LED 조명제품의 설계기술과 금후 동향

전문가 제언

○ LED는 화합물 반도체를 빛의 광원으로 사용하는 초경량 소자로 전력절감이 탁월하며 유리전극, 필라멘트, 수은 등을 사용하지 않는 광원으로 각광을 받고 있다. 2015년까지 국내 조명의 30%를 LED 조명으로 교체할 경우 매년 160억kWh의 전력(100만 kW급 원자력 발전소 2기의 전력 생산량)을 절감하고 680만 톤의 이산화탄소 배출량을 감소시킬 수 있는 저탄소 녹색성장 정책에 필수적인 제품이다.

○ LED 발광효율은 내부 양자 효율과 광 추출효율로 결정되며 전자는 단위 시간당 공급되는 전자의 개수 중 발광하는 광자로 바뀌는 전자의 개수의 비로 기판의 특성에 의존한다. 후자는 LED 내부에서 생성된 광자들 중에서 LED 표면으로 방출된 광자의 개수로 정의되며 소자를 빛이 방출되기 쉬운 구조로 만들거나 LED칩 구조를 바꾸거나 칩의 표면을 가공하는 기술 등으로 광 추출효율을 높이고 있다.

○ 본고에서는 드롭 메커니즘이 해명되지 않은 현재는 LED모듈의 반사면으로 알루미나보다 열전도율이 크고 가시영역의 흡수가 적은 세라믹재료의 개발과 LED모듈의 성능 및 안전 요구사항 등에 대한 국제적 규격의 필요성을 강조하고 있다. (주)휴닉스와 같은 국내 조명제품 재조회사도 모듈의 설계개선과 국제규격 제정의 선점에도 정부와 협력해 나가야 할 것이다.

○ 국내에서는 서울대학 연구팀은 p-GaN 표면에 E-beam노광과 ICP-RIE 식각공정을 통해 주기적인 나노형상의 광 밴드 갭을 형성하여 광 추출을 높였다. GIST의 정건영교수는 2010년에 InGaN청색 LED의 ITO 전극층에 저온 수열합성법으로 ZnO 나노 막대의 광도파로를 만들어 30% 이상 발광효율을 증가시키는 등 나노 패터닝을 이용한 연구가 있었다. 그러나 세라믹 반사면의 재료개선에 의한 반사율의 증대에 관한 연구도 필요하다고 생각한다. 향후 백색 LED에 대한 기대는 매우 크며 발광효율의 향상, 연색성, 가격문제, LED 광원의 기능평가 및 인체에 미치는 영향에 대한 연구가 지속적으로 진행되어야 할 것이다.

저자

Makoto Bessho

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2012

권(호)

47(3)

잡지명

セラミックス

과학기술
표준분류

재료

페이지

161~166

분석자

김*호

분석물

• LED 조명제품의 설계기술과 금후 동향.pdf [247,961 byte]

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