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주연 형
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1 차세대에너지 BK( 전북대 ) 특강 ( ) 에너지절감형 LED 광원기술 백종협 한국광기술원 LED 소자팀장 jhbaek@kopti.re.kr 0/55

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3 목차 LED 개요 LED 이론과동작원리 고효율 LED 칩기술 고방열 LED 패키징기술 반도체조명과에너지절감 2/55

4 LED 의발전역사 1 세대 (1960 s ~1980 s) LED is born comes of age GaAsP AlGaAs 2 세대 (1990 s ~ 2004) 고휘도 LED - new era of LED Red Yellow Orange Monsanto HP ER-300 (Red) IR AlInGaP InGaN Blue Green White UV 최초의상용 LED Monsanto(1969) Motorola 최초의고휘도 LED (300 mcd) Fairchild (1980 s) Motion display Architecture 문자 / 숫자표시기 회로점등 LED flash LED BLU Mobile phone Automotive Machinery indicator, Alpha-numeric display Sign, Signal, Display, Backlight, Task lights 범용 LED 고휘도 LED 새로운발광재료의개발 에피 / 공정기술, 장비의발전 패키징방열기술의발전 3/55

5 LED 성능발전 Luminous Performance (lm/w) W 저압나트륨등 40W 형광등 70W 메탈할라이드 400W 수은등 30W 할로겐등 60W 백열등 10 에디슨의백열등 Year R&D 적색 LED (HP, 2000) LED 백색 LED R&D :159lm/W 니치아 (2007) :115lm/W 루미레드 (2007) :130lm/W Cree (2006) 2010 백색 LED 상용제품 4/55

6 미래형 LED 3세대 (in the future) 미래형 LED 휴대용 LED 프로젝터 LED 일반조명 조명통신 (VLC) Purifier Bio-Med sensor 인공태양 ( 달 ) 일반조명, 조명통신, 의료 / 환경 LED 5/55

7 LED 성능대비가격의변화 자료 : Presentation by Lumileds in Intn l Conf. Solid State Lighting, San Diego (2003.8) 6/55

8 LED 제품별시장분포 Mobile 응용시장주춤 50%(2003) 58%(2004) 52%(2005) 출처 : Strategies in Light ( ) 7/55

9 LED 색상별시장분포 White의꾸준한강세 - 82% 가휴대폰에사용 적색계열의증가 - 신호등, 전광판, 자동차등 출처 : Strategies in Light ( ) 고출력칩의증가 - Standard 칩 4% 증가 - 고출력칩 12~13% 증가 8/55

10 LED 응용시장전망 B$ GAGR ~45% GAGR ~15% total Others Illumination Signal Automotive Sign/Display mobile appliance 출처 : Strategies in Light ( ) /55

11 목차 LED 개요 LED 이론과동작원리 고효율 LED 칩기술 고방열 LED 패키징기술 반도체조명과에너지절감 10/55

12 전통조명광원의발광원리 백열등 15 lm/w e - 백색 자외선 수은입자 RGB 형광체 교류 / 직류 e - 형광등 80 lm/w 필라멘트저항가열에의한백열현상 교류 개스상태에너지천이에의한발광 - 양방향으로가속된전자가수은입자와충돌 - 충격에의해수은입자에서자외선방출 - 자외선이표면에도포된 RGB 형광체를자극 백색발광 11/55

13 전통조명광원의발광원리 HID(High Intensity Discharge) 100 lm/w 이온충돌에의한금속개스의방전 금속고유의색을발광 여러금속을혼합하여고연색성백색발광 12/55

14 LED 고체상태에너지천이에의한발광현상 ( 발광다이오드 ) + LED Chip P h+ 발광층 N e- - 직류 I f R 0.3mm x 0.3mm LED chip 5mm dia. LED lamp 13/55

15 LED 발광원리 P- 반도체 발광층 Electron e - e - E c (Conduction band) E g (ev) photon (E g = E c E v ) E v (Valence band) h + h + N- 반도체 - + I f UV ~~ λ g = 1.24/E g ( μm ) 발광스펙트럼 380nm 460nm 520nm 590nm 660nm 760nm IR 14/55

16 LED 발광층재료 ( 청색 - 녹색 - 자외선 ) AlN 200 Bandgap Energy Eg (ev) Sapphire 기판 UV GaN IR InN InN(x) + GaN(1-x) = In x Ga 1-x N Binary + Binary = Ternary (Line) Lattice constant a o (Angstoms) Wavelength λ (nm) 15/55

