2015년 1월 14일 FPCJ회견실에서 FPCJ 矢野씨 사회와 池田씨 통역으로 名古屋大學 大學院工學硏究科敎授 天野浩씨의 “LED 産業의 今後의 可能性”에 대한 브리핑이 있었다.
사회인 矢野씨는 금년 靑色發光다이오드(LED)에 개발에 참여한 3명의 일본인 연구자가 노벨물리학상을 수여 받았다.
노벨 수상자의 한사람인 天野浩 나고야大學 大學院工學硏究科 敎授에게 LED산업의 앞으로의 發展가능성을 듣기로 한다며 天野교수를 소개했다.
天野교수는 감사하다는 인사에 이어 밝은 얼굴로 브리핑에 들어갔다.
오늘 테마는 LED산업의 발전가능성의 3가지 점에 대해 중점으로 설명하겠다며 LED의 현상은 신사업으로 부상되고 있다.
靑色 LED는 생활에 인팩트가 있고 어떻게 하여 靑色LED가 젊은이들 생활을 바꾸는가? 휴대전화에 LED가 들어있기 때문이다.
LED사업 현상은?
LED시장현황은 2014년 LED관련시장 총 조사가 있었다.
LED파렛지의 세계시장은 2013년 1조5,729억円이고 2020년엔 3조7,588억円으로 2.5배정도 확대 될 것으로 예상된다.
LED조명의 본격적으로 보조 시기는 2016년 이후가 될 것이다.
백열등은 일본, 유럽, 미국, 중국도 중지될 것으로 본다.
LED가 일본에 있어서 발전현상은?
2011년 3월 11일 원자력발전소 폭발로 큰 피해가 있었고 2014년 12월 19일 시점에서 일본 국내 48기 현재 운전정지 상태이다.
상업용 원자력은 2011년 이전은 원자력 발전이 약 3할을 점했다.
원자력 발전소 정지된 후 석탄 화력발전비율이 88.3%로 매우 크다.
20%속에 LED가 효과가 있는가?
미국 에네르기성은 미국에 있어서 LED조명시장에 침투를 예측했다.
LED국내 미국시장 침투예측, LED담당은 미국 국내에서 2030년까지는 LED가 70%를 넘을 것을 예측했다.
소에네 효과는 300테라와트 아워의 효과가 있으며 이는 일본 원자력 총용량에 해당된다.
일본의 4배로 4,273TWH(테라 와트 아워)로 2030년에는 전력의 17%가 될 것이다. 일본에 있어서 LED조명시장 침투는 일본은 빠르게 침투하고 있다.
2020년까지 7%이상이 LED로 약1조円분의 전력소비를 삭감할 수 있다.
전 발전량의 7%를 차지할 것. 큰 과제가 있다. 그것은 코스트의 문제이다.
미국 에네르기성의 코스트의 추이는 2013년 코스트 수준의 약1/5삭감되고 2020년엔 이의 1/5까지 삭감 가능을 예측하고 있다.
조명용 LED의 신발전과 응용전개
전 코스트의 제로를 위한 3차원
3차원 구조 이와이, 나노 他 LED Aledia glo, Gio,
전 코스트를 실리콘 이용 8inch gi 기반상
실리콘 장치를 그대로 이용 CMOS compatible
종래보다 면적을 조절한 Gan NANO Wire on silicon
칼륨의 라이트 기반
현재 LED 95%이상, 사파이어 상 LED 4개, GA륨 N상 LED 1개
60% 구동의 HI는 사파이어상 LED 4개, GAN 상 LED 1개 등에 해당한다.
현상의 조명용 LED의 과제는 효율 돌-프와 해결의 가능성, 칼륨나이트 상 LED 1개로 4배의 전류를 흐르게 할 수 있다.
60%구동의 경우사파이어 4개=GAN상 1개로서 동일의 밝기를 낼 수 있다.
GAN 경우와 사파이어 경우 나고야대학에서 연구발표에서 코스트차가 더 크게 나타남을 알았고, 현상은 GA는 값이 비싸서 실용화는 시간이 필요하다.
성공하면 충분히 코스트면에서 사파이어에지지 않을 것으로 예측한다.
