▲ LG이노텍이 세계 최초로 6인치 웨이퍼를 적용해 발광층을 형성한 6인치 LED 에피웨이퍼(좌측)와 UV LED 패키지 제품들(사진 우측)<사진=LG이노텍>

LG이노텍은 UV LED의 생산성 및 광출력 향상을 위해 6인치 웨이퍼에 독자 개발한 수직형 LED칩 기술을 적용함으로써 기존 UV LED의 한계를 극복했다. LG이노텍의 6인치 웨이퍼 기반 UV LED는 2인치 웨이퍼 사용 대비 약 28% 생산성 향상이 가능하다.

◆ UV LED 시장 선점기반 마련


6인치 웨이퍼 기반 UV LED 양산 성공으로 LG이노텍은 신시장으로 떠오른 UV 광원 시장을 선점할 수 있는 기반을 마련했다. 업계에 따르면 UV LED 시장 규모는 지난해 약 470억원에서 2017년 약 2800억원으로 연평균 43%의 고성장이 예상된다. 이와 함께 지난해 12.7%에 불과했던 UV LED의 UV 광원시장 점유율도 2017년 34.7%까지 늘어날 전망이다.

UV는 가시광선보다 파장이 짧은 약 100~400나노미터(nm) 전자기파를 일컫는다. 파장 대역에 따라 살균 및 정화, 경화(액체 상태의 물질을 굳히는 것) 등의 작용을 한다. 사용분야도 의료, 표면 코팅, 인쇄 등 다양하다. 향후 폐수 정화 등 친환경 산업까지 적용될 것으로 예상된다.

UV LED는 자외선을 방출하는 소자로 수은 램프 대신 반도체 화합물인 LED를 사용한 광원이다. LED 생산 과정에서 의료, 가전, 코팅 경화 등 각 용도별로 필요한 유효 파장만을 방출하도록 설계할 수 있다. 반면 UV LED는 자외선을 구현하는 발광층 형성이 어려워 기술장벽이 매우 높다. 기술적 어려움으로 인해 그간 높은 가격과 낮은 광출력이 시장 확대의 걸림돌로 작용했다.

LG이노텍은 기존 2인치 또는 4인치 웨이퍼 대신 6인치 대면적 웨이퍼를 사용해 LED 생산성을 높임으로써 가격 경쟁력을 확보했다. LED는 웨이퍼가 클수록 한번에 많은 수의 LED칩을 생산할 수 있다. LED는 웨이퍼에 반도체 화합물을 쌓아 빛을 낼 수 있는 발광층을 형성한 후 잘게 쪼개어 LED 칩(Chip) 및 패키지(Package)로 만든다.

LG이노텍은 또한 수직형 LED 칩 기술로 UV LED의 광출력을 극대화 했다. 수평형 LED의 경우 발광층을 형성하는 갈륨나이트라이드(GaN) 층의 두께로 인해 UV 방출이 방해 받았다. LG이노텍은 수직형 LED 칩 설계 기술로 갈륨나이트라이드 층의 두께를 최소화 했다.

LG이노텍 관계자는 “UV LED 기술력은 시장성을 넘어 한 기업의 LED 기술력을 판가름하는 잣대로도 볼 수 있다”며 “국내 기업이 글로벌 최고 수준에 다다랐음을 입증한 것”이라고 말했다.

◆ 용도별 UV LED 제품 라인업 확보

LG이노텍은 UV 파장 별로 일반 산업용으로 사용되는 365nm, 385nm, 395nm, 405nm UV LED부터 살균, 의료용으로 사용 가능한 280nm UV LED까지 각 용도에 최적화된 제품을 바탕으로 시장 확대에 주력할 계획이다.

365~405nm급 UV LED는 고광택 코팅, 인쇄 등 일반 산업부터 TV, 휴대폰 등 전자기기의 접착 후 경화에 이르기까지 폭넓게 사용된다. 특히 LG이노텍의 385nm 4in1 UV LED 패키지는 최대 광출력 2,600밀리와트(mW)의 고성능 제품이다. UV 장치당 필요한 패키지 수를 4분의 1로 줄일 수 있어 완제품의 소형화가 용이하다. 4 in 1 UV LED 패키지는 1개의 LED패키지 안에 4개 LED 칩을 장착했다.

LG이노텍 280nm UV LED는 살균, 정화 효과가 있어 냉장고, 정수기 등 가전부터 의료 기기까지 확대 적용이 가능하다. 특히 UV LED는 기존 UV 램프와 달리 중금속인 수은을 사용하지 않기 때문에 환경 오염에 대한 우려가 낮고 수명이 길어 친환경적이다. 의료, 환경정화 분야에도 거부감 없이 도입할 수 있을 것으로 기대된다.

LG이노텍 관계자는 “앞서 6인치 웨이퍼를 적용해온 디스플레이 백라이트유닛(BLU)용 LED 및 조명용 LED에 이어 UV LED 등 특수분야 LED까지 대면적 웨이퍼를 적용함으로써 전 제품의 글로벌 경쟁력을 확보하게 됐다”며 “지속적인 기술개발로 고객의 기대를 뛰어넘는 혁신 제품을 선보여 나갈 방침”이라고 말했다.
 




[뉴스핌 Newspim] 김민정 기자 (mj72284@newspim.com)