기술& 시장리포트...

기술 및 특허 동향

나노기술의 발달로 ZnO의 새로운 응용분야에

대한 관심이 증폭되고 있다.

산화아연은 반도체로서 띠간격(band gap)은

3.37 eV로 넓고, 들뜬 결합에너지(exciton

binding energy)는 60 meV로 크며, 1.4 -

3.5 nm 의 들 뜬 보 아 반 경 (exciton Bohr

radius)을 갖는다. 이러한 특성으로 인해 산화

아 연 은 특 이 한 구 조 적 일 차 원 성 (one-

dimensionality)과 2차원에서의 양자구속효과

(quantum confinement effect)를 가질 수 있

기 때문에 산화아연 나노와이어의 제조에 대한

기술 개발과 더불어 다양한 분야로의 적용 연구

도 활발히 진행되고 있다.

산화아연 나노 와이어 제품 개요

본 기술제품은 산화아연 나노와이어(ZnO

nanowire)이다. 산화아연 나노와이어란 물질

의 구성은 아연이 산화된 아연과 산소로 이루어

졌으며, 그 형상은 막대 형태로 직경은 100 nm

이하이고 길이는 1 μm 이상인 것을 특징으로

한다.

산화아연(ZnO)은 일반적으로 백색안료, 가황촉

진제, 촉매, 사진재료, 형광체, 아연화 연고와 같

은 의약품, 화장품 등으로 사용되고 있다. 특히

무해하고 280 - 400 nm 파장대의 자외선을

흡수하기 때문에 금속과 고무의 보호코팅, 피부

보호 크림 등으로 많이 활용되고 있다. 최근에는

P20EC048손에 잡히는특허Report

IP Reportswithin Your Grasp

산화아연나노와이어는4μm내외구형금속아연분말이나황화아연분말을원

료로사용해제조한다.가스센서,항균소재등다양하게활용된다.산화아연나

노와이어분야특허기술트렌드및시장동향을살펴본다. <편집자>

ZnO nanowire산화아연 나노 와이어기술 & 시장 리포트

기술 & 시장 리포트 산화아연 나노 와이어

4) LP-MOCVD 방법을 이용한 산화아연 나노와이어 제조

저기압 유기금속화학증착법(low pressure-metal organic chemical vapor deposition, LP-

MOCVD)을 이용해 산화아연 나노와이어를 합성할 수 있다. [그림 15]에 LP-MOCVD 장치와 이를

이용해 제조한 산화아연 나노와이어의 구조 및 광학 특성을 실었다. 그림에 나타나 있듯이 나노와이

어의 직경이 작아질수록 주요 발광 피크가 짧은 파장으로 이동하는 청색이동(blue-shift) 현상을 볼

수 있는데, 이는 나노 크기 압축 효과에 의한 밴드갭 이동으로 해석할 수 있다.

※ 출처: 박재환, 박재관, 물리학과첨단기술, 6월호, 24 (2006).

[그림 14] 탄소환원 열분해법에 의한 산화아연 나노와이어의 제조

※ 출처: 박재환, 박재관, 물리학과첨단기술, 6월호, 24 (2006).

[그림 15] LP-MOCVD에 의한 산화아연 나노와이어의 합성 장치와 이를 이용해 제조한산화아연 나노와이어의 구조 및 광학 특성


태양광을 집광하는 집광기국내외 특허 현황

발 명 의 명 칭 태양광을 집광하는 집광기

출 원 인 홍원배

출 원 번 호

( 출 원 일 )KR10-2008-0073640 (2008.07.28.)

등 록 번 호

( 공 고 일 )

KR10-0935921

(2009.12.30.)

법 적 상 태 공개( ),등록(○),거절( ),소멸( )

기 술 요 약

본 발명은 여러개의 집광기의 태양열을 모아 원거리의 응용처에 다양한 전송방법으로 전송해 흡수체로 빛을

열로 변환하고 필요에 따라 밸브를 컨트롤함으로써 광량을 조절할 수 있는 태양광 발전 시스템에 관한

것이다.

대 표 도 면

대 표 청 구 항

접시형 집광기나 포물면형 집광기를 활용해 태양광을 집광하는 집광기에 있어서,

넓은 원형체를 이루면서 오목한 형태의 포물면주반사경(110)과, 상기 포물면주반사경(110)에 태양광(10)

이 수직으로 입사되면서 소정의 각도로 중앙 측으로 반사되어 포물면주반사경(110)의 중심측에서 마주보

면서 입사된 태양광(10)을 초점으로 모은 후 다시 포물선주반사경(110) 중심측으로 재반사 시켜 고밀도의

태양광(10)을 만드는 포물면부반사경(120)과, 상기 포물면부반사경의(120) 일직선상으로 중심축에 위치

하면서 포물면주반사경(110)에 근첩한 위치에서 포물면부반사경(120)으로 부터 재반사된 태양광(10)을

포물면주반사경(110)의 일측에 통공된 분출구(112) 측으로 전송하는 제1반사경(132)과, 상기 분출구

(112)로 유입된 태양광(10)을 다수개로 절곡을 이루면서 연이어지는 것으로 직각을 이루는 수평축과 수직

축이 만나는 모서리측 마다 다수개의 반사경(130)이 위치해 태양광(10)을 외부로 전송시키는 송광관(200)

과, 상기 태양광(10)을 따라 집광하기 위해 집광기(400)를 상하, 좌우 회전하도록 내부에 방향을 제어하는

센서 컨트롤러를 구비해 집광기(400)에는 태양을 추적해 태양의 이동궤도를 따라 회동시키는 회전부(300)

를 포함하되, 상기 집광기(400)에 구성되는 제1,2,3,4,5관(220)(230)(240)(250)(260)을 통해 태양광

(10)을 전송하는 송광관(200)에 의해 이동해 직진성을 유지하는 고밀도 평행광으로 전송되는 태양광(10)

을 원거리로 유도할 때 송광관(200)에 유연성과 변위의 흡수성을 부여하도록 직선성을 유지시키는 태양광

의 반사광노를 두 번의 반사각을 주면서 45°이내의 각도로 제한하는 것을 포함함을 특징으로 하는 태양광

을 집광하는 집광기.


산화아연 나노 와이어 시장 개요

본 기술제품인 산화아연 나노와이어는 한국표준산업분류(KSIC)상 그 외 기타 분류 안된 화학제품 제

조업(C20499)으로 정의할 수 있다. 그 외 기타 분류 안된 화학제품 제조업은 향수, 식품, 음료 등의

향료로 사용되는 동․식물성의 방향유(정유), 동식물성 수지질 재료로 만든 레지노이드, 정유 농축물,

정유의 테르펜계 부산물․혼합물․수성 증류액 및 용액 등을 제조하는 산업활동; 광물성, 동물성 및 식

물성 재료 등을 혼합․조합하여 각종 재료 처리용 조제 윤활제품(석유 성분 함유량 70% 미만)을 제조

하는 산업활동; 필기용 잉크, 용접용 분 또는 페이스트 및 금속 표면처리 용제, 활성탄, 고무 가황 촉진

제, 촉매제 및 기타 산업용 화학제품, 안티녹제, 부동액, 실험실용 또는 진단용 시약(혈액형 분류용 또

는 환자 투여용 제외) 등을 제조하는 산업활동을 포함한다.

기술제품의 전방산업은 나노 와이어를 활용한 소재 시장인 광전자장치용, 에너지장치용, 센서&액츄

에이터용, 전자장치용, 의료기기용 소재 시장이며, 후방산업은 산화아연 나노와이어 원료 제조업인

금속 아연 및 황화 아연 분말 제조업이다.

따라서 본 기술제품의 목표시장은 산화아연 나노와이어 시장이며, 전방산업인 나노 와이어 활용 나노

소재 시장에 영향을 받는 시장으로 볼 수 있다. 이에 따라 본 분석에서는 나노소재 시장 동향을 알아보

고, 이를 기반으로 산화아연 나노와이어 시장 현황을 분석하고 향후 시장 규모를 전망한다.

나노기술 산업 개요

나노기술은 물질을 나노미터 크기의 범주에서 조작·분석하고 새롭게 되거나 나타내는 소재·소자 또

는 시스템을 창출하는 과학기술을 말한다. 물질을 제조 또는 합성하는데 있어서 기존의 방법은 구성

성분인 조성을 변화시키거나 결정구조 등 물질의 구조를 변형시키는 것이었다. 따라서 나노기술은 크

기를 변화시킴에 따라 새로운 특성의 새로운 물질을 탄생시킬 수 있다는 것이 주요 골자라 할 수 있다.

[표 1] 기술제품 관련 산업 구조도

시장 현황 및 전망

후방산업 해당산업 전방산업

산화아연나노와이어원료

제조업

산화아연나노와이어시장

(그외기타분류안된

화학제품제조업, C20499)

나노와이어활용나노소재

시장

금속아연분말제조및판매황화아연분말제조및판매

산화아연나노와이어제조및판매

광전자장치용소재시장에너지장치용소재시장센서&액츄에이터용소재시장전자장치용소재시장의료기기용소재시장


나노선/나노막대/나노튜브(1차원 나노소재), 다층·복합구조 나노 박막/나노층상화합물(2차원 나노

소재), 나노벌크(치밀체/기공체/복합체)(3차원 나노소재) 등의 소재로 구분된다. 용도 측면에서는 전

기전자용, 건강치료용, 환경·에너지 산업용 등의 소재가 포함된다. 즉, 나노 소재는 나노입자, 나노결

정, 나노복합체, 나노 구조물로 나눌 수 있으며 그 대표적 응용 제품은 다음과 같다.

나노기술 산업 특성

나노소재는 금속·무기·유기 원료 및 이들을 조합한 원료를 새로운 제조기술로 제조해 종래에 없던 새

로운 성능 및 용도를 가지게 된 소재를 제공하는 분야로 적용분야가 광범위한 기술이다. 나노소재 산

업의 특징은 다음과 같다.

• 학문간의 경계가 없는 학제간(interdisciplinary) 연구 분야임

- 기존 기술 분야(물리, 화학, 재료, 전자 등)들을 횡적으로 연결할 수 있는 학문간의 경계가 없음

• 성장성이 높은 산업

- 재료, 전자, 에너지, 우주항공, 의학 등 거의 모든 산업분야에 응용이 가능

- 타산업과 융·복합 가능성이 매우 크고, 전방산업으로의 시너지 효과가 큰 분야임

• 기술 집약적/고부가가치 산업

- 나노 구조물의 분석, 제어, 합성 등 전 과정을 나노 수준에서 제어하는 높은 기술 집약도가 요구되

는 산업임

• 나노원료 소재 분야와 나노가공 소재를 생산하는 분야로 구분

- 나노 원료 소재는 나노분말(양자점, 나노 형광체 등), CNT, 그래핀 등이 이에 속하며, 이를 가공해

부품 또는 완제품이 되기는 어려움

- 나노 가공 소재는 나노 원료 소재를 포함하는 소재로 주로 나노복합체의 형태를 하고 있음

• 나노소재 산업은 매우 다양한 기술과 응용제품으로 이루어진 복잡한 구조를 보이고 있어 분야를

세분화하고 후방산업의 특징에 따라 구조를 분석하고 이해하는 것이 필요

• 나노소재 산업은 구성하는 요소의 크기가 100nm 이내인 소재를 제조하는 기술과 이러한 구조를

갖는 소재가 나타내는 특이한 물성을 이해하고 활용하는 기술로 정의되어 제조기술의 경쟁력이 제

품의 품질과 경쟁력을 좌우함

※ 출처: 나노기술과 나노소재의 시장동향, 한국과학기술정보연구원, 2016

[표 2] 나노소재의 응용제품

구분 응용 제품

나노입자• 폼타입 접착테이프, 치과용 접착제, 초친수성 안티포그, 고체상태 조명, 상처보호, 생체의료센

서, 생체활성물질, 약물전달

나노결정• 세라믹파이버, 연마제, 유리-무기계 비드, 금속매트릭스 컴포지트, 배터리 물질, 광학용 유리

류, 치과/교정 구조물

나노복합체• 하드코팅, 구조용 접착제, 치과용 복구제, 광학필름, 보호용 코팅, 신기능성 전자재료, 저가용

커포지트, 진보된 치과재료

나노구조물• 필름코팅, 광학 파이버 격자, 다층 광학필름, 배리어 필름, 공기 정과 개선, 연료전지 촉매, 신

소재 전자 장치, 에너지 저장


나노소재 시장 현황

나노기술 가치사슬 단계는 3단계로 구분된다. 첫 번째 단계는 처리되지 않은 형태의 나노크기 구조인

나노소재 단계이고, 두 번째 단계는 나노크기 특징을 가진 중간제품의 나노 중간물 단계, 세 번째 단계

는 나노 기술을 결합한 최종재화인 나노기반 제품(nano-enabled products)으로 구분된다.

