최근 LED 칩이 조명기기 및 디스플레이 장치 등에서 널리 사용되면서 LED 칩내부에서 발생하는 열을 효과적으로 배출하기 위한 방열기술의 개발이 LED칩 제조분야의 주요과제로 부상하고 있다.
LED 발광은 기존 조명기구인 백열등이나 형광등에 비해 발광효율이 뛰어나 에너지를 크게 절약할 수 있는 대표적인 저탄소 녹색기술 중의 하나다. 그러나 LED 칩은 사용 중에 내부에서 발생하는 열로 인해 칩의 온도가 상승하면 발광효율이 저하돼 에너지 소모가 커지고, LED 칩과 주변 회로의 수명이 단축되는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 LED 칩에서 발생하는 열을 신속하고 효율적으로 배출하는 다양한 형태의 방열기술에 관한 특허출원이 급증하고 있다.
특허청(청장이수원)에따르면LED 칩의방열기술에 관한 특허출원은 2003년까지는 매년 10건 이하였으나 2004년에 39건으로 증가, 2009년에는 135건으로 급증했다(<표1>참조).
이 분야의 특허출원이 크게 증가한 지난 6년간 서울반도체㈜, 삼성전기, LG이노텍 등 국내 주요 LED칩 제조업체가 집중적으로 출원했으며, LED 분야 전문연구기관인 한국광기술원이 그 뒤를 이었다.
LED 칩 방열을 위해 종래에 개발된 기술은 LED칩의 뒷면에 방열판을 부착하거나, LED 칩의 패키지바닥에 열전도 특성이 좋은 재료를 사용해 열전달 통로를 형성하는 방식이 대부분이었다.
최근에는 기존 방식의 개선과 함께 ▲ LED 칩에 전원을 공급하는 금속제 리드프레임(Lead Frame)의 형태를변형시켜서 방열에 이용 ▲ LED 칩에서 발생한 빛을 특정 방향으로 반사시키는 구조의 반사판을 방열수단으로 이용 ▲ 금속제 패키지재료사용 등 다양한 방식의 방열기술이 개발되고 있다.
향후 수년간 전 세계 LED 칩 시장 규모는 매년 30% 정도씩 커질 것으로 예상돼 LED 칩 발광효율개선을 위한 방열기술 관련 특허출원은 앞으로도 꾸준히 증가할 것으로 전망된다.