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국내 LED조명, 세계시장 동향과는 반대로 간다ㆍ식물이 빛에 반응하는 원리를 알아낼 수 있는 새로운 분석법 Cut


국내 LED조명, 세계시장 동향과는 반대로 간다



외국 업체들은 램프 개발에 주력, 국내에선 조명기구에 치중

지난 4월에 열린 프랑크푸르트국제조명전시회에 참가한 한 업체의 전시 부스. 다양한 종류의 LED 제품을 선보여 많은 바이어들이 몰렸다. 


지난 4월 11일부터 16일까지 독일 프랑크푸르트에서 열린 ‘Light+Building 2010’(2010 프랑크푸르트국제조명전시회)는 가히 LED조명 전시회라고 해서 결코 과언이 아닐 정도로 LED조명 제품의 출품이 많았다. 실제로 올해 조명 프랑크푸르트조명전시회에 참가한 업체들 가운데 90%는 어떤 형태로든 LED조명 제품을 출품했던 것으로 알려졌다. 2000년 작은 LED스탠드 하나가 처음 프랑크푸르트조명전시회에 출품돼 시선을 끈 지 10년 만에 전 세계의 조명이 LED조명으로 전환되는 격변이 일어난 것이다.

그러나 같은 LED조명이라고 해도 프랑크푸르트조명전시회에 참가한 업체들이 내놓은 제품에는 차이가 있었다. 필립스, 오스람, GE  같은 세계 조명시장의 3대 빅 컴퍼니(Big 3)와 도시바, 파나소닉, 샤프 같은 일본의 전통 조명업체들이 LED램프에 주력한 반면 다른 업체들은 램프보다 조명기구에 주력하는 양상을 나타낸 것이다.

이것은 LED조명이 세계 조명시장의 대세로 받아들여지면서 광원인 LED램프를 만드는 업체와 응용 제품인 조명기구를 만드는 업체로 나누어지기 시작했음을 보여주는 것이라고 할 수가 있다.

이렇게 세계의 LED조명시장이 LED램프업체와 LED조명기구업체로 분화하는 이유는 램프와 조명기구 사업을 하는데 필요한 지식, 기술, 설비, 자금 규모 등이 서로 다르기 때문이라고 풀이할 수가 있다. 램프사업은 자동화 설비를 투입해서 규격화된 램프를 대량으로 생산해 세계시장에 공급하는 사업이다. 그렇기 때문에 대규모의 투자가 선행돼야 한다. 그래서 조명에서는 램프산업을 대기업형 사업으로 분류한다.

그러나 조명기구사업은 조립 중심의 산업으로 다품종 소량생산을 해서 한정된 소비자에게 공급하는 방식으로 하게 된다. 자연 투입되는 자금과 시장의 규모가 작아질 수밖에는 없다. 조명기구 제조사업이 중소기업형 사업으로 구분되는 이유가 여기에 있다.

문제는 이렇게 LED램프와 조명기구업체가 분화되는 지금의 상황에 우리나라가 어떻게 대처해 나가야 할 것이냐 하는 점이다. 여기서 우리가 고려해야 할 점은 조명산업에서 가장 중요한 분야가 무엇이며, 시장 규모가 가장 큰 곳이 어디냐 하는 점이다. 이런 점을 감안하면 LED램프와 LED조명기구 가운데 LED램프 쪽을 더 우선시해야 한다는 결론이 나온다. 아무리 조명기구를 잘 만들어도 램프가 없으면 무용지물인 까닭이다.

LED램프 산업을 우선적으로 육성해야 할 이유는 또 있다. 그것은 앞으로 LED조명 시장은 LED램프시장 중심으로 움직일 수밖에는 없다는 것이다. 지금 세계 각국이 LED램프에 주목하는 것은 LED램프가 기존 백열램프에 비해 에너지 효율이 좋고, 그만큼 에너지 절약 효과가 높다고 보기 때문이다. 미국, 일본, 유럽 등에서 LED조명을 주목하는 이유도 이 때문이다. 결국 LED조명은 기존 백열램프와 할로겐램프를 대체하기 위한 대체용품으로서 가치가 가장 높다는 말이다. 당장 유럽에서 올해 하반기부터 백열램프와 할로겐램프 판매 금지에 들어간다는 것만 생각해 보아도 앞으로 LED램프가 LED조명의 핵심 아이템이 될 것이라는 점을 쉽게 이해할 수가 있다.

그러나 현재 국내 LED업체들은 주로 LED조명기구 개발에 더 주력하는 경향을 보이고 있다. LED램프를 만들기에는 기술, 설비, 자본이 떨어지기 때문이다.

하지만 LED조명을 제대로 육성하려면 먼저 LED램프 산업부터 키울 필요가 있다. 그래야 앞으로 확대될 세계 LED램프 시장에 대응해 나갈 수가 있게 된다. 또 LED램프의 해외시장 점유율을 높이면 그만큼 조명기구의 시장점유율도 높이기가 쉬워진다. 특히 LED조명 보급의 가장 큰 걸림돌이 되는 LED칩 가격 문제도 LED램프의 수요 확대를 통해 풀어나갈 수가 있다.

그러나 LED램프 산업을 육성하지 않은 채 LED조명기구 산업만을 육성하거나, LED조명기구 보급에만 치중하다 보면 LED칩과 LED램프를 외국에서 계속 구매해 와야 한다는 상황에서 벗어나기가 쉽지 않다. 이런 식이라면 LED칩과 램프 가격을 낮출 수도 없고, LED칩과 램프의 가격이 조명기구에서 차지하는 비중이 크기 때문에 해외시장에서 국산 LED조명기구의 가격경쟁력도 높이기가 어렵다.

따라서 국내 LED조명의 육성과 발전은 LED램프 산업의 육성으로부터 시작돼야 한다. 이것은 LED램프 전문 업체를 집중 육성해야 한다는 것을 의미한다. 현재 국내에서 LED램프를 제대로 생산할 역량과 자금을 갖춘 업체는 없다고 해서 지나친 말이 아니다.

비록 삼성LED와 LG이노텍이 있다고는 하지만 필립스, 오스람, GE, 도시바, 파나소닉 같은 전통 조명업체들과 비교해서 기술, 인력, 설비, 자금 전 분야에 걸쳐 경쟁력을 갖추었다고 보기가 어렵다. 한 외국 조명업체 관계자가 지적한대로 “삼성과 LG는 조명회사가 아니라 전자회사에 불과할 뿐”인 것이다. 또 삼성LED와 LED이노텍이 만드는 제품은 대부분 LED TV용에 사용된다는 것도 문제이다. 그나마 자체 물량이 모자라 국내 및 해외 업체로부터 제품을 공급 받는 상황이다. 그러니 삼성LED나 LG이노텍이 국내 조명업체를 위해서 LED칩이나 램프를 공급하고, 나아가 세계 LED램프 시장에서 경쟁력을 갖추기를 기대하기는 현재로서는 어려운 상황이다. 그렇기 때문에 조명용 LED칩과 LED램프를 전문적으로 생산, 공급할 전문 업체가 절실하게 필요하다는 말이다.