BBC Research(2014) 보고서에 따르면, 마지막 단계인 나노기반 제품에 대한 세계시장 규모는

2013년도에 229억 달러 규모에서 2014년 260억 달러로 성장했고, 연평균 19.8% 성장해 2019

년에는 642억 달러 규모로 성장 할 것으로 전망했다. 시장수요의 확대와 성장률은 기술의 고도화, 성

공적 상업화의 진전, 산업구조 및 연관 기업의 사업전략 등에 의해 방향이 결정되어질 것으로 예상했

다. 나노소재에 대한 세계 시장규모는 나노 기술 관련 전 세계 매출액에서 가장 큰 부분을 차지한다.

2014년 206억 달러 시장규모에서 연평균 20.7% 성장해, 2019년 527억 달러 규모로 성장할 것으

로 전망했다. 전체 나노 시장규모에서 나노소재가 차지하는 비중은 2014년 약 79%에서 2019년에

는 약 82%로 나타나 나노기술 관련 전체 시장 중 나노소재 부문의 비중은 더욱 높아질 것으로 판단된

다.

나노소재의 초기 수요 대부분은 상대적으로 기존 소재와 응용분야에 포함되어 있는데, 이는 실리카,

알루미나, 이산화티탄, 점토, 금속과 같은 전통적인 소재의 나노 크기화를 의미한다. 2010년 기준 국

가별 나노소재 생산 규모를 살펴보면, 세계 나노소재 시장에서 미국은 최대 규모의 시장을 나타내고

있고, 나노 소재 시장 규모는 압도적으로 선진국에 집중되어 있다. 즉, 미국이 전 세계 시장의 절반을

차지하고 있고, 서유럽 10%, 캐나다 3% 그리고 아시아 국가인 중국 12%, 한국 6%, 일본 4%, 대만

2%를 차지한 것으로 나타났다.

※ 출처: 나노기술과 나노소재의 시장동향, 한국과학기술정보연구원, 2016

[표 3] 세계 나노기술 제품 시장규모 (단위 : 백만 달러)

산화아연 나노 와이어 활용 시장 동향

구분 2013 2014 2019CAGR

(’14~’19)

Nano-materials 18,080 20,594 52,712 20.7%

Nano-tools 4,815 5,325 11,292 16.2%

Nano-devices 39 43 183 33.6%

전체 22,934 25,961 64,187 19.8%


전 세계 나노 와이어 시장을 용도별로 살펴보면, 광전자장치용, 에너지장치용, 센서&액츄에이터용,

전자장치용, 의료기기용, 기타용으로 구분된다. 광전자장치용은 2016년 7억 1,700만 달러에서 연

평균 29.9% 성장해, 2022년에는 34억 4,100만 달러 규모로 성장할 것으로 전망된다. 에너지장치

용은 2016년 3억 400만 달러에서 연평균 29.0% 성장해, 2022년에는 14억 200만 달러 규모로

성장할 것으로 전망된다. 센서&액츄에이터용은 2016년 1억 6,200만 달러에서 연평균 27.8% 성장

해, 2022년 7억 700만 달러 규모로 성장할 것으로 전망된다. 전자장치용은 가장 높은 성장률을 보일

것으로 전망되어 2016년 2,100만 달러에서 연평균 60.7% 성장해, 2022년 3억 6,100만 달러 규

모로 성장할 것으로 전망된다. 의료기기용은 2016년 1,200만 달러에서 연평균 21.2% 성장해

2022년 3,800만 달러에 이를 것으로 전망된다.

※ 출처 : Global Nanowire Market, Technavio, 2017

[표 6] 나노 와이어 시장 규모 (단위 : 만 달러, 억원)

구분 2016 2017 2018 2019 2020 2021CAGR

(’16~’21)

세계시장 7,508 9,829 12,867 16,844 22,050 28,863 30.9%

국내시장 52 67 85 111 146 191 29.5%

주1) 국내시장 = 세계시장 × 6%(국가별 나노소재 생산 규모 한국 점유율, [그림 20])주2) 환율은 한국은행 해당 연도 원/달러 연평균환율(’16:1,160.50, ’17:1,130.84, ’18:1100.30)을 적용했으며, 19년 이후 환율은 18년 환율을 적용함

구분 2016 2022CAGR

(’16~’22)

광전자장치 717 3,441 29.9%

에너지장치 304 1,402 29.0%

센서&액츄에이터 162 707 27.8%

전자장치 21 361 60.7%

의료기기 12 38 21.2%

기타 - 5 -

※ 출처 : Nanowire based Devices market, BCC, 2017

[표 7] 세계 나노 와이어 시장의 용도별 시장 규모 (단위 : 백만 달러)

※ 출처 : Nanowire based Devices market, BCC, 2017

[그림 21] 세계 나노 와이어 시장의 용도별 시장 규모


본 분석은 기술사업과 유사사업(산화아연 나노와이어 및 관련 제품 제조업)을 수행하고 있는 중견·중

소기업의 현황과 영업실적 분석을 통해 기술사업의 성장성, 경쟁현황, 사업환경 등을 파악하는 데 의

의가 있다.

㈜레이크머티리얼즈

㈜레이크머티리얼즈(이하 '동사')는 2010년 5월 설립된 외감법인으로 LED용 MO 전구체소재, 메탈

로센 촉매 소재(유기금속 화합물 설계, TMA 제조)을 주력제품(사업)으로 하는 그 외 기타 분류 안된

화학제품 제조업을 영위중이며, 2018년 12월말 현재 총자산 65,573백만원, 자기자본 26,207백만

원 (납입자본금 6,552백만원), 조사기준일 현재 상시종업원 125명 규모의 중소기업으로 주요 관계

회사로는 SUZHOU LEIJINGKE TRADING COMPANY 등이 있음.

동사는 세종 전의면 산단길 소재에 본점(자가), 충남 천안시 동남구 성남면 소재에 사업장(자가) 등을

두고 있음. 주요 매입처로는 (주)네오레어메탈코리아, 록우드리튬코리아(유한), 수입 , (주)제이에스,

(주)한국바르 등이 있고, 주요 매출처로는 (주)메카로, 삼성전자(주), 서울바이오시스(주), (주)엘지화

학, 엘지이노텍(주) 등이 있으며, 회사개요 및 최근년도 영업실적은 다음과 같음.

※ 출처: 한국기업데이터

[표 11] ㈜레이크머티리얼즈 영업실적 (단위: 백만 원, %)

주) ㈜레이크머티리얼즈는 2010년 설립됐으며 2009~2018년 동안 매출의 연평균복합성장율(CAGR) 11.5%, 2014~2018년 동안 7.4%(CAGR)의 성장률을 보이고 있음.

해당 기술 전문기업

기 업 체 명 (주)레이크머티리얼즈 영 문 기 업 명 lake materials co., ltd.

사 업 자 번 호 314-86-15084 법 인 ( 주 민 ) 번 호 160111-0279649

대 표 자 명 김진동 종 업 원 수 125명

설 립 형 태 신규설립(개업) 설 립 일 자 2010-05-13

기 업 형 태 외감 기 업 규 모 중기업

결 산 월 12월 기 업 공 개 일 자 -

업 종 ( 1 0 차 ) (C20499)그 외 기타 분류 안된 화학제품 제조업

주요 제품( 상 품) LED용 MO 전구체소재, 메탈로센 촉매 소재(유기금속 화합물 설계, TMA 제조)

※ 출처: 한국기업데이터

[표 10] ㈜레이크머티리얼즈 회사개요

구 분 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018

매 출 액 - 2,929 4,253 8,112 13,637 20,660 24,282 37,422 35,227

영 업 이 익 -675 -414 -773 -1,793 2,000 2,332 2,283 7,116 3,505

이 익 률 ( % ) -14.1% -18.2% -22.1% 14.7% 11.3% 9.4% 19.0% 9.9%

P19MA049손에 잡히는특허Report


나노분말제조장치는에어제트밀장치에부착되는미세분말분리정밀도의향상을위한분급

챔버의구조에관한것과,미디어밀장치에서분쇄된파우더로부터자성체를활용해불순물을

제거하고원심력분급을장치를추가적으로구비한후처리장치이다.미세분말을주원료로사

용하는2차전지,페인트,화장품,식품산업은물론이고미세분말을활용하는의약품,화학,석

유화학,타이어,플라스틱,제지및금속산업등다양하게활용된다.나노분말제조장치분야특

허기술트렌드및시장동향을살펴본다.<편집자>

Micron Separator나노분말제조장치


기술 & 시장 리포트

특성에 의해 응집이 발생해 뭉쳐있는 경우가 많

으며, 미세입자를 액상에 배합하는 과정에서도

응집이 발생하게 된다. 따라서 분산이라는 단어

는 주로 습식에서 사용한다.

미세입자를 제조하는 방법은 입자의 크기에 따

라 다양한 방법이 있다. 아래 그림에는 입자의

크기에 따른 다양한 밀과 입자의 제조에 필요한

소요동력을 그래프로 보여주고 있다. 본 기술이

적용되는 생산품의 입자의 크기는 수백 nm에서

수십 μm이며 미세분말을 제조하는 방식 중 에

어제트 밀과 미디어 밀이 활용된다.

나노분말 제조장치 개요

미세 입자의 제조 및 분리 방법은 크게 건식과

습식으로 구분하고 이를 분쇄와 분산으로 다시

구분한다. 건식은 분말(분체)상태에서 입자를

작게 만드는 것이고, 습식은 분체와 희석제(액

상)를 혼합한 상태에서 입자를 작게 만드는 것

을 의미한다. 분쇄는 분말이나 액체 내 입자가

필요한 규격보다 커 이를 부숴서 작게 만드는 것

을 말한다. 분산(분산안정)은 사용 용도보다 커

진 미세입자를 필요한 만큼 분리해 그 상태를 유

지하는 것을 말한다. 미세입자가 커지는 이유는

처음 생산된 미세입자가 저장과정이나 물질의

기술&시장 리포트 나노분말 제조장치

▶Hosokwa 사의 Micron Separator

Hosokawa사의 Micron Separator는 아래 그림에서 보여주는 것과 같이 대형 ball mill에 연결된

형태로 시스템을 구성하고 있다. 미세분말은 feed pipe를 통해 공기와 함께 separator에 유입되며

고속으로 회전하는 분리 wheel에 의해 원심분리의 원리를 이용해 분리가 진행된다. 큰 입자(coarse)

는 다시 ball 밀로 유입되도록 해 다시 원하는 입도의 분말이 될 수 있도록 연속적인 공정을 수행하도

록 구성된다.

Separator의 핵심 기술은 separator에 입자와 공기를 공급하는 방식과 분급 wheel의 구조 및 분급

장치의 구조라 할 수 있으며 Hosokawa 사는 용량과 사용 목적에 따라 횡형의 분급 wheel을 사용하

거나 다수의 분급 wheel 사용, 차세대 분급 wheel을 사용한 초미세 분말의 분급기 등 다양한 구조의

제품을 판매하고 있다. 차세대 분급 wheel의 경우 30%~50%의 에너지 저감 및 0.5 μm 정도의 초

미세 분말의 분급을 목표로 하고 있다. 아래 그림은 횡형 분급 wheel, 다수 분급 wheel, 차세대 분급

wheel에 대한 개요도 및 제품 사진을 보여준다.

