“햇빛을 집안으로”
- 자연광을 구현하는 백색 LED용 형광체 -

인류의 발전과 함께 보조를 맞춰온 인공광원, 그 최초의 형태는 불 자체였겠지만 이제는 태양에서 쏟아지는 빛에 도전하고 있다. 바로 백색 LED(Light Emitting Diode; 발광다이오드) 덕분이다.

백색 LED는 발광 다이오드와 형광체의 색을 혼합하여 백색을 구현하는 장치를 말한다. 이를 통해 자연광에 가까운 색을 재현할 수 있고 전력 소비량이 백열 전구와 형광등의 각각 10% 및 70% 정도에 불과하여 차세대 광원으로 급부상중이다. 백색 LED의 백색광은 일반적으로 청색 다이오드와 녹색·적색 형광체, 또는 청색 다이오드와 황색 형광체의 빛을 혼합하여 구현되기 때문에, 형광체의 광특성, 휘도 등에 의해 백색광의 색재현성이 결정된다고 해도 과언이 아닐 정도로 백색 LED에서 형광체는 매우 중요한 요소이다.

형광체란 외부 에너지원에 의하여 전자가 여기하여 높은 에너지 준위에 위치해 있다가 낮은 에너지로 떨어지면서 빛에너지를 방출하는 물질을 말하는데, 외부 에너지원으로는 자외선 또는 청자색 가시광선이 주로 사용된다.

이 백색 LED의 핵심 기술인 형광체 물질에 대한 특허 출원이 최근 급증하고 있다.
특허청(청장 고정식) 자료에 의하면, 백색 LED 관련 형광체 물질에 대한 특허 출원은 2007년까지 총 121건으로, 그 중 2005년 이후 86건이 출원되어 전체 출원의 71%를 차지하고 있어, 주요 기술로 인식되고 있는 것으로 보인다. (붙임 1 참조).

형광체의 발광 색에 따른 출원동향을 살펴보면, 황색 형광체에 관한 출원이 41건(33.8%), 적색 형광체에 관한 출원이 32건(26.4%), 녹색 형광체에 관한 출원이 13건(10.7%), 청색 형광체에 관한 출원이 8건(6.6%), 혼합 형광체에 관한 출원이 13건(10.7%)을 차지하고 있어, 청색 발광 다이오드에 적용하여 백색 LED를 구현하기 위한 황색 형광체에 대한 연구 개발이 상대적으로 활발히 이루어지고 있는 것으로 보인다. (붙임2 참조).

출원인별로는, 내국인 출원 85건(70.2%), 외국인 출원 36건(29.8%)으로 내국인이 다수를 차지하고 있으며, 이중 한국화학연구원이 19건으로 가장 많은 출원을 하고 있고, 서울반도체(13건(10.7%)), 삼성전기(13건(10.7%)) 등이 관련 기술을 출원하였다. (붙임 3 참조). 특히 한국화학연구원의 19건 중 7건이 엘지이노텍, 삼성전기 등과 공동으로 출원되어, 공동 연구 개발이 활발한 것으로 보인다. 한편 외국인 출원의 경우 일본 출원인이 28건(23.1%)을 출원하여 외국인 출원의 대부분을 차지하고 있으며, 이 중 일본 산업기술종합연구소, 스미토모 화학, 후지쿠라, 니치아 등을 대표적인 다출원인으로 꼽을 수 있다.

현재 백색 LED의 핵심 기술 중 하나인 청색 발광 다이오드의 경우 유럽 및 일본의 선발업체들이 원천 특허를 확보하고 있는 실정이다. 그러므로 백색 LED 기술에 대한 경쟁력을 갖추기 위해서는 또 하나의 핵심 기술인 형광체 물질에 대한 출원이 더욱 필요한 시점이며 우수한 색 재현성을 구현하는 형광체 원천 기술의 확보가 절실할 것으로 보인다.

붙임 : [참고자료] 가 포함된 보도자료 1부.
문의 : 화학생명공학심사국 정밀화학심사과 사무관 이옥주 (042-481-5573)