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Kafe 바로가기주관연구기관 | 포스포 |
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연구책임자 | 박승혁 |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2017-08 |
과제시작연도 | 2016 |
주관부처 | 산업통상자원부 Ministry of Trade, Industry and Energy |
등록번호 | TRKO201800040118 |
과제고유번호 | 1415148763 |
사업명 | 소재부품기술개발 |
DB 구축일자 | 2018-10-13 |
키워드 | 형광체.비희토류.고출력.플라즈몬.코어/멀티쉘.형광체 굴절률.형광체 흡수율.유리분말(프릿).PIG. |
□ 핵심기술
백색 LED에서 요구하는 고출력/고효율/비희토류 형광체 개발 및 고신뢰성 LED PKG를 위한 PIG 기술 개발, 형광체 성능 개선과 측정을 위한 전반적인 기술 개발
□ 최종목표
o 고출력용 신조성 형광체 개발 및 상용화
o 형광체 효율 향상 기술
; custermized 된 후 공정 장비 구축을 통한 입자 크기 및 형상 제어 기술
o 비희토류계 형광체 개발
; 다중 활성제 스크리닝 조합화학 기술과 전산모사 광학 특성예측 기법 활용
o UV LED chip의 발광 파장대
□ 핵심기술
백색 LED에서 요구하는 고출력/고효율/비희토류 형광체 개발 및 고신뢰성 LED PKG를 위한 PIG 기술 개발, 형광체 성능 개선과 측정을 위한 전반적인 기술 개발
□ 최종목표
o 고출력용 신조성 형광체 개발 및 상용화
o 형광체 효율 향상 기술
; custermized 된 후 공정 장비 구축을 통한 입자 크기 및 형상 제어 기술
o 비희토류계 형광체 개발
; 다중 활성제 스크리닝 조합화학 기술과 전산모사 광학 특성예측 기법 활용
o UV LED chip의 발광 파장대인 370 ~ 450nm에서 여기 파장을 가지는 새로운 산/질화물계 및 할라이드계 청색 형광체의 개발
o 기존 대비 5% 이상의 양자 효율과, 광변환 효율 10% 이상을 증가 시킬 수 있는 플라즈몬과 코어/멀티쉘을 이용한 효율 향상기술 개발
o 고속 신뢰성 측정 기술
; 고속 신뢰성 측정 소요시간 90 시간 이내의 핵심 인자 도출 및 평가 기술 개발
o LED 조명 소자의 신뢰성 향상, 고 효율화를 위한 유리 봉지재 개발 및 패키징 공정 기술 개발
o LED 패키지 전후 성능에 부합하는 형광체 자체의 광학적 평가 기술 개발 (형광체/패키지의 광학적 모델링, 각종 광학 상수 값 측정)
□ 개발내용 및 결과
o 고출력 green, yellow/비희토류 red/UV LED용 청색 형광체 총 4종의 형광체에 대해 양산 기술 확보 및 정량적 목표를 100% 달성하였으며, 비희토류 red 형광체의 액상 합성 및 불산 사용의 어려움의 극복을 위해 대량 반응기 생산 장비 개발 및 필드 테스트를 진행함
o 개발된 형광체들의 수요기업 광특성, 신뢰성 평가를 통해 본 형광체들의 활용 가능한 응용 분야에 대해 가능성을 확인함
o 형광체 코팅 및 플라즈마를 통해 효율 향상 기술을 학립하고 해당 기술의 양산화 장비 및 기술력을 확보함
o 고 투광성, 저온 소성용 유리분말의 연구와 이를 이용한 PIG 기술의 개발 및 제품화를 위한 세부 공정도, 관련 장비 라인 set up, 시제품 고객사 제공 등의 성과 확보함
o 형광체 특성의 향상을 위한 신개념 형광체, 플라즈몬 형광체 등 다양한 기술을 개발하고 양자효율, 흡수율의 향상을 확인함.
o 개발된 형광체의 빠른 신뢰성 평가를 위한 고속 신뢰성 측정기술을 개발하고 100시간 이내에 신뢰도 95% 이상의 평가 기술을 개발함
o LED 패키지 전후 성능에 부합하는 형광체 자체의 광학적 평가 기술의 개발을 통해 광학적 모델링 정확도 2.6% 달성
o 개발된 형광체를 이용하여 1KW급 고출력 투과등 2종 제작
□ 기술개발 배경
o 현재 백색 LED 구현을 위해 형광체 개발 및 LED 제품의 수율 향상에 핵심적인 역할을 하는 기초 형광체 원천 측정 기술 등이 개발되어 있지 않은 상황이며, 형광체에 대한 선행연구는 단기적 조성개발연구에만 국한되어 있고, 중장기적으로 형광체의 특허권리가 만료되는 시기에 알맞은 형광체 성능향상 기술 및 신뢰성 향상 기술에 대한 기술개발의 집중이 필요함.
o 더불어 형광체에 필수 원소인 희토류를 대부분 생산하고 있는 중국의 자원 무기화에 대해 비희토류계 형광체에 대한 기술개발을 장기적인 관점에서 접근해야함
o 또한 형광체를 합성하여 단기간에 신뢰성을 평가할 수 있는 방법의 부재로 새로운 형광체의 합성에 오랜 기간이 걸린다는 기술적 한계점도 보이고 있음.
o 형광체 효율 및 신뢰성 향상기술 개발은 현존하는 모든 형광체에 적용 가능한 기술 확보라는 점에서 큰 의미가 있으며, 나아가 신 조성 개발 시에도 응용 가능하여 현재 국내에 한정 되어있는 국내 형광체 산업의 세계화에 중요한 핵심 기술로써 작용 할 것으로 예상됨
□ 기술개발 배경
o 형광체 효율향상 및 신뢰성의 확보는 현재 국내 뿐 만 아니라 전 세계적으로 시급하게 극복해야 할 과제이며 이러한 기술의 확보를 통해 형광체 기술의 우위뿐만 아니라 LED 조명의 세계 시장을 선점할 수 있음
o 차세대 광원으로 주목 받고 있는 백색 LED광원을 제작하기 위해서는 형광체의 사용이 필수이나 상기 언급된 고효율, 고연색성의 형광소재들은 기술의 자립화를 이루지 못하고 대부분 해외 기술에 의존하고 있어 최종 제품인 백색 LED의 기술 자립화에 최대 걸림돌로 작용하고 있음
o 조만간 백색 LED가 일반 조명 시장에 진입할 것으로 예상되고 있으나 여기에 핵심 소재인 형광 소재는 선진사와의 기술격차가 커 기술적 종속이 가속화 될 것으로 예상되어 기술적 개발이 시급함
□ 핵심개발 기술의 의의
o 선진국 대비 기술 수준 : 95%
o 국산화율 : 30%
o 현재 제품 세계시장 경쟁력 7위 수준
□ 적용 분야
o 고출력 형광체 : 고출력 특수 조명, Sport 조명 등
o 비희토류 형광체 : 고연색 특수 조명 등
o PIG : 고출력, 고신뢰성 특수 도명, 자동차 헤드라이트 등
( 출처 : 최종보고서초록 - 3. 개발결과 요약 3p )
과제명(ProjectTitle) : | - |
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연구책임자(Manager) : | - |
과제기간(DetailSeriesProject) : | - |
총연구비 (DetailSeriesProject) : | - |
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과제수행기간(LeadAgency) : | - |
연구목표(Goal) : | - |
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기대효과(Effect) : | - |
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