국내 연구진이 자연광 스펙트럼과 유사한 광원을 개발해 사람의 일주기 리듬 교란을 최소화할 수 있는 백색LED를 개발했다.

국민대 생명나노화학과 도영락 교수, 오지혜 박사과정, 양수지 석사과정 연구원은 적색, 호박색, 녹색, 청색 4가지 형광체를 조합해 색조절이 가능한 고품질·고효율의 백색 광원을 개발했다고 밝혔다. 이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구자지원사업의 지원으로 수행됐다.

수명이 길고 소비전력이 적은 LED가 조명으로 각광받으면서 밝기, 효율, 색상 등에 대한 최적화 연구가 활발히 진행 중이다. 반면 백색 LED조명이 건강에 미치는 영향을 평가할 수 있는 성능지표에 대한 연구는 최근에야 주목을 받고 있다.

연구팀은 태양광 일주기에 맞춰 낮에는 청색 빛을 많이 나타내는 차가운 백색이, 해가 질수록 따뜻한 백색이 비추도록 조절했다. 저녁에 차가운 백색 빛에 많이 노출되면 청색 빛에 의해 멜라토닌 분비가 억제돼 숙면을 방해받을 수 있기 때문이다.

연구팀은 개발한 백색LED에 형광체를 주입했다. 형광체를 이용하지 않는 기존 반도체 발광다이오드와 비교할 때 색온도에 따라 조절이 가능하고, 특정 온도 구간에서는 96lm/W 이상으로 시각적 효율이 1.5배 가량 증가한다.

도 교수는 “효율과 색상 품질을 모두 만족시키면서 일주기 리듬 교란을 최소화하고 리듬을 유지시켜주는 자연광에 가까운 고효율 백색LED를 개발했다”며 “색 조절을 통해일주기 리듬의 교란을 최소화 하고 나아가 일주기 리듬을 유지시켜주는 스마트 조명 개발에 기여할 것”이라고 밝혔다.

이번 연구 결과는 네이처출판그룹(NPG)이 발행하는 국제학술지 Light: science & applications 2월14일자 온라인판에 게재됐다.