국내 소재 전문업체들이 발광다이오드(LED)의 수명과 품질을 좌우하는 봉지재 국산화 비중을 높이기 위해 기존 실리콘 대신 세라믹을 차기 소재로 개발하고 있다. 제품 상용화에 성공하면 상당한 수입대체 효과를 거둘 수 있을 것으로 전망된다.
25일 업계에 따르면 대주전자재료·지머터리얼즈 등 국내 소재 전문업체는 최근 세라믹 소재를 적용한 봉지재 개발에 한창이다.
LED 봉지재는 LED 칩을 보호하고 외부로 빛을 투과시키는 기능을 하는 것으로 칩 발광층에 덧씌우는 투명한 소재다. 현재 에폭시 계열과 실리콘 레진 등 열경화성 수지가 주로 사용되고 있다. 국내 시장의 80% 이상을 독점하고 있는 다우코닝과 신에츠도 실리콘 기반이다. 하지만 장기 사용 시 황변 현상으로 인한 성능 저하가 나타나고, 특히 내열성이 높은 ‘메틸 실리콘형’ 봉지재는 가스 배리어성이 낮아 소자 열화나 전극 부식 등의 원인이 되고 있다.
제일모직·대주전자재료·KCC 등도 기존 실리콘 소재로 봉지재를 개발해 시장에 나섰지만 현재까지 실적이 미미하다.
업계는 같은 소재로는 글로벌 기업과의 경쟁에 한계가 있다고 판단, 신소재 개발에 나서고 있다. 대주전자재료가 가장 적극적이다. 대주전자재료는 세라믹 소재의 한 종류인 글라스를 이용한 LED 봉지재를 개발하고 있다. 수명이 길고, 실리콘보다 저렴한 가격에 공급할 수 있다. 현재 관련 신제품 개발이 마무리 단계여서 이르면 내년 초 출시될 전망이다. 이 회사는 향후 LED 봉지재뿐 아니라 차량용으로도 활용 범위를 넓혀 나가겠다는 계획이다.
지머터리얼즈는 투명한 세라믹계 봉지재를 개발해 업계의 관심을 사고 있다. ‘저온 세라믹 접착 기술’을 기반으로 세라믹 특유의 내열성과 방열 특성을 유지하면서도 1.52의 높은 굴절률을 보인다. 150℃ 이상의 고온에서 황변 현상도 없다. 특히 기존 실리콘 공정을 그대로 적용할 수 있다는 게 최대 강점이다. 이 회사 관계자는 “현재 여러 LED 패키지 업체들과 제품 테스트를 진행하고 있다”며 “올해 내 가시적인 성과가 있을 것으로 예상된다”고 말했다.
현재 다우코닝 등이 공급하는 실리콘 봉지재 평균 가격은 1㎏당 460달러 수준이다. 국내 업체들이 상용화 준비 중인 세라믹 봉지재는 이보다 더 낮은 수준으로 출시될 예정이다.
업계 한 관계자는 “많은 LED 업체들이 하이파워 LED칩과 UV LED칩에 실리콘 봉지재를 적용하면 조명 수명이 짧아져 고민하고 있다”며 “글라스와 세라믹이 이런 문제를 해결할 수 있다면 새로운 대안책이 될 수 있을 것”이라고 말했다.
성현희기자 sunghh@etnews.com