정부에서 LED조명 육성과 보급의 기치를 높이 치켜든 지 이제 만 3년이 되었다. 그 동안 국내 LED조명 산업은 정책적, 전략적, 산업적, 시장적으로 크고 작은 시행착오를 거치면서 오늘에 이르렀다. 그렇다면 앞으로는 어떻게 해나갈 것인가? 그 대답은 LED램프 산업 우선 육성-세계 LED램프 시장 점유율 확대-LED칩과 램프의 가격경쟁력 제고-그리고 LED조명기구 가격경쟁력 제고-LED칩과 램프 수요 증가-LED칩과 램프 가격 저하라는 선순환 사이클을 만드는 것으로부터 찾아야 할 것이다.



LED램프와 LED조명기구

올해 프랑크푸르트국제조명전시회에 참가한 도시바와 파나소닉 같은 일본 조명업체들은 LED램프를 중심으로 전시부스를 꾸몄다. 반면에 한국의 업체들은 대부분 LED조명기구를 전시했다. 같은 LED조명이라고는 해도 일본은 램프, 한국은 조명기구에 치중하는 양상을 보인 것이다.

조명은 크게 광원인 램프, 램프를 켜기 위한 장치인 부품, 램프에서 발산된 빛을 제어하는 조명기구 3개 부문으로 나눠진다. 이 가운데 가장 큰 비중을 차지하는 것이 광원인 램프이다. 그 다음이 부품이고, 조명기구는 세 번째라고 해도 좋다. 이렇게 나누는 것은 사업의 크기가 서로 다르기 때문이다.

간단히 말해서 조명에서 램프와 부품은 대기업 아이템, 조명기구는 중소기업 아이템으로 분류된다. 세계 조명산업을 좌지우지하는 필립스, 오스람, GE가 모두 램프를 만드는 회사인 것만 봐도 램프가 조명에서 얼마나 크고 중요한 사업인가를 알 수가 있다.

그러니 LED산업을 육성하고 LED조명을 발전시키려면 우선 LED램프산업을 육성, 발전시키고 경쟁력을 갖춰 시장점유율을 높여야 한다. 그러면 조명기구 제조업체들이 자연히 그 램프를 사서 쓰게 되는 것이다.

이렇게 본다면 앞으로 우리나라 LED조명산업이 지향해야 할 곳이 어디인가 해답이 나온다. 그것은 LED램프 제조 사업이다. 국산 LED램프로 세계시장을 장악하고, 국산 LED램프를 장착한 조명기구로 가격경쟁력을 갖춰 세계시장을 점유해 나가야 한다. 그래야 LED칩과 부품, 램프의 가격도 떨어지고 조명기구의 가격경쟁력도 생긴다.

외국에서 칩을 들여오고 램프를 사다 쓰는 식으로서는 절대로 해외시장에서 가격경쟁력을 가질 수가 없다. 이렇게 가격경쟁력 없는 산업을 육성해 봐야 결국 내수용 밖에는 안 된다. 그런 내수용 산업은 머지 않아 저가의 중국산 제품에 밀려 도태될 수밖에는 없을 것이다.

우리가 LED산업과 LED조명을 육성하려는 목적은 무엇인가? 그것은 중국산에 밀려 상실한 전통조명의 경쟁력을 LED조명으로 만회하려는데 있다. 이런 목적을 이루기 위해서도 LED램프산업을 선도산업으로 육성해야 하는 것이다.

한국LED산업신문/김중배 大記者  ceo@lednews.net






아이엠에스나노텍, LED칩 외관 검사기 선보여


3가지 조명으로 LED칩들의 다양한 불량 검사 가능


아이엠에스나노텍이 선보인 ‘LED칩 외관 검사기’이다. 

 

(주)아이엠에스나노텍(대표 : 이태형)은 2002년 12월 LED칩 외관검사기 개발을 시작으로 반도체 조립 및 검사 분야의 다이본더, LED 외관검사기, CHIP COUNTER 등 제품을 생산하고 있다.

아이엠에스나노텍의 이민형 과장은 “처음부터 꾸준히 LED칩 외관 검사기를 개발한 업체로서 노하우를 갖고 있다”며 “우리 업체만의 소프트웨어와 하드웨어를 개발하면서 LED 장비업계만 꾸준히 개발한 것을 보면 알 수 있다”고 말했다.

아이엠에스나노텍가 이번에 선보인 장비는 검사단계의 조명장치를 새롭게 구성했다. LED 칩 외관 검사기는 ‘Real Color’ 검사에 의한 고정도 검사가 가능하다. LVIS-3+의 경우 3 CCD Color 카메라에 의한 실제 색상 검사로 외관 불량 항목 중 벗겨짐 메탈잔류, Pad 색상 등의 현상이 나타난다.

이를 방지하기 위해 색상 검사가 필요한 항목서 색상검사가 가능하여 실제 양산 라인에서 흑백 검사대비 검출 정확성에 있어 5% 이상의 고정도 검사가 가능하다.

또한 ‘Line Scan Camera’에 의한 초고속 검사도 가능하다. 고속 영상 취득 장치인 ‘Line Scan Camera’를 사용하여 LED칩 검사에 대한 초고속 검사를 가능하게 했다.

이어서 3가지 조명 시스템(동축/사이드/백조명)을 구현하여, LED칩들의 다양한 불량에 대한 최적의 조명 시스템을 구현했고, 이 조명 시스템에 대한 특허 등록을 완료하기도 했다.

웨이퍼 자동 교환 및 자동 ‘Bar Code Scanner’를 통한 자동 웨이퍼 Handling기능을 구현하여 Cassette 매거진에 검사할 웨이퍼를 적재한 후, 자동으로 웨이퍼 교환 및 검사를 수행함에 의해 작업효율을 극대화 했다.

다음으로 불량 요인들에 대한 통계적인 분석 및 개선 등을 통해 고정 수율의 지속적인 향상에 도움을 줄 수 있다는 것이다.

이민형 과장은 “금년 하반기에는 컬러 검사도 가능한 초고속 검사기를 출시할 예정”이라고 밝혔다.

그 외 에피벨리, 오토디바이스, 희성전자 계열사 등에 LED칩 검사 장비를 공급하기도 했다. 최근에는 국내 전 LED칩 제조 메이커와 대만 중국 등 해외 시장에 공급을 진행 중에 있다고 밝혔다.






씨이텍, 순수 국내 기술로 개발된 LED 패키징 검사장비


국내에선 처음으로 개발, 30% 저렴한 가격 출시


위 제품은 HAWK-1000M으로 동시에 4개의 Cartridge를 장착해 자동으로 제품을 옮길 수 있는 장점을 갖고 있다. 


모든 반도체 부품을 생산하려면 사전에 철저한 제품을 검사해야 한다. 반도체는 우리 실생활에 사용되는 전자용품에 필수적 요소가 되어 LED 패키징을 비롯한 많은 제품들이 장비의 검사를 거쳐 탄생된다고 할 수 있다.

