4차산업에서 남도 새천년 미래 먹거리 찾는다 <10>한국광기술원 조명융합연구본부
자동차·에너지·지식분야 조명융합 핵심기술 사업화
기업-시장이 믿고 맡길 수 있는 차별화된 조명 소재·부품 개발
IoT·자율차·에너지 등 스마트 융합조명 개발·기술지원 강화
인간·자연 친화·편의성 확대로 조명 신산업…부가가치 창출
제4차 산업혁명은 ‘초’의 시대라고 해도 과언이 아니다. 초연결, 초기능, 초융합 등을 키워드로 과거의 가치사슬과 산업간의 경계가 무너지고 있다.
조명분야도 기존에 단순히 빛을 비추는 것에서 스마트화, 컨넥티드화, 친환경화, 인간 중심화로 바뀌고 있다. 방향조명 소재부품 기술개발, 융합조명 개발, 지식 데이터를 기반으로 한 조명플랫폼에 대한 연구개발이 활발히 추진하고 있다.
한국광기술원 조명융합연구본부(본부장 송상빈)는 이러한 변화에 맞춰 조명용 광원의 원천소재 및 부품 개발에 몰두고 있다. 조명소재부품연구센터, 자동차, 수송, 해양, 국방, 의료 등 다양한 분야와 융합된 조명연구를 위한 IoT조명연구센터, 조명 플랫폼 및 환경평가 기술 개발을 위한 조명플랫폼연구센터 등 3개 센터를 운영하고 있다.
조명융합연구본부는 지금까지 10년간 기술이전 72건, 제품 상용화 113건, 기술개발 227건, 기업지원 약 4천여 건의 연구 및 기업지원 성과를 이뤄냈다.
여기에 LED 조명보급 2030프로젝트 등 정책 지원과 공공기관 및 지자체 LED 가로등 표준 및 실증, 해외시장 진출 기술지원 등 국내 조명융합산업 발전을 위해 노력해왔다.
현재 산업통상자원부 지원으로 신흥경제국 진출 LED조명 사업화와 OLED조명 클러스터 조성을 위한 기반구축사업을 수행하며 조명기업들에게 토탈 솔루션을 제공하고 있다. 자동차, 에너지, 지식 서비스 등 다양한 조명융합 분야에 핵심기술을 개발해 사업화를 추진하고 있다.
특히 올해는 한국조명연구원과 공동으로 다부처사업을 추진해 교통사고 저감을 위한 스마트 도로조명 플랫폼, OLED조명 등 프리미엄 조명을 적극적으로 기획하고, LED·OLED조명 아이디어공모전과 해외수출을 위한 간담회 및 전시회 참가 등 기업과의 소통을 적극적으로 추진할 예정이다.
◇조명소재부품연구센터
조명소재부품연구센터(센터장 김재필)는 조명용 소재·부품에 대한 핵심기술 연구와 공정기술, 신뢰성 및 원가 절감기술까지 국내 최고 인프라 및 연구역량을 바탕으로, 수요기업의 요구에 맞춰 국내외 신규 시장개척을 위한 다양한 사업모델을 발굴하고 있다.
대표적으로 LED생산 시 공정시간 단축과 수율 향상을 위해 세계 최초로 ‘나노 금속을 이용한 접합기술’과 ‘레이저를 이용한 LED 봉지재 경화기술’ 등을 확보했다. 기업에서 가장 필요로 하는 현장애로 기술을 해결하고, 시장 경쟁력 강화를 추진했다.
특히 LED 봉지재 경화기술은 LED용 실리콘 봉지재의 경화시간을 기존의 2시간에서 10초 이내로 크게 단축해 생산 공정 시간을 줄였다. 기존의 형광체 침전 문제를 해결해 LED 패키지의 수율 및 성능을 향상시켜 LED의 저가격화와 신뢰성을 획기적으로 개선하는 기술이다.
또한 사람에게 이상적인 자연광 조명 품질을 달성하기 위해 단순 LED 광원의 혼합 기술이 아닌 세계 최고 수준의 스펙트럼 제어 및 혼합 기반 기술을 확보해 자연광 학습조명, 식물성장용 조명, 색약자 조명 등 고정밀 스펙트럼 제어용 LED 광원엔진 제작부터 제어기술, 조명환경 평가 기술을 개발했다.
국내 대기업 및 중소기업, 수요기업(건설업체 등) 등 약 10여개 기업과 연계해 국내 최초로 자연광 구현 LED 학습조명을 다세대 아파트 현장에 적용, 사용자에게 자연스러운 시각적 환경 제공과 재질감 및 물체색 인식률을 높이는 등 입주자에게 만족도를 향상시키는 조명 광원 및 제어 기술을 확보했다.
조명소재부품연구센터는 신시장 및 국가 미래 먹거리 창출을 위한 조명 융복합 관련 소재·부품 핵심 기술을 개발해 4차산업을 선도할 계획이다.
조명산업 분야에 국한하지 않고 차세대 디스플레이, 자율주행차, 제로에너지 빌딩, 이차전지 및 전력반도체, 융복합 센서, 초연결 사회를 위한 소자 분야 등 타 산업분야로 기술을 확대 적용해 제4차 산업혁명을 선도하는 융복합형 기술로서 발전시키기 위해 최선을 다하고 있다.
◇IoT조명연구센터
IoT조명연구센터(센터장 이윤철)는 제4차 산업혁명과 연계한 수송기기, 도로·안전, 해양·수산, 국방·의료 등 다양한 분야에 걸쳐 적용 가능한 스마트 융합조명을 개발하고 있다.
