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

https://blog.naver.com/gseed82/220986962316

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