초록 ▼

□ 핵심기술
초고휘도, 고명암비를 나타낼 수 있는 나노 입자 제조기술 및 안료, 안료-염료 Hybrid刑 유도체 합성 기술

□ 최종목표
o 7세대급 이상 Red 안료-염료 Hybrid형 컬러 밀베이스
- 휘도 : 19.6 cd 이상
- 명암비 : 8,000 이상

o 7세대급 이상 Green 안료-염료 Hybrid형 컬러 밀베이스
- 휘도 : 58.3 cd 이상
- 명암비 : 8,500 이상

o 7세대급 이상 Blue 안료-염료 Hybrid형 컬러 밀베이스
-

□ 핵심기술
초고휘도, 고명암비를 나타낼 수 있는 나노 입자 제조기술 및 안료, 안료-염료 Hybrid刑 유도체 합성 기술

□ 최종목표
o 7세대급 이상 Red 안료-염료 Hybrid형 컬러 밀베이스
- 휘도 : 19.6 cd 이상
- 명암비 : 8,000 이상

o 7세대급 이상 Green 안료-염료 Hybrid형 컬러 밀베이스
- 휘도 : 58.3 cd 이상
- 명암비 : 8,500 이상

o 7세대급 이상 Blue 안료-염료 Hybrid형 컬러 밀베이스
- 휘도 : 11.7 cd 이상
- 명암비 : 6,500 이상

□ 개발내용 및 결과
휘도와 명암비 특성이 우수한 Red, Green, Blue 염료의 단점인 내광성과 내열성을 보강하고 상대적으로 휘도와 명암비 특성이 열세인 Red, Green, Blue 안료와의 하이브리드를 통해서 다음과 같은 결과를 얻음.

o 7세대급 이상 Red 안료-염료 Hybrid형 컬러 밀베이스
- 휘도 : 19.75 cd
- 명암비 : 8,200

o 7세대급 이상 Green 안료-염료 Hybrid형 컬러 밀베이스
- 휘도 : 58.35 cd
- 명암비 : 8,650

o 7세대급 이상 Blue 안료-염료 Hybrid형 컬러 밀베이스
- 휘도 : 11.77 cd
- 명암비 : 6,600

□ 기술개발 배경
o 시장적 측면
- 컬러필터는 LCD 디스플레이 제조원가 중에서 가장 많은 비중을 차지하고 있는 소재인데, 이 컬러필터의 핵심재료인 안료 분산체는 국내 일부 업체에서 개발을 진행하고 있으나 미비한 수준이며, 대면적 HD-TV 고콘트라스용 안료 분산체의 경우 전량 수입에 의존하고 있는 실정이어서 현재 디스플레이의 기술 경쟁력 및 가격 경쟁력에 악영향을 주고 있음.
- 이러한 컬러필터용 안료 분산체를 세계 유수 기업들이 앞 다퉈 개발하고 있기 때문에 새로운 차세대 기술에서의 주도권을 놓치게 된다면, 결국 가격 경쟁력에 밀려 세계 생산 1위의 디스플레이 강국을 유지하는데 많은 어려움을 겪게 될 것은 분명한 사실임.
- 따라서, 수입에 의존하고 있는 안료 분산체보다 품질이 우수하며 기존의 복잡한 컬러필터 제조공정을 대체할 수 있는 단순한 공정에 적용 가능한 Mill Base의 개발 및 신공정을 통한 소재, 공정단가에서의 절감이 절실히 요구되고 있음.
- 대일무역적자의 70%는 핵심소재 부문으로 컬러 안료 분산체의 경우 노트북용 고투과, 고휘도 제품에 있어서는 국내업체가 어느 정도 기술력을 갖추어 생산하고 있으나, TV 등 고선명, 고콘트라스트 제품에 있어서는 자체 기술력 부족으로 인하여 90%이상을 일본으로부터의 수입에 의존하고 있는 실정임.

