국내 최초 3mW(밀리와트)급 380nm UV(자외선) LED 개발
380 nm UV LED시제품 (한국광기술원)
한국광기술원 LED사업단 백종협박사팀이 산업자원부 지역산업 중기거점 기술개발 사업비를 지원받아 개발에 성공했다.
※ 과제명 : 초고출력 380nm UV LED 기반기술개발(‘04.12～’08.9)
광기술원이 개발한 380 nm UV LED의 성능은 세계 최고 기술을 보유한 일본 니치아사화학(주)의 상용 LED와 비슷한 출력을 가지고 있어 당장 위폐감지기 등에 활용이 가능하며, 20mW급 380nm UV LED 개발이 완료되는 2008년에는 반도체 조명산업과 의료/환경산업 등에 활용되어 연 10억불 이상의 수입대체 효과를 가져 올 수 있을 것으로 예상된다.
UV LED는 400nm 미만의 파장을 갖는 질화물계 재료를 이용한 발광다이오드로서 위폐감지기, 살균기, 공기 및 수질 정화기 등 의료, 환경, 바이오산업에 활용이 가능하며 RGB 형광체와 조합하여 색순도가 좋은 조명용 백색 LED 제작을 위한 펌핑(pumping)광원으로도 중요시되고 있는 미래 유망제품이다.
※ 응용제품 : 위폐감지기, 살균기, 공기/수질 정화기, DNA 검출기, 고분자 응고기, 단거리 비밀통신 모듈 등
UV LED는 알루미늄 첨가에 따른 양자효율 저하와 소자 내부의 광흡수 손실을 줄이기 위한 박막성장법이 핵심 기술로서 현재 세계적으로도 개발이 미진한 상황이며, 우리나라에서는 삼성종합기술원과 LG전자기술원, 에피밸리 등이 백색 조명용 405nm 청자색 LED를 개발중으로, 400nm 이하의 UV LED는 이번이 국내 최초로 개발된 제품이다.
금번 기술개발을 통해 300nm 미만의 UV LED 기반기술이 확보되었으며, 관련특허 3건이 출원되었고 6개의 특허를 출원 신청중이다.
LED (Light Emitting Diode)산업 현황 및 전망
□ LED 개요
LED는 전기 에너지를 빛에너지로 바꿔주는 광반도체 소자로서 트랜지스터에 버금가는 기술혁신으로 평가받는 차세대광원임
재료에 따라 적외선(IR), 가시광선, 자외선(UV) 등 폭넓게 발광이 가능하며, 특히 적, 녹, 청색(RGB)의 적절한 조합으로 16.7백만개의 총 천연색 구현이 가능
1962년 미국에서 최초로 개발된 LED는 표시기 수준에 머물렀으나, 1990년 이후 기술의 급속한 발전으로 휘도가 향상되면서 사인, 시그널, 디스플레이 등 그 응용범위가 크게 확장됨
최근에는 통신, 정보, 의료, 환경 분야에도 활용영역을 확장해 나가고 있으며, 2010년부터는 가정용 일반 조명등까지 대체하기 시작하여 반도체조명 시대가 열릴 것으로 기대되고 있음
또한, 에너지 절감(백열전등 80%, 형광등 20% 절감), 친환경(무수은, CO2 저감, 폐기물 처리용이), 감성적 조명특성으로 인하여 LED는 ”21세기의 빛”으로 평가
□ LED의 국내외 시장 규모
2005년 LED 세계시장은 40억불로 지난 8년간 연평균 47%의 고성장을 지속중임
휴대폰용 LED 시장이 강세를 보여 왔으며, LCD 및 자동차용 LED 시장의 고속성장이 예상되고, 조명(illumination, lighting) 수요는 2007년 이후 급증 예상
전세계 LED 공급은 일본 58%, 미국 15%, 독일 15%, 한·중·대만 3국 12% 점유, 수요측면에서는 아시아가 전체의 70%를 차지
백색 LED는 2010년 약 75～120억불의 조명시장을 창출할 것으로 예측 (전체 조명시장의 약 10%)
□ LED의 국내시장 동향
휴대폰 키패드에 LED를 채용하면서 국내생산(’03년 10,500억원)이 수입(’03 8,255억원)을 초과하기 시작
국내 LED 칩 생산력은 충분치 않아, 국내 중소 패키지 업체들이 대만 및 일본으로부터 칩을 수입하여 LED를 제조
우리나라 LED 시장은 휴대폰, LCD, 자동차 등 전방산업의 발달로 국내 시장이 성숙되어 있고, 반도체조명 시장진입 이후 2020년까지 지속적 고속성장이 예견됨
삼성전기 및 LG 이노텍 등을 비롯한 국내 LED 업체들은 생산량 확대를 위해 시설 증설 투자에 박차를 가하고 있음
고휘도 LED 광소자, 고출력 패키지, 고성능 반도체조명 모듈 및 시스템 개발 등 체계적인 국제 기술경쟁력 확보가 시급
일본, 미국 등 기술 선진국뿐만 아니라 대만, 중국 등 후발국에 대규모 국내외 반도체조명 시장을 상실할 우려가 있기 때문에 연구개발투자를 늘리고 있음
산업자원부는 광주 광산업 지역진흥사업 프로그램의 일환으로 한국광기술원을 설립하였고, 원내에 LED 연구사업단이 조직됨
LED 소자 공정라인 구축, 반도체광원 시험생산기술지원 센터 설립, 반도체조명기술센터 설치 등 고급 LED 조명제품 개발을 위해 장비, 인력을 대거 확보함
반도체조명 시장의 선도를 위해 국내 30여 유력 LED 제조사들은 한국광기술원을 중심으로 “LED 특허컨소시엄”을 구성하여 원천기술개발, 독자특허 확보 등 국제경쟁력 확보를 위한 기술협력 강화하고 있음
초고출력 380nm UV LED 기반기술 연구개발
□ 사업명 : 초고출력 380nm UV LED 기반기술 개발(지역산업 중점기술 개발과제)
□ 필요성 및 목적
ㅇ 에너지저감 및 친환경 광원으로 반도체 조명이 적합
ㅇ 반도체조명시대 조기 진입을 위한 UV LED 개발
□ 사업개요
ㅇ 사업목표 : 20mW급 380nm UV LED 개발
ㅇ 총사업기간 : 2004.12 ~ 2008.09(46개월)
ㅇ 총사업비 : 5,409백만원(정부 3,849백만원, 민간 1,560백만원)
ㅇ 주관기관(총괄책임자) : 한국광기술원(백종협 박사)
- 참여기업 : LG이노텍, 탑알앤디, 바이오닉스, 케이이오
ㅇ 사업내용
- 초고출력 380nm UV LED 칩 개발
- UV LED 기반 백색 조명용 패키지 개발
□ 기대효과
ㅇ 반도체조명기술 우위확보 및 시장 선점에 의한 수입대체
ㅇ 형광체, 패키지재료 등 후방산업 기술 국산화 촉진
ㅇ 반도체조명에 의한 국가 에너지절감
ㅇ 지역산업 진흥에 의한 지역균형발전
웹사이트: http://www.mke.go.kr
연락처
반도체전기과 정승일 과장, 이승연 사무관 02-2110-5685
산업자원부 홍보담당관실 이춘호 02-2110-5015
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2013년 1월 9일 15:38
