김현탁 박사 "생산단가 낮춰 기술 상용화 기여"

국내 연구진이 금속절연체전이(MIT) 현상을 이용해 발광다이오드(LED) 구동보드의 고효율화와 소형화에 성공했다. 이로써 생산단가가 크게 낮아져 조명시장의 패러다임이 바뀔 전망이다. 

ETRI(한국전자통신연구원·원장 이상훈)는 김현탁 소재부품창의연구실 박사 연구팀이 MIT 트랜지스터 스위칭 기술을 활용, 기존보다 14%이상 효율은 높으면서 크기는 10분의 1수준인 '형광등 호환형 LED 구동보드'를 개발했다고 21일 밝혔다.

좌측은 우측의 NDR(Negative Differential Resistance) 현상을 측정하는 도식도이다. MIT 소자에 전류 펄스를 가하고 동시에 MIT 소자에서 전압을 측정하는 것이다. 우측은 측정된 NDR 현상이다.<사진=ETRI 제공>
좌측은 우측의 NDR(Negative Differential Resistance) 현상을 측정하는 도식도이다. MIT 소자에 전류 펄스를 가하고 동시에 MIT 소자에서 전압을 측정하는 것이다. 우측은 측정된 NDR 현상이다.<사진=ETRI 제공>
MIT는 부도체가 금속으로 혹은 금속이 부도체로 불연속적으로 바뀌는 현상을 말한다. 이는 1949년 영국 케임브리지대 모트 교수가 처음 이론으로 제시했다. 김 박사팀이 2005년 시험으로 이론을 검증하고 이를 기반으로 MIT 전자소자를 개발한데 이어 실용화가 가능한 응용제품으로 만드는데 성공했다.

연구팀에 의하면 김 박사가 개발한 바 있는 이산화바나듐(VO₂)으로 만든 소자와 실리콘기반 소자를 합쳐 하나의 칩으로 만들었다.

기존 상용제품 구동보드는 길이가 약 30cm에 달하고 부품수도 트랜지스터 등 약 50여 개나 됐다. 이에 비해  MIT 기술을 활용한 시험용 구동보드는 최소 3cm길이에 부품 수는 MIT 트랜지스터 등 8개로 생산 비용도 줄였다는 평가다. 이에 따라 구(球)형이나 LED 램프의 모양 응용도 가능케 됐다.

형광등 호환형 LED 램프는 기존 램프 규격내의 모든 안정기와 호환이 가능, 형광등 안정기(인버터)를 교체하지 않고 LED 램프만 바꿔사용하는 방식이다.

연구팀은 먼저 LED 램프 외장형을 만들어 상용화하면서 국내 표준화 작업도 진행할 계획이다. 해외에서는 LED 램프의 방식을 제한하지 않아 해외 시장 진출이 먼저 이뤄질 예정이다.

김현탁 박사는 "현재 MIT 기술을 활용해 화재감지기와 전자개폐기·차단기를 개발해 상용화를 진행 중이다"며 "MIT 고속 스위칭기술은 고효율과 소형화에 유리하다. 이를 이용해 빛이 있는 곳에 MIT 기술을 접목, 세계에 이를 널리 전파할 것"이라고 말했다.

한편 이 기술은 22일부터 일산 킨텍스에서 열리는 '국제 LED&OLED 엑스포 2016'에 선보일 예정이다.

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