초록 ▼

▣ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
[최종목표]
□ Nano scale의 4-levels 메타표면소자(Meta Surface Element :MSE) 기술로 Low beam Head Lamp ECE-R112 규격의 배광 pattern 구현
[1단계-1차 연도 목표]
□ 컨소시엄 업무 분담 회의
□ 기본 시스템 Layout 설계
□ Nano scale 4-levels MSE 설계 (ECE-R112)
□ 시준광원 Unit 설계(R,G,B) 및 제작(G)
□ 단파장(G) 검증용 JIG

▣ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
[최종목표]
□ Nano scale의 4-levels 메타표면소자(Meta Surface Element :MSE) 기술로 Low beam Head Lamp ECE-R112 규격의 배광 pattern 구현
[1단계-1차 연도 목표]
□ 컨소시엄 업무 분담 회의
□ 기본 시스템 Layout 설계
□ Nano scale 4-levels MSE 설계 (ECE-R112)
□ 시준광원 Unit 설계(R,G,B) 및 제작(G)
□ 단파장(G) 검증용 JIG Mock-up 제작
□ Nano scale 4-levels MSE 제작 공정 협의
□ 단파장(G)용 Nano scale 4-levels MSE 제작
□ Nano scale 4-levels MSE 정밀도 평가 검증
□ 단파장(G) ECE-R112 규격 성능 검증
□ Nano scale 4-levels MSE 수정설계 및 재제작
□ 최종 평가 및 ECE-R112 규격 Pass 검증

◼ 전체 내용
[1단계-1차 연도 개발내용]
□ 컨소시엄 개발협의
- 업무분담 및 역할 정의
□ 시스템 설계
- R,G,B 시준된 LD 모듈 설정 및 구매
- 시스템 Layout 설계
- 시험평가용 JIG 설계
□ MSE 설계 및 분석
- MSE 시스템 광학 설계
• RGB X ECE-R112 3종, 6 unit mask
- 광학 시뮬레이션 및 분석
• VLF에서 최적 설계 및 시뮬레이션 분석
- 방열 시뮬레이션 및 분석
• LD구동은 광효율과 수명을 보장하기 위해 이론상 65℃ 이하의 조건이 될 수 있도록 방열구조를 설계 및 시뮬레이션 분석함
□ 시준광원 Unit 구동 모듈 설계 및 제작
- LD 사양에 맞는 구동 제어 드라이버 설계
- 시준 LD 구동부 및 방열기구부 설계
- 단파장(G) MSE용 방열기구부 및 LD 구동 모듈 제작
□ 단파장(G) 검증용 JIG Mock-up 제작
- System 기구부 및 배광 측정 장비 장칙 JIG Mock-up 제작
□ Nano scale 4-levels MSE 제작 공정 협의
- Quarts(SiO₂) 기판, Si 기판(Invert 형상) 공정 방법론 협의
- Si 기판 공정의 경우 후공정 Imprint 방법론 협의
□ ECE-R112 단파장(G) MSE 개발
- 단파장(G) MSE Scanner type(4:1) Mask 설계(2종)
- 단파장(G) MSE Lithography 공정설계
- 단파장(G) MSE Lighography 및 Dry Etching
- 단파장(G) MSE 제작
- 필요에 따라 Invert 형상 제작 후, 이를 Master로 한 Stamp Imprint 방식으로 MSE 제작
□ Nano scale 4-levels MSE 정밀도 평가 검증
- 주사현미경을 통한 Minimum Feature 크기, 각 Level 깊이 및 Overlay 위치 공차 등을 평가 검증
□ LD 구동 Test 후 단파장(G) ECE-R112 규격 성능 검증
- JIG에 MSE, H/S, LD모듈 장착 후 구동 Test
- 단파장(G) MSE의 시스템 적용후 배광상태가 시뮬레이션 혹은 ClassC 규정과 상이한지 유무를 한국공학대학교의 공용 장비인 Robogonio로 측정한 배광파일로 검사
□ Nano scale 4-levels MSE 수정설계 및 재제작
- 만약 측정한 배광이 불완전한 성능치가 보이면 원인 분석하여 역설계 수정 혹은 세부 보정 및 수정 후 재제작 검증
□ 최종 자체 Test 검증 완료
- 최종적으로 수정된 MSE를 ECE-R112 규격 Pass 검증
□ 성능평가 의뢰 및 결과보고서 제출
- 성능 평가 의뢰 후 공인시험성적서를 첨부하여 결과보고서 제출