1998년에 설립한 씨익텍(대표 : 임은재)의 장비가 그러하다. 반도체 분야를 중심으로 장비검사 제품을 공급하고 있다. 반도체장비인 W/B, D/B의 SPARE PARTS, LED TEST HANDLETION를 비롯해, 특히 BOND TESTER를 개발하여 현재 국내외에 30여대의 장비 판매 실적을 보유하고 있는 회사다.

BOND TESTER는 씨이텍이 4년에 걸쳐 개발한 제품이다. LED 패키징을 만들기 전 LED소자가 칩에 잘 붙어 있는지 확인하는 장비다. 동시에 4개의 Cartridge를 장착해 자동으로 제품을 옮길 수 있는 장점을 갖고 있다. 이 장비는 영국, 미국에서는 이미 데이지, XYZ, ROYC라는 회사의 제품이 세계시장을 점령하고 있었는데, 씨이텍이 국내에서 처음으로 생산해 기존 제품의 30% 저렴한 가격으로 시장에 내놓고 있다.

한국에서는 처음으로 개발해 반도체업계는 장비를 보다 저렴하게 구입할 수 있게 됐다. 씨이텍의 이봉열 과장은 이 제품에 대해 “LED칩을 검사할 때 ‘XY작업높이 복귀버튼’이라는 버튼이 장착돼 있어 현미경의 이동하는 속도가 빨라 검사 속도를 높일 수 있다”고 설명했다.

현미경 대신 모니터로 자세히 볼 수 있는 장비인 Hawk-1000V는 현재 개발이 끝나 출시를 앞두고 있는 상태이다.

또한 고가의 장비를 구입할 수 없는 중소기업을 위해 저렴한 가격의 펜으로 구성된 장비를 출시하기도 했다.

현재 DSLCD, 인텍전기전자, 상현전자, 페어차일드, 하이닉스, 엠코 등 많은 업체들이 씨이텍의 장비를 사용한다.

그 외 씨이텍은 반도체 장비부품의 볼트, 현미경, 나사 등 다양한 분야를 10년 동안 공급했다.

임은재 사장은 “LED 반도체 시장에서 해외 수입에 의존하던 패키징 테스트 장비를 국산화 했다는 것이 자랑스럽다”며 “해외 제품을 벤치마킹한 것이지만, 타사들의 장점을 취합해 국내에 필요로 하던 기능들을 모아서 만든 솔루션이라고 보면 될 것”이라고 덧붙였다.






LED 사파이어 잉곳, 사용효율 50% 이상 높여야


크리스탈온 강진기 대표, 'LED 사파이어 잉곳 개발기술' 발표

클스탈온의 LED용 사파이어 잉곳. 양산은 대부분 30kg급이며 일부 60~80kg급이 나오기도 한다. 200kg의 초대형 결정의 개발도 성공했다.


(주)크리스탈온 강진기 대표는 5월 27일 LED 핵심소재.부품전격분석세미나에서 ‘LED 사파이어 잉곳.웨이퍼 개발기술’에 관한 발표를 진행했다.

크리스탈온은 LED용 사파이어 웨이퍼 2~4인치를 생산하고 있으며 사파이어 기판은 LED의 핵심원천소재라고 설명했다.

먼저 LED의 국제경쟁력은 LCD BLU, 조명 등 고휘도의 제품 위주로 재편이 되며, 신성장동력 산업으로 녹색기술산업이 진행 중이다. 우리나라의 LED산업현황을 살펴보면 2009년에 삼성은 LED로 출범했으며 LG그룹의 LED사업은 수직계열화로 되고 있다고 설명했다. 이렇게 LED산업이 발전함에 따라 LED용 사파이어 기판소요량은 2008년 세계기준 8%의 소요량을 보이다가 2009년에는 28%를 넘어서고 있다. 사파이어 기판으로 제조 가능한 파장범위가 존재한다. AIN기판, 사파이어기판, GaAs기판으로 나뉘는데 각 1/3씩의 제조 가능한 파장범위를 추출 할 수 있다.

사파이어와 GaN 에피층의 격자 상수가 크기 때문에 에피의 상식으로 불가능하다고 말한다.

LED 생산성 제고에 관한 기판의 대구경화 필요성에는 품질차이가 나지 않는 6인치가 되면 LED 생산성 대폭적인 향상의 성과를 얻어낼 수 있으며 품질차이가 거의 나지 않는다고 한다.

KY 성장로는 대형화되고 자동화되었다. 대형화 될수록 성장의 난이도는 급격히 증가하지만, 품질과 형상제어는 현재 어려워 앞으로 극복해야 할 과제라고 보면 된다.

최근 일본에서는 cz법에 의한 대구경 사파이어 성장을 보이고 있다. C축이 가능하다는 것은 4인치 웨이퍼로 만들 수 있는 범위를 말한다. C축 개발에 성공한 일본의 경우는 추출물 거의 다 웨이퍼로 만들 수 있는 가능한 범위를 생산해냈다.

현재 사파이어로 추출할 수 있는 Kyropoulos법은 6~8인치가 양산 가능한 유일한 성장기술이며, A축 결정 80kg 이면8인치가 가능해 상용화 되어있는 기술이다.

결정크기는 200kg까지 개발되어있으며, A축 성장은 이론적으로 잉곳 사용효율 50%이상은 불가능하다. 앞에서 언급된 바와 같이 일본에서 성공한 것을 제외하면 C축 성장은 장기간 시도되었으나, 상용화는 불가능한 현실이다.

LED용 C축 기판 제조용 사파이어 성장기술은 장단점이 존재한다. C축인 경우 효율은 70%가 가능하지만 설비비가 2배 이상으로 비싸다. A축은 설비비는 저렴하지만 효율은 30%로 낮은 수치를 나타낸다.

크리스탈온 강진기 대표는 “어느 방법이 좋다고 할 수 있는 것은 아니다”라며 “앞으로 높은 성과를 얻어낼 수 있는 기판을 제조.개발해야 하는 것이 큰 과제일 것이다”라고 말했다.

한편 국내 중소기업인 사파이어테크놀로지는 6인치 LED 기판용 사파이어 단결정을 개발해 이달부터 LED업체에 납품을 시작했다고 알렸다.

한국LED산업신문 /김혜림 기자 news@koreanlighting.com






신무환 교수 "LED 원천기술 투자 확대 필요"


"기술력 있는 중기에 자금지원 절실"

"LED는 기존 조명산업에 과학을 접목한 새로운 분야입니다. 거시적 관점에서 LED산업을 육성하려면 원천기술 개발에 투자를 확대하는게 가장 중요합니다."

신무환 명지대 교수는 급부상하고 있는 LED산업에서 우리나라가 글로벌 경쟁력을 갖추려면 원천기술에 투자를 강화해야 한다고 강조했다.

LED는 전체 에너지의 80%를 열로 소모하는게 특징이다. 이에 미국은 열을 전기로 변환하는 열전변환 소재 개발에 이미 착수했다. LED에서 발생하는 열을 전기로 변환함으로써 전기를 생산하는 녹색기술이 새로운 가능성으로 떠오르고 있는 것이다.

신무환 교수는 LED 부문의 우수기술 개발 공로를 인정받아 지난 3월 교육과학기술부의 녹색기술우수연구자 장관표창을 수상한 바 있다.

