[첨부1]

2022년 중소기업기술혁신개발사업 함께달리기 세부과제( RFP )

2022. 4.

	목 차

Ⅰ. 발광 다이오드(LED) 소자 ···················································· 1

Ⅱ. 염·안료 ························································································· 9

Ⅲ. 수전해용 핵심소재 ······························································· 17

중기부 - 발광 다이오드(LED) 소자

관리번호

2022 - 중기부 -

디스플레이 - 01

사업구분

중소기업기술혁신개발사업

산업기술분류1

대분류

전기·전자

중분류

디스플레이

소분류

디스플레이

부품 및 소재

산업기술분류2

대분류

중분류

소분류

총괄과제명

마이크로 LED 디스플레이 패널 제작을 위한 소재 및 공정부품 기술 개발

세부과제명

(1세부) 마이크로 LED 검사용 복합 탄성 프루브 헤드 기술 개발

1. 개요 및 필요성

ㅇ (개요)

- 초소형 마이크로 엘이디를 측정하기 위해서는 프로브 헤드의 팁 접촉부 사이즈가 마이크로 엘이디 소자의 전극 패드보다 작아야하고, 일정한 높이와 탄성 및 복원력을 가져야 함. 측정할 칩의 두께 및 접촉 정도의 변화에 연동하여 신뢰성 있는 측정이 가능한 기술이 필요함.

- 제안한 기술은 복합 탄성체 구조물상에 초미세 구경의 프로브 팁을 초미세 간격으로 형성하여 수 마이크로 단위의 마이크로 엘이디 전극을 직접 접촉 하여 측정하는 방식의 초고속 탄성 멀티 프로브 헤드 모듈 기술

ㅇ (필요성)

- 마이크로 엘이디 디스플레이 산업의 차세대 성장 동력 확보 및 경쟁국과의 초격차 기술 확보를 위한 측정·검사 기술의 확보가 매우 절실함

- 현재 마이크로 엘이디 칩의 검사에 있어서 광여기에 기반한 포토루미네선스 방법에 머무르고 있으나, 완제품의 수율을 높이기 위해서는 전류주입에 따른 발광 특성 분석을 통한 불량 검사를 수행하는 기술 개발이 절실히 필요함

ㅇ (기대효과)

- 현재 수십 마이크로 단위의 마이크로 엘이디를 측정 하는 기술이 없으며, 대량 전사를 통해 패널에 실장 후 전류를 인가하여 불량 칩을 선별 하는 방식과 예비 칩을 추가로 실장 함으로써 불량 칩을 대체 하는 방법을 사용하고 있으나, 근본적인 해결책이 되지 못하고 있으며, 제품의 생산성 저하, 품질 불량, 리페어를 위한 추가 장비, 시간, 인원 투입이 요구 되어 가격 경쟁력이 약화됨

- 마이크로 엘이디 직접 검사 기술은 생산성 향상과 제조 비용 감소에 기여할 수 있으며 이는 관련 제품 산업의 확대 및 장치 산업의  확대로 이어져 경제적 파급 효과가 클 것으로 판단 됨

- 초소형, 미세피치를 가지는 차세대 메모리, 비 메모리등 반도체 전반의 측정·검사가 필요한 분야에 대하여 적용 가능할 것으로 판단되며, 향후 반도체 분야 로 확대 적용 할 경우 글로벌 핵심 부품 기술을 선점 할 수 있음

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 마이크로 LED 검사용 복합 탄성 프루브 헤드 기술 개발

( TRL : [시작] 4단계 ~ [종료] 7 단계 )

(1) 복합 탄성 구조체 전극 공정 기술 개발

- 멀티 프로브 핀을 고려한 배선 설계

- 복합 탄성 구조체 상의 마이크로 전극 형성 공정 기술 개발

(2) 복합 탄성 마이크로 프로브 팁 형성 기술 개발

- 마이크로 피치 멀티 프로브 핀 형성 공정 기술 개발

- 탄성체 선택 식각 공정 기술 개발

- 마이크로 프로브 도금 조건 및 물질 개발

(3) 마이크로 멀티 프로브 헤드 개발

- 프로브 모듈의 설계 및 개발

- 프로브 헤드와 프로브 모듈의 전기적 연결 기술 개발

ㅇ 개발목표

성능지표		단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	접촉면 팁 사이즈	㎛	< 10	40	-
2	멀티 접촉 팁 수	ea	60	2	2
3	정전압 측정 재현성	V	≤± 0.03		± 0.03V (ASM,미국)
4	프로브 내구성	count	≥10,000	-	-
5	전극 필링 발생	count	0	-	-

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 개발기간 : 24개월 이내 (1차년도 : 12개월 이내)

ㅇ 정부출연금 : 총 정부출연금 6억원 이내 (1차년도 : 3억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소기업

