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병선 팽
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1 전극용기능성합금판재기술동향과전망 포항산업과학연구원김용찬

2 1. 서론 최근첨단산업의발달과더불어전자, 정보통신, 디스플레이산업이하루가 다르게변화함에따라주요선진국들의기술경쟁이심화되고있다. 이산업에서대형디지털 TV 특히디스플레 시장의주도권확보를위해플라즈마디스플레이패 널(Plasma Display Panel) 과액정디스플레이(Liquid Crystal Display) 간의치열한 각축전이벌어지고있다. 소비자에게는우수한품질의제품을저가격에구입할수 있는기쁨을줄수있지만언론과전산업계에서매일회자되는디지털디스플레이 에대한논의, 투자와연구개발을본다면디스플레이산업은현재및미래의성장 동력임은분명하다고할수있다. 또한지금의각축전은 PDP, LCD 디스플레이산 업에기술적, 규모적성장에큰도움을주고있다. 또한환경및에너지문제가대두되고, 선진국을지향하는국내의시대적요 구에적합한기능성전극용합금소재의제조를위한공정및특성향상기술개발이 필요한시점이다.

2. 국내외산업동향 2-1. 기술동향 기능성전극용합금소재는첨단산업의기반이되는소재로써소재의특성및 가격이산업의기술경쟁력에크게영향을미치고있다. 그러나이러한소재는대부 분수입에의존하고있으므로가공및응용기술은발달하고있으나, 제조기술은기 초연구단계에있는실정이다. 최근 LCD TV 가점유율을높이면서 back light 에대한업계의관심이높다.

3 2. 국내외산업동향 2-1. 기술동향 기능성전극용합금소재는첨단산업의기반이되는소재로써소재의특성및 가격이산업의기술경쟁력에크게영향을미치고있다. 그러나이러한소재는대부 분수입에의존하고있으므로가공및응용기술은발달하고있으나, 제조기술은기 초연구단계에있는실정이다. 최근 LCD TV 가점유율을높이면서 back light 에대한업계의관심이높다. 이미 LCD TV는 PDP TV 와브라운관 TV 를위협하고있다. LCD TV 의경우, 제 일중요한부품은 CCFL 이라고할수있다. R( 빨강), G( 녹색),B( 파랑) 의색깔을내 기위한근거가되는빛의근원이 CCFL 이란, 광원이기때문이다. < 냉음극형광램프(CCFL) 의구조및원리> 형광램프중에서냉음극시동방식을이용한냉음극형광램프 (Cold Cathode Fluorescent Lamp) 는 LCD 의백라이트(Backlight) 등에서사용되고있으며, LCD 디 스플레이시장규모는 2010년까지 10.4 조엔으로예상되고있다. TV용백라이트의 경우는현재수요가더욱더증가되고있으며, TFT-LCD 패널뒤쪽에서배면광원으 로사용되고있다. BLU(Backlight Unit) 는 TFT-LCD의한부품이나자체가많은부품으로구성되 어있기때문에독자적인제품으로취급되고있다. 디지털멀티미디어기기의핵심 디스플레이로부상된LCD(Liquid Crystal Display) 는 PDP (Plasma Display Panel), FED(Field Emission Display) 등과는달리자체적으로발광을할수없기때문에 LCD 화면전체를균일하게밝혀주는별도의발광유닛이필요하다. 이유닛으로

현재주로사용되고있는대부분의백라이트는냉음극형광램프를광원으로사용하 고 LGP(Light Guide Panel) 을이용하며, 그기본구조는광원인 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), LGP, 확산필름, 프리즘반사필름, 램프커버등의구 성으로이루어져있다.

