과학기술및연구개발사업동향브리프 11 과학기술및연구개발사업 동향브리프 는연구개발분야에서최근에주요이슈로대두되는기술분야별추진현황과정책동향을분석하여매년수행되는정부연구개발투자를효율적으로지원하고자발간되고있습니다. 차세대조명기술및 R&D 동향 요약 1. 개요 2. 차세대조명산업및정

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옥담 호
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1 과학기술및연구개발사업동향브리프 차세대조명기술및 R&D 동향 - 김석필 김동현

2 과학기술및연구개발사업동향브리프 11 과학기술및연구개발사업 동향브리프 는연구개발분야에서최근에주요이슈로대두되는기술분야별추진현황과정책동향을분석하여매년수행되는정부연구개발투자를효율적으로지원하고자발간되고있습니다. 차세대조명기술및 R&D 동향 요약 1. 개요 2. 차세대조명산업및정책동향 3. 국내차세대조명정책및산업동향 4. 국내 R&D 투자동향 5. 주요이슈및정책제언

는대표적차세대조명으로기술개발을통한성능향상및저가격화를통해향후기존조명을대체할것으로예상 2.

3 요약 요약 1. 차세대조명의정의및범위 백열전구를대체할새로운조명장치를의미하나지구온난화에따른기후문제등에대응하기위한목적성을고려, 기존조명의대체조명 으로서친환경, 저소비전력, 고효율및장수명의특징을지닌새로운 조명 으로정의 LED 와 OLED 는대표적차세대조명으로기술개발을통한성능향상및저가격화를통해향후기존조명을대체할것으로예상 2. 주요국가별동향 미국, 독일, 일본, 대만등은백열등의생산및사용에대해단계적축소및사용금지와 LED 사용확대및기술개발지원을병행추진 OLED 조명은상용화초기단계로서연구개발을통한효율성향상및저가격화를목표로기업과연계한산학연및컨소시엄형태의추진 체계를구성하여연구개발추진 3. 국내동향 온실가스감축목표달성을위해국가전력사용량의 17.3% 에해당하는조명부문의에너지소비를 LED 조명교체를통해절감예정 - LED 조명 2060 계획 ( 중장기 LED 보급로드맵 ) 을통해 20 년까지 LED 조명 비중을 60% 로확대추진 - LED 조명보급로드맵수립, 공공부문의대규모시장창출, 민간부분의 LED 조명수요확산, 보급기반구축등 4 개분야로추진 Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 1

차세대조명기술및 R&D 동향 OLED 는조명용패널에집중된지원방식에서탈피하여, 지원이미흡하고파급효과가큰분야를선정 지원하는방식으로전환 - 산업기반강화를위한인프라구축지원을중심으로증착장비개발, 상품화 개발지원, 전문인력양성, 국제네트워크구축지원등 4 개분야로추진 4. 이슈및정책제언차세대조명관련중소기업 R&D 투자확대 - 정부의 R&D 투자규모는 10년기준 624.

4 차세대조명기술및 R&D 동향 OLED 는조명용패널에집중된지원방식에서탈피하여, 지원이미흡하고파급효과가큰분야를선정 지원하는방식으로전환 - 산업기반강화를위한인프라구축지원을중심으로증착장비개발, 상품화 개발지원, 전문인력양성, 국제네트워크구축지원등 4 개분야로추진 4. 이슈및정책제언차세대조명관련중소기업 R&D 투자확대 - 정부의 R&D 투자규모는 10년기준 624.8억원으로시장의규모와경제적파급효과를고려할때, 지속적인연구개발투자필요 - 국내산업현황을고려해서부품 소재 장비분야중소기업의 R&D지원을중심으로예산배분필요핵심소재및장비기술경쟁력강화 - LED, OLED는대표적차세대조명기술이나, 원천기술및특허가부족하고핵심부품소재및장비의수입의존도가높은상황조명특성을고려한전략적연구개발투자 - LED기술과 OLED기술을상호기술대체의개념이아닌특성에적합한응용분야를고려하여기술별개발방향특화필요차세대조명기술표준확보 - 핵심특허및원천기술이부족하므로성능시험, 표준, 인증분야의원천기술및특허확보에집중하고기술개발초기단계인 OLED분야는핵심기술개발집중필요 2 과학기술및연구개발사업동향브리프 호

