한국생산기술연구원

□ 한국생산기술연구원(원장 이영수, 이하 생기원) 광에너지융합연구그룹 김태원 박사팀이 저렴한 가격으로 순도 높은

    OLED TV용 유기발광 소재를 대량 정제할 수 있는 원천기술을 세계 최초로 개발했다.    

 ㅇ 김 박사팀은 이온성 액체*(Ionic Liquids, ILs)를 이용한 새로운 개념의 정제기술을 확보, 그동안 OLED TV용 유기발광

     소재 생산에서 화두가 되어온 고비용·저수율 문제를 한꺼번에 해결할 수 있게 됐다. 
   
     * 이온성 액체(Ionic Liquids)란 실온에서 양이온과 음이온만으로 구성된 액체물질. 고진공, 고온(∼100℃)에서도 액체

       로 존재해 휘발성이 거의 없으며, 액체의 장점인 고분자 물질에 대한 우수한 용해성과 금속염(金屬鹽)이라는 특징

       을 지님. 최근 Green Chemistry 분야에서 미래 청정용매로 주목받고 있음.

□ OLED TV는 해상도가 높으면서도 전력 소비는 낮아 포화상태에 이른 평판 디스플레이 시장을 대체할 매력적인 유망산

   업으로, LCD TV와 달리 독자적 기술자립이 가능해 글로벌 시장을 겨냥한 전략적 육성이 필요한 분야이다.  

□ 하지만 이에 앞서 OLED TV가 LCD TV 시장을 대체할 수 있을 정도의 가격 경쟁력을 확보해야 하며, 이를 위해서는

    우선 저렴한 비용으로 유기발광 소재를 대량 정제할 수 있는 새로운 개념의 정제기술 개발이 전제돼야 한다. 
 
 ㅇ OLED는 유기 소재를 기반으로 한 발광 소자이기 때문에 LCD처럼 별도의 백 라이트(Back Light) 없이도 그 자체로

    빛을 낼 수 있는데, 이 빛을 낼 수 있도록 하는 물질이 바로 유기발광 소재이다.     
 
□ 그동안 고순도 유기발광 소재를 얻는 정제법으로는 유기발광 소재가 기체화됐다가 고체로 변화는 승화점 차이를 이용

   하는‘승화정제법’이 이용돼 왔는데, 이 방식은 정제 수율이 낮은데다 제조공정의 완전 자동화 및 연속 공정 구현이 불

   가능해 제조 단가가 매우 높은 것이 단점으로 꼽혀 왔다.

□ 김 박사팀은 이를 해결하기 위해 2011년부터 유기발광 소재의 저비용 대량 정제기술 개발에 착수, 2012년 12월 원천

    특허를 출원하고 이후 1년 7개월에 걸쳐 생산적용 가능성을 검증하는 데 주력한 결과 결실을 얻게 됐다.
    
 ㅇ 이번 성과의 핵심은 고진공·고온에서도 휘발되지 않는 이온성 액체의 특성에 주목, 이를 OLED TV용 유기발광 소재의

     고순도 정제기술에 접목시킨 것.  

 ㅇ 이를 위해 진공 챔버 내에서 유기발광 소재를 기체화하여 액체 필터인 이온성 액체에 용해시키고, 액체 내에서 과포

     화된 유기발광 소재를 재결정화시킴으로써 불순물을 분리하는 원리를 이용한 것으로, 단 한 번의 정제공정만으로

     99.95%의 고순도 유기발광 소재를 얻을 수 있다.

 ㅇ 이온성 액체를 기반으로 한 유기발광 소재 대량정제 기술은 세계 최초로, 고진공·고온에서도 휘발하지 않는 이온성

     액체의 성질을 이용한 완전히 새로운 개념의 정제법이다.

 ㅇ 김 박사팀은 이를 통해 정제 수율, 설비의 자동화 및 연속공정화, 대량생산의 효율성 면에서 기존 승화정제법의 단점

     을 한꺼번에 극복할 수 있는 획기적인 기술 개발에 성공한 것으로 평가받고 있다. 또 고가이지만 휘발되지 않는 이온

     성 액체의 특성을 활용, 정제공정에서 회수 및 재처리를 통해 재활용 할 수 있어 원가 절감 면에서도 효과가 클 것으

     로 기대된다.   

□ 한편 세계적 시장분석 전문업체인 IHS가 지난 연말 발간한 「AMOLED 발광소재 산업 분석 2014」에 따르면, 올해 4억

    3천만불 규모인 유기발광 소재 시장은 2017년에는 9억 5천만불 규모로 불어날 전망이다. 매년 25% 이상의 성장세를

   보일 것으로 관측되며, 전문가들은 AMOLED TV 등 대면적 디스플레이 시장이 본격적으로 확대되면 이보다 훨씬 큰 폭

   으로 성장할 것이란 진단을 내놓고 있다.     

□ 개발을 주도한 김태원 박사는“이번 성과는 폭발적인 성장이 기대되고 있는 OLED TV 시장의 판도를 바꿀 수 있는 매우

    큰 잠재력을 가지고 있다”고 말하며“저비용 대량정제 원천기술을 바탕으로 국내 기업들이 OLED TV 관련 전후방 산업

    의 글로벌 시장을 선점하는 데 큰 기여를 할 것”이라고 밝혔다.    

□ 연구팀은 현재 관련 공정․장비기술로 국내외 특허 16건을 출원하고, 관련 업체를 대상으로 한 적극적인 기술이전을

    추진할 계획이다.