4 현재주로사용되고있는대부분의백라이트는냉음극형광램프를광원으로사용하 고 LGP(Light Guide Panel) 을이용하며, 그기본구조는광원인 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), LGP, 확산필름, 프리즘반사필름, 램프커버등의구 성으로이루어져있다. 냉음극형광램프는수 mm 직경의 Borosilicate 유리관내부에 보호막및형광체를도포한후, 양단에공음극(Hollow Cathode) 을설치하고 50~70torr 의네온(Ne), 및아르곤(Ar) 가스와수 mg 의수은(Hg) 을봉입하여사용한 다. 유리관양단의전극에전압을인가하면생성된전기장에의하여전자가가속되 는데가속된전자가수은을여기시키게된다. 이때 185nm와 253.7nm의자외선이 발생하며이중에서 253.7nm 의자외선이형광체를여기하여가시광선으로전환. 방 사된다. 현재대부분의액정디스플레이백라이트는냉음극형광램프를사용하고있 는데, 열음극형광램프에비해세관화가가능하며효율은상대적으로낮지만공음극 효과(Hollow Cathode Effect) 를이용하기때문에다른형광램프에비해고휘도가 가능할뿐만아니라양산성및신뢰성이이미검증된것이장점으로작용되고있 다. < 냉음극형광램프에사용되는전극재> LCD/BLU/Lamp/ 전극의수직계열화가이루어지고있으며, CCFL을대체할 차세대광원으로 LED, FFL 등이거론되고있으나가격, 신뢰성등의문제로조기 적용은현재어려운상황이다. 따라서현재금호전기국내제2 공장, ETI 제3 공장, 한솔 LCD 신규램프라인도입, New optics 신규진출등 CCFL 업체들은앞다투 어적극적으로생산설비를증설하고있으며향후 CCFL은매년 30% 이상의수량 증량이예상된다. ( 현재 TV의경우 2인치당 1개의 CCFL 이필요함. 40인치 LCD의 경우대당 20개의 CCFL 을사용하고있음) BLU가격에서램프가차지하는가격비중은약 30% 이상이며현재전극용재

5 료(cup) 의경우세계적으로약 70( 톤/ 월) 이사용되고있으며, 사용량은월 2억 5천 만개 ( 전극재기준으로 5 억개) 이다. 전극재를순수 Ni로만사용한다는가정하에 Kg당생산갯수는 7,000 개정도이다. 국내에서 CCFL 을제조하는회사는금호전기, 한솔 LCD, 삼한일렉트로닉스들 비롯하여약 5 군데정도된다. 그러나램프의효율과수명을좌우할수있는전극 재를제조하는회사는전무한실정이다. 현재전극재로사용되는 Ni Strip은주로 NEOMAX( 일), DAIDO( 일) 에서, 그리고 Mo는 Allied Material에서개발하여램프업 체에공급하고있다 경제 산업적동향 국내에서는선진국진입이라는당면과제와함께그동안산업기술의고도화 를이루고지속적인경제발전을위하여많은노력을기울여왔다. 그결과반도체 등일부기술분야에서는세계적으로괄목할만한성과를이루었으나아직첨단기 술분야에서는선진국과격차를보이고있다. 특히최근세계시장의 40% 이상의 점유율을가지는각종디스플레이에광원으로사용되는전극용합금소재는주요선 진국의수입에의존하는형편이다.

6 기능성전극용합금소재업체, 램프제조업체, BLU 제조업체, 디스플레이제조 업체는서로수직적인관계를가지고있으며, 시장수요에따른원재료제조및수 급불균형이문제시되고있다. 디스플레이시장의폭발적인성장에따라 BLU, Lamp 제조업체들도증가하고있는반면, glass, 형광체, 전극용소재등의산업은 거의수입및단순가공에만의존하고있는실정이다. 전극용소재제조산업은개발사업에장기간이소요되고많은개발비와설비 투자비가소요되는단점으로인하여개발사업에서간과되어왔다. 전극용소재의 국산화기술은첨단산업의기반이된다는면에서중요성을강조할수있으며공급 되는소재의효율및기능에따라전체산업에미치는경제적, 산업적파급효과는 대단히크다고볼수있다 사회 문화적동향 디스플레이산업은고속성장성, 대규모투자가소요되는장치산업, 적기투자 가중요한산업이다. 우선 LCD 산업은신규수요창출및기존시장을대체하고있 다. 노트북, 모니터, 핸드폰에이어디지털 TV, 산업용기기등신규시장의확대가

