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기술번호
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KST2014066732
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자료제공기관
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미래기술마당
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기술공급기관
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한국광기술원
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기술명
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표면 코팅 기술을 적용한 고신뢰성 LED용 형광체 개발
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기술개요
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본 발명은 발광 다이오드용 형광체 및 그의 표면 코팅 방법에 관한 것으로, 졸겔 물질을 전구체로 사용하여 코팅 물질이 제조되는 단계를 포함하고, 상기 코팅 물질에 형광체가 침지되어 코팅되는 단계를 포함하며, 상기 코팅된 형광체가 건조되어 열처리 되는 단계를 포함한다. 본 발명에 의하면, 발광 다이오드용 형광체에 투명한 졸겔 물질을 코팅함에 따라 형광체가 봉지재와 혼합된 후 실제 사용되었을 때 코팅층이 방어벽 역할을 하여 광원의 안정적인 색을 유지하여 형광체의 신뢰성을 증진시킨다.발광 다이오드, 형광체, 졸겔물질, 코팅
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개발상태
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유사환경 테스트
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기술의 우수성
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1) 신뢰성이 떨어지는 발광 다이오드용 형광체를 안정한 물질로 코팅하여 보호함으로써 형광체의 신뢰성 향상.
2) 표면의 손상된 부분을 코팅하면 형광체의 변환효율이 향상되어 형광체 종류에 따라서 성능이 향상될 수 있음.
3) 투명한 졸겔 물질로 발광 다이오드용 형광체를 코팅함에 따라 봉지재 내에서 활성물질이 산화되거나 형광체의 결정성이 떨어지는 현상을 방지하여 형광체의 효율을 증진시키는 효과가 있음.
4) 또한, 발광 다이오드와 발광 다이오드용 형광체를 이용하여 백색 구현 시, 코팅된 형광체를 사용함에 따라 균일한 색좌표를 유지하여 형광체의 신뢰성을 증진시키는 효과가 있음.
5) 형광체를 생산하고 있는 업체의 제품에 적용하면 형광체의 수명을 향상 시키고, 형광체의 종류에 따라서는 성능도 증가 시킬 수 있어 업체의 제품 경쟁력이 높아질 것임.
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응용분야
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○ LED조명은 기존 일반조명이 사용되는 거의 전 분야와 적외선, 자외선 등의 특수 조명산업을 전방산업으로 하고 있으며, 저전력, 장수명, 친환경 특성에 주목해 LED TV의 BLU(Back Light Unit)와 일반조명 분야에서 큰 수요를 보이고 있음. 특히 LED 전체 시장에서 가장 큰 비중을 차지하는 일반조명 시장에서 고품격 New-IT 융합 공간을 제공하며 기존 가정 및 사무실 조명을 대체하게 된다면 메모리 반도체를 능가하는 부품소재 시장을 형성할 것으로 기대됨.
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시장규모 및 동향
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1. 해외 시장동향
1) 백색 LED 패키지 시장의 성장으로 백색 LED 패키지의 구성 부품 재료인 가시광 LED 칩(GaN 계), 봉지재(실리콘 수지), 형광체, 수지 포장, 세라믹 패키지, 알루미늄베이스 동장 적층판 등의 시장도 크게 확대될 것으로 예상됨. 백색 LED 패키지 조립 공정에서 다양한 색상 구현을 가능케 하는 주요 핵심 소재인 형광체 시장은 일본, 독일, 미국 등 선진국의 업체들이 형광물질에 대한 특허를 대부분 독점하고 있는 실정으로, 일본의 니치아 및 도요타고세이, 독일의 오스람, 미국의 인터매틱스 및 사노프 등의 대표적 업체들은 높은 발광효율을 가지면서, 자연스러운 색 표현이 가능하고, 가격이 저렴한 형광체 개발을 위해 다양한 연구개발을 추진 중에 있음.
2)현재 백색 LED 패키지는 고효율 중심의 청색 LED 칩에 황색 형광체를 조합하는 방법이 가장 많이 이용되고 있으며, 실제로 황색 형광체가 전체의 85% 이상을 차지하고 있고, 황색 계열 중에서도 취급하기 쉽고 저렴한 YAG 형광체가 약 60% 비중을 점유하고 있는 상황임.
3) 그 다음으로 많은 비중을 차지하고 있는 형광체는 실리케이트 형광체로 LED 형광체 시장 초기에 YAG 형광체 기술을 독점하고 있던 일본의 니치아와 라이센스 계약을 하지 못한 업체들은 특허 공격을 피하기 위해 유일한 대안이던 실리케이트 형광체를 사용하기 시작하였으며, 그에 따라 실리케이트 기술도 상당한 수준으로 발전하게 되었음.
2. 국내 시장동향
1) 최근 들어서는 국내 업체들과 학계의 활발한 개발로 LED 형광체가 점차 국산화되어 가고 있는 실정으로, 국내 LED 형광체의 대표적인 전문업체인 포스포는 질화물계열 형광체에 대해 특허를 출원하고 있으며, LED 조명을 생산하던 디에스가 2010년 지식경제부의 국책과제로 형광체 개발을 진행해왔으며, 2012년 양산 계획을 가지고 있음.
2) 또한 삼성과 LG도 연구 개발 설비를 통해 형광체를 소량 생산하고 일부를 자사제품으로 채택하고 있는 것으로 알려져 있음. KAIST 신소재공학과에서도 신소재 형광염료를 이용한 백색 LED개발에 성공하였으며 이 신소재를 상용해 형광체 가격을 기존 제품의 약 5분의 1 수준으로 낮출 수 있을 것으로 예상되고 있음.
3) 하지만 형광체는 물질 특허의 성격이 강해 부품·세트와 달리 대안을 통한 특허 침해를 피하기 어렵기 때문에 보다 적극적인 대응방안이 필요하다는 의견이 나오고 있음.
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희망거래유형
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사업화적용실적
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도입시고려사항
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