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

관리번호

2022 - 중기부 -

디스플레이 - 02

사업구분

중소기업기술혁신개발사업

산업기술분류1

대분류

전기·전자

중분류

디스플레이

소분류

디스플레이

부품 및 소재

산업기술분류2

대분류

중분류

소분류

총괄과제명

마이크로 LED 디스플레이 패널 제작을 위한 소재 및 공정부품 기술 개발

세부과제명

(2세부) 마이크로 LED 디스플레이 패널용 Pure Black PDL

(pixel definition layer) 소재 및 공정 기술 개발

1. 개요 및 필요성

ㅇ (개요) Black PDL는 디스플레이 패널에서 RGB 서브화소에서 발생한 빛이 서로 간섭하지 않도록 구분해 주는 역할을 하는 동시에 외부에서 들어오는 빛이 픽셀 사이 전극 및 구동 회로에 닿아 반사되는 것을 방지하는 역할을 하는 부품

- 고품질 마이크로 LED 픽셀 구현을 위해서는 기존 Black PDL 소재 대비 전 가시광 영역의 광 흡수 특성이 향상된 Black 감광제 소재 및 초 고해상도 Photolithography 공정성 확보가 중요

ㅇ (필요성) 디스플레이 패널용 격벽은 RGB 서브 픽셀이 서로 간섭하지 않도록 구분해주는 역할을 하는 층(PDL, Pixel Define Layer)으로 디스플레이 해상도에 직접적인 영향을 주기 때문에 고해상도의 디스플레이 구현을 위해서는 격벽 소재의 개발이 필수적임

- 격벽의 광 흡수율(optical density, OD)이 떨어지면 RGB 광원에서 발광하는 빛으로 인해 화소간 혼색의 문제가 발생하기 때문에, 디스플레이의 색재현율 특성이 감소하여 화질 감소 문제 발생

- 초고해상도 마이크로 LED 디스플레이에서는 기존 LCD, OLED 등에 사용되는 Black PDL 사용 시 광 흡수율의 한계로 인해 화소 간 혼색이 발생하여 디스플레이 해상도 품질을 급격하게 떨어뜨리는 단점이 발생

- 고 해상도의 요구가 증대됨에 따라 격벽 소재의 광학적 빛 샘 방지 성능 외에도 마이크로 LED 디스플레이 제조 공정에 적용 가능한 내열 안정성이 향상된 격벽 소재 개발이 필요

ㅇ (기대효과) Pure Black PDL 소재는 기존 PDL 대비 광흡수율을 OD 0.8/㎛ 보다 50% 이상 향상시켜 초고해상도 디스플레이의 시장 주도가 가능하며, 핵심 부품의 국내 자립화를 통한 수입 대체 효과, 기술개발을 통해 향후 다양한 형태의 디스플레이에도 적용될 것으로 기대됨

- 선명한 고품질 마이크로 LED 디스플레이 구현이 가능, 전 파장 광 흡수율이 향상된 Pure Black PDL 제품은 디스플레이 편광판 역할을 대체하여 외광반사율을 급격히 감소 할 수 있으며, 패널 두께 또한 축소시키고 최종적으로 프리미엄 디스플레이의 전력 효율 향상 및 무 편광판 디스플레이 구현에 일조할 수 있음

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 고품질 마이크로 LED 디스플레이를 위한 Pure Black PDL

(Pixel Definition Layer) 소재 및 공정 기술 개발

( TRL :  [시작] 4 단계 ~ [종료] 7 단계 )

- 기존 Black PDL 소재 대비 전 가시광 영역의 광 흡수 특성이 50% 향상된 Pure Black PDL 용 핵심 소재 개발

- 고품질 마이크로 LED 디스플레이 적용을 위한 Photolithography 공정을 이용하여 미세 패턴 구현이 가능한 Black 감광제 구현

- Pure Black PDL 성능 평가를 위한 마이크로 LED 모듈 제작

- 광학 성능 및 공정성 개선을 통한 Pure Black PDL 제품화 기술 개발

ㅇ 개발목표

성능지표		단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	광 흡수율 (Optical density)	/㎛	>1.2	0.8 (SK)	1.0 (일본, 도쿠시키)
2	미세 패턴 선폭	㎛	<10	40 (삼성전자)	15 (미국, Acer)
3	MBS 분산입도	㎚	<110	-	-
4	Taper angle	degree	>25	-	-
5	마이크로 LED 패널 해상도	ppi	>200	-	-

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 개발기간 : 24개월 이내 (1차년도 : 12개월 이내)

ㅇ 정부출연금 : 총 정부출연금 6억원 이내 (1차년도 : 3억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소기업

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

관리번호

2022 - 중기부 -

디스플레이 - 03

사업구분

중소기업기술혁신개발사업

산업기술분류1

대분류

전기·전자

중분류

디스플레이

소분류

디스플레이

부품 및 소재

산업기술분류2

대분류

전기·전자

중분류

광응용기기

소분류

광부품

총괄과제명

마이크로 LED 디스플레이 패널 제작을 위한 소재 및 공정부품 기술 개발

세부과제명

(3세부) 마이크로 LED 불량칩 제거용 광학헤드 개발

1. 개요 및 필요성

ㅇ (개요) 본 기술은 디스플레이 패널 기판에 초소형 마이크로 LED 칩을 대량으로 전사하는 공정 중에 발생하는 불량화소를 복구하여 생산 수율을 높이기 위한 마이크로 LED 디스플레이 불량칩 제거를 위한 광학헤드를 개발하는 것임

