관리번호

2020-초절전LED-마이크로LED-일반-품목-01

산업

기술

분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

과제성격

□ 원천기술   ■ 혁신제품

광응용기기

(가정용기기 및 전자응용기기)

기타 광응용기기

(조명기기)

융합유형

□ 산업고도화형 □ 사회문제해결형  ■ 신산업(시장)창출형  □ 해당없음

해당여부

□ 특허연계    □ 표준연계   □ 디자인연계    □ 글로벌협력형 R&D

□ 경쟁형 R&D □ 기획경쟁   □ 경진대회형    □ 규제개선

품목명

마이크로LED 광원 피치가 5mm 이하인 투명 사이니지용 정보표시 모듈 기술개발

(TRL :  [시작] 5단계 〜 [종료] 7단계)

1. 개념 및 정의

□ 개념

ㅇ 개발기술의 정의

- 투명매개체에 마이크로LED 및 센서소자를 매트릭스 형태로 배열하여 이미지, 문자 등의 정보표시가 가능한 투명모듈

* 투명모듈의 크기 및 매트릭스 간격 배열에 따라 개발형태 선택 가능

- 설치/활용목적에 따라 투명창호 및 인테리어 파티션 내에내에 사용자의 모션/객체인식, 설치환경 자동감지, 정보표시 등이 가능하여 다양한 용도로 활용이 가능

□ 기술개발 내용

ㅇ 5mm 광원간격 이하 대면적화 모듈의 소재·공정기술 및 설계기술 개발

- 투명유리에 형성되는 절연/배선소재, 패널코팅소재/공정, 비아홀/접속 구조를 고려하여 투명창호용 투명모듈의 고휘도, 투명, 대면적 패널 제작 기술

ㅇ 투명도 70% 이상 확보를 위한 화소구조 개발

- 100㎛ 이하의 광원으로 백색(보색/원색 혼합), RGB광원, 다양한 파장을 선택하여 투명기판의 배선기재/배선 굴절률과 개구율을 고려한 구조 제시

ㅇ 투명모듈의 적용구조를 고려한 구동/제어 기술 개발

- 상용화 제품의 조립구조, 광원밀도, 투명도, 휘도성능을 결정하는 PM/AM 구동 및 제어 기술

ㅇ 설치/활용목적에 적합한 최종제품의 구조 및 평가기술 개발

- 기존제품 대비 성능, 신뢰성, 에너지절감 등

□ 개발결과의 활용방안 (기술사업화)

ㅇ 4차산업혁명시대 패러다임에 따라 언제-어디서든 정보전달이 가능한 초연결 매개체를 건축물내외벽, 자동차 등에 적용이 가능하여 고부가가치 산업으로 발전

- 환경조도에 따라 휘도가변이 가능한 저해상도 실내 인테리어, 정보표시 유리창호, 투명칸막이, 출입문 등의 다양한 분야에 적용

- 객체자동인식, 지문 및 안면 인식 등의 센서를 동시 집적하여 출입보안이 가능한 스마트 투명출입문 등으로 적용

- 엔테테인먼트, 방송/공연, 팬던트형 안내표지, 투명장식장, 도로/건축물의 조류충돌방지 투명방호창 등의 새로운 활용 분야 확대

□ 핵심 목표 성능

핵심 성능지표		단위	달성목표	세계최고수준 (보유국/보유기관)
1	투명모듈 크기1)	m2	1.0 × 1.2 이상	0.6 × 1.2(@ 13mm Pitch) (미국/Daktronics)
2	모듈 휘도	nit	3,000 이상	3,000 (미국/Daktronics)
3	투명도2)	%	70 이상	70 (미국/Daktronics)

1) 단위크기 1.2m 이상에서 휘도, 투명도와 화소밀도를 동시 만족하며, 마이크로LED를 투명매개체에 형성된 배선/패드에 조립되어 전기적 연결이 되어야함

