정기훈 KAIST 교수팀, 발광기관 외피 나노구조 모사
비싼 무반사코팅 대신 가격 낮추고 효율 극대화 가능

국내 연구진이 반딧불이를 모방한 고효율 LED 원천기술을 개발했다.

KAIST(한국과학기술원)는 정기훈 바이오및뇌공학과 교수 연구팀이 반딧불이 발광기관 외피에 있는 나노구조를 모방해 발광효율이 높은 LED 렌즈를 개발했다고 30일 밝혔다. 종전까지는 렌즈의 반사를 방지하기 위해 값비싼 반사방지 코팅을 추가로 처리했지만, 이 기술을 적용하면 렌즈를 제작할 때 생체모사 나노구조를 주형에서 한 번에 만들어 보다 저렴한 LED를 만들 수 있다.

이번 기술은 앞으로 스마트폰, TV, 자동차, 의료기기, 실내외 조명 등에 널리 적용될 것으로 전망된다. 빛의 효율을 높이기 위한 대표적인 방법으로 '무반사구조(antireflective structures)'를 여러 분야에서 활용하고 있지만 이 구조는 평판에만 국한되어 있어 LED 렌즈와 같은 곡면에 만드는 것은 많은 어려움이 있다.
 

▲일반렌즈(왼쪽)와 고효율 LED렌즈.  ⓒ2012 HelloDD.com

정 교수 연구팀은 3차원 미세몰딩 공정을 활용해 이를 해결했다. 이번 기술은 세계 최초로 무반사구조가 형성된 반구형 고효율 LED 렌즈를 개발한 것으로, 이 렌즈는 기존에 사용되는 '무반사코팅(antireflection coating)'에 상응하는 효과를 나타냈다.

정 교수는 "세계 최초로 생물 발광기관을 생체 모사했다는데 의의가 있다"며 "생체모사 기술을 활용한 고효율 LED 렌즈 기술을 통해 기존의 값비싼 무반사코팅을 대신해 가격은 낮추고 효율을 극대화할 수 있을 것"이라고 말했다.

이번 연구 결과는 미국 국립과학원회보지(PNAS) 29일자 온라인판에 게재됐다.

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