화학뉴스

KAIST가 태양빛에 가까운 LED(Light Emitting Diode) 조명을 개발했다.
KAIST는 신소재공학과 배병수 교수 연구팀이 태양빛에 가까우면서도 가격은 저렴한 백색 LED조명을 개발하는데 성공했다고 12월26일 발표했다.
LED조명은 자연의 색인 태양빛과 유사한 빛을 만들기 위해 황색 또는 적ㆍ녹색인 혼합 형광체를 LED칩 위에 바르는 방법을 통해 LED의 청색광과 형광체의 색이 혼합돼 백색 빛을 내는 원리로 만들어진다.
하지만, 형광체 물질로 사용되는 무기형광체 입자들이 높은 온도에서 복잡한 공정으로 제조되기 때문에 가격이 비쌀 뿐만 아니라 빛을 흡수하고 발광하는 스펙트럼이 좁아 백열등과 같은 자연색에 가까운 빛을 만드는 데 한계가 있었다.
또 형광염료는 열에 의해 쉽게 분해되기 때문에 고온의 열을 내는 LED에 맞지 않아 적용하기 어려웠다.
배병수 교수팀은 “빛을 흡수하고 방출하는 스펙트럼이 넓은 형광염료를 새 형광체 물질로 사용해 문제를 해결했다”며 “자체 개발한 솔-젤 공정으로 제조된 고내열성 고굴절률 하이브리드 소재에 형광염료를 화학적으로 결합하는 방법으로 열에 강한 나노하이브리드 형광체 소재를 개발했다”고 강조했다.
염료 나노하이브리드 소재 기반의 백색 LED는 자연광에 가까운 정도를 나타내는 연색지수가 최대 89로 기존에 사용하고 있는 다중파장 램프인 3파장 램프 수준까지 높아진 것으로 나타났다.
배병수 교수는 “형광 나노하이브리드 소재는 가격이 저렴할 뿐만 아니라 별도로 형광체를 분산시키지 않고 간단하게 백색 LED 소재를 제조할 수 있어 가격 및 기술 경쟁력이 높다”고 주장했다.
연구 성과는 재료분야 권위지인 Advanced Materials 12월호 표지논문으로 실렸다.