일본 LED 산업, 종합력만이 살길이다ㆍ프랑스, LED 안전규정 강화 움직임 LED. IT. News ****

 


일본 LED 산업, 종합력만이 살길이다

– 산화 아연 등 소재개발에서부터 제품화까지 종합력으로 돌파 –

LED(발광다이오드)산업은 얼마 되지 않은 성장산업으로 주목을 받음. LED는 최근 들어 조명이나 액정 TV의 백라이트 등에서 사용되며 일반 생활에도 가깝게 다가옴. LED는 전통적으로 일본산이 강세였으나 최근에는 한국이나 대만 등 해외산이 급격히 일본을 추격 중임. 이에 위기를 느낀 일본은 지금까지의 연구 개발을 소재, 제조기기, 그리고 최종 LED 상품까지 연결하는 종합력을 발휘함으로써 높은 경쟁력을 유지하고자 노력함. 일본은 자국만의 특징을 살려 LED 상품을 빌딩·주택 등에 응용하는 작업도 활발히 진행하며 LED의 활용도를 더욱 다양화시키고 있어 주목 받음.


□ 산화 아연, 희귀 금속이 필요 없는 차세대 재료로 각광

○ 도료나 의약품, 화장품의 원료로 보급되기 시작한 산화아연은 고품질의 결정을 입수할 수 있기 때문에 박막기술 개발이 활발히 진행됨. 어렵지 않게 구할 수 있는 이 물질이 차세대 LED 재료로 주목받고 있음.

○ 산화아연계 LED의 강점은 이미 실용화된 질산화 칼륨계 LED 제조에서 필요한 희소금속이 필요하지 않다는 것임. 2004년에 세계 최초로 산화아연계 LED의 개발에 성공한 토호쿠대학의 가와사키 마사시 교수는, ‘사파이어 기판을 사용하지 않는 것도 산화아연계 LED의 강점’이라고 강조함.

○ 가와사키 교수에 따르면 질산화 칼륨계 LED기판에 사용되는 단결정의 사파이어는 ‘질산화 칼륨과 결정의 구조가 다르기 때문에 결함을 일으킬 수 있어 발광효율에 한계가 생긴다’는 약점이 있음. 단결정인 산화아연을 기판에 사용하는 산화 아연계 LED는 기판과도 잘 맞을 뿐만 아니라 질산화 칼륨계의 문제점을 해결할 가능성이 있음.

○ 가와사키 교수와 일본의 유수 반도체 메이커인 롬(ROHM)의 연구그룹은 2010년 반도체 제조공정에서 자주 사용되는 분자선 에피택셜 성장법(MBE)을 사용해서 2004년에 처음 개발한 것보다 1만 배 이상의 휘도를 가지는 산화아연계 LED의 개발에 성공했음.

○ 본래 산화아연은 정밀한 세공을 거쳐야 하는 ‘p형 반도체’로 가공하기가 매우 힘들지만, 홀의 농도를 높이는 수단을 도입해 지금보다도 더욱 밝게 만드는 고휘도를 도모함.

○ 가와사키 교수는 산화 아연이라는 소재의 가능성을 끌어내는 연구뿐만 아니라, 산화아연계 LED의 양산에도 주력함. MBE는 아직 ’준’양산화 기술이며, 최종적으로는 대량생산에 보다 적합한 유기금속기상성장법(MOCVD)을 활용해 생산할 수 있는 방법을 강구함.

○ 가와사키 교수는 ‘연구개발 단계를 앞서 진행함으로써 해외로 뻗어나가고 있다’고 일본의 LED 산업을 평가함. 가와사키 교수는 차세대 LED 산업의 창출을 위한 중요한 연구를 수행해 주목받음.


□ 세계를 주도하는 소재 개발

○ LED분야의 대표기업에는 니치아 화학공업(토쿠시마현 아난시)과 토요타합성이 있음. 이 두 회사는 청색LED를 세계에서 가장 먼저 개발해 양산을 시작함. 현재는 세계 최고수준의 휘도와 발광효율을 자랑하는 제품을 생산해 세계를 이끌고 있음.

○ LED의 부재가 되는 소재에서도 신기술개발이나 제품화를 지속 중임.

○ 덴키 화학공업은 후발주자이지만, 독자적인 형광체를 개발해서 액정TV 메이커 등에 자사제품의 판매를 늘림.