5 1. 개요 1. 개요 1. 배경및필요성 조명을위한전세계의전력소비량은 2 조 1,000 억 kwh 로추정되며전체전기에너지의 20% 수준으로연간 17 억톤의 CO 2 를배출 우리나라의조명에의한에너지전력소비비중은 17.3% 수준 백열등과형광등이조명시장의 97.8%( 10 년 ) 를점유 1) 하고있으나, 낮은효율및유해물질사용규제로인해고효율, 친환경조명으로의대체필요 - 미국은 100W 이상의백열등에대한사용규제를 12 년부터전국적으로실시할예정이며 유럽, 호주는이미규제시행중 - 형광등의수은및납의사용은 RoHS 의예외대상이나향후이에대한규제가지속적으로 강화될것으로예상 RoHS(Restriction of Hazardous Substances): 전기전자제품내특정유해물질사용제한을위한유해물질사용제한지침 2. 조명의발전과정및분류 조명기술은연료를사용한직접연소방식에서필라멘트집적가열방식, 방전가스방식, 반도체방식의순으로기술개발및발전 - 현재는백열발광, 방전발광, 전계발광의 2, 3, 4 세대방식의조명원기술이시장에존재 1) 유비산업리서치, 2010 년 OLED 연간보고서 Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 3

레이저다이오드 1 세대 2 세대 3 세대 4 세대 백열등 형광등 LED, OLED < 그림 1.

6 차세대조명기술및 R&D 동향 < 표 1. 발광방식에따른조명원의분류 > 발광방식 백열발광방전발광전계발광 조명원 백열전구할로겐램프 저압방전 - 형광램프고압방전 - 수은램프 - 나트륨램프 - 메탈할라이드램프 LED OLED 레이저다이오드 1 세대 2 세대 3 세대 4 세대 백열등 형광등 LED, OLED < 그림 1. 조명원의발전과정 > 200 Luminous Efficiency (lm/w) Fluorescent Incandescents Electrical Discharge Lamps Light Enitting Diodes 자료 : < 그림 2. 광원별효율특성발전 > 4 과학기술및연구개발사업동향브리프 호

7 1. 개요 3. 차세대조명의정의 차세대조명에대한명확한정의는존재하지않으나협의의의미로백열전구를대체할새로운조명장치를의미 형광등은저가격, 고효율광원으로백열전구를대체하고있으나수은과납등의유해물질사용으로인한환경문제로차세대조명에포함되지않음 차세대조명은지구온난화로인한기후문제등의이슈에대응하기위한목적성을고려해야하므로 기존조명의대체조명으로서친환경, 저소비전력, 고효율및 장수명의특징을지닌새로운조명 으로정의 4. 차세대조명의종류 LED 와 OLED 는대표적차세대조명으로기술개발을통한성능향상및저가격화를통해향후기존조명을대체할것으로예상 - 또한, 고가의 LED, OLED 외기존광원의방전발광방식을개선한콤팩트메탈할라이드램프 (Compact Metal-halide Lamp), 무전극형광램프, UCD 램프 (Ultra Constant Discharge Lamp) 등이차세대조명으로서기술개발이진행중 LED(Light Emitting Diode) - 발광다이오드를뜻하며, p-n 반도체접합부에서전자 (electron) 와정공 (hole) 의재결합 에너지에의해발광하는원리로반도체재료에따라적외선, 가시광선, 자외선발생 - LED 는점광원의특징을갖으며다양한광색및색온도, 광출력제어가가능하고충격에 강해다양한응용가능 - 소비전력은백열전구의 1/10, 형광등의 1/2 수준이며, 사용수명은백열전구의 40 배, 형광 등의 3 배로저소비전력, 장수명광원 OLED(Organic Light Emitting Diode) - LED 와마찬가지로전자와정공의재결합에너지가유기물질인발광층에전달되어광 ( 光 ) 발생 - 점, 선, 면등다양한형태의광원제조가가능 - 발광효율및고휘도수명에대한개선필요 Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 5