- 본 기술은 초소형 마이크로 LED 불량칩을 제거하기 위하여, 레이저로 국부적으로 가열하고, 공정 상태를 모니터링하고 칩을 흡입(suction)하기 위한 장치를 포함함

<그림> 불량칩 제거를 위한 광학헤드 개념도

ㅇ (필요성) 마이크로 LED 디스플레이 시장의 사업화가 가장 어려운 이유 중에 하나는 대량전사 수율이 100만 화소당 250 개 수준의 불량화소가 발생하여 생산단가가 높아짐

- OLED 등의 기존 디스플레이 시장에서 용인되는 불량화소는 100 만 화소당 2개 이하임

- 기존의 디스플레이 장비와 다르게 개별 마이크로 LED 칩을 기판에 전사해야 하므로, 전사공정에 많은 비용과 불량이 필연적으로 발생하게 됨

- 최근에는 전사공정 보다 불량칩을 검사하고 수정하는 기술개발에 대한 필요가 확대되어 본 기술을 제안함

ㅇ (기대효과) 마이크로 LED 디스플레이 불량에 의한 수율이 기존의 40만 화소당 250개에서 2개 이하로 감소할 것으로 기대됨

- 불량화소 수정에 따른 마이크로 LED 디스플레이 패널 생산 단가가 감소하여, 상용화가 가속될 것으로 기대됨

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 10 인치 200 ppi 마이크로 LED 디스플레이 기판 불량칩 제거 속도 1초/칩 달성을 위한 광학헤드 개발

( TRL :  [시작] 4 단계 ~ [종료] 7 단계 )

- 10 인치 200 ppi 마이크로 LED 칩 제거를 위한 레이저 가열용 광학계 개발

- 불량칩 제거 공정 온도 모니터링 장치 및 출력보정 장치 개발

- 불량칩 제거 모니터링을 위한 비전 시스템 제작

- 불량칩 가열/탈착 후 제거를 위한 suction 장치 개발

ㅇ 개발목표

성능지표		단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	불량칩 제거 정밀도	㎛	≤± 2	-	3 (일본, V-tech)
2	불량칩 제거 속도	초/칩	≥1	-	-
3	불량칩 제거 기판 면적	인치	≥10	-	-
3	마이크로 LED 패널 해상도	ppi	≥200	-	-

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 개발기간 : 24개월 이내 (1차년도 : 12개월 이내)

ㅇ 정부출연금 : 총 정부출연금 6억원 이내 (1차년도 : 3억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소기업

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

관리번호

2022 - 중기부 -

디스플레이 -  04

사업구분

중소기업기술혁신개발사업

산업기술분류1

대분류

전기·전자

중분류

디스플레이

소분류

디스플레이

부품 및 소재

산업기술분류2

대분류

전기·전자

중분류

광응용기기

소분류

광부품

총괄과제명

마이크로 LED 디스플레이 패널 제작을 위한 소재 및 공정부품 기술 개발

세부과제명

(4세부) 마이크로 LED 칩 인터포저(Interposer)기판 대량전사를 위한 광학계 개발

1. 개요 및 필요성

ㅇ (개요) 마이크로 LED 칩을 임시기판 위에 분리해 정렬하는 공정을 인터포저 공정이라고 하고, 인터포저상의 마이크로 LED 칩을 디스플레이 기판 위로 옮기는 작업을 전사라고 함.

- 본 기술은 초소형 마이크로 LED 칩을 임시기판인 인터포저에 대량전사하기 위한 레이저 광학계를 개발하는 것으로써, 고속 전사를 위해 레이저 빔을 고속으로 이송하거나, 빔을 분기하는 기술을 포함함.

<그림 > 인터포저 전사용 광학계 개념도

ㅇ (필요성) 마이크로 LED 칩 직접 전사를 위한 다양한 방법이 개발되고 있으나, 최근에는 인터포저 방식의 임시기판으로 전사 수율을 향상시키는 방향으로 많은 개발이 되고 있음

- 인터포저 대량 전사를 위한 광학계는 미국의 C사가 시작품을 제작하여 상용화하고 있음

- 본 기술의 핵심은 초소형 마이크로 LED 칩을 최소한의 불량으로 인터포저에 고속으로 전사하는 것이 핵심임.