신 교수는 "LED 산업의 중요성이 커지면서 예전보다 국책과제들이 많이 추진되고 있지만 이 영역에서 중소기업들의 설 자리가 점점 줄어들고 있어 아쉽다"고 지적했다. 기술력 있는 중소기업이 정상적으로 사업을 영위하고 기술개발에 투자할 수 있는 환경이 조성돼야 하는데 현재 국책과제들은 대기업이 다수 점유하고 있어 실제 연구개발 자금이 필요한 중소기업이 혜택을 받지 못하고 있다는 것이다.

각 지역별로 산재한 LED 관련 연구개발 기능을 효율화할 필요성도 제기했다.

그는 "현재 부산은 LED 집어등을, 광주는 광산업 육성, 전북은 농업용 LED산업 육성을 목표로 각각 추진하고 있는데, 이처럼 지자체별로 LED산업 육성을 따로 추진하는 것은 전체 LED산업의 효율화를 꾀하기 힘든 구조"라며 "LED 소자, 패키징 등 산업 공급망별로 기능을 나눠 LED 산업의 각 영역별로 기술발전을 꾀하는 시도가 필요하다"고 말했다.

한창 논란이 되고 있는 형광등 대체용 LED조명 표준에 대해서는 가장 기본이 되는 안정성 문제를 새로운 시각에서 점검해야 한다고 조언했다. 발열문제 해결이 중요한 LED조명에서 이를 제대로 측정할 기준이 마련돼 있지 않다는 것이다.

신 교수는 "전구가 달려있는 방향, 주변 온도 등에 따라 LED조명의 수명과 발열 등이 달라지는데 현재 국내에서는 관련 기준이 마련돼 있지 않다"고 지적했다. 반면 유럽은 이 기준 마련에 상당히 접근하고 있어 국내에서도 준비가 시급하다는 견해다.

그는 "LED조명의 성능도 중요하지만 발열 문제를 제대로 해결하지 못하면 성능 경쟁은 의미가 없게 된다"며 "측정환경을 세밀화하기 위한 작업이 절실하다"고 강조했다.

신무환 교수는 오는 22일부터 24일까지 일산 킨텍스에서 개최하는 `국제 LEDㆍOLED 엑스포 2010'의 국제세미나에서 공동 조직위원장을 맡고 있다. 이번 행사에서는 미국 한국 일본 중국의 최신 LED기술 현황과 국가정책에 대한 강연, LED 표준화 이슈에 대한 각 국가 전문가들의 토론 등이 열린다.

신 교수는 "이번 세미나는 LED 응용기술 전문 국제세미나로서 특히 기업들에 직접 도움이 되는 실용적인 내용을 위주가 된다"며 "LED 수율 및 패키지 신뢰성 향상, 평가기술 등에 대한 기업과 연구기관의 최신 동향을 파악하는 자리가 될 것"이라고 말했다.

배옥진 기자 withok@dt.co.kr






코팅 한번이면 LED방열 고민 '끝'


전기연구원, 코팅제 개발 성공

간단히 코팅제를 바르는 것만으로 LED소자의 온도를 낮출 수 있는 방열기술이 개발돼 화제다.

한국전기연구원 나노융합에너지소재연구센터 박효열 박사팀은 최근 ‘LED 방열용 코팅제’를 개발하는데 성공했다고 9일 밝혔다.

LED는 온도가 높아질수록 발광효율이 떨어지고 수명도 줄어들게 돼 방열기술의 중요성이 커지고 있다. 박효열 박사팀이 개발한 코팅제는 LED응용제품의 방열판에 간단한 코팅으로 열방사 특성을 약 10%가량 높일 수 있다는 게 전기연구원 관계자의 설명이다.

연구팀 관계자는 “방열판으로 많이 사용되고 있는 알루미늄의 표면을 방열 코팅제로서 코팅을 했을 때 온도가 90℃에서 80℃로 10℃ 가량 더 떨어졌다”며 “발열온도가 높을수록 더 큰 비율로 온도가 떨어지기 때문에 열이 많이 발생되는 고출력 LED 조명에 특히 큰 효과를 볼 수 있을 것”이라고 말했다.

개발된 방열 코팅제는 국내외에 특허출원된 상태로 기술이전을 통해 상용화에 나서게 된다.

서장원 기자  singgrun@ekn.kr






PI, 반도체 조명 애플리케이션을 겨냥하여 깜박임 현상 없는 TRIAC 디밍 기능이 특징인 새로운 LinkSwitch(R)-PH 및 LinkSwitch(R)-PL LED 드라이버 IC 발표


-- 정확한 정전류 출력을 갖는 일체형 PFC 기능으로 오프라인 LED 드라이버의 부품 수 줄여 --

고효율 전력 변환용 고전압 IC 분야 선두업체인 파워 인테그레이션스(Nasdaq: POWI)는 9일 반도체 조명(solid state lighting, SSL) 애플리케이션을 겨냥하여 TRIAC 디밍과 일체형(single-stage) PFC(power factor corrected)기능을 탑재한 LED 드라이버 IC 신제품 2종을 발표했다. LinkSwitch-PH(절연 시스템에 최적화)와 LinkSwitch-PL(비절연 시스템에 최적화)은 깜박임 현상이 없는(flicker-free) TRIAC 디밍 기능 및 백열등 불빛과 유사한 사용감을 제공한다.

LinkSwitch-PH 와 LinkSwitch-PL 제품군은 일체형 역률 보정 기능(PFC)를 내장함으로써 SSL 조명이 0.9 이상의 PF를 달성할 수 있게 해준다. LinkSwitch-PH 디바이스는 1차측 제어(primary-side-control) 기술을 내장하고 있어 기존의 절연 플라이백 설계에 사용되어 온 옵터커플러와 별도의 보조 부품들을 사용할 필요가 없다. 비절연 LinkSwitch-PL 설계는 부품 수를 더욱 줄임으로써 신뢰성을 향상시키고 BOM(bill of materials)도 더욱 줄여준다. 두 제품군 모두 컨트롤러와 MOSFET을 단일 실리콘 칩에 집적한 모놀리틱 구조이다. 그 결과, 부품 수를 최소화하고 컨트롤러와 전력 MOSFET 사이의 기생 요소를 제거함으로써 PCB 레이아웃을 간소화한다. 이들 새로운 LinkSwitch 제품군은 단순한 플라이백 설계의 효율을 높이는 데 최적화 되었으며, 최대 305VAC까지의 입력 전압에서 동작이 가능하여 전세계 주거용 및 상업용 조명 애플리케이션에 적합한 단일 입력 전압 및 유니버셜 입력 제품 개발에 활용될 수 있다.