2) 광원의 투명도, 센서 및 구동관련 부품 등의 차지 면적을 감안한 개구율 확보를 통한 투명도

2. 국내외 기술 동향

□ 국내 기술동향

ㅇ 국내 LED를 적용한 전광판 기술개발은 `00년대 초반부터 시작하여 중소·중견기업을 중심으로 밸류체인 형성, 대기업과 함께 Mini-LED를 적용하여 초대형 디스플레이 개발 진행 중에 있으며, 최근 투명필름에 LED를 적용한 창호/인테리어용 투명모듈 개발이 활발히 진행되고 있음

* `13년 이후부터 국내 중소·중견기업을 중심으로 대형 건축물에 적용이 가능한 LED패키지 및 대면적 백색 플립칩을 적용하여 필름형태의 부착형 투명 디스플레이 개발 진행

* GS마트, 엠앤엠네트웍스, 한글라스, 레온, 한솔테크닉스, 글로우원, LG전자, 태크솔루션 등

ㅇ 최근 구동 IC를 LED와 함께 패키지 리드프레임에 조립한 화소용 패키지를 적용하여 투명모듈을 개발하고 있으나 패키지를 전량 해외 수입에 의존하고 있음

□ 국외 기술 동향

ㅇ 자동차용 고해상도 투명 디스플레이와 중국/대만을 중심으로 Mini-LED를 적용한 투명디스플레이 모듈 개발이 활발히 이루어지고 있으며, 마이크로LED를 적용하여 인테리어, 출입보안융합 투명창호 등에 대한 기술개발은 초기 단계에 있음

* (미국) 플래너사는 투명도 30% 이상의 55인치 OLED 투명 디스플레이를 ‘15년 출시 후 투과도를 50% 이상으로 기술개발 중이며, 중국은 AUO, CMI를 중심으로 50인치 이상의 투명 LCD 패널에서 OLED 기술 개발을 가속화하고 있음

* (일본) 소니는 CLEDIS 2세대 발표 후 사업다각화, 최근 SID에서 AM구동 기술개발 발표, LED 전문기업 Nichia 등에서 마이크로LED 본격적인 사업착수과 연동하여 패널 제작 Out-sourcing을 통한 생산/판매전략 수립

* (유럽) 아일랜드 X-Celeprint는 Active 구동이 가능한 마이크로 IC를 패널에 조립하여 70 PPI급 Bezel-less 모듈을 SID 2018에 출시

3. 지원 필요성

□ 정책적 지원 필요성

ㅇ 산업기술 R&D 투자전략 (’20년 R&BD전략)에 부합

- 5대 영역 25대 전략투자분야 (국민 삶의 질)

* 쾌적하고 스마트한 에너지환경 (에너지 효율향상)

* 스마트하고 편리한 생활 (미래형디스플레이, 공간형디스플레이 기술)

□ 기술적 지원 필요성

ㅇ LED 투명모듈은 화소간격, 투명소재/공정, 휘도 등의 기술적 한계로 마이크로LED 적용과 함께 소재/부품 단계에서부터 신기능 제품으로 접근 필요

- 건축/인테리어용 평판형 유리 등은 곡면 (Cuvred) 구조물에 복잡한 표시정보 증가로 광원밀도를 높이면서도 투명도를 확보할 수 있는 투명매질의 소재/공정 기술 개발이 필요

* 투명 디스플레이는 OLED 및 LCD에만 한정되어 기술개발이 되어 왔으나, 고조도 환경 제약 극복, 다양한 패널크기 대응을 위해서는 마이크로LED 기술 개발 및 축적이 필요

* `16년부터 국내외 시장에 출시되어 실외제품으로 판매되고 있는 LED투명모듈은 LED 패키지 및 플립칩 LED 등을 적용하고 있으며, 상품 완성도가 낮아 마이크로LED를 적용한 기술개발 요구 증가

* LED를 적용한 상용화 제품의 경우 0.6m × 1.2m 급의 18mm / 30mm Pitch로서 설치환경 및 적용제품의 한계존재

□ 시장적 지원 필요성

ㅇ 마이크로LED를 적용한 피사체와 중첩, 환경/보안인식, 정보전달 기능 등이 융합된 투명창호의 고부가가치 시장 확대가 예측됨

* 세계 투명 디지털 스크린의 시장규모는 ’14년 151억 달러에서 ’20년 314억 달러로 연평균 12.9%의 성장하여 `25년 84조원 예상

* 대형 광고시장은 전체 20% 이상을 차지할 것으로 예측, 다양한 인터렉티브 기술을 융합하여 실내외 활용 분야 확대가 가능할 것으로 기대

* 국내 중·대화면 마이크로LED 디스플레이 시장은 연평균 84.2%의 성장률을 보이며, 2016년 89억 원에서 2022년 3,475억 원 규모의 시장을 형성할 것으로 전망됨