ㅇ (기대효과) 마이크로 LED 칩이 초소화형됨에 따라 불량 최소화 및 정렬을 위하여 인터포저가 많이 활용될 것으로 예상되며, 레이저 방식이 수율이 높을 것으로 기대됨

- 전사 공정에서 불량이 최소화되어, 전사 공정에 대한 비용이 감소할 것으로 기대되며, 이에 따른 마이크로 LED 디스플레이 시장이 확대될 것으로 기대됨

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 10 인치 200 ppi 마이크로 LED 디스플레이 기판 대응 인터포저 대량전사를 위한 광학계 개발

( TRL :  [시작] 4 단계 ~ [종료] 7 단계 )

- 빔 균일도 95% 이상의 마이크로 LED 칩 전사용 광학계 개발

- 공정 프로세스 마진 확보를 위한 공정 심도 100 μm 이상을 갖는 광학계 개발

- 레이저 빔 고속 이송을 위한 스캐너 기술 개발

- 고속 칩 전사를 위한 빔분기 광학계 개발

ㅇ 개발목표

성능지표		단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	전사용 광학계 빔 균일도	%	≥ 95	-	95(미국, Coherent)
2	전사용 광학계 공정심도	μm	≥ 100	-	-
3	빔 분기 수	개	≥ 5	-	-
4	마이크로 LED 패널 해상도	ppi	≥200	-	-

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 개발기간 : 24개월 이내 (1차년도 : 12개월 이내)

ㅇ 정부출연금 : 총 정부출연금 6억원 이내 (1차년도 : 3억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소기업

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

중기부 - 염·안료

관리번호

2022 - 중기부 -

기초화학 -  01

사업구분

중소기업기술혁신개발사업

산업기술분류1

대분류

화학

중분류

정밀화학

소분류

염/안료 및 중간체

산업기술분류2

대분류

화학

중분류

섬유제품

소분류

융합섬유제품

총괄과제명

미래산업 대응 고기능성 색소 및 응용기술 개발

세부과제명

(1세부) 고내구성 및 고시인성 자기조립 형광 색소 복합 섬유제품 개발

1. 개요 및 필요성

ㅇ (개요)

- 시인성과 내구성이 우수한 형광 염료 및 염색 조제를 개량하고 이를 섬유에 복합화하는 공정을 개발하여 형광 색소를 포함하는 섬유를 제품화하는 기술

ㅇ (필요성)

- 세계적으로 관련 시장수요 및 고객 요구사항이 증가하고 있음에도, 고시인성 형광 소재를 섬유에 적용하는 기술은 색상 및 섬유소재별로 낮은 염착성과 견뢰도 저하 등으로 기술적 난이도가 높아서 개발의 여지가 많고, 제품화에 대한 부가가치가 높음

* 형광색소소재의 염색에서 환경 친화에 대한 요구로 중국 등의 저가 범용품 대산 환경인증을 받은 제품의 개발이 필요함

* 현재 Dayglo, Sinloihi, Dystar, Archroma, Huntsman 등에서 대부분 수입에 의존하고 있어 빠른 국산화가 필요함

ㅇ (기대효과)

- 고시인성 형광 색소 및 섬유 적용 기술의 국산화를 통한 관련 제품 수출 및 고부부가가치 시장 선점

- 섬유 적용기술을 개발을 기반으로 섬유 외에 플라스틱, 특수소재에 착색/코팅을 통한 제품화 등으로 용도 확대 가능

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 내구성 및 시인성이 우수한 자기조립 형광 색소가 복합된 섬유제품의 개발

( TRL : [시작] 4단계 ~ [종료] 7 단계 )

- 섬유 염색 및 프린팅을 위한 고시인성 자기조립 형광 염료의 광학특성 및 분산성 향상

- 형광 염료의 염색 포화 농도, 염착속도 및 염착량 제어기술

- 섬유 소재별 균염/내구성 확보 및 후처리 기술 개발

ㅇ 개발목표

성능지표		단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	몰흡광계수	M-1cm-1	4.1x104 이상	4.0x104 이상	4.1(Swiss/Clariant)
2	분산성	급	3이상	3	4(Swiss/Clariant)
3	형광염료 나노구조 종횡비	-	1/100 이상	-	-
4	세탁견뢰도	급	4이상	4	4~5(Swiss/Clariant)
5	일광견뢰도	급	3이상	3	3~4(Swiss/Clariant)
6	마찰견뢰도	급	4이상	4	4~5(Swiss/Clariant)

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 개발기간 : 24개월 이내 (1차년도 : 12개월 이내)

ㅇ 정부출연금 : 총 정부출연금 6억원 이내 (1차년도 : 3억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소기업

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

관리번호

2022 - 중기부 -

기초화학 -  02

사업구분

중소기업기술혁신개발사업

산업기술분류1

대분류

화학

중분류

섬유제품

소분류

기타 섬유제품기술

산업기술분류2

대분류

화학

중분류

정밀화학

소분류

염/안료 및 중간체

총괄과제명

미래산업 대응 고기능성 색소 및 응용기술 개발

세부과제명

(2세부) 보안용 고내구성 근적외선/가시광선 발광 의류 제품 개발

1. 개요 및 필요성

ㅇ (개요) 근적외선/가시광선 발광 소재(색소)를 적용한 고내구성 보안 의류 제품 개발

- 근적외선/가시광선 발광 보안 소재를 원사 또는 직ㆍ편물 원단에 적용하여 보안용 및 인증용으로 활용되는 섬유 제품 가공 기술 및 이를 활용한 의류 제품 개발

ㅇ (필요성)