제조업체가 권장하는 온도 및 구동 전류 범위 내에서 동작할 경우, LED는 50,000 시간 이상 사용이 가능할 것으로 예상된다. LED 조명 시스템에서 가장 약한 연결 부위는 신뢰성이 떨어지는 옵터커플러와 전해 커패시터가 포함된 드라이버 회로부이다. PI(Power Integrations)의 고정밀 1차측 제어(primary-side-control) 기술은 LinkSwitch 제품에 적용되어 옵터커플러를 사용할 필요가 없게 해주며, 이 새로운 LinkSwitch LED 드라이버 IC 제품군은 전해 정류 커패시터의 사용 필요성을 없애 준다. SSL 제품에 LinkSwitch-PL과 LinkSwitch-PH를 사용하는 설계자들은 드라이버의 제품 구동 수명과 이 드라이버가 제어하는 LED 어레이 수명 간의 일치를 기대할 수 있다.

파워 인테그레이션스의 빌 웨이스(Bill Weiss), 조명 사업부 개발 매니저는 “새로운 두 제품군 모두 대체 조명에 사용되는 공간 제약적인 LED 드라이버용으로 이상적이다. LinkSwitch-PH 제품군은 절연 설계에 적합하고 최대 50W의 출력을 제공한다. 뿐만 아니라 다운라이트, 건축 조명, 간판, 야외 조명 등으로 자주 사용되는 외부 LED 밸러스트용으로도 매우 효율적이다. 두 제품 모두 시스템의 BOM 수와 크기를 줄임으로써 시스템의 신뢰성을 향상시킨다. 설계자들은 이들 IC를 활용함으로써 시스템 효율을 최적화하고, ENERGY STAR와 EN61000-3-2 같은 모든 규격에서 요구되는 성능들을 충족 또는 초과 달성할 수 있다”고 말했다.

LinkSwitch-PH 샘플은 할로겐을 포함하지 않으며, RoHS 지침을 준수하는 eSIP(R)-7C 패키지로 제공된다. 제품 가격은 10,000개 기준 시 개당 1.18~1.71달러이다. LinkSwitch-PL IC는 2010년 8월에 소형 SO-8 및 eDIP™-12 패키지로 샘플이 공급될 예정이다. 이와 함께 PI 웹사이트 www.powerint.com/ko/lp/linkswitch-ph를 통해 데이터시트와 설계 관련 아이디어, 제품 소개 동영상 자료가 제공된다.

▲ 파워 인테그레이션스에 대하여

파워 인테그레이션스는 고효율 전력 변환용 고전압IC 분야의 선도업체이다. PI는 자사 고유의 혁신적인 기술을 바탕으로 AC/DC, DC/DC 및 LED 조명 애플리케이션 등과 같은 다양한 전자제품에서 컴팩트하고, 에너지 효율이 높은 파워 서플라이를 제공하고 있다. 에너지 낭비를 대폭 줄여주는PI의 EcoSmart(R) 에너지 효율 기술은 1998년에 처음 선보인 이래 전세계 소비자 및 기업체들의 전기요금을 약 41억 달러 이상 절감하고 수 백만 톤의 CO2 방출을 막는데 일조한 것으로 추정된다. 이 회사의 Green Room 웹사이트는 “에너지 흡혈귀(energy vampire)”에 대한 풍부한 정보와 대기상태의 에너지 낭비에 대한 문제를 비롯해 전세계 에너지 효율 표준과 관련된 포괄적인 가이드를 제시한다. EcoSmart 기술의 환경적 이점이 반영되어 파워 인테그레이션스 주식은 Cleantech Group(Amex: CTIUS)과 Clean Edge(Nasdaq: CELS)가 후원하는 클린 테크놀로지 주식 리스트에 포함되어 있다. 상세 정보는 기업 홈페이지 www.powerint.com 참조.

사진/멀티미디어 자료 : http://www.businesswire.com/cgi-bin/mmg.cgi?eid=6320655&lang=en

▲ 연락처

- 일반 문의:

피터 로거슨(Peter Rogerson), 파워인테그레이션스(Power Integrations, Inc.)

(408) 414-8573

progerson@powerint.com

- 언론 보도 관련:

닉 풋(Nick Foot), 빌링스 유럽 홍보대행사(Billings Europe PR Agency)

+44 (0) 1491-636 393

nick.foot@billings-europe.com

【새너제이(미 캘리포니아주)=BW/뉴시스】






미국 LED LIGHT의 미국시장진출...


미국 LED가로등 시장 진출을 위해 몇 가지 생각을 정리해 봅니다.

미국의 LED가로등이 나온 배경은 설명 안 해도 대부분의 사람들이 알고 계시리라 생각합니다.

지금 미국시장에서 LED가로등을 가지고 싸우고 있는 많은 회사들이 있습니다.

중국회사가 가장 숫자적으로 많겠지요...

그리고 대만 , 캐나다 , 미국 등 한국의 업체가 직접 들어와 있는 거는 아직 몇 건 못 들었습니다.

왜 중국이나 대만업체들은 미국 시장을 가려고 할까요?

중국 자체적으로 LED 가로등 시장은 미국 시장만큼 크고 쉽게 공략할 수 있을 것이라 생각되는데...

대만은 그만한 기술력과 생산동력이 있을까요?

이러한 질문에 여러분들은 어떻게 생각하실지 궁금합니다.

또 하나, 왜 한국 800여 개의 LED업체 중 미국 시장에 직접 들어가 영업을 못하는 것일까요 ?

제가 들은 현지 사정과 개인적인 생각을 정리해 보면 이렇습니다.

위 글이 질문이 되고 지금 글이 답이 될지 더욱 질문에 빠지게 될지 모르겠습니다.

1.먼저 큰 시장에 대한 포부가 없는 건 아닐까 생각합니다.

  미국 시장을 간다는 것은 LED가로등 시장의 표준을 간다는 것과 같다고 생각합니다.

  미국 시장에 채택되었다는 것은 전세계 어느 시장에 들어간다고 하더라도 인정 될 것이라 생각합니다.

  이러한 생각으로 내 제품을 표준화 시켜 전세계에 가보겠다는 열정과 노력, 적합한 파트너만 만나면 가능하리라 생각합니다.

2.정보와 준비, 최적의 파트너와 희생이라 생각합니다.

  미국 시장에 대한 정보는  대부분이 WEB상에 오픈되어 있습니다.

  많은 분들이 LED MAR**에서 자료를 참고 하고 계시던데 ... 미국 쪽 자료는 많이 모자른 것 같습니다.

  그 정보를 찾고 그것에 맞게 제품을 수정하고 현지 파트너를 찾아, 현지 영업을 도와 진정한 수요처를 찾아 테스트

  해야 한다고 생각합니다.

가령 UL,  EnergyStar, LM-79,LM-80등 미국에서 요구하는 요청사항을  만족시키고 수정해야 합니다.

많은 분들이 내 제품이 있으니, 그냥 그 제품을 그대로 가지고 팔려고 하십니다.

그러나 그것은 한국에서 통하는 제품이지 현지에 맞는 제품이 아닙니다.

그 수정을 못하겠다는 것은 곳 영업을 포기하는 것과 같습니다.

현지 연구소를 통해 테스트 해야 하구요 , 인증절차를 걸치셔야 합니다.

또한 현지의 적합한 파트너 혹은 현지 상주 인원을 두시고 , 꼭 필요로 하는 곳에 테스트를 하셔야 합니다.