[그림 5] Micron separator 시스템 및 separator 구조

[그림 6] Hosokawa 사의 다양한 분급 wheel 구조


금속 미분말의 제조 방법국내외 특허 현황


나노분말 제조장치 시장 개요

원심형 마이크로 분말 분급기는 에어제트 밀에 부착된 분급기의 내부 구조를 개선해 분말 분리 능력

을 향상시킨 제품이며, 미디어 밀을 이용한 나노분말 분산장치는 미디어 밀에서 배출된 나노입자를

포함하는 액상의 제품에서 불순물 제거와 분급을 통해 제품의 품질을 개선하는 후처리 장치이다.

기술사업은 마이크로 분말분급기 및 나노분말 제조장치의 제조 및 판매에 관한 것으로서, 표준산업분

류(SIC)상 그 외 기타 일반 목적용 기계 제조업(C29199)으로 정의할 수 있다. 기술제품의 후방산업

은 이차전지 및 태양광발전 실리콘 수요산업, 화장품 산업, 잉크/토너 산업 등 분체를 필요로 하는 다

양한 산업을 포함한다. 기술제품의 목표시장은 분체산업기기 시장이다.

일반기계 산업 개요

▶산업 및 시장 현황

표준산업분류에 따른 일반기계산업은 일반목적용기계와 특수목적용기계로 분류된다. 기계산업의 수

급구조는 기계 이외의 소재류에서부터 시작해 제조업과 비제조업에 이르는 전산업에 걸친 밸류체인

을 형성하고 있다. 일반적으로 중소기업이 기계 부품을 생산해 기계완제품을 제조하는 업체에 납푼을

하고, 기계 완제품을 납품받은 기업이 제품을 생산해 최종 수요자에게 제품을 공급하는 구조를 이루

고 있다.

국내 제조업 내에서의 기계류 수요는 평균적으로 전자산업이 45%, 기계 산업 자체가 24%, 자동차

19%, 조선 포함 기타운송장비 4%, 기타 8% 등이다. 일반기계산업은 건설‧공작기계 등 전통 주력산

업과 반도체‧LED 장비 등 주력산업 설비를 공급하는 핵심 기반 산업으로 국가 경쟁력의 원천이다.

▶산업 특성

1) 자본집약적/고용창출형 산업

생산기술 축적을 위해 지속적‧대규모 투자가 필요하며, 경쟁력 확보 시 장기 성장동력이 되는 자본집

약적인 산업인 동시에 기술인력 의존도가 높은 대표적인 양질의 고용창출 산업이다.

* 부가가치유발계수(‘13) : (기계) 0.65, (화학) 0.48, (전기전자) 0.52, (자동차) 0.62

* 고용유발계수(‘13) : (기계) 6.65, (화학) 4.31, (전기전자) 3.96, (자동차) 6.19

2) 국가경쟁력 기반

완제품, 부품, 소재의 품질 및 국제경쟁력은 이를 가공·조립하는 일반기계(생산설비)의 성능에 의해

크게 좌우된다. 공작기계, 건설기계, 냉동공조기계, 섬유기계, 반도체장비, 금형 등을 포함한다.

3) 선진국형 기반산업

생산설비 우수성이 선진국의 경쟁우위 원천이 된다. ‘13년 기준으로 독일, 미국, 일본이 세계



유사특허 검색 및 조사

[기술 & 시장] 리포트 관련 산업 영역에서 국내외 유사특허 검색 및 조사를 바탕으로 주요 특허 리스

트를 도출했다. 이를 통해 해당 기술 분야 선행특허 및 기술동향을 파악할 수 있도록 했다. 여기서 유

사특허를 도출하는 기준은 키워트(keywert)가 자체 개발한 유사특허 선별 시스템을 통해 이루어진다.

그 결과, 도출된 유사특허 리스트는 국내 기술 수준과 선진기업의 기술 동향 파악은 물론 그 내용을 실

무적으로 활용할 수 있도록 했다.

키워트(keywert)는?

워트인텔리전스(대표 윤정호)가 개발한 인공지능(AI) 기반의 글로벌 특허검색(www.keywert.com)

서비스다. 사용자가 입력한 정보를 바탕으로 유사 특허를 자동으로 분류해준다. 선행조사 보고서까

지 자동으로 생성됨에 따라 기존 서비스의 한계를 뛰어넘어 선행조사 조사 과정을 크게 간소화할 수

있다.

또 엑셀, 워드, PPT 형태의 다양한 특허데이터 출력 기능을 제공해 업무 편의성을 높였다. 손쉽게 특

허를 분류할 수 있는 슬라이딩뷰 기능과 그래프를 생성해 주는 그래프엔진 기능도 제공한다. AI 특허

비서 서비스를 통해 지식재산 분야 인공지능 기술을 선도하고 있으며 향후 지속적으로 AI 성능을 고

도화해 사용자 편의성을 높여나갈 계획이다.

인공지능(AI)

유사특허 조사 리스트

Appendix

우리는특허정보로부터 기술동향을파악하고, 연구개발이나제품의방향성등을얻을수있다.

또연구개발을통해창조한기술을특허출원할때선행기술조사를수행함으로써가치가없는

특허출원을사전에방지하고, 청구범위의재검토를할수있다. 키워트(keywert)가 자체개발한

유사특허선별시스템을활용해 [기술 & 시장] 리포트관련산업영역에서국내외주요특허리스

트를도출했다<편집자>

* 이 내용은 인공지능형 특허검색서비스 와 공동 기획한 콘텐츠입니다.keywert

기술&시장 리포트 나노분말 제조장치 Appendix

step1. 특허 검색 범위

특허 검색에 사용된 데이터베이스와 검색 범위는 하기 표에 나타낸 것과 같으며, 검색 대상국의 경우 한국, 일본,

미국,유럽,중국을대상으로분석했다.

[표] 검색 범위

step2. 검색식

일반인들은 특허 검색 과정부터 어려움을 느낄 수 있다. 예를 들어 ‘휴대폰’에 관한 특허분석을 수행할 때 ‘휴

대폰’이라는단어를입력하면 관련특허문헌이검색될 것으로 생각할수도 있다. 일반적으로 보편화된네이버나

구글등과 같은 일반검색 DB들이 그러하듯이, 전혀 틀린 말은 아니다.하지만, 수많은 데이터들중 내가찾고자 하

는문헌을 효율적으로 가려내는 것은결코 쉬운 일이아니다. 그래서좀더 자세하고정확한검색식과함께편리한

기능을갖춘특허전문DB가필요한것이다.

검색식은 키워드와검색연산자 조합으로 구성된다. 키워드는키워드의 동의어, 유사어,외래어 등을포함할수 있

고,검색연산자는AND, OR등을말한다.

키워드군에더많은키워드로동의어,유사어등을포함할수도있다.검색연산자도OR,AND뿐만아니라다양한

검색연산자를사용하여복잡한검색식을사용할수도있다.

결론부터 말하면, 반드시 복잡한 검색식이 필요한 것은 아니다. 검색할 때 상황에 따라 복잡한 검색식을 넣어야만

원하는결과값을유추해낼수도있고,간단한검색식만으로원하는결과를얻을수도있다.

하지만, 복잡한 검색식을 이용하면 사용자의 요구에 맞춰 정밀한 검색과정을 수행할 수 있다. 또한 데이터 노이즈

양을 줄이고, 시간을 절약할 수 있는 것도 장점이다. 그러나 상황에 따라 복잡한 검색식을 이용하면, 중요한 특허

문헌을놓칠수도있다.이같은단점은다양한검색식으로극복할수있다. 모든특허검색DB에서공통적으로가

장많이사용되는검색연산자는 and,or(띄어쓰기)이다.또검색효율을높이기위해서는원하는섹션만한정해서

검색할필요가있기때문에“필드검색연산자”라는요소가필요하다.

.

검색DB명 키워트(keywert) 검색범위 ~2019.02.19

검색대상국 KR, JP, US, EP, CN

공보자료 특허공개/특허등록, 실용공개/실용등록

특허 분석 프로세스

검색식 키워드검색

연산자= +


No 발명의 명칭

1전기선증발을 이용한 금속 나노 분말 제조 장치(apparatus for manufacturing m

etal nano powder using electrical wire evaporation)

□ 서지사항

국가코드 KR 공개/등록번호KR 1975403 B1 (2019.04.

29)

출원번호 2018-0078120 (2018.07.05) 출원인 (주)나노기술

법적상태 등록 문헌종류 코드 B1

메인 IPC B22F-009/14

대표 도면

Appendix

국내외 특허 현황


특허 요지

요약

본 발명은 전기선증발을 이용한 금속 나노 분말 제조 장치에 관한 것으로, 내부에 내설공간을 가지며, 고전압의 펄스파워를 공급하는 본체부재와, 상기 내설공간에 구비되며, 전기선증발을 위해 금속와이어를 공급하는 피딩부재와, 상기 금속와이어가 내부로 공급되고,공급되는 상기 펄스파워를 이용하여 상기 전기선증발을 발생시키는 챔버부재와, 상기 전기선증발을 통해 생성되는 나노크기의 금속 나노 분말을 포집하는 제 1 포집부재와, 상기전기선증발을 통해 생성되는 마이크로크기의 금속 마이크로 분말을 포집하는 제 2 포집부재를 포함함으로써, 전기선증발을 이용하여 제조된 금속 나노 분말을 마이크로 크기의 금속 분말과 분리하여 수집할 수 있다.

대표청구항

[청구항1]

내부에 내설공간을 가지며, 고전압의 펄스파워를 공급하는 본체부재와,

상기 내설공간에 구비되며, 전기선증발을 위해 금속와이어를 공급하는 피딩부재와,

상기 금속와이어가 내부로 공급되고, 공급되는 상기 펄스파워를 이용하여 상기 전기선증발을 발생시키는 챔버부재와,

상기 전기선증발을 통해 생성되는 나노크기의 금속 나노 분말을 포집하는 제 1 포집부재와,

상기 전기선증발을 통해 생성되는 마이크로크기의 금속 마이크로 분말을 포집하는 제 2포집부재를 포함하며,

상기 제 1 포집부재는,

상기 챔버부재의 외주면에 접선방향으로 일단이 연통되어 수평으로 연장된 후 복수의 절곡을 가지면서 하부에서 상부로 연장되는 제 1 포집관과,

상기 제 1 포집관의 타단과 연통되어 상기 제 1 포집관을 통해 이송되는 상기 금속 나노분말을 포집하는 포집호퍼와,

상기 포집호퍼를 통해 포집된 상기 금속 나노 분말이 적재되는 제 1 포집트랩을 포함하는전기선증발을 이용한 금속 나노 분말 제조 장치.

Appendix


No 발명의 명칭

2나노 분말의 제조 장치 및 이 제조 장치를 이용한 제조 방법(an appratus for pro

ducing nano powders and a method of producing using the same)

□ 서지사항


08)

출원번호 2017-0074445 (2017.06.13) 출원인 한국기계연구원


메인 IPC B22F-009/14

대표 도면

Appendix


특허 요지

요약

본 발명은, 서로 대향하는 전극 사이에 플라즈마 아크가 발생함으로써 그 열에 의해 이들사이에 배치되는 소재를 용융 및 증발시키는 플라즈마 생성 수단과 플라즈마 생성 수단을밀폐하고 플라즈마 생성 분위기 및 나노 분말 형성을 위한 공간을 형성하는 반응 챔버를포함하고, 전극 사이에 나노 분말의 모재가 배치되어 플라즈마 생성 수단에 의해 생성되는플라즈마에 의해 모재가 증발하고 응결되어 나노 분말을 형성하도록 구성되는 것인 나노분말의 제조 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 제조 장치는, 플라즈마 생성 수단에 의해 생성되는 플라즈마 아크의 열에 의해 모재가 용융되어 증발하고 증발되는 모재가 반응 챔버의 내부 표면에서 냉각되어 응결 및 부착됨으로써 나노 분말을 형성하도록 반응 챔버의 내부 표면의 상부 또는 전체를 냉각하는 냉각 수단; 및 반응 챔버의 내부 표면에 부착되어 생성되는 나노 분말을 반응 챔버의 내부 표면으로부터 이탈시켜 포집하는 포집 수단을 더 포함하고, 플라즈마 생성 수단은 반응 챔버의 하부에 배치되고, 반응 챔버는 하부에 대하여상부가 더 넓은 표면적을 갖도록 형성되는 것이다.

