[테크노트] 새로운 방식의 나노 패터닝 플랫폼 기술

2019-01-08
기술책임자 | KAIST 정희태 교수



기술개요

본 기술은 나노구조 패턴이 형성된 소재 및 필름 제조 기술로 투명전극 필름, 센서, 보호필름, QD 디스플레이 효율향상 등 다양한 응용에 적용 가능한 원천기술임.

기존 기술의 현황 및 문제점

초분자체를 통한 나노 구조체 형성은 종래 블록공중합체가 갖는 한계를 극복할 수 있을 것으로 예상됨.
단, 실질적인 활용을 ndl해서는 유기 초분자체의 원통형 구조를 대면적에 걸쳐 규칙적으로 배향하는 것이 중요하나, 이러한 대면적 단일 도메인의 수직배열을 형성하는데 어려움이 있음.

기술의 특징 및 효과

대면적 단일 도메인으로 수직배열된 유기분자 나노 구조체 제조 방법
(1) 유기분자를 바닥기판에 부착
(2) 상부기판을 덮어 유기분자를 공간적으로 제한시킴
(3) 공간적으로 제한된 유기분자를 등방성 전이온도 이상으로 열처리 후 냉각
(4) 상부기판 제거

• 이온 봄바드먼트 현상을 적용하여 제조됨으로써 간단한 공정과 저렴한 비용으로 높은 종횡비와 해상도의 패턴을 가지며 높은 유연성을 가짐
• 물질의 종류에 상관없이 패턴 제조가 가능하여, 다양한 응용의 소자용 소재 및 필름에 적용될 수 있으며, 기존 공정과의 연계성이 우수하고 대면적화가 가능하여 대량생산이 가능함
• 기판의 특성에 관계없이 평평한 기판사이에서 공간적으로 제한되어 열처리 과정을 거치게 되므로, 고온 또는 용제를 이용한 배열에 비하여 빠르고 효과적인 나노 구조체 형성 가능



관련분야 시장규모 및 예상수요기업


세계 디스플레이 시장은 2017년 이후 OLED 수요 증가로 인해 2021년까지 연평균 4.3% 성장하여 약 120백만 달러에 이를 것으로 전망되며 국내 디스플레이 시장은 연평균 5.4%71씩 증가하여 2019년 668억 4천만 달러, 2021년 742억 5천만 달러의 시장을 형성할 것으로 전망되고 있음.

양자점 디스플레이 시장은 미국이 선두를 유지하고 있고, 그 뒤를 유럽과 아시아 시장이 따르고 있지만 전통적인 디스플레이 부분에서는 아시아 지역이 강세를 보이고 있어 한국, 일본, 중국 등 아시아 시장이 확대될 것으로 전망됨. 양자점 시장은 아직 상용화 초기 시점인 도입 단계라고 할 수 있으며, 시장 조사업체인 IHS는 왼쪽 그림과 같이 양자점 디스플레이 시장이 연평균 10% 수준으로 성장하여 2020년에는 2억 달러 규모까지 성장할 것으로 전망함.

또한, 오른쪽 그래프와 같이 전체 TV 디스플레이 시장에서 양자점 디스플레이 제품이 차지하는 비중이 2020년까지 9% 수준으로 예측하여 관련 시장의 폭발적인 성장은 없지만 꾸준한 성장세를 이어갈 것으로 전망함.


                                                   

                                              

                                          

가스 센서 시장은 스마트 팩토리 및 수소차 등의 수요로 많이 연구되고 있는 분야 중 하나임. 전 세계적으로 화학 관련 산업체에서 빈번하게 발생하는 안전사고와 화학가스 누출 및 폭발로 인한 인명피해가 지속적으로 발생함에 따라 가스센서의 사용은 증가하고 있으며, 이에 따라 부품 소자 산업의 동반 상승이 기대됨.

2014년 기준 세계 센서 시장은 795억 달러에서 연평균 7.9% 성장하여 2019년에는 1,161억 달러 시장을 형성할 전망임 (ETRI, 2015). 이 중 가스 센서시장은 약 3.52%의 비중을 차지하고 있음. 가스 센서 시장도 센서 시장의 성장과 더불어 성장하여 2021년까지 연평균 4.5% 성장을 통해 약 38억 달러의 시장을 형성할 것으로 전망됨.

예상 적용처

• 글로벌 광전자산업 시장은 2009년 3,616억 달러로 연평균 8.6% 성장해 2020년 8,900억 달러 규모가 될 것으로 전망
• 디스플레이 소자, 태양전지소자, 멤브레인, 유기반도체, 리소그래피탬플릿, 투명전극에 적용 가능
 

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