사업화 유망기술

고효율 고안정성 차세대 페로브스카이트 발광다이오드(PeLED) 소자 개발

고효율 고안정성 차세대 페로브스카이트 발광다이오드(PeLED) 소자 개발

뛰어난 광학적, 전자적 특성을 가지고 있는 고효율, 고안정성 차세대 페로브스카이트 발광 다이오드 소자 개발 기술

보유기관 : 한국생산기술연구원       거래조건 : 협의 후 결정

기술개요

뛰어난 광학적, 전자적 특성을 가지고 있는 고효율, 고안정성 차세대 페로브스카이트 발광 다이오드 소자 개발 기술

특허정보

특허명 특허번호 특허명세서
표면결함이 개선된 페로브스카이트 나노결정 및 이를 포함하는 잉크 10-2021-0031958
울트라소니케이션을 활용한 고안정성 고발광 페로브스카이트 양자점 합성법 10-2020-0093225
잉크젯 패터닝이 가능한 유무기 하이브리드 페로브스카이트 양자점 잉크 10-2019-0126704
잉크젯 패터닝이 가능한 페로브스카이트 양자점 나노복합체 잉크 10-2018-0148322

기술완성도

TRL01

기초 이론/
실험

  • 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계
TRL02

실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립

  • 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL03

연구실 규모의
성능 검증

  • 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
  • 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
  • 모델링/설계기술 확보
TRL04

연구실 규모의
부품/시스템 성능평가

  • 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
  • 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL05

시제품 제작/
성능평가

  • 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
  • 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL06

Pilot 단계 시작품
성능 평가

  • 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
  • 시작품 성능평가
TRL07

Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가

  • 시작품의 신뢰성 평가
  • 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL08

시작품 인증/
표준화

  • 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
    - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL09

사업화

  • 본격적인 양산 및 사업화 단계

기술개요

- 뛰어난 광학적, 전자적 특성을 가지고 있는 고효율, 고안정성 차세대 페로브스카이트 발광 다이오드 소자 개발 기술

- 페로브스카이트 나노결정은 우수한 캐리어, 이동성, 높은 광 발광 양자 수율, 좁은 반전치폭으로 매우 높은 색순도, 쉬운 밴드갭 조절로 인한 색상 조정이 용이하며, 스펙트럼 범위, 저온 공정 및 낮은 제조비용으로 합성 프로세스가 용이함

기존 기술의 문제점

- 할로겐 원소의 확산, 수분 취약 등 구조의 안정성이 많이 떨어짐

- 젯팅 과정에서 노즐 막힘 현상이 발생할 확률이 높고 thermal-curing 과정에서 막 두께의 변화가 크게 발생하여 공정 제어가 매우 어려움

특징

- 대체 음이온 활용 passivation 전략으로 발광효율의 장기 안정성 크게 향상 및 초음파 결정화 및 침전으로 대량 생산 최적화

- 무용제형 잉크 제조 기술을 PeNC 잉크 제조에 적용하여 경화과정에서의 두께 변화를 최소화

적용 분야

- 납-할라이드 페로브스카이트 재료는 뛰어난 광학적 및 전자적 특성으로 인해, 태양전지, 광 검출기, 생체 재료 및 발광 다이오드를 포함한 많은 분야에서 활용 가능

- 천연색 구현이 가능한 고효율, 고내구성 페로브스카이트 나노결정 발광체를 이용한 차세대 디스플레이 및 조명 산업으로의 활용 기대

- 디스플레이 제조 기술을 재료손실이 절감되고 친환경적인 잉크젯 프린팅 공정으로의 패러다임 변화를 이끌 수 있음

시장동향

- 현재 PeLED는 시장이 형성되기 이전의 기술로 2023년 경 부터 시장이 형성될 경우 OLED 디스플레이, OLED 조명, LCD용 QD 광변환 필름, LED 조명등의 시장을 대체 할 수 있을 것으로 기대됨
- OLED 와 QD 광변환 필름 시장은 매년 급성장하는 추세에 있으나 기술의 원천적인 한계점에 도달하여 있으며 이에 따른 대체 기술을 필요로 하는 시점임

- 기술 개발 종료 시점에서 PeLED 시장이 OLED 시장만 대체형성 하였을 경우, 국내시장은 2024년 1조 640억 원 규모에서 2025년 1조 2,065억 원까지 성장할 것으로 기대됨. 기술 개발 6년 후인 2028년에는 9,398 억 원의 시장이 형성될 수 있을 것으로 예상됨
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