* 환경조도에 따른 휘도가변 저해상도 특징의 인테리어 유리창, 유리창호, 투명출입문 등의 다양한 형태로 적용이 가능하여 조명과 디스플레이 양방향 산업으로 확대 가능

□ 사회적 지원 필요성

ㅇ 시장요구사항을 만족하는 완성도 높은 제품으로 신시장 확대를 촉진하기 위해서는 중소기업의 단독투자 위험성을 해소하고, 국내 전문기관과의 기술협업이 가능하도록 정부주도의 투자가 필요

* 고밀도 정보표시, 인체/상황 감지 등의 기술고도화를 위해서는 마이크로LED, 센서집적화, 투명배선(유리/필름) 등의 기술적용 필수

* 기존 다품종소량 제품 대비 성능향상, 대형화 및 대량생산이 가능한 산업밸류체인을 형성, 글로벌 진출 산업 경쟁력 향상 기대

* 실내 출입문, 칸막이, 벽면 등에 적용되어 출입시인성과 보안/안전기능 동시수행, 사무/작업 공간의 사무집중, 감성적 환경조성 가능

* 투명창호의 글로벌 신시장 성장과 국내 산업 육성을 통한 중소·중견기업을 중심으로 일자리 창출 기대

4. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 :  30개월   (1차년도 : 6개월, 2차년도 : 12개월, 3차년도 : 12개월)

ㅇ 정부출연금 : ‘20년 5.2억원 이내 (총 정부출연금 25억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소/중견기업

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

관리번호

2020-초절전LED-마이크로LED-일반-품목-02

산업

기술

분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

과제성격

□ 원천기술   ■ 혁신제품

광응용기기

(디스플레이)

기타 광응용기기

(기타 디스플레이)

융합유형

□ 산업고도화형 □ 사회문제해결형  ■ 신산업(시장)창출형  □ 해당없음

해당여부

□ 특허연계    □ 표준연계   □ 디자인연계    □ 글로벌협력형 R&D

□ 경쟁형 R&D □ 기획경쟁   □ 경진대회형    □ 규제개선

품목명

자동차 HUD(Head Up Display)용 2,400PPI 이상의

마이크로LED 광원 및 광학모듈 기술개발

(TRL :  [시작] 5단계 〜 [종료] 7단계)

1. 개념 및 정의

□ 개념

ㅇ 자동차 전면 유리창 또는 임의의 객체에 투사형태로 디스플레이 가능한 고밀도 R/G/B 단색 마이크로LED 배열 광원 및 다초점 광위상변조 방식의 광학모듈 기술

□ 개발 내용

ㅇ 단색 R/G/B 마이크로LED가 2,400 PPI급 이상으로 배열된 1인치 이상의 광원모듈 개발

ㅇ 야외시인성을 고려하여 5,000 nit 이상으로 투명유리에 정보표시가 가능한 광위상변조 마이크로렌즈 광학모듈 설계/제작 기술 개발

ㅇ 컴퓨터 콘텐츠 영상시현을 위한 Test용 구동/제어 모듈개발

* 고휘도 성능에 적합한 고전류 구동 백플레인 기술 적용 (기 수행과제 연계하여 개발가능)

ㅇ SAE (Society of Automotive Engineers) 기준 성능/신뢰성 검증

□ 개발결과의 활용방안 (기술사업화 포함)

ㅇ 광시야각 마이크로LED HUD 및 자율차 내의 프로젝션 방식의 홀로그램, 혼합현실 디스플레이 기술 응용

- 자동차의 고조도 환경에서 시야각이 넓은 프로젝션 디스플레이 구현을 통한 HUD 기술 고도화

- 고밀도 마이크로LED 및 고휘도 화소제어를 위한 실리콘 백플레인 기술확보

(스마트워치, 스마트글래스 활용)

