[LED]LED기술의 이해, 응용 분야(조명, 백라이트, 자동차용 등)별 LED 기술 및 시장 동향 분석, LED산업의 발전방향 고찰

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[LED]LED기술의 이해, 응용 분야(조명, 백라이트, 자동차용 등)별 LED 기술 및 시장 동향 분석, LED산업의 발전방향 고찰에 대한 보고서 자료입니다.

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즉, 최근 들어 LED의 휘도(brightness)와 에너지 효율이 매우 빠르게 개선되고 있어 LED를 이용한 반도체 조명시대가 신속히 도래할 것으로 전망된다. 물론 아직까지는 이러한 기대와 달리 가격이 백열전구에 비해 많이 비싸기 때문에 상용화 보급에는 어려운 점이 많다고 한다.
21세기의 새로운 광원으로 부각되고 있는 저전력 소비의 반도체 광원인 고휘도 LED는 디스플레이용과 차량용 광원뿐만 아니라 일반 조명용 광원으로까지 응용폭을 넓혀가고 있다. 또한 LED의 휘도와 신뢰성이 어느 정도 확보됨에 따라 종래의 백열전구를 광원으로 이용하고 있던 분야에서 대체 사용을 시작하였다. 현재 Task Lighting, Decoration Lighting 등과 같은 저출력급의 특수 조명 사용으로부터 시장 진입이 활발하게 이루어지고 있는 실정이다. 고출력 반도체광원이 개발되어 특수 및 일반 조명용 광원에 적용되면 전력소모 및 에너지 소모를 줄이고 환경 개선이 가능하며 수명이 길고 견고하여 유지보수 관리 비용의 획기적인 절감이 가능해 질 것이다.
LED 기술 로드맵과 시장 전망
LED 성능별 응용제품을 연차별로 정리해 보면 다음 그림과 같이 30lm/W의 성능으로 제작되는 휴대폰 백라이트나 손전등 수준으로부터 50lm/W급 대형 LCD 백라이트 모율, 그리고 현재 한참 상용화되고 있는 자동차 헤드램프를 거쳐 2012년경에는 거리에 LED 가로등이 일반화 되는 조명시대가 열릴 것으로 보인다.
미국광산업진흥회(OIDA)와 Strategies Unlimited 그리고 한국의 넓은띠간격반도체연구회에서 제시한 자료를 바탕으로 향후 LED 시장을 전망해 보면 중저휘도와 고휘도 LED는 지금처럼 꾸준한 속도로 성장하는 반면 백색 LED의 경우 백라이트 제품이 시판되기 시작했던 2005년을 기점으로 급격히 증가하기 시작하여 150lm/W가 일반화되는 2011년경에는 일반조명등의 약 15%가 LED로 대치될 것이며, 이 때 약 150억 불의 LED 시장이 형성될 것으로 예상된다. 특히 일반 조명등과 비교하여 LED가 갖는 외형적 장점과 기능상의 우월성을 고려했을 때 현재 상상하지 못한 다른 활용 분야가 필연적으로 생겨날 것이라고 예상되며 이를 감안한다면 시장 규모는 훨씬 더 커질 수 있을 것이라 생각된다.
선진국 기술개발 동향
현재 일부 선진국의 경우에는 에너지와 환경문제를 신속히 해결하기 위해 범국가적인 과제로서 LED를 이용한 조명 기술 개발을 중점적으로 추진하고 있다고 한다.
일본의 경우 가장 발 빠른 행보를 보이며, 통산성을 중심으로 “21세기 빛 프로젝트”라는 명칭 아래 산학연이 연계되어 1998년 후반부터 기술개발을 추진하고 있다. 효율이 좋은 백색 LED를 사용하여 2010년까지 조명 사용 에너지의 20% 감소를 이루어 CO₂배출 양을 1990년 수준으로 끌어내리는 것을 목표로 삼고 있다.
미국에서는 최근 에너지부(DOE)를 중심으로 “Vision 2020"라는 next generation lighting initiative 프로젝트를 기획하여 상원 통과가 이루어졌으며 회사를 중심으로 한 next generation lighting industry alliance를 맺고 이에 대한 추진을 계속하고 있는 형편이다. 미국의 경우 유기 LED 혹은 반도체 LED의 기술을 중심으로 연구를 추진하고 있으며 200lm/W의 효율적인 광원 개발을 2020년까지 달성하려는 목표를 가지고 있다.
대만 역시 반도체 조명을 국가 핵심 사업으로 지정하고 13개 회사를 중심으로 일본을 추월하려는 야심 찬 계획을 진행 중에 있다. 중국에서도 지난 북경올림픽을 겨냥한 LED 조명 개발 사업을 국가적으로 진행해 왔었으며, 세계적으로 유명한 조명기기 회사인 GE, OSRAM, Phillips 등도 joint venture 회사를 통해 반도체 조명 연구를 활발히 진행하고 있다.
LED 산업 발전을 위한 제언
앞서 살펴본 것처럼 LED 산업 선진국들은 조명용 LED 산업의 성장성을 일찍부터 인식하고 국책프로그램으로 LED 산업을 지원하고 있다. 우리나라도 뒤늦게나마 2003년경 10대 미래성장 동력산업 중 LED가 선정되어 국가적 차원의 지원이 이뤄지고 있다. LED를 이용한 조명등을 개발하기 위해서는 기존 조명업체와의 협력관계가 필수적일 것이라고 생각되는데 이미 해외에서는 유수의 조명회사와 반도체 회사들이 공동으로 투자하여 반도체조명회사들을 설립하였으며 이들 회사들이 현재 LED 기술과 시장을 선도하고 있다는 것은 의미하는 바가 크다. 많은 기업들이 당면한 문제 중 가장 심각한 문제로 인식되는 것은 특허 문제일 것이다.
대만과 같이 국가가 조직적으로 특허를 방어해주는 정책도 필요하겠지만 고유의 원천기술을 개발하는 것이 무엇보다 중요할 것이다. 그리고 원천기술 개발과 함께 이를 활용할 응용시장 역시 신중히 고려되어야 한다. 소재부품 기술은 응용제품 시장과 운명을 함께 하기 때문에 새로운 응용시장을 창출하는 것도 기술개발의 동기부여 차원에서 반드시 필요하다고 볼 수 있다.
LED 시장이 커지고 기술이 발전할수록 장애요소가 많이 나타날 것이다. 하지만 그럴수록 산학연관이 유기적으로 협력하여 기반을 구축하고 전문 인력을 양성하여 기술개발에 정진할 때 우리나라도 세계 LED 조명기술을 선도할 수 있는 위치를 차지할 수 있을 것이다.
참고자료 출처
LED 기술과 산업동향, 백종협, 조명·전기설비 제17권 제5호, 2003. 10
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