광기술은 차세대 산업 분야에서 기계, 전자와의 융합을 통한 첨단 산업의 핵심요소이다. 또한 광기술은 현재 신성장동력인 IT, 디스플레이, 자동차, 의료, 반도체 등 국내 기간산업 제품의 품질 및 기능을 향상시켜 고부가 가치를 창출할 수 있는 기초 원천 핵심 기술 및 응용 기술로 활용되고 있으며, 향후 첨단 산업 분야에서 광기술 활용도는 더욱 더 높아질 것으로 예상되고 있다. 본 논문에서는 오늘날 산업 분야에서 중요도가 점차 높아지고 있는 광기술의 발전 동향을 21 세기 기계 산업과 관련하여 설명한다. 특히 다양한 광기술 분야 중에서 보다 기계산업과 관련성이 높은 반도체 조명, 광계측, 산업용 레이저 및 레이저 가공 기술을 중심으로 발전 동향을 살펴본다.
광기술은 차세대 산업 분야에서 기계, 전자와의 융합을 통한 첨단 산업의 핵심요소이다. 또한 광기술은 현재 신성장동력인 IT, 디스플레이, 자동차, 의료, 반도체 등 국내 기간산업 제품의 품질 및 기능을 향상시켜 고부가 가치를 창출할 수 있는 기초 원천 핵심 기술 및 응용 기술로 활용되고 있으며, 향후 첨단 산업 분야에서 광기술 활용도는 더욱 더 높아질 것으로 예상되고 있다. 본 논문에서는 오늘날 산업 분야에서 중요도가 점차 높아지고 있는 광기술의 발전 동향을 21 세기 기계 산업과 관련하여 설명한다. 특히 다양한 광기술 분야 중에서 보다 기계산업과 관련성이 높은 반도체 조명, 광계측, 산업용 레이저 및 레이저 가공 기술을 중심으로 발전 동향을 살펴본다.
In this review paper, the trend for optical technology is described as the development of mechanical industries in the $21^{st}$ century. Optical technology has been essential in various industries such as mechanical, electronic industries as the convergence technology. Based on the roadm...
In this review paper, the trend for optical technology is described as the development of mechanical industries in the $21^{st}$ century. Optical technology has been essential in various industries such as mechanical, electronic industries as the convergence technology. Based on the roadmap of optical science and technology, 12 working groups are categorized as the technical point of view and most of them are closely related to mechanical industries. Especially, solid-state lighting, optical metrology and industrial laser processing are important technologies in precision engineering and manufacturing. This paper introduces these optical technologies and their technological issues to look into the development trends and expectation.
In this review paper, the trend for optical technology is described as the development of mechanical industries in the $21^{st}$ century. Optical technology has been essential in various industries such as mechanical, electronic industries as the convergence technology. Based on the roadmap of optical science and technology, 12 working groups are categorized as the technical point of view and most of them are closely related to mechanical industries. Especially, solid-state lighting, optical metrology and industrial laser processing are important technologies in precision engineering and manufacturing. This paper introduces these optical technologies and their technological issues to look into the development trends and expectation.
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문제 정의
(2) 또한, 광과학기술은 IT, BT, NT 등과 결합하여 새로운 광융합기술로 발전하고 있고, 전자, 에너지, 자동차, 환경, 보안/방위, 의료 산업 등과 융합되어 새로운 광융합 산업을 창출하고 있다. 본 논문에서는 이렇듯 산업 분야에서 중요도가 점차 높아지고 있는 광기술의 발전 동향을 21 세기 기계 산업과 관련하여 되짚어보고자 한다. 물론 기계산업은 제조 산업의 근간을 이루는 기초 산업 분야를 모두 아우르기 때문에 모든 광기술 분야가 기계산업과 매우 밀접한 관련을 맺고 있으나, 본 논문에서는 이 중에서 기계산업과 보다 관련성이 높은 ‘반도체 조명’, ‘광계측’, ‘산업용 레이저 및 레이저 가공’ 기술을 중심으로 설명한다.
제안 방법
지금까지 다양한 광기술 분야 중에서 비교적 기계 산업과 밀접한 관련이 있는 반도체 조명, 광계측, 산업용 레이저 및 레이저 가공 기술에 대해 서술하였다. 각각의 기술 분야의 특징은 20 세기 후반부터 연구가 급격히 진행되어 현재 상용화되어 있고, 향후 많은 연구들이 진행될 것으로 예상되는 분야이다.