8 차세대조명기술및 R&D 동향 콤팩트메탈할라이드램프 (Compact Metal-halide Lamp) - 메탈할라이드램프에세라믹방전관을사용하고소형화한광원 - 높은광효율, 적은열부하량, 연색성, 높은색온도, 장수명이특징 무전극형광램프 - 전극을사용하지않으며고주파방전에의해발생한자외선이방전관내의형광물질을발광 - 장수명, 고효율, 고연색성의특징 UCD 램프 (Ultra Constant Discharge Lamp) - 크세논및특수가스와금속화합물을방전관내부에서초정압상태로순간고압방전후저전압으로발광 - 고효율, 장수명, 다양한색상구현가능 < 표 2. 차세대조명기술비교 > LED OLED 콤팩트메탈할라이드램프 무전극형광램프 UCD 램프 소비전력 (W) 수명 ( 시간 ) 40,000 10,000 9,000 40,000 20,000 효율 (lm/w) 환경유해물질 RoHS 적합 RoHS 적합 RoHS 부적합 RoHS 부적합 ( 수은 6mg) RoHS 적합 6 과학기술및연구개발사업동향브리프 호

9 2. 차세대조명산업및정책동향 2. 차세대조명산업및정책동향 1. 차세대조명산업동향 세계조명시장은 10 년기준 134 조원규모로연간 5% 이상의성장세를유지하고있으나일반조명이대부분을차지 2) 오스람, 필립스, GE 등빅 3 사가조명시장의 50% 점유 기후변화대응을위한에너지효율화대책으로저효율, 단수명의백열등시장이축소되고, 형광등 LED 등고효율광원으로대체중 < 표 3. 일반조명용세계광원시장및점유율전망 > ( 단위 : 백만달러 ) 구분 2009 년 2010 년 2011 년 2012 년 2013 년 2014 년 2015 년 형광등 14,253 (38.1) 15,898 (39.7) 18,491 (43.2) 20,361 (46.2) 22,232 (48.9) 24,102 (51.1) 25,972 (52.5) 백열등 22,590 (60.4) 23,233 (58.1) 23,146 (54.1) 22,002 (49.9) 20,859 (45.9) 19,716 (41.8) 18,573 (37.5) LED 540 (1.5) 800 (2.0) 998 (2.3) 1,297 (2.9) 1,687 (3.7) 2,193 (4.6) 2,850 (5.8) OLED 0 (0.0) 90 (0.2) 173 (0.4) 454 (1.0) 655 (1.5) 1,161 (2.5) 2,090 (4.2) 합계 37,383 (100) 40,021 (100) 42,807 (100) 44,116 (100) 45,433 (100) 47,172 (100) 49,486 (100) 자료 : 유비산업리서치, 2010 년 OLED 연간보고서 2) 유비산업리서치, 2010 년 OLED 연간보고서 Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 7

차세대조명기술및 R&D 동향 차세대조명으로 LED 및 OLED 의증가추세뚜렷 - 09 년 LED 1.5%, OLED 0.0% 에서 15 년 LED 5.8%, OLED 4.2% 로변화 2009 년 2015 년 LED 1.5% OLED 0% LED 5.8% OLED 4,2% 백열등 60.4% 형광등 38.1% 백열등 37.5% 형광등 52.5% < 그림 3.