– 종래의 실리케이트계에 비해 온도나 습도가 상승해도 휘도가 쉽게 저하되지 않는 질화물계 녹색형광체 ‘β―사이알론’의 양산에 성공함에 따라 백라이트 LED의 사용량을 줄이고자 하는 텔레비전 메이커는 높은 휘도를 장시간 지속할 수 있는 LED를 요구함.

– 덴키화학공업은 LED 조명 전용인 노랑-주황색 형광체 ‘α―사이알론’의 개발을 서두름. 기판에서는 후루카와기계금속이나 미츠비시화학, 쇼와전공등이 질화칼륨의 개발에 주력 중

○ 현재는 사파이어 기판상에 질화칼륨을 적층시키고 있지만 기판자체를 질화칼륨으로 만듦으로써 발광효율의 개선이 기대됨.

○ 이 업체 중에서도 코가기계는 독자적인 제법에 따른 고품질기판의 양산을 준비 중이며, 이 기술은 결정 성장 초기에 결정 특유의 면을 만드는 것으로 기판 전체의 격자 결함을 줄여 제품비율을 높임.

β―사이알론

자료원 : 일간공업신문


□ 제조 장치·고도 가스제어를 통해 제품결함 막는다

○ 산업가스 대기업인 태양일산(太陽日酸)은 LED를 생산하는 MOCVD 장치 메이커 대표 3사 중 하나임. 태양일산은 세계규모로 보면 3위이지만 일본 국내에서는 약 80%의 점유율을 자랑함. 태양일산의 장치 없이는 LED를 제조할 수 없을 정도로 매우 중요한 제조장치 메이커임.

○ 고휘도인 소자를 제작하기 위해서는 기판 위에 고품질 결정을 적층시키는 것이 포인트인데, 이 과정에서 가스를 제어하는 기술이 활용됨. 태양일산은 이 기술이 가스 흐름의 갭을 정밀하게 컨트롤해 결함이 적은 제품을 만드는데 기여 할 수 있다고 주장함.

○ 생산비용의 절감을 위해서 특수배치로 생산가능 매수를 늘린 장치, 웨퍼의 경화에 대응한 장치 등을 제안 중임.


□ 조명·액정TV분야, 에너지 절감에 기여

○ LED 조명분야에서는 해외 메이커 이외에도 타업종이나 중소기업의 신규 진입이 잇따름. 기존 전기메이커는 경쟁이 심화되는 가운데 제품의 고부가가치화와 차별화를 위해 고심함.

○ 대기업 전기메이커의 최대 어필 포인트는 조명장치를 통해서 사무실이나 주택의 에너지 전체를 절약할 수 있다는 것임. 에너지 소비구조를 살펴보면 오피스 빌딩은 약 20%, 점포나 상업시설은 약 30%, 주택에서는 약 15%의 에너지를 조명인 전력이 차지함.

○ 완전 전력화(All-電化)나 태양광발전 시스템 등 각 메이커가 자랑하는 제품과 조명을 조합함으로써 토털 제안이 가능함.


□ 조직 강화를 위한 인수합병 및 고객정보 통합도

○ 조직 체제의 강화도 눈에 띄는 부분으로, 히트치 어플라이언스는 10월 1일 조명사업의 히트치 라이팅을 인수합병함. 이를 통해 히타치어플라이언스는 상품기획의 제휴가 용이해지는 등의 효과를 기대함.

○ 미쓰비시 전기는 2010년 여름, LED 영업추진센터를 신설해 폭넓은 사업영역을 통해 들어오는 고객정보를 통합해 전사적인 영업을 진행함.

○ 파나소닉은 활발한 수요를 감지하고 국내에서 생산하던 LED전구를 전구형 형광등을 제조하는 인도네시아의 공장으로 전면 이관했음. 도시바는 2010년 중에 투입되는 신제품 800개 기종 가운데 약 160개 기종을 해외에서도 영업 전개할 예정임.

○ 액정 TV의 백라이트를 종래의 CCFL(Cold cathode fluorescent lamps, 냉음극 형광등)에서 LED로 전환하려는 움직임도 탄력받음. 이로 인해 NEC라이팅은 CCFL의 생산을 상하이에 집약시키고 시가공장(시가현 코우가시)의 일부와 이나 공장(나가노현 이나시)은 11월 말에 폐쇄하는 등 메이커의 사업전략도 전환점을 맞이함.