성능/효과
8 과 같이 주위에 열로 인한 표면구조 변화 없는 가공이 가능하며, 열손실이 적어 에너지 효율이 높다. 또한 펄스 제어를 통해 가공 정도가 우수하며 수 ㎛에서 수십 ㎛의 가공이 가능하고 투명물질의 가공이 가능하다는 장점을 가진다.(6)
후속연구
이러한 광기술 분야는 서두에서 밝힌 바와 같이 광기술 자체로의 발전보다는 타산업과의 융합을 통해 발전할 것으로 예상된다. 특히, 제조 산업 분야의 기계 산업과의 융합을 통해 더욱 발전해 나갈 것으로 판단되며 자동차, 반도체 공정 장비, 가공 장비, 측정 장비들에서 필수적인 요소 기술 산업으로 성장해 나갈 것으로 기대한다.
반도체 조명 분야는 크게 반도체 소재, 반도체 소자, 반도체 조명 시스템 분야로 나누어져 있으며, 각 분야에서 고효율 고출력 반도체 칩 개발 및 색상 제어 기술 등이 핵심 기술로 많은 연구가 진행되고 있다. 향후 반도체 조명은 대면적 기판기술, 고효율 고연색성 반도체 조명 기술을 핵심적으로 개발하고 있으며,(2) 이와 더불어 정밀 기계산업의 중요도가 매우 커지고 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
반도체 조명 분야는 어떤 것들이 있는가?
기존의 열 발생이 심한 전구에서 반도체 광원으로의 전환은 정밀 기계 분야에 있어 정밀도 향상에 큰 영향을 주었으며 소형및 경량화를 통해 시스템의 구성이 용이해졌다. 반도체 조명 분야는 크게 반도체 소재, 반도체 소자, 반도체 조명 시스템 분야로 나누어져 있으며, 각 분야에서 고효율 고출력 반도체 칩 개발 및 색상 제어 기술 등이 핵심 기술로 많은 연구가 진행되고 있다. 향후 반도체 조명은 대면적 기판기술, 고효율 고연색성 반도체 조명 기술을 핵심적으로 개발하고 있으며,(2) 이와 더불어 정밀 기계산업의 중요도가 매우 커지고 있다.
반도체 조명이 정밀 기계 분야에 가져온 긍정적인 영향은?
또한, 정밀 계측 분야에 있어 사용하는 조명 역시 반도체 조명으로 대체되었으며, 광융합기기에 있어 반도체 조명은 필수 요소가 되었다. 기존의 열 발생이 심한 전구에서 반도체 광원으로의 전환은 정밀 기계 분야에 있어 정밀도 향상에 큰 영향을 주었으며 소형및 경량화를 통해 시스템의 구성이 용이해졌다. 반도체 조명 분야는 크게 반도체 소재, 반도체 소자, 반도체 조명 시스템 분야로 나누어져 있으며, 각 분야에서 고효율 고출력 반도체 칩 개발 및 색상 제어 기술 등이 핵심 기술로 많은 연구가 진행되고 있다.
LED란?
특히 세계적으로 백열전구의 사용을 규제하기 시작하고 반도체 조명의 가격이 하락하기 시작하면서 반도체 조명은 21 세기의 대표적인 광원으로 자리매김하였다. 반도체 조명의 대표적인 LED 는 무기화합물 반도체로 p형 반도체와 n형 반도체의 이종접합 구조를 가지고 있고 정공과 전자가 재결합할 때 반도체의 밴드갭(Band gap) 에너지 차이를 빛의 형태의 에너지로 방출하는 광전자 소자이다. 이에 반해 OLED 는 유기화합물 반도체로 HOMO 와 LUMO 라는 무기반도체의 밴드와 유사한 에너지 준위를 이용하여 역시 밴드갭 에너지만큼의 차이를 빛으로 발생시킨다.
참고문헌 (6)
Saleh, B. E., Teich, M. C. and Saleh, B. E., 1991, Fundamentals of photonics, Wiley, New York.
Optical Society of Korea, 2010, Report for roadmap of national optical science and technology, Ministry of Knowledge Economy.
Kitai, A., 2011, Principles of Solar Cells, LEDs and Diodes: The role of the PN junction, John Willey & Sons, Ltd.
Kim, S. -W., 2000, "Technological trends for precision optical metrology," J. of Korean Soc. Precis. Eng. Vol. 17, No. 6, pp. 7-16
Conroy, M. and Armstrong, J., 2005, "A comparison of surface metrology techniques," J. of Phy. Vol. 13, pp. 458-465.
Lee, J. H., Sohn, H., Kim, J. G. and Shin, D. S., 2006, "Advanced laser micromachining technology," J. of Korean Soc. Precis. Eng. Vol. 23, No. 1, pp. 13-22.
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