)를 특징으로 한다. 이로 인해 OLED 광원에 광추출 부품을 도입하여도 투과도 손실이 10% 이내로 최소화 할 수 있다.

또한 본 기술은 기존 기술이 고온 공정이 필요하데 반해 250℃이하의 비교적 저온상태에서도 공정이 가능토록 했다. 따라서 플라스틱과 같은 고분자화합물(Polymer)로 박막 코팅처리를 한 뒤 열처리와 UV(자외선)처리를 하고나면 스스로 나노구조가 만들어지는 것도 확인했다고 ETRI는 밝혔다.

연구진은 본 기술이 고가의 반도체나 디스플레이 제조시 꼭 필요한 광학 패턴장비를 이용한 공정 없이도 대량생산이 가능해 제조원가를 획기적으로 절약할 수 있으며 기존 조명용 OLED 뿐만 아니라 투명 및 플렉시블 조명용 OLED에도 적용할 수 있는 기술이란 점에서 그 의미가 크다고 말했다.

ETRI는 본 기술을 통해 플라스틱 소재를 사용하여 유연한 광원을 만드는가 하면, 투명한 조명 광원을 만드는 데 성공했다. 아울러 스마트폰을 이용한 조절기능과 무선전력전송기술을 이용하여 전선의 연결 없이도 작동이 가능하며, 각종 센서를 부착하여 달과 태양과 같은 외부환경 뿐만 아니라 사람과의 교감(Interactive)도 이루어지게 함으로써 매우 자연스러운 감성 조명을 연출할 수 있다.

향후 투명 및 플렉시블 OLED 광원은 집안의 벽지나 천장 마감재처럼 인테리어 소재로 활용이 예상되며 자연 그대로의 조명에 가까운 세상이 열리게 될 것이다. 이로써 OLED 조명이 인간에게 ‘이로운 조명’, ‘건강한 조명’으로 거듭날 것으로 ETRI는 전망했다.

여기에는 상당한 노력들이 동원되어 졌는데 무선으로 제어하는 부문은 ICT(정보통신)기술이 나노 패턴의 광추출 소재 부품 기술에는 NT(나노)기술이 무선전력전송부문은 ET(에너지)기술이 적용되었다.

이와 함께 감성디자인 기술을 융합, 교감형 OLED 조명의 신생태계 조성을 위한 핵심원천기술을 개발한 것이라고 ETRI는 설명했다.
ETRI는 본 기술개발로 OLED 조명의 소비전력을 절반 이하로 절감할 수 있다고 밝혔다. 아울러 부품원가의 획기적 절감은 물론 인프라 투자비용 또한 들지 않는다고 설명했다. 또 OLED 조명이 기존 갖고 있던 장점인 평판형 외에도 투명하고 휘어지게(Flexible) 할 수도 있다고 말했다.

본 과제는 미래창조과학부의 “교감형 스마트 OLED 광원 핵심 기술 개발”과 산업통상자원부/한국산업기술평가관리원의 “환경/감성형 OLED 면조명 기술”의 일환으로 연구개발되어 졌다. 연구진은 지난 4년동안 SCI 21편, 국내외 특허 출원 및 등록 89건, 기술이전도 8.5억원을 실시했다.

산업 인프라 구축을 위하여 국제표준화기구(IEC TC34)에서 OLED 조명 국제 표준화도 주도하고 있다. 향후 본 기술의 적용으로 낙후된 조명시장의 활성화를 통해 중소기업을 살리고 새로운 먹거리 창출은 물론 일자리 창출에도 한 몫 할 것으로 ETRI는 내다봤다.

아울러 시장조사 전문기관인 디스플레이뱅크 보고서에 따르면 OLED 조명 관련 시장은 오는 2015년과 2020년에 전 세계적으로 약 18억불과 56억불을 예상하고 있다.

 ETRI OLED연구실 이정익 실장은 “소재·부품에서 광원-조명 등기구에 이르는 전 주기적인 기술개발을 통한 OLED조명을 개발함으로써 창조 경제에 부합하는 차세대 조명산업의 신생태계 조성에 기여할 것으로 기대된다.”고 말했다.

본 과제는 지난 2011년도 국가우수연구개발성과 100선에 선정되었고 올해는 산업기술연구회 ‘도전과제’에도 뽑혔다. ETRI는 본 기술로 기술창업을 통해 ‘엔라이팅’이라는 연구소 기업도 창업, 본격적인 시장진출을 한다는 계획이다. 아울러 ETRI는 세계에서 세 번째로 개최하고 있는 ‘제 5회 OLED 조명 디자인 공모전’을 통해 영예의 대상 수상작에 원광대학교 미술학과 ‘천병우’씨가 디자인한 ‘Create Your Sun' 을 선정키도 했다.

ETRI는 본 기술의 성과를 오는 7일부터 경기도 일산 킨텍스에서 열리는 전자정보통신산업대전(KES)에도 출품, 일반에 공개한다.  

한국산업기술평가관리원 장종찬 전기전자평가팀장도 “이번 전시회가 OLED 산업 및 보급 활성화에도 크게 기여하길 기대한다”면서 “OLED 조명이 국가경제에 이바지할 수 있는 새로운 성장 동력으로 자리잡을 수 있도록 적극 지원해 나갈 계획이다”고 밝혔다.

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