▣ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
[연구개발성과의 활용방안 및 기대효과]
[활용방안]
□ 주관기관의 신규 사업화 모델로 사업화 추진
- 기존 주관기관의 주력 사업으로 Automotive 부품군, Mobile 부품군, EV Car Battery Module 등 FPC를 이용하는 다양한 부품군을 생산 중이며, 특히 차량 외장램프인 Head Lamp 및 RCL&FOG Lamp 부품군을 주력으로 완성차 1차 협력사에 공급하고 있음
- 기존 자사의 부품군인 Head Lamp 및 RCL&FOG Lamp 공급 사업을 기반으로 사업확장을 생각하고 있으며 본 현장맞춤형 과제를 통해 개발하고자하는 ‘MSE 기반의 미래자동차 Low beam pattern 구현 기술’을 향후 새로운 Cash cow 확보를 위한 교두보로 활용 예정
- 본 사업이 완료되면 1차적으로는 주관기관인 유트로닉스(주)사가 연속적으로 ECE-R112규격의 백색광(일반형 전조등) 및 ECE-R123(적응형 전조등) 규격 적용 모듈로 확장 개발하여 기존 거래처에 기술 시연 및 개발 제안 활용 예정
- 일반형, 적응형 등의 개발 완료된 부품은 본 연구개발사업의 주관기관인 유트로 닉스㈜사가 국내 특수차량(구매의향서 참조)에 공급하여 시범 적용 활용 예정
- 특수차량 이외 일반 자동차 시장의 3rd party로 Market에 진출하기 위해 모듈형으로 개발할 부품군을 ECE-R112 일반형은 일반자동차용 Retrofit Head Lamp로 제품 출시 예정
- ECE-R123 적응형 Full mode(ClassC, V, E1-E2-E3-E, W 7종의 Beam) Module은 앞서 언급한 RCL&FOG Lamp 사업과 연계하여 국내완성차(전기자동차) 업체를 활용하여 신규 자동차 개발 시 적응형 Head Lamp 아이템 제안하여 미래형 자동차 적응형 전조등 시스템과 연동하여 시내주행(ClassV), 일반주행(ClassC), 고속주행(ClassE[E1,E2,E3,E]), 우천주행(ClassW)이 모듈내에서 Compact 리니어 타입으로 손쉽게 이루어질 수 있는 혁신 아이템을 출시 예정
[기대효과]
[과학⋅기술적 측면]
□ 기존의 전통적인 차량용 전조등, 특히 Low-beam(변환빔) 시스템의 성능에 대한 법적 규제가 까다로워 만족하기 위한 광학시스템이 복잡했음
□ 특히 미래차에 필요한 적응형 변환빔의 경우 더욱 까다로워 성능 만족을 위해 더 복잡하고 제작비용이 많이 증가해 상용화에 애로사항이 많았음
□ 본 연구개발기술이 완료되면 상기한 문제를 해결할 수 있고 제조공정의 앞 단(핵심 부품을 반도체 공정에서 생산)에서 까다로운 사양의 조건을 모두 만족하는 부품을 생산하기 때문에 후단 공정이 단순화됨
□ 반도체 공정을 반복 대량 생산으로 양산에 적합한 혁신적인 미래차 핵심부품기술 획득 가능함
□ 설계 시 MSE면을 정상형/Invert형 전환 가능하기 때문에 Invert형 전환 시 MSE의 Master Surface 제작은 Lithography 공정으로 진행하고 Master Surface에 대해 Roll to Plate등의 Imprint 대량 양산체계도 기대해 볼 수 있음
□ 국내외적으로 주행빔(상향등, high-beam)에 한해서 선택적 Matrix 조명에 대한 연구가 지속적으로 이루어지고 있으며 이에 대한 ADB, SPOT 기능 등 구현 가능한 제품이 일부 선도기업에서 양산되고 있음
□ 미래형 변환빔(하향등, low-beam)의 경우 상황에 따른 선택적인 조명(적응형)이 필요한데 beam target에 대한 기준 규정이 포함하는 성능의 국소적 밝기에 대한 Contrast 비가 매우 높아 디지털 방식에 대한 개발 접근방법은 회의적이며 아날로그 방식에서 크게 벗어나지 못하고 있으나 본 MSE기술의 개발로 높은 Contrast 비를 구현 가능한 핵심 기능을 부품 단위로 개발함으로써 전체 시스템의 구조가 매우 간단해지며 디지털 조명과 유사한 방법으로 선택적 조명이 가능할 것으로 기대함
□ 이러한 기술적 연유로 개발 이후 부품의 신뢰성에 대한 안정화 작업을 거치면 거의 모든 차량에 접목 가능하므로 시장 파급력이 매우 클 것으로 기대
[경제적 ․ 사회적 측면]
□ 주관기업의 주력제품인 Automotive 부품군, Mobile 부품군, EV Car Battery Module 등 FPC를 이용하는 다양한 부품군의 매출 및 거래처 현황 :
- 매출액 : 관련제품 2020년 1,100억원
- 주력 매출처 : HYUNDAI MOBIS, SL Corp, YURA Corp, 이라이콤, LG이노텍, 두성테크, 드림텍, 아모텍, 우리이앤엘 등
□ 본 연구개발기술의 개발 후 사업화 계획 (사업화 소요기간)
- 응용품 개발 기간 : 약 1년 예상
- 초기 마케팅 기간 : 약 2년 예상
- 3년간 소요 예산 (10억원)
- 초기 특수차량 공급루트 확보(한국상용트럭 외, 구매의향서 참조)
- 예상 매출 규모 : 본 연구개발사업 완료 5년 후 약 100억 예상
- After Market 입성 후 3년간 매출 200억원 예상
□ 10년후 700억 예상

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 최종보고서 ... 3
• 요약문 ... 4
• 목차 ... 8
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 9
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 14
• 2-1. 기술개발 추진 일정 ... 14
• 2-2. 연구개발기간 추진 실적 및 추진 내용 ... 15
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 55
• 3-1. 정성적 연구개발성과 ... 55
• 3-2. 정량적 연구개발성과 ... 57
• 3-3 세부 정량적 연구개발성과 ... 58
• 4. 도전과 배움 ... 64
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 67
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 68
• 7. 자체보안관리진단 ... 70
• 8. 안전관리 이행 현황 ... 72
• 8-1. 연구실 안전 조치 ... 72
• 끝페이지 ... 74