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백색 LED용 질화물 형광체 개발

전문가 제언: ○ 조명은 백색전구가 발명된 이후 현재는 대부분 형광등이 주류를 이루고 있다. 그러나 형광등도 많은 발전이 있었으나 에너지 절감과 유해물질문제 등을 해결하기 위한 일환으로 백색 LED에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. LED는 형광등에 비하여 소비전력을 30% 줄일 수 있으며 수은을 사용하지 않기 때문에 친환경적이다.

○ 그동안 CRT와 디스플레이에 필요한 형광체는 많은 종류의 물질이 개발되어 사용되고 있다. 백색 LED에 필요한 3종류의 형광체는 모두 개발되어 여러 가지 발색의 LED가 제조되고 있다. 그러나 이러한 형광체를 이용하여 자연광에 유사한 광을 얻는 것이 어려웠다.

○ 현재의 백색 LED는 청색 LED와 황색 형광체를 조합한 구성이기 때문에 녹색과 적색성분이 적고 색 재현에 문제가 있었다. 이 연구에서 내화재료로 연구되어온 β사이아론은 질화규소의 고용체이다. 여기에 광학 활성을 가진 Eu(Europium) 이온을 고용시켜 합성한 것으로 화학적으로 안정성과 내구성이 우수한 녹색 형광체를 개발하였다. 이 형광체는 300～400㎚ 파장의 빛으로 여기가 가능하고 청색 LED를 광원으로 하는 백색 LED용 녹색 형광체로 적합하다.

○ 백색 LED용 재료의 개발이 진전되어 조명 광과 조명효율이 개선되고 있어 수년 이내에 일반 LED조명이 보급될 것이다. 현재에도 저출력용의 특수조명에 이용이 활발하게 진행되고 있으며, 장래에 고출력 광원이 개발되어 일반조명에 이용되면 에너지 소모와 환경도 크게 개선될 것으로 기대된다.

○ 국내 LED에 대한 원천기술은 낮은 주준이나 많은 연구자들이 관심을 가지고 각 분야에서 연구를 진행하고 있다. 앞으로 일반 조명에 활용에 대비하여 정부의 지원이 필요하다고 본다.

저자: Naoto Hirosaki, Rong-Jun Xie, Ken Sakuma
자료유형: 학술정보