- 복잡한 영상구현과 광시야각 구현이 가능한 다초점 광위상변조 방식의 광학기술 확보 (홀로그램, Light Field Display 등에 활용)

□ 핵심 목표 성능

핵심 성능지표		단위	달성목표	세계최고수준 (보유국/보유기관)
1	화소밀도1)	PPI	2,400 이상	2,000 이상 (프랑스/LETI)
2	광원모듈 밝기	nit	100K 이상	100K 이상 (프랑스/LETI)
3	디스플레이 밝기2)	nit	5,000 이상	3,000 이상 (독일/Hella)

1) R/G/B 단색 광원을 광학설계 기술을 적용하여 빛을 혼합하여 영상 구현

2) 야외시인성을 고려하여 광원/광학모듈로 부터 유리창 및 임의의 객체에 표시된 디스플레이 휘도

2. 국내외 기술 동향

□ 국내 기술동향

ㅇ 국내완성차업계(현대기아차 등)를 중심으로 HUD 부품 및 장치 전문기업 및 연구기관과 협업을 진행하여 `10년 부터 DLP, 레이저, MEMS 등의 기술개발을 진행하여 `13년부터 고급차에 적용을 시작하였음

* 초기 2.5인치 크기를 시작으로 외란광에 따른 휘도향상 및 고해상도 실현을 목표로 10인치 이상의 디스플레이가 가능한 HUD 개발을 진행하고 있으며,

* 루멘스는 `17년 마이크로LED를 활용한 마이크로디스플레이 기술을 응용하여 HUD에 적용이 가능한 R/G/B 단색 고해상도 광원모듈 개발을 진행중에 있음

* 마이크로LED를 적용한 HUD는 Before Market 적용을 중심으로 기술개발이 진행되고 있으며, 광원모듈 및 광학계 핵심기술을 확보 시 After Market으로 확대가 가능할 것으로 예측

□ 국외 기술동향

ㅇ HUD의 광원/광학 기술로 반사형 DLP, MEMS 기반의 스캐닝 레이저 등이 적용되고 있으며, 완성차 및 유리부품 기업들을 중심으로 다양한 HUD 개발을 진행중

ㅇ 완성차 기업보유 국가들을 중심으로 해당 국가의 HUD 부품/장치 기업들과 협업하여 `90년대부터 지속적인 기술개발을 진행하여 왔으며, 전면유리에 정보제공이 가능한 제품을 출시, 향후 증강현실 및 홀로그램 형태로 기술을 발전시키고 있음

* (미국) GM은 Visteon, Dephi 등과 협력하여 `09년 이후부터 완성차에 장착, `10년 Microvision과 레이저 광원을 적용한 HUD 출시 후 화각과 휘도향상을 위한 기술개발 진행

* (일본) Toyota는 Denso, Seiki 등과 협력, 시인성 향상 기술을 적용하여 고해상도 이미지를 실현하는데 기술개발을 집중하고 있으며, 마이크로LED를 적용한 HUD 개발 진행

* (유럽) 독일 BMW 및 벤츠, 프랑스 푸조는 `10년부터 문자 및 단순이미지 표시가 가능한 HUD를 장착, 프라운호퍼, LETI, 오스람 및 Continental 등과 고휘도 마이크로LED 적용을 위한 협업 진행

* (대만) Springteq는 외장형 HUD 장치를 개발, 유리창에 정보표시가 가능한 빔프로젝트형 HUD를 개발, ITRI 및 마이크로LED 기업들과 협업하여 HUD용 광원 기술개발 진행

3. 지원 필요성

□ 정책적 지원 필요성

ㅇ 산업기술 R&D 투자전략 (’20년 R&BD전략)에 부합

- 5대 영역 25대 전략투자분야 (국민 삶의 질)

* 쾌적하고 스마트한 에너지·환경 (에너지 효율향상)

* 스마트하고 편리한 생활 ((미래형디스플레이, 공간형디스플레이 기술)

