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문제 정의
- 따라서 황화아연 소재를 활용한 응용 기술 분야의 확장과 실용화 연구 개발 현황을 분석하는 것은 무엇보다 중요하다. 이에 본 논문에서는 황화아연의 광학적 특성 및 화학적 특성을 포함한 기본적 특성을 중심으로 황화아연의 응용분야에 대한 국내외 특허정보를 수집하고 분석하여, 현재의 기술 현황 및 동향을 파악하고 객관적인 특허 동향 분석 정보를 제공함으로써 향후 국내 황화아연 응용기술 분야의 관련 연구자들에게 도움을 주고자 하였다. 특허정보를 활용한 기술 동향 분석 작업은 기존에 수행되었던 관련 기술의 연구 내용과 수준을 파악할 수 있을 뿐만 아니라, 최근 기술개발 추이에 맞추어 향후 연구의 방향을 설정하기 위한 중요한 자료를 제공하고 연구 개발 내용이 중복되는 것을 방지하는 역할도 할 수 있을 것이다.
제안 방법
- 상기기술에 맞춰 각각의 검색 키워드를 선정하였고, 특허의 명칭, 요약, 청구항에 제한을 두어 검색하였으며, 연산자로 조합하여 Table 2와 같은 유효 특허 데이터를 추출하였다. 검색 건수는 중복 및 노이즈를 제거한 최종 분석 대상 건수이며, 주요 특허는 패밀리 특허의 수, 피인용 수, 독립항의 수, 권리의 잔존기간을 고려하여 정량적 중요도를 평가하였으며, 특허의 유사성, 기술성을 고려하여 정성적 중요도를 평가하여 주요 특허를 선정하였다.
- 황화아연을 이용한 응용기술의 파급효과 및 다각적 산업 활용으로의 목적을 고려하여 Table 2에서와 같이 황화아연의 광학적 특성과 화학적 특성을 이용한 응용기술에 관한 2개의 기술 분야로 나누어 분석하였다. 상기기술에 맞춰 각각의 검색 키워드를 선정하였고, 특허의 명칭, 요약, 청구항에 제한을 두어 검색하였으며, 연산자로 조합하여 Table 2와 같은 유효 특허 데이터를 추출하였다. 검색 건수는 중복 및 노이즈를 제거한 최종 분석 대상 건수이며, 주요 특허는 패밀리 특허의 수, 피인용 수, 독립항의 수, 권리의 잔존기간을 고려하여 정량적 중요도를 평가하였으며, 특허의 유사성, 기술성을 고려하여 정성적 중요도를 평가하여 주요 특허를 선정하였다.
- 황화아연을 이용한 응용기술의 파급효과 및 다각적 산업 활용으로의 목적을 고려하여 Table 2에서와 같이 황화아연의 광학적 특성과 화학적 특성을 이용한 응용기술에 관한 2개의 기술 분야로 나누어 분석하였다. 상기기술에 맞춰 각각의 검색 키워드를 선정하였고, 특허의 명칭, 요약, 청구항에 제한을 두어 검색하였으며, 연산자로 조합하여 Table 2와 같은 유효 특허 데이터를 추출하였다.
- 황화아연의 광학적 특성 및 화학적 특성을 포함한 응용 기술 관련 특허를 분석하기 위하여 자료의 검색 범위와 기간을 설정하였다. 특허분석 국가는 한국, 미국, 일본, 유럽으로 제한하였으며, 특허검색은 (주)윕스의 Wintelips에서 제공하는 DB를 이용하여 2015년 4월까지 공개 또는 등록된 특허를 검색하였으며, 본 논문에서 분석한 자세한 분석 범위는 Table 1과 같다.
- 황화아연의 광학적 특성을 활용한 응용기술 분야에 대하여 패밀리 특허의 수, 피인용 수, 독립항의 수 등의 정성적 중요도를 평가하여 28건의 주요특허를 선정하였으며, 선정된 주요특허에 대하여 정량적 중요도를 평가하면 Table 5와 같다. 주요특허 28건에 대하여 살펴보면, Raytheon Company 8건, Sumitomo Electric Industrial Co.
- 황화아연의 화학적 특성을 활용한 응용기술 분야에 대하여 패밀리 특허의 수, 피인용 수, 독립항의 수 등의 정성적 중요도를 평가하여 8건의 주요특허를 선정하였으며, 선정된 주요특허에 대하여 정량적 중요도를 평가하면 Table 6과 같다. 주요특허 8건에 대하여 살펴보면 SRU Biosystems Inc.
