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[Lighting Japan 2016] Soluble OLED material의 핵심 이슈는?

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13일부터 일본 도쿄 빅사이트에서 개최된 Lighting Japan 2016 conference에서 Sumitomo Chemical과 Merck가 최근 개발된 soluble OLED material의 성능을 공개했다.

Sumitomo Chemical은 polymer 기반의 soluble OLED material을, Merck는 small molecule 기반의 soluble OLED material을 개발 중에 있다.

이번 conference에서 발표된 soluble OLED material의 효율은 UDC의 증착재료 대비 red는 65% 이상 특히 Sumitomo Chemical의 red는 85% 이상을 달성하였으며, green은 UDC의 증착재료 대비 88% 이상의 효율을 달성한 것으로 나타났다. 수명은 LT 95에서 red는 25%, green은 약 40%(평균수치) 수준으로 효율에 비해 부족하게 나타났다.

Sumitomo Chemical과 Merck에서 말하는 공통적인 이슈는 LT 95 확보로 효율측면에서는 증착재료를 많이 따라잡았지만 수명에서 개발이 더 필요하다고 밝혔다.

Solution process는 Gen8 이상의 장비에서 대면적 OLED panel을 RGB 방식으로 생산할 수 있는 공정으로서 주요 panel 업체에서 연구 개발을 적극적으로 진행 중에 있으며, soluble OLED material의 성능이 가장 큰 이슈로 뽑히고 있다. UBI Research에서 발간한 “Solution Process OLED Report 2015”에 따르면 solution process 적용시 증착 process보다 material cost를 현재의 대면적 OLED panel보다 약 40% 절감할 수 있다고 분석하고 있으며 soluble OLED material의 개발 속도에 따라 solution process 공정이 양산에 적용되는 시기가 결정될 것으로 전망된다.

OLED 재료 성능 비교표

[Lighting Japan 2016]야마가타 대학, 저비용 flexible OLED용 encapsulation 개발

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일본 야마가타 대학에 있는 유기 전자 혁신 센터의 OLED 그룹은 Lighting Japan 2016의 conference에서 저비용 flexible OLED용 encapsulation에 대해 발표하였다. 기존 flexible OLED의 encapsulation은 OLED위에 한층 이상의 다층 박막 passivation layers를 형성한 후 adhesive organic material을 도포하고 gas barrier film을 laminating 하는 하이브리드 encapsulation 구조가 주로 사용되었었다. 이번에 야마가타 대학에서 발표한 encapsulation 구조는 하이브리드 encapsulation 구조에서 다층 박막 passivation 없이 thermoset resin과 barrier film을 OLED 위에 형성한 후 약 130도의 온도로 합착한다. 야마가타 대학은 encapsulation을 사용하여 지난 13일 ‘투명 플렉시블 OLED 패널’ 개발 및 프로토 타입에 성공했다고 발표 했으며, 이 패널은 27일부터 도쿄 빅사이트에서 열리는 ‘인쇄 전자 전시회 2016’에서 전시할 계획이라고 밝혔다.

전시될 OLED 패널은 폭 45mm, 길이 110mm의 나뭇잎 형태로 무게는 1.2g보다 가벼우며, 두께는 250um의 투명한 필름 기판으로 접을 수 있다.

야마가타 대학에 따르면, 새로 개발한 encapsulation을 적용하면 passivation layer를 사용하지 않아 OLED lighting panel의 가격을 낮출 수 있으며 투명과 플렉시블을 동시에 충족시킬 수 있기 떄문에 앞으로의 투명 플렉시블 OLED lighting 개발에 핵심 기술이 될 것으로 예상한다라고 밝혔다.

저비용 flexible OLED용 encapsulation, 야마가타 대학

[Lighting Japan 2016]Sumitomo Chem., P-LED로 일반 조명시장 목표.

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Sumitomo Chemical의 decoration용 P-LED lighting panel, Lighting Japan 2016

Sumitomo Chemical에서 solution process를 적용한 P-LED(Polymer OLED)로 일반 조명 시장에도 진입할 계획이 있다고 밝혔다.

Sumitomo Chemical은 polymer와 solution process,를 적용한 OLED lighting panel을 개발하고 있는 업체로서 2015년 하반기부터 데코레이션용 OLED lighting panel을 본격적으로 판매하기 시작하였다.

Lighting Japan 2016 전시장에서 Sumitomo Chemical 관계자는 “현재 Sumitomo Chemical이 보유하고 있는 polymer 재료와 공정기술로도 증착 재료 수준의 80~90%의 효율을 확보하였고 수명도 white 60~80lm/w 기준으로 약 20,000 시간 개발을 완료하였다. 2017년부터 데코레이션용 뿐만 아니라 일반조명으로 solution process OLED lighting panel을 상업화할 계획에 있으며 가장 큰 이슈는 cost와 소비자들의 OLED에 대한 인지도 향상이다.”라고 밝혔다.

이슈에 관련하여 “Solution process로 형성하는 발광층 부분은 cost가 저렴하지만 증착으로 형성하는 발광층과 전극부분의 cost down이 더욱 필요하며, 수명도 20,000시간이면 충분하지만 LED 조명의 수명이 40,000시간 이상으로 소비자들의 인식이 높아져있기 때문에 OLED lighting에 대한 소비자들의 인지도향상과 조명제품에 대한 인식을 변화시키는 것이 중요하다.”라고 하였다.

[Lighting Japan 2016] LED 조명산업의 위기, 해결책은?

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Osram Bussiness Unit Digital Systems의 CEO, Geert van der Meer, Lighting Japan 2016

Lighting Japan 2016의 keynote session에서 Osram Bussiness Unit Digital Systems의 CEO인 Geert van der Meer은 조명산업이 앞으로 나아가야 할 방향에 대해 제시하였다.

Geert van der Meer은 “현재 조명시장은 LED화가 급격하게 진행되고 있지만 중국업체들의 물량 공세에 LED source와 기구 가격이 급격히 하락하고 있어 조명 제조업체들의 이윤창출이 없어지고 있는 추세라며, 이윤을 창출하기 위한 새로운 비즈니스 형태가 필요하다.”라고 강조하였다.

Osram이 제시한 새로운 비즈니스는 embedded lighting과 connected and smart lighting으로 조명들을 내설하거나 간접조명으로의 활용을 통해 실내 인테리어와 같은 건축자재의 일부로 사용하고, smart system을 도입하여 smart building과 더 나아가 smart city를 구성하는 방향으로 나아가야 한다고 발표하였다.

현재 조명시장은 기존의 조명업체 뿐만아니라 IT관련업체와 BMS(Business Management System)업체, 가전업체들까지 가세하고 있는 추세여서 조명산업의 Megatrend가 빠르게 변하고 있다. 이에 따라 Osram 기존 조명에서 탈바꿈하여 모듈과 control gears와 같은 조명용 electronics와, Lighting solution system, OLED와 automotive와 같은 specialty lighting등으로 사업확장을 진행 중이며, 특히 ENCELIUM이라는 wireless energy management system 업체를 인수하여 smart lighting system 사업을 집중적으로 강화하고 있다고 밝혔다.

이러한 smart system은 energy reporting과 remote and preventive maintenance, personal lighting control, zone analysis 등이 가능하게 되어 energy절감과 유지비용 감소, workspace환경 최적화를 할 수 있으며 특히 zone analysis는 조명이 사용된 공간의 데이터분석을 통해 새로운 용도를 창출 가능하여 앞으로의 조명산업의 핵심이 될 것이라고 강조하였다.