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:: 발광 효율 100lm/W, 광속 1000lm 이상의 백색 LED 기술이 속속 등장
관리자  2007-12-15 21:56:47, Hit : 1,598, Rec. : 435

반도체 LED 소자를 조명 기구에 이용하기 위한 기술 개발이 매우 활발하게 이루어지고 있다. 특히 최근의 백색 LED 기술의 진보는 LED 조명에 대한 실용화 및 시장 확대의 가능성을 크게 높여주고 있다. 실제로 지난 3월, 일본에서는 코이토제작소가 백색 LED를 이용하여 제작한 헤드램프가 도요타 자동차의 렉서스 시리즈에 세계 최초로 탑재된 바 있다(참조URL1). 헤드램프와 같이 많은 광량과 고휘도를 요구하는 광원의 경우, 고출력 백색 LED 기술의 개발이 필수적이다. 이처럼 각종 가정용 조명 기구는 물론, 자동차용 헤드램프에 이르기까지 백색 LED 조명의 응용 분야는 매우 다양하다. 지난 6월 14~15일 양일간에 걸쳐 일본에서는 닛케이 일렉트로닉스와 닛케이 마이크로디바이스가 공동 주최한 [LED 테크놀로지 심포지엄 2007]이 개최되었다. 이 심포지엄에서 각 업체는 100lm/W 이상의 발광 효율과 1000lm 이상의 광속 특성을 갖는 고출력 백색 LED 기술에 대해 발표하였다.

미국의 Philips Lumileds Lighting사는 2.3A의 구동 전류를 투입하여 1500lm의 광속을 실현할 수 있는 백색 LED를 시작하였다고 밝혔다. 휘도는 100Mcd/m2에 달하며 HID 램프를 초과하는 수준이다. 2009년까지 4개의 칩을 패키지 한 제품으로 HID 램프 및 두 개의 할로겐 램프와 동등한 광속을 얻을 수 있을 것으로 전망하고 있다. 또한 앞으로 백색, 청색, 녹색 LED에 적용해 나갈 기술과 향후의 전망에 대해서도 강연하였다. 이들 LED의 경우 전류를 크게 하면 발광 효율이 떨어지는 [Droop] 현상이 일어나 고출력화 하면 발광 효율이 저하하는 문제가 발생한다. Lumileds사는 LED의 층 구조를 개선함으로써 Droop 현상을 억제하고 발광 효율을 15~29% 향상시킬 수 있는 기술을 개발하였다. 이 기술은 지난 2월 다른 기사를 통해서도 발표되었는데, 문제의 해결 방법에 대해서는 명확한 언급을 하고 있지 않다. 또한 LED의 기판인 사파이어 기판을 제거하는 방법을 통해 발광 효율을 백색 LED에서 50%, 청색이나 녹색 LED에서 30% 향상시킬 수 있다고 발표하였다. 한편, 백색 LED의 발광 효율 향상과 저가격화 전망에 대해서는, 가까운 시일 내에 발광 효율은 현재의 75lm/W에서 150lm/W로, 구동 전류는 700mA에서 2A로 증가할 것이며, 생산성의 최적화를 통해 가격을 절반 정도로 낮출 수 있을 것이라는 전망을 제시하였다.

독일의 OSRAM Opto Semiconductor사는 원패키지 백색 LED에서 1100lm의 광속을 얻을 수 있는 백색 LED인 [OSTAR Lighting]에 대해 보고하였다. 이번에 발표한 제품은 6개의 LED 칩을 직렬로 접속하여 패키지화 하였다. 패키지 시의 방열성을 높이기 위해 세라믹 기판을 사용하였다고 한다. OSRAM은 [ThinGaN]라고 불리는 칩 기술을 사용하여 백색 LED를 제조하고 있다. ThinGaN는 사파이어 기판 위에 결정 성장 시킨 InGaN와 Ge 등의 캐리어 재료를 접합하여 사파이어 기판을 레이저 광 조사법으로 리프트 오프하여 제작한다. 지난 2월에 발표된 다른 기사에 따르면, 이번 제품에서 밝기가 크게 증가한 이유는 고밀도 칩 패키지 기술에 기인하는 것으로 보인다. 즉 6개의 LED 칩은 1mm^2의 면적에 빽빽하게 밀집되어 있다.

일본의 시티즌 전자는 70lm/W의 발광 효율과 1000lm의 광속을 얻을 수 있는 시제품을 제작했다고 밝혔다. 이번 제품에서는 패키지의 구조를 변경했다고 한다. 현재는 제품화를 위한 신뢰성 검증 단계라는 설명이다. 발표에서는 앞으로 발광 효율을 200lm/W까지 향상시킬 수 있을 것이라고 말하면서 발광 효율 상승에 대한 강한 의지를 나타내었다.

한편, 지난 3월에 일본에서 개최된 조명 기술 및 기기 관련 전시회인 [라이팅페어 2007]에서도 조명용 백색 LED 최신 기술과 시제품이 다수 발표되었다(참조URL2). 이 전시회에서 도시바 라이테크는 발광 효율 50lm/W, 광속 265lm의 조명 기구를 전시한 바 있다. 이러한 특성을 갖는 조명 기구는 40W의 백열전구가 동일한 밝기를 내면서 전기요금을 1/7 정도로 줄일 수 있는 수준이다. 이 기술에서는 백색 LED의 가열을 억제하여 발광 효율의 저하를 최소화 한 것이 특징이다. 또한 니치아화학공업에서도 투입 전류를 늘려 밝기를 높일 수 있는 발광 효율 100lm/W의 백색 LED 기술을 발표한 바 있다.



 

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