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국내최초 2500루멘(lm)급 백색조명용 LED 광원모듈
조명용 백색 LED, 국산화 본격 실현된다
‘2500루멘(lm)급 백색조명용 LED 광원모듈’이 국내 기술로 개발됐다. 한국광기술원 연구진에 의해 개발된 백색조명용 LED 광원모듈은 할로겐등을 능가하는 2500루멘(lm)으로, 경관조명 및 건축조명, 자동차 전조등에 활용할 수 있다.
특히 한국광기술원은 이에 그치지 않고 연내에 4000lm급 백색 LED 광원모듈 시제품 개발을 완료하고 고강도 LED 광원모듈 상용화에 한발 더 다가갈 수 있도록 한다는 계획이다. 이를 통해 국내 LED 산업은 반도체 조명시장에 조기 진입할 수 있음은 물론, 세계시장 선점을 위한 발판을 마련할 수 있게 됐다.
글 / 오경림 기자 popo@popsign.co.kr 사진 및 자료제공 / 산업자원부, 한국광기술원
백색 조명용 LED 광원모듈 개발
산업자원부 광주 광산업 지원성과가 본격적으로 드러났다. 산업자원부는 지난 7월7일 국내최초로 2500루멘급 백색 조명용 LED 광원모듈의 개발을 완료하고, 공식적으로 발표했다.
개발된 광원은 세계 수준의 1캘빈/와트(K/W) 이하의 열저항을 갖춘 백색 조명용 LED 광원모듈로, 2500루멘 값을 가지고 있어 경관조명, 건축조명, 그리고 자동차 전조등에 활용할 수 있다. 특히 이번 LED 광원모듈의 성공은 국내 기술로 이뤄져 의미가 크다.
이미 해외 기업들은 LED를 이용해 경관조명 투광기용 광원모듈, 실외 가로등원 광원모듈을 개발하고 실제적으로 적용하고 있으며, 궁극적인 조명 시장 진입을 위해 LED조명 기술의 발전을 가속화하고 있다. 하지만 우리나라는 원천기술의 부족 등 여러 가지 문제점으로 인해 극소수 업체를 제외하고 기술 및 제품개발 실적이 미미한 실정. 따라서 그동안 다국적 기업이 LED 광원, 특히 백색 조명용 LED 광원 시장을 독점해오고 있는 현실에 비춰볼 때, 이번 백색 조명용 LED 광원모듈의 개발은 큰 의미를 지니고 있다.
한국광기술원 LED/반도체 조명연구사업부 유영문 부장은 제품 개발 동기에 대해 “국내 기업들로 하여금 개발의욕을 고취하고 LED 중추 연구소인 한국광기술원의 조명분야에 대한 기술적인 리더쉽(역량)을 보여주기 위해 개발을 진행했다”고 밝히고 “어마어마한 반도체 조명산업은 차세대 성장동력 산업으로 해외 다국적 기업들에게 넘겨줄 수 없기 때문에 조명에서 핵심요소 기술인 LED 광원 모듈을 개발하게 됐다”고 강조했다.
시장적 측면에서 보면 조명용 광원모듈의 세계시장규모는 약 200억불로 Osram, GE, Philips 등 다국적 기업이 시장의 70~80% 차지하고 있다. 국내시장 규모는 약 6000억원 규모로 추산되며, 약 80% 이상을 Osram, GE, Philips 등으로부터 수입하고 있어 2000억원 이상의 무역역조가 발생하고 있다.
그러나 이번 개발 시제품이 기업으로 기술이전 돼 상용화될 경우, 2010년에는 3000억원의 무역역조 및 산업구조가 개선될 것으로 전망된다.
백색 조명용 LED 광원모듈 개발
한국광기술원에 의해 개발된 백색 조명용 LED 광원모듈은 POB(package on board) 방식이 아닌, COB(chip on board) 방식에 의해 제조된 것이 특징적인 부분이다.
많은 조명업체들이 제품생산에 필요한 LED를 손쉽게 구할 수 있고, 기술적 접근이 용이하다는 점에서 POB 방식으로 광원모듈을 제조하고 있는 실정이지만, 한국광기술원은 기술적으로 차별화된 제품을 생산하기 위해 고집적화된 COB 방식으로 LED 광원모듈을 제작했다.
한국광기술원 LED/반도체 조명연구사업부 김태훈 박사는 제품에 대해 “COB 방식의 칩 실장기술을 채용한 ‘백색 조명용 LED 광원모듈’은 열저항 0.95K/W로, 70개의 칩이 사용됐다”고 말하고 “특히 고집적화를 통한 모듈 제작으로 방열 설계가 중요한 관건이었다”며 강조했다. 이어 “핵심기술인 방열 설계를 위해 한국광기술원에 방열설계 관련 핵심 인력 및 기초 인프라 구축을 완료하고 이를 통해 제품 실현이 가능했다”고 설명했다.
특히 LED/반도체 조명연구사업부는 관련 기술이 국내 최초라는 점에서 시제품 개발 관련 정보수집이 쉽지 않았으며, 또한 LED 칩 및 패키지 재료 수급에도 많은 어려움이 따랐다고 토로했다.
김태훈 박사는 이에 대해 “실제적으로 개발단계에서 어려움은 있었지만, 한국광기술원에 방열설계 관련 핵심 인력 및 기초 인프라 구축을 완료해 이를 가능하게 했다”며 “추후 관련 인력과 인프라 구축을 더욱 확충해 이를 기점으로 LED 광원모듈 개발에 활성화를 이룰 수 있을 것”이라며 자신했다.
백색 LED 관련 특허 문제 해결 방안 마련
한편 백색 LED 생산 및 보급에 있어 해결해야 하는 문제가 한 가지 있다. 바로 백색 LED 관련 특허 문제가 그것. 그러나 한국광기술원은 백색 LED 제조를 위한 칩과 형광체 특허 문제의 해결 방안을 마련해 놓은 상태다.
김태훈 박사는 “본 개발품의 경우 기술이전 되어, 국내 업체에서 생산하는 것에 특허 문제는 없을 것으로 생각된다”며 “시제품에 사용된 형광체는 광주의 포스포 기업에서 생산한 황색 형광체로, 일본 니치아사나 독일 오스람사의 황색 형광체 특허에 대응 가능한 특허로 제품생산에 문제가 없을 것으로 판단된다”고 설명했다. 이어 “현재 국내 칩 제조업체들의 기술 수준이 해외 유수의 업체들과 동등한 수준으로 충분히 특허문제를 극복할 수 있을 것”이라며 덧붙였다.
특히 한국광기술원 LED/반도체조명연구사업부(백종협 박사팀)에서는 산업자원부 지역진흥사업 등의 지원을 통해 집중적으로 LED 광원모듈용 칩 개발에 매진하고 있으며, 해외 선진사에 대응할 수 있는 특허 및 원천기술 확보에도 힘을 쏟고 있다.
[출처 : 팝사인] |