대표청구항

[청구항1]

서로 대향하는 전극 사이에 플라즈마 아크가 발생함으로써 그 열에 의해 이들 사이에 배치되는 나노 분말의 모재를 용융 및 증발시키는 플라즈마 생성 수단과 플라즈마 생성 수단을 밀폐하고 플라즈마 생성 분위기 및 나노 분말 형성을 위한 공간을 형성하는 반응 챔버를 포함하는 것인 나노 분말의 제조 장치에 있어서,

플라즈마 생성 수단에 의해 용융되어 증발되는 모재가 반응 챔버의 내부 표면에서 냉각되어 응결 및 부착됨으로써 나노 분말을 형성하도록 반응 챔버의 내부 표면의 상부 또는 전체를 냉각하는 냉각 수단; 및

반응 챔버의 내부 표면에 대해 나노 분말의 포집용 액체를 분사하여 반응 챔버의 내부 표면에 부착되어 생성되는 나노 분말을 반응 챔버의 내부 표면으로부터 이탈시켜 포집하는포집 수단

을 더 포함하고,

플라즈마 생성 수단은 반응 챔버의 하부에 배치되고, 반응 챔버는 하부에 대하여 상부가더 넓은 표면적을 갖도록 형성되는 것인, 나노 분말의 제조 장치.

Appendix


No 발명의 명칭

3 Method for preparing nano-copper powder

□ 서지사항

국가코드 US 공개/등록번호US 10471513 B2 (2019.1

1.12)

출원번호 14-983705 (2015.12.30) 출원인Institute of Chemistry, Chinese Academy of Scienc

es


메인 IPC B22F-009/24

대표 도면

Appendix


특허 요지

요약

The present invention discloses a method for preparing nano-copper powder, comprising: (1) providing a dispersion solution, containing copper salt precursor and disperser, the disperser is dissoluble in both water and weak solvents, and is an acrylic modified polyurethane disperser; (2) providing a reducer dispersion solution, containing reducer, thereducer is organic borane; (3) contacting the reducer dispersion solution with the dispersion solution in a condition enough to reduce the copper salt precursor by the reducerinto elementary copper; (4) separating copper nano-particles from reaction solution obtained by step (3), and drying separated copper nano-particles by spray drying, so as toobtain the nano-copper powder. The nano-copper powder prepared by the method inaccordance with the present invention is dispersible in both water and environment-friendly weak solvents, which can be used to prepare weak solvent-type electrically conductive ink.

대표청구항

[청구항1]

1. A method for preparing nano-copper powder, comprising:(1) providing a dispersionsolution, the dispersion solution contains at least one copper salt precursor and at leastone disperser, the disperser is dissoluble in both water and weak solvents, and is an acrylic modified polyurethane disperser;(2) providing a reducer dispersion solution, the reducer dispersion solution contains at least one reducer, the reducer is organic borane, the organic borane is one or more selected from the group consisting of triethyl boraneand pinacolborane;(3) contacting the reducer dispersion solution with the dispersion solution provided by step (1) in a condition enough to reduce the copper salt precursor by the reducer into elementary copper;(4) separating copper nano-particles from reaction solution obtained by step (3), and drying separated copper nano-particles by spray drying, so as to obtain the nano-copper powder;wherein the dispersion medium in the dispersion solution in step (1) and the dispersion medium in the reducer dispersion solution in step (2) is deionized water.

Appendix


No 발명의 명칭

7나노 분말 제조용 다중 분급 사이클론 구조(structure of multiple classification c

yclone for manufacturing nano powder)

□ 서지사항


17)

출원번호 2014-0051944 (2014.04.29) 출원인 주식회사 나노캐스트테크


메인 IPC B04C-005/24

대표 도면

Appendix


특허 요지

요약

본 발명은 나노 분말 제조용 다중 분급 사이클론 구조에 관한 것으로, 플라즈마에 의해 미세화된 나노 분말을 일정한 입도 크기로 분급시키는 나노 분말 제조용 사이클론 구조에 있어서, 하판과, 상기 하판으로부터 외향 경사지게 상방으로 연장 형성되며, 일측에 나노 분말의 투입을 위한 유입구가 형성되는 측판 및 상기 측판의 상단에 형성되며, 중앙에 분급된 나노 분말의 유출을 위한 배출구가 형성되는 상판을 갖는 제 1 사이클론; 및 상기 제 1사이클론과 동일한 구조를 가지며, 유입관이 상기 제 1 사이클론의 배출구와 연결되는 제2 사이클론;을 포함하고, 상기 제 1 사이클론의 하판에 대한 측판의 경사각은 상기 제 2 사이클론의 하판에 대한 측판의 경사각과 다르게 구성되어 나노 분말을 크기 또는 비중별로다중 분급 가능한 나노 분말 제조용 다중 분급 사이클론 구조를 제공한다.

대표청구항

[청구항1]

플라즈마에 의해 미세화된 나노 분말을 일정한 입도 크기로 분급시키는 나노 분말 제조용사이클론 구조에 있어서,

하판과, 상기 하판으로부터 외향 경사지게 상방으로 연장 형성되며, 일측에 나노 분말의투입을 위한 유입구가 형성되는 측판 및 상기 측판의 상단에 형성되며, 중앙에 분급된 나노 분말의 유출을 위한 배출구가 형성되는 상판을 갖는 제 1 사이클론; 및

상기 제 1 사이클론과 동일한 구조를 가지며, 유입관이 상기 제 1 사이클론의 배출구와 연결되는 제 2 사이클론;을 포함하고,

상기 제 1 사이클론의 하판에 대한 측판의 경사각은 상기 제 2 사이클론의 하판에 대한 측판의 경사각과 다르게 구성되는 것을 특징으로 하는 나노 분말 제조용 다중 분급 사이클론구조.

Appendix



금속산화물나노섬유합성기술은우수한가스센서의감지소재를제조하는기술로반도체식

가스센서용감지소재는물론촉매제및2차전지용전극소재등다양하게활용된다.금속산화

물나노섬유합성기술분야특허기술트렌드및시장동향을살펴본다.<편집자>

Nanofibers for Chemical sensor

금속산화물나노섬유합성기술



전기전도의 변화를 가져온다. 우수한 특성의 가

스센서를 제조하기 위해서는 감지용 나노 소재

의 제조, 감지소재가 작동하도록 작동온도를 유

지하고 감지된 신호를 분석하는 기술이 필요하

다.

반도체식 가스센서는 감지가스의 다양성, 제조

의 용이성 및 큰 시장규모가 크다는 장점으로

활발히 연구되고 있다. 금속산화물 감지소재는

센서의 핵심 성능을 좌우하는 가장 중요한 요소

인데, 전하 운반체(charge carrier)가 전자인

n형 반도체(SnO2, ZnO, TiO2, WO3 등)가 정

공인 p형 반도체(CuO, NiO, CO3O4 등) 보다

반응속도가 빨라서 많이 이용되고 있다. 센서의

고감도화, 초소형화 및 저전력화를 위해 와이어,

로드, 튜브, 리본 등의 다양한 1차원 나노 감지

소재가 개발되고 있다. 반도체식 나노 가스센서

는 멀티 가스센서, 전자코(e-nose) 등

금속산화물 나노섬유 합성기술 제품 개요

본 기술은 반도체식 가스센서용 핵심 감지 소재

로서 나노 크기의 분말(nano powder) 제조

및 센서를 제조를 위한 코팅용 잉크를 제조하기

위한 기술이다. 보다 구체적으로는 서로 다른

융점을 가진 용매를 폴리머와 혼합해, 방사해

전구체와 고분자가 복합된 섬유를 얻은 후에 고

온의 열처리를 통해서 중공구조의 나노 분말을

제조하고, 마이크로 비드인 볼밀로 분쇄하고 분

산해 박막 형성이 가능한 잉크를 제조하는 기술

이다.

반도체식 가스센서는 세라믹 반도체 소재 표면

에 감지하고자 하는 가스가 접촉했을 때의 전기

전도도의 변화를 이용하는 센서로서 특정 가스

가 산화물 반도체에 흡착 시 전자의 이동으로

인해 산화물 반도체 표면의 공핍층 두께가 달라

지며, 이러한 공핍층 두께의 변화가 반도체의

기술& 시장 리포트 금속산화물나노섬유합성기술

▶㈜신우전자

접촉연소식 가스센서를 적용한 경보기 및 소화기 부분에서 2014년 기준 국내 시장점유율 60% 이

상을 보유하고 있으며, 2010년 가스센서를 자체적으로 개발해 100% 수입대체를 실현하고 있으며

나노선/나노튜브를 이용한 센서 연구를 진행 중에 있다. 가연성 가스 검지용으로 가스 경보기의 핵

심부품이다.

▶세주엔지니어링㈜

MEMS기술을 이용해 반도체식 가스센서와 접촉연소식 가스센서를 개발했으며, 관련기술을 이용해

개발한 음주측정기와 초정밀 가스측정기를 국내는 물론 일본, 유럽, 러시아 등에 수출 중에 있다.

※ 출처: 업체홈페이지

[그림 4] 센텍코리아㈜에서 제조된 반도체식 가스센서


[그림 5] ㈜신우전자에서 제조된 접촉연소식 가스센서


[그림 6] 세주엔지니어링㈜에서 제조된 가스센서


전기방사법을 이용한 인듐 주석 산화물나노섬유의 제조방법


발 명 의 명 칭 전기방사법을 이용한 인듐 주석 산화물 나노섬유의 제조방법

출 원 인 한양대학교 산학협력단 출 원 국 가 KR

출 원 번 호

/ 등 록 번 호

2007-0001884

/10-0836627출 원 일 2007.01.08

법 적 상 태 공개( ),등록(○),거절( ),소멸( ) 공 고 일 2008.06.03

기 술 요 약

본 발명은 전기방사법을 이용한 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide : ITO) 나노섬유의 제조

방법에 관한 것으로, 기존의 구형 분말에 비해 직경에 대한 길이비가 커 장애물 없이 전기를

이동시킬 수 있으며, 각 입자 간 접촉이 유리하므로 기존의 구형 분말로 제조된 전극 소자의

전기전도도를 향상시킬 수 있고, 금속 또는 세라믹 나노입자와의 복합 및 하이브리드화가 용이해

더욱더 우수한 특성과 다양한 산업 분야로의 응용 가능성을 가지는 효과가 있다.

대 표 도 면

대표청구항

【청구항 1】

열분해성 고분자와, 인듐(In), 주석(Sn)의 염 또는 알콕사이드 계통을 용매에 용해해 고분자 용액과

인듐 주석 산화물(ITO) 전구체 용액을 마련하는 단계와, 상기 전구체 용액과 열분해성 고분자

용액을 교반해 전기방사 용액을 마련하는 단계와, 상기 용액을 전기방사장치로 전기 방사해

고분자/인듐 주석 산화물 복합섬유를 제조하는 단계와, 상기 제조된 섬유를 고온에서 열처리해

고분자를 열분해한 후 인듐 주석 산화물(ITO) 섬유를 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는

전기방사법을 이용한 인듐 주석 산화물 나노 섬유의 제조방법.