17 LED 발광층재료 ( 적색 - 주황색 - 노란색 ) 3 x Binary = Quaternary (Plane) 기판 (Al x In 1-x P)y + (Ga x In 1-x P)(1-y) = (Al y Ga 1-y ) x In 1-x P Lattice matching to x=0.5 16/55

18 LED 발광효율 출력 Power (P out ) P out 5 5 방사효율 ( 적출효율 ) PKG P 3 + QW N 광자의탈출확률 ( 광추출효율 ) 전자-정공재결합성공율 ( 내부양자효율 ) Epi/Chip 외부양자효율 전류주입효율 - 1 P in 입력 Power (P in ) 구동회로의효율 1 Wall plug efficiency (P out / P in ) 17/55

19 LED Photometry 시신경 18/55

LED Photometry 시신경 (detector) 광원의출력 W lm 대뇌가인지하는광출력 IR, UV 는 0 lm Photometry Luminous flux 광 ( 선 ) 속 Luminous intensity ( 광도 ) Luminance or Brightness ( 휘도 ) Unit lm

20 LED Photometry 시신경 (detector) 광원의출력 W lm 대뇌가인지하는광출력 IR, UV 는 0 lm Photometry Luminous flux 광 ( 선 ) 속 Luminous intensity ( 광도 ) Luminance or Brightness ( 휘도 ) Unit lm Cd (lm/sr) nt (Cd/m 2 ) Illuminance 조 ( 명 ) 도 Lux (lm/m 2 ) Candela (Cd) 의정의 고전적개념 - 양초 (candle) 1개의단위입체각당광속 CIE 정의 (1979) nm 광원의단위입체각복사도가 1/683 W 일때그방향의광도 19/55

21 Radiometry and Photometry Radiometry 는총광량을정량적으로측정 Source power Photometry 는총광량중인간의눈에인지된광만을측정 Watts Radiant power Luminous power Lumens 광원에의해빚춰지는곳 방향성을가지면 Power / unit solid angle Power / unit area Watts/Sr Lumens/Sr = Candela Irradiance watts/m 2 Illuminance Lumens/m 2 = lux Power / unit area x solid angle 점광원이아니라면 ( 면적을갖는광원이라면 ) Watts/m 2 Sr Candela/m 2 = nit 20/55

Photopic vision( 주간시감도 ) V λ : Photopic visual efficacy = 1 @ 555 nm Photopic vision ( 주간시감도 ) Luminous flux

22 Photopic vision( 주간시감도 ) V λ : Photopic visual efficacy = 555 nm Photopic vision ( 주간시감도 ) Luminous flux (lm) = 683 W opt (λ) V λ dλ For 1W light source at 555 nm = 683 lm 470 nm = 683 lm x 0.1 = 68.3 lm 21/55

23 Scotopic vision ( 야간시감도 ) 주간시감도 - 낮은감도 - 빠른반응 - 우수한공간분해능 야간시감도 - 높은감도 - 느린반응 - 낮은공간분해능 22/55

24 목차 LED 개요 LED 이론과동작원리 고효율 LED 칩기술 고방열 LED 패키징기술 반도체조명과에너지절감 23/55

25 LED 고효율기술 칩 ( 추출효율 ), Extraction efficiency p-gan roughening Chip shaping LED on patterned sapphire substrate Vertical chip Photonic crystal Micro/Nano structure Patterned substrate Lateral overgrowth Homo epitaxy Non-polar epi 고효율 LED 방열설계 광학설계 패키지재료 ( 내열, 투과율, 연성, 고굴절율 ) 형광체 (RGBOY 양자효율, 산란손실, 내열 ) 에피 ( 내부양자효율 ), Internal quantum efficiency 패키징 / 모듈 ( 적출효율 ), PKG efficiency LED 효율 칩기술 = η internal η extraction η injection η PKG 외부양자효율 (external quantum efficiency) 24/55

26 LED 외부양자효율기술현황 내부양자효율향상 광추출효율 향상 기술내용저결함에피 ( 선택적수평성장, 동종기판의사용 ) 무분극 (non polar) 에피 P-GaN roughening (photonic crystal) Patterned 사파이어기판플립칩수직형칩 현재기술개발현황나노패턴에피동종기판저가격화결함제어오믹개선 Uniformity 개선수율개선신뢰성개선 25/55

27 분극 (Polarization) 현상 Spontaneous and piezoelectric polarization cause: 1. band bending 2. charge separation in QW Red shift of the emission Low recombination efficiency High threshold current Crystal Orientation and nonpoloar Nitride will solve these problems 26/55

