▲ 기존 승화정제법과 ILs 공정기반 Hybrid 정제법의 비교.

한국생산기술연구원이 OLED TV용 유기발광 소재를 저가로 대량 정제할 수 있는 기술을 확보해 OLED TV 전·후방 산업 발전에 기여할 전망이다.

한국생산기술연구원(원장 이영수)은 세계 최초로 저비용의 순도 높은 OLED TV용 유기발광 소재를 대량 정제할 수 있는 원천기술 개발에 성공했다고 28일 밝혔다.

기존 정제법은 유기발광 소재가 기체화됐다가 고체로 변하는 승화점 차이를 이용하는 ‘승화정제법’이 이용돼 왔다. 이 방식은 정제수율이 낮고 제조공정의 자동화·연속공정 등에 문제가 있어 제조 단가를 높여왔다.

생기원 광에너지융합연구그룹 김태원 박사팀은 이러한 문제들을 해결코자 2011년부터 유기발광 소재의 저비용 대량 정제기술 개발에 착수, 2012년 12월 원천특허를 출원하고 이후 1년7개월에 걸쳐 상용화에 검증에 주력한 결과 이번 결실을 얻게 됐다.

이번 성과의 핵심은 고진공·고온에서도 휘발되지 않는 이온성 액체의 특성에 주목하며, 이를 OLED TV용 유기발광 소재의 고순도 정제기술에 접목시킨 것이다. 이를 위해 진공 챔버 내에서 유기발광 소재를 기체화해 액체 필터인 이온성 액체에 용해시키고, 액체 내에서 과포화된 유기발광 소재를 재결정화 시킴으로써 불순물을 분리하는 원리를 이용한 것으로, 단 한번의 정제공정만으로 99.95%의 고순도 유기발광 소재를 얻을 수 있다.

이번 연구팀은 이를 통해 정제수율, 설비의 자동화 및 연속공정화, 대량생산의 효율성 면에서 획기적인 기술 개발을 성공한 것으로 평가받고 있다. 또 고가이지만 휘발되지 않는 이온성 액체의 특성을 활용, 정제공정에서 회수 및 재처리를 통해 재활용할 수 있어 원가절감 면에서도 효과가 있을 것으로 기대된다.

개발을 주도한 김태원 박사는 “이번 성과는 폭발적인 성장이 기대되고 있는 OLED TV 시장의 판도를 바꿀 수 있는 매우 큰 잠재력을 가지고 있다”며, “저비용 대량정제 원천기술을 바탕으로 국내 기업들이 OLED TV 관련 전·후방 산업의 글로벌 시장을 선점하는 데 큰 기여를 할 것”이라고 밝혔다.

현재 연구팀은 관련 공정·장비기술로 국내외 특허 16건을 출원하고, 관련 업체를 대상으로 한 기술이전을 추진할 계획이다.

한편 시장분석 전문업체인 IHS가 지난 연말 발간한 ‘AMOLED 발광소재 산업 분석 2014’에 따르면, 올해 4억3천만달러 규모인 유기발광 소재 시장은 2017년에는 9억5천만달러 규모로 불어날 전망이다. 매년 25% 이상의 성장세를 보일 것으로 관측되며, 전문가들은 AMOLED TV 등 대면적 디스플레이 시장이 본격적으로 확대되면 이보다 훨씬 큰 폭으로 성장할 것이라고 전망하고 있다.