금속산화물 나노섬유 합성기술 시장 개요

본 기술제품인 가스감지센서용 나노섬유입자는 표준산업분류(SIC)상 기기용 자동측정 및 제어장치

제조업(C27215)으로 정의할 수 있다.

기기용 자동측정 및 제어장치 제조업은 난방용 기기 및 공기조절장치, 냉동기 등과 같은 각종 가정 또

는 상업환경용 기기의 작동에 관련되는 기체 및 액체의 유량, 압력, 온도, 밀도 등의 각종 관련 변수를

자동 조정하는 장치를 제조하는 산업활동을 말한다. 이러한 장치는 측정장치, 조정장치 및 시동, 정지

또는 작동장치를 갖추고 있으며 전기적 량이나 비전기적 량을 전기 및 비전기적 변수로 조정할 수 있

다. 가스감지센서란 가스와 감응 물질 간의 상호 작용에 의해 가스의 종류와 양을 전기적인 신호로 검

출하는 소자로, 가스의 검출 방식에 따라 전기화학식(electrochemical), 접촉연소식(catalytic), 반

도체식(semiconductor), 광학식(photoinization) 가스센서로 구분된다. 기술제품인 가스감지센서

용 나노섬유입자는 전도성 센서, 압전형 센서, 광섬유 센서 등의 센서의 부품인 소재로 사용되나, 최종

제품인 공기청정기, 가스 감지기 등에 적용되므로 기기용 자동측정 및 제어장치 제조업에 해당된다.

가스감지센서용 소재인 나노섬유입자를 제조·판매하는 해당산업의 후방 산업은 원재료인 금속 및 화

학조성 구성물, 고분자 조성 물질 등을 제조 및 판매하는 기타 화학제품 제조업이며 전방산업은 가스

센서의 유통·판매하는 가스센서 유통판매업이다.

생활수준의 고도화에 따라 삶의 질, 안전, 복지에 대한 관심이 높아져 실내외 환경 수준 감시 및 산업

환경의 안전 확보에 대한 기술적 수요가 증가 되고 있다. 가스센서는 특정 가스에 대한 선택도와 감도

및 장시간 사용 안정성, 내구성, 신뢰성 등의 확보가 필수적이다. 이에 따라 요구되는 기술에 가스센서

의 부품 품질을 향상해 해결하려는 방안이 모색되고 있다. 따라서 가스센서의 특정 가스에 대한 선택

도와 감지를 높일 수 있는 가스센서의 소재인 입자가 중요한 역할을 하게 됐다. 따라서 본 기술제품의

목표시장은 가스센서 소재 시장이며, 전방산업인 가정용 및 산업용 가스센서 시장에 영향을 받는 시

장으로 볼 수 있다.

이에 따라 본 분석에서는 가스센서 시장 분석을 기반으로 가스센서 소재 시장 현황을 분석하고 향후

시장 규모를 전망한다.


[표 3] 기술제품 관련 산업 구조도


기타화학제품제조업 기기용 자동측정 및 제어장치 제조업 가스센서 유통판매업

• 화학용 금속을 함유한 광물 채굴/

채취

• 화학용 금속을 함유한 광물 제조/

판매

• 화학용 광물 판매

• 가스센서 소재 제조/판매

• 금속산화물 나노섬유 및 나노입자

제조/판매

• 고분자 나노섬유 제조/판매

• 가정용 및 산업용 가스센서 유통·

판매 (대리점, 인터넷 쇼핑, 홈쇼핑,

B2B 등)


- 가스센서는 감지대상 가스 및 응용에 따라 소량 다품종 생산이 주류를 이루고 있어 대기업보다는

중소기업에 적합한 산업임

가스센서 산업 성장성

산업통상자원부의 발표 자료에 의하면, 2025년까지 센서산업 고도화를 통한 센서 4대 강국 진입을

비전으로 핵심센서 국산화, 세계센서 점유율 5%를 목표로 하고 있다. 특히 센서 산업의 성장 기반을

조성하기 위해 신제품 설계사업생산 및 신뢰성 평가기반 구축, 센서기업 수요기업 대중소기업간 네트

워킹 강화, 센서산업의 해외진출 기반강화 등을 세부 추진과제로 하고 있다.

정부투자로 수행된 환경센서 관련 최근 연구 과제를 살펴보면 환경, 소비가전, 자동차 응용 가스센서

가 가장 많고 그 외에 자동차용 온도센서, 환경용 습도센서, 먼지센서가 있다. 산업통상자원부와 중소

기업청에서 출연한 중소기업 주관의 상용화 개발 과제가 대부분을 차지하고 있다. 가스센서 개발과제

가 많은 것은 다품종 소량생산으로 중소기업에 적합한 품목으로 글로벌 기업의 참여가 적어서 시장경

쟁이 상대적으로 용이 하기 때문이라고 사료된다.

※ 출처 : 산업통상자원부, 2015년

[그림 9] 센서 산업의 비전


센서 시장 현황

센서는 감지대상, 동작방식, 재료, 구현기술 및 집적도에 따라 다양하게 분류된다. 감지대상별로는 물

리센서(힘, 온도, 전자기, 광학 등), 화학센서(가스, 이온, 수질 등), 바이오센서가 있으며 감지방식별

로는 저항형 센서, 용량형 센서, 광학식 센서, 자기식 센서가 있고 집적도별로는 단순센서, 전자식센서,

디지털센서, 지능형센서가 있다. 구현기술별 센서로는 반도체센서, MEMS센서, 나노센서, 융복합센

서가 있으며 적용분야별로는 자동차용, 모바일용, 가전용, 환경용, 의료용 등이 있다.

BBC Research 보고서에 따르면, 세계 용도별 센서 시장은 2014년 전체 센서 시장규모는 연평균성

장률 8 %로 증가해 795억 달러이며 다음과 같다. 이미지센서는 스마트 기기, 디지털 카메라, 방송촬

영용 카메라, 의료영상기기 등이 포함되고 압력센서는 압력계, 진공계, 소방시설, 급수장치, 냉동기,

기타산업현장에 사용되는 센서이고 바이오센서는 혈당(압), 심전도, 임신유무 등의 의료용 장비에 적

용되는 센서이다.

금속산화물 나노섬유 합성기술 활용 시장 동향

※ 출처 : BBC Research, 2015년 (재구성)

[그림 10] 2014년 기준 국외 센서 형태별 (좌) 및 적용분야별 (우) 시장점유율

구 분 2012 2013 2014 CAGR(’12~’14)

Image sensor 12,280 13,330 14,490 8.6%

Pressure sensor 10,340 10,910 11,480 5.4%

Biosensor 8,650 9,430 10,290 9.1%

Load/torque sensor 6,120 6,530 6,970 6.7%

Position sensor 5,870 6,290 6,740 7.2%

Chemical sensor 5,340 5,780 6,210 7.8%

Temperature sensor 4,810 5,230 5,690 8.8%

Flow sensor 4,350 4,720 5,120 8.5%

Level sensor 3,430 3,970 4,430 13.6%

Miscellaneous sensors 6,990 7,550 8,120 7.8%

Total 68,180 73,740 79,540 8.0%

※ 출처 : BBC Research, 2015년

[표 5] 국외 유형별 센서 시장 (단위: 백만 달러)


내수시장에서도 11%정도만 국산 센서가 사용되고 센서 전문기업의 63%가 연간 매출액이 50억 원

에도 미치지 못하는 영세 기업이다. 따라서 기업별 제품의 차별화가 시도되고 있다.

연구성과실용화진흥원 보고서에 따르면, 센서 제조 기술에 따라 2014년을 기준으로 전기화학식

(52.4%), 적외선식(23.1%), 접촉연소식(11.8%), 반도체식(9.4%), 광이온화식(3.3%)의 시장점유

율을 나타나고 있다. 본 기술제품에 해당되는 제조기술은 반도체식으로 2014년 기준 전제 센서시장

의 9.4 %의 시장점유율을 나타내었다.

전체 센서 시장의 기술구분에 따른 가스센서의 시장규모를 보면 다음과 같다. 연구성과실용화진흥원

의 보고 자료에 의하면 접촉연소식과 반도체식 가스센서의 시장점유율이 줄고 적외선 가스센서의 점

유율이 늘어날 것으로 전망했다. 본 기술제품에 해당하는 반도체식 가스센서의 시장규모는 연평균성

장률 4.4%로 성장해 2015년 2,828억 원으로 추정된다.

※ 출처 : Frost&Sullivan, 연구성과실용화진흥원 2015년 (재편집)

[표 11] 기술구분에 따른 가스센서의 국내 시장 규모 추정 현황 (단위: 백만 원)

구 분 2012 2013 2014 CAGR (’12~’14)

전기화학식 1,447,320 1,520,205 1,576,955 4.4%

적 외 선 식 638,036 670,166 695,184 4.4%

접촉연소식 325,923 342,336 355,115 4.4%

반 도 체 식 259,633 272,708 282,889 4.4%

광이온화식 91,148 95,738 99,312 4.4%

전 체 2,762,062 2,901,155 3,009,457 4.4%

※ 출처 : Frost&Sullivan, 연구성과실용화진흥원 2015년 (재구성)

[그림 11] 2014년 기준 국외 센서 제조 기술구분에 따른 시장점유율

주1) 기술에 따른 시장규모=국내 전체 가스센서 시장규모 X 기술에 따른 시장점유율 비중주2) 시장점유율 적용비중: 전기화학식(52.4%), 적외선식(23.1%), 접촉연소식(11.8%), 반도체식(9.4%), 광이온화식(3.3%)


본 분석은 기술사업과 유사사업(가스센서, 가스감지기 등 제조업)을 수행하고 있는 중견·중소기업의

현황과 영업실적 분석을 통해 기술사업의 성장성, 경쟁현황, 사업환경 등을 파악하는 데 의의가 있다.

㈜센코

㈜센코는 2004년 11월 센서 개발, 제조 및 판매 등을 목적으로 강원도 강릉시 소재에서 설립됐고

(납입자본금 65백만 원), 현재 경기도 오산시 소재에 본점을 두고 사업 영위 중인 2016년 12월 말

현재 총자산 14,321백만 원, 자기자본 6,977백만 원 (납입자본금 973백만 원), 조사기준일 현재

상시종업원 41명 규모의 중소기업으로 주요 관계회사로는 영진기술㈜(컴퓨터시스템 설계 및 자문

업, 환경 모니터링 시스템), Senko Shanghai Pte Ltd(중국) 등이 있다.

동사는 경기도 오산시 소재 자가사업장에 본점을 두고, Alphasense 등 해외업체 및 ㈜한사랑씨앤

씨, 영진기술㈜, ㈜인프라웍스 등 국내업체에서 전자부품, 금형 등의 원부재료를 매입해 환경오염 및

작업장내 대기오염을 감지할 수 있는 전기화학식 가스센서(O2, CO, H2S, SO2, O3 등), 실내 공기질

모니터링 시스템, 가스센서 네트워크 시스템 등을 개발 및 제조 후, ㈜대운네트웍스, 경상대학교 공

동실험실습관, ㈜엘지씨엔에스, 부산광역시 사상구 등 민간기업, 공공기관에 납품 및 시공하는 사업

을 영위 중인 바, 회사개요 및 최근 연도별 영업실적은 다음과 같다.


※ 자료 : 한국기업데이터

[표 16] 센코㈜ 영업실적 (단위: 백만 원)

기 업 체 명 (주)센코 영 문 기 업 명 SENKO CO., LTD.

사 업 자 번 호 226-81-32985 법인(주민)번호 141111-0025962

대 표 자 명 하승철 종 업 원 수 41명


기 업 형 태 외감 기 업 규 모 중기업

결 산 월 12월 기 업 공 개 일 자 -

업 종 (C27215)기기용 자동측정 및 제어장치 제조업

주요제품(상품) 가스센서, 가스감지기. 가스측정기 및 경보기 외

구 분 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016

매 출 548 1,024 1,203 2,187 2,661 4,637 6,388 7,073 8,121 10,042

영업이익 -316 236 411 354 516 814 783 457 585 744

-이익률 -57.7% 23.0% 34.2% 16.2% 19.4% 17.6% 12.3% 6.5% 7.2% 7.4%

주) ㈜센코는 2004년 설립됐으며 2007~2016년 동안 매출의 연평균복합성장율(CAGR) 38.1%, 2012~2016년 동안 21.3%의 성장률을 보이고 있음.