대상 데이터
- 황화아연의 광학적 특성 및 화학적 특성을 포함한 응용 기술 관련 특허를 분석하기 위하여 자료의 검색 범위와 기간을 설정하였다. 특허분석 국가는 한국, 미국, 일본, 유럽으로 제한하였으며, 특허검색은 (주)윕스의 Wintelips에서 제공하는 DB를 이용하여 2015년 4월까지 공개 또는 등록된 특허를 검색하였으며, 본 논문에서 분석한 자세한 분석 범위는 Table 1과 같다. 그리고 특허에 대한 각 국의 특성에 따라 한국은 공개특허 및 등록특허, 일본은 공개특허, 미국은 공개 및 등록특허, 유럽은 공개특허에 대해 검색하였다.
성능/효과
- , 프랑스의 Saint-Gobain Ceramics &Plastics가 미국에서 높은 출원을 보이고 있는 것으로 나타났다.
- 1) 황화아연의 원자구조 및 화학적 특성은 산화아연(zinc oxide, ZnO)와 비슷하지만 보다 특이하고 유용한 특성을 가지고 있다.2-6) 황화아연의 밴드갭(bandgap)은 3.
- 은 일본의 전선, 광섬유케이블, 특수강선사업을 영위하는 기업으로 국방, 일반산업 전방에 걸쳐 사용되어지는 적외선 렌즈, 센서에 대한 특허를 보유하고 있다. Hughes Aircraft는 미국의 방위산업 기업으로 미사일 추적 레이더, 적외선 레이더 등 국방 분야에 밀접한 특허를 보유하고 있는 것으로 나타났으며, Texas Instruments는 적외선 렌즈의 광학적 특성을 코팅을 통해서 증대시키는 방법에 대한 특허를 보유하고 있는 것으로 분석되었다. 특히 방산기업의 보유특허는 광학적 특성을 국방 분야에 맞게 증대시키는 방법에 대한 출원동향이 높은 비중으로 나타났다.
- Ltd. 가 15건의 출원을 하여 가장 많은 특허를 보유하고 있는 것으로 나타났으며, 다음으로 Panasonic Corporation 9건, Sony Corporation 7건, Mitsubishi Electric Corporation 6건, Japan Atomic Energy Agency 6건 등의 순으로 나타났다. 일본의 경우 Panasonic, Sony, Mitsubishi 등 전자 분야와 관련된 출원인과, Japan Atomic Energy와 같은 화학적 특성을 이용한 전기촉매, 원자력 센서 등과 관련된 특허의 비중이 높은 것으로 나타났다.
- 최근 전자, 정보, 통신, 의료 기술의 급속한 발달로 의료진단, 보안 감시, 자동차 야간 장비 등 다양한 연구개발의 시도가 이루어지고 있다. 따라서 본 논문에서는 황화 아연 소재의 응용기술 분야에 대한 특허정보 분석을 실시하였으며, 그 결과 미국, 유럽, 일본, 한국 순으로 특허출원이 이루어지고 있는 것으로 나타났다. 황화아연의 응용 기술과 관련된 특허는 1975년에 최초 출원이 이루어진 이후 꾸준히 출원되고 있으며, 전 세계적으로 1990년대 이후로 지속적으로 출원 건수가 증가하였으며, 특히 2000년대 중·후반을 기점으로 최대 출원을 보이는 것으로 나타났다.
- 는 습도센서에 대한 특허를 확보하고 있는 것으로 나타났다. 또한 AseaAktiebolag는 온도 측정 센서에 대한 특허를 보유하고 있으며, Raychem Corporation은 유기용매에 대한 특허를 보유하고 있는 것으로 나타났다.
- 등이 있는 것으로 나타났다. 특히 광학적 특성의 응용기술에 대한 특허출원이 높은 것으로 나타났으며, 그 중에서도 방위산업과 관련된 출원인의 특허가 상당수를 차지하고 있는 것으로 나타났다. 황화아연 소재를 활용한 적외선 광학계 기술은 적외선 렌즈 및 필터에 사용되는 소재 기술, 소재 가공 기술 및 성형 기술, 렌즈 설계 기술, 광학계 평가 기술, 박막 및 필터링 기술, 비열화(athermalization) 기술로 구분할 수 있다.
