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포토레지스트 소재 및 OLED응용 기술

전수책임자
조남성
참여자
강찬모, 권병화, 김국주, 김기현, 변춘원, 신진욱, 안대현, 이강미, 이정익, 이현구, 조남성, 조현수, 주철웅, 최수경
기술이전수
1
이전연도
2021
협약과제
21ZB1200, ICT 소재·부품·장비 자립기술 및 도전기술 개발, 황치선
저온경화형 및 고해상도 컬러포토레지스트 소재개발 및 이를 적용한 OLED 디스플레이 응용기술 개발에 관한 기술이전으로서 소재의 자립 및 국산화를 지원하고 개발된 소재의 디스플레이 적용을 통한 사업화를 촉진하고자 하는 기술이전임
○ 마이크로디스플레이에 대한 필요성 및 관심이 점차 커지고 있어 각 국가별, 기업별로 이에 대한 관련 연구 및 개발 경쟁이 치열하게 전개되고 있다. 지금까지는 스마트폰이나 태블릿 등의 중소형 디스플레이, TV나 전광판 등 대형 디스플레이 개발을 대기업 중심으로 생산 기술 개발에 주로 치중하고 있다. 따라서 마이크로디스플레이에 요구되는 기술의 조기 확보를 위한 전략 수립이 시급한 상황이다.

○ 마이크로디스플레이는 매우 부피가 작고 가벼워 헤드마운트 디스플레이나 및 증강현실 디스플레이로 가장 적합한 기술로 현재 액정을 이용한 것과 OLED를 이용한 기술이 대표적이다. 액정의 경우 광원 및 광학계가 필요하여 무겁고 부피가 큰 단점이 있다. 따라서 OLED를 이용한 마이크로디스플레이를 개발함으로써 가볍고 부피가 작은 마이크로디스플레이를 제작할 수 있어 헤드마운트 디스플레이나 스마트안경 등에 더 적합할 수 있다.

○ OLED를 마이크로디스플레이에 적용하기 위해서는 불투명한 wafer 상부에 OLED를 제작해야 하므로 상부발광구조를 이루어야 한다. 이 때 상부에 사용되는 전극의 반사로 인해 공진 구조가 만들어지게 되며 생성된 공진 구조에 의해 발광 효율 및 스펙트럼이 크게 변하기 때문에 광학적 최적화를 위한 OLED 소자 구조를 설계하는 기술이 매우 중요하다.

○ OLED 마이크로디스플레이는 CMOS 회로가 형성된 wafer를 이용하기 때문에, CMOS 회로로 구동할 수 있는 OLED 소자 구조의 설계가 필요하다. CMOS회로로 구동할 수 있는 전압의 범위가 제한되기 때문에, 구동 전압 범위 내에서 OLED 소자가 충분한 휘도가 구현될 수 있도록 소자의 광학적 설계뿐만 아니라 전기적 최적화를 위한 OLED 소재 및 소자 구조 설계 기술 또한 매우 중요하다. ○ OLED 마이크로디스플레이에 화소를 구성하는 방법으로 저온경화형 및 고해상도 컬러포토레지스트 소재를 CMOS 회로가 형성된 wafer 기판위에 정확히 얼라인 하게되며 여기에 다양한 공정기술이 요구된다. 또한 OLED구조와 컬러포토레지스트 소재 공정을 수행하기 위하여 고신뢰성을 갖는 박막봉지기술도 개발이 요구된다.
-. 디스플레이 분야에서 소재부품 자립 및 국산화에 핵심소재인 컬러포토레지스트 소재 개발을 지원하는 디스플레이 응용기술을 개발하고 이를 이전함
-. 특히 고해상도 및 저온경화형 컬러포토레지스트 소재는 세계최초로 개발되는 소재로 디스플레이에 적용하는 기술을 개발/지원함으로 개발가속화를 이루고자 함
-. 저온경화 및 고해상도 디스플레이를 위한 컬러포토레지스트 소재 분석 및 평가
-. 저온경화 및 고해상도 컬러포토레지스트 공정기술 (박막제조, 노광, 현상 기술)
-. 박막봉지 제조기술
-. White OLED용 소재 및 소자 구성 기술
-. OLED 마이크로 디스플레이 공정 및 패널 기술
-. OLED 마이크로 디스플레이 시제품 제작기술
-. 저온경화 및 고해상도 디스플레이를 위한 컬러포토레지스트 소재 분석 및 평가
저온경화 조건 및 고해상도 구현을 위한 소재 기본 물성 평가 지원
-. 저온경화 및 고해상도 컬러포토레지스트 공정기술 (박막제조, 노광, 현상 기술)
컬러포토레지스트의 박막두께-노광-현상 기술 최적화
-. 박막봉지 제조기술
고신뢰성의 박막봉지용 소재 및 구조기술
-. White OLED용 소재 및 소자 구성 기술
고효율의 white OLED 소재구성 및 소자설계기술
-. OLED 마이크로 디스플레이 공정 및 패널 기술
컬러포토레지스트 소재가 적용된 마이크로 디스플레이 패널 제조기술
-. OLED 마이크로 디스플레이 시제품 제작기술
컬러포토레지스트 소재가 적용된 마이크로디스플레이 시제품 제조기술
○ 본 기술이전에 포함되어 있는 컬러포토레지스트의 디스플레이 응용기술, 박막봉지기술, 백색 OLED 소자구조기술, 패널제작을 위한 패키징 기술 그리고 시제품 제작기술등은 차세대 디스플레이 기술로서 새로운 사업화를 위한 소재개발부터 패널, 완제품까지 포함하는 일괄공정 기술이다.
○ 개발된 저온성형 및 고해상도 컬러포토레지스트 소재를 디스플레이에 평가하는 기술에는 박막형성기술, 노광기술, 그리고 현상 기술등이 핵심이며 CMOS wafer 기판위에 정확하게 얼라인하여 화소 구동시 고화질 구현하는데 핵심 평가기술이다.
○ 고해상도 및 고화질의 OLED 마이크로디스플레이를 제작하기 위하여 고효율의 탠덤 백색 OLED 구조 개발이 필수적이다. 여기에는 2개의 발광층으로 분리된 2-stack 탬덤기술과 발광층이 단일층으로 융합된 single stack 탠덤 백색구조기술이 개발되었다. 화소의 수명과 성능, 색재현율, 그리고 화소간 간섭을 최소화하는 다양한 탠덤 백색 소자구조기술이 개발되었다.
○ 탠덤 백색OLED 소자위에 컬러포토레지스트 화소형성 공정을 수행시에 발생하는 현상공정상에 유기용매 및 증류수 공정에 OLED소자 보호를 위한 다양한 유뮤기 하이브리드 박막봉지 구조기술되 개발되었다.
○ 컬러포토레지스트 공정이 완료되어 화소가 형성되면 패널의 구동테스트를 진행하
고 이를 최적화하는 구동기술, 광학기술, 그리고 패키징 기술도 개발되었다.
○ 패키징이 완료된 후 실제로 소비자가 경험할 수 있는 시제품을 제작하는 기술도 확보하여 소재부터 완제품까지 포함하는 소재-부품-제품 일괄기술을 개발하였다.