[표 15] 센코㈜ 회사개요


No 발명의 명칭

1 Preparation method and application of zinc metastannate nanofiber gas-sensitive material

□ 서지사항

국가코드 CN 공개/등록번호 CN 111348677 A (2020.06.30)

출원번호 2020-10160436 (2020.03.10) 출원인 JINGDEZHEN UNIV

법적상태 - 문헌종류 코드 A

메인 IPC C01G-019/00

□ 특허요지

요약

The invention discloses a preparation method and application of a zinc metastannate nanofiber gas-sensitive material, belongs to the field of preparation of functional ceramic materials, and particularly relates to ZnSnO with high specific surface area. 3 The invention discloses a preparation methodand application of a nanofiber gas-sens ...

대표청구항

[청구항1]

1.ZnSnO3 The preparation method of the nanofiber gas-sensitive material is characterized bycomprising the following steps:(1) The zinc salt and the stannate salt of the formula are weighedand mixed into a solution to obtain a stannate solution and a zinc salt solution, and standby. (2)The stannate solution is added dropwise to the zinc salt solution to be stirred and mixed uniformlyto obtain a mixed solution. (3) The mixed solution was pH-adjusted to move into the reaction kettlefor hydrothermal reaction, followed by cooling, filtration, washing and drying to prepare ZnSnO. 3Nano fiber gas sensitive material.

대표 도면

Appendix



No 발명의 명칭

2 Preparation method of nanofiber-based high-conductivity gas sensor material

□ 서지사항


출원번호 2018-11280979 (2018.10.30) 출원인 UNIV WUHAN TEXTILE


메인 IPC C08J-007/16

□ 특허요지

요약

The invention discloses a preparation method of a nanofiber-based high-conductivity gas sensor material, and belongs to the technical field of sensing materials. The preparation method comprises the following steps: performing surface modification on a substrate material by adopting polydopamine and polyethyleneimine to obtain a modified ...

대표청구항

[청구항1]

1. Based on nano-fibers of high conductive gas sensor material preparation method, characterizedin that it comprises sequentially respectively adopt the poly dopamine, polyethylene imine tomodify the surface of the base material made of modified matrix material, then the modified afterthe surface of the substrate material in-situ growth of the metal-organic framework nano fiber, andby the high-temperature carbonization treatment, producing the high-conductive gas sensormaterial.

대표 도면

Appendix



No 발명의 명칭

3

다공성 금속유기구조체를 이용하여 나노 크기의 이종 촉매가 결착된 금속산화물 나노튜브 및 이를 이용한 가스센서용 부재, 가스센서 및 그 제조방법(gas sensor and member using metal oxide

nanotubes including nanoscale heterogeneous catalysts by using metal-organic framework, and manufacturing method thereof)

□ 서지사항

국가코드 KR 공개/등록번호 KR 2018-0065493 A (2018.06.18)

출원번호 2016-0166444 (2016.12.08) 출원인 한국과학기술원

법적상태 공개 문헌종류 코드 A

메인 IPC C01G-019/02

□ 특허요지

요약

본 발명은 가스센서용 부재, 이를 이용한 가스 센서 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 나노입자 촉매를 내부 중공 구조 속에 포함하는 금속유기구조체를 활용하여 만들어진 나노입자 촉매가포함된 제 1 금속산화물이 제2금속산화물 나노튜브의 표면에 균일하게 결착되어 기능화된 금속산화물나노튜브 소재를 이용한 가스센서용 부재, 가스 센서 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 금속이온과 유기물 리간드가 결합되어 이루어진 금속유기구조체라는 중공 구조의 물질을거푸집으로 활용하여, 금속유기구조체 내부에 0.1??10 nm 크기의 나노입자를 제조하고, 형성된 나노입자 촉매가 내장된 금속유기구조체를 금 ...

대표청구항

[청구항1]

나노입자 촉매들을 내부 중공 구조 속에 포함하는 다공성 금속유기구조체가 내부 및 표면에 포함된복합 나노섬유의 열처리 과정을 통해 상기 나노입자 촉매를 포함하는 제1 금속산화물 기반 이종촉매들이 제2금속산화물 나노튜브의 표면에 결착되어 기능화되는 것을 특징으로 하는 나노 크기의 이종촉매가 결착된 금속산화물 나토튜브.

대표 도면

Appendix



No 발명의 명칭

9Ｐ－ｔｙｐｅ가스센서용 산화물 나노섬유 및 그 제조방법(oxide nanofibers for p-type gas sensors

and fabrication method thereof)

□ 서지사항

국가코드 KR 공개/등록번호 KR 1257842 B1 (2013.04.18)

출원번호 2010-0084009 (2010.08.30) 출원인주식회사 아모그린텍 | 한국과학기술연

구원


메인 IPC B82B-003/00

□ 특허요지

요약

본 발명은 LaOCl-NiO 산화물, LaOCl-NiO-LaNiO3 산화물, 또는 LaNiO3 산화물을 갖는 1차원 구조의 La계 산화물 나노섬유 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 La계 산화물 나노섬유는 Cl을 포함하고 있는 La 전구체와 Ni 전구체를 고분자와 함께 섞어서전기방사를 한 후, 고온에서 열처리하여 열처리 온도에 따라서 LaOCl-NiO 산화물, LaOCl-NiO-LaNiO3산화물, 또는 LaNiO3 산화물을 성분을 가지는 나노섬유를 제조한다. 650℃ 이하의 저온에서 안정한 LaOCl-NiO 산화물 나노섬유는 P-type 특성을 갖는 금속산화물 반도체로서, 선택성이 매우 우 ...

대표청구항

[청구항1]

2상의 LaOCl-NiO 산화물, 또는 3상의 LaOCl-NiO-LaNiO3 산화물로 구성되며, 상기 각 산화물은 2 ~500nm의 크기를 갖는 미세 나노입자(fine nano particle)로 형성되는 것을 특징으로 하는 P-type 가스센서용 산화물 나노섬유.

대표 도면

Appendix




질소와붕소가도핑된탄소나노점(C-dots;Carbonnanodots)은간편화탄화를통해형광효율

이높은기술이다.디스플레이,태양전지,조명등의광전자소재는물론바이오이미징형광소

재 등 다양하게 활용된다. 탄소나노점 분야 특허 기술 트렌드 및 시장 동향을 살펴본다.

<편집자>

Carbon nanodots탄소나노점



카복실기 또는 카보닐기가 작용기로 존재한다.

주요 적용분야는 다음과 같다. 질소와 붕소가 도

핑된 탄소나노점은 우수한 광발광 및 양자 수율

특성을 가지고 있어서 고색재현성 디스플레이

와 광전 변환 효율이 높은 태양전지 등에 적용될

수 있다. 특히, 최근에는 LCD 디스플레이의 백

라이트 유닛에 양자점이 포함된 필름(QDEF;

Quantum Dot Enhancement Film)을 적용해

[그림 2]와 같은 퀀텀닷 TV 제품이 출시됐다. 현

재 카드뮴을 대체하는 양자점 소재 개발이 이슈

여서 기술제품과 같은 광발광 특성이 우수하고,

고 색재현성이 가능한 탄소나노점은 카드뮴(Cd)

계 양자점을 대체할 수 있는 소재로 적용이 예상

된다.

탄소나노점 제조기술 제품 개요

본 기술제품은 질소와 붕소가 도핑된 탄소나노

점이다. 탄소나노점(Carbon nanodots, C-

Dots)이란 10 nm 이하의 크기를 가지는 구형

나노입자로서 여기광이 조사되면 입자의 크기

와 내부의 탄소이중결합에 의한 π-π* 오비탈과

표면에 존재하는 다양한 화학기능기에 따라 광

발광(Photoluminescence; PL) 특성이 나타나

는 새로운 탄소 소재이다.

탄소나노점은 비정질(amorphous) 탄소형 나

노구조로, 다이아몬드형 나노구조인 나노 다이

아몬드와 흑연(graphite)형 나노구조인 그래핀,

나노튜브, 풀러렌과 구별되는 완전히 새로운 종

류의 물질이다. 탄소나노점은 결정화된 탄소 양

자점과 구분한다. 비정질의 탄소나노점은 sp3

보다 sp2 탄소가 내부핵을 이루고 표면에

[그림 1] 양자점이 적용된 LCD 디스플레이 구조

기술&시장 리포트 탄소나노점

▶탄소나노점을 이용한 LED 응용

중국 지린대학 Yu 그룹과 미국 루이지애나 주립대학의 Rogach 그룹에서는 1-hexadecylamine을

octadecene에 혼합해 300 ℃에서 시트르산을 넣어 탄소나노점을 합성했다. 합성할 때 반응 시간에

따라 양자 수율은 360 nm 여기광에서 37%~53%이었다. CD-LED에 사용된 탄소나노점은 3시간

반응해 합성된 탄소나노점을 사용했다.

[그림 14]에서와 같이 blue-white CD-LED의 구조는 ITO 위에 정공주입층(HIL)으로

PEDOT:PSS(poly(ethylenedioxythiophene) :polystyrene sulfonate)을 25 nm 두께로 박막을

형성했고 정공수송층(HTL)로 poly-TPD(poly-(N,N0-bis(4-butylphenyl)-N,N0-bis(phenyl)

benzidine))을 40nm 두께로 박막을 형성한 후 발광층(EML)으로 20 nm 두께의 탄소나노점 박막을

형성했다. 전자수송층(ETL)으로 5nm 두께의 TPBi(1,3,5-tris(N-phenylbenzimidazol-2-yl)

benzene) 박막을 형성하고 음극 전극으로 LiF(1 nm)/Al(150 nm)을 열진공증착해 형성했다. 이때

PEDOT:PSS, poly-TPD, 탄소나노점, TPBi은 모두 스핀 코팅해 박막을 형성했다.

이 구조의 CD-LED는 인가되는 전압에 따라 색좌표가 (0.198, 0.151), (0.212, 0.162), (0.260,

0.221)과 (0.318, 0.320)으로 변함을 알 수 있었고 이때 최대 전류 효율은 0.018 cd/A로 측정됐다.

[그림 13] CD-LED의 I-V-L 및 발광효율, EL 스펙트라 (a) I-V-L (b) power and current effect (c) EL 스펙트라 (d) 색좌표


▶서울대학교

시트르산을 이용한 일반적인 탄소나노점 합성 방법을 이용했고 합성된 탄소나노점을 붕산을 이용해

아닐린을 패시베이션시킨 후, ammonium persulfate(APS)와 염산을 이용해 탄소나노점에 패시베

이션된 아닐린을 고분자화시켜 polyaniline(PANI)-탄소나노점(PANI-CNDs)을 합성했다. 이렇게

합성된 PANI-CNDs를 –42.5℃에서 16시간 교반해 다공성 PANI-CNDs를 제조했다. 이를 이용해

염료감응 태양전지(DSSC)의 전극으로 사용했고 이때 염료감응 태양전지의 효율은 Pt 대비 우수하거

나 유사한 특성의 태양전지를 제조했다.

▶한국기초과학지원연구원

한국기초과학지원연구원은 음식물 쓰레기 잔사의 수분함량이 최종적으로 1% 미만이 될 때까지 건조

해 600℃에서 2 ~ 3 시간 정도 회화하고 냉각시킨 음식물 쓰레기 잔사에 알코올을 투입하고, 10분

동안 교반한다. 용매로 교반된 음식물 쓰레기 잔사에 대해서, 필터지 혹은 막 여과기를 사용해 감압

[그림 17] 서울대의 PANI-CNDs를 이용한 DSSC의 특성

[그림 18] 한국기초과학지원연구원의 수질정화용 탄소양자점


에멀젼을 이용한 탄소 양자점의 제조 방법국내외 특허 현황

발명의 명칭 에멀젼을 이용한 탄소 양자점의 제조 방법

출 원 인 포항공과대학교 산학협력단

출 원 국 가 한국, 미국

법 적 상 태 공개( ),등록(○),거절( ),소멸( )

출 원 번 호 10-2014-0073099 출 원 일 2014.06.16.