가장잘 알려진 LA의 경우처럼 미국에는 수많은 도시들이 있습니다.

이러한 것을 잘 활용 하셔야 합니다.  

3. 그럼 현실적으로 그런걸 모르고 중소 기업이 그만한 자금이 없다고 하실겁니다.

   그럼 과감하게 포기 하십시요...  안되는 일에 달려들어 피곤할 필요 없으시겠지요...

   그렇지만 그건 제일 큰 시장과 앞으로의 미래을 포기하는 것과 같습니다.

    현지에 좋은 파트너를 찾으십시요... 물론 이것도 쉬운 이야기는 아니겠지요...

   너무나 많은 교포 사기꾼(!)들이 한국에 들어와 LED업체들을 상대로 사기를 치고 큰소리 치고 해서

   누구를 믿어야 하냐고 반문 하실겁니다.

   그러나 그것도 한 발짝만 뒤로 물러나 들어보시면 답은 있다고 생각합니다.

    미국에 높은 사람 대통령, 장관, 상하의원, 시장 등등.... 수많은 사람을 알고 친분이 있다고 합니다.

    그럼 미국 가서 그 사람들과 같이 미팅을 하시거나 , 그  사람들 밑에 실무를 보는 사람들에게 구체적인

    계획 , 스팩 등을 받으셔야 합니다. 물론 돈을 제공하나 그러시면 안되겠지요...

    많은 회사들이 영업비, 동업 등으로 피해를 보셨다고 들었습니다.  다시는 그런 일이 없었으면 합니다.

4. DOE,UL,EnergyStar, LM-79,LM-80이거 많인 중요합니다.

   확인해 보시면 인터넷에 모두 나와 있습니다. 어떤 규격으로 만들어야 하는지 어떻게 인증을 받아야만 하는지...

   언제까지 한국 내에서 800여 개 업체가 시군구청 등 한정된 시장에 찾아가 피터지는 영업을 하셔야 합니다.

   초기는 힘드시고 많은 돈이 들어 가겠지요...  하지만 중국이나 대만은 하고 있습니다.

    제품은 한국 제품 보다 좋다고 생각하지 않습니다. 정말 우리 나라 제품이 더 좋습니다.

  그런데 왜 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!  미국시장에 찾아 볼수 없을 까요...

   하루에 수십 개의 중국 업체들이 매일을 보내고 전화를 해 온다고 합니다.

   그러나 한국 업체는.......

너무 막 글을 올리는 것 같네요... 좀 정리하겠습니다.

지금까지 정리된 글을 한꺼번에 다시 올려 달라는 지양님의 의견에 조금 길지만 한번에 정리해 다시 올려 드립니다.

미국 현지에서 LED조명을 찾는 곳이 어디일까요 ?

이건 오직 제가 알고 있는 분들과 대화를 통해 들은 이야기 입니다. .. 관계자 분들은 공유하시면 도움이 될 것 같아서....

우선 모두가 아시는 LED가로등이 있습니다.

정말 많은 정보와 스팩과 회사들이 있지요...

좀 구체적으로 적어 본다면 가장 많이 듣고 있는  LA의 경우 140,000대 정도의 가로등 교체 사업이 진행됐지요... 모두 아시는 내용..

그리고 동부에 가장큰 도시 뉴욕의 경우도 비슷하거나 좀더 큰 규모로 진행되며, 그 외 우리가 아는 시카고, 휴스턴 등의 도시들도 이런 입찰이 진행되고 있습니다. 물론 이런 자료도 모두 공개 되어 있습니다. WEB상에 ....

정말 큰 시장이지요...

그리고 꽃(식물)재배 시장이 있습니다. 미국이나 유럽이나 가장 간단하면서 좋은 선물이 꽃 아니겠습니까?

또한 수많은 호텔과 예식장, 장례식장, 행사들.... 정말 많이 키우고 있지요...

심한 경우 마리화나까지...ㅋㅋㅋ 그러나 이런거에 가장 큰 문제가 빠른 성장이겠지요...

닭을 키우듯 밤새 불을 켜 식물의 성장을 촉진한다고 합니다. 여기서 문제는 비싼 전기료가 문제가 되고 , 열이 문제가 되겠지요...

그런 농장이 라스베가스 캘리포니아근처에 수많이 있습니다.

조금은 특수한 시장이라 접근이 문제겠지만... 많은 분들이 이 쪽 조명이 없으시겠지만 ...

역시 틈새시장이란 장정이 있으니... 좋은 시장이 되리라 생각 됩니다. 추후에 웰빙으로도 발전 시킬 수 있을 것으로 생각 됩니다.

또 하나만 이야기 한다면 미국시장에 가장 많은 것들이 마트이겠지요...

거기에 실내 조명도 있겠지만...

냉장고가 수없이 많습니다. 그런 시장은 교체 수요가 정말 많지요.. 돈 있는 회사고 사회적 책임을 져야 하는 회사들이기에

정말 좋은 시장 입니다. ... 한번은 들어가 보고 싶은....

이번에는 어업용으로 적합하다고 이야기를 들었습니다.

구체적으로 말씀 드리자면, 국내 제 품중 많은 제품들이 알루미늄 캐이스를 기반으로 하고 있습니다.

헤드 부분을 말씀 드리는 겁니다.

다시 이야기 하자면 물과 소금성분에 강하고 근본적으로 방수,저전력이기 때문에, 기존 제품보다 경쟁력이 있다고

생각합니다.

미국에 배를 한번 생각해 볼까요 , 일반적으로 생각한다고 해도 우리나라보다 정말 많겠지요...

켈리포니아와 플로리다(CSI 과학수사대중 마이에미 편에 나오는 주)만 봐도 개인 요트들이 정말 많고, 어업용 배를 보더라도

정확한 숫자를 이야기 할 수는 없지만 우리가 상상 못할 만큼 많을 겁니다.

이러한 배들이 낚시를 위해, 혹은 어업이나 레저를 위해 운행해야 하는데 , 전기를 많이 쓰면 연료 소비가 많은 것이고, 물과 소금에 약해 교체 비용도 많이 들것입니다. 이러한 문제를 해결할 수 있는 부분이 LED조명인 것 같습니다.

배 자체에 조명용으로 이보다 더 좋은 제품이 있을까요...

그런데 한가지 더 좋은 점이 있지요... 바로 집어등입니다.

아직 어느 정도 좋은 성과가 있는지는 모르겠지만, 초지보다 많은 좋은 성과가 있다고 들었습니다.

미국에서는 의심하겠지요...경험해 보지 못했으니까...

하지만 우리는 해보았고 , 또 연구하고 있잖습니까! 이러한 결과물을 상품하고 유통시켜야 한다고 생각합니다.

물론 이런 이야기에는 기본적인 배경이 있지요... 정확하고 확실한 제품을 가지고 있어야 합니다.

아님 그 사람들이 원하는 이야기를 들을 수 있고, 만들겠다는 의자가 있어야 합니다.

날마다 난 뭐가 없고, 모자르고, 할줄 모르고 탓하며,,,,, 시간만 보낸다면, 아마도 10년 후에도 똑같은 말과 행동을 하고 있겠지요

전혀 발전 하지 못하고...