28 무분극에피 무분극또는반분극기판을사용한에피의특성 Polar ( 분극 ) Semi-polar ( 반분극 ) Non-polar ( 무분극 ) < 무분극 LED 의장점 > 극성의소멸로양자효율증가 고농도 p-type 가능 (~ 7x10 18 /cm 3 ) 편광빔방출 LCD BLU에서유효빔 40~70% 증가 출력에따른파장변화없음 < 에피성장의어려움 > 3 차원에피표면형상 결정격자방위에따른 GaN 극성분포 Stacking fault 생성 Dislocation 다량발생 27/55

29 전반사 (total reflection) 현상 부분반사 전반사 QW ( 발광층 ) 칩 (n s ) Air(n o ) n s > n o 28/55

30 탈출콘 (escape cone) Escape cone Sin θ C = n 0 /n s θ C = 24 o for chip/air θ C = 37 o for chip/epoxy (n=1.5) T=0% T=85% η c 2 P 1 escape θ c 1 = 1 1 = Psource 2 2 θ 4 2 c = 1 4 n n 2 o 2 s n 0 R=100% n s θ C R=15% Escape efficiency of chip (n s =2.5 for GaN) : 8% for air (n o =1) : 11% for epoxy (n o =1.5) : 16% for sapphire (n o =1.9) 굴절율차가적을수록전반사임계각이크다. 전반사임계각이클수록탈출콘의면적이넓다. 고굴절율봉지재의필요성 29/55

31 탈출콘확장방법 How to enhance the extraction efficiency? - P-GaN roughening - Photonic crystal - Omni directional mirror - Chip shaping - PSS (Patterned sapphire substrate) - Vertical chip... 30/55

32 P-GaN roughening Normal surface p-gan roughened surface 탈출 발광층 θ c θc 전반사에의한광자의궤적 표면산란에의한전반사확률감소 발광층 ( 흡수층 ) 으로되돌아갈확률감소 31/55

33 P-GaN roughening 외부양자효율 20% V-shape defect Venus chip (Epi Star) 32/55

34 Photonic crystal LED 표면 scattering 효과인가, 광결정효과인가? Kim et al., APL 87, (2005) 33/55

Omni Directional Reflector(ODR) 전방위반사막 λ/4n - 저굴절율 ITO 형성 ( n: 2.05 1.

35 Omni Directional Reflector(ODR) 전방위반사막 λ/4n - 저굴절율 ITO 형성 ( n: 2.05 nm) - 유전체와금속의조합으로고반사막형성 -P o : 31.6% 증가 Appl. Phys. Lett. 88, (2006) 34/55

36 Chip shaping Lumileds TIP (truncated inverted pyramid) chip η extraction = 55% OSRAM Shaping Flip chip η extraction 25% 52% 60% 75% 35/55

37 Patterned sapphire substrate(pss) (0001) Sapphire Substrate 결함밀도감소에의한내부양자효율개선 기판표면에서의빛의난반사에의한추출효율증가 36/55

38 Vertical LED 항목종래 LED Vertical LED (Wafer bonded LED) 구조 본딩 (+) 전극 p-gan MQW Active n-gan Sapphire Wire bonding 수 2-wire bonding 1-wire bonding YAG Ni/Au (+) 투명전극 n(-) 전극 n-gan MQW Active p-gan Receptor wafer n(-) 전극 Reflector p(+) 전극 신뢰성 Fair? 가격 및수랑 현재가격 < 50 원 / 개 칩사이즈축소에한계점도달 N/A 수량 50% Vf( 순방향전압 ) 3.30 V (@350mA,1x1mm 2 ) 3.05 V (@350mA,1x1mm 2 ) 특성 Brightness 증가에한계점도달 200% Application 중저가품중대형 LCD BLU 광원 High flux LED 37/55

39 Receptor wafer 형성 Wafer Bonding Solder Supporting Wafer Solder: In, Au/In, Au/Sn etc. Wafer: Si, Ge, GaAs etc. Heat Process Thermal Stress Wafer Bowing Low Heat Dissipation OSRAM, Lumileds Ohmic & Reflector Sapphire GaN Metal Supporter Metal Laser Lift-Off Supporter Room Temp. Process High Heat Dissipation Controlled EP Process Stress-free Metal Supporter LG 이노텍, Semileds 38/55

$solid Increased plasma density Expand and fracture by shock wave Separation from substrate$

40 Laser lift-off (LLO) 원리 For GaN buffer For AlN buffer Laser ablation Ionized vapor(plasma) from solid Increased plasma density Expand and fracture by shock wave Separation from substrate 39/55

41 Laser lift-off (LLO) 원리 출처 : JPSA Inc. Excimer laser Rectangular shape, square flat-top profile 40/55

Vertical chip 주요기술이슈 연마면불량 Sapphire Wafer Removal a. Laser wavelength b. Mechanical Thinning (Grind/Polishing) c. Chemical Thinning (Etching) Al 2 O 3 GaN Layer Patterning for LLO a.

