차세대 유연 전자소자로 각광받고 있는 '전이금속 칼코겐 화합물(TMD)'에 대한 기술개발 노력이 특허출원 증가세로 이어지고 있다. 전이금속 칼코겐 화합물은 '꿈의 신소재'로 불리는 그래핀과 유사한 2차원 층상구조 물질로, 밴드갭이 있어 반도체 소자로 적합하고, 우수한 투명성과 기계적 유연성을 지녀 웨어러블 기기나 유연 디스플레이, 인공전자 피부 등에 널리 활용할 수 있다.
20일 특허청에 따르면 최근 5년간(2012∼2016년) 출원된 전이금속 칼코겐 화합물 관련 출원건수는 모두 214건으로 집계됐다. 이는 이전 5년간(2007∼2011년) 출원건수 55건에 비해 4배 급증한 것으로, 2012년 13건, 2013년 27건, 2014년 41건, 2015년 62건, 2016년 71건으로 매년 지속적으로 늘고 있는 추세다.
최근 5년간 출원현황을 보면 내국인이 전체 출원의 87.4%(187건)을 차지해 TMD 분야의 특허출원을 주도한 것으로 나타났다. 외국인 12.6%(27건)에 그쳤다. 이는 반도체 강국인 우리나라가 그래핀에 이어 TMD를 이용한 포토센서, 쏠라셀 등 광소자 분야 연구개발에 적극 나서고 있기 때문이라고 특허청은 설명했다.
출원인별로는 삼성전자(23건, 10.7%), 경희대(21건, 9.8%), 연세대(18건, 8.4%), SK하이닉스(16건, 7.5%), 성균관대(11건, 5.1%) 등의 순으로 출원이 많았다.
세부 출원기술을 보면 고품질·대면적 합성을 위한 화학기상증착법(39.7%)이 가장 많은 출원 비중을 차지했다. 이는 기계적 박리법에 비해 비용이 저렴하고 제어가 가능해 대량 생산에 유리하기 때문이다. 그 뒤를 이어 용액기반 합성방법(22.4%), 용액상 결정박리법(15.0%) 등의 순으로 출원이 이뤄졌다.
최근에는 그래핀이 지닌 우수한 성질을 TMD에 결합하는 기술 등 두 물질의 장점을 융합해 새로운 미래 소자로 개발하기 위한 시도가 늘고 있다.
반용병 특허청 정밀화학심사과장은 "TMD는 그래핀에 없는 1∼2eV대의 밴드갭 특성이 있어 국내 반도체 분야에서 연구개발이 활발하게 진행되고 있어 특허출원은 더욱 늘어날 것"이라며 "4차 산업혁명 시대를 대비한 미래 신소재 개발을 위한 지속적인 투자와 연구개발이 필요하다"고 말했다.대전=이준기기자 bongchu@dt.co.kr
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