- 발광 파장이 800 nm 이상의 영역에서 높은 발광 효율과 우수한 내광성(4급 이상) 및 내구성을 지니는 고효율 근적외선(Near Infra-red, NIR) 및 500nm 이상의 가시광선 발광 소재는 최근 카드, 지폐, 여권뿐만 아니라 화장품, 명품, 재활용 섬유 등의 브랜드 진위 여부(Brand Protecting) 같은 다양한 분야의 첨단보안 시장에 다양하게 활용 중

- 첨단보안 소재는 고부가가치 소재이나, SICPA(스), Honeywell(미), HOYA(일) 등 선진기업으로부터 대부분 수입에 의존하고 있어 국산화 필요

- 최근 글로벌 친환경 정책 및 수요산업 요구강화로 친환경 섬유의 사용이 의무ㆍ필수화되고 있어 친환경 소재에 대한 인증 요구 증가

* 저 탄소 사회로의 전환 가속화에 따라 섬유 분야에서는 재활용, 바이오섬유, 생분해성 섬유 비중이 빠르게 확대

* 의무비중이 확대되고 있는 리사이클 PET 등 재활용섬유의 경우 비(非)재활용 섬유와 육안판별이 어려워 재활용섬유 감별기술(보안기술)이 필요

- 첨단 보안소재는 최근 관련 수요의 증가로 다양한 응용분야에 걸쳐 경쟁적으로 연구가 진행 중에 있어, 조기에 기술을 확보하여 신시장 진입 필요

ㅇ (기대효과)

- 대부분 수입에 의존하고 있는 보안색소 및 섬유 융복합화 관련 기술의 국산화 및 이를 다양한 섬유에 적용하여 관련 의류 제품 개발을 통해 신시장 창출 선도

- 섬유 소재별 적용을 통한 다양한 응용 제품 분야로의 시장 확장 및 선점으로   기업뿐만 아니라 국가 경쟁력 확보 기대

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 보안용 고내구성 근적외선 발광 의류 제품 개발

( TRL :  [시작] 4 단계 ~ [종료] 7 단계 )

- 근적외선/가시광선 발광 효율이 우수한 소재 개발 및 확보

- 근적외선/가시광선발광 소재를 적용한 염색, 코팅, 프린팅 기술 개발

- 실시간 복합변수 측정을 통한 근적외선/가시광선 발광 소재 원단의 최적 염색공정 기술 개발

- 섬유 소재별 적용 가능성 확보 및 발광 성능 향상 기술 개발

- 근적외선/가시광선 발광 소재의 섬유 융복합화 공정 기술 및 최적화를 통한 보안 의류 제품 개발

ㅇ 개발목표

성능지표		단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	발광색소 여기파장	nm	900이상	-	900이상 (미국/Honeywell)
2	발광색소 발광파장	nm	500이상	-	500이상 (미국/Honeywell)
3	보안섬유 휘도	mcd/m2	200 이상	150	200 (미국/Honeywell)
4	보안섬유 일광견뢰도	급	4급	-	-
5	보안섬유 세탁견뢰도	급	4급	-	-

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 개발기간 : 24개월 이내 (1차년도 : 12개월 이내)

ㅇ 정부출연금 : 총 정부출연금 6억원 이내 (1차년도 : 3억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소기업

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

관리번호

2022 - 중기부 -

기초화학 -  03

사업구분

중소기업기술혁신개발사업

산업기술분류1

대분류

화학

중분류

정밀화학

소분류

염/안료 및 중간체

산업기술분류2

대분류

화학

중분류

섬유제품

소분류

융합섬유제품

총괄과제명

미래산업 대응 고기능성 색소 및 응용기술 개발

세부과제명

(3세부) 친환경 유무기 복합 잉크젯 잉크 제품화 기술 개발

1. 개요 및 필요성

ㅇ (개요)

- 기존 잉크젯 잉크의 물성개선이 가능한 친환경 잉크젯 잉크 소재 기술로, 유기 안료와 유무기 복합 세라믹 바인더를 사용한 수계 잉크젯 잉크 소재 개발 및 제품화 기술

ㅇ (필요성)

- 기존 유기물 아크릴릭 바인더를 사용하는 UV 경화형 타입 잉크젯 잉크의 낮은 내구성을 획기적으로 개선하여 내용제성, 내마모성 등 물성개선을 통한 제품 품질 향상 필요성 증대

- 종이 또는 면을 제외한 소수성 미디어에도 흡습성 바인더 코팅 없이 직접 인쇄가 가능하도록 잉크젯 잉크에 최적화된 첨가형 바인더를 개발할 필요성 증대

* 기존 잉크젯 잉크의 문제점인 VOC, 고독성 monomer등을 배제하여 제조 및 사용에서 친환경성을 증가 시키려는 소재 요구 증대

ㅇ (기대효과)

- 유무기 복합 재료를 사용함으로써, 디지털 프린팅 영역에서 새로운 기술 분야를 개척하고 다른 기술로의 파급효과를 기대함

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 환경친화적 수계 바인더 기반 유무기 복합 잉크젯 잉크 제품화 기술 개발

( TRL :  [시작] 4단계 ~ [종료] 7 단계 )