42 Vertical chip 주요기술이슈 연마면불량 Sapphire Wafer Removal a. Laser wavelength b. Mechanical Thinning (Grind/Polishing) c. Chemical Thinning (Etching) Al 2 O 3 GaN Layer Patterning for LLO a. Residual stress isolation Metal Reflector a. Ohmic Contact (Diffusion Barrier) b. Reflectivity Bonding Metal a. Thermo-compressive Bond (Au/Au) b. Eutectic Bond (Au:Sn, Pd:In) Receptor Wafer a. Semiconductor Wafer b. Metal Substrate c. Metal Electroplating d. Thermal Property (TCE) e. Ductility 41/55

43 Lateral LED Vs. Vertical LED Vertical LED Sapphire based LED 고출력 LED 42/55

44 목차 LED 개요 LED 이론과동작원리 고효율 LED 칩기술 고방열 LED 패키징기술 반도체조명과에너지절감 43/55

45 광원의에너지효율 Visible light 15%~30% Visible light 5% Heat losses 12% Heat 70%~85% IR 83% LED Energy 100 W 백열전구 주입전류증가에따른 LED 칩온도증가 반도체는물리적특성상고온에서출력이감소하고장파장 shift 방열설계를통한칩의온도안정화가필요 패키징재료의열화방지필요 열응력에의한패키지부품들의스트레스방지 44/55

46 열에의한 LED 특성변화 출력변화 수명감소 Data from Lumileds Ref: J. Crystal Growth, V268 (2004) pp /55

47 열저항 R th = (T 1 T 2 ) /Q Lamp type 패키징 R th : Thermal resistance Q : Heat flow (W) T 1 : Junction temperature T 2 : Ambient temperature LED chip T junction R th-jr R th-rl R th-la T reflector T lead T ambien t High thermal resistance >200 o C/W 에폭시의낮은유리전이온도 T g <130 o C 장시간사용시변색유발 따라서고출력패키징용으로는부적당 46/55

48 고출력 LED 패키징 Conventional LED 고출력 LED Chip Chip size size mm x x mm Chip Chip size size > > mm x x mm Thermal Thermal Resistance Resistance >200 >200 /W /W 0.05 ~ 0.3 W 0.2 ~ 3 lm 1 ~ 5 W 10 ~ 120 lm Heatsink Heatsink /W /W Heat dissipation Reduced LED number Higher brightness 낮은열저항 47/55

49 Heat sink 방열설계 Chip Convection Fin Conduction Chip 48/55

50 목차 LED 개요 LED 이론과동작원리 고효율 LED 칩기술 고방열 LED 패키징기술 반도체조명과에너지절감 49/55

51 LED 응용분야의확장 lm/w 40 lm/w 60 lm/w 80 lm/w 100 lm/w W 자동차계기판자동차 DRL 휴대폰 side view 휴대폰 flash LED 자동차전조등 일반조명 야외가로등 실내조명 R 자동차외장 lamp 신호등 심리조명 G B 전광판건축 / 환경조명 Keypad LCD BLU 휴대용 projector 특수조명 환경조명 UV (W) 위폐감지기 Bio-Med sensor Water purifier 50/55

52 반도체조명산업의등장 정의 : 반도체조명산업은 LED 를이용하여 조명제품 을만드는산업 광원 / 램프 등기구 / 안정기 에피성장 칩공정 패키징 / 모듈 조명기구 조명시스템 반도체광원기술 조명기술 기판 ( 웨이퍼 ) 에피웨이퍼 LED 칩 형광체 Discrete PKG Array PKG 구동회로 조명기구 조명설계 제품디자인 시스템제어 패키지 / 모듈 조명기기 시스템 51/55

