OLED 프린팅 프로세스를 이용한 태양전지 개발



점멸하는 파셰이드, 곡선형 모니터, 반짝이는 의류, 형광 벽지, 플렉시블한 태양전지, 이 모든 것이 프린팅 가능하다. 이것은 미래의 환상이 아니라, 유기발광 다이오드를 새롭게 프린팅하는 기술을 이용하여 곧 가능해질 것이다.


덩치가 큰 텔레비전 세트, 상자같이 생긴 네온사인 그리고 사각형 모서리를 가진 백라이트 디스플레이. 우리는 이 모든 것을 가게와 공항에서 보고 있다. 그렇지만, 가정에서 텔레비전 시청을 위해 가족들이 모두 모여, “스크린을 펼쳐! 영화가 곧 시작돼!”라고 소리치기까지는 오랜 시간이 걸리지 않을 것이다. 그리고 많은 사람이 곧 거의 모든 표면이 디스플레이로 만들어지는 것처럼 모든 곳에서 스크린을 만나게 될 것이다. “이것들은 지금 이 순간의 아이디어일 수 있지만, 이미 현실화되어 가고 있다”고 독일 포츠담-골름(Potsdam-Golm)에 위치한 프라운호퍼 연구소 응용폴리머 연구 IAP(Fraunhofer Institute for Applied Polymer Research IAP)의 아르민 베델(Armin Wedel) 박사는 말했다. 최초의 곡선형 스크린은 올해 독일 베를린에서 개최된 소비용 전자장치 무역박람회(IFA)에서 전시되었다. 이 기술의 배후에 있는 것은 무엇인가? 그것은 바로 플렉시블한 유기발광 다이오드(OLED, organic light-emitting diodes)이다.


잉크로서의 분자 용액

이 기술 덕분에 가능한 것은, 현재 소비자용 전자장치에 사용되는 스크린과 디스플레이를 능가하는 것이라고 베델(Wedel) 박사는 밝혔다. 그는 유기발광 다이오드(OLED)가 모든 종류의 조명과 디지털 사인 분야에 이상적으로 어울린다고 믿고 있으며 즉, 전자 포스터, 광고, 대형 이미지 프로젝션, 도로 사인 그리고 교통관리 시스템과 같은 광고 및 정보시스템이 그것이다. 과학자들은 유기발광 다이오드(OLED)를 창조하기 위한 생산시설과 산업적 규모에서 유기 태양전지를 개발하기 위해 기계공학 회사인 [MBRAUN]사와 공동 연구를 진행했다. 혁신적인 부분은, 발광성 유기 분자와 흡수성 분자 각각을 포함한 용액으로 유기발광 다이오드(OLED)와 태양전지를 프린팅하는 것이 현재 가능하다는 것인데, 이것은 매우 간단하게 캐리어 필름(carrier film)에 프린트하는 것이 가능하도록 한다. 보통, 현재 사용 중인 프린팅 방식은 높은 진공상태에서 작은 분자를 증기화하는 것과 관련되는데, 이것은 매우 비용이 많이 드는 프로세스이다.


이전에, 과학자들은 실험실 규모에서 구성품을 디자인하기 위해 다양한 프린팅 기술만을 사용해 왔다. 이제, 그들은 더 큰 샘플들을 만들 수 있고, 이것은 프라운호퍼 연구소 IAP가 믿는 것처럼 대형 조명 표면과 상대적으로 작은 수량으로 생산되는 맞춤형 용액이 필요한 정보시스템에 특히 장점이 된다. “이제, 우리는 상대적으로 손쉽게 실제 생활과 가까운 제작 환경에서 유기 구성품을 생산할 수 있게 되었다. 최초로, 새로운 아이디어를 상업용 제품으로 변환시키는 것이 가능해질 것”이라고 베델(Wedel) 박사는 말했다.


파일럿 공장의 중앙부에서, 다른 프린터를 제어하는 로봇은 기본적으로 잉크젯 프린팅 시스템처럼 작동한다. 유기발광 다이오드(OLED)는 다양한 시작 재료를 사용하여, 캐리어 물질을 한 번에 한 층에 적용한다. 이것은 완벽한 조명 층을 창조하는 매우 균일한 표면을 생산한다. “우리는 소비자용 전자장치 사양에 맞게 유기 전자시스템을 적용할 수 있는 것처럼, 맞춤형의 용액을 제공함으로써 규모가 커지는 틈새시장에 대한 서비스가 가능하다. 한 예로는 디지털 프린팅이 있다”고 베델(Wedel) 박사는 설명했다.


산업계 전문가들은 프린팅된 유기발광 다이오드(OLED)가 수조 달러의 시장을 가질 것으로 예상하고 있다, “독일과 유럽의 초점은 유기발광 다이오드(OLED) 조명인데, 그 이유는 이 기술이 오스람사와 필립스사와 같은 대형기업의 홈 시장이기 때문”이라고 베델(Wedel) 박사는 말했다. “현재의 생산 시설이 이러한 시장의 특수 분야에서 경쟁력 있는 장점을 제공하게 될 것이다. 그리고 이 기술은 독일 연구 커뮤니티를 자극하고, 독일 플랜트 엔니지어링 기술의 능력을 실증화할 것”이라고 독일 가르힝에 위치한 [MBRAUN]사의 최고경영자인 마틴 라이넬트(Martin Reinelt) 박사는 말했다.


유기발광 다이오드(OLED)는 다른 기존의 디스플레이 기술과 달리 여러 가지 장점을 가지고 있다. 액정 디스플레이와는 달리 이 장치는 백라이트가 불필요하며, 이것은 에너지 소비가 적음을 의미한다. 유색 빛을 발산하는 것은 다이오드 그 자체이므로, 대비와 색깔 재생산 능력이 우수하다. 또한, 전자발광(electroluminescent) 디스플레이는 거의 180도의 넓은 시야를 제공한다. 백라이팅이 불필요하기 때문에, 매우 얇게 제작하는 것이 가능하며 이것은 전체적으로 새로운 형태의 창조가 가능하다.


유기발광 다이오드(OLED)가 시장에 굳건하게 위치하려면 여전히 몇 가지 만족하게 해야 할 부분이 존재한다. “내가 아는 한, 핵심 장애물은 제작 세팅업에 필요한 막대한 투자”라고 베델(Wedel) 박사는 말했다. 이것이 적어도 조명과 관련되는 한, 베델(Wedel) 박사가 유기발광 다이오드(OLED)가 기존의 조명장치를 대체하기보다는 보완하게 될 것이라고 예상하는 이유이다. 유기발광 다이오드(OLED) 생산기술이 선두를 이끌 것이라는 그의 의견은 그렇게 만만하지 않다. “나의 비전은, 우리 자신의 조명장치를 프린팅하기 위해 프린터 장치에 잉크 카트리지를 갈아 끼우는 것이 우리가 필요한 것 전부인 시대가 오게 하는 것”이라고 베델 박사는 말했다.


출처 KISTI 미리안 『녹색기술정보포털』http://mirian.kisti.re.kr/futuremonitor/view.jsp?record_no=6051&cont_cd=GN




http://www.jeongeum.co.kr

      비즈니스 정보실  |  2013.11.13 12:04



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