7 예상되는고부가가치상품군으로향후 10년이상수출주력상품으로성장가능성이 크다. 그리고 R&D와생산설비등대규모고정비용이소요되는산업으로한제품이 개발되어생산및판매에이르기까지대규모의투자가요구된다. 또한규모의경제 가적용된다. 초기생산비용은고가이나생산량이확대될수록평균생산비용이감 소하는규모의경제가적용되는산업이다. 예를들어 15인치 TFT-LCD의경우누적 생산량이 2배증가할때마다평균생산비용이약 24% 씩하락하는것으로나타났다. 마지막으로적기투자가중요한산업이다. 시장의주력제품의교체속도가점점빨 라져서투자시기를놓칠경우막대한손실이발생할가능성이크다. 양산을위한 투자규모가매우크고투자에서생산까지일정한시차가존재하기때문에시장상 황에맞는투자시점이중요하다. 경기변동에따라공급과잉과부족이주기적으로 반복되는사이클에따라호황과불황이반복되어적기투자가매우중요하다. 특히디스플레이산업에있어서반드시필요한광원의개발이신제품의특성 과밀접한관련이있으므로수입에만의존하던광원의전극용소재를국내개발시 에는세계수준의경쟁력확보가가능할것이다. 또한국내의첨단산업의기술혁신 을뒷받침하는기반소재로써의역할뿐만아니라가공조립제품및산업구조의고도 화등에기여할수있다. 기능성전극용합금소재는응용범위가광범위하여국내, 외적으로큰시장규모를형성할수있으며, 환경, 에너지, 첨단기술의세계적인환 경변화에도능동적으로대처할수있다.

8 3. 국내기술개발현황 3-1. 현재까지연구개발현황 단롤주조법은용융온도가낮은비철금속및비정질합금의주조방법으로적용 하고있으며, 국내에서는유일하게 POSCO가쌍롤을이용하여스텐레스강의직접 주조기술을개발하고있다. 그러나기능성전극용합금소재의직접주조기술은용 해기술, 냉각속도제어기술, 불순물및게재물제어기술등많은어려움이있어아 직연구단계에있는상황이다. 특히전극용으로사용되는박판 Ni, Ni-Mo 등의합금소재는전자, 정보통신 제품의기반이되는소재로써에너지절감, 고정밀화, 고성능화, 극소형화의기술경 쟁력을향상시키는방향으로추진되고있다. 이러한기능성전극용합금소재의부 품제품화기술은금호전기, 우리ETI, 희성전자, 한솔LCD 등대기업을중심으로실 용화기술이개발되고있으나소재제조연구는학계, 연구소를중심으로기초연구 수준에머물러있다. 국내에서유일하게스텐레스강인구조용 Ni합금을생산하는 POSCO사에도기능성 Ni 합금에대하여는기초적인연구단계이며, KIMM, KIST, 전 기연구소, RIST등의연구소를중심으로실험실적제조및특성측정연구가진행되 었다. 통하여 Ingot RIST 에서는기존의단롤주조기술을기반으로하여프론티어연구개발사업을 invar 주조에의한 합금의직접주조기술을개발하였으나아직선진국의진공용해및 Ni합금에비하여표면및기능성특성이불안정하여실용화에 어려움이있었으나, 향후이러한기능성합금으로의특성을향상시키는연구를통 하여새로운단롤주조인용탕인출법에의한기능성합금판재제조의새로운공정 기술의확립을통하여실용화를앞당길수있을것이다 국내기술상태의취약성 기능성전극용합금의판재제조기술을선진국의연구기관과의기술수준을비 하여보면다음과같다.