□ 건설·주택, 오피스 빌딩용 차세대 조명시스템의 제안

○ LED는 수명이 길다는 점에 더해 밝기 조정의 치밀한 제어가 가능하다는 특징이 있음. 이러한 강점이 건물의 에너지 절약을 가능하게 해주기 때문에 종합 건설업을 대표하는 각 사가 앞장서서 오피스빌딩 전용으로 차세대 조명시스템의 제안을 적극적으로 진행함.

○ 오피스 빌딩의 에너지 소비량은 공조가 약 50%, 조명이 약 20%를 차지하는 만큼 기업들의 관심이 높음. 치밀하게 밝기를 조정할 수 있는 LED 조명을 사용하면 필요한 부분을 필요 최소한의 밝기로 비출 수 있고, 센서를 통해 사람의 움직임을 감지해서 사람이 없으면 조명을 자동으로 소등하는 등 형광등에서는 불가능했던 제어가 가능해짐.

○ 열의 부하가 낮다는 점도 간과할 수 있는 부분임. 형광등이 발하는 열은 공조 부하를 높이는 원인의 하나였음. LED는 밝기를 조절함으로써 조명의 발열량을 억제해 공조의 운전 부하절감에도 기여함.

○ 이 시스템을 보급하는 열쇠는 가격과 합리적 시스템화임. 타이세이건설은 중견 LED메이커와 연계해 대기업 절반 가격의 LED 조명시스템 천정을 개발, 수주활동을 강화함.

○ LED조명은 운용면에서 에너지 절약효과가 가시적이기 때문에 세입자 빌딩에 채택함으로써 기업 유치의 차별화로도 연결됨. 조명뿐만 아니라 공조와의 일체를 통한 에너지 절약 시스템화도 빠뜨릴 수 없음.

○ 한편, 주택·맨션 메이커는 LED조명이 형광등에 비해 수 배나 비싸므로 표준채용에 대해서는 아직 관망하는 단계임. 주택설비의 내수성을 높이기 위해 고급욕실 등 건물 안에서 물을 사용하는 곳에만 일부 LED조명의 채용이 시작된 정도임. LED조명 욕조나 수도꼭지로부터 나오는 물의 수온을 색으로 나타내는 기능 등 실용성이나 에너지절약 성능을 높인다는 목표보다는 고급화를 위한 활용이 많음.

자료원 : 일간공업 신문


□ 시사점

○ 일본 LED 업계는 한국, 대만 등의 추격에 위기를 느끼고 소재 개발부터 제품 개발까지 종합적인 연구체제를 전개하는 전략을 구사함으로써 경쟁우위를 확보하고자 함.

○ 경쟁국인 한국도 일본의 소재 및 제품 동향을 면밀히 주시해 소재 및 제품 개발에 적극 반영함으로써 경쟁우위를 확보해야 할 것임.

자료원 : 일간공업 신문


프랑스, LED 안전규정 강화 움직임

– 프랑스 식∙환∙노 위생안전기관, “LED 위험하다” 결론 –

– 광생물학 위험성이 높은 청색 LED 사용 규제 권고 –

– 규정에 앞서 LED 품질관리 강화 및 위험등급 표식 의무화 권고 –

○ 프랑스 LED 시장에 적신호가 떨어져 관련 업체들이 비상한 관심을 보임. 프랑스 식품, 환경 및 노동 안전기관(ANSES)은 9월 25일 방대한 분량의 보고서를 통해 LED 관련 기존의 EU지침(2006/25/CE) 및 프랑스 공업규격(NF EN62471)의 허점과 부적합성으로 인체에 해로운 LED 제품들이 일반 소비자 시장에서 자유롭게 판매되므로 이를 시급히 강화하거나 신규 제정할 것을 권고했음. 이를 기다리는 동안 제조업체와 통합업체들이 위험등급별 품질검사를 철저히 시행하도록 감독하고 LED 사용상의 안전 수칙 및 안전등급을 제품 포장 위에 의무적으로 표기하도록 해야 할 것 등을 권고함.

○ 식품, 환경, 노동분야의 위생과 안전규정 및 법적 조치 마련에 필요한 제반 정보를 사전에 제공하는 정부기관 ANSES는 이 보고서 작성을 위해 지난해 5월부터 지난 3월 말까지 ‘LED 작업반’을 운영해 국제적 과학 저서들을 집중적으로 분석했음. 이 결과를 10회 이상 자국 및 국제 과학자들 및 자국 조명기기 조합 대표자들의 감수를 받았으며 LED에 적용되는 광생물학적 안전규격에 정해진 안전등급에 따라 LED 견본들을 분류하기 위해 관련 테스트 기관들(CSTB, INRS, LNE)에서 측정 및 계산작업을 수행함.