지금까지 글을 너무 험하게 쓴게 아닌가 생각이 드네요 ...

그러나 저는 실전을 통해 시장 개척을 해왔기에 좀 더 현실적인 이야기를 공유하고 싶어 이렇게 글을 올리오니 이해바랍니다.

우선 지금까지 미국 시장 진출을 위한 이야기들을 나열해 보았습니다. 그러나 역시 다시 읽어보니 이론적인 이야기들인 것 같네요..

우선 미국시장을 진출하기 위한 실무적인 이야기를 몇 가지 이야기 하고자 합니다.

전에 글에도 이야기 했지만, 선결문제 몇 가지..

가능한 국내 조명업체들이 연합을 했으면 합니다.  불가능하다면, 중견기업들이 좀 장기적인 투자 측면에서 사업을 진행했으면 합니다. 그도 불가능 하다면 정부에서... 이건 좀 희망사항인가요...

1. 우수한 제품을 만드셨지요.. 좋은 제품을 가지고 계시지요. 정부에서 자금 지원 받아  UL 승인 작업을 시작하세요.

2. 그러면 실무적으로 제품 수정을 하셔야 할 겁니다. UL 규격에 맞는 부품 등으로 ..

3. LA시 홈페이지 가면 제품 정보가 많습니다. 미국에서 원하는 규격으로 수정을 하세요

   가령 광센서를 달아야 한다든지, 각도조절이 되야 한다든지, 실무적으로 보면 전기 연결이 쉽게 단자를 설치해야든지...

4. 카다록이나 웹에 미국 규격에 맞게 단위를 수정해 주세요, 룩스 안 씁니다. 루멘, 온스, 피트등 미국 규격으로 신경써 주세요

    아주 단순한 부분인데.. 많이 쉽게 넘어가시는 것 같습니다. .. 이러한  작은 부분 때문에 전체를 망치는 경우도 있겠지요..

5. 가능하다면 미국에 직접 진출하시는 것과 협력 업체, 파트너를 만드시는 것 좋습니다. 더 좋은 방법은 미국 조립입니다.

    가능한 부품상태에서 미국 들어가 미국에서 조립하세요.. 단 계약은 철저하게 ,좋은게 좋다는 식으로 하시면 당하게 되지요.

6. 한국 분이 하시는 회사도 좋고, 미국 유명 조명 회사도 좋습니다. 역시 가능하면 현지인이 영업하는게 좋겠지요..

7. 지금은 캐드도 많이 중요 합니다. 수많은 도시에 무작정 샘플제공 할 수 없겠지요.. 담당자들도 모두 받아서 설치해 보고

   돌려 주고 할 수 없겠지요... 캐드로 시뮬레이션해 보여주고, 서류 전달 한다면 좋겠지요..

   지금도 너무 많은 아시아 업체들이 들어와 테스트 요청을 하기에 많이 거절 된다고 합니다. 빨리 서두르셔야 합니다.

8. 또 하나가 전기 문제 입니다.  우리가 알고 있는 상식으로 미국에서 110V만 사용한다고 생각하시는 분이 많으신데..

    한국과 같이 장소에 따라 여러 종류의 전기가 사용되고 있습니다.

    110V 220V 240V 277V 등 그 이상까지 여러 종류가 있습니다. 이러한 부분도 미리 생각하고 계시면 좋겠습니다.

9. A/S문제 입니다.  정부를 상대로 하는 경우 50,000시간을 보장하라고 합니다.

   그러면 5만시간을 평균 하루 10시간 사용한다고 하면, 5,000일 일년이 365일 이지요 그럼 몇 년이 나올까요...

   10년이면 3650일이 되나요...

   이러한 현실적인 문제가 있습니다. 잘 생각하셔야 합니다.

   그러나 LED부분과 SMPS부분과 하우징 부분을 따로 생각한다면 ... 방법이 있겠지요..

10.가로등의  사양 중에 정말 중요한 부분 ...

    우리에게 없는 광분포에 따른 규격이 있습니다.

    이 부분은 나중에 자료가 확보되면 따로 올리겠습니다.

   우선은 BETA LED사이트를 확인하시면 참고될 부분이 많습니다.type II 에도 여러가지 type III, Type IV , type V등

   이러한 부분을 확인 하셔야 합니다.  생각보다 중요합니다. 자세한 설명은 추후 자료와 함께 다시 ....

11. 그리고 중요한게 필드테스트입니다.  어디에 실전 테스트했느냐 매우 중요합니다.

     그 누구도 자기가 첫 테스트대상이 되기를 싫어합니다.

     모든 문제를 자기가 책임져야 하니까요...

     이러한 문제는 정말 큰 문제입니다.  오랜 시간을 투자하고 장기적으로 생각하여야 합니다.

     한국도 어려운데 해외에서 정말 어렵겠지요... 그래서 필드에 경험이 있는 현지 회사, 파트너가 중요하다고 생각합니다.

     가능하다면 혼자보다는 둘이 좋겠지요... 큰 시장을 위한 투자 ....양보,, 큰 결실이라 생각합니다.

이상 생각나는 것들을 정리해 보았습니다.  

너무 막 쓴 글인데... 많은 전문가 분들이 보시는 곳에 올려 주신다니 감사하고, 민망할 따름입니다.

나름 영업적인 부분에서 알고 계시면 도움이 될 부분들을 정리해 보았습니다. 혹시라도 한 분이라도 도움이 되신다면 좋겠습니다.

LED마켓 돌쇠(yjpkr)님 포스팅






식물이 빛에 반응하는 원리를 알아낼 수 있는 새로운 분석법

New findings will help scientists understand how plants respond to light


미자원부 산하 브루크헤이븐 국립 연구소(Department of Energy’s Brookhaven National Laboratory)와 위스콘신대학교가 공동으로 식물이 빛에 반응하는 원리를 밝혀낼 분자 스위치 구조를 해석하는 데 성공하였다. National Academy of Sciences에 발표된 이번 논문은 스위치 동작에 대한 설명과 또한 식물의 성장에 영향을 줄 수 있는 새로운 방법을 소개하고 있다.

피토크롬이라 불리는 빛을 감지하는 구조는 두 종류의 안정된 상태로 존재한다고 이전 연구에서 확인되었다. 각각의 상태는 근소한 차이를 보이는 빛의 파장 길이나 색깔에 민감하게 반응한다고 한다. 피토크롬은 특정한 파장길이를 가진 빛을 흡수할 때, 식물이 언제 꽃을 피워야 하는지 혹은 언제 클로로필을 생산해야 하는지와 성장은 어떻게 해야 하는지를 알 수 있는 신호를 보내주면서 그 모양을 변화시켜 나간다.

“피토크롬은 자연의 스위치와 흡사하다. 이러한 스위치가 어떻게 하나의 광자와 같은 미묘한 신호에 의해 “온-오프” 기능을 하게 되는지를 밟히는 것은 매우 매력적인 일이다.”라고 이번 논문의 공동저자인 스토니부룩대학교(Stony Brook University)의 교수인 Huilin Li 교수는 말했다.

