‘자외선(UV) LED’가 차세대 광원으로 주목받고 있다.
긴 수명에 소비전력이 적고 친환경이라 각광을 받고 있다. 반면에 그동안 노광기 광원으로 주로 사용해 온 UV 수은램프와 메탈할로이드 램프는 환경 규제로 입지가 축소되고 있다. 수은램프 등은 수명이 짧아 자주 교체해야 하는 번거로움과 소비전력이 높아 UV LED에 점차 자리를 내주고 있다.
가시광선인 UV는 파장대역이 100~400나노미터(㎚)에 달한다. 육안으로는 보이지 않는다. 파장대역에 따라 가정 및 산업 분야에 다양하게 쓰인다. 대표적인 것이 소독, 정수, 공기정화 같은 살균작용이다. 여기에는 255~310㎚ 파장대 UV가 사용된다.
산업 분야에는 경화기(Curing, 365~395㎚)에 주로 사용된다. UV 경화는 기존 열경화에 비해 피사체 변형이 적고 색깔이 누렇게 변하는 황변 현상도 없다. UV는 의학 분광기와 계측기(265~340㎚)에도 사용된다. 건선·진균증·습진 등을 치료하는 광선치료(310~340㎚)와 치아미백(385~395㎚), 위폐감별기(310~395㎚), 백색광원(365~405nm) 등에도 UV는 유용하게 사용된다.
UV LED는 파장대역에 따라 크게 ‘니어(Near) UV LED’와 ‘딥(Deep) UV LED’ 두 가지로 나뉜다. 파장대역이 니어 UV LED는 365㎚-400㎚고, 딥 UV LED는 340㎚ 이하다.
니어 UV LED가 적용되는 주요시장은 경화 공정이다. 기존에는 열 압착 방식이나 메탈할라이드 제품으로 경화했지만 이는 피사체에 많은 열을 수반하고 변색과 변형 등의 문제를 낳았다. UV LED 경화 공정은 비용 면에서도 효과적인 친환경 저전력 소자다. 메탈할라이드 2K급 램프 기준 전력비용을 85% 정도 절감할 수 있는 것으로 알려졌다. 그뿐만 아니라 메탈할라이드를 적용한 장치는 부피가 크고 교체주기가 짧은 불편이 있다.
UV LED 경화장치는 소형화할 수 있고 수명도 1만5000시간 이상으로 길다. 생산 공정에 도입하면 보다 높은 효율과 공간활용을 극대화할 수 있어 점차 사용이 늘고 있다.
‘딥 UV LED’ 주요 적용 대상은 살균과 공기정화, 소독 등이다. 살균은 균종 DNA 알고리즘을 끊을 수 있는 파장대인 253.7㎚를 사용한다. 265㎚와 280㎚ 살균 파장대를 적용하려는 움직임이 활발히 진행되고 있다. UV LED는 점 광원이라는 특성도 있다. 기존 면 광원 램프(Lamp)와 다른 점이다. 이 때문에 램프 시장을 완전히 대체하기 위해서는 비용절감적인 점 광원 기술 구현이 중요하다.
올해 세계 UV LED 시장 규모는 1억3000만달러로 추정된다. 오는 2017년에는 두 배 이상 성장한 2억7000만달러가 될 것으로 시장조사기관이 예측하고 있다. 소자가 아닌 완제품 시장으로 보면 규모가 엄청 더 커진다.
물 살균용 UV LED는 경화용과 UV LED 광원, 기존 수은램프를 압도하는 폭발적인 성장세를 보일 전망이다. 국내시장 규모는 1200억원 정도인데 2013년부터 매우 빠른 속도로 커지고 있다. 앞으로도 수은램프와 메탈할라이드를 대체하면서 지속 성장이 예상된다.
UV LED 분야 강소기업도 속속 생겨나고 있다. 유버, 마이다스시스템, 인피테크, 옵티레이, 리트젠, 주은유브이텍 등이 대표적이다.
유버는 대면적 노광기 개발을 앞세워 ASML, 니콘, 캐논 글로벌 UV 노광기 업체에 도전장을 내 주목받고 있다. 옵티레이 역시 정밀 자동 UV 노광기를 국산화해 중국 수출에 박차를 가하고 있다. 인피테크는 UV LED 광원 주변노광장치를 국내 처음으로 개발했고, 마이다스시스템 역시 UV LED 탑재 마스크정렬 노광장치를 처음 선보여 시선을 모으고 있다. 이들은 중국, 일본, 동남아 등 해외 수출도 나서며 ‘메이드 인 코리아’ 힘을 외국에 떨치고 있다.
강용훈 유버 사장은 “UV LED는 저전력으로 인한 동력비용 절감과 친환경 소재라는 매력이 있다”며 “더욱이 공정 대기시간이 불필요하고 유지보수 비용 절감 등 장점으로 점차 램프 시장을 대체하고 있다”고 말했다.
방은주기자 ejbang@etnews.com