9 핵심기술선진국대비기술수준 (100%) 1. 진공용해및주조기술 합금및정련기술 합금성분조정, 불순물제어기술 정밀판재압연기술 분위기열처리기술 Ni합금판재가공기술 기능성특성측정기술 직접주조기술 60 국내에는전극용으로사용되는 Ni계합금소재및판재의전문생산업체가없 으며현재가공, 열처리회사에서판재를수입(NEOMAX, DAIDO 등) 하여조립업 체에제공하고있다. 따라서 Ni합금소재의가공기술은선진국에근접하고있으나 용해, 주조등판재의제조기술은 3 년이상낙후되어있는것으로예측된다. 따라서 새로운공정개발을통한기능성전극용판재의제조기술의확립이선진국과의기 술경쟁면에서효율적인방향으로예상된다 앞으로의전망 최근첨단산업의발달과더불어전자, 정보통신, 디스플레이산업이하루가 다르게변화함에따라주요선진국들의기술경쟁이심화되고있다. 이산업에서대형디지털 TV 특히디스플레 시장의주도권확보를위해플라즈마디스플레이패 널(PDP) 과액정디스플레이(LCD) 간의치열한각축전이벌어지고있다. 언론과전 산업계에서매일회자되는디지털디스플레이에대한논의, 투자와연구개발을본 다면디스플레이산업은현재및미래의성장동력임은분명하다고할수있다. 또 한지금의각축전은 PDP, LCD 디스플레이산업에기술적, 규모적성장에큰도움 을주고있다. 첨단전자, 정보통신의발달과더불어하루가다르게급속도로변하 고있는디스플레이시장은향후지속적으로성장할것으로예상된다. 또한광원으로사용되는 CCFL, EEFL 재료의전극용재료의수요는매년 30% 이상 지속적으로증가할것으로예상되고있으며이러한기능성합금소재를전량수입에 의존할경우에는무역역조및첨단기술의한계에직면하게될것이다. 따라서국 내산업구조에적합한신공정제조기술의확립으로수입대체및첨단산업의기술

10 경쟁력제고가가능할것이다. 기존공정에의한전극용기능성합금판재제조를위한기술및장비도입은가능하지만현재국내의소량다품종의수요에비하여설비투자비가과다하고후발생산국으로써국제적인경쟁력도없는것으로판단된다. 따라서신공정에의한전극용기능성합금판재의제조기술확립및생산이독자적인국내기술력확보및국제경쟁력향상이가능한방법이다.

11 4. 관련기술특허동향 4-1. 관련기술특허동향 구분 음극관용전자총 Ni 전극재료합금설계및공정개발기술 2 차전지전극용 Ni 합금설계기술 디스플레이용 Ni 전극재 전지용 Ni 전극재 2 차전지용 Ni 전극재공정개발기술 연료전지용 Ni 전극재개발기술 Display 부품용 Ni 전극재개발기술 Ni재료를이용한전극용소재에관한특허는 1980년대부터꾸준히출원되고 있으나 1980년대후반과 1990년대중반을고비로특허의출원이정체되거나소폭 감소하는경향을보이고있다. 이것은 1980년대후반에는기존의소재와는다른기 능새로운기능을갖는소위신소재라고하는재료의연구개발이일본을중심으로 많이이루어진결과로보인다. 그러나 1990 년대후반부터현재까지일본, 한국에서 의특허출원율이급격히증가한다. 원인으로는 2차전지용전극재료의개발경쟁 이심화, 디스플레이산업의발달로인한광원(Back Light) 의폭발적인수요증대 등이있다. 특히최근일본에서는 CRT전극용소재나전자총관련 Ni 재료의개발 및 BLU (Back Light unit) 에관한특허출원건수가꾸준히증가하고있는추세이 며, 특히 2000 년대초반, LCD 광원으로사용되고있는냉음극형광램프(CCFL) 의 수요가급격하게증가하면서많은업체가광원개발에뛰어들어경쟁이치열해지 면서소재개발, 공정개발에관한특허가많이출원되고있는실정이다. 전극용소재에관한개발은세계시장과국내시장동향과밀접한관련이있다. 1980년대전극용소재는 1차전지와 CRT 전극용소재에극히국한되어있었으나 1900년대 Ni-MH용 2차전지의개발과더불어전극용소재개발에관한특허가급격

