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Challenges make changes

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OLED
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에스에프씨의 소재개발 과정은 크게 아이디어 생성과 스크리닝, 합성, 승화정제, 평가분석과 피드백으로 나뉘어지며,
또한 각각의 과정은 다수의 세부 단계로 이루어 집니다.

아이디어 생성

합성할 분자구조를 구상하고 그 가능성을 사전에 검토하는 단계로서,
경험, 노하우, 특허는 물론 기존 개념에 얽매이지 않는 자유롭고 도전적인
아이디어를 창출하는 것이 무엇보다도 중요합니다.
불과 몇 년 전에 불가능하다고 여겼던 구조들이 갑자기 주목을 받거나
다른 산업분야에서 사용되던 구조들을 OLED에 접목하여 크게 성공한
사례들이 이를 대변하고 있습니다.

새로운 개념에 기초한 아이디어가 도출되면 시뮬레이션을 통하여
HOMO/LUMO, 발광파장, S1, T1 등 가능한 기초 물성들을 확인합니다.
계산능력과 알고리즘 등의 비약적인 발전으로 속도와 정확성이 나날이
개선되고 있어 시뮬레이션은 신규 소재를 개발하는 데 있어서
필수적인 단계로 자리잡고 있습니다.

합성

시뮬레이션을 통하여 스크리닝 된 후보 구조들에 대하여 합성을 진행합니다.
합성은 짧게는 1단계부터 길게는 10단계 이상의 복잡하고 난해한 과정을
거쳐야 하는, 따라서 장기간의 경험과 노하우가 필요한 분야입니다.
이 과정에서 구조, 순도, 광학 특성 등 여러 가지 분석이 병행됩니다.

(SFC BD3111 분자구조)

승화정제

합성과 재결정 (Recrystallization) 등 화학적 방법의 정제를 마친 OLED 재료 (주로 Crude로 불림)는 고진공 하에서 승화공정을 통해 추가적으로 정제되며, 적절한 온도 경사도 (Gradient)를 부여함으로써 초고순도 물질을 특정 위치 (Collect zone; 회수 영역)에서 얻을 수 있습니다.

승화정제는 재결정 등의 방법으로 제거되기 어려운 불순물 (예를 들면 금속 이온)을 제거하는 효과적 방법으로 알려져 있습니다. 승화정제의 조건과 장치의 구성 등은 재료의 특성, 공정성 및 경제적 고려 등에 따라 여러 가지 변형이 있을 수 있으며, 경험과 기술이 축적됨에 따라 정제 효율과 성능이 빠르게 개선되고 있습니다. 연구개발 단계에서는 내부 튜브의 직경이 100mm 미만인 소규모 승화정제기가 주로 사용됩니다.

성능 평가

승화정제를 거친 초고순도 재료의 성능은 소자를 제작, 평가하여 확인하며, IVL 성능, 양자 효율, 색좌표, 수명 등이 대표적인 측정 항목입니다.

그러나 기술의 진보와 고객요구의 증가에 따라 고온에서의 수명, 배향정도 (Orientation), 임피던스 (Impedance) 등 요구되는 평가항목이 다양화되고 있습니다.

OLED 소자의 특성은 발광층 재료뿐만 아니라 고유의 역할을 담당하는 다양한 재료들의 기능이 총합된 결과입니다.

따라서 신규 재료를개발하기 위해서는 ETL, HTL 등 다양한 공통층 재료와의 조합 성능, 기판을 포함한 공정기술 등에 대한 최적화가 동시에 진행되어야 하므로 데이터 해석역량의 중요성도 점차 높아지고 있습니다.

에스에프씨의 디바이스 솔루션 그룹은 시뮬레이션, 측정, 평가, 분석 등의 결과를 아이디어 생성과 합성 단계에 제공, 커뮤니케이션 함으로써 신규재료 개발에 대한 방향성을 부여하고, 최상의 재료와 그 조합들을 탐색하기 위하여 최선의 노력을 다하고 있습니다.

에스에프씨의 소재개발 과정은 크게 (1) 아이디어 생성과 스크리닝, (2) 합성, (3) 승화정제, (4) 평가분석과 피드백으로 나뉘어지며, 또한 각각의 과정은 다수의 세부 단계로 이루어 집니다.

아이디어 생성

합성할 분자구조를 구상하고 그 가능성을 사전에 검토하는 단계로서, 경험, 노하우, 특허는 물론 기존 개념에 얽매이지 않는 자유롭고 도전적인 아이디어를 창출하는 것이 무엇보다도 중요합니다. 불과 몇 년 전에 불가능하다고 여겼던 구조들이 갑자기 주목을 받거나 다른 산업분야에서 사용되던 구조들을 OLED에 접목하여 크게 성공한 사례들이 이를 대변하고 있습니다.

새로운 개념에 기초한 아이디어가 도출되면 시뮬레이션을 통하여 HOMO/LUMO, 발광파장, S1, T1 등 가능한 기초 물성들을 확인합니다. 계산능력과 알고리즘 등의 비약적인 발전으로 속도와 정확성이 나날이 개선되고 있어 시뮬레이션은 신규 소재를 개발하는 데 있어서 필수적인 단계로 자리잡고 있습니다.

합성

시뮬레이션을 통하여 스크리닝 된 후보 구조들에 대하여 합성을 진행합니다. 합성은 짧게는 1단계부터 길게는 10단계 이상의 복잡하고 난해한 과정을 거쳐야 하는, 따라서 장기간의 경험과 노하우가 필요한 분야입니다. 이 과정에서 구조, 순도, 광학 특성 등 여러 가지 분석이 병행됩니다.

(SFC BD3111 분자구조)

승화정제

성능 평가

승화정제를 거친 초고순도 재료의 성능은 소자를 제작, 평가하여 확인하며, IVL 성능, 양자 효율, 색좌표, 수명 등이 대표적인 측정 항목입니다.

OLED 소자의 특성은 발광층 재료뿐만 아니라 고유의 역할을 담당하는 다양한 재료들의 기능이 총합된 결과입니다. 따라서 신규 재료를 개발하기 위해서는 ETL, HTL 등 다양한 공통층 재료와의 조합 성능, 기판을 포함한 공정기술 등에 대한 최적화가 동시에 진행되어야 하므로 데이터 해석역량의 중요성도 점차 높아지고 있습니다.