차세대 친환경 광원인 발광다이오드(LED)에 정부와 업계의 관심이 뜨거운 가운데 발광 효율을 높이고 가격경쟁력을 갖추기 위한 5개년 산학협력 프로젝트가 결정돼 주목된다.
한국산업기술평가원(원장 이계형)이 지난 10월 공모한 2008년도 중장기산업기술개발사업 신규과제에서 `HWLP를 이용한 등기구효율 110lm/W급 LED 조명기술 개발' 사업자로 한국 광기술원 유영문 박사가 이끄는 컨소시엄이 최종 확정됐다. 이 컨소시엄에는 한국광기술원, 전자부품연구원(KETI), 한국에너지기술연구원(KIER) 등 연구기관과 금호전기, 남영전구, 대진디엠피, 에피밸리, 에스이티아이, 고려대, 가천의과학대가 공동으로 참여한다.
이 과제가 완료되면 1와트당 110루멘(lm)의 밝기를 구현하는 LED 조명이 나올 수 있게 된다. 1루멘은 약 10개의 초를 켠 밝기로 현재 백열전구가 와트당 15루멘, 할로겐 등이 20루멘, 형광등이 80∼100루멘인 점을 감안할 때 매우 밝은 수치라는 것이 전문가들의 의견이다.
현재 LED 3개로 형광등보다 밝은 제품이 나와 있지만, 이 과제는 LED칩 뿐 아니라 모듈 및 패키징 과정을 거쳐 최종 완성품의 밝기가 110루멘이 되는 것이어서 칩 단계에서는 140∼150루멘을 구현한다는 것이 연구팀 관계자의 설명이다.
연구팀은 LED칩의 가격을 낮추기 위해 차세대 반도체 공정기술도 응용할 계획이다. 반도체 웨이퍼를 칩단위로 자르고 패키징 및 와이어 본딩을 거치는 현재 공정이 아닌, 웨이퍼 상에서 바로 패키징 처리를 하고 잘라서 쓰도록해 제작단가와 시간을 단축하는 하이브리드 웨이퍼 레벨 패키징(HWLP) 공정을 연구해 LED 제작에 적용하기로 했다.
광기술원 유영문 박사는 "그간 LED칩은 가격의 압박을 상대적으로 덜 받아왔지만 이제는 가격도 중요 경쟁요소가 됐다"며 "반도체의 WLP 공정을 LED에 적용시켜 집적도는 높이고 가격을 낮추는 것이 개발의 관건"이라고 말했다.
이 연구에는 사람 심리와 주변 환경을 고려해 LED를 이용한 조명 콘텐츠 개발도 포함돼 있다. 고려대학교는 조명 색온도에 따른 인간 감성과 심리적 영향을 분석해 지표를 개발하고, 가천의과학대는 실내와 야외, 주야간 변화 등 다양한 환경에 적합한 조명 지표를 개발해 인간과 환경을 고려한 지능형 조명기구를 개발하는 새로운 시도도 함께 이뤄질 예정이다.