- Water based polymer의 형태의 수성 장기 보존성이 우수한 유무기 복합 세라믹 바인더 혼합물 제조

- 잉크젯 토출 안정성 확보를 위한 잉크 formulation 기술 개발

- 유리, 플라스틱, 세라믹 등의 다양한 인쇄 미디어에 대한 적용 성능 평가

ㅇ 개발목표

성능지표		단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	VOC 함량 (톨루엔)	%	<1	-	-
2	안료 평균입도	nm	<150	150-200	<150(미국 HP)
3	바인더 질량농도	%	<5	>5	>5
4	경화온도	°C	<150	UV 경화	UV 경화
5	표면경도		>3	<3	<3

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 개발기간 : 24개월 이내 (1차년도 : 12개월 이내)

ㅇ 정부출연금 : 총 정부출연금 6억원 이내 (1차년도 : 3억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소기업

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

관리번호

2022 - 중기부 -

기초화학 - 04

사업구분

중소기업기술혁신개발사업

산업기술분류1

대분류

화학

중분류

정밀화학

소분류

염/안료 및 중간체

산업기술분류2

대분류

화학

중분류

섬유제품

소분류

융합섬유제품

총괄과제명

미래산업 대응 고기능성 색소 및 응용기술 개발

세부과제명

(4세부) 친환경 항균 무용제 잉크 소재 개발

1. 개요 및 필요성

ㅇ (개요)

- 코로나 19 상황에 대비하기 위하여 소독제, 마스크 등 다양한 기능성 항균 소재를 이용한  제품들이 개발되고 있음. 이에 발맞추어 친환경 항균 무용제 잉크 소재 개발이 필요하며, 그 제품을 개발함으로써 인쇄 시장 활성화에 크게 이바지할 것으로 기대됨.

ㅇ (필요성)

- 인체에 유해한 중금속 및 유기 용제가 전혀 포함되지 않는 VOC zero의  항균 잉크 소재 개발이 요구됨

- 이를 이용하여 실생활에서 사용되는 모든 종이, 플라스틱, 패키지 등에 우수한 부착력, 내마모성을 지닌 인쇄잉크 및 코팅의 형태로 적용하여 사용되는 다양한 항균제품개발이 요구됨.

ㅇ (기대효과)

- 항균 소재 및 제품을 사용함으로써 대장균, 살모넬라균 등의 무수한 유해균이나 바이러스로부터 소비자의 건강을 보호할 수 있음.

- 인쇄잉크소재 국내시장 4000억 원(해외 3조 5천억원)의 5%이상 대체 가능함

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 친환경 항균 무용제 잉크 소재 개발

( TRL : [시작] 4단계 ~ [종료] 7 단계 )

- 중금속 및 유기 용제가 포함되지 않는 VOC zero의  항균 잉크 소재 개발

- 항균 잉크의 선명한 색상, 상도Layer로서의 투명성 및 옥외사용 안정성 확보

- 적은 함량에도 높은 항균성능이 확보

- 인쇄잉크 및 코팅의 형태로 적용하여 사용되는 다양한 항균제품개발

ㅇ 개발목표

성능지표		단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	VOCs(KS M ISO 11890-1)	%	1미만	20이상	1미만
2	항균효과(KS K 0693:2016)	%	99.9미만	99미만	99.9미만
3	RoHS (IEC 62321)	-	N.D	N.D	N.D
4	부착성(KS M ISO 2409:2013)		1	2	1
5	국제표준색상(ISO2846-1)	△E	3이하	4이하	3이하

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 개발기간 : 24개월 이내 (1차년도 : 12개월 이내)

ㅇ 정부출연금 : 총 정부출연금 6억원 이내 (1차년도 : 3억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소기업

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

중기부 - 수전해용 핵심소재

관리번호

2022 - 중기부 -

에너지 -  01

사업구분

중소기업기술혁신개발사업

산업기술분류1

대분류

에너지·자원

중분류

신재생에너지

소분류

연료전지

산업기술분류2

대분류

에너지·자원

중분류

신재생에너지

소분류

수소

총괄과제명

수전해전지 핵심 소재·부품 기술개발

세부과제명

(1세부) 고체산화물수전해전지용 1μm 급 산화니켈(NiO) 국산화 기술

1. 개요 및 필요성

ㅇ (개요) 현재 전량 수입에 의존하고 있는 고체산화물 수전해전지(SOEC) 연료극 구성요소인 산화니켈(NiO) 분말의 저가 양산기술 개발을 목표로 함.

- 고체산화물 수전해전지(SOEC)는 연료극, 전해질, 공기극으로 구성되며, 그중 연료극 분말은 사용량이 가장 많은 핵심 분말소재임.

* 현재 일본의 고준도, 스미토모사등에서 생산중

ㅇ (필요성) 산화니켈(NiO) 분말은 고체산화물 수전해전지(SOEC) 작동조건에서 수분 및 고온환경에 노출되어, SOEC 성능 열화를 발생시키는 핵심 소재임

- 고온/다습 환경하 입성장 및 유실을 억제하는 니켈 연료극 기술 개발이 필요하며, 니켈 연료극의 물성을 결정하는 소재가 원재료인 산화니켈(NiO) 분말임.