공 개 번 호 10-2015-0144219 공 개 일 2015.12.24.

등 록 번 호 10-1612514 등 록 일 2016.04.07.

기 술 요 약

본 발명은 에멀젼(emulsion)을 이용해 균일한 크기의 탄소 양자점을 대량 제조하는 방법과 탄소

양자점의 물성을 조절하기 위해 탄소 구조 내에 다른 원소로 도핑하거나 표면을 기존과는 다른 특정의

화학적 작용기를 가지는 표면안정제로 치환시키는 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 탄소 양자점 제조

방법은 대량 생산이 가능하고, 공정이 단순하며, 반응 수득률이 우수하고 크기 조절이 용이하다. 또한,

본 발명에 따르면, 크기가 균일하고 양자 수득률이 우수한 탄소 양자점을 합성할 수 있고, 발색단

구조를 변화시켜 기존 분자 발색단 또는 중금속 양자점 수준의 색 구현을 가능하게 한다.

대 표 도 면

대 표 청 구 항

탄소원 화합물과, 에탄올아민(ethanolamine) 및 글리신(glycine)으로 이루어진 군에서 선택되는

1종 이상의 표면안정제를 포함하는 분산액을 80 내지 180 ℃에서 20분 이상 가열해 탄소원이 분산된

에멀젼을 형성하는 단계;

상기 탄소원이 탄화되도록 200 ℃ 이상에서 90 분 이상 가열하는 단계; 및

상기 가열 단계를 통해 생성된 탄소 양자점을, p-메틸티오아닐린(p-methylthioaniline), p-

아니시딘(p-anisidine, N,N'-디메틸-p-페닐렌디아민(N,N'-dimethyl-p-phenylenediamine) 및

p-브로모아닐린(p-bromoaniline)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 표면안정제와 반응시켜

탄소양자점의 표면을 개질하는 단계;

를 포함하는 탄소 양자점의 제조 방법.


탄소나노점 제조 시장 개요

“질소와 붕소를 도핑한 탄소나노점”의 제조업은 표준산업분류(SIC)상 명확히 연계되는 분류를 찾을

수 없지만, 그외 기타 분류안된 비금속 광물제품 제조업 (C23999)에 가까운 것으로 파악된다. SIC

분류해설서에 의하면 비금속 광물제품 제조업은 탄소섬유, 인조흑연, 콜로이드흑연을 제조하거나 반

제품상태 및 기타 비전기용 흑연 또는 탄소제품을 제조하는 산업활동이 포함된다고 설명하고 있다.

탄소나노점을 제조·판매하는 해당산업의 후방 산업은 원재료인 유기산(시트르산, 키토산, 알긴산 등),

붕산 및 아민 화합물 등을 제조·판매하는 관련 제조업이며, 주요 응용분야를 고려하면 전방산업은 주

로 디스플레이 산업이다.

본 기술제품의 주요 목표시장은 디스플레이용 탄소나노점 소재시장이며, 전방산업인 디스플레이 시

장 및 스마트폰과 TV 등의 세트제품 시장에 영향을 받는다. 이에 따라 본 분석에서는 양자점 디스플레

이를 포함하는 디스플레이 시장의 분석을 기반으로 탄소나노점 소재시장 규모를 전망한다.

디스플레이 산업 개요

디스플레이는 각종 전자기기로부터 제공되는 다양한 정보를 시각적으로 인간에게 전달하는 표시장치

이다. 디스플레이 기술은 정보화에 따라 1970년대 흑백 Mono시대, 1980년대 다양한 색상구현이

가능한 Color 시대를 거쳐 1990년대 이후에는 고화질의 디지털시대로 발전해 왔다.


[표 2] 산업 구조도


기초유기화학물질 제조 디스플레이 소재 및 재료 제조업 디스플레이 산업

• 시트르산, 키토산,

알긴산 등의 유기산 제조

• 붕산 제조

• 아민 화합물 제조

• 탄소나노점(양자점) 소재

제조/판매

• LCD TV (퀀텀닷 TV) 제조

• OLED TV 제조

• 스마트폰/태블릿-PC 제조


양자점-LCD 기술을 활용한 제품은 OLED와 같은 기존 제품 대비 상용화가 빠르게 진행될 것으로 예

측되며 이미 국내·외 다수의 소재업체들이 양산제품을 판매 중이다. 다만, 유럽연합은 특정유해물질

규제(RoHS, Restriction of Hazardous Substances) 지침을 통해 2016년까지 카드뮴 디스플레이

에 대한 사용을 1m2 당 10g 이하로 규제하고 있어 각국의 양자점 소재 생산업체는 비카드뮴계 양자

점 소재를 개발 중이다. CES (Consumer Electronics Show) 2016에서 삼성전자는 카드뮴이 들어

있지 않은 양자점을 채용한 제품인 SUHD TV를 통해 UHD TV의 표준색 영역인 BT.2020을 달성한

바 있다.

양자점 디스플레이를 포함한 디스플레이 산업 현황 및 전망을 살펴보면, 대형 디스플레이 소비시장인

미국·유럽 등의 경기가 점진적으로 회복되고 있음에도 불구하고 TV, PC 등의 보급률 포화로 업계의

성장 잠재력이 저하된 상태에서 디스플레이 산업의 공급과잉을 해소할 수 있는 소비 동력을 확보하기

쉽지 않다.

국내 기업의 경우 패널, LED 등 핵심 부품들이 수직 계열화가 되어 있어 품질 및 가격 경쟁력을 확보

하고 있으며 UHD TV, Curved TV, 스마트 TV 등의 기술을 선도하고 있으므로 프리미엄급 제품에서

지속적인 성장이 예상된다.

중국은 탄탄한 내수 시장 증가세를 바탕으로 공급 측면에서도 새로운 변수가 되고 있으며, 후발국가

임에도 불구하고 빠르게 성장해 프리미엄급 TV 시장의 점유율을 확대하고 있고, 중국 정부의 강력한

지원을 기반으로 주요 업체가 대규모 설비 투자를 확대하고 있어 생산능력이 큰 폭으로 확대될 것으

로 보인다. 일본의 경우 엔화 약세 상황은 일본 기업들에 상대적으로 유리한 상황이며, 이에 따라 일본

기업이 가격 경쟁력을 확보하는 만큼 실질적인 가격 하락 효과가 발생해 타국 업체들의 수익성 하락

을 초래할 가능성이 있다.

※ 자료 : 순천향대학교, 유진투자증권, 2014

[표 3] QD-LCD와 QD-LED의 기술적 특징 및 구현방식

종 류 특 징 방 식

양자점-LCD

(QD-LCD)

LCD 구조에서 BLU의 LED내 형광물질을 양자점으로

대체해 LCD의 단점인 색 재현성을 향상시킬 수

있으며, 대량양산을 위한 구현기술도 개발이 완료된

상황 (기존 LED BLU 대비 색 재현성이 약 2배에

가까움)

양자점-LED

(QD-LED)

양자점은 반도체이므로 OLED와 같은 유기물질보다

가격이 싸며, 수명이 길고 OLED 대비 색 재현성 또한

10% 가량 높으며 전력 효율 또한 우수하다는 장점이

있음 (다만, 기술 상용화를 위해서는 전자/정공의

제어기술 개발 필요)


디스플레이 시장 현황

▶LCD 시장

2015년 시장조사업체 IHS 디스플레이서치의 전망에 따르면 2012년부터 2020년까지 세계 FPD(평

판디스플레이) 수요의 연평균성장률(CAGR)은 5%에 달할 것으로 전망됐다. 2014년 FPD 출하 면적

은 2013년 대비 9% 증가한 1억6890만 제곱미터(㎡)였다. 2020년에는 이 수치가 2억2360만 ㎡

까지 증가할 것이라는 관측이다. IHS 디스플레이서치는 LCD TV, 5인치 이상 화면 크기의 스마트폰,

10인치 이상의 큰 태블릿, 자동차용 디스플레이가 FPD의 대형화 추세의 주요 원인으로 분석했다.

LCD와 OLED 패널을 탑재한 TV의 경우 화면 크기가 점진적으로 확대되고 있다. 4K 및 8K 해상도,

슬림 베젤 기술이 탑재되면서 TV의 대형화가 지속적으로 이어질 것이라는 예상이다. 5인치 이상 화면

크기의 대형 스마트폰의 경우 고해상도, 긴 배터리 수명 등의 장점으로 인해 중국과 같은 신흥시장에

서 최근 출하량이 확대되고 있다. 애플과 HP, 레노버, 에이서, 에이수스 등이 이미 대형 화면의 스마트

폰을 출시하기 시작했다. 태블릿의 경우 10인치 미만 제품이 그간 시장의 주류였지만 앞으로는

10~12.9인치 제품도 크게 증가할 것이라는 관측이다.

최근 OLED 패널이 확산 추세에 있어 유기발광다이오드(OLED)의 전성시대가 열릴 것으로 보이지만

아직까지 생산수율 향상과 원가절감 등의 해결할 문제가 많아 아직은 LCD 시장보다 많이 작다.

디스플레이 시장 동향

※ 자료 : 디스플레이서치

[그림 24] 평판디스플레이(LCD/OLED) 면적 기준 연간 출하량 추이 및 전망


발광층은 색을 발현하는 호스트, 그리고 호스트의 효율을 극대화하는 도펀트로 나뉜다. 특히 도펀트

에 따라 OLED의 성능과 수명이 크게 좌우되고 있는데 블루(청색)는 열이 많이 나는데다가 효율이 떨

어지고 수명이 짧아서 OLED 업체에게 비용증가의 주요 원인 중 하나이다.

한편 또 다른 시장조사업체인 유비산업리서치의 보고에 의하면, 2016년 세계에서 사용될 OLED 발

광재료 수요는 약 38톤으로 관측된다. 이 중 한국에서 사용될 것으로 예상되는 OLED 발광재료양은

전체 수요의 93%에 달하는 약 36톤에 이를 전망이다. 삼성디스플레이와 LG디스플레이가 사용하는

양만 전 세계 93%로써 삼성디스플레이가 전체 수요의 64%, LG디스플레이가 29%의 비중이다. 금

액 기준으로는 2016년 시장 규모 6억7,700만 달러 중 삼성디스플레이와 LG디스플레이가 차지하는

비중은 94%에 이를 것으로 예상된다. BOE 등 주요 중국 패널 업체도 AMOLED 양산라인 투자를 진

행 또는 계획하고 있어 2017년부터는 중국의 발광재료 수요가 늘어날 예정이다. 이에 따라 글로벌

OLED 발광재료 수요 중 중국의 비중은 해마다 늘어나고 한국의 비중은 줄어들 것으로 보인다.

전 세계 스마트폰, 태블릿 시장에서 막강한 위력을 발휘하고 있는 애플이 2017년부터 본격적으로

OLED를 채용할 것으로 예측되며, 이 경우 그만큼 OLED 소재 시장이 폭발적으로 성장할 수 있다. 특

히 공통층보다는 발광층에서 상당한 기회가 예상된다.

2016년 글로벌 OLED 발광재료(Emitting Material) 시장은 2015년 대비 약 16% 성장한 미화 6억

7700만 달러(한화 약 7700 억원) 규모를 형성할 전망이다.

유비산업리서치가 발간한 2016년 OLED 발광재료 보고서(2016 OLED Emitting Material Report)

에 따르면 2016년부터 세계 OLED 발광재료 시장은 연평균 46%로 성장하며 2021년 43억2,300

억 달러(한화 약 4조 9250억 원) 규모에 달할 것으로 예상하고 있다.

