관련 통계자료 다운로드 LED소재 적용 분야 ‘발광다이오드(LED) 조명용 질화물(Nitride)·산질화물(Oxynitride) 형광체(이하 질화물 형광체)’는 기존 산화물이나 황화물 형광체보다 여기 효율과 장파장 발광 특성, 광내구성 등이 우수해 LED 조명용으로 각광받고 있는 소재다. ‘여기 효율’이란 LED칩에서 고에너지인 단파장을 흡수해 저에너지인 장파장을 발광하는 형광체의 단파장 흡수 비율을 말한다.
질화물 형광체는 LED 중에서도 최근 사용처가 많아지는 청색 LED에서 기존 형광체보다 여기 효율이 높다. 또 장파장 발광 특성이 우수해 조명에 적용하면 색온도는 낮추고 연색성은 높여준다. 원래 엔지니어링세라믹스로 개발된 소재여서 습기나 발열에 의한 효율 감소와 색 변환이 적다는 것도 강점이다.
초기에는 비상구 표시등, 교통 신호등, 자동차 패널 등 단순 표시 소자에 주로 사용됐으나 점점 그 적용 범위가 넓어지고 있다. 현재 노트북이나 TV, 디스플레이 등 정보가전의 배경 조명용 소재로 사용되고 있다. 가까운 미래에는 가정·사무실·가로등·자동차 헤드램프 등 일반 조명은 물론이고 의료·식물재배·광촉매여기·프로젝션 등 특수 조명에 적용할 수 있을 것으로 예상된다.
소재 연구는 일본이 가장 앞서 있다. 일본은 물질재료연구기구(NIMS)와 니치아(Nichia), 미쓰비시(Mitsubishi) 등 기업 주도로 10여 년 전부터 집중적인 연구가 이뤄져 실용화에도 성공했다.
우리나라는 최근까지 기존 산화물 및 황화물 형광체에 대한 연구가 주를 이루다가 지난해 처음으로 산업원천기술개발사업(화학연구원 주관)을 통해 질화물 적색 형광체 연구를 시작했다. 재료연구소는 이 사업의 세부과제로 오는 2014년까지 ‘사이알론 형광체 합성 기술 및 생산 공정 기술’을 연구 중이다.
박영조 재료연구소 기능재료연구본부 책임연구원은 “LED 조명의 특성을 결정하는 핵심 기술은 빛을 구현하는 형광체지만 현재 LED 조명용 형광체는 전량 수입에 의존하고 있어 관련 연구가 시급하다”며 “형광체 기술은 우리나라가 10대 신성장 동력으로 추진 중인 디스플레이, 미래형 자동차, 차세대 반도체 등에 필수적인 후방산업으로, 우리나라 미래 경쟁력의 필수 요소라고 해도 과언이 아니다”고 말했다.
창원=임동식기자 dslim@etnews.co.kr