12 히증가하였으며, 2000 년대에들어서는디스플레이광원용소재, 특히냉음극형광 램프재료의전극재의개발에관한특허가많이출원되고있다. 현재선진국을비 롯하여국내에서개발경쟁이심화되고있는연료전지분야에서도고온특성이우수 하고내식성이뛰어나며, 특히열팽창율이타금속에비해현저히낮은 Ni 합금계 에관한중요성이부각되고있으므로, 새로운시장의변화에따른 Ni 합금개발, 공 정기술개발은한층가속화될전망이다 전극재관련기술 냉음극형광램프에서전극(Electrode) 은램프내에서전자원 (Electron Source) 으 로전자를방출하는도체또는방전류가흐르는도체이다. 모든금속은진공상태 에서열을가하면전자를방출하며일함수(Work Function) 가낮을수록고휘도, 저 발열, 장수명을얻을수있다. 전극은장시간점등중에고전압에의하여스파터링 (Sputtering) 이전극의바닥부분에집중되어전극바닥부분에구멍이뚫릴우려가 있다. 용융온도가낮은전극일수록스파터링이심해져전극에서비산된물질과수 은이화학반응하여아말감(Amalgam) 을형성하게되기때문에유효수은이고갈되어 수명이단축된다. 전극표면적이부족하면전극물질의스파터링이증가하고, 수은이고갈되어 단수명이된다. 이와같이전극손실저감을위해서는전극의방전면적을크게설 계해야하는데, 전극경이작을수록방전면적이작아지는것은물론이지만, 전극경 이너무커도전극과관내벽과의간격이좁아지기때문에방전시전극측면의전 자방출이어려워져서유효방전면적이작아지고음극강하전압은높아진다. 한편, 전극길이가길면방전에관여하지않는쓸모없는무효장이길어져기기의램프의 콤팩트화에불리하다. 따라서짧은전극장을유지하면서전극면적을확보하는방법 으로컵모양의전극이현재냉음극형광램프에서사용되고있다. 전극의재질개선역시램프성능개선의중요한부분이다. LCD에서소비전력의약 60% 정도를백라이트에서소비하고있다. 고효율저소비전력의 CCFL 개발을위해 저일함수의전극재질개발이이루어지고있다. 현재냉음극형광램프의장척화, 저수은화, 고휘도화할경우수명확보를위해 Nb, Mo, W 등의일함수가낮은금속재료가사용되어야하며합금형태의금속재질 개발도이루어지고있다. 쉽게가공이가능하다는이유로널리사용되고있는 Ni은 비교적높은일함수를가지고있어음극강화전압이높고이로인한수은소모량이

13 많다. 또한 LCD 의시동전압과관전압, 암흑시동을개선하기위해희토류금속등의 산화물들과저일함수의산화물등이전극부에도포되기도한다 전극재관련기술특허분석 표. 1. 국가별특허출원동향 구분 국가 1980 ~ ~ ~ ~ 2007 전극용 Ni 재료 미국일본유럽한국 소계 한국유럽일본미국 ~ ~ ~ ~ 2007 그림 1. 전극용 Ni 재료의국가별특허출원동향그래프

14 Ni재료를이용한전극용소재에관한특허는 1980년대부터꾸준히출원되고 있으며 1990년대후반에서 2000 년대초반에급격한증가추세를나타내고있다. 원 인으로는디스플레이시장의증가에따른수요증대, 연료전지개발사업등신소재 개발관련연구분야증가를들수있다. 특허출원에관한국가별점유율동향을살펴보면, Ni 재료를이용한전극관련 재료개발분야, 미국특허 47%, 일본특허 32%, 유럽특허 13%, 한국특허 8% 수준으 로 90% 이상의특허를선진국에서출원하고있으며, 관련분야국내특허출원은 2000 년대이후본격적으로증가하고있는추세이다. 원인으로는세계디스플레이 시장의 40% 를국내에서생산하고있으며, 이에따른생산업체의증가및연구개발 의필요성증가등으로보인다. 표. 2. 특허출원분야별동향분석 구분 분류 1980 ~ ~ ~ ~ 2007 전극용 Ni 재료 신조성신공정제품소계