전기를 많이 흐르게 해도 효율이 떨어지지 않게 하는 것은 LED를 이용한다.
고광도 광원의 이용
자동차 헤드라이트 큰 것을 조명으로 하는 프로젝트, 내시경에 응용이 시작되고 있고 가속화 될것으로 예측된다.
큰 과제로는 이상적인 광원의 개발이다.
현재의 靑色조명은 효율높은 광원이 나온다. 착색 LED로
例)현상 백색 LED색 온도 높다 80, 294LER(1m/w)가 한계다.
Ref B-LED+YAG 6810 81 294이다.
현상의 LED의 한계 靑色은 효율이 낮다. 赤色 은 고효율 실현가능하다.
고효율 靑色 LED를 실현하려고 노력중이다.
디스플레이와 조명이외에 기대되는 산업용 LED응용연구다.
식물공장용 광원, 赤色활용, 식물은 태양광의 발란스로 육성 억제로 자란다. 광합성육성과 억제가 필요하고 LED로 육성속도를 증가시킨다.
야채 식물공장에서 사용되고 있다.
optogeneties(光遠伝學)에 응용, 신경과 신경 연결하는 동물의 활동을 억제하거나 활발히 한다.
쥐의 뇌속에 LED 빛을 넣으면 靑色은 활발한 활동, 오렌지색은 잠자게하는 역할을 한다. 光反應제어니크린 나고야대의 山中교수팀이 신경계 환자에게 활용하고 있다.
케미컬을 사용치않고 빛으로 치료할 수 있는 크린한 약으로 주목된다.
深紫外 LED개발상황은 380-770 파장 법위가 255nm-350nm까지 개발이 끝났다.
큐어 인쇄 UV-A > 深紫外 LED 315nm는 광촉매와 병원에서 공기 청정, UV-B 280-315nm는 피부병 치료에 좋고 DNA해석, UV-C < 280nm은 살균제 수질 오염 센서에 활용 할 수 있다.
이는 LED이므로 건전지 만으로 움직일 수 있다.
특히 위생면의 물의 살균으로 좋은 물을 제공 가능하다.
인쇄기술 종래는 자외선 램프로 전원이 높은 전압이 필요했으나 畫素數 380nm, 254nm로 가능해졌다.
LED는 250-350nm까지 자유자재로 畫素를 정할 수 있다.
紫外線인쇄에서 3차원 프린트용 광원으로 紫外線 LED가 인쇄속도를 올릴 수 있어 주목되고 있다.
종합과학 벤쳐회사에서 생산하고 있다.
대학연구소에서 NIKKISO(日機裝)(株)를 설립해 금년 7월부터 생산한다.
신자외선 LED사업 확대로 파나소닉 등이 LED시장을 매우 큰 매력을 가지고 기대하고 있다. LED사업에 주목해달라. 감사하다는 인사와 함께 브리핑을 끝냈다.
질문에 대한 답으로 3차원 구조, 실리콘, GA, 3차원 구조나 나노와이어LED 등에 대해서 종래 사파이어 기반을 실리콘으로 하면 저 코스트 큰 기반이 되는 것이 가능하다.
직경 6 inch가격은 실리콘가격의 4배 이상이다.
더욱 3차원 구조로 하면 면이 넓게 된(3차원) 더욱 LSI 실리콘을 넣으면 제조장치를 그대로 LED장치에 사용가능하다. 편리하다.
GAN장치만으로 실리콘 장치를 그대로 사용할 수 있으니 코스트를 삭감할 수 있다.
실리콘 기반 상 3차원 구조가 큰 포인트다.
투테크놀리지 실리콘 기반은 여러 회사와 공동 연구하고 GAN기반은 일본의 가이시 회사와 공동연구하고 있다.
앞으로 어떤 연구가 진행될 것인가?
어렵다. 대학들에서 우리도 마찬가지이지만 실용화 연구라 본다.
기초적 미래를 목표로 연구도 많다.
에코노믹 실용화 가속에 관해서이지만 중요한 것은 우리 연구자가 장래 실용화 이미지를 강하게 갖는 일이라 본다.
이미지 갖는 사람은 나의경우이지만(天野) 실용화되고 있다.
실용화 방법은 몇 가지로 벤처 컴퍼니 설립이며 전문가와 상의 해 만든 것이다.
