ETRI, 전력소모·비용부담 감소 '광추출 소재·부품' 개발 성공
세차대 조명산업 선도…패널 이어 조명분야도 세계시장 두각 전망

ERI가 만든 투명 OLED 광원을 이용한 색다변 OLED 조명(윗줄 왼쪽), 무선전원 기술을 이용한 OLED 조명(윗줄 오른쪽),플렉서블 광원을 이용한 OLED 조명(아랫줄).
ERI가 만든 투명 OLED 광원을 이용한 색다변 OLED 조명(윗줄 왼쪽), 무선전원 기술을 이용한 OLED 조명(윗줄 오른쪽),플렉서블 광원을 이용한 OLED 조명(아랫줄).
국내 연구진이 차세대 친환경 조명으로 각광받는 OLED의 핵심 원천기술을 개발, 세계 패널시장의 주도권을 쥐고 있는 우리나라가 조명분야에서도 두각을 나타낼 전망이다.

ETRI(한국전자통신연구원·원장 김흥남)는 OLED 조명의 높은 전력소모와 비용 부담 등을 획기적으로 해결할 수 있는 '광추출 소재 및 부품' 기술을 개발했다고 1일 밝혔다.

OLED 조명은 얇고 가벼우며 색감이 우수해 LED 조명의 뒤를 잇는 차세대 조명으로 주목받고 있다. 하지만 높은 전력소모와 가격, 그리고 활용성 등은 시장확대의 걸림돌이 됐다. 

ETRI 연구진은 투명전극과 기판사이에 빛을 산란시킬수 있도록 기판에 나노구조체를 만들고 굴절률이 높은 유무기 복합 소재를 이용해 표면을 평평하게 만들었다. 이 기술은 수백 나노미터 크기의 패턴이 자발적으로 형성되는 불규칙 나노구조가 특징으로 OLED 광원에 광추출 부품을 도입해도 투과도 손실이 10% 이내로 최소화 할 수 있다.

또 고온 공정이 필요한 기존 기술에 반해 250℃이하의 비교적 저온상태에서도 공정이 가능하다.

연구진에 따르면 해당 기술은 고가의 반도체나 디스플레이 제조시 꼭 필요한 광학 패턴장비를 이용한 공정 없이도 대량생산이 가능해 제조원가를 획기적으로 절약할 수 있으며 기존 조명용 OLED 뿐만 아니라 투명 또는 플렉시블한 조명용 OLED에도 적용할 수 있는 기술이란 점에서 그 의미가 크다.

연구진은 이 기술을 적용해 플라스틱 소재로 유연한 광원과 투명한 조명 광원을 만드는 데 성공했다. 스마트폰을 이용한 조절기능과 무선전력전송기술을 이용해 전선의 연결 없이도 작동이 가능하며, 각종 센서를 부착해 달과 태양과 같은 외부환경 뿐만 아니라 사람과의 교감도 이루어지게 함으로써 매우 자연스러운 감성 조명을 연출할 수 있다는 것이 연구진의 설명이다.

광추출 기판의 나노구조를 전자현미경으로 본 모습.
광추출 기판의 나노구조를 전자현미경으로 본 모습.
시장조사 전문기관인 디스플레이뱅크 보고서에 따르면 OLED 조명 관련 시장 규모는 오는 2015년과 2020년 전 세계적으로 약 18억 달러와 56억 달러로 예상된다.

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

한편 이번 과제는 미래창조과학부의 '교감형 스마트 OLED 광원 핵심 기술 개발'과 산업통상자원부·한국산업기술평가관리원의 '환경·감성형 OLED 면조명 기술'의 일환으로 진행됐다.

연구진은 지난 4년동안 SCI 21편, 국내외 특허 출원 및 등록 89건, 기술이전도 8억5000만원을 실시했다. 본 과제는 지난 2011년도 국가우수연구개발성과 100선에 선정되었고 올해는 산업기술연구회 '도전과제'에도 뽑혔다.

ETRI는 관련 기술로 기술창업을 통해 '엔라이팅'이라는 연구소 기업도 창업, 본격적인 시장진출을 한다는 계획이다. ETRI는 본 기술 성과를 오는 7일부터 경기도 일산 킨텍스에서 열리는 전자정보통신산업대전(KES)에도 출품, 일반에 공개할 예정이다.  

나노기술을 이용해 제작된 OLED 조명용 광추출 기판의 모습(사진속 3개의 기판은 나노구조가 들어있음).
나노기술을 이용해 제작된 OLED 조명용 광추출 기판의 모습(사진속 3개의 기판은 나노구조가 들어있음).

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