15 제품신공정신조성 ~ ~ ~ ~ 2007 그림 2. 전극용 Ni 재료의기술분야/ 기간별특허출원동향그래프 분야별점유율을살펴보면, 신조성관련특허 43%, 신공정관련특허 49%, 제 품및기타특허 8%, 수준으로신합금조성및공정, 제조기술에관련특허가 90% 이상을차지하고있다. 신조성, 특히전극용 Ni합금설계및특성에관한특허는꾸 준히출원되고있으며, 합금설계공정과더불어소재의가공, 특성을좌우하는열처 리및중간공정에관한특허도지속적으로성장하고있는추세이다 전극재관련기술의시장성 형광램프중에서냉음극시동방식을이용한냉음극형광램프 (Cold Cathode Fluorescent Lamp) 는 LCD 의백라이트(Backlight) 등에서사용되고있으며, LCD시 장규모는 2010년까지 10.4 조엔으로예상되고있다. TV용백라이트의경우는현재 수요가더욱더증가되고있으며, TFT-LCD 패널뒤쪽에서배면광원으로사용되고 있다.

위그림은향후 CCFL 의수요전망을나타내었다. 그림에서처럼디스플레이 산업에적용가능한 CCFL 의수요는급격하게증가하고있음을알수있다. 최근한솔 LCD 에서한솔라이팅을설립, CCFL 사업을적극추진하고있다. 그동 안 CCFL 시장에서부동의 1위를차지했던일본의도시바해리슨은지난해 4분기생 산능력에서산켄과웨스트에선두자리를내줬다.

16 위그림은향후 CCFL 의수요전망을나타내었다. 그림에서처럼디스플레이 산업에적용가능한 CCFL 의수요는급격하게증가하고있음을알수있다. 최근한솔 LCD 에서한솔라이팅을설립, CCFL 사업을적극추진하고있다. 그동 안 CCFL 시장에서부동의 1위를차지했던일본의도시바해리슨은지난해 4분기생 산능력에서산켄과웨스트에선두자리를내줬다. 국내에서도후발기업인우리이티 아이가생산능력을지속적으로확대하는반면에선두업체인금호전기는이렇다할 투자가없어올연말부터역전이이뤄질전망이다. 델타등은올해 20% 대만은선두업체인웰리파워와 내외의생산능력을확대할계획인반면에후발업체인신트로 닉스는현재월 500만대규모인생산능력을연말까지월 1,000만대로 100% 가까이 증설한다는계획이다.

17 5. 전극재관련기술현황분석 5-1. 외국의경우 최근정보통신기술의발달과더불어디스플레이시장이급격하게성장하고 있다. 많은디스플레이분야가운데 TFT-LCD의광원역할을하고있는냉음극형 광램프(CCFL-Cold Cathode Fluorescent Lamp) 는자체발광을하지못한다. CCFL 은가는유리관속에형광물질이도포되어있고그양끝에전극이밀봉되어있는 것으로일반형광램프와유사하게생겼지만크기가작고휘도가높으며수명이길 다는장점이있다. 이러한장점으로인하여일본업체( 해리슨도시바, 산켄) 등 75% 이상을차지 하고있는세계 CCFL시장은 2004년 4억 2,600만개에서 2005년 78억 2,580만개로 70.4% 의급격한성장세를나타내었다. 이러한고성장의배경에는 CCFL 탑재량이 많은 LCD TV시장성장과고휘도 LCD 모니터수요증가등을원인으로들수있 다. 디스플레이산업에서 LCD / BLU / Lamp / 전극재관련제조업체간의수 직계열화가이루어지고있으며, CCFL을대체할차세대광원으로 LED, FFL등이 거론되고있으나가격, 신뢰성등의문제로조기적용은현재어려운상황이다. BLU가격에서램프가차지하는가격비중은약 30% 이상이며현재전극용재료 (cup) 의경우세계적으로약 70( 톤/ 월) 이사용되고있으며, 사용량은월 2억 5천만 개 ( 전극재기준으로 5 억개) 이다. 전극재를순수 Ni로만사용한다는가정하에 Kg 당생산개수는 7000 개정도이다. 현재 Harrison-Toshiba 업체에서전세계 TV용의 50% 시장을점유하고있으 며, 현재까지는순수 Ni 판재를생산, 압연하여부품화하는기술을보유하고있으나 향후시장을예상하여 Mo 중심사업을구상하고있으며, 전극을자체제작하는명 실상부한세계최고의 CCFL 업체로알려져있다 국내의경우 국내디스플레이용패널의국산화율은 65% 에이르고있다. 2차납품업체의경 우 1차납품업체의국산화율보다낮은 20% 미만이다. 2005년의경우 LCD 부품의

