초록 ▼

최종목표

○ Security용 신규 유기색소의 양산화 기술 개발
- Security용 소재인 850/880/960/970nm 광원에 감응하는 신규 유기색소의 양산화 개발을 통해 응용 분야 확대
- 유기색소를 농업용/광학용 필름화 기술 개발 및 사업화
- 양산화 제품에 대한 정량적인 해석을 위해 공인인증기관을 통해 공인성적서 확보
- Security용 신규 유기색소를 응용한 나노분산체 및 잉크 양산화를 통해 사업화 진행
- Security용 유기색소에 대한

최종목표

○ Security용 신규 유기색소의 양산화 기술 개발
- Security용 소재인 850/880/960/970nm 광원에 감응하는 신규 유기색소의 양산화 개발을 통해 응용 분야 확대
- 유기색소를 농업용/광학용 필름화 기술 개발 및 사업화
- 양산화 제품에 대한 정량적인 해석을 위해 공인인증기관을 통해 공인성적서 확보
- Security용 신규 유기색소를 응용한 나노분산체 및 잉크 양산화를 통해 사업화 진행
- Security용 유기색소에 대한 원천기술의 국내 특허 등록
- Security용 유기색소의 평가방법 및 표준화 제안

<나노 안료 분산체 개발>
신뢰성이 우수하고 고휘도/고명도의 액정 디스플레이용 Red, Blue 나노분산체 개발 및 양산화 기술 확보
○ 신뢰성이 우수한 고휘도/고명도 Red, Blue 나노분산체 개발
○ Red 및 Blue 나노분산체의 양산조건에 맞는 시너지스트 구조 최적화 및 양산성 확보
○ Red와 Blue안료의 안료화 공정 개발 및 양산성 확보
○ 경제성 및 양산성을 고려한 Red, Blue 나노분산체 제조 공정 확보
○ 개발된 나노분산체의 칼라필터 성능 평가
○ 디스플레이용 나노안료 분산체의 평가방법 표준화 정립

개발내용 및 결과

○ Security용 유기 색소 850/880/960/970 양산화 시스템 구축 및 평가 결과
- 4종에 대한 양산화 품질 결과 1단계와 동일한 흡수파장 및 최대흡광계수 확안
- 양산화 Process
- 공인시험 성적서 결과
; 단파장 몰흡광 계수 및 TGA 결과 ℇ=190,973, 345.8℃
; 장파장 몰흡광 계수 및 TGA 결과 ℇ=164,800, 301.9℃
○ Pthalocyanine계 색소 분산체를 이용한 디스플레이용 필름 적용
- 고분자 바인더 유기 색소 적용 평가
- NIR 흡수 색소 적용한 필름화 제품 설계
- IR 차단필름 가시광 투과율 86.4% 필름구조 배합 진행
; PC880, PC 850, PC960 적용 후 NIR 투과율 10% 필름 제작(900~1100nm)
; QUV 테스트 전후 안정성 색변화 △E 값 1.0 로 측정
- PDP用color filter 양산화 성공(국내 S社, L社)
; NIR 파장 영역 850nm에서 9% 수준 측정됨.(850 색소 적용)
; 내습 테스트 60℃, 90% 500hr 방치 전/후 △E 0.37로 측정됨
; 내열성 85℃ 500hr 방치 전/후 △E 0.49로 측정됨
○ Security용 잉크 양산화 기술 확보 및 물성평가
; 총 4종 각 10kg 표판, 평판 잉크 양산화 : 850/ 970
; Security용 유기색소 물성평가
○ Security용 잉크 적용성 확대 및 평가
; 미세코드 보안물질의 융합 및 적용성 평가
; 보안용지 적용 및 평가
; 유기색소 ID제품 적용 및 평가
; 유기색소 홍보용 은행권 적용성 평가
; 유기색소 브랜드 보호용 보안요소 적용성 평가
○ Secutiry용 유기색소 평가방법 표준화

<나노 안료 분산체 개발>
1) 4차년도 기술개발 내용 및 결과
주요 개발 실적

o 나노안료분산체의 양산을 위한 Pilot Scale line 구축:
o 분산장비(PCMH-C2M)의 셋팅 및 시운전 완료
o 여과장비 구매 및 완료
o 기타 유틸리티 셋업

o Red, Blue 안료 미세화의 Scale up 공정조건 확립:
o 1단계 Red, Blue 나노안료분산체의 성능 향상(휘도 및 명암비 개선)을 위한 안료미세화 배합조건 확립
o 안료미세화를 위한 공정조건(온도, 니딩 시간) 확립

o Red, Blue 나노안료 분산체의 양산조건에 맞는 안료 유도체 구조 최적화 및 Scale up 평가:
o Red, Blue 유도체 합성조건 확립
o Red, Blue 유도체 합성에의 분석
o Red 나노안료분산체 광학성능(휘도 및 명암비) 향상을 위한 시너지스트 개선