10 차세대조명기술및 R&D 동향 차세대조명으로 LED 및 OLED 의증가추세뚜렷 - 09 년 LED 1.5%, OLED 0.0% 에서 15 년 LED 5.8%, OLED 4.2% 로변화 2009 년 2015 년 LED 1.5% OLED 0% LED 5.8% OLED 4,2% 백열등 60.4% 형광등 38.1% 백열등 37.5% 형광등 52.5% < 그림 3. 일반조명용세계광원시장및점유율전망 > LED, OLED 등의고체광원외에기존조명의효율및수명을개선한기타차세대조명분야도성장중 - 콤팩트메탈할라이드램프시스템은필립스, 오스람, GE 의주도하에소형투광등, 보안등, 실내포인트조명, 실내전반조명에활용 - 무전극형광램프시스템은필립스와일본의마쓰시다가일부점유 2. 차세대조명주요국가별정책동향 미국 에너지성 (Department of Energy) 은 20 년까지기존조명교체및 SSL(Solid State Lighting LED) 상업화전략수립을통해지원을확대 3) - 14 년백열등사용전면금지및 20 년 200lm/W LED 파워칩개발 LED 조명관련 SSL Quality Advocates, Energy Star 인증제도, CALiPER(Commercialy Available LED Product Evaluation and Reporting), Gateway Demonstrations, Design Competitions 등프로그램추진 3) DOE, Next Generation Lighting Initiative(Vision 2020) 8 과학기술및연구개발사업동향브리프 호

11 2. 차세대조명산업및정책동향 OLED 조명핵심기술연구투자확대 - 00 년부터 OLED 기술연구에착수하여 09 년에는 Vision 2020 계획수립총투입연구비의 49% 인 36.9 백만불을 OLED 조명기술에투자 15 년효율 100lm/W 와가격 10$/klm 을목표로필립스, GE, 오스람, 유니버셜디스플레이, 다우코닝등기업체와프린스턴대학교등 17 개기관이산학협력연구진행 OLED DOE Share $27.9Million Applicant Share $9.0Million LED DOE Share $28.9Million Applicant Share $8.9Million $ 0 $ 10 $ 20 $ 30 $ 40 $ (Millions) Total Contract value of Projects : $74.8 Million (51 projects) OLED : $36.9Million (25projects) LED : $37.8Million (26projects) 자료 : IT SoC Magazine(2009) < 그림 4. 미국 Next Generation Lighting 프로젝트과제현황 > 독일 LED 원천기술을보유한오스람사를중심으로관련분야성장중 - 신호등및자동차제동등과미등에 LED 적용, 09 년, EU 의백열전구사용금지규정제정 으로절전형조명사용적극장려 OLED 기술개발은교육연구부 (BMBF) 후원으로 OPAL(Organic Phosphorescent diodes for Applications on the Lighting market) 프로젝트를통해진행 - 고효율 OLED 광원의저가격화를목표로오스람, 필립스, Aixtron AG, 지멘스 CT, Applied Materials 등을중심으로추진 Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 9

12 차세대조명기술및 R&D 동향 일본 98 년조명용백색 LED 기술개발을위한 21 세기광프로젝트 착수 LED 생산전문기업 13 곳, 대학교 5 곳, 표준기관 1 곳을선정하여기술개발지원 에너지절감법 ( 09.4) 은기업전체의연간에너지사용량이원유환산 1500kl 이상인기업에대해대정부보고및간판 조명기구에 LED 조명도입을의무화 일반조명용 OLED 및 BLU 광원개발은신에너지산업기술종합개발기구 (NEDO), 산업기술진흥기구주관으로미쓰비시중공업과 IMES 등조명관련업체들과컨소시엄을 형성하여 43 억엔의연구비를투입 ( 04~ 11) 대만 차세대광원기술개발및보급전략 진행을통해 12 년부터백열등사용전면금지계획수립 - 대규모투자로우리나라 5 배규모의 LED 제조설비구축및국책연구기관인산업기술 연구소 (ITRI) 를중심으로 11 개업체컨소시엄구성 현재전세계 LED 칩의 64% 를생산 < 표 4. 차세대조명주요국가별정책비교 > 국가미국독일일본대만 프로젝트 Next Generation Lighting Initiative(Vision 2020) So-Light 프로젝트 21 세기광프로젝트 차세대광원기술개발및보급전략 주관기관 에너지성 (Department of Energy) 독일교육연구부 (BMBF) 신에너지산업기술종합개발기구 (NEDO) / 산업기술진흥기구 산업기술연구소 (ITRI) 투자액 총액 : 7,480 만달러 OLED: 3,690 만달러 LED: 3,780 만달러 OLED:1,470 만유로 LED: 41억엔 OLED: 43억엔 LED: 4 억 TWD 10 과학기술및연구개발사업동향브리프 호