18 총국내시장은 120 억불, 이중 78억불은내수공급으로이루어지고있는것으로파 악된다. 이는주요 1 차부품업체가삼성코닝정밀, 동우화인캠, 코오롱등인력및 자본이풍부한대기업주도기이기때문이다. 원비중이 25% 에달하는핵심부품인 컬러필터는삼성과 LPL 에서제작하여대부분공급하고있다. 부품분야 2 차납품업체의국산화율은저조한편이다. 이는 2차납품업체가자 본이충분한대기업이라도원재료로갈수록원천특허로무장한해외업체로인해시 장진입이어렵고장비용 과정이매우작기때문인것으로파악된다. 2차납품산업과는달리부품산업은단순가공이나조립 국내냉음극형광램프(CCFL) 제조업체가운데하나인 NEC는기술수준이다 소떨어지지만적극적인램프기술이전(EIT, 희성, taiwan 등) 으로상당한수준의시 장점유율을가지고있다. 한편금호전기는자체기술로 CCFL을개발하여 Harrison과거의유사한수준의기술을가지고있으나 CCFL의특성을좌우하고핵 심부품인적극재료는외국( 일본) 으로부터수입에의존하고있는실정이다. 이외에 도한솔LCD, 우리ETI, 희성전자등의회사에서도램프개발을시도하고있으나전 극재료에대해서는선진국의개발동향을따라가거나기초적인연구가진행되고있 는상황이다. 국내에서현재금호전기국내제2 공장, ETI 제3 공장, 한솔 LCD 신규램프라인 도입, New optics 신규진출등 CCFL 업체들은앞다투어적극적으로생산설비를 증설하고있으며향후 CCFL은매년 30% 이상의수량증량이예상된다. ( 현재 TV 의경우 2인치당 1개의 CCFL 이필요함. 40인치 LCD의경우대당 20개의 CCFL을 사용하고있음 ) 그러나램프의효율과수명을좌우할수있는전극재를제조하는회사는전무 한실정이다. 현재전극재로사용되는 Ni Strip은주로 NEOMAX( 일), DAIDO( 일) 에 서, 그리고 Mo는 Allied Material에서개발중이며국내전극재는이들업체로부터 원재료( 판상) 를수입하여단순가공하여램프업체에공급하고있다 평가및전망 용탕인출법과같은 Near Net Shape인 Strip casting 기술은인건비, 설비투자 비, 에너지단가를낮출수있으며, 특히수십만톤의소규모생산으로도경제성이 있으며첨단산업에서요구되는제품의사양을쉽게만족시킬수있는장점이있 다. 따라서비철합금에서는기술이개발되어상품화단계에있으며, 철강에서는선

19 진제철소를중심으로개발단계에있는상황이다. 그러나전극재로사용되는 Ni, Mo 등의기능성합금에서는제조공정이복잡 하고제품의사양도불순물, 게재물, 각종특성의요구로아직은차세대의 Strip casting 기술로연구단계에있는상황이다. 따라서프론티어연구개발사업을통하여 용탕인출법에의한전극용기능성합금판재의제조기술이확립된다면앞으로의 기능성금속소재관련한독자적인기술경쟁력확보가가능하며, 폭발적으로증가하 는디스플레이시장에대응할수있는차세대기술력이될것으로예상되고있다 국내 외기술수준비교표 현재전극용으로사용되는 Ni합금판재의제조기술수준에대하여는 Strip casting 에의하여현재까지실용화가되지못하였으므로기반기술을비교할수밖에 없다. 선진국의기술수준은 Al, Zn, Cu, Mg 합금의 Strip Casting 기술은확립되어 실용화단계에있으므로국내의기술수준에비하여는한단계높은것으로예측되 고있다. 전극용으로사용되는 준을비교하여보면다음과같다. Ni합금판재의제조기술을국내외연구기관과의기술수 핵심기술선진국대비기술수준 (100%) 진공용해및주조기술 합금및정련기술 3. 합금성분조정, 불순물제어기술. 4. 정밀판재압연기술. 5. 분위기열처리기술 6. 연자성판재가공기술. 7. 연자성특성측정기술. 8. 직접주조기술 국내에는전극용으로사용되는기능성 현재가공열처리회사(FLT, Yomyung, ARON) Ni합금판재의전문생산업체가없으며 또는외국(Sakurai, NEOMAX, Toshiba precision) 등의업체로부터수입하여조립업체에제공하고있다.

