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청색 발광 다이오드의 연구개발 동향과 자외선 발광 다이오드의 실용화 기술

전문가 제언: □ 발광 다이오드는 광의 파장 대에 따라 0.45~0.70㎛의 가시광선 영역, 0.85~0.95㎛의 단파장 영역, 1.30㎛ 및 1.55㎛의 장파장으로 대별된다. 가시광선 영역의 발광 다이오드는 디스플레이, 전기기기, 조명, 통신용에, 단파장은 리모콘, IrDA 통신 등에 사용되고 있다. 또한 장파장 발광 다이오드는 광통신용에 많이 이용되고 있다.

□ 현재 발광 다이오드의 개발 방향은 발광 효율과 휘도 개선에 역점을 두고 있다. 그러나 발광 다이오드 자체의 기술 수준은 상당히 높아져 있어 소자 수준의 개선보다는 베어칩을 패키지화하는 후공정 단계에서의 개선에 주목하고 있다. 구체적인 방법으로는 패키지에서 효율적으로 광을 내도록하는 것, 광의 누수를 방지하는 것, 큰 전류를 사용 할 때 방열 설계를 잘하는 것 등을 들 수 있다. 또한 항균, 반도체 미세패턴검사, 의료, 환경용 등으로의 수요 개척을 위해 자외선 영역의 발광 다이오드 개발이 진행되고 있다. 그의 개발 방향은 소형, 저가격화, 고효율, 장수명화에 대한 개발에 초점을 맞추고 있다.

□ 백색 발광 다이오드는 종래의 조명 기구에 비해 수명이 10만 시간 길고 소비 전력이 적다. 형광등, 할로겐 램프, 발열 전구와 치환될 것으로 기대되고 있다. 그러나 현재까지는 백색 발광 다이오드가 형광등에 비해 가격이 비싸다는 단점을 갖고 있어 많은 개선이 필요한 시점이다. 1996년 백색 발광 다이오드는 5lm/W였지만, 1999년에는 151lm/W로 개선되었고, 현재 실험실 수준에서는 251lm/W로 개선되고 있으나 더욱 개발이 진행되어야 할 것이다. 또한 칼라 LCD의 백라이트에서는 3000cd/㎡이상, 모노에서는 500~1000cd/㎡가 요구되고 있다.

□ 백색 발광 다이오드를 제외한 시장은 수량적으로 2003년 대비 10% 이상, 금액으로는 5% 이상의 성장이 기대되고 있으며, 휴대전화기의 백라이트, 자동차용의 응용 분야로의 신장이 당분간 확대될 것으로 예상된다. 백색 발광 다이오드는 2003년 대비 수량적으로는 50%이상, 금액적으로는 30%이상의 신장이 예상되며, 휴대전화용 칼라 LCD의 백라이트, 디지털카메라, 캠코더, 카오디오, PDA용의 채용이 확대될 것으로 예상된다.

□ 범용적인 발광 다이오드 산업은 대만이 급진적으로 성장하고 있어 이들과의 경쟁이 무척 어려운 상황이다. 따라서 우리는 기술력을 바탕으로 한 특수 용도의 발광 다이오드 개발과 새로운 응용 제품 개발에 힘을 기울여야 할 것이다.

저자: Shirio Sakata
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