13 3. 국내차세대조명산업및정책동향 3. 국내차세대조명정책및산업동향 1. 정책동향 20 년국가온실가스감축목표달성을위해전체전력사용량의 17.3% 를차지하는조명부문의사용량감축을위해 LED 조명교체추진 정부는 LED 조명 2060 계획 ( 중장기 LED 보급로드맵, 월 ) 을 통해 20 년까지 LED 조명비중을 60% 까지확대추진 - 국가전체 LED 조명보급률 60%, 공공기관 100% 달성목표 - LED 조명보급로드맵수립, 공공부문의대규모시장창출, 민간부분의 LED 조명수요확산, 보급기반구축등 4 개분야로추진 OLED 는조명용패널에집중된지원방식에서탈피, 지원이미흡하고파급효과가큰분야를선정 지원하는방식으로전환 - 가격경쟁력확보가능한핵심양산장비개발및산업기반강화를위한인프라구축지원 사업으로 OLED 사업화기술개발사업 ( 10~ 11 년 ) 을추진 - 증착장비개발, 상품화개발지원, 전문인력양성, 국제네트워크구축지원등 4 개분야가 추진중이나, 2 년단기지원사업으로산업화성과창출에는한계가예상되는상황 2. 산업동향 LED 조명 15/30 보급프로젝트 ( 06 년 ), LED 산업발전전략 ( 08) 수립등정책적노력으로 LED 보급이확대되고국내 LED 산업이급격히성장 - 국가전체 LED 조명보급률은 10 년기준 2.5% 내외 지자체 14%, 공공기관 8% 보급, LED 업체수 : 260 개 ( 06) 830 개 ( 10), 최근대기업본격진출 OLED 조명패널분야는세계시장의 76% 를차지하는우리나라 OLED 디스플레이기술력을바탕으로세계 1 위이나, - 부품, 소재, 장비등후방산업과등기구등전방산업과의연계부족으로 OLED 조명산업의 기술력은선진국대비 70% 수준에불과 Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 11

14 차세대조명기술및 R&D 동향 4. 국내 R&D 투자동향 1. 정부 R&D 사업 지식경제부는 전자정보디바이스산업원천기술개발사업 등 4 개사업의 LED 광산업관련 R&D 사업에 11 년 억원을지원 4) 하고있으며, 12 년에는 55 억원 규모의시스템조명전용사업을신설지원예정 중소기업청은 중소기업기술혁신개발사업 미래선도과제의 17 대전략분야에너지효율화부문차세대조명 LED 기술에 억원을지원 5) < 표 5. 차세대조명기술개발관련정부 R&D 사업 > 부처사업내용 사업예산 ( 억원 ) 관련예산 ( 억원 ) 전자정보디바이스산업원천기술개발사업 OLED 조명사업화기술개발 ( 11 년종료 ) 반도체, 디스플레이, LED 광분야등전자정보디바이스전략기술분야핵심원천기술개발지원 LED 광분야원천기술개발 - 효율향상을위한 LED 소자 소재기술개발 - LED 조명및광융합원천기술개발 - 그린 IT 구현을위한광응용원천기술및표준개발지원 - OLED 면조명핵심소재전 후공정기술개발 OLED 조명의초기시장진입을위한패키지형사업 - 핵심장비, 인력양성및중소조명기업지원등인프라구축 - 사업화를위한자체 공동및아웃소싱을통한핵심기술확보 1, 지경부 LED 시스템조명개발사업 ( 12 년신규 ) LED 조명과 IT 기술결합을통한획기적에너지절감및경쟁력확보기술개발 - 핵심부품소재, 응용제품개발, 산업인프라조성 55 ( 12 년 ) 55 ( 12 년 ) 정보통신연구기반구축사업 정보통신기술개발을위한공동연구기반구축을통해기술개발생산성향상및개발기술의산업화지원 광산업기술력향상 - 광산업기술력향상을위한설계에서사업화까지전주기지원 산업기술연구기반구축사업 산업융합연구, 디자인, 엔지니어링기술진흥, 신성장동력기반구축을통해기술혁신역량강화에기여 - 신성장동력기반구축분야중 LED 농생명융합기술개발 사업지원 중기청 중소기업기술혁신개발사업 미래선도과제부문의유망기술전략지원과제추진전략중 17 대전략분야에포함 - 에너지효율화부문중차세대조명 LED 기술개발지원 2,797 ( 10 년 ) 142 ( 10 년 ) 4) 기획재정부, 2011 ( 5) 국가 R&D 사업관리 ( 년자료 ) 12 과학기술및연구개발사업동향브리프 호