o Red, Blue 나노안료 분산체의 Scale up 위한 인자 정립:
o 1단계 Red, Blue 나노안료분산체의 성능 향상(휘도 및 명암비 개선)
o 분산기에 의한 주속, 유량 고정시 분산시간에 따른 입자 및 색특성 변화
o 분산제 및 바인더 변경에 따른 입자 및 색특성 변화

o 나노안료분산체의 색특성 및 유효성 검증을 위한 PR 적용:
o Red, Blue 나노안료분산체의 단독 색특성 확인
o Red, Blue 나노안료분산체의 조색을 통한 색특성 확인

o Red, Blue의 색특성 및 물성에 대한 신뢰성 확보를 위한 툴 정립:
o 단독품 및 조색의 색특성 평가 툴 정립
o 조색 후, 각 물성에 대한 신뢰성 확보

2) 5차년도 기술개발 내용 및 결과
주요 개발 실적
o Red, Blue 나노 안료 분산체 성능 최적화:
o Red 나노안료분산체 성능 향상
- 투과휘도(Y) : 2.54 향상
- 분산보조제(SR-4) 성능 개량

o 안료유도체 합성 공정 최적화:
o 제조 공정 확보(20ℓ)
- 합성공정의 온도 profile
- 수율 향상을 위한 재결정화 공정 조건 확보

o 안료화 pilot 공정 parameter study 및 양산설계 인자 도출:
o 안료화 공정 parameter 정립 (pilot scale) 및 재현성 확보 : Crude 안료 변경, Acid pasting ,salt milling 공정 변수 검토

o 분산공정 parameter study (Pilot scales) 및 양산설계 인자 도출:
o 분산조건에 따른 분산 거동 파악 및 최종 나노안료 분산체의 성능에 영향을 미치는 인자 도출 및 검토 완료.
- Batch size, 주속, 유량 및 온도

o Pilot scale의 시제품 제작 및 신뢰성 확보:
o 1차 시제품 제조조건 확보
: CR, Y, 신뢰성 확보
o Pilot sample에 대한 lot별 물성 편차 평가 및 제조 공정 표준화

o 칼라레지스트 분광 특성 설계:
o 목표 물성에 맞는 color simulation 및 색재 농도에 따른 분광 특성 확인 및 조정
o PR 막두께에 따른 색좌표 및 Contrast 확인

o 나노안료분산체 신뢰성/공정성 평가:
o Red, Blue 분산체의 색특성, 현상특성, 내열성, 내화학성, 내광성. 공정성 및 패턴형성 등에 관한 종합적 물성 및 유효성 평가
o 공정 특성 개량
- Blue : VD 얼룩 개선
- Red : 현상성 개선을 위한 monomer & binder 설계 및 Taper 형상 개선

o 시제품 제작:
o 개발된 Red, Blue 나노분산체의 칼라필터 단색 시제품 제작

o 정성/정량 평가법 표준화:
o PR 분광 특성, 공정 특성 및 신뢰성 평가 분석

기술개발 배경

○ Security(위조방지)용 색소로는 보안요소로서의 많은 적용을 하였으며, 색소의 위변조 기술도 나오고 있는 현실에서는 UV 영역에서 감응하는 색소가 아닌 NIR 영역에서 감응하는 Security용 NIR 색소의 개발이 전세계적으로 이루어지고 있다. NIR 영역 850/880/940nm의 근적외선 파장을 반사, 흡수시켜 색이 보이지 않게 하는 보안성이 강화된 소재 산업은 고부가가치의 신소재 산업으로서 국가 경쟁력을 강화 시킬 수 있는 차세대 핵심 기술이다. 현재 많은 보안용 염․안료 소재는 미국, 일본, 독일, 영국 등 서구 유럽 선진국에서 수입하고 있어 많은 로열티를 지급하고 있으므로 이를 대체함으로써 우리나라 보안용 염․안료 소재개발의 국가경쟁력 강화할 수 있다.

<나노 안료 분산체 개발>
○ Color Filter는 삼성, LG 등의 세계적 수준의 거대 set maker와 모듈생산업체가 큰 비중을 차지하는 가운데 소재공급업체는 매우 적은 기형적 다이아몬드형 수급 구조를 가지고 있어 산업의 기초가 부실한 상태라고 진단할 수 있다. 중국은 이제 조립ㆍ가공 분야에서 한국을 무섭게 따라붙고 있어 자칫 한국이 핵심소재 부문에서는 일본에 종속되고, 가공ㆍ조립에서는 중국에 밀릴 수도 있는 상황임.

○ 국내에서는 2005년부터 Color Resist 생산을 시작하였으나, 칼라레지스트의 핵심소재인 나노안료분산체 제조에 있어서는 일본에 열세를 면치 못하고 있다. 국내에서는 현재 SK Chemical이 가장 앞선 기술을 가지고 있으나, 나노안료분산체에 사용되는 안료는 전량 일본에서 수입에 의존하고 있다. 이와 같이 핵심 소재의 설계기술 및 핵심원천기술은 주로 경쟁국에 전적으로 의존하고 있어 완제품 수출 증가와 더불어 소재 수입이 증가하는 수입 의존적 산업구조가 유지되고 있음.