선박의 안전 항해를 위해 필수적인 항로표지용 LED 등명기는 대부분 수입에 의존했다. IoT조명연구센터는 세계 최고 수준의 다중배광 LED 소형등명기, 고광도 LED 대형등명기 등 5종의 항로표지용 등명기를 개발 및 사업화해 수출국으로 탈바꿈하는 계기를 마련했다.
특히 고광도 중대형급 LED 등명기는 대용량 LED 엔진 및 방열 기술, 초고광도 구현 렌즈 및 반사판 광학 기술, 초경량 및 초소형화 기구 기술 등 독자적인 핵심기술을 바탕으로 세계 최고 수준의 성능(20~27마일 이상의 광달거리)을 구현해 국내 조명기술 선진화 및 글로벌 해외시장 개척에 앞장서고 있다.
IoT조명연구센터는 교통사고 예방을 위한 기술개발에도 박차를 가하고 있다.
지난 2015년 약 4천600명의 사망자와 35만명 부상자가 발생해 약 28조원(GDP 1.8%) 규모에 달하는 피해 손실을 발생시키는 도로 교통사고를 저감하기 위해서는 도로 및 자동차 조명을 통한 시인성 향상 기술이 필수적이다.
이에 IoT조명연구센터는 도로안전 확보 및 시인성 향상을 위해 LED도로조명 및 자동차조명 기술을 개발했다. 또한 무조명구간용 낮은 폴 조명(10W급), 국내 최초 M1 등급 LED엔진타입 가로등, 시인성 향상 LED 도로표지병, 색온도 가변형 자동차 헤드램프 등 다수의 기술 개발을 통해 야간 도로환경 운전자 시인성 확보 및 도로 안전성을 확보했다.
특히 사고가 잦은 무조명 구간에 설치 가능하고 기존 가로등보다 낮은 비용의 설치 및 유지보수가 가능한 낮은 폴 조명은 그동안 해결되지 않았던 운전자 눈부심 및 낮은 시인성 문제를 해결하는 기술로 인정을 받고 있다. 현재 국내 LED 조명 업체와 기술이전을 협의하고 있으며, 국내 시범설치 실증 후 국내외 사업화가 기대된다.
IoT조명연구센터는 수송기기(자동차, 철도, 선박, 항공우주 등), 도로 및 해양항공 안전, 해양수산 및 ICT융합(모바일, 디스플레이) 등전 산업 분야 걸쳐 적용 가능한 핵심기술을 지속 확보해 나갈 계획이며, 자율 주행차, 초고속 자기부상열차, 스마트하이웨이, 도로 및 해상안전 등 제4차 산업혁명 관련 분야에 집중할 예정이다.
◇조명플랫폼연구센터
조명플랫폼연구센터(센터장 조미령)는 제로에너지, 스마트홈·시티, 인간친화 구현 조명플랫폼 기술개발과 조명분야의 융복합 신산업을 창출해 나가고 있다.
조명플랫폼연구센터는 2025년 제로에너지 빌딩 완전 법제화에 맞춰 스마트 조명시스템 통합 플랫폼 기술 개발을 지난 10년 전부터 추진해오고 있다.
LED 조명 스펙트럼 및 밝기 제어기술을 바탕으로 날씨와 시간에 따라 차양의 높이를 자동으로 제어하는 자동 차양제어와 실내 유입광에 따른 밝기 조절이 가능한 광센서 조광제어 조명시스템을 통합한 플랫폼을 개발해 국제표준화와 실증 시험을 통해 성능과 정확도를 높이는 연구를 진행하고 있다.
또한, 외피, 창호 등 건축자재, 냉난방·공조·가스, 신재생에너지 등 발전, 전기(배전망), 가전 및 센서 등 빌딩 내 다양한 기기를 연동해 에너지의 생산, 소비, 관리 통합 플랫폼 및 서비스 실현을 위한 국내외 기업 및 기관과의 긴밀한 협력을 추진하고 있다.
특히 최근 미국, 유럽 등을 중심으로 빛공해 방지 및 빛환경 개선을 위한 국내외 제도 및 규제(국내 빛공해방지법, 2012년)를 강화함에 따라 국내 최초로 빛공해 방지 관련 핵심기술 및 측정시스템을 개발했다.
빛공해 방지 LED 가로등은 기존 25W 표준모듈과 호환가능한 엔진구조 형태다. 국내 최초로 도로조명 성능 기준과 빛공해, 빛방사 기준을 동시에 만족하는 제품을 개발해 국내 지자체 및 한국도로공사에 사업화가 추진 중이다.
이와함께 빛의 시각적, 심리적 기능의 감성조명과 생체 리듬, 호르몬 등 생물학적 영향의 생체적응조명을 구현하는 프리미엄 조명 , 비타민 D생성 유도 라이트테라피, 고령자 생리 및 심리 조명, 병실 조명 등 사용자 중심 조명 콘텐츠 및 플랫폼 개발을 진행하고 있다.
송상빈 한국광기술원 조명융합연구본부장은 “조명산업을 기존의 수동적인 산업에서 새로운 가치를 창출할 수 있는 능동적 산업으로 탈바꿈시키기 위한 생태계를 구축해 나가겠다”며 “조명기술에 AI, 인문, 심리, 디자인, 서비스 등 다양한 분야를 접목하고, 수송, 의료, 안전, 국방 등 다양한 산업으로 조명산업을 확대해 나가겠다”고 밝혔다./박지훈 기자 jhp9900@namdonews.com