* ‘수송기기 장거리 고편의 전기구동자동차’와 ‘미래형 디스플레이 분야의 퍼블릭-임베디드/지능형 인터액티브 디스플레이 기술’ 융합

□ 기술적 지원 필요성

ㅇ 고휘도, 광시야각 확대, 선택적인 영상투사, 복잡한 영상표현을 위해서는 마이크로LED의 고휘도 발광광원을 활용한 기술개발 요구가 증가

* 운전자 전방시현 장치로서 DLP(Digital Light Processing) 방식의 HUD는 DMD(Digital Micromirror Device)에 빛을 반사시켜 디스플레이를 구현하여 휘도가 낮고 정보표시 콘텐츠의 한계가 발생

* 전면 유리창 또는 조사면의 디스플레이 크기는 약 8“ 크기의 수준으로 광시야각이 낮고 2,000 nits 이하의 낮은 휘도 특성과 반사형 광학계의 복잡한 구성으로 일정 이상의 시스템의 크기 요구

* 레이저/LED를 적용한 이색성(Dichroic) 반사경 방식은 LCD의 투과 광량의 한계로 자동차 환경에 적용하기 적합하지 않음

□ 시장적 지원 필요성

ㅇ 국방/민간항공기에서 적용되어 오던 HUD는 자동차, 스포츠, 엔터테인먼트 등의 다양한 신규시장으로 진출, 자율수송기기의 인포테인먼트 기기로 발전하여 시장성장이 예상

* 글로벌 차량용 HUD시장은 `20년 37.1억불에서 `25년 130.2억불로 연평균 25.54%의 추이로 성장예상 (Marketsandmarket, Automotive HUD Market, 2017)

* 마이크로LED의 고휘도, 고해상도, 광각 솔루션으로 고급형 완성차 및 대형 수송기기 등에 적용되어 전체 시장의 40% 이상을 차지할 것으로 예측

* Wayray, Apple, TI, Harman, Pioneer 등의 자동차 전장 부품 기업에서 복잡한 영상구현이 가능한 HUD를 마이크로LED 전문기업과 협업하여 개발진행, 국내에서도 관련 소재, 부품 산업을 육성하여 국산화 및 수출확대 필요

□ 사회적 지원 필요성

ㅇ 4차산업혁명 패러다임 변화에 따라 자율차 내의 홀로그램, 혼합현실 디스플레이 기술선도를 위해서는 마이크로LED HUD 기술 기반 인프라 조성 필요

* HUD의 마이크로LED 화소 고밀도/고휘도화, 광학기술을 바탕으로 광시야각 대면적화/입체화 기술 확보의 교두보 역할 기대

* 국내 자동차 분야의 마이크로LED 광원기술을 활용하는 산업의 밸류체인 형성으로 신시장 및 고용 창출 확대

4. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 :  30개월   (1차년도 : 6개월, 2차년도 : 12개월, 3차년도 : 12개월)

ㅇ 정부출연금 : ‘20년 5.2억원 이내 (총 정부출연금 25억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소/중견기업

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

관리번호

2020-초절전LED-마이크로LED-일반-품목-03

산업

기술

분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

과제성격

□ 원천기술   ■ 혁신제품

광응용기기

(가정용기기 및 전자응용기기)

기타 광응용기기

(조명기기)

융합유형

□ 산업고도화형 □ 사회문제해결형  ■ 신산업(시장)창출형  □ 해당없음

해당여부

□ 특허연계    □ 표준연계   □ 디자인연계    □ 글로벌협력형 R&D

□ 경쟁형 R&D □ 기획경쟁   □ 경진대회형    □ 규제개선

품목명

10m 이상 근거리 안전감지가 가능한 소형 모빌리티용

근적외선 마이크로LED 집적 모듈기술 개발

(TRL :  [시작] 5단계 〜 [종료] 7단계)

1. 개념 및 정의

□ 개념

ㅇ 사회안전, 국민편익 등 사회적 문제 대응과 4차산업혁명시대 소형 모빌리티기기에 적용이 가능하도록 마이크로LED, 센서, 신호처리 부품을 집적한 초소형화 모듈 기술 개발