4. 국내 R&D 투자동향 정부 R&D 조사분석자료에의하면조명기술에대한 R&D 투자는지속적으로증가하고있으며 10 년에는 218 개과제, 624.8 억원을지원 - 지경부와중기청의투자비중이 95% 를차지하고있으며응용, 개발단계의비중이각각 17.8%, 55.

3% 의연구비가집중지원 ( 단위 : 백만원 ) 70,000 60,000 60,000 50,000 2008 2009 50,000 40,000 40,000 2010 30,000 30,000 20,000 20,000 10,000 10,000 0 전체 교육과학기술부지식경제부 중소기업청 0 교육과학기술부지식경제부중소기업청전체 LED OLED

15 4. 국내 R&D 투자동향 정부 R&D 조사분석자료에의하면조명기술에대한 R&D 투자는지속적으로증가하고있으며 10 년에는 218 개과제, 억원을지원 - 지경부와중기청의투자비중이 95% 를차지하고있으며응용, 개발단계의비중이각각 17.8%, 55.0% 로개발단계비중이높고, 원천기술확보를위한기초연구지원은부족함 - 기술분야별로보면 LED 와 OLED 분야에각각 58.1%, 20.3% 의연구비가집중지원 ( 단위 : 백만원 ) 70,000 60,000 60,000 50, ,000 40,000 40, ,000 30,000 20,000 20,000 10,000 10,000 0 전체 교육과학기술부지식경제부 중소기업청 0 교육과학기술부지식경제부중소기업청전체 LED OLED < 그림 5. 부처별연구개발투자현황 > < 그림 6. 기술분야별연구개발투자현황 > 2. 민간투자현황 국내조명시장은전세계시장의 2% 수준이며, 세계 27 위의규모로산업규모가미미한상황 국내 LED 관련기업은 08 년말 457 개사로이중 283 개가 LED 조명사업을영위 LED 조명관련업체가 LED 전체기업중 62% 를차지 - LED 국내업체들의시장점유율은서울반도체, LG 이노텍, 삼성전기 3 사가 40% 를차지 - LED 조명기술의핵심인부품소재, 장비, 칩관련업체는 59 개 (12.9%) 에불과한상황 Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 13