20 따라서 Ni 합금판재의가공기술은선진국과근접하고있으나용해, 주조등판재 의제조기술은 3 년이상낙후되어있는것으로예측된다. 따라서새로운공정개발 을통한 판단된다. Ni합금판재의제조기술확립이선진국과의기술경쟁면에서효율적이라 주요관련기술의검토 전극용기능성합금판재제조공정기술개발을위해서는대별하여 분야로대별할수있으며, 전체적인공정은다음과같이예상하고있다. 3개의기술 전극용소재로사용되는 Ni 계, Mo계합금을 Near Net Shape Casting분야인 Melt drag casting 기술과후공정인각종압연, 열처리공정을통하여전극용부품 화재료가된다. 따라서주조공정에서의판재형상, 후가공공정에서의성형성및

21 치수정밀성및절삭성등의특성을필요로한다. 따라서전극용합금소재를개발, 선정하고용탕인출공정을이용하여최적의공정조건을확립하여안정적으로판재를제조, 공급할수있다면후가공업체의기술력을바탕으로부품화에는크게어려움이없을것으로예상된다.

22 6. 결론 전극용기능성합금판재는일부선진국에서만생산이가능하며, 국제디스플 레이제조업체의수요량은폭발적으로증가하고있으나국내업체기술력의미흡으 로국산화가필요한시점임에도불구하고아직개발단계에있는기술로써국내에서 개발시에는세계수준의경쟁력확보가가능할것이다. 또한전극용소재는전자 정보통신부품용소재로써응용범위가광범위하여국내ㆍ외적으로큰시장규모를 형성할수있다. 또한환경, 에너지, 첨단기술의세계적인기술환경변화에도적극 적으로대처할수있다. 관련기술의개발을통하여국내산업환경에적합한소량다품종제조를위 한신합금개발및신공정박판제조기술개발이가능하고, Near Net Shape 성형 공정개발로기존공정에비하여에너지절약및환경규제에적극대처가능하며, 박판제조의 Near Net 성형기술개발로첨단소재판재제조기술에파급효과가예 상된다. 또한본기술의개발은전극용기능성합금판재의국내생산기반구축, 전 극용합금소재의국내공급으로첨단제품의국제경쟁력향상, 기능성합금판재의 국외수출로써국제수지향상, 전극용신합금소재개발로국내산업의선진화유 도, 기능성소재의국내생산으로첨단산업기반확충등의효과가있을수있을 것으로기대된다. 산업기술의발달과더불어환경문제의심각성이부각되고있으므로, 향후환 경친화적이고에너지절약이가능한신공정기술의개발에대한요구가증가할것 이며, 첨단기술개발을통하여친환경적공정을이용한제품의기술경쟁력확보가 절실할것으로예상된다.

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5월전체 :7 PM 페이지14 NO.3 Acrobat PDFWriter 제 40회 발명의날 기념식 격려사 존경하는 발명인 여러분! 연구개발의 효율성을 높이고 중복투자도 방지할 것입니다. 우리는 지금 거센 도전에 직면해 있습니다. 뿐만 아니라 전국 26 5월전체 2005.6.9 5:7 PM 페이지14 NO.3 Acrobat PDFWriter 제 40회 발명의날 기념식 격려사 존경하는 발명인 여러분! 연구개발의 효율성을 높이고 중복투자도 방지할 것입니다. 우리는 지금 거센 도전에 직면해 있습니다. 뿐만 아니라 전국 26개 지역지식재산센터 를 통해 발명가와 중소기업들에게 기술개발에서 선진국은 첨단기술을 바탕으로