* 산화니켈 분말 입도제어, 불순물 제어, 형상 제어 기술개발이 필요함.

ㅇ (기대효과) 산화니켈(NiO) 분말은 SOEC 구성 요소중 사용량이 가장 많은 원료 분말로 원재료 수입대체 효과가 매우 크며 및 적용되는 SOEC 제품의 수명 및 신뢰성을 담보할 수 있는 핵심 소재임.

- SOEC 시장확대에 따른 매출 및 수입대체 효과 급속 확대 기대됨.

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 고체산화물수전해전지용 1μm 급 산화니켈(NiO) 국산화 기술개발

( TRL :  [시작] 4 단계 ~ [종료] 6 단계 )

- 저가의 니켈 원재료 고순도화 기술 : 원료 소재 정제기술 개발

- 1 μm 급 산화니켈 분말 합성 기술 : 침강법, 열분해법등 최적 합성 기술 자율제시

- NiO 분말의 양산 기술개발 : 가격 경쟁력을 갖는 생산 기술 확보

- 국산 산화니켈을 적용한 SOFC 단위전지 개발 : 다른 구성 요소와 정합성이 확보된 NiO 소재 개발 및 단위전지 성능 평가를 통한 검증

ㅇ 개발목표

성능지표		단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	순도	%	99.8	-	99.8 (일본, 스미토모 금속)
2	입도	μm	<1	-	<1 (일본, 스미토모 금속)
3	전기 전도도	S/cm (@750℃)	3,000	-	3,000 (일본,스미토모 금속)
4	SOEC 셀 성능	W/cm2 (@750℃)	1	0.9	1 (덴마크, Topsoe)

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 개발기간 : 24개월 이내 (1차년도 : 12개월 이내)

ㅇ 정부출연금 : 총 정부출연금 6억원 이내 (1차년도 : 3억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소기업

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

관리번호

2022 - 중기부 -

에너지 -  02

사업구분

중소기업기술혁신개발사업

산업기술분류1

대분류

에너지·자원

중분류

신재생에너지

소분류

연료전지

산업기술분류2

대분류

에너지·자원

중분류

신재생에너지

소분류

수소

총괄과제명

수전해전지 핵심 소재·부품 기술개발

세부과제명

(2세부) 알카리/PEM 수전해용 엔지니어링 플라스틱(polysulfone + glass fiber40%) 기반의 셀프레임 개발

1. 개요 및 필요성

ㅇ (개요)

- 전기화학 반응이 일어나는 영역을 보호하는 프레임은 내부 반응물 및 생성물에 대한 내화학성 및 필요한 기계적 강도를 가져야 함

* 또한, 전기 비전도성, 열 절연성, 전류누설 최소화, 전기분해 차단 시 열 보존 기능을 가져야 함

- 대표적으로 알카라인과 PEM 수전해에 사용되는 프레임 물질은 polysulfone + glass fiber 40% 임

ㅇ (필요성)

- 세계적으로 전기화학 반응기는 대형화, 대용량화로 진행되고 있으며, 국내는 셀 프레임의 엔지니어링플라스틱 가공기술 수준이 낙후되어 있음

* 국내는 10 cm 수준(직경기준)의 가공기술은 있으나, 수전해 규모(100cm, 직경수준)의 1/10 수준임

* 현재 수전해에는 금속을 가공하여 적용하고 있어, 가격 경쟁력 및 안전문제가 상존하고 있음

ㅇ (기대효과)

- 수전해 스택의 가격 경쟁력 개선

* 수전해의 셀프레임 가격을 50% 이상 저감(현재 1MW당 셀프레임가격 4억에서 1.5억~2억 수준으로 개선)

- 수전해 스택의 안전성 개선

* 현재 수전해 스택의 셀프레임이 금속으로, 전기누설의 위험이 상존하고 있음

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 알카리/PEM 수전해용 직경 60cm 이상 polysulfone + glass fiber 40%

엔지니어링 플라스틱 셀프레임 개발

( TRL : [시작] 4 단계 ~ [종료] 6 단계 )

- 세부 기술개발 내용

내용 1. 셀프레임 구조 설계

* 유동해석과 실험을 통한 셀프레임 구조 개발

내용 2. 셀프레임 가공 기술 개발

* polysulfone+glass fiber 40%의 물성확인 및 가공조건 simulation

* polysulfone+glass fiber 40%의 가공조건 최적화

내용 3. 셀제작 및 운전

* 셀갯수 10내외에서 전해조 스택 제작 및 운전

ㅇ 개발목표

성능지표		단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	프레임 가공 직경	cm	60 이상	10	유럽, Nel
2	프레임 두께	mm	3	10	유럽, Nel
3	셀내부 압력	bar	40	10	유럽, Nel

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 개발기간 : 24개월 이내 (1차년도 : 12개월 이내)

ㅇ 정부출연금 : 총 정부출연금 6억원 이내 (1차년도 : 3억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소기업

