▲ MIT LED 램프, 발광 중에 찍은 이미지. ETRI는 램프와 광도계와의 거리 1m에서 자체평가로 밝기 측정한 결과 29 Watt에서 950 Lux, 950/29=32.7 Lux/W, 광효율은 약 137 lumen/W라고 밝혔다. .

국내 연구진이 기존 형광등을 발광다이오드(LED) 램프로 전환하는 구동보드의 고효율 및 소형화에 성공했다. 이로써 보드의 생산단가를 크게 낮춰 관련 조명시장의 패러다임이 바뀔 전망이다.

ETRI(한국전자통신연구원)는 21일 지난 2005년 규명한 바 있는 금속 절연체 전이(MIT) 현상으로 스위칭 기술을 활용, 기존 형광등 호환형 LED 구동보드 보다 광효율이 14% 이상 상승했으며 소형화와 단순화에 따라 향후 생산원가의 절감이 기대된다고 밝혔다.

또한 기존 상용제품 구동보드는 길이가 약 30cm로 부품수도 트랜지스터 등 약 50여개나 됐는데 MIT기술을 활용한 시험용 구동보드는 최소 3cm길이에 부품 수는 MIT 트랜지스터 등 8개에 불과해 구(球)형이나 LED 램프의 모양 응용도 가능케 됐다고 밝혔다.

이젠 LED 램프에 구동보드가 일체형으로 개발, 보급되고 있는 상황에서 ETRI의 기술개발로 보다 저렴한 가격으로 고효율 소형 구동보드를 갖는 LED 램프의 보급 확산이 가능케 되는 길을 열게 되었다.

ETRI는 구동보드에 들어가는 핵심기술이 20~60KHz로 고속 스위칭이 가능한 MIT 트랜지스터 스위칭 기술(NDR 스위칭)이라고 밝혔다. 기존 김현탁 박사가 개발한 바 있는 이산화바나듐(VO2)으로 만든 소자와 실리콘 기반 소자를 합쳐 하나의 칩으로 만들었다고 연구진은 설명했다.

이처럼 이번 MIT LED 램프의 개발은 실리콘 반도체 소자에서 MIT 현상을 일으키는 원리를 지난 2013년 논문에서 최초 발표 후 연구하고, 실용화가 가능한 응용제품으로 만든 것에 큰 의미가 있다고 ETRI는 밝혔다.

또한 연구진은 본 기술 관련 핵심특허 2건을 출원했다고 밝혔다.

핵심특허로는 전류가 일정하게 흐르게 하는 ‘정전류 회로기술’과 ‘음의 미분저항인 NDR MIT기술’이라고 밝혔다. NDR MIT 기술이란 일정한 전류에서 MIT 현상이 일어날 때 저항감소로 전압이 작아지는 현상을 말한다. 본 기술은 5개국에 특허출원하여 현재 미국, 일본에 등록 완료 되었다.

ETRI 김현탁 박사는 MIT 기술을 활용 화재감지기를 비롯, 지난해 전자개폐기 및 차단기를 개발, 상용화를 진행 중이다. 두 기술은 MIT 현상의 지속적 현상을 이용했다면 이번 기술은 MIT의 고속 스위칭 성능을 이용한 셈이다. 지난 4월에 김박사는 MIT 소자 대량생산용 8인치 웨이퍼 제작기술 개발에도 성공한 바 있다.

ETRI 김현탁 박사는“MIT 고속 스위칭기술은 고효율과 소형화에 유리하다. 이를 이용하여 빛이 있는 곳에 MIT 기술을 접목하여 세계에 이를 널리 전파할 것”이라고 말했다.

한편, 본 기술은 오는 22일부터 일산 킨텍스에서 나흘간 개최되는 ‘국제 LED & OLED 엑스포 2016’에 MIT 소자 전문 생산업체 ㈜모브릭과 함께 MIT 소자 및 응용 기술을 전시, 일반에 처음으로 공개될 예정이다.