일본의 큰 기업과 공동연구가 필요, 일본 기업을 신중함으로 자사의 기금에 변화 없으면 어려움이 있다.
성공이미지 실용화이미지 갖는 일이다.
中 村씨와 경쟁관계 될까? GAN라이벌은 항상 있다며 웃으면서 답했다.
섬세한것이어서 상황이 어려운 상황이다.
값이 싸지만 사용자는 대전기 소비량이다. LED시스템 제공으로 토탈적으로 싸다. 지역에 관심이 기대된다.
인류의 공헌으로 LED UVAD제공으로 紫外線 靑色 LED는 물 살균효과가 있어 물 부족한 아프리카 주민에 도움 될 것이다.
스마트 에네르기 기술 농업 연구활동에 IT기술활용 토털 솔루션 해결이 중요하다.
구체적으로 최근 재생가능 에네르기 전원 태양전기 직류를 교류로 바꿔 송전해 최후 직류로 바꿔 사용하는 실현이 가능하다.
실리콘 트란지스터가 사용된다.
개발하고 있는 GAN를 쓰면 효율 좋은 트랜지스터가 된다. 새로운 디바이스 스마트시스템은 효율 좋은 사회 시스템이 될 것이다.
꿈이지만 이의 해결을 알게 되면 공동연구 할 수 있다. 연락 바란다.
본 특파원은 4가지 질문을 했다.
LED전구가 백열등 보다 성능 좋은 것 알지만 값이 비싸다. 언제쯤 값싼 LED전구 형광등 공급 될 것인가?
또 LED조명은 백열등보다 반사가 움직임을 느껴서 책을 볼 때 눈에 좋지 않은 것 같은데 해결가능한가?
靑色LED를 비롯 LED색깔로 병치료의 보고를 보고 있는데 LED색깔을 이용해 인간의 병을 예방하고 치료 할 수 있는가?
LED개발로 원자력 발전을 폐기하고 대체할 수 있는가?
답변으로 LED값은 많이 저렴해졌고 확산과 연구개발로 저 코스트 활용이 가능할 것이다.
LED불빛이 어른거리는 것은 이제 완전 해결 했다.
靑色LED를 비롯 LED색깔로 병치료에 미흡하지만 활용되고 있으며 이는 예방하는데도 도움이 되리라 생각하며 인간의 질병예방문제는 세계가 관심과 기대가 큰 연구로 노력하고 있으니 점점 발전할 것이고 靑色LED 또 병의 예방 치료도 의료잡지에 보고되고 있고 기대가 큰 연구과제이다.
LED로 원자력 발전을 대체하기는 무리라 본다. 전원의 문제이기 때문이다. 그러나 전력소비를 크게 삭감시킬 수 있으므로 의존도를 줄일 수 있으리라 본다.
LED의 움직임의 병치료의 영향
구동전원에서 발생하는 문제를 해결, 靑色 사용이 의료잡지에 보고되고 있다. 형광등 흰색, 오렌지 등 분류 프로그램은 문제가 없다.
효율이 충분치 않은 것은 무리하게 높게 한 것이 원인이라 본다.
인간문제에 대해 세계 각국의 과제라 본다.
국가별 연령별 각각의 LED의 적절한 연구가 될 것이다.
일본은 2020년에는 1년에 전력소비량의 7%를 LED활용으로 삭감할 수 있다는 답이었다.
브리핑이 끝나고 KASUMIGASEKI에서 유락조(有樂町)를 거쳐 東京驛까지 天野교수와 함께 걸어서 오는 길에 여러 얘기를 나눴다.
天野교수는 학자다운 소탈한 사람이다. LED에 관한한 박학한 지식을 가졌고 그 분야에서는 전문가다웠고 인간미 있는 사람 좋은 사람이란 인상이다. 차림새에서도 원거리여행에 적합한 편리한 복장이었지만 맑은 정신의 소유자였다. 비즈니스 가이드사의 芳賀사장얘기를 했고 東京에 오면 한번 만나도록 권했고 적극적으로 만나보겠다는 적극성을 보였다. 물론 사업적인 만남이지만 天野교수 자신이 사람 만남을 좋아하는 인상을 받았다.
