박막, 기능성박막 - 물리화학기능 박막 세계 시장에 관한 조사결과(2021년)/야노경제연구소

 물리화학기능 박막 세계 시장에 관한 조사결과(2021년)

【자료체재】

자료명：「2021년판 차세대 기능성 박막의 현황과 전망」

발간일：2021년 6월 25일

체　재：A4판 261페이지

【조사요강】

1. 조사기간: 2020년 8월~2021년 3월

2. 조사대상: 물리화학기능 박막 관련 기술연구기관, 생산판매 또는 취급기업 등

3. 조사방법: 당사 전문연구원의 직접면담(온라인 포함) 및 문헌조사 병용

<물리화학기능 박막 시장 용어정의>

본 조사에서 물리화학기능 박막 시장이란 물질의 계면에서 특이한 역할을 하는 물리화학적 성질을 이용한 기능성 박막으로, 초발수성 박막, 가스 배리어 박막, 물 분리 박막, 초친수성 박막, 기타(항균성 박막, 친유성 박막 등) 등을 대상으로 메이커 출하금액 기준으로 산출하였다.

<시장에 포함된 상품 및 서비스>

차세대 기능성 박막(전기전자기능 박막, 광기능 박막, 물리화학기능 박막, 세라믹스기능 박막, 유기기능 박막, 바이오기능 박막, 환경에너지기능 박막 등)

◆2020년 물리화학기능 박막 세계 시장규모 1,413억 엔 전망

~차세대 기능성 박막 중 하나인 물리화학기능 박막은 초발수성 및 가스 배리어성, 물 분리, 초친수성 등의 기능을 발휘~

물리화학기능 박막의 세계 시장 예측

 

야노경제연구소 조사

주1. 메이커 출하금액 기준

주2. 2020년은 전망치, 2022년 이후는 예측치

1. 시장 현황

 무기유기재료 등 재료의 종류에 관계없이 막 두께를 수 nm에서 수 100 nm 정도의 매우 얇은 막으로 하면 벌크(고체, 덩어리 상태)와는 다른 구조물성을 나타내기도 해, 최근에는 이러한 새로운 대응, 여러 가지 특징적인 기능을 가지는 차세대 기능성 박막의 개발연구가 활발히 이루어지고 있다.

 본 조사에서는 성질이 다른 상과 상이 접촉하는 물질의 계면에서 특이한 역할을 하는 물리화학기능 박막인 초발수성 박막과 가스 배리어성 박막, 물 분리 박막, 초친수성 박막 등을 대상으로 하였다. 2020년의 물리화학기능 박막 세계 시장규모(메이커 출하금액 기준)는 1,413억 엔이 될 것으로 전망한다.

또 물리화학기능 박막을 분류별로 살펴보면 초발수성 박막이 가장 커 전체의 약 38%를 차지한다. 이어서 가스 배리어성 박막이 약 18%, 물 분리 박막, 초친수성 박막 순이다.

2. 주목 토픽

가스 배리어성 박막

 일반적으로 15m 정도의 구멍이 뚫린 필름은 액체인 물을 통과시킬 수 없지만, 기체나 수증기의 크기는 0.30.5nm 정도이기 때문에 1nm 정도의 미세한 구멍이라도 용해와 확산의 원리로 투과해 버린다.

또, 일반적으로 공업 생산되고 있는 폴리에틸렌이라면 통상 1cm3당 4×10의 21제곱 개 정도의 미세한 구멍이 존재한다. 이러한 미세한 구멍이 있는 폴리에틸렌제 봉투는 물은 새지 않아도 공기를 통과시키기 때문에 밀폐 상태가 되지 않는다.

 만약 필름에 미세한 구멍을 포함해 전혀 구멍이 존재하지 않는 상태라면 기체를 완전히 차단하는 강력한 가스 배리어 성능을 부여할 수 있다. 플라스틱 필름은 투명하고 가벼우며 비용도 저렴하고 형태 변화도 뛰어나 포장재료로는 매우 우수한 소재이다. 때문에 이러한 소재에 가스 배리어성을 부여하려는 니즈가 존재함에 따라 가스 배리어 성능이 높은 필름 박막의 개발이 활발히 이루어지고 있다.

3. 장래 전망

 2030년의 물리화학기능 박막 세계 시장규모(메이커 출하금액 기준)는 2020년 대비 294%인 4,150억 엔이 될 것으로 예측한다.

분류별로 보면 가장 높은 성장을 나타내는 것이 물 분리 박막으로 2020년 대비 640%, 한편, 2020년에 가장 높은 구성비를 차지했었던 초발수성 박막은 동 240%로 가장 낮은 성장률을 보이고 있다.

 물리화학기능 박막은 물질 계면의 특이한 역할을 한다. 벌크(고체, 덩어리 모양)의 계면에 대해 고려할 경우 벌크와 박막의 차이는 역력하다. 벌크에서 계면은 전체의 극히 일부이며 그 거동이 미치는 영향도 한정적이지만, 박막에서의 계면은 압도적으로 많은 비율을 차지하고 있어 그 거동이 미치는 영향이 매우 크다. 따라서 박막의 물리화학기능을 고려할 경우에는 항상 그 계면의 거동에 대해 충분히 고려할 필요가 있다.

 박막에 기대되는 효과에는 여러 가지가 있지만, 가장 알기 쉬운 효과는 단순한 두께의 감소이다. 예를 들어 일렉트로닉스 분야는 경박단소 (輕薄短小, 가볍고 얇고 짧고 작음) 방향으로 벡터가 진행되고 있어, 디바이스의 소형화가 가속화되어 왔다. 부품을 구성하는 모듈의 크기도 점점 소형, 박형화되어 나노테크놀로지 영역에 진입하고 있다. 또한 재료가 가지고 있는 여러 가지 물리화학적 성질 자체가 사이즈의 축소와 함께 크게 바뀌는 효과도 기대되고 있어, 이것이 극적인 변화를 가져온다. 이렇게 현저한 효과가 발현되므로 경박단소의 시도(차세대 기능성 박막의 개발)는 앞으로도 멈추지 않을 것이다.

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