* 소형모빌리티 기기 : 자동화 물류용 로봇, 소형바이크, 스쿠터, 퀵보드, 전동휠체어 등

ㅇ 저가격, 고출력 근적외선 마이크로LED를 센서기능과 융복합 집적화로 근거리 객체감지 장치의 범용적인 활용성 증대

□ 기술개발 내용

ㅇ 고효율 근적외선 마이크로 LED 광원(에피/칩) 기술 개발

- 안전센서에 적합한 1 ㎛ 이하의 중심파장은 제안자가 결정

- 100 ㎛ 이하 근적외선 마이크로LED 칩 기술개발

ㅇ 광범위 감지를 위한 광학렌즈 및 유연 패키지 기술개발

- 180도 이상의 감지범위 구현을 위한 마이크로LED 조립용 유연패키지 개발

- 광원구조에 적합한 각도 분해능 10도 이하의 배열형 결상광학렌즈 개발

ㅇ 제품소형화를 위한 설계 및 공정기술 개발

- 유연패키지에 렌즈, 신호처리 소자 집적기술 개발

ㅇ 발광구동 및 수신데이터 신호처리 기술 개발

- 마이크로LED ns 단위의 구동제어 및 수신신호의 거리감지 정확도 향상

ㅇ 수발광 집적모듈의 성능 및 신뢰성 평가 기술 개발

- 객체위치, 감지범위, 거리분해능, 사용환경 신뢰성 등

□ 개발결과의 활용방안 (기술사업화 등)

소형모빌리티	◦ 자동화 물류/배달서비스 로봇, 2인 이하 소형이송차, 스쿠터, 퀵보드, 장애인용 전동 휠체어 등
대형모빌리티	◦ 자율차, 선박, 항공 등
보안기기 등	◦ 디지털광 도어락, 자동차 광스마트키, 공항, 호텔, 관공서, 항만시설의 감지 센서

□ 핵심성능지표

핵심 성능지표		단위	달성목표	세계최고수준 (보유국/보유기관)
1	NIR 마이크로LED 효율	%	20 이상	20 (일본/Hamamatsu)
2	감지거리1)	meter	10 이상	5.5 m 이하 (일본/Sharp)
3	거리분해능2)	Cm	10 Cm 이하	10 Cm 이하 (일본/Sharp)

1) 근적외선 광원을 통해 감지 가능한 최소거리, 성능평가 개발에 반영 필요

2) 진행방향 또는 전후방물체에 대한 거리별 위치정확도 감지지표

(활용제품에 따라 경고음, 자동정지 등의 기능에 활용)

2. 국내외 기술 동향

□ 국내 기술동향

ㅇ 국내 소형모빌리티 기기의 안전감지, 자율주행은 도입기로서 중소·중견기업 및 Start-Up 기업을 중심으로 활발한 연구가 진행되고 있으나, 광원, 센서 등의 관련 부품에 대한 국산화 및 고도화 기술개발이 필요

□ 해외 기술동향

ㅇ AI, Big Data를 기반으로 수송기기의 지능화, 완전자율주행 실현을 위해 레이더 및 라이다 시스템 개발이 활발히 진행되고 있으며, 향후 드론, 개인이송, 공장자동화, 출입안전 등 소형기기 중심의 센서기술 개발이 진행될 것으로 예측

3. 지원 필요성

□ 정책적 지원 필요성

ㅇ 산업기술 R&D 투자전략 (’20년 R&BD전략)에 부합

- 5대 영역 25대 전략투자분야 (국민 삶의 질)

* 쾌적하고 스마트한 에너지·환경 (에너지 효율향상)

* 편리하고 안전한 미래수송

* 미래형 디스플레이 분야의 퍼블릭-임베디드/지능형 인터액티브 디스플레이 기술과 모바일·웨어러블 디스플레이 기술

□ 기술적 지원 필요성

ㅇ 근적외선 영역의 다양한 광원으로 보안/안전감지 및 통신 분야에 적용되고 있으며, 마이크로LED를 활용하여 객체감지, 데이터 전송 등을 소형화 기기에 적용하기 위한 개발이 진행되고 있음

* 자율주행기기의 객체감지는 레이저나 고주파를 적용하고 있으나, 인지각도, 분해능제한과 일정이상의 크기 등으로 광범위한 근거리 감지와 통신기능의 마이크로LED 응용 기술개발이 요구