16 차세대조명기술및 R&D 동향 < 표 6. 국내 LED 관련업체현황 > 업종 참여업체수 구성비 (%) LED 조명 BLU 패키지 전광판 부품소재 장비 칩 LED 조명디자인 합계 자료 : LED조명기술연구기획위원회 / 디지털타임스, 2008 LG 화학, SMD( 삼성모바일디스플레이 ), 네오뷰코오롱및몇몇의중소기업등은 OLED 조명산업진입준비중 LG 화학 : UDC( 미국, 소재관련기업 ) 와제휴, OLED 패널공동개발추진, 12 년말 ~ 13 년초양산계획 SMD : 11 년하반기 OLED 조명양산계획 네오뷰코오롱 : 투명조명시장개척 금호전기 : 선익, 실리콘웍스컨소시엄국책과제참여, OLED 조명사업화검토 필룩스 : SMD, 대주전자재료컨소시엄국책과제참여 < 표 7. 국내 OLED 시장참여업체 > 구분항목국내업체 패널 / 모듈조명용 OLED 패널 LG 화학, 삼성 SMD, 네오뷰코오롱, 금호전기 부품소재 장비 자료 : ETRI, 전자통신동향분석, 2011 OLED 기판재료 발광제료 / 주입및수송재료 봉지재료 제조장비 장비부품 신안 SNP, LG 화학 그라쎌, 썬파인챔, 이엘엠, LG 화학, 루디스 나노닉스, RNDis 동아엘텍, SNU Precision 야스 국내조명산업은 LED, OLED 분야에대한대기업의투자확대로규모가성장중이나최근대기업의진입을제한하는움직임존재 6) 6) 동반성장위원회는 LED 조명을중소기업적합업종으로지정, 대기업의사업철수를권고하여대기업과중견기업은권고철회를요청하고있는상황 14 과학기술및연구개발사업동향브리프 호

17 5. 주요이슈및정책제언 5. 주요이슈및정책제언 1. 차세대조명관련중소기업 R&D 투자확대 백열등의대체수요로서형광등이시장을차지하고있지만, 유해물질규제로형광등의사용도결국규제대상이될것으로전망 - 일반조명의세계시장규모는 11 년 428 억불규모로예상되며백열등과형광등이 97.3% 를 점유. 향후백열등과형광등은모두차세대조명으로대체될것으로예상 현재정부 R&D 투자규모는 10 년기준 억원으로전체정부연구개발사업의 0.45% 수준이며, 시장의규모 (137 조원, 10 년기준 ) 와경제적파급효과를고려할때 적정규모의 R&D 투자지원이필요 - 조명관련업체의기술수준및영세성을고려하여부품, 소재, 장비분야의중소기업 R&D 지원을중심으로예산배분필요 2. 핵심소재및장비기술경쟁력강화 LED, OLED 는현재백열등및형광등을지속적으로대체할대표적차세대조명기술로서기술개발및산업화가활발하게진행중 - 하지만, 원천기술및특허가부족하고핵심부품소재및장비의수입의존도가높은상황 - 또한응용기술관련업체는 73% 인반면핵심기술관련업체는전체의 18% 수준에 불과하여산업의핵심기술경쟁력이취약 제품화단계에돌입하여민간의기술개발이활발하게이루어지는 LED 조명분야의경우, 민간업체의자체연구개발활동을촉진하기위한정책적지원을강화 제품화의초기단계인 OLED 조명분야의경우핵심원천기술선점의가능성이높으므로정부주도의연구개발지원전략의수립이필요 Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 15

18 차세대조명기술및 R&D 동향 3. 조명특성을고려한전략적연구개발투자 LED 는점광원으로서, OLED 는면광원으로서각각다른특성을지니므로연구개발에따라 LED 중심에서 OLED 로넘어가는기술대체가아닌상호특성화된적용분야를 고려한전략적투자필요 - LED 조명은기존조명의대체및에너지효율화를중심으로, OLED 조명은디자인자유도가 높으므로고부가가치감성조명을중심으로연구개발을추진하는등의전략적연구개발이 바람직 - LED 와 OLED 연구개발을별도사업으로진행하기보다는단일연구개발사업내에서 각각의특성에맞춘전략적추진필요 4. 차세대조명기술표준확보 차세대조명의기술개발및시장확대가가속화되고있는상황이나응용기술중심의국내산업구조로인해핵심특허확보및표준화활동이미비한상황 - 국제조명위원회 (CIE, Commission Internationale de I'Eclairage) 는광 조명에관한표준, 계량법에대한국제 국가표준제정에착수하여. 수년내국제규격표준화가완료될예정 - 원천기술및특허부족에따른국내산업의취약점을성능시험, 표준, 인증분야의원천기술 확보등을통해대응필요 OLED 분야는기술개발초기단계로서기초연구투자를확대하여원천기술개발및특허확보에집중필요 16 과학기술및연구개발사업동향브리프 호