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

관리번호

2022 - 중기부 -

에너지 -  03

사업구분

중소기업기술혁신개발사업

산업기술분류1

대분류

에너지·자원

중분류

신재생에너지

소분류

연료전지

산업기술분류2

대분류

에너지·자원

중분류

신재생에너지

소분류

수소

총괄과제명

수전해전지 핵심 소재·부품 기술개발

세부과제명

(3세부) PEM 수전해용 고활성 이리듐 촉매 생산기술 개발

1. 개요 및 필요성

ㅇ (개요) PEM 수전해는 넓은 운전범위, 빠른 응답특성, 컴팩트한 디자인 등의 장점으로 인하여 그린수소 생산 기술로 각광 받고 있음. 산소발생전극에서는 산소발생 활성을 가지면서 가혹한 산화환경에서 견디는 이리듐 촉매가 사용되고 있으며 대체 촉매를 찾기가 어려움 실정임.

ㅇ (필요성) PEM 수전해의 핵심 소재임에도 불구하고 국내에서 생산하는 PEM수전해용 이리듐 촉매 제품이 없음. 또한 최근 1년 동안 이리듐 가격의 급격한 가격 상승과 더불어 전 세계적인 이리듐 채굴량 문제로 인하여 적은 양의 이리듐을 사용하고도 동일한 성능을 내는 이리듐 촉매에 대한 필요성이 대두되고 있음.

ㅇ (기대효과) PEM 수전해용 이리듐 촉매의 국산화

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : PEM 수전해용 고활성 이리듐 촉매 생산기술 개발

( TRL :  [시작] 3 단계 ~ [종료] 6 단계 )

- 이리듐 이용율이 증대된 PEM 수전해용 담지 촉매 개발

- 신뢰성이 확보된 PEM 수전해용 이리듐 촉매 생산 기술 개발

- 수전해 셀에 적용하여 성능 및 내구성 검증

ㅇ 개발목표

성능지표		단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	셀 성능 (@ 1.8 V)	A/cm2	2.0	-	2.01)
2	셀 내구성	%/1000시간	0.2	-	0.22)
3	생산량	g/month	500	-	(일본, 다나카 귀금속)
4	이리듐 사용량	mg/cm2	2.0	-	2.04)

1)-4 )KPI of Addendum to the Multi-annual work plan 2014-2020, EU FCH2JU, 2018.

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 개발기간 : 24개월 이내 (1차년도 : 12개월 이내)

ㅇ 정부출연금 : 총 정부출연금 6억원 이내 (1차년도 : 3억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소기업

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

관리번호

2022 - 중기부 -

에너지 -  04

사업구분

중소기업기술혁신개발사업

산업기술분류1

대분류

에너지·자원

중분류

신재생에너지

소분류

연료전지

산업기술분류2

대분류

에너지·자원

중분류

신재생에너지

소분류

수소

총괄과제명

수전해전지 핵심 소재·부품 기술개발

세부과제명

(4세부) 데칼 공정을 이용한 PEM 수전해용 대면적 (1,000cm2) MEA 제작 기술 개발

1. 개요 및 필요성

ㅇ (개요) PEM 수전해는 넓은 운전범위, 빠른 응답특성, 컴팩트한 디자인 등의 장점으로 인하여 그린수소 생산 기술로 각광 받고 있음. 막-전극 접합체 (MEA)는 PEM 수전해 단위 셀의 가장 핵심적인 부품으로 이리듐 촉매 전극, 백금 촉매전극, 전해질막으로 구성되어 있으며 물이 산소와 수소이온으로 분해되고 수소이온이 이동하여 수소가 발생하는 반응을 일어남. 각 소재들이 모두 확보되더라도 각 소재들의 성능을 발현하여 PEM 수전해의 성능과 내구성이 확보되는 대면적 MEA의 양산 기술이 필요함.

ㅇ (필요성) MEA는 핵심 부품임에도 불구하고 국내에 PEM 수전해용 대면적 MEA의 양산 기술 없음.

ㅇ (기대효과) PEM 수전해용 MEA 양산 기술의 국산화

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 데칼 공정을 이용한 PEM 수전해용 대면적 MEA 제작기술 개발

( TRL :  [시작] 3 단계 ~ [종료] 6 단계 )

- 고분산 전극 슬러리 제조 기술 개발

- 대면적 전극 코팅 및 압착을 통한 MEA 제작 기술 개발

- MEA 성능 측정 및 신뢰성 향상 기술 개발

ㅇ 개발목표

성능지표		단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	셀성능 (@ 1.8 V)	A/cm2	1.8	-	2.01) (독일, 지멘스)
2	셀 내구성	%/1000시간	0.2	-	0.22) (독일, 지멘스)
3	전극 면적	cm2	1,000	-	1,000 (독일, 지멘스)
4	이리듐 사용량	mg/cm2	2.0	-	2.03) (독일, 지멘스)

1)-4) KPI of Addendum to the Multi-annual work plan 2014-2020, EU FCH2JU, 2018.

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 개발기간 : 24개월 이내 (1차년도 : 12개월 이내)

ㅇ 정부출연금 : 총 정부출연금 6억원 이내 (1차년도 : 3억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소기업

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수