o 기술적 측면
- 종래의 안료 분산체에 있어서 안료 입자의 분산성을 향상시킬 목적으로 각종 분산제 가 사용되나 안료의 특성에 따라서 분산제를 이용하는 것만으로는 충분히 안료 입자의 분광 특성과분산 안정성을 극대화하여 제조하는데 어려움이 있음. 안료의 분산성을 향상시킬 목적으로 유기 안료 분말에 표면처리를 가하는 시도가 있었지만 아직 우수한 분산 안정성을 나타내 주지 못하고 있는 실정임.
- 대면적 HD-TV용의 고선명, 고투과성의 색재현율을 나타내기 위하여 20~40nm급의 Super-fine 나노 유기 안료의 제조가 필수적이나 이렇게 제조된 안료는 본래 응집되기 쉽고, 용제 중에 안정적으로 분산시키는 것이 어렵기 때문에 상당한 기술적 Know-how가 요구됨.
- 최근 세계 안료 메이저 업체인 Toyo Ink, Sanyo 등에서는 안료를 용해하여 술폰기, 카르복실기, 아민기 등의 치환기를 도입한 안료 유도체를 합성하여 안료 분산 공정에 도입함으로써 안료 분산체의 장기 안정성을 확보하는데 성공, 5세대용 컬러필터 Mill Base에 적용하였으나 국내의 경우는 안료 유도체 개발이 아직 초기 단계이거나 거의 전무하여 기술적으로 적용이 어려운 실정임.
- 최근까지의 입자 나노화 기술은 안료 업체의 개발에 의해 완성된 안료를 Milling 장치를 이용하여 기계적으로 미립 화하는 것으로써 분산제와 바인더, 로진, 계면활성제의 최적 배합 조건에 의하여 개발이 이루어지고 있음. 대면적의 고투과, 고선명을 요구하는 최신의 기술동향은 Salt Milling, 재침전법 등으로 일본 Toyo Ink, Mikuni, JSR, Fuji 등에서는 활발히 진행하여 국내 LCD용 컬러필터 제조 업체에 공급하고 있으나 국내에서는 안료의 전처리 없이 단순히 분산만 시킴으로써 일본의 기술적 수준을 넘어서지 못하고 있는 실정임.

o 주력 품목으로의 선정 사유
- 당사의 기존 사업 및 핵심기술 보유 현황
ㆍ당사는 1998년 창립 이래 십여 년 동안의 안료, 염료 분산기술 개발을 통한 잉크젯용 잉크 사업을 필두로 2005년 OPC 드럼(유기 감광 코팅액) 사업으로 확대, 2010년 기준 매출 380억원을 달성하였고 명실 공히 디지털 프린팅 소재 전문 업체로 성장하고 있음.
ㆍ당사는 차별화된 입자분산기술, 입자개질기술 및 나노 입자 제조기술 등을 기반으로 하여 여러 종류의 분산장비를 효율적으로 적용, 최적화된 입자분산 공정을 확립 하였으며, 입자에 특정 작용기를 도입하여, 계면활성제 및 분산제와의 반발력을 증대시켜 최상의 분산효율 조건을 확립하는 등 분산 기술에 관해서는 많은 노하우를 축척한 상태임.
ㆍ최근에 당사는 2007년부터 약 4년간 OLED용 유기소재(ETL)를 개발, 독자적 특허를 확보하여 SMD와 활발한 공동 개발을 추진하고 있는 등 유기 합성 기술 분야에서도 상당한 노하우를 축척한 상태임.
- 기존 핵심기술을 활용한 디스플레이 고기능 소재사업(CR용 컬러 밀베이스) 확대의 필요성
ㆍ당사는 상기에서 언급한 다년간의 축적된 안료, 염료 분산 기술 및 유기 합성 기술을 바탕으로 하여 CR용 컬러 밀베이스를 2006년부터 개발, 현재 Litho 공정 4세대급 컬러 밀베이스를 CR 업체인 LG화학, 동우 화인켐에 Test를 통해서 품질을 확인하였으며 11년 4Q 양산 적용을 목표로 이들 고객사와 긴밀한 협력을 하고 있음.
ㆍ당사는 4세대급 기존 안료형 컬러 밀베이스 사업과 더불어 차세대 제품인 초고휘도용 컬러 밀베이스를 동시에 개발하여 당사의 미래 수익성 및 성장성을 확보하고자 하며 또한 국내 LED TV 및 3D TV 산업의 경쟁력 향상에 기여하고자 함.
ㆍ그래서 본 “초고휘도 컬러 밀베이스” 개발의 성공을 통해 세계적 수준의 컬러 밀베이스 전문 업체로 거듭나고자 하는 것이 본 과제 의 선정 배경임.