19 5. 주요이슈및정책제언 [ 참고자료 1] < LED 조명 2060 계획주요내용 > ( 보급로드맵 ) 2020 년국가전체 LED 조명보급률 60%, 공공기관보급률 100% 달성목표제시 ( LED 조명 2060 계획 ) 보급률목표 : [ 국가전체 ] 30%( 15) 60%( 20) [ 공공 ] ( 15) 60% ( 20) 100% 15/30 프로젝트 ( 15 년까지 30% 보급 ) 수립 ( 06) 이후, 20 년까지목표신규제시 ( 공공부문시장창출 ) 12~13 년중에대규모의공공기관 LED 조명보급사업을추진하여공공부문이앞장서 LED 조명을교체해나가고, 4 대강 세종시 학교 산업단지등에대규모보급프로젝트발굴 추진 11 년 80 억원수준에서 12 년대폭증액을추진하여단기간에선도적으로보급확대 ( 민간부분수요확산 ) 정부자금투입보다는제도를통해 LED 등고효율조명사용확대를유도하는한편, 전통시장, 소상공인광고간판등의경우민간 보조금지원 ( 11~ 15, 1,000 억원 ) 으로 LED Divide 해소추진 민간건물 주택의 LED 등고효율조명의무사용을단계적으로확대 ( 보급기반구축 ) R&D 투자확대로효율향상과가격하락을유도하고, 유통중인 LED 제품사후관리강화등으로품질및소비자인식을개선하며, 대 중소 기업간유기적협력체계를구축 (LED 산업포럼신설 ) 하여동반성장의성공 모델창출 ( 기대효과 ) 2060 목표달성시 2020 년에는 50 만 kw 화력발전소 7~8 개를대체하는에너지절감및 LED 산업이현재의반도체산업 (410 억불 ) 규모로 성장가능 Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 17

20 차세대조명기술및 R&D 동향 자료원 자료원 KETEP, 그린에너지전략로드맵 2011( 고효율신광원 ), 2011 KETEP, 그린에너지전략로드맵 2009(LED조명 ), 2009 지식경제부, 녹색조명사회실현을위한 LED조명 2060계획 제시, 2011 관계부처합동, LED산업제2도약전략, 2011 KISTEP, 'LED 조명 ' 기술관련국내외기술동향및주요이슈, 2010 KETI, 미국에너지성 (DOE) 의 LED관련정책동향, 2010 ETRI, OLED 조명산업및시장동향, 2011 ETRI, 전자통신동향분석, 2011 ETRI, LED 조명산업구조분석, 2010 신한증권리서치, 녹색성장, LED조명, 2011 한국반도체산업협회, IT SoC Magazine, 2009 LED 조명기술연기획위원회, 디지털타임스, 2008 유비산업리서치, OLED 연간보고서, 2010 조명 전기설비학회, 조명 전기설비학회지, 2011 Philips, 기획재정부, 국가과학기술지식정보서비스, 국가R&D사업관리, 과학기술및연구개발사업동향브리프 호

21 과학기술및연구개발사업동향브리프 11 차세대조명기술및 R&D 동향 I 저자 I 김석필한국과학기술기획평가원부연구위원 02) , sukpil.kim@kistep.re.kr 김동현한국과학기술기획평가원연구원 02) , guru25@kistep.re.kr 본동향브리프의내용은필자의개인적견해이며, KISTEP 의공식적인견해가아님을밝힙니다.

백색 LED를 사용한 조명용 광원의 설계 및 분석

백색 LED를 사용한 조명용 광원의 설계 및 분석 1879 년백열등 1938 년형광램프 1964 년 HID 램프 1990 년대초 ( 신광원 ) 무전극방전램프 LED 램프 에너지절약기술개발활성화대두 Solid-State Lighting 고효율, 장수명, 고연색성, 에너지및자원절약 쾌적성, 안전성, 지구환경보호, 다양한색가변가능 1000 0.3 x CIE 비시감도곡선 (CIE) 발광효율