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발광다이오드의 신뢰성 고찰

전문가 제언: ○ 최신 반도체 기술발전은 발광다이오드(LED)를 IT사회의 필수품으로 만들고 있다. 기존 조명보다 에너지 효율이 높은 백색 LED 조명 기술의 실현으로 LED의 산업화가 빠르게 진전되고 있다. 2012년 8월 KISTI 미리안 정보에 의하면 LED 매상고가 2012년 114억 US달러에서 2018년에 피크가 되어 170억 US달러에 이를 것으로 예상되고 있다. 이에는 LED 산업목표인 1루멘당 LED 제조비가 1/10로의 삭감이 들어 있다.

○ LED 산업은 판매가 도전인데, 가격과 신뢰성 데이터 부족이 문제이다. LCD 백라이트 유닛(BLU) 한대에 필요한 LED 수는 최대 수천 개이므로 품질이 중요하다. 패키지 당 LED 원가는 응용에 따라 0.4~4 US달러의 고가이고 현재 하락 중이나 기존 조명보다 아직 높다. 수명/원가 연구에 따르면 LED는 신뢰성만 보장되면 백열등보다 유리하나, 초기투자가 높아 제조비 절감이 관건이다. 삼성의 연구에 따르면 백색 LED 조명의 판매가가 50% 저하돼야 형광등 시스템과 4~5년 내에 경쟁력을 가질 것이라고 한다.

○ 이 글에서 미국 Maryland 대학의 저자들은 LED 개발사와 LED 이용 최종제품 생산자가 자원을 유효하게 집중할 수 있도록 LED 고장 메커니즘과 신뢰성에 대한 산학계의 연구를 종합적으로 소개하고 있다. LED 고장 원인을 반도체 칩관련, 연결선관련 그리고 패키지관련의 세 그룹으로 나누고, 여기에 속하는 13개 범주를 설명하고 있다. 고장 원인과 관련 메커니즘과의 관계를 부품, 구조 등으로부터 체계적으로 설명하고 총괄 요약표도 만들었다.

○ LED 패키지 봉지재 중 에폭시 수지의 황변성 등의 단점 및 이에 사용되는 형광체 발전 등의 설명은 있으나, 상용화된 최신 대체품인 고굴절률 실리콘 수지 설명은 없다. 이 재료에 적합한 형광체와의 관련 기술도 언급이 없었다. 실리콘 수지의 세계적 제조사의 국내시장 독점으로 해외에서 활로를 찾는 국내 개발사인 KCC 등 중소기업의 노력이 돋보인다. 국내 LED 시장은 휴대폰, LCD BLU 그리고 일반 조명 등이 급성장세에 있다. 2009년 삼성, LG의 LED 장착 TV 출시, 2012년 세계시장에 선보인 대형 OLED 기술이 계속 경쟁력을 갖도록 국가의 지원을 바란다.

저자: Diganta Das et el
자료유형: 학술정보