* LD, 고출력 VSCEL 등으로 자율주행차 객체감지, 자동문 위험감지 안전성 확보를 위해 기술개발을 진행하여 왔으나, 광원의 해외의존도와 부품단가가 높아 근거리에서 효과적인 적용이 가능한 근적외선 마이크로LED 기술개발 요구 증가

□ 시장적 지원 필요성

ㅇ 개인휴대 소형 모빌리티, 휴대기기 중심의 보안/안전장치는 5G 시대 개막과 동시에 규모가 더욱 확대될 것으로 전망

* 정보보안/안전관련 전체시장은 `20년 1,240억 달러 규모로서 IoT 관련 안전/보안 시장은 `21년 31억불 규모로 형성, 국내는 7.2조원 시장예측

* `19년 라이다부품 시장은 13억불에서 매년 13% 이상 성장하여 자율차 뿐만 아니라 드론, 개인이동기기 등의 소형 모빌리티 기기로확대 예측

□ 사회적 지원 필요성

ㅇ 미래사회의 개인이동수단으로서 다양한 모빌리티 기기 등장으로 근적외선 감지, 경고, 자동화 솔루션으로 개인편의 제공과 동시에 안전한 사회구현에 기여

* 소형 이송/이동 수단의 자동감지 및 제동 등으로 활용되어 사용자 및 시민의 안전확보 기여

* 다양한 기기의 형상, 구조 등에 마이크로LED를 범용적으로 적용할 수 있는 다품종 맞춤형 부품 및 장치의 중소·중견기업 육성 및 일자리 창출 기회 마련

4. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 :  30개월   (1차년도 : 6개월, 2차년도 : 12개월, 3차년도 : 12개월)

ㅇ 정부출연금 : ‘20년 5.2억원 이내 (총 정부출연금 25억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소중견기업

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

관리번호

2020-초절전LED-마이크로LED-일반-품목-04

산업

기술

분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

과제성격

□ 원천기술   ■ 혁신제품

광응용기기

(가정용기기 및 전자응용기기)

기타 광응용기기

(조명기기)

융합유형

□ 산업고도화형 □ 사회문제해결형  ■ 신산업(시장)창출형  □ 해당없음

해당여부

□ 특허연계    □ 표준연계   □ 디자인연계    □ 글로벌협력형 R&D

□ 경쟁형 R&D □ 기획경쟁   □ 경진대회형    □ 규제개선

품목명

두루마리형 마이크로 LED 면조명 모듈 개발

(TRL :  [시작] 5단계 〜 [종료] 7단계)

1. 개념 및 정의

□ 개념

ㅇ 친환경 고효율 조명으로서 LED가 많은 관심을 갖고 있으나, LED조명소자의 새로운 가치인 디자인의 자유도와 신개념 공간창출의 혁신 수요 대두.

ㅇ 고도의 유연·신축성 기판에 초미세 고효율의 조명용 마이크로 LED를 이용한 재단 가능한 두루마리 형태의 면조명 모듈로 개발하여 신시장 창출 필요함.

ㅇ 다양한 장소 및 형상으로 옥외 사용에 용이한 경량, 박형, 방수·방진 기능을 내재한 DIY형 모듈개발이 필요함.

□ 개발내용

ㅇ 조명용 고효율 마이크로 LED 기술개발

- 100x100㎛2이하 조명용 소자 개발

ㅇ 두루마리형 면조명 제작을 위한 광변환 소재 기술개발

- 고안정성 광변환 소재 합성 기술

- 고효율 광변환 소재 구현 기술

- RTR 기반 두루마리형 방수 방진 필름화 기술

ㅇ 디자인 자유도가 높은 두루마리형 면조명 모듈화 기술개발

- 유연전극 배선 기판 기술

- 사용자 편의에 따라 다양한 크기로 재단하여 사용할 수 있는 모듈화 기술

- 연색지수 및 광효율 유지 신뢰성 기술 (모듈 가속 수명 테스트 환경 조건)