□ 핵심개발 기술의 의의
o 안료 유도체 첨가를 통한 Red 안료의 미립화 기술 개발
- 미립화 시 당사에서 합성한 Red 255 안료 유도체의 첨가를 통해 Red 254 안료의 평균 1차 입자 크기를 70nm에서 미립화 후 35nm로 현저하게 줄임.
- Crude 안료의 미립화를 통해 분산 후 Mill Base의 분광 특성(휘도, Contrast)의 향상 및 경시 안정성이 크게 개선됨을 확인함.
- High-End級의 Mill Base 개발을 위한 나노 입자 제조 기술을 확보함.

o Vertical Type Mill을 활용한 Red 나노 안료 분산체의 제조
- 종래의 Horizontal Type이 아닌 Vertical Type의 초미립 습식 분쇄기를 사용하여 Mill Base의 분산 시간의 단축, 안료 분산체의 평균 입도 감소와 경시 안정성 양호, Contrast값의 상승효과를 가져올 수 있었음.
- High-End級의 Mill Base 개발을 위한 분산 공정 기술을 확보함.

o 분산제의 작용기(Maleimide)를 가지는 안료 유도체의 Red 밀베이스 적용
- 일반적인 유기 안료에 분산제의 작용기를 도입함으로써 Mill Base의 저장 안정성 개선과 착색력 향상을 가져올 수 있었으며 특히 방수성이 뛰어난 Maleimide기의 도입으로 인해 재용해성이 크게 개선됨을 확인할 수 있었음.
- 분산제의 양을 조절함으로써 PR 업체가 요구하는 Mill Base의 색두께 조절이 가능해짐.

o 안료-염료 Hybrid 유도체의 Red 밀베이스 적용
- 일반적인 안료 유도체에 아조기를 도입함으로써 Mill Base의 착색력, 내열성 향상 뿐 만 아니라 현상성, 재용해성 등의 공정 특성이 크게 개선됨을 확인할 수 있었음.
- Clean 공정으로 Color Filter 제조 시 불량률이 크게 감소할 것으로 판단됨.

□ 적용 분야
o TV, 모바일폰등 각종 LCD color filter와 white OLED에 적용됨

( 출처: 최종보고서 초록 - 3. 개발결과 요약 4p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 기술개발사업 최종보고서 초록 ... 3
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 12
• 목차 ... 16
• 제 1 장 서론 ... 17
• 제 1 절 과제의 개요 ... 17
• 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과(기술개발 내용 및 방법) ... 18
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 18
• 제 2 절 단계 목표 및 평가 방법 ... 21
• 제 3 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 22
• 제 4 절 수행 결과의 보안등급 ... 33
• 제 5 절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리현황 ... 33
• 제 3 장 결과 및 사업화 계획 ... 34
• 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 34
• 1. 연구개발 추진 일정 ... 34
• 2. 연구개발 추진 실적 ... 39
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 108
• 제 3 절 시장 현황 및 사업화 전망 ... 109
• 제 4 절 고용 창출 효과 ... 113
• 제5절 자체보안관리진단표 ... 114
• 끝페이지 ... 115