天野씨는 외국유학을 한 것이 아니라 일본 국내에서 공부를 한 사람으로 노벨물리학상 수상은일본인들에게 많은 격려가 되었으리라 생각한다.
여러학자들의 브리핑속에서도 과학 분야에서 두사람 컴퓨터로 로켓트을 쏘아올린 분야의 권위자 JAXA의 森田교수(森田씨는 브리핑(內外每日news 2013.10.1 ‘日本 宇宙 科學 EPSILEN’기사)후 질문에서 나는 이렇게 세계적으로 뛰어난 인공위성 제조 발사 할 수 있는 선단기술이 만일 일본에서도 우려되는 보수적 정치가들의 핵무기 개발에 악용된다면 무서운 결과를 초래 할 것인데 이에 대해 어떻게 생각하는가? 답변으로 한참을 생각하다가 나는(森田) 일본과 세계 인류의 평화와 번영 그리고 과학 발전을 위해 노력해 왔고 노력할 것이다. 악용된 일은 없겠지만 만일 악용된다면 목숨을 걸고 싸우겠다! 는 답변을 듣고, 정치가들이 악용할 수 없도록 방지대책 선단기술 연구를 주문했던 기억을 상기하게 된다)와이번 靑色 LED권위자 노벨 물리학상을 받은 天野교수는 소박하면서도 자신들의 연구분야에서는 추종을 불허하는 전문적지식과 권위를 가졌고 사람좋은 사람들이었음을 느꼈고 이에 대한 감상도 전했다.
天野교수는 경제와 선단 과학 분야에서 한국은 비약적 발전을 했고 두뇌가 있고 다방면에서 노력하고 있으니 기대가 크다고 했다.
나는 노벨물리학상과 화학상등의 과학 분야에 특히 노밸상이 한국에서 나오지 않는 이유에 대해 기초과학이 부족하다는 점을 들면서 이는 일제 36년간 식민지 시대에 나랏말을 빼앗고 과학 등 전문기술분야의 공부기회를 배제시켰으며 나라 발전의 근간이 된 한 세대가 완전히 빠져 있기 때문이라고 나의 견해를 전했고 해방 후 시작된 과학에 대한 관심이 뿌리를 내리기 까지는 시간이 걸릴 것으로 생각되며 아직도 폭넓은 기초과학이 안정되지 못한 것 같으며 지금부터 다져 갈 것으로 보이기 때문에 기대해 달라고 전했고 그런 속에서도 세계적으로 알려진 사람으로 북조선에서 입는 문제 해결을 한 과학자 이승기 박사의 비닐론 개발로 국민들의 입는 문제를 해결한 과학자와 재일 조선인(한국인) 씨 없는 수박을 개발한 우장춘박사와 한국에서도 옥수수박사로 유명한 김순권박사는 식량문제를 해결하는데 일조한 과학자들로 일제 탄압시에 기회를 박탈당한 과학자들이지만 인류과학발전과 민족의 먹고 입는 문제에 큰 도움을 준 과학자들이 있었다는 것은 자랑이 아니겠느냐고 말하고 만일 이들에게 과학을 공부할 수 있는 기회를 줬다면 노벨상으로 이어 질 수 있을 것임도 전했다.
헤어질 때 東京역에서도 같이 기념사진을 찍었고 다시 만날 것을 기대하면서 즐거운 시간을 보냈다.
靑色 LED혁명은 발전을 거듭하면서 LED절전효과는 매우 크고 연구를 거듭하면 훨씬 더 큰 폭으로 줄일 수 있기 때문에 자연 에네르기 대체 에네르기 개발 과정에서 생길 수 있는 전력부족을 충분히 해결 할 수 있어서 원전(핵 발전소) 완전 페기에도 큰 역할을 할 수 있음을 확신하며 기대가 크다.
우리 신문사 기획으로 靑色LED권위자 天野씨와 컴퓨터로 로켓트를 제조발사에 성공한 JAXA의 森田씨들을 강연 초청해도 좋을 것이다. 필요하면 나도 적극적으로 돕겠다.
많은 도움이 되리라 생각한다.
2015년 1월 14일
本社 顧問 兼 特派員 趙相祿 sangrokjui@hotmail.com