모든 생물체의 분자에서 피토크롬의 기능을 결정하는 요소는 그 구조에 있다. 그러나 지금까지 과학자들이 이러한 피토크롬의 분자 구조를 분석하고자 노력하였지만 아직까지 이러한 것은 여전히 미제의 도전 과제로 남아있는 상황이다. 피토크롬 분자는 너무나 활발한 움직임을 가지고 있어서 X선 결정학과 같은 기술로는 그 이미지를 포착할 수 없다. 그래서 과학자들의 피토크롬 분자에 대한 연구는 부분적이었으며 이로 인해 밝혀진 정보도 피토크롬의 조각난 정보에 불과하였다.

새로운 이미징과 컴퓨터 기술을 추가하여 브루크헤이븐의 연구진들은 피토크롬의 전체 구조를 파악할 수 있도록 최초로 조각난 정보들을 모으는 시도를 하였다. Li 교수 연구팀은 생화화적인 면과 기능적인 측면에서 피토크롬과 비슷한 박테리아를 식물에서 분리하여 연구하였다. 샘플의 정제는 위스콘신대학교의 생물학자인 Richard Vierstra 박사의 도움으로 이루어졌다.

연구팀은 피토크롬의 분석을 위해 두 가지 이미징 처리 기술을 이용하였다. 첫째는 피토크롬을 더 자세하게 볼 수 있기 해서 중금속 염색 처리를 하였다. 이를 통해 피토크롬의 2차원 지도를 그려볼 수 있게 되었다.

다른 방법은 극저온전자현미경(cryo-electron microscop)을 이용하는 것이다. 이를 통해 인공적인 염료를 추가하지 않은 자연 상태로 있는 샘플을 동결상태에서 관찰하는 것이 가능하였다.

연구팀은 두 종류의 분석기법으로 얻어진 자료를 컴퓨터를 이용하여 처리하여 3차원의 피토크롬 지도를 만들었다. 이는 원자구조의 모델로 피토크롬의 전체 구조를 파악하는 것을 가능케 하였다.

연구팀은 피토크롬이 이합체와 같은 구조를 이루고 있다는 것을 발견하였다. 서로 붙은 두 개의 개체가 길게 꼬인 구조를 구성하고 있다는 것이 새롭게 밝혀졌다. 이러한 구조는 빛의 흡수가 접합의 방향성과 세기를 조절할 수 있다는 것을 간접적으로 확인시켜 준다. 또한 연구팀은 이러한 구조를 분석하면서 광변환 과정에서 일어나는 피토크롬의 구조 변화를 설명할 수 있게 되었다.

연구팀은 붉은 빛에 반응하는 것은 단지 피토크롬의 구조라는 사실을 밝혀내었다. 또한 연구팀은 향후에는 붉은 빛을 흡수한 후에 그 구조가 어떤 식으로 변화되어 붉은 색과는 먼 거리에 있는 빛의 영역에까지 민감하게 반응할 수 있는지를 밝혀낼 수 있기를 기대한다고 말했다.

그림. (왼쪽) 피토크롬 이합체의 3D 사진 (오른쪽) 피토크롬의 X-선 결정 구조

이 연구결과는 Proceedings of the National Academy of Sciences에 “Quaternary organization of a phytochrome dimer as revealed by cryoelectron microscopy”라는 제목으로 게재되었다. (doi:10.1073/pnas.1001908107)

출처 :  nanowerk.com






얽힌 포톤을 방출하는 LED

LED emits entangled photons


반도체 LED 구조 안에 양자점을 집어넣음으로써, 영국의 과학자들은 전기적으로 구동되는 얽힌 빛 소스를 처음으로 제작하였다. 이 기술을 응용할 수 있는 분야는 양자 컴퓨팅이지만 얽힌 빛은 분해능을 향상시킬 수 있는 양자 이미징과 양자 암호학을 이용한 보안 통신 등에도 사용될 수 있을 것이다. 이들의 연구 결과는 네이처 저널에 발표되었다.

도시바 유럽 연구소의 마크 스티븐슨(Mark Stevenson)은 전류로 얽힌 빛을 처음으로 만들었다고 말하였다. 그는 그들의 연구 결과가 전기적으로 구동되는 얽힌 빛 소스의 탄생을 의미하는 것이며 지속적인 연구 개발을 통하여 상업적으로 이용 가능하게 할 계획이라고 덧붙였다.

얽힌 LED의 주요 응용분야는 광양자 컴퓨터이다. 이런 기계들은 큐비트상에 부호화된 정보에 의한 대규모 병렬성 때문에 매우 신속히 다루기 힘든 문제를 풀 수 있도록 디자인되었다. 양자 컴퓨팅은 예를 들면, 기후 모델링과 제약 연구 분야에 유용할 것이다. 얽힌 빛은 양자 컴퓨터를 작동하는데 필요하며 컴퓨터가 크면 클수록 더 많은 얽힌 빛이 필요하다.

얽힌 LED가 전기적으로 조절되고 많은 디바이스들이 단일 칩상에 통합될 수 있기 때문에, 양자 컴퓨터 간단하고 저렴하며 소형으로 제작하는 것이 가능할 수 있을 것이라고 연구진은 말하였다. 비록 레이저 구동 소스에 의해서 작동하는 양자 컴퓨터를 상상할 수 있지만, 대규모의 소스에 대한 공간과 유지의 복잡함으로 실질적이지 않다.

얽힌 LED는 p-i-n 도핑된 마이크로 공동 안에 심어진 InAs 양자점의 단일층상에 기반하고 있다. 두 개의 중요한 디자인 특징은 공동의 두께와 방출된 포톤의 에너지이다.

공동이 더 얇으면(예를 들어 전형적인 단일 포톤 LED 처럼), 어떤 얽힌 빛도 볼 수가 없다고 연구진은 말하였다. 방출된 포톤의 에너지는 편극에 의존한다. 다른 편극에 대한 에너지의 차이가 단지 수 마이크로 전자 볼트이면, 얽힘은 시간이 지남에 따라 손실된다. 연구진은 이것을 특정한 평균 방출 에너지로 양자점을 성장시킴으로써 조절한다고 말하였다.

연구진은 그들의 얽힌 LED가 DC와 AC 주입 하에서 얽힌 포톤쌍을 방출한다는 것을 시연하였다. 연구진은 또한 전류를 조절하고 첫 번째 포톤이 방출된 후 얽힘을 파괴하는 추가적인 양자점의 대전을 방지하기 위해서 반도체 구조를 개조해야만 했다고 말하였다.

비록 얽힌 LED 디바이스의 성능이 좋지만 충실도(fidelity)는 도시바에서 개발된 레이저에 의해서 구동되는 양자점 만큼 높지는 않다. 연구진은 이를 향상시킬 연구를 진행할 계획이며 방출된 빛의 밝기와 같은 다른 성능도 향상시킬 계획이라고 말하였다.

첨부 그림: 전기적으로 구동되는 얽힌 포톤쌍으로 광학적 양자 컴퓨터의 실현이 한층 더 가까워졌다.

출처 : optics.org



Source
:
LED마켓, KISTI  外.

 


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