○ 작업 결과, 빛의 파장이 짧은 청색 및 저온의 백색LED가 광화학적 손상 면에서 가장 위험한 것으로 밝혀짐. 단위 면적당 휘도 면에서 LED가 기존의 전구들보다 1000배 이상 강해 망막을 손상할 위험성이 다분한 것으로 나타났음.

○ 특히, 수정체가 아직 형성되지 않은 아동들이나 인공수정체를 가진 사람 그리고 장시간 LED에 노출돼 일하는 직업인들이 청색 LED로 가장 심한 피해를 입을 수 있으므로 LED의 사용 장소와 제품에 대한 규제가 마련돼야 한다고 권고함.

– 아동들이 자주 드나드는 탁아소, 유치원, 초등학교, 레저장소 등에서의 청색 LED 사용과 게임 콘솔 및 핸들, 완구, 전광판, 야등 등 제반 제품에서의 사용 금지

– 시력 회복용 약물치료 중인 환자들이 청색 LED에 노출되지 않도록 정보를 제공

– LED 조명 아래서 일하는 직업인들을 위한 시력보호 대책

○ LED로 인체 시계의 작동이 원활하지 못해 생체 리듬이 깨져 스트레스를 받거나 동공이 수축되는 등의 후유증을 얻게 될 수 있으므로 이에 대한 심층적인 연구, 조사가 수반돼야 할 것도 권고함.

○ 광화학 안전성 위험 등급 표식 의무화를 LED에 국한하지 않고 모든 종류의 광학기기에 적용할 것을 권고하기도 함.


□ 시사점

○ 광화학적 위험성이 있는 기존 전등들의 용도가 전문가들에게 한정된 것과는 대조적으로 LED 전등은 그 안정성이 미확인된 상태에서 일반 소비자용으로 사용됨. 뿐만 아니라 기술 발달과 함께 그 휘도가 점점 더 높아지고 있어 이에 대한 대책 마련이 시급함에 따라 법적 안전 조치 및 규제가 도입될 공산이 큼.

○ LED TV는 간접조명 방법을 사용해 규제 대상에서 제외됐으나 LED를 사용하는 여타 제품들 가운데 청색이나 저온의 백색 LED를 사용하는 제품들은 온도가 높은 황색 계열의 LED를 사용해야 하거나 단위 면적당 휘도가 낮은 LED제품을 사용해야 할 것으로 예상됨.

○ 특히 경제성이 높아 청색 LED에 노랑색의 인(황인)을 입혀 제조한 백색 LED는 사용과정에서 황인(Yellow Phosphor)이 소모돼 청색비중이 점차 커질 위험성이 있으므로 수명을 감안해서 황인 사용량을 증가시키는 등 기술적 대책을 강구해야 할 것임.

○ LED 산업에 막대한 투자를 하는 우리 나라 관련 업체들은 프랑스의 이러한 비관세 기술장벽을 통과할 수 있도록 만반의 대책을 세워 차후 EU 지침으로 확대될 경우를 대비하는 것이 바람직함.

○ 프랑스의 일반 소비자용 LED 시장은 빛의 온도가 높은 LED 제품이나 간접 조명시스템을 갖춘 제품 시장으로 탈바꿈할 것으로 예상됨.

정보원 : 프랑스 식품, 환경, 노동 위생 안전 기관(ANSES: Agence nationale de Securite sanitaire de l’alimentation, de l’Environnement et du Travail).


페루, LED조명 투자 높아질 듯

– 節電의식 조금씩 확대 –

ㅇ 南美국가들도 나름대로 전기에너지 절약을 위해 노력하고 있음. 예를 들어 콜롬비아는 2011년까지 白熱燈 판매를 금지할 예정이며 에콰도르는 백열등에 수입관세를 100% 적용함.

ㅇ 페루 역시 절전을 위해 유사한 방책을 마련해 에너지 절약 최소기준을 준수하지 않는 전등의 판매를 절반으로 축소한다는 목표를 추구함.

ㅇ 페루 내 절약형 전등의 시장점유율은 30%뿐이며, 그 밖의 70%는 재래식 형광등과 백열등이 점유함. 이는 아직까지 페루 소비자들의 전기 절약형 전등 구매가 보편적이지 않으며 에너지절약 인식이 취약함을 보여줌.