53 반도체조명의특징 조명제어의유용성 - 감성및웰빙조명구현 : 광색 / 색온도 / 광출력인공지능제어 - 신개념조명기구 / 조명설계 : 단순조명에서기능조명으로 첨단기술과의융합 스마트조명 - 반도체회로기술 : 디지털컨버전스와의융합 - 미래에너지원과의결합 : 태양광 LED - 조명통신 (VLC) : 유비쿼터스조명 실내외조명 에너지절감효과 - 10년 1.6조원 / 년전기세절감 - 수입원유 7% 절감, 대형원자력발전소 2기발전량절감 - 태양광발전시스템및밧데리기술과의결합에의한에너지절감 친환경효과 - CO 2 발생량절감 : 17 만톤 / 년, 836 억원 / 년효과 [ 교또기후협약규제회피 ] - 무수은광원 [RoHS, WEEE 규제회피 ] 52/55

54 전기에너지 Saving 국가별조명용전기에너지비율 (2002) 2002 년한국에서납부된전기세 : 20 조원 ( 한국전력통계 ) 백열등효율 : 15 lm/w 형광등효율 : 80 lm/w 국가 조명용전기 (%) 미국 22 한국 21 중국 12 * 계산도출 년백색 LED 성능 100 lm/w 달성예상 세계평균 20 - 백열등 : 형광등보급율 (3:7) 이계속유지한다면일반조명기구의평균효율은 15x30% + 80x70% = 60.5 lm/w - 따라서 LED 조명에의한에너지 saving은 39.5 % - 총전기에너지중 21% 가조명에너지이므로 LED 에의한전기세절감율은 39.5 x 0.21 = 8.3% - 따라서, 2010년경일반조명기구가 LED 로모두대치될경우연간전기료절감액 = 1.66 조원 - 시장침투율로고려한다면 LED 대치율 1% 당 166억원전기세절감 53/55

55 반도체조명제품에너지절감효과 구분 비고 LED 조명제품로드맵 백열전구류교체시 ( 일반용, 할로겐 ) 형광램프류교체시 ( 전구형, 콤팩트, 직관형 ) HID 램프류교체시 ( 나트륨, 메탈 ) 합계 효율 [lm/w] 수명 [hr.] 20,000 50,000 70,000 90, ,000 제품원가 [ 원 /W] 1,500 1,250 1, 절감전력량 [GWh] 8,509 9,580 10,075 10,269 10,425 절감전기료 [ 억원 ] 7,744 8,717 9,168 9,345 9,487 설치비용절감 [ 억원 ] -1, 손익분기점 [ 년 ] YES YES YES YES 절감전력량 [GWh] -2,620 1,278 2,497 3,444 4,202 절감전기료 [ 억원 ] -2,385 1,163 2,272 3,134 3,824 설치비용절감 [ 억원 ] -105, ,951-2, 손익분기점 [ 년 ] NO 절감전력량 [GWh] 절감전기료 [ 억원 ] 설치비용절감 [ 억원 ] -15,208-3,126-1, 손익분기점 [ 년 ] NO 절감전력량 [GWh] 5,197 10,890 12,830 14,148 15,203 절감전기료 [ 억원 ] 4,729 9,910 11,675 12,875 13,835 설치비용절감 [ 억원 ] -122,030-3,510-8,759-3, 손익분기점 [ 년 ] OIDA 2002 DOE 2005 시장규모 (518 억원 ) 시장규모 (2,672 억원 ) 시장규모 (326 억원 ) 시장규모 (3,526 억원 ) 기존광원별시장규모산출근거 (2003 년기준 ) - 한국조명공업협동조합, 조명조합산업통계, 1999 년 ~2003 년 - 에너지관리공단, 소비효율등급표시제품의생산 ( 수입 ) 및판매실적분석, 2004 년 - 한국전력공사, 조명기기보급실태조사, 1994 년 - 램프전문제조회사의램프카달로그참조 (Philips, Osram 등 ), 현장설문조사, , 조명관련전문가의견수렴, 에너지관리공단, 에너지소비효율등급제도, ( 사 ) 한국물가정보, 종합물가정보, 2005 년 7 월호 LED 조명제품교체시산출근거 - 사용시간 : 평균하루 8 시간일괄계산 ( 조명제품평균점등시간 ) - 등기구효율고려 : 기존광원 60%, LED 조명제품 80% - LED 교체시사용전력량 : 기존광원전력량 X (0.6X 기존광원효율 )/(0.8XLED 효율 ) - LED 교체시설치비용 : LED 제품원가 X (LED 수명 / 기존광원수명 )X 사용대수 X 기존광원전력 X( 기존광원효율 /LED 효율 ) - 전기료 : 가정용 91 원 /W 기준 54/55

