형광등과 호환 가능한 LED 램프 개발

▲ MIT기술을 활용해 형광등 호환형 LED 램프와 비교한 모습. 좌측부터 이번에 김현탁 박사가 개발한 구동보드(약3cm), 현재 상용제품 구동보드(약30cm), 상용제품 LED램프의 모습.

ETRI, MIT기술 적용으로

효율 14% 높고 부품 수 적은 소자 개발

기존 형광등을 LED램프로 호환할 수 있는 소자제조 기술이 상용화됐다.

ETRI(한국전자통신연구원)은 김현탁 소재부품창의연구실 박사 연구팀이 호환형 LED 구동보드 대비 부품 수를 5분의 1로 줄이고 광 효율을 14% 개선한 소자를 개발했다고 21일 밝혔다.

김 박사 연구팀은 소자를 개발하고자 금속 절연체 전이(MIT) 현상을 이용했다.

MIT는 금속이 부도체로 또는 부도체가 금속으로 불연속적으로 바뀌는 현상이다.

1949년 영국 케임브리지대 모트 교수가 이론을 제시했고 2005년 김현탁 박사가 이를 실험으로 입증했다.

이어 2013년에는 반도체 소재인 실리콘에서도 MIT 현상이 가능함을 이론적으로 제시했고 이번에 이를 조명 제품에 적용해 실용화한 것이다.

김 박사 연구팀은 실리콘에 이산화바나듐을 결합해 MIT 스위칭 소자를 개발했고 형광등 호환형 LED 램프에 적용했다.

이산화바나듐은 상온에서는 절연체지만 68도 이상에서는 금속으로 변해 대표적인 상전이 물질이다.

개발된 소자는 광효율이 기존 상용 제품에 비해 14% 이상 높고 부품 크기는 기존의 10분의 1로 줄였다.

MIT 스위칭 소자는 전류를 많이 흐르게 했다가도 아예 흐르지 않게 할 수 있는 교류 방식을 사용한다.

그래서 전류가 계속 흐르는 기존 직류 LED보다 저항이 적어 효율이 높을 수 있다.

MIT 원리로 작동되는 기존 형광등 방식과 같은 원리의 소자를 적용하기 때문에 호환용 부품도 필요 없다.

즉, LED 구동을 위한 부품의 크기를 최소로 줄일 수 있다.

김현탁 박사는 “이번 기술에 대해 미국과 일본, 중국 등 5개국에 특허를 출원해 2개국에서 특허 등록을 마쳤고 올해 안에 상용화할 예정”이라며 “MIT 기술을 적용한 조명은 처음인 만큼, 세계 시장을 선점할 수 있을 것으로 기대된다”고 설명했다. 최소망 기자 somangchoi@

▲ 이번에 개발된 MIT를 이용해 LED 램프의 발광 모습.