○ 안료의 표면처리 기술은 매우 섬세한 기술로서 안료의 합성단계에서부터 합성된 crude 안료입자의 입자 재형성 공정(anchoring technology, salt milling process, salt-out process 등)에 이르기까지의 기술적 노하우는 국내에서 아직 확보하지 못한 고급기술이다. 정보전자용 정밀화학소재의 최고 기술선진국인 일본에서도 안료의 표면개질기술은 극도의 보안을 유지하고 있으며 이러한 이유로 국내 디스플레이 완제품 제조는 세계적 수준을 자랑하고 있지만 디스플레이에 사용되는 원천소재는 거의 전량을 일본 등에서 수입하고 있는 현실임.

핵심개발 기술의 의의

○ Security용 소재인 850/880/960/970nm 광원에 감응하는 신규 유기색소의 잉크화 기술개발을 통해 보안성이 강화된 고부가가치의 신소재 핵심 기술 확보

<나노 안료 분산체 개발>
○ 국내 나노안료분산체 시장은 국산화 초기 기틀을 다지고 있는 상황에서 고명도 나노안료분산체를 제조하기 위한 원천 기술확보.
○ 나노안료분산체 국산화의 가장 큰 장애 요인이었던 고품위 안료 제조 관련 원천 기술을 확보하였으며, 안료화 공정의 핵심소재인 안료유도체 설계 및 합성 기술을 확보.
○ LCD 산업의 핵심 소재의 설계기술 및 핵심원천기술을 국산화함으로써 경쟁국에 전적으로 의존하던 산업 구조에서 탈피.
○ 본 기술개발 사업을 통해 확보된 안료가공 기술 및 분산 관련기술은 국내 염-안료산업을 저가 범용소재 산업에서 탈피하고, 유니버설 원천기술을 활용한 고부가가치 IT소재산업으로의 전환이 가능하게 함.

적용 분야

- Security용 유기 칼라런트의 적용․응용 분야
; 세계적으로 은행권, 상품권, 여권, 주민등록증, 운전면허증 등의 각종 신분증
광원 / 응용 분야
다이오드, 레이저 (780～840nm)
- 광디스크, CD-R, 광카드
- 레이즈프링팅 시스템
- 바코드 등
특징 및 내용:
- 열분해성
- 광전도성
- 반사율 전환성

태양광
- 열차단 재료
- 농업용 필름
특징 및 내용:
- 열흡수, 보전
- 근적외선 흡수

LED
- PDP 필터, 전기카메라
- Photo-resistor
특징 및 내용:
- 근적외선 흡수
- 광개시제

<나노 안료 분산체 개발>
○ LCD 칼라필터
○ 차세대 디스플레이인 OLED 용
○ 내열성 투명 도료용

(출처 : 기술개발사업 최종보고서 초록)

목차 Contents

• 표지 ... 1제 출 문 ... 2기술개발사업 최종보고서 초록 ... 3기술개발사업 주요 연구성과 ... 18목차 ... 23Security용 유기칼라런트 개발 ... 25 제 1 장 서론 ... 26 제 1 절 과제의 개요 ... 26 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과 ... 31 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 31 제 2 절 단계 목표 및 평가 방법 ... 32 제 3 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 36 제 4 절 수행 결과의 보안등급 ... 40 제 5 절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리현황 ... 41 제 3 장 결과 및 사업화 계획 ... 42 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 42 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 48 제 3 절 시장 현황 및 사업화 전망 ... 92나노 안료 분산체 개발 ... 94 제 1 장 서론 ... 95 제 1 절 과제의 개요 ... 95 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과 ... 98 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 98 제 2 절 단계 목표 및 평가 방법 ... 100 제 3 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 104 제 4 절 수행 결과의 보안등급 ... 111 제 5 절 유형적 발생품(연구시설, 장비 등) 구입 및 관리 현황 ... 111 제 3 장 결과 및 사업화 계획 ... 112 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 112 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 150 제 3 절 시장 현황 및 사업화 전망 ... 155 제 4 절 고용 창출 효과 ... 160 제 5 절 자체 보안 관리 진단표 ... 161 부록1. Security용 유기칼라런트 개발 몰흡광계수 결과 보고서 ... 162 부록2. Security용 유리칼라런트 개발 색소 내열성 TGA 분석 ... 171 부록3. Security용 유기칼라런트 판매 내역 ... 176 부록4. Security용 유기칼라런트 특허증 ... 178 부록5. Security용 유기칼라런트 특허 출원서 ... 179 부록6. 나노안료분산체 평가 방법 표준화 ... 180 부록7. VHR 평가 방법 및 Red, Blue 나노안료분산체의 평가 결과 ... 181끝페이지 ... 183