56 환경적영향 LED 에의한년간 Co 2 저감량 : 17 만톤 에너지절약형 LED 교통신호등규격연구및시스템개발, 에너지기술연구소, 2002 년 연간삼림에의한 Co 2 흡수량 : 6.5 톤 / 헥타 ( 일본, 교토부환경리포트, 2005 년 ) 삼림용묘목가격 ( 삼나무 ): 320 원 / 본 ( 한국목재공업협동조합 ) 헥타당묘목수 : 1,000 본 (10m 2 당 1 그루 ) 연간 Co 2 저감에의한환경비용 : 170,000 톤 x 헥타 /6.5 톤 x 1,000 본 / 헥타 x 320 원 / 본 = 836 억원 55/55

57 참고자료 LED energy saving 계산

58 LED 보급률에따른 energy saving 산출을위한가정 빛의사용량산출 : 년도총전력소비량 : 360 TWh ( 한국전력 2005 년자료 ) 가정 : 2005 년도조명용전력소비량 : 72TWh ( 조명용전력은총전력의 20% 가정 ) 2005 년도조명으로인한시간당판매전력량 : 8.2 GW 2008 년도조명으로인한시간당판매전력량 : 9.8 GW ( 전력증가량 AGAR 6%) 2 사용전등의평균효율 - 61 lm/w 라가정 가정 : 백열전구보급율 : 형광등보급율 = 3 : 7 백열전구효율 : 15 lm/w 형광등효율 : 80 lm/w 15(lm/W)x30% + 80(lm/W)x70% = 61 lm/w 시간당방출 lumen - 8.2GW 61lm/W = 500Glm (2005) 시간당방출 lumen - 9.8GW 61lm/W = 598Glm (2008) 3 방출되는 lumen 의년당증가율 - 5% 가정 ( 조명시장의증가율 )

59 LED 보급률에따른 energy saving 산출을위한가정 조명전력판매가 : 년도조명으로인한판매전력량 - 72 TWh 2005년도조명전력판매수입 - 6조 5520억원 2008년도조명전력판매수입 7조 8122억원가정 : 전등전력판매가 : 91원 / kwh

60 LED 보급률에따른 energy saving 산출을위한가정 Old lamp wattage : 1 백열전구의평균 wattage 는 70W, 형광램프의평균 wattage 는 32W 라가정 2 평균 wattage ( 백열전구 : 형광램프의보급비율 = 3 : 7) = 43 W 4. Old lamp 효율 : 1 Old lamp 평균효율 : 61 lm/w 2 Old lamp 의평균효율은 saturation 되어변하지않는다고가정 5. 전등의수명 : 1LED 전구의수명 : 5 만시간 2 Old lamp 의수명 ( 백열전구의수명과형광램프의수명 ): (1000 시간의백열전구수명 ) 30/100 + (10000 시간의형광램프수명 ) 70/100 = 7300 시간

61 6. 전등의가격 : LED 보급률에따른 energy saving 산출을위한가정 -3 1 old lamp 평균가격 : klm 당 1000 원으로가정, 이후연 4% 상승 ( 물가상승율 ) 2 LED 램프의 1klm 당가격은 2005 년도에 10 만원 /klm 가정, 이후점차적으로약 10% 감소 7. 사용램프에의따른방출되는 lumen 의가격 : 램프의구매가격과, 램프의사용가격을고려 C Mlmh = (10 6 C L )/(P L τ L η L ) + (10 3 C 1 kwh )/η L C Mlmh : 방출되는 1Mlmh 의가격 C L : 램프의가격 C kwh : 소모되는전력1kWh 의가격 P L : 램프의 wattage τ L : 램프의수명 η L : 램프의광효율 (lm/w) 8. 년당 energy saving 산출 : 년도의보급률은임의적으로 0.01% 이고이후에점차적으로증가로가정 2 년당 energy saving : LED penetration 에해당하는 lumen 양에대하여다음과같이계산 ( Old lamp 에의한 lumen 의사용비용 ) (LED 램프에의한 LED lumen 의소모비용 )

62 LED penetration 이 2010 년까지 10% 일때 energy saving Year Flux usage(glm) LED penetration(%) Old lamp 가격 ( 원 /klm) LED 가격 ( 원 /klm) kwh의가격 ( 원 ) Old lamp 의 wattage(w) LED wattage(w) 램프의수명 (hr) LED 수명 (hr) 광효율 (old lamp) 광효율 (LED) Mlmh 의가격 (old lamp) Mlmh 의가격 (LED) 연간 saving ( 억원 / 년 )

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