OLED 발광재료 시장이 고성장을 지속하는 요인에는 AMOLED 장착 스마트폰 및 대면적 OLED 패널

양산 증가 등이 있다. AMOLED 패널을 장착한 갤럭시 S7 시리즈 뿐 아니라 보급형 갤럭시 시리즈의

AMOLED 적용도 2015년보다 증가할 예정이다. LG디스플레이에서도 2016년 대면적 OLED 패널

생산을 2015년보다 크게 늘렸고, 중국의 패널 업체들도 2016년부터 본격적인 AMOLED 패널 양산

에 돌입했다.

※ 자료 : 디지털데일리 기사, 2016년

[그림 32] OLED 발광재료제조 업체 색깔별 점유동향


본 분석은 기술사업과 유사사업(양자점_무기 양자점 및 탄소나노점_소재 제조업)을 수행하고 있는 중

견·중소기업의 현황과 영업실적 분석을 통해 기술사업의 성장성, 경쟁현황, 사업 환경 등을 파악하는

데 의의가 있다.

㈜엘엠에스

㈜엘엠에스(이하 ‘동사’)는 1999년 02월 설립된 코스닥시장 상장법인으로 프리즘시트, 회절격자렌

즈를 주력제품(사업)으로 하는 광학렌즈 및 광학요소 제조업을 영위중이며, 2015년 12월말 현재 총

자산 231,714백만원, 자기자본 137,281백만원 (납입자본금 4,522백만원), 조사기준일 현재 상시

종업원 419명 규모의 중견기업으로 주요 관계회사로는 NCCL(무역업), 낙정성광전유한공사(전자부

품, 소재 제조업), 소주낙무성무역유한공사(무역업), ㈜매일방송(종편TV) (비상장), ㈜대광반도체 (비

상장) 등이 있음.

동사는 크게 디스플레이 사업부와 광정보 사업부를 운영하고 있으며 퀀텀닷 튜닝에 필요한 양자점 원

료를 독점적 공급계약 방식을 통해 공급하고 있음.

동사는 경기도 평택시 진위면 소재 본점 및 경기도 안양시 동안구 소재 자가 사업장에 인덕원지점, 경

기도 화성시 동탄면 소재 임차사업장에 오산지점 등 다수 사업장을 두고 코오롱인더스트리(주), ㈜케

이엔더블유, ㈜서진 등으로부터 원부재료를 구매 후 전자제품 및 통신기기 제조에 사용되는 프리즘시

트, 회절격자렌즈 등을 제조해 ㈜이라이콤, ㈜옵티스 등의 국내 업체 납품하는 한편, NCCL, waichi

등 해외 업체에 수출하는 사업을 영위 중인 바, 회사개요 및 최근 연도별 영업실적은 다음과 같음.


기 업 체 명 (주)엘엠에스 영 문 기 업 명 LMS CO., LTD.

사 업 자 번 호 214-86-29653 법 인 ( 주 민 ) 번 호 110111-1651242

대 표 자 명 나우주 종 업 원 수 419명


기 업 형 태 코스닥시장 기 업 규 모 중견기업

결 산 월 06월 기 업 공 개 일 자 2007-10-12

업 종 (C27321) 광학렌즈 및 광학요소 제조업

주요제품(상품) LED TV 프리즘시트, 회절격자렌즈 등

(단위: 백만원)

구 분 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

매 출 액 28,254 53,401 66,965 68,676 72,387 87,571 75,102 103,276 131,722 97,736

영업이익 5,599 5,546 6,010 15,351 18,448 17,955 11,806 18,016 20,641 7,208

-이익률 19.8% 10.4% 9.0% 22.4% 25.5% 20.5% 15.7% 17.4% 15.7% 7.4%

※ ㈜엘엠에스는 1999년에 설립됐으며 2006~2015년 동안 매출의 연평균복합성장율(CAGR) 14.8%, 2011~2015년 동안 2.8%(CAGR) 성장률을 보이고 있음.

※ 자료: 한국기업데이터

[표 11] ㈜엘엠에스 회사개요 및 영업실적


No 발명의 명칭

1 Preparation method and application of boron-nitrogen-doped green fluorescent carbon dots

□ 서지사항

국가코드 CN 공개/등록번호 CN 107353898 B (2020.01.31)

출원번호 2017-10747517 (2017.08.28) 출원인 BENGBU COLLEGE

법적상태 - 문헌종류 코드 B

메인 IPC C09K-011/65

□ 특허요지

요약

The invention discloses a preparation method of boron and nitrogen-doped green fluorescent carbon dots. The preparation method comprises the following steps: firstly, preparing a phenylboronic acid solution from deionized water and then mixing the mixed solution with anhydrous ethylenediamine; secondly, introducing nitrogen to react and t ...

대표청구항

[청구항1]

1.The method for preparing boron-nitrogen-doped green fluorescent carbon dots, is characterizedin, that the method for preparing the boron-nitrogen-doped, green fluorescent carbon: dots ischaracterized 0.5g/30mL in that the, method 53 μ L for preparing the, boron-1h, nitrogen-doped160 °C green fluorescent 8h, carbon dots is characterized in that the method for preparing the,boron 4-6 °C-nitrogen- doped green fluorescent carbon dots comprises the following steps:cooling to room temperature after passing nitrogen gas through the nitrogen-nitrogen-dopedgreen fluorescent carbon dots. The application of the boron-nitrogen-doped green fluorescentcarbon dots to the selectiv ...

대표 도면

Appendix



No 발명의 명칭

3Preparation method of nitrogen-containing carbon quantum dot/graphite phase carbon

nitride composite photocatalyst

□ 서지사항


출원번호 2017-10497252 (2017.06.27) 출원인 UNIV CHANGZHOU


메인 IPC B01J-027/24

□ 특허요지

요약

The invention belongs to the technical field of photocatalytic composite materials, and particularly relates to a preparation method of a nitrogen-containing carbon quantum dot/graphite phase carbon nitride composite photocatalyst. The preparation method comprises: using glucose and glycine asa carbon precursor and a nitrogen precursor, ...

대표청구항

[청구항1]

1. A nitrogen-containing carbon quantum dot/graphite carbon nitride compound photochemicalcatalyst preparation method, characterized in that said preparation method is, glucose and glycineis carbon precursor and the nitrogen precursor, adopts a high-speed ball synthetic nitrogen-containing carbon quantum dot; adopts the hydrothermal method to make graphite boron carbonnitride; to hydrophilic ionic liquid as the solvent, by acylation reaction nitrogen-carbon quantumdot and graphite carbon nitride combination, to prepare the nitrogen carbon quantum dot/graphitecarbon nitride composite photocatalyst, nitrogen-containing carbon quantum dot with graphitephase carbon nitrid ...

대표 도면

Appendix



No 발명의 명칭

4Nitrogen-boron co-doped carbon quantum dot coated nickel cobalt lithium aluminate battery

cathode material and preparation method

□ 서지사항


출원번호 2019-10349595 (2019.04.28) 출원인GEM WUXI ENERGY MAT CO LTD | JINGMEN GREEN ECO MANUFACTURE N

EW MAT CO LTD


메인 IPC H01M-004/36

□ 특허요지

요약

The invention is applicable to the technical field of lithium batteries, and provides a nitrogen-boronco-doped carbon quantum dot coated nickel cobalt lithium aluminate battery cathode material andapreparation method. In the preparation process, a lithium ion battery cathode material is coated with nitrogen-boron co-doped carbon quantum ...

대표청구항

[청구항1]

1. A nitrogen, boron altogether carbon-doped quantum dot coated nickel-cobalt aluminum acidlithium battery positive electrode material preparation method, characterized in that the methodcomprises:Step S1, for weighing a hydrated citric acid in the beaker, add the ultra-pure water tomake it dissolve completely, of the citric acid solution, then to the citric acid solution is added intothe boron and nitrogen containing compound, ultrasonic is uniformly dispersed, mixed thehomogeneous aqueous solution;The step S2, the aqueous solution is the reaction in an oven for aperiod of time, then taking out the natural cooling to room temperature, get the nitrogen, boronaltogeth ...

대표 도면

Appendix



No 발명의 명칭

5 Preparation method of sulfur, nitrogen and boron co-doped carbon dot composite material

□ 서지사항


출원번호 2019-10788279 (2019.08.26) 출원인 UNIV JINAN


메인 IPC C09K-011/65

□ 특허요지

요약

The invention discloses a preparation method of a sulfur, nitrogen and boron co-doped carbon dotcomposite material, the preparation method is characterized in that sulfuric acid and hydrogen peroxideare adopted to pretreat sunflower stem pith powder to obtain pretreated sunflower stem pith powder; then adding the following components in ...

대표청구항

[청구항1]

1.The preparation method of the sulfur-nitrogen-boron co-doped carbon quantum dot compositematerial is characterized by comprising the following technological steps. The 1 invention disclosesa sunflower stem pulposus powder pre-treatment device, which comprises the followingcomponents in 4.0mol/L percentage by 30% mass as 78~82% follows: (% by mass) 6~10%: (%): (%)sodium 10~14% sulfate solution with a mass percent: (%). 100 °C 6hThe invention relates to 2 apreparation method of a crude sulfur-nitrogen-boron co-doped carbon quantum dot compositematerial which is prepared from the following components in percentage by 1- mass -2,3- (% bymass 58~62%: (mass): 28~32% (%) ...

대표 도면

Appendix



No 발명의 명칭

6Boron-nitrogen co-doped carbon quantum dot as well as preparation method and application

thereof

□ 서지사항


출원번호 2019-11344864 (2019.12.24) 출원인 UNIV TAIYUAN TECHNOLOGY


메인 IPC C09K-011/65

□ 특허요지

요약

The boron nitrogen co-doped carbon quantum dot solid powder, is prepared by dissolving O-phenylenediamine as a carbon source and a nitrogen source, boric acid as a boron source dopant, in water for microwave assisted hydrothermal reaction, and can emit. long-wavelength yellow fluorescent10nm, fluorescent quantum yield high 560nm with exc ...

대표청구항

[청구항1]

1.The boron nitrogen co-doped carbon quantum dot, is prepared by dissolving O-phenylenediamine as a carbon source and a nitrogen source, boric acid as a boron source dopant,in water for microwave assisted hydrothermal reaction, and the boron nitrogen co-doped carbonquantum dot emits, yellow fluorescence 560nm. under excitation.

대표 도면

Appendix


한국발명진흥회 지식재산평가센터

한국발명진흥회 지식재산평가센터는 기술이전 및 사업화 촉진에 관한 법률 제 35조, 발명진

흥법 제 28조 등에 따른 정부 공인 기술평가기관이다.

지난 3년 연속(2014~2016) 기술가치평가 수행건수 1위 실적을 보유한 국내 최고 수준의 기

술가치평가기관으로, 다양한 분야 공학박사, 변리사, 회계사 등 전문인력을 보유했다. 동시에

대학, 연구소, 산업계에서 지식과 경험을 갖춘 400명 이상의 외부 전문가그룹도 확보하고 있

다. 이들 내‧외부 전문가들이 법인‧개인 등이 보유한 기술에 대해 현물출자, 기술거래(이전), 투

자유치, 특허권 침해, 손해배상액 등 다양한 용도의 기술가치평가를 수행한다.

지식재산평가센터는 의약·바이오, 농수산, 해양수산 분야에 특화된 다수의 지식재산 가치평

가 모델과 기술가치평가 방법론을 개발해 끊임없이 전문성을 높이고 있다.

본 기술시장 보고서는 한국발명진흥회 지식재산평가센터가 다년간 축적해온 기술가치평가 보

고서를 기반으로 작성됐다.

*기술가치평가: 사업화하려는 기술이나 사업화된 기술이 해당 사업을 통해 창출하는 경제적 가치(금액)를

시장에서 일반적으로 인정된 가치평가 원칙과 방법론에 입각해 평가하는 작업.

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