[제4회 광반도체 산업기술 워크숍]LED핵심부품 동향

　LED는 적색(R)·녹색(G)·청색(B) LED의 조합과 적절한 전기적 제어에 위해 총천연색 구현이 가능하다. 광 변환효율이 높고, 사이즈가 작고 응답속도가 빨라 기존 일반광원을 이용한 제품과의 경쟁에서 유리할 뿐만 아니라 새로운 시장의 창출도 가능하다는 것이 LED의 큰 매력이다.

　고휘도·고출력 LED 기술은 재료공학과 전기전자공학·열역학·물리학·화학 등의 종합기술이 요구되는 첨단 광반도체 기술분야다. 지식재산권의 분쟁을 피하기 위해 원천기술 확보가 관건이 되는 등 갈수록 기술개발의 난도도 높아지고 있다.

　LED 기술은 크게 △소자기술 △패키징 기술 △모듈 및 시스템 제작기술 등으로 분류할 수 있다. 소자기술은 에피 및 칩 제조기술로 나뉘며 LED 양자효율을 결정하는 단계의 핵심기술로 고가의 첨단장비와 숙련된 전문인력이 필요하다.

　백색 LED의 펌핑 광원으로 사용되는 청색LED 칩 제조기술이 상당수준으로 발전하면서 백색 LED의 광 효율이 실험실에서 100 lm/W에 이르고 있다. 이는 일반 조명용으로도 사용할 수 있는 높은 광 효율이다.

　그러나 일반조명으로 사용하기 위해서는 색 온도와 연색성을 제어할 필요가 있다. 따라서 청색 LED와 황색 형광체를 조합한 백색 LED의 색 특성은 이에 적합하지 않고 파장이 짧은 UV LED와 RGB 형광체를 조합한 백색 LED가 조명용으로 더 적합한 것으로 평가받고 있다.

　UV LED는 재료의 물성 특성상 에피 성장기술이 핵심기술이며 세계적으로도 기술이 성숙하지 않은 미개척 분야라고 할 수 있다.

　패키징 기술은 LED 출력향상을 위해서 간과할 수 없는 중요한 기술이다. 특히 1mm 이하의 작은 사이즈의 칩에 인가되는 전력 효율을 극대화하기 위해서는 방열기술이 필수적이며 응용제품의 특성에 맞는 고효율 광학설계가 필요하다. 과거 경험에 의존했던 패키징 기술은 더욱 과학적이고 전문적인 기술을 요구하고 있으며 UV LED 개발에 따른 내자외성 재료의 개발이 화두로 떠오르고 있다.

　고부가가치 LED의 제조단가를 낮추기 위한 자동화된 양산기술의 확보도 필수적이다. LED의 가격이 많이 떨어졌다고 하지만 고부가가치 제품에 사용되는 LED 제품은 아직도 높은 가격으로 공급되고 있다. 이는 시장진입에 가장 큰 걸림돌로 작용하고 있다.

　 광주=김한식기자@전자신문, hskim@