□ 개발결과의 활용 방안

ㅇ 조명

- 특수 조명 벽지로 일반 주택 및 사무실등의 기능성 건축 자재

- 디자인적 요소를 가미한 자동차 실내용 면조명 및 전조. 후미등

- 방송용 휴대. 두루마리 조명

- 다양한 디자인의 캠핑용 면조명

- 의료용 플렉서블 LED 패치

ㅇ 디스플레이

- 광변환 R.G.B 생성기술 적용 마이크로 LED 디스플레이 분야

□ 핵심성능지표

핵심 성능지표		단위	달성목표	세계최고기술수준	세계최고 기술보유국 (보유기관)
1	연색지수	-	≥ 90	95	(한국/서울반도체)*
2	광효율	lm/W	≥ 180	120	(한국/서울반도체)*
3	기판 Spec.	mm	폭 > 300 (RTR 장비 기준), 곡률반경 < 50	-	-

* 3,000x3,000 um2 사이즈 기준 수치이며 100x100um2 이내의 Spec.은 현재 존재하지 않음.

2. 국내외 기술 동향

□ 국내 기술동향

ㅇ 최근 고효율 초소형 LED 소자에 대한 연구는 차세대 마이크로LED 디스플레이 기술 개발을 목적으로 많은 연구가 진행되고 있으나, 고효율, 유연한 마이크로LED 면조명 관련 연구개발은 전무함.

□ 해외 기술동향

ㅇ 글로벌 조명기업과 저가의 중국기업 사이에서 국내 중소조명기업의 활로 개척을 위한 신기술이 적용된 프리미엄 조명 기술 개발이 절실함.

3. 지원 필요성

□ 정책적 지원 필요성

ㅇ 산업기술 R&D 투자전략 (’20년 R&BD전략)에 부합

- 5대 영역 25대 전략투자분야 (국민 삶의 질)

* 쾌적하고 스마트한 에너지환경 (에너지 효율향상)

* 스마트하고 편리한 생활 (미래형디스플레이, 공간형디스플레이 기술)

□ 기술적 지원 필요성

ㅇ 국내 조명산업은 중국제품에 의해 경쟁력을 상실한 상태로, 새로운 기술 및 제품 개발을 위한 강력한 투자가 요구되고 있음.

ㅇ 영세한 중소기업 조명업체들이 핵심원천기술인 초미세 고효율 조명용 마이크로 LED 제조 기술과 고연색 광변환 소재 기술 개발 등에 대한 직접 투자는 경제적으로 큰 위험성이 따름.

□ 시장적 지원 필요성

ㅇ 200조원의 세계 조명시장에서, 국내 조명산업은 고부가가치의 고연색 조명, 롤러블 DIY형 면조명와 같은 새로운 기술을 적용한 프리미엄 제품으로 시장경쟁력을 확보할 필요가 있음.

ㅇ 선구적기업/기관이 마이크로 LED, 광변환 소재, 플렉시블 기판, 패키지 기술을 확보하여 중간재인 조명모듈을 개발/생산하고, 소기업이 다양한 디자인의 제품화를 통한 다품종 소량생산 조합형 협력체계 구축을 통한 조명산업 경쟁력을 회복할 방안을 마련한 필요가 있으며, 이를 위한 정부 주도의 적극적 지원이 절실함

□ 사회적 지원 필요성

ㅇ 국내 조명산업은 일반 규격화된 LED 조명은 이미 기술이 보편화되어 중국에 경쟁력을 상실했으며, 공공조달사업으로 연명하고 있는 실정임.

ㅇ 자생을 위한 새로운 시장 개척이 요구되며, 특히 디자인 자유도가 높고 효율과 연색지수가 높으며 인간의 눈건강(시력감퇴 및 녹내장 방지)을 위해 초미세 마이크로 LED와 광변환 기술을 이용한 두루마리형태의 LED 면조명은 조명용 마이크로 LED 소자 기술, 광변환 기술, 방수/방진패키지 기술, 플렉시블 전자기술등의 핵심기술이 요구됨.

4. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 :  36개월   (1차년도 : 6개월, 2차년도 : 12개월, 3차년도 : 12개월)

ㅇ 정부출연금 : ‘20년 5.2억원 이내 (총 정부출연금 25억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소중견기업

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수