ㅇ 조명업체 관계자에 따르면, 조명이 전기요금의 평균 20% 정도를 차지함을 볼 때 소등하지 않고 효율적으로 절약할 수 있는 방법을 모색해야 함.

ㅇ 이에 전력효율을 극대화할 수 있는 대체조명으로 LED(Light Emitting Diode, 發光다이오드)조명이 脚光받기 시작함. 아직까지 가격대가 높은 제품이지만 백열등의 전기소모 대비 85%까지 에너지를 절약이 가능한 것으로 알려짐.

ㅇ 백열등 1개 소모전력을 100%로 볼 때 80%는 방열되고 나머지 20%만이 발광하는 데에 필요한 전력임에 반해 절약형 전등과 LED는 방열이 높지 않고 그만큼 소모전력도 작다고 함.

ㅇ 백열등의 시중가는 1솔(페루 화폐단위 sol)이며, 수명은 1000시간이고 절약형 전등의 가격은 8솔이고 8000시간 이상의 수명을 가짐. LED조명 가격대는 25솔, 수명은 4만5000시간인 바, 업계 관계자에 의하면 앞으로 절약형전구 및 LED조명 투자가 활발해질 것으로 알려짐.

ㅇ 주차장에는 충전식 조명을 사용하고 상점에는 색등을 이용하며 기타 지역에서는 형광등을 사용하는 바, 산업계의 전기요금 지출 중 20%가 조명이어서 전력효율성에 대해 관심이 높음.

ㅇ 필요時에만 점등하거나 자동조명 제어시스템(통제시스템으로 태양빛에 따라 인공조명의 강도를 조절)사용하며, 이 시스템의 경우 일반 전기요금의 40%까지 절약할 수 있다고 함.

ㅇ 페루 조명시장 내 백열등은 120년, 절약형 전등은 25년의 역사를 가지고 있으며 LED조명 의 경우 시장에 등장한지 불과 3~4년 밖에 되지 않음.

ㅇ 한 가정 내 연간 전력소모비용은 평균 1800솔(US$ 1=2.7솔)에 달하며, 조명이 총 전기요금 중 360솔을 차지할 정도로 조명 비용이 높아 관련 법안 마련이 시급한 것으로 알려짐.

ㅇ 조명시장 내 관련제품 유통 통제가 어려워 많은 상품이 亂立하고 있으나 좋은 품질의 절약형 전등을 공급하는 브랜드는 4개밖에 없다고 함.

ㅇ 페루 내의 92%에 전력공급이 되며, 몇몇 시골 지역의 경우 조명 시설로 백열등 1개만 갖춘 가정도 많음. 절전시스템을 갖춘 주택과 건물들이 건축된 지는 15년 됐음.

ㅇ 전문가들이 가정용 에너지절약을 위해 老朽 전기시스템의 교환 등 즉각적인 조치를 취할 것을 권고했으나 가정집 5곳 중 2곳만이 조치를 취한 것으로 알려짐.

ㅇ 전력회사의 절전방안 홍보 및 대중매체들이 유포한 관련 정보들은 페루 전체 국민 중 60%에게 도달됐다고 함. 이를 통해 전기요금을 줄이는 방법을 알고 있으나 이들 중 절반만이 실생활에서 전기절약을 실천함. 전기요금을 줄일 수 있는 보다 실질적인 방법 제시가 필요한 실정임.

ㅇ 한 예로 모터의 전력소비를 줄이기 위해 ‘냉장고의 자동 조온장치를 적정수준으로 맞춰놓기’, ‘전력과소비를 막기 위해 오디오 볼륨을 지나치게 크게 높이지 않기’가 있음. 다른 해결책으로 전선 및 차단기를 전등 수명을 측정하고 전기 흐름을 적절한 제어와 감시에 용이한 배전반으로 대체하는 것임. 이는 60%까지 비용을 절약할 수 있다고 함.

ㅇ 전기시스템의 교체는 필수적이지 않으나 최후의 수단으로 해야 하며, 좀 더 경제적이고 일반적인 대체방안은 가정 내 자연채광 활용이라는 인식이 조금씩 퍼지고 있음.

ㅇ 이와 같은 절전의식 확대와 건축 붐에 따라 앞으로 페루에서도 LED 등 절전제품의 수요가 커질 것으로 예상됨. 따라서 시장진출을 위한 지속적인 관심과 노력이 요구됨.

정보원 : El Comercio 보도


Source
: KOTRA
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http://blogit.blogkorea.net/37668728/http://dves.egloos.com/4869161

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