- 유럽의 경우 미국, 일본 국적의 해외 출원인이 주요 출원인으로 조사되었으며, 유럽 국적의 출원인으로는 Hughes Aircraft, ASML, Thales 등이 주요 출원인으로 나타났다. 특히 유럽의 황화아연 응용기술 분야 주요 출원인은 Raytheon, Sumitomo, Thales, Hughes Aircraft, Lockheed Martin 등 방위산업과 관련된 출원인의 비중이 높은 것으로 나타났다.
후속연구
- 소재 가공 및 성형 기술은 적외선 소재를 렌즈 또는 윈도우 형태로 제작하기 위한 가공 및 성형 기술로서, 국내 반도체 기술을 접목한 결정 성장 기술, 표면 연마(polishing) 기술, 잉곳 절단 기술, 테두리 연마 기술, 웨이퍼 평탄화 기술, 웨이퍼 세정 기술 등을 접목한 기술개발이 이루어질 것으로 예측된다. 또한 금형 기술에 대한 지속적 연구도 이루어 질 것으로 판단된다. 적외선응용 박막 및 필터링 기술은 적외선 투과성을 높이거나 선택적 투과 또는 차단을 위해 요구되지는 기술로 고투과성 박막 설계 및 가공, 광대역 차단 기술에 대한 개발이 이루어질 것으로 예측된다.
- 특히 나노 기술의 발전과 융·복합 소재 기술의 보편화로 이들 기술을 접목한 소재개발 연구가 진행될 것으로 판단되며, 아울러 개발된 소재의 특성을 평가할 수 있는 기술개발이 병행되어야 할 것으로 사료된다. 적외선 응용하기 위한 기술은 대부분 용융과 응고에 의한 단결정 또는 CVD 등을 통한 박막 성형이 이루어지기 때문에 광학적 특성은 우수하지만 크기나 제조 비용이 높아 제품의 고가화를 초래하고 있으므로 황화아연과 같은 유용한 광학 소재의 저가화를 통해 적용 영역을 확대하기 위한 기술개발의 노력이 필요할 것으로 사료된다. 소재 가공 및 성형 기술은 적외선 소재를 렌즈 또는 윈도우 형태로 제작하기 위한 가공 및 성형 기술로서, 국내 반도체 기술을 접목한 결정 성장 기술, 표면 연마(polishing) 기술, 잉곳 절단 기술, 테두리 연마 기술, 웨이퍼 평탄화 기술, 웨이퍼 세정 기술 등을 접목한 기술개발이 이루어질 것으로 예측된다.
- 이에 본 논문에서는 황화아연의 광학적 특성 및 화학적 특성을 포함한 기본적 특성을 중심으로 황화아연의 응용분야에 대한 국내외 특허정보를 수집하고 분석하여, 현재의 기술 현황 및 동향을 파악하고 객관적인 특허 동향 분석 정보를 제공함으로써 향후 국내 황화아연 응용기술 분야의 관련 연구자들에게 도움을 주고자 하였다. 특허정보를 활용한 기술 동향 분석 작업은 기존에 수행되었던 관련 기술의 연구 내용과 수준을 파악할 수 있을 뿐만 아니라, 최근 기술개발 추이에 맞추어 향후 연구의 방향을 설정하기 위한 중요한 자료를 제공하고 연구 개발 내용이 중복되는 것을 방지하는 역할도 할 수 있을 것이다.
- 특히 나노 기술의 발전과 융·복합 소재 기술의 보편화로 이들 기술을 접목한 소재개발 연구가 진행될 것으로 판단되며, 아울러 개발된 소재의 특성을 평가할 수 있는 기술개발이 병행되어야 할 것으로 사료된다.
- 이와 같이 황화아연 소재를 활용한 적외선 광학계 응용기술의 민간 시장으로의 보급을 위해서는 경제성이 고려된 양산 제조 기술이 필요하며, 업체 간 경쟁력을 가지기 위해서 가격경쟁력이 중요한 요인으로 작용할 수 있기 때문에 렌즈 또는윈도우의 개발 공정을 간소화 할 수 있는 기술 개발 또한 시도해 볼 기술이다. 현재 적외선 광학 소재를 양산하기 위한 기술은 대부분 용융과 응고에 의한 단결정 또는 CVD 등을 통한 박막 성형이 이루어지기 때문에 광학적 특성은 우수하지만 크기나 제조 비용이 높아 제품의 고가화를 초래하고 있으므로 황화아연과 같은 유용한 광학 소재의 저가화를 통해 적용 영역을 확대하기 위